專利名稱：測(cè)距裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用在例如照相機(jī)的自動(dòng)調(diào)焦裝置上的測(cè)距裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及展現(xiàn)用于校正攝像光學(xué)系統(tǒng)和測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)之間的視差的功能的測(cè)距裝置，所述攝像光學(xué)系統(tǒng)通過攝像透鏡獲取物體圖像，所述測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)通過測(cè)距透鏡測(cè)量物體的距離。
背景技術(shù)：
圖6是說明三角測(cè)量的原理圖。以下將說明三角測(cè)量的原理(參看下列非專利文件1)。
現(xiàn)在參考圖6，來自物體55的光線通過透鏡51、52被聚焦在光學(xué)傳感器陣列53、54上，作為物體圖像56、57。點(diǎn)G、H是穿過來自無限點(diǎn)的透鏡51、52的中心C、D的光線(透鏡51、52的光軸)和光學(xué)傳感器陣列53、54的交叉點(diǎn)。點(diǎn)G和點(diǎn)H之間的距離由B表示。光學(xué)傳感器陣列53或54和透鏡51或52之間的距離由fe表示。物體圖像56和57距離光軸58和59的位移分別由X1和X2表示。X1和X2的和由X表示。從點(diǎn)A到線CD的垂線用60表示。線CD和線60的交叉點(diǎn)用E表示。在圖6中，展示了測(cè)量系統(tǒng)61。
因?yàn)槿切蜛CE和CFG彼此相似并且三角形AED和DHI彼此相似，所以物體55的距離d從下面的等式(1)中獲得。
d＝B·fe/(X1+X2)＝B·fe/X……(1)和X是兩個(gè)物體圖像56和57距離基準(zhǔn)的相對(duì)位移，其中物體圖像56和57位于透鏡51、52的光軸58、59和光學(xué)傳感器陣列53、54的交叉點(diǎn)上。因?yàn)锽和fe是常數(shù)，所以通過檢測(cè)X就可獲得距離d。
圖7是使用上述三角測(cè)量的原理的測(cè)距裝置的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
現(xiàn)在參考圖7，測(cè)距裝置包括自動(dòng)聚焦IC(以下稱作“AFIC”)76，其包括一對(duì)透鏡71、72和一對(duì)光學(xué)傳感器陣列81、82和一個(gè)遮光箱73。如果需要，可以插入一個(gè)IR(紅外線)切割濾波器74。AFIC76和透鏡71、72被固定在遮光箱73上。
圖8(a)是封裝在AFIC中的半導(dǎo)體芯片的上平面圖。圖8(b)是光學(xué)傳感器陣列的上平面圖。圖8(c)是光學(xué)傳感器的上平面圖。
將一對(duì)光學(xué)傳感器陣列81、82；排列在光學(xué)陣列81、82周圍的放大器電路83a、83b、84a、84b；地址電路85a、85b、86a、86b和基準(zhǔn)電壓電路87a、87b集成到半導(dǎo)體芯片80中。在圖8(a)中，顯示了焊接區(qū)陣列88a和88b。放大器電路83a、83b、84a、84b在這里包括積分電路陣列，該積分電路陣列積分以下說明的光學(xué)傳感器的電流。
光學(xué)傳感器陣列81和82分別包括很多光學(xué)傳感器91a和91b。
每個(gè)光學(xué)傳感器91a或91b包括受光區(qū)域(光線接收部分)98和信號(hào)電極(pickup electrode)92。受光區(qū)域98由光電二極管或者光電晶體管構(gòu)成。通過將離子注入或者擴(kuò)散到半導(dǎo)體基板的表面部分形成光電二極管或者光電晶體管。
日本專利申請(qǐng)第2002-077670號(hào)公開了一種通過加寬垂直于一對(duì)光學(xué)傳感器陣列81、82的延伸方向的光學(xué)傳感器91a、91b的區(qū)域，來校正圖7中的透鏡71、72和光學(xué)傳感器陣列81、82的定位引起的偏移的方法。
現(xiàn)在，以下將描述傳統(tǒng)測(cè)距裝置和在其上安裝傳統(tǒng)測(cè)距裝置的照相機(jī)的主要電路和結(jié)構(gòu)。
圖9是構(gòu)成傳統(tǒng)測(cè)距裝置的光學(xué)傳感器電路的電路方框圖。光學(xué)傳感器電路100包括光學(xué)傳感器101和積分電路102，該積分電路102將流過光學(xué)傳感器101的光電流積分以將光電流轉(zhuǎn)化成電壓。光學(xué)傳感器101是例如光電二極管或者光電晶體管的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。積分電路102是包括彼此并聯(lián)連接的運(yùn)算放大器103和電容104的電路。正電壓被施加到作為光學(xué)傳感器101工作的光電二極管的負(fù)極，并且負(fù)電壓被施加到光電二極管的正極。當(dāng)光線照射到光電二極管時(shí)，光電流流動(dòng)。通過積分電路102對(duì)光電流積分并且對(duì)應(yīng)積分光電流的電壓從光學(xué)傳感器電路100輸出作為傳感器輸出105。
圖10是傳統(tǒng)光學(xué)傳感器陣列的方框圖。現(xiàn)在參考圖10，通過將每個(gè)由光學(xué)傳感器101和積分電路102構(gòu)成的光學(xué)傳感器電路100排列成一條直線，形成了光學(xué)傳感器電路陣列130。
換言之，通過將光學(xué)傳感器101a、101b、101c…排列成光學(xué)傳感器陣列110，通過將積分電路102a、102b、102c…排列成積分電路陣列120，和通過將光學(xué)傳感器陣列110和積分電路120彼此平行排列，形成光學(xué)傳感器電路陣列130。
圖11是傳統(tǒng)測(cè)距裝置的主要部分的示意圖。傳統(tǒng)測(cè)距裝置包括如圖10所示的并且排列在圖11的右手邊和左手邊的一對(duì)(110a和110b)光學(xué)傳感器陣列110，如圖10所示的并且排列在圖11的右手邊和左手邊的一對(duì)(120a和120b)積分電路陣列120，輸出電路132，來自積分電路陣列120a和120b的傳感器輸出信號(hào)輸入到該輸出電路132中，和控制電路131。
由一對(duì)光學(xué)傳感器陣列110a、110b和一對(duì)積分電路陣列120a、120b形成的一對(duì)光學(xué)傳感器電路陣列130a、130b，被集成到一塊半導(dǎo)體芯片(AFIC)中。一對(duì)測(cè)距透鏡(透鏡71和72)被安排在一對(duì)光學(xué)傳感器陣列110a和110b的正上方。
圖12是其上安裝圖11所示的測(cè)距裝置的傳統(tǒng)照相機(jī)的示意圖。傳統(tǒng)照相機(jī)140上安裝用于自動(dòng)調(diào)焦設(shè)備的測(cè)距裝置142。由于照相機(jī)140內(nèi)的構(gòu)成元件的布局引起的限制，通常很難在成像透鏡141的一側(cè)上安裝測(cè)距裝置142，所以測(cè)距裝置142被安裝在成像透鏡141的正上方或者成像透鏡141的斜上方。通過用測(cè)距裝置142測(cè)量物體的距離并且通過基于被測(cè)量的數(shù)據(jù)在照相機(jī)140上移動(dòng)成像透鏡141，物體圖像被聚焦在感光面上。
當(dāng)與用于在排成一條直線的光學(xué)傳感器上聚焦物體圖像的光學(xué)系統(tǒng)聯(lián)合形成測(cè)距裝置時(shí)，垂直視場(chǎng)被限制在由光學(xué)系統(tǒng)確定的一個(gè)方向和某一角度的可見度上。
因?yàn)橛稍搶?duì)光學(xué)傳感器陣列110a、110b穿過測(cè)距透鏡143的垂直視場(chǎng)E和在例如膠片的感光面144上穿過成像透鏡141的垂直視場(chǎng)F之間引起的視差，所以產(chǎn)生視差區(qū)域145。如果物體在任何視差區(qū)域145內(nèi)，那么在測(cè)距裝置內(nèi)的該對(duì)光學(xué)傳感器陣列110a、110b不可能檢測(cè)到物體并且不可能準(zhǔn)確測(cè)量出物距。因此，也就不可能準(zhǔn)確地將物體圖像聚焦到感光面144上。
為了解決上述問題，包括許多行光學(xué)傳感器的多行傳感器被使用以使不引起視差(參照如下的專利文件1)。
圖14是使用多行傳感器的測(cè)距裝置的主要部分示意圖?，F(xiàn)在參考圖14，多行傳感器是由圖11所示的排列在與每對(duì)光學(xué)傳感器電路陣列130的延伸方向垂直的方向上的多對(duì)光學(xué)傳感器電路陣列130構(gòu)成的。在多行傳感器中，積分電路陣列155a、155b被排列在并排排列在上一行中的光學(xué)傳感器陣列151a、151b與并排排列在中間一行中的光學(xué)傳感器陣列152a、152b之間。以同樣的方式，積分電路陣列被排列在并排排列在中間一行中的光學(xué)傳感器陣列與并排排列在下一行中的光學(xué)傳感器陣列之間。
