专利名称：具有分隔像素和存储阵列的解调传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有分隔像素和存储阵列的解调传感器。本申请要求2010年I月6日提交的61/292588临时专利申请根据美国35USC119 (e)的权益，其全文通过引用并入本文中。
背景技术：
电子成像传感器通常具有m X n感光像素阵列，其行X〉= I且列y>=l。阵列的每一个像素可由专用的读出电路独立寻址，对应于以列为顺序方向和以行为顺序进行选中。可选地在传感器上集成用于信号后期处理的单元。一般地该像素有四个基本功能光的检测、信号处理、信息存储，以及模拟或数字转换。这些功能中的每一个耗费芯片上的某一区域。 一种特殊群体的智能像素，被称作解调像素，因其三维(3D)成像的目的而被熟知。这种解调像素的其他应用包括荧光寿命期成像(FLIM)。典型地，这些解调成像传感器的像素通过同步抽样或与信号互相关联来解调入射光信号。因此，更准确地说该信号处理功能是被一取样器或一相关器代替。所述取样或相关过程的输出是对应每个像素的数量为n的不同的电荷包或样值(A0、Al、A3...)。从而，信息存储需要使用到n个存储位置。在模拟领域，典型的像素输出是由标准源跟随器放大来完成的。然而，模-数转换器也可以在像素-级上集成。解调传感器的成像质量定义为每一像素的测量不确定度。与标准二维(2D)成像传感器类似，更大数目的信号载体将改善信号-噪声比由此改善成像质量。对于三维成像传感器，更多的信号载体代表更低的距离不确定度。通常，距离测度标准偏差表示为信号A或该信号的平方根之一的反比，视乎光量子散粒噪声是否占优势而定。a oc 4
\ A如果光量子散粒噪声是占优势的；era -如果其他噪声源占优势。
发明内容
一个对于所有用于解调传感器的解调像素的共同问题(例如对于TOF成像或FLIM，或其他方面的)，在试图缩小像素大小以实现更高像素点数时出现。由于所述存储结点要求占用像素中的某一区域，以求保持足够的存储容量和由此的成像质量，像素的占空系数会受与移动到这些更大阵列中相关的缩小过程的影响。因此，在为获得一定成像质量而需要的存储区和以占空系数的参数来表示的像素的感光度之间存在一平衡。在能达到的最低成像质量的情况下，像素的最小尺寸由总存储区的最小尺寸给定。在三维成像中，典型地有数以十万到几百万的电荷载体(即电子)需要被储存以获得厘米与下至毫米级别的分辨率。这样的性能需求，首先其意思是存储结点一般地覆盖像素中数百平方微米的区域，随后，若没有距离分辩率和准确度方面的妥协，10微米或更小的像素间距变得几乎不可能。如果额外的后期处理逻辑将集成到每一像素上，上述的平衡问题变得更关键。这样的后期处理可以包括，例如模数转换、共用信号相减的逻辑、积分器和微分器等列举的一些例子。解调像素的另一个难题是，清楚地衍生碰撞电磁波的特征所需要的采样值数目。使用一正弦调制载波信号，该波的特征是其振幅A、偏移B和相位P。因此，在这种情况下，每一周期至少要获得三个采样值。然而，为了设计和稳定性的理由，最常用的系统使用四个采样值。要实现能够捕获和储存n=4的采样值的一像素，通常需要每一像素的电子增加4倍，如存储和读出电子。结果是进一步增加每一像素的电子和进一步减少占空系数。为了避免这种灵敏度损失，最常用的方法是使用所谓的2-拍像素，其是解调像素，能够在同一周期内采样和存储两个采样值。这类像素结构在灵敏度方面是理想的，因 为所有的光电子被转换为信号而没有光被浪费，但是另一方面，其要求至少两个后续的测量以获得四个采样值。由于采样失配及其他非理想化状况，甚至需要四次成像来抵消或至少减少像素失配。这样的一种方法已经在美国专利7462808中由Lustenberger、Oggier>Becker和Lamesch介绍，标题是用于在相位测量系统中冗余距离测度和失配抵消的方法与装置，其全文以参考的方式结合到本文中。拍摄若干图像并合成出一个深度图像时，场景中的运动或一移动的照相机将在测量的深度图中渲染出伪像。期间内有越多不同的采样值不相连，运动伪像就会越严重。本发明要解决的问题是，缩小像素尺寸，通过把存储结点做的更�。