Brevet FR3071102A1 — publié le 20190315

La présente invention concerne les capteurs d'image comprenant des pixels photosensibles dans lesquels on collecte des charges de manière périodique sur des durées très inférieures au temps d'acquisition du pixel. Plus particulièrement, l'invention concerne des capteurs d'image utilisant la mesure de temps de vol («Time of Flight » en anglais) pour déterminer la distance entre un point de la scène et son image sur le capteur. Pour mesurer un temps de vol, on illumine la scène que l'on souhaite mesurer avec une lumière dont l'amplitude est modulée temporellement à une fréquence prédéterminée choisie entre 10 à 200 MHz et l'on mesure le décalage temporel entre la lumière émise et la lumière réfléchie par la scène. Afin de pouvoir mesurer ce décalage temporel, on utilise des capteurs d'image capables d'intégrer la lumière réfléchie par la scène de manière répétitive et sur un intervalle de temps très court. Chaque pixel photosensible comprend à cet effet au moins une cellule de stockage dans laquelle on injecte une partie de la lumière réfléchie sur une durée inférieure à la période de modulation de la lumière émise et réfléchie. L'intégration répétitive sur une même cellule de stockage de la lumière réfléchie à un instant donné avec la même durée d'intégration permet de réduire le rapport signal sur bruit et d'augmenter la quantité de signal détectée. Un cas particulier intéressant associe quatre cellules de stockage distinctes à une cellule photosensible. Les performances de ce type de capteur sont limitées par la capacité à injecter dans la cellule de stockage les charges générées par la cellule photosensible de manière reproductible. En raison de la haute fréquence du signal de commande, le signal de commande du dispositif d'injection de charges est instable, notamment en termes de tension appliquée. Cette instabilité est par ailleurs amplifiée par la présence d'une capacité parasite présente aux bornes de l'électrode de commande commandant l'injection des charges dans la cellule de stockage, la tension appliquée aux bornes de l'électrode de commande étant relativement élevée (de l'ordre de plusieurs Volts). Il est donc impossible d'obtenir, avec un dispositif de l'art antérieur, une injection des charges dans la cellule de stockage qui soit fiable et reproductible. Par conséquent, les inventeurs ont identifié un besoin de proposer d'autres solutions pour permettre l'injection de charges dans une cellule de stockage de manière fiabilisée et reproductible, notamment lorsque le signal de commande du dispositif d'injection est à une fréquence élevée (de l'ordre de plusieurs dizaines de MHz ou plus). À cet effet, il est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un pixel 35 photosensible comprenant : 2 - une cellule photosensible apte à convertir des photons de lumière incidente en des charges libres, - une cellule de stockage apte à stocker des charges dans un puits de potentiel, et - un dispositif d'injection de charges apte à injecter les charges produites par la 5 cellule photosensible dans la cellule de stockage à un instant déterminé et sur une durée déterminée de manière périodique, ladite durée déterminée étant inférieure au temps d'acquisition de la cellule photosensible. Le dispositif d'injection de charges comprend deux électrodes aptes à commander l'injection des charges de la cellule photosensible dans la cellule de 10 stockage, la première électrode étant connectée à une source de tension constante et la seconde électrode est connectée à une source de tension périodique définissant l'instant et la durée d'injection des charges dans la cellule de stockage. Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : 15 - le temps d'ouverture correspondant à une commande de la seconde électrode peut être inférieur à 10 microsecondes, et la fréquence de répétition de cette commande peut être supérieure à 1 MHz ; un temps d'ouverture si court nécessite des fronts de commutation raides, et il est difficile d'obtenir un niveau de commandes précis en raison de la présence de capacité parasite 20 notamment ; - la première électrode est connectée à une source de tension constante au moins pendant le temps de trame d'image, de préférence au moins pendant 10 millisecondes ; on peut donc prévoir un schéma de commande de précision pour piloter la tension appliquée à cette première électrode, les capacités parasite 25 n'ont aucune influence sur une telle commande qui évolue lentement; - la cellule photosensible peut être une photodiode et les deux électrodes sont les