CN114208155A - 用于利用减色图像传感器进行环境光抑制的方法和设备 - Google Patents

Abstract

环境光对成像像素所进行的测量产生的影响可以通过采用两个滤光片来减小。所述两个滤片可以具有彼此接近但不重叠的窄通带。第一滤片可以允许环境光和有源光通过。第二滤片可以允许环境光通过但可阻挡有源光。穿过所述第一滤片的所述环境光和所述有源光可以引起在所述像素的光电二极管中产生电荷。穿过所述第二滤片并且撞击另一像素元件的所述环境光可以控制耗尽来自所述光电二极管的电荷的电流的安培数。例如，所述另一元件可以是光敏电阻器，所述光敏电阻器的光相依电阻控制所述安培数，或所述另一元件可以是第二光电二极管，所述第二光电二极管产生控制晶体管的电荷，所述晶体管控制所述安培数。

Description

用于利用减色图像传感器进行环境光抑制的方法和设备

相关申请

本申请要求于2019年6月17日提交的美国临时专利申请第62/862,374号的提交日期的优先权，所述美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及环境光抑制。

背景技术

许多常规成像系统包含主动照射场景的有源光源，如激光器或发光二极管(LED)。这些常规系统可以控制主动照射的参数(例如，功率、颜色、照射图案和偏振)。进行校准以确定主动照射的这些参数。此校准进而便于计算机视觉。

不幸的是，难以控制环境光的这些参数。出于图像处理的目的，环境光通常是噪声。因此，在许多情况下，期望使环境光对正被捕获的图像的影响最小化。

在一些常规成像系统中，环境光在成像处理期间被数字地抑制。在这些常规系统中，这种数字抑制通过以下方式来实现：(a)使用成像传感器来捕获由有源光和环境光同时两者照射的场景的第一图像(图像A)；(b)使用同一传感器来捕获仅由环境光照射的场景的第二图像(图像B)；以及(c)从第一图像减去第二图像以产生环境光已经被数字地抑制的图像(图像C)(图像A-图像B＝图像C)。这种数字图像减法通常以逐像素方式执行。

在一些常规成像系统中，环境光被物理窄带滤片物理地抑制。例如，如果有源光源发射以X nm为中心的窄带照射，则成像传感器可以覆盖有窄带宽为2nm并且截止频率为X+1nm和X-1nm的滤光片。太阳以所有可见波长以大功率(例如，辐照度为1000W/m2)辐射。窄滤光片可以仅允许小百分比的环境太阳辐射通过，但可以允许几乎所有的有源照射通过。

然而，这些抑制环境光的常规方法具有三个问题。

第一，在这两种常规方法(数字抑制和物理抑制)中，如果环境光太强，则光电二极管的全阱容量饱和。

第二，在这两种常规的方法(数字抑制和物理抑制)中，如果环境光太强，则信噪比(SNR)可能过低。例如，在有源照射的功率存在实际上限的情况下，可能会发生这种情况。例如，有源照射的功率可能受到安全问题、功率约束或其它硬件约束的限制。

第三，在上述常规数字抑制方法中，如果场景不是完全静止的，则场景会在图像A与图像B之间变化。这进而可能导致图像C中出现伪影(例如，“重影(ghost)”)，图像C是通过从图像A中减去图像B来计算的。

发明内容

在本发明的说明性实施方案中，所有这三个问题都得到极大缓解。在本发明的说明性实施方案中，即使在比现有数字或物理抑制方法可以处理的显著更高的环境照射功率下，光电二极管的全阱容量也不会饱和，并且SNR是可接受的。此外，在说明性实施方案中，即使对于快速变化的场景，也没有在图像“重影”的情况下实现环境光抑制。此外，在说明性实施方案中，即使在比常规数字或物理抑制方法可以处理的环境照明功率高得多的功率下，SNR也是可接受的。

在说明性实施方案中，本发明利用以下事实：环境光的功率在彼此非常接近但不重叠的两个窄频率范围内基本上相等。

例如，在本发明的一些实施方案中，窄带有源光源(例如，激光器或窄带LED)照射场景。成像传感器的每个像素可以包含两个窄带通滤光片。第一滤片的带通可以以主动照射的中心频率为中心，或可以包含主动照射的中心频率。因此，有源光和环境光两者可以穿过所述第一滤片。第二滤片的带通可以非常接近所述第一滤片的带通，但不与之重叠。因为所述第二滤片的带通不与所述第一滤片的带通重叠，所以有源光可以被所述第二滤片阻挡，而环境光穿过所述第二滤片。因为两个带彼此非常接近，所以穿过两个滤片的所述环境光的功率可以基本上相等。穿过所述第二滤片的环境光可以使得积聚在所述第一滤片下方的所述光电二极管中的电荷以与穿过所述第二滤片的所述环境光成比例的量持续地或频繁地从所述光电二极管放电。因此，可以从光测量中去除(或减去)所述环境光的影响。

本发明比以上背景技术部分中描述的常规环境光抑制方法表现得更好，原因至少有三个：

首先，随着环境光功率的增大，这些常规方法(数字抑制和物理抑制)均易于使传感器的光电二极管的全阱容量饱和。相比之下，在本发明中，成像传感器可以容忍显著更高水平的环境光功率。这是因为，在本发明中，环境光的影响可以通过持续或频繁地放电(例如，从光电二极管或浮动扩散部放电)由于环境光而积聚的电荷来抵消。这进而可能导致所述光电二极管中存储的电荷永远不会超过全阱容量。

同样地，在本发明中(与上面讨论的常规数字和物理抑制方法不同)，即使环境光功率非常大，SNR也可以是可接受的高。再次，这是因为，在本发明中，环境光的影响可以通过持续或频繁地放电(例如，从光电二极管或浮动扩散部放电)由于环境光而积聚的电荷来抵消。

此外，在本发明中(与上面讨论的常规数字抑制方法不同)，可以捕获快速变化的场景的图像而不会出现在使用在不同时间拍摄的两张图像来抑制环境光时将出现的伪影。这是因为，在本发明中，环境光和有源光的测量可以同时进行。

本文档的发明内容部分和发明名称：(a)不限制本发明；(b)仅旨在对本发明的一些说明性实施方案进行一般介绍；(c)并未描述本发明的所有细节；并且(d)仅仅描述本发明的非限制性实例。本发明可以以许多其它方式来实施。同样地，技术领域部分并非限制性的；相反，技术领域部分以一般、非排他性的方式标识本发明的一些实施方案通常涉及的技术领域。

附图说明

图1、2和3各自是示出了CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器电路的像素的电路示意图。在图1中，像素包含两个光电二极管。在图2和3中，像素包含光电二极管和LDR(光相依电阻器)。

图4是包含两个滤光片的像素的俯视图。

图5A示出了相机。

图5B示出了相机的成像传感器。

以上附图不一定按比例绘制。以上附图示出了本发明的说明性实施方案。以上附图中所示的实例并不限制本发明。本发明可以以许多其它方式来实施。

具体实施方式

滤光片

在本发明的一些实施方案中，成像传感器的每个像素包含两个滤片(所述两个滤片有时被称为滤片A和滤片B)和两个光电二极管(所述两个光电二极管有时被称为PDA和PDB)。滤片A可以覆盖光电二极管PDA，其方式使得由光电二极管PDA测量的光穿过滤片A而不穿过滤片B。同样地，滤片B可以覆盖光电二极管PDB，其方式使得由光电二极管PDB测量的光穿过滤片B而不穿过

滤片A。

可替代地，在一些实施方案中，成像传感器的每个像素包含两个滤片(滤片A和滤片B)、光电二极管PD和LDR(光相依电阻器，也称为光敏电阻器)。LDR的电阻可以随着入射在LDR上的辐照度增大而减小。滤片A可以覆盖光电二极管PD，其方式使得由光电二极管PD测量的光穿过滤片A而不穿过滤片B。同样地，滤片B可以覆盖LDR，其方式使得影响LDR的电阻的光穿过滤片B而不穿过滤片A。

滤片A和B各自可以是窄带通滤片(例如，波长带宽小于10nm或小于5nm或小于4nm或小于3nm或小于2nm或小于1nm)。

滤片A的通带可以以主动照射的中心频率为中心，或可以包含主动照射的中心频率。因此，滤片A可以允许入射在滤片A上的大部分主动照射穿过滤片A。滤片A还可以允许小部分环境光穿过滤片A(具体地，入射在滤片A上并且位于滤片A的窄带通中的小部分环境光)。

滤片A的通带可以非常接近滤片B的通带，但不与之重叠。

以下三个段落列出了彼此“非常接近”的两个滤片的通带的非限制性实例。

在一些情况下，两个滤片的通带在以下意义上彼此“非常接近”，即，穿过第一通带的环境光的辐照度与穿过第二通带的环境光的辐照度相差小于25％或小于20％或小于15％或小于10％或小于5％或小于4％或小于3％或小于2％或小于1％。

在一些情况下，两个滤片的通带在以下意义上彼此“非常接近”，即，第一通带的下部截止波长(波长A)与第二通带的上部截止波长(波长B)之间的差值小于50nm或小于40nm或小于30nm或小于20nm或小于10nm。出于前述句的目的，波长A长于波长B。

