FR2941329A1 - Detecteur bispectral. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un détecteur comprenant : ▪ un substrat ; ▪ une matrice de détecteurs (16) comportant chacun une membrane (18) au-dessus du substrat, sensible au rayonnement infrarouge et au moins partiellement transparente au rayonnement visible ; ▪ une matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur (26) formés dans le substrat ; et ▪ un circuit de lecture (28) desdites matrices. Selon l'invention, ▪ les pas desdites matrices et/ou les dimensions de leurs détecteurs sont choisis de sorte qu'une sous-matrice de détecteurs à semi-conducteur est agencée sous chaque membrane bolométrique ; et ▪ le circuit de lecture (28) comporte : ○ des éléments capacitifs connectés respectivement à chaque détecteur bolométrique et à chaque détecteur à semi-conducteur formés sous la membrane du détecteur bolométrique ; et ○ un circuit (33) pour commander l'intégration simultanée des courants du détecteur bolométrique (16) et des détecteurs (26) à semi-conducteur, et le maintien des charges des éléments capacitifs au moins jusqu'à la fin de l'intégration.
Description
DETECTEUR BISPECTRAL DOMAINE DE L'INVENTION L'invention a trait au domaine de la détection bispectrale à l'aide d'une matrice d'éléments de détection bolométriques et d'une matrice d'éléments de détection à semi-conducteur.
ETAT DE LA TECHNIQUE La détection d'une scène dans l'infrarouge et le visible est usuellement utilisée dans la surveillance, l'observation ou la spectroscopie par exemple. Comme il n'existe pas d'élément de détection capable de détecter efficacement dans ces deux bandes spectrales, il est classique d'embarquer sur une même plateforme d'emport, mais dans deux voies optiques séparées, une première matrice de détecteurs élémentaires pour l'infrarouge, typiquement une matrice de bolomètres à membranes suspendues au dessus d'un substrat, et une seconde matrice de détecteurs élémentaires pour le visible, typiquement une matrice de photodiodes, de photoMOS ou de phototransistors.
Les deux matrices étant aménagées sur deux voies optiques distinctes, il est alors nécessaire de procéder à un réglage fin de ces voies pour que leurs centres optiques pointent vers le même point de l'espace afin que les deux matrices de détection forment l'image d'une même scène. On parle alors d' harmonisation des voies ou d < harmonisation spatiale des détecteurs ou d'un détecteur par rapport à l'autre.
Non seulement le réglage de l'harmonisation est délicat lorsqu'il s'agit d'obtenir des centres optiques pointant vers le même point de l'espace avec une précision inférieure à la dizaine de microradians comme cela est usuellement exigé, mais en outre le réglage de l'harmonisation se dégrade rapidement par simple utilisation du détecteur. En effet, les plateformes d'emport sont généralement mobiles et soumises à des chocs de la part de l'utilisateur, de sorte qu'une désharmonisation des voies optiques est observée. Un réglage régulier de l'harmonisation est alors nécessaire, impliquant classiquement un retour du détecteur chez le fabriquant qui est usuellement le seul à disposer de l'outillage nécessaire au réglage précis de l'harmonisation.
De plus, il est également nécessaire de prévoir des mécanismes de synchronisation de la détection dans l'infrarouge et de la détection dans le visible afin d'avoir une cohérence temporelle de ces deux détections, sans quoi les matrices n'observent pas la scène au même instant. On parle alors d < harmonisation temporelle du détecteur.
Pour pallier les problèmes d'harmonisation spatiale, il a été proposé dans les documents US 6 097 031 et FR 2 781 927 de former une photodiode sous l'emprise de chaque membrane suspendue de la matrice de bolomètres, la membrane étant choisie pour être à la fois sensible au rayonnement infrarouge et transparente au rayonnement visible. La matrice de bolomètres et la matrice de photodiodes étant superposées, une seule voie optique est ainsi nécessaire, supprimant de fait les problèmes liés à l'harmonisation spatiale du détecteur. En outre, les matrices étant similaires en termes d'agencement d'éléments de détection, l'harmonisation temporelle du détecteur est facilitée, un balayage ligne par ligne synchrone des deux matrices étant usuellement suffisant pour assurer l'harmonisation temporelle du détecteur. Toutefois, bien qu'il soit obtenu un gain notable en confort d'utilisation par la suppression des problèmes d'harmonisation spatiale et temporelle, la précision du détecteur est par contre notablement dégradée.
