CN103533636A - 测量到对象的距离的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开测量到对象的距离的方法和装置。为了通过将周期性的幅度调制的光信号照射到对象并检测照射的光信号和从对象发射的光信号之间的相位差来测量到对象上的多个点的距离，产生第一光电检测控制信号以控制光信号的照射。产生遮蔽信号以使遮蔽信号至少在用于复位感测节点（与前一帧的操作相关）的电压电平的快门持续时间期间激活。基于第一光电检测控制信号和遮蔽信号产生第二光电检测控制信号，以使第二光电检测控制信号至少在快门持续时间期间被禁用或遮蔽。

Description

测量到对象的距离的方法和装置

本申请要求于2012年6月29日提交到韩国知识产权局（KIPO）的第10-2012-0070908号韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

示例性实施例涉及深度测量，更具体地讲，涉及一种使用飞行时间（ToF）方案测量到对象上的多个点的距离的方法和装置。

背景技术

传感器可感测对象的状态，并将感测结果转换为电信号，以提供关于对象的信息。例如，传感器可包括光传感器、温度传感器、压力传感器、磁传感器、深度传感器等。飞行时间（ToF）深度传感器可通过检测与照射的到对象的光信号和从对象反射的光信号之间的相位差相应的延迟时间来测量到对象的距离。飞行时间相机（ToF相机）是基于已知的光速通过测量相机和图像的每个点的对象之间的光信号的飞行时间来求解距离的距离成像相机系统。

飞行时间相机包括照亮场景中的对象的照明单元。可使用频率fmod的余弦信号对照明信号进行强度调制。通常，发射的光处于光谱的不可见的近红外区域中。光以恒定速度在周围介质中行进，并且被对象的表面反射。通过估计发射的光信号和反射的光信号之间的（弧度上的）相移Φ_d，距离d可计算为：

$d=\frac{c}{2f_{\mathrm{mod}}}\·\frac{{\mathrm{\φ}}_d}{2\mathrm{\π}}$

其中，c[m/s]表示光速，d[米]是光行进的距离，fmod[MHz]是调制频率，Φ_d[弧度]是相移。为了计算距离，ToF相机估计参考（发射的）信号和接收的信号之间的相移。相移Φ_d与距离d成正比。光必须以达到100MHz的高速被调制，从而仅有LED或激光二极管够快。照明可使用红外光和具有带通滤波器图像传感器，以使照明不引人注目。射频（RF）调制的光源可结合相位检测器来使用。光子混合器件（PMD）通过使用RF载波对发出的光束进行调制，然后在接收器侧测量该载波的相移来工作。

距离选通器件具有以与光脉冲被发出相同的速度打开和关闭的快门。因为每个返回脉冲的部分根据其到达时间被快门阻挡，所以接收的光的量与脉冲行进的距离有关。可使用用于理想相机的等式z=R(S2-S1)/2(S1+S2)+R/2来计算距离。R是通过光脉冲的往返行程确定的相机范围，S1是接收的光脉冲的量，S2是阻挡的光脉冲的量。

发明内容

本发明构思的多个方面提供一种能够提供测量数据的可靠性的用于测量到对象的距离或深度的方法和装置。

在通过产生周期性的幅度调制的光信号，将周期性的幅度调制的光信号照射到对象，并检测照射的光信号和从对象反射回来的反射的光信号之间的（幅度上的）相位差Φ_d，测量到对象的距离的方法中，产生第一光电检测控制信号以控制光信号的照射。产生遮蔽信号以使遮蔽信号至少在用于复位感测节点（与前一帧的操作相关）的电压电平的快门持续时间期间激活。基于第一光电检测控制信号和遮蔽信号产生第二光电检测控制信号，以使第二光电检测控制信号至少在快门持续时间期间被禁用或遮蔽。

可使用相关双采样（CDS）以更高的精度测量到对象的距离，以补偿检测的复位电压电平的相位差（相移Φ_d）。

还可至少在检测复位电压电平的复位控制信号的激活持续时间期间激活遮蔽信号。

CDS可包括用于检测信号电压电平的第一持续时间、用于激活复位控制信号以复位感测节点的第二持续时间、以及用于检测感测节点的复位电压电平的第三持续时间，其中，所述信号电压电平与反射的光信号相关。

还可至少在第一持续时间、第二持续时间以及第三持续时间期间激活遮蔽信号。

在产生第二光电检测控制信号之后，可使用第二光电检测控制信号将与反射的光信号相应的电荷传送到感测节点。

根据示例性实施例，一种测量到对象的距离的装置（所述装置将光信号照射到对象并检测照射的光信号和从对象反射的光信号之间的相位差）包括：时序控制器，被构造为产生用于控制光信号的照射的第一光电检测控制信号以及至少在用于复位感测节点（与前一帧的操作相关）的电压电平的快门持续时间期间激活的遮蔽信号；光电门控制器，被构造为基于第一光电检测控制信号和遮蔽信号产生第二光电检测控制信号，以使第二光电检测控制信号至少在快门持续时间期间被禁用或遮蔽；像素阵列，包括多个像素，每个像素包括接收第二光电检测控制信号以感测反射的光信号的光电门。

所述装置还可包括：行解码器，被构造为从时序控制器接收行控制信号以产生解码的行地址，响应于解码的行地址选择像素阵列的行，并将解码的行地址提供给光电门控制器。

光电门控制器可以被构造为对解码的行地址、第一光电检测控制信号和遮蔽信号执行逻辑运算，以产生第二光电检测控制信号。

所述装置还可包括：相关双采样（CDS）单元，被构造为执行CDS以补偿检测的复位电压电平的相位差。

还可至少在检测复位电压电平的复位控制信号的激活持续时间期间激活遮蔽信号。

CDS单元可以被构造为在第一持续时间期间检测感测节点的信号电压电平，在第二持续时间期间激活复位控制信号以复位感测节点，并在第三持续时间期间检测感测节点的复位电压电平，其中，所述信号电压电平与反射的光信号相关。

还可至少在第一持续时间、第二持续时间以及第三持续时间期间激活遮蔽信号。

所述装置还可包括：模拟数字转换器，被构造为将模拟信号转换为数字信号，其中，CDS单元输出所述模拟信号。

CDS单元可输出表示到对象的距离的数字信号。

以下将参照附图更全面地描述各种示例性实施例，在附图中示出多个示例性实施例。然而，本发明构思可以以许多不同形式被实施，而不应该解释为限于这里阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例以使本公开是完全的和完整的，并将本发明构思的范围全面地传达给本领域的技术人员。在附图中，层和区域的尺寸和相对尺寸以及之间的距离为了清楚可以被夸大。相同的标号始终表示相同的元件。

