距离图像传感器的制作方法

本发明涉及距离图像传感器。

背景技术：

已知的是电荷分配型的距离图像传感器(例如，参照专利文献1)。专利文献1记载的距离图像传感器是电荷分配方式的距离图像传感器，具备多个距离传感器。多个距离传感器分别具备：根据入射光产生电荷的电荷产生区域、在一维方向上夹着电荷产生区域且与电荷产生区域隔开间隔地配置的两个信号电荷存储区域、分别配置于各信号电荷存储区域和电荷产生区域之间的两个传输电极。电荷分配型的距离图像传感器能够应用于TOF(Time-Of-Flight)型的距离测量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际专利公开第2007/026779号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在一维方向上配置有多个距离传感器的电荷分配型的距离图像传感器中，在一维方向上相邻的距离传感器之间发生了电荷串扰(泄漏)的情况下，电荷串扰(crosstalk)对距离测量的影响有可能在相邻的距离传感器之间不同。当电荷串扰对距离测量的影响在相邻的距离传感器之间不同时，难以适当地进行距离测量。

本发明的目的在于，提供一种电荷分配型的距离图像传感器，其即使在一维方向上相邻的距离传感器之间发生了电荷串扰的情况下，对于相邻的距离传感器而言，电荷串扰对距离测量的影响也是相同的。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方式提供的是一种距离图像传感器，其在一维方向上配置有多个距离传感器，其中，多个距离传感器分别具备：电荷产生区域，其根据入射光而产生电荷；第一及第二信号电荷存储区域，其与电荷产生区域隔开间隔且在一维方向上夹着电荷产生区域而配置，将在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷进行存储；第一传输电极，其配置在第一信号电荷存储区域和电荷产生区域之间，根据第一传输信号使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第一信号电荷存储区域；第二传输电极，其配置在第二信号电荷存储区域和电荷产生区域之间，根据相位与第一传输信号不同的第二传输信号使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第二信号电荷存储区域。对于在一维方向上连续排列的任意三个距离传感器而言：三个距离传感器中的位于中央的距离传感器和位于比该距离传感器更靠近一维方向上的一侧的距离传感器中，第一信号电荷存储区域彼此在一维方向上相邻，或者第二信号电荷存储区域在一维方向上相邻；三个距离传感器中的位于中央的距离传感器和位于比该距离传感器更靠近一维方向上的另一侧的距离传感器中，第一信号电荷存储区域和第二信号电荷存储区域在一维方向上相邻。

本发明的另一个方式提供的是一种距离图像传感器，其在一维方向上配置有多个距离传感器，其中，多个距离传感器分别具备：电荷产生区域，其根据入射光而产生电荷；第一及第二信号电荷存储区域，其与电荷产生区域隔开间隔且在一维方向上夹着电荷产生区域而配置，将在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷进行存储；第一传输电极，其配置在第一信号电荷存储区域和电荷产生区域之间，根据第一传输信号使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第一信号电荷存储区域；第二传输电极，其配置在第二信号电荷存储区域和电荷产生区域之间，根据相位与第一传输信号不同的第二传输信号使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第二信号电荷存储区域。在一维方向上交替地排列有，由在一维方向上第一信号电荷存储区域彼此相邻的两个距离传感器构成的距离传感器组、和由在一维方向上第二信号电荷存储区域彼此相邻的两个距离传感器构成的距离传感器组。

着眼于多个距离传感器中的任意一个距离传感器进行说明。在一维方向中的一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，在第一信号电荷存储区域位于比电荷产生区域更靠近一维方向的另一侧位置的情况下，在一维方向中的另一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，第一信号电荷存储区域位于比电荷产生区域更靠近一维方向的一侧的位置。在上述一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，在第二信号电荷存储区域位于比电荷产生区域更靠近一维方向的另一侧位置的情况下，在上述另一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，第二信号电荷存储区域位于比电荷产生区域更靠近一维方向的一侧的位置。即，在上述一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器和在上述另一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，位于上述任意一个距离传感器侧的信号电荷存储区域都是第一信号电荷存储区域或都是第二信号电荷存储区域，即，它们是同一种类的信号电荷存储区域。

