[發(fā)明專利]空間信息檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010172632.8
• 申請(qǐng)日: 2006-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101834197A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 橋本裕介;高田裕司;今井憲次;常定扶美
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電工株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/148
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/148;G01S7/491;G01S17/36;H04N5/335
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 潘士霖;陳煒

1.一種空間信息檢測(cè)裝置，包括：

發(fā)光源(2)，被配置成將由調(diào)制信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的信號(hào)光投射到對(duì)象空間；

光電檢測(cè)部分(1)，被配置成在與所述調(diào)制信號(hào)同步的定時(shí)從對(duì)應(yīng)于從所述對(duì)象空間檢測(cè)的接收光量的電荷分離出恒定量的偏置成分，從而提供反映所述信號(hào)光的波動(dòng)成分的接收光輸出；以及

信號(hào)處理部分(3，4)，被配置成通過(guò)使用所述接收光輸出來(lái)檢測(cè)所述對(duì)象空間的空間信息；

其中所述光電檢測(cè)部分(1)包括：

光電轉(zhuǎn)換部分(D1)，被配置成接收來(lái)自所述對(duì)象空間的光以生成電荷；

電荷分離部分(D2)，被配置成從由所述光電轉(zhuǎn)換部分生成的電荷中分離出對(duì)應(yīng)于所述偏置成分的規(guī)定的恒定量的不需要的電荷，其中所述光電轉(zhuǎn)換部分生成的電荷對(duì)應(yīng)于不依賴于所述信號(hào)光的波動(dòng)的所述恒定量的偏置成分和根據(jù)所述信號(hào)光的波動(dòng)變化的所述波動(dòng)成分的總和；

電荷累積部分(D3)，被配置成累積通過(guò)從所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)生成的電荷中分離出所述不需要的電荷而獲得的殘留電荷作為有效電荷；以及

電荷取出部分，被配置成取出在所述電荷累積部分(D3)中累積的所述有效電荷作為所述接收光輸出，

其中所述光電檢測(cè)部分(1)包括：

分離電極(14a)，布置在所述半導(dǎo)體襯底上，以在所述半導(dǎo)體襯底中形成勢(shì)阱作為所述電荷分離部分(D2)；

累積電極(14b)，布置在所述半導(dǎo)體襯底上，以在所述半導(dǎo)體襯底中形成勢(shì)阱作為所述電荷累積部分(D3)；

壘控制電極(14c)，布置在所述半導(dǎo)體襯底上且在所述分離電極(14a)和所述累積電極(14b)之間，以在所述電荷分離部分(D2)和所述電荷累積部分(D3)之間形成勢(shì)壘(B1)；以及

電荷量調(diào)節(jié)裝置，所述電荷量調(diào)節(jié)裝置被配置成在所述電荷分離部分(D2)和所述電荷累積部分(D3)之間形成勢(shì)壘(B1)，并關(guān)于所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)生成的電荷調(diào)節(jié)通過(guò)所述勢(shì)壘(B1)從所述電荷分離部分(D2)流入所述電荷累積部分(D3)的電荷的量，以及

其中所述電荷量調(diào)節(jié)裝置包括：控制部分(4)，被配置成控制對(duì)所述壘控制電極(14c)施加的電壓以改變所述勢(shì)壘(B1)的高度；或者控制部分(4)，被配置成控制對(duì)所述分離電極(14a)施加的電壓以改變所述電荷分離部分的所述勢(shì)阱的深度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間信息檢測(cè)裝置，還包括定時(shí)控制部分(4)，被配置成與所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)通過(guò)接收來(lái)自強(qiáng)度調(diào)制的光照射到的所述對(duì)象空間的光生成電荷的光接收時(shí)間段和通過(guò)使用所述電荷分離部分(D2)和所述電荷累積部分(D3)從所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)生成的電荷中分離出所述不需要的電荷的稱量時(shí)間段相關(guān)聯(lián)地確定所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)、所述電荷分離部分(D2)和所述電荷累積部分(D3)的操作定時(shí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間信息檢測(cè)裝置，

其中所述光電檢測(cè)部分(1)包括：所述半導(dǎo)體襯底；排放部分，所述不需要的電荷從所述電荷分離部分排放到所述排放部分；以及多個(gè)電極，

其中所述控制部分(4)被配置成與所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)通過(guò)接收來(lái)自強(qiáng)度調(diào)制的光照射到的所述對(duì)象空間的光生成電荷的光接收時(shí)間段和從所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)生成的電荷中分離出所述不需要的電荷的稱量時(shí)間段相關(guān)聯(lián)地控制對(duì)所述電極施加的電壓，

其中所述半導(dǎo)體襯底包括：第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層(11)；以及第二導(dǎo)電類(lèi)型的阱(12)，形成在所述半導(dǎo)體層(11)的主表面中，

其中所述多個(gè)所述電極布置在所述阱(12)的所述主表面上，并且包括所述分離電極(14a)、所述累積電極(14b)和所述壘控制電極(14c)，

其中所述分離電極(14a)被配置成在所述阱(12)中形成所述電荷分離部分(D2)，以及

所述累積電極(14b)被配置成在所述阱(12)中形成所述電荷累積部分(D3)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間信息檢測(cè)裝置，

其中所述發(fā)光源(2)向所述對(duì)象空間照射由所述調(diào)制信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制的光，從而具有從所述發(fā)光源(2)向所述對(duì)象空間投射所述強(qiáng)度調(diào)制的光的發(fā)光時(shí)間段和不向所述對(duì)象空間投射所述強(qiáng)度調(diào)制的光的暫停時(shí)間段，以及

其中所述電荷量調(diào)節(jié)裝置被配置成根據(jù)所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)在所述暫停時(shí)間段中生成的電荷量調(diào)節(jié)從對(duì)應(yīng)于在所述發(fā)光時(shí)間段中獲得的接收光量的電荷中分離出的作為所述不需要的電荷的電荷的量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空間信息檢測(cè)裝置，

其中當(dāng)所述光電轉(zhuǎn)換部分(D1)在所述暫停時(shí)間段中生成的電荷量增加時(shí)，所述電荷量調(diào)節(jié)裝置被配置成增加要從與在所述發(fā)光時(shí)間段中獲得的所述接收光量相對(duì)應(yīng)的電荷中分離出的不需要的電荷的量。