在一些情况下，两个滤片的通带在以下意义上彼此“非常接近”，即，对于多个普通光谱照射分布中的每个光谱照射分布，穿过第一滤片的光的功率与穿过第二滤片的光的功率相差不超过10％。例如，两个滤片的通带可以彼此“非常接近”，其中对于以下12个照射场景中的每个照射场景，穿过第一滤片的光的功率与穿过第二滤片的光的功率相差不超过10％。这十二个照射场景是入射在两个滤片上并且已经从以下反射的反射光：(1)通过太阳辐射照射的木板；(2)通过太阳辐射照射的金属板；(3)通过太阳辐射照射的纸片；(4)通过太阳辐射照射的纺物片；(5)通过太阳辐射照射的塑料板；(6)通过太阳辐射照射的皮革片；(7)通过太阳辐射照射的RAL 1026发光黄色片；(8)通过太阳辐射照射的RAL 2005发光橙色片；(9)通过太阳辐射照射的RAL 3024发光红色片；(10)通过太阳辐射照射的RAL 4008信号紫色片；(11)通过太阳辐射照射的RAL 5005信号蓝色片；和(12)通过太阳辐射照射的RAL6038发光绿色片。在前述句中，“RAL”是指RAL颜色标准。

以下四个段落列出了彼此不重叠的两个滤片的通带的非限制性实例。

在一些情况下，滤片A的通带和滤片B的通带在以下意义上是“不重叠的”(如与本文中所使用的短语一样)：穿过滤片B的有源光的辐照度小于穿过滤片A的有源光的辐照度的25％或20％或15％或10％或5％或4％或3％或2％或1％。

在一些情况下，第一滤片的通带和第二滤片的通带在以下意义上是“不重叠的”(如与本文中所使用的短语一样)：第一滤片的通带不包含位于第二滤片的通带中的任何频率。

在一些情况下，第一滤片的通带和第二滤片的通带在以下意义上是“不重叠的”(如与本文中所使用的短语一样)：将穿过两个滤片的串行配置的光的功率与将仅穿过所述滤片之一的光的功率相差超过5％。在前述句中，两个滤片的“串行配置”意味着两个滤片的物理布置，其中光穿过所述滤片之一，然后穿过另一个滤片。不处于串行配置的两个滤片在本段落中描述的意义上可以是“不重叠的”，只要所述两个滤片如果被布置成串行配置，则满足本段落的第一句。

在一些情况下，第一滤片的通带和第二滤片的通带在以下意义上是“不重叠的”(如与本文中所使用的短语一样)：第一通带的下部截止波长(波长A)与第二通带的上部截止波长(波长B)相差至少40nm或至少30nm或至少20nm或至少10nm或至少5nm。出于前述句的目的，波长A长于波长B。

窄带有源光源

在一些情况下，有源光源(例如，激光器或LED)在以下意义上是窄带的，即，由有源光源发射的有源光的带宽小于或等于通过有源光的滤片的带宽的两倍。出于前述句的目的，也就是说，滤片“通过”有源光意味着滤片使有源光减弱小于60％或小于50％或小于40％或小于30％或小于20％或小于10％或小于5％。

在一些实施方案中，有源光源(例如，激光器或LED)在以下意义上是窄带的，即，由有源光源发射的有源光的带宽小于1nm或小于2nm或小于3nm或小于4nm或小于5nm或小于10nm或小于15nm或小于20nm或小于25nm或小于30nm或小于35nm或小于40nm或小于50nm。

硬件和功能

在一些实施方案中，本发明的硬件包含相机和有源光源(例如，激光器或LED)。相机可以包含特殊图像传感器。

特殊图像传感器可以包括特殊像素。每个特殊像素可以具有两个区域：(1)第一区域(区域A)，所述第一区域被第一光学带通滤片(滤片A)覆盖；以及(b)第二区域(区域B)，所述第二区域被第二光学带通滤片(滤片B)覆盖。

滤片A的通带可以被选择的方式使得主动照射以大于0.9、或大于0.8、或大于0.7、或大于0.6、或大于0.5或大于0.4的透射率穿过滤片A。

滤片B的通带可以以下方式选择：(a)环境光穿过滤片B；以及(b)有源光不穿过滤片B。

在一些情况下，滤片B的通带非常接近滤片A的通带，但不与之重叠。

在本发明的原型中：(a)窄带有源光源在636nm处发射光；(b)滤片A的窄通带为636nm±1nm；并且(c)滤片B的通带为639nm±1nm。环境光在639nm处的辐照度类似于在636nm处的辐照度。因此，在此原型中，通过滤片B的光可以用于近似(并且抵消)通过滤片A的环境光的效果。

第一实施例：在本发明的第一实施例中，像素电路包括：(a)光电二极管A(PDA)；光电二极管B(PDB)；(c)晶体管DISCHARGE；(d)浮动扩散部FD；(e)传输门晶体管TX；(f)复位晶体管RST；(g)源极跟随器晶体管SF；(h)列晶体管COL；以及(i)对于每行，行晶体管ROW。

在此第一实施例中，光电二极管A可以位于被滤片A覆盖的区域中。滤片A可以具有包含有源光的波长的窄通带。滤片A可以允许有源光通过。滤片A还可以允许少量环境光通过(主要在滤片A的通带中)。期望消除穿过滤片A的少量环境光的影响。

在此第一实施例中，光电二极管B(PDB)可以位于被滤片B覆盖的区域中。滤片B可以是光学窄通滤片，所述光学窄通滤片的通带非常接近滤片A的通带，但不与之重叠。因此，滤片B可以阻挡所有或几乎所有有源光。

在此第一实施例中，光电二极管B可以连接到晶体管DISCHARGE的基极。电压源可以连接到晶体管DISCHARGE的集电极。浮动扩散部FD可以连接到晶体管DISCHARGE的端子(例如，如果晶体管DISCHARGE是BJT，则连接到发射极)。

这里是此第一实施例的非限制性实例。在此实例中：(a)滤片A的带通为636nm±1nm；(b)对于处于<635,637>nm区间中的波长，滤片A的(理想化)透射率为1；(c)对于其它波长，滤片A的(理想化)透射率为0；(d)滤片B的带通为645nm±2nm；(e)对于处于<643,637>nm区间中的波长，滤片B的透射率为0.5；并且(f)对于其它波长，滤片B的(理想化)透射率为0。

图1示出了此第一实施例的另一个非限制性实例(具有两个光电二极管)。

在此第一实施例中，光电二极管A和光电二极管B可以被连接的方式使得在光电二极管B中产生的电荷引起光电二极管A中的电荷耗尽。

第二实施例：在本发明的第二实施例中，像素电路的硬件包括：(a)光电二极管A(PDA)；(b)光相依电阻器(LDR)；(c)浮动扩散部FD；(d)传输门晶体管TX；(e)复位晶体管RST；(f)源极跟随器晶体管SF；(g)列晶体管COL；以及(h)对于每行，行晶体管ROW。光相依电阻器的另一个名称是光敏电阻器。

在此第二实施例中，LDR位于被滤片B覆盖的区域中。滤片B是光学窄通滤片，所述光学窄通滤片的通带非常接近滤片A的通带，但不与之重叠。例如，在一些情况下，滤片A的通带不包含图B的通带中的任何频率。滤片B可以阻挡所有或几乎所有有源光。

图2和3示出了此第二实施例(具有LDR)的非限制性实例。

在此第二实施例中，其它像素电路组件(例如，PDA、晶体管DISCHARGE、FD、TX、RST、SF、COL和ROW)可以具有与第一实施例中的硬件和功能相同的硬件和功能。

第三实施例：在第三实施例中，每个滤光片直接在光电二极管中实施(例如，通过具有不同的硅树脂深度)。

图像传感器可以具有滤片A和滤片B的光学性质的预定义设置(对于所有像素都是相同的)，包含其相应光学带。

本发明的优点在于，在说明性实施方案中，大量环境光将不会引起全阱饱和。相反，由环境光产生的电荷可以被中和(放电)。因此，如在标准图像传感器中将发生的，可以有效地计算两个信号(有源光-环境光)的差值，而不会使全阱容量饱和。

以下两个段落描述了可以如何对本发明的说明性实施方案中的环境光抑制进行建模的实例。

此模型假定滤片A和滤片B的带接近。另外，模型假定光的一个光子光(所述一个光子光被允许通过滤片A并且被光电二极管A捕获)和另一个光子光(所述另一个光子光被允许通过滤片B并且被光电二极管B捕获)使得相同数量的电荷的电子被存储到其相应的光电二极管中。

此模型还假定环境光强度在滤片A的通带和滤片B的通带中是相同的。在可见光谱中的理想化辐照度曲线是平坦的情况下，这例如对于理想化太阳辐射是真实的。可以假定，例如，如果w1、w2两者都在可见光谱中并且w1、w2相差不超过少量(例如，相差不超过50nm)，则在波长w1和w2处的辐照度的差异可忽略不计。

在前两个段落中描述的模型是非限制性实例。本发明可以以不同方式实施并且可以用不同的模型来建模。

在一些情况下，透射率被设置成使得：

在许多情况下，对于在两个滤片的通带之外的波长，所述两个滤片的透射率为0(或少于0.05)。

在另一个实施例中，采用多带通滤片。例如，滤片A可以是通过波长635-637nm的单带窄通滤片，并且滤片B可以是通过波长632-634nm和波长638-640nm的滤片。这是有利的，因为可以采用围绕中心带的两个带的组合来更好地近似中心带的辐照度。

