[发明专利]飞行时间成像像素中的读出电压不确定度补偿

权利要求书

1.一种飞行时间传感器中的像素布置，包括：

差分像素结构的多晶硅感测元件，所述多晶硅感测元件被配置成在测量阶段期间建立与入射光相关的电荷；

电荷存储元件，所述电荷存储元件被配置成累积所述测量阶段中转移自所述多晶硅感测元件的集成电荷；

扩散节点，所述扩散节点被配置成建立测量电压，所述测量电压表示在所述测量阶段期间建立的从所述电荷存储元件转储的所述集成电荷中的一部分；

偏压栅极元件，所述偏压栅极元件在所述多晶硅感测元件和所述电荷存储元件之间建立偏压电势，以提供将在所述多晶硅感测元件处建立的至少一部分电荷转移到所述电荷存储元件的通路，并减少转移到所述电荷存储元件又返回到所述多晶硅感测元件的所述电荷的数量；以及

模拟域输出电路系统，所述模拟域输出电路系统包括存储所述测量电压的测量电容元件；以及存储在所述测量阶段之前执行的复位阶段期间在所述扩散节点处建立的复位电压的复位电容元件；

所述模拟域输出电路系统被配置成从被存储在所述测量电容元件中的所述测量电压中减去被存储在所述复位电容元件中的所述复位电压以建立补偿结果，所述补偿结果至少部分地降低所述像素布置的读出电压不确定度，并提供所述补偿结果以便处理成像素输出电压，所述像素输出电压在相关联的测量阶段通过与所述差分像素结构的另一多晶硅感测元件相关联的至少另一补偿结果被差分地导出。

2.如权利要求1所述的像素布置，其特征在于，进一步包括：

转移栅极元件，基于激活，所述转移栅极元件在至少所述电荷存储元件和所述扩散节点之间建立转移电势，以将存储在所述电荷存储元件中的所述集成电荷中的一部分转储到所述扩散节点。

3.如权利要求2所述的像素布置，其特征在于，所述电荷存储元件包括多晶硅电容器元件，所述多晶硅电容器元件形成有下层p型掺杂剂阱，所述下层p型掺杂剂阱具有比与所述像素布置相关联的半导体基板更高的p型掺杂水平；以及

其中，所述电荷存储元件上的偏压建立比所述偏压栅极元件的所述偏压电势更高的电势电平，以提供使在所述多晶硅感测元件处建立的至少一部分电荷能够从所述多晶硅感测元件被转移到所述电荷存储元件的通路。

4.如权利要求1所述的像素布置，其特征在于，所述像素布置的所述读出电压不确定度包括与所述像素布置的读出电容相关联的kTC噪声。

5.如权利要求1所述的像素布置，其特征在于，进一步包括：

复位栅极，基于在所述复位阶段期间的激活，所述复位栅极将在所述多晶硅感测元件处建立的至少一部分中间电荷排出到电压源，以向所述像素布置提供抗光晕功能。

6.如权利要求1所述的像素布置，其特征在于，所述模拟域输出电路系统进一步包括：

差分放大器电路系统，所述差分放大器电路系统被配置成将所述像素输出电压导出为所述补偿结果和所述另一补偿结果间的差分电压。

7.如权利要求1所述的像素布置，其特征在于，所述模拟域输出电路系统进一步被配置成将所述像素输出电压提供给模数转换器，以将所述像素输出电压从模拟像素表示转换为数字像素表示。

8.如权利要求7所述的像素布置，其特征在于，所述数字像素表示与所述飞行时间传感器的另外像素布置的至少另一数字像素表示一起被处理，以确定呈现给所述飞行时间传感器的场景的飞行时间测量。