将理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一个元件区分开来。因此，在不脱离本发明构思的教导的情况下，下面讨论的第一元件可被称为第二元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意组合和所有组合。

将理解的是，当元件被称为“连接到”或“结合到”另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语（例如，“在…之间”和“直接在…之间”、“与…相邻”和“直接与…相邻”等）应该以相同的方式被解释。

这里使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图显示本发明构思。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。

还应理解的是，在一些可选的实施方式中，方框中提到的功能/动作可以不同于流程图中提到的顺序发生。例如，根据涉及的功能/动作，连续示出的两个方框实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行。

除非另有定义，否则这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明构思所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则术语（诸如在通用字典中定义的术语）应该被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思，而将不以理想的或者过于正式的含义来解释它们。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，说明性的、非限制性的示例性实施例将被更清楚地理解，在附图中：

图1和图2是示出根据示例性实施例的图5的深度传感器的操作的时序图；

图3A是图5的深度传感器中的示例性深度像素的电路图；

图3B是用于描述在图5的深度传感器中的光电检测控制信号线和另一控制信号线之间的耦合效应的示图；

图4A和图4B是示出图5的深度传感器中的信号线的示例布局的示图；

图5是示出根据示例性实施例的距离测量装置的概念示图；

图6是示出图5的距离测量装置中的时序控制器的框图；

图7是示出图5的距离测量装置中的光电检测控制信号和复位栅极控制信号的时序图；

图8是示出根据示例性实施例的距离测量装置的框图；

图9是图8的距离测量装置中的行解码器和光电门控制器的电路图/框图；

图10是示出图8的距离测量装置80执行的距离测量方法的流程图；

图11是示出在图8的距离测量装置中光电门控制器将栅极控制信号传送到1抽头深度像素的操作的流程图；

图12A示出在图8的距离测量装置中的1抽头深度像素的示例布局；

图12B是用于描述通过图12A的1抽头深度像素顺序检测的像素信号之间的相位差的示图；

图13A至图13D是示出在图12A的有源区域中形成的像素的示例的电路图；

图14是在包括图12A的1抽头深度像素的深度传感器中根据滚动快门方案的一帧的概念示图；

图15A示出在图8的距离测量装置中的2抽头深度像素的示例布局；

图15B是用于描述通过图12A的1抽头深度像素顺序检测的像素信号之间的相位差的示图；

图16是示出根据示例性实施例的光电门控制器将栅极控制信号传送到2抽头深度像素的操作的流程图；

图17是示出图15A的2抽头深度像素的示例的电路图；

图18是在包括图15A的2抽头深度像素的深度传感器中根据滚动快门方案的一个深度帧的概念示图；

图19A至图19E示出包括在图8的像素阵列中的单元像素簇的示例；

图20是示出根据示例性实施例的深度和/或图像感测装置的示图；

图21是示出根据示例性实施例的信号处理系统的示图；

图22示出包括图5或图8的距离测量装置的接口和电子系统。

具体实施方式

图1是示出根据示例性实施例的图5的深度传感器的操作的时序图。

参照图1，以一致的循环周期产生光电检测控制信号DTC。光电检测控制信号DTC是用于检测从对象反射的并且入射到深度传感器的像素上的光信号的信号。单元选择信号SEL在预定持续时间A期间具有逻辑高电平，其中，在所述预定持续时间A内从像素输出数据。

复位控制信号Rst是用于移除像素中剩余的先前的信息的信号。例如，当复位控制信号Rst为逻辑高电平时，像素的感测节点（例如，图3中的浮置扩散节点FD）中的电荷通过高电压（诸如电源电压VDD）流出或释放。

快门持续时间C表示，当深度传感器基于每帧为单位的接收进行操作时，用于复位感测节点（FD）的电压电平以便移除与先前帧的操作相关的剩余电荷的操作时间间隔。

复位持续时间D表示，当深度传感器执行相关双采样（CDS）操作时，用于复位感测节点（FD）的电压电平以便检测复位电压电平的操作时间间隔。在这种情况下，在第一持续时间E期间在感测节点（FD）检测与反射的光信号相关的信号电压电平，在第二持续时间D（即，复位持续时间）期间激活复位控制信号Rst以复位感测节点（FD），并且在第三持续时间F期间在感测节点（FD）检测复位电压电平。以下将进一步描述CDS操作。

至少在复位控制信号Rst的快门持续时间C期间，激活遮蔽信号或虚拟遮蔽信号VM。

通常，在像素上设置信号线以便将控制信号提供给像素并从像素输出检测的数据。使用多晶硅或金属来形成这种信号线。例如，光电检测控制信号DTC和复位控制信号Rst的两条信号线可以在垂直方向或水平方向上以预定间隔彼此接近地设置。信号线的接近设置可导致耦合效应，从而一条信号线的电压电平会由于另一条信号线的电压电平而变形。

根据示例性实施例，为了防止或者减小耦合效应，至少在快门持续时间C期间激活虚拟遮蔽信号VM。换句话说，虚拟遮蔽信号VM可以在足以包括快门持续时间C的持续时间B期间例如以逻辑高电平被激活。光电检测控制信号DTC可以在持续时间B期间基于虚拟遮蔽信号VM被遮蔽（如图1中的虚线所示），以减少在复位控制信号Rst由于光电检测控制信号DTC导致的耦合效应。

此外，在单元选择信号SEL例如以逻辑高电平被激活的同时，光电检测控制信号DTC还可在持续时间A期间被遮蔽。

如图1所示，光电检测控制信号DTC可至少在复位控制信号Rst的快门持续时间C期间被遮蔽，并且还可至少在复位控制信号Rst的复位持续时间D期间被遮蔽。

图2是示出根据示例性实施例的深度传感器的另一操作的时序图。

在图2中省略图1中的单元选择信号SEL，并且除了虚拟遮蔽信号VM之外，图2的操作与图1的操作相同。参照图2，除了至少在复位控制信号Rst的快门持续时间C期间以外，还至少在复位控制信号Rst的复位持续时间D期间，虚拟遮蔽信号VM例如以逻辑高电平被激活。其他描述与图1的描述相同，并且省略重复的描述。

在图1的实施例中，光电检测控制信号DTC可基于虚拟遮蔽信号VM和单元选择信号SEL被遮蔽，而在图2的实施例中，光电检测控制信号DTC可仅基于虚拟遮蔽信号VM被遮蔽。换句话说，图2中的虚拟遮蔽信号VM可以被视为将图1中的虚拟遮蔽信号VM与单元选择信号SEL相加的布尔和。