然而，當(dāng)使用多傳感器陣列時(shí)，由積分電路陣列占據(jù)的區(qū)域不是沒有布置任何光學(xué)傳感器的區(qū)域。因此，如圖15所示，在相鄰的成對(duì)光學(xué)傳感器陣列151a、151b與152a、152b之間；在相鄰的成對(duì)光學(xué)傳感器陣列152a、152b與153a、153b之間產(chǎn)生寬間隔?？梢砸鸲鄠€(gè)這樣的區(qū)域(視差區(qū)域162)，即其中感光面161通過成像透鏡141可見的視場(chǎng)P和相鄰成對(duì)光學(xué)傳感器陣列151a、151b；152a、152b和153a、153b穿過測(cè)距透鏡143可見的視場(chǎng)L、M、N彼此不會(huì)重疊。換言之，這將導(dǎo)致視差。由于所引起的視差，所以不能準(zhǔn)確測(cè)量物距并且因此不能將物體圖像準(zhǔn)確地聚焦在感光面161上。因?yàn)闉楦鱾€(gè)光學(xué)傳感器都配置積分電路，所以導(dǎo)線的數(shù)量會(huì)增加。由于增加了導(dǎo)線數(shù)量，由導(dǎo)線占據(jù)的區(qū)域和由積分電路占據(jù)的區(qū)域被加寬，因此，芯片的大小就會(huì)增加。
在日本專利申請(qǐng)第2002-360788號(hào)中描述了具有小型芯片尺寸且能準(zhǔn)確校正視差的測(cè)距裝置。
圖16是在日本專利申請(qǐng)第2002-360788號(hào)中描述的光學(xué)傳感器電路的電路框圖。圖16中說明的電路框圖對(duì)應(yīng)圖9中的光學(xué)傳感器電路。
現(xiàn)參考圖16，光學(xué)傳感器電路210包括用于構(gòu)成多個(gè)光學(xué)傳感器陣列的多個(gè)光學(xué)傳感器(圖中三個(gè)光學(xué)傳感器201、202和203)；用于選擇光學(xué)傳感器201、202、203的選擇開關(guān)(MOSFET 204、205、206)；和用于光學(xué)傳感器201、202、203的積分電路207。例如，光學(xué)傳感器201、202和203是光電二極管。例如，積分電路207是這樣一種電路，即該電路中運(yùn)算放大器208和電容209彼此并聯(lián)連接。當(dāng)光線照射到光電二極管上時(shí)，光電流流動(dòng)。通過積分電路207將光電流積分并且對(duì)應(yīng)積分光電流的電壓從光學(xué)傳感器電路210輸出以作為傳感器的輸出。
圖17是顯示構(gòu)成圖16所示的測(cè)距裝置的光學(xué)傳感器電路陣列的布局。圖17對(duì)應(yīng)于顯示傳統(tǒng)光學(xué)傳感器陣列的布局的圖10。圖16所示的光學(xué)傳感器電路210被排列以形成光學(xué)傳感器電路陣列220。光學(xué)傳感器電路陣列220包括排列的三個(gè)光學(xué)傳感器陣列221、222、223和積分電路陣列224以形成多行傳感器，其中行與行(傳感器陣列)之間的間隔非常窄。光學(xué)傳感器陣列(行)的數(shù)量不限于3。
因?yàn)橹挥蠱OSFET 204a、204b、204c，…，MOSFET 205a、205b、205c，…和MOSFET 206a、206b、206c，…的選擇開關(guān)被布置在行與行之間的間隔中，所以行間距可能會(huì)窄。上方的光學(xué)傳感器陣列221是由光學(xué)傳感器201a、201b、201c…構(gòu)成的，中間的光學(xué)傳感器陣列222是由光學(xué)傳感器202a、202b、202c…構(gòu)成的，并且下方的光學(xué)傳感器陣列223是由光學(xué)傳感器203a、203b、203c…構(gòu)成的。
當(dāng)MOSFET 204a、204b、204c…被切換導(dǎo)通時(shí)，來自光學(xué)傳感器201a、201b、201c…的光電流流到構(gòu)成積分電路陣列224的積分電路207a、207b、207c…。積分電路207a、207b、207c…積分各自的光電流并且輸出對(duì)應(yīng)各自積分光電流的電壓作為傳感器輸出信號(hào)。
圖18是圖16所示的使用光學(xué)傳感器的測(cè)距裝置的主要部分的示意框圖。測(cè)距透鏡和這樣構(gòu)成組件沒有在圖18中說明。
圖18中的測(cè)距裝置包括三行傳感器陣列上方的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列221a、221b，中間的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列222a、222b，和下方的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列223a、223b。為這三行傳感器陣列配置一對(duì)積分電路陣列224a、224b。如上所述，在光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器通過圖中未表示的各個(gè)小的選擇開關(guān)，即MOSFET，被連接到各自的構(gòu)成積分電路陣列的積分電路。該積分電路積分來自被選擇的光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器的光電流，將積分光電流轉(zhuǎn)換成電壓，并且輸出各個(gè)已經(jīng)轉(zhuǎn)化的電壓作為傳感器輸出信號(hào)。用于接通和斷開MOSFET的信號(hào)從安排在測(cè)距裝置中心部分的控制電路225中傳輸。來自積分電路224的傳感器輸出信號(hào)被輸入到輸出電路226中。對(duì)應(yīng)來自積分電路224的傳感器輸出信號(hào)的輸出信號(hào)從輸出電路226被傳輸?shù)桨ǔ上裢哥R的成像光學(xué)系統(tǒng)中。圖18中省略了各個(gè)傳感器、積分電路、控制電路和輸出電路之間的導(dǎo)線。
圖19是說明由圖18所示的測(cè)距裝置測(cè)量的物距和視場(chǎng)之間關(guān)系的框圖?，F(xiàn)在將說明如何在與光軸227間隔預(yù)定距離并且平行于該光軸227延伸的測(cè)量軸228上測(cè)量物距229，該光軸227連接測(cè)距透鏡230的中心和下方一對(duì)光學(xué)傳感器陣列223a、223b的中心，該光學(xué)傳感器陣列223a、223b被固定使得它們?cè)诮邮諄碜詿o窮遠(yuǎn)點(diǎn)的光線的受光區(qū)域中。
在遠(yuǎn)距離內(nèi)的物體229a的距離是可測(cè)量的，因?yàn)槲矬w229a在下方的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列223a、223b的視場(chǎng)A內(nèi)。在中間距離內(nèi)的物體229b的距離是可測(cè)量的，因?yàn)槲矬w229b在中間的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列222a、222b的視場(chǎng)B內(nèi)。在近距離內(nèi)的物體229c的距離是可測(cè)量的，因?yàn)槲矬w229c在上方的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列221a、221b的視場(chǎng)C內(nèi)。
通過根據(jù)物體距離選擇適于受光的光學(xué)傳感器陣列對(duì)，物體位于與物距無關(guān)的光學(xué)傳感器陣列的視場(chǎng)中，因此，使準(zhǔn)確的距離測(cè)量變得容易。
日本專利申請(qǐng)2002-360788描述了具有視差校正功能的三行傳感器陣列組。這種配置對(duì)于將行數(shù)提高到如圖20所示的13以加寬圖21所示的垂直視場(chǎng)是很有用的，這樣就可以獲得多點(diǎn)測(cè)距裝置。圖20所示的測(cè)距裝置促進(jìn)了二維圖像識(shí)別。
圖22是圖20所示的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖。圖22中顯示了圖20中的由點(diǎn)線環(huán)繞的B部分中的構(gòu)成兩列的光學(xué)傳感器。該B部分對(duì)應(yīng)圖16中由點(diǎn)線環(huán)繞的C部分。參考數(shù)字251指示行1中的光學(xué)傳感器，即第一傳感器。參考數(shù)字252指示行2中的光學(xué)傳感器，即第二傳感器。
現(xiàn)在參考圖22，在n型基板321的表面部分形成了p型阱區(qū)322。在p型阱區(qū)322的表面部分形成了第一n型區(qū)域323和第二n型區(qū)域324以使第一和第二n型區(qū)域323和324彼此間隔。鄰近第一n型區(qū)域323形成第三n型區(qū)域325并且鄰近第二n型區(qū)域324形成第四n型區(qū)域326。在第一和第三n型區(qū)域323和325之間延伸的p型阱區(qū)322的延伸部分的上方形成第一柵極330，且在第一柵極330和p型阱區(qū)322的延伸部分之間插入柵極絕緣膜329。在第二和第四n型區(qū)域324和326之間延伸的p型阱區(qū)322的另一個(gè)延伸部分的上方形成第二柵極332，且在第二柵極332和p型阱區(qū)322的另一個(gè)延伸部分之間插入柵極絕緣膜329。第一n型區(qū)域323和p型阱區(qū)322構(gòu)成第一光學(xué)傳感器251。第二n型區(qū)域324和p型阱區(qū)322構(gòu)成第二光學(xué)傳感器252。第一MOSFET 253是由第一n型區(qū)域323、第三n型區(qū)域325和第一柵極330構(gòu)成的。第二MOSFET 254是由第二n型區(qū)域324、第四n型區(qū)域325和第二柵極332構(gòu)成的。
