[发明专利]一种三维图像传感器

说明书

本申请提供一种三维图像传感器，包括：第一基板，所述第一基板至少包含用于光电转化的光电元件；N个信号传输通路与所述光电单元连接，N大于等于1；第二基板，包含对应于所述N个传输通路的N个电荷存储单元，所述传输通路接收控制信号，可电性连通将所述光电元件与所述的电荷存储单元，并将所述光电元件内产生的至少部分光生电子转移至所述电荷存储单元，通过将两个基板堆叠形成一个探测器阵列，在不同的基板上设置不同的像素单元各个部分，进而形成一个整体的像素单元，实现了更高的集成化方案和器件的小型化。

技术领域

本申请涉及三维图像技术领域，特别涉及一种三维图像传感器。

背景技术

在探测技术领域越来越多的技术不断被推出，为了保证图像或者 测距等应用领域的高效快速探测的目标信息，探测信息的获得效率也 越来越受到关注，探测器的像素单元对于光的吸收率将直接影响探测 器获得的图像质量或者测距过程中数据的准确性，通常这类型的探测 器包含光电转化元件，其可将入射光转化成电信号，可以大致分为电 荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)两种类型， 其中CMOS是将电荷转化为每个单位像素的电压，并通过切换操作 从信号线输出信号，一方面随着器件尺寸越来越小，像素内需要布置 的电路难度也增加了。

随着探测技术的发展，激光测距作为一种主动探测类型的探测系 统，其较多采用飞行时间测距法(Time of flight，TOF)，其原理是通 过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通 过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离，利用距离信息 可以形成具有深度信息的三维图像信息，其具有越来越多并且广泛的 应用，例如自动驾驶和手机三维拍照等等应用，其中直接飞行时间探 测(Direct Time of flight，DTOF)作为TOF的一种，DTOF技术通过 计算光脉冲的发射和接收时间，直接获得目标距离，具有原理简单， 信噪比好、灵敏度高、精确度高等优点，受到了越来越广泛的关注， 同样采用ITOF的方案也能够获得高精度和高灵敏度的距离检测方案。

由于探测传感器通常使用像素阵列来进行距离的探测，并且阵列 中的每个单元需要传出光转化的电荷信息，对于ITOF而言较多采用 延时相位的方案，需要多组电路器件，而DTOF数据量较大也需要布 置一定量的像素内电路，为了适应测距高效和准确性同时又需要整个 器件的尺寸尽可能小。为了解决该问题，需要一种方法来减小像素的 尺寸，从而提高探测传感器的集成密度和效率。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种三维 图像传感器，以解决现有的探测装置集成密度和效率的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种三维图像传感器，包括：第一基板，所 述第一基板至少包含用于光电转化的光电元件；N个信号传输通路与 所述光电单元连接，N大于等于1；

第二基板，包含对应于所述N个传输通路的N个电荷存储单元， 所述传输通路接收控制信号，可电性连通将所述光电元件与所述的电 荷存储单元，并将所述光电元件内产生的至少部分光生电子转移至所 述电荷存储单元。

可选地，所述第一基板还包含与所述光电元件连接的N个传输 通路控制部，并形成上游像素区，第二基板还包含与所述上游像素区 对应的下游像素区，所述上游像素通过与所述N个信号传输通路对 应的N个连接部与所述下游像素的N个所述电荷存储单元直接或者 间接连接，所述光电元件产生的光生电子至少部分被转移至所述电荷 存储单元。

可选地，所述信号传输通路数量N为2，所述第一基板与所述第 二基板通过两个连接部连接，所述2个电荷存储单元通过所述两个连 接部接收所述光电元件产生的至少部分光生电荷。

可选地，所述第一基板与所述第二基板的厚度不同。

可选地，所述第一基板与所述第二基板材料和/或制成工艺不同。