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公開番号2025135602
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2025061260,2023114616
出願日2025-04-02,2018-04-03
発明の名称高速光感知装置III
出願人アーティラックス・インコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人
主分類H04N 25/60 20230101AFI20250910BHJP(電気通信技術)
要約【課題】本発明はフォトディテクタを使用して光を検出することに関する。
【解決手段】第1および第2の読み出し端子を備えるフォトディテクタと、第1の読み出し端子と結合され、第1の読み出し電圧を出力するように構成される第1の読み出し回路と、第2の読み出し端子と結合され、第2の読み出し電圧を出力するように構成される第2の読み出し回路と、コモンモードADCとを具備し、コモンモードADCは、第1の電圧源と結合されている第1の入力端子と、コモンモードジェネレータと結合されている第2の入力端子であって、コモンモードジェネレータは第1および第2の読み出し電圧を受け取り、第1の読み出し電圧と第2の読み出し電圧との間のコモンモード電圧を発生するように構成される第2の入力端子と、フォトディテクタが発生する電流の大きさに対応する第1の出力信号を出力するように構成される第1の出力端子とを備える、回路。
【選択図】図5D
特許請求の範囲【請求項１】
ｎ型ドープ領域を含むシリコン基板と、
前記シリコン基板によって支持された複数のピクセルであって、前記複数のピクセルの各々のピクセルは、ゲルマニウムを含む吸収領域を含み、前記吸収領域はｐ型ドープ領域を含む、複数のピクセルとを含む光学装置であって、
前記吸収領域は、３次元物体から反射された光子を吸収し、吸収された光子に応答して光キャリアを生成するように構成されており、
前記複数のピクセルの各々のピクセルは、前記３次元物体から反射された光子の少なくとも１つが前記シリコン基板を通過して前記吸収領域内へ透過されるように構成されている、光学装置。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記吸収領域は、前記シリコン基板の平面状表面上に形成されている、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記吸収領域は、絶縁体または半導体材料によって少なくとも部分的に囲まれたトレンチ内に形成されている、請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光キャリアを処理するように構成された処理ユニットをさらに含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記処理ユニットは、前記３次元物体の材料組成を決定するように構成されている、請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記処理ユニットは、前記３次元物体の深さ情報を決定するように構成されている、請求項４に記載の光学装置。
【請求項７】
前記処理ユニットは、前記３次元物体に関連付けられた視標追跡アプリケーションを実行するように構成されている、請求項４に記載の光学装置。
【請求項８】
前記処理ユニットは、前記３次元物体に関連付けられたジェスチャ認識アプリケーションを実行するように構成されている、請求項４に記載の光学装置。
【請求項９】
前記処理ユニットは、前記３次元物体に関連付けられた拡張現実または仮想現実アプリケーションを実行するように構成されている、請求項４に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、制御回路または１つまたは複数のプロセッサを含む、請求項４に記載の光学装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年２月２８日に出願した米国特許出願第１５／９０８，４４７号の一部継続出願であり、その利益を主張するものであり、これは２０１７年２月２８日に出願した米国仮出願第６２／４６５，１３９号、２０１７年３月３１日に出願した米国仮特許出願第６２／４７９，３２２号、２０１７年５月１０日に出願した米国仮特許出願第６２／５０４，５３１号、２０１７年４月１３日に出願した米国仮特許出願第６２／４８５，００３号、２０１７年５月２７日に出願した米国仮特許出願第６２／５１１，９７７号、２０１７年７月１８日に出願した米国仮特許出願第６２／５３４，１７９号、２０１７年９月２１日に出願した米国仮特許出願第６２／５６１，２６６号、２０１８年１月３日に出願した米国仮特許出願第６２／６１３，０５４号、２０１８年１月１５日に出願した米国仮特許出願第６２／６１７，３１７号の優先権を主張し、ならびにこれは２０１６年１０月３１日に出願した米国特許出願第１５／３３８，６６０号の一部継続出願であり、その利益を主張し、これは２０１６年２月１２日に出願した米国仮特許出願第６２／２９４，４３６号、２０１５年１２月２８日に出願した米国仮特許出願第６２／２７１，３８６号、および２０１５年１１月６日に出願した米国仮特許出願第６２／２５１，６９１号の優先権を主張し、これらはすべて全体が参照により本明細書に組み込まれている。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
