[實用新型]一種抗環境光干擾的TOF 3D深度圖像傳感器

有效

• 申請號: 201820712727.6
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN208314204U
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 孫向明;郭迪;肖樂;高超嵩;康慧麗
• 申請（專利權）人: 孫向明
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481;H01L27/146
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 楊曉燕

一種抗環境光干擾的TOF 3D深度圖像傳感器，包括像素陣列、行列譯碼電路和外圍讀出模塊，像素陣列由多個像素單元構成，每個像素單元包括光電二極管PD、積分電路和讀出電路，還包括增設在每個像素單元上的電流補償電路，所述電流補償電路包括采樣電容Cs、偏置晶體管M1和采樣開關SW，采樣開關SW的一端設置在光電二極管PD與積分電路之間、另一端連接采樣電容Cs的一端及偏置晶體管M1的柵極連接，采樣電容Cs的另一端與偏置晶體管M1的源極連接，偏置晶體管M1的漏極連接在光電二極管PD與積分電路之間。TOF3D深度圖像傳感器外還鍍有晶圓級鍍窄帶濾光材料和增透膜。本實用新型增加電流補償電路來減小環境光的干擾，采用晶圓級鍍膜進一步實現抗環境光干擾。

技術領域

本實用新型涉及圖像傳感領域，具體涉及一種抗環境光干擾的TOF 3D深度圖像傳感器。

背景技術

TOF 3D深度圖像傳感器是利用時間飛行時間技術來測量場景的深度信息，通過給目標連續發送光脈沖信號，像素傳感器接收目標物體返回的光信號，計算光脈沖信號飛行時間來獲得目標物體的距離。發送的光脈沖信號一般為850nm的近紅外光，然而TOF 3D圖像傳感器對周圍環境光(如太陽光、照明光等)極為敏感，實際情況下紅外濾光層不能完全濾除環境光，仍有部分環境光折射到高阻外延層，產生光電流，對TOF 3D深度圖像傳感器的動態范圍產生影響，容易飽和，抗環境光性能有待提高。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有深度圖像傳感器存在的上述不足，提供一種抗環境光干擾的TOF 3D深度圖像傳感器，增加電流補償電路來減小環境光的干擾，提高TOF 3D深度圖像傳感器的抗環境光性能；采用晶圓級鍍膜增加近紅外光的穿透強度，減小環境光影響，進一步提高TOF 3D深度圖像傳感器的抗環境光性能。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種抗環境光干擾的TOF 3D深度圖像傳感器，包括像素陣列、行列譯碼電路和外圍讀出模塊，像素陣列由多個像素單元構成，每個像素單元包括光電二極管PD、積分電路和讀出電路，還包括增設在每個像素單元上的電流補償電路，所述電流補償電路包括采樣電容Cs、偏置晶體管M1和采樣開關SW，采樣開關SW的一端設置在光電二極管PD與積分電路之間、另一端連接采樣電容Cs的一端及偏置晶體管M1的柵極連接，采樣電容Cs的另一端與偏置晶體管M1的源極連接，偏置晶體管M1的漏極連接在光電二極管PD與積分電路之間。

按上述方案，所述TOF 3D深度圖像傳感器外還鍍有一層晶圓級鍍窄帶濾光材料(作為紅外濾光層)。

按上述方案，所述TOF 3D深度圖像傳感器緊接著窄帶濾光材料外還鍍有一層增透膜，增透膜厚度等于近紅外光在增透膜介質中波長的四分之一。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：

1、在TOF 3D深度圖像傳感器的像素單元增加電流補償電路來減小環境光的干擾，提高 TOF 3D深度圖像傳感器的抗環境光性能；

2、采用晶圓級鍍膜，在晶圓制造后鍍窄帶濾光材料和增透膜，增加850nm近紅外光的穿透強度，同時濾除環境光，只允許信號光穿透，進一步實現抗環境光干擾。

附圖說明

圖1為本實用新型TOF 3D深度圖像傳感器及其像素單元電路結構示意圖；

圖2為本實用新型TOF 3D深度圖像傳感器的部分橫截面圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型技術方案進行詳細的描述。