[发明专利]宽带成像仪

说明书

技术领域

本发明涉及成像仪，尤其是宽带成像仪。

背景技术

常规上被称为三维（3D）相机的一些相机对场景进行成像，以确定到场景中的特征的距离。这种相机可使用红外（IR）光来对场景进行成像。例如，门控飞行时间（TOF）3D相机可传输IR光脉冲串来照亮场景，并且关闭或“选通”相机中的光电传感器以得到每个所传输的光脉冲之后短暂的曝光时间段。从所传输的光脉冲反射的光（在曝光时间段期间到达光电传感器）由光电传感器中的像素来记录。根据在曝光时间段期间入射到像素上的反射光的量，来确定到成像于光电传感器的像素上的场景中特征的距离。

为了标识到具有特征的场景中的该特征的距离，用入射到光敏面的像素上的可见光来获取场景的常规对比度图像（“图片图像”）通常是有利的，已知该光敏面的像素与提供场景的IR图像的光电传感器的像素对应。在一些TOF3D相机中，场景的IR图像和可见光图像由两个单独的光电传感器来获取，这两个单独的光电传感器被对齐，使得这两个光电传感器中的对应像素对场景的同一特征进行成像。

在一些TOF3D相机中，IR图像由场景成像于其上的光电传感器中的IR敏感像素来获取，并且可见光图像由同一光电传感器中不同的且可选的红（R）、绿（G）和蓝（B）敏感像素来获取。

发明内容

提供了能够对IR和可见光这二者进行成像的宽带成像仪的技术。在一个实施例中，IR像素的IR敏感区域位于R、G和B可见像素的R、G、B敏感区域之下。因此，IR像素通过R、G和B像素通过其接收可见光的光电传感器的同一表面区域来接收IR光。因此，需要更少的表面区域用于IR光电传感器与RGB光电传感器的组合，这可以降低成本。这也提供了IR图像与RGB图像之间更容易且更好的关联。

一个实施例包括具有位于可见光敏感区域之下的IR敏感区域的半导体光电传感器。半导体光电传感器具有至少一个可见光像素，该可见光像素在对可见光敏感的衬底中具有至少一个区域。同样，该光电传感器具有红外（IR）像素，该红外像素在对IR光敏感的衬底中具有一区域。IR敏感区域位于至少一个可见光敏感区域之下。光电传感器还具有用于积累IR敏感区域中生成的电荷的电荷累积区域，以及位于电荷累积区域之上、用于提供电压以积累IR敏感区域中生成的电荷的电极。

一个实施例包括操作半导体光电传感器的方法，该半导体光电传感器具有位于可见光敏感区域之下的IR敏感区域。该方法包括向位于第一电荷累积区域之上的光选通（photogate）提供信号，以累积在IR敏感区域中生成的电荷，该IR敏感区域位于至少一个可见光敏感区域之下。向第一传输选通提供信号，以使得电荷从第一电荷累积区域传输到IR光感测节点。向第二传输选通提供信号，以使得电荷从至少一个可见光像素中的第二电荷收集区域传输到第一可见光像素的可见光感测节点。读取IR光感测节点和可见光感测节点。

一个实施例包括具有半导体光电传感器阵列的3D深度相机，该半导体光电传感器阵列包含可见光像素和红外（IR）像素。每个可见光像素具有光电二极管。每个红外（IR）像素具有位于光电二极管中至少一个的至少一部分之下的IR敏感区域。阵列具有与每个IR像素相关联的电荷累积区域。电荷累积区域用于积累在相关联的IR敏感区域中生成的电荷。阵列具有位于电荷累积区域与光电二极管之间的p-阱区。光选通与电荷累积区域中的每个相关联。光选通位于电荷累积区域之上，以提供电压以将在相关联的IR敏感区域中生成的电荷积累到电荷累积区域中。

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图简述

还参考附图来描述根据本说明书的技术。

图1示出了本技术的各实施例可在其中操作的目标识别、分析和跟踪系统的示例实施例。

图2示出可用于技术的各实施例可在其中操作的目标识别、分析和跟踪系统的捕捉设备的示例的框图。

图3是光电传感器的一部分的一个实施例的示意图。

图4示出光电传感器的一个实施例的RGB-IR单位晶格的示意性俯视图。

图5示出RGB-IR单位晶格阵列，该RGB-IR单位晶格阵列可构成半导体光电传感器阵列的一个实施例的一部分。

图6是IR像素的一个实施例的图示。

图7是绿色像素的一个实施例的图示。