【技术实现步骤摘要】
用于间接飞行时间感测的读出架构
[0001]本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说(但非排他地)涉及飞行时间传感器。
技术介绍
[0002]随着三维(3D)应用的流行度在例如成像、电影、游戏、计算机、用户接口、面部辨识、物体辨识、增强现实及类似者的领域中持续增长，对3D相机的兴趣在增加。创建3D图像的典型被动方式是使用多个相机来捕获立体或多个图像。使用立体图像，可对图像中的物体进行三角测量以创建3D图像。此三角测量技术的一个缺点是难以使用小装置创建3D图像，这是因为在每一相机之间必须存在最小分离距离以便创建3D图像。另外，此技术是复杂的且因此需要强大的计算机处理能力以便实时创建3D图像。
[0003]针对需要实时获取3D图像的应用，有时利用基于飞行时间测量的主动深度成像系统。飞行时间相机通常采用将光引导于物体处的光源、检测从物体反射的光的传感器及基于光往返于物体所花费的往返时间计算到物体的距离的处理单元。
技术实现思路
[0004]本公开的一方面提供一种飞行时间传感器，其包括：飞行时间像素阵列，其包含...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞行时间传感器，其包括：飞行时间像素阵列，其包含多个飞行时间像素电路，其中所述多个飞行时间像素电路的第一子集经配置以被来自物体的部分的反射调制光照明，而所述多个飞行时间像素电路的第二子集经配置以不被来自所述物体的所述部分的所述反射调制光照明，其中所述飞行时间像素电路中的每一者包含：光电二极管，其经配置以响应于入射于所述光电二极管上的所述反射调制光光生电荷；第一浮动扩散部，其经配置以存储所述光电二极管中光生的电荷的第一部分；及第一转移晶体管，其经配置以响应于通过第一相位调制信号进行的调制将电荷的所述第一部分从所述光电二极管转移到所述第一浮动扩散部；及调制驱动器块，其经配置以产生所述第一相位调制信号，其中所述调制驱动器块耦合到经配置以将所述调制光发射到所述物体的所述部分的光源，其中所述调制驱动器块经配置以使跨所述物体扫描由所述光源发射的所述调制光与跨所述飞行时间像素阵列扫描所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集同步。2.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述调制驱动器块经配置以使所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集中包含的所述飞行时间像素电路能够响应于所述第一相位调制信号，其中所述调制驱动器块经配置以使所述多个飞行时间像素电路的所述第二子集中包含的所述飞行时间像素电路无法响应于所述第一相位调制信号。3.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集包含所述飞行时间像素阵列的飞行时间像素电路的一或多个行。4.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集包含所述飞行时间像素阵列的飞行时间像素电路的一或多个列。5.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集包含所述飞行时间像素阵列的飞行时间像素电路的连续区。6.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集包含所述飞行时间像素阵列的飞行时间像素电路的多个非连续区。7.根据权利要求1所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间像素电路中的每一者进一步包含：第二浮动扩散部，其经配置以存储所述光电二极管中光生的电荷的第二部分；及第二转移晶体管，其经配置以响应于通过由所述调制驱动器产生的第二相位调制信号进行的调制将电荷的所述第二部分从所述光电二极管转移到所述第二浮动扩散部，其中所述第二相位调制信号与所述第一相位调制信号异相，其中调制驱动器块进一步经配置以产生所述第二相位调制信号。8.根据权利要求7所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间像素电路中的每一者进一步包含：第一复位晶体管，其耦合于第一电源轨与所述第一浮动扩散部之间，其中所述第一复位晶体管经配置以复位所述第一浮动扩散部；及第二复位晶体管，其耦合于所述第一电源轨与所述第二浮动扩散部之间，其中所述第二复位晶体管经配置以复位所述第二浮动扩散部。