électrodes de grille de deux transistors à effet de champ mis bout à bout, la source du premier transistor correspondant à la cathode de la photodiode et le drain du premier transistor correspondant à la source du second transistor, le 30 drain du second transistor correspondant à la cellule de stockage ; ce montage permet avantageusement une fonction amplification ; - la cellule photosensible peut être un photosite et les deux électrodes sont des électrodes de commande de deux barrières de potentiel présentes entre la cellule photosensible et la cellule de stockage ; ce type de montage est simple et facile à implémenter dans le silicium dans un contexte de caméras CCD ; - le pixel photosensible peut comprendre une cellule photosensible, quatre cellules de stockage et quatre dispositifs d'injection de charge, chacun des dispositifs 3 d'injection de charge définissant l'instant et la durée d'injection de charges dans la cellule de stockage associée ; grâce au stockage sélectif et décalé dans le temps dans les quatre cellules de stockage, il est possible par calcul de remonter à la distance parcourue par la lumière monochromatique pulsée ce qui forme une 5 solution pertinente pour une caméra 3D « Time of flight » ; - la première électrode commande un premier puits de potentiel et la seconde électrode commande un second puits de potentiel, le second puits de potentiel étant interposé entre le premier puits de potentiel et la cellule de stockage ; moyennant quoi on forme ainsi deux barrières disposées en série, la première 10 des barrières étant pilotée précisément en niveau et la seconde des barrières étant pilotée en mode tout ou rien avec une commande rapide et phasée ; Selon un second aspect de l'invention, il est proposé un capteur d'image comprenant une matrice de pixels photosensibles tels que décrits précédemment et un dispositif à transfert de charges comportant une pluralité de puits de potentiels aptes à 15 transférer des charges d'un puits de potentiel à un autre jusqu'à atteindre un étage de lecture destiné à convertir les charges reçues en une tension. Selon un mode de réalisation, le dispositif à transfert de charges comprend une pluralité de registres à décalages verticaux formés par les puits de potentiel du dispositif à transfert de charges et les charges de chacune des cellules de stockage du 20 pixel photosensible sont transférées à un registre à décalage vertical du dispositif à transfert de charges. Selon un mode de réalisation, les cellules de stockage du pixel photosensible sont formées par un puits de potentiel du dispositif à transfert de charges. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la 25 description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, sur lesquels : - la figure 1 représente d'une manière schématique le fonctionnement d'un capteur d'image comprenant un dispositif à transfert de charges (CCD) à transfert interligne, 30 - la figure 2 représente de manière schématique un pixel photosensible selon l'invention, - la figure 3 illustre le fonctionnement d'un capteur d'images adapté à la mesure du temps de vol, - la figure 4 représente de manière schématique un pixel photosensible 35 adapté à la mesure du temps de vol selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 5A et 5B illustrent de manière schématique le mode de 4 fonctionnement d'un capteur d'image comprenant un pixel photosensible pourvu d'un dispositif d'injection de charges selon l'invention, - la figure 6 illustre un premier exemple de réalisation d'un capteur d'image comprenant un pixel photosensible pourvu d'un dispositif d'injection de 5 charges selon l'invention, - la figure 7 illustre un exemple de réalisation d'un pixel photosensible selon un second mode de réalisation. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Pour des raisons de clarté de l'exposé, certains détails ne sont 10 pas représentés à l'échelle. La figure 1 représente un capteur d'image comprenant une matrice de pixels photosensibles Px associée à un dispositif à transfert de charges. Le dispositif à transfert de charges, couramment appelé CCD pour « Charge Coupled Device » en anglais, permet de transférer les charges générées par les pixels photosensibles Px vers 15 un étage de lecture ROut, dans lequel les charges transférées sont converties en une tension. Cette tension générée est ensuite utilisée pour coder une image selon des moyens connus de l'homme du métier, de manière analogique ou numérique. Les charges sont par exemple converties à l'aide d'une diode flottante. Dans le mode de réalisation décrit ici, les charges