在图1中：(a)滤片A覆盖光电二极管A(PDA)并且允许有源光和环境光两者穿过并且被光电二极管A测量；(b)滤片B覆盖光电二极管B(PDB)并且允许环境光穿过并且被光电二极管B测量；但是(c)滤片B不允许有源光通过。

图1示出了CMOS图像传感器的像素，所述像素包含两个光电二极管。在图1所示的实例中，通过入射环境光在光电二极管B中产生电荷，这进而引起光电二极管A中的电荷通过DISCHARGE晶体管从光电二极管A中耗尽，与光电二极管B中积聚的电荷量成比例。

在图1所示的实例中：(a)由于已经穿过滤片B的环境光，电荷在光电二极管B中积聚；(b)电流(所述电流从光电二极管A流过晶体管DISCHARGE)增大与光电二极管B中的电荷成比例的量；并且因此(c)在由于环境光而在光电二极管B中积聚电荷时，电流(所述电流从光电二极管A流过晶体管DISCHARGE)以与光电二极管B中的电荷成比例的量耗尽光电二极管A中的电荷。在图1中，来自光电二极管A的电荷的这种耗尽(以与由于环境光而在光电二极管B中积聚的电荷成比例的量)可以连续地发生，其方式使得(光电二极管A所在的像素的)全阱容量不被超过，即使环境光功率显著增大。在图1中，电流(所述电流从光电二极管A流过晶体管DISCHARGE)可以与在光电二极管B中积聚的电荷量成正比。在图1中，在一时间段内从光电二极管A中耗尽的电荷量可以与在所述时间段内光电二极管B中积聚的电荷量成正比。

在图1所示的像素中，滤片A 111、滤片B 112、光电二极管A 101、光电二极管B 102和晶体管DISCHARGE 120全部都是同一像素的组件。在包括图1所示类型的像素的图像传感器中，对环境光的影响的抑制(通过耗尽由环境光产生的电荷)可以以逐像素的方式执行，其方式使得每个像素中的硬件组件对所述像素执行抑制。

图2和3各自示出了CMOS图像传感器的像素，所述像素包含光电二极管和光敏电阻器(也称为光相依电阻器)。

在图2所示的实例中，光电二极管PD与光敏电阻器LDR电连接。具体地，在图2中，光敏电阻器LDR与光电二极管PD电并联。在图2中，穿过滤片B的入射环境光引起光敏电阻器LDR的电阻减小，与入射在光敏电阻器LDR上的环境光的辐照度成比例。这进而导致电流(所述电流从光电二极管PD通过LDR流到地)与LDR中的电阻的减小成比例地增大。此电流与穿过滤片B的环境光的辐照度成比例地耗尽来自光电二极管PD的电荷。在图2中，来自光电二极管PD的电荷的这种耗尽可以连续地发生，其方式使得(例如，LDR所在的像素的)全阱容量不被超过，即使环境光功率显著增大。

在图2所示的像素中，滤片A 211、滤片B 212、光电二极管PD 201和光敏电阻器LDR202(以及在一些情况下，浮动扩散部FD 240和传输门TX)全部都是同一像素的组件。在包括图2所示类型的像素的图像传感器中，对环境光的影响的抑制(通过耗尽由环境光产生的电荷)可以以逐像素的方式执行，其方式使得每个像素中的硬件组件对所述像素执行抑制。

在图3所示的实例中，光电二极管PD、光敏电阻器LDR与浮动扩散部FD电连接。具体地，图3中的电路的一部分包含光敏电阻器LDR和浮动扩散部FD，其方式使得光敏电阻器LDR与浮动扩散部FD电并联。此外，在图3中，光电二极管PD(当传输门TX允许电流流动时)与电路的包含光敏电阻器LDR和浮动扩散部FD两者的所述部分电并联。在图3中，穿过滤片B的入射环境光引起光敏电阻器LDR的电阻减小，与入射在光敏电阻器LDR上的环境光的辐照度成比例。这进而导致电流(所述电流从浮动扩散部FD通过LDR流到地)与LDR中的电阻的减小成比例地增大。此电流与穿过滤片B的环境光的辐照度成比例地耗尽来自浮动扩散部FD的电荷。在图3中，来自浮动扩散部FD的电荷的耗尽可以连续地发生，其方式使得(例如，FD所在的像素的)全阱容量不被超过，即使环境光功率显著增大。

在图3所示的像素中，滤片A 311、滤片B 312、光电二极管PD 301和光敏电阻器LDR302(以及在一些情况下，浮动扩散部FD 340和传输门TX)全部都是同一像素的组件。在包括图3所示类型的像素的图像传感器中，对环境光的影响的抑制(通过耗尽由环境光产生的电荷)可以以逐像素的方式执行，其方式使得每个像素中的硬件组件对所述像素执行抑制。

在图2和3中，从光电二极管PD中耗尽的电荷量可以与入射在LDR上的辐照度成正比。在图2和3中，LDR的电阻可以与入射在LDR上的辐照度成反比。在图2中，电流(所述电流从光电二极管PD通过LDR流到地)可以与入射在LDR上的辐照度成正比。在图3中，电流(所述电流从浮动扩散部FD通过LDR流到地)可以与入射在LDR上的辐照度成正比。在图1、2和3中，读数来自浮动扩散部FD。

在图1、2和3中，电路还包含常规电路元件(包含传输门TX、源极跟随器晶体管SF以及行选择器和列选择器)，所述电路元件以本领域中熟知的方式起作用。这些电路元件可以仅专用于单个像素或可以控制或促进图像传感器的多个像素的操作。同样地，图1、2和3中的浮动扩散部FD可以仅专用于单个像素或可以控制或促进图像传感器的多个像素的操作。

在图1、2和3中：(a)光130包括环境光和有源光，并且撞击滤片A和B；并且(b)光130的一部分穿过滤片A和B。在图1、2和3中，滤片A的有源光的透射率比滤片B的有源光的透射率更高。换句话说，在这些图中，滤片A比滤片B透射(允许通过)更高百分比的有源光。在图1、2和3中，滤片A的环境光的透射率大致等于滤片B的环境光的透射率。换句话说，在这些图中，滤片A透射(允许通过)与滤片B大约相同的环境光百分比。在图1中，穿过滤片A 111的光撞击光电二极管A 101，并且穿过滤片B 112的光撞击光电二极管B 102。在图2和3中，穿过滤片A(211，311)的光撞击光电二极管PD(201，301)。在图2和3中，穿过滤片B(212，312)的光撞击光敏电阻器LDR(202，302)。

图4是包含两个滤光片：滤片A 401和滤片B 402的像素400的俯视图。在一些情况下，像素400是CMOS像素。在图4中：(a)滤片A和B各自是窄带；(b)滤片A和滤片B的通带彼此非常接近，但不重叠；(c)滤片A允许环境光和有源光两者通过；并且(d)滤片B允许环境光通过但阻挡有源光。在图4所示的像素中，滤片A和B可以各自覆盖像素的两个电路元件(在图4中未示出)。在一些情况下，这两个电路元件中的每个电路元件是光电二极管。在一些其它情况下，这两个电路元件是光电二极管和光敏电阻器。在又其它情况下，这两个电路元件是光电二极管和具有取决于入射在电路元件上的光的强度的电特性的任何其它电路元件(例如，光电晶体管)。在一些情况下，这两个电路元件(所述两个电路元件分别被滤片A和滤片B覆盖)包含(a)被滤片A覆盖的第一光电二极管；以及(b)被滤片B覆盖并且控制来自第一光电二极管的电荷的耗尽(例如，与穿过滤片B的环境光的强度成比例)的电路元件(例如，光敏电阻器或第二光电二极管)。

在本发明的说明性实施方案中，可以采用任何类型的滤光片(如二向色滤片、吸收性滤片或凝胶滤片)。例如，每个滤光片(例如，111，112，211，212，311，312)可以是二向色滤片，所述二向色滤片包括涂覆有多个光学涂层的衬底(例如，玻璃)，所述多个光学涂层反射一些光学频率并且透射其它光学频率(允许其通过)。或者，例如，每个滤光片(例如，111，112，211，212，311，312)可以是吸收性滤片，所述吸收性滤片包括与吸收某些光学频率的有机或无机化合物混合的材料(例如，玻璃或塑料)。

在本发明的一些实施方案中，以逐像素的方式对环境光执行抑制，其中每个像素包含两个不同的窄带滤光片(例如，如上讨论的滤片A和B)。例如，在每个像素内：(a)穿过像素的第一滤光片的环境光和有源光可以产生存储在像素的光电二极管或浮动扩散部中的电荷；并且(b)穿过像素的第二滤光片的环境光可以间接地控制来自像素的光电二极管或浮动扩散部的电荷的放电(例如，其方式使得所放电的电荷量与穿过第二滤片的环境光的辐照度成正比)。

在图1、2、3和4中：(a)滤片A可以具有包含有源光的波长的窄通带；(b)滤片A可以允许有源光通过；(c)滤片A还可以允许少量环境光通过(主要在滤片A的通带中)；(d)滤片B可以是光学窄通滤片，所述光学窄通滤片的通带非常接近滤片A的通带，但不与之重叠；并且(e)因此，滤片B可以阻挡所有或几乎所有有源光。

