DE60035586T2

DE60035586T2 - Empfindlichkeiterhöhung eines bildsensors mittels fluoreszierenden phosphor

Info

Publication number: DE60035586T2
Application number: DE60035586T
Authority: DE
Inventors: Lawrence A. Phoenix BOOTH
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: US6597398B1; CA2373595A1; DE60035586D1; EP1183733B1; AU4857200A; WO2000074140A1; TW492256B; KR20020059254A; CA2373595C; JP2003529955A; JP4426139B2; EP1183733A1; US20030133029A1

Description

I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung des Lichtansprechverhaltens von Bildsensoren.
II. Stand der Technik
Aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile sind CMOS-Bildsensoren (CMOS als englische Abkürzung von Complementary Metal Oxide Semiconductor) in bilddarstellenden Anwendungen interessant als Ersatz für ladungsgekoppelte Bausteine (CCDs). Ein CMOS-Bildsensor verwendet allgemein eine einzelne niedrige Stromversorgung und eine einfachere Bauweise auf Systemebene mit hoher funktionaler Integration im Vergleich zu einem CCD-Bildsensor. Diese Faktoren tragen zur Senkung der Systemkosten bei, während sie gleichzeitig eine potenzielle Kamera auf einem Chip bereitstellen. Diese Merkmale bzw. Eigenschaften sind zum Beispiel in Camcordern und Digitalkameras in hohem Maße wünschenswert, wobei die Vorrichtungen auf die Größe einer Fernbedienung für einen Fernseher reduziert werden können und in hohem Maße portabel sind. Darüber hinaus können Farbbilder in hoher Auflösung über mehrere Stunden mithilfe eines Akkus aufgezeichnet werden, da der CMOS-Bildsensor einen geringen Stromverbrauch aufweist.
Der CMOS-Sensor kann allgemein im weiteren Sinne in zwei Kategorien abhängig von dem Typ der eingesetzten Pixelmatrix bzw. Pixel Array aufgeteilt werden: bei der ersten Kategorie handelt es sich um die passive Pixelmatrix und bei der zweiten Kategorie um die aktive Pixelmatrix. In der passiven Pixelmatrix sammelt jedes Pixel die durch die Fotodiode erzeugte Ladung und überträgt die gesammelte Ladung an die bilddarstellende Schaltkreisanordnung zur Bildverarbeitung. Die aktive Pixelmatrix andererseits weist eine Verstärkungsschaltkreisanordnung in jedem Pixel auf, um das durch die Ladung dargestellte Signal zu verstärken, erzeugt durch die Fotodiode vor der Übertragung zur Verarbeitung zu der Bildschaltkreisanordnung. Der Vorteil der passiven Pixelmatrix gegenüber der aktiven Pixelmatrix ist es, dass jedes Pixel minimale Komponenten aufweist, die einen höheren Füllfaktor ermöglichen, der wiederum eine hohe Quantenausbeute erzeugt. Der Füllfaktor betrifft das Verhältnis der fotoempfindlichen bzw. lichtempfindlichen Fläche zu der Gesamtgröße des Pixels. Die Quantenausbeute ist ein Maß der Lichtempfindlichkeit und betrifft das Verhältnis der Photonen erzeugten Elektronen, die ein Pixel erfasst, zu den über die Pixelfläche einfallenden Photonen. Einer der Nachteile der passiven Pixelanordnung ist es jedoch, dass die erzeugten Ladungswerte niedrig sein können und somit nicht ausreichen, um die Bildschaltkreisanordnung so zu steuern, dass hochwertige Bilder erzeugt werden. In der aktiven Pixelmatrix verstärkt das Pixel das durch die Ladung dargestellte Signal und ist ausreichend in der Lage, die Bildschaltkreisanordnung anzusteuern. Da jedoch verschiedene Komponenten für die Verstärkung eingesetzt werden, ist der Füllfaktor allgemein niedrig, was wiederum die Quantenausbeute beeinflusst. Die aktive Pixelmatrix kompensiert allgemein die niedrige Quantenausbeute durch den Einsatz von Mikrolinsen zur Fokussierung der Photonen in den empfindlichen Bereich der Pixel, die im anderen Fall auf die unempfindliche Fläche der Pixel auftreffen. Mikrolinsen sind jedoch teuer und treiben allgemein die Herstellkosten für den aktiven Pixelmatrixsensor nach oben.