En effet, si la surface absorbante de la photodiode est sensiblement inférieure à la surface de la membrane sous laquelle elle est formée, le facteur de remplissage de la matrice de photodiodes (classiquement connu sous l'expression anglo-saxonne fil/ factor ) est très faible, ce qui se traduit par une sensibilité très faible de la détection dans le visible.
Par contre, lorsque la surface absorbante de la photodiode est sensiblement de mêmes dimensions que celles de la membrane bolométrique suspendue, la fréquence de coupure de la fonction de transfert de modulation, ou FTM, de la matrice de photodiodes est alors très faible, typiquement sensiblement celle de la fonction de transfert de modulation de la matrice de bolomètres. Or, une fréquence de coupure de la FTM faible se traduit par un pouvoir de résolution spatiale de la matrice de photodiodes également très faible.
EXPOSE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de résoudre le problème susmentionné en proposant un détecteur bispectral infrarouge/visible dont la détection infrarouge et la détection visible sont cohérentes, tant du point de vue spatial que du point de vue temporel, tout en garantissant à la fois une résolution et une sensibilité élevées des matrices de détection constitutives de celui-ci.
A cet effet l'invention a pour objet un détecteur pour la détection d'un rayonnement infrarouge et d'un rayonnement visible comprenant : ^ un substrat ; ^ pour la détection du rayonnement infrarouge, une matrice de détecteurs élémentaires bolométriques, chaque détecteur bolométrique comportant une membrane bolométrique suspendue au-dessus du substrat, sensible au rayonnement infrarouge et au moins partiellement transparente au rayonnement visible ; ^ pour la détection du rayonnement visible, une matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur formés dans le substrat sous la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques ; et ^ un circuit de lecture formé dans le substrat pour la lecture des détecteurs élémentaires desdites matrices.
Selon l'invention : ^ les pas desdites matrices et/ou les dimensions de leurs détecteurs élémentaires sont choisis de sorte qu'une sous-matrice de la matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur est agencée sous chaque membrane bolométrique de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques ; et ^ le circuit de lecture comporte : o des éléments capacitifs aptes à être connectés respectivement à chaque détecteur élémentaire bolométrique et à chaque détecteur élémentaire à semi-conducteur formés sous la membrane du détecteur bolométrique ; et o un circuit de synchronisation apte à piloter la connexion des éléments capacitifs pour commander l'intégration simultanée des courants en provenance du détecteur élémentaire bolométrique et des détecteurs élémentaires à semi-conducteur formés sous la membrane de celui-ci, et pour commander le maintien des charges stockées dans les éléments capacitifs au moins jusqu'à la fin de l'intégration.
En d'autres termes, la superposition des matrices infrarouge et visible implique une harmonisation spatiale de fait du détecteur. En outre, en positionnant un agencement matriciel d'éléments de détection visible sous chacune des membranes de détection bolométriques, une sensibilité et une résolution élevée de la détection dans le visible sont obtenues.
Par ailleurs, une intégration simultanée de l'ensemble des éléments de détection et le maintien des valeurs lues de ceux-ci assurent une harmonisation temporelle des deux types de détection.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les éléments capacitifs sont agencés en bout de chaque colonne de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques pour une connexion à l'ensemble des détecteurs élémentaires bolométriques d'une ligne de celle-ci et à l'ensemble des détecteurs élémentaires à semi-conducteurs formés sous les membranes de ladite ligne.
