mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Deux lectures corrélées, réalisées avant et après le transfert de charges sur le nœud de diffusion flottante, permet une suppression quasi-totale du bruit de réinitialisation (bruit KTC proportionnel à la capacité).
Two correlated readings, performed before and after transfer of charges to the floating diffusion node, enables near-total cancelling of the reset noise (KTC noise proportional to capacitance).
Sachant que la photodiode enterrée ne contient pas de charges mobiles au début de la photo-conversion et après son transfert, elle ne contribue pas à la génération du bruit KTC.
Given that the pinned photodiode contains no mobile charges at the start of photo-conversion and after its transfer, it does not contribute to generation of KTC noise.
De plus, la charge photoélectrique est mesurée sur la diffusion flottante FD, dont la capacité est dissociée à celle de la photodiode.
Also, the photoelectric charge is measured on the floating diffusion FD, whereof the capacitance is dissociated from that of the photodiode.
Donc la photodiode enterrée ne collecte que la charge photoélectrique, qui est ensuite mesurée sur la diffusion flottante après transfert.
Accordingly the pinned photodiode collects the photoelectric charge only, which is then measured on the floating diffusion after transfer.
Une faible capacitance de la diffusion flottante augmente sensiblement la variation de tension par chaque photoélectron transféré, et ceci améliore le rapport signal sur bruit global car le bruit du système reste relativement constant.
Low capacitance of the floating diffusion substantially increases variation in voltage by each transferred photoelectron, and this improves the overall signal-to-noise ratio, as the noise of the system remains relatively constant.
Par exemple, pour un bruit de fond d'un système à 160μν, pour une capacité de 5fF donnant une variation de tension de 32μν par électron, ce bruit système équivaut 5 électrons sur la diffusion flottante FD.
For example, for background noise of a system at 160 μV, for a capacitance of 5 fF giving a variation in voltage of 32 μV per electron, this noise system equals 5 electrons on the floating diffusion FD.
Et avec une capacité de 1fF pour la diffusion flottante FD, un bruit de fond de 160 V se traduit par seulement 1 électron.
And with a capacitance of 1 fF for the floating diffusion FD, a background noise of 160 μV is reflected by 1 electron only.
La structure de pixel à transfert de charge dispose d'une bonne sensibilité par une faible valeur de capacité de la diffusion flottante FD et un dispositif de transfert de charge efficace, mais la dynamique de fonctionnement se trouve réduite car une faible capacitance de la zone de diffusion flottante FD lui empêche d'accueillir des quantités de charges importantes.
The pixel structure with charge transfer has good sensitivity via a low value in capacitance of the floating diffusion FD and an effective charge transfer device, but the operating dynamic is reduced as a low capacitance of the floating diffusion zone FD prevents it from receiving large numbers of charges.
Par exemple, une capacité de la zone de diffusion flottante FD de 5fF sur 1V de variation de tension donne 31250 électrons tandis que 1fF sur 1V ne donne que 6250 électrons.
For example, a capacitance of the floating diffusion zone FD of 5 fF on 1V of variation in voltage gives 31250 electrons, whereas 1 fF on 1V gives 6250 electrons only.
Cela signifie qu'une cellule de type 4T sature très vite.
This means that a 4T cell saturates very quickly.
Tous les efforts d'aujourd'hui sont mis sur l'augmentation de la capacité d'intégration de la PPD et de la capacité de stockage de la diffusion flottante FD.
All current efforts are put into boosting the integration capacitance of the PPD and the storage capacitance of the floating diffusion FD.
La variation de tension générée par un électron sur une diffusion flottante FD est définie comme facteur ou gain de conversion.
The variation in voltage generated by an electron on a floating diffusion FD is defined as a conversion factor or gain.
Par exemple, une capacité de la diffusion flottante FD de 5fF donne un facteur de conversion de 32 V/e. La quantité de charges acceptée par un pixel dans sa plage de fonctionnement linéaire est ce que l'on dénomme la « Full Well Capacity » (FWC).
For example, a capacitance of the floating diffusion FD of 5 fF gives a conversion factor of 32 μV/e.
La FWC d'un pixel de type 4T est limitée soit par la capacité de stockage de la photodiode enterrée, soit par la quantité maximale de charges acceptable par la diffusion flottante FD.
