KR20070020166A - 적외선 카메라 시스템 - Google Patents
적외선 카메라 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070020166A KR20070020166A KR1020067003998A KR20067003998A KR20070020166A KR 20070020166 A KR20070020166 A KR 20070020166A KR 1020067003998 A KR1020067003998 A KR 1020067003998A KR 20067003998 A KR20067003998 A KR 20067003998A KR 20070020166 A KR20070020166 A KR 20070020166A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- wavelength
- optical filter
- light
- array
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 169
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 180
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 123
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 122
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 72
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 53
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 44
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 30
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 20
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 18
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 11
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 4
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 53
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 39
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 36
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 26
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 26
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 24
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 22
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 22
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 17
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 15
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 10
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 229920001486 SU-8 photoresist Polymers 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000009461 vacuum packaging Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 238000009623 Bosch process Methods 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000708 deep reactive-ion etching Methods 0.000 description 2
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 2
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008542 thermal sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/201—Filters in the form of arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
- G02F2/02—Frequency-changing of light, e.g. by quantum counters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
- H04N23/23—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only from thermal infrared radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
- H04N5/33—Transforming infrared radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0147—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on thermo-optic effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Blocking Light For Cameras (AREA)
- Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 온도-가변 광학 필터 화소, NIR 소스, 및 NIR 검출기 어레이를 포함하는 적외선(IR) 카메라 시스템에 관계한다. IR 카메라 시스템은 영상화될 장면으로부터의 IR 방사를 온도-가변 광학 필터 화소 상에 지향시키는 IR 광학계 및 NIR 소스로부터의 NIR 광을 필터 화소 및 NIR 검출기 어레이로 지향시키는 NIR 광학계를 추가로 포함한다. NIR 소스는 NIR 광을 온도-가변 광학 필터 화소들의 어레이 상에 지향시킨다. NIR 검출기 어레이는 온도-가변 광학 필터 화소들의 어레이로부터 변조된 NIR 광을 수신하여 NIR 검출기 어레이가 수신한 NIR 광에 해당하는 전기적 신호를 생성한다.
적외선 카메라 시스템, 온도-가변 광학 필터 화소, NIR 검출기
Description
본 발명은 열 영상장치(thermal imager)에 관계한다.
적외선 카메라 시장은 이미 큰 시장을 형성하고 있고, 군사, 보안, 의료, 건설 및 자동차 시장에 의해 견인되어 빠른 속도로 확대되고 있다. 특별히 관심을 끄는 것은 파장 7과 15 마이크로미터 사이인데, 여기서는 대기 전송(atmospheric transmission)이 높고 태양광이 비교적 작게 기여하여, 보통 환경의 온도(실온 또는 체온)에서 물체들은 방사한다. 몇 가지 타입의 영상 시스템이 가시광선 이상의 파장대를 관찰하기 위해 이용된다. 이들은 전형적으로 극저온 냉각(cryogenic cooling)을 필요로 하는 좁은 밴드갭을 갖는 반도체 광검출기 어레이(narrow bandgap semiconductor photodetector arrays)에서부터 보다 최근의 비-냉각 마이크로볼로미터 어레이(un-cooled microbolometer arrays)까지 이른다. 그러나 이들 "초점면(focal plane)" 기술들은 모두 고가(예를 들어, 최저가 카메라가 겨우 10,0000 달러 벽을 허문 정도이다)이어서, 열 영상장치는 상업적 및 소비자 시장의 대다수가 쉽게 접할 수 없게 만든다. 더욱이, 기존의 모든 제품들은 근본적으로 수율이 낮은 제조 기술을 사용하여 제조되기 때문에 가격이 상승하고, 거의 모든 가격에 구애받지 않는 용도의 경우에 관건이 되는 해상도(즉, 화소 소자수)가 떨어진다.
[발명의 요약]
하나의 양상에서, 하나의 장면으로부터의 제 1 파장의 광으로부터의 영상을 생성하는 카메라 시스템은 온도-가변 광학 필터 화소 소자들(thermally-tunable optical filter pixel element)의 어레이, 광원 및 검출기 어레이를 포함한다. 각 화소 소자는 화소 소자의 온도가 변화함에 따른 굴절률 변화로 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는다. 광원은 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이에 제 2 파장의 광을 제공하여, 온도-가변 광학 화소 소자들의 어레이가 제 2 파장의 필터링된 광을 생성한다. 광원은 LED 또는 레이저를 포함할 수 있다. CCD 또는 CMOS 카메라를 포함할 수 있는 검출기 어레이는 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이로부터 제 2 파장의 필터링된 광을 수신하여 장면의 영상에 해당하는 전기적 신호를 생성한다. 상기 카메라 시스템은 장면으로부터의 제 1 파장의 광을 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이 상에 지향시키는 광학계(optics)를 추가로 포함할 수 있다. 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이는 적어도 일부의 제 1 파장의 광을 열로 변환하여 그러한 열의 적어도 일부를 흡수한다.
제 1 파장의 광은 예를 들어, IR 광이 될 수 있고, 제 2 파장의 광은 예를 들어, 근적외선 광(NIR)이 될 수 있다.
온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이는 방사에 대해 투명한 윈도우, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이를 지지하기 위한 기판, 및 상기 윈도우와 상기 기판을 서로 연결시키는 밀봉 프레임(sealing frame)을 포함하는 탈기된 패키지(evacuated package) 내에 밀봉된다. 패키지는 외부 가스를 흡수하기 위해 배치된 게터 재료(getter material)를 포함할 수 있다. 화소 소자는 제 1 파장의 광을 흡수해서 필터 내에 열(heat)을 생성하는 재료를 포함할 수 있다. 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이의 각 화소 소자는 기판으로부터 화소 소자를 열적으로 절연시키는 할로우 픽셀 포스트(hollow pixel post)에 의해 기판에 부착될 수 있다.
온도-가변 광학 필터 화소 소자 어레이는 제 1 파장의 광을 흡수해서 제 1 파장의 광을 열로 변환시킨다.
온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이의 각 화소 소자는 인덱스 튜닝가능한 박막 간섭 코팅체를 포함하는데, 이는 단일-캐비티 또는 다수-캐비티 페브리-페롯 구조(Fabry-Perot structure)를 형성한다. 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이는 화소 소자들 사이를 지나가는 제 2 파장의 광을 줄이기 위한 반사층 또는 흡수층을 포함한다.
카메라 시스템은 광원으로부터의 제 2 파장의 광의 대역폭을 줄이기 위한 레퍼런스 필터(reference filter)를 포함할 수 있다.
카메라 시스템은 제 2 파장의 광이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이를 통해서 투과하여 검출기 어레이로 전파되도록 전송 모드(transmission mode)로 동작할 수 있다. 카메라 시스템은 제 2 파장의 광이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이에서 반사되어 검출기 어레이로 전파되는 반사 모드(reflective mode)로 동작할 수도 있다.
