[发明专利]基于动态门限电压的像素单元与光电调制方法及其应用

权利要求书

1.一种基于动态门限电压的光电调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

入射光通过光电转换产生光生电荷载流子，所述入射光包括接收辐射和背景光，所述接收辐射包括激光辐射和背景光；

所述接收辐射和背景光产生的光生电荷载流子通过空间分离分别存储至两个一级节点中；

将一级节点中激光辐射产生的光生电荷载流子传递至二级节点中，并将背景光产生的光生电荷载流子留在一级节点中；所述一级节点和二级节点之间设置有门限电压，所述门限电压与一级节点中存储的背景光产生的光生电荷载流子的电压值相同。

2.根据权利要求1所述的光电调制方法，其特征在于，所述光电转换在光电转换模块中发生；

所述光生电荷载流子通过传输模块传递至两个一级节点之一；

所述一级节点和二级节点之间设置有门限受控传输模块；

所述传输模块通过调制信号调节其开通和关断。

3.根据权利要求2所述的光电调制方法，其特征在于，所述光电转换模块包括钳位电压，所述一级节点包括一级节点电压，所述二级节点包括二级节点电压，其中钳位电压小于一级节点电压，一级节点电压小于二级节点电压。

4.根据权利要求3所述的光电调制方法，其特征在于，所述传输模块包括一级关断电压和一级导通电压，所述门限受控传输模块包括二级关断电压和门限电压，其中一级关断电压和二级关断电压相同，一级导通电压和门限电压均大于钳位电压并小于一级节点电压。

5.根据权利要求1所述的光电调制方法，其特征在于，所述一级节点、二级节点中存储的光生电荷载流子通过缓冲器读取，并通过缓冲器分别将其转换为电压值。

6.根据权利要求3所述的光电调制方法，其特征在于，所述一级节点中存储的光生电荷载流子通过一级复位器进行抽尽操作；

所述二级节点中存储的光生电荷载流子通过二级复位器进行抽尽操作；

所述一级复位器通过一级复位信号进行触发，所述二级复位器通过二级复位信号进行触发。

7.根据权利要求6所述的光电调制方法，其特征在于，所述一级复位信号由一级复位电压触发，所述一级复位电压大于钳位电压并小于一级节点电压。

8.一种基于动态门限电压的像素单元，其特征在于，包括：

光电转换模块，用于将入射光通过光电转换产生光生电荷载流子，所述入射光包括接收辐射和背景光,所述接收辐射包括激光辐射和背景光；

传输模块，用于将接收辐射和背景光产生的光生电荷载流子通过空间分离分别存储至两个一级节点中；

门限受控传输模块，用于将一级节点中激光辐射产生的光生电荷载流子传递至二级节点中，并将背景光产生的光生电荷载流子留在一级节点中；所述门限受控传输模块包括门限电压，所述门限电压与一级节点中存储的背景光产生的光生电荷载流子的电压值相同。

9.根据权利要求8所述的像素单元，其特征在于，所述传输模块通过调制信号调节其开通和关断。

10.根据权利要求9所述的像素单元，其特征在于，所述光电转换模块包括钳位电压，所述一级节点包括一级节点电压，所述二级节点包括二级节点电压，其中钳位电压小于一级节点电压，一级节点电压小于二级节点电压。

11.根据权利要求10所述的像素单元，其特征在于，所述传输模块包括一级关断电压和一级导通电压，所述门限受控传输模块包括二级关断电压和门限电压，其中一级关断电压和二级关断电压相同，一级导通电压和门限电压均大于钳位电压并小于一级节点电压。

12.根据权利要求8所述的像素单元，其特征在于，所述一级节点、二级节点中存储的光生电荷载流子通过源跟随器读取，并通过源跟随器分别将其转换为电压值。