JPH06121232A - 赤外像の可視または近赤外像への変換システム - Google Patents

赤外像の可視または近赤外像への変換システム

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JPH06121232A
JPH06121232A JP11736593A JP11736593A JPH06121232A JP H06121232 A JPH06121232 A JP H06121232A JP 11736593 A JP11736593 A JP 11736593A JP 11736593 A JP11736593 A JP 11736593A JP H06121232 A JPH06121232 A JP H06121232A
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light
circuit
infrared
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detector
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ミッシェル・ウォルン
Daniel Amingual
ダニエル・アミンギュール
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 赤外像を可視像または近赤外像に変換するシ
ステムにおいて、小型軽量と、高性能レベルをともに達
成する。 【構成】 光入力手段（８，１０）と、光出力手段（１
２，１４）と、形成された光景の赤外像の赤外検出器
（１６）と、検出器から得られる信号を読み取る回路
（１８）と、読取り回路からの信号を処理する回路と、
処理回路からの信号から可視または近赤外光で形成され
た像を供給する近赤外または可視光発光器（２２）と、
発光器をアドレスする回路（２４）と、１つの面が光入
力手段と光出力手段とに共通の焦点面を構成する基板
（２６）を具備し、検出器と読取り回路と処理回路とア
ドレッシング回路と発光器とがこの焦点面に集積されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は赤外像を可視または近赤
外像に変換するシステムに関するものである。さらに、
例えば夜景や困難な雰囲気条件（例えば、降雨時や霧
中）下での景色の赤外像に特に適用される。
【０００２】
【従来の技術】大気伝達窓（３から５と８から１２ミク
ロメーター）中での赤外像の実施可能な装置は既に知ら
れている。これらの装置またはカメラは、少数の基本的
ポイント、走査または感知する光学機械の結果として確
実にされる光景の適用範囲、または最も進歩したシステ
ムでは、走査のために幾つか除去を必要とする多数のポ
イントを有する検出モザイク（例えば、２５６×２５
６）を有する検出器を使用している。最近の所謂「固定
モザイクシステム」の場合、２つの技術選択肢が検出器
と結合して使用され得ている。これらは、その読取り回
路（例えば、インジウムミクロスフェアによって）上の
検出器の複合、または検出器（例えば、ＰｔＳｉショッ
トキー検出アレイで構成される）とその読取り回路のシ
リコン基板上でのモノリシック集積を含んでいる。一般
的に、赤外像を遂行可能な既知の装置は、高性能である
ばかりでなく、非常に重く、寸法と消費によって特徴付
けられている。そのような装置に関した参考文献を次に
示す。 （１）ガウソーグー（G.GAUSSORGUES）著、サーモグラ
フィーインフラルージュ（La Thermographie Infraroou
ge）、ラボイサー（Lavoisier）版、パリ、１９８４
年。暗視装置は、光増強管を導入することでも知られて
いる。後者の目的は、近赤外（１ミクロメーター未満の
光学波長）への感度スペクトラムの増強と、光量の増強
により低い光量への可視範囲を広げることにある。既知
の暗視装置は、一般に、極最近では、第３世代装置、ガ
リウム砒素光電陰極、マイクロチャンネルウェーハーと
光ファイバーウインドー上に配置された発光スクリーン
を使用している。これらの暗視装置は主として、それら
の小型、制限重量に特徴があり、従って、例えば、暗視
双眼鏡に使用され得る。しかしながら、これらの暗視措
置の性能の特徴は、それらにカバーされるスペクトル範
囲の結果に制限される。これらの装置に関する参考文献
が次になされている。 （２）「第３世代像増強管」とタイトルされたフォウア
サー（M. Fouasser）他著、アクタエレクトロニカ（Act