다른 양상에서, 장면의 영상으로부터의 제 1 파장의 광에 기초하여 영상을 생성하는 방법은 제 2 파장의 광을 생성하는 단계, 제 1 파장의 광을 열로 변환하는 단계 및 열을 온도-가변 광학 필터 어레이에 커플링시켜 온도-가변 광학 필터 어레이의 온도를 변화시키는 단계를 포함한다. 온도-가변 광학 필터 어레이의 각 소자는 온도-가변 광학 필터 소자의 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 인하여 파장이 쉬프트되는 통과대역을 가진다. 상기 방법은 온도-가변 광학 필터 어레이가 필터링된 제 2 파장의 광을 생성하도록 온도-가변 광학 필터 어레이로 제 2 파장의 광을 필터링하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 검출기 어레이로 필터링된 제 2 파장의 광을 검출하여 장면의 영상에 대응되는 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 양상에서, 광학-독출 온도 센서(optically-read temperature sensor)는 온도-가변 광학 필터 소자의 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 인하여 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터(thermally-tunable optical filter)를 포함한다. 센서는 온도-가변 광학 필터가 필터링된 제 2 파장의 광을 생성하도록 온도-가변 광학 필터에 제 1 파장의 광을 제공하는 광원을 포함할 수도 있다. 센서는 온도-가변 광학 필터로부터의 필터링된 제 2 파장의 광을 수신하여 온도-가변 광학 필터의 온도에 해당하는 신호를 생성하는 검출기를 추가로 포함할 수 있다.
다른 양상에서, 온도 또는 온도 프로파일 센싱 방법은 제 1 파장의 광을 생성하는 단계 및 제 1 파장의 광을 온도-가변 광학 필터 소자의 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 인하여 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터로 필터링하여 필터링된 제 1 파장의 광을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 필터링된 제 1 파장의 광을 검출기로 검출하여 온도-가변 광학 필터의 온도에 해당하는 전기신호를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 양상에서, 기판 위의 구성요소를 지탱하는 포스트(post) 제조방법은 기판 위에 희생층 (sacrificial layer)을 적층하는 단계, 희생층 내에 실질상 원통형인 홀을 생성하는 단계, 및 희생층 위에 정각으로(conformally) 보호층을 적층하는 단계를 포함한다. 보호층은 희생층의 표면, 홀의 바닥 및 홀의 벽들을 코팅하고 보호층은 홀의 상부에서 핀치-오프(pinch-off)를 형성한다. 상기 방법은 보호층 위에 구성요소를 형성하는 단계, 구성요소의 외주 경계에서 필터 및 보호층을 수직으로 에칭하는 단계, 및 희생층을 홀의 벽들을 형성하는 보호층까지 횡으로 에칭하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 양상에서, 파장 변환 장치(wavelength conversion device)는 온도-가변 광학 필터의 온도 변화에 따른 굴절률의 변화로 인해서 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터를 포함한다. 상기 장치는 제 1 파장의 방사를 열로 변환시키고 그러한 열을 온도-가변 광학 필터에 커플링시키는 흡수기(absorber)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 장치는 온도-가변 광학 필터가 필터링된 제 2 파장의 광을 생성하도록 온도-가변 광학 필터에 제 2 파장의 광을 제공하는 광원도 포함한다. 상기 장치는 온도-가변 광학 필터로부터 제 2 파장의 광을 수신하여 제 2 파장의 광에 해당하는 신호를 생성하는 검출기를 추가로 포함할 수 있다. 상기 장치는 제 1 파장의 방사를 온도-가변 광학 필터로 지향시키는 광학계를 포함할 수도 있다. 온도-가변 광학 필터는 적어도 일부의 제 1 파장의 광을 열로 변환하여 그러한 열의 적어도 일부를 흡수한다.
다른 양상에서, 온도 센싱 방법은 제 1 파장의 광을 생성하는 단계, 온도-가변 광학 필터의 온도 변화에 따른 굴절률의 변화로 인해서 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터를 이용해서 제 1 파장의 광을 필터링하여 필터링된 제 1 파장의 광을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 필터링된 제 1 파장의 광을 검출기로 검출하여 온도-가변 광학 필터의 온도에 해당하는 전기 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
도 1은 본원에서 설명된 구현예의 IR 카메라 시스템을 도시한 것이다.
도 2a 및 2b는 개개의 화소 소자의 온도에 대한 필터링 특성을 도시한 것이다.
도 3a 및 3b는 협대역 광원을 갖는 도 2a 및 2b의 필터링 특성을 도시한 것이다.
도 4a는 FPA의 단면도이다.
도 4b는 화소 소자들 사이의 트렌치 하부의 반사층을 도시한 것이다.
도 5는 화소 소자의 어레이의 일부의 평면도이다.
도 6a 내지 6h는 화소 포스트(pixel posts)의 제조방법을 도시한 것이다.
도 7a 내지 7r는 화소 포스트(pixel posts)의 다른 제조방법을 도시한 것이다.
도 8a는 사전에 제작된 화소 소자 어레이들을 갖는 웨이퍼를 도시한 것이다.
도 8b는 FPA의 진공 패키징에 이용된 구성요소를 도시한 것이다.
도 8c는 조립되는 도 8b의 구성요소들을 도시한 것이다.
도 9는 반사 모드로 사용되는 IR 카메라 시스템을 도시한 것이다.
도 10은 IR 렌즈 속에 실장된 NIR 광원을 갖는 IR 카메라 시스템을 도시한 것이다.
도 11은 NIR 렌즈 속에 실장된 NIR 광원을 갖는 IR 카메라 시스템을 도시한 것이다.
도 12는 오프셋 LED로부터의 NIR 광을 재지향시키는 FPA 상의 격자층(grating layer)을 도시한 것이다.
도 13은 원격-독출 온도계(remote-readout thermometer)를 도시한 것이다.
본원에 도시된 도면들은 단지 설명의 목적을 위한 것이고 크기도 제한되는 것이 아니다.
본원에 기재된 구현예는 영상화될 장면으로부터 방사되는 IR 에너지(예컨대, 다른 파장도 IR로 인정될 수 있으나, 전형적으로는 8 내지 15 ㎛ 범위의 파장을 갖는 광: 본원에서는 IR 광 또는 IR 방사(radiation)로 칭한다)에 반응하는 온도-가변 광학 필터 소자를 이용하는 비냉각(un-cooled), 적외선 (IR) 카메라 시스템이다. 필터 소자들은 IR 에너지 상의 변화의 결과로 근적외선 (NIR) 캐리어 신호(예컨대, 약 약 850 nm의 파장을 갖는 광 - NIR 광학 신호, NIR 광, 프로브, 프로브 신호 또는 프로브 광으로도 칭한다)를 변조한다. 카메라 시스템은 변조된 캐리어 신호를 NIR 검출기(예컨대, CMOS 또는 CCD 기반 영상화 어레이, 또는 p-i-n 광다이오드 어레이)로 검출한다.