幌灾丶醯拖袼氐恼伎障凳也晃＜俺上裰柿�。该解决方案还提供了几乎任意的任何额外的后期处理电路的集成的可能性，所述电路独立地用于每个像素的信号。此外，其可以把飞行时间(TOF)相机的运动伪像减到最低。大体来说，根据其中一个方面，本发明具有一种解调传感器，包括一像素阵列，所述像素阵列包括每个生成至少两个采样值的像素，以及一存储或Proxel阵列，其包括处理和/或存储元件，每一存储元件从所述像素中对应的其中一个接收至少两个采样值。在实施例中，所述像素包括感光区域，入射光在所述感光区域中产生电荷载体，所述像素还包括把所述电荷载体在多个存储位置之间转移的解调器/相关器。优选地，设置有一转移系统，所述转移系统把由所述像素产生的采样值转移到对应的存储元件。例如，所述转移系统对采样值进行模数转换，所述采样值由所述存储元件接收。在某些情况下，所述存储元件监视对应饱和接收采样值的存储结点。还可以设置不同尺寸的存储结点，其接收所述采样值。失配抵消还可以跟随后期处理一起执行，以确定深度信息。大体上，根据另一方面，本发明具有一种飞行时间照相机系统，包括一产生调制光的光源和一解调传感器。所述传感器包含一像素阵列，所述像素阵列包括每个生成至少两个所述调制光采样值的像素，以及一存储阵列，其包括存储元件。每一存储元件从所述像素中对应的其中一个接收至少两个采样值。
大体来说，根据另一方面，本发明具有一种解调方法，包括检测在一像素阵列中的调制光，所述像素阵列包括每个生成所述调制光的至少两个采样值的像素，把所述的至少两个采样值从每一像素转移到一存储阵列，以及在存储阵列的存储元件中接收来自所述像素中对应的其中一个像素的至少两个采样值。上述及其他本发明的特征，包括各种不同的新颖结构的细节和部件的组合，及其他优点，将参照附图进行更具体的描述，并在权利要求中指出。应理解，把本发明具体化的独特方法和装置以示例的方式展示，其并不作为对发明的限制。本发明的原理和特征可由不超出本发明范围的各种和多个实施例所采用。
在附图中，附图标记指代不同视图的同一部件。附图不进行不必要的按比例缩放；取而代之的是其重点在于说明本发明的原理。
如下图I所示为一电子成像传感器的原理图，其包括一感光的像素阵列和一分隔的存储或Proxel阵列，所述分隔的存储或Proxel阵列提供附加处理功能，以及对每一个像素的 最后的存储和读出的能力；图2所示为飞行时间照相机的基本原理；图3为一方框图，其显示了一般的解调像素的功能；图4为一方框图，其显示了一般的Proxel的功能；图5为一原理图，其显示了具有一个像素矩阵和两个Proxel阵列的一电子成像传感器，用于缩短把信息从所述像素移转到所述Proxel所需的时间。图6为一电路图，其显示了 Proxel用于在模拟领域中的电荷储存；图7为一电路图，其所示为带有积分时间控制特征的Proxel ；图8为一电路图，其所示为带有不同输出灵敏度的Proxel ；图9为一电路图，其所示为带有直流信号抑制电路的Proxel ；图10为一电路图，其所示为具有增加对每一解调像素的采样数目的能力的Proxel ；图11为图10的Proxel的时序图；图12为一电路图，其所示为带有失配补偿能力的Proxel ；图13为图12的Proxel的时序图；图14所示为一原理图，其显示了包括一模数转换器的像素-Proxel连接；图15所示为根据最新型的具有2-拍像素的2-拍解调的3D图象获取的时序，该2-拍像素并没有叙用本发明；图16所示为，根据带有分隔的像素和Proxel阵列的新手段的图15的对应时序图；图17所示为带有可变曝光时间的Proxel的2-拍像素的时序图。