a Electronica）発行,vol.27,No.3と4,1987,pp159-163
発行。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、赤外像を可
視像（人間の目によって直接使える）または近赤外像へ
の変換するシステムに生ずる問題を解決するものであ
る。そのシステムは、非常に小型で軽量で、持ち運びが
容易であり、そのシステムは上記２つの装置の各長所を
組み合わせた最適さ、すなわち、中間赤外像（光学波長
３〜５ミクロメーター）と遠赤外像（光学波長８〜１２
ミクロメーター）とから得られる高性能レベルと、光増
強管装置の小型軽量を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、赤外像の可視または近赤外像への変換を可能とした
本発明のシステムは、光入力手段と、光出力手段と、光
入力手段によって形成された光景の赤外像の赤外検出器
と、前記検出器によって提供された信号を読み取る回路
と、その読取り回路から得られる信号の処理回路と、処
理回路から得られる信号から光出力手段によって可視ま
たは近赤外光で形成された像を供給する可視または近赤
外光発光器と、処理回路によって制御される発光器をア
ドレスする回路を有し、さらに、光入力手段と光出力手
段とに共通な焦点面を構成する１つの面をもつ半導体基
板を有し、検出器と、読取り回路と、処理回路と、アド
レッシング回路と、発光器が基板上の焦点面に集積して
いることを特徴とするものである。本発明の重要な特徴
は、結果として、システムの焦点面における光発光器と
付属する電気手段によって光発光するために接続した赤
外検出器の集積にある。本発明のシステムの特別な実施
例によれば、検出器は赤外検出のモザイクである。もう
１つの実施例では、前記検出器が赤外光検出器のアレイ
であり、システムがさらに前記アレイの光走査の手段を
有しているものである。もう１つの特別の実施例によれ
ば、発光器が可視または近赤外範囲の光発光器のモザイ
クである。もう１つの実施例では、発光器が近赤外また
は可視範囲の光発光器のアレイであり、システムがさら
に前記アレイの光走査の手段を有するものである。特別
な実施例において、検出器は読取り回路と複合してい
る。もう１つの特別な実施例においては、検出器と読取
り回路が基板とモノリシックに集積している。もう１つ
の特別な実施例では、発光器がアドレッシング回路と複
合し、前記発光器が前記発光器により製造された光に対
して透明な基板上で形成されているものである。もう１
つの実施例では、発光器がアドレッシング回路と、前記
発光器により発光された光に不透明な基板上に形成され
た発光器と、光発光器に面する穴を有する不透明な基板
と複合し、該穴は前記発光器により製造された光の光路
をなす穴であるものである。もう１つの特別な実施例に
おいて、発光器とアドレッシング回路が基板とモノリシ
ックに集積しているものである。結局、発光器は近赤外
範囲に属する光を製造することができ、システムはそし
て前記光を可視光に変換する手段を有するものである。
本発明は、中および遠赤外で作動する熱像システムの総
寸法と重量を考えられるだけ小さくすることを可能なら
しめるものである。さらに、本発明による高い集積レベ
ルは、既知の赤外像システムと比較して信頼性を高め、
コストを低下することを可能とするものである。さら
に、本発明のシステムの構成の１つが焦点面中で複合し
ているときで、もし前記構成が不完全であるならば、そ
の「健全な」構成による置換は予見され得る。
【０００５】
【実施例】以下、実施例をもって詳細な説明を図面と共
に記載するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。図１は、システムにより観測される光景２の赤外像
を観測者４の目によって直接利用できる可視像に変換す
ることが可能とした本発明のシステムを概略的に示すも
のである。図２は図１のシステムの部分の部分概略図で
ある。箱またはケース６中のこのシステムは、光入力部
分８と赤外線を反射可能な鏡１０で構成される光入力手
段と、光出力部分１２と可視光線を反射可能な鏡１４で
構成される光出力手段と、前記光入力手段によって、光
景の赤外像上に形成される赤外線の検出器１６と、該検
出器１６から得られる電気信号を読み取る回路１８と、
該読取り回路１８から得られる電気信号を処理する回路
２０と、該処理回路２０から得られる電気信号から可視
光線の形成像を光出力手段を経て供給する可視光線発光