IR 카메라 시스템은 광학 독출(optical readout)을 이용하는 열감지 센서(thermal sensor)를 기반으로 한다. 본원에서 기술되는 열감지 센서의 바탕이 되는 원리는 간단하다. 협대역 소스는 특수한 파장 스펙트럼을 갖는 "광 캐리어 신호(optical carrier signal)"를 생성한다. 온도-가변 광학 필터는 온도의 국부적인 변화가 필터의 필터링 스펙트럼을 쉬프트시키는 센서 위치에서 이용된다. 온도 상의 국부적인 변화는 주위 온도에 기인하거나 또는 외부 소스로부터의 방사로 인한 것일 수 있다. 온도-가변 광학 필터는 광 캐리어를 처리하고, 그 결과로 수득되는 광이 캐리어 신호 및 센서 필터의 "산물(product)"이 된다. 광검출기는 그 결과로 수득되는 광의 총전력(total power)을 측정하고, 검출기는 총전력 상의 적은 변화도 검출하고 측정할 수 있을 정도로 센시티브하다.
이러한 열감지 센서의 중요한 요소 중 하나는 온도에 대한 고도로 가변적인 다층 광학 간섭 필터(multilayer optical interference filter)이다. 필터는 온도에 크게 의존하는 굴절률을 갖는 반도체 재료를 포함하여, 고체-상태 가변 박막 광학 필터(solid-state, tunable thin film optical filter)를 형성한다(예를 들어, 2001년 12월 4일자로 출원되고 "가변 광학 필터"를 발명의 명칭으로 하는 미국특허출원 제 10/005,174호 및 2002년 6월 17일자로 출원되고, "인덱스 튜닝가능한 박막 간섭 코팅체"를 발명의 명칭으로 하는 미국특허출원 제 10/174,503호를 참조할 수 있다. 이들 두 특허출원의 내용은 참고에 의해 본원의 내용으로 편입된다). 이러한 박막 필터 구조 내의 열-광학 층(thermo-optic layers)에는 다수의 재료들이 사용될 수 있는데, 이들은 게르마늄(만약 프로브 파장이 길다면), 다수의 폴리머(예컨대, 폴리이미드), Fe203, 액정 등을 포함한다. 이들 재료들은 가시 파장을 포함하는 프로브 신호 파장 면에서 서로 상이한 동작 범위를 갖는다.
이러한 다층 온도-가변 코팅체(multilayer temperature-tunable coating)는 응용처에 따라서 다양한 기판 위에 적용될 수 있다. 광 캐리어 신호의 이용에 의해, 이어서 그의 온도는 원격으로 정확하게 측정될 수 있다.
이하에서 IR 카메라 시스템에 대해 개략적으로 설명하고, 이어서 각각의 카메라의 구성요소의 자세한 특성에 대해서 설명한다. 또한 카메라 구성요소들의 다양한 제조방법에 대해서 설명하고, 끝으로 카메라 시스템의 기본 컨셉의 다른 용도에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 하나의 구현예에 의한 IR 카메라 시스템(100)을 도시한 것이다. 이러한 IF 카메라 시스템은 NIR 광원(102), 조준 렌즈(104), 반사기(106) (IR 파장 범위에서 투명하거나 거의 투명), 초점면 어레이(FPA)(108), 레퍼런스 필터(110), 초점조정 렌즈(112), 및 NIR 검출기 어레이(114)를 포함한다. FPA(108)는 IR 윈도우광(116) 및 기판(120) 위에 탑재된 화소 소자들(118)의 어레이를 포함한다. IR 윈도우(116), 화소 소자들(118), 기판(120) 및 레퍼런스 필터(110)는 진공-밀봉 유니트 안에 패키징되는데, 이러한 진공-밀봉 유니트의 온도는 열-전기 냉각기(thermo-electric cooler(TEC):122)에 의해 유지된다. 본원에서 기술되는 바와 같이, FPA(108)와 레퍼런스 필터(110)의 가변 계수(tunability coefficients)가 동일하거나 거의 동일하다면 TEC(122)는 생략될 수 있다.
조준 렌즈(104)는 NIR 소스(102)로부터의 광을 조준된 빔(124)으로 형성하고, 이는 반사기(106)에서 반사되어 FPA(108)의 IR 윈도우로 향한다. 조준된 빔(124)은 FPA(108)를 통과하고 초점조정 렌즈(112)를 통과한다. 초점조정 렌즈(112)는 FPA(108)로부터의 NIR 광을 NIR 검출기 어레이(114) 상에 초점을 조정한다. 영상화될 장면(128)으로부터의 IR 광(126)은 IR 렌즈(129)에 의해 초점조정되어, 반사기(106)를 통과하고 IR 윈도우(116)를 통과하여 화소 소자들(118)의 어레이 상에 도달한다. FPA의 제조방법이 반도체 제조 공정과 호환가능하기 때문에, FPA는 최대 집적율을 얻기 위해 CCD 또는 또는 CMOS 센서 상에 적층 및 제조될 수 있다. 이러한 구조에서는 NIR 렌즈는 생략될 수 있다.
화소 소자들(118)의 어레이의 각각은 그것을 통과하는 NIR 광이 화소 소자의 온도의 함수인 필터 특성을 갖도록 처리하는 온도-가변 광학 필터이다. 화소 소자들(118)의 어레이 상에 투사되는 IR 광(126)은 각 화소 소자의 표면상에 적층된 IR 흡수층(본원에 기술된)을 통해서 열 에너지로 변환된다. 화소 소자들(118)은 입사되는 방사를 흡수하는 재료로 만들어져 추가적인 흡수 재료는 필요하지 않게 될 수도 있다. 그 결과로 수득되는 열 에너지는 화소 소자들(118)의 어레이에 걸친 온도 편차를 생성하여, 각각의 개별적인 화소가 그러한 화소에서의 국부 온도에 따라서 화소를 통과하는 NIR 광을 필터링한다. 따라서 화소 소자들(118)의 어레이의 2차원 필터링 패턴은 영상화될 장면(128)로부터 도착한 IR 에너지에 직접 관련된다.
도 2a 및 2b는 개개의 화소 소자의 온도에 대한 필터링 특성을 도시한 것이다(이들 도면들의 다른 양상은 후술한다).
도 2a는 제 1 온도(T1)에서의 화소 소자의 λ2에서 중심인 필터링 스펙트럼(136(1))을 도시한 것이다. 도 2b는 제 2 온도(T2)에서의 동일한 화소의 λ3에서 중심인 필터링 스펙트럼(136(2))을 도시한 것이다. 도 2a 및 2b를 비교하면 화소 소자의 온도가 변화함에 따라서, 화소 소자의 필터링 스펙트럼은 단지 파장 상으로 쉬프트되고, 파형이나 진폭은 거의 변하지 않거나 변화가 없음을 알 수 있다.