générées par le pixel 20 photosensible Px sont transférées à l'un des éléments du dispositif à transfert de charges adjacents correspondant à un puits de potentiel commandable électriquement. Les charges ainsi récoltées sont ensuite transférées de proche en proche verticalement au sein d'un registre à décalage vertical SRv jusqu'à atteindre un puits de potentiel commandable électriquement d'un registre à décalage horizontal SRh. 25 Le mode de réalisation décrit ici correspond à un dispositif à transfert de charges à transfert interligne. Il existe par ailleurs d'autres types de dispositifs à transfert de charges composés d'une matrice de puits de potentiels, dont certains des puits de potentiels du dispositif à transfert de charges sont formés par des photosites. Dans le mode de réalisation décrit ici, chaque registre à décalage vertical SRv 30 se trouve entre deux colonnes de pixels photosensibles. Les charges générées par les pixels photosensibles Px sont associées à un puits de potentiel d'un registre à décalage vertical SRv correspondant. Dans une variante de réalisation, chaque puits de potentiel du registre à décalage vertical SRv est apte à recevoir des charges provenant de pixels photosensibles Px situés de part et d'autre de ce puits de potentiel. Dans cette variante 35 de réalisation, un registre à décalage vertical SRv est suivi de deux colonnes de pixels photosensibles. 5 La figure 2 représente de manière schématique un pixel photosensible Px. Au sens de l'invention, un pixel photosensible Px comprend une cellule photosensible PH et au moins une cellule de stockage ST. La cellule photosensible PH est apte à convertir des photons de lumière incidente en des charges libres. Les charges libres sont transférées à 5 un instant déterminé et sur une durée déterminée de manière périodique ou répétitive, à la cellule de stockage ST à l'aide d'un dispositif d'injection de charges 1. Les charges accumulées dans la cellule de stockage ST sont ensuite transférées à un instant défini par une grille de transfert 2 vers l'étage de lecture ROut, par exemple via le registre à décalage vertical SRv et le registre à décalage 10 horizontal SRh du dispositif à transfert de charges comme décrit précédemment en référence à la figure 1. La cellule photosensible PH peut être formée par un photosite ou par une photodiode. Un photosite est formé par un empilement de couches Métal Oxyde Semiconducteur (appelé par la suite structure MOS) recouvert d'une électrode transparente. 15 Les photons de lumière arrivant sur le photosite sont convertis en charges qui sont directement stockées dans le photosite. En effet, la structure MOS joue également le rôle d'un puits de potentiel dont la profondeur est commandée par le potentiel électrique appliqué sur l'électrode. On notera que la cellule de stockage ST est formée par une structure MOS 20 opaque à la lumière incidente recouverte d'une électrode de commande. Pour ce faire, on dépose sur la structure MOS un masque empêchant aux photons de lumière incidents de pénétrer la structure MOS ou une électrode en un matériau conducteur opaque à la lumière incidente. Dans un mode de réalisation de l'invention, la cellule de stockage ST est 25 distincte du dispositif de transfert de charges et le dispositif à transfert de charges se compose essentiellement des puits de potentiel des registres à décalage verticaux SRv et horizontaux SRh tel que représenté en référence à la figure 1. Dans d'autres variantes de réalisation de l'invention non décrits ici, la cellule de stockage ST peut être formée par un élément du dispositif de transfert de charges. 30 Ainsi, dans certaines variantes de réalisation, les éléments du dispositif de transfert de charges, constituant une matrice de puits de potentiel commandables électriquement, peuvent servir de cellule de stockage ST ou d'élément d'un registre à décalage vertical SRv ou horizontal SRh, leur fonction étant déterminée par la provenance des charges transférées (cellule photosensible PH pour la cellule de stockage ST, cellule de 35 stockage ST ou puits de potentiel adjacent au sein d'un même registre à décalage vertical SRv, puits de potentiel adjacent du registre à décalage vertical adjacent ou du 6 même registre à décalage horizontal SRh pour le registre à décalage vertical SRv, par exemple). Le principe du pixel photosensible Px tel que décrit précédemment est avantageusement utilisé dans des capteurs d'image 3D utilisant la mesure du temps de 5 vol (« Time of Flight » en Anglais) pour déterminer la distance entre un point d'une scène imagée et le