[发明专利]用于计算机视觉应用的全局快门像素电路和方法

权利要求书

1.一种操作用于飞行时间(ToF)距离测量的像素电路的方法，其中所述像素电路包括：

光电二极管；

漏区，其与所述光电二极管相邻并被耦合到偏置电压；

快门栅，其被设置在所述光电二极管和所述漏区之间，所述快门栅由全局快门信号控制，以施加所述偏置电压来偏置所述光电二极管以进行光感测；

存储二极管，其通过由第一转移信号控制的第一转移栅而被耦合到所述光电二极管；以及

浮置扩散区，其通过由第二转移信号控制的第二转移栅而被耦合到所述存储二极管；

所述方法包括：

在曝光时段中，

使用所述第一转移信号激活所述第一转移栅，以耦合所述光电二极管和所述存储二极管；以及

在第一多个时间窗中激活所述光电二极管，以感测由于相应的多个发射光脉冲而从目标反射的光，其中每个时间窗和相应的发射光脉冲之间的延迟时间被指定为D1；

以及

在采样时段中：

使用所述第二转移信号激活所述第二转移栅，以将电荷从所述存储二极管转移到所述浮置扩散区，其中对所述浮置扩散区中的电荷进行采样以确定表示在所述曝光时段期间收集的电荷的第一采样信号S1。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一多个时间窗中曝光所述光电二极管包括向所述快门栅提供第一全局快门信号，所述第一全局快门信号具有第一多个全局快门脉冲以曝光所述光电二极管。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一多个时间窗中曝光所述光电二极管包括将与所述光电二极管相邻的所述漏区耦合到多个偏置电压脉冲(VAAGS)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电压高于所述第一转移信号和所述第二转移信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用相关双采样(CDS)对所述浮置扩散区中的电荷进行采样。

6.一种操作用于飞行时间(ToF)距离测量的像素电路的方法，其中所述像素电路包括：

光电二极管；

漏区，其与所述光电二极管相邻并被耦合到偏置电压；

快门栅，其被设置在所述光电二极管和所述漏区之间，所述快门栅由全局快门信号控制，以施加所述偏置电压来偏置所述光电二极管以进行光感测；

存储二极管，其通过由第一转移信号控制的第一转移栅而被耦合到所述光电二极管；以及

浮置扩散区，其通过由第二转移信号控制的第二转移栅而被耦合到所述存储二极管；

所述方法包括：

在第一曝光时段中，

使用所述第一转移信号激活所述第一转移栅，以耦合所述光电二极管和所述存储二极管；

在第一多个时间窗中激活所述光电二极管，以感测由于相应的第一多个发射光脉冲而从目标反射的光，其中每个时间窗和相应的发射光脉冲之间的延迟时间被指定为D1；

在第一采样时段中：

使用所述第二转移信号激活所述第二转移栅，以将电荷从所述存储二极管转移到所述浮置扩散区，其中对所述浮置扩散区中的电荷进行采样以确定表示在所述第一曝光时段期间收集的电荷的第一采样信号S1，

在第二曝光时段中，

使用所述第一转移信号激活所述第一转移栅，以耦合所述光电二极管和所述存储二极管；以及

在第二多个时间窗中激活所述光电二极管，以感测由于相应的第二多个发射光脉冲而从所述目标反射的光，其中每个时间窗和相应的发射光脉冲之间的延迟时间被指定为D2；

在第二采样时段中：

使用所述第二转移信号激活所述第二转移栅，以将电荷从所述存储二极管转移到所述浮置扩散区，其中对所述浮置扩散区中的电荷进行采样以确定表示在所述第二曝光时段期间收集的电荷的第二采样信号S2；以及

基于所述第一采样信号S1和所述第二采样信号S2而确定到所述目标的距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定到所述目标的距离包括使用基于所述第一采样信号S1和所述第二采样信号S2的查找表。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，确定到所述目标的距离包括使用卷积方法。