具体实施例方式图I所示为已根据本发明的原理构造的解调传感器100。图示的结构析取元件，其一般地集成到像素内而无须用于光检测，这种从像素中物理分隔的基本上用于存储和偶尔的处理的元件，被称为存储元件或Proxel。从而，所述传感器包含由xXy个象素组成的象素阵列110,以及由xXy个存储元件或Proxel310组成的存储或Proxel阵列150，所述存储或Proxel阵列150用于进一步处理、存储信息和读出。通常X和y大于100，且优选地大于200。在一些例子中x、y大于1000。所述两个阵列是彼此物理分隔的，优选地为在芯片上彼此不物理重叠的分离阵列。多功能优选地在Proxel阵列150内处理。从而，传感器100包含像素阵列110和一 Proxel阵列150,优选地每一个Proxel310连接到一个具体的像素210并与其相关。值得提及一下，Proxel阵列150不必为连续的阵列。举例，Proxel阵列150可分成两个、三个或四个围绕像素阵列110的矩阵。像素210到PrOXe1310的数据传送由像素读出解码器182控制，并通过转移或连接系统180系统进行转移。像素读出解码器182选中像素210并建立连接180以连接到与其对应的ProXel310。优选地，对像素域110的读出是以行为顺序的。因此，所述读出解码器选中像素域110中的至少一行,然后把该行连接到Proxel域150中对应的Proxe ls310的行。在那种情况下，转移或连接系统180的连接线路由一列中的所有像素共用。为了进一步加快像素的读出，也可以对多行进行选中和转移。在传感器100中另外还包括Proxel读出解码器186，其用于控制Proxel的读出。可选地设置有一信号后期处理单元184，例如，根据所获取的采样值数量n，其用于模数转换和/或计算相位/深度信息。在一些实施例中，像素阵列110和Proxel阵列150之间的转移或连接系统180包含模-数转换器，由此在所述Proxel阵列，信息的送达和处理是数字的。图2所示为使用了有创造性的传感器100的3DT0F照相机的典型应用。更详细地说，带有一合适的反射体或投射镜片512的光源或光发射体510，自照相机的范围R，产生指向3-D场景516的调制光514。自场景516的反射光518由物镜系统520收集且尽可能地进行带通滤波，以使仅由光发射体510发出的波长的光被传送。在TOF传感器100的像素阵列110上生成一图像。控制单元522协调光发射体510的调节与TOF检测器芯片100的采样。如此导致同步解调。亦即，在像素阵列110中的每一个像素210所产生的采样值，与光发射体510的调节同步，储存在存储或Proxel阵列150中的像素和/或PrOXe1310的存储勺斗或存储位置上。调制信号的种类不局限于正弦，具有相似性即可，正弦波调制只用于示例。所述信息或采样值被转移到存储或Proxel阵列150，然后由控制单元522读出，其使用由芯片100产生的采样值重建3-D图像表示，以生成对应于所述芯片100每一像素的场景的一范围r。在正弦波调制的情况下，使用n=4的，由每一个像素/Proxel产生的采样值A0、A1、A2、A3，调制信号的三个决定性的调制参数，振幅A、偏移和相移P由以下方程式析取A=sqrt [ (A3-A1) '2+ (A2-A1) ~2]/2B=[A0+Al+A2+A3]/4P=arctan [ (A3-A1)/ (A0-A2)]由于传感器100的每一个像素210能够同时解调光信号，控制器单元522可以实时递送3D图像，那就是说，高至30赫兹(Hz)的帧频，或甚至更多，是可能的。连续的正弦调节带来发射信号和接受信号之间的相延迟(P)，其直接地对应于间距R
R= (P*c)/ (4*pi*fmod),其中fmod为光信号514的调制频率。典型的现有技术的调制频率为从几MHz到几百MHz或甚至上千兆赫的范围。图3所示为带有其不同的功能块的解调像素210。入射光转换为在像素210的感光区域212的电荷载体。具有代表性地在感光区域212内设置有一横向电漂移�。靡园训绾稍靥逡扑偷浇獾髌�/相关器218，解调器/相关器218把光生电荷以交变的形式转移到n个不同的存储位置220A、220B至220N。向不同的存储位置220A、220B至220N的转移一般地与光源510的调节同步执行。在读出存储位置220的n个采样值之前，许多解调像素包含用于共模抑制的例如像素内处理222。在其最简单的形态，解调像素210只包含感光区212、相关器/解调器218、存储位置220和读出224。如美国专利号7498621B2所描述，传感212和解调218可以使用动态横向漂移场 来处理，或以美国专利号2008/0239466A1所描述的静态横向漂移场来处理，该两篇专利均以全文结合到本文中。