pixel photosensible correspondant. Pour cela, on illumine la scène avec de la lumière monochromatique, par exemple dans le proche infrarouge, que l'on module temporellement avec une fréquence F1, typiquement de l'ordre de 10 à 200 MHz, la fréquence étant choisie en 10 fonction de la précision de mesure que l'on souhaite obtenir, et de la distance maximum de non-ambiguïté. Selon un exemple particulier, on peut choisir pour la fréquence Fl une valeur entre 30 MHz et 100 MHz. Comme illustré en Figure 3, la lumière réfléchie par la scène Rxir est décalée temporellement d'une valeur (pShift par rapport à la lumière incidente sur la scène Txir. 15 C'est ce décalage temporel qui donne une information sur le temps de parcours nécessaire à la lumière pour atteindre un élément de la scène et être réfléchi par celui-ci jusqu'à atteindre le capteur d'image. En évaluant ce décalage temporel, on peut donc calculer la distance entre chacun des points de la scène et le pixel photosensible correspondant du capteur d'image. 20 Afin d'évaluer le décalage temporel (pShift, on utilise dans un mode de réalisation un pixel photosensible Px comportant une cellule photosensible PH et quatre cellules de stockage STO, ST1, ST2, ST3 tel qu'illustré dans la figure 4, chacune étant alimentée par un dispositif d'injection propre à partir de la cellule photosensible. Les charges générées par la cellule photosensible PH sont transférées aux cellules de 25 stockage STO, ST1, ST2, ST3 de manière contrôlée avec un décalage temporel à l'aide de quatre dispositifs d'injection de charges 1 commandés respectivement par des signaux de commande A0, A1, A2, A3 définissant l'instant et la durée pendant laquelle les charges produites par la cellule photosensible PH sont transférées vers l'une ou l'autre des cellules de stockage STO, ST1, ST2, ST3. 30 Les signaux de commande A0, A1, A2, A3 représentés sur la figure 3 sont des signaux périodiques rectangulaires déphasés de rr /2 (ou décalés temporellement de T/4, T étant la période du signal) les uns par rapport aux autres, le signal de commande AO étant en phase avec la lumière incidente sur la scène Txir. On injecte donc à quatre instants différents les charges 00, 01, 02, Q3 35 générées par la cellule photosensible PH dans une cellule de stockage STO, ST1, ST2, ST3. La quantité de charges QO, 01, Q2, Q3 intégrée par 7 chacune des cellules de stockage STO, ST1, ST2, ST3 est représentée de manière schématique par les zones grisées sur les chronographes de la figure 3. Afin d'améliorer le Rapport Signal sur Bruit (« Signal Noise Ratio » en Anglais), les charges sont stockées de manière répétitive dans les cellules de 5 stockage STO, ST1, ST2, ST3, c'est-à-dire sur plusieurs périodes du signal de modulation, de préférence sur un grand nombre de périodes, par exemple plusieurs centaines de périodes. Pendant le temps d'exposition d'images, une certaine quantité de charges QOt, Olt, Q2t, Q3t sont accumulées dans les cellules de 10 stockage STO, ST1, ST2, ST3 et ensuite avant de passer à l'exposition d'image suivante, les charges sont transférées à l'aide d'une grille de transfert 2 vers l'étage de lecture ROut. Un traitement connu de l'homme du métier est alors réalisé pour déterminer le décalage temporel (pShift à partir des tensions correspondant au nombre de charges 15 totales QOt, Olt, Q2t, Q3t, accumulées par chacune des cellules de stockage STO, ST1, ST2, ST3. Ce qui nous intéresse en particulier ici est d'effectuer le calcul suivant sur les charges totales accumulées : (pShift = Artan (Q3t - Olt / Q0t - Q2t). 20 La distance Dm entre le point de la scène imagée et le capteur d'image est ensuite obtenue à l'aide de la formule suivante : Dm = c x (pShift / 2, dans laquelle c correspond à la vitesse de la lumière dans le milieu considéré. On notera que les charges accumulées dans les cellules de 25 stockage STO, ST1, ST 2, ST3 sont transférées vers l'étage de lecture ROut de manière périodique, et la fréquence à laquelle les charges sont transférées vers l'étage de lecture ROut correspondant à la fréquence de trame, de l'ordre de 10 à 100 Hz, c'est-à-dire très inférieure à la fréquence Fl de modulation du signal Txir. Ainsi, on injecte des charges dans les cellules de stockage STO, ST1, ST2, ST3 à des instants différents sur 30 une durée inférieure à celle du temps d'acquisition d'une image, c'est-à-dire la durée pendant laquelle la cellule photosensible PH reçoit de la lumière. Par exemple, on injecte les charges produites par la cellule photosensible PH dans la cellule de stockage ST sur une durée inférieure