Устройство захвата изображения и система захвата изображения - заявка 2016145935 на патент на изобретение в РФ

1. Устройство захвата изображения, содержащее:
подложку, на которой расположено множество схем пикселей;
полупроводниковый слой, расположенный на подложке;
первый электрод, расположенный на полупроводниковом слое; и
второй электрод, расположенный между полупроводниковым слоем и подложкой,
при этом непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя светопринимающую область, расположенную между первым электродом и вторым электродом, и область удержания заряда, выполненную с возможностью удержания заряда, сгенерированного в светопринимающей области, причем область удержания заряда расположена в положении, отличном от светопринимающей области.
2. Устройство захвата изображения по п. 1, дополнительно содержащее:
первый изолирующий слой, расположенный между светопринимающей областью и вторым электродом.
3. Устройство захвата изображения по п. 2, дополнительно содержащее:
третий электрод, расположенный на полупроводниковом слое; и
четвертый электрод, расположенный между полупроводниковым слоем и подложкой,
при этом область удержания заряда расположена между третьим электродом и четвертым электродом.
4. Устройство захвата изображения по п. 3, дополнительно содержащее:
второй изолирующий слой, расположенный между областью удержания заряда и четвертым электродом.
5. Устройство захвата изображения по п. 3, в котором четвертый электрод расположен окружающим второй электрод в плоскости, параллельной поверхности подложки.
6. Устройство захвата изображения по п. 3, в котором
каждая из множества схем пикселей выполнена с возможностью считывания сигнала на основе дырки, сгенерированной посредством фотоэлектрического преобразования, и
при этом, когда дырка переносится из светопринимающей области в область удержания заряда, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp > Vm.
7. Устройство захвата изображения по п. 6, в котором
непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя область переноса, расположенную между светопринимающей областью и областью удержания заряда,
при этом устройство захвата изображения дополнительно содержит электрод переноса, выполненный с возможностью управления потенциалом области переноса,
при этом, когда дырка накапливается в светопринимающей области, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на электрод переноса и представленное как Vt, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp < Vt, и
когда дырка переносится из светопринимающей области в область удержания заряда, напряжение, представленное как Vp, напряжение, представленное как Vt, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp > Vt > Vm.
8. Устройство захвата изображения по п. 3, в котором
каждая из множества схем пикселей выполнена с возможностью считывания сигнала на основе электрона, сгенерированного посредством фотоэлектрического преобразования, и
при этом, когда электрон переносится из светопринимающей области в область удержания заряда, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp < Vm.
9. Устройство захвата изображения по п. 8, в котором
непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя область переноса, расположенную между светопринимающей областью и областью удержания заряда,
при этом устройство захвата изображения дополнительно содержит электрод переноса, выполненный с возможностью управления потенциалом области переноса,
при этом, когда электрон накапливается в светопринимающей области, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на электрод переноса и представленное как Vt, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp > Vt, и
когда электрон переносится из светопринимающей области в область удержания заряда, напряжение, представленное как Vp, напряжение, представленное как Vt, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp < Vt < Vm.
10. Устройство захвата изображения по п. 1, в котором
непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя область переноса, расположенную между светопринимающей областью и областью удержания заряда, и
при этом устройство захвата изображения дополнительно содержит электрод переноса, выполненный с возможностью управления потенциалом области переноса.
11. Устройство захвата изображения по п. 1, в котором каждая из множества схем пикселей включает в себя усиливающий транзистор, выполненный с возможностью вывода сигнала на основе заряда, сгенерированного в светопринимающей области.
12. Устройство захвата изображения по п. 1, дополнительно содержащее:
светоэкранирующий слой, расположенный на области удержания заряда.
13. Устройство захвата изображения по п. 1, дополнительно содержащее:
множество микролинз,
при этом для каждой из множества микролинз обеспечено множество групп, каждая из которых включает в себя светопринимающую область и область удержания заряда.
14. Устройство захвата изображения по п. 3, в котором
каждая из множества схем пикселей включает в себя усиливающий транзистор, электрически соединенный с четвертым электродом,
транзистор сброса, выполненный с возможностью подачи напряжения сброса на четвертый электрод,
первый конденсатор, включающий в себя первый вывод и второй вывод, причем первый вывод электрически соединен с четвертым электродом, и
источник напряжения, выполненный с возможностью подачи по меньшей мере первого напряжения и второго напряжения, отличного от первого напряжения, на второй вывод, и
напряжение, подаваемое на первый электрод и представленное как Vs, первое напряжение, представленное как Vd1, второе напряжение, представленное как Vd2, напряжение сброса, представленное как Vres, значение емкости первого конденсатора, представленное как C1, и значение емкости второго конденсатора, представленное как C2, образованного из первого электрода и второго электрода, удовлетворяют соотношению, выраженному как
15. Система захвата изображения, содержащая:
устройство захвата изображения; и
устройство обработки сигналов, выполненное с возможностью обработки сигналов, выводимых из устройства захвата изображения,
при этом устройство захвата изображения включает в себя
подложку, на которой расположено множество схем пикселей,
полупроводниковый слой, расположенный на подложке,
первый электрод, расположенный на полупроводниковом слое, и
второй электрод, расположенный между полупроводниковым слоем и подложкой,
при этом непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя светопринимающую область, расположенную между первым электродом и вторым электродом, и область удержания заряда, выполненную с возможностью удержания заряда, сгенерированного в светопринимающей области, причем область удержания заряда расположена в положении, отличном от светопринимающей области.
