深度感測方法、三維圖像傳感器及其裝置制造方法及圖紙

提供三維(3D)圖像傳感器模塊及包括其的裝置、深度感測方法。一種3D圖像傳感器模塊，包括：振蕩器，其被配置為輸出已補償失真的振蕩頻率作為以偏置電壓偏置的正弦波的驅動電壓；光學快門，其被配置為根據該驅動電壓改變從對象反射的反射光的透射率，并將該反射光調制為具有不同相位的至少兩個光學調制信號；以及圖像產生器，其被配置為產生關于該對象的圖像數據，該圖像數據包括基于該至少兩個光學調制信號的相位之間的差計算的深度信息。

【技術實現步驟摘要】
相關申請本申請要求于2014年11月13日向韓國特許廳提交的韓國專利申請No.10-2014-0158064的優先權，通過引用將其全部內容合并于此。
一個或多個示范性實施例的各方面涉及三維(3D)圖像傳感器模塊和包括該3D圖像傳感器模塊的電子裝置。
技術介紹
可以通過測量光的飛行時間(TOF)的方法來計算與用于產生三維(3D)圖像的傳感器模塊和對象之間的距離相關聯的深度信息。使用測量TOF的方法，可以通過調制從對象反射的光來計算深度信息。
技術實現思路
提供能夠減少功耗或產生準確圖像的三維(3D)圖像傳感器模塊、以及包括所述3D圖像傳感器模塊的電子裝置。其他方面將部分地在以下說明書中闡述，而且部分地從說明書顯然可知，或者可以通過一個或多個示范性實施例的實踐習得。根據一個或多個示范性實施例的一個方面，提供一種3D圖像傳感器模塊，包括：振蕩器，其被配置為輸出已補償失真的振蕩頻率作為以偏置電壓偏置的正弦波的驅動電壓；光學快門，其被配置為根據該驅動電壓改變從對象反射的反射光的透射率，并將該反射光調制為具有不同相位的至少兩個光學調制信號；以及圖像產生器，其被配置為產生關于該對象的圖像數據，該圖像數據包括基于該至少兩個光學調制信號的相位之間的差計算的深度信息。該振蕩器可以包括：共振器，其被配置為通過與該光學快門的能量交換來共振以產生該驅動電壓；能量補充器，其被配置為向該共振器提供與在該>共振器與該光學快門之間的能量交換期間的能量損耗的數量對應的補充能量；以及失真補償器，其被配置為補償由該能量補充器向該共振器提供的能量的失真。該失真補償器可以連接到該能量補充器以使得該失真補償器可以被配置為防止該能量補充器阻止該驅動電壓擺動到負值。該光學快門可以包括第一端和第二端，而且該共振器可以包括：電感器，其包括第一端和第二端，該第一端電連接到該光學快門的第一端；以及電容器，其包括第一端和第二端，該第一端電連接到該電感器的第二端，該第二端連接到該偏置電壓和該光學快門的第二端。該能量補充器可以進一步被配置為當在該電容器與該光學快門之間交換能量時經由該電感器向該電容器提供能量。該能量補充器可以包括：第一開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到電源端子，該第二端連接到該電感器的第一端，第一開關元件被配置為通過該電感器的第二端上的電壓來開關；第二開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到電源端子，該第二端連接到該電感器的第二端，第二開關元件被配置為通過該電感器的第一端上的電壓來切換；第三開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到該電感器的第一端，第三開關元件被配置為通過該電感器的第二端上的電壓來切換；以及第四開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到該電感器的第二端，該第二端連接到第三開關元件的第二端，第四開關元件被配置為通過該電感器的第一端上的電壓來切換。第一和第四開關元件被配置為當能量經由該電感器從該電容器向該光學快門移動時被接通以向該電容器提供能量，而且第二和第三開關元件被配置為當能量經由該電感器從該光學快門向該電容器移動時被接通以向該電容器提供能量。第一和第二開關元件可以分別包括P型金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管，而且第三和第四開關元件可以分別包括N型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管。該失真補償器可以包括至少一個電阻器，其連接在第三和第四開關元件的第二端與地端子之間，而且該失真補償器可以進一步被配置為平衡第三和第四開關元件的驅動能力之間的失配。該失真補償器可以包括第一補償器和第二補償器。第三開關元件可以經由該失真補償器的第一補償器連接到該電感器的第一端，而且第四開關元件可以經由該失真補償器的第二補償器連接到該電感器的第二端。第一補償器可以包括第一二極管，其被配置為從該電感器的第一端向第三開關元件提供電流，而且第二補償器可以包括第二二極管，其被配置為從該電感器的第二端向第四開關元件提供電流。該振蕩器可以進一步包括突發模式驅動器，其被配置為輸出指示該3D圖像傳感器模塊正在突發模式下工作的突發信號，而且該能量補充器可以進一步被配置為響應于該突發信號而中斷對該共振器的能量供應。該3D圖像傳感器模塊可以進一步包括第一控制器，其被配置為檢測從該振蕩器向該光學快門提供的驅動電壓，并產生控制信號，而且該振蕩器可以進一步被配置為基于該控制信號來控制對該共振器的能量供應。該3D圖像傳感器模塊可以進一步包括：溫度傳感器，其被配置為感測該3D圖像傳感器模塊的溫度，并基于所感測的溫度產生溫度信息；以及控制器，其被配置為基于該溫度信息產生控制信號。該振蕩器可以進一步被配置為基于該控制信號來控制對該共振器的能量供應。該3D圖像傳感器模塊可以進一步包括：存儲器，其被配置為存儲與該3D圖像傳感器模塊的工作特征對應的特征信息；以及控制器，其被配置為基于該特征信息產生控制信號。該振蕩器可以進一步被配置為基于該控制信號來控制對該共振器的能量供應。該光學快門可以包括：第一電極，向其提供該驅動電壓；第二電極，向其提供該驅動電壓；第一半導體層，其置于第一和第二電極之間；第二半導體層，其置于第一和第二電極之間；以及多量子阱，其置于第一和第二半導體層之間。第一電極、第一半導體層、多量子阱、第二半導體層、和第二電極可以依序分層。該光學快門可以進一步被配置為將該反射光調制為分別具有0度、90度、180度、和270度的相位的四個光學調制信號。該圖像產生器可以包括：圖像傳感器，其被配置為感測該至少兩個光學調制信號中的每一個，產生與所感測的光學調制信號對應的電信號，并以幀為單位輸出該電信號；以及圖像處理器，其被配置為從該至少兩個光學調制信號的分別的幀的相位之間的差中計算該深度信息。該3D圖像傳感器模塊可以進一步包括分頻器，其被配置為劃分從該振蕩器接收的振蕩頻率以產生時鐘信號，而且該圖像產生器可以進一步被配置為與該時鐘信號同步地產生圖像數據。該3D圖像傳感器模塊可以進一步包括：光源，其被配置為向該對象發射入射光束；光源驅動器，其被配置為驅動該光源以使得所述入射光束具有不同的相位；鏡頭，其被配置為聚焦該反射光；以及濾鏡，其被配置為使用與入射光束的帶寬相同的波長段來過濾由該鏡頭聚焦的反射光，并向該光學快門提供過濾的結果。3D圖像傳感器模塊可以進一步包括多個光學快門。該光源可以進一步被配置為依次產生入射光束，而本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三維(3D)圖像傳感器模塊，包括：振蕩器，其被配置為輸出已補償失真的振蕩頻率作為以偏置電壓偏置的正弦波的驅動電壓；光學快門，其被配置為根據該驅動電壓改變從對象反射的反射光的透射率，并將該反射光調制為具有不同相位的至少兩個光學調制信號；以及圖像產生器，其被配置為產生關于該對象的圖像數據，該圖像數據包括基于該至少兩個光學調制信號的相位之間的差計算的深度信息。