本出願は、また、２０１７年４月４日に出願した米国仮出願第６２／４８１，１３１号、２０１７年５月２７日に出願した米国仮出願第６２／５１１，９７７号、２０１７年８月８日に出願した米国仮出願第６２／５４２，３２９号、２０１７年９月２１日に出願した米国仮出願第６２／５６１，２５６号、２０１７年１１月５日に出願した米国仮出願第６２／５８１，７２０号、２０１７年１１月５日に出願した米国仮出願第６２／５８１，７７７号、および２０１７年１２月１１日に出願した米国仮出願第６２／５９６，９１４号の優先権の権利を主張するものであり、これらはすべて全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【０００３】
本明細書は、フォトディテクタ（ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）を使用して光を検出することに関する。
【背景技術】
【０００４】
光は自由空間内で伝搬するか、または光媒体が処理のため光信号を電気信号に変換するフォトディテクタに結合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許公開第ＵＳ２０１７００４０３６２Ａ１号
米国特許第９，７８６，７１５号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書において説明されている主題の革新的一態様によれば、３次元物体から反射された光は、撮像システムのフォトディテクタによって検出され得る。フォトディテクタは、検出された光を電荷に変換する。各フォトディテクタは、電荷を収集するスイッチの２つのグループを含み得る。スイッチの２つのグループによる電荷の収集は、時間の経過とともに変わることがあり、したがって撮像システムが感知された光の位相情報を決定するものとしてよい。撮像システムは位相情報を使用して、深さ情報または材料組成を含む３次元物体に関連付けられている特性を分析するものとしてよい。撮像システムは、また、位相情報を使用して、視標追跡、ジェスチャ認識、３次元モデルスキャニング／ビデオ録画、モーション追跡、および／または拡張／仮想現実アプリケーションに関連付けられている特性を分析するものとしてよい。
【０００７】
一般に、本明細書で説明されている主題の革新的な一態様は、第１の読み出し端子および第１の読み出し端子と異なる第２の読み出し端子を備えるフォトディテクタと、第１のＭＯＳＦＥＴトランジスタおよび第２のＭＯＳＦＥＴトランジスタを備える第１の読み出し部分回路であって、第１のＭＯＳＦＥＴトランジスタは第１の制御電圧源に結合されている第１のゲート端子、第１のチャネル端子、およびフォトディテクタの第１の読み出し端子に結合されている第２のチャネル端子を備え、第２のＭＯＳＦＥＴトランジスタは第２の制御電圧源に結合されている第２のゲート端子、電源電圧ノードに結合されている第３のチャネル端子、および第１のチャネル端子に結合されている第４のチャネル端子を備える、第１の読み出し部分回路と、第３のＭＯＳＦＥＴトランジスタおよび第４のＭＯＳＦＥＴトランジスタを備える第２の読み出し部分回路であって、第３のＭＯＳＦＥＴトランジスタは第１の制御電圧源に結合されている第３のゲート端子、第５のチャネル端子、およびフォトディテクタの第２の読み出し端子に結合されている第６のチャネル端子を備え、第４のＭＯＳＦＥＴトランジスタは第２の制御電圧源に結合されている第４のゲート端子、電源電圧ノードに結合されている第７のチャネル端子、および第５のチャネル端子に結合されている第８のチャネル端子を備える、第２の読み出し部分回路とを具備する回路で具現化され得る。回路の動作時に、第１の制御電圧源は、電源電圧ノードの電源電圧と第１の読み出し端子の第１の電圧との間の第１の電圧差を生じさせ、電源電圧ノードの電源電圧と第２の読み出し端子の第２の電圧との間の第２の電圧差を生じさせるように構成されている第１の制御電圧を発生する。
【０００８】
回路の実施形態は、次の特徴のうちの１つまたは複数の特徴を含み得る。たとえば、回路の動作時に、第１の制御電圧は、それぞれの閾値下領域または飽和領域内で第１および第３のＭＯＳＦＥＴトランジスタを動作させるように構成される。
【０００９】
いくつかの実施形態において、第１の電圧差および第２の電圧差は、電源電圧の１０％以上である。
【００１０】
いくつかの実施形態において、回路の動作時に、第１の制御電圧源は、第１の読み出し端子を通じて収集される第１の暗電流と、第２の読み出し端子を通じて収集される第２の暗電流とを、第１および第３のＭＯＳＦＥＴトランジスタを有しない相当する回路と比較して減少させる。
（【００１１】以降は省略されています）

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