1.一种装置,包括:
第一光电二极管,其被配置为将光的第一分量转换成第一电荷;
第二光电二极管,其被配置为将光的第二分量转换成第二电荷;和
接口电路,其被配置为:
执行对所述第一电荷的第一量化和第二量化,以分别产生第一结果和第二结果,所述第一量化与高于强度阈值的第一强度相关联,以及所述第二量化与低于所述强度阈值的第二强度相关联;
基于所述第一分量的强度是否超过所述强度阈值,提供所述第一结果或所述第二结果之一来表示像素的所述第一分量的强度;
执行对所述第二电荷的第一量化和第二量化,以分别产生第三结果和第四结果;和
基于所述第二分量的强度是否超过所述强度阈值,提供所述第三结果或所述第四结果之一来表示所述像素的所述第二分量的强度。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一光电二极管和所述第二光电二极管在半导体衬底中沿着与光在所述半导体衬底内的传播方向平行的轴形成堆叠结构,使得(a)光穿过所述第二光电二极管到达所述第一光电二极管,或者(b)光穿过所述第一光电二极管到达所述第二光电二极管。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述装置是背侧照明设备;
其中,光的所述第一分量在红外波长范围内;和
其中,光的所述第二分量在可见光波长范围内。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述装置是前侧照明设备;
其中,光的所述第一分量在可见光波长范围内;和
其中,光的所述第二分量在红外波长范围内。
5.根据权利要求2所述的装置,还包括与所述第一光电二极管耦合的电荷存储设备;
其中,所述第一光电二极管被配置成存储第一剩余电荷,所述第一剩余电荷是由所述第一光电二极管产生的所述第一电荷的一部分;
其中,所述电荷存储设备被配置为存储第一溢出电荷,所述第一溢出电荷是在光的所述第一分量的强度超过所述强度阈值的情况下由所述第一光电二极管产生的所述第一电荷的一部分;
其中,所述第一量化被配置成测量所述第一溢出电荷的量;和
其中,所述第二量化被配置成测量所述第一剩余电荷的量。
6.根据权利要求5所述的装置,
其中,所述第一光电二极管沿着从所述第二光电二极管到所述电荷存储设备的电荷转移路径;
其中,所述接口电路被配置成控制所述第二光电二极管将所述第二电荷转移到所述第一光电二极管,以使得所述第一光电二极管能够将所述第二电荷存储为第二剩余电荷,并且如果光的所述第二分量的强度超过所述强度阈值,则使得所述电荷存储设备能够将所述第二电荷的一部分存储为第二溢出电荷;
其中,所述第一量化被配置成测量所述第二溢出电荷的量;和
其中,所述第二量化被配置成测量所述第二剩余电荷的量。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述半导体衬底包括阻挡层,所述阻挡层夹在所述第一光电二极管和所述第二光电二极管之间,以控制电荷从所述第二光电二极管到所述第一光电二极管的流动。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述阻挡层被配置为基于施加到所述阻挡层的第一偏置电压或施加到所述半导体衬底的第二偏置电压中的至少一个来控制电荷从所述第二光电二极管到所述第一光电二极管的流动。
9.根据权利要求6所述的装置,其中,所述第一光电二极管被配置成存储第一最大量的所述第一剩余电荷;
其中,所述第二光电二极管被配置成存储第二最大量的所述第二剩余电荷;和
其中,所述第二最大量大于所述第一最大量。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述第二最大量基于要由所述装置测量的光的所述第二分量的最大强度来配置。
11.根据权利要求9所述的装置,其中:
所述第一光电二极管被配置为具有第一量子阱容量;
所述第二光电二极管被配置为具有比所述第一量子阱容量大的第二量子阱容量;
所述第一最大量基于所述第一量子阱容量来配置;和
所述第二最大量基于所述第二量子阱容量来配置。
12.根据权利要求9所述的装置,其中,所述第二最大量基于施加到所述半导体衬底的电势来配置。
13.根据权利要求6所述的装置,其中,所述接口电路还包括:
计数器,其被配置为基于时钟信号输出计数值;
比较器,其被配置为将所述电荷存储设备的电压与一个或更多个阈值进行比较,以生成判定;和
存储器,其与所述计数器和所述比较器耦合,所述存储器基于所述比较器的判定被控制以存储来自所述计数器的计数值;和
其中,所述第一结果、所述第二结果、所述第三结果和所述第四结果基于所存储的计数值来生成。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述接口电路被配置为执行包括以下操作的所述第一量化:
使用所述比较器将所述电荷存储设备处的第一电压与斜坡阈值进行比较,以生成第一判定,所述第一判定指示所述电荷存储设备是存储所述第一溢出电荷还是存储所述第二溢出电荷;和
基于所述第一判定,控制所述存储器存储来自所述计数器的第一计数值作为所述第一电荷的第一量化的第一结果或作为所述第二电荷的第一量化的第三结果。
15.根据权利要求14所述的装置,其中,所述接口电路被配置为执行包括以下操作的所述第二量化:
将所述第一剩余电荷或所述第二剩余电荷从所述第一光电二极管转移到所述电荷存储设备,以在所述电荷存储设备处产生第二电压;
使用所述比较器将所述第二电压与斜坡阈值进行比较,以生成第二判定;和
基于所述第二判定,并且基于所述第一判定指示所述电荷存储设备既不存储所述第一溢出电荷也不存储所述第二溢出电荷,控制所述存储器存储来自所述计数器的第二计数值作为所述第一电荷的第二量化的第二结果或者作为所述第二电荷的第二量化的第四结果。
16.根据权利要求15所述的装置,其中,所述接口电路被配置成在所述第一量化之前:
使用所述比较器将所述第一电压与静态阈值进行比较,以生成指示所述第一溢出电荷是否使所述电荷存储设备饱和的第三判定;和
基于所述第三判定指示所述第一溢出电荷使所述电荷存储设备饱和:
基于来自所述计数器的第三计数值,测量所述电荷存储设备的饱和时间;
控制所述存储器存储所述第三计数值;
控制所述存储器不存储所述第一计数值或所述第二计数值;和
提供存储在所述存储器中的所述第三计数值,以表示像素的所述第一分量的强度。
17.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一光电二极管和所述第二光电二极管是钉扎光电二极管。
18.一种方法,包括:
使用第一光电二极管将光的第一分量转换成第一电荷;
使用第二光电二极管将光的第二分量转换成第二电荷;
执行对所述第一电荷的第一量化和第二量化,以分别产生第一结果和第二结果,所述第一量化与高于强度阈值的第一强度相关联,以及所述第二量化与低于所述强度阈值的第二强度相关联;
基于所述第一分量的强度是否超过所述强度阈值,提供所述第一结果或所述第二结果之一来表示像素的所述第一分量的强度;
执行对所述第二电荷的所述第一量化和所述第二量化,以分别产生第三结果和第四结果;和
基于所述第二分量的强度是否超过所述强度阈值,提供所述第三结果或所述第四结果之一来表示像素的所述第二分量的强度。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一光电二极管和所述第二光电二极管是钉扎光电二极管。
20.根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一光电二极管和所述第二光电二极管在半导体衬底中沿着与光在所述半导体衬底内的传播方向平行的轴形成堆叠结构,使得(a)光穿过所述第二光电二极管到达所述第一光电二极管,或者(b)光穿过所述第一光电二极管到达所述第二光电二极管。