일반적으로, NIR 광(124)의 대역폭을 줄이면 필터 스펙트럼(136(1))의 파장 쉬프트의 검출 해상도가 증가한다. 그러나 필터 스펙트럼의 슬로프(slope)는 화소 소자의 응답성(responsivity)에 직접 관련되므로, 다수-캐비티 필터를 갖는 화 소 소자를 만들어 대역폭은 그다지 좁지 않으면서 필터 스펙트럼의 슬로프는 매우 가파르게 만들 수 있다. 화소 소자들(118)의 어레이가 입사하는 NIR 광(124)을 필터링한 후, 필터링된 NIR 광(130)은 좁은 대역폭의 필터링된 NIR 광(130)만을 통과시키는 레퍼런스 필터(110)를 통과한다. 도 2a는 협대역 NIR 광의 필터링 스펙트럼(134)(즉, 레퍼런스 필터의 스펙트럼) 및 화소 소자들(118)의 어레이 내의 하나의 화소 소자의 필터링 스펙트럼(136(1))을 도시한 것이다. 음영처리된 중첩 부분은 NIR 검출기(114)에 도달한 NIR 광의 파장 스펙트럼을 나타낸다. 도 2b는 입사하는 IR 에너지의 변화로 인해서 화소의 스펙트럼(136(2))이 λ2에서 λ3로 쉬프트된 두 개의 스펙트럼을 도시한 것이다. 음영처리된 중첩 부분의 변화의 양이 입사하는 IR 에너지의 변화의 양을 나타낸다. 도 3a 및 3b는 IR 에너지 상의 동일한 변화를 도시한 것으로, 다만 매우 급한 슬로프를 가지고(레이저의 슬로프에 근접) 좁은 파장 스펙트럼(134)을 갖는 레퍼런스 필터(110)에 의한 경우를 도시한 것이다. 도 2a 및 2b를 도 3a 및 3b와 비교하면, IR 에너지 상의 동일한 변화에 대한 중첩의 보다 큰 퍼센트 차이 때문에 가파른 슬로프의 스펙트럼을 갖는 IR 광으로 IR 에너지를 검출하는 것이 더 쉽다는 것을 알 수 있다.
레퍼런스 필터(110)는 중심 파장이 (예를 들어) 850 nm이고 고정 대역폭이 (예를 들어) 0.5 내지 0.9 nm인 열-광학 가변 협대역 필터(thermo-optically tunable narrow band filter)이다. 레퍼런스 필터(110)는 화소 소자들(118)의 어레이에 근접되어, 레퍼런스 필터(110) 및 화소 소자들(118)의 어레이의 온도가 서 로 상이한 주위 온도로 인한 에러를 줄이기 위해 서로 밀접하게 탐지될 것이다.
레퍼런스 필터(110) 다음에, 필터링된 NIR 광(130)은 초점조정 렌즈(112)를 통과하는데, 초점 조정 렌즈는 필터링된 NIR 광(130)을 NIR 검출기(114) 상에 초점을 맞춘다. NIR 검출기(114)는 초점조정 렌즈(112)에 의해 투사된 NIR 광의 2차원 영상에 해당하는 전기적인 신호(132)를 생성한다. 초점조정 렌즈(112)는 예를 들어, FPA(108)가 NIR 검출기(114) 바로 위에 쌓이는 경우와 같은 몇몇 경우에 제거될 수 있다. 초점조정 렌즈(112)는 FPA(108)의 영상을 블로우-업하거나 확대하기 위해 이용되어, 큰 NIR CCD 또는 CMOS 어레이가 투사된 영상에서의 신호대잡음비 (SNRs)를 증가시키기 위해 NIR 검출기(114)에 이용될 수 있다. SNR은 필터링, 에버리징(averaging) 등과 같은 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있는 디지털 영상 처리 기술들을 통해서 본래의 CCD 또는 CMOS 노이즈를 줄이기 위해, 다수의 CCD 또는 CMOS 화소 소자를 하나의 "디스플레이된" 열 화소("displayed" thermal pixel)에 대응시킴으로써, 즉 다수의 CCD 또는 CMOS 화소 소자로부터의 복합 신호들을 이용함으로써 증가될 수 있다.
열 영상 장치의 전체적인 성능은 다음과 같이 모델링할 수 있다:
장면 환경으로부터의 IR 방사 전력 : PIR = σTe 4
IR 흡수기에 의해 흡수된 전력 : Pa = PIR·αIR·A
IR 조명시 화소 소자 필터 온도 : Tf0
IR 흡수에 의한 화소 소자 필터 온도: Tf=Pa/K+Tf0
화소 소자 필터 온도 변화: △Tf=Pa / K
IR 조명시 화소 소자 필터 파장 : λf(Tf0)
IF 조명시 화소 소자 필터 파장 : λf(Tf) = λf0 + dλf/Tf·△Tf
레퍼런스 파장에서의 화소 소자 필터 전송: If = If (λf)
변조된 광학 신호 전력: Pm = Pr·Ir·If
따라서 장면 환경의 온도가 변화하면, FPA 이후의 NIR 광학 신호가 변조되어 NIR이 그러한 변화를 검출할 수 있을 것이다:
NIR 신호의 상대적인 변화는 다음과 같다:
전체적인 IR 카메라 시스템(100)의 감도(sensitivity)는 NIR 검출기 어레이의 감도에 의존한다. NIR 검출기 어레이의 감도가 η(예컨대, 10-3 등)이라고 가정하면, 시스템의 노이즈 등가 온도차(noise equivalent temperature difference (NETD))는 다음과 같다:
상기 식으로부터, 필터 전송의 슬로프가 급하면 급할수록, 필터의 온도 가변도(temperature tunability)가 높아지고, 화소 소자로부터의 열 누설 (thermal leakage)이 감소되는 것이 작은 NETD를 구동하는 중요한 화소 파라미터임을 알 수 있다. 작은 NETD는 온도 해상도를 증가시키고 카메라 시스템(100)의 감도를 향상시켜, 열 영상(thermal image)의 전체적인 품질을 향상시킨다.
FPA에 이용된 가변 페브리-페롯 필터(tunable Fabry-Perot filters)들은 30dB/nm 까지의 전송 슬로프를 시현하는 것으로 확인되었다. 850nm의 중심 파장에서, 저비용 광학 캐리어 소스는 시판되고 있고, 이를 위해서는 저비용의 실리콘 CMOS 및 CCD 영상장치를 이용할 수 있는데, 이들 필터들의 파장 가변도(온도에 대한)는 온도 당 약 0.06 nm 정도 되는 것으로 확인되었다.
예를 들어, 설명된 구현예에서 화소 포스트에 대해 이용된 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드 재료(또는 대안으로 폴리머 재료)는 전형적으로 0.1 W/m·K의 열전도도를 갖는다. 설명된 구현예에서, 포스트는 직경이 5 미크론이고, 높이가 10 미크론이어서, 2 x 10-7 W/K의 열전도도를 결과시킨다. 설명된 구현예에서, 각 화소는 625 평방 미크론의 표면적을 가지므로 다음과 같은 노이즈 등가 온도차를 가진다:
70% 화소 흡수도(absoptivity), 1/2000의 CMOS 또는 CCD 영상장치 감도(sensitivity), 300K의 장면 배경 온도를 가정하면, 상기 얻어지는 NETD는 0. 11K이다. NETD는 장면 배경 온도의 증가로 급격히 개선된다. Te가 700K일때, NETD 는 9mK이다. 이것은 상기 카메라가 차가운 물체보다 뜨거운 물체를 더 민감하게 검출할 수 있음을 의미한다. 더 나아가, 화소 사이즈를 증가시키면, 영상장치 감도, 또는 화소 절연(insulation)이 상기 열 영상장치의 온도 해상도(resolution)를 더 증가시키는데 전부 사용될 수 있다.