因此，在上述任意一个距离传感器的电荷产生区域产生的电荷中的一部分电荷泄漏到在上述一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器和在上述另一方向上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中的情况下，泄漏的电荷流入到上述两个距离传感器的两个第一信号电荷存储区域或两个第二信号电荷存储区域。泄漏到上述两个距离传感器的电荷在该两个距离传感器中存储于两个第一信号电荷存储区域或两个第二信号电荷存储区域。由此，即使在一维方向上相邻的距离传感器之间发生了电荷串扰的情况下，存储泄漏的电荷的信号电荷存储区域的种类在一维方向上连续排列的任意三个距离传感器中的位于两侧的两个距离传感器中也是相同的，所以在一维方向上相邻的距离传感器之间，电荷串扰对距离测量的影响是相同的。

发明效果

根据本发明，能够提供一种电荷分配型的距离图像传感器，其即使在一维方向上相邻的距离传感器之间发生了电荷串扰的情况下，电荷串扰对距离测量的影响在相邻的距离传感器之间也是相同的。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的测距装置的结构的说明图。

图2是用于对距离图像传感器的剖面结构进行说明的图。

图3是距离图像传感器的结构图。

图4是表示距离图像传感器的概略俯视图。

图5是表示沿着图4的V－V线的剖面结构的图。

图6是表示半导体基板的第二主面附近的电势分布的图。

图7是表示半导体基板的第二主面附近的电势分布的图。

图8是各种信号的时序图。

符号说明

1 半导体基板

10 测距装置

A 一维方向

FD1 第一信号电荷存储区域

FD2 第二信号电荷存储区域

P_A1～P_AM、P_B1～P_BN 距离传感器

PG 光栅电极

RS 距离图像传感器

S_p1 第一传输信号

S_p2 第二传输信号

TX1 第一传输电极

TX2 第二传输电极

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，在说明中，在同一元件或具有同一功能的元件上使用同一符号，省略重复的说明。

图1是表示本实施方式的测距装置的结构的说明图。

测距装置10是测定到对象物OJ的距离d的装置。测距装置10具备距离图像传感器RS、光源LS、显示器DSP、控制单元。控制单元具备驱动部DRV、控制部CONT、运算部ART。光源LS向对象物OJ出射脉冲光Lp。光源LS由例如激光照射装置或LED等构成。距离图像传感器RS是电荷分配型的距离图像传感器，也是TOF型的距离图像传感器。距离图像传感器RS配置在配线基板WB上。

控制单元(驱动部DRV、控制部CONT、以及运算部ART)由包含CPU(Central Processing Unit)等运算电路、RAM(Random Access Memory)及ROM(Read Only Memory)等存储器、电源电路、以及包含A/D转换器的读出电路等在内的硬件构成。该控制单元的一部分或整体也可以由ASIC(Application Specific Integrated Circuit)或FPGA(Field Programmable Gate Array)等集成电路构成。

驱动部DRV按照控制部CONT的控制，对光源LS施加驱动信号S_D，以每帧周期都向对象物OJ出射脉冲光Lp的方式驱动光源LS。控制部CONT控制驱动部DRV。控制部CONT将第一及第二传输信号S_p1、S_p2输出到距离图像传感器RS。控制部CONT使运算部ART的运算结果显示于显示器DSP。运算部ART从距离图像传感器RS分别读出信号电荷的电荷量q₁、q₂，基于所读出的电荷量q₁、q₂运算距离d。运算部ART将运算结果输出到控制部CONT。关于距离d的运算方法的详细内容，后面参照图8进行说明。显示器DSP从控制部CONT输入运算部ART的运算结果，并显示该运算结果。

在测距装置10中，通过驱动信号S_D被施加于光源LS，每帧周期都从光源LS出射脉冲光Lp。当从光源LS出射的脉冲光Lp入射到对象物OJ时，就通过反射而从对象物OJ出射脉冲光即反射光Lr。从对象物OJ出射的反射光Lr入射到距离图像传感器RS。

