具有仓旋转的深度图传感器

摘要

本公开的实施例涉及具有仓旋转的深度图传感器。一种深度图传感器包括：第一像素的第一阵列，每个第一像素具有与像素电路相关联的第一光电检测器，像素电路包括用于累积事件的多个第一仓。时钟源被配置为生成多个相移时钟信号。第一电路具有耦合至第一像素的第一阵列的多个第一输出线。第一电路被配置为接收多个相移时钟信号。第一电路包括第一区块和第二区块。第一区块被配置为在由第一使能信号确定的第一周期期间向第二区块传播多个相移时钟信号，并且第二区块被配置为选择多个相移时钟信号中的每个相移时钟信号被施加至多个第一输出线中的哪个第一输出线。

说明书

本申请要求于2019年10月31日提交的欧洲专利申请第19306416.9号的优先权权益，该申请的内容在法律允许的最大程度内以引用的方式全部并入于此。

技术领域

本公开涉及一种具有仓旋转的深度图传感器。

背景技术

基于单光子雪崩二极管(SPAD)的飞行时间(ToF)相机提供精确的光子到达时间的能力使其成为深度图传感器的受青睐的候选者。此类ToF相机通常包括诸如竖直腔面发射激光器(VCSEL)的激光源和用于检测返回信号的SPAD阵列，该激光源将光脉冲或光波形发射到图像场景中。

在间接ToF(iToF)的情况下，将所返回的波形的相位与所发射的波形的相位进行比较，以便估计飞行时间，然后将该飞行时间转换成距离测量。在现有ToF相机中，通常使用能够在时间窗口(也被称为仓)中对事件执行精确时间采样的电路来检测由SPAD阵列接收到的所返回的波形。然而，在这些时间窗口中的任何失配都会导致时间采样的非均匀性，这又会干扰对所返回的波形的相位的精确检测，并且因此降低距离测量的准确度。

发明内容

本公开大体上涉及飞行时间(ToF)深度图传感器的领域，并且具体地涉及一种用于操作此类传感器的电路和方法。

实施例可以改善用于深度图传感器的距离测量方法和设备的准确度。

一个实施例解决了现有技术中对用于深度图传感器的距离测量方法和设备的全部或一些需求。

一个实施例提供了一种深度图传感器，该深度图传感器包括：第一像素的第一阵列，每个第一像素包括与像素电路相关联的至少一个第一光电检测器，像素电路包括用于累积事件的多个第一仓。时钟源被配置为生成多个相移时钟信号。第一电路具有耦合至第一像素的第一阵列的多个第一输出线并且接收多个相移时钟信号。第一电路包括第一区块，该第一区块在由第一使能信号确定的第一周期期间向第二区块传播多个相移时钟信号。第二区块被配置为选择多个相移时钟信号中的每个相移时钟信号被施加至多个第一输出线中的哪个第一输出线。

根据一个实施例，深度图传感器包括：第二像素的第二阵列，每个第二像素包括与像素电路相关联的至少一个第二光电检测器，该像素电路包括用于累积事件的多个第二仓；以及第二电路，该第二电路具有耦合至第二像素的第二阵列的多个第二输出线，第二电路从时钟源接收多个相移时钟信号。第二电路包括第三区块，该第三区块在由第二使能信号确定的第二周期期间，向第四区块传播多个相移时钟信号，其中第二周期的持续时间与第一周期的持续时间不同。第四区块被配置为选择多个相移时钟信号中的每个相移时钟信号被施加至多个第二输出线中的哪个第二输出线。

根据一个实施例，由第四区块执行的选择与由第二区块执行的选择不同。

根据一个实施例，第一像素的第一阵列是返回像素阵列，该返回像素阵列适用于使用深度图传感器的至少一个光源进行照明，该至少一个光源被配置为将光透射到图像场景中。第二像素的第二阵列是参考阵列。

根据一个实施例，深度图传感器的第一像素的第一阵列的第一光电检测器的分组在第一曝光阶段期间被照明。深度图传感器的第一像素的第一阵列的第一光电检测器的分组在第一曝光阶段之后的第一读出阶段期间被读取。深度图传感器的第二像素的第二阵列的第二光电检测器在第二曝光阶段期间被照明，然后在第二读出阶段期间读取该第二光电检测器，第二光电检测器的第二曝光阶段和第二读出阶段被包括在第一光电检测器的分组的第一曝光阶段中。

根据一个实施例，第一曝光阶段包括：第一曝光子阶段，在该第一曝光子阶段期间，多个相移时钟信号被施加至以第一顺序耦合至深度图传感器的第一像素的第一阵列的多个第一输出线；以及至少一个第二曝光子阶段，在该第二曝光子阶段期间，多个相移时钟信号被施加至根据循环环状移位而耦合至深度图传感器的第一像素的第一阵列的多个第一输出线。

根据一个实施例，第二曝光阶段包括：第三曝光子阶段，在该第三曝光子阶段期间，多个相移时钟信号被施加至以第二顺序耦合至深度图传感器的第二像素的第二阵列的多个第二输出线；以及至少一个第四曝光子阶段，在该第四曝光子阶段期间，多个相移时钟信号被施加至根据循环环状移位而耦合至深度图传感器的第二像素的第二阵列的多个第二输出线。

根据一个实施例，第一持续时间小于第二持续时间。

根据一个实施例，第一持续时间在10μs与20μs之间，并且第二持续时间在第一持续时间的50％与95％之间。

一个实施例提供了一种控制深度图传感器的第一像素的第一阵列的方法，包括：使用第一区块，在由第一使能信号确定的第一周期期间向第二区块传播由第一电路接收、并且由时钟源生成的多个相移时钟信号，该第一区块被包括在具有耦合至第一像素的第一阵列的多个第一输出线的第一电路中。每个第一像素包括与像素电路相关联的至少一个第一光电检测器，该像素电路包括用于累积事件的多个第一仓。第二区块选择多个相移时钟信号中的每个相移时钟信号被施加至多个第一输出线中的哪个第一输出线。