在图1、2和3中，在相机的每个帧期间，由于环境光而在光电二极管中产生电荷可以与电荷的放电同时发生。例如，在一些情况下，在图1、2、3和4中，在产生期间(并且与此同时)一直发生放电。或者，例如，在其它情况下，在图1、2和3中：(a)产生发生在每个帧期间；并且(b)放电仅发生在每个帧的一部分期间(在产生发生的时间段的一部分期间)。

在本文中描述的(或者图1、2或3所示的)每个晶体管可以包括MOSFET或BJT。例如，在本文中描述的(或者图1、2和3所示的)每个晶体管可以包括是NPN晶体管或PNP晶体管的BJT。在本文中描述的位于晶体管中或穿过晶体管的每个电流可以在BJT的发射极与集电极之间或在MOSFET的源级与漏极之间流动。

图5A示出了包含成像传感器501、镜头502和计算机处理器503的相机500。图5B示出了成像传感器501的一部分。具体地，图5B示出了成像传感器501的包含多个成像像素400的一角。在图5A和5B中，可以以逐像素的方式对环境光的影响执行抑制。图5B中的像素400中的每个像素可以包含两个滤光片、光电二极管和第二光电二极管或LDR，如图1、2和3所示。

在一些情况下：(a)每个通带滤片的通带由通带的下部截止频率与通带的上部截止频率之间的频带组成；(b)在通带的半功率点处出现这些截止频率中的每个截止频率；并且(c)通带的带宽是上部截止频率与下部截止频率之间的差值(以赫兹为单位)。在本发明的一些实施方案中：(a)由有源光源发射的有源光的带宽是由有源光源发射的频带的上部截止频率与下部截止频率之间的差值(以赫兹为单位)；并且(b)在带的半功率点处出现这些截止频率中的每个截止频率。

平衡的放电电流

在图1所示的实例中，DISCHARGE晶体管的增益可以被设置的方式使得流过晶体管的电流(每单位时间流动的电荷)基本上等于由于环境光而在光电二极管A中每单位时间产生的电荷。这进而可以导致环境光对光电二极管的辐照度的测量值基本上没有影响。

如本文所使用的，“平衡的DISCHARGE电流”意味着DISCHARGE晶体管中的电流，所述电流基本上等于由于环境光而在光电二极管A中每单位时间产生的电荷。

实现平衡的DISCHARGE电流的DISCHARGE晶体管增益的量可以通过至少三种方式确定：(1)通过对DISCHARGE晶体管的CMOS衬底的试错掺杂(trial and error doping)；(2)通过设计软件中的电模拟，其中理论上计算(DISCHARGE晶体管的CMOS衬底的)掺杂；以及(3)通过用恒定的环境光进行校准。

用恒定的环境光进行校准可以涉及：(a)用恒定的环境光照射图1中的图像传感器；(b)测量I₁，其是在光电二极管A中每单位时间产生的电荷；(c)测量I₂，其是当DISCHARGE晶体管的增益等于1并且图像传感器被恒定的环境光照射时图1所示的电路中的DISCHARGE晶体管中的电流；以及(d)将DISCHARGE发射器的增益设置成等于(或基本上等于)I₁/I₂。设置此增益可以涉及制造具有对应于期望增益的适当掺杂的CMOS晶体管。

可替代地，在图1中，平衡的DISCHARGE电流可以通过改变滤片B的带宽来实现。例如，在图1中，滤片B可以用新滤片B'替代，其方式使得BD′＝BD(I₁/I₂)，其中BD'是滤片B'的带宽，并且其中BD是滤片B的带宽。在一些情况下，滤片B'的通带非常接近滤片B的通带，但不与之重叠。滤片B'的带宽可以比滤片B的带宽更宽或更窄。

同样地，在图1中，如果(I₁/I₂)＜1，则平衡的DISCHARGE电流可以通过改变滤片B的透射率来实现。例如，在图1中，如果(I₁/I₂)＜1,，则滤片B可以用新滤片B'替代，其方式使得

TC′＝TC(I₁/I₂)，其中TC′是滤片B'的透射率，并且其中TC是滤片B的透射率。

同样地，在图1中，如果(I₁/I₂)＜1，则：(a)平衡的DISCHARGE电流可以通过添加另一个滤片C以覆盖整个图像传感器(除了滤片A和滤片B之外)来实现；(b)滤片C在滤片A的通带中的透射率可以为1；并且(c)滤片C可以在滤片B的通带中的透射率可以为(I₁/I₂)。

类似地，在图1中，如果(I₁/I₂)＞1，则：(a)平衡的DISCHARGE电流可以通过添加另一个滤片C以覆盖整个图像传感器(除了滤片A和滤片B之外)来实现；(b)滤片C在滤片A的通带中的透射率可以为(I₂/I₁)；并且(c)滤片C在滤片B的通带中的透射率可以为1。

在前两个段落的实例中，滤片C的透射率可以是滤片A和B的通带之外的频率处的任何值。

平衡的LDR电流

在图2所示的实例中，LDR(光相依电阻器)的LDR曲线(即，随着入射辐射通量变化的电阻)可以被设置的方式使得电流(所述电流从光电二极管PD通过LDR流到地)基本上等于由于环境光而在光电二极管A中每单位时间产生的电荷。这进而可以导致环境光对光电二极管PD的辐照度的测量值基本上没有影响。

如本文所使用的，“平衡的LDR电流”意味着基本上等于由于环境光而在光电二极管A中每单位时间产生的电荷的电流(所述电流通过LDR流到地)。在图2中，平衡的LDR电流可以从光电二极管PD通过LDR流到地。在图3中，平衡的LDR电流可以从浮动扩散部FD通过LDR流到地。

在图2和3中实现平衡的LDR电流的LDR曲线可以通过至少三种方式确定：(1)通过对LDR的CMOS衬底的试错掺杂；(2)通过设计软件中的电模拟，其中理论上计算(LDR的CMOS衬底的)掺杂；以及(3)通过用恒定的环境光进行校准。

在图2中，用恒定的环境光校准LDR曲线可以涉及：(a)仅用恒定的环境光照射图像传感器；(b)测量I₁，其是当仅用恒定的环境光照射图像传感器时在光电二极管A中每单位时间产生的电荷；(c)测量I₂，其是当LDR的电阻为1欧姆时在LDR上的入射光的某个特定通量F下流过LDR(从光电二极管PD流到地)的电流；以及(d)替代(或修改)LDR，其方式使得新的(或经修改的)LDR的电阻在通量F下基本上等于I₁/I₂欧姆。将LDR的电阻修改为在通量F下基本上等于I₁/I₂欧姆可以涉及制造具有用于实现期望电阻的适当掺杂的LDR。

可替代地，在图2中，平衡的LDR电流可以通过改变滤片B的带宽来实现。例如，在图2中，滤片B可以用新滤片B'替代，其方式使得BD′＝BD(I₁/I₂)，其中BD'是滤片B'的带宽，并且其中BD是滤片B的带宽。在一些情况下，滤片B'的通带非常接近滤片B的通带，但不与之重叠。滤片B'的带宽可以比滤片B的带宽更宽或更窄。

同样地，在图2中，如果(I₁/I₂)＜1，则平衡的LDR电流可以通过改变滤片B的透射率来实现。例如，在图2中，如果(I₁/I₂)＜1,，则滤片B可以用新滤片B'替代，其方式使得TC′＝TC(I₁/I₂)，其中TC′是滤片B'的透射率，并且其中TC是滤片B的透射率。

同样地，在图2中，如果(I₁/I₂)＜1，则：(a)平衡的LDR电流可以通过添加另一个滤片C以覆盖整个图像传感器(除了滤片A和滤片B之外)来实现；(b)滤片C在滤片A的通带中的透射率可以为1；并且(c)滤片C可以在滤片B的通带中的透射率可以为(I₁/I₂)。

类似地，在图2中，如果(I₁/I₂)＞1，则：(a)平衡的LDR电流可以通过添加另一个滤片C以覆盖整个图像传感器(除了滤片A和滤片B之外)来实现；(b)滤片C在滤片A的通带中的透射率可以为(I₂/I₁)；并且(c)滤片C在滤片B的通带中的透射率可以为1。

在前两个段落的实例中，图2中的滤片C的透射率可以是滤片A和B的通带之外的频率处的任何值。

前七个段落中描述的方法中的每种方法也可以用于实现图3中的平衡的LDR电流。

可替代地，在图3中，平衡的LDR曲线可以通过控制传输门TX导通时的定时，通过控制每个帧中的放电(即，电荷从光电二极管PD传输到浮动扩散部FD)何时开始来实现。(当TX允许电流通过时导通)。在图3中，如果LDR电流大于由于环境光而在光电二极管PD中每单位时间产生的电荷量，则这种替代性方法可能是令人期望的。例如，如果LDR电流比由于环境光而在光电二极管PD中每单位时间产生的电荷量大两倍，则在每个帧中，传输门TX可以在帧的中间触发放电(允许电流从PD流到FD)。同样地，如果LDR电流比由于环境光而在光电二极管PD中每单位时间产生的电荷量大三倍，则在每个帧中，传输门TX可以在帧开始之后的帧的三分之二的时间触发放电(允许电流从PD流到FD)。