从距离图像传感器RS输出针对各像素与第一及第二传输信号S_p1、S_p2同步地收集的电荷量q₁、q₂。从距离图像传感器RS输出的电荷量q₁、q₂与驱动信号S_D同步地输入到运算部ART。在运算部ART中，基于所输入的电荷量q₁、q₂，针对各像素运算距离d。运算结果从运算部ART输入到控制部CONT。输入到控制部CONT的运算结果被传输到显示器DSP，并显示于显示器DSP上。

图2是用于说明距离图像传感器的剖面结构的图。

距离图像传感器RS是表面入射型的距离图像传感器，具备半导体基板1。半导体基板1具有互相相对的第一及第二主面1a、1b。第二主面1b为光入射面。距离图像传感器RS在使半导体基板1的第一主面1a侧与配线基板WB相对的状态下，经由粘接区域FL粘贴于配线基板WB上。粘接区域FL具有绝缘性的粘接剂或填料。从半导体基板1的第二主面1b侧向距离图像传感器RS入射反射光Lr。

接下来，参照图3及图4对距离图像传感器RS进行详细说明。图3是距离图像传感器的结构图。图4是表示距离图像传感器的概略俯视图。图5是表示沿着图4的V－V线的剖面结构的图。

如图3所示，距离图像传感器RS是多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN(M、N为2以上的自然数)配置在一维方向A上的呈阵列构造的线性传感器。多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN分别由其每一个或每二个以上构成距离图像传感器RS的一个像素(信道)。在本实施方式中，多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN分别是由一个构成距离图像传感器RS的一个像素。

距离图像传感器RS在光入射面即第二主面1b的前方具备遮光层LI。在遮光层LI上的分别与多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN对应的区域中，在一维方向A上形成有开口LIa。开口LIa呈矩形状。在本实施方式中，开口LIa呈长方形形状。光穿过遮光层LI的开口LIa入射到半导体基板1。因此，通过开口LIa在半导体基板1上规定受光区域。遮光层LI由例如铝等金属构成。在图3及图4中，省略了遮光层LI的图示。

半导体基板1具有位于第一主面1a侧的p型第一半导体区域3、杂质浓度比第一半导体区域3低且位于第二主面1b侧的p^－型第二半导体区域5。半导体基板1可通过例如在p型半导体基板上使杂质浓度比该半导体基板低的p^－型外延层生长而得到。在半导体基板1的第二主面1b(第二半导体区域5)上形成有绝缘层7。多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN在半导体基板1中配置在一维方向A上。即，多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN以沿着一维方向A排列的方式位于半导体基板1中。

如图4及图5所示，多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN分别具备光栅电极PG、第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2、第一及第二传输电极TX1、TX2、p型阱区W。在图4中，省略了配置在第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2上的导体13(参照图5)的图示。在图4中，仅表示了四个距离传感器P_Am、P_Am+1、P_Bn、P_Bn+1(m为M以下的自然数，n为N以下的自然数)的结构。多个距离传感器P_A1～P_AM分别具有与距离传感器P_Am、P_Am+1同样的结构。多个距离传感器P_B1～P_BN分别具有与距离传感器P_Bn、P_Bn+1同样的结构。

光栅电极PG对应地配置于开口LIa。半导体基板1(第二半导体区域5)中的与光栅电极PG对应的区域(在图5中，位于光栅电极PG的下方的区域)作为根据对象物OJ上的脉冲光Lp的反射光Lr的入射而产生电荷的电荷产生区域(光感应区域)发挥功能。光栅电极PG也对应于开口LIa的形状，在俯视时呈矩形形状。在本实施方式中，光栅电极PG与开口LIa同样，呈长方形形状。即，光栅电极PG具有平面形状，该平面形状具有与一维方向A正交且互相相对的第一及第二长边L1、L2、与一维方向A平行且互相相对的第一及第二短边S1、S2。光栅电极PG在一维方向A中的一方向A1侧具有第一长边L1，在一维方向A中的另一方向A2侧具有第二长边L2。