9.根据权利要求8所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间像素电路中的每一者进一步包含：第一取样与保持晶体管，其耦合于第一存储节点与所述第一浮动扩散部之间，其中所述第一存储节点经配置以通过所述第一取样与保持晶体管存储来自所述第一浮动扩散部的电荷的所述第一部分；及第二取样与保持晶体管，其耦合于第二存储节点与所述第二浮动扩散部之间，其中所述第二存储节点经配置以通过所述第二取样与保持晶体管存储来自所述第二浮动扩散部的电荷的所述第二部分。10.根据权利要求9所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间像素电路中的每一者进一步包含：第一源极跟随器晶体管，其具有耦合到所述第一存储节点的栅极；第一行选择晶体管，其耦合于所述第一源极跟随器晶体管的源极与第一位线之间；第二源极跟随器晶体管，其具有耦合到所述第二存储节点的栅极；及第二行选择晶体管，其耦合于所述第二源极跟随器晶体管的源极与第二位线之间。11.根据权利要求10所述的飞行时间传感器，其中所述多个飞行时间像素电路的所述第二子集中包含的所述多个飞行时间像素电路中的一者的所述第一及第二存储节点经配置以被同时读出，使得所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集中包含的所述多个飞行时间像素电路中的一者的所述第一及第二转移晶体管经配置以响应于所述第一及第二相位调制信号进行调制。12.根据权利要求10所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间像素电路中的每一者进一步包括：列复位控制晶体管，其耦合到所述第一复位晶体管的栅极及所述第二复位晶体管的栅极，其中所述列复位控制晶体管经耦合以响应于列复位控制信号；行复位控制晶体管，其耦合到所述列复位控制晶体管，其中所述行复位控制晶体管经耦合以响应于行复位控制信号；及复位启用/停用晶体管，其耦合到所述第一复位晶体管的所述栅极及所述第二复位晶体管的所述栅极，其中所述复位启用/停用晶体管经耦合以响应于复位启用/停用控制信号。13.根据权利要求12所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间像素电路中的每一者进一步包括：第一列取样与保持控制晶体管，其耦合到所述第一取样与保持晶体管的栅极，其中所述第一列取样与保持控制晶体管经耦合以响应于第一列取样与保持控制信号；第一行取样与保持控制晶体管，其耦合到所述第一列取样与保持控制晶体管，其中所述第一行取样与保持控制晶体管经耦合以响应于行取样与保持控制信号；第一取样与保持启用/停用晶体管，其耦合到所述第一取样与保持晶体管的所述栅极，其中所述第一取样与保持启用/停用晶体管经耦合以响应于取样与保持启用/停用控制信号；第二列取样与保持控制晶体管，其耦合到所述第二取样与保持晶体管的栅极，其中所述第二列取样与保持控制晶体管经耦合以响应于第二列取样与保持控制信号；
第二行取样与保持控制晶体管，其耦合到所述第二列取样与保持控制晶体管，其中所述第二行取样与保持控制晶体管经耦合以响应于所述行取样与保持控制信号；及第二取样与保持启用/停用晶体管，其耦合到所述第二取样与保持晶体管的所述栅极，其中所述第二取样与保持启用/停用晶体管经耦合以响应于所述取样与保持启用/停用控制信号。14.根据权利要求10所述的飞行时间传感器，其中所述调制驱动器块包括：锁相环电路，其经配置以产生所述第一及第二相位调制信号；及光源驱动器电路，其耦合于所述光源与所述锁相环电路之间，其中所述光源驱动器电路经配置以响应于所述锁相环电路使从所述光源发射到所述物体的所述部分的所述调制光与所述第一及第二相位调制信号同步。15.根据权利要求14所述的飞行时间传感器，其中所述调制驱动器块进一步包括耦合到所述锁相环电路的多个驱动器电路，其中所述多个驱动器电路中的第一者经配置以为飞行时间像素电路的所述第一子集产生所述第一相位调制信号，其中所述多个驱动器电路中的第二者经配置以为飞行时间像素电路的所述第一子集产生所述第二相位调制信号，其中所述多个驱动器电路中的第三者经配置以为飞行时间像素电路的所述第二子集产生所述第一相位调制信号，其中所述多个驱动器电路中的第四者经配置以为飞行时间像素电路的所述第二子集产生所述第二相位调制信号。16.