P X D+(I-PDP) XMaxRangee= Vb (9)
[0065] 借助上文的方程式8及方程式9,应了解，存在具有仅两个未知变量D及TOP的两 个方程式。其它项V A、VB、MaxRangej MaxRange B均为已知的，因为测量了 V ^Vb，且可根 据相应频率freqa& freq b确定MaxRange &及MaxRange B。另外，根据本发明的教示，虽然 PDP是未知变量，但可假设TOP至少不在使用两个不同频率（例如，freqj freq b)对Vj Vb的测量之间改变。
[0066] 继续上文的方程式9,可如下在方程式的左手侧上隔离I3DP :
[0067] PDP X D+MaxRangeB-PDP X MaxRangee= V B, (10)
[0068] PDP X D-PDP X MaxRangee= V B-MaxRangeB, (11)
[0069] PDPX (D_MaxRangeB) = VB_MaxRangeB， (12)
[0071] 接下来，可借助方程式13将PDP代回到上文方程式8中：
[0073] 最终，根据本发明的教示，可在上文方程式14中求解D以确定实际往返距离D。因 此，根据本发明的教示，可补偿由未检测到的经反射光子的百分比（I-PDP)导致的测量分 布的失真。
[0074] 图6图解说明展示根据本发明的教示用以确定来往于物体的所发射光脉冲的飞 行时间信息且补偿未检测到的经反射光子的处理步骤的实例流程图668。如在过程框670 处所展示，使像素单元电路中的电容器复位。在一个实例中，将电容器初始化为已知电压， 例如，零伏。过程框672展示接着以第一频率（例如，freqj从光源向物体发射光脉冲。此 时，过程框674展示充电接着在电容器上开始或（或重新开始）。在过程框676处，接着感 测从物体反射回的光子。此时，过程框678展示中断电容器的充电。此过程针对来自光源 的多（η)个光脉冲而继续。如此，决策框680确定是否已存在以第一频率发射的η个光脉 冲。如果否，那么处理循环回到过程框672。如果是，那么处理继续到过程框682,其中测量 在电容器上积累的第一电压（例如，V a)。一旦测量第一电压，过程框684便展示接着使电 容器上的电压复位以针对下一测量将其初始化。
[0075] 处理继续到过程框686,其展示接着以第二频率（例如，freqb)从光源向物体发 射光脉冲。第二频率不同于第一频率。此时，过程框688展示充电接着在电容器上重新开 始。在过程框690处，接着感测从物体反射回的光子。此时，过程框692展示中断电容器的 充电。此过程针对来自光源的多（η)个光脉冲而继续。如此，决策框694确定是否已存在 以第二频率发射的η个光脉冲。如果否，那么处理循环回到过程框686。如果是，那么处理 继续到过程框696,其中测量在电容器上积累的第二电压（例如，V B)。一旦测量第二电压， 过程框698便展示通过使用第一电压（例如，Va)、第二电压（例如，V b)、处于第一频率（例 如，freqj的光脉冲的最大范围（例如，MaxRangeA)及处于第二频率（例如，freq b)的光脉 冲的最大范围（例如，MaxRangeB)来补偿未检测到的经反射光子。在一个实例中，根据本发 明的教示，可使用如上文所论述的方程式8及9来补偿未检测到的反射回的光子。
[0076] 图7是展示根据本发明的教示包含具有对应读出电路、控制电路及功能逻辑的飞 行时间像素阵列的实例飞行时间感测系统700的一部分的框图。如所展示，根据本发明的 教示，飞行时间感测系统700的所图解说明实例包含飞行时间像素阵列712、读出电路701、 时间计数器703、功能逻辑705、控制电路716及用以感测到物体706的往返距离的可调整 频率光源702。
[0077] 在图7中所图解说明的实例中，像素阵列712为飞行时间像素（例如，像素 PU Ρ2···、Ρη)的二维（2D)阵列。在一个实例中，飞行时间像素 Ρ1、Ρ2、"·、Ρη中的每一者可实 质上类似于上文在图2中所论述的飞行时间像素中的一者，且因此下文所提及的类似命名 及编号的元件类似于如上文所描述而耦合及发挥作用。如所图解说明，每一像素被布置到 一行（例如，行Rl到Ry)及一列（例如，列Cl到Cx)中以获取聚焦到像素阵列712上的图 像物体706的飞行时间信息。因此，根据本发明的教示，可接着使用所述飞行时间信息来确 定到物体706的距离或深度信息。
