用于距离测量的图像传感器和图像传感器模块制造技术

提供了一种用于距离测量的图像传感器以及一种包括所述图像传感器的图像传感器模块。所述图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列包括多个像素，所述多个像素包括布置在第一线上的多个第一像素和布置在第二线上的多个第二像素，其中，所述多个第一像素和所述多个第二像素被布置为彼此交错，并且所述多个第一像素和所述多个第二像素中的每一个像素包括多个调制晶体管，所述多个调制晶体管用于在光电荷收集时段期间接收多个调制信号；行译码器，所述行译码器向所述像素阵列提供控制信号和所述多个调制信号；以及模数转换电路，所述模数转换电路从所述像素阵列接收多个感测信号并且将所述多个感测信号转换成多个数字信号。并且将所述多个感测信号转换成多个数字信号。并且将所述多个感测信号转换成多个数字信号。

【技术实现步骤摘要】
用于距离测量的图像传感器和图像传感器模块
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2021年6月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
‑
2021
‑
0084191的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术构思涉及图像传感器，并且更具体地，涉及用于测量距离的图像传感器以及包括该图像传感器的图像传感器模块。

技术介绍

[0004]基于飞行时间(ToF)的三维(3D)图像传感器可以通过测量到目标对象的距离来生成目标对象的3D图像。具体地，执行基于ToF的距离测量的图像传感器可以通过测量直到从光源发出的脉冲光信号从被目标对象反射返回为止的时间来计算到目标对象的距离。由图像传感器做出的测量可以用于基于所计算出的距离来生成目标对象的3D图像。作为从光源输出的光信号，可以使用微波、光波、超声波和/或类似物。