Die CMOS-Bildsensortechnologie ist keineswegs eine neue Technologie, und sowohl der CMOS-Bildsensor als auch der CCD-Bildsensor wurden ungefähr im gleichen Zeitraum entwickelt. Der Einsatz eines CMOS-Bildsensors weist gegenüber einem CCD-Bildsensor zwar zahlreiche Vorzüge auf (wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist), jedoch hat sich bislang der CCD-Bildsensor bei bilddarstellenden Anwendungen gegenüber dem CMOS-Bildsensor durchgesetzt. Ein Hauptgrund ist es, dass der CMOS-Bildsensor nicht in der Lage ist, die Qualität des durch CCD erzeugten Bilds zu erreichen, d.h. die Lichtempfindlichkeit ist ein Faktor, bei dem der CCD-Bildsensor dem CMOS-Bildsensor bislang überlegen ist. Der CMOS-Bildsensor erlangt jedoch aktuell weit verbreitete Akzeptanz aufgrund der höheren Lichtempfindlichkeit, die durch den Einsatz verschiedener komplizierter und teurer Verbesserungstechnologien erreicht werden kann. Es wird gewünscht, die Lichtempfindlichkeit eines CMOS-Sensors zu verstärken, so dass Bilder in besserer Qualität erzeugt werden können, und soweit möglich, der Kostenvorteil gegenüber dem CMOS-Sensor erhalten werden kann.
WO/97/28558 offenbart einen aktiven CMOS-Bildsensor mit einer Phosphorschicht, die Photonen mit einer ersten Wellenlänge in Photonen mit einer zweiten WEllenlänge umwandelt.
EP-A-0843363 offenbart einen Bildsensor mit einer Photodiode mit einem fluoreszierenden Filmüberzug, wobei der fluoreszierende Film als ein Wellenlängenumsetzer fungiert.
Die japanischen Patentzusammenfassungen, Band 17, Nr. 160 (E-1342), 29. März 1993 und JP 04322467 offenbaren einen Festkörper-Bildsensorbaustein mit Photodioden, die in einer Matrix auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats angeordnet sind, wobei ein Film Mikrolinsen über den Photodioden bildet. Die Photodioden weisen eine fluoreszierende Substanz auf, die kurzwelliges Licht in Licht mit langer Wellenlänge umwandelt. Ein Fluoreszenz reflektierender Film ist auf den Mikrolinsen ausgebildet.
Die japanischen Patentzusammenfassungen, Band 17, Nr. 169 (E-1344), 31. März 1993 und JP 04326763A offenbaren einen Festkörper-Bildsensor mit einer zur Wellenlängenumsetzung fluoreszierendes Licht emittierenden Folie bzw. einem entsprechenden Film.
Der vorstehend beschriebene Stand der Technik leidet unter dem Problem, dass die Infrarotwellenlänge das durch die Pixelmatrix erzeugte RGB-Muster stört, und die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für dieses Problem bereit.
Das U.S. Patent US-A-5.412.705 offenbart eine Röntgenstrahluntersuchungsvorrichtung, die eine Phosphorschicht umfasst, die Röntgenstrahlung in sichtbare Strahlung umwandelt, wobei die Vorrichtung zwischen einem Bildsensor und einer Reflektorschicht positioniert ist, welche sichtbare Strahlung reflektiert und Röntgenstrahlung übermittelt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vorgesehen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
Vorgesehen ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren gemäß dem gegenständlichen Anspruch 8.
Vorgesehen ist gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein System gemäß dem gegenständlichen Anspruch 12.
Bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind durch die Unteransprüche definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch Beispiele und ohne einzuschränken in den Abbildungen der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Prinzipskizze eines Pixels in einer Pixelmatrix eines beispielhaften CMOS-Bildsensors;
2 ein Taktdiagramm des Pixels aus 1;
3 eine Querschnittsansicht eines Pixels, mit einem Farbfilter und einer Mikrolinse;
4 ein Diagramm eines Ansprechspektrums eines aus Silizium hergestellten beispielhaften CMOS-Bildsensors;
5 einen CMOS-Bildsensor, der eine Farbfilteranordnung, eine Phosphorschicht und eine Pixelmatrix umfasst, die in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt werden kann;
6 ein Erregungsspektrum eines Leuchtstoffs, der in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt wird;
7 ein Emissionsspektrum des vorstehend genannten Leuchtstoffs, der in dem oben genannten Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt wird;
8 einen CMOS-Bildsensor, der eine Phosphorschicht und eine Pixelmatrix umfasst, die in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt werden kann;
9 einen CMOS-Bildsensor, der einen isotropen Emissionsreflektor, eine Phosphorschicht und eine Pixelmatrix gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst; und
10 ein bilddarstellendes System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Beschrieben werden ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche ein Bildansprechverhalten eines Bildsensors verbessern. In einem Ausführungsbeispiel ist in einem Bildsensor mit einer Pixelmatrix, in der jedes Pixel so konfiguriert ist, dass es einfallendes Licht in elektrische Ladungen umwandelt, eine Phosphorschicht zwischen der Pixelmatrix und dem einfallenden Licht platziert. Die Phosphorschicht absorbiert das einfallende Licht und strahlt das Licht wieder mit einer Wellenlänge ab, die der optimalen Quantenausbeute des Bildsensors entspricht. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend die Funktionsweise eines Pixels in einem CMOS-Bildsensor kurz beschrieben, wobei dies nicht als Einschränkung auszulegen ist.
Die Abbildung aus 1 veranschaulicht eine Prinzipskizze eines Pixels eines beispielhaften CMOS-Bildsensors mit einer aktiven Pixelmatrix. Die Funktionsweise des Pixels wird nachstehend beschrieben. Der Transistor M4 wird eingesetzt, um die Photodiode D1 vorab zu laden, um die Leistung (hier VCCT) zurückzusetzen. Photonen, die auf der Photodiode D1 auftreffen, erzeugen Elektronen-Lochpaare, und die Elektronen werden durch eine N-Senke gesammelt, wobei die Diode D1 auf eine niedrigere Spannung gesteuert wird. Diese Spannung ist eine Funktion der Lichtintensität und der Zeit seit dem Vorladen, die für gewöhnlich als die Integrationszeit bezeichnet wird. Der Abtasttransistor M3 und der Speicherkondensator C1 stellen die "elektronische Blende" bereit, das heißt, wenn die Deaktivierung bzw. Aufhebung des Abtastsignals (SAMPLE) dem Transistor M3 zugeführt wird, wird der Speicherkondensator C1 von der Photodiode D1 isoliert, wobei die momentane analoge Spannung an der Photodiode D1 erfasst wird. Der Transistor M2 ist die Zugangsvorrichtung, und der Transistor M1 umfasst die Oberseite eines Source-Followers. Den Lastbaustein ML haben alle Bitleitungen gemeinsam.
Die Abbildung aus 2 veranschaulicht ein Taktdiagramm, das die Erläuterung der Funktionsweise des Pixels aus 1 weiter unterstützt. Zuerst wird RESET an dem Transistor M4 aktiviert, wobei die Photodiode D1 ungefähr auf VCCT vorgeladen wird. SAMPLE wird gleichzeitig zu RESET aktiviert, so dass der Speicherkondensator C1 auf die gleiche Spannung wie die Photodiode D1 vorgeladen werden kann. Die Integration beginnt mit der Deaktivierung von RESET, wobei der Transistor M4 ausgeschaltet wird, und wobei die Photonen auf die Photodiode D1 fallen können, um den Spannungsabfall an der Photodiode D1 vorzugeben. Da SAMPLE weiterhin aktiviert ist, entspricht der Spannungsabfall des Speicherkondensators C1 dem Spannungsabfall an der Photodiode D1. Mit der Deaktivierung von SAMPLE, wodurch der Transistor M3 ausgeschaltet wird, wird der Speicherkondensator C1 von der Photodiode D1 isoliert, wobei der momentane Spannungsabfall an der Photodiode D1 erfasst wird. Das Auslesen erfolgt Zeile für Zeile durch Aktivierung der Wordline WL, wodurch der Transistor M2 eingeschaltet wird, so dass der Spannungsabfall an dem Speicherkondensator C1 an dem Verbraucher- bzw. Lastbaustein ML aktiviert werden kann und die Bitline BL an jedem Pixel in der Zeile angesteuert werden kann.
Wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist, erfasst der CMOS-Bildsensor Bilder auf der Basis fotoelektrischer Grundsätze. Photonen, die auf die lichtempfindliche Fläche des Siliziums auftreffen, bewirken die Freigabe von Elektronen proportional zu der Lichtintensität. Anders ausgedrückt kann die Lichtempfindlichkeit des CMOS-Sensors in einem Ausführungsbeispiel durch die Lichtintensität bestimmt werden, welche die lichtempfindliche Fläche der Pixel erreichen kann. Zur Farbunterscheidung werden allerdings gemäß einem Verfahren verschiedene Farbfilter an der Oberfläche der Pixelmatrix angewandt, wobei dies die Lichtempfindlichkeit des CMOS-Sensors beeinflusst, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird. Bei einem Verfahren trennt die Farbfilteranordnung die Farben des einfallenden Lichts, so dass eine Primärfarbe (d.h. rot, grün oder blau) auf jedes Pixel in der Pixelmatrix fällt. Somit bestimmt die Position jedes Filters in der Farbfilteranordnung das durch die Pixel in der Pixelmatrix zu erfassende Muster. Jedes Pixel erfasst das gefilterte einfallende Licht als elektrische Ladungen, die in ein Spannungssignal umgewandelt werden, das durch die bilddarstellende Schaltkreisanordnung verarbeitet werden soll. Farbfilter werden allgemein auf die Oberfläche der Pixelmatrix angewandt unter Verwendung bestehender handelsüblicher CFA-Stoffe (Farbfiltermatrixstoffe). Bei dieser Konfiguration jedoch blockiert die Filteranordnung bzw. Filtermatrix allgemein grob zwei Drittel der Lichtintensität, die durch den Sensor detektiert werden kann und reduziert somit die Lichtempfindlichkeit des Sensors. Um die Lichtempfindlichkeit der Pixelmatrix zu erhöhen, werden gemäß einem Verfahren Mikrolinsen auf der Oberfläche des Sensors abgeschieden. Die Mikrolinsen ermöglichen die Fokussierung von Photonen in den lichtempfindlichen Bereich des Pixels, die ansonsten auf den unempfindlichen Bereich des Pixels fallen würden. Auf diese Weise kann der effektive Füllfaktor des Sensors abhängig von der Effizienz der Mikrolinsen verdoppelt oder verdreifacht werden. Die Abbildung aus 3 veranschaulicht eine derartige Konfiguration gemäß der vorstehenden Beschreibung.
Die Abbildung aus 4 zeigt ein spektrales Ansprechverhalten eines beispielhaften CMOS-Bildsensors aus Silizium. Der CMOS-Bildsensor weist allgemein ein optimales Quantenansprechverhalten im Bereich von 900 bis 1.000 Nanometern (nm) auf. Anders ausgedrückt arbeitet der CMOS-Bildsensor mit optimaler Quantenausbeute in den Infrarotwellenlängen. Wenn der CMOS-Sensor Licht in dem sichtbaren Spektrum in elektrische Ladungen umwandelt, wird die Umwandlung nicht effizient ausgeführt, und somit arbeitet der CMOS-Sensor nicht mit optimaler Quantenausbeute. Somit ist ein Betrieb des CMOS-Sensors in dem Spektrum der optimalen Quantenausbeute wünschenswert.
Die Abbildung aus 5 veranschaulicht einen CMOS-Bildsensor 50. Der CMOS-Bildsensor 50 umfasst eine Farbfiltermatrix 51 und eine Pixelmatrix 55. Zwischen der Farbfiltermatrix 51 und der Pixelmatrix 55 befindet sich eine Phosphorschicht 53, welche sichtbares Licht absorbiert, das durch die Farbfiltermatrix 51 tritt, und verschiebt die Energie auf eine Wellenlänge, die der optimalen Quantenausbeute der CMOS-Pixelmatrix 55 entspricht. Das Prinzip ist dem einer Leuchtstoffröhre ähnlich, bei der an der inneren Oberfläche der Röhre aufgetragener Leuchtstoff das durch die Leuchtstoffröhre erzeugte ultraviolette Licht absorbiert und als sichtbares Licht erneut abstrahlt. In dem Bildsensor 50 wird in ähnlicher Weise Licht, das durch die Farbfiltermatrix 51 geleitet wird, durch die Phosphorschicht 53 absorbiert und in dem Infrarotspektrum erneut abgestrahlt, wobei die Pixelmatrix 55 dort mit optimaler Quantenausbeute arbeitet. Im Allgemeinen ist das Silizium der Photodiode in der Pixelmatrix in dem Infrarotspektrum empfindlicher als in dem sichtbaren Lichtspektrum. Dieses Phänomen entspricht den Prinzipien der Festkörperphysik.