器２２と、前記処理回路２０で制御され、発光器２２を
アドレスする回路２４とを有してなる。図１，２に示さ
れているシステムは、１つの面が光入力手段と光出力手
段とに共通した焦点平面を構成するシリコン基板２６を
も有する。検出器１６、読取り回路１８、処理回路２
０、アドレッシング回路２４と発光器２２は、基板２６
の同一面上の前記焦点面に集積されている。光景２（例
えば、田園や物）からの赤外線２８は、光入力部分８を
通り抜け、そして、その光入力部分８によって検出器１
６に焦点が合うように鏡１０で反射される。
【０００６】この方法によって得られ検出される光景２
の赤外像は、読取り回路１８によって読み取られ、処理
回路２０によって処理され、そして、発光器２２と、鏡
１４で反射される前に発光器２２によって発光される可
視光線３０を供給する光出力部分１２によって観測者４
の目で直接観測できる可視像に変換される。検出器１６
は、ｎ×ｍの基本光検出器のモザイクの形成されたもの
であり、ここでｎとｍは、例えば共に１２８であるよう
な整数である。基本光検出器は、純情報と非制限方法に
おいて全て同種であり、３から５マイクロメーター及び
又は８から１２マイクロメーターの波長の次のリスト中
から選択され得るものであり、Ｈｇ1-xＣｄxＴｅまたは
Ｉｎ1-xＡｓxＳｂのＰ／Ｎ光検出器、複量フォトダイオ
ード（例えば、ＧａＡｓ／Ｇａ1-xＡｌxＡｓ）、ポテン
シャルバリヤー上の内光電子放出を基としたフォトダイ
オード（例えば、ＰｔＳｉ／Ｓｉ、ＩｒＳｉ／Ｓｉ、Ｓ
ｉ1-xＧｅx／Ｓｉ）、金属または樹脂ピロ電気検出器
（例えば、リチウムタンタル酸塩またはポリビニル二フ
ッ化物）がある。図２で示されている実施例において、
赤外検出モザイク１６は、（例えば、インジウムミクロ
スフェア３２によって）シリコン基板２６上に製造され
たその読取り回路１８と複合している。
【０００７】概略が部分的に図３で示されているシステ
ムのもう１つの実施例において、基本赤外光検出器３４
とその読取り回路１８を複数有する赤外検出モザイク１
６は、シリコン基板上にモノリシカルに集積されてい
る。このような赤外検出器の製造の各種方法は、専門家
にはよく知られている。関連の文献としては、例えば、 （３）「赤外像センサー」とタイトルされているノート
ン（P.R.Norton）著、光工学（Optical Engineerin
g）、１９９１年１１月、vol.30,No.11,pp1649〜1663に
示されている。光発光器２２はｐ×ｑの基本光発光器の
モザイクで形成され、ここでｐはｎ以下、ｑはｍ以下、
好ましくはｐ＝ｎ、ｑ＝ｍである。したがって、検出モ
ザイク１６の各画素または画素のグループと、発光モザ
イク２２の基本ポイントを結合させることができる。み
たところ、発光された光の波長は可視スペクトル内にあ
る。しかしながら、近赤外範囲、すなわち１ミクロメー
ター未満の波長を有する光を製造する発光器を使用する
ことも可能である。この場合、光増強管システムにおい
て使用されるために独立している装置３６が、近赤外に
発光された像を観測者４による可視像に変換するため
に、システム（図１参照）に取り付けられなければなら
ない。
【０００８】図２で示され得るように、発光モザイク２
２は、その読取り回路上の検出モザイクの複合に使用さ
れるのと同様に製造されることで、シリコン基板２６上
に製造されたアドレッシング回路２４上で複合されてい
る。もう１つの特別な実施例によれば、基本的光発光器
３８を複数個有する前記発光モザイク２２は、シリコン
基板２６上でモノリシックな方法でアドレッシング回路
２４と集積されている。このモノリシック集積は、本発
明のシステムの部分概略図である図４で示されているも
ので、そのモノリシック集積はシステムの概略部分平面
図である図５で使用されている。発光モザイク２２の基
本光発光器（基本ポイント）は、発光ダイオード（例え
ば、可視光線を発光する（Ｇａ1-yＡｌy）1-xＩｎxＰ，
Ｇａ1-xＡｓxＰダイオードまたは近赤外範囲で発光する
ＧａＡｓ／Ｇａ1-xＡｌxＡｓダイオード）、またはバー
チカルキャビティレーザダイオード（vertical cavity
laser diode）（例えば、ＧａＡｓ／Ｇａ1-xＡｌxＡ
ｓ）とすることができる。シリコン基板上のＧａＡｓの
エピタキシャル成長は、（Ｇａ1-yＡｌy）1-xＩｎxＰ、
ＧａＡｓ上のＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓとして、専門家に
はよく知られている。これらの各発光器の構成の製造方
