INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé 500 comprend aussi la comparaison, par le servomécanisme d'amplification, de la différence de tension avec une tension de pilotage correspondant à un circuit de pilotage de laser pour déterminer si oui ou non la différence de tension dépasse la tension de pilotage (bloc 508). A titre de premier exemple, le servomécanisme d'amplification peut déterminer que la différence de tension entre la tension de laser (et éventuellement la tension de détection de courant de laser) et la tension d'amplification maximale est de 3 V, et la tension de pilotage peut être de 2 V. Dans ce premier exemple, le servomécanisme d'amplification peut comparer la différence de tension avec la tension de pilotage pour déterminer que la différence de tension dépasse de 1 V la tension de pilotage. A titre de deuxième exemple, le servomécanisme d'amplification peut déterminer que la différence de tension entre la tension de laser (et éventuellement la tension de détection de courant de laser) et la tension d'amplification maximale est de 2 V, et la tension de pilotage peut être de 2 V. Dans ce deuxième exemple, le servomécanisme d'amplification peut comparer la différence de tension avec la tension de pilotage pour déterminer que la différence de tension est égale à la tension de pilotage. Dans l'un ou l'autre cas, le servomécanisme d'amplification peut déterminer un changement (par exemple une réduction) apporté à la tension d'amplification maximale (par exemple 1 V et 0 V respectivement) par lequel le servomécanisme d'amplification peut réaliser un fonctionnement du circuit de pilotage électriquement plus performant.
Dans certains aspects, le servomécanisme d'amplification peut déterminer si oui ou non la tension de pilotage correspondant au circuit de pilotage de laser satisfait à un seuil de tension de pilotage avant, pendant ou après comparaison de la différence de tension avec la tension de pilotage. Par exemple, le servomécanisme d'amplification peut surveiller une boucle de commande de puissance optique (par exemple une boucle de puissance optique 312) qui est configurée pour réguler la tension de pilotage à une certaine fréquence de surveillance pour déterminer si oui ou non la tension de pilotage satisfait au seuil de tension de pilotage. La fréquence de surveillance peut être n'importe quelle fréquence convenable (par exemple une fois tous les x cycles de laser, une fois toutes les x millisecondes, etc.), et peut permettre au servomécanisme d'amplification de déterminer si oui ou non la tension de pilotage a besoin d'être ajustée, en affectant ainsi les exigences globales de tension provenant du régulateur d'amplification. Le seuil de tension de pilotage peut être n'importe quelle valeur de tension convenable, l'écart en pourcentage par rapport à une valeur requise, et/ou n'importe quelle autre valeur numérique convenable correspondant à la tension de pilotage, ou leurs combinaisons. De cette manière, le servomécanisme d'amplification peut valider le fait que la tension de pilotage utilisée pour comparer la différence de tension donnera un excès de tension précis que la tension d'amplification peut utiliser pour ajuster la tension d'amplification fournie par le régulateur d'amplification.
Par conséquent, en réponse à la détermination que la différence de tension dépasse d'une tension en excès la tension de pilotage, le procédé 500 comprend aussi l'amenée, par le servomécanisme d'amplification, du régulateur d'amplification à délivrer en sortie une tension optimale sur la base de la tension en excès (bloc 510). Si l'on revient aux exemples ci-dessus, le servomécanisme d'asservissement peut déterminer que la tension d'amplification maximale devrait être réduite de 1 V dans le premier exemple, de façon que la tension optimale soit inférieure de 1 V à la tension d'amplification maximale. Dans le deuxième exemple ci-dessus, le servomécanisme d'amplification peut déterminer que la différence de tension ne dépasse pas la tension de pilotage (elles sont équivalentes), si bien que la tension optimale est la tension d'amplification maximale.
Dans certains aspects, la tension de laser est une première tension de laser, la tension optimale est une première tension optimale, la différence de tension est une première différence de tension, et la tension en excès est une première tension en excès. Dans ces aspects, le servomécanisme d'amplification peut ensuite mesurer une deuxième tension de laser de la diode à laser vert et la première tension d'amplification optimale. Ensuite, le servomécanisme d'amplification peut calculer une deuxième différence de tension entre la deuxième tension de laser et la première tension d'amplification optimale, et peut comparer la deuxième différence de tension à la tension de pilotage pour déterminer si oui ou non la deuxième différence de tension dépasse la tension de pilotage. En réponse à la détermination que la deuxième différence de tension dépasse d'une deuxième tension en excès la tension de pilotage, le servomécanisme d'amplification peut amener le régulateur d'amplification à délivrer en sortie une deuxième tension optimale sur la base de la deuxième tension en excès.