多种基于以下文献的静态横向漂移场理论的方法得到公开B. Buttgen,F. Lustenberger和P. Seitz 的Demodulation Pixel Based on Static Drift Fields,IEEETransactions on Electron Devices,53 (11) :2741-2747,2006 年 11 月；CedricTubert等人的 High Speed Dual Port Pinned-photodiode for Time-Of-Flight Imaging,International Image Sensor Workshop Bergen, 2009 年；以及D. Durini、A. Spickermann、R. Mahdi> ff. Brockherde> H. Vogt、A. Grabmaier 和 B. Hosticka 的 “Lateral drift-fieldphotodiode for low noise, high-speed, large photoactive-area CMOS imagingapplications，，，Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 2010 年。其他的方法没有感光区域212和物理分隔的解调218，比如通过转换多数载流电流的光检测辅助，请看 M. Kui jk, D. van Niewenhove, “Detector for electromagnetic radiationassisted by majority current”, 2003年,EP1513202A1,或者基于触发大的转移门电路的方法,请看U. S. 5856667,US6825455和US2002/0084430A1。所有那些传感/解调方法都可以在本文实施。图4所示为存储元件或Proxel310的功能。另外的一处理单元312提供了对从关联像素的信号的进一步处理，一信息存储器314存储所产生的信息，以及一数据读出单元316使信息能够被读出。不读出像素矩阵110，取而代之的是读出Proxel阵列150。使用现有技术的解调传感器可以提供许多优点。例如，像素尺寸可减少，而无须放弃每一单个像素的占空系数以及数据质量。其也可以为更多施加于像素输出的工艺步骤的集成提供较高的柔性。这些包括动态范围的提高、以像素为顺序的积分时间控制、若干存储电容提供电荷溢值能力、通过电容转换进行本底抑制、当解调像素使用时增加采样点的数目；以及从一个积分周期到另一个积分周期的在Proxel中恰当的电容切换，以除去像素内的失配问题。图5所示为，具有由像素210组成的像素阵列110的传感器，以及对分的Proxel阵列，其包括由Proxel310组成的第一 Proxel阵列150A和第二 Proxel阵列150B。通过把一半的Proxel阵列(150B)置于顶部和把另一半(150A)放置在像素阵列110的下面，从像素210到Proxel310的信号转移由此数据流的平行化而得到加速。此外，对分的Proxel阵列减少了在设计时的空间限制。同样地，信号后期处理分成，用于第一 Proxel阵列150A的第一信号后期处理单元184A,以及用于第二 Proxel阵列150B的第二信号后期处理单元184B。类似地设置有两个Proxel 读出解码器 186A、186B。在下文中公开了更多的Proxel设计。每一像素内的那些功能的集成，只能通过从像素阵列中排除那些特定的处理步骤来间接地成为可能。所举例子显示了像素210和Proxel310之间的两个连接，以便指出集成到Proxel阵列中的功能。另外，可以很容易地对不同的例子进行组合。图6所示为电荷储存元件从感光像素阵列的分离。更详细地，像素210有一任意数量的输出线到转移或连接系统180中。在图示的例子中，像素输出的数目是2，n=2，但在 其他实施例中，n=4或更多。Proxel提供同样数目的存储结点314A、314B (用电容表示)。