[發明專利]一種用于補償TOF傳感器中電荷轉移不完全的方法

有效

• 申請號: 201811637512.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111385495B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 徐江濤;李嘉文;聶凱明;劉伯文;苗津
• 申請（專利權）人: 天津大學青島海洋技術研究院
• 主分類號: H04N5/353
• 分類號: H04N5/353;H04N5/355;H04N5/359
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于補償TOF圖像傳感器中電荷轉移不完全的方法，其特征在于：TOF傳感器像素含有雙FD節點，以單幀讀出雙相位信息，這就需要像素內的兩個傳輸管以同調制頻率下的相反相位交替打開，當調制頻率過高時，傳輸管開啟時間過短，導致PD內包含相位信息的光生電荷不能在開啟時間內完全導入至FD節點，使得兩相位的深度信息錯亂；設在一定的傳輸管開啟時間內，電荷轉移的比率是k，并且每次曝光得到的兩相位的電荷數是固定的，分別為a₀和b₀，積分次數為n，那么在相位a和相位b之間存在如下的關系：

經計算可得

從上式可進一步計算得兩相位在n次積分后的總電荷數Sa和Sb為：

所以可以發現積分得到的電荷錯亂和每次積分得到的電荷數以及電荷轉移比例k有關，在芯片正常工作前加入一個特殊模式，該模式下分為兩個階段，在外部提供不變的均勻光時，通過調整像素時序第一階段在較低調制頻率下，積分次數也較低，保證每次電荷轉移都可以轉移完全；使像素先按照正常工作時的調制頻率工作，保證像素每次積分得到的光生電荷相同為c₀，同時只打開單側的TX管使電荷轉移只發生在同一相位下，則可通過測得n次積分后的輸出電壓值V，也即S_cn，并且當使倆個階段的曝光時間一樣時，倆階段得到的V應該是相同的，則c₀和S_cn已知，便可通過下式推導出k ：

在得到k值后，通過式(1-2)(1-3)便可以得到a₀和b₀，即為理想狀態下包含物體深度信息的光生電荷數，通過TOF傳感器計算方法即可得到被測物體的深度信息。