在一些情况下，采用以下方法来确定用于图3的最佳触发时间(例如，在每个帧期间将电荷从光电二极管PD传输到浮动扩散部FD的最佳时间)。仅用一个单位的有源光通量照射图3中的图像传感器。令V_active是当图像传感器仅用一个单位的有源光通量进行照射时由图像传感器测量的每像素通量的平均值。然后用一个单位的环境光通量照射图3中的图像传感器。令V_ambient是当图像传感器仅用一个单位的环境光通量进行照射时由图像传感器测量的每像素通量的平均值。然后检查V_ambient是否接近零(例如，不超过暗电流和热噪声)。在此实例中，如果触发时间在每个帧中被设置得足够早以确保由于环境光而在光电二极管PD中积聚的所有电荷被放电(通过TX、FD和LDR)并且因此未被测量，则V_ambient应接近零。在此实例中，如果V_ambient不接近零，则这可以表明：(a)图像传感器是有缺陷的或(b)触发时间在每个帧中被设置成发生得太晚。然后，从k＝1开始，用一个单位的环境光通量并且同时用k个单位的有源光通量照射图像传感器。令V_k是当图像传感器用一个单位的环境光通量并且同时用k个单位的有源光通量进行照射时由图像传感器测量的每个像素通量的平均值。如果V_k低于V_active/2，则将k增加一并且重复。否则，计算p＝V_k/(V_active*k)并且设置TX信号，其方式使得在从帧开始已经过去(1-p)*frame_time之后，在每个帧期间，触发放电(即，电荷从光电二极管PD通过TX传输到浮动扩散部FD)，其中frame_time(或帧时间)是每个帧的持续时间。在本段落中，“*”是乘法运算符。

更多细节

在本文所述的每个实例中，在第一量与第二量成比例的情况下，第一量可以反而在整个时间段内基本上与第二量成比例。例如，在本文所述的每个实例中，其中从浮动扩散部耗尽的电荷量与入射在LDR上的辐照度成比例，从浮动扩散部耗尽的电荷量可以在整个时间段内反而基本上与入射在LDR上的辐照度成比例。

在本文所述的每个实例中，其中第一项减小与第二量成比例(或基本上成比例)的第一量，第一量可以表示为正数。例如，如果x从9减小到4，则减小的量可以表示为5。同样地，在本文所述的每个实例中，在一定量的电荷被放电、消耗或耗尽的情况下，这个量(其被放电、消耗或耗尽)可以表示为正数。

在本文所述的每个实例中，在第一项减小与第二项增大的第二量成比例的第一量的情况下，第一量反而可以严格单调地减小而第二量严格单调地增大。在本文所述的每个实例中，在第一项减小与第二项增大的第二量成比例的第一量的情况下，第一量反而可以单调地弱减小而第二量单调地弱增大。在本段落中，术语“严格单调”和“弱单调”用于在这些术语的数学意义上使用。

在说明性实施方案中，当电荷被放电、消耗或以其它方式减少时，不测量电荷的放电、消耗或减少的量。

在本文中描述的每个“帧”可以是在所述帧期间或贯穿所述帧获取入射在像素上的光的测量值(或在所述帧期间或贯穿所述帧，入射在相机的像素上的光的测量值)的时间段。

被“频繁地”放电、消耗、耗尽或减少的电荷的非限制性实例包含放电、消耗、耗尽或减少电荷：(a)1、2、3、4、5、6、7、8、9或10次/帧；(b)至少十一次/帧；(c)至少20次/帧；(d)至少30次/帧；或(e)至少40次/帧。

在本发明的一些实施方案中：(a)光敏电阻器(也被称为LDR或光相依电阻器)具有光相依电阻，所述光相依电阻控制耗尽电荷的电流的安培数；并且(b)光敏电阻器对光强度的变化的响应表现出延迟。例如，在一些情况下，在将光敏电阻器置于完全黑暗中之后，需要长达一秒钟来使光敏电阻器的电阻增大到其初始值。同样地，在一些情况下，当在光敏电阻器已经处于完全黑暗之后施加强光时，需要长达十毫秒来使光敏电阻器的电阻完全减小。此外，在本发明的一些实施方案中，每个光电二极管对入射光具有非零响应时间。

在本发明的一些实施方案中：(a)每个像素具有图1所示的配置；并且(b)来自光电二极管A的电荷的耗尽速率被控制的方式使得耗尽速率取决于入射在光电二极管B上的光的当前辐照度和先前辐照度两者。换句话说，在一些情况下，控制图1中的耗尽速率的系统具有存储器。这是因为晶体管的电压(所述电压控制耗尽来自图1中的光电二极管A的电荷的电流)可以取决于在一定时间段内在光电二极管B中已经积聚的电荷。这也是因为光敏电阻器在其对入射光的响应中表现出延迟。

在本发明的一些实施方案中：(a)每个像素具有图2或图3所示的配置；并且(b)电荷的耗尽速率被控制的方式使得耗尽速率取决于入射在光电二极管B上的光的当前辐照度。换句话说，在一些情况下，出于实际目的，控制图2和图3中的耗尽速率的系统不具有存储器。这是因为光敏电阻器的电阻(所述电阻控制耗尽来自图2和图3中的浮动扩散部的电荷的电流)可以取决于入射在光敏电阻器上的当前辐照度。这也是因为光敏电阻器对辐照度的变化的响应时间可能如此之快以至于出于许多实际目的，光敏电阻器不具有存储器。

在图1、2和3中，除了入射光之外的其它因素(如温度)可能影响由光电二极管A和B产生的电荷的量和速率。同样地，在图2和3中，除了入射光之外的其它因素(如温度)可能影响光敏电阻器的电阻。

定义

当修饰名词时，术语“一个(a)”和“一种(an)”并不暗示仅存在所述名词中的一个名词。例如，陈述“苹果悬挂在树枝上”：(i)并不暗示仅一个苹果悬挂在树枝上；(ii)如果一个苹果悬挂在树枝上，则为真；以及(iii)如果多个苹果悬挂在树枝上，则为真。

如本文所使用的，“有源光源”意指包括激光器、发光二极管(LED)、有机LED、聚合物LED或其它固态光源的光源。

如本文所使用的，“有源光”意指由有源光源发射的光。

除非上下文另有明确指示，否则频“带”的上部截止频率和下部截止频率都是半功率点。同样地，除非上下文另有明确指示，否则“通带”的上部截止频率和下部截止频率都是半功率点。

计算“基于”指定数据意味着执行以指定数据作为输入的计算。

“BJT”意思是双极结型晶体管。

如本文所使用的，“电荷(charge)”意指电荷(electrical charge)。

术语“包括”(及其语法变型)应被解释为后面跟着“无限制”。如果A包括B，则A包含B并且可以包含其它事物。

当X具有使Y发生的材料性质时，被“配置”成Y的X的非限制性实例发生。例如，如果滤光片具有使滤片具有特定通带的材料性质时，则滤片被配置(与如本文所使用的术语“配置”一样)成具有所述通带。

当X是一起控制Y的多个因素之一时，X“控制”Y的非限制性实例发生。例如，如果光敏电阻器的电阻取决于入射光的温度和辐照度两者，则辐照度“控制”(与如本文所使用的术语“控制”一样)电阻。

如本文所使用的，“取决于”意味着至少部分地取决于。

数字计算机是“计算机”的非限制性实例。模拟计算机是“计算机”的非限制性实例。执行模拟和数字计算两者的计算机是“计算机”的非限制性实例。然而，人不是“计算机”，与如本文所使用的所述术语一样。

“计算机任务”如上定义。

如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则“连接”意指电连接。例如，当导线连接元件A和B并且形成电流可以在元件A与B之间流动的路径时，电路元件A“连接”到电路元件B的非限制性实例发生。

“覆盖”电路元件的滤光片的非限制性实例是被配置的方式使得入射在电路元件上的光已经穿过滤片的滤片。

“定义术语”意指在此定义部分中用引号阐述的术语或短语。

对于在一定时间段“期间”发生的事件，不必在整个时间段内发生所述事件。例如，在给定时间段的仅一部分期间发生的事件在在给定时间段“期间”发生。

术语“例如(e.g.)”意指例如(for example)。

给出某事物的一个“实例”或多个实例的事实并不暗示所述实例是所述事物的唯一实例。一个实例(或一组实例)仅仅是非详尽的并且是非限制性说明。

如本文所使用的，名词“滤片”意指滤光片。

除非上下文另有明确指示，否则：(1)包含“第一”事物和“第二”事物的短语并不暗示这两个事物的顺序(或仅存在这两个事物)；并且(2)此类短语仅仅是标识这两个事物的方式，使得这两个事物各自可以稍后具体地提及(例如，通过稍后提及“第一”事物和“第二”事物)。例如，除非上下文另有明确指示，否则如果等式具有第一项和第二项，则等式可以(或可以不)具有多于两个项，并且第一项可以出现在等式中的第二项之前或之后。包含“第三”事物、“第四”事物等的短语应当以相似的方式解释。

“例如(for instance)”意指例如(for example)。

说“给定”X仅仅是标识X的方式，使得X可以稍后具体地提及。说“给定”X并不会产生关于X的任何暗示。例如，说“给定”X并不会产生X是天赋、假定或已知事实的任何暗示。

