用于DTOF传感器的路由制造技术

本申请涉及用于DTOF传感器的路由。一种ToF传感器包括：具有第一像素子集和第二像素子集的像素阵列、第一多个TDC和第二多个TDC、具有第一多个总线驱动器和第二多个总线驱动器的路由总线、以及控制器，控制器被配置为：当第一像素子集活动并且第二像素子集非活动时，控制第一多个总线驱动器将事件从第一子集的一半像素路由到第一多个TDC，并且控制第一多个总线驱动器和第二多个总线驱动器将事件从第一像素子集中的另一半像素路由到第二多个TDC，并且当第一像素子集非活动并且第二像素子集活动时，控制第一多个总线驱动器将事件从第二像素子集路由到第一多个TDC。第二像素子集路由到第一多个TDC。第二像素子集路由到第一多个TDC。

【技术实现步骤摘要】
用于DTOF传感器的路由


[0001]本公开总体上涉及一种电子系统和方法，并且在特定实施例中涉及用于直接飞行时间(DTOF)传感器的路由。

技术介绍

[0002]DTOF图像传感器使用飞行时间(ToF)技术来确定距目标的距离，以提供例如3D深度图。图1示出了DTOF系统100的示意图。DTOF系统100包括照射源106、单光子雪崩二极管(SPAD)阵列104、时间数字转换器(TDC)102和处理器110。路由块112将SPAD阵列104耦合到TDC 102(例如，经由金属迹线和逻辑电路)。SPAD阵列104、路由块112和TDC 102通常在同一集成电路(IC)中实现。
[0003]DTOF传感器通常包括图像捕获机制、(多个)数据转换器、频率和定时生成电路、以及数字信号处理和数据压缩/存储的至少一部分。因此，在某些情况下，TDC 102、SPAD阵列104、定时发生器电路108和路由块112共同称为DTOF传感器。在某些情况下，DTOF传感器还包括处理器110(或处理器110的一部分)。
[0004]在正常操作期间，例如，在由定时发生器电路108控制的时间，照射源106向对象116发射光脉冲112。反射光脉冲114由SPAD阵列104感测并且被路由到TDC 102(位于SPAD阵列104外部)。TDC102生成在光脉冲112的发射与反射光脉冲114的接收之间的时间的数字表示。处理器110然后例如通过基于TDC 102的输出以已知方式生成ToF直方图来确定到物体116的距离。
[0005]SPAD阵列104可以由以行和列布置的多个像素形成，其中每个像素包括一个或多个SPAD。对于每个像素，图2中示出了常规DTOF信号链。如图2所示，(SPAD阵列104的)SPAD 202经由路由块204耦合到(TDC 102的)TDC 206(其中路由块204可以可选地包括OR树)。即使SPAD 202包括8个SPAD，也可以使用不同数目的SPAD，诸如1、2、4、10、16等。