Die Abbildungen der 6 und 7 veranschaulichen eine Kurve bzw. ein Merkmal eines Erregungsspektrums und eines Emissionsspektrums eines Leuchtstoffs. Im Idealfall ist es wünschenswert, dass der Leuchtstoff ein Erregungsspektrum im Bereich von 400 bis 700 Nanometern aufweist. In Bezug auf das Emissionsspektrum ist es wünschenswert, im Wellenlängenbereich von 900 bis 1.000 Nanometern zu emittieren. Das Erregungs- und Emissionsspektrum aus den Abbildungen der 6 und 7 entsprechen einem Leuchtstoff bzw. Phosphor UMPKC60#5296, erhältlich von Phosphor Technology, Essex, England.
Die Abbildung aus 8 veranschaulicht einen weiteren CMOS-Bildsensor. Der CMOS-Sensor 80 umfasst eine Pixelmatrix 83 und eine Phosphorschicht 81. Photonen, die auf die Pixelmatrix 83 auftreffen, werden zuerst durch die Phosphorschicht 81 absorbiert und im Infrarotwellenlängenbereich erneut abgestrahlt, wobei der Bildsensor 80 dabei mit optimaler Quantenausbeute arbeiten kann. Bei dieser Konfiguration wird keine Farbfilteranordnung bzw. Farbfiltermatrix verwendet. Die Phosphorschicht 81 umfasst eine Mehrzahl von Leuchtstoffpunkten 82, wobei jeder Punkt 82 einem Pixel 85 in der Pixelmatrix 83 entspricht. Jeder Leuchtstoffpunkt 82 absorbiert Photonen mit einer bestimmten Wellenlänge in dem sichtbaren Spektrum und strahlt Photonen mit einer Wellenlänge im Infrarotspektrum erneut ab. Auf diese Weise führt die Phosphorschicht 81 die Farbtrennung aus. Anders ausgedrückt bestimmt die Position jedes Leuchtstoffs, der eine bestimmte Wellenlänge (d.h. rot, grün oder blau) in der Phosphorschicht absorbiert, das RGB-Muster, das von den Pixeln in der Pixelmatrix zu erfassen ist. Da jeder Leuchtstoffpunkt nur eine Wellenlänge absorbiert und in der Infrarotwellenlänge emittiert, ist eine Farbfiltermatrix nicht mehr erforderlich.
Ein Vorteil des Einsatzes einer Phosphorschicht ist es, dass der Zeitbereich so angepasst werden kann, dass der Leuchtstoff Photonen absorbiert und mit einem längeren Zeitraum erneut abstrahlt. Dies ermöglicht es, dass die Pixel der Pixelmatrix einem bestimmten Bild über einen längeren Zeitraum ausgesetzt werden können. Die Abtastzeit eines CMOS-Sensors kann so angepasst werden, dass die längere Zeit berücksichtigt wird, was eine umfassendere Penetration der einfallenden Photonen in die Oberfläche der Pixelmatrix ermöglicht.
