用于寿命成像和检测应用的传感器和设备制造技术

一种亮度寿命成像的方法，包括在集成光电检测器处接收来自发光分子的入射光子。通过定点照护设备的一个或多个光学组件接收入射光子。该方法还包括使用集成光电检测器检测入射光子到达的时间。一种分析血糖的方法，包括至少部分地使用检测来自组织的入射光子到达时间的集成电路来检测组织的亮度寿命特性。方法还包括基于亮度寿命特性来分析血糖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于寿命成像和检测应用的传感器和设备相关申请的交叉引用本申请要求序列号为62/296,546、提交于2016年2月17日、名称为“用于寿命成像和检测应用的传感器和设备”的美国临时申请的优先权，其全文以引用的方式并入本文中。
技术介绍
光电检测器用于检测各种应用中的光。已经开发了集成光电检测器，其发出表示入射光的强度的电信号。用于成像应用的集成光电检测器包括用于检测从跨场景中接收的光的强度的像素阵列。集成光电检测器的例子包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
技术实现思路
一些实施例涉及亮度寿命成像的方法。该方法包括在集成光电检测器处接收来自发光分子的入射光子。入射光子通过定点照护设备的一个或多个光学组件接收。该方法还包括使用集成光电检测器检测入射光子到达时间。该方法还可以包括基于到达时间来区分发光分子的亮度寿命特性。该方法还可以包括使用亮度寿命特性产生图像。所述图像可基于亮度寿命特性指示患病组织的存在。该图像可以指示黑素瘤、肿瘤、细菌感染或病毒感染的存在。可以从组织中接收入射光子。该组织可以包括皮肤。该方法还可以包括照射组织以激发所述发光分子。一些实施例涉及包括检测组织的亮度寿命特性的方法，该检测至少部分地使用检测来自组织的入射光子到达时间的集成电路。该方法还包括基于亮度寿命特性分析血糖。分析可以包括确定血糖浓度。一些实施例涉及包括一个或多个光学组件的定点照护设备，被配置为通过一个或多个光学组件接收来自发光分子的入射光子的集成光电检测器，以及处理器，被配置为检测在集成光电检测器处接收的入射光子的到达时间，进行亮度寿命成像。处理器还可被配置为基于到达时间来区分发光分子的亮度寿命特性。处理器可以被配置为使用亮度寿命特性来产生图像。图像可以基于所述亮度寿命特性指示患病组织的存在。图像可以指示黑素瘤，肿瘤，细菌感染或病毒感染的存在。可以从组织中接收入射光子。组织可以包括皮肤。定点照护设备还可以包括激发光源，该激发光源被配置为照射组织以激发发光分子。一些实施例涉及包括一个或多个光学组件的定点照护设备，被配置为通过一个或多个光学组件接收来自发光分子的入射光子的集成光电检测器；以及被配置为至少部分地通过检测来自组织的入射光子的到达时间来检测组织的亮度寿命特性的处理器，该处理器还可被配置为基于亮度寿命特性分析血糖。处理器还可以被配置为确定血糖浓度。以上概述是通过示意的方式提供的，并不旨在限制本专利技术。附图说明在附图中，由类似的附图标记表示各个图中示出的每个相同或几乎相同的组件。为了清楚起见，并非每个组件都在每个附图中标记。附图不一定按比例绘制，重点在于说明在此描述的技术的各个方面。图1A示出了具有不同寿命的两种分子的随时间变化被激发光子的概率。图1B示出了以激发脉冲(虚线)为示例和以荧光发射(实线)为示例的随时间变化的强度分布示例。图2A示出了根据一些实施例的集成光电检测器的像素的图。图2B示出了捕获与图2A中的时间和空间不同的点处的电荷载流子。图3A示出了根据一些实施例的像素的电荷载流子限制区域。图3B示出了具有覆盖在图3A的电荷载流子限制区域上的多个电极Vb0-Vbn、b0-bm、stl、st2和tx0-tx3的图3A中的像素。图3C示出了其中包括PN结的光子吸收/载流子生成区域实施例。图3D示出了具有掺杂特性的图3C中的像素的俯视图。图3E示出了包括载流子行进/捕捉区域的图3C中的像素的俯视图。图3F示出了如图3E中的像素阵列。图3F示出了扩散、多晶硅、接触和金属1的区域。图3G示出图3F的像素阵列，还示出了扩散、多晶硅、接触、金属1、N-注入、P-注入和P-外延层。图4示出了图3B的像素的电路图。以粗黑线示出了电荷载流子限制区。图5A示出了可以在沿着图3B的线A-A'的载流子行进/捕获区域和光子吸收/载流子产生区域中的电荷载流子限制区域中建立的电势梯度。图5B示出了在一段时间之后，通过降低电极b0的电压，可以在时间t1升高电子的势垒。图5C示出了在另一时间周期之后，通过降低电极b2的电压，可以在时间t2升高电子的另一势垒。图5D示出了另一时间周期之后，通过降低电极b4的电压，可以在时间t3升高电子的另一势垒。图5E示出了另一时间周期之后，通过降低电极b6的电压，可以在时间t4升高电子的另一势垒。图5F示出了另一时间周期之后，通过降低电极bm的电压，可以在时间t5升高电子的另一势垒。图6A示出了一旦发生光生载流子时载流子的位置。图6B示出了此后不久的载流子的位置，其响应于所建立的电势梯度沿向下方向上行进。