MOSFET 253和254是用于將光學(xué)傳感器251和252連接到積分電路255上的選擇開關(guān)。通過接通MOSFET 253和254，也就是通過接通選擇開關(guān)，光學(xué)傳感器251、252被連接到積分電路255上。這種狀態(tài)下的光學(xué)傳感器被稱為“被選擇的光學(xué)傳感器”。另一方面，通過切斷MOSFET253和254，光學(xué)傳感器251、252從積分電路255上斷開。這種狀態(tài)下的光學(xué)傳感器被稱為“未被選擇的光學(xué)傳感器”。
很多第一光學(xué)傳感器被排列以形成第一光學(xué)傳感器陣列。第一光學(xué)傳感器行(行1)是由一對(duì)第一光學(xué)傳感器陣列構(gòu)成的。很多第二光學(xué)傳感器被排列以形成第二光學(xué)傳感器陣列。第二光學(xué)傳感器行(行2)是由一對(duì)第二光學(xué)傳感器陣列構(gòu)成的。第三和第四n型區(qū)域325和326均被連接到積分電路255的輸入端。以這種方式，形成了圖20所示的具有13行光學(xué)傳感器并且能對(duì)多點(diǎn)測(cè)距的測(cè)距裝置。測(cè)距裝置包括與包括在一對(duì)光學(xué)傳感器陣列(一行光學(xué)傳感器)中的光學(xué)傳感器(圖21中448)一樣多的積分電路。
將例如大約1.6V的正電壓從積分電路255的輸入側(cè)施加給第三和第四n型區(qū)域325和326。p型阱區(qū)322接地。將例如大約3.3V的正電壓施加到n型基板321上。
一個(gè)ON信號(hào)被供給第一柵極330，選擇信號(hào)1將提供給第一柵極330，以在第一MOSFET 253內(nèi)形成溝道335。通過已經(jīng)照射到第一行光學(xué)傳感器(行1)中的成對(duì)的第一光學(xué)傳感器陣列中的第一光學(xué)傳感器251(被選擇的光學(xué)傳感器)上的光線，就可以生成成對(duì)的電子338和空穴339。光電流340通過溝道335和第三n型區(qū)域325從第一n型區(qū)域323流到積分電路255中，提高了傳感器輸出電壓。光空穴電流341流到接地端。
Fuji Electric Review(富士時(shí)報(bào))，第68卷，第7期1995年，第415-420頁[專利文件1]JP P 2001-350081 A，第7頁，圖12。
當(dāng)將一個(gè)ON信號(hào)被供給將被施加選擇信號(hào)1的第一柵極330時(shí)，將一個(gè)OFF信號(hào)供給將被施加選擇信號(hào)2的第二柵極332。因?yàn)榈诙﨧OSFET 254為OFF，所以在第二MOSFET 254中不形成任何溝道。因?yàn)闆]有形成任何溝道，所以第二n型區(qū)域324，也就是第二光學(xué)傳感器252(未被選擇的光學(xué)傳感器)處于浮動(dòng)狀態(tài)。(換言之，第二n型區(qū)域324的電勢(shì)是浮動(dòng)的。)如果在浮動(dòng)狀態(tài)通過已經(jīng)照射到第二光學(xué)傳感器252上的光而引起成對(duì)電子338和空穴339，光空穴電流341將流到接地端。然而，光電流340會(huì)以正電勢(shì)的偏壓流到第四n型區(qū)域326內(nèi)并且進(jìn)一步流到積分電路255中，因而會(huì)引起噪聲。簡(jiǎn)言之，由通過已經(jīng)照射到未被選擇的光學(xué)傳感器上的光線產(chǎn)生的電子會(huì)引起噪聲。
因?yàn)楹芏喙鈱W(xué)傳感器都未被選擇，所以噪聲在包括多個(gè)光學(xué)傳感器行的多點(diǎn)測(cè)距裝置中特別高。當(dāng)測(cè)距裝置包含13行光學(xué)傳感器時(shí)，這些光學(xué)傳感器行中的一個(gè)被選擇，而光學(xué)傳感器行的其他部分(12行)是未被選擇的。由于很多未被選擇的光學(xué)傳感器行，來自12行光學(xué)傳感器中未被選擇的光學(xué)傳感器的噪聲光電流與流入積分電路的正常光電流的比率高達(dá)40％，使得測(cè)距裝置很難進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)距。
考慮到前述內(nèi)容，可以期望避免上述問題。也可期望提供一種可以促進(jìn)降低由未選擇光學(xué)傳感器引起的噪聲和準(zhǔn)確測(cè)量物距的測(cè)距裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種測(cè)距裝置，其包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由一對(duì)或多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量所述物體的距離；和將所述一對(duì)或者多對(duì)光學(xué)傳感器陣列連接到一對(duì)積分電路陣列和將除了所述一對(duì)或多對(duì)光學(xué)傳感器陣列之外的其它對(duì)光學(xué)傳感器陣列連接到偏壓電路的連接機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種測(cè)距裝置，其包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，以基于表示由所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列的第一選擇機(jī)構(gòu)，以設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；選擇除了由所述的第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的一對(duì)之外的其它對(duì)光學(xué)傳感器陣列的第二選擇機(jī)構(gòu)；對(duì)所述第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的一對(duì)的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；和給所述第二選擇機(jī)構(gòu)所選擇的多對(duì)光學(xué)傳感器陣列施加偏壓的偏壓電路。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種測(cè)距裝置，其包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列的第一選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；選擇除了由所述的第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)之外的其它對(duì)光學(xué)傳感器陣列的第二選擇機(jī)構(gòu)；
對(duì)所述第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；給所述第二選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列施加偏壓的偏壓電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域；形成在所述每個(gè)第一區(qū)域的一側(cè)上且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第二區(qū)域；形成在所述每個(gè)第一區(qū)域的另一側(cè)且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第三區(qū)域；在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的所述每個(gè)延伸的半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的第一柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；在第一區(qū)域和第三區(qū)域之間的所述每個(gè)延伸的半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的第二柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；由所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域構(gòu)成所述光學(xué)傳感器陣列；作為第一MOSFET的所述第一選擇機(jī)構(gòu)，每個(gè)第一MOSFET包括所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和第一柵極的每個(gè)；作為第二MOSFET的所述第二選擇機(jī)構(gòu)，每個(gè)第二MOSFET包括所述第一區(qū)域、第三區(qū)