[發明專利]用于測距的設備和方法

有效

• 申請號: 201810048911.X
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108366212B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 王一兵
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H04N17/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉美華;尹淑梅

1.一種用于測距的設備，所述設備包括：

單光子雪崩二極管(SPAD)電路，配置為檢測光子，包括用于接收第一電壓(VSPAD)的第一輸入、用于接收第一信號(SHUTTER)的第二輸入、用于接收第二電壓(VDD)的第三輸入和輸出；

邏輯電路，配置為鎖存檢測到的光子，包括連接到單光子雪崩二極管(SPAD)電路的輸出的第一輸入、用于接收第二信號(TXRMD)的第二輸入和輸出；以及

釘扎光電二極管(PPD)電路，配置為記錄檢測到的光子的飛行時間，包括連接到邏輯電路的輸出的第一輸入、用于接收第三信號(VTX)的第二輸入、用于接收第四信號(RST)的第三輸入、用于接收第三電壓(VPIX)的第四輸入、用于接收第五信號(SEL)的第五輸入和輸出，

其中，所述釘扎光電二極管(PPD)電路包括：

釘扎光電二極管(PPD)，包括連接到地電位的陽極和陰極；

第一晶體管，包括連接到邏輯電路的輸出的第一端子、用于接收第三信號(VTX)的第二端子以及第三端子，其中，第三信號(VTX)用于在釘扎光電二極管(PPD)電路中將電荷從釘扎光電二極管(PPD)部分地或完全地傳輸到浮置擴散節點(FD)；

第二晶體管，包括連接到第一晶體管的第三端子的第一端子、連接到釘扎光電二極管(PPD)的陰極的第二端子和連接到浮置擴散節點(FD)的第三端子；

第三晶體管，包括用于接收用于重置浮置擴散節點(FD)中的電荷并預設釘扎光電二極管(PPD)中的電荷的第四信號(RST)的第一端子、用于接收第三電壓(VPIX)的第二端子、以及連接到第二晶體管的第三端子的第三端子；

第四晶體管，包括連接到第二晶體管的第三端子的第一端子，用于接收第三電壓(VPIX)的第二端子和第三端子；以及

第五晶體管，包括用于接收第五信號(SEL)的第一端子、連接到第四晶體管的第三端子的第二端子和第三端子，其中，第五信號(SEL)用于使得能夠讀出表示浮置擴散節點(FD)上的電荷的第一輸出電壓(PIXOUT1)或表示釘扎光電二極管(PPD)中剩余的電荷的第二輸出電壓(PIXOUT2)，第三端子用于輸出第一輸出電壓(PIXOUT1)和第二輸出電壓(PIXOUT2)，

其中，第一輸出電壓(PIXOUT1)與第一輸出電壓(PIXOUT1)和第二輸出電壓(PIXOUT2)之和的比率與接收的光子的飛行時間成比例。

2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述單光子雪崩二極管(SPAD)電路包括：

電阻器，包括用于接收第一電壓(VSPAD)的第一端子和第二端子；

單光子雪崩二極管(SPAD)，用于檢測光子，包括連接到地電位的陽極和連接到電阻器的第二端子的陰極；

電容器，包括連接到單光子雪崩二極管(SPAD)的陰極的第一端子和第二端子；

p溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管，包括用于接收第一信號(SHUTTER)的第一端子、用于接收第二電壓(VDD)的第二端子和連接到電容器的第二端子的第三端子；以及

緩沖器，包括連接到電容器的第二端子的輸入和輸出。

3.根據權利要求1所述的設備，其中，所述邏輯電路包括：

鎖存器，包括連接到單光子雪崩二極管(SPAD)電路的輸出的輸入和輸出；以及

雙輸入或門，包括連接到鎖存器的輸出的第一輸入、用于接收用于在釘扎光電二極管(PPD)電路中將釘扎光電二極管(PPD)中剩余的電荷完全傳輸到浮置擴散節點(FD)的第二信號(TXRMD)的第二輸入和輸出。

4.根據權利要求1所述的設備，其中，第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管各自選自n溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管或p溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管。

5.根據權利要求1所述的設備，其中，所述釘扎光電二極管(PPD)被配置為時間電荷轉換器。