在图1和图2中，遮蔽之前的原始的光电检测控制信号DTC可以被称为第一光电检测控制信号DTC1，遮蔽后的光电检测控制信号DTC可以被称为第二光电检测控制信号DTC2。在图1的实施例中，第二光电检测控制信号DTC2可基于第一光电检测控制信号DTC1、虚拟遮蔽信号VM和单元选择信号SEL被产生。在图2的示例性实施例中，第二光电检测控制信号DTC2可基于第一光电检测控制信号DTC1和虚拟遮蔽信号VM被产生。

图3A是图5的深度传感器52中的示例性深度像素30的电路图。图3B是用于描述在光电检测控制信号线和另一控制信号线之间的耦合效应的示图。

参照图3A，深度传感器52的深度像素30包括光电转换元件（例如，光电二极管）PD、光电晶体管Px、传送晶体管Tx、控制晶体管Cx、复位晶体管Rx、驱动晶体管Dx和选择晶体管Sx。

光电晶体管Px的栅极由光电栅极信号PG控制，传送晶体管Tx的栅极由传送栅极信号TG控制。光电栅极信号PG或传送栅极信号TG可与参照图1和图2描述的光电检测控制信号DTC相应。

根据像素30的操作方案，传送栅极信号TG可总是具有逻辑高电平，从而传送晶体管Tx在操作期间可总是保持导通状态。在这种情况下，光电晶体管Px由与参照图1和图2描述的光电检测控制信号DTC相应的光电栅极信号PG控制。

相反，用于控制传送晶体管Tx的传送栅极信号TG可以不保持逻辑高电平，而是可以仅当在光电转换元件PD中产生的光电荷被传送到浮置扩散节点FD时选择性地激活为逻辑高电平，其中，浮置扩散节点FD被构造为用作上述的感测节点。在这种情况下，光电晶体管Px由与参照图1和图2描述的光电检测控制信号DTC相应的光电栅极信号PG控制。

复位晶体管Rx的栅极由与参照图1和图2描述的复位控制信号Rst相应的复位信号RESET控制。选择晶体管Sx的栅极由参照图1和图2描述的单元选择信号SEL控制。

在各种可选的像素结构中，可省略光电晶体管Px。在这种情况下，传送栅极信号TG可以被光电栅极信号PG替换，并且传送晶体管Tx的栅极可由与参照图1和图2描述的光电检测控制信号DTC相应的光电栅极信号PG控制。

如图3A所示，控制晶体管Cx连接在感测节点FD与电容器Cadd之间。电容器Cadd根据控制信号CDSC执行相关双采样（CDS）。可通过调节电容器Cadd的电容和/或施加到控制晶体管Cx的栅极的控制栅极信号CGSW的电压电平来控制像素30的增益。

参照图3B，深度传感器的像素30包括（半导体）光电转换元件31和设置在光电转换元件31上的信号线。信号线包括光电栅极信号线PGL32和复位或传送栅极信号线RGL/TGL33。

光电栅极信号线PGL传送光电检测控制信号DTC，光电检测控制信号DTC具有一致的循环周期的时钟信号的波形（如图1和图2所示）。传送栅极信号线RGL/TGL传送在预定持续时间期间以逻辑高电平被激活的信号。当传送栅极信号线RGL/TGL上的信号以逻辑高电平被激活时，信号线的接近设置可在信号线之间引起电容耦合效应。耦合效应可以由如图3B所示的寄生电容Cp来表示。

即使图3B没有示出用于传送单元选择信号SEL的单元选择信号线，当单元选择信号SEL以逻辑高电平被激活时，在光电栅极信号线PGL和单元选择信号线之间也会引起耦合效应。

电容耦合效应可降低实际施加到复位晶体管Rx的漏极的电压电平，从而感测节点FD不会被充分复位。这种不充分的复位会影响检测的复位电压电平，从而深度信息和距离信息可能失真。

根据示例性实施例，在通过复位/传送栅极信号线RGL/TGL传送的信号和/或单元选择信号线以逻辑高电平被激活的同时，可使用虚拟遮蔽信号VM来遮蔽通过光电栅极信号线PGL传送的光电检测控制信号DTC。通过遮蔽光电检测控制信号DTC，可防止或减小耦合效应。

图4A和图4B是示出深度传感器中的信号线的示例布局的示图。

图4A示出第一信号线，图4B示出第一信号线之上的第二信号线。例如，第一信号线和第二信号线可以是在半导体基底上的多个金属层中形成图案的金属线。图4A和图4B中的布局可以是与深度传感器的2抽头像素相关的示例。

参照图4A，四个光电转换元件40a、40b、40c和40d可形成在半导体基底中，并且多条信号线可以设置在半导体基底之上。恒定电压线VOUTA、VOUTB、VPIX、VRA和GND可以沿着列方向延伸，动态改变的电压控制信号线SEL、CGSW、TG和RG可以沿着行方向延伸。

VOUTA和VOUTB表示与2抽头像素相关的两条输出线，VRA表示连接到复位晶体管的漏极的电压线，VPIX表示连接到驱动晶体管的漏极的电压线，GND表示地电压线。

SEL表示单元选择信号线，CGSW表示控制栅极信号线，TG表示传输栅极信号线，RC表示复位栅极信号线。

参照图4B，两个光电转换元件40e和40f可形成在半导体基底上，并且多条信号线可设置在半导体基底之上并沿着行方向延伸。PGA和PGB表示用于传送光电检测控制信号DTC的光电栅极信号线。在2抽头像素的情况下，两条光电栅极信号线PGA和PGB均可被设置。例如，PGA和PGB可分别传送具有相反相位（即，具有180度的相位差）的光电检测控制信号DTC。

图4B中的第二信号线可设置在图4A的第一信号线之上。因此，光电栅极信号线PGA和PGB可以与传送栅极信号线TG和复位栅极信号线重叠，从而上述电容耦合效应会在沿垂直方向彼此邻近设置的信号线之间发生。

图5是根据示例性实施例的距离测量装置的框图，图6是图5的距离测量装置中的时序控制器51的框图，图7是示出图5的距离测量装置中的时序控制器51中的光电检测控制信号和复位栅极控制信号的时序图。

参照图5，距离测量装置50包括时序控制器51、深度传感器52、透镜53和发光模块54。

时序控制器51控制深度传感器52和发光模块54的操作时序。对于时序控制，时序控制器51将光照射控制信号LTC提供给发光模块54，将光电检测控制信号DTC提供给深度传感器52。