A titre d'exemple, la tension de pilotage peut être de 1,5 V, la première tension de laser peut être de 6 V, et la première tension optimale peut être de 8 V. Le servomécanisme d'amplification peut mesurer une deuxième tension de laser de la diode à laser vert après une première période de fonctionnement, et la deuxième tension de laser peut être de 5,5 V en résultat d'une augmentation de la température durant le fonctionnement. Le servomécanisme d'amplification peut calculer la deuxième différence de tension en soustrayant la deuxième tension de laser (5,5 V) de la première tension optimale (8 V) pour déterminer une deuxième différence de tension de 2,5 V. Le servomécanisme d'amplification peut comparer la deuxième différence de tension (2,5 V) à la tension de pilotage (1,5 V) pour déterminer que la deuxième différence de tension dépasse de 1 V la tension de pilotage. En résultat, le servomécanisme d'amplification peut amener le régulateur d'amplification à délivrer en sortie une deuxième tension optimale de 7 V en soustrayant 1 V de la première tension optimale (8 V).
Dans certains aspects, le servomécanisme d'amplification peut obtenir une température de laser en utilisant un capteur de température. Dans ces aspects, le servomécanisme d'amplification peut aussi obtenir une tension optimale de correspondance à partir d'une table de référence de température sur la base de la température du laser. Le servomécanisme d'amplification peut aussi comparer la tension optimale à la tension optimale de correspondance pour déterminer un changement apporté à la tension optimale. Par exemple, la sortie de tension optimale par le régulateur d'amplification peut être de 9 V, et la tension de laser peut être de 7 V. Dans cet exemple, le capteur de température peut mesurer la température du laser et/ou de l'environnement de fonctionnement, peut envoyer cette température au servomécanisme d'amplification, et le servomécanisme d'amplification peut obtenir une tension optimale de correspondance de 6 V pour piloter la diode à laser vert à partir de la table de référence de température sur la base de la température obtenue à partir du capteur de température. Ainsi, le servomécanisme d'amplification peut comparer la tension optimale (9 V) et/ou la tension de laser (7 V) à la tension optimale de correspondance (6 V) pour déterminer que la tension optimale peut être réduite de 1 V sans que ce soit au détriment du pilotage du laser.
En variante ou en plus, dans certains aspects, le servomécanisme d'amplification peut être étalonné pour identifier une tension directe de laser à la température ambiante, et peut être configuré pour estimer une tension d'amplification optimale en fonction de la température. A un moment précis, le servomécanisme d'amplification peut obtenir une température de laser à partir d'un capteur de température, et peut ensuite calculer une tension d'amplification optimale estimée sur la base de la tension directe de laser à la température ambiante. Le servomécanisme d'amplification peut ensuite amener le régulateur d'amplification à délivrer en sortie la tension d'amplification optimale estimée.
Dans certains aspects, le servomécanisme d'amplification peut ajuster un courant d'entrée au régulateur d'amplification afin que le régulateur d'amplification délivre en sortie une puissance optimale sur la base de la tension en excès. Le servomécanisme d'amplification peut ajuster le courant d'entrée en réponse à la détermination que la différence de tension dépasse d'une tension en excès la tension de pilotage. De cette manière, la puissance entrée dans le régulateur d'amplification peut être optimisée par un ajustement du courant d'entrée à la place et/ou en plus de la tension entrée par le servomécanisme d'amplification pour qu'elle corresponde à la puissance que nécessite la charge des composants de pilotage de laser. Ceci va améliorer la performance et réduire le courant de pic que nécessitent les composants en réduisant indirectement la tension d'amplification en résultat d'une réduction du courant entré dans le régulateur d'amplification.