缓冲元件或读出放大器316A、316B使储存在存储结点314A、314B的模拟量，在其被一叫做Proxel读出(Proxel readout)的选择信号激活时,可以读出，所述Proxel readout信号由Proxel读出解码器186控制。输出连接线路180中的切换开关318A、318B，把像素210和Proxel310的两方元件连接到一起，实现了从像素210到Proxel310的信息(电荷)转移。这些切换开关由叫做像素读出(Pixelreadout)的信号激活,所述Pixel readout信号由像素读出解码器182控制。图7所示的实施例中，在Proxel310上能够使用自动积分控制。随后的子图像经由转移或连接系统180获取并从像素210转移到PrOxel310。对应子图像的像素210信息被储存并集成在Proxel310中的电容314A、314B上。如果他们的电压跨越一基准电压，例如饱和指示阈值，通过控制切换开关322A、322B，比较器320使所有随后的信息传输过程无效。对于解调像素210，在需要储存若干采样值的情况下，对单个采样值的饱和进行反馈，以优选地打开切换开关322，其用于随后的子图像采集的PrOXe1310中的所有采样值。图8所示的例子中，Proxel310能够操作在更高的动态范围。光生电荷经由转移连接系统180，从像素210转移到Proxel310的每一个像素输出的第一电容326A、326B上。如果电压达到一基准电压Vr2，则电荷流动到中间电容328A、328B。如果所述电压超过Vrl，那么电荷流动到大电容330A、330B，其中Vrl〈Vr2。从而在该结构中，低信号集成到能提供高灵敏度的小电容上。大的或强信号集成到大电容上，意味着较低的输出灵敏度及提高了的动态范围，所述提高了的动态范围使传感器能够在高背景光水平的环境中操作，比如户外的、日间操作。图9所示的实施例中，PrOxel310具有直流电(DC)抑制能力。一般地解调像素提供一定数目的采样输出，并且经常地那些采样值之间的区别是需要的。通过在模拟域减去采样值，对信息提取无用的但却会招致过早饱和的直流分量可以被抑制。PrOxel310所示为，施加在两个像素输出上的DC抑制电路。如果有需要减去更多的像素输出，那些电路中的一些可以集成到Proxel中。通过恰当的切换定时，集成在随后子图像上的通道之间的直流分量可以减去并收集到电容314上。一微分输出332用于在读出期间作缓冲。
解调像素的采样值输出一般地称为拍。因此，一个2拍解调像素提供n=2的采样值输出。在该像素用于例如对正弦的光强-调制光波在0°、90°、180°及270°的等距步骤进行四次采样的情况下，需要执行随后的两个测量。第一测量输出在例如0°及180°的采样值而第二积分周期给出在90°及270°相位的采样值。然而，如果一 4拍像素结构可用，所有n=4的采样值可在一个采集周期内获得。该Proxel近似法使2拍像素结构能够用于在一个单一的采集周期内获得所有4个采样值。Proxe1310用来把采样值从n=2增加到n=4。一般地该原理可以延至任意的拍数目的像素结构，以及延至任意增加数目的Proxel 结构。图10所示为把2拍像素结构变换到4拍Proxel结构的特例。切换开关344及348在第一相位的操作期间闭合。在转移或连接系统180的输出线上的来自像素210的电荷，通过切换开关344及348的闭合，在0/180°信息的收集期间被转移到电荷储存位置336、340。在下一个相位期间，在输出线180上的来自像素210的电荷，通过切换开关346及350 的闭合，在90/270°信息的收集期间被转移到电荷储存位置338、342。图11为对应图10的时序图。对于每一积分过程，采样过程在0/180°和90/270°相位的采集之间切换。0/180 激活(0/180activated)和 90/270 激活(90/270activated)的数字信号决定了当前获得哪些采样值，分别是0°和180°或90°和270°的两者之一。依据这种切换方案，该像素的两个输出值被转移到Proxel310内对应的积分段336、340或338,342 上。