[發明專利]健康監測裝置

有效

• 申請號: 201880048856.2
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN110958851B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: A·布哈伊馬;A·凱松;C·恩茲
• 申請（專利權）人: 洛桑聯邦理工學院
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/0205;A61B5/1455;A61B5/0295;H01L27/144;H04N5/335;H01L27/146;H04N5/347;H04N5/351;H04N5/3745
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 章凱;楊陽

1.一種光電體積描記感測裝置，其被配置為輸出包括DC分量和AC分量的信號，所述裝置包括：

-脈沖光源，其適于脈沖打開或脈沖關閉，

-至少一個像素，其用于光對電荷轉換以產生光生電子，

-每個像素與所述脈沖光源同步，

其特征在于每個像素包括：

-針扎式光電二極管，其包括阱并且具有兩個電子連接節點，

-感測節點，所述感測節點是結電容，所述結電容的作用是通過所述電容的轉換增益將所述針扎式光電二極管阱中的所述光生電子轉換為電壓，以及

-轉移門晶體管，其具有電子地連接到所述針扎式光電二極管的一個電子連接節點的源極，并且被配置為充當所述針扎式光電二極管和所述感測節點之間的轉移門，從而當光被脈沖關閉時允許所述光生電子匯集，當所述光被脈沖打開時允許所述光生電子積累，并且將所述積累的光生電子的至少一部分轉移到所述感測節點用于讀出，其中所述轉移門晶體管的柵極電子地連接到DC電源V_TGtransfer，所述DC電源的值可以被動態調整。

2.根據權利要求1所述的光電體積描記感測裝置，其中每個像素還包括：

-匯集晶體管，其具有電子地連接到所述針扎式光電二極管的源極，并且被配置為充當所述針扎式光電二極管和恒定DC電源或電容任一者之間的轉移門，從而當所述光被脈沖關閉時允許所述光生電子朝向所述恒定DC電源或所述電容匯集，并且當所述光被脈沖打開時允許所述光生電子積累。

3.根據權利要求2所述的光電體積描記感測裝置，其中所述像素的每個包括至少一個另外的針扎式光電二極管，所述至少一個另外的針扎式光電二極管與所述針扎式光電二極管并聯布置，并且通過相應的轉移門晶體管連接到所述感測節點，所述轉移門晶體管的每個被配置為同步地操作。

4.根據權利要求3所述的光電體積描記感測裝置，其中所述另外的針扎式光電二極管的每個通過相應的匯集晶體管適當地連接到所述恒定DC電源或所述電容，所述匯集晶體管的每個的柵極被配置為同步地操作。

5.根據權利要求1所述的光電體積描記感測裝置，其包括多個所述像素，其中所述像素布置作為陣列。

6.根據權利要求5所述的光電體積描記感測裝置，其還包括處理器，所述處理器被配置為在空間上對所述像素的輸出平均。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的光電體積描記感測裝置，其還包括：

-第一塊CDS1，其包括：

電容C_SH1，其用于當所述脈沖光源關閉并且所述感測節點阱為空時，存儲所述光電體積描記感測裝置的輸出信號的值V_reset，以及

電容C_SH2，其用于當所述脈沖光源關閉且所述光電體積描記感測裝置剛剛經受環境光時，存儲所述光電體積描記感測裝置的所述輸出信號的值V_amb+V_reset，以及當所述脈沖光源打開時，存儲所述光電體積描記感測裝置的所述輸出信號的值V_LED+V_amb+V_reset，以及

-第二塊CDS2，其包括：

電容C_SH4，其用于存儲由電容C_SH1存儲的值V_reset與由電容C_SH2存儲的值V_amb+V_reset之間的差值V_amb，以及

電容C_SH3，其用于當所述脈沖光源打開時存儲所述光電體積描記感測裝置的所述輸出信號的值V_LED+V_amb，

其中所述第二塊CDS2被構造成使得由電容C_SH3存儲的值V_LED+V_amb與由電容C_SH4存儲的值V_amb之間的差值的函數被發送到ADC，以評估僅與所述脈沖光源LED相關的電壓V_LED。