[发明专利]用于感测光子的设备和方法

说明书

技术领域

本申请一般涉及用于感测光子的设备和方法。

背景技术

图像传感器是将光学图像转换成电信号的设备。它已经广泛使用于数码相机和其它成像设备、比如配备有相机的移动电话中。多数数码相机使用CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器或者CCD(电荷耦合器件)传感器。

发明内容

在权利要求书中阐述了本发明的示例的各种方面。

根据本发明的第一方面，提供一种设备，该设备包括：

布置于彼此上面的多个光子感测层；以及

在每两个相邻感测层之间的中间层，感测层为石墨烯，并且每个中间层被配置成防止光的相应颜色成分继续进入它旁边的光子感测层。

在一个示例性实施例中，光是指可见光、红外线和/或紫外线光。而且，颜色成分指代相应颜色成分。

在一个示例性实施例中，布置于彼此上面的多个光子感测层提供分层结构。可以形成层的堆叠物。在这样的堆叠物中，感测层和中间层的主表面彼此相向。它们可以相互接触。

在一个示例性实施例中，反射涂层呈现中间层的示例。

在一个示例性实施例中，提供基于石墨烯光检测器的相机传感器。在一个示例性实施例中，石墨烯晶体管用来检测光子。可以向作为CMOS传感器或者如同CCD传感器等类似地工作的相机传感器系统集成检测器。在一个示例性实施例中，已经观察到石墨烯的光子检测能力可以用来使用适当中间滤波层来分离不同波长，并且该结构可以用作相机传感器。

在一个示例性实施例中，提供单像素相机传感器。单个像素单元(或者光电管)获得彩色图片的每个所需颜色成分。在一个示例性实施例中，传感器包括石墨烯层和分离不同颜色成分的反射或者吸收涂层。在一个示例性实施例中，石墨烯层与反射或者吸收层的组合用来用单个光电管测量不同波长带。

在一个示例性实施例中，与使用反射和防反射涂层组合的、恰当偏置的石墨烯晶体管的检测可见光的能力用来：

-直接产生将在MPEG4压缩格式中用于照度信息的黑白图像和/或

-产生在RGB编码彩色系统中使用的红色、绿色和蓝色。

这可以实施于包括多个石墨烯层和反射(或者吸收)涂层的单个光电管中。

在一个示例性实施例中，该设备包括配置成经由反射预定颜色成分来防止预定颜色成分继续的中间层。

在一个示例性实施例中，该设备包括配置成经由吸收预定颜色成分来防止预定颜色成分继续的中间层。

在一个示例性实施例中，多个光子感测层中的至少一个光子感测层包括多个石墨烯子层或者片。换而言之，石墨烯层中的一个或者多个石墨烯层包括在彼此上面的多于一个石墨烯片(子层)。

在一个示例性实施例中，从由用于黑白图像系统的图像传感器和彩色图像系统，比如RGB编码系统的图像传感器构成的组中选择该设备。在一个示例性实施例中，提供单像素RGB传感器。

在一个示例性实施例中，该设备包括按以下顺序在彼此上面的以下层：

用于第一颜色的感测层，用于第一颜色的反射层或者吸收层，用于第二颜色的感测层，用于第二颜色的反射层或者吸收层，以及用于第三颜色的感测层。

在一个示例性实施例中，第一颜色是蓝色，第二颜色是绿色，并且第三颜色是红色。在其它实施例中，感测层(和相应反射或者吸收层)的顺序可以不同。

在一个示例性实施例中，该设备包括在第一颜色的感测层上面的防反射涂层或者层。

在一个示例性实施例中，该设备中的传感器像素由相应微透镜覆盖。

在一个示例性实施例中，该设备是手持移动通信设备，比如移动电话。在一个示例性实施例中，该设备是数码相机。在某些实施例中，该设备是数字存储相机、移动电话相机、安全相机或者嵌入式相机结构。

根据本发明的第二方面，提供一种方法，该方法包括：

提供布置于彼此上面的多个光子感测层以及在每两个相邻感测层之间的中间层，所述感测层为石墨烯；并且

每个中间层防止光的相应颜色成分继续进入它旁边的光子感测层。

在一个示例性实施例中，该方法包括：

每个中间层经由反射相应颜色成分来防止相应颜色成分继续进入它旁边的光子感测层。

在一个示例性实施例中，该方法包括：

每个中间层经由吸收相应颜色成分来防止相应颜色成分继续进入它旁边的光子感测层。

在一个示例性实施例中，该方法包括：

向多个光子感测层中的至少一个光子感测层提供多个石墨烯子层或者片。

在一个示例性实施例中，该方法包括：