【技術特征摘要】
2014.11.13 KR 10-2014-01580641.一種三維(3D)圖像傳感器模塊，包括：
振蕩器，其被配置為輸出已補償失真的振蕩頻率作為以偏置電壓偏置的
正弦波的驅動電壓；
光學快門，其被配置為根據該驅動電壓改變從對象反射的反射光的透射
率，并將該反射光調制為具有不同相位的至少兩個光學調制信號；以及
圖像產生器，其被配置為產生關于該對象的圖像數據，該圖像數據包括
基于該至少兩個光學調制信號的相位之間的差計算的深度信息。
2.如權利要求1所述的3D圖像傳感器模塊，其中該振蕩器包括：
共振器，其被配置為通過與該光學快門的能量交換來共振以產生該驅動
電壓；
能量補充器，其被配置為向該共振器提供與在該共振器與該光學快門之
間的能量交換期間的能量損耗的數量對應的補充能量；以及
失真補償器，其被配置為補償由該能量補充器向該共振器提供的能量的
失真。
3.如權利要求2所述的3D圖像傳感器模塊，其中該失真補償器連接到
該能量補充器以使得該失真補償器被配置為防止該能量補充器阻止該驅動電
壓擺動到負值。
4.如權利要求2所述的3D圖像傳感器模塊，其中
該光學快門包括第一端和第二端，而且
該共振器包括：
電感器，其包括第一端和第二端，該第一端電連接到該光學快門的
第一端；以及
電容器，其包括第一端和第二端，該第一端電連接到該電感器的第
二端，該第二端連接到該偏置電壓和該光學快門的第二端。
5.如權利要求4所述的3D圖像傳感器模塊，其中該能量補充器進一步
被配置為當在該電容器與該光學快門之間交換能量時經由該電感器向該電容
器提供能量。
6.如權利要求4所述的3D圖像傳感器模塊，其中該能量補充器包括：
第一開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到電源端子，該