“本文”意指在本文档中包含文本、说明书、权利要求书、摘要和附图。

如本文所使用的：(1)“实施方案”意指本发明的实施方案；(2)“实施例”意指本发明的实施例；(3)“情况(case)”意指本发明的实施方案；并且(4)“使用场景”意指是本发明的使用场景。

术语“包含”(及其语法变型)应被解释为后面跟着“无限制”。

如本文所使用的，“强度”意指强度、能量或功率的任何辐射量度或光度量度。以下中的每一个都是光的“强度”的非限制性实例：辐照度、光谱辐照度、辐射能、辐射通量、光谱功能、辐射强度、光谱强度、辐射率、光谱辐射率、辐射出射度、辐射发射度、光谱辐射出射度、光谱辐射发射度、热辐射、辐射曝量、辐射能量密度、亮度、光强度、光能、光通量、光功率、照度、光出射度、光射度、曝光量和光能密度。

也就是说，第一频带与第二频带“相交”意味着第一频带包含也包含在第二频带中的至少一个频率。也就是说，第一通带与第二通带“相交”意味着第一通带包含也包含在第二通带中的至少一个频率。

“光”意思是任何频率的电磁辐射。例如，“光”包含，除了别的以外，可见光和红外光。同样地，直接或间接涉及光的任何术语(例如，“成像”)应被广泛地解释为适用于任何频率的电磁辐射。

“MOSFET”意指金属氧化物半导体场效应晶体管。

除非上下文另有明确指示，否则“或”意指和/或。例如，如果A为真，或B为真，或A和B两者均为真，则A或B为真。此外，例如，A或B的计算意味着A的计算、或B的计算、或A和B的计算。

括号仅仅是为了通过指示单词的分组来使文本更易于阅读。括号并不意味着括号内的材料是任选的或可以被忽略。

“RAL”意思是RAL颜色标准。

如本文所使用的，术语“集合”不包含没有元件的组。

除非上下文另有明确指示，否则“一些”意指一个或多个。

如本文所使用的，集合的“子集”由少于集合的所有元件组成。

也就是说，A和B在一段时间内“基本上成比例”意指比例常数K在整个时间段内变化不超过10％，其中：(a)比例常数等于A除以B；并且(b)B不等于零。

也就是说，A和B“基本上相等”意指|A-B|＜0.1|B|，其中|B|≥|A|。

术语“如(such as)”意指例如。

也就是说，机器可读介质是“瞬时的”意味着介质是瞬时信号，如电磁波。

除非上下文另有明确要求，否则如果在本文中描述了方法中的步骤，则所述方法包含以下变型：(1)所述方法中的步骤以任何次序或顺序发生，包含与本文所述的次序或顺序不同的任何次序或顺序；(2)所述方法中的任何一个或多个步骤发生多于一次；(3)在所述方法期间，任何两个步骤发生相同次数或不同次数；(4)所述方法中的步骤的任何组合是并行或串行进行；(5)迭代地执行所述方法中的任何步骤；(6)所述方法中的给定步骤在每次给定步骤发生时被应用于同一事物，或在每次给定步骤发生时被应用于不同事物；(7)一个或多个步骤同时发生；或(8)所述方法除了本文所述的步骤之外，还包含其它步骤。

在本文中包含标题仅仅用于便于读者对本文档的浏览。章节的标题并不影响所述章节的含义或范围。

在所有情况下，此定义部分将控制或覆盖定义术语的任何其它定义。一个或多个申请人就定义术语而言充当他、她、它或他们自己的词典编纂者。例如，在此定义部分中阐述的定义术语的定义覆盖了常见用法和任何外部字典。如果给定术语在本文档中被明确地或隐含地定义，则所述定义应当是受控的，并且将覆盖源自本文档外部的任何来源(例如，词典或常见用法)的给定术语的任何定义。如果本文档提供了关于特定术语的含义的澄清，则所述澄清将在适用的程度上将覆盖源自本文档外部的任何来源(例如，词典或常见用法)的给定术语的任何定义。除非上下文另有明确指示，否则考虑到语法形式的差异，本文中的术语或短语的任何定义或澄清适用于所述术语或短语的任何语法变型。例如，语法变型包含名词、动词、分词、形容词和所有格形式以及不同的词尾变化和不同的时态。

变型

本发明可以以许多不同的方式来实施。这里是一些非限制性实例：

在一些实施方案中，本发明是一种方法，其包括：(a)以一定产生速率在成像像素的第一光电二极管中产生电荷，所述产生速率取决于第一辐照度，所述第一辐照度是已经穿过第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的光的辐照度；(b)以一定耗尽速率耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得(i)所述耗尽速率至少部分地取决于第二辐照度，所述第二辐照度是已经穿过第二滤光片并且入射在所述成像像素的第二电路元件上的光的辐照度，并且(ii)所述耗尽来自所述第一光电二极管或来自第三电路元件，所述电荷已经存储在所述第一光电二极管或所述第三电路元件中；并且(c)读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；其中(1)入射在所述成像像素上的光包括有源光和环境光；(2)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二电路元件上的环境光的辐照度相差小于25％；(3)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二电路元件上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的有源光的辐照度的25％；并且(4)所述耗尽减少或消除了所述环境光原本将会对所述成像像素所进行的测量产生的影响。在一些情况下：(a)所述耗尽来自所述第一光电二极管；(b)所述第二电路元件是第二光电二极管；并且(c)在所述第二光电二极管中积聚的电荷响应于穿过所述第二滤光片的所述光而控制晶体管的区域中的电压，并且由此控制流过所述晶体管并且耗尽来自所述第一光电二极管的电荷的电流。在一些情况下：(a)所述耗尽来自存储由所述第一光电二极管产生的电荷的浮动扩散部；(b)所述第二电路元件是光敏电阻器；并且(c)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的光的所述辐照度(i)控制所述光敏电阻器的电阻，并且(ii)因此控制流过所述光敏电阻器并且耗尽来自所述第一光电二极管的电荷的电流的安培数。在一些情况下，所述耗尽和所述产生各自在所述成像像素的整个帧中连续地发生。在一些情况下，所述耗尽在所述成像像素的每个帧期间发生至少一次。在一些情况下，所述耗尽与所述产生同时进行。在一些情况下，所述耗尽速率与入射在所述第二电路元件上的所述辐照度成正比。在一些情况下，在所述成像像素的整个帧中，所述耗尽速率基本上与入射在所述第二电路元件上的所述辐照度成比例。在一些情况下，所述耗尽速率与由于入射在所述第二电路元件上的光而累积的电荷量成正比。在一些情况下，在所述成像像素的整个帧中，所述耗尽速率基本上与由于入射在所述第二电路元件上的光而累积的电荷量成比例。在一些情况下，当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。在一些情况下，所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于五纳米的带宽。在一些情况下：(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；(b)所述第一滤光片具有通带；并且(c)所述第一滤光片的所述通带包含位于所述有源光的所述频带中的至少一个频率。在一些情况下：(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；(b)所述第一滤光片的通带与所述有源光的所述频带相交；并且(c)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。在一些情况下，所述方法还包括从有源光源发射所述有源光。在一些情况下：(a)所述成像像素是相机中的一组多个成像像素之一；并且(b)所述方法还包括在所述组中的每个其它像素中执行所述产生和所述耗尽。本段落中的上述情况中的每种情况都是在本段落第一句中描述的方法的实例，并且也是可以与本发明的其它实施例组合的本发明的实施例的实例。

在一些实施方案中，本发明是一种方法，其包括：对于相机中的一组成像像素中的每个特定成像像素，(a)响应于光穿过第一滤光片并且撞击所述特定像素的第一光电二极管而在所述第一光电二极管中产生电荷；(b)以一定耗尽速率从所述第一光电二极管耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于晶体管的区域中的电压，所述电压(i)控制在所述耗尽期间从所述第一光电二极管流过所述晶体管的电流的安培数，并且(ii)由响应于穿过第二滤光片并且撞击所述特定像素的第二光电二极管的光而在所述第二光电二极管中产生的电荷控制；并且(c)读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；其中(1)入射在所述特定像素上的光包括有源光和环境光；(2)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的环境光的辐照度相差小于25％；(3)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的有源光的辐照度的25％；并且(4)所述耗尽减少或消除了所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。在一些情况下，所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。在一些情况下，所述耗尽在所述相机的每个帧期间发生至少一次。在一些情况下，所述耗尽与所述产生同时进行。在一些情况下，所述耗尽速率与所述电压成正比。在一些情况下，在所述相机的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述电压成比例。在一些情况下：(a)所述产生以一定产生速率发生；并且(b)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。在一些情况下，所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于五纳米的带宽。在一些情况下，所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于三纳米的带宽。在一些情况下：(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；(b)所述第一滤光片具有通带；并且(c)所述第一滤光片的所述通带包含位于所述有源光的所述频带中的至少一个频率。在一些情况下：(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；(b)所述第一滤光片的通带与所述有源光的所述频带相交；并且(c)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。在一些情况下，所述方法还包括从有源光源发射所述有源光。本段落中的上述情况中的每种情况都是在本段落第一句中描述的方法的实例，并且也是可以与本发明的其它实施例组合的本发明的实施例的实例。