최종적으로, 열-광학 가변 협대역(narrow band) 필터의 상기 달성가능한 응답성(responsivity)은 상기 100%/K상의 명령에 있기 때문에, 이 광학 필터 시스템을 사용하여 만들어진 영상화 시스템은 비냉각 볼로미터(bolometer) 어레이 영상장치에서 상기 전형적인 2.5%/K와 비교하면 상당히 높은 온도 해상도를 가지도록 제조될 수 있다.
또한, 이런 장점은 처리 수율을 최대화하고 제조비용을 감소시키는 디자인 및 제조공정을 더 단순화하는데 사용될 수 있다.
상기 IR 카메라가 기초가 된 상기 열 센서의 비교적 고온 해상도는 아래에 더 자세히 기술되는 다른 응용에 사용될 수 있다.
NIR
소스
상기 기술된 IR 카메라 시스템 100은 상기 장면에서 영상화된 128까지의 IR 광 126의 에너지의 변화를 검출하도록 협대역(narrowband) NIR 광에 의존한다. 상기 기술된 구현예에서, 상기 NIR 소스 102는 대략 850 nm의 중축을 가진 광대역 NIR 광을 적절하게 생산하는 발광 다이오드(LED)이다. 상기 LED는, 상기 FPA (108)뒤의 상기 레퍼런스(reference) 필터(110)과 결합 된, 상기 검출기 어레이(114)에서 협대역 NIR 광을 생산한다.
비록 레퍼런스 필터(110)가 FPA (108)뒤에 위치하여도, 레퍼런스 필터(110)는 LED 및 NIR 검출기 어레이(114) 사이의 상기 NIR 광학 경로 어디에서도 위치할 수 있다. FPA(108)에 열적으로 바로 가까이에 레퍼런스 필터(110)을 위치시키는 장점은 그것의 온도가 FPA(108)의 온도를 거의 트랙한다는 것이다. 만약 FPA 및 레퍼런스 필터의 조정계수들이 똑같거나 거의 같다면, TEC 또는 다른 유사한 장치로 이들의 온도를 필수적으로 조정할 필요는 없다. 상기 레퍼런스 필터(110) 및 FPA(108) 사이의 온도 트래킹(tracking)은 필터(110) 또는 FPA (108)(다른 온도와의 대응 변화없이)중 어느하나의 온도상의 변화가 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이 오버랩 영역에서 온도변화를 생성한다. 상기 카메라 시스템(100)은 입사 IR 방사광의 변화에 대한 오버랩 영역 상의 이러한 변화에 대해 오류를 범한다. 그러므로 상기 레퍼런스 필터(110)을 다른 곳에 위치시키는 것은, 예를 들면 LED(102) 바로 뒤, FPA(108) 및 레퍼런스 필터(110) 사이의 피드백 회로(feedback circuitry)와 함께 레퍼런스 필터(110)에 대한 열-전기 냉각기(thermo-electric cooler)를 요구할 것이고 결국 두 성분의 온도들은 거의 서로를 트랙할 것이다.
레퍼런스 필터를 가진 광대역(broadband) 소스를 사용하는 것 대신에, 대략 850 nm인 레이저 전송 광을 사용할 수 있다. 레이저는 매우 가파른 기울기를 가진 협대역 스펙트럼을 충분히 만들어 낼 수 있기 때문에, 레퍼런스 필터가 상기 NIR 스펙트럼을 더 좁히는 것을 요구하지 않는다. 비록 이러한 극도로 좁은 스펙트럼이 (위에 기술된 바와 같이) IR 변위에서 고 감도의 결과를 주지만, 상기 어떤 형태의 레이저들 및 FPA사이의 피드백 회로는 상기 레이저 및 FPA의 온도가 서로를 트랙하는 것을 보장하는 것이 필수적이고 결국 상기 레이저로부터의 상기 광의 중심 파장은 FPA 필터들의 통과대역(passband)을 트랙한다. 대부분 반도체 레이저의 파장은 온도로 맞춘다. 어떤 레이저들은, 레이저를 방출하는 어떤 수직 캐비티 표면처럼 (VCSELs), 상기 FPA 필터의 조정에 매우 근접한 조정(온도에 관한 파장의 변화에 있어서)을 보여주고, 이것으로 주위온도변화에 대한 역효과를 피하기 위한 보정절차(calibration)를 가지는 그러한 피드백 회로에 대한 요구를 제거할 수 있다.
초점면
어레이 (
FPA
)
진공상에서 패키지된 상기 FPA 패키지(108)의 단면은 도 4a에 도시된다. 상기 FPA (108)는 IR 및 NIR radiation을 통과시키는 IR 윈도우(116)을 포함하고, 결국 NIR 소스(102)로부터 NIR 광(124) 및 상기 장면(128)으로부터 IR 광를 방해받지 않고 또는 거의 방해받지 않고 상기 FPA (108)의 내재하는(underlying) 성분들에 통과시킨다. 상기 IR 윈도우(116)는 상기 FPA (108) 패키지의 정상 표면에서 밀봉된(hermetic) 경계를 제공한다. 상기 기술된 구현예는 IR 광의 반사율을 감소시키도록 양 측면이 코팅된 ZnSe 윈도우를 사용한다. 상기 코팅(coating)은 IR 및 NIR 광 모두를 투과 또는 거의 투과한다.
상기 FPA (108)의 기본 성분들은 상기 모든 화소들에 대한 베이스(base)를 지지하는 기판, 센싱 소자(sensing element)로서 온도-가변 광학 필터, 기판에 대한 작은 열전도 경로, 및 열을 필터속으로 발생시키기 위한 IR 광을 흡수하는 재료들(이 재료들은 필터 그 자체가 될 수 있다)을 포함한다. 상기 FPA의 한 구조는 도 4a에 도시되어 있다.
상기 FPA (108)은 화소 소자(118), 그것의 각각은 지지 기판(120)으로부터 열적으로 화소를 고립시키는 저 열 전도성을 가지는 포스트(post)(146)에 의해 지지된다. 도 5는 상기 화소 소자(118)의 어레이의 한 부분을 평면도로 나타내었다. 각 개별 화소(148)은 점선의 원으로 도시된 단일 지지 포스트(single supporting post)(146)을 가진 6각형 형태이다. 상기 기술된 구현예에서 상기 화소의 폭 150은 대략 50㎛ 이고, 상기 포스트의 직경은 5um이다. 화소들(148) 사이의 트렌치들(Trenches)은 열적 크로스토크(crosstalk)를 방지하도록 서로 화소들(148)을 열적으로 고립시킨다. 이러한 구조에 의해 제공된 열적 고립은 입사 IR 방사광에 대한 상기 화소 소자들(118)의 감도를 증가시키는 결과를 주게 된다.