Plus particulièrement, le circuit de lecture comporte une voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs associés aux détecteurs élémentaires bolométriques de la ligne de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques, et une voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs associées à chaque ligne de détecteurs élémentaires à semi-conducteur formés sous les membranes des détecteurs élémentaires bolométriques de la ligne de la matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur.
En variante, le circuit de lecture comporte une voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs associés aux détecteurs élémentaires bolométriques de la ligne de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques, et une seule voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs associés aux détecteurs élémentaires à semi-conducteur formés sous les membranes des détecteurs élémentaires bolométrique de ladite ligne.
De préférence, la fréquence d'adressage des lignes de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques est identique à la fréquence d'adressage de chaque ligne de la matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels : 30 - la figure 1 est une vue schématique d'un détecteur bispectral selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'une sous matrice de pixels visible agencée sous la membrane d'un bolomètre associé à un ensemble d'échantillonneurs-bloqueurs ; - la figure 3 est une vue schématique d'un pixel bolométrique associé à un ensemble d'intégration et de compensation ; et 35 - les figures 4 à 10 sont des chronogrammes de signaux illustrant la lecture d'une ligne de la matrice du détecteur selon l'invention.25 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La figure 1 illustre un détecteur infrarouge-visible 10 selon l'invention. Un tel détecteur 10 comporte une matrice bidimensionnelle 12, comprenant N lignes et M colonnes de blocs de détection infrarouge-visible 14 et agencée dans le plan focal d'une optique (non représentée).
Chaque bloc de détection 14 comporte un élément de détection bolométrique 16, ou pixel bolométrique , comportant une membrane bolométrique 18 sensible au rayonnement infrarouge, au moins partiellement transparente au rayonnement visible et suspendue au dessus d'un substrat par des bras de soutien 17, 19 et des structures d'ancrage au substrat 20, 22.
Chaque bloc 14 comporte également, sous l'emprise de la membrane bolométrique 18 et 15 formée dans le substrat, une matrice 24 de N*M éléments de détection visible 26, ou pixels visible , tels que des photodiodes ou des photoMOS.
Ainsi, les pas desdites matrices visible et infrarouge et/ou les dimensions de pixels infrarouge et visible sont choisis de sorte qu'une sous matrice de pixels visible est agencée 20 sous chaque membrane bolométrique des pixels infrarouge.
Le détecteur 10 comprend également un circuit de lecture 28 de la matrice 12, formé dans le substrat. Le circuit de lecture 28 comprend, associé à chacune des colonnes de la matrice 12, un bloc de lecture 30 apte à être connecté à chacun des blocs de détection 14 de la colonne. 25 Le bloc de lecture 30 comprend un ensemble 32 d'échantillonneurs-bloqueurs pour lire et maintenir les valeurs des signaux associés aux pixels (qu'on appellera valeur du pixel ) visible du bloc de détection 14 auquel il est connecté ainsi qu'un ensemble d'intégration et de compensation 34 apte à être connecté à chacun des bolomètres 16 de la colonne pour sa 30 lecture, comme cela sera également expliqué plus en détail par la suite.
Le circuit de lecture 28 comporte enfin un circuit de pilotage 33 commandant l'ouverture et la fermeture d'interrupteurs ainsi que des instants de polarisation de transistors d'injection également, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite. 5 35
La figure 2 illustre schématiquement l'association d'une matrice 24 de pixels visible 26 formée sous la membrane bolométrique 18 d'un pixel infrarouge 16, avec un ensemble 32 d'échantillonneurs-bloqueurs agencé en bout de colonne. Dans l'exemple illustré, la matrice 24 est formée de trois lignes et de trois colonnes de pixels visible 26.
Comme cela est illustré, chaque pixel visible 26 comporte par exemple une photodiode 40 sensible au rayonnement visible dont l'anode est connectée à la masse, un condensateur 41 connecté en parallèle de la diode 40, un amplificateur 42 connecté à l'anode de la photodiode 40 et un interrupteur d'initialisation 44, ici sous la forme d'un transistor MOS.