The FWC of a 4T pixel is limited either by the storage capacitance of the pinned photodiode or by the maximum number of charges acceptable by the floating diffusion FD.
La photodiode enterrée PPD de la Figure 1A est constituée de façon connue en soi d'un dopage N dans un substrat P, le dopage N étant recouvert d'une fine couche de dopage P à très forte dose.
The pinned photodiode PPD of FIG. 1Acomprises as is known per se by N-doping in a substrate P, N-doping being covered by a fine layer of P-doping at very high dose.
Quand la zone N (cathode) de la photodiode enterrée est polarisée en inverse à une tension suffisamment élevée, cette zone N est complètement désertée de charges mobiles (électrons).
When the zone N (cathode) of the pinned photodiode is reverse-biased at a sufficiently high voltage, this zone N is completely depleted of mobile charges (electrons).
Cette tension notée Vpin est appelée « pinning voltage » ; elle conditionne la capacité de stockage des photo-électrons par surface unitaire dans la photodiode.
This voltage noted as Vpin is called “pinning voltage”; it conditions the storage capacitance of photoelectrons per unitary surface in the photodiode.
Ceci explique le recours à un fort dopage surfacique qui repousse la zone de désertion le plus possible dans la zone N afin d'augmenter le la valeur de la capacité FWC pour une même valeur Vpin.
This explains use of strong surface doping which pushes the depletion zone as far as possible into the zone N to increase the value of the FWC capacitance for the same value Vpin.
La tension Vpin dans une conception de pixel classique est fixée en général autour d'1V.
The voltage Vpin in a conventional pixel concept is fixed in general around 1V.
Si le facteur de conversion d'un tel pixel de type 4T est relativement facile à augmenter grâce à la finesse de la gravure utilisée, la valeur de la capacité FWC est plus difficile à conserver dans la course vers la résolution où la taille de chaque pixel devient de plus en plus petite.
If the conversion factor of such a 4T pixel is relatively easy to increase due to the fineness of the etching used, the value of the FWC capacitance is more difficult to retain in the course to the resolution where the size of each pixel becomes smaller and smaller.
On constate simplement que la limite physique ultime de la capacité FWC est le nombre des atomes dopants dans la photodiode.
It is simply clear that the ultimate physical limit of the FWC capacitance is the number of doping atoms in the photodiode.
Or la faible tension d'alimentation dans un pixel C-MOS conduit à un niveau de dopage relativement faible et un volume de dopage assez restreint.
The low supply voltage in a C-MOS pixel results in a relatively low doping level and fairly restricted doping volume.
Il est donc difficile d'obtenir une dynamique de fonctionnement d'un pixel de type 4T au delà de 60-70 dB (facteur 1 000).
It is therefore difficult to attain an operating dynamic of a 4T pixel beyond 60-70 dB (factor 1000).
Or des applications comme la vidéo surveillance, la vision automobile, etc. nécessitent une plage dynamique de l'ordre de 120 dB (facteur 1 000 000).
Applications such as video surveillance, automotive vision, etc. need a dynamic range of the order of 120 dB (factor 1,000,000).
Différentes approches ont été imaginées pour augmenter cette dynamique, comme résumé ci-dessous.
Different approaches have been envisaged for increasing this dynamic, as summarized hereinbelow.
Le document US6921934B2 propose une structure double photodiode enterrée pour augmenter la capacité de stockage de la photodiode.
Document U.S. Pat. No. 6,921,934B2 proposes a structure for double pinned photodiode for increasing the storage capacitance of the photodiode.
Le document US6677656B2 propose une photodiode enterrée avec une couche P pour augmenter la capacité d'intégration de la photodiode.
Document U.S. Pat. No. 6,677,656B2 proposes a pinned photodiode with a P-layer for increasing the integration capacitance of the photodiode.
Le document US7705900B2 propose de combiner sélectivement plusieurs diffusions flottantes afin d'augmenter la capacité de la diffusion flottante en fort niveau d'éclairement.
Document U.S. Pat. No. 7,705,900B2 proposes selectively combining severally floating diffusions for increasing the capacitance of the floating diffusion at a high lighting level.
