[发明专利]固态图像传感器和摄像设备

说明书

本发明提供一种固态图像传感器和摄像设备，其可以在抑制电路规模增大的同时实现图像获取和测距。所述固态图像传感器包括：多个像素，所述多个像素中的各像素包括传感器单元，所述传感器单元用于按基于光子的接收频率的频率产生脉冲；以及计数器，其以第一模式和第二模式工作，所述第一模式用于对所述传感器单元所产生的信号的脉冲数进行计数，以及所述第二模式用于对基于自从发光单元发光的定时起的经过时间的预定信号的脉冲数进行计数。

技术领域

本发明涉及固态图像传感器和摄像设备。

背景技术

传统上提出了使用雪崩光电二极管(APD)来检测单个光子的技术。如果单个光子入射到被施加了比击穿电压大的反向偏置电压的雪崩光电二极管上，则生成载流子，发生雪崩倍增，并且产生大的电流。可以基于该电流来检测单个光子。该雪崩光电二极管被称为SPAD(单光子雪崩二极管)。日本特开2014-81253公开了雪崩光电二极管设置在受光装置中的光电检测器。日本特开2015-173432公开了如下的图像传感器，其中在该图像传感器中，各像素包括：储存电容器，用于储存光电转换元件所生成的电荷；比较器，用于在储存电容器处的电压与基准电压一致的情况下输出脉冲；以及复位晶体管，其利用该脉冲而接通，以复位储存电容器处的电压。

然而，如果要使用SPAD来实现图像获取和测距这两者，则电路规模将增大。

发明内容

本发明提供可以在抑制电路规模增大的同时实现图像获取和测距的固态图像传感器和摄像设备。

根据本发明的方面，提供一种固态图像传感器，包括：多个像素，所述多个像素中的各像素包括传感器单元，所述传感器单元用于按基于光子的接收频率的频率产生脉冲；以及计数器，用于以第一模式和第二模式中的任一模式工作，所述第一模式用于对所述传感器单元所产生的信号的脉冲数进行计数，以及所述第二模式用于对基于自发光单元发光的定时起的经过时间的预定信号的脉冲数进行计数。

根据本发明的另一方面，提供一种摄像设备，包括：固态图像传感器，其包括：多个像素，所述多个像素中的各像素包括传感器单元，所述传感器单元用于按基于光子的接收频率的频率产生脉冲；以及计数器，用于以第一模式和第二模式中的任一模式工作，所述第一模式用于对所述传感器单元所产生的信号的脉冲数进行计数，以及所述第二模式用于对基于自发光单元发光的定时起的经过时间的预定信号的脉冲数进行计数；以及信号处理部件，用于处理从所述固态图像传感器输出的信号。

根据本发明的又一方面，提供一种摄像设备，包括：固态图像传感器，其包括：传感器单元，用于按基于光子的接收频率的频率产生脉冲信号；以及计数器，用于对所述脉冲信号的脉冲数进行计数；以及控制部件，用于将所述固态图像传感器驱动并控制成以用于拍摄被摄体的图像的第一模式和用于获取与到所述被摄体的距离有关的信息的第二模式其中之一工作。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的更多特征将变得明显。

附图说明

图1示出根据第一实施例的固态图像传感器。

图2是示出根据第一实施例的固态图像传感器的操作的时序图。

图3A和3B示出根据第一实施例的固态图像传感器。

图4A和4B是示出摄像设备的框图。

图4C是示出摄像设备的框图。

图5示出根据第二实施例的固态图像传感器。

图6是示出根据第二实施例的固态图像传感器的操作的时序图。

图7概念性地示出根据第三实施例的固态图像传感器中所包括的像素阵列的各个区域。

图8示出根据第三实施例的固态图像传感器。

图9是示出根据第三实施例的固态图像传感器的操作的时序图。