域和第二柵極的每個(gè)；所述第二區(qū)域被連接到一個(gè)所述積分電路；所述第三區(qū)域被連接到所述偏壓電路；所述半導(dǎo)體區(qū)域接地；和輸入到所述第一柵極和所述第二柵極中的總是彼此相反的ON-OFF信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種測(cè)距裝置，其包括一對(duì)彼此間隔的測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列的選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；對(duì)所述選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；用于去除在未被選擇的多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中產(chǎn)生的光電電荷的偏壓電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域；形成在每個(gè)所述第一區(qū)域的一側(cè)并且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第一防護(hù)環(huán)區(qū)域；形成在每個(gè)所述第一區(qū)域的另一側(cè)并且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第二防護(hù)環(huán)區(qū)域；與所述第一防護(hù)環(huán)區(qū)域間隔且與所述每個(gè)所述第一區(qū)域電連接的所述第一導(dǎo)電性類型的光學(xué)傳感器連接區(qū)域；與所述光學(xué)傳感器連接區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的一個(gè)積分電路輸入?yún)^(qū)域；在所述光學(xué)傳感器連接區(qū)域和所述積分電路輸入?yún)^(qū)域之間延伸的所述半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；由所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域形成所述光學(xué)傳感器陣列；作為第一MOSFET的第一選擇機(jī)構(gòu)，每個(gè)第一MOSFET由所述光學(xué)傳感器連接區(qū)域、積分電路輸入?yún)^(qū)域和柵形成；所述積分電路輸入?yún)^(qū)域被連接到所述積分電路的一個(gè)；所述第一和第二防護(hù)環(huán)區(qū)域被連接到所述偏壓電路；和所述半導(dǎo)體區(qū)域接地。
有利地，偏壓電路施加的偏壓被設(shè)置成與積分電路的輸入端電壓相等。
根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，提供一種測(cè)距裝置，其包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器的每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列的選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；對(duì)所述選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域；形成在每個(gè)所述第一區(qū)域的一側(cè)并且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第二區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)的溝槽，每個(gè)溝槽與每個(gè)所述第一區(qū)域和第二區(qū)域接觸；在每個(gè)所述溝槽內(nèi)的柵極，且在所述柵極和所述每個(gè)溝槽之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；由所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域形成的所述光學(xué)傳感器陣列；作為MOSFET的所述選擇機(jī)構(gòu)，每個(gè)MOSFET由每個(gè)所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和柵極形成；所述第二區(qū)域被連接到所述積分電路的一個(gè)；所述半導(dǎo)體區(qū)域接地；和所述半導(dǎo)體基板和所述半導(dǎo)體區(qū)域之間的pn結(jié)被反向偏壓。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，提供一種測(cè)距裝置，其包括一對(duì)測(cè)距透鏡；
多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列中的所述光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列的選擇機(jī)構(gòu)，以設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；對(duì)所述選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流的進(jìn)行積分的積分電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域，所述第一區(qū)域的兩端部分被深入擴(kuò)散；在每個(gè)所述第一區(qū)域的一側(cè)的所述第一導(dǎo)電性類型的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域與所述第一區(qū)域間隔；在所述每個(gè)所述第一區(qū)域和第二區(qū)域之間延伸的所述半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；由所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域形成的光學(xué)傳感器陣列；作為MOSFET的所述選擇機(jī)構(gòu)，每個(gè)MOSFET包括所述第一區(qū)域、第二區(qū)域和柵極的每個(gè)；所述第二區(qū)域被連接到所述積分電路的一個(gè)；所述半導(dǎo)體區(qū)域接地；和所述半導(dǎo)體基板和所述半導(dǎo)體區(qū)域之間的pn結(jié)被反向偏壓。
有利地，所述的測(cè)距裝置還包括一個(gè)基于測(cè)量距離的控制多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的一對(duì)光學(xué)傳感器陣列的選擇的控制機(jī)構(gòu)，由此設(shè)定有效的受光區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，通過導(dǎo)通第一選擇機(jī)構(gòu)(選擇開關(guān))將被選擇的光學(xué)傳感器陣列連接到積分電路，并且通過導(dǎo)通第二選擇機(jī)構(gòu)(非選擇開關(guān))將未被選擇的光學(xué)傳感器陣列連接到偏壓電路。使得在未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中引起的光電電荷流入到偏壓電路中，而不是流入到積分電路中，由此降低了在未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中產(chǎn)生的噪聲。
通過在光學(xué)傳感器的兩端部分的附近形成防護(hù)環(huán)區(qū)域和通過將防護(hù)環(huán)區(qū)域連接到偏壓電路，使得在未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中引起的光電電荷流入到偏壓電路中，而不是流入到積分電路中，由此減少了由未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中的光電電荷產(chǎn)生的噪聲。
通過提供多個(gè)帶有溝槽柵極結(jié)構(gòu)的選擇開關(guān)(MOSFET)，使得在未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中引起的光電電荷被基板吸收，因此降低了在未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中產(chǎn)生的噪聲。
通過將光學(xué)傳感器中pn結(jié)深入的延伸到光學(xué)傳感器的兩端部分，使得在未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中引起的光電電荷被基板吸收，因此降低了在未被選擇的光學(xué)傳感器陣列中產(chǎn)生的噪聲。