发光模块54基于光照射控制信号LTC产生幅度调制的光信号EL，并将光信号（发射的光）EL照射或发射到对象55。在优选实施例中，幅度调制的光信号EL是通过脉冲产生器511产生的脉冲序列。从对象55反射的光信号（反射的光）RL通过透镜53入射到深度传感器52上。可使用以下等式来计算从装置50到对象55的距离：

等式1

$t_{\mathrm{\Δ}}=\frac{2d}{c}.$

在等式1中，t_Δ表示与光信号EL的照射时间和反射的光信号RL的入射时间之间的时间差对应的飞行时间，d表示从装置50到对象55的距离，c表示恒定的光速。因此，时间t_Δ是发射的光在距离2d上行进（前进和返回）所花费的时间。相对于从装置50到对象55的距离d，发光模块54和深度传感器52之间的距离（图5中的垂直距离）被夸大。

在一些示例性实施例中，深度传感器可形成在专用于仅测量距离的芯片中。在其他示例性实施例中，深度传感器52可以以彩色图像传感器阵列的形式形成在芯片中，以测量包括距离信息加上传统的彩色图像信息的三维图像信息。例如，用于检测距离信息的深度像素和用于检测彩色图像信息的彩色像素可形成在同一像素阵列中。

参照图6，时序控制器51包括脉冲产生器511、控制逻辑512、延迟单元513和514、虚拟遮蔽信号产生器515。

控制逻辑512通过控制信号Ctrl控制脉冲产生器511。控制逻辑产生传送到设置在时序控制器51外部的行解码器和/或相关双采样（CDS）电路的行控制信号X-CON和/或CDS控制信号CDSC。

来自脉冲产生器511的脉冲信号PULSE和来自控制逻辑512的相位分配信号Li被提供给相位延迟单元513。相位延迟单元513将接收到的脉冲信号PULSE划分为多个脉冲信号，并基于相位分配信号Li分别延迟所述多个脉冲信号，以产生具有不同相位的脉冲信号的序列。从相位延迟单元513输出的光电检测控制信号DTC被提供给图5中的深度传感器52。此外，光电检测控制信号DTC被提供给脉冲延迟单元514。为了同步光电检测控制信号DTC和光照射控制信号LTC，脉冲延迟单元514延迟光电检测控制信号DTC以产生光照射控制信号LTC。光照射控制信号LTC被提供给图5中的发光模块54。脉冲延迟单元514基于对象的（范围）距离信息Di确定延迟量。距离信息Di可以由控制逻辑512或另一逻辑来提供。

控制逻辑512还将复位控制信号Rst和单元选择信号SEL提供给图5中的深度传感器52以及虚拟遮蔽信号产生器515。即使为了便于示出，在图6中通过相同的信号线传送复位控制信号Rst和单元选择信号SEL，复位控制信号Rst和单元选择信号SEL也是通过各自的信号线传送的不同信号。

虚拟遮蔽信号产生器515产生虚拟遮蔽信号VM或遮蔽信号。如图1所示，虚拟遮蔽信号VM至少在复位控制信号Rst的快门持续时间C期间被激活（例如，优选地以逻辑高电平被激活）。如图2所示，虚拟遮蔽信号VM至少在复位控制信号Rst的复位持续时间D期间以及至少在复位控制信号Rst的快门持续时间C期间被激活（例如，以逻辑高电平被激活）。

图7示出n+1个光电检测控制信号DTC’[0]至DTC’[n]以及n+1个与图1和图2中的复位控制信号Rst相应的复位栅极/传送栅极控制信号RG/TG[0]至RG/TG[n]的操作时序。图7中的信号分别对应于一帧操作的第0行至第n行。按照行之间的预定延迟时间，感测的数据和复位数据被顺序地输出。复位栅极/传送栅极控制信号RG/TG[0]至RG/TG[n]中的每个具有两个高电压电平的脉冲。第一脉冲对应于快门操作，第二脉冲对应于用于检测感测节点的复位电压电平的复位操作。两个脉冲之间的时间间隔对应于反射的光信号RL的积分时间EIT。

图8是示出根据示例性实施例的距离测量装置的框图，图9是图8的距离测量装置80中的行解码器和光电门控制器的电路图/框图，图10是示出图8的距离测量装置80执行的距离测量方法的流程图。

参照图8，距离测量装置80包括时序控制器81、发光模块82、深度传感器83和透镜84。时序控制器81与图6中的时序控制器51相同或相似，多余的描述被省略。

参照图6至图10，时序控制器81中的脉冲产生器511产生脉冲信号PULSE（步骤S101）。时序控制器81中的相位延迟单元513基于来自脉冲产生器511的脉冲信号和来自控制逻辑512的相位分配信号Li产生光电检测控制信号DTC（步骤S105）。光电检测控制信号DTC被提供给深度传感器83中的光电门控制器831。进一步参照图11来描述光电检测控制信号DTC的产生。时序控制器81中的虚拟遮蔽信号产生器515产生用于至少在复位控制信号Rst和/或单元选择信号SEL的逻辑高电平持续时间期间遮蔽光电检测控制信号DTC的虚拟遮蔽信号VM。

时序控制器81中的脉冲延迟单元514从相位延迟单元513接收光电检测控制信号DTC并基于距离信息Di产生光照射控制信号LTC（步骤S102）。光照射控制信号LTC被提供给发光模块82中的光源驱动器821。

如图8所示，发光模块82包括光源822和光源驱动器821。光源驱动器821基于来自时序控制器81的光照射控制信号LTC产生用于驱动光源822的时钟信号。光源822基于来自光源驱动器821的时钟信号产生光信号EL，并将光信号EL照射或发射到对象85（步骤S103）。

光源822可包括发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）或激光二极管。为了便于描述，假设光信号EL的波形与光照射控制信号LTC的波形相同。光信号可以是阶跃波（脉冲序列）或正弦（余弦）波。

反射的光信号RL通过透镜84入射到深度传感器83中的感测阵列或像素阵列833上（步骤S104）。除了透镜自身，透镜84还可包括红外光滤波器。

深度传感器83将反射的光信号RL转换为电信号。深度传感器83可包括光电门控制器831、行解码器832、像素阵列833、相关双采样（CDS）和模拟数字转换（ADC）电路834、存储器单元835和深度估计器836。

行解码器832响应于来自时序控制器81的行控制信号X-CON输出行地址信号A[0～n]，以选择像素阵列833的多个行中的一行。“行”表示在像素阵列833中沿着x方向布置的一组深度像素。