法は、論文や文献中に記載されている。例えば、 （４）「シリコン上のガリウム砒素と他の化合物半導
体」とタイトルされたファング（S.F.Fang）他著、Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，vol.68,No.7,1.10.1990,ppR31
〜R58、 （５）「ＭＯＶＰＥにより成長するＧａＩｎＰ−ＧａＡ
ｌＩｎＰ層の規則性光特性」とタイトルされたパスコー
ト（M.Mpaskotas）他著、ジャーナルオブ結晶成長、１
０７，１９９１，ｐｐ１９２〜１９７、 （６）すがわら他著、Appl.Phys.Lett.,vol.58,No.10,1
1.3.1991,pp1010〜1012。
【０００９】発光モザイクがそのアドレッシング回路を
作動するシリコン基板２６上にモノリシカルに配置され
たときは、光（可視または近赤外）の発光は、図６に示
されるように、発光器の前面を経由して起きる。この場
合、アドレッシング回路２４は、図４，５に示されてい
る基本光発光器３８（画素）間に配置される。発光モザ
イク２２がそのアドレッシング回路２４上に複合される
ときは、光の発光は発光器２２の裏面を通して起きる。
違いは２つの場合の間で行われなければならない。第一
の場合では、基本光発光器が形成されている基板が、発
せられる光の波長に対して透過性をもつ。可視領域で発
光するＧａ1-xＡｓxＰ（または（Ｇａ1-yＡｌy）1-xＩ
ｎxＰでもよい）発光ダイオードが形成されているＧａ
Ｐ基板が例として挙げられる。上記の場合に関しては、
参考文献として以下のものが挙げられる： （７）L. J. スティンソン(Stinson)等、『ＧａＰ基板
上の高効率ＩｎＧａＰ発光ダイオード(High-efficiency
InGaP light emitting diodes on GaPsubstrates)』、
アプライド・フィジクス・レター(Appl. Phys. Lett.)
発行、第５８巻、第１８号、6.5.1991、pp 2012-2014。
また用いられる光発光器が近赤外の光を放出する時に
は、上記の場合の例としてＧａＡｓ基板が挙げられる。
しかしこの時には、光増強装置をシステムに加える必要
がある。
【００１０】上記の第一の場合の一例を、概略部分図と
して図７に示す。この第一の場合においては、基本光発
光器が発光ダイオード４０であるなら、上記ダイオード
４０が形成され、かつこの発光ダイオードから放出され
る光に対して透過性をもつ基板４２が、画素（上記ダイ
オードに対応する）間で相互変調の危険性を大きく制限
するように、架橋されているものが好ましい。溝４４に
よって図７で示されているような構成が得られる。この
溝４４は各ダイオード４０を分離するよう基板４２に形
成されている。垂直発光レーザーダイオードを用いた場
合には、この様な垂直レーザーダイオードによって発せ
られる光線は高い指向性を有するので、この様な基板の
処理は不要である。しかし、垂直レーザーダイオードの
製造工程は、前記の発光ダイオードの製造工程より困難
である。
【００１１】第二の場合は、基本光発光器が形成される
基板が、この基本発光器によって発せられる光（可視領
域）の波長を透過しない場合である。マイクロエレクト
ロニクス分野で現在用いられている殆どの基板（Ｓｉ、
Ｇｅ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ）がこの場合に当てはまる。こ
れらの基板の中では、ガリウム砒素が本願では最も有力
である。可視領域で発光する構成物（例えば、ＧａＡｌ
ＩｎＰ）の製造を可能にする様々な物質が、ＧａＡｓ上
へのエピタキシーによって製造されることが知られてい
る。図８はこの第二の場合の概略部分図を示している。
【００１２】図８は、基板４６を透過しない光を発する
発光ダイオード４８によって構成されかつ前述のように
相互連結球３２によって読取り回路２４と複合してい
る、発光モザイクが形成されている基板を示している。
ダイオード４８から発せられた光が上記基板４６に再吸
収されるのを防ぐために、まず基板４６を薄く、具体的
には５０から１００μmの厚さになるよう形成し、さら
に発光光３０の光路を制限しないよう、穴５０を発光ダ
イオードに対して垂直に設ける。この様にすることで、
画素間の相互変調は「自然と」非常に小さくなる。Ｇａ
Ａｓ上へのＧａＡｓＩｎＰのエピタキシーに関しては多
くの刊行物がある。これについては、文献（５）および
（６）が参考として挙げられる。アドレッシング回路上