第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2在一维方向A上夹着光栅电极PG而配置。在距离传感器P_Am、P_Am+1中，第一信号电荷存储区域FD1与光栅电极PG隔开间隔地配置于光栅电极PG的第一长边L1侧。第二信号电荷存储区域FD2与光栅电极PG隔开间隔地配置于光栅电极PG的第二长边L2侧。在距离传感器P_Bn、P_Bn+1中，第一信号电荷存储区域FD1与光栅电极PG隔开间隔地配置于光栅电极PG的第二长边L2侧。第二信号电荷存储区域FD2与光栅电极PG隔开间隔地配置于光栅电极PG的第一长边L1侧。即，在任意的距离传感器P_Am、P_Am+1、P_Bn、P_Bn+1中，第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2都以与电荷产生区域(位于光栅电极PG的下方的区域)隔开间隔的方式配置。

第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2是形成于第二半导体区域5的杂质浓度高的n型半导体区域，其将在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷进行存储。第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2在俯视时呈矩形形状。在本实施方式中，第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2在俯视时呈正方形形状，具有彼此相同的形状。第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2是浮动扩散区域。

第一传输电极TX1在绝缘层7上配置于第一信号电荷存储区域FD1和光栅电极PG之间。第一传输电极TX1以分别与第一信号电荷存储区域FD1和光栅电极PG隔开间隔的方式配置。第一传输电极TX1根据第一传输信号S_p1(参照图8)使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第一信号电荷存储区域FD1。

第二传输电极TX2在绝缘层7上配置于第二信号电荷存储区域FD2和光栅电极PG之间。第二传输电极TX2以分别与第二信号电荷存储区域和光栅电极PG隔开间隔的方式配置。第二传输电极TX2根据相位与第一传输信号S_p1不同的第二传输信号S_p2(参照图8)使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第二信号电荷存储区域FD2。

第一及第二传输电极TX1、TX2在俯视时呈矩形形状。在本实施方式中，第一及第二传输电极TX1、TX2呈以与一维方向A正交的方向为长边的长方形形状，并且具有彼此相同的形状。第一及第二传输电极TX1、TX2的长边的长度比光栅电极PG的第一及第二长边L1、L2的长度短。

在相邻的两个距离传感器P_Am、P_Bn中，第一信号电荷存储区域FD1彼此在一维方向A上相邻。在相邻的两个距离传感器P_Am+1、P_Bn+1中，第二信号电荷存储区域FD2彼此在一维方向A上相邻。在相邻的两个距离传感器P_Am、P_Am+1中，第一信号电荷存储区域FD1和第二信号电荷存储区域FD2在一维方向A上相邻。在相邻的两个距离传感器P_Bn－1、P_Bn中，第一信号电荷存储区域FD1和第二信号电荷存储区域FD2在一维方向A上也相邻。

在距离图像传感器RS中，对于在一维方向A上连续排列的任意三个距离传感器(例如，三个距离传感器P_Bn、P_Am、P_Am+1)而言，三个距离传感器中的位于中央的距离传感器(例如，距离传感器P_Am)和在一方向A1上位于与该距离传感器相邻的位置的距离传感器(例如，距离传感器P_Bn)中，第一信号电荷存储区域FD1彼此在一维方向A上相邻。上述三个距离传感器中的位于中央的距离传感器(例如，距离传感器P_Am)和在另一方向A2上位于与该距离传感器相邻的位置的距离传感器(例如，距离传感器P_Am+1)中，第一信号电荷存储区域FD1和第二信号电荷存储区域FD2在一维方向A上相邻。

例如，对于在一维方向A上连续排列的三个距离传感器P_Am、P_Am+1、P_Bn+1而言，三个距离传感器P_Am、P_Am+1、P_Bn+1中的位于中央的距离传感器P_Am+1和在另一方向A2上位于与距离传感器P_Am+1相邻的位置的距离传感器P_Bn+1中，第二信号电荷存储区域FD2彼此在一维方向A上相邻。在距离传感器P_Am+1和在一方向A1上位于与距离传感器P_Am+1相邻的位置的距离传感器P_Am中，第一信号电荷存储区域FD1和第二信号电荷存储区域FD2在一维方向A上相邻。