通過將積分電路的參考電壓和偏壓電路的偏壓設(shè)置成彼此相等，可以放置選擇開關(guān)中產(chǎn)生漏電流，因此降低了噪聲。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的電路方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖；圖6是說明三角測(cè)量的原理圖；圖7是顯示使用三角測(cè)量原理的測(cè)距裝置的結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖8(a)是封裝在AFIC中的半導(dǎo)體芯片的上平面視圖；圖8(b)是光學(xué)傳感器陣列的上平面視圖；圖8(c)是一個(gè)光學(xué)傳感器的上平面視圖；圖9是構(gòu)成傳統(tǒng)測(cè)距裝置的光學(xué)傳感器電路的電路方框圖；
圖10是顯示傳統(tǒng)光學(xué)傳感器陣列的布局的方框圖；圖11是顯示傳統(tǒng)測(cè)距裝置的主要部分的示意圖；圖12是顯示在其上安裝圖11所示測(cè)距裝置的傳統(tǒng)照相機(jī)的示意圖；圖13是說明傳統(tǒng)照相機(jī)中引起的視差的示意圖；圖14是顯示使用多行傳感器的測(cè)距裝置的主要部分的示意圖；圖15是說明使用多行傳感器的照相機(jī)內(nèi)引起的視差的示意圖；圖16是在日本專利申請(qǐng)第2002-360788號(hào)中描述的光學(xué)傳感器電路的電路方框圖；圖17是顯示構(gòu)成圖16所示的測(cè)距裝置的光學(xué)傳感器電路陣列的布局的示意圖；圖18是圖16所示的測(cè)距裝置的主要部分的示意方框圖；圖19是說明由圖18所示的測(cè)距裝置測(cè)量的物體距離和視場(chǎng)的關(guān)系的示意圖；圖20是傳統(tǒng)多行傳感器的電路方框圖；圖21是解釋通過增加光學(xué)傳感器陣列對(duì)的行數(shù)獲得的垂直視場(chǎng)的透視圖；圖22是圖20所示的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖。
附圖標(biāo)記1、2、3光學(xué)傳感器(光電二極管)4、5、6MOSFET(選擇開關(guān))7、8、9MOSFET(非選擇開關(guān))10、11、12NOT電路(反相電路)13偏壓電路17積分電路18運(yùn)算放大器19電容20光學(xué)傳感器電路21n-型基板22p-型阱區(qū)23第一n-型區(qū)域24第二n-型區(qū)域
25第三n-型區(qū)域26第五n-型區(qū)域27第四n-型區(qū)域28第六n-型區(qū)域29柵極絕緣膜30第一柵極31第三柵極32第二柵極33第四柵極34遮光膜35溝道37光38光電子39光空穴40光電子流41光空穴流42a-42d第一到第四n-型防護(hù)環(huán)區(qū)域43第七n-型區(qū)域44第八n-型區(qū)域45導(dǎo)線46溝槽47橫向電阻48耗盡層49深部分71、72透鏡73遮光箱74IR切割濾波器75遮光箱蓋81、82光學(xué)傳感器陣列100光學(xué)傳感器電路101光學(xué)傳感器(光電二極管)
102積分電路103運(yùn)算放大器104電容105傳感器輸出信號(hào)101a、101b、101c光學(xué)傳感器102a、102b、102c積分電路110光學(xué)傳感器陣列120積分電路陣列130光學(xué)傳感器電路陣列110a、110b光學(xué)傳感器陣列對(duì)120a、120b積分電路陣列對(duì)130a、130b光學(xué)傳感器電路陣列對(duì)131控制電路132輸出電路143測(cè)距透鏡142測(cè)距裝置140照相機(jī)141成像透鏡144感光面E光學(xué)傳感器陣列110的視場(chǎng)F感光面144的視場(chǎng)151a、151b上一行的光學(xué)傳感器陣列152a、152b中間一行的光學(xué)傳感器陣列153a、153b下一行的光學(xué)傳感器陣列154a、154b、155a、155b、155c、155d、156a、156b積分電路陣列157控制電路158輸出電路L上一行的光學(xué)傳感器陣列151a、151b的視場(chǎng)M中間一行的光學(xué)傳感器陣列152a、152b的視場(chǎng)N下一行的光學(xué)傳感器陣列153a、153b的視場(chǎng)P感光面161的視場(chǎng)
201、202、203光學(xué)傳感器(光電二極管)204、205、206MOSFET207積分電路208運(yùn)算放大器209電容210光學(xué)傳感器電路201a、201b、201c、202a、202b、202c、203a、203b、203c光學(xué)傳感器204a、204b、204c、205a、205b、205c、206a、206b、206cMOSFET207a、207b、207c積分電路210a、210b、210c光學(xué)傳感器電路220光學(xué)傳感器電路陣列221光學(xué)傳感器陣列(上一行)222光學(xué)傳感器陣列(中間一行)223光學(xué)傳感器陣列(下一行)224積分電路陣列221a、221b光學(xué)傳感器陣列對(duì)(上一行)222a、222b光學(xué)傳感器陣列對(duì)(中間一行)223a、223b光學(xué)傳感器陣列對(duì)(下一行)224a、224b積分電路陣列對(duì)225控制電路226輸出電路227光軸228測(cè)量軸229a、229b、229c物體230測(cè)距透鏡A下一行的光學(xué)傳感器陣列223a、223b的視場(chǎng)B中間一行的光學(xué)傳感器陣列222a、222b的視場(chǎng)C上一行的光學(xué)傳感器陣列221a、221b的視場(chǎng)321n-型基板322p-型阱區(qū)323第一n-型區(qū)域
324第二n-型區(qū)域325第三n-型區(qū)域326第四n-型區(qū)域329柵極絕緣膜330第一柵極332第二柵極334遮光膜335溝道338光電子339光空穴340光電子流341光空穴流具體實(shí)施方式
簡(jiǎn)言之，本發(fā)明的目的通過使用一種配置以便于防止未被選擇的光學(xué)傳感器中造成的光電電荷(光電子)流進(jìn)積分電路而實(shí)現(xiàn)。通過配置一個(gè)用于偏壓的偏壓電路以使產(chǎn)生的光電電荷從未被選擇的光學(xué)傳感器流向偏壓電路，可以獲得優(yōu)選的配置?？商娲?，優(yōu)選配置通過對(duì)選擇開關(guān)使用溝槽柵極(trench gate)結(jié)構(gòu)或者通過加深光學(xué)傳感器的兩端部分的pn結(jié)來使產(chǎn)生的光電電荷從未被選擇的光學(xué)傳感器流向基板來獲得。
現(xiàn)在將參考闡述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
(第一實(shí)施例)圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的電路方框圖。
現(xiàn)在參考圖1，根據(jù)第一實(shí)施例的測(cè)距裝置包括光學(xué)傳感器電路20，該電路20包括多對(duì)光學(xué)傳感器陣列(多行光學(xué)傳感器)。每個(gè)光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)光學(xué)傳感器。圖1中，由于紙面的空間限制只顯示三個(gè)光學(xué)傳感器行，并且通過粗體虛線垂直擴(kuò)展顯示其他的傳感器行。顯示了構(gòu)成傳感器行的一個(gè)光學(xué)傳感器。因此，光學(xué)傳感器1、2和3分別在(三個(gè))傳感器行中。圖1中，顯示了一個(gè)運(yùn)算放大器18和電容19。
光學(xué)傳感器電路20包括光學(xué)傳感器1、2、3；為光學(xué)傳感器1、2、3配置的積分電路17；用于選擇光學(xué)傳感器1、2、3和積分電路17且用于將光學(xué)傳感器1、2、3連接到積分電路17的選擇開關(guān)(MOSFET)4、5、6。光學(xué)傳感器1、2、3例如是光電二極管。積分電路17包括例如彼此并聯(lián)連接的運(yùn)算放大器18和電容19。當(dāng)光線照射到光電二極管上時(shí)，光電流流動(dòng)。由積分電路17對(duì)光電流積分，且對(duì)應(yīng)積分光電流的電壓從光學(xué)傳感器電路20中輸出作為傳感器輸出。
各個(gè)選擇開關(guān)的柵極被連接到NOT電路10、11和12的輸入端。各個(gè)NOT電路10、11和12的輸出端被分別連接到非選擇開關(guān)(MOSFET)7、8和9的柵極上。光學(xué)傳感器1、2和3通過非選擇開關(guān)7、8和9，被分別連接到用于偏壓的偏壓電路13上。
通過NOT電路10、11和12的插入，選擇開關(guān)和非選擇開關(guān)總是彼此相反地被導(dǎo)通和切斷。
以下將說明光學(xué)傳感器電路20的工作。
當(dāng)MOSFET 4，也就是選擇開關(guān)通過輸入ON信號(hào)作為選擇信號(hào)1而被導(dǎo)通時(shí)，在被選擇的光學(xué)傳感器1中產(chǎn)生的光電子通過MOSFET 4流入積分電路17中，提高了傳感器輸出電壓。隨著光電子電流變高，電壓增長(zhǎng)更高。在被選擇的光學(xué)傳感器1中產(chǎn)生的光空穴流向接地端。
