[发明专利]图像传感器的像素和直接飞行时间范围测量的方法及系统

摘要

提供一种图像传感器的像素和直接飞行时间范围测量的方法及系统。将直接飞行时间技术与模拟振幅调制组合于像素阵列中的每一像素内。不使用单光子雪崩二极管或雪崩光电二极管。而是，每一像素具有转换增益超过400μV/e‑且光子探测效率大于45％的光电二极管，所述光电二极管联合针扎光电二极管一起工作。通过像素本身内的基于模拟域的单端‑差分转换器向所接收的光信号添加飞行时间信息。像素中的光电二极管的输出用于控制针扎光电二极管的操作。当来自像素中的光电二极管的输出在预定义时间间隔内被触发时，从针扎光电二极管的电荷转移被停止，且因此，飞行时间值及物体的范围被记录。此种像素为驾驶员提供改善型自主导航系统。

主权项

1.一种在图像传感器中的像素，所述像素包括：光电二极管单元，具有至少一个光电二极管，所述至少一个光电二极管将所接收的光亮转换成电信号，其中所述至少一个光电二极管具有转换增益，所述转换增益满足阈值；放大器单元，与所述光电二极管单元串联连接，以放大所述电信号并响应于所述放大而产生中间输出；以及时间‑电荷转换器单元，耦合到所述放大器单元且从所述放大器单元接收所述中间输出，其中所述时间‑电荷转换器包括：存储模拟电荷的装置，以及控制电路，耦合到所述装置，其中所述控制电路执行包括以下的操作：启动所述模拟电荷的第一部分从所述装置的转移，响应于在预定义时间间隔内接收到所述中间输出而终止所述转移，以及基于所转移的所述模拟电荷的所述第一部分而产生所述像素的第一像素专有输出。