光电门控制器831基于来自时序控制器81的光电检测控制信号DTC、虚拟遮蔽信号VM以及来自行解码器832的行地址信号A[0～n]产生遮蔽的光电检测控制信号DTC’（步骤S106）。如上所述，未遮蔽的光电检测控制信号DTC可被称为第一光电检测信号，遮蔽的光电检测控制信号DTC’可被称为第二光电检测信号。遮蔽的光电检测控制信号DTC’可对应于施加到光电晶体管Px的栅极的光电栅极信号PG。

遮蔽的光电检测控制信号DTC’可包括包含脉冲序列的脉冲信号，但是如图1和图2所示，至少在复位控制信号Rst的快门持续时间C和复位持续时间D期间使用虚拟遮蔽信号VM来遮蔽或移除脉冲。

即使光电门控制器831和行解码器832在图8和图9中被显示为不同的元件，光电门控制器831和行解码器832也可不可分割地形成为一个元件。

图9示出通过行解码器832和光电门控制器831产生遮蔽的光电检测控制信号DTC’的示例性实施例。如图9所示，光电门控制器831可包括多个AND门和多个反相器。

光电检测控制信号DTC[0～n]和行地址信号A[0～n]被提供给光电门控制器831，光电门控制器831对虚拟遮蔽信号VM、光电检测控制信号DTC[0～n]和行地址信号A[0～n]执行AND逻辑运算，以产生遮蔽的光电检测控制信号DTC’[0～n]。

这样，通过使用虚拟遮蔽信号VM遮蔽光电检测控制信号DTC[0～n]来产生遮蔽的光电检测控制信号DTC’[0～n]，然后将遮蔽的光电检测控制信号DTC’[0～n]提供给像素阵列833。当通过光电门执行反射的光信号RL的感测时，遮蔽的光电检测控制信号DTC’[0～n]作为光电栅极信号被提供。

像素阵列833包括多个深度像素（阵列）。每个深度像素被操作为检测发光模块82发射的光信号EL和在深度像素接收的来自对象85的反射的光信号RL之间的相位差（步骤S107）。

像素阵列833基于入射的反射的光信号RL输出深度像素信号。例如，在将参照图11至图14描述的1抽头深度像素的情况下，步骤S101至步骤S107可以被重复，直到输出的像素信号对应于第四像素信号A’3（步骤S108：是）。根据示例性实施例，可以重复步骤S101至步骤S107中的至少一个。

CDS/ADC电路834执行CDS操作和ADC操作以输出数字像素信号A0至A3，这将参照图12B至图15B进一步描述。CDS/ADC电路834基于来自时序控制器81的CDS控制信号CDSC和来自深度像素的像素信号执行CDS操作。

存储器单元835可包括构造为以帧为单位存储从CDS/ADC电路834输出的数字像素信号A0至A3的缓冲器。

深度估计器836基于数字像素信号A0至A3计算光信号EL和反射的光信号RL之间的相位差θ_hat（这里，“hat”表示符号^）（步骤S109）。相位差θ_hat可表示为以下的等式2，其中，fm表示光信号EL的幅度调制的频率，t_Δ表示飞行时间：

等式2

$\widehat{\mathrm{\θ}}=2\mathrm{\π}{f}_m{t}_{\mathrm{\Δ}}={\tan }^{-1}\frac{A_1-A_3}{A_0-A_2}.$

深度估计器836使用等式2计算飞行时间t_Δ，并使用以下的等式3计算距离（深度）d_hat：

等式3

$\hat{d}=\frac{c}{4\mathrm{\π}{f}_m}\widehat{\mathrm{\θ}}.$

深度传感器83可以被实现为电荷耦合器件（CCD）类型或CMOS图像传感器（CIS）类型。图8的构造可应用于CIS类型的深度传感器。在CCD类型的深度传感器的情况下，可修改图8的构造。

ADC电路可根据CDS的类型（诸如模拟CDS或双CDS）而改变。ADC电路可以被实现为列ADC以使转换器被分配给每列，或者被实现为信号ADC以使公共转换器被分配给多列。

深度传感器83和时序控制器81可以被实现在一个芯片中。深度传感器83、时序控制器81和透镜84可以被实现为与发光模块82不同的一个模块。

如参照图6和图8所述，时序控制器81中的控制逻辑512产生相位分配信号Li。相位分配信号Li可用于分别控制来自相位延迟单元513的信号的相位。

例如，图6中的相位延迟单元513可基于第一相位分配信号L0产生第一光电栅极信号G0，基于第二相位分配信号L1产生第二光电栅极信号G1，基于第三相位分配信号L2产生第三光电栅极信号G2，并基于第四相位分配信号L3产生第四光电栅极信号G3，从而使第一光电栅极信号G0具有与原始的脉冲信号PULSE相同的相位，第二光电栅极信号G1具有相对于原始的脉冲信号PULSE的90度的相位差，第三光电栅极信号G2具有相对于原始的脉冲信号PULSE的180度的相位差，第四光电栅极信号G3具有相对于原始的脉冲信号PULSE的270度的相位差。

为了便于描述，在图8中，假设光信号EL的波形与光照射控制信号LTC的波形相同。光信号EL可具有阶跃波（脉冲序列）或正弦波的波形。

第一光电栅极信号G0至第四光电栅极信号G3可通过光电门控制器831被输出到像素阵列833。第一光电栅极信号G0至第四光电栅极信号G3可对应于具有各自相位的光电检测控制信号DTC’。光信号EL和第一光电栅极信号G0的相位彼此相同，第一光电栅极信号G0和第二光电栅极信号G1之间的相位差是90度，第一光电栅极信号G0和第三光电栅极信号G2之间的相位差是180度，第一光电栅极信号G0和第四光电栅极信号G3之间的相位差是270度。

在一些示例性实施例中，图8的距离测量装置中的像素阵列833可包括1抽头结构的深度像素。参照图11至图14描述1抽头深度像素的构造和操作。

图11是示出根据示例性实施例的在图8的距离测量装置中光电门控制器将栅极控制信号传送到1抽头深度像素的操作的流程图。

参照图8、图10和图11，时序控制器81产生未遮蔽的第一光电检测控制信号DTC（步骤S110），并产生虚拟遮蔽信号VM（步骤S111）。光电门控制器831检查用于感测距离d_hat的输出像素信息（步骤S112）。