Le document WO2004/1 12376A1 propose de moduler la capacité de la diffusion flottante afin d'ajuster le facteur de conversion et la capacité de mesure de charge.
Document WO2004/112376A1 proposes modulating the capacitance of the floating diffusion to adjust the conversion factor and the charge-measuring capacitance.
Le document WO2012/092194A1 propose une modulation de la capacité de la diffusion flottante par tension de programmation.
Document WO2012/092194A1 proposes modulation of the capacitance of the floating diffusion by programming voltage.
Le document WO2007/021626A2 propose d'ajouter sélectivement une capacité supplémentaire sur la diffusion flottante afin d'augmenter la capacité de mesure de charge.
Document WO2007/021626A2 proposes selectively adding additional capacitance to the floating diffusion for increasing the charge-measuring capacitance.
On rappellera que le document EP1354360A1, ayant le même inventeur que la présente demande de brevet, décrit un pixel avec une photodiode en mode cellule solaire, produisant une réponse logarithmique en fonction de l'intensité lumineuse.
It is reminded that document EP1354360A1, having the same inventor as that of the present patent application, describes a pixel with a photodiode in solar cell mode, producing a logarithmic response as a function of the light intensity.
Avec le même inventeur, Les brevets EP2186318A1 et WO2010/103464A1 apportent des améliorations en compacité et en consommation électrique.
With the same inventor, patents EP2186318A1 and WO2010/103464A1 contribute improvements of compactness and power consumption.
Les capteurs réalisés selon ces documents donnent une excellente dynamique de fonctionnement en ne présentant quasiment pas de saturation même en très forte illumination.
Sensors made according to these documents give an excellent operating dynamic in exhibiting almost no saturation even in very strong illumination.
La dynamique de fonctionnement dépasse largement les 120dB.
The operating dynamic largely exceeds 120 dB.
Mais ces structures de pixel connues présentent une sensibilité qui est perfectible, et peuvent difficilement couvrir les besoins en bas niveau de lumière imposés par des applications telles que la surveillance.
But these known pixel structures present a sensitivity which can be perfected and with difficulty can cover needs in low-level light imposed by applications such as surveillance.
Les raisons de cette faible sensibilité sont doubles : 1 ) Une capacité de jonction importante de la photodiode, donnant un facteur de conversion faible ; toutefois, si on augmente la taille de photodiode, elle accepte plus de charges d'origine photoélectrique mais la capacité de jonction de la photodiode est augmentée quasiment dans la même proportion.
There are two reasons for this low sensitivity: 1) Substantial junction capacitance of the photodiode, giving a low conversion factor; but if the photodiode size is increased, it accepts more charges of photoelectric origin but the junction capacitance of the photodiode is almost increased in the same proportion.
L'amplitude du signal reste sans amélioration.
The amplitude of the signal remains unimproved.
Ce faible facteur de conversion amplifie l'impact des bruits présents dans le système.
This low conversion factor amplifies the impact of noises present in the system.
2) La présence d'un bruit KTC lors de la réinitialisation : dans un tel pixel logarithmique, le bruit induit par l'opération de réinitialisation est lié à la valeur de la capacité de jonction de la photodiode ne peut être compensé ; par exemple, une capacité de jonction de 10fF donne un bruit KTC de 40 électrons.
2) The presence of KTC noise during reset: in such a logarithmic pixel the noise induced by the reset operation is linked to the value of the junction capacitance of the photodiode and cannot be compensated; for example, a junction capacitance of 10 fF gives a KTC noise of 40 electrons, so the noise situation in such a pixel is very close to that of a classic active pixel having 3 transistors.
Comparé avec un pixel 4T où le bruit de KTC est totalement supprimé, l'écart est énorme en bas niveau de lumière.
Compared to a 4T pixel where the KTC noise is totally suppressed, the distance is enormous in low-level light.
Résumé de l'invention La présente invention est fondée sur une approche totalement opposée à l'approche traditionnelle visant à maximiser la capacité d'intégration de la photodiode enterrée afin d'augmenter ou conserver la dynamique de fonctionnement.
The present invention is based on a totally opposite approach to the traditional approach aimed at maximizing the integration capacitance of the pinned photodiode for increasing or retaining the operating dynamic.