Le pixel visible 26 comporte en outre un interrupteur 46 de sélection pour sa connexion à un bus 48.
L'ensemble 32 d'échantillonneurs-bloqueurs comporte quant à lui, pour chaque pixel visible 26, un échantillonneur-bloqueur 50 comprenant un condensateur 52 connecté entre la masse et un interrupteur de remise à zéro 54. L'interrupteur 54 est par ailleurs connecté au bus 48 associé au pixel visible 26. Lors de la lecture du pixel visible, l'interrupteur 46 de ce pixel et l'interrupteur 54 de l'échantillonneur-bloqueur 50 associé sont fermés de sorte que la valeur du pixel visible 26 est mémorisée dans le condensateur 52, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Enfin, les échantillonneurs-bloqueurs 50 associés à une ligne de pixels visible 26 de la matrice de pixels visible 24 sont connectés à un multiplexeur MUX1, MUX2, MUX3 d'une sortie vidéo respective VIDEO visl , VIDEO vis2 , VIDEO vis3 .
La figure 3 illustre un agencement élémentaire d'un pixel bolométrique 16 et d'un ensemble d'intégration et de compensation 34.
Le pixel bolométrique 16 comporte le bolomètre 60 avec sa membrane bolométrique 18 suspendue au-dessus du substrat, un interrupteur 62 de lecture et un transistor MOS 64 d'injection, dont la grille est mise à une tension Vfid constante prédéterminée, dont la source est connectée au bolomètre 60, et dont le drain est connecté à l'interrupteur 62 de lecture. L'ensemble d'intégration et de compensation 34 comporte quant à lui un intégrateur 66 comprenant un amplificateur opérationnel 68, dont l'entrée non inverseuse (+) est mise à une tension constante Vbus prédéterminée et dont l'entrée inverseuse (-) est connectée à l'interrupteur de lecture 62, un condensateur 70, de capacité Cà, prédéterminée, connecté entre l'entrée inverseuse (-) de l'amplificateur 68 et la sortie de celui-ci, et un interrupteur de remise à zéro 72 connecté en parallèle du condensateur 70.
L'ensemble d'intégration et de compensation 34 comporte également une branche de compensation 74, ayant pour fonction de retrancher du courant circulant dans le bolomètre 60 un courant de mode commun et comportant à cet effet un bolomètre dit de compensation 76 thermalisé au substrat, et un transistor MOS d'injection piloté par une tension GSK et connecté entre le bolomètre de compensation 76 et l'entrée inverseuse (-) de l'amplificateur 68.
L'ensemble d'intégration et de compensation 34 comporte enfin un échantillonneur-bloqueur 80 comportant un interrupteur 82 connecté en sortie de l'amplificateur 68 et un condensateur 84 connecté à l'interrupteur 82.
Enfin, l'échantillonneur-bloqueur 80 est connecté à un multiplexeur MUXIR d'une sortie vidéo dédiée à l'infrarouge, ou sortie vidéo IR .
Les interrupteurs et transistors d'injection décrits ci-dessus sont pilotés par le circuit de pilotage 33 qui commande les différentes phases de la lecture de la matrice 12 au moyen de l'ouverture ou la fermeture synchronisée des interrupteurs d'adressage, de remise à zéro (RESET) et d'activation des polarisations des transistors d'injection.
Plus particulièrement, la matrice 12 est lue ligne de blocs de détection 14 par ligne de blocs de détection 14, selon un mode dit balayé . Les figures 4 à 10 sont des chronogrammes de signaux illustrant la lecture d'une ligne de la matrice 12.
La lecture d'une ligne de la matrice 12 débute par une phase A d'initialisation pendant laquelle les interrupteurs 44 de remise à zéro des pixels visible 26 de la ligne de blocs de détection sont fermés pour décharger les photodiodes 40, et les interrupteurs 72 d'initialisation des intégrateurs 66 des pixels infrarouge de la ligne de la matrice 12 sont fermés pour décharger les capacités 70.