在一些实施方案中，本发明是一种方法，其包括：对于相机中的一组成像像素中的每个特定成像像素，(a)响应于光已经穿过第一滤光片并且入射在所述特定像素的光电二极管上而在所述光电二极管中产生电荷；(b)以一定耗尽速率耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于已经穿过第二滤光片并且入射在所述特定像素的光敏电阻器上的光的辐照度；并且(c)读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；其中(1)所述耗尽来自存储由所述光电二极管产生的电荷的浮动扩散部；(2)所述光敏电阻器具有光相依电阻，所述光相依电阻控制在所述耗尽期间从所述浮动扩散部流过所述光敏电阻器的电流的安培数；(3)入射在所述特定像素上的光包括有源光和环境光；(4)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的环境光的辐照度相差小于25％；(5)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的有源光的辐照度的25％；并且(6)所述耗尽减少或消除了所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。在一些情况下，所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。在一些情况下，所述耗尽在所述相机的每个帧期间发生至少一次。在一些情况下，所述耗尽与所述产生同时进行。在一些情况下：(a)所述产生以一定产生速率发生；(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且(c)所述耗尽速率与所述产生速率成正比。在一些情况下：(a)所述产生以一定产生速率发生；(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且(c)在所述相机的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述产生速率成比例。在一些情况下：(a)所述产生以一定产生速率发生；(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且(c)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。在一些情况下，所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于五纳米的带宽。在一些情况下：(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；(b)所述第一滤光片具有通带；并且(c)所述第一滤光片的所述通带包含位于所述有源光的所述频带中的至少一个频率。在一些情况下：(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；(b)所述第一滤光片的通带与所述有源光的所述频带相交；并且(c)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。在一些情况下，所述方法还包括从有源光源发射所述有源光。本段落中的上述情况中的每种情况都是在本段落第一句中描述的方法的实例，并且也是可以与本发明的其它实施例组合的本发明的实施例的实例。

在一些实施方案中，本发明是一种相机，其包括一组成像像素，其中对于所述组中的每个特定成像像素：(a)所述特定像素包含第一光电二极管、第二光电二极管、第一滤光片和第二滤光片；(b)所述第一光电二极管被配置成响应于穿过所述第一滤光片并且撞击所述第一光电二极管的光而产生电荷；(c)所述相机被配置成以一定耗尽速率从所述第一光电二极管耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于晶体管的区域中的电压，所述晶体管是所述相机的一部分；(d)所述相机被配置的方式使得所述晶体管的区域中的所述电压(i)控制在所述耗尽期间从所述第一光电二极管流过所述晶体管的电流的安培数，并且(ii)由响应于穿过所述第二滤光片并且撞击所述第二光电二极管的光而在所述第二光电二极管中产生的电荷控制；并且(e)所述相机被配置成读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；其中(1)所述第一滤光片和所述第二滤光片被配置的方式使得(i)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的环境光的辐照度相差小于25％；并且(ii)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的有源光的辐照度的25％；并且(2)所述相机被配置的方式使得所述电荷的所述第一部分的所述耗尽减少或消除所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得所述耗尽在所述相机的每个帧中发生至少一次。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得所述耗尽与所述产生同时进行。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得所述耗尽速率与所述电压成正比。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得在所述相机的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述电压成比例。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得：(a)所述产生以一定产生速率发生；并且(b)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。在一些情况下，所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米。在一些情况下：(a)所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米；并且(b)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。在一些情况下：(a)所述相机还包含有源光源；并且(b)所述有源光源被配置成发射所述有源光。本段落中的上述情况中的每种情况都是在本段落第一句中描述的相机的实例，并且也是可以与本发明的其它实施例组合的本发明的实施例的实例。

在一些实施方案中，本发明是一种相机，其包括一组成像像素，其中对于所述组中的每个特定成像像素：(a)所述特定像素包含光电二极管、光敏电阻器、第一滤光片和第二滤光片；(b)所述光电二极管被配置成响应于穿过所述第一滤光片并且撞击所述光电二极管的光而产生电荷；(c)所述相机被配置成以一定耗尽速率耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的光的辐照度；(d)所述相机被配置成执行所述耗尽，其方式使得所述耗尽来自浮动扩散部，所述浮动扩散部是所述相机的一部分并且被配置成暂时存储由所述光电二极管产生的电荷；(e)所述光敏电阻器具有光相依电阻；(f)所述相机被配置的方式使得所述光敏电阻器的所述光相依电阻控制在所述耗尽期间从所述浮动扩散部流过所述光敏电阻器的电流的安培数；并且(g)所述相机被配置成读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；其中(1)所述第一滤光片和所述第二滤光片被配置的方式使得(i)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的环境光的辐照度相差小于25％；并且(ii)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的有源光的辐照度的25％；并且(2)所述相机被配置的方式使得所述电荷的所述第一部分的所述耗尽减少或消除所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得所述耗尽在所述相机的每个帧中发生至少一次。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得所述耗尽与所述产生同时进行。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得：(a)所述产生以一定产生速率发生；(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且(c)所述耗尽速率与所述产生速率成正比。在一些情况下：(a)所述产生以一定产生速率发生；(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且(c)在所述特定像素的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述产生速率成比例。在一些情况下，所述相机被配置的方式使得：(a)所述产生以一定产生速率发生；并且(b)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。在一些情况下，所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米。在一些情况下：(a)所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米；并且(b)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。在一些情况下：(a)所述相机还包含有源光源；并且(b)所述有源光源被配置成发射所述有源光。本段落中的上述情况中的每种情况都是在本段落第一句中描述的相机的实例，并且也是可以与本发明的其它实施例组合的本发明的实施例的实例。

在本文中对本发明的任何方法、设备或系统的每个描述都描述了本发明的非限制性实例。本发明并不限于这些实例，并且可以以其它方式实施。

在本文中对本发明的任何原型的每个描述都描述了本发明的非限制性实例。本发明并不限于这些实例，并且可以以其它方式实施。

在本文中对本发明的任何实施方案、实施例或情况(或本发明的任何使用场景)的每个描述都描述了本发明的非限制性实例。本发明并不限于这些实例，并且可以以其它方式实施。

在本文中展示本发明的任何特征的每个附图、图表、示意图或绘图示出了本发明的非限制性实例。本发明并不限于这些实例，并且可以以其它方式实施。

以上描述(包含但不限于任何附图和绘图)描述了本发明的说明性实施方案。然而，本发明可以以其它方式来实施。在本文中描述的方法和设备仅仅是本发明的原理的说明性应用。本领域的普通技术人员所做的其它布置、方法、修改和替换也在本发明的范围内。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可以做出许多修改。此外，本发明包含但不限于在本文中描述的所述项中的一个或多个项(包含硬件、硬件组件、方法、过程、步骤、软件、算法、特征或技术)的每个组合和置换。

Claims (59)

1.一种方法，其包括：

(a)以一定产生速率在成像像素的第一光电二极管中产生电荷，所述产生速率取决于第一辐照度，所述第一辐照度是已经穿过第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的光的辐照度；

(b)以一定耗尽速率耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得

(i)所述耗尽速率至少部分地取决于第二辐照度，所述第二辐照度是已经穿过第二滤光片并且入射在所述成像像素的第二电路元件上的光的辐照度，并且

(ii)所述耗尽来自所述第一光电二极管或来自第三电路元件，所述电荷已经存储在所述第一光电二极管或所述第三电路元件中；以及

(c)读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；其中

(1)入射在所述成像像素上的光包括有源光和环境光，

(2)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二电路元件上的环境光的辐照度相差小于25％，

(3)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二电路元件上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的有源光的辐照度的25％，并且

(4)所述耗尽减少或消除了所述环境光原本将会对所述成像像素所进行的测量产生的影响。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

(a)所述耗尽来自所述第一光电二极管；

(b)所述第二电路元件是第二光电二极管；并且

(c)在所述第二光电二极管中积聚的电荷响应于穿过所述第二滤光片的所述光而控制晶体管的区域中的电压，并且由此控制流过所述晶体管并且耗尽来自所述第一光电二极管的电荷的电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

(a)所述耗尽来自存储由所述第一光电二极管产生的电荷的浮动扩散部；

(b)所述第二电路元件是光敏电阻器；并且

(c)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的光的所述辐照度(i)控制所述光敏电阻器的电阻，并且(ii)因此控制流过所述光敏电阻器并且耗尽来自所述第一光电二极管的电荷的电流的安培数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述耗尽和所述产生各自在所述成像像素的整个帧中连续地发生。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述耗尽在所述成像像素的每个帧期间发生至少一次。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述耗尽与所述产生同时进行。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述耗尽速率与入射在所述第二电路元件上的所述辐照度成正比。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述成像像素的整个帧中，所述耗尽速率基本上与入射在所述第二电路元件上的所述辐照度成比例。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述耗尽速率与由于入射在所述第二电路元件上的光而累积的电荷的量成正比。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在所述成像像素的整个帧中，所述耗尽速率基本上与由于入射在所述第二电路元件上的光而累积的电荷的量成比例。