Le procédé 500 comprend aussi le calcul, par le servomécanisme d'amplification, d'une tension faible configurée pour piloter au moins un composant additionnel qui est couplé électriquement au régulateur d'amplification quand la diode à laser vert est inactive (bloc 512). Dans certains aspects, l'au moins un composant additionnel est une diode luminescente (DEL) d'éclairage. Toutefois, comme mentionné précédemment, l'au moins un composant additionnel peut être n'importe quel composant convenable qui est couplé électriquement au régulateur d'amplification. Par exemple, la sortie de tension faible par le régulateur d'amplification peut être utilisée pour piloter des pilotes de régulateur additionnels sur d'autres circuits qui ne sont pas impliqués dans le pilotage de la diode à laser vert quand la diode n'émet pas activement des impulsions de laser.
En réponse à l'inactivité de la diode à laser vert, le procédé 500 comprend aussi le fait que servomécanisme d'amplification amène le régulateur d'amplification à délivrer en sortie la tension faible pour alimenter l'au moins un composant additionnel (bloc 514). Dans certains aspects, le servomécanisme d'amplification peut déterminer que la diode à laser vert a été inactive pendant un temps supérieur à un intervalle d'inactivité, et peut amener le régulateur d'amplification à délivrer en sortie la tension d'amplification maximale pour piloter la diode à laser vert. En variante, le servomécanisme d'amplification peut déterminer que la diode à laser vert a été inactive pendant un temps inférieur à un intervalle d'inactivité, et peut amener le régulateur d'amplification à délivrer en sortie la tension optimale pour piloter la diode à laser vert, parce que la diode n'a pas eu suffisamment de temps pour refroidir suffisamment pour requérir la tension d'amplification maximale pour le pilotage. L'intervalle d'inactivité peut être n'importe quelle période de temps convenable.
De plus, dans certains aspects, le servomécanisme d'amplification peut déterminer que la diode à laser a été active pendant une période supérieure à un seuil de durée d'activité. En réponse à la détermination que la diode à laser a été active pendant une période supérieure au seuil de durée d'activité, le servomécanisme d'amplification peut mesurer la tension de laser au niveau d'une anode de la diode à laser et peut calculer la différence de tension entre la tension de laser au niveau de l'anode de la diode à laser et la tension optimale. Ainsi, la différence de tension mesurée par le servomécanisme d'amplification peut être mesurée entre la tension de grille fournie par la boucle de commande de puissance optique et la tension de laser et/ou entre l'anode de diode à laser et la tension optimale. Bien entendu, il convient d'apprécier que l'une ou l'autre mesure peut convenir, et que divers facteurs (par exemple des effets d'auto-échauffement de la diode à laser) peuvent amener une mesure quelconque à être plus fiable à un quelconque moment particulier.
Comme noté ci-dessus, des dispositifs scanneurs tels que des imageurs de code à barres qui utilisent des sources de laser vert dans des assemblages de pointage sont aussi limités du fait de tensions de fonctionnement élevées, ayant pour résultat une chaleur importante, et du fait des durées de vie raccourcies du laser. Bien que les sources de laser vert puissent produire un plus fort contraste que les sources de laser rouge, dans des applications d'imagerie de code à barres, les sources de laser vert sont plus sensibles à une saturation dans la lumière ambiante. En résultat, les sources de laser vert fonctionnent typiquement à des niveaux de sortie de puissance optique plus élevés, mais ceci exacerbe les problèmes de dissipation thermique et de dégradation du laser.
En réponse, dans divers exemples, les présents dispositifs scanneurs (par exemple des imageurs de code à barres) peuvent comprendre des techniques pour commander le pilotage du laser d'un assemblage de pointage, en particulier d'un assemblage qui utilise une source de laser vert, tel que l'assemblage de motif de pointage 222. Dans certains exemples, un imageur de code à barres comprend un tel assemblage d'imagerie 212 du dispositif scanneur 100, configuré pour capturer des images sur un champ de vision de l'imageur de code à barres, où chaque image est capturée pendant une durée de trame de l'imageur de code à barres. Dans certains exemples, un contrôleur, tel que le contrôleur d'éclairage de pointage 222B, commande l'assemblage de pointage en commandant un mode de pilotage de celui-ci. En particulier, le contrôleur 222B peut être configuré pour déterminer une valeur de rapport cyclique optimale pour le motif de pointage généré par l'assemblage de pointage 222. Par exemple, quand le rapport cyclique est supérieur à une valeur optimale, la dissipation thermique augmente, à la même luminosité visuelle du motif de pointage ; cette dernière étant limitée par la contrainte de puissance de rayonnement moyennée sur la trame. Quand le rapport cyclique est inférieur à la valeur optimale, la luminosité visuelle du motif de pointage diminue ; cette dernière étant limitée par la contrainte de puissance optique d'impulsion de pic. Comme discuté plus loin, un rapport cyclique optimal peut être une valeur unique, de multiples valeurs différentes, ou des valeurs situées à l'intérieur d'une plage de valeurs formant un espace de solutions.