상기 화소 소자 사이의 트렌치들(152)을 통해 지나가는 NIR 광은 상기 화소 소자들의 열적-가변 광학 필터링에 의해 조절되지 않고, 따라서 어레이(116)을 검출하는 상기 NIR에 의해 검출된 조정된 신호를 희석 또는 간섭할 수 있다. 반사 층(reflecting layer) (200)은 도 4b에 도시된 바와 같이 각각의 화소들(148) 사이의 트렌치들(152) 바로 아래 영역상에 단지 기판(120) 위에 적층된다. 상기 반사층은 상기 화소를 통해 지나가는 조정된 광을 간섭하는 것 없이, 이런 조정되지 않은 NIR 광이 상기 기판을 통해 지나가는 것을 방지한다. 상기 반사층(200)은 상기 FPA가 전송 모드로 사용될 수 있을 때, 예컨대 NIR 광이 상기 FPA를 통해 지나갈 때 사용된다. 흡수층(absorptive layer) 또는 반 반사 코팅 층(anti-reflection coating layer)은 FPA가 반사 모드로 사용될 때 이러한 반사층의 위치에서 사용될 수 있다. 그러한 반사, 흡수, 반 반사 코팅층은 금속, 산화금속(oxidized metal), 또는 유전체 다층 코팅(dielectric multi-layer coatings)이 될 수 있고, 상기 스트리트(streets)들이 매우 좁을 때 (결과로 얻어지는 고 충전 팩터(고 충진도)), 이러한 층들은 요구되지 않는다. 상기 필터의 응답성을 증가시키도록 예를 들면, 한 개 거울로 된 이러한 반사층, 공기 갭(gap)과 캐비티인 화소 소자의 바닥 층(bottom layer), 및 다른 거울 또는 화소 소자상의 층들을 이용함으로써 이 층을 사용할 수 있다. 다수-캐비티 필터를 형성하도록 상기 공기 갭 및 화소 필터를 또한 사용할 수 있다.
상기 화소 소자 (118)의 어레이를 지지하는 기판(120)은 상기 화소에 의해 조절된 NIR 빔이 FPA (108)를 통해 지나갈 수 있도록 NIR 광을 투과시킨다. 상기 기판 (120)은 상기 화소(148)에 대한 양호한 열 접지면(thermal ground plane)을 제공하는 고열 전도도를 또한 가진다. 상기 기판(120)은 이웃하는 화소의 열적 편향을 방지하도록 특정 화소 또는 화소들의 그룹으로부터 열을 분배한다. 상기 기술된 구현예에서, 상기 기판(120)은 광학 그래이드 사파이어로 만들어진다. 상기 기판(120) 비-FPA 측면(예컨대, 화소 어레이를 지지하지 않는 상기 기판의 측면)상의 반-반사 코팅을 포함한다. 이 코팅은 상기 NIR 검출기 어레이(114)에 도달하는 NIR 광의 양을 증가시키고, 반사에 의해 야기된 상기 FPA 필터 스펙트럼 상에서의 줄무늬(fringes)들을 감소시킨다. 상기 기판의 FPA 측면은 또한 반-반사 코팅을 포함한다. 이러한 코팅은 NIR 파장 범위에서는 반-반사가 되고, IR범위에서는 고반사(highly-reflective)가 되고, 고 흡수를 위한 IR 광에 대한 이중 경로를 제공하도록 선택된다. 상기 기판은 사파이어에 한정되지 않는다. 전송모드에 있어서 열전도성이 있고 NIR을 투과하는 어떤 기판이 사용될 수 있고, (여기에 기술된 바와같이) 상기 CMOS 또는 CCD 검출기는 기판으로서 사용될 수 있다. 반사모드에서, 상기 기판은 NIR에 투과될 필요가 없고, 따라서 예를 들면 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)가 사용될 수 있다.
상기 IR 윈도우 (116)는 상기 화소 소자(118)의 상기 어레이의 주위에 배치된 금속 프레임(140)을 가진 화소 어레이 기판(120)에 결합된다. 상기 금속 프레임(140)은 이디움(indium) (또는 다른 납땜용 재료(soldering material))으로 만들어지고, 이것은 제조 동안 적절한 온도 및 압력조건일 때 상기 IR 윈도우(116) 및 상기 기판(120)에 결합한다. 이러한 세부적인 결합과정 및 FPA 제조 단계들은 아래의 FPA 진공 패키징(vacuum packaging)을 기술하는 섹션 부분에서 제공된다.
레퍼런스 필터(110)는 도 4a에 도시된 바와 같이 레퍼런스 필터 기판(142) 위에 놓여지고 상기 화소 어레이 기판의 뒷면에 대향하여 위치된다. FPA (108) ( 예컨대, 상기 화소 어레이 기판(120)에 결합된 상기 IR 윈도우(116)) 및 레퍼런스 필터 기판(142) 위의 레퍼런스 필터(110)는 TEC(122)내에 패키지되었다. 이러한 TEC(122)는 상기 FPA(108) 및 레퍼런스 필터(110)의 온도를 일정하게(거의) 유지한다. 상기 특정 온도는 레퍼런스 필터(110) 및 FPA(108) 사이의 온도차이를 감소 또는 제거하기 위해, 또는 상기 레퍼런스 필터가 고정된 필터일때 (예컨대, 온도에 따라 변하지 않는) 상기 시스템의 동적인 변화를 증가시키기 위해 선택된다. 상기 FPA(108) 및 레퍼런스 필터(110)의 조정계수가 똑같거나 거의 같다면, 상기 TEC(122)는 요구되지 않는다.
상기 NIR 검출기 어레이(114)는 NIR 빔(130)을 수신하고 FPA(108)로부터 NIR 빔(130)을 통한 어레이(114) 위에 투사된 2차원 영상(two dimensional image)을 나타내는 전기적 신호를 만드는 상업적으로 이용가능한 CCD 또는 CMOS카메라이다. 상기 NIR 검출기 어레이(114)는 매우 간단하고 고-수율 제조 공정에 의해 생산될 수 있는 화소 구조를 가진다. 더 나아가, 각 검출기 어레이는 상업적으로 잘 발달되어 있고, 빠르게 진보 및 개선되고, 일반적으로 상용품으로 여겨진다. 상기 NIR 검출기 어레이는 상업적으로 이용가능한 IR 영상화 시스템에 있어서의 검출기 어레이와 비교하면 덜 비싸고 제조하기가 쉽다.
화소 포스트
상기 화소 소자로부터 상기 기판까지 상기 열전도의 작은 경로는 다양한 디자인 및 재료들로 완료될 수 있다. 상기 기술된 구현예에서, 상기 화소 포스트 (146)들은 공동(空洞)이다. 화소(148)의 상기 열 고립을 증가시키는 것은 입사 IR 방사광에 대한 화소(148)의 감도를 증가시키는 것이다. 상기 공동 포스트들(146)은 화소(146)들을 열적으로 고립시키는 핵심 기여기 (key contributor)이다.
도 6h 내지 도 6a는 위에 기술된 화소 포스트들(146)을 제조하는 공정을 나타낸다.
