[發明專利]光檢測裝置和光傳感器的驅動方法

在審

• 申請號: 202080086265.1
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN114830632A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 島田明洋;間瀬光人;平光純
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/359;H04N5/3745;G01S7/4863
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;梁策

在本發明的光檢測裝置中，控制部執行：第一電荷傳送處理，通過以傳送柵極電極正下方的區域的電勢比電荷產生區域的電勢低的方式對傳送柵極電極施加電位，從而將在電荷產生區域產生的電荷傳送到電荷儲存區域；和第一讀取處理，讀取儲存在電荷儲存區域的電荷量。控制部，在第一電荷傳送處理中，以溢出柵極電極正下方的區域的電勢比電荷產生區域的電勢低的方式，對溢出柵極電極施加電位。

技術領域

本公開的一個方面涉及具備光傳感器的光檢測裝置和光傳感器的驅動方法。

背景技術

在專利文獻1中記載有一種光傳感器，其具備：根據入射光而產生電荷的光電二極管、儲存來自光電二極管的電荷的浮置(floating)區域、和儲存從浮置區域溢出的電荷的儲存電容元件。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開2005/083790號

發明內容

發明所要解決的技術問題

在專利文獻1記載的光傳感器中，雖然將從浮置區域溢出的電荷儲存在儲存電容元件，但電荷在浮置區域中儲存至向儲存電容元件溢出的程度的情況下，電荷的一部分殘留在光電二極管中。在該情況下，可能因殘留在光電二極管中的電荷而引起光的檢測精度降低。特別地，在光傳感器具備選通(gating)功能的情況下，該選通功能為不跨某一期間的整體來檢測光而是僅檢測在規定時刻到來的光，若發生上述事態，則在一個期間殘留在光電二極管中的電荷被作為在其他期間產生的電荷來讀取，因此，可能無法高精度地檢測在規定時刻產生的電荷量。

本公開的一個方面的目的在于，提供一種能夠提高檢測精度的光檢測裝置和光傳感器的驅動方法。

用于解決問題的技術手段

本公開的一個方面的光檢測裝置具備：光傳感器；和控制部，其控制光傳感器，光傳感器具有：電荷產生區域，其根據入射光而產生電荷；電荷儲存區域；溢出區域；傳送柵極電極，其配置在電荷產生區域與電荷儲存區域之間的區域上；和溢出柵極電極，其配置在電荷儲存區域與溢出區域之間的區域上，控制部執行：第一電荷傳送處理，通過以傳送柵極電極正下方的區域的電勢比電荷產生區域的電勢低的方式對傳送柵極電極施加電位，從而將在電荷產生區域產生的電荷傳送到電荷儲存區域；和第一讀取處理，在第一電荷傳送處理之后，讀取儲存在電荷儲存區域的電荷量，在第一電荷傳送處理中，以溢出柵極電極正下方的區域的電勢比電荷產生區域的電勢低的方式，對溢出柵極電極施加電位。

在該光檢測裝置中，光傳感器具有：溢出區域；和配置在電荷儲存區域與溢出區域之間的區域上的溢出柵極電極。由此，能夠將從電荷儲存區域溢出的電荷儲存在溢出區域，能夠抑制儲存容量的飽和。并且，在執行將在電荷產生區域產生的電荷傳送到電荷儲存區域的第一電荷傳送處理的期間，溢出柵極電極正下方的區域的電勢比電荷產生區域的電勢低。由此，即使在電荷在電荷儲存區域儲存至向溢出區域溢出的程度的情況下，也能夠抑制電荷殘留在電荷產生區域。因此，根據該光檢測裝置，能夠提高檢測精度。

也可以是，控制部在多次執行了第一電荷傳送處理之后，執行第一讀取處理。在該情況下，能夠提高S/N比。

也可以是，電荷產生區域包含雪崩倍增區域。在該情況下，能夠在電荷產生區域引發雪崩倍增，能夠提高光傳感器的檢測靈敏度。另一方面，在電荷產生區域包含雪崩倍增區域的情況下，產生的電荷量變得極多。在該光檢測裝置中，即使在這樣的情況下，也能夠充分抑制儲存容量的飽和，并且能夠充分地抑制電荷在電荷產生區域的殘留。