距离图像传感器RS包含：由第一信号电荷存储区域FD1彼此在一维方向A上相邻的两个距离传感器P_Am、P_Bn构成的多个第一距离传感器组，和由第二信号电荷存储区域FD2彼此在一维方向A上相邻的两个距离传感器P_Am+1、P_Bn+1构成的多个第二距离传感器组。多个第一距离传感器组和多个第二距离传感器组在一维方向A上交替地排列。

在相邻的两个距离传感器P_Am、P_Bn中，第一传输电极TX1彼此在一维方向A上相邻。在相邻的两个距离传感器P_Am+1、P_Bn+1中，第二传输电极TX2彼此在一维方向A上相邻。在相邻的两个距离传感器P_Am、P_Am+1中，第一传输电极TX1和第二传输电极TX2在一维方向A上相邻。在相邻的两个距离传感器P_Bn－1、P_Bn中，第一传输电极TX1和第二传输电极TX2在一维方向A上也相邻。

在从与第二主面1b正交的方向看时，阱区W以包围光栅电极PG、第一及第二传输电极TX1、TX2、以及第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2的方式形成于第二半导体区域5。在从与第二主面1b正交的方向看时，阱区W分别与第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2的一部分重叠。阱区W的外缘与多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN的外缘大致一致。阱区W为与第二半导体区域5的导电型相同的导电型，具有比第二半导体区域5的杂质浓度还高的杂质浓度。阱区W可抑制通过对光栅电极PG施加电压而扩大的耗尽层(depletion layer)和从第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2扩大的耗尽层的耦合。由此，来抑制串扰(crosstalk)。

在绝缘层7上设有用于使第二半导体区域5的表面露出的接触孔。在接触孔内配置有用于将第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2连接到外部的导体13。

在本实施方式中，“杂质浓度高”是指例如杂质浓度为1×10¹⁷cm^－3程度以上，将“+”施加表示在导电型上。“杂质浓度低”是指例如10×10¹⁵cm^－3程度以下，将“－”施加表示在导电型上。

各个半导体区域的厚度/杂质浓度如下所述。

第一半导体区域3：厚度10～1000μm/杂质浓度1×10¹²～10¹⁹cm^－3

第二半导体区域5：厚度1～50μm/杂质浓度1×10¹²～10¹⁵cm^－3

第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2：厚度0.1～1μm/杂质浓度1×10¹⁸～10²⁰cm^－3

阱区W：厚度0.5～5μm/杂质浓度1×10¹⁶～10¹⁸cm^－3

通过背栅极(backgate)或贯通电极等，对半导体基板1(第一及第二半导体区域3、5)赋予基准电位(例如，接地电位等)。半导体基板由Si构成，绝缘层7由SiO₂构成，光栅电极PG及第一及第二传输电极TX1、TX2由多晶硅构成，但它们也可以使用其他材料。

施加于第一传输电极TX1的第一传输信号S_p1的相位与施加于第二传输电极TX2的第二传输信号S_p2的相位的相差是180度。分别入射到多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN的光在半导体基板1(第二半导体区域5)内转换为电荷。所产生的电荷中的一部分作为信号电荷而随着由施加于光栅电极PG以及第一及第二传输电极TX1、TX2的电压形成的电势梯度，向第一传输电极TX1或第二传输电极TX2的方向行进。即，所产生的电荷中的一部分作为信号电荷向与光栅电极PG的第一及第二短边S1、S2平行的方向行进。

当对第一传输电极TX1赋予正电位时，第一传输电极TX1之下的电势相对于负电荷(电子)而言比半导体基板1(第二半导体区域5)的光栅电极PG之下的区域的电势低。因此，电子被导入第一传输电极TX1的方向，存储在由第一信号电荷存储区域FD1形成的电势阱内。当对第二传输电极TX2赋予正电位时，第二传输电极TX2之下的电势相对于负电荷(电子)而言比半导体基板1(第二半导体区域5)的光栅电极PG之下的区域的电势低。因此，电子被导入第二传输电极TX2的方向，存储在由第二信号电荷存储区域FD2形成的电势阱内。n型半导体含有阳离子化后的施主(donor)，具有正电势，吸附电子。当对第一或第二传输电极TX1、TX2赋予比上述正电位低的电位(例如，接地电位)时，就由第一或第二传输电极TX1、TX2产生势垒。因此，由半导体基板1产生的电荷不会被导入第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2。