图6C示出了载流子在其到达泄露部时的位置。图6D示出了一旦发生光生载流子时载流子(例如，电子)的位置。图6E示出了此后不久的载流子的位置，其响应于电势梯度沿向下方向上行进。图6F示出了在时间t1后当其到达势垒时载流子的位置。图6G示出如果在时间t1和t2之间电子到达电极b0和b2之间，则电子将被捕获在势垒501和势垒502之间，如图6G所示。图6H示出了电子在时间t1和t2之间到达，使其保持在势垒501与势垒502之间的示例。图6I示出了电子在时间t1和t2之间到达,使其保持在势垒501与势垒50之间的示例。图6J示出了电子在时间t1和t2之间到达，使其保持在势垒501与势垒502之间的示例。图6K示出了电压时序图，其示出了电极b0-b8，st0和stl随时间的电压。图7A示出了沿着图3B的线B-B'的电荷载流子限制区域的横截面的电势的图。图7B示出了在时间t5之后，电极bl，b3，b5和b7上的电压，任选地可以减少(图6中未示出)从而提高电子在势阱内的位置，有利于电子的传输。图7C示出了在时间t6(图6K)，可以升高电极st0和stl上的电压。图7D示出了在时间t7，电极st0上的电压可以被降低，从而将所捕获的载流子(如果有的话)限制在对应的仓中(在本例中为仓2)。图7E示出了示出在势垒503和504之间捕获的电子的平面图。图7F示出了示出电极stl的电压被升高和载流子被传输的平面图。图7G示出了示出电极stl的电压被降低且载流子被捕获在仓2中的平面图。图7H示出了根据一些实施例的电荷载流子隔离结构电极的特性。图8A示出了根据一些实施例的包括执行多个测量的方法的流程图。图8B是示出在时间t0和时间仓仓0-仓3处产生的激发脉冲的图。图8C示出了在每个时间仓中用于一组荧光寿命测量的光子/电荷载流子数量的曲线图，其中分子的概率随时间变化呈指数降低。图8D示出了根据一些实施例的操作集成光电检测器的方法，其中响应于多个不同触发事件在集成光电检测器处接收光。图8E示出了当执行图8D的方法时电荷载流子隔离结构的电极的电压。图9A示出了使用相关双采样顺序地读出仓仓0-仓3的时序图的示例。图9B示出了根据一些实施例用于执行不需要测量每个信号的复位值的相关双采样的读出序列。图10A示出了具有多个列C1-Cn和多个行的像素阵列，具有以示意性方式示出的选定的行Ri。图10B示出了可为多个列提供公共读出电路的实施例。图10C示出了具有多个读出电路的实施例，所述多个读出电路少于列的数量。图10D示出了包括采样和保持电路，放大器电路和模数转换器的列读出电路的电路图。图10E示出了读出电路的实施例，其中放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亮度寿命成像的方法，包括：在集成光电检测器处接收来自发光分子的入射光子，所述入射光子通过定点照护设备的一个或多个光学组件接收；以及使用所述集成光电检测器检测入射光子到达时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.17 US 62/296,5461.一种亮度寿命成像的方法，包括：在集成光电检测器处接收来自发光分子的入射光子，所述入射光子通过定点照护设备的一个或多个光学组件接收；以及使用所述集成光电检测器检测入射光子到达时间。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述到达时间来区分所述发光分子的亮度寿命特性。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：使用所述亮度寿命特性产生图像。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述图像基于所述亮度寿命特性指示患病组织的存在。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述图像指示黑素瘤、肿瘤、细菌感染或病毒感染的存在。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从组织接收入射光子。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述组织包括皮肤。8.根据权利要求6或7所述的方法，还包括：照射所述组织以激发所述发光分子。9.一种方法，包括：至少部分地使用检测来自组织的入射光子的到达时间的集成电路来检测所述组织的亮度寿命特性，以及基于所述亮度寿命特性分析血糖。10.根据权利要求9所述的方法，其中，分析包括确定血糖浓度。11.一种定点照护设备，包括：一个或多个光学组件；集成光电检测器，被配置为通过所述一个或多个光学组件接收来自发光分子的入射光...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·M·罗斯伯格，基斯·G·法夫，D·布瓦韦尔，
申请(专利权)人：泰斯艾科特健康公司，
类型：发明
国别省市：美国,US