如果检查的信息对应于第一像素信号A0（步骤S113：是），则光电门控制器831输出具有与光信号EL相同相位（dt=0°）的第一光电栅极信号G0（步骤S114）。如果检查的信息对应于第二像素信号A1（步骤S115：是），则光电门控制器831输出具有相对于光信号EL的90度（dt=90°）的相位差的第二光电栅极信号G1。如果检查的信息对应于第三像素信号A2（步骤S117：是），则光电门控制器831输出具有相对于光信号EL的180度（dt=180°）的相位差的第三光电栅极信号G2。如果检查的信息对应于第四像素信号A3（步骤S117：否），则光电门控制器831输出具有相对于光信号EL的270度（dt=180°）的相位差的第四光电栅极信号G3。

图12A示出在图8中的像素阵列中的1抽头深度像素的示例布局，图12B是用于描述通过图12A的1抽头深度像素顺序检测的像素信号之间的相位差的示图。

1抽头深度像素120可包括光电转换元件122，诸如形成在半导体基底的有源区域121中的光电二极管。如图13A至图13D所示，晶体管形成在有源区域121中，每个有源区域121中的晶体管的数量可以是三个、四个、五个或六个。分别具有0度、90度、180度和270度的相位差的光电栅极信号G0、G1、G2和G3被顺序地提供给光电转换元件122。

光电转换元件122基于各个光电栅极信号G0至G3执行反射的光信号RL的光电转换。换句话说，光电转换元件122收集与各个光电栅极信号G0至G3相应的光电荷，并且收集的光电荷分别在相应的光电积分时间间隔之后被传送到感测节点FD。积累的光电荷的量根据光电栅极信号G0至G3的相位并根据光信号EL和反射的光信号RL之间的相位差θ_hat而变化。可基于与测量的光电荷的量相应的像素信号A0至A3，使用等式2来计算相位差θ_hat，其中，光电荷的量根据光电栅极信号G0至G3的相位而变化。可使用等式2计算飞行时间t_Δ，并且可使用等式1或等式3计算到对象的距离d_hat。

参照图12A和图12B，深度像素120响应于具有0度的相位差的第一栅极信号G0在时间t0输出第一像素信号A0，响应于具有90度的相位差的第二栅极信号G1在时间t1输出第二像素信号A1，响应于具有180度的相位差的第三栅极信号G2在时间t2输出第三像素信号A2，响应于具有270度的相位差的第四栅极信号G3在时间t3输出第四像素信号A3。

图13A至图13D是示出在图12A的有源区域中形成的像素的示例的电路图。

参照图13A，光电转换元件132和四个晶体管RX、TX、DX、SX可形成在有源区域131中。光电转换元件132可响应于光电栅极信号G0收集产生的光电荷。光电栅极信号G0可如上所述随时间顺序地改变为G1、G2和G3。在光电荷是光电子的情况下，在光电栅极信号G0处于逻辑高电平的同时，光电转换元件132可收集光电子，在光电栅极信号G0处于逻辑低电平的同时，光电转换元件132将不收集光电子。

光电转换元件132包括光电二极管、光电晶体管、光电门和/或钉扎光电二极管。

复位晶体管RX响应于来自图6中的时序控制器51的复位控制信号RS使用电压VDD复位感测节点FD。传送晶体管TX响应于传送栅极信号TG将光电转换元件132中收集的电荷传送到感测节点FD。构造为源跟随器晶体管的驱动晶体管DX响应于感测节点FD中的电荷执行缓冲（和/或放大）操作。选择晶体管SX响应于单元选择信号SEL将来自驱动晶体管DX的像素信号A0’输出到列线。即使在图13A中未示出，控制晶体管Cx也可如图3所示连接在感测节点FD和电容器Cadd之间。电容器Cadd根据控制信号CDSC执行相关双采样（CDS）。

图13A示出包括一个光电转换元件132和四个晶体管RX、TX、DX、SX的像素电路构造，但是每个像素中的晶体管的数量可以变化。参照图13B，光电转换元件132和三个晶体管RX、DX、SX可在有源区域131中形成一个像素。与图13A的构造相比，在图13B中省略了传送晶体管TX。参照图13C，光电转换元件132和五个晶体管RX、TX、DX、SX、GX可在有源区域131中形成一个像素。单元选择信号SEL被施加到晶体管GX和SX二者的栅极，传送栅极信号TG通过使用单元选择信号SEL导通的晶体管GX被施加到传送晶体管TX的栅极。参照图13D，光电转换元件132和五个晶体管RX、TX、DX、SX、PX可在有源区域131中形成一个像素。晶体管PX可响应于与来自光电门控制器831的遮蔽的光电检测控制信号DTC’相应的光电栅极信号PG来操作。

图14是根据包括图12A的1抽头深度像素的深度传感器的滚动快门方案的一帧的概念示图。

在图14中，相位0度、90度、180度和270度表示相应的光电栅极信号G0至G3相对于光信号EL的相位差。针对每行，基于四个光电栅极信号G0至G3的产生的光电荷的四个积分操作以及相应的读取操作在一个深度帧操作中被执行。根据滚动快门方案，在针对底部行执行与0度的相位差相关的操作的同时，针对已经完成与0度的相位差相关的操作的上部行可开始与90度的相位差相关的积分操作。这在90度操作和180度操作之间以及180度操作和270度操作之间相同。

在一些示例性实施例中，图8中的像素阵列833可包括2抽头结构的深度像素。参照图15A至图18描述2抽头深度像素的构造和操作。

图15A示出在图8的距离测量装置中的2抽头深度像素的示例布局，图15B是用于描述通过图12A的1抽头深度像素顺序检测的像素信号之间的相位差的示图。

参照图15A，2抽头深度像素150可包括包含第一光电门151、第一桥扩散区域155和第一传送晶体管153的一个半像素和包含第二光电门152、第二桥扩散区域156和第二传送晶体管154的另一个半像素。存在诸如复位晶体管的其他元件没有在图15A中示出，进一步参照图17来描述2抽头深度像素的构造。

参照图15A和图15B，2抽头深度像素150响应于分别具有0度和180度的相位差的第一栅极信号G0和第三栅极信号G2在时间t0输出第一像素信号A0和第三像素信号A2，并且响应于分别具有90度和270度的相位差的第二栅极信号G1和第四栅极信号G3在时间t1输出第二像素信号A1和第四像素信号A3。第一栅极信号G0和第二栅极信号G1被顺序施加到第一光电门151，第三栅极信号G2和第四栅极信号G3被顺序施加到第二光电门152。

图16是示出根据示例性实施例的光电门控制器将栅极控制信号传送到2抽头深度像素的操作的流程图。

参照图8、图10、图15A、图15B和图16，时序控制器81产生未遮蔽的第一光电检测控制信号DTC（步骤S161）并产生虚拟遮蔽信号VM（步骤S162）。光电门控制器831检查用于感测距离d_hat的输出像素信息。