图6及图7是表示沿着图4的V－V线的半导体基板的第二主面附近的电势分布的图。在图6及图7中，朝下的方向为电势的正向。

在光入射时，通过赋予光栅电极PG的电位(例如，赋予第一传输电极TX1的高的电位和低的电位的中间的电位)，光栅电极PG的正下方的区域的电势设定为比基板电位稍高。图6及图7表示的是第一传输电极TX1的正下方的区域的电势第二传输电极TX2的正下方的区域的电势光栅电极PG的正下方的电荷产生区域的电势第一信号电荷存储区域FD1的电势第二信号电荷存储区域FD2的电势

参照图6及图7对信号电荷的存储动作进行说明。在施加于第一传输电极TX1的第一传输信号S_p1的相位为0度时，对第一传输电极TX1赋予正电位。对第二传输电极TX2赋予反相的电位，即，相位相差180度的电位(例如，接地电位)。对光栅电极PG赋予的是赋予第一传输电极TX1的电位和赋予第二传输电极TX2的电位之间的电位。在这种情况下，如图6所示，通过使第一传输电极TX1正下方的半导体区域的电势下降到低于电荷产生区域的电势在电荷产生区域产生的负电荷e流入到第一信号电荷存储区域FD1的电势阱内。

第二传输电极TX2正下方的半导体的电势不下降，电荷不流入到第二信号电荷存储区域FD2的电势阱内。由此，信号电荷被收集并存储于第一信号电荷存储区域FD1的电势阱内。因为在第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2中添加有n型杂质，所以电势向正向凹下。

在施加于第二传输电极TX2的第二传输信号S_p2的相位为0度时，对第二传输电极TX2赋予正电位。对第一传输电极TX1赋予反相的电位，即，相位相差180度的电位(例如，接地电位)。对光栅电极PG赋予的是赋予第一传输电极TX1的电位和赋予第二传输电极TX2的电位之间的电位。在这种情况下，如图7所示，通过使第二传输电极TX2正下方的半导体区域的电势下降到低于电荷产生区域的电势在电荷产生区域产生的负电荷e流入到第二信号电荷存储区域FD2的电势阱内。

第一传输电极TX1正下方的半导体的电势不下降，电荷不流入到第一信号电荷存储区域FD1的电势阱内。由此，信号电荷被收集并存储于第二信号电荷存储区域FD2的电势阱内。

由以上可知，信号电荷被收集并存储于第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2的电势阱内。存储于第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2的电势阱内的信号电荷被读出到外部。

接下来，参照图8对距离d的运算方法进行说明。图8是各种信号的时序图。在图8中，表示的是多个帧周期T_F中的按时序连续的两个帧周期T_F中的各种信号。

图8中表示的是光源LS的驱动信号S_D、反射光Lr的强度信号S_Lr、施加于第一传输电极TX1的第一传输信号S_p1、施加于第二传输电极TX2的第二传输信号S_p2、以及重置信号reset。反射光Lr的强度信号S_Lr是通过对象物OJ上的脉冲光Lp的反射光Lr入射到距离图像传感器RS(电荷产生区域)而得到的强度信号。两个帧周期T_F分别由存储信号电荷的期间(存储期间)T_acc和读出信号电荷的期间(读出期间)T_ro构成。驱动信号S_D、强度信号S_Lr、第一传输信号S_p1及第二传输信号S_p2都是脉冲宽度为T_p的脉冲信号。

在存储期间T_acc，首先在距离测定之前，将重置信号reset施加于第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2。由此，第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2中存储的电荷被排出到外部。在本例中，在重置信号reset瞬时ON紧接着OFF以后，驱动信号S_D施加于光源LS。与驱动信号S_D的施加同步地，第一及第二传输信号S_p1、S_p2以彼此相反的相位施加于第一及第二传输电极TX1、TX2。由此，进行电荷传输，在第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2内存储信号电荷。其后，在读出期间T_ro，读出第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2内存储的信号电荷。