技术实现思路

[0005]本专利技术构思提供一种具有改进的感测性能的图像传感器以及一种包括该图像传感器的图像传感器模块。
[0006]根据本专利技术构思的一个方面，提供了一种用于距离测量的图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列包括多个像素，所述多个像素包括位于第一线上的多个第一像素和位于与所述第一线相邻的第二线上的多个第二像素，其中，所述多个第一像素和所述多个第二像素彼此交错，并且所述多个第一像素和所述多个第二像素中的每一个像素包括多个调制晶体管，所述多个调制晶体管被配置为在光电荷收集时段期间接收多个调制信号；行译码器，所述行译码器被配置为向所述像素阵列的所述多个第一像素和所述多个第二像素提供控制信号和所述多个调制信号；以及模数转换电路，所述模数转换电路被配置为从所述像素阵列接收多个感测信号并且将所述多个感测信号转换成多个数字信号。
[0007]根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种用于距离测量的图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列包括多个像素，所述多个像素包括位于第一行中的第一像素和位于与所述第一行相邻的第二行中的第二像素，其中，所述第一像素和所述第二像素在列方向上彼此交错，其中，所述多个像素中的每一个像素包括被配置为根据接收到的光信号来生成电荷的电荷收集器；第一阀门，所述第一阀门被配置为响应于第一调制信号而发送所述电荷的第一相位分量；第二阀门，所述第二阀门被配置为响应于具有与所述第一调制信号相同的频率和与所述第一调制信号不同的相位的第二调制信号而发送所述电荷的第二相位分量；以及至少一个读取电路，所述至少一个读取电路连接到所述第一阀门和所述第二阀门。
[0008]根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种图像传感器模块，所述图像传感器模块包括：光源，所述光源被配置为将调制光照射到对象；以及图像传感器，所述图像传感器被配置为通过感测从所述对象反射的所述调制光来测量到所述对象的距离，所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包括彼此交错的多个像素，所述多个像素中的每一个像素包括多个调制晶体管，所述多个调制晶体管被配置为在光电荷收集时段期间接收多个调制信号；以及行译码器，所述行译码器被配置为向所述多个像素提供控制信号和所述多个调制信号。
附图说明
[0009]根据结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本专利技术构思的一些示例实施例，在附图中：
[0010]图1是根据一些示例实施例的图像传感器模块的框图；
[0011]图2A和图2B示出了根据一些示例实施例的像素阵列的实现方式；
[0012]图3A和图3B示出了根据一些示例实施例的像素的等效电路；
[0013]图4是示出了施加到图3A和图3B的像素的调制信号的定时图；
[0014]图5A和图5B是根据一些示例实施例的像素阵列中提供的像素的主要部分的示意横截面图和示意俯视图；
[0015]图6A和图6B是根据一些示例实施例的像素阵列中提供的像素的主要部分的示意横截面图和示意俯视图；
[0016]图7A和图7B示出了根据一些示例实施例的像素的等效电路；
[0017]图8A、图8B、图8C和图8D示出了根据一些示例实施例的像素的等效电路；
[0018]图9A、图9B和图9C示出了根据一些示例实施例的像素阵列的实现方式；
[0019]图10A和图10B示出了根据一些示例实施例的像素阵列的实现方式；
[0020]图11A和图11B示出了根据一些示例实施例的像素阵列的实现方式；
[0021]图12A和图12B示出了根据一些示例实施例的像素阵列的实现方式；
[0022]图13A和图13B示出了根据一些示例实施例的像素阵列的实现方式；
[0023]图14是包括多相机模块的电子装置的框图；
[0024]图15是图14的相机模块的详细框图。
[0025]具体实现方式
[0026]在下文中，将参考附图详细地描述本专利技术构思的一些示例实施例。在附图中相同的附图标记表示相同的部件，因此省略了其重复描述。
[0027]当在本说明书中连同数值一起使用术语“大约”或“大体上”时，意图是相关数值包括所述数值附近的制造公差(例如，
±
10％)。
[0028]图1是根据一些示例实施例的图像传感器模块10的框图。
[0029]图像传感器模块10可以通过测量对象OBJ与图像传感器模块10之间的距离来获得距离信息。可以在例如上面安装有图像传感器模块10的装置的三维(3D)用户界面中使用距离信息，因此，用户可以与作为游戏(和/或另一应用)的一部分的对象OBJ的3D图像交互和/或生成3D图像数据IDT，例如距离图像(和/或深度图像)。
[0030]图像传感器模块10可以安装在执行距离测量的电子装置上。例如，图像传感器模
块10可以应用于移动装置、手机、智能电话、用户设备(UE)、可穿戴装置、平板、数码相机、膝上型或台式计算机、电子智能手表、机器对机器(M2M)通信装置、虚拟现实(VR)装置、激光探测及测距(LADAR)装置、红外显微镜、红外望远镜、视频游戏室中的游戏机、交互式视频终端、汽车中安装的(和/或集成的)相机、机器视觉系统或模块、机器人和/或类似物。另外，可以在各种应用中使用图像传感器模块10，这些应用诸如身体热成像装置、环境监测系统(诸如无人产品监测器和海洋污染监测器)、半导体生产线中的温度监测系统、建筑物绝缘和泄漏检测系统、电气/电子印刷电路板(PCB)电路和部件检查系统和/或类似物。
[0031]图像传感器模块10可以包括图像传感器100、光模块200、定时控制器300和透镜LS。另外，图像传感器模块10还可以包括和/或连接到诸如存储器和处理器的通用部件。
[0032]在一些示例实施例中，图像传感器模块10可以集成到一个半导体芯片中。在一些示例实施例中，图像传感器100、光模块200和/或定时控制器300可以实现为单独的半导体芯片。例如，在一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于距离测量的图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列包括多个像素，所述多个像素包括：位于第一线上的多个第一像素，和位于与所述第一线相邻的第二线上的多个第二像素，其中，所述多个第一像素和所述多个第二像素彼此交错，并且所述多个第一像素和所述多个第二像素中的每一个像素包括多个调制晶体管，所述多个调制晶体管被配置为在光电荷收集时段期间接收多个调制信号；行译码器，所述行译码器被配置为向所述像素阵列的所述多个第一像素和所述多个第二像素提供控制信号和所述多个调制信号；以及模数转换电路，所述模数转换电路被配置为从所述像素阵列接收多个感测信号并且将所述多个感测信号转换成多个数字信号。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素阵列包括使所述多个像素中的每一个像素分离的六边形网格。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述六边形网格包括深沟槽绝缘体结构。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个像素包括：第一阀门，所述第一阀门被配置为响应于第一调制信号，发送光电荷的第一相位分量，所述光电荷是响应于接收到的光信号而生成的；以及第二阀门，所述第二阀门被配置为响应于第二调制信号，发送所述光电荷的第二相位分量，其中，所述第一调制信号和所述第二调制信号具有与照射到对象的调制光相同的频率，所述第一调制信号具有与所述调制光相同的相位或者与所述调制光具有90
°
的相位差，并且所述第二调制信号与所述第一调制信号具有180
°
的相位差。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一阀门和所述第二阀门中的每一者包括：所述多个调制晶体管当中的调制晶体管，所述调制晶体管被配置为接收所述多个调制信号之一并且响应于所接收到的调制信号而发送所述光电荷；存储器件，所述存储器件被配置为存储所述光电荷；以及转移晶体管，所述转移晶体管被配置为在读取时段中输出所述光电荷。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一阀门和所述第二阀门中的每一者在所述多个像素中处于相同位置处。7.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述第一阀门和所述第二阀门均被对称地布置在所述多个第一像素当中的相邻第一像素中。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述相邻第一像素中的所述第一阀门连接到同一互连线。9.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个像素还包括：电荷收集器，所述电荷收集器包括被配置为生成所述光电荷的光电转换器件；以及一个或更多个读取电路，所述一个或更多个读取电路连接到所述第一阀门和所述第二
阀门。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述一个或更多个读取电路在所述多个像素中的至少两个相邻像素之间被共享。11.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述电荷收集器还包括：光电晶体管，所述光电晶体管被配置为在所述光电荷收集时段期间响应于具有固定电平的光电栅极控制信号而生成所述光电荷。12.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每一个像素还包括：溢出晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈暎究，金永灿，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：