[發明專利]距離傳感器像素陣列結構、距離傳感器及工作方法

在審

• 申請號: 202010933572.0
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112038360A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 東尚清
• 申請（專利權）人: 上海大芯半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;G01S7/481;G01S7/4865;G01S17/08
• 代理公司: 上海啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 王仙子

本發明揭示了一種距離傳感器像素陣列結構、距離傳感器及工作方法。距離傳感器像素陣列結構包括呈陣列排布的多個像素單元，每個像素單元包括單光子雪崩二極管，相鄰所述像素單元分時工作，由此在工作時，可以分時段依次開啟相應位置的單光子雪崩二極管，則在某個像素單元工作時，它上下左右相鄰的像素單元都處于非工作狀態，則串擾很難達到另一個正在工作狀態的像素單元，使得串擾情況得以改善，而且，也不會產生誤觸發；基于此，本發明實現了相鄰像素間距得以縮小，從而能夠大大提高分辨率。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，特別是涉及一種距離傳感器像素陣列結構、距離傳感器及工作方法。

背景技術

D TOF(直接飛行時間)距離傳感器是基于spad(單光子雪崩二極管)的雪崩觸發。在分辨率高時，pixel pitch(相鄰像素間距)需要非常小，如1μm、2.5μm、3.5μm，5μm、10μm等，小的pixel pitch時容易受到相鄰像素的串擾影響。

當pixel pitch降低時，串擾會急速增加。相對于image sensor或者I TOF，DTOF的串擾將引起相鄰spad的誤觸發，直接導致圖像糊成一片，而不是只帶來距離誤差或者分辨率降低。因此，目前D TOF的pixel pitch很大，如20μm、30μm等，導致分辨率較低。

因此，當D TOF實現VGA、QVGA等分辨率時，需要把pixel pitch降低到如5μm，此時就必須要解決串擾問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種距離傳感器像素陣列結構、距離傳感器及工作方法，降低相鄰像素單元之間的串擾，規避單光子雪崩二極管的誤觸發。

為解決上述技術問題，根據本發明的第一方面，提供一種距離傳感器像素陣列結構，包括：

呈陣列排布的多個像素單元，每個像素單元包括單光子雪崩二極管，相鄰所述像素單元分時工作。

可選的，相鄰i行j列的像素單元構成一組像素單元，所述的距離傳感器像素陣列結構包括所述多組像素單元。

可選的，相鄰所述像素單元之間設置有完全金屬隔離結構。

可選的，還設置有多個濾光片，每個所述濾光片對應設置在每個像素單元上，至少部分所述濾光片為不同波長的濾光片。

根據本發明的第二方面，提供一種距離傳感器，包括如第一方面所述的距離傳感器像素陣列結構。

根據本發明的第三方面，提供一種距離傳感器的工作方法，包括：

相鄰像素單元之間的單光子雪崩二極管分時工作。

可選的，所述距離傳感器包括多組像素單元的陣列，每組像素單元在不同時間段開啟不同的像素單元，且相鄰組像素單元開啟的像素單元之間至少間隔一個像素單元。

可選的，每個像素單元陣列按照像素排列位置分時工作。

可選的，采用逐行掃描形式，奇數列和偶數列的像素單元分時工作。

可選的，采用逐列掃描形式，奇數行和偶數行的像素單元分時工作。

與現有技術相比，本發明的技術方案中，距離傳感器像素陣列結構，包括呈陣列排布的多個像素單元，每個像素單元包括單光子雪崩二極管，相鄰所述像素單元分時工作，由此在工作時，可以分時段依次開啟相應位置的單光子雪崩二極管，則在某個像素單元工作時，它上下左右相鄰的像素單元都處于非工作狀態，則串擾很難達到另一個正在工作狀態的像素單元，使得串擾情況得以改善，而且，也不會產生誤觸發；基于此，本發明實現了相鄰像素間距得以縮小，從而能夠大大提高分辨率。

附圖說明

圖1為一種D TOF像素單元陣列示意圖；