à 10 ps pour un temps d'acquisition de 5 à 40 ms par image. Dans une variante représentée en bas de la figure 3, avantageusement selon 35 la présente invention, on peut avoir des temps d'ouverture pour les signaux de commande A0' A1' A2' A3' (en traits pointillés) encore plus courts de manière à ce qu'il n'y ait pas de chevauchement entre les différentes phases d'intérêt. Un calcul équivalent à 8 celui déjà décrit permet de remonter à un calcul de différence de phase à partir des charges QOt, Q1 t, Q2t, Q3t accumulées. Les figures 5A et 5B illustrent de manière schématique le mode de fonctionnement d'un capteur d'image comprenant un pixel photosensible Px pourvu d'un 5 dispositif d'injection de charges 1 selon l'invention. Selon l'invention, le dispositif d'injection de charges 1 comprend deux électrodes G11, G12 aptes à commander l'injection des charges générées par la cellule photosensible PH dans la cellule de stockage ST à un instant déterminé et sur une durée déterminée. 10 La première électrode G11 est connectée à une source de tension constante. La seconde électrode G12 est connectée à une source de tension périodique définissant l'instant et la durée d'injection des charges dans la cellule de stockage ST, il s'agit en particulier dans des signaux A0-A3 précédemment décrits. La fréquence F1 de la source de tension périodique est typiquement de l'ordre de 10 à 200 MHz, de préférence 15 comprise entre 30 MHz et 100 MHz. La profondeur du puits de potentiel formé par la cellule de stockage ST est commandée par l'électrode de commande G3. L'électrode G2, aussi appelée grille de transfert, permet de contrôler le transfert des charges de la cellule de stockage ST vers l'étage de lecture ROut. Le transfert des charges de la cellule de stockage ST vers l'étage 20 de lecture ROut intervient lorsque suffisamment de charges se sont accumulées dans la cellule de stockage ST après plusieurs cycles d'injection de charges, à une fréquence de trame de l'ordre de 10 à 100 Hz. Dans un mode de réalisation, les charges accumulées sont dirigées vers l'étage de lecture ROut par l'intermédiaire des registres à décalage verticaux SRv et 25 horizontaux SRh du dispositif à transfert de charges. Les charges accumulées y sont ensuite converties en tension. On calcule ensuite, à l'aide d'un circuit FPGA, le décalage temporel à l'aide des tensions obtenues à l'aide des autres cellules de stockage ST0-ST3 du pixel photosensible Px tel que décrit précédemment en référence à la figure 3. Dans une variante de réalisation, les charges accumulées par la cellule de 30 stockage ST ne sont pas transférées vers l'étage de lecture ROut à l'aide d'un dispositif à transfert de charges puisque chaque cellule de stockage ST est reliée à son propre étage de lecture intégré au pixel photosensible Px. Par analogie avec un système d'écoulement hydraulique, les électrodes G11, G12 et G2 correspondent à des vannes ou des robinets permettant de 35 régler le déversement d'un fluide provenant d'une source PH dans deux bassins ST et TRout. 9 Dans un mode de réalisation, le bassin TRout correspond à un puits de potentiel d'un registre à décalage vertical du dispositif de transfert de charges. Dans une variante de réalisation, le bassin TRout correspond à une diode flottante permettant de convertir les charges accumulées par la cellule de stockage ST en 5 une tension. Le calcul du décalage temporel se fait alors au sein du pixel photosensible Px à l'aide des tensions obtenues à l'aide des autres cellules de stockage ST du pixel photosensible Px, par exemple à l'aide d'un circuit FPGA. L'électrode G11 correspond à un robinet précis pour régler le débit de fluide s'écoulant vers le bassin ST et l'électrode G12 correspond à une vanne à boule, pouvant 10 être ouverte et refermée rapidement et avec une section de passage très supérieure à celle du robinet de réglage de débit. On remplace donc un robinet qui a du mal à être précis en commutant rapidement par un robinet précis et une vanne s'ouvrant et se refermant rapidement. L'injection des charges dans la cellule de stockage ST est donc fiabilisée et se 15 fait de manière reproductible permettant de réduire ainsi significativement le rapport signal sur bruit sur le signal recueilli de manière répétitive (ou périodique) dans la cellule de stockage ST, ce qui permet d'augmenter significativement la précision de la mesure du décalage temporel entre la lumière incidente sur la scène Txir et la lumière réfléchie Rxir. Dans la figure 5A, l'électrode G12 bloque l'injection des charges vers la 20 cellule de stockage ST. Dans