Die Abbildung aus 9 veranschaulicht einen CMOS-Bildsensor 90 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Bildsensor 90 einen isotropen Emissionsreflektor 91, eine Phosphorschicht 93 und eine Pixelmatrix 95. Die Rolle des isotropen Emissionsreflektors ist wie folgt gegeben: Im Allgemeinen weist einfallendes Licht, das in den CMOS-Bildsensor eintritt, eine Infrarotwellenlängenkomponente auf. Die Infrarotwellenlängenkomponente stört das durch die Pixelmatrix 95 erzeugte RGB-Muster dahingehend, dass die durch die Phosphorschicht 93 umgewandelten Infrarotwellenlängenphotonen sich nicht von der Infrarotwellenlängenkomponente des einfallenden Lichts unterscheiden lassen. Der isotrope Emissionsreflektor filtert die Infrarotwellenlängenkomponente des einfallenden Lichts, indem er es von der Phosphorschicht 93 weggehend reflektiert. Eine weitere Aufgabe des isotropen Emissionsreflektors 91 ist es, dass die Phosphorschicht allgemein die umgewandelten Infrarotwellenlängenphotonen in beide Richtungen emittiert, das heißt, in Richtung der Pixelmatrix 95 und auch in Richtung des isotropen Emissionsreflektors 91. Der isotrope Emissionsreflektor 91 reflektiert die Photonen in Infrarotwellenlänge zurück in die Phosphorschicht 93. Isotrope Emissionsreflektoren sind im Handel erhältlich, wie zum Beispiel von OCLI in Santa Rosa, Kalifornien, USA.
Die Abbildung aus 10 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines bilddarstellenden Systems 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dem bilddarstellenden System 100 kann es sich zum Beispiel um einen Camcorder oder eine Digitalkamera oder jedes andere System handeln, das mit der digitalen Verarbeitung im Verhältnis steht. Gemäß der Abbildung weist ein Bildsensor 101 eine Phosphorschicht auf, die mit einer bilddarstellenden Schaltkreisanordnung 103 gekoppelt ist, die ferner mit einer Speichervorrichtung 105 gekoppelt ist. Bei der Speichervorrichtung 105 kann es sich um Halbleiterspeicher, Magnetplatten oder optische Platten handeln, die Bilder speichern können. Die Funktionsweise des bilddarstellenden Systems 100 ist wie folgt gegeben: einfallendes Licht, das ein Bild aufweist, trifft auf den Bildsensor 101, der gemäß der vorliegenden Erfindung gestaltet ist. Der Bildsensor 101 erfasst das Bild auf die in Bezug auf die Abbildungen der 1 und 2 beschriebene Art und Weise. Die durch die Pixel erzeugten Ladungen werden zur Verarbeitung an die bilddarstellende Schaltkreisanordnung 103 gesendet. Das durch die elektrischen Signale dargestellte Bild wird durch die bilddarstellende Schaltkreisanordnung 103 dargestellt und kann in der Speichervorrichtung 105 gespeichert oder aus dem bilddarstellenden System übertragen werden.
In der vorstehenden Beschreibung wurde die Erfindung in Bezug auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es ist jedoch ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Abänderungen diesbezüglich möglich sind, ohne dabei vom weiteren Umfang der vorliegenden Erfindung gemäß den Ausführungen in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen somit Zwecken der Veranschaulichung und haben keine einschränkende Funktion.

Claims

Vorrichtung, die folgendes umfasst: einen Bildsensor (95); eine Phosphorschicht (93), die an den genannten Bildsensor angepasst ist, wobei die genannte Phosphorschicht einfallende Photonen mit einer ersten Wellenlänge in Photonen mit einer zweiten Wellenlänge umsetzt, wobei die genannte erste Wellenlänge zwischen 400 nm und 700 nm liegt, und wobei die genannte zweite Wellenlänge im Bereich von 900 nm bis 1000 nm liegt; gekennzeichnet durch einen isotropen Emissionsreflektor (91), der Infrarotlicht reflektieren und Licht mit der ersten Wellenlänge hindurch lassen kann, wobei die genannte Photonenschicht zwischen dem genannten isotropen Emissionsreflektor und dem genannten Bildsensor positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der genannte Bildsensor eine Pixelmatrix (55) aufweist, wobei jedes Pixel in der Lage ist, einfallende Photonen in ein elektrisches Signal umzusetzen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede genannte Phosphorschicht die genannten einfallenden Photonen in einem ersten Zeitbereich in einen zweiten Zeitbereich verschiebt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei diese Ferner eine Farbfilteranordnung (51) umfasst, wobei die genannte Phosphorschicht (53) zwischen der genannten Farbfilteranordnung und der genannten Pixelmatrix (55) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei diese ferner eine Mehrzahl von Mikrolinsen aufweist, wobei die genannte Phosphorschicht zwischen den genannten Mikrolinsen und der genannten Pixelmatrix angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei der genannten Pixelmatrix um eine passive Pixelmatrix handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei der genannten Pixelmatrix um eine aktive Pixelmatrix handelt.