Elle vise ainsi à réduire au minimum la capacité d'intégration statique et d'exploiter la charge résiduelle dans une photodiode enterrée, laissée par l'équilibre entre la photo-génération des électrons et leur évaporation.
Its aim is to reduce to a minimum static integration capacitance and exploit the residual charge in a pinned photodiode, left by the equilibrium between the photo-generation of electrons and their evaporation.
Ainsi l'invention se fonde sur un nouveau mode opératoire de fonctionnement pour un pixel à transfert de charge, basé sur un équilibre entre le phénomène de photo-génération d'électrons et un phénomène d'évaporation thermo-ionique des électrons dans un puits potentiel à très faible hauteur de barrière électrostatique.
So the invention is based on a new operating mode for a charge transfer pixel, based on equilibrium between the phenomenon of photo-generation of electrons and a phenomenon of thermionic evaporation of electrons in a potential well with very low electrostatic barrier height.
Grâce à l'invention, le nombre d'électrons dans la photodiode code l'intensité optique sur une échelle logarithmique et non pas sur une échelle linéaire comme dans une cellule de pixel classique.
By way of the invention the number of electrons in the photodiode codes the optic intensity on a logarithmic scale and not on a linear scale as in a classic pixel cell.
Cette loi logarithmique permet d'obtenir une plage dynamique bien plus importante, pour une population d'électrons donnée, qu'une cellule classique répondant à une loi linéaire.
This logarithmic law creates a much greater dynamic range for a given population of electrons that a classic cell responding to a linear law.
Ainsi l'invention permet de réaliser un pixel à transfert de charge capable de couvrir une plage dynamique de fonctionnement allant au-delà de 120 dB.
In this way the invention produces a charge transfer pixel capable of covering a dynamic range operating ranging beyond 120 dB.
Plus spécifiquement, l'invention propose une cellule photoélectrique de type C-MOS à transfert de charge, du type comprenant une photodiode enterrée susceptible d'être exposée à des photons, formée par une zone dopée d'un premier type dans un substrat de type opposé, et des moyens pour transférer les charges générées par l'exposition de la photodiode aux photons vers une diffusion flottante, et des moyens pour lire sur la diffusion flottante une tension représentative de la quantité de charges transférée, la cellule étant caractérisée en ce que la zone de désertion de la jonction de la photodiode sous tension de polarisation nulle s'étend essentiellement dans toute l'épaisseur de la zone dopée du premier type, de telle sorte que la capacité de jonction de ladite photodiode et le bruit d'origine capacitive sont minimisés, et en ce que lors de l'exposition aux photons, la lecture est effectuée sous condition d'équilibre entre la génération de charges par photo-conversion et la perte de charges par évaporation.
More specifically, the invention proposes a photoelectric cell of the C-MOS type with charge transfer, of the type comprising a pinned photodiode likely to be exposed to photons, formed by a doped zone of a first type in a substrate of opposite type, and means for transferring the charges generated by exposure of the photodiode to photons to a floating diffusion, and means for reading on the floating diffusion a voltage representative of the transferred quantity of charges, the cell being characterized in that the depletion zone of the junction of the photodiode under zero biasing voltage extends essentially through the entire thickness of the doped zone of first type, such that the junction capacitance of said photodiode and the noise of capacitive origin are minimized,and in that during exposure to photons, reading is done under condition of equilibrium between generation of charges by photo-conversion and the loss of charges by evaporation.
Cagoule de protection de tête La présente invention se rapporte à une cagoule de protection de tête faisant partie intégrante d'un vêtement de protection pour salle blanche, ladite cagoule présentant : - une face extérieure prévue pour être en contact avec un milieu environnant, - une face intérieure prévue pour être en contact avec la tête d'un utilisateur, - une section de passage de tête, - une ouverture faciale prévue au niveau des yeux de l'utilisateur, et - un premier et un deuxième moyens de liaison de lunette de protection, lesdits moyens de liaison étant reliés à ladite cagoule respectivement de part et d'autre de ladite ouverture faciale.
The present invention concerns a head protection hood being an integral part of protective clothing in clean rooms, the said hood presents: An external face designed to be in contact with the surrounding environment, An internal face designed to be in contact with the user's head, A section for passing over the head, A facial opening at user eye level, and A first and second means of connecting safety glasses, the said connection means being fastened to the hood at either side of the facial opening.