la figure 5B, l'électrode G12 permet l'injection des charges générées par la cellule photosensible PH dans la cellule de stockage ST. La figure 6 illustre un premier exemple de réalisation d'un capteur d'image comprenant un pixel photosensible Px pourvu d'un dispositif d'injection de charges selon 25 l'invention. Dans cet exemple de réalisation, la cellule photosensible est formée par un photosite PHSI associé à un dispositif à transfert de charges. Comme évoqué précédemment, le photosite PHSI et les différents puits de potentiel formant les cellules de stockage ST et les registres à décalage SRv et SRh sont fondés sur une structure CMOS. 30 Dans l'exemple de réalisation décrit ici, la structure CMOS comporte une première couche de substrat semi-conducteur 3, typiquement du silicium dopé P, sur lequel on a ajouté une couche 4 du même substrat semi-conducteur dopé N. Puis une couche d'oxyde isolante électriquement 5 et enfin des électrodes GO, G11, G12, G3, G2 et G4. La structure CMOS comprend également une couche isolante 6 en Oxyde de 35 Silicium (SiO2) visant à empêcher aux charges générées par le photosite de déborder sur un autre pixel photosensible Px. 10 Les électrodes GO, G3 et G4 sont destinées à commander les profondeurs des puits de potentiel formés dans le photosite PHSI, la cellule de stockage ST et le puits de potentiel du registre à décalage vertical SRv adjacent, respectivement. Les électrodes G11, G12 du dispositif d'injection de charges 1 permettent de 5 commander le transfert des charges de la cellule photosensible PHSI vers la cellule de stockage ST et l'électrode G2, aussi appelée grille de transfert, permet de contrôler le transfert des charges de la cellule de stockage ST vers l'étage de lecture ROut. De manière connue, le transfert de charges entre deux puits de potentiel se fait en abaissant la barrière de potentiel de la structure CMOS entre les deux puits de 10 potentiel. D'une certaine manière, on peut considérer que les zones sous les électrodes G11, G12 et G2 sont également des puits de potentiel dont les barrières de potentiel se chevauchent. Cependant, les potentiels appliqués à certains instants sur ces électrodes visent à favoriser le transfert des charges d'un puits de potentiel à un autre en faisant varier la barrière de potentiel entre les puits de potentiel. Les électrodes G11, G12 15 et G2 ne sont donc pas nécessairement planes et peuvent être de forme adaptée et partiellement se chevaucher afin de former un gradient de potentiel au sein de la structure facilitant le transfert de charges d'un puits de potentiel à un autre. L'électrode GO est transparente afin de permettre aux photons de lumière incidente de pouvoir pénétrer le photosite PHSI. Les électrodes G3, G4 sont opaques à la 20 lumière afin d'éviter la génération de charges au sein de puits de potentiels. L'électrode G2, dite grille de transfert, est opaque afin d'éviter la génération de charges lors du transfert des charges de la cellule de stockage ST vers le puits de potentiel du registre à décalage vertical SRv. En revanche, les électrodes G11 et G12 ne sont pas nécessairement opaques et peuvent contribuer à la génération des charges. 25 La première électrode G11 est connectée à une source de tension constante d'une amplitude par exemple de l'ordre de 2 V et permet d'abaisser localement de manière fiabilisée une partie de la barrière de potentiel présente entre le photosite PHSI et la cellule de stockage ST. Dans la suite de la description, on entend par tension constante une tension n'évoluant pas pendant le temps d'acquisition d'une image. 30 La tension de la première électrode G11 est de préférence établie avec une très bonne précision c'est-à-dire de l'ordre de 0,01 % ; le circuit de polarisation utilise notamment des composants passifs ajustés (« trimmés » au laser par exemple). La seconde électrode G12 est connectée à une source de tension périodique et permet d'abaisser ou de relever localement l'autre partie de la barrière de potentiel 35 présente entre le photosite PHSI et la cellule de stockage ST. La seconde électrode G12 définit donc l'instant et la durée d'injection des charges dans la cellule de stockage ST. La source de tension périodique a par exemple une amplitude de 1V et une fréquence de 11 l'ordre de 10 à 200 MHz, comprise entre 30 MHz et 100 MHz de préférence. La tension de la seconde électrode G12 est établie avec une précision moindre que celle de la première électrode G11, par exemple de l'ordre de 1%. En utilisant deux électrodes différentes, l'une pour définir de manière précise 5 