への発光モザイクの複合工程は、読取り回路上への赤外
検出モザイクの複合に使用される工程と同様である。こ
の複合を形成するための工程は次の文献に記載されてい
る： （８）フランス特許出願第８９ ０５５４２号（１９８
９年４月２６日）（EP-A-395 488も参照）。穴５０のよ
うな穴をＧａＡｓ基板４６に形成する方法は後述する。
この方法は概して既知の方法であり、詳細についてはこ
こでは述べない。光入力手段と光出力手段との共通の焦
点面に発光モザイクを加えることにより、この焦点面で
のパワーの散乱を大きく増加しない。この散乱パワーは
例えば１２８×１２８ＨｇＣｄＴｅ光ダイオードのモザ
イクの場合は約５０から１００mWである。したがって、
目の結像時間を考慮すれば、発光画素を連続的に作動す
ることができる。例えば、発光モザイクが１２８×１２
８基本発光器のモザイクである場合、前記の目的を達成
するには、通過帯域が約１MHzのシリコン電子回路を用
いれば十分である。この場合、焦点面での全消費量の増
加は僅か数mWである。用いられる赤外検出器が７７Ｋま
での冷却を必要とする場合、スターリングサイクル(Sti
rling cycle)に従って操作される冷却器５２（図１参
照）を用いることも可能である。この様な冷却器の中に
は、非常にコンパクトで、軽量で、消費エネルギーの少
ないものが若干ある。赤外検出器が２００Ｋで作動可能
な場合（例えば、波長範囲が３から５μmのＨｇＣｄＴ
ｅアレイ）、サーモエレメントモジュールによって冷却
することも考えられる。また、ある赤外検出器（例え
ば、パイロ電気検出器）は全く冷却を必要としない。こ
のようなパイロ電気検出器のアレイをモノリシックにな
るようにシリコン基板上に形成する方法の一例が以下の
文献に記載されている： （９）フランス特許出願第88 155 81号（１９８８年１
１月２９日）（EP-A-371868およびUS-A-5 008541も参
照）。なお、冷却器を必要とするのは赤外検出器のみで
ある。結果的に、システム作動を全く低下させずに、発
光モザイクは赤外検出器の温度より僅かに高い温度とな
る。このことにより、スターリングサイクルによって作
動する冷却器のコールドフィンガー(cold finger)の大
きさを小さくすることが可能である。
【００１３】本発明のシステムは、ここでは記載されて
いないが、各種の公知の製法を利用することによって製
造される。参照書目については、システムの構成要素の
構造に関して述べたところですでに示した。これらの構
成要素の構造の例を以下に詳述するが、本発明はこれら
によって限定されるものではない。例えば、赤外検出器
は６４×６４画素のＰｔＳｉモザイクで、各画素の基本
サイズは３０μm×３０μmである。この赤外検出器はＣ
ＭＯＳ読取り回路上に複合され、７７Ｋまで冷却され
る。以上については、以下の文献で参照される： （１０）Ｗ．コソノキー(W. Kosonocky)著、”ショット
キーバリアーイメージャー技術に関する論評(Review of
Schottky-barrier imager technology)”、ＳＰＩＥ発
行、第１３０８巻、赤外検出器と焦点面アレイ(Infrare
d Dectors andFocal Plane Arrays)、1990、第２〜２６
頁。赤外検出器は文献（８）に記載されている方法で読
取り回路上に複合される。ＰｔＳｉ検出器は非常に均質
であるので、複雑な補正回路は本例では使用されていな
い。例えば、発光モザイクは、可視領域の光を発し、ガ
リウム砒素基板に形成される発光ＧａＡｌＩｎＰダイオ
ードの形態における６４×６４の素子を有する。この発
光モザイクは以下のエピタキシャル構造によって構成さ
れる（図９参照）：・ Ｎ+ドーピングされた、厚さ５
００μmのＧａＡｓ基板５４、・ Ｎ＝１０18cm-3でＮ
ドーピングされた、厚さ0.5μmのＧａＡｓ層５６、・
Ｎ＝１０18cm-3でＮドーピングされた、厚さ１μmのＧ
ａ1-xＡｌxＡｓ層５８（Ｘ≧０．５）、・ Ｎ＝１０18
cm-3でＮドーピングされた、厚さ３nmのＧａ1-xＡｌxＡ
ｓ層５９、・ Ｎ＝１０18cm-3でＮドーピングされた、
厚さ0.01μmのＧａＡｓ層６０、・ Ｎ＝１０18cm-3で
Ｎドーピングされた、厚さ１μmの（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６２、・ ドーピングされてない、0.6
μmの（Ｇａ1-xＡｌx）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６４（Ｘ≦0.
