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1. (WO2010025331) DEMODULATION PIXEL WITH DAISY CHAIN CHARGE STORAGE SITES AND METHOD OF OPERATION THEREFOR
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2010/025331    International Application No.:    PCT/US2009/055309
Publication Date: 04.03.2010 International Filing Date: 28.08.2009
IPC:
H01L 27/146 (2006.01), H01L 31/113 (2006.01), H04N 5/372 (2011.01)
Applicants: MESA IMAGING AG [CH/CH]; Technoparkstrasse 1 CH-8005 Zurich (CH) (For All Designated States Except US).
HOUSTON, J. Grant [US/US]; (US) (For All Designated States Except US).
LEHMANN, Michael [CH/CH]; (CH) (For US Only).
BUETTGEN, Bernhard [DE/CH]; (CH) (For US Only)
Inventors: LEHMANN, Michael; (CH).
BUETTGEN, Bernhard; (CH)
Agent: HOUSTON, Grant, J.; (US)
Priority Data:
61/092,548 28.08.2008 US
Title (EN) DEMODULATION PIXEL WITH DAISY CHAIN CHARGE STORAGE SITES AND METHOD OF OPERATION THEREFOR
(FR) PIXEL DE DÉMODULATION AYANT DES SITES DE STOCKAGE DE CHARGE EN GUIRLANDE ET PROCÉDÉ D’UTILISATION ASSOCIÉ
Abstract: front page image
(EN)A demodulation pixel architecture allows for demodulating an incoming modulated electromagnetic wave, normally visible or infrared light. It is based on a charge coupled device (CCD) line connected to a drift field structure. The drift field is exposed to the incoming light. It collects the generated charge and forces it to move to the pick-up point. At this pick-up point, the CCD element samples the charge for a given time and then shifts the charge packets further on in the daisy chain. After a certain amount of shifts, the multiple charge packets are stored in so-called integration gates, in a preferred embodiment. The number of integration gates gives the number of simultaneously available taps. When the cycle is repeated several times, the charge is accumulated in the integration gates and thus the signal-to-noise ratio increases. The architecture is flexible in the number of taps. A dump node can be attached to the CCD line for dumping charge with the same speed as the samples are taken. Different implementations are described herein, which allow for smaller design or faster speed. The pixel structure can be exploited for e.g. 3D time-of-flight imaging. Both heterodyne and homodyne measurements are possible. Due to the highly-efficient charge transport enabled by static drift fields in the photo-sensitive region and small-sized gates in the CCD chain, high frequency bandwidth from just a few Hertz (Hz) up to greater GHz is supported. Thus, the pixel allows for highly-accurate optical distance measurements. Another possible application of this pixel architecture is fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM), where short laser pulses for triggering the fluorescence have to be suppressed.
(FR)La présente invention porte sur une architecture de pixel de démodulation qui permet de démoduler une onde électromagnétique modulée entrante, normalement de la lumière visible ou infrarouge. L’invention est basée sur une ligne de dispositif à couplage de charge (CCD) raccordée à une structure de champ de dérive. Le champ de dérive est exposé à la lumière entrante. Il recueille la charge générée et la force à se déplacer vers le point de prélèvement. Au niveau de ce point de prélèvement, l'élément CCD échantillonne la charge pendant un temps donné et décale alors davantage les paquets de charge dans la guirlande. Dans un mode de réalisation préféré, après un certain nombre de décalages, les multiples paquets de charge sont stockés dans des portes dites d'intégration. Le nombre de portes d'intégration donne le nombre de dérivations disponibles en même temps. Lorsque le cycle est répété plusieurs fois, la charge est accumulée dans les portes d'intégration et, ainsi, le rapport signal sur bruit augmente. Le nombre de dérivations de l'architecture est flexible. Un nœud de décharge peut être fixé à la ligne CCD pour décharger la charge à la même vitesse que celle à laquelle les échantillons sont prélevés. L'invention concerne différentes mises en œuvre qui permettent d’obtenir une plus petite conception ou une vitesse plus rapide. La structure de pixel peut être exploitée, par exemple, pour une imagerie de temps de vol en trois dimensions (3D). Des mesures hétérodynes et homodynes sont possibles. Du fait du transport de charge extrêmement efficace permis par les champs de dérive statiques dans la région photosensible et des portes de petite taille de la chaîne CDD, il est possible de supporter une largeur de bande haute fréquence allant de quelques hertz (Hz) à plusieurs GHz. Ainsi, le pixel permet des mesures de distance optique très précises. Une autre application possible de cette architecture de pixel est la microscopie à imagerie en durée de vie de fluorescence (FLIM), dans laquelle on doit supprimer de courtes impulsions laser pour déclencher la fluorescence.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PE, PG, PH, PL, PT, RO, RS, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
African Regional Intellectual Property Organization (BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM)
European Patent Office (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Publication Language: English (EN)
Filing Language: English (EN)