在各帧周期T_F中，第一传输信号S_p1以与驱动信号S_D相差0相位地同步输出，并且第二传输信号S_p2以与驱动信号S_D相差180度相位地同步输出。第一及第二传输信号S_p1、S_p2的输出控制由控制部CONT进行。即，通过控制部CONT的控制，对于每一帧周期T_F，以与脉冲光Lp的出射同步的方式，将第一传输信号S_p1输出到第一传输电极TX1从而使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第一信号电荷存储区域FD1，并且将与第一传输信号S_p1不同相位的第二传输信号S_p2输出到第二传输电极TX2从而使在电荷产生区域产生的电荷作为信号电荷流入到第二信号电荷存储区域FD2。

相当于强度信号S_Lr和以与驱动信号S_D相差0相位地同步输出的第一传输信号S_p1的重合的部分的电荷量q₁存储于第一信号电荷存储区域FD1。相当于反射光Lr的强度信号S_Lr和以与驱动信号S_D相差180相位地同步输出的第二传输信号S_p2的重合的部分的电荷量q₂存储于第二信号电荷存储区域FD2。

强度信号S_Lr和以与驱动信号S_D相差0相位地同步输出的信号的相位差Td为光的传播时间，这表示的是从距离图像传感器RS到对象物OJ的距离d。通过运算部ART，利用一个帧周期T_F中的电荷量q₁及电荷量q₂的比率，利用下式(1)来计算距离d。c为光速。

距离d＝(c/2)×(T_P×q₂/(q₁+q₂))···(1)

即，运算部ART在每一帧周期T_F都分别读出第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2中存储的信号电荷的电荷量q₁、q₂，然后基于所读出的电荷量q₁、q₂，运算到对象物OJ的距离d。

在多个距离传感器沿一维方向配置的电荷分配型的距离图像传感器中，在一维方向上相邻的距离传感器之间产生了电荷串扰(泄漏)的情况下，电荷串扰对距离测量的影响在相邻的距离传感器之间有可能不同。当电荷串扰对距离测量的影响在相邻的距离传感器之间不同时，难以确切地进行距离测量。

下面，对在一维方向上相邻的距离传感器之间产生的电荷串扰(泄漏)进行说明。在距离图像传感器具备的多个距离传感器的结构都相同的情况下，各距离传感器例如在比光栅电极更靠近一维方向的一侧具备第一信号电荷存储区域及第一传输电极，并且在比光栅电极更靠近一维方向的另一侧具备第二信号电荷存储区域及第二传输电极。因此，在相邻的两个距离传感器中，第一信号电荷存储区域和第二信号电荷存储区域在一维方向上相邻。

在上述的距离图像传感器中，例如，当向三个距离传感器中的位于中央的距离传感器入射反射光时，在该距离传感器(以下，称为入射距离传感器)中根据反射光而产生电荷。所产生的电荷随着第一及第二传输信号而分配在入射距离传感器的第一及第二信号电荷存储区域内。此时，电荷的一部分泄漏到入射距离传感器以外的两个距离传感器的第一及第二信号电荷存储区域。泄漏量因上述两个距离传感器的第一及第二信号电荷存储区域的配置是否位于入射距离传感器侧而大不相同。

在一维方向中的一方向上位于与入射距离传感器相邻的位置的距离传感器(以下，称为“一侧距离传感器”)中，第一信号电荷存储区域配置于比电荷产生区域更靠近入射距离传感器侧的位置，第二信号电荷存储区域配置于比电荷产生区域更靠近与入射距离传感器相反侧的位置。在一维方向中的另一方向上位于与入射距离传感器相邻的位置的距离传感器(以下，称为“另一侧距离传感器”)中，第二信号电荷存储区域配置于比电荷产生区域更靠近入射距离传感器侧的位置，第一信号电荷存储区域配置于比电荷产生区域更靠近与入射距离传感器相反侧的位置。