2）、・ Ｐ＝３×１０17cm-3でＰドーピングされた厚
さμmの（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層６６、・
Ｐ＝３×１０18cm-3でＰドーピングされた厚さ７μmの
Ｇａ0.3Ａｌ0.7Ａｓ層６８、・ Ｐ＝３×１０18cm-3で
Ｐドーピングされた厚さ２μmのＧａＡｓ層７０。図９
に示されるように、これらの層５６〜７０はこの順序で
基板５４上に積層されている。このエピタキシャル構造
は、有機金属の蒸着エピタキシーで製造できるが、他の
方法も使用し得る。層５６、５８、５９および６０の実
現可能性は明確に示されている。さらに、文献（６）は
層６２〜７０の積層の実現可能性を証明している。さら
に、文献（５）は非常に均一にＧａＡｌＩｎＰをＧａＡ
ｓ層（基板として与えられている層６０）上に形成する
ことを可能とする製造方法を教示している。各層の機能
を以下に示す。層５６は層５８および６０のエピタキシ
ーを高品質のものにするために緩衝層として設けられて
いる。層５８および５９により、ＧａＡｌＡｓに対して
ＧａＡｓの選択的エッチングまたは研磨を簡易な方法
（化学研磨または反応性イオンエッチング）で行うこと
ができる。層５９は発せられる光に対して透過性である
（文献（６）参照）。層６０はＧａＡｓ上で残りの構成
要素が成長するのを制止できる。層６０は発せられる光
の僅かの部分だけしか吸収しないように、非常に薄く形
成される。層６２〜７０は発光ダイオードの製造の基礎
となるＰ／Ｎ結合を構成する。これに関しては文献
（６）によって参照される。
【００１４】以下、発光モザイクの複合方法について詳
述する。 第１段階： 図９に従って、前記のエピタキシャル構造
を作る。 第２段階： 発光ダイオードを形成する。この発光ダイ
オードの実現可能性については文献（６）に示されてい
る。 なお、文献（６）に記載されている工程と複合段階を両
立するために、ダイオードを支えている部分に、ポリイ
ミド層を用いるなどの方法でパッシベーション処理を施
す。基板の電気的接触は構成の裏面に溶接されている単
一の電線によって確保されている。導電性の基板を用い
ることにより、発光ダイオードのモザイク全体を一箇所
で接触させることができる。発光ダイオードの大きさ
は、例えば７５μm×７５μmである。発光モザイクは例
えば２００μmの間隔の、６４×６４の基本ダイオード
を有している。 第３段階： 通常の化学的または機械的手段によって、
基板を約１００μmの厚さにする。 第４段階： 研磨（イオン性または反応性）に耐えられ
る保護層を付着させる。このため、例えば電子銃を用い
てアルミナフィルムを付着させる。 第５段階： 感光性樹脂層を付着させる。 第６段階： 発光ダイオードの前面の、エッチングが施
される開口部を、両面アライメントによって位置合わせ
する。両面位置合わせは数工程からなる。例えば、通常
の装置では、発光器をレチクル（reticule）に対して位
置合わせし、アセンブリをその位置に固定し、反転して
レチクルの外側にある印に対して穴の位置を合わせる。 第７段階： 感光性樹脂を露光し開放する（通常の工
程）。
【００１５】図１０は第１〜７段階で得られた構造の概
略部分図である。図１０は層５６、５８、５９および６
０や７２のようなダイオードを上面に有し（図９のよう
ではなく、図１０の底の方向）、薄く形成された基板５
４を示している。図１０は、アルミナ層７４上に付着
し、開口部７８のように、７２のような発光ダイオード
に面する開口部が形成されている樹脂層７６と同様に、
基板５４の低い側の面に付着しているアルミナ保護層７
４を示している。 第８段階： 保護層を化学的にエッチングする。アルミ
ナエッチング溶液は、８０℃のＨ3ＰＯ4＋イソプロピル
アルコールあるいは、４０または６０℃の１０％Ｈ2Ｓ
Ｏ4である。 第９段階： 厚さ約５０μmになるまで、基板の穴にイ
オン処理または反応性イオン処理を施す。 第１０段階： 検出モザイクの複合に行う工程と同様の
工程で、アドレッシング回路の複合を行う。文献（８）
参照。
【００１６】図１１は第１〜１０段階で得られた構造の
概略部分図である。図１１はアドレッシング回路２４を
有しているシリコン基板２６を示している。また、アド
レッシング回路２４上で球３２のようなインジウム球と
複合されたダイオード７２のようなダイオードを有して
いる基板５４も示している。さらに、ダイオード７２の
ような発光ダイオードに面した、薄い基板５４の裏面に