如果检查的信息对应于第一像素信号A0（步骤S164：是），则光电门控制器831将具有与光信号EL相同相位（dt=0°）的第一光电栅极信号G0输出到第一光电门151，并且将具有相对于光信号EL的180度（dt=180°）的相位差的第三光电栅极信号G2输出到第二光电门152（步骤S165）。如果检查的信息不对应于第一像素信号A0（步骤S164：否），则光电门控制器831将具有相对于光信号EL的90度（dt=90°）的相位差的第二光电栅极信号G1输出到第一光电门151，并且将具有相对于光信号EL的270度（dt=270°）的相位差的第四光电栅极信号G3输出到第二光电门152（步骤S166）。

图17是示出图15A的2抽头深度像素的示例的电路图。

参照图17，2抽头深度像素可包括与一个半像素相应的第一电路区域和与另一个半像素相应的第二电路区域。

例如，第一电路区域可包括第一光电门151和多个晶体管TX1（TX）、RX1（RX）、DX1（DX）、SX1（SX），第二电路区域可包括第二光电门152和多个晶体管TX2（TX）、RX2（RX）、DX2（DX）、SX2（SX）。

作为传送门的第一传送晶体管TX1153响应于第一传送栅极信号TG1将光电荷传送到第一感测节点FD1。通过控制第一传送栅极信号TG1的激活时序和电压电平，可防止从第一感测节点FD1到第一光电门151的电荷的逆扩散。

此外，可作为传送门的第二传送晶体管TX2154响应于第二传送栅极信号TG2将光电荷传送到第二感测节点FD2。通过控制第二传送栅极信号TG2的激活时序和电压电平，可防止从第二感测节点FD2到第二光电门152的电荷的逆扩散。

响应于来自光电门控制器831的光电栅极信号G0和G2，第一光电门151和第二光电门152收集通过反射的光信号RL产生的光电荷。第一光电栅极信号G0和第三光电栅极信号G2之间的相位差是180度。在针对光电栅极信号G0和G2完成积分操作和读取操作之后，第二光电栅极信号G1和第四光电栅极信号G3可被施加到第一光电门151和第二光电门152。此外，第二光电栅极信号G1和第四光电栅极信号G3之间的相位差是180度。

传送晶体管TX1和TX2分别响应于传送栅极信号TG1和TG2将在光电门151和152下收集的光电荷传送到感测节点FD1和FD2。作为源跟随器晶体管的驱动晶体管DX1和DX2分别响应于感测节点FD1和FD2中的电荷执行缓冲/放大操作。选择晶体管SX1和SX2响应于单元选择信号SEL将像素信号A0’和A2’从驱动晶体管DX1和DX2输出到列线。复位晶体管RX1和RX2响应于复位控制信号RS使用电压VDD复位感测节点FD1和FD2。可从时序控制器81提供信号RS、TG1、TG2、G0、G2和SEL。

图18是在包括图15A的2抽头深度像素的深度传感器中根据滚动快门方案的一个深度帧的概念示图。

在图18中，相位0度、90度、180度和270度表示相应的光电栅极信号G0至G3相对于光信号EL的相位差。针对每行，基于第一光电栅极信号G0和第三光电栅极信号G2的产生的光电荷的积分操作以及相应的读取操作在一个深度帧操作中被执行，然后基于第二光电栅极信号G1和第四光电栅极信号G3的产生的光电荷的积分操作以及相应的读取操作在一个深度帧操作中被执行。根据滚动快门方案，在针对底部行执行与0度和180度的相位差相关的操作的同时，针对已经完成与0度和180度的相位差相关的操作的上部行可开始与90度和270度的相位差相关的积分操作。

图19A至图19E示出包括在图8的像素阵列中的单元像素簇的示例。

参照图19A，单元像素簇可包括红色像素R、绿色像素G、蓝色像素B和深度像素Z。红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B可整体称为彩色像素C。深度像素Z的结构可以是如图12A所示的1抽头结构或如图15A所示的2抽头结构。

深度像素Z可感测幅度调制的红外光以产生距离信息。红色像素R产生与可见光中的红色光波长相应的红色像素信号，绿色像素G产生与可见光中的绿色光波长相应的绿色像素信号，蓝色像素B产生与可见光中的蓝色光波长相应的蓝色像素信号。R、G和B彩色像素C可被替换为品红色像素、青色像素和黄色像素。

图19A和图19E还示出单元像素簇的示例，并且单元像素簇还可被不同地改变。单元像素簇可在行方向上和/或列方向上重复，以形成像素阵列833。图19B中的单元像素簇包括四个彩色像素C和两个深度像素Z。图19C的单元像素簇包括具有大于每个彩色像素的尺寸的深度像素。具体地讲，图19D和图19E示出彩色像素C和深度像素Z可按层堆叠以形成三维结构。

图20是示出根据示例性实施例的深度和/或图像感测装置的示图。

参照图8和图20，用于测量和处理距离信息和/或彩色图像信息的装置可包括传感器201和处理器202。传感器201通过透镜LE接收反射的光信号，以提供包括距离信息和/或彩色图像信息的图像信息IMG。反射的光信号可以是从光源LS照射并被对象反射的红外光。传感器201的描述与参照图1至图19E的描述相同或相似。

处理器202可包括用于处理来自传感器201的图像信息IMG的图像信号处理电路（ISP）203和用于通过控制信号CON控制传感器201的控制器（CONT）204。

图21是示出根据示例性实施例的信号处理系统的示图。

参照图21，信号处理系统可包括用于测量和处理图像信息的装置211以及用于基于来自装置211的图像信息显示图像的显示单元212。如参照图20所述，装置211可包括传感器213和处理器214。传感器213通过透镜LE接收反射的光信号，以提供图像信息IMG。反射的光信号可以是从光源LS照射并被对象反射的红外光。传感器213的描述与参照图1至图19E的描述相同或相似。处理器214可包括用于处理来自传感器201的图像信息IMG的图像信号处理电路（ISP）215和用于通过控制信号CON控制传感器213的控制器（CONT）216。处理器214还可包括用于将深度信息和彩色图像信息传送到显示单元212的接口（I/F）217。

图22示出包括图5或图8的距离测量装置的接口和电子系统。

参照图22，电子系统2000可由使用或支持移动行业处理器接口（MIPI）接口的数据处理装置来实现。电子系统200可包括应用处理器（AP）形式的SOC2110、图像传感器2140、显示装置2150等。SOC可包括根据示例性实施例的如上所述的互连装置和服务控制器。