在从入射距离传感器向一侧距离传感器泄漏电荷的情况下，在一侧距离传感器中，向第一信号电荷存储区域的泄漏量比向第二信号电荷存储区域的泄漏量大。在从入射距离传感器向另一侧距离传感器泄漏电荷的情况下，在另一侧距离传感器中，向第二信号电荷存储区域的泄漏量比向第一信号电荷存储区域的泄漏量大。因此，在一维方向上相邻的距离传感器之间产生了电荷串扰的情况下，第一及第二信号电荷存储区域分别存储的电荷量有可能在一侧距离传感器和另一侧距离传感器上不同。

在本实施方式中，着眼于多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN中的任意一个距离传感器。在一方向A1上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，在第一信号电荷存储区域FD1位于比电荷产生区域更靠近另一方向A2侧的位置的情况下，在另一方向A2上位于与该任意一个距离传感器相邻额位置的距离传感器中，第一信号电荷存储区域FD1位于比电荷产生区域更靠近一方向A1侧的位置。在一方向A1上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，在第二信号电荷存储区域FD2位于比电荷产生区域更靠近另一方向A2侧的位置的情况下，在另一方向A2上位于与该任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，第二信号电荷存储区域FD2位于比电荷产生区域更靠近一方向A1侧的位置。即，在一方向A1上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器和在另一方向A2上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器中，位于上述任意一个距离传感器侧的信号电荷存储区域都是第一信号电荷存储区域FD1或都是第二信号电荷存储区域FD2，且它们是同一种类的信号电荷存储区域。

因此，在上述任意一个距离传感器的电荷产生区域产生的电荷中的一部分电荷泄漏到在一方向A1上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器和在另一方向A2上位于与上述任意一个距离传感器相邻的位置的距离传感器的情况下，泄漏的电荷流入到上述两个距离传感器的两个第一信号电荷存储区域FD1或两个第二信号电荷存储区域FD2。泄漏到上述两个距离传感器的电荷在该两个距离传感器中存储于两个第一信号电荷存储区域FD1或两个第二信号电荷存储区域FD2。由此，即使在一维方向A上相邻的距离传感器之间产生了电荷串扰的情况下，就存储泄漏的电荷的信号电荷存储区域的种类而言，在一维方向A上连续排列的任意三个距离传感器中的位于两侧的两个距离传感器中也是相同的，所以在一维方向A上相邻的距离传感器之间，电荷串扰对于距离测量的影响是同样的。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不必受限于上述的实施方式，在不脱离其宗旨的范围内，可进行种种变更。

各个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN分别具备一个第一及第二传输电极TX1、TX2、以及第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2，但不受限于此。各个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN也可以分别具备两个以上的第一及第二传输电极TX1、TX2、以及第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2。

各个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN也可以进一步具备不需要电荷排出区域和第三传输电极。不需要电荷排出区域将在电荷产生区域产生的电荷作为不需要的电荷而排出到外部。第三传输电极配置在不需要电荷排出区域和电荷产生区域之间，使根据相位与第一及第二传输信号不同的第三传输信号在电荷产生区域产生的电荷作为不需要的电荷而流入到不需要电荷排出区域。在各个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN都具备不需要电荷排出区域和第三传输电极的情况下，由于能够将不需要的电荷排出到外部，因此能够提高距离的测定精度。不需要电荷排出区域及第三传输电极也可以为多个。

在各帧周期T_F中，也可以依次施加多个驱动信号S_D，且与之同步地依次输出第一传输信号S_p1及第二传输信号S_p2。在这种情况下，在第一及第二信号电荷存储区域FD1、FD2累积存储信号电荷。

距离图像传感器RS是一维地配置有多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN的线性传感器，但多个距离传感器P_A1～P_AM、P_B1～P_BN也可以以二维方式配置。在这种情况下，能够容易得到二维图像。通过使线性传感器旋转或使两个线性传感器进行扫描，也能够得到二维图像。

距离图像传感器RS不局限于表面入射型的距离图像传感器。距离图像传感器RS也可以为背面照射型的距离图像传感器。

根据入射光产生电荷的电荷产生区域也可以由光电二极管(例如，嵌入式的光电二极管等)构成。

本实施方式的距离图像传感器RS中的p型及n型的各导电型也可以更换为与上述的导电型相反。

产业上的可利用性

本发明能够用于电荷分配型的距离图像传感器。