une barrière de potentiel, et l'autre avec une fréquence de variation élevée pour commander temporellement l'instant et la durée d'injection, l'injection des charges est fiabilisée par rapport aux dispositifs de l'art antérieur ne comprenant qu'une électrode. En effet, avec un dispositif de l'art antérieur à une électrode, le niveau de la barrière de potentiel n'était pas stable (peu répétable d'une commande à l'autre) et le nombre de 10 charges transférées à la cellule de stockage ST pouvait varier d'un cycle à l'autre. Selon l'invention, bien que le niveau de la barrière de potentiel sous l'électrode G12 ne soit pas stable, cette barrière de potentiel n'a pas d'influence sur la quantité de charges injectées dans la cellule de stockage ST. Avec le dispositif d'injection de charges 1 selon l'invention, l'injection se fait de 15 manière reproductible et permet ainsi de réduire significativement le rapport signal sur bruit, en faisant varier la valeur du rapport signal sur bruit de 3 à 10, ce qui permet d'augmenter significativement la précision de la mesure du décalage temporel entre la lumière incidente sur la scène Txir et la lumière réfléchie Rxir. On notera par ailleurs que, lorsque les charges générées et stockées dans le 20 photosite PHSI ne sont pas destinées à être transférées vers une cellule de stockage ST, elles sont envoyées vers une zone du substrat (non représentée) dans laquelle les charges peuvent se recombiner. La figure 7 illustre un second exemple de réalisation d'un capteur d'image comprenant un pixel photosensible Px pourvu d'un dispositif d'injection de charges 1 25 selon l'invention. Dans cet exemple de réalisation, la cellule photosensible PH est formée par une photodiode D_In. De telles photodiodes sont utilisées lorsque l'on travaille avec des longueurs d'ondes autres que celles accessibles à l'aide d'une structure telle que celle décrite précédemment, par exemple. Elles peuvent aussi être utilisées lorsque l'on souhaite amplifier le nombre de charges produites par la photodiode D_In à l'aide d'un 30 transistor. Le pixel photosensible Px se compose d'une photodiode D_In à laquelle on associe deux transistors à effet de champ T1, T2 mis bout à bout et une cellule de stockage ST. La cellule de stockage ST est formée par un condensateur. Un transistor T3 permet de transférer la charge de la cellule de stockage ST vers l'étage de lecture ROut 35 dans lequel le décalage temporel est calculé. Dans cet exemple de réalisation, chaque pixel photosensible Px comporte son propre étage de lecture apte à convertir les charges en tension et à calculer le décalage temporel. 12 Le pixel photosensible Px présente également un transistor Reset connecté entre la cellule de stockage ST et le dispositif d'injection de charges 1 permettant d'évacuer les charges qui ne sont pas destinées à être stockées dans la cellule de stockage ST et/ou de remettre à zéro le condensateur de la cellule de stockage ST entre 5 deux trames d'image. Le transistor T1 est relié à la cathode de la photodiode D_In et le drain du transistor T1 est relié à la source du transistor T2. Le drain du transistor T2 est relié à la cellule de stockage ST. Dans un mode de réalisation particulier, la source du transistor correspond à la cathode de la photodiode D ln, le drain du transistor T1 correspond à la 10 source du transistor T2 et le drain du transistor T2 correspond à la cellule de stockage ST. L'injection des charges dans la cellule de stockage ST se fait à l'aide des deux transistors T1 et T2 commandés électriquement par les électrodes de grille G11 et G12, respectivement. Comme décrit précédemment, la première électrode G11 est connectée à une 15 source de tension constante d'une amplitude par exemple de l'ordre de 2 V et permet de définir le taux d'injection des charges. La seconde électrode G12 est connectée à une source de tension périodique définissant l'instant et la durée d'injection des charges dans la cellule de stockage ST d'une amplitude de 1V et d'une fréquence de l'ordre de 10 à 200 MHz, comprise entre 30 MHz et 100 MHz de préférence. 