形成された、深さｈが約５０μmの穴８０のような穴
が、図１１に示されている。アルミナ層７４の残りも図
１１に示されている。 第１１段階： 焦点面にある回路を感光性樹脂層で保護
し、発光モザイクの裏面上の感光性樹脂層を開放する
（微小アライメントでほぼ十分である）。 第１２段階： アルミナ層がイオン処理によって完全に
取り除かれていない場合に、第８段階と同様に行う。 第１３段階： 層５８に関して選択的な方法で、ＧａＡ
ｓに反応イオンまたは化学エッチングを施す。選択的な
浴の例は、以下の文献に示されている：Ｔ．コバヤシ等
著、ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジ
クス(Japan J.Appl. Phys.)、第１２巻、１９７３、第
４号、第６１９〜６２０頁。次いで、深さ1.5μmになる
まで、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ等の浴を用いて、層５
８および５９に化学的エッチングを行う。このエッチン
グ処理の最後に、発せられた光の僅かな部分しか吸収し
ないような、非常に薄い層６０の一部しか残らない。 第１４段階： 第１１段階で付着させた、焦点面を保護
している感光性樹脂層を除去する。
【００１７】図１２は第１４段階の後に得られた構造の
概略部分図である。なお、検出モザイクの複合は発光モ
ザイクの複合の後でしか、すなわち前記第１４段階に続
いてしか行うことができない。
【００１８】本発明による別のシステムにおいては、図
１３に示すように、検出モザイク１６の代りに基本赤外
検出器８２のアレイを有する。また、図１３はこのアレ
イ８２のための読取り回路８４も示している。この場
合、アレイ８２上方にある鏡１０には手段８７が設けら
れている。この手段８７は図１３では両端矢印曲線で示
されている。手段８７は光景２からの赤外光線を用いて
アレイ８２を走査し、光景２の赤外像をアレイ８２上に
一本ずつ合成してこの赤外像を検出する。図１３はま
た、発光モザイク２２を、図１３中符号８８で示されて
いるマルチプレックス／アドレッシング回路を有してい
る可視または近赤外発光器のアレイ８６に置き換えられ
ることを示している。この場合、発光アレイ８６に面し
ている鏡１４には図１３中で両端矢印曲線で示されてい
る手段９０が設けられ、これにより、この鏡はアレイ８
６を走査することができ、可視または近赤外像が一本ず
つ合成される。この手段８７および９０は連結され、出
力像と赤外像との一致を確保している。図１３のシステ
ムで用いられる処理回路は符号９２である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、中および遠赤外で作動する熱
像システムの総寸法と重量を考えられるだけ小さくする
ことを可能ならしめるものである。さらに、本発明によ
る高い集積レベルは、既知の赤外像システムと比較して
信頼性を高め、コストを低下することを可能とするもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムの実施例の概略図である。
【図２】図１のシステムの概略部分図である。
【図３】本発明に係るシステムの部分概略図であり、検
出器と読取り回路がシステムの基板上にモノリシカルに
集積しているものである。
【図４】本発明のシステムの概略部分断面図であり、発
光器とそのアドレッシング回路がシステム基板上にモノ
リシカルに集積しているものである。
【図５】図４のシステムの部分平面図である。
【図６】本発明のもう１つのシステムの部分概略図であ
り、発光モザイクがシステム基板に対してモノリシカル
に集積しているものである。
【図７】本発明のシステムの部分概略図であり、発光器
は前記発光器により製造された光に透明な基板上に製造
され、そのアドレッシング回路と複合しているものであ
る。
【図８】本発明のもう１つのシステムの部分概略図であ
り、発光器は発光器により製造される光に対して不透明
な基板上に製造されている。
【図９】本発明において使用され得る概略的なエピタキ
シャル構造である。
【図１０】図９に示される構造から本発明によるシステ
ムを製造する工程の数種の段階後に得られる概略部分構
造である。
【図１１】この工程の他の段階の実施後に得られる概略
部分構造である。
【図１２】工程のさらなる段階の施し後に得られる概略
部分構造である。
【図１３】検出アレイと発光アレイを使用する本発明に
係るシステムの概略部分図である。