Dans les divers présents exemples, il est décrit que la commande du motif de pointage est effectuée par le contrôleur 222B. Cette commande est séparée des procédés et processus décrits ci-dessus dans les Figures 3 à 5. D'ailleurs, n'importe laquelle des fonctions de contrôleur décrites ci-dessous peut être effectuée à l'intérieur du même contrôleur ou via un contrôleur d'assemblage de pointage séparé qui n'assure pas la fonctionnalité d'amplification ci-dessus. Les présentes opérations de contrôleur peuvent par exemple être effectuées par de multiples circuits de pilotage de laser. En outre, les présents systèmes et dispositifs peuvent être implémentés de manière à comprendre de multiples circuits de pilotage de laser dans le même assemblage de pointage pour permettre une utilisation dans des dispositifs scanneurs ayant différents capteurs internes et différentes fonctionnalités de surveillance. Dans certains exemples, le contrôleur 222B est implémenté de manière à comprendre l'un ou les deux parmi : a) un circuit pour maintenir constant le courant de fonctionnement de laser, avec des corrections thermiques utilisant une table de référence stockée, comme cela peut être utile pour des assemblages de pointage sans détecteurs de surveillance intégrés ; et b) un circuit pour maintenir constant le courant de surveillance de laser, comme cela peut être utile pour des assemblages de pointage avec un détecteur de surveillance intégré.
Les figures 1A, 1B, 1C, et 1D représentent, de manière partielle et schématique, respectivement des vues en coupe et une vue de dessus, et la est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif 100 comprenant plusieurs transistors T. Les vues en coupe 1B et 1C ont pour plans de coupe respectifs des plans parallèles 1B–1B et 1C–1C. Les transistors T sont représentés partiellement sur les figures 1A à 1D et 2.
Le dispositif 100 est typiquement une puce électronique de circuit intégré, définie par un substrat semiconducteur 102 comprenant une face avant 104 et une face arrière 106, non visible sur les figures 1A à 1D et 2 et visible sur les figures 3A et 3B décrites par la suite, opposée à la face avant 104, et des transistors T situés dans et sur le substrat 102.
Les transistors T sont délimités par des tranchées 110, quatre tranchées 110 parallèles étant représentées à titre d'exemple sur les figures 1B à 1D et 2. Chaque tranchée 110 s'étend dans le substrat 102 à partir de la face avant 104 sur une partie de l'épaisseur du substrat 102.
Chaque transistor T comprend notamment : - une grille 120 située dans l'une des tranchées 110 ; - un caisson semiconducteur 130 dopé d'un premier type de conductivité, enterré dans le substrat 102, séparé de la grille 120 par un isolant de grille 124, et dans lequel se forme en fonctionnement le canal du transistor T. Le caisson 130 est reliée à la face avant 104 par une zone semiconductrice de prise de contact 132 s'étendant dans le substrat 102 depuis la face avant 104 ; - des zones semiconductrices dopées 140 et 150 de drain/source, dopées d'un deuxième type de conductivité, opposé au premier type de conductivité, et situées de part et d'autre du caisson 130. La zone dopée 140, également appelée région de drain, non visible sur les figures 1A à 1D et 2 et visible sur les figures 3A et 3B décrites par la suite, est en contact avec la face arrière 106 du substrat 102, et la zone dopée 150, également appelée région de source, est en contact avec la face avant 104 du substrat 102 ; et - des régions semiconductrices 142, 152 dite régions de dérive, dopées du deuxième type de conductivité et moins fortement dopées que les zones dopées 140 et 150. La région de dérive 142 est interposée entre la zone dopée 140 et le caisson 130 et la région semiconductrice 152 est interposée entre la zone dopée 150 et le caisson 130.
