[发明专利]采用相关双取样的光传感器有效

专利信息
申请号: 201680039044.2 申请日: 2016-05-27
公开(公告)号: CN107787580B 公开(公告)日: 2021-03-12
发明(设计)人: R.希克斯 申请(专利权)人: 英特尔公司
主分类号: H04N5/357 分类号: H04N5/357;H04N5/363;H04N5/3745;H04N5/378;G01J1/46
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 叶培勇;杨美灵
地址: 美国加利*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 采用 相关 取样 传感器
【权利要求书】:

1.一种设备,包括:

光电检测器,用于响应入射光子而产生自由电子;

第一存储元件,耦合到所述光电检测器,以便从所述光电检测器收集自由电子作为积聚电荷;

转移开关,耦合到所述第一存储元件;

第二存储元件,经过所述转移开关耦合到所述第一存储元件,以便在所述转移开关开放时从所述第一存储元件收集所述积聚电荷;以及

感测电路,用于在从所述第一存储元件收集所述积聚电荷之前测量所述第二存储元件上的所述电荷作为参考电荷,并且用于在从所述第一存储元件收集所述积聚电荷之后测量所述第二存储元件上的所述电荷作为读取电荷,其中通过将所述参考电荷与所述读取电荷进行比较来确定所感测电荷。

2.如权利要求1所述的设备,其中,所述第一存储元件和第二存储元件包括电容器,并且所述感测电路测量电荷作为所述第二存储元件的所述电容器上的电压。

3.如权利要求2所述的设备,其中,所述参考电荷和所述读取电荷作为参考电压和读电压来测量,并且所感测电荷作为所感测电压来提供。

4.如以上权利要求中的任一项所述的设备,还包括复位开关,其耦合到参考电压以及所述第一存储元件和第二存储元件,以便在所述第一转移开关开放之前使所述第一存储元件和第二存储元件复位。

5.如权利要求4所述的设备,其中,所述复位开关还用于在测量所述参考电荷之后并且在测量所述读取电荷之前使所述第二存储元件复位。

6.如以上权利要求中的任一项所述的设备,其中,所述感测电路通过将所述第二存储元件连接到模数转换器以将所述第二存储元件的所述电压转换成数字测量值,来测量所述电荷。

7.如以上权利要求中的任一项所述的设备,其中,所述光电检测器包括膜,其具有扩散量子点,以产生所述自由电子。

8.如以上权利要求中的任一项所述的设备,其中,所述第一存储元件是全耗尽电荷阱,以及所述第二存储元件是电容器。

9.如以上权利要求中的任一项所述的设备,还包括所述光电检测器与所述第一存储元件之间的第二转移开关,以便交替地在开放时允许所述电子被收集而在闭合时防止所述电子被收集。

10.如以上权利要求中的任一项所述的设备,还包括:第一复位开关,耦合在所述第一存储元件与参考电压之间,以使所述第一存储元件的所述电压复位;以及第二复位开关,耦合在所述第二存储元件与所述参考电压之间,以使所述第二存储元件的所述电压复位。

11.一种方法,包括:

使第一存储元件和第二存储元件的电压复位到复位电压;

在所述第一存储元件从光电检测器收集电荷;

在所述第二存储元件测量所述复位电压作为第一电压;

把来自所述第一存储元件的所收集电荷转移到所述第二存储元件;

在转移所收集电荷之后测量所述第二存储元件处的所述电压作为第二电压;以及

基于所述第一电压与所述第二电压之间的差来确定所述光电检测器响应。

12.如权利要求11所述的方法,还包括在收集所述电荷之后并且在转移所述电荷之前使所述第二存储元件的所述电压复位。

13.如权利要求11或12所述的方法,其中,使所述电压复位包括经过复位晶体管将所述第一存储元件和所述第二存储元件连接到参考电压。

14.如权利要求11、12或13所述的方法,其中,使所述电压复位包括经过第一复位晶体管将所述第一存储元件连接到参考电压,并且经过第二复位晶体管将所述第二存储元件连接到所述参考电压。

15.如权利要求11-14中的任一项所述的方法,其中,收集电荷包括开放所述第一存储元件与所述光电检测器之间的第一转移晶体管,并且闭合所述第一存储元件与所述第二存储元件之间的第二转移晶体管。

16.如权利要求11-15中的任一项所述的方法,其中,测量所述复位电压包括开放所述第二存储元件与耦合到电压读电路的列导线之间的读选择晶体管。

17.如权利要求11-16中的任一项所述的方法,其中,转移所述电荷包括闭合所述第一存储元件与所述光电检测器之间的第一转移晶体管,并且开放所述第一存储元件与所述第二存储元件之间的第二转移晶体管。

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