根据一个实施例，该方法包括：使用第三区块，在具有与第一周期的持续时间不同的持续时间、并且由第二使能信号确定的第二周期期间向第四区块传播由第二电路从时钟源接收到的多个相移时钟信号，该第三区块被包括在具有耦合至第二像素的第二阵列的多个第二输出线的第二电路中，其中每个第二像素包括与像素电路相关联的至少一个第二光电检测器，该像素电路包括用于累积事件的多个第二仓；以及使用第四区块选择多个相移时钟信号中的每个相移时钟信号被施加至多个第二输出线中的哪个第二输出线。

根据一个实施例，由第四区块执行的选择与由第二区块执行的选择不同。

附图说明

将参考附图在以下通过说明而非限制的方式给出的对特定实施例的描述中对上述特征和优点以及其他特征进行详细描述，在该附图中：

图1以框形式示意性地图示根据本公开的示例实施例的深度图传感器的俯视图；

图2示意性地图示根据示例实施例的图1的深度图传感器的像素阵列；

图3以框形式示意性地图示了像素电路的示例；

图4是表示在图3的像素电路中的信号的时序图；

图5至图8是表示在图3的像素电路中的信号的额外时序图；

图9是表示根据示例实施例的图1的深度图传感器的操作的时序图；

图10以框形式示意性地图示了根据示例实施例的深度图传感器的一部分；

图11以框形式示意性地图示了根据示例实施例的与图10的时序生成器相关联的图3的像素电路；

图12是由图11的时序生成器接收的相移时钟信号的时序图；

图13至图16是表示根据示例实施例的在图3的像素电路中的信号的额外时序图；

图17以框形式示意性地图示了根据示例实施例的图1的深度图传感器的时序生成器；

图18示意性地图示了根据示例实施例的被配置为生成相移信号的电路；

图19是表示根据示例实施例的图18的电路的操作的时序图；以及

图20图示了根据示例实施例的图17的时序生成器的复用电路。

具体实施方式

在各个图中，相同特征已经利用相同附图标记进行指定。特定地，在各种实施例当中共有的结构特征和/或功能特征可以具有相同附图标记并且可以设置相同结构特性、尺寸特性和材料特性。

出于清楚起见，仅详细地说明和描述了对理解本文中所描述的实施例有用的操作和元件。

除非另有说明，否则当参考被连接在一起的两个元件时，这表示不具有除导体以外的任何中间元件的直接连接；而当参考被耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以连接或其可以经由一个或多个其他元件而被耦合。

在以下公开内容中，除非另有说明，否则当参考绝对定位限定词(诸如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)时，或当参考相对定位限定词(诸如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等)时，或当参考定向限定词(诸如“水平”、“垂直”等)时，对附图中所示的定向进行了参考或对如在正常使用期间定向的深度图传感器进行了参考。

除非另有规定，否则表述“约”、“大致”、“基本上”以及“大约”表示在10％内，且优选地在5％内。

在以下公开内容中，参考使用所扫描的VCSEL源的深度图传感器描述了示例实施例。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，本文中所描述的原理同样适用于使用不同类型的激光光源的深度图传感器，该激光光源可以被扫描或可以不被扫描。

图1以框形式示意性地图示了根据本公开的示例实施例的深度图传感器100的俯视图。

根据该实施例，深度图传感器100包括像素阵列(RTN ARRAY)102。像素阵列102是例如适用于与图像场景的照明同步地被扫描的返回阵列。返回阵列102的每个像素包括至少一个光电检测器(图1中未示出)。返回阵列102的光电检测器可以是单光子雪崩二极管(SPAD)。在备选实施例中，返回阵列102的光电检测器可以是光电二极管，该光电二极管是例如使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术来制造的光电二极管。

图像场景由照明系统104照明。根据此实施例，照明系统104包括多个光源106。照明系统104是例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)的所扫描的阵列，其中每个光源106对应于至少一个VCSEL。深度图传感器100可以包括光学系统(图1中未示出)，该光学系统包括至少一个透镜和/或扩散器，该光学系统部分或完全地覆盖照明系统104。

在以下公开中，字母“N”表示属于深度图传感器100的照明系统104的光源106的总数目。在图1中，呈现了以1×4阵列布置的四个光源106(106-1、106-2、106-3以及106-4)，但这并不暗示关于在照明系统104中的光源106的数目和布置的限制。例如，更一般而言，阵列可以是光源106的i×j阵列，其中i和j分别是等于一或多于一的整数，并且i乘以j等于N。在一些实施例中，照明系统104是所扫描的激光照明系统，该激光照明系统包括以1×10阵列布置的十个VCSEL。在这种情况下，每个光源106因此是包括一个VCSEL的激光光源106，并且N等于10。

更一般地，照明系统104对图像场景的各个区进行连续地照明，这些区潜在地部分重叠。在一些备选实施例(图1中未示出)中，照明系统104仅包括一个光源106(例如单个VCSEL)，并且包括被配置为扫描图像场景的光学设备。这种光学设备可以包括至少一个反射镜，该反射镜相对于光源106以离散角倾斜，从而使所发射的光朝向在图像场景内的多个(N个)区偏转，这些区又可以部分地重叠。

在一些实施例中，深度图传感器100还包括至少一个额外像素阵列，例如，如图1中所描绘的两个其他像素阵列108-1和108-2。额外像素阵列108-1和108-2可以充当参考阵列。在这种情况下，参考像素阵列108-1和108-2利用通过照明系统104在内部发射的光来照明。例如，参考像素阵列108-1和108-2利用通过覆盖照明系统104的光学系统(图1中未示出)反射的一部分光来照明。优选地，参考阵列108-1和108-2被放置为尽可能接近于照明系统104，这是由于这些参考阵列的目的是在通过照明系统104的光源106发射光之后立即捕获光。

根据图1的定向，参考阵列108-1和108-2分别是上部/顶部参考阵列和下部/底部参考阵列。在照明系统104是竖直的一个1×N VCSEL阵列(其中N等于或大于2)的一个实施例中，上部参考阵列108-1可以与VCSEL阵列的上半部分相关联地使用，而下部参考阵列可以与VCSEL阵列的下半部分相关联。这使得参考阵列108-1和108-2能够捕获从照明系统104发出的光，该照明系统接近于发射具有最小衰减的光的位置。

在图1中，通过光学屏障110将返回阵列102与参考阵列108-1和108-2以及照明系统104分隔。光学屏障110防止返回阵列102由照明系统104或可以由覆盖照明系统104的光学系统(图1中未示出)反射的一部分光直接地照明。因此，到达返回阵列102的光主要源自图像场景，而非源自深度图传感器100的内部。

