[發明專利]飛行時間感測單元及飛行時間感測系統

有效

• 申請號: 201410814929.8
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN105319559A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 孫天佳;王睿;代鐵軍
• 申請（專利權）人: 全視科技有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 齊楊

1.一種飛行時間像素單元，其包括：

光電傳感器，其用以感測從物體反射的光子；以及

像素支持電路，其包含：

充電控制邏輯，其耦合到所述光電傳感器以檢測所述光電傳感器何時感測到從所述物體反射的所述光子，其中所述充電控制邏輯進一步經耦合以接收表示何時從光源向所述物體發射光脈沖的時序信號；

可控電流源，其經耦合以響應于經耦合以從所述充電控制邏輯接收的飛行時間信號而提供充電電流，其中所述飛行時間信號表示所述光脈沖中的每一者從所述光源發射直到所述光電傳感器感測到從所述物體反射的所述光子中的相應一者的飛行時間；

電容器，其經耦合以響應于所述飛行時間信號而從所述可控電流源接收所述充電電流，其中所述電容器上的電壓表示到所述物體的往返距離；以及

復位電路，其經耦合以在所述可控電流源響應于所述飛行時間信號而將所述電容器充電多個次數之后使所述電容器上的所述電壓復位。

2.根據權利要求1所述的飛行時間像素單元，其中所述像素支持電路進一步包括放大器，所述放大器耦合到所述電容器以在所述可控電流源響應于所述飛行時間信號而將所述電容器充電所述多個次數之后讀出所述電容器上的所述電壓，其中所述復位電路經耦合以在所述電容器上的所述電壓被讀出之后使所述電容器上的所述電壓復位。

3.根據權利要求2所述的飛行時間像素單元，其中所述電容器進一步經耦合以在復位之后被再充電到在所述電容器上讀出的所述電壓以確定飛行時間信息。

4.根據權利要求2所述的飛行時間像素單元，其中所述像素支持電路進一步包括耦合于所述電容器與所述放大器的柵極之間的輸出開關。

5.根據權利要求2所述的飛行時間像素單元，其中所述像素支持電路進一步包括耦合于所述放大器的輸出與位線之間的行選擇開關。

6.根據權利要求1所述的飛行時間像素單元，其中所述可控電流源經耦合以在從所述光源發射每一光脈沖之后向所述電容器提供所述充電電流直到所述光電傳感器感測到從所述物體反射的所述光子中的所述相應一者。

7.根據權利要求6所述的飛行時間像素單元，其中所述可控電流源包含替代電流路徑，所述替代電流路徑用以在所述光電傳感器感測到從所述物體反射的所述光子中的所述相應一者之后傳導所述充電電流直到從所述光源發射下一光脈沖。

8.根據權利要求1所述的飛行時間像素單元，其中所述電容器上的被按比例調整所述可控電流源將所述電容器上的所述電壓充電的所述多個次數的所述電壓表示到所述物體的所述往返距離。

9.根據權利要求1所述的飛行時間像素單元，其中第一電壓經耦合以從經耦合以由所述可控電流源響應于以第一頻率從所述光源發射的光脈沖而將其充電的所述電容器讀出，

其中第二電壓經耦合以從經耦合以由所述可控電流源響應于以第二頻率從所述光源發射的光脈沖而將其充電的所述電容器讀出，且

其中到所述物體的經補償往返距離是響應于所述第一電壓、所述第二電壓、以所述第一頻率從所述光源發射的所述光脈沖的第一最大范圍及以所述第二頻率從所述光源發射的所述光脈沖的第二最大范圍而確定的。

10.根據權利要求9所述的飛行時間像素單元，其中到所述物體的所述經補償往返距離補償未檢測到的從所述物體反射的光子。

11.根據權利要求1所述的飛行時間像素單元，其中所述光電傳感器包括單光子雪崩二極管SPAD。

12.根據權利要求1所述的飛行時間像素單元，其中所述光電傳感器包含于第一裸片中，且其中所述像素支持電路包含于第二裸片中，其中所述第一裸片與第二裸片堆疊并耦合在一起。