[0078] 在一个实例中，控制电路716控制可调整频率光源702并使其与同步信号714同 步以向物体706发射光脉冲714。如所展示，接着将经反射回的光脉冲708反射回到像素阵 列712。在一个实例中，像素阵列712中的像素感测来自经反射回的光脉冲708的光子，且 响应于来自像素阵列712中的像素中所包含的相应电容器的所测量电压的对应信号接着 由读出电路701通过位线740读出，如所展示。在一个实例中，读出电路701可包含用以进 一步放大通过位线740接收的信号的放大器。在一个实例中，可接着将由读出电路701读 出的信息传送到时间计数器703,在一个实例中，时间计数器703可用于保持追踪关于从读 出电路701接收的飞行时间信息的时间信息。在一个实例中，根据本发明的教示，时间计数 器701可接着将信息输出到功能逻辑705中所包含的数字电路。在一个实例中，功能逻辑 705可确定每一像素的飞行时间及距离信息。在一个实例中，功能逻辑还可存储飞行时间信 息及/或甚至操纵飞行时间信息（例如，剪裁、旋转、调整背景噪声等等）。在一个实例中， 读出电路701可沿着位线740 -次读出一整行飞行时间信息（所图解说明）或在另一实例 中可使用多种其它技术（未图解说明）读出所述飞行时间信息，例如串行读出或同时全并 行读出所有像素。
[0079] 在所图解说明的实例中，控制电路716进一步耦合到像素阵列712以控制像素阵 列712的操作以及使像素阵列712的操作与可调整频率光源702同步。举例来说，根据本 发明的教示，控制电路716可产生经耦合而由图2中所展示的充电控制逻辑222以及输出 开关242及行选择开关243接收以确定飞行时间信息的时序信号224。
[0080] 在一个实例中，应注意，可以堆叠式芯片方案来实施图7中所图解说明的飞行时 间感测系统700。例如，如在所述实例中所展示，根据本发明的教示，像素阵列712可包含于 像素裸片中，而如图7中所图解说明的读出电路701、时间计数器703、功能逻辑705及控制 电路716可包含于单独专用集成电路（ASIC)裸片中。在所述实例中，根据本发明的教示， 像素裸片及ASIC裸片在制作期间堆叠及耦合在一起以实施飞行时间感测系统。
[0081] 包含发明摘要中所描述内容的本发明的所图解说明实施例的以上描述并非打算 为穷尽性或将本发明限制于所揭示的精确形式。尽管出于说明性目的而在本文中描述本发 明的特定实施例及实例，但如相关领域的技术人员将认识到，可在本发明的范围内做出各 种修改。
[0082] 可根据以上详细描述对本发明做出这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不 应理解为将本发明限制于说明书中所揭示的特定实施例。相反，本发明的范围将完全由所 附权利要求书来确定，所述权利要求书将根据所创建的权利要求解释原则来加以理解。
【主权项】
1. 一种飞行时间像素单元，其包括： 光电传感器，其用以感测从物体反射的光子；以及 像素支持电路，其包含： 充电控制逻辑，其耦合到所述光电传感器以检测所述光电传感器何时感测到从所述物 体反射的所述光子，其中所述充电控制逻辑进一步经耦合以接收表示何时从光源向所述物 体发射光脉冲的时序信号； 可控电流源，其经耦合以响应于经耦合以从所述充电控制逻辑接收的飞行时间信号而 提供充电电流，其中所述飞行时间信号表示所述光脉冲中的每一者从所述光源发射直到所 述光电传感器感测到从所述物体反射的所述光子中的相应一者的飞行时间； 电容器，其经耦合以响应于所述飞行时间信号而从所述可控电流源接收所述充电电 流，其中所述电容器上的电压表示到所述物体的往返距离；以及 复位电路，其经耦合以在所述可控电流源响应于所述飞行时间信号而将所述电容器充 电多个次数之后使所述电容器上的所述电压复位。2. 根据权利要求1所述的飞行时间像素单元，其中所述像素支持电路进一步包括放大 器，所述放大器耦合到所述电容器以在所述可控电流源响应于所述飞行时间信号而将所述 电容器充电所述多个次数之后读出所述电容器上的所述电压，其中所述复位电路经耦合以 在所述电容器上的所述电压被读出之后使所述电容器上的所述电压复位。3. 根据权利要求2所述的飞行时间像素单元，其中所述电容器进一步经耦合以在复位 之后被再充电到在所述电容器上读出的所述电压以确定飞行时间信息。4. 根据权利要求2所述的飞行时间像素单元，其中所述像素支持电路进一步包括耦合 于所述电容器与所述放大器的栅极之间的输出开关。5. 根据权利要求2所述