返回阵列102以及参考阵列108-1和108-2例如通过控制电路(CTRL)112驱动。照明系统104的光源106也例如通过控制电路112驱动。在一些实施例中，控制电路112是微控制器、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。

深度图传感器100还可以包括若干其他元件或电路，在图1中利用单个功能区块(FCT)114来表示这些元件或电路。

照明系统104的每个光源106将光脉冲或光波形发射或透射到图像场景中。这些光脉冲或该光波形在其被发射之后立即由参考阵列108-1、108-2中的至少一个参考阵列捕获。然后通过返回阵列102检测由这些光脉冲或该光波形在图像场景中的反射引起的返回信号。

根据一个实施例，深度图传感器100被配置为执行间接ToF(iToF)。在这种情况下，将由返回阵列102捕获的所返回的波形的相位与由参考阵列108-1、108-2中的至少一个参考阵列捕获的所发射的波形的相位进行比较，以便估计飞行时间，然后将该飞行时间转换成距离测量。

图2示意性地图示根据示例实施例的图1的深度图传感器100的返回阵列102。

返回阵列102是像素202的阵列。实际上，返回阵列102可以是矩形阵列，在一个示例中，该矩形阵列包括332行像素202和252列像素202。

在一些实施例中，参考阵列108-1和108-2(图1)也是类似于返回阵列102的像素202的像素阵列。参考阵列108-1和108-2可以各自包括比返回阵列102更少的像素。在一个实施例中，参考阵列108-1、108-2中的每个参考阵列可以是包括12行像素和12列像素的正方形阵列。

根据图2的实施例，将返回阵列102划分成像素202的若干集群204。集群204在此被限定为返回阵列102的区，这些区分别包括至少一个像素202，并且优选地，包括一组相邻像素202。

在图2所描绘的示例中，仅示出了两个集群204，每个集群204包括像素202的两个相邻行。更具体地，集群204-1包括像素的两个相邻行202-1，且另一集群204-2包括像素的两个相邻行202-2。

在图2中将集群204示出为返回阵列102的矩形区，每个集群204包括相同数目的像素202，但并不暗示关于集群204的形状和每个集群204中的像素202的数目的限制。特定地，集群204中的每个集群可以具有任何形状，并且可以包括任何数目的像素202，这些像素可以相邻或可以不相邻。尽管在图2中显现了两个集群204(204-1和204-2)，但返回阵列102可以包括任何数目的集群204，例如10个集群204。

图3以框形式示意性地图示像素电路300的示例。图3的像素电路300类似于美国专利公开第2018/0246212号中所阐述的像素电路，该美国专利公开被转让给本申请人并且以引用的方式全部并入本文中。

如在图3中所描绘的，像素电路300例如与返回像素阵列102的一个像素202(PX)相关联。像素202包括至少一个光电检测器。例如，像素202包括布置成2×2布置的四个光电检测器(图3中未示出)。像素202的每个光电检测器是例如SPAD。

可以将像素202的输出信号PS(其例如源自组合和脉冲整形至少一些光电检测器的输出信号)传递给延迟模块304和时钟采样触发器306。在图3的示例中，延迟模块304包括一对延迟元件(T)3040、3042以及反相器3044。例如，延迟模块304被配置为接收PS信号，以延迟该PS信号并且使该PS信号反相。因此，通过延迟模块304输出PS信号的经延迟的反相版本PS'。特定地，经延迟的信号PS'例如包括从PS信号的每个脉冲的下降边沿生成的上升边沿。

在图3中所示的示例中，时钟采样触发器306被配置为使用像素202的输出信号PS来对四个相移时钟信号C1、C2、C3以及C4进行采样。四个相移时钟信号C1、C2、C3、C4中的每个相移时钟信号例如相对于下一个相移时钟信号相移了四分之一周期。在这种情况下，C1基本上为C3的倒转，并且C2基本上为C4的倒转。

在图3中，将时钟采样触发器306被示出为四个D型触发器306-1、306-2、306-3以及306-4。每个D型触发器306-1、306-2、306-3、306-4具有耦合至相移时钟信号C1、C2、C3、C4中的一个相移时钟信号的数据输入(D)和耦合至PS信号的时钟输入(＞)。每个D型触发器306-1、306-2、306-3、306-4的输出(Q)被耦合至门控边沿检测器解码器308的对应输入。例如，如果在SPAD事件脉冲的上升边沿上，相关联的相移时钟信号C1、C2、C3、C4较高，则生成来自每个D型触发器306-1、306-2、306-3、306-4的输出信号。

例如，延迟模块304的输出信号PS'(其被提供给门控边沿检测器解码器308)用于对通过门控边沿检测器解码器308向相位旋转复用器310传播检测到的事件进行定时。门控边沿检测器解码器308例如具有如在图3中所示出的四个输出GD1、GD2、GD3以及GD4。

如果在四个对应时间窗口中的一个时间窗口期间检测到SPAD事件，那么门控边沿检测器解码器308例如在其四个输出GD1、GD2、GD3、GD4中的一个输出上输出高状态。下文相对于图4更详细地描述了这些时间窗口。

相位旋转复用器310例如与四个波纹计数器或仓314-1(BIN1)、314-2(BIN2)、314-3(BIN3)以及314-4(BIN4)相关联。例如，相位旋转复用器310还从相位旋转器/选择器(阵列相位旋转控制器)312接收选择信号SS。基于SS信号的值，相位旋转复用器310选择门控边沿检测器解码器308的每个输出GD1、GD2、GD3、GD4将会被应用于四个波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3、BIN4中的哪个波纹计数器。

换句话说，相位旋转复用器310将输出GD1、GD2、GD3、GD4中的每个输出分派给由相位旋转器/选择器312使用SS信号所选择的对应波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3、BIN4。因此，波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3以及BIN4正在接收来自复用器310的输出作为输入，并且波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3以及BIN4被配置为对由像素电路300检测到的事件进行计数，以便生成直方图。

图4是表示在图3的像素电路中的信号的时序图。

图4对应于理想情况，其中四个相移时钟信号C1、C2、C3以及C4是例如相对于下一个方波信号正好相移了四分之一周期的方波信号。在图4中，信号C1至C4相对于彼此相移，以使得与信号C1相比，信号C2、C3以及C4分别展现90°、180°以及270°的相移。