먼저 열 사이클을 통하여 계속적으로 적층되는 재료들의 부착력을 증가시키기 위해 상기 기판(120)의 상기 FPA 측면상의 Ti층(예컨대, 화소 어레이(118)를 지지하는 측면)이 적층 공정 동안 처리되었다. 도 6a에 도시된 바와 같이 이어서 희생층(sacrificial layer)(160)이 기판(120) 위에 적층된다. 상기 기술된 구현예에서 상기 기판(120)은 사파이어로 만들어지고 상기 희생층(160)은 사파이어(예컨대, 실리콘 니트라이드(실리콘 니트라이드) (SiNx), 폴리이미드(polyimide), 등)보다 높은 에치 속도(etch rate)를 가지는 재료로 만들어진다.
희생층이 적층된 뒤에, 도 6b에서 도시된 바와 같이, 포스트 홀(post hole)(162)은 예를 들면 "보쉬"("Bosch") 공정처럼 디프 리액티브 이온 에치(deep reactive ion etch) (DRIE) 공정을 사용하여 상기 희생층 속 수직 하방으로 에치되었다. 이러한 공정은 수직 에칭 및 부동태화(passivation) 단계의 교대 시리즈(alternating series)들을 사용하고 결국 상기 포스트 홀(162)의 측 벽면들은 폴리머층에 의한 추가적인 측면 에칭으로부터 보호된다. 상기 희생층은 폴리머 재료가 될 수 있다. 상기 폴리머가 감광성이라면, 상기 포스트 홀(162)은 상기 홀이 당해 기술분야에서 알려진 사진 평판 기술(photolithography techniques)들을 사용 한 것으로 규정된 뒤에 화학 에칭 공정으로 에치될 수 있다.
이어서 실리콘 디옥사이드(silicon dioxide)(SiOx) 보호층(164)은 도 6c에서 도시된 바와 같이 상기 희생층 및 상기 포스트 홀(162) 위에 등각으로(conformally) 적층된다. 상기 보호층(164)은 교대로 낮은 열전도도를 가진(예컨대, 무정형 (amorphous) Si, 실리콘 니트라이드 또는 다른 재료들의 큰 다양성에 자격을 부여하는) 다른 재료들로 만들어진다. 상기 보호층은 NIR 광의 1/4파장의 짝수(even number)(전형적으로 2 또는 4)의 광학두께를 가진다. 상기 적층 공정의 변수들은(예컨대 , 온도, 압력, 유속(flow rates), 등.) 상기 보호층(164)을 상기 포스트 홀(162)의 정상부 근처에 핀치 오프(165)(pinch off) 함으로써 조정될 수 있고, 따라서 포스트 홀(162)내에 공극(void)을 남긴다. 핀치 오프는 포스트 홀(162)의 정상부에서 보호층(164)를 농축(thickening)함으로써 만들어지고, 결국 포스트 홀(162)을 막거나(close) 거의 막는다. 이러한 핀치 오프 효과는 상기 포스트 홀(162)의 측벽을 형성함으로써 증가될 수 있고 (예컨대 , 상기 홀 깊이가 증가할 때 상기 홀의 직경을 더 크게 되도록 하단절단하는 것), 비록 핀치 오프는 연관된 적층공정을 변경함으로써(tailoring) 원통형 홀이 되도록 만들어질 수 있다.
이러한 정각(conformal) 적층을 완료한 후, 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 필터(166)는 상기 보호층(164) 위에 제조된다. 이러한 구현예에서 상기 필터는 미국 특허 출원 제 10/666,974호 - "인덱스 튜닝가능한 박막 간섭 코팅체, 이것은 참고에 의해 본원의 내용으로 편입된다- 에 기술된 것처럼 다층 구조이다. 많은 변수들이 FPA 상에서 다양한 응답 및 시간 지속성(time constants)을 달성하도록 한다. 기술된 구현예는 무정형 실리콘(a-Si) 및 무정형 실리콘 니트라이드 (a-SiNx)로부터 적층된 단순한 단일-캐비티 페브리-페롯 구조(single-cavity Fabry-Perot structure)를 사용한다. 4-쌍 미러(Four-pair mirrors)는 수용가능한 삽입손실을 가진 좁은 필터 기능(function)을 제공하기에 충분하다 : 4쌍의 1/4 파장 (NIR) a-Si + a-SiNx, 이어서 a-Si의 4-1/4 파장의 공동(또는 결함(defect)), 및 이어서 4쌍의 1/4 파장 a-SiNx + a-Si. 이 층들은 고-등급(high-grade) a-Si 반도체 재료 (상기 NIR 범위에서 저 광학 손실과 일치하는)를 제공하는 PECVD 공정을 사용하고 그리고 희생 a-SiNx 층과 비교될 때 RIE에 대한 저항을 촉진하는 성장 조건하에서 성장된다.
상기 기판(120)위에 상기 필터(166)를 적층시킨 후에, 이어서 매스킹 층(masking layer)(168) (예컨대, 알루미늄)이 적층된다. 상기 포스트 홀(162)의 정상부에서의 상기 핀치 오프(165)는 필터층(166) 평면을 유지하고, 필터층이 포스트 속으로 하향 확장되는 것을 방지한다. 이것은 만약 상기 필터층(166)이 포스트 속으로 하향 확장된다면, 상기 매스킹 층이 상기 필터의 표면상에서 계속적으로 유지될 수 없고, 즉 매스킹 층(168)에서의 개구(aperture)는 포스트 홀을 형성하고, 연속적인 제조 단계에서 부식액(etchant)이 상기 포스트 주변의 근접 영역에서 필터 재료를 공격하도록 하기 때문에 중요하다. 위에 기술된 것처럼, 상기 핀치 오프(165) 영역은 상기 필터(166)가 포스트 홀(162) 속으로 상당히 확장되는 것을 방지할 정도로 충분히 좁다면, 포스트 홀 (162) 정상부의 핀치 오프(165)는 완료될 필요가 없다.
이어서 상기 매스킹 층(168)은 도 6e에 도시된 바와 같이 개별 화소들을 고립시키는 좁은 트렌치(152)의 네트워크를 규정하는 것으로 만들어진다. 상기 필터(166) 및 상기 보호층(164)은 도 6f에 도시된 바와 같이 드라이 에치 공정을 사용하여 수직으로 에치되었다. 더 상세하게는, 반응 이온 에치는 상기 에치 가스가, 예를들면, CHF3 및 02의 조합인 경우에 사용된다. 상기 가스들 사이에서 반응-공정에서 사용된 플라즈마(plasma), 및 제거되는 필터 재료들-은 자연적으로 광학 필터(166)의 아일랜드를 유지하는 측벽상에 보호층 (예컨대 폴리머(172)) 을 형성한다. 수직으로 에칭이 진행될 때 상기 폴리머 재료(172)는 광학 필터를 측면이 에치되는 것으로부터 보호한다.
다음으로, 상기 에칭 조건들은 변하고, 도 6g에서 도시된 바와 같이 상기 희생층(160)은 측면으로 에치되어 제거된다. 더 상세하게는, 상기 광학 필터(166)가 에치된 후, 상기 에치 가스들은 상기 희생 SiNx 층에서 등방성 에치(isotropic etch)를 생산하는 CF4 및 02로 교체된다. 다른 에칭 처리법(recipes)이 다른 희생 재료을 위해 사용될 수 있는데, 예를 들면, 폴리머 또는 폴리마이드를 에치하기 위해 산소 플라즈마를 사용하거나, 또는 금속, 폴리머, SiNx, 등을 위한 습식 에치 (wet etch) 공정을 사용될 수 있다.