La lecture de la ligne de la matrice 12 se poursuit alors par une phase d'intégration B pendant laquelle les interrupteurs de remise à zéro 72 des intégrateurs 66 sont ouverts et les transistors MOS d'injection 64, les transistors de polarisation 78 des bolomètres 60 de la ligne de la matrice 12 et des bolomètres de compensation 76 sont pilotés pour polariser respectivement ces bolomètres 60 et 78. La différence entre le courant circulant dans un bolomètre 60 de la ligne de la matrice 12 et le bolomètre de compensation 76 agencé en bout de colonne est alors intégrée dans le condensateur 70 correspondant pendant une durée prédéterminée d'intégration (signal INT IR de la figure 4 à l'état haut). La tension en
sortie de chaque intégrateur 66 est ensuite échantillonnée et mémorisée dans l'échantillonneur-bloqueur 80 correspondant.
Parallèlement, les interrupteurs de remise à zéro 44 des pixels visible 26 et 46 de sélection ligne sont ouverts et les courants produits par les photodiodes 40 du fait de leur illumination sont intégrés dans les condensateurs d'intégration 41 correspondants jusqu'à la fermeture des interrupteurs de sélection 46 des pixels visible. Les courants traversant les photodiodes 40 sont ainsi intégrés pendant une durée prédéterminée d'intégration (signal INT vis de la figure 5 à l'état haut) simultanée à la durée d'intégration des bolomètres 60. Les durées d'intégration des bolomètres 60 et des photodiodes 40 sont ajustées de manière connue en soi, la durée d'intégration des photodiodes 40 étant usuellement plus courte que la durée d'intégration des bolomètres 60.
A l'issue de l'étape d'intégration B , les valeurs des photodiodes 40 et des bolomètres 60 de la ligne de la matrice 12 en cours de lecture sont ainsi chacune échantillonnée et maintenue dans les échantillonneurs-bloqueurs 50, 80 du circuit de lecture 28 agencé en bout de colonne.
La lecture se poursuit alors par une phase C de délivrance des valeurs maintenues sur les échantillonneurs-bloqueurs sur les sorties vidéo.
La figure 6 représente le signal DATAVALID qui est un signal numérique de déclenchement du flux de données vidéo après la lecture d'une ligne.
Plus particulièrement, les échantillonneurs-bloqueurs 80 associés aux intégrateurs 66, qui sont connectés à la sortie vidéo, dite sortie IR , délivrent leurs valeurs sur cette sortie selon un multiplexage temporel connu en soi (signal VIDEO IR de la figure 7 dont chaque bloc représente une valeur de pixel bolométrique de la ligne de la matrice 12 en cours de lecture).
Parallèlement, pour chaque ligne d'échantillonneurs-bloqueurs 50 de l'ensemble 32, les valeurs maintenues dans ceux-ci sont délivrées à la sortie vidéo associée VIDEO visl , VIDEO vis2 ou VIDEO vis3 selon un multiplexage temporel connu en soi, comme schématisé par les figures 8 à 10, où chaque bloc de chaque sortie VIS représente une valeur de pixel visible.
Avantageusement, comme cela est connu en soi de l'état de la technique, la formation des signaux du canal visible est obtenue au moyen d'un double échantillonnage corrélé (ou CDS pour Correlated Double Sampling ). Par exemple, en remplacement des échantillonneurs-bloqueurs 50, un échantillonneur-bloqueur à double échantillonnage corrélé est prévu, tel que par exemple décrit dans le document Non-stationary noise responses of some fully differential on-chip readout circuits suitable for CMOS image sensors de Yavuz Degerli, IEEE Transactions on Circuits and Systems û II : Analog and digital signal processing, vol. 46, N°12, décembre 1999.