门控边沿检测器解码器308(图3)例如被配置为输出高状态：

在门控边沿检测器解码器308的输出GD1上，如果在被包括在信号C1的上升边沿与信号C2的上升边沿之间的时间窗口TW1中检测到事件；

在门控边沿检测器解码器308的输出GD2上，如果在被包括在信号C2的上升边沿与信号C3的上升边沿之间的另一时间窗口TW2中检测到事件；

在门控边沿检测器解码器308的输出GD3上，如果在被包括在信号C3的上升边沿与信号C4的上升边沿之间的又一时间窗口TW3中检测到事件；以及

在门控边沿检测器解码器308的输出GD4上，如果在被包括在信号C4的上升边沿与信号C1的上升边沿之间的又一时间窗口TW4中检测到事件。

在图4的示例中，通过相位旋转复用器310(图3)将在时间窗口TW1、TW2、TW3以及TW4内检测到的SPAD事件分别分派给波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3以及BIN4。时间窗口TW1、TW2、TW3以及TW4在图4的示例中具有相同宽度。

然而，与在图4中所示出的情况不同，相移时钟信号C1、C2、C3以及C4的周期和/或波形可以不完全相同。此外，尽管与信号C1相比，信号C2、C3以及C4在理论上展现90°、180°以及270°的相移，但实际上，由于这些信号的不同传导路径，因此相移可以是不同的。因此，时间窗口TW1、TW2、TW3以及TW4可以例如展现在他们之间的持续时间的细微差异。这可以导致不准确，这是由于所检测到事件的概率可以因为用于检测的时间间隔不相等而出现改变。

为了减轻在相移时钟信号C1、C2、C3以及C4之间的可能差异的影响，如现在将结合图5至图8所描述的，图3的像素电路300可以执行“相位旋转”或“时域平均”。

图5至图8是表示在图3的像素电路中的信号的额外时序图。特别是，图5至图8对应于非理想情况，其中相移时钟信号C1、C2、C3以及C4并未由相等的相移分隔。例如，这种差异是由电路和传导路径(未示出)的物理实现方式引起的，该电路和传导路径被配置为将信号C1、C2、C3以及C4从时序源传播到像素电路。

更具体地，在图5至图8的示例中：

在信号C1与C2之间的相移等于在信号C4与C1之间的相移；

在信号C2与C3之间的相移大于在信号C1与C2之间的相移；以及

在信号C3与C4之间的相移小于在信号C1与C2之间的相移。

例如，图5示出了与图4相当的相位旋转设置，其中相位旋转复用器310被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN1；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN2；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN3；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN4。

在图5的相位旋转设置中，例如，通过激光源在信号C1的上升边沿处发射利用在图5至图8中的竖直箭头表示的激光脉冲(激光启动脉冲)。然而，如上文所提及的，在信号C2与C3之间的相移大于应有的相移，并且在信号C3与C4之间的相移小于应有的相移。这可以导致距离测量的不准确。事实上，由于时间窗口TW2大于时间窗口TW1与TW4的事实，因此检测到事件的概率在时间窗口TW2期间较高，并且由于时间窗口TW3窄于时间窗口TW1与TW4的事实，因此检测到事件的概率在时间窗口TW3期间较低。

为了减轻时间窗口的宽度的这种差异，相位旋转器/选择器312被配置为：在连续的曝光子阶段期间，使用时间窗口TW1至TW4中的每个时间窗口执行直方图生成，以针对直方图的四个仓中的每个仓来捕获事件，如现在将参考图6至图8所描述的。

例如，图6示出了另一种相位旋转设置，其中相位旋转器/选择器312被配置为控制光脉冲(激光启动脉冲)在信号C2的上升边沿处的发射。相位旋转复用器310被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN4；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN1；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN2；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN3。

例如，图7示出了又一种相位旋转设置，其中相位旋转器/选择器312被配置为控制光脉冲(激光启动脉冲)在信号C3的上升边沿处的发射。相位旋转复用器310被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN3；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN4；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN1；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN2。

例如，图8示出了又一种相位旋转设置，其中相位旋转器/选择器312被配置为控制光脉冲(激光启动脉冲)在信号C4的上升边沿处的发射。相位旋转复用器310被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN2；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN3；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN4；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN1。

如上文参考图5至图8所示出的，相位旋转器/选择器312(图3)可以被配置成使得相位旋转复用器310向其分派门控边沿检测器解码器308的输出GD1、GD2、GD3、GD4的所选择的波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3、BIN4例如根据循环环状移位(换句话说，旋转)而随着时间出现改变。此外，向光源施加相反相位旋转，以使得在光信号与仓之间不存在对相对时序的修改。

在图5至图8的示例中，每个时间窗口TW1、TW2、TW3、TW4的宽度不随着时间而改变，即，从一种相位旋转设置改变为另一种相位旋转设置。

在包括所有的四种上述旋转设置的整个循环之后，在相移时钟信号C1、C2、C3以及C4之间的差异被视为达到平均。

图9是表示根据示例实施例的图1的深度图传感器100的操作的时序图。

在图1的深度图传感器100的操作期间，例如顺序地将返回阵列102的像素202的集群204(参见图2)照明。在扫描操作期间对返回阵列102的集群204进行照明时，返回阵列102的集群204例如被激活以按从顶到底的顺序检测来自图像场景的照明。

根据一个实施例，集群204(204-1和204-2)的顺序激活与图1的照明系统104的对应或相关联的光源106(106-1和106-2)的照明同步地执行。根据该实施例，集群204的数目等于光源106的数目N，其中N等于两个或更多个。换句话说，照明系统104的每个光源106被配置为对返回阵列102的对应集群204进行照明。

在以下公开中，对返回阵列102的集群204进行照明的时段被称作“曝光阶段”。在假设照明系统104包括N个光源106的情况下，还存在返回阵列102的N个曝光阶段。特别地，如在图9中所描绘的，返回阵列102的一个曝光阶段402由使用光源106-1进行照明的集群204-1限定，并且返回阵列102的另一曝光阶段404由使用光源106-2进行照明的集群204-2限定。