16. Устройство захвата изображения, содержащее:
подложку, на которой расположено множество схем пикселей;
полупроводниковый слой, расположенный на подложке и включающий в себя, для каждой из множества схем пикселей, первый участок, выполненный с возможностью приема света, и второй участок, экранированный от света; и
источник напряжения смещения, выполненный с возможностью подачи напряжения смещения на первый участок и второй участок независимо друг от друга.
17. Устройство захвата изображения по п. 16, в котором
источник напряжения смещения включает в себя первый электрод, второй электрод, третий электрод и четвертый электрод,
при этом первый участок расположен между первым электродом и вторым электродом, а
второй участок расположен между третьим электродом и четвертым электродом.
18. Устройство захвата изображения по п. 17, в котором
первый электрод и третий электрод образованы из непрерывного проводящего слоя, и
второй электрод и четвертый электрод изолированы друг от друга.
19. Устройство захвата изображения по п. 18, дополнительно содержащее:
светоэкранирующий слой, расположенный на третьем электроде или между третьим электродом и вторым участком.
20. Устройство захвата изображения по п. 19, в котором
светоэкранирующий слой образован из металла, и
проводящий слой и светоэкранирующий слой электрически соединены друг с другом.
21. Устройство захвата изображения по п. 17, в котором
первый электрод и третий электрод изолированы друг от друга, и
второй электрод и четвертый электрод изолированы друг от друга.
22. Устройство захвата изображения по п. 21, в котором коэффициент пропускания света первого электрода больше коэффициента пропускания света третьего электрода.
23. Устройство захвата изображения по п. 17, дополнительно содержащее:
первый изолирующий слой, расположенный между полупроводниковым слоем и вторым электродом; и
второй изолирующий слой, расположенный между полупроводниковым слоем и четвертым электродом.
24. Устройство захвата изображения по п. 17, в котором четвертый электрод расположен окружающим второй электрод в плоскости, параллельной поверхности подложки.
25. Устройство захвата изображения по п. 17, в котором
каждая из множества схем пикселей выполнена с возможностью считывания сигнала на основе дырки, сгенерированной посредством фотоэлектрического преобразования, и
при этом, когда дырка переносится из первого участка во второй участок, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp > Vm.
26. Устройство захвата изображения по п. 25, в котором
непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя область переноса, расположенную между первым участком и вторым участком,
при этом устройство захвата изображения дополнительно содержит электрод переноса, выполненный с возможностью управления потенциалом области переноса,
при этом, когда дырка накапливается в первом участке, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на электрод переноса и представленное как Vt, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp < Vt, и
когда дырка переносится из первого участка во второй участок, напряжение, представленное как Vp, напряжение, представленное как Vt, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp > Vt > Vm.
27. Устройство захвата изображения по п. 17, в котором
каждая из множества схем пикселей выполнена с возможностью считывания сигнала на основе электрона, сгенерированного посредством фотоэлектрического преобразования, и
при этом, когда электрон переносится из первого участка во второй участок, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp < Vm.
28. Устройство захвата изображения по п. 27, в котором
непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя область переноса, расположенную между первым участком и вторым участком,
при этом устройство захвата изображения дополнительно содержит электрод переноса, выполненный с возможностью управления потенциалом области переноса,
при этом, когда электрон накапливается в первом участке, напряжение, подаваемое на второй электрод и представленное как Vp, и напряжение, подаваемое на электрод переноса и представленное как Vt, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp > Vt, и
когда электрон переносится из первого участка во второй участок, напряжение, представленное как Vp, напряжение, представленное как Vt, и напряжение, подаваемое на четвертый электрод и представленное как Vm, удовлетворяют соотношению, выраженному как Vp < Vt < Vm.
29. Устройство захвата изображения по п. 16, в котором
непрерывный участок полупроводникового слоя включает в себя область переноса, расположенную между первым участком и вторым участком, и
при этом устройство захвата изображения дополнительно содержит электрод переноса, выполненный с возможностью управления потенциалом области переноса.
30. Устройство захвата изображения по п. 16, в котором каждая из множества схем пикселей включает в себя усиливающий транзистор, выполненный с возможностью вывода сигнала на основе зарядов, сгенерированных в первом участке.
31. Устройство захвата изображения по п. 16, дополнительно содержащее:
множество микролинз,
при этом для каждой из множества микролинз обеспечено множество групп, каждая из которых включает в себя первый участок и второй участок.
32. Устройство захвата изображения по п. 17, в котором
каждая из множества схем пикселей включает в себя усиливающий транзистор, электрически соединенный с четвертым электродом,
транзистор сброса, выполненный с возможностью подачи напряжения сброса на четвертый электрод,
первый конденсатор, включающий в себя первый вывод и второй вывод, причем первый вывод электрически соединен с четвертым электродом, и
источник напряжения, выполненный с возможностью подачи по меньшей мере первого напряжения и второго напряжения, отличного от первого напряжения, на второй вывод, и
напряжение, подаваемое на первый электрод и представленное как Vs, первое напряжение, представленное как Vd1, второе напряжение, представленное как Vd2, напряжение сброса, представленное как Vres, значение емкости первого конденсатора, представленное как C1, и значение емкости второго конденсатора, представленное как C2, образованного из первого электрода и второго электрода, удовлетворяют соотношению, выраженному как
33. Система захвата изображения, содержащая:
устройство захвата изображения; и
устройство обработки сигналов, выполненное с возможностью обработки сигналов, выводимых из устройства захвата изображения,
при этом устройство захвата изображения включает в себя
подложку, на которой расположено множество схем пикселей,
полупроводниковый слой, расположенный на подложке и включающий в себя первый участок, выполненный с возможностью приема света, и второй участок, экранированный от света, и
источник напряжения смещения, выполненный с возможностью подачи напряжения смещения на первый участок и второй участок независимо друг от друга.
Наверх