[发明专利]高动态范围像素和用于操作高动态范围像素的方法

摘要

本发明涉及HDR像素，其包括光敏元件；连接到该光敏元件的检测器节点；连接到该检测器节点以将该检测器节点重置到预定电压的重置开关；具有连接到该检测器节点的输入的缓冲放大器；能操作以用于在读出过程期间选择所述像素的选择晶体管；来源于该光敏元件、该检测器节点、该重置开关、该缓冲放大器、该选择晶体管中的至少一者并且能操作以存储由该光敏元件生成的少数载流子的固有寄生电容；其特征在于，该像素进一步包括具有连接至该检测器节点并且能在存储和释放模式中操作的双模式电容，该双模式电容当处于存储模式中时用于存储被生成的少数载流子且当处于释放模式中时用于将少数载流子释放到该寄生电容中。

主权项

一种能操作以用于执行飞行时间测量的高动态范围(HDR)像素(40)，包括：‑用于在积分时间期间响应于入射辐射生成多数载流子和少数载流子的光敏元件(PD)；‑连接到所述光敏元件(PD)的检测器节点(FD)；‑连接到所述检测器节点(FD)以将所述检测器节点(FD)重置为预定电压的重置开关(MRST)；‑具有连接到所述检测器节点(FD)的输入的缓冲放大器(MSF)；‑能操作以用于在读出过程期间选择所述像素的选择晶体管(MSEL)；‑来源于所述光敏元件(PD)、所述检测器节点(FD)、所述重置开关(MRST)、所述缓冲放大器(MSF)、所述选择晶体管(MSEL)中的至少一者并且能操作以存储由所述光敏元件(PD)生成的少数载流子的固有寄生电容(CP)；其特征在于，所述像素(40)进一步包括具有连接至所述检测器节点(FD)并且能在存储和释放模式中操作的双模式电容(CHDR)，所述双模式电容(CHDR)当处于存储模式中时用于存储被生成的少数载流子且当处于释放模式中时用于将被存储的少数载流子释放到所述寄生电容中；以及所述像素(40)能操作以用于通过以下操作来执行飞行时间测量：选择低转换增益或高转换增益，并且在低转换增益的情况下处理与在所述寄生电容(CP)和所述双模式电容(CHDR)的总和上存储的少数载流子相对应的像素数据，或者在高转换增益的情况下处理与仅在所述寄生电容(CP)上存储的少数载流子相对应的像素数据。