Proxel310 中的切换开关 344、346、348、350 由 0/180 激活(0/180activated)和 90/270 激活(90/270activated)信号控制。根据采样值代表的具体相位值，该像素的四个输出用Out O、Out 90、Out 180和Out 270 表示。图12所示为一 Proxel电路，其可用于补偿模拟路径之间的像素失配。参照在转移或连接系统180中具有两个输出的解调像素210的例子，通过切换开关356及360的闭合及其后通过切换开关358及362的闭合，该像素输出交替地连接到Proxel310中的两个积分元件或存储结点352、354。该交替是在一个完整采集周期内的连续的积分过程之间执行。至少两个，但优选地在一个完整采集周期内获得许多连续的图像。图13中，更详细地展示了对应连续的积分过程的像素-Proxel连接的变换的时序图。Mismatch_comp和not_mismatch_comp信号分别控制对应的切换开关358/362和356/360，其实现了像素的输出180和Proxel的积分结点352、354之间的连接。该像素操作需要相应地交替，以便物理输出路径分别根据mismatch_comp和not_mismatch_comp信号而改变，但逻辑采样值总是连接到Proxel内同样的积分元件。图14所示为，像素至Proxel的转移或连接系统180把信息转换到数字域内。因此，现在Proxel310处理数字量。图14的图例显示了每一输出线有一个模-数转换器。根据规格，可以想象得到其他的模数转换设定，比如多路传输、串行化、流水线或联合。至数字域的转换，为在PrOxel310中进行不同的方式的数据处理敞开了许多可能性。上述的处理作业流程比如积分、失配抵消、增加采样值数目、减去本底或改变灵敏度，现在可以在Pi~OXe1310内以数字方式执行。此外，对若干Proxel的数字划分成为可能。在解调像素用于三维成像的情况下，Proxel甚至可以在其后期处理中执行满相/间距计算以及校准，比如参考测量的消减。一种合适的对采样数据的数字量转换，更详细地在标题为像素输出的片上定时数字转换(On-chip time-based digital conversion of pixel outputs),由Oggier、Lehmann、Buettgen申请的美国专利(申请号US2009/0021617A1)中说明，其全文以参考的方式结合到本文中。图15所示为一典型的2拍解调像素210的时序图。在进行失配抵消近似时，可以获得四个图像。在第一次采集，输出I提供了在0°的采样值而输出2俘获在180°的采样值。然后，数据进行芯片外传送和芯片外储存。第二次采集在90°和270°处进行俘获。为了消除采样和通路失配，第三次采集仅仅相对于第一次倒置采样。输出I在180°处递送而输出2在0°处俘获。在最后的第四个图像，输出I包含了在270°处得到的采样值而输出2的是90°处的。两个通道的所有四个图像均在芯片外转移，然后用于计算相位、振幅和偏移。图16为传感器100操作的时序图，该操作提供了在2拍像素结构上同样的失配抵消方法。采样值的不同积分短得多，且采样值的不同积分在整个图象获取期间能更好的混 合。Proxel允许在芯片上的中间存储。这样允许更快的读出，并为此不同的采样值可以彼此更接近地被俘获以减少运动伪像。图17为传感器100为提高动态范围的操作的时序图。子积分有不同的曝光时间。对应每一像素210，每一 Proxel310对连续采样值的品质进行评定。通常，要校验饱和和信噪比。如果品质良好，连续采集而俘获的采样值被积分到Proxel中。该具体例子再一次展示了具有失配抵消的2拍像素传感器的积分与输出的时机。这样的时机可以结合图14的数字转换和Proxel来采用，并且可与所有其他上述的Proxel实施例结合使用。总括地说，本发明示范了一种用于图像传感器设计的新颖构思，其允许像素尺寸缩小而无须放弃像素的信号存储性能。其理念是基于，只保持像素内绝对必要的存储结点，其确保中间信号的存储，并进一步从像素域中提取最后的存储结点到一存储元件的芯片阵列上。此外，对元件的外部阵列的创建，其中每一元件与一具体的像素有联系，带来新的功能性。模拟和数字处理电路现在可以非常灵活的形式集成到传感器级上，而根本不会影响像素的感光度。在每一像素上集成下一步工艺步骤的柔性是有利的，称为解调像素。在无须调整像素结构的情况下，可以轻易地实现不同的构思例如像多点采样或像素内失配补偿。本发明已经具体地以参考方式显示和描述了其中的优选实施例，在不违背本发明的权利要求范围下，本技术领域人员可以推断其各种形式上和细节上的变化。