SOC2110的CSI主机2112可通过相机串行接口（CSI）与图像传感器2140的CSI装置2141执行串行通信。在示例性实施例中，CSI主机2112可包括解串行化器（DES），CSI装置2141可包括串行化器（SER）。SOC2110的DSI主机2111可通过显示器串行接口（DSI）与显示装置2150的DSI装置2151执行串行通信。

在示例性实施例中，DSI主机2111可包括串行化器（SER），DSI装置2151可包括解串行化器（DES）。电子系统2000还可包括与SOC2110执行通信的射频（RF）芯片2160。电子系统2000的物理层（PHY）2113和RF芯片2160的物理层（PHY）2161可基于MIPI DigRF执行数据通信。SOC2110还可包括控制物理层PHY2161的数据通信的DigRF主机2114。

电子系统2000还可包括全球定位系统（GPS）2120、存储器2170、麦克风MIC2180、DRAM装置2185和扬声器2190。此外，电子系统2000可使用超宽带（UWB）2210、无线局域网（WLAN）2220、全球微波互联接入（WIMAX）2230等执行通信。然而，电子系统2000的结构和接口不限于此。

根据示例性实施例的测量到对象的距离的方法和装置可有效地用于各种装置并集成在各种系统中。根据示例性实施例的方法和装置可在诸如数字相机、移动电话、PDA、APMT、智能电话等的系统中实现。

以上示出示例性实施例，而不被解释为限制示例性实施例。尽管已经描述了一些示例性实施例，但是本领域技术人员将容易地理解，在实质上不脱离本发明构思的新颖的教导和优点的情况下，可以在示例性实施例中进行许多修改。因此，所有这种修改意图被包括在由权利要求限定的本发明构思的范围内。因此，将理解的是，以上示出各种示例性实施例，而不被解释为限于公开的特定示例性实施例，公开的示例性实施例的修改以及其他示例性实施例意图被包括在权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种通过将周期性的幅度调制的光信号照射到对象并检测照射的光信号和从对象发射的光信号之间的相位差来测量到对象的距离的方法，所述方法包括：

产生用于控制照射的光信号的周期性的幅度调制的第一光电检测控制信号；

产生至少在用于复位感测节点的电压电平的快门持续时间期间激活的遮蔽信号；

基于第一光电检测控制信号与的遮蔽信号的布尔组合产生第二光电检测控制信号，以使第二光电检测控制信号至少在快门持续时间期间被禁用或遮蔽。

2.如权利要求1所述的方法，其中，使用用于补偿检测的复位电压电平的相位差的相关双采样（CDS）求解到对象的距离。

3.如权利要求2所述的方法，其中，还至少在检测到复位电压电平的同时的复位控制信号的激活持续时间期间激活遮蔽信号。

4.如权利要求2所述的方法，其中，CDS包括用于检测信号电压电平的第一持续时间、用于激活复位控制信号以复位感测节点的第二持续时间、以及用于检测感测节点的复位电压电平的第三持续时间，其中，所述信号电压电平与反射的光信号相关。

5.如权利要求4所述的方法，其中，还至少在第一持续时间、第二持续时间以及第三持续时间期间激活遮蔽信号。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

在产生第二光电检测控制信号之后，使用第二光电检测控制信号将与反射的光信号相应的电荷传送到感测节点。

7.一种测量到对象上的m×n个点的距离的装置，所述装置将周期性的幅度调制的光信号照射到对象并检测照射的光信号和从对象反射的光信号之间的相位差，所述装置包括：

时序控制器，被构造为产生用于控制光信号的照射的第一光电检测控制信号以及至少在用于复位感测节点的电压电平的快门持续时间期间激活的遮蔽信号；

光电门控制器，被构造为基于第一光电检测控制信号和遮蔽信号产生第二光电检测控制信号，以使第二光电检测控制信号至少在快门持续时间期间被禁用或遮蔽；

像素阵列，包括m×n个像素，其中，m和n中的每个是自然数，每个像素包括接收第二光电检测控制信号以感测反射的光信号的光电门。

8.如权利要求7所述的装置，还包括：

行解码器，被构造为从时序控制器接收行控制信号以产生解码的行地址，响应于解码的行地址选择像素阵列的行，并将解码的行地址提供给光电门控制器。

9.如权利要求8所述的装置，其中，光电门控制器被构造为对解码的行地址、第一光电检测控制信号和遮蔽信号执行布尔逻辑运算，以产生第二光电检测控制信号。

10.如权利要求7所述的装置，还包括：

相关双采样（CDS）单元，被构造为执行CDS以补偿检测的复位电压电平的相位差。

11.如权利要求10所述的装置，其中，还至少在用于检测复位电压电平的复位控制信号的激活持续时间期间激活遮蔽信号。

12.如权利要求10所述的装置，其中，CDS单元被构造为在第一持续时间期间检测感测节点的信号电压电平，在第二持续时间期间激活复位控制信号以复位感测节点，并在第三持续时间期间检测感测节点的复位电压电平，其中，所述信号电压电平与反射的光信号相关。

13.如权利要求12所述的装置，其中，还至少在第一持续时间、第二持续时间以及第三持续时间期间激活遮蔽信号。

14.如权利要求10所述的装置，还包括：

模拟数字转换器，被构造为将模拟信号转换为数字信号，其中，CDS单元输出所述模拟信号。

15.如权利要求10所述的装置，其中，CDS单元输出数字信号。

16.一种包括飞行时间相机（ToF相机）的设备，所述相机包括m1×n1个深度像素的阵列和m2×n2个彩色像素的阵列，其中，每个深度像素包括：

感测节点，连接到缓冲场效应晶体管（FET）；

光电转换元件，通过传输FET连接到感测节点；

复位FET，连接到感测节点；

电容器，用于执行相关双采样（CDS）以补偿感测节点的复位电压，电容器通过CDS控制FET连接到感测节点。

17.如权利要求16所述的设备，其中，通过第二光电检测控制信号来控制传送FET，其中，第二光电检测控制信号在用于复位感测节点的电压电平的快门持续时间期间不被激活。

18.如权利要求17所述的设备，其中，所述相机还包括：

时序控制器，被构造为产生用于控制光信号的照射的第一光电检测控制信号以及至少在用于复位感测节点的电压电平的快门持续时间期间激活的遮蔽信号；

光电门控制器，被构造为基于第一光电检测控制信号和遮蔽信号产生第二光电检测控制信号，以使第二光电检测控制信号至少在快门持续时间期间被禁用或遮蔽。

19.如权利要求18所述的设备，其中，所述相机还包括：

相关双采样（CDS）单元，被构造为执行CDS以补偿检测的复位电压电平的相位差。

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