因?yàn)榉沁x擇開關(guān)8和9是ON，未被選擇的光學(xué)傳感器2和3中產(chǎn)生的光電子流向偏壓電路13。因?yàn)槲幢贿x擇的光學(xué)傳感器2和3中產(chǎn)生的光電子不流入積分電路17中，未被選擇的光學(xué)傳感器2和3中產(chǎn)生的光電子不引起噪聲，并且由此，很容易得到十分準(zhǔn)確的測(cè)距。因此，容易得到十分準(zhǔn)確的視差校正和非常準(zhǔn)確的多點(diǎn)測(cè)距。根據(jù)第一實(shí)施例使用非選擇開關(guān)的配置對(duì)于涉及多個(gè)光學(xué)傳感器的多點(diǎn)測(cè)距是非常有效的。
當(dāng)使用根據(jù)第一實(shí)施例的包括多個(gè)光學(xué)傳感器行的測(cè)距裝置時(shí)，基于為具體目的準(zhǔn)備的算法，通過事先用多個(gè)傳感器行對(duì)物體位置的圖像識(shí)別和通過在其圖像已經(jīng)被識(shí)別的物體位置中選擇想要測(cè)量的點(diǎn)，物體的距離可以被準(zhǔn)確的測(cè)量出來。
當(dāng)預(yù)先已知物體距離時(shí)，根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置可以被用于識(shí)別物體圖像而不是進(jìn)行測(cè)距功能工作。盡管在這種情況下，物體圖像既不明顯也不清晰，根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置可以被用于識(shí)別物體(不管該物體是人或者物件)。
當(dāng)物體正在移動(dòng)時(shí)，物體的移動(dòng)方向(不管物體向前、向后、向左或向右移動(dòng))可以通過根據(jù)第一實(shí)施例的測(cè)距裝置準(zhǔn)確地估計(jì)出來。
(第二實(shí)施例)圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖。在圖2中，測(cè)距裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，即在一個(gè)半導(dǎo)體基板上形成由圖1中點(diǎn)線包圍的區(qū)域A。盡管例如積分電路、偏壓電路、NOT電路的位于點(diǎn)線之外的電路和例如控制電路和輸出電路的圖中沒有表示出的電路形成在相同的半導(dǎo)體基板上，這些電路將不會(huì)被詳細(xì)說明。
現(xiàn)參考圖2，在n型基板21的表面部分內(nèi)形成p型阱區(qū)22。第一n型區(qū)域23和第二n型區(qū)域24形成在p型阱區(qū)22的表面部分內(nèi)，以使第一n型區(qū)域23和第二n型區(qū)域24彼此分離。第三n型區(qū)域25形成在第一n型區(qū)域23的一側(cè)，且第五n型區(qū)域26形成在第一n型區(qū)域23的另一側(cè)。第四n型區(qū)域27形成在第二n型區(qū)域24的一側(cè)，且第六n型區(qū)域28形成在第二n型區(qū)域24的另一側(cè)。第一柵極30形成在延伸在第一n型區(qū)域23和第三n型區(qū)域25的p型阱區(qū)22的延伸部分的上方，且在延伸部分和第一柵極30之間插入柵極絕緣膜29。第二柵極32形成在延伸在第二n型區(qū)域24和第四n型區(qū)域27的p型阱區(qū)22的延伸部分的上方，且在延伸部分和第二柵極32之間插入柵極絕緣膜29。第三柵極31形成在延伸在第一n型區(qū)域23和第五n型區(qū)域26的p型阱區(qū)22的延伸部分的上方，且在延伸部分和第三柵極31之間插入柵極絕緣膜29。第四柵極33形成在延伸在第二n型區(qū)域24和第六n型區(qū)域28的p型阱區(qū)22的延伸部分的上方，且在延伸部分和第四柵極33之間插入柵極絕緣膜29。第一光學(xué)傳感器1由第一n型區(qū)域23和p型阱區(qū)22構(gòu)成。第二光學(xué)傳感器2由第二n型區(qū)域24和p型阱區(qū)22構(gòu)成。第一MOSFET(第一選擇開關(guān))4由第一n型區(qū)域23、第三n型區(qū)域25和第一柵極30構(gòu)成。第二MOSFET(第二選擇開關(guān))5由第二n型區(qū)域24、第四n型區(qū)域27和第二柵極32構(gòu)成。第三MOSFET(第一未選擇開關(guān))7由第一n型區(qū)域23、第五n型區(qū)域26和第三柵極31構(gòu)成。第四MOSFET(第二未選擇開關(guān))8由第二n型區(qū)域24、第六n型區(qū)域28和第四柵極33構(gòu)成。
第一光學(xué)傳感器陣列通過排列很多第一光學(xué)傳感器1形成。第一光學(xué)傳感器行(行1)由一對(duì)第一光學(xué)傳感器陣列構(gòu)成。第二光學(xué)傳感器陣列通過排列很多第二光學(xué)傳感器2形成。第二光學(xué)傳感器行(行2)由一對(duì)第二光學(xué)傳感器陣列構(gòu)成。第三n型區(qū)域25和第四n型區(qū)域27被連接到積分電路17的輸入端。第五n型區(qū)域26和第六n型區(qū)域28被連接到用于偏壓的偏壓電路13。第一柵極30和第三柵極31通過NOT電路10彼此相連。第二柵極32和第四柵極33通過NOT電路11彼此相連。因此，包括偏壓電路13和多個(gè)(例如13個(gè))光學(xué)傳感器行并且能測(cè)量多點(diǎn)距離的測(cè)距裝置形成。通過增加光學(xué)傳感器行，測(cè)量距離被加寬。
以下將參考圖2說明根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置的操作。
當(dāng)?shù)谝籑OSFET 4，也就是第一選擇開關(guān)通過給第一柵極30輸入ON信號(hào)作為選擇信號(hào)1，在第一光學(xué)傳感器1中產(chǎn)生的光電子電流40經(jīng)由第一MOSFET 4流入積分電路17中，提高了傳感器輸出電壓。隨著光電子電流40變高，電壓增長(zhǎng)更高。在被選擇的光學(xué)傳感器1中產(chǎn)生的光空穴電流41流向接地端。
此時(shí)，將OFF信號(hào)輸入給第二柵極32作為選擇信號(hào)2。同時(shí)將ON信號(hào)輸入給通過NOT電路11連接的第四柵極33。因?yàn)榈谒腗OSFET 8，也就是第二未選擇開關(guān)被導(dǎo)通，使得第二光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光電子電流40通過第四MOSFET 8流向偏壓電路13。因?yàn)樵诘诙鈱W(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光電子電流40不流進(jìn)積分電路17，所以第二光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光電子電流40不產(chǎn)生噪聲。因此，很容易獲得非常準(zhǔn)確的測(cè)距結(jié)果。因此，很容易獲得非常準(zhǔn)確的視差校正和非常準(zhǔn)確的多點(diǎn)測(cè)距。根據(jù)第二實(shí)施例的配置對(duì)于包括了很多光學(xué)傳感器行的多點(diǎn)測(cè)距是非常有效的。在未被選擇的光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光空穴電流41以與在被選擇的光學(xué)傳感器1中產(chǎn)生的光空穴電流41相同的方式流入接地端。從光學(xué)傳感器中流出的光電流是光電子電流40與光空穴電流41的總和。
如果考慮光電電荷(光電子38和光電空穴39)的環(huán)繞流動(dòng)，偏壓電路13的電壓(偏壓)在偏壓電壓等于電源電壓時(shí)最有效(例如，VDD＝3.3V)，在此，當(dāng)p型阱區(qū)22接地時(shí)，pn二極管(光學(xué)傳感器1和2)內(nèi)的耗盡層膨脹到最大值。偏壓(例如，3.3V)和積分電路17的輸出端電壓(虛短路且固定在例如1.6V的參考電壓)之間的電勢(shì)差(例如，1.7V)使得MOSFET中的漏電流作為選擇開關(guān)工作。漏電流被加到暗電流(沒有接收到光照的光學(xué)傳感器的電流)上并且在暗處對(duì)傳感器特性產(chǎn)生不利的影響。因此，實(shí)際上期望積分電路17的輸入端電壓和偏壓電路13的電壓彼此相等以不產(chǎn)生任何漏電流。
各自區(qū)域的導(dǎo)電性類型可以沒有問題地交換。因?yàn)?，偏壓的極性也可以被交換，將負(fù)電源電壓加到對(duì)應(yīng)于n型基板21的p型基板上。