在以下公开中，在对集群204的像素202进行照明之后读取该像素的时段被称作“读出阶段”。在存在N个曝光阶段的情况下，还存在返回阵列102的N个读出阶段。特别地，如在图9中所描绘的，通过在曝光阶段402之后读取集群204-1的像素202-1来限定一个读出阶段(RP)406。

在一些实施例中，还对两个参考阵列108-1、108-2中的一个参考阵列(例如顶部参考阵列108-1)进行照明，然后在返回阵列102的集群204的每个曝光阶段期间读取该参考阵列。

更具体地，如在图9中所描绘的，参考阵列108-1的曝光阶段408，随后是参考阵列108-1的读出阶段(RP)410发生在集群204-1的曝光阶段402期间，并且参考阵列108-1的另一曝光阶段412，随后是参考阵列108-1的读出阶段(RP)414发生在集群204-2的曝光阶段404期间。

因此，参考阵列108-1在返回阵列102的集群204的每个曝光阶段期间都被曝光和读取。例如，与参考阵列108-1的曝光阶段408、412的持续时间将分别与返回阵列108-1的曝光阶段402、404一样长的情况相比，这有利地避免了针对被配置为存储由参考阵列108-1捕获的信息的存储器元件的需要。此类存储器元件的缺点在于其将需要大量的实现物理空间，从而导致深度图传感器100的分辨率降低或深度图传感器100的大小变大。

此外，根据一个实施例，返回阵列102的每个曝光阶段402、404以及参考阵列108-1的每个曝光阶段408、412被分成多个曝光子阶段(ESP)，例如四个曝光子阶段。如图9中所示，返回阵列102的集群204-1的曝光402包括四个曝光子阶段402-1、402-2、402-3以及402-4，返回阵列102的集群204-2的曝光404包括四个曝光子阶段404-1、404-2、404-3以及404-4，参考阵列108-1的曝光408包括四个曝光子阶段408-1、408-2、408-3以及408-4，并且参考阵列108-1的曝光412包括四个曝光子阶段412-1、412-2、412-3以及412-4。

如图9中所示，参考阵列108-1的曝光子阶段比返回阵列102的曝光子阶段短，以便允许考虑参考阵列108-1的读出阶段RP。例如，返回阵列102的每个曝光子阶段402-1、402-2、402-3、402-4的持续时间在10μs与20μs之间(例如等于17.25μs)，而每个曝光子阶段408-1、408-2、408-3以及408-4的持续时间在返回阵列102的每个曝光子阶段402-1、402-2、402-3、402-4的持续时间的50％与95％之间。

根据一个实施例，相同曝光阶段的每个曝光子阶段对应于不同的相位旋转设置。因此，与在返回阵列102的曝光阶段402、404期间相比，在参考阵列108-1的曝光阶段408、412期间以更高频率改变相位旋转设置。

因此，图1的深度图传感器100的这种操作要求通过两个单独时间源来驱动返回阵列102的像素电路300(图3)和参考阵列108-1的像素电路300。使用两个时间源而非一个时间源是不被期望的，特别是因为时间源通常占据相对较大的芯片面积、并且具有相对较高的能量消耗。

图10以框形式示意性地图示了根据示例实施例的深度图传感器的一部分，该部分包括与像素阵列相关联的多相时钟生成器1000和时序生成器500。

更具体地，如图10中所示，时序生成器500例如耦合至返回阵列(RTN阵列)102和一个参考阵列(REF阵列)，例如上部参考阵列108-1(图1)。在存在多于一个的参考阵列的情况下，时序生成器500例如耦合至每个参考阵列。

时序生成器500例如被配置为基于由多相时钟生成器1000生成的信号来生成相移时钟信号，该相移时钟信号允许深度图传感器100如关于图9所描述的一般进行操作，并且将这些相移时钟信号提供给像素阵列中的每个像素阵列。

图11以框形式示意性地图示根据示例实施例的与图10的时序生成器500相关联的图3的像素电路300。在以下描述中，像素电路300被视为返回阵列102(图1)的像素电路。然而，由于参考阵列108-1的像素电路也与相同时序生成器500相关联，因此像素电路300同样可以是一个参考阵列(例如上部参考阵列108-1)的像素电路。

根据该实施例，时序生成器500耦合至像素电路300的触发器306(306-1、306-2、306-3以及306-4)。特别地，时序生成器500被配置为向触发器306提供相移时钟信号C1、C2、C3以及C4。如图11中所示，时序生成器500例如从多相时钟生成器1000(图11中未图示)接收四个额外相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4。

图12是由图11的时序生成器500接收的相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4的时序图。特别地，图12对应于相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4并未由相等相移分隔的示例。例如，这种差异是由电路和传导路径(未示出)的物理实现方式引起的，该电路和传导路径被配置为将信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4从时序源传播到像素电路。

更具体地，在图12的示例中：

在信号PHI1与PHI2之间的相移等于在信号PHI4与PHI1之间的相移；

在信号PHI2与PHI3之间的相移大于在信号PHI1与PHI2之间的相移；以及

在信号PHI3与PHI4之间的相移小于在信号PHI1与PHI2之间的相移。

根据一个实施例，时序生成器500向像素电路300的D型触发器306-1、306-2、306-3以及306-4提供分别对应于信号PHI1、PHI2、PHI3、PHI4中的一个信号的相移时钟信号C1、C2、C3以及C4。为了减轻在相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4(诸如图12中所示的相移时钟信号)之间的可能差异的影响，时序生成器500还被配置成使得这些信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4根据循环环状移位而被分派给D型触发器306-1、306-2、306-3以及306-4。换句话说，时序生成器500被配置为执行相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4的相位旋转。

通过由相位旋转器/选择器312发射的信号控制的相位旋转复用器310例如被配置为将在时间窗口TW1、TW2、TW3以及TW4内检测到的SPAD事件分别分派给波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3以及BIN4。

下文结合图13至图16描述了由时序生成器500执行的相位旋转的示例。

图13至图16是表示根据示例实施例的图3的在像素电路300中的信号的额外时序图。

根据一个实施例，由激光源基于相同信号的上升边沿来发射利用在图13至图16中的竖直箭头所表示的激光脉冲(激光启动脉冲)。例如，在下文结合图13至图16所描述的四种相位旋转设置中，基于信号PHI1的上升边沿来发射光脉冲。在图13至图16中，激光启动脉冲和信号PHI1的上升边沿被示出为同时发生。然而，实际上，在信号PHI1的上升边沿与激光启动脉冲之间可以存在时间偏移。