根据权利要求15所述的飞行时间传感器，其中所述调制驱动器块进一步包括：多个驱动器开关，其中所述多个驱动器开关中的每一者耦合到所述多个驱动器电路中的相应者的输出，其中所述多个驱动器开关中的第一者耦合到所述多个驱动器电路中的所述第一者的输出，其中所述多个驱动器开关中的第二者耦合到所述多个驱动器电路中的所述第二者的输出，其中所述多个驱动器开关中的第三者耦合到所述多个驱动器电路中的所述第三者的输出，其中所述多个驱动器开关中的第四者耦合到所述多个驱动器电路中的所述第四者的输出；及调制控制电路，其耦合到所述多个驱动器开关，其中所述调制控制电路经配置以关断所述多个驱动器开关中的所述第三者及所述多个驱动器开关中的所述第四者，同时所述调制控制电路经配置以接通所述多个驱动器开关中的所述第一者及所述多个驱动器开关中的所述第二者。17.根据权利要求16所述的飞行时间传感器，其中所述调制驱动器块进一步包括耦合到所述调制控制电路的扫描同步电路，其中所述扫描同步电路经配置以使跨所述物体进行的由所述光源发射的所述调制光的所述扫描与跨所述飞行时间像素阵列进行的所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集的所述扫描同步。18.根据权利要求14所述的飞行时间传感器，其进一步包括：多个延迟锁定环路电路，其串联耦合到所述锁相环电路，其中所述多个延迟锁定环路电路中的每一者经配置以产生具有相应相移的所述第一及第二相位调制信号；及多个逻辑电路，其耦合到所述多个延迟锁定环路电路，其中所述多个逻辑电路中的第一者经配置以为飞行时间像素电路的所述第一子集产生具有第一相移的所述第一相位调制信号，其中所述多个逻辑电路中的第二者经配置以为飞行时间像素电路的所述第一子集产生具有所述第一相移的所述第二相位调制信号，其中所述多个逻辑电路中的第三者经配
置以为飞行时间像素电路的所述第二子集产生具有第二相移的所述第一相位调制信号，其中所述多个逻辑电路中的第四者经配置以为飞行时间像素电路的所述第二子集产生具有所述第二相移的所述第二相位调制信号。19.根据权利要求18所述的飞行时间传感器，其中所述调制驱动器块进一步包括调制控制电路，所述调制控制电路耦合所述多个逻辑电路，其中所述调制控制电路经配置以停用所述多个逻辑电路中的所述第三者及所述多个逻辑电路中的所述第四者，同时所述调制控制电路经配置以启用所述多个逻辑电路中的所述第一者及所述多个逻辑电路中的所述第二者。20.根据权利要求19所述的飞行时间传感器，其中所述调制驱动器块进一步包括耦合到所述调制控制电路的扫描同步电路，其中所述扫描同步电路经配置以使跨所述物体进行的由所述光源发射的所述调制光的所述扫描与跨所述飞行时间像素阵列进行的所述多个飞行时间像素电路的所述第一子集的所述扫描同步。21.根据权利要求10所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间传感器进一步包括：行控制电路，其经配置以产生经耦合以控制所述第一复位晶体管及所述第二复位晶体管的复位信号，其中所述行控制电路进一步经配置以产生经耦合以控制所述第一取样与保持晶体管及所述第二取样与保持晶体管的取样与保持信号，其中所述行控制电路进一步经配置以产生经耦合以控制所述第一行选择晶体管及所述第二行选择晶体管的行选择信号；及列读出电路，其耦合到所述第一位线及所述第二位线以读出所述飞行时间像素电路中的每一者。22.根据权利要求13所述的飞行时间传感器，其中所述飞行时间传感器进一步包括列控制电路，其经配置以产生经耦合以控制所述列复位控制晶体管的所述列复位控制信号，其中所述列控制电路进一步经配置以产生经耦合以控制所述第一列取样与保持控制晶体管的所述第一列取样与保持控制信号，其中所述列控制电路进一步经配置以产生经耦合以控制所述第二列取样与保持控制晶体管的所述第二列取样与保持控制信号；行控制电路，其经配置以产生经耦合以控制所述行复位控制晶体管的所述行复位控制信号，其中所述行控制电路进一步经配置以产生经耦合以控制所述第一行取样与保持控制晶体管及所述第二行取样与保持控制晶体管的所述行取样与保持控制信号，其中所述行控制电路进一步经配置以产生经耦合以控制所述第一行选择晶体管及所述第二行选择晶体管的行选择信号；及列读出电路，其耦合到所述第一位线及所述第二位线以读出所述飞行时间像素电路中的每一者。23.一种飞行时间感测系统，其包括：光源，其经配置以向物体的部分发射调制光；及飞行时间传感器，其经配置以感测来自所述物体的反射...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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