(第三實(shí)施例)圖3是顯示本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖?，F(xiàn)參考圖3，第一防護(hù)環(huán)區(qū)域42a在第一n型區(qū)域23的一側(cè)形成以使第一防護(hù)環(huán)區(qū)域42a與第一n型區(qū)域23間隔。第二防護(hù)環(huán)區(qū)域42b在第一n型區(qū)域23的另一側(cè)形成以使第二防護(hù)環(huán)區(qū)域42b與第一n型區(qū)域23間隔。形成第七n型區(qū)域43和第三n型區(qū)域25以使第七n型區(qū)域43與第一防護(hù)環(huán)區(qū)域42a和第三n型區(qū)域25間隔。第一n型區(qū)域23和第七n型區(qū)域43通過導(dǎo)線45彼此相連。第一柵極30形成在延伸在第三n型區(qū)域25和第七n型區(qū)域43之間的p型阱區(qū)22的延伸部分的上方，且在延伸部分和第一柵極30之間插入柵極絕緣膜29。第三防護(hù)環(huán)區(qū)域42c在第二n型區(qū)域24的一側(cè)形成以使第三防護(hù)環(huán)區(qū)域42c與第二n型區(qū)域24間隔。第四防護(hù)環(huán)區(qū)域42d在第二n型區(qū)域24的另一側(cè)形成以使第四防護(hù)環(huán)區(qū)域42d與第二n型區(qū)域24間隔。形成第八n型區(qū)域44和第四n型區(qū)域27以使第八n型區(qū)域44與第三防護(hù)環(huán)區(qū)域42c和第四n型區(qū)域27間隔。第二n型區(qū)域24和第八n型區(qū)域44通過導(dǎo)線45彼此相連。第二柵極32形成在延伸在第四n型區(qū)域27和第八n型區(qū)域44之間的p型阱區(qū)22的延伸部分的上方，且在延伸部分和第二柵極32之間插入柵極絕緣膜29。第三和第四n型區(qū)域25和27被連接到積分電路17上。第一到第四防護(hù)環(huán)區(qū)域42a到42d被連接到用于偏壓的偏壓電路13上。
通過比第一、第二、第三、第四、第七、第八n型區(qū)域23、24、25、27、43和44更深地形成第一到第四n型防護(hù)環(huán)區(qū)域42a到42d，使得在未被選擇的光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光電子電流40流到n型防護(hù)環(huán)區(qū)域42c和42d內(nèi)。因?yàn)樵谖幢贿x擇的光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光電子電流40被阻止流入到積分電路17中，因此使噪聲降低變得容易。
當(dāng)偏壓等于電源電壓VDD時(shí)，用于偏置n型防護(hù)環(huán)區(qū)域42a到42d的偏壓是最有效的。然而，當(dāng)偏壓等于電源電壓VDD時(shí)，在偏壓和積分電路17的輸出端電壓之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓差。該電壓差使得一個(gè)小的漏電流經(jīng)由n型防護(hù)環(huán)區(qū)域42a到42d從偏壓電路13流到積分電路17，進(jìn)而引起噪聲。因此，期望積分電路17的輸入端電壓與偏置n型防護(hù)環(huán)區(qū)域42a到42d的偏壓彼此相等。
(第四個(gè)實(shí)施例)圖4是顯示本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖。
根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置不同于圖2所示的測(cè)距裝置，其差別在于第一和第二柵極30和32具有溝槽柵極結(jié)構(gòu)。根據(jù)第四個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置不同于圖2所示的測(cè)距裝置，其差別還在于第四個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置不包括偏壓電路13、第五n型區(qū)域26和第六n型區(qū)域28。通過增加溝槽下的p型阱區(qū)22的橫向方向中的電阻47，來防止未被選擇的光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光電子電流40流入第四n型區(qū)域27。換言之，通過使光電子電流40更容易進(jìn)入從n型基板21擴(kuò)展到p型阱區(qū)22的耗盡層48，來防止流過溝槽下的p型阱區(qū)22的光電子電流40流進(jìn)第四n型區(qū)域27。因此，在未被選擇的光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的噪聲被降低了。
(第五個(gè)實(shí)施例)圖5是顯示本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置的主要部分的橫截面圖。
根據(jù)第五個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置不同于圖2所示的測(cè)距裝置，其差別在于遮光膜34下面第一和第二n型區(qū)域23和24的端部比光37照射其上的第一和第二n型區(qū)域23和24的部分?jǐn)U散得更深。(第一和第二n型區(qū)域23和24的終端部分在下文將被稱為“深部分49”。)根據(jù)第五個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置不同于圖2所示的測(cè)距裝置，其差別還在于第五個(gè)實(shí)施例的測(cè)距裝置不包括偏壓電路13、第五n型區(qū)域26和第六n型區(qū)域28。通過增加深部分49下的p型阱區(qū)22的橫向方向中的電阻47，來防止未被選擇的光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的光電子電流40流入第四n型區(qū)域27。換言之，通過使光電子電流40更容易進(jìn)入從n型基板21擴(kuò)展到p型阱區(qū)22的耗盡層48，來防止流過深部分49下的p型阱區(qū)22的光電子電流40流進(jìn)第四n型區(qū)域27。因此，在未被選擇的光學(xué)傳感器2中產(chǎn)生的噪聲被降低了。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)距裝置包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由一對(duì)或多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；和將所述一對(duì)或者多對(duì)光學(xué)傳感器陣列連接到一對(duì)積分電路陣列和將除了所述一對(duì)或多對(duì)光學(xué)傳感器陣列之外的其它對(duì)光學(xué)傳感器陣列連接到偏壓電路的連接機(jī)構(gòu)。
2.一種測(cè)距裝置包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)的第一選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；選擇除了由所述第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)之外的其它對(duì)光學(xué)傳感器陣列的第二選擇機(jī)構(gòu)；對(duì)所述第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；和給所述第二選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列施加偏壓的偏壓電路。
3.一種測(cè)距裝置包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)的第一選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；選擇除了由所述第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)之外的其它對(duì)光學(xué)傳感器陣列的第二選擇機(jī)構(gòu)；對(duì)所述第一選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；給所述第二選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列施加偏壓的偏壓電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域；形成在每個(gè)所述第一區(qū)域的一側(cè)上且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第二區(qū)域；形成在所述每個(gè)所述第一區(qū)域的另一側(cè)且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第三區(qū)域；在所述每個(gè)所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間延伸的所述半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的第一柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；在所述每個(gè)所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域之間延伸的所述半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的第二柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；所述光學(xué)傳感器陣列包括所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域；所述第一選擇機(jī)構(gòu)包括第一MOSFET，每個(gè)第一MOSFET包括所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第一柵極的所述每個(gè)；所述第二選擇機(jī)構(gòu)包括第二MOSFET，每個(gè)第二MOSFET包括所述第一區(qū)域、所述第三區(qū)域和所述第二柵極的所述每個(gè)；所述第二區(qū)域被連接到所述積分電路中的一個(gè)；所述第三區(qū)域被連接到所述偏壓電路；所述半導(dǎo)體區(qū)域接地；和輸入到所述第一柵極和所述第二柵極中的總是彼此相反的ON-OFF信號(hào)。