Chaque transistor T défini par les éléments décrits ci-dessus constitue ainsi un transistor à effet de champ, c’est-à-dire un composant électronique susceptible, en fonction d'une tension de commande appliquée entre la grille 120 et la région de source 150, de former, dans le caisson 130, un canal conducteur connectant électriquement les régions de drain et de source 140 et 150.
La grille 120 de chaque transistor T comprend au moins une région conductrice électriquement s'étendant dans l'une des tranchées 110, tel que par exemple un métal et/ou du silicium polycristallin dopé, une paroi latérale de la tranchée 110 constituant une face latérale du caisson 130 du transistor T. L'isolant de grille 124, recouvrant la paroi latérale de la tranchée 110, est en contact avec le caisson 130 et avec la région conductrice de la grille 120. L'isolant de grille 124 est typiquement constitué d'une ou plusieurs couches diélectriques, par exemple l'isolant de grille est constitué d'une couche d'oxyde de silicium. L'épaisseur de l'isolant de grille 124 est typiquement inférieure à 15 nm, de préférence comprise entre 20 nm et 40 nm.
Le nombre et les dimensions des tranchées 110 dépendent de l'application envisagée. La profondeur de chaque tranchée 110 peut être comprise entre 1,7 µm et 2,5 µm, par exemple égale à environ 2 µm. A titre d'exemple, chaque tranchée 110 peut avoir une largeur comprise entre 0,1 µm et 1 µm, par exemple égale à 0,6 µm. De préférence, les tranchées 110 s'étendent au moins en partie selon des directions parallèles à une même direction, appelée direction longitudinale de tranchée par la suite, et sont espacées de façon régulière. On appelle par la suite direction latérale de tranchée la direction perpendiculaire à la direction longitudinale de tranchée. Le pas des tranchées selon la direction latérale de tranchée peut être compris entre 0,9 µm et 1,2 µm. Le nombre de tranchées 110 peut varier de 1000 à 3000. La longueur de chaque tranchée 110selon la direction longitudinale de tranchée peut varier de 0,5 µm à 3 µm.
Selon un mode de réalisation, comme cela apparaît sur les figures 1B et 2, chaque tranchée 110 d'un ensemble de tranchées 110 adjacentes et parallèles, éventuellement à l'exception des tranchées 110 situées aux deux bords opposés de l'ensemble de tranchées 110, délimite des transistors T de part et d'autre de la tranchée 110. Selon un mode de réalisation, comme cela apparaît sur les figures 1D et 2, pour chaque tranchée 110, les grilles 120 contenues dans la tranchée 110 sont connectées les unes aux autres et forment une grille 120 commune aux transistors T qui sont délimités par cette tranchée 110. Selon un mode de réalisation, pour chaque tranchée 110, les caissons semiconducteurs 130 des transistors T qui sont délimités par cette tranchée 110 et situés d'un même côté de cette tranchée 110 sont jointifs et forment un caisson semiconducteur continu 130.
Dans un exemple, le substrat 102 est constitué par une tranche semiconductrice, par exemple une tranche de silicium. Dans un autre exemple, le substrat est constitué par une couche située sur la surface d'une tranche semiconductrice, par exemple une couche épitaxiée sur une tranche semiconductrice. De préférence, le substrat 102 est monocristallin.
Selon un mode de réalisation, comme cela apparaît sur les figures 1B et 1C, chaque caisson 130 situé entre des première et deuxièmes tranchées 110 adjacentes s'étend de la première tranchée 110, au contact de l'isolant de grille 124 recouvrant la paroi latérale de la première tranchée 110, jusqu'à la deuxième tranchée, au contact de l'isolant de grille 124 recouvrant la paroi latérale de la deuxième tranchée 110. La profondeur, mesurée depuis la face avant 104, de la zone de prise de contact 132 peut être comprise entre 0,4 µm et 0,8 µm. La profondeur maximale, mesurée depuis la face avant 104, du caisson 130 peut être comprise entre 0,8 µm et 1,2 µm. L'épaisseur, mesurée selon une direction orthogonale à la face avant 104, du caisson 130 sous la région de dérive 152 peut être comprise entre 0,5 µm et 0,8 µm. L'épaisseur maximale, mesurée selon une direction orthogonale à la face avant 104, du caisson 130 peut être comprise entre 1 µm et 1,3 µm. La dimension selon la direction longitudinale de tranchée de la zone de prise de contact 132 peut être comprise entre 0,5 µm et 1,5 µm.