[發明專利]攝像裝置

在審

• 申請號: 202080059611.7
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN114342355A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 山田翔太;春日繁孝;石井基范;井上曉登;廣瀨裕
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 高迪

攝像裝置(20)具備將多個像素單元(100)以矩陣狀配置而成的固體攝像元件、以及對固體攝像元件進行控制的控制部。像素單元(100)具備APD(雪崩光電二極管)(101)、積蓄電荷的浮動擴散部(110)、轉送晶體管(103)、以及用于將浮動擴散部(110)中積蓄的電荷復位的FD復位晶體管(104)。控制部對FD復位晶體管(104)進行控制，使從APD(101)的陰極經由轉送晶體管(103)積蓄至浮動擴散部(110)的電荷之中的超過規定的電荷量的電荷排出。

技術領域

本發明涉及使用固體攝像元件的攝像裝置。

背景技術

以往，使用固體攝像元件的攝像裝置在醫療或放射線計測等各種領域中得到使用。最近，在向目標區域投射光并基于其反射光有無來檢測在目標區域中有無物體的物體檢測裝置中，也使用攝像裝置。在該情況下，基于光向目標區域的投射定時與反射光的受光定時之間的時間差，測定距物體的距離。按固體攝像元件的每個像素，檢測有無反射光，測定距物體的距離。通過將測定的距離映射至各像素位置，能夠生成與目標區域對應的距離圖像。

在需要檢測微弱的光的設備中，可以使用將雪崩光電二極管(以下稱為“APD”)以陣列狀配置而成的固體攝像元件。例如，在上述物體檢測裝置中，由于反射光的強度與距物體的距離的平方成反比，因此如果測距范圍變長，則由固體攝像元件接受的反射光的強度大為衰減。在這樣的情況下，使用將APD以陣列狀配置而成的固體攝像元件是有利的。APD利用雪崩倍增使由于光子的碰撞而產生的電子(電荷)放大。由此，能夠檢測微弱的光。在這種固體攝像元件中，按每個像素單元配置有APD及其處理電路。

在以下的專利文獻1中，記載了按每個像素單元配置有APD及其處理電路的固體攝像元件。在該處理電路中，如果由于曝光而光子向APD入射，則由于雪崩倍增而被放大的電荷向APD的陰極集電。APD的陰極中集電的電荷經由轉送晶體管被分配給浮動擴散部。其后，電荷經由計數晶體管被再分配給存儲器部(電容器)。這樣，在各時序中光子每次向APD入射時，在存儲器部中積累電荷。然后，在進行了規定次數的時序之后，存儲器部中積累的電荷被轉換為電壓并向垂直信號線輸出。

在專利文獻1的構成中可能發生如下情況：電荷超過基于雪崩倍增的飽和電荷量而向APD的陰極蓄電。為了防止這樣的過多的電荷的積蓄，在專利文獻1的構成中，介于APD的陰極與復位漏極電源之間的復位晶體管的勢壘被設定得比轉送晶體管的勢壘低。由此，在曝光時APD的陰極中產生了過多的電荷的情況下，電荷的過多部分被引導至復位漏極電源。通過該動作，將APD的陰極中積蓄的電荷量維持為大致一定。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1:國際公布第2018/216400號

發明內容

本發明所要解決的課題

但是，如上述那樣，在將APD中產生的過多的電荷向復位漏極引導的構成中，從APD的陰極分配給浮動擴散部的電荷不限于必然成為一定量。例如，在從APD的陰極向浮動擴散部分配電荷的期間，如果由于雪崩倍增而電荷進一步增加，則在分配后浮動擴散部中積蓄的電荷量可能產生偏差。該偏差例如在基于來自各像素單元的信號生成距離圖像的情況下可能成為偏差(測距誤差)。

鑒于上述課題，本發明的目的在于，提供能夠減小浮動擴散部中積蓄的電荷量的偏差的攝像裝置。

用于解決課題的手段

本發明的主要方式所涉及的攝像裝置具備將多個像素單元以矩陣狀配置而成的固體攝像元件、以及對所述固體攝像元件進行控制的控制部。在此，所述像素單元具備雪崩光電二極管、積蓄電荷的浮動擴散部、將所述雪崩光電二極管的陰極與所述浮動擴散部連接的轉送晶體管、以及用于將所述浮動擴散部中積蓄的電荷復位的復位晶體管。另外，所述控制部對所述復位晶體管進行控制，使從所述雪崩光電二極管的陰極經由所述轉送晶體管積蓄至所述浮動擴散部的電荷之中的超過規定的電荷量的電荷排出。以下，將其記作“找平”。