[发明专利]一种锗硅图像传感器、采集模组及TOF深度相机

权利要求书

1.一种锗硅图像传感器，其特征在于，包括由多个像素构成的像素阵列；其中，所述像素包括：读入单元、缓冲直接注入结构单元、解调单元、以及读出单元；

所述读入单元包括锗光电二极管，被配置为将入射至传感器的光信号转换为电荷信号；

所述缓冲直接注入结构单元与所述锗光电二极管连接，被配置为减小所述电荷信号的输入阻抗和提供稳定的偏压，并将所述电荷信号传输至所述解调单元；

所述解调单元，被配置为使所述电荷信号根据多个曝光控制晶体管分别生成多个电压信号；所述解调单元还包括第一积分电容和第二积分电容，被配置为分别对所述多个曝光控制晶体管产生的电压进行积分；

所述解调单元还包括传输晶体管，所述传输晶体管分别与所述解调单元和所述读出单元连接，被配置为分时将所述第一积分电容和所述第二积分电容收集的电荷传输至所述读出单元；

所述读出单元被配置为读取所述电压信号。

2.如权利要求1所述的锗硅图像传感器，其特征在于：所述缓冲直接注入结构单元包括有放大器和NMOS晶体管；其中，

所述NMOS晶体管的源极分别连接所述读入单元的输出端和所述解调单元的输入端；

所述放大器的正输入端连接直流偏置电源，负输入端连接所述读入单元的输出端，所述放大器的输出端连接所述NMOS晶体管的栅极，被配置为减小所述NMOS晶体管的阻抗。

3.如权利要求1所述的锗硅图像传感器，其特征在于：还包括混合键合单元，所述混合键合单元分别连接所述读入单元的输出端和所述缓冲直接注入结构单元的输入端，被配置为实现单硅层晶圆和锗硅层晶圆物理结构键合，将在锗硅层晶圆经过光电转换的电荷信号传输至单硅层缓冲直接注入结构单元。

4.如权利要求1所述的锗硅图像传感器，其特征在于：所述读出单元包括源极跟随晶体管和选择晶体管；其中，所述选择晶体管被配置为控制所述电压信号的输出。

5.如权利要求1所述的锗硅图像传感器，其特征在于：所述锗光电二极管包括有掩埋在硅锗层的光检测器，所述光检测器被配置为将入射至所述图像传感器的光信号转换为电荷信号。

6.如权利要求3所述的锗硅图像传感器，其特征在于：所述读出单元包括第一读出单元和第二读出单元，被配置为分别读取所述第一积分电容和所述第二积分电容的电压。

7.一种采集模组，其特征在于：包括有透镜单元以及权利要求1-6任一项所述的锗硅图像传感器。

8.一种TOF深度相机，其特征在于，包括：

发射模组、被配置为向目标物体发射光束；

如权利要求7所述的采集模组，被配置为采集经所述目标物体反射回的至少一部分反射光信号；

控制与处理器，分别与所述发射模组和所述采集模组连接，同步所述发射模组以及所述采集模组的触发信号以计算光束由所述发射模组发出并被所述采集模组接收所需要的时间。