如下文参考图13至图16所示出的，相位旋转器/选择器312(图11)例如被配置成使得由门控边沿检测器解码器308的输出GD1、GD2、GD3、GD4的相位旋转复用器310发射给每个波纹计数器BIN1、BIN2、BIN3、BIN4的的选择根据循环环状移位或旋转而随时间改变。由相位旋转复用器310执行的旋转使得在光信号与仓之间不存在对相对时序的修改。

图13例如示出了相移时钟信号C1、C2、C3以及C4分别对应于相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4的第一相位旋转设置。

在图13的示例中，相位旋转复用器被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN1；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN2；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN3；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN4。

图14例如示出了第二相位旋转设置，其中相移时钟信号C1、C2、C3以及C4分别对应于相移时钟信号PHI2、PHI3、PHI4以及PHI1。

时间窗口TW1(如上文参考图4所描述的，其例如由信号C1的上升边沿与信号C2的上升边沿之间的时间间隔限定)对应于在图13中所图示的第一相位旋转设置中的在信号PHI1的上升边沿与信号PHI2的上升边沿之间的时间间隔，并且对应于在图14中所图示的第二相位旋转设置中的在信号PHI2的上升边沿与信号PHI3的上升边沿之间的时间间隔。

在图14的示例中，相位旋转复用器被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN2；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN3；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN4；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN1。

图15例如示出了到第三相位旋转设置的额外旋转，其中相移时钟信号C1、C2、C3以及C4分别对应于相移时钟信号PHI3、PHI4、PHI1以及PHI2。

在图15的示例中，相位旋转复用器被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN3；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN4；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN1；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN2。

图16例如示出了到第四相位旋转设置的额外旋转，其中相移时钟信号C1、C2、C3以及C4分别对应于相移时钟信号PHI4、PHI1、PHI2以及PHI3。

在图16的示例中，相位旋转复用器被配置为：

将对应于时间窗口TW1的输出GD1耦合至波纹计数器BIN4；

将对应于时间窗口TW2的输出GD2耦合至波纹计数器BIN1；

将对应于时间窗口TW3的输出GD3耦合至波纹计数器BIN2；以及

将对应于时间窗口TW4的输出GD4耦合至波纹计数器BIN3。

上文结合图13至图16所描述的四种旋转设置分别对应于相移时钟信号C1、C2、C3以及C4的不同配置。例如，这四种旋转设置各自对应于如上文结合图9所描述的相同曝光阶段的四个曝光子阶段(ESP)中的一个曝光子阶段。

图17以框形式示意性地图示了根据示例实施例的图1的深度图传感器100的时序生成器500和多相时钟生成器1000。

如图17中所示，多相时钟生成器1000例如包括锁相环(PLL)502。锁相环502例如通过将低频参考时钟(图17中未示出)乘以深度图传感器100(图1)的操作频率来充当时钟生成器。

锁相环502的输出信号(其是例如单个时钟信号)被提供给多相时钟生成器1000的多相时钟分频器504。多相时钟分频器504例如被配置为生成四个相移时钟信号。

根据一个实施例，多时钟相位分频器504生成图12的四个相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4。然后将四个相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4提供给时序生成器500的三个区块(同步时钟门)506。

更具体地，如图17中所示，区块506-1例如被配置为向耦合至返回阵列(RTN阵列)102的复用电路508-1传播信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4。另一区块506-2例如被配置为向耦合至参考阵列(REF阵列)108-1和108-2的另一复用电路508-2传播信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4。又一区块506-3例如被配置为向照明系统(Illum Sys)104传播信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4中的一个信号。

根据一个实施例，例如，信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4到复用电路508-1的传播由区块506-1使用使能信号(在本文中被表示为RTN_ENABLE_OUTPUT)来门控。类似地，例如，信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4到复用电路508-2的传播由区块506-2使用另一使能信号(在本文中被表示为REF_ENABLE_OUTPUT)来使门控。根据一个实施例，使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT和REF_ENABLE_OUTPUT各自为双态二进制信号，并且例如由定序器510生成。定序器510是例如状态机。

由定序器510向区块506-1提供的使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT有利地允许中断相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4到复用电路508-1的传播。这例如使得复用电路508-1能够在未向复用电路508-1传播相移时钟信号的时段期间，从一种相位旋转设置切换至另一种相位旋转设置。这例如在从返回阵列102的一种相位旋转设置切换至下一种相位旋转设置时，防止了毛刺。所有这些优点类似地适用于参考阵列108-1、108-2。

此外，两个使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT和REF_ENABLE_OUTPUT的存在有利地允许对返回阵列102和参考阵列108-1独立地执行相位旋转。如参考图9所示，这例如使得参考阵列108-1能够以比返回阵列102更高的速率执行相位旋转，从而针对参考阵列108-1引起比针对返回阵列102更短的曝光子阶段。

图18示意性地图示根据示例实施例的被配置为生成相移信号的电路。特别地，图18描绘了根据示例实施例的、与返回阵列102耦合的区块506-1。然而，以下描述可以同样地适用于与参考阵列108-1和108-2耦合的区块506-2。

根据一个实施例，区块506-1包括串联耦合的三个触发器602-1、602-2以及602-3。触发器602-1、602-2以及602-3都在其时钟输入(CP)上接收信号PHI1。触发器602-1在其数据输入(D)上接收使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT，并且在其输出(Q)上提供被表示为EN_RTN1的信号。

触发器602-1的输出被耦合至触发器602-2的数据输入(D)。因此，触发器602-2在其数据输入上接收EN_RTN1信号。触发器602-2在其输出(Q)上提供被表示为EN_RTN2的另一信号。

触发器602-2的输出被耦合至触发器602-3的数据输入(D)。因此，触发器602-3在其数据输入上接收EN_RTN2信号。触发器602-3在其输出(Q)上提供在本文中被表示为EN_RTN_SAMPLED_MPIX0的又一信号。

触发器602-1、602-2以及602-3例如用于将使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT与时钟信号PHI1同步，从而防止亚稳态。

