[发明专利]图像传感器及用于改进的时滞时间的配置

说明书

领域

本发明涉及电子电路中的时滞时间。

背景

时滞时间，在下文中也被称为“时滞”，是通常在电子学和物理学中使用来描述从同一源同时发送到两个或更多不同目的地的信号第一个到达目的地与最后一个到达目的地之间的最大时间差的一个术语。电子电路通常受到两种类型时滞时间的影响：时钟时滞和非时钟时滞。时钟时滞发生在同步电路中并且通常与在不同时间到达不同组件的来自公共时钟源的时钟信号相关联。非时钟时滞发生在同步和/或异步电路中并且一般与不同于同步电路中的时钟信号的、通过电路传播并且在不同时间到达不同组件的来自公共信号源的公共信号相关联。

时滞的起因一般归因于信号源和不同目的地组件之间对不同线互连长度的使用。试图处理这个问题的若干方法在本领域中公知。该方法的示例在″Method of Generating Exact-Length Wires for Routing Critical Signal″(对于路由临界信号生成确切长度线的方法)的美国专利第5,784,600号中描述，该专利通过引用结合于此。该方法描述了“一种用于调整集成电路的连接的电路元件之间的线长度的自动化方法，该方法包括以下步骤：(1)接收指定必须在集成电路设计中的两个集成电路的各端子之间提供的线长度的值；(2)定义其中线可被布线的布线区域；以及(3)自动指定包括用于连接各端子的带有布线区域的蛇形部分的线路。该蛇形部分将包括被确定尺寸以确保该线路具有所指定的线长度的一个或多个支路。具体公开的是该方法对于确定时钟分发网络的分开和相邻阶段中的两个时钟缓冲区之间的线路尺寸的应用。”

时滞的其他起因通常归因于互连电容耦合、对具有不等延迟的缓冲区的使用、和/或对时钟源和时钟负载之间的不同数量的时钟缓冲区的使用。试图补救这些起因的方法的示例在″Method and apparatus for reducing clock skew″(用于减少时钟时滞的方法及装置)的美国专利第6,256,766号中描述，该专利通过引用结合于此。其中所描述的是“一种用于减少在设计阶段应用于单独元件的公共信号中的时滞的方法。根据本发明的原理，线路的设计由补偿元件和/或延迟元件在必要时建立并扩充以均衡相关组件之间的时滞。在所公开的实施例中，该方法一般包括以下步骤：(1)对公共信号上的负载进行分组；(2)创建信号线路树并插入延迟单元；以及(3)提供必要的负载补偿。负载被分组从而使得中央线路上每一所利用的节点经历基本相等的负载，且在必要时添加补偿负载。该节点在对应于延迟元件的可用性的间隔处建立，在必要时被添加到馈送最远元件的分支以均衡每一节点相对于公共信号源的时间延迟。”

3D成像系统一般包括适用于捕捉并生成对象或场景的三维(3D)图像的电光系统。其应用可在日常生活的许多方面中找到，诸如医疗成像系统、电视和电影工作室生产系统、面部识别系统、调查系统、机器人指导系统、以及汽车指导和控制系统。CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)技术通常在包含在3D成像系统中的图像传感器中使用。

与CMOS相比，CCD提供极低的噪声、低暗电流(来自热生成电荷载流子)、高采集电子-入射光子比、以及高光敏感区域-像素大小比的优点。CMOS技术允许许多电路功能与像素一起被放置在单个IC上。这些电路功能中的某一些包括，例如，定时生成、信号处理、模-数转换和接口。CMOS像素一般包括光电二极管，但可使用其他光敏元件。相比于CCD的另一优点是CMOS的较低电压和低功率要求。

根据用来捕捉对象或场景的3D图像的技术，3D成像系统可被分类到三个组：三角测量系统、干涉测量系统、以及飞行时间(TOF)系统。三角测量成像系统的描述可在″Three Dimensional Imaging by Dual Wavelength Triangulation″(通过双波长三角测量的三维成像)的美国专利第6,756,606号中找到，而干涉测量成像系统的描述可在″Method and Apparatus for Three Dimensional Imaging Using Laser Illumination Interferometry″(用于使用激光照明干涉测量的三维成像的方法及装置)的美国专利第5,926,277号中找到，这两个专利都经引用结合于此。三角测量系统和干涉测量系统一般比TOF系统更复杂且昂贵，使得其在日常应用中的使用与TOF系统比较更受限制。