[发明专利]具有快速电荷传输的门控飞行时间像素的成像器件

说明书

像素阵列包括多个像素。每个像素包括将入射光转换成电荷的光电转换区域和连接到所述光电转换区域并且在平面图中沿第一轴线具有线对称的电荷传输部。所述电荷传输部包括连接到第一浮动扩散和所述光电转换区域并且位于所述光电转换区域的第一侧的第一传输晶体管，和连接到第二浮动扩散和所述光电转换区域并且位于所述光电转换区域的所述第一侧的第二传输晶体管。

技术领域

示例性实施方案涉及成像器件、成像装置及其操作方法，更具体地，涉及用于深度感测的成像器件、成像装置及方法。

背景技术

深度感测在许多领域中都有应用，包括物体跟踪、环境渲染等。一些深度传感器利用飞行时间(ToF)原理来检测到场景中的一个物体或多个物体的距离。通常，ToF深度传感器包括光源和包括用来感测反射光的多个像素的成像器件。在操作中，光源向场景中的一个物体或多个物体发射光(例如，红外光)，并且像素检测从一个物体或多个物体反射的光。在光的初始发射和反射光被每个像素接收之间的经过时间可以与距一个物体或多个物体的距离相对应。直接ToF成像器件可以测量经过时间本身以计算距离，而间接ToF成像器件可以测量发射光和反射光之间的相位延迟并且将相位延迟转换成距离。然后，通过成像器件使用像素的深度值来确定到一个物体或多个物体的距离，这可以用来创建所捕获的一个物体或多个物体的三维场景。

发明内容

示例性实施方案涉及允许从光电二极管到像素电路的快速电荷传输、快速溢出复位等的成像器件、成像装置及其方法。

至少一个示例性实施方案涉及包括多个像素的像素阵列，每个像素包括光电转换区域，其将入射光转换成电荷；和电荷传输部，其连接到所述光电转换区域并且在平面图中沿第一轴线具有线对称。所述电荷传输部包括第一传输晶体管，其连接到第一浮动扩散和所述光电转换区域并且位于所述光电转换区域的第一侧；和第二传输晶体管，其连接到第二浮动扩散和所述光电转换区域并且位于所述光电转换区域的所述第一侧。

根据至少一个示例性实施方案，所述电荷传输部包括第三传输晶体管，所述第三传输晶体管连接到溢出区域并位于所述光电转换区域的所述第一侧且在所述第一传输晶体管与所述第二传输晶体管之间。

根据至少一个示例性实施方案，所述第一轴线穿过所述第三传输晶体管的栅极。

根据至少一个示例性实施方案，所述第三传输晶体管的所述栅极位于比所述第一传输晶体管的栅极和所述第二传输晶体管的栅极更远离所述像素的中心的位置。

根据至少一个示例性实施方案，所述第一传输晶体管的栅极和所述第二传输晶体管的栅极与所述像素的中心等距。

根据至少一个示例性实施方案，所述第三传输晶体管的所述栅极比所述第一传输晶体管的栅极和所述第二传输晶体管的栅极更靠近所述像素的中心。

根据至少一个示例性实施方案，每个像素进一步地包括其中设置有多个晶体管的晶体管部，并且所述晶体管部沿所述第一轴线具有线对称。

根据至少一个示例性实施方案，所述多个晶体管包括第三和第四传输晶体管以及第一和第二复位晶体管。

根据至少一个示例性实施方案，所述多个晶体管包括第一和第二选择晶体管以及第一和第二放大晶体管。

根据至少一个示例性实施方案，所述光电转换区域包括主要部分和从所述主要部分延伸的延伸部分，并且所述光电转换区域的所述第一侧包括所述延伸部分。

根据至少一个示例性实施方案，所述延伸部分包括第一边缘、第二边缘以及连接所述第一边缘和所述第二边缘的第三边缘，并且所述第一传输晶体管位于所述第一边缘，所述第二传输晶体管位于所述第二边缘，以及所述第三传输晶体管位于所述第三边缘。

根据至少一个示例性实施方案，所述多个像素中的至少一些像素的所述第三晶体管共享漏极区域。