Verfahren, das folgendes umfasst: das Bereitstellen eines Bildsensors; das Positionieren einer Phosphorschicht, die dem genannten Bildsensor entspricht, wobei die genannte Phosphorschicht einfallende Photonen mit einer ersten Wellenlänge in Photonen mit einer zweiten Wellenlänge umsetzt, wobei die genannte erste Wellenlänge zwischen 400 nm und 700 nm liegt, und wobei die genannte zweite Wellenlänge im Bereich von 900 nm bis 1000 nm liegt; gekennzeichnet durch das Positionieren eines isotropen Emissionsreflektors, der Infrarotlicht reflektieren und Licht mit der ersten Wellenlänge hindurch lassen kann, so dass sich die genannte Photonenschicht zwischen dem genannten isotropen Emissionsreflektor und dem genannten Bildsensor befindet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die genannte Phosphorschicht Photonen der ersten Wellenlänge in einem ersten Zeitbereich absorbiert; und Photonen der zweiten Wellenlänge in einen zweiten Zeitbereich erneut abstrahlt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieses ferner folgendes umfasst: das Positionieren einer Farbfilteranordnung (51), so dass sich die genannte Phosphorschicht (53) zwischen der genannten Farbfilteranordnung und dem genannten Bildsensor (55) befindet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieses ferner folgendes umfasst: das Positionieren einer Mehrzahl von Mikrolinsen, so dass sich die genannte Phosphorschicht zwischen den genannten Mikrolinsen und dem genannten Bildsensor befindet.
System, das folgendes umfasst: eine Speichervorrichtung (105); einen Bildsensor (101); eine Phosphorschicht in dem genannten Bildsensor, wobei die genannte Phosphorschicht einfallende Photonen mit einer ersten Wellenlänge in Photonen mit einer zweiten Wellenlänge umsetzt, wobei die genannte erste Wellenlänge zwischen 400 nm und 700 nm liegt, und wobei die genannte zweite Wellenlänge im Bereich von 900 nm bis 1000 nm liegt; und eine bilddarstellende Schaltkreisanordnung (103), die mit dem genannten Bildsensor und der genannten Speichervorrichtung gekoppelt ist, wobei die genannte bilddarstellende Schaltkreisanordnung so angeordnet ist, dass sie von dem genannten Bildsensor empfangene elektrische Signale verarbeitet und die genannten verarbeiteten elektrischen Signale in der genannten Speichervorrichtung anwendet; gekennzeichnet durch einen isotropen Emissionsreflektor, der Infrarotlicht reflektieren und Licht mit der ersten Wellenlänge hindurch lassen kann, wobei die genannte Photonenschicht zwischen dem genannten isotropen Emissionsreflektor und dem genannten Bildsensor positioniert ist.
System nach Anspruch 12, wobei der genannte Bildsensor eine Pixelmatrix aufweist, wobei jedes Pixel in der Lage ist, einfallende Photonen in ein elektrisches Signal umzusetzen.
System nach Anspruch 12, wobei die genannte Phosphorschicht die genannten einfallenden Photonen in einem ersten Zeitbereich in einen zweiten Zeitbereich verschiebt.
System nach Anspruch 12, wobei dieses ferner eine Farbfilteranordnung (51) umfasst, wobei die genannte Phosphorschicht (53) zwischen der genannten Farbfilteranordnung und dem genannten Bildsensor (55) positioniert ist.
System nach Anspruch 13, wobei dieses ferner eine Mehrzahl von Mikrolinsen umfasst, wobei die genannte Phosphorschicht zwischen den genannten Mikrolinsen und der genannten Pixelmatrix positioniert ist.
System nach Anspruch 13, wobei es sich bei der genannten Pixelmatrix um eine passive Pixelmatrix handelt.
System nach Anspruch 13, wobei es sich bei der genannten Pixelmatrix um eine aktive Pixelmatrix handelt.