Une telle cagoule est connue du document FR2928260 où les sangles permettant initialement d'ajuster la cagoule au niveau de la tête d'un utilisateur (par nouage de ces sangles à l'arrière de la tête) sont également utilisées pour être passées dans des boucles présentes au niveau d'une lunette de protection lors de l'habillage.
Such a hood is known in document FR2928 260 where the straps that allow the initial adjustment of the hood for the user's head (by tying the straps behind the head) are also used for passing through the rings on the safety glasses when dressing.
Ces sangles, selon ce document antérieur, constituent donc des moyens de liaison utilisés en cours d'habillage pour relier une lunette de protection (formant en soi un équipement individuel) au niveau de la cagoule d'une combinaison pour salle blanche.
These straps, according to a previous document, constitute therefore the means of connection, used when dressing to fasten the safety glasses (itself being an individual piece of equipment) to the hood of a combination for use in clean room.
Toutefois, le procédé de mise en place d'une lunette de protection au niveau d'une cagoule d'une combinaison selon ce document antérieur, même s'il permet de minimiser le nombre de fois où l'utilisateur touche la lunette, ne réduit pas les risques de chute de la lunette lorsqu'il convient de procéder au passage des sangles dans les boucles (anneaux) de la lunette.
However, the process for fixing the safety glasses to the hood of the combination according to the previous document, even if it minimises the number of times the user touches the glasses, does not reduce the risk of the glasses falling when the user passes the straps through the rings on the glasses.
Par ailleurs, lors du placement de la lunette de protection, les sangles doivent ensuite être nouées à l'arrière de la tête, ce qui n'est pas aisé.
Furthermore, when fixing the glasses, the straps must then be tied at the back of the head, which is not easy.
Qui plus est, si par inadvertance ou suite à une erreur de manipulation, l'utilisateur lâche les sangles ou si ces dernières lui glissent entre les doigts, il y a de fortes chances pour que la lunette de protection tombe sur le sol.
More importantly, if by accident or due to a handling error, the user lets go of the straps or if these latter slip through his hands, there is a strong possibility that the glasses fall to the floor.
Il en résulterait une contamination de cette dernière, ce qui est intolérable dans le domaine des salles blanches et la procédure d'habillage devrait être au moins recommencée en partie, au moins en ce qui concerne le placement de la lunette de protection.
The result is contamination of this latter, which is intolerable in the domain of clean rooms, and the dressing procedure must be started again, at least partially, at least concerning positioning the glasses.
Ce type de cagoule est particulièrement utilisé dans des environnements aseptiques et stériles où l'utilisateur doit être isolé du milieu environnant Ceci est particulièrement indiqué dans des environnements tels que les salles blanches et les laboratoires où se préparent vaccins et médicaments.
This type of hood is especially used in aseptic and sterile environments where the user must be isolated from the surrounding environment.
D'une part, dans ce type d'environnement, il convient d'isoler au mieux l'utilisateur afin qu'il ne contamine pas l'environnement dans lequel il travaille et, d'autre part, il s'agit souvent d'isoler l'utilisateur lui-même de substances dangereuses et/ou nocives.
On one hand, in this type of environment, it is essential to isolate as best as possible the user in order that he does not contaminate the environment in which he works and, on the other hand, it is often necessary to isolate the user himself from dangerous or toxic substances.
Lorsqu'un opérateur est amené à travailler dans un environnement stérile, il doit particulièrement veiller à ne pas contaminer l'équipement qu'il revêt.
When an operator is required to work in a sterile environment, he must pay particular attention not to contaminate the equipment that he wears.
Ainsi, l'opérateur doit respecter des procédures d'habillage strictes, lesquelles n'ont de sens que si l'équipement de protection qu'il utilise est lui-même tout à fait stérile.
Thus, the operator must respect the strict dressing procedure, which only make sense if the protective equipment that is used is itself completely sterile.
A cette fin, les combinaisons et les cagoules sont généralement fournies après stérilisation, dans des emballages étanches dont une ouverture aisée permet une saisie des équipements stériles.
To this end, the combinations and hoods are generally supplied after sterilisation, in sealed packages with easy opening allowing the equipment to be handled.