[發(fā)明專利]光電傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980066413.0
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN112823425A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·里希特;盧卡·海貝爾格爾
• 申請（專利權(quán)）人: 奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體股份有限兩合公司
• 主分類號: H01L31/173
• 分類號: H01L31/173;H01L31/167;H01L31/0216;H01L31/0304;H01L31/18;A61B5/024;A61B5/1455
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 張英

本發(fā)明涉及一種光電傳感器(1)，包括：發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域(2)；探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域(3)；第一偏振過濾器(4)，其布置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域(2)之上并具有第一偏振方向(P1)；和第二偏振過濾器(5)，其布置在探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域(3)之上并具有第二偏振方向(P2)，其中第一偏振方向和第二偏振方向彼此垂直，并且其中將反射輻射或吸收輻射層(8)設(shè)置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域(2)的和/或探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域(3)的和/或第一偏振過濾器(4)的和/或第二偏振過濾器(5)的側(cè)邊處。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種光電傳感器、特別是用于在便攜式設(shè)備中測量生命參數(shù)的光電傳感器。

背景技術(shù)

本專利申請要求德國專利申請10 2018 125 050.9的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

借助便攜式設(shè)備、例如運(yùn)動(dòng)手表中的光電傳感器對生命參數(shù)的監(jiān)視需要具有高靈敏度的特別緊湊的傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

因此，要實(shí)現(xiàn)的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊且靈敏度高的光電傳感器。

該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的光電傳感器來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)至少一個(gè)設(shè)計(jì)方案，光電傳感器包括發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域和探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域尤其具有適合于發(fā)射輻射的有源層。有源層可以設(shè)計(jì)為例如pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)。術(shù)語“量子阱結(jié)構(gòu)”包括在其中電荷載流子通過約束(confinement)來獲得其能量狀態(tài)的量化的任何結(jié)構(gòu)。特別是，術(shù)語“量子阱結(jié)構(gòu)”不包含有關(guān)量化的規(guī)模的任何說明。因此，量子阱結(jié)構(gòu)尤其包括量子阱、量子線和量子點(diǎn)以及這些結(jié)構(gòu)的任何組合。

探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域尤其具有適合于探測輻射的有源層、例如光電二極管或適合于探測輻射的另外的半導(dǎo)體層序列。

根據(jù)至少一個(gè)設(shè)計(jì)方案，光電傳感器包括布置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域之上的第一偏振過濾器和布置在探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域之上的第二偏振過濾器。第一偏振過濾器尤其可以直接布置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域的輻射出射面上。以類似的方式，第二偏振過濾器可以直接布置在探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域的輻射入射面上。偏振過濾器例如以層或?qū)有蛄械男问街苯硬贾迷诎雽?dǎo)體區(qū)域上有利地有助于光電傳感器的緊湊的結(jié)構(gòu)。

第一偏振過濾器具有第一偏振方向，第二偏振過濾器具有第二偏振方向。第一偏振方向不同于第二偏振方向，特別是第一偏振方向和第二偏振方向彼此垂直。例如，布置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域之上的第一偏振過濾器產(chǎn)生具有第一偏振方向的線性偏振輻射，并且布置在探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域之上的第二偏振過濾器產(chǎn)生具有第二偏振方向的線性偏振輻射，其中，該第二偏振方向垂直于第一偏振方向。換句話說，第一偏振過濾器和第二偏振過濾器形成交叉偏振器。

通過使第一和第二偏振過濾器具有彼此垂直定向的偏振方向有利地實(shí)現(xiàn)了由發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域發(fā)射的輻射從光電傳感器以偏振方向射出，在探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域之上的第二偏振過濾器對此是基本不可穿透的。

由發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域發(fā)射的輻射特別是被提供用于測量生命參數(shù)的激發(fā)光。發(fā)出的輻射可能至少部分地被人體的一部分區(qū)域、例如組織或血管吸收和/或反射。探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域尤其設(shè)置用于探測由于激發(fā)而由身體區(qū)域發(fā)射的輻射。探測的輻射尤其可以用于探測一個(gè)或多個(gè)重要參數(shù)、例如血壓和/或心率。探測的輻射通常包括較低能量的輻射、即較長波長的輻射。此外，與激發(fā)光的強(qiáng)度相比，待探測的輻射通常僅具有非常低的強(qiáng)度。因?yàn)橛砂l(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域產(chǎn)生的激發(fā)光由于其偏振方向基本上不被第二偏振過濾器穿過，所以有利地在激發(fā)光到達(dá)探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域之前將其與要探測的身體區(qū)域的輻射分開。因此，由發(fā)射輻射的半導(dǎo)體區(qū)域發(fā)射的光僅非常輕微地有助于由探測輻射的半導(dǎo)體區(qū)域探測到的信號光。以這種方式有利地實(shí)現(xiàn)了光電傳感器的高靈敏度。