提供信号EN_RTN_SAMPLED_MPIX0的触发器602-3的输出被耦合至三个额外触发器604-1、604-2以及604-3的数据输入(D)。触发器604-1、604-2以及604-3的时钟输入(CP)分别接收相移时钟信号PHI4、PHI1以及PHI3。

触发器604-1的输出(Q)被耦合至与门606-1的输入，并且信号UNGATE_RTN_MPIX0被提供给与门606-1。以类似方式，触发器604-2的输出(Q)被耦合至另一与门606-2的输入，并且将另一信号UNGATE_RTN_MPIX90提供给与门606-2。

进一步为与门606-1提供信号PHI1，并且与门606-1输出在本文中被表示为MPIX0_RTN的信号。类似地，还为与门606-2提供信号PHI2，并且与门606-2输出在本文中被表示为MPIX90_RTN的另一信号。

触发器604-3在其输出(Q)上提供在本文中被表示为EN_RTN_SAMPLED_MPIX180的又一信号。

触发器604-3的输出被耦合至两个额外触发器608-1和608-2的数据输入(D)。因此，信号EN_RTN_SAMPLED_MPIX180被提供给触发器608-1和608-2的数据输入。信号PHI2和PHI3分别被提供给触发器608-1和608-2的时钟输入(CP)。

触发器608-1的输出(Q)被耦合至与门610-1的输入，并且信号UNGATE_RTN_MPIX180被提供给与门610-1。以类似方式，触发器608-2的输出(Q)被耦合至另一与门610-2的输入，并且另一信号UNGATE_RTN_MPIX270被提供给与门610-2。

此外，为与门610-1提供信号PHI3，并且与门610-1输出在本文中被表示为MPIX180_RTN的信号。类似地，还为与门610-2提供信号PHI4，并且与门610-2输出在本文中被表示为MPIX270_RTN的另一信号。

如图18中所描绘，触发器602-1、602-2、602-3、604-1、604-2、604-3、608-1以及608-2例如分别在其复位输入(RN)上接收在本文中被表示为RSTN的信号。

图19是表示根据示例实施例的图18的电路506-1的操作的时序图。

信号PHI1、PHI2、PHI3以及PHI4例如是矩形周期信号，这些矩形周期信号均大致具有相同周期。此外，信号PHI1至PHI4被相对于彼此相移，以使得与信号PHI1相比，信号PHI2、PHI3以及PHI4分别展现90°、180°以及270°的相移。

在时间t0处，信号PHI1处于低电平。在时间t0处，例如通过定序器510将使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT设置为高电平。

在时间t1处，当信号PHI1在时间t0之后第一次上升时，通过触发器602-1(图18)将信号EN_RTN1(未示出)设置为高电平。

在时间t2处，当信号PHI1在时间t0之后第二次上升时，通过触发器602-2将信号EN_RTN2(未示出)设置为高电平。

在时间t3处，当信号PHI1在时间t0之后第三次上升时，通过触发器602-3将信号EN_RTN_SAMPLED_MPIX0设置为高电平。

在时间t4处，当信号PHI3在时间t3之后第一次上升时，通过触发器604-3将信号EN_RTN_SAMPLED_MPIX180设置为高电平。

在时间t5处，当信号PHI4在时间t3之后第一次上升时，通过触发器604-1将信号UNGATE_RTN_MPIX0设置为高电平。

从时间t5开始，通过与门606-1的输出来临时传播信号PHI1。如从时间t5起，信号MPIX0_RTN例如展现与信号PHI1相同的形状。

在时间t6处，当信号PHI1在时间t3之后第一次上升时，通过触发器604-2将信号UNGATE_RTN_MPIX90设置为高电平。

从时间t6开始，通过与门606-2的输出来临时传播信号PHI2。如从时间t6起，信号MPIX90_RTN例如展现与信号PHI2相同的形状。换句话说，信号MPIX90_RTN相对于信号MPIX0_RTN被相移了大致90°。

在时间t7处，当信号PHI2在时间t4之后第一次上升时，通过触发器608-1将信号UNGATE_RTN_MPIX180设置为高电平。

从时间t7开始，通过与门610-1的输出来临时传播信号PHI3。如从时间t7起，信号MPIX180_RTN例如展现与信号PHI3相同的形状。换句话说，信号MPIX180_RTN相对于信号MPIX0_RTN被相移了大致180°。

在时间t8处，当信号PHI3在时间t4之后第一次上升时，通过触发器608-2将信号UNGATE_RTN_MPIX270设置为高电平。

从时间t8开始，通过与门610-2的输出来临时传播信号PHI4。如从时间t8起，信号MPIX270_RTN例如展现与信号PHI4相同的形状。换句话说，信号MPIX270_RTN相对于信号MPIX0_RTN被相移了大致270°。

在时间t9处，信号PHI1处于低电平。在时间t9处，例如通过定序器510将使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT设置为低电平。

在时间t10处，当信号PHI1在时间t9之后第一次上升时，通过触发器602-1(图18)将信号EN_RTN1(未示出)设置为低电平。

在时间t11处，当信号PHI1在时间t9之后第二次上升时，通过触发器602-2将信号EN_RTN2(未示出)设置为低电平。

在时间t12处，当信号PHI1在时间t9之后第三次上升时，通过触发器602-3将信号EN_RTN_SAMPLED_MPIX0设置为低电平。

在时间t13处，当信号PHI3在时间t12之后第一次上升时，通过触发器604-3将信号EN_RTN_SAMPLED_MPIX180设置为低电平。

在时间t14处，当信号PHI4在时间t12之后第一次上升时，通过触发器604-1将信号UNGATE_RTN_MPIX0设置为低电平。

从时间t14开始，不再通过与门606-1的输出传播信号PHI1。如从时间t14起，信号MPIX0_RTN被设置为低电平。

在时间t15处，当信号PHI1在时间t12之后第一次上升时，通过触发器604-2将信号UNGATE_RTN_MPIX90设置为低电平。

从时间t15开始，不再通过与门606-2的输出传播信号PHI2。如从时间t15起，将信号MPIX90_RTN设置为低电平。

在时间t16处，当信号PHI2在时间t13之后第一次上升时，通过触发器608-1将信号UNGATE_RTN_MPIX180设置为低电平。

从时间t16开始，不再通过与门610-1的输出传播信号PHI3。如从时间t16起，将信号MPIX180_RTN设置为低电平。

在时间t17处，当信号PHI3在时间t13之后第一次上升时，通过触发器608-2将信号UNGATE_RTN_MPIX270设置为低电平。

从时间t17开始，不再通过与门610-2的输出传播信号PHI4。如从时间t17起，将信号MPIX270_RTN设置于低电平。

如上文参考图19所示，图18的电路506-1被配置为使用使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT以及四个相移时钟信号PHI1、PHI2、PHI3和PHI4来生成四个额外相移时钟信号MPIX0_RTN、MPIX90_RTN、MPIX180_RTN以及MPIX270_RTN。此外，使用使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT中断由电路506-1生成的相移时钟信号MPIX0_RTN、MPIX90_RTN、MPIX180_RTN以及MPIX270_RTN。