De préférence, les fréquences de trame pour la délivrance des valeurs des échantillonneursbloqueurs 50 et 80 sont synchronisées. Plus particulièrement, la fréquence des sorties vidéo visible VIDEO visl , VIDEO vis2 et VIDEO vis3 est trois fois supérieure à celle de la sortie VIDEO IR et les valeurs d'une ligne d'échantillonneurs-bloqueurs 50 sont délivrées simultanément à la valeur de l'échantillonneur-bloqueur 80 associé. Ainsi, sur les figures 7 à 10 la valeur i associée à un pixel infrarouge est délivrée (signal VIDEO IR ) conjointement aux valeurs il 1 , i12 , i13 associés à la première ligne de pixels visibles sous la membrane 18 du pixel infrarouge (signal VIDEO visl ) , conjointement aux valeurs i2l , i22 , i23 associées de la deuxième ligne de pixels visible sous ladite membrane (signal VIDEO vis2 ), et conjointement aux valeurs i3l , i32 , i33 de la troisième ligne de pixels visible sous ladite membrane (signal VIDEO vis3 ).
Il est ainsi obtenu deux images, une première en infrarouge formée par les pixels infrarouge, et un seconde en visible, formée par les pixels visible 26. Ces deux images sont spatialement cohérentes (les matrices de pixels visible et de pixels infrarouge sont sur le même plan focal d'une unique optique) et temporellement cohérentes (les intégrations des photodiodes 40 et des bolomètres 60 sont réalisées simultanément). En outre le format et la synchronisation des signaux présents sur les sorties vidéo IR, visl, vis2 et vis3 permettent un affichage direct facilité de ces deux images.
Il convient de préciser que le terme simultanément , utilisé par commodité dans tout ce document, rapporte au fait que les signaux fournis par les canaux visible et IR sont établis au cours d'un même espace de temps, en l'occurrence un temps ligne. En effet, le temps d'intégration étant en général différent selon les canaux, la simultanéité stricte n'est pas réalisée dans le cas général, et n'a par ailleurs pas d'intérêt particulier.
Il a été décrit un mode de réalisation dans lequel il existe un nombre de sorties vidéo pour le visible égal au nombre de lignes de pixels visible formées sous l'emprise d'un pixel infrarouge.
En variante, les échantillonneurs-bloqueurs 50 associés aux pixels visibles sont tous connectés à une unique sortie vidéo dont la fréquence de fonctionnement alors N*M fois supérieure à celle de la sortie vidéo dédiée à l'infrarouge, où N et M sont le nombre de lignes et de colonnes de la matrice de pixels visible formée sous l'emprise d'un pixel infrarouge.
De même, il a été décrit dans le mode de réalisation précédent, une lecture ligne par ligne de la matrice 12 de blocs infrarouge-visible 34 dans laquelle la fréquence de lecture de celle-ci est déterminée comme étant égale à la fréquence de lecture de la matrice de pixels infrarouge. En effet, classiquement la fréquence de lecture d'une matrice de pixels infrarouge est inférieure à la fréquence de lecture d'une matrice de pixels visible car les pixels infrarouge nécessitent un temps d'intégration plus élevé que le temps d'intégration des pixels visible.
En variante, la fréquence de lecture de la matrice 12 est égale à la fréquence de lecture des 20 pixels visibles et/ou la sortie vidéo IR est moyennée N fois avant sa délivrance. Dans ce dernier cas, N échantillonneurs-bloqueurs sont prévus pour chaque pixel infrarouge.
Selon une autre variante, la fréquence de lecture de la matrice 12 est égale à la fréquence de lecture des pixels visibles, mais les signaux formés à chaque phase de lecture d'une ligne 25 sont accumulés sans réinitialisation des intégrateurs 66, N fois avant échantillonnage, pour former le signal du canal IR. Les intégrateurs 66 sont alors réinitialisés uniquement avant le cycle de lecture de la trame suivante.
De même il a été décrit un mode de réalisation dans lequel tous les pixels visible formés 30 sous l'emprise d'un pixel infrarouge sont intégrés en même temps et simultanément à l'intégration dudit pixel infrarouge.