权利要求
1.一种解调传感器，包括 一像素阵列，其包括像素，其中每一像素能生成至少两个采样值；以及一存储阵列，其包括存储元件，每一存储元件从对应的其中一个所述像素中接收所述的至少两个采样值。
2.根据权利要求I所述的解调传感器，其中所述像素包括 感光区域，入射光在所述感光区域中产生电荷载体，以及 解调器/相关器，其在多个存储位置之间转移所述电荷载体。
3.根据权利要求I所述的解调传感器，其中所述存储元件包括存储位置，其用于累积由对应的像素产生的采样值。
4.根据权利要求I所述的解调传感器，进一步包括一转移系统，其把由所述像素产生的采样值转移到对应的存储元件。
5.根据权利要求4所述的解调传感器，其中所述转移系统对由所述存储元件接收的采样值进行模数转换。
6.根据权利要求I所述的解调传感器，其中所述存储元件监视接收采样值的存储结点的饱和度。
7.根据权利要求I所述的解调传感器，其中所述存储元件包括不同尺寸的接收采样值的存储结点。
8.根据权利要求I所述的解调传感器，其中所述存储元件交替地把所述两个采样值存储到不同的存储结点，以实行失配抵消。
9.根据权利要求I所述的解调传感器，进一步包括一用于确定深度信息的后期处理单J Li o
10.一种飞行时间照相机系统，包括 一光源，其产生调制光；以及 一解调传感器，其包括一象素阵列，所述像素阵列包括像素，其中每一像素生成所述调制光的至少两个采样值，以及一存储阵列，所述存储阵列包括存储元件，每一存储元件从对应的其中一个所述像素中接收所述的至少两个采样值。
11.一种解调方法，包括 在一像素阵列中检测调制光，所述像素阵列包括像素，其中每一像素生成所述调制光的至少两个采样值； 把所述的至少两个采样值从每一像素转移到一存储阵列；以及 在所述存储阵列的存储元件中，从所述像素中对应的其中一个接收所述的至少两个采样值。
12.根据权利要求11所述的解调方法，其中所述像素包括 感光区域，调制光在所述感光区域中产生电荷载体，以及 解调器/相关器，其在多个存储位置之间转移所述电荷载体。
13.根据权利要求11所述的解调方法，进一步包括对由所述存储元件接收的采样值进行模数转换。
14.根据权利要求11所述的解调方法，进一步包括监视接收采样值的存储结点的饱和度。
15.根据权利要求11所述的解调方法，进一步包括实行失配抵消。
16.根据权利要求11所述的解调方法，进一步包括用于确定深度信息的后期处理。
17.—种飞行时间的方法,包括 生成调制光； 在一像素阵列中生成所述调制光的至少两个采样值；以及 把所述采样值转移到一存储阵列，所述存储阵列包括存储元件，每一存储元件从所述像素阵列的对应的其中一个所述像素中接收至少两个采样值。
全文摘要
一种解调成像传感器，比如用于飞行时间(TOF)照相机，把所有存储和进行后期处理有关的步骤，从像素抽取到另一存储阵列及在芯片上的处理元件(Proxels)。像素阵列负责光检测、第一处理和中间存储的任务，而存储阵列和处理元件单独地为每一像素提供进一步的处理和加强储存能力。该结构可用于解决因像素尺寸的缩小而引起的寻址问题。一般地，感光度或信号存储电容其一会遭受重大的损失。感光度下降和更小的存储电容均对图像质量有负面的影响。本发明的结构使存储电容能不受像素缩小的影响。
文档编号G01S7/491GK102822693SQ201180012417
公开日2012年12月12日 申请日期2011年1月6日 优先权日2010年1月6日
发明者B·比特根, T·欧吉尔 申请人:美萨影像股份公司
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