技术实现思路

[0006]根据一个实施例，一种飞行时间(ToF)传感器包括：以行和列布置的像素阵列，像素阵列包括第一像素子集和第二像素子集，像素阵列中的每个像素被配置为生成事件信号；第一多个时间数字转换器(TDC)；第二多个TDC；第一路由总线，耦合到第一多个TDC和第二多个TDC以及第一像素子集和第二像素子集，第一路由总线包括与第一像素子集相关联的第一多个总线驱动器和与第二像素子集相关联的第二多个总线驱动器，第一多个总线驱动器经由第二多个总线驱动器耦合到第二多个TDC，并且第二多个总线驱动器经由第一多个总线驱动器耦合到第一多个TDC；以及控制器，被配置为：当第一像素子集活动并且第二像素子集非活动时，控制第一多个总线驱动器将事件信号从第一像素子集中的一半像素路由到第一多个TDC，并且控制第一多个总线驱动器和第二多个总线驱动器将事件信号从第一像素子集中的另一半像素路由到第二多个TDC，以及当第一像素子集非活动并且第二像素子集活动时，控制第一多个总线驱动器将事件信号从第二像素子集路由到第一多个TDC。
[0007]根据一个实施例，一种方法包括：激活飞行时间(ToF)传感器的像素阵列的第一像素子集，像素阵列以行和列布置；当第一像素子集活动时，控制第一路由总线的第一多个总线驱动器将事件信号从第一像素子集中的一半像素路由到第一多个TDC，并且控制第一多个总线驱动器和第二多个总线驱动器将事件信号从第一像素子集中的另一半像素路由到第二多个TDC，其中第一多个总线驱动器经由第二多个总线驱动器耦合到第二多个TDC，其中第二多个总线驱动器经由第一多个总线驱动器耦合到第一多个TDC，其中第一多个总线驱动器与第一像素子集相关联，并且其中第二多个总线驱动器与像素阵列中的第二像素子集相关联；激活第二像素子集；以及当第二像素子集活动时，控制第一多个总线驱动器将事件信号从第二像素子集路由到第一多个TDC。
[0008]根据一个实施例，一种集成电路(IC)包括：以行和列布置的像素阵列，像素阵列包括第一像素子集，像素阵列中的每个像素被配置为生成事件信号；物理上设置在像素阵列的顶部处的多个顶部时间数字转换器(TDC)；物理上设置在像素阵列的底部处的多个底部TDC；路由总线，耦合到多个顶部TDC和多个底部TDC以及第一像素子集，路由总线包括与第一像素子集相关联的多个总线驱动器；以及控制器，被配置为：当第一像素子集活动时，控制多个总线驱动器将事件信号从第一像素子集中的上半部分像素路由到多个顶部TDC，并且将事件信号从第一像素子集中的下半部分像素路由到多个底部TDC，并且当第一像素子集非活动时，控制所有多个总线驱动器将路由总线的事件信号路由到多个顶部TDC。
[0009]根据一个实施例，一种飞行时间(ToF)传感器包括：以行和列布置的像素阵列，像素阵列中的每个像素被配置为生成事件信号，像素阵列包括像素子集；耦合到像素子集的路由总线；多个时间捕获电路，耦合到路由总线；以及控制器，被配置为：当像素子集处于积分模式时，将事件信号从像素子集中的第一像素经由路由总线的第一路由线路由到多个时间捕获电路中的第一时间捕获电路，以及当像素子集处于读出模式时，将数据从第一时间捕获电路经由第一路由线路由到读取电路。
[0010]根据一个实施例，一种方法包括：将飞行时间(ToF)传感器的像素阵列中的像素子集设置为积分模式，像素阵列以行和列布置；当像素子集处于积分模式时，将事件信号从像素子集中的第一像素经由路由总线的第一路由线路由到多个时间捕获电路中的第一时间捕获电路；将像素子集设置为读出模式；以及当像素子集处于读出模式时，将数据从第一时间捕获电路经由第一路由线路由到读取电路。
[0011]根据一个实施例，一种集成电路(IC)包括：以行和列布置的像素阵列，像素阵列中的每个像素被配置为生成事件信号，像素阵列包括像素子集；路由总线，耦合到像素子集，路由总线包括J个路由线，其中J为大于1的正整数，其中J个路由线中的每个路由线耦合到像素子集中的多于1个像素；多个时间捕获电路，耦合到路由总线；以及控制器，被配置为：当像素子集处于积分模式时，将事件信号从像素子集中的第一像素经由路由总线的第一路由线路由到多个时间捕获电路中的第一时间捕获电路，以及当像素子集处于读出模式时，将数据从第一时间捕获电路经由第一路由线路由到读取电路。
附图说明
[0012]为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考以下结合附图的描述，在附图中：
[0013]图1示出了DTOF系统的示意图；
[0014]图2示出了常规DTOF信号链的示意图；
[0015]图3示出了根据本专利技术的实施例的DTOF图像传感器的像素阵列的可能实现的布局的俯视图(未按比例)；
[0016]图4A
‑
图4C示出了根据本专利技术的实施例的图3的像素阵列中的像素的子集的可能实现的不同细节水平；
[0017]图5示出了根据本专利技术的实施例的图3的像素阵列的像素列；
[0018]图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间ToF传感器，包括：以行和列布置的像素阵列，所述像素阵列包括第一像素子集和第二像素子集，所述像素阵列中的每个像素被配置为生成事件信号；第一多个时间数字转换器TDC；第二多个TDC；第一路由总线，耦合到所述第一多个TDC和所述第二多个TDC以及所述第一像素子集和所述第二像素子集，所述第一路由总线包括与所述第一像素子集相关联的第一多个总线驱动器和与所述第二像素子集相关联的第二多个总线驱动器，所述第一多个总线驱动器经由所述第二多个总线驱动器耦合到所述第二多个TDC，并且所述第二多个总线驱动器经由所述第一多个总线驱动器耦合到所述第一多个TDC；以及控制器，被配置为：当所述第一像素子集活动并且所述第二像素子集非活动时，控制所述第一多个总线驱动器将事件信号从所述第一像素子集中的一半像素路由到所述第一多个TDC，并且控制所述第一多个总线驱动器和所述第二多个总线驱动器将事件信号从所述第一像素子集中的另一半像素路由到所述第二多个TDC，以及当所述第一像素子集非活动并且所述第二像素子集活动时，控制所述第一多个总线驱动器将事件信号从所述第二像素子集路由到所述第一多个TDC。2.根据权利要求1所述的ToF传感器，其中：所述第一像素子集包括L个像素，L为大于1的正整数；所述第二像素子集包括L个像素；以及所述第一路由总线包括L/2个路由线。3.根据权利要求2所述的ToF传感器，其中L为30。4.根据权利要求1所述的ToF传感器，其中所述第一路由总线中的每个路由线被配置为从所述第一像素子集中的两个像素接收事件信号。5.根据权利要求1所述的ToF传感器，其中所述第一像素子集和所述第二像素子集被物理地设置在所述第一多个TDC与所述第二多个TDC之间。6.根据权利要求1所述的ToF传感器，其中所述第一像素子集中的每个像素包括单光子雪崩二极管SPAD，所述SPAD耦合到所述第一多个总线驱动器中的相应总线驱动器。7.根据权利要求1所述的ToF传感器，其中所述第一多个总线驱动器中的每个总线驱动器包括：多路复用器；第一缓冲器，具有耦合到所述多路复用器的输出的输入和耦合到所述多路复用器的第一输入的输出；以及第二缓冲器，具有耦合到所述多路复用器的输出的输入和耦合到所述多路复用器的第二输入的输出。8.根据权利要求1所述的ToF传感器，其中所述第一像素子集和所述第二像素子集对应于所述像素阵列中的第一像素列，所述ToF传感器还包括：与所述像素阵列中的第二像素列相关联的第二路由总线，其中所述第二像素列包括第三像素子集；以及
第三多个TDC和第四多个TDC，其中当所述第三像素子集活动时，所述第二路由总线被配置为将事件信号从所述第三像素子集中的一半像素路由到所述第三多个TDC，并且将事件信号从所述第三像素子集中的另一半像素路由到所述第四多个TDC。9.根据权利要求8所述的ToF传感器，其中所述第一像素子集和所述第三像素子集被...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：意法半导体Ramp，amp，D有限公司，
类型：发明
国别省市：