En variante, un mode de lecture du type balayé est mis en oeuvre pour la lecture des pixels visible. Plus particulièrement, les lignes de pixels visible sous l'emprise d'un pixel 35 infrarouge sont intégrées selon des intervalles de temps différents (autrement dit, non synchrones entre eux), mais toujours simultanément à l'intégration du pixel infrarouge. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le nombre de pixels visible sous l'emprise d'un
pixel infrarouge est important, car la formation des signaux de type visible nécessiterait un nombre élevé d'échantillonneurs-bloqueurs et de sorties vidéo VIS parallèles.
On notera également qu'il est possible de prévoir un mécanisme de traitement agencé dans la circuiterie disposée dans le substrat en extrémité de colonne pour former la moyenne des valeurs des pixels visible agencés sous l'emprise d'un pixel infrarouge, comme par exemple un mécanisme de type binning , bien connu de l'homme de métier, de manière à former un macro-pixel visible. Ceci est particulièrement avantageux dans les systèmes de détection bispectraux utilisés pour le suivi de trajectoire.
Claims (5)
- REVENDICATIONS1. Détecteur pour la détection d'un rayonnement infrarouge et d'un rayonnement visible comprenant : ^ un substrat ; ^ pour la détection du rayonnement infrarouge, une matrice de détecteurs élémentaires bolométriques (16), chaque détecteur bolométrique comportant une membrane bolométrique (18) suspendue au-dessus du substrat, sensible au rayonnement infrarouge et au moins partiellement transparente au rayonnement visible ; ^ pour la détection du rayonnement visible, une matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur (26) formés dans le substrat sous la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques (16); et ^ un circuit de lecture (28) formé dans le substrat pour la lecture des détecteurs élémentaires desdites matrices ; caractérisé : ^ en ce que les pas desdites matrices et/ou les dimensions de leurs détecteurs élémentaires sont choisis de sorte qu'une sous-matrice de la matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur est agencée sous chaque membrane bolométrique de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques ; ^ et en ce que le circuit de lecture (28) comporte : o des éléments (50, 80) capacitifs aptes à être connectés respectivement à chaque détecteur élémentaire bolométrique et à chaque détecteur élémentaire à semi-conducteur formés sous la membrane du détecteur bolométrique ; et o un circuit (33) de synchronisation apte à piloter la connexion des éléments capacitifs (50, 80) pour commander l'intégration simultanée des courants en provenance du détecteur élémentaire bolométrique (16) et des détecteurs élémentaires (26) à semi-conducteur formés sous la membrane de celui-ci, et pour commander le maintien des charges stockées dans les éléments capacitifs au moins jusqu'à la fin de l'intégration.
- 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments capacitifs (50, 80) sont agencés en bout de chaque colonne de la matrice de détecteurs élémentaires 35 bolométriques (16) pour une connexion à l'ensemble des détecteurs élémentaires bolométriques (16) d'une ligne de celle-ci et à l'ensemble des détecteurs élémentaires à semi-conducteurs (26) formés sous les membranes de ladite ligne. 30
- 3. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de lecture (28) comporte une voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs (80) associés aux détecteurs élémentaires bolométriques (16) de la ligne de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques, et une voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs (50) associées à chaque ligne de détecteurs élémentaires à semi-conducteur (26) formés sous les membranes des détecteurs élémentaires bolométriques (16) de la ligne de la matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur.
- 4. Détecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de lecture comporte une voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs associés aux détecteurs élémentaires bolométriques de la ligne de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques, et une seule voie pour le transfert multiplexé des informations contenues dans les éléments capacitifs associés aux détecteurs élémentaires à semi-conducteur formés sous les membranes des détecteurs élémentaires bolométriques de ladite ligne.
- 5. Détecteur selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la fréquence d'adressage des lignes de la matrice de détecteurs élémentaires bolométriques est identique à la fréquence d'adressage des lignes de la matrice de détecteurs élémentaires à semi-conducteur.
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- 2009-01-19 FR FR0950300A patent/FR2941329B1/fr active Active
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| Publication number | Publication date |
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