4.一種測(cè)距裝置包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的所述一對(duì)的選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；對(duì)所述選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；去除在未被選擇的多對(duì)光學(xué)傳感器陣列中產(chǎn)生的所述光電電荷的偏壓電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域；形成在每個(gè)所述第一區(qū)域的一側(cè)并且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第一防護(hù)環(huán)區(qū)域；形成在所述每個(gè)所述第一區(qū)域的另一側(cè)并且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第二防護(hù)環(huán)區(qū)域；與所述第一防護(hù)環(huán)形區(qū)域間隔且與所述第一區(qū)域的所述每個(gè)電連接的所述第一導(dǎo)電性類型的光學(xué)傳感器連接區(qū)域；與所述光學(xué)傳感器連接區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的一個(gè)積分電路輸入?yún)^(qū)域；在所述光學(xué)傳感器連接區(qū)域和所述積分電路輸入?yún)^(qū)域之間延伸的所述半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；所述光學(xué)傳感器陣列包括所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域；所述選擇機(jī)構(gòu)包括MOSFET，每個(gè)MOSFET包括所述光學(xué)傳感器連接區(qū)域、所述積分電路輸入?yún)^(qū)域和所述柵極；所述積分電路輸入?yún)^(qū)域被連接到所述積分電路中的一個(gè)積分電路；所述第一和第二防護(hù)環(huán)區(qū)域被連接到所述偏壓電路；和所述半導(dǎo)體區(qū)域接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一個(gè)所述的測(cè)距裝置，其中偏壓電路施加的偏壓被設(shè)置成與所述積分電路的輸入端電壓相等。
6.一種測(cè)距裝置包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；每個(gè)光學(xué)傳感器陣列包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列的選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；對(duì)所述選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域；形成在每個(gè)所述第一區(qū)域的一側(cè)并且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第二區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)的溝槽，每個(gè)溝槽與所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述每個(gè)接觸；在每個(gè)所述溝槽內(nèi)的柵極，并且在所述柵極和所述每個(gè)溝槽之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；所述光學(xué)傳感器陣列包括所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域；所述選擇機(jī)構(gòu)包括MOSFET，每個(gè)MOSFET包括所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述柵極的所述每個(gè)；所述第二區(qū)域被連接到所述積分電路中的一個(gè)積分電路；所述半導(dǎo)體區(qū)域接地；和所述半導(dǎo)體基板和所述半導(dǎo)體區(qū)域之間的pn結(jié)被反向偏壓。
7.一種測(cè)距裝置包括一對(duì)測(cè)距透鏡；多對(duì)彼此并行排列并且垂直于其延伸方向的光學(xué)傳感器陣列；包括多個(gè)并排排列的光學(xué)傳感器的每個(gè)所述光學(xué)傳感器陣列；所述測(cè)距透鏡將物體圖像聚焦在至少一對(duì)所述光學(xué)傳感器陣列上，由此基于表示由所述一對(duì)的所述光學(xué)傳感器陣列中的光學(xué)傳感器接收的光強(qiáng)度的圖像輸出信號(hào)來測(cè)量物體距離；選擇所述一對(duì)光學(xué)傳感器陣列的選擇機(jī)構(gòu)，由此設(shè)置一個(gè)有效的受光區(qū)域；對(duì)所述選擇機(jī)構(gòu)所選擇的所述光學(xué)傳感器陣列中的所述一對(duì)中的各個(gè)光學(xué)傳感器的輸出電流進(jìn)行積分的積分電路；第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體基板；在所述半導(dǎo)體基板上的第二導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體區(qū)域；在所述半導(dǎo)體區(qū)域的表面部分內(nèi)的所述第一導(dǎo)電性類型的第一區(qū)域，所述第一區(qū)域的兩端部分被深入擴(kuò)散；形成在所述每個(gè)第一區(qū)域的一側(cè)并且與所述第一區(qū)域間隔的所述第一導(dǎo)電性類型的第二區(qū)域；在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的所述每個(gè)之間延伸的所述半導(dǎo)體區(qū)域的延伸部分上方的柵極，且在它們之間插入一個(gè)柵極絕緣膜；所述光學(xué)傳感器陣列包括所述半導(dǎo)體區(qū)域和所述第一區(qū)域；所述選擇機(jī)構(gòu)包括MOSFET，每個(gè)MOSFET包括所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述柵極的所述每個(gè)；所述第二區(qū)域被連接到所述積分電路中的一個(gè)積分電路；所述半導(dǎo)體區(qū)域接地；和所述半導(dǎo)體基板和所述半導(dǎo)體區(qū)域之間的pn結(jié)被反向偏壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任何一個(gè)所述的測(cè)距裝置，還包括一個(gè)基于所述物體所在的測(cè)量范圍控制所述多對(duì)光學(xué)傳感器陣列的所述一對(duì)的選擇的控制機(jī)構(gòu)，由此設(shè)定有效的受光區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明的測(cè)距裝置包括光學(xué)傳感器電路20，其包括光學(xué)傳感器1、2和3；一個(gè)為光學(xué)傳感器1、2和3配置的積分電路17；可選擇地將光學(xué)傳感器1、2和3連接到積分電路17上的選擇開關(guān)(MOSFET)4、5和6；非選擇開關(guān)(MOSFET)7、8和9；和一個(gè)用于偏壓的偏壓電路13；非選擇開關(guān)(MOSFET)7、8和9被導(dǎo)通以將未被選擇的光學(xué)傳感器連接到偏壓電路13上，這樣未被選擇的光學(xué)傳感器中引起的光電子電流(光電子)可以流入到偏壓電路13中，而不是流入到積分電路17中。根據(jù)本發(fā)明的測(cè)距裝置降低了在未被選擇的光學(xué)傳感器中產(chǎn)生的噪聲，并能準(zhǔn)確地測(cè)量物體距離。
文檔編號(hào)G01C3/08GK1670609SQ20051005133
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者田中誠, 榎本良成, 西部隆 申請(qǐng)人:富士電機(jī)電子設(shè)備技術(shù)株式會(huì)社