【符号の説明】
８ 光入力手段 １０ 光入力手段 １２ 光出力手段 １４ 光出力手段 １６ 赤外検出器 １８ 読取り回路 ２２ 発光器 ２４ アドレッシング回路 ２６ 半導体基板 ３６ 変換手段 ４２ 基板 ４６ 基板 ５０ 穴 ８２ 赤外検出器 ８４ 読取り回路 ８６ 発光器 ８７ 光走査手段 ８８ アドレッシング回路 ９０ 光走査手段

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 赤外像を可視または近赤外像に変換する
    システムであって、前記システムは、光入力手段（８，
    １０）と、光出力手段（１２，１４）と、光入力手段に
    よって形成された光景の赤外像の赤外検出器（１６，８
    ２）と、前記検出器から得られる信号を読み取る回路
    （１８，８４）と、前記読取り回路から得られる信号を
    処理する回路と、前記光出力手段によって、前記処理回
    路から得られる信号から可視または近赤外光で形成され
    た像を供給する近赤外または可視光発光器（２２，８
    ６）と、前記処理回路で制御され前記発光器をアドレス
    する回路（２４，８８）とを有し、さらに１つの面が前
    記光入力手段（８，１０）と光出力手段（１２，１４）
    とに共通の焦点面を構成する半導体基板（２６）を具備
    し、前記検出器と読取り回路と処理回路とアドレッシン
    グ回路と発光器とが基板上の前記焦点面に集積されてい
    ることを特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 検出器が赤外光検出器のモザイク（１
    ６）であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】 検出器が赤外光検出器のアレイ（８２）
    であり、システムがさらに前記アレイの光走査の手段
    （８７）を有することを特徴とする請求項１記載のシス
    テム。
  4. 【請求項４】 発光器が、可視または近赤外範囲の光発
    光器のモザイク（２２）であることを特徴とする請求項
    １記載のシステム。
  5. 【請求項５】 発光器が可視または近赤外範囲の光発光
    器のアレイ（８６）であり、システムがさらに前記アレ
    イの光走査の手段（９０）を有することを特徴とする請
    求項１記載のシステム。
  6. 【請求項６】 検出器（１６）が読取り回路（１８）と
    複合していることを特徴とする請求項１記載のシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 検出器（１６）と読取り回路（１８）と
    が基板（２６）と共にモノリシカルに集積していること
    を特徴とする請求項１記載のシステム。
  8. 【請求項８】 発光器（２２）が、アドレッシング回路
    （２４）と複合され、前記発光器が発光器によって製造
    された光に対して透明である基板（４２）上に形成され
    ていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  9. 【請求項９】 請求項１記載のシステムにおいて、発光
    器（２２）がアドレッシング回路（２４）と複合され、
    前記発光器が、前記発光器から発光される光に対して不
    透明である基板（４６）上に形成され、前記不透明基板
    が、光発光器に面し、かつ前記発光器により製造される
    光の通過を可能とする孔（５０）を具備することを特徴
    とするシステム。
  10. 【請求項１０】 発光器（２２）とアドレッシング回路
    （２４）がモノリシカルに基板（２６）と共に集積して
    いることを特徴とする請求項１記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 発光器（２２，８６）が近赤外範囲に
    属する光を製造でき、システムがさらに前記光を可視光
    線に変換する手段（３６）を有することを特徴とする請
    求項１記載のシステム。
JP11736593A 1992-05-21 1993-05-19 赤外像の可視または近赤外像への変換システム Withdrawn JPH06121232A (ja)

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