20 En utilisant deux électrodes différentes, l'une soumise à un fort potentiel pour commander de manière précise le taux d'injection des charges, et l'autre soumise à une fréquence de variation élevée pour commander temporellement cette injection, l'injection des charges est fiabilisée et se fait de manière reproductible permettant de réduire ainsi significativement le rapport signal sur bruit, ce qui permet d'augmenter significativement la 25 précision de la mesure du décalage temporel entre la lumière incidente sur la scène Txir et la lumière réfléchie Rxir. La commande de la seconde électrode G12 est temporellement très courte, le temps d'ouverture pour laisser passer les charges utiles est généralement inférieure à 10 microsecondes, le plus souvent on choisira un temps d'ouverture inférieur à 30 1 microseconde, et préférentiellement aux fréquences de modulation utilisées entre 10MHz à 200MHz, un temps d'ouverture REVENDICATIONS1. Pixel photosensible (Px) comprenant : - une cellule photosensible (PH) apte à convertir des photons de lumière incidente en des charges libres, - une cellule de stockage (ST) apte à stocker des charges dans un puits de potentiel, et - un dispositif d'injection de charges (1) apte à injecter les charges produites par la cellule photosensible (PH) dans la cellule de stockage (ST) à un instant déterminé et sur une durée déterminée de manière périodique, ladite durée déterminée étant inférieure au temps d'acquisition de la cellule photosensible (PH), caractérisé en ce que le dispositif d'injection de charges (1) comprend deux électrodes (G11, G12) aptes à commander l'injection des charges de la cellule photosensible (PH) dans la cellule de stockage (ST), la première électrode (G11) étant connectée à une source de tension constante et la seconde électrode (G12) étant connectée à une source de tension périodique définissant l'instant et la durée d'injection des charges dans la cellule de stockage (ST). 2. Pixel photosensible (Px) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps d'ouverture correspondant à une commande de la seconde électrode (G12) est inférieur à 10 microsecondes, et la fréquence de répétition de cette commande est 20 supérieure à 1 MHz. 3. Pixel photosensible (Px) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première électrode (G1 1) est connectée à une source de tension constante au moins pendant le temps de trame d'image, de préférence au moins pendant 10 millisecondes. 4. Pixel photosensible (Px) selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que la cellule photosensible (PH) est une photodiode (D in) et en ce que les deux électrodes sont les électrodes de grille de deux transistors à effet de champ (T1, T2) mis bout à bout, la source du premier transistor (T1) correspondant à la cathode de la photodiode (D ln) et le drain du premier transistor (T1) correspondant à la source du second transistor (T2), le drain du second transistor (T2) 30 correspondant à la cellule de stockage (ST). 5. Pixel photosensible (Px) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cellule photosensible (PH) est un photosite (PHSI) et en ce que 14 les deux électrodes (G11, G12) sont des électrodes de commande de deux barrières de potentiel présentes entre la cellule photosensible (PH) et la cellule de stockage (ST). 6. Pixel photosensible (Px) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une cellule photosensible (PH), quatre cellules de 5 stockage (STO, ST1, ST2, ST3) et quatre dispositifs d'injection de charge (1), chacun des dispositifs d'injection de charge (1) définissant l'instant et la durée d'injection de charges dans la cellule de stockage associée. 7. Pixel photosensible (Px) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première électrode (G11) commande un premier puits de 10 potentiel et la seconde électrode (G12) commande un second puits de potentiel, le second puits de potentiel étant interposé entre le premier puits de potentiel et la cellule de stockage (ST). 8. Capteur d'image, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice de pixels photosensibles (Px) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et un dispositif à 15 transfert de charges (CCD) comportant une pluralité de puits de potentiels aptes à transférer des charges d'un puits de potentiel à un autre jusqu'à atteindre un étage de lecture destiné à convertir les charges reçues en une tension. 9. Capteur d'images selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif à transfert de charges (CCD) comprend une pluralité de registres à décalages verticaux formés par les puits de potentiel du dispositif à transfert de charges (CCD), et en ce que les charges de chacune des cellules de stockage (ST) du pixel photosensible (Px) sont transférées à un puits de potentiel d'un registre à décalage vertical (SRv) du dispositif à transfert de charges (CCD). 10. Capteur d'images selon la revendication 8, caractérisé en ce que les cellules de stockage (ST) du pixel photosensible (Px) sont formées par un puits de potentiel du dispositif à transfert de charges (CCD).