\t第二端連接到該電感器的第一端，第一開關元件被配置為通過該電感器的第
二端上的電壓來切換；
第二開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到電源端子，該
第二端連接到該電感器的第二端，第二開關元件被配置為通過該電感器的第
一端上的電壓來切換；
第三開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到該電感器的第
一端，第三開關元件被配置為通過該電感器的第二端上的電壓來切換；以及
第四開關元件，其包括第一端和第二端，該第一端連接到該電感器的第
二端，該第二端連接到第三開關元件的第二端，第四開關元件被配置為通過
該電感器的第一端上的電壓來切換。
7.如權利要求6所述的3D圖像傳感器模塊，其中
第一和第四開關元件被配置為當能量經由該電感器從該電容器向該光學
快門移動時被接通以向該電容器提供能量，而且
第二和第三開關元件被配置為當能量經由該電感器從該光學快門向該電
容器移動時被接通以向該電容器提供能量。
8.如權利要求6所述的3D圖像傳感器模塊，其中
第一和第二開關元件分別包括P型金屬氧化物半導體(PMOS)晶體管，
而且
第三和第四開關元件分別包括N型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管。
9.如權利要求8所述的3D圖像傳感器模塊，其中
該失真補償器包括至少一個電阻器，其連接在第三和第四開關元件的第
二端與地端子之間，而且
該失真補償器進一步被配置為平衡第三和第四開關元件的驅動能力之間
的失配。
10.如權利要求6所述的3D圖像傳感器模塊，其中
該失真補償器包括第一補償器和第二補償器，
第三開關元件經由該失真補償器的第一補償器連接到該電感器的第一
端，而且
第四開關元件經由該失真補償器的第二補償器連接到該電感器的第二
端。
11.如權利要求10所述的3D圖像傳感器模塊，其中
第一補償器包括第一二極管，其被配置為從該電感器的第一端向第三開
關元件提供電流，而且
第二補償器包括第二二極管，其被配置為從該電感器的第二端向第四開
關元件提供電流。
12.如權利要求2所述的3D圖像傳感器模塊，其中
該振蕩器進一步包括突發模式驅動器，其被配置為輸出指示該3D圖像
傳感器模塊正在突發模式下工作的突發信號，而且
該能量補充器進一步被配置為響應于接收該突發信號而中斷對該共振器
的能量供應。
13.如權利要求2所述的3D圖像傳感器模塊，進一步包括第一控制器，
其被配置為檢測從該振蕩器向該光學快門提供的驅動電壓，并產生控制信號，
其中該振蕩器進一步被配置為基于該控制信號來控制對該共振器的能量
供應。
14.如權利要求2所述的3D圖像傳感器模塊，進一步包括：
溫度傳感器，其被配置為感測該3D圖像傳感器模塊的溫度，并基于所
感測的溫度產生溫度信息；以及
控制器，其被配置為基于該溫度信息產生控制信號，
其中該振蕩器進一步被配置為基于該控制信號來控制對該共振器的能量
供應。
15.如權利要求2所述的3D圖像傳感器模塊，進一步包括：
存儲器，其被配置為存儲與該3D圖像傳感器模塊的工作特征對應的特
征信息；以及
控制器，其被配置為基于該特征信息產生控制信號，
其中該振蕩器進一步被配置為基于該控制信號來控制對該共振器的能量
供應。
16.如權利要求1所述的3D圖像傳感器模塊，其中
該光學快門包括：
第一電極，向其提供該驅動電壓；
第二電極，向其提供該驅動電壓；
第一半導體層，其置于第一和第二電極之間；
第二半導體層，其置于第一和第二電極之間；以及
多量子阱，其置于第一和第二半導體層之間，而且
第一電極、第一半導體層、多量子阱、第二半導體層、和第二電極依序
分層。
17.如...

【專利技術屬性】
技術研發人員：全明帝，樸勇和，柳長雨，尹熙善，
申請(專利權)人：三星電子株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國;KR