[發明專利]距離測量裝置和距離測量裝置的操作方法

有效

• 申請號: 201780048872.7
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN109644234B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 金在完;李在镕;洪榮杓;金鐘安;禹濟忻
• 申請（專利權）人: 韓國標準科學研究院
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G01C11/06;G06T7/55;G06T7/70
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;曹正建

本發明涉及一種距離測量裝置。本發明的距離測量裝置包括圖像傳感器和圖像傳感器驅動器。圖像傳感器包括：光電二極管；第一電容器和第二電容器；以及分別用于將所述光電二極管的輸出傳輸到所述第一電容器和所述第二電容器的第一傳輸門和第二傳輸門。圖像傳感器驅動器互補地驅動所述第一傳輸門和所述第二傳輸門。

技術領域

本發明涉及半導體設備，尤其涉及一種距離測量裝置和該距離測量裝置的操作方法。

背景技術

各種類型的距離測量裝置已經被用于測量距目標對象的距離。例如，一些距離測量裝置能夠借助多個像素捕捉目標對象并且根據目標對象的從多個像素來看的角度差測量距離。其它的距離測量裝置能夠將光照射到目標對象并且利用光從目標對象反射并返回的飛行時間(ToF)來測量到目標對象的距離。

對于距離測量裝置來說，一個關鍵要素是可靠性。高可靠性距離測量裝置能夠以相對小的誤差測量距離。另一方面，低可靠性距離測量裝置以相對大的誤差測量距離。為了在現實生活或工業中使用，對具有改進的可靠性的距離測量裝置的研究和開發的需求日益增長。

發明內容

技術問題

本發明的示例性實施例提供了一種具有改進的可靠性的距離測量裝置和該距離測量裝置的操作方法。

技術方案

根據本發明的示例性實施例的距離測量裝置包括圖像傳感器和圖像傳感器驅動器。圖像傳感器包括光電二極管、第一電容器、第二電容器以及用于將光電二極管的輸出分別傳輸到第一電容器和第二電容器的第一傳輸門和第二傳輸門。圖像傳感器驅動器用于互補地驅動第一傳輸門和第二傳輸門。

根據本發明的實施例的距離測量裝置的操作方法包括：通過第一傳輸門和第二傳輸門分別對連接到光電二極管的第一電容器和第二電容器充電，將光照射到目標對象，與入射到光電二極管上的光的強度成比例地并且與照射光之后經過的時間成比例地減小第一電容器的電壓，與入射到光電二極管上的光的強度成比例地并且與照射光之后經過的時間成反比地減小第二電容器的電壓，以及利用第一電容器的電壓和第二電容器的電壓來測量目標對象和距離測量裝置之間的距離。

有益效果

根據本發明的示例性實施例，通過被差分地或互補地控制的傳輸門將入射到光電二極管上的光測量為電壓。因為互補地或者差分地測量距離值，所以提供了具有改進的可靠性的距離測量裝置和該距離測量裝置的操作方法。

附圖說明

圖1是根據本發明的示例性實施例的距離測量裝置的框圖。

圖2是示出圖1中的圖像傳感器的示例的電路圖。

圖3示出了圖2中的第一傳輸門、第二傳輸門和光電二極管的垂直剖視圖的示例。

圖4示出了被提供到圖2和圖3中的圖像傳感器的電壓和由圖像傳感器產生的電壓的示例。

圖5示出了相應于單次工作時間的第一柵極電壓和第二柵極電壓的示例。

圖6示出了模擬結果，其中，在工作時間為1微秒時通過調節第二光的入射時刻來測量第一檢測節點和第二檢測節點的電壓以及第一輸出電壓和第二輸出電壓，并且示出了在不同時刻入射的光所形成的輸出以相反的方向(在第一輸出電壓和第二輸出電壓處輸出增加或者減小)變化。

圖7示出了第一輸出電壓和第二輸出電壓之間的差值根據飛行時間變化的示例。

圖8是示出根據本發明的示例性實施例的距離測量裝置測量距離的示例的流程圖。

具體實施方式

現在參考附圖，在下文中更充分地說明本發明的示例性實施例。然而，本發明能夠以不同的方式實施，并且不應被理解為限制于本文所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本發明詳盡和完整，并且向本領域的技術人員充分地傳達本發明的范圍。