11.根据权利要求1所述的方法，其中当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于五纳米的带宽。

13.根据权利要求1所述的方法，其中：

(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；

(b)所述第一滤光片具有通带；并且

(c)所述第一滤光片的所述通带包含位于所述有源光的所述频带中的至少一个频率。

14.根据权利要求1所述的方法，其中：

(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；

(b)所述第一滤光片的通带与所述有源光的所述频带相交；并且

(c)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括从有源光源发射所述有源光。

16.根据权利要求1所述的方法，其中：

(a)所述成像像素是相机中的一组多个成像像素之一；并且

(b)所述方法还包括在所述组中的每个其它像素中执行所述产生和所述耗尽。

17.一种方法，其包括：对于相机中的一组成像像素中的每个特定成像像素，

(a)响应于光穿过第一滤光片并且撞击所述特定像素的第一光电二极管而在所述第一光电二极管中产生电荷；

(b)以一定耗尽速率从所述第一光电二极管耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于晶体管的区域中的电压，所述电压(i)控制在所述耗尽期间从所述第一光电二极管流过所述晶体管的电流的安培数，并且(ii)由响应于穿过第二滤光片并且撞击所述特定像素的第二光电二极管的光而在所述第二光电二极管中产生的电荷控制；以及

(c)读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；

其中

(1)入射在所述特定像素上的光包括有源光和环境光，

(2)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的环境光的辐照度相差小于25％，

(3)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的有源光的辐照度的25％，并且

(4)所述耗尽减少或消除了所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述耗尽在所述相机的每个帧期间发生至少一次。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述耗尽与所述产生同时进行。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述耗尽速率与所述电压成正比。

22.根据权利要求17所述的方法，其中在所述相机的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述电压成比例。

23.根据权利要求17所述的方法，其中：

(a)所述产生以一定产生速率发生；并且

(b)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。

24.根据权利要求17所述的方法，其中所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于五纳米的带宽。

25.根据权利要求17所述的方法，其中所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于三纳米的带宽。

26.根据权利要求17所述的方法，其中：

(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；

(b)所述第一滤光片具有通带；并且

(c)所述第一滤光片的所述通带包含位于所述有源光的所述频带中的至少一个频率。

27.根据权利要求17所述的方法，其中：

(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；

(b)所述第一滤光片的通带与所述有源光的所述频带相交；并且

(c)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。

28.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法还包括从有源光源发射所述有源光。

29.一种方法，其包括：对于相机中的一组成像像素中的每个特定成像像素，

(a)响应于光已经穿过第一滤光片并且入射在所述特定像素的光电二极管上而在所述光电二极管中产生电荷；

(b)以一定耗尽速率耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于已经穿过第二滤光片并且入射在所述特定像素的光敏电阻器上的光的辐照度；以及

(c)读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；

其中

(1)所述耗尽来自存储由所述光电二极管产生的电荷的浮动扩散部，

(2)所述光敏电阻器具有光相依电阻，所述光相依电阻控制在所述耗尽期间从所述浮动扩散部流过所述光敏电阻器的电流的安培数，

(3)入射在所述特定像素上的光包括有源光和环境光，

(4)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的环境光的辐照度相差小于25％，

(5)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的有源光的辐照度的25％，并且

(6)所述耗尽减少或消除了所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。

31.根据权利要求29所述的方法，其中所述耗尽在所述相机的每个帧期间发生至少一次。

32.根据权利要求29所述的方法，其中所述耗尽与所述产生同时进行。

33.根据权利要求29所述的方法，其中：

(a)所述产生以一定产生速率发生；

(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且

(c)所述耗尽速率与所述产生速率成正比。

34.根据权利要求29所述的方法，其中：

(a)所述产生以一定产生速率发生；

(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且

(c)在所述相机的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述产生速率成比例。

35.根据权利要求29所述的方法，其中：

(a)所述产生以一定产生速率发生；

(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且

(c)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。

36.根据权利要求29所述的方法，其中所述有源光的峰值频率在频带中，所述频带(a)在半功率点处具有截止频率，并且(b)具有小于五纳米的带宽。

37.根据权利要求29所述的方法，其中：

(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；

(b)所述第一滤光片具有通带；并且

(c)所述第一滤光片的所述通带包含位于所述有源光的所述频带中的至少一个频率。

38.根据权利要求29所述的方法，其中：

(a)所述有源光在频带中具有峰值频率，所述频带(i)在半功率点处具有截止频率，并且(ii)具有小于五纳米的带宽；

(b)所述第一滤光片的通带与所述有源光的所述频带相交；并且

(c)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。

39.根据权利要求29所述的方法，其中所述方法还包括从有源光源发射所述有源光。

40.一种相机，其包括一组成像像素，其中对于所述组中的每个特定成像像素：

(a)所述特定像素包含第一光电二极管、第二光电二极管、第一滤光片和第二滤光片；

(b)所述第一光电二极管被配置成响应于穿过所述第一滤光片并且撞击所述第一光电二极管的光而产生电荷；

(c)所述相机被配置成以一定耗尽速率从所述第一光电二极管耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于晶体管的区域中的电压，所述晶体管是所述相机的一部分；

(d)所述相机被配置的方式使得所述晶体管的区域中的所述电压(i)控制在所述耗尽期间从所述第一光电二极管流过所述晶体管的电流的安培数，并且(ii)由响应于穿过所述第二滤光片并且撞击所述第二光电二极管的光而在所述第二光电二极管中产生的电荷控制；并且

(e)所述相机被配置成读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；

其中

(1)所述第一滤光片和所述第二滤光片被配置的方式使得

(i)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的环境光的辐照度相差小于25％，并且

(ii)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述第二光电二极管上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述第一光电二极管上的有源光的辐照度的25％，并且

(2)所述相机被配置的方式使得所述电荷的所述第一部分的所述耗尽减少或消除所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。

41.根据权利要求40所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。

42.根据权利要求40所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得所述耗尽在所述相机的每个帧中发生至少一次。

43.根据权利要求40所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得所述耗尽与所述产生同时进行。

44.根据权利要求40所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得所述耗尽速率与所述电压成正比。

45.根据权利要求40所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得在所述相机的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述电压成比例。

46.根据权利要求40所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得：

(a)所述产生以一定产生速率发生；并且

(b)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。

47.根据权利要求40所述的相机，其中所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米。

48.根据权利要求40所述的相机，其中：

(a)所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米；并且

(b)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。

49.根据权利要求40所述的相机，其中：

(a)所述相机还包含有源光源；并且

(b)所述有源光源被配置成发射所述有源光。

50.一种相机，其包括一组成像像素，其中对于所述组中的每个特定成像像素：

(a)所述特定像素包含光电二极管、光敏电阻器、第一滤光片和第二滤光片；

(b)所述光电二极管被配置成响应于穿过所述第一滤光片并且撞击所述光电二极管的光而产生电荷；

(c)所述相机被配置成以一定耗尽速率耗尽所述电荷的第一部分，其方式使得所述耗尽速率取决于已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的光的辐照度；

(d)所述相机被配置成执行所述耗尽，其方式使得所述耗尽来自浮动扩散部，所述浮动扩散部是所述相机的一部分并且被配置成暂时存储由所述光电二极管产生的电荷；

(e)所述光敏电阻器具有光相依电阻；

(f)所述相机被配置的方式使得所述光敏电阻器的所述光相依电阻控制在所述耗尽期间从所述浮动扩散部流过所述光敏电阻器的电流的安培数；并且

(g)所述相机被配置成读出所述电荷的剩余部分，所述剩余部分在所述第一部分被耗尽之后保留；

其中

(1)所述第一滤光片和所述第二滤光片被配置的方式使得

(i)已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的环境光的辐照度与已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的环境光的辐照度相差小于25％，并且

(ii)已经穿过所述第二滤光片并且入射在所述光敏电阻器上的有源光的辐照度小于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的有源光的辐照度的25％，并且

(2)所述相机被配置的方式使得所述电荷的所述第一部分的所述耗尽减少或消除所述环境光原本将会对所述特定像素所进行的测量产生的影响。

51.根据权利要求50所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得所述耗尽和所述产生各自在所述相机的整个帧中连续地发生。

52.根据权利要求50所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得所述耗尽在所述相机的每个帧中发生至少一次。

53.根据权利要求50所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得所述耗尽与所述产生同时进行。

54.根据权利要求50所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得：

(a)所述产生以一定产生速率发生；

(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且

(c)所述耗尽速率与所述产生速率成正比。

55.根据权利要求29所述的方法，其中：

(a)所述产生以一定产生速率发生；

(b)所述产生速率取决于已经穿过所述第一滤光片并且入射在所述光电二极管上的光的辐照度；并且

(c)在所述特定像素的整个帧中，所述耗尽速率基本上与所述产生速率成比例。

56.根据权利要求50所述的相机，其中所述相机被配置的方式使得：

(a)所述产生以一定产生速率发生；并且

(b)当所述产生速率单调地弱增大时，所述耗尽速率趋于单调地弱增大。

57.根据权利要求50所述的相机，其中所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米。

58.根据权利要求50所述的相机，其中：

(a)所述第一滤光片的通带与所述有源光的频带相交，所述有源光的所述频带的带宽小于五纳米；并且

(b)所述第二滤光片的通带与所述有源光的所述频带不相交。

59.根据权利要求50所述的相机，其中：

(a)所述相机还包含有源光源；并且

(b)所述有源光源被配置成发射所述有源光。

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