近日。佳能在申請(qǐng)一項(xiàng)專利(2024-056859)，該公司正在考慮提高SPAD傳感器的可靠性。

SPAD(單光子雪崩二極管)傳感器，通過(guò)將二極管放入雪崩模式來(lái)操作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這需要一個(gè)高的負(fù)偏置電壓(大約在-50到-100伏之間)，這會(huì)導(dǎo)致雪崩電流的產(chǎn)生。當(dāng)二極管處于這種狀態(tài)時(shí)，照射到二極管光敏部分的每個(gè)光子都會(huì)觸發(fā)一個(gè)脈沖。通過(guò)這種方式，二極管可以精確地計(jì)算入射到二極管上的光子數(shù)量。

這是按比例擴(kuò)展到傳感器尺寸上，并且需要大量的電壓，這需要比普通傳感器更多的規(guī)劃。考慮到CMOS集成電路通常以大約5到18伏的電壓供電。

佳能正在考慮提高傳感器的可靠性，方法是將傳感器堆疊起來(lái)，將一些電路移到第二襯底上，并遠(yuǎn)離雪崩配置中二極管的高電壓。他們引用了一個(gè)先前的專利，并建議它有以下問(wèn)題。

圖片:搜狗截圖20240426090818.png

沒(méi)有考慮到用于提供高壓驅(qū)動(dòng)層壓雪崩二極管的布線，也沒(méi)有充分保證光電轉(zhuǎn)換裝置的可靠性。

簡(jiǎn)而言之，這就是他們想要通過(guò)這項(xiàng)專利申請(qǐng)解決的問(wèn)題。而且，簡(jiǎn)而言之，這個(gè)專利的作者不喜歡先前的專利。

由于極高的靈敏度和當(dāng)光子擊中二極管時(shí)這些傳感器可以脈沖的事實(shí)，它們通常用于ToF(飛行時(shí)間)或激光雷達(dá)傳感器。這兩種方法都松散地使用激光脈沖從表面反射到傳感器上的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離。由于光速在大氣中是相對(duì)恒定的，這就成為測(cè)量距離的一個(gè)簡(jiǎn)單過(guò)程。

這些傳感器的應(yīng)用通常用于汽車、手機(jī)自動(dòng)對(duì)焦傳感器和其他應(yīng)用。它們也可以用于非常靈敏的夜視傳感器等等。

與所有的專利申請(qǐng)一樣，這是一個(gè)佳能的研究，可能不會(huì)在任何未來(lái)佳能產(chǎn)品上應(yīng)用。