图20图示了根据示例实施例的图17的时序生成器500的复用电路。

特别地，图20描绘了根据示例实施例的与返回阵列102耦合的复用电路508-1。然而，以下描述可以同样适用于与参考阵列108-1和108-2耦合的复用电路508-2。

根据一个实施例，复用电路508-1包括四个复用器702-1、702-2、702-3以及702-4。每个复用器702-1、702-2、702-3以及702-4例如是4:1复用器。在图20的示例中，每个复用器702-1、702-2、702-3以及702-4具有四个输入(I1、I2、I3以及I4)和一个输出(O)。

在图20的示例中，相移时钟信号MPIX0_RTN、MPIX90_RTN、MPIX180_RTN以及MPIX270_RTN根据循环环状移位而被提供给复用器702-1、702-2、702-3以及702-4的输入I1、I2、I3以及I4。例如，如在图20中所描绘的，信号MPIX0_RTN被提供给：

复用器702-1的输入I1；

复用器702-2的输入I2；

复用器702-3的输入I3；以及

复用器702-4的输入I4。

例如，信号MPIX90_RTN被提供给：

复用器702-1的输入I4；

复用器702-2的输入I1；

复用器702-3的输入I2；以及

复用器702-4的输入I3。

例如，信号MPIX180_RTN被提供给：

复用器702-1的输入I3；

复用器702-2的输入I4；

复用器702-3的输入I1；以及

复用器702-4的输入I2。

例如，信号MPIX270_RTN被提供给：

复用器702-1的输入I2；

复用器702-2的输入I3；

复用器702-3的输入I4；以及

复用器702-4的输入I1。

此外，如图20中所示，复用器702-1、702-2、702-3以及702-4分别输出信号C1、C2、C3以及C4。

根据一个实施例，复用器702-1、702-2、702-3以及702-4由两位控制信号(CTRL)控制。CTRL控制信号的在本文中被表示为S0和S1的两位例如是二进制信号，因此CTRL控制信号具有四个不同的可能值。CTRL控制信号的每个值例如确定将复用器702-1、702-2、702-3以及702-4中的每个复用器的输入I1、I2、I3以及I4中的哪个输入传播给在复用器702-1、702-2、702-3以及702-4中的每个复用器的输入O。

例如，针对CTRL控制信号的一个值，复用器702-1、702-2、702-3以及702-4输出对应于输入信号的信号C1、C2、C3以及C4，这些输入信号(即，MPIX0_RTN、MPIX90_RTN、MPIX180_RTN以及MPIX270_RTN)被分别提供给复用器的输入I1。针对CTRL控制信号的另一值，复用器702-1、702-2、702-3以及702-4输出对应于输入信号的信号C1、C2、C3以及C4，输入信号(即，MPIX270_RTN、MPIX0_RTN、MPIX90_RTN以及MPIX180_RTN)被分别提供给复用器的输入I2。针对CTRL控制信号的又一值，复用器702-1、702-2、702-3以及702-4输出对应于输入信号的信号C1、C2、C3以及C4，这些输入信号(即，MPIX180_RTN、MPIX270_RTN、MPIX0_RTN以及MPIX90_RTN)被分别提供给复用器的输入I3。针对CTRL控制信号的又一值，复用器702-1、702-2、702-3以及702-4输出对应于输入信号的信号C1、C2、C3以及C4，这些输入信号(即，MPIX90_RTN、MPIX180_RTN、MPIX270_RTN以及MPIX0_RTN)被分别提供给复用器的输入I4。

因此，如上面参考图13至图16所描述的，复用电路508-1能够将四种相位旋转设置提供给像素电路300。

实施例的优点在于以下事实：由于使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT、REF_ENABLE_OUTPUT，时序生成器允许在相移时钟信号不被传播给复用电路508-1、508-2的周期期间从一种相位旋转设置切换到另一相位旋转设置。这例如在从返回阵列的一种相位旋转设置切换到下一种相位旋转设置时防止了毛刺。这些优点类似地适用于参考阵列108-1、108-2。

实施例的另一优点在于以下事实：两个使能信号RTN_ENABLE_OUTPUT和REF_ENABLE_OUTPUT允许对返回阵列102和参考阵列108-1独立地执行相位旋转。这例如使得参考阵列108-1能够以比返回阵列102更高的速率从一种相位旋转设置切换到下一种相位旋转设置，从而针对参考阵列108-1引起比针对返回阵列102的曝光子阶段更短的曝光子阶段。这例如进一步允许参考阵列108-1在参考阵列102的每个曝光阶段期间执行曝光阶段和读出阶段两者。

已经描述了各种实施例和变型。本领域的技术人员应理解，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域的技术人员将容易设想到其他变型。特定地，相位旋转设置的数目可以适用于应用。

此外，尽管在本公开中已经描述了涉及四个仓BIN1、BIN2、BIN3以及BIN4和四个相移时钟信号C1、C2、C3以及C4的实施例，但对于本领域的技术人员而言显而易见的是，本公开的实施例可以适用于任何数目的仓和对应数目的相移时钟信号。特定地，本公开的实施例可以适用于两个仓和两个相关相移时钟信号或适用于八个仓和八个相关相移时钟信号。此外，返回阵列102的仓以及相关相移时钟信号的数目可以与参考阵列108-1、108-2的仓以及相关相移时钟信号的数目不同。

最后，基于上文所提供的功能描述，本文中所描述的实施例和变型的实际实现在本领域的技术人员的能力范围之内。特定地，用于读取像素和存储对应信息的实际方法在本领域的技术人员的能力范围之内。