상기 에칭은 상기 보호층(64)에서 멈춘다. 이 공정의 결과로 공동 포스트(174)를 형성하게 된다. 상기 매스킹 층(168)은 적합한 에칭 공정으로 제거되고, 도 6h에서 도시된 바와 같이 IR 흡수 층(absorbing layer)(176)은 상기 화소(148) 의 표면 위에 적층된다. 어떤 경우에는, 상기 필터 재료 그 자체가 IR-흡수층(또는 관심 범위의 파장에서 흡수하는)이 되도록 선택되고, 여기에서 표면 흡수층(case an absorbing layer)(176)이 필수적인 것은 아니다. 기술된 구현예에서, 상기 흡수층은 실리콘 니트라이드의 두께 층이고, 비록 당해 기술분야에서 알려진 투과 전도성 산소 또는 다른 IR 흡수 재료일지라도 흡수층(176)을 위해 사용될 수 있다.
상기 공동 포스트의 주요한 장점은 매우 낮은 열 누출 및 기계적인 튼튼함이다. 포스트(174)가 공동이고, 상기 열이 얇은 원통형 셀(shell)을 따라 전도되기 때문에, 화소(148)로부터 기판 (120)까지의 열 누출은 매우 적다.
화소 포스트(174)의 열 전도도를 감소시키기 위해 보호층(164)의 조성은 그것의 다공성(porousness)을 증가시키기 위해 변경될 수 있다. 예를 들면, 실리콘 산소 카바이드 재료(silicon oxygen carbide material)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 보호층(164)은 열전도도를 감소시키기 위해 당해 기술분야에서 알려진 다양한 도펀트들(dopants)중 하나가 첨가될 수 있고, 상기 포스트 벽은 스코오(scored) 될 수 있거나 그렇지 않다면 열전도도를 감소하기 위해 텍스터(textured)될 수 있다.
상기 희생층(160)의 두께 (그리고 상기 필터층(166) 및 상기 기판 사이에서 얻어지는 공간)는 상기 FPA의 수행에 영향을 준다. 이것은 상기 기판(120)이 완벽한 투과성이 아니기 때문이고, 상기 기판(120)을 향하고 상기 필터층(166)을 통해 지나가는 상기 NIR광선의 어떤 부분이 상기 필터(166)의 뒤로 반사되기 때문이다. 상기 희생층의 두께는 그러므로 필터층(166) 및 상기 NIR 파장에서 공명 (resonances)을 지지하지 않는 기판(120) "부재층"("absentee layer")사이의 공간을 만들기 위해 선택된다(상기 NIR 광의 파장범위에 기초한). 상기 필터층(166) 및 상기 기판(120) 사이의 공간은 상기 필터의 응답성을 더 증가시키기 위해 다중-캐비티 필터 구조(multi-cavity filter architecture)에서 필터 스택(stack)에서 상기 층들 중의 하나로 설계될 수 있다.
다른 기술들이 상기 화소 소자 및 포스트 구조를 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 7a에서 7f는 고체 포스트를 가진 화소를 제조하는 공정을 나타낸다. 도 7a에서, 흡수제(171) 및 필터(173)는 산화된 실리콘 웨이퍼(167) 또는 핸들 웨이퍼(handle wafer)의 산화층 상에서 성장하고, 이어서 필터 173 및 흡수제 171은 홀(175)이 각 화소 소자의 중심으로 에치되도록 만들어지고 에치된다. 상기 산화층(169)은 상기 필터(173) 및 흡수제(171)가 잘 조정될 수 있도록 에치 중단(etch stop)으로서 역할을 한다. 도 7b에서, 단열 및 UV 감도 재료(177)(예를 들면, SU8 포토레지스터(photoresist))는 웨이퍼(167)상에 적층된다. 도 7c에서, 또 다른 웨이퍼(179)는 상기 단열 및 UV 감도 재료(177)에 결합되고, 따라서 흡수제(171), 필터(173), 열적 절연체(177)는 두 웨이퍼(167 및 179)사이에서 샌드위치 되고, 다음 공정을 위해 전체 샘플은 뒤집어진다(flipped over). 도 7d에서, 상기 핸들 웨이퍼(167)의 실리콘은 연마(polishing) 및 화학 또는 건식 에칭(dry etching)을 결합에 의해 제거된다. 다시 산화층(169)는 에치 중단으로서 역할을 한다. 도 7e에서, 상기 샘플은 SU8 포토레지스터가 노출 및 비노출 파트 사이에서 에치-선택적(etch-selective)이 되도록 UV에 노출된다. 상기 필터(173)는 필터재료(무정형 실리콘)가 UV를 투과시키지 않기 때문에 포토마스크(photomask)로서 사용된다. SU8이 네거티브 재료이기 때문에, UV 노출후에 최초 개구(175) 및 하부는 UV에 노출되지 않은 부분 보다 더 견고하게 된다. 이어서 산화층(169), 필터(173), 및 흡수제(171)는 각 화소 소자 주변의 트렌치(181)를 가진 개별 화소 속에서 만들어지고 에치된다. 도 7f에서, 비노출 SU8 부분이 제거되고, 포스트(183)에 의해 기판에 연결된 부유(floating) 화소는 남게 된다.
제조 기술의 다른 예를 도 7g 내지 7i에서 나타낸다. 도 7g에서 , 두꺼운 실리콘 니트라이드 층(187) 또는 다른 재료는 기판(185)상에서 성장하고, 필터(189) 및 흡수제(191)는 이후에 성장한다. 도 7h에서, 흡수제(191) 및 필터(189)은 각 화소가 트렌치(190)에 의해 둘러싸일 수 있도록 만들어지고 에치된다. 상기 실리콘 니트라이드 층(187)은 이 단계에서 잘 수직으로 에치될 수 있으나, 필터의 후면은 에치되지 않는다. 도 7i에서, 실리콘 니트라이드 층(187)은 단지 중앙 포스트 (195)가 필터(189)의 좌측 아래에 있도록 정각으로 에치된다.
또한 다른 제조 기술이 도 7j 내지 7r에서 나타낸다. 도 7j에서, 흡수제(203), 필터(201) 및 희생층(199)은 기판(197) 위에 적층된다. 도 7k에서, 흡수제(203), 필터(201), 및 희생층(199) 홀의 어레이 속에서 만들어지고 에치된다. 도 71에서, 실리콘 디옥사이드처럼 열적 절연 재료(205) 층은 상기 웨이퍼에 전체에 정각으로 적층된다. 도 11m에서, 상기 절연 재료(205)은 공기 플러그(air plug)(207)을 가진 Si02 포스트가 좌측에 있도록 만들어지고 에치된다. 도 7n에 서, 흡수제(203) 및 필터(201)는 개별 화소 소자 속으로 만들어지고 에치되어 화소 소자 사이에 트렌치(209)를 생성한다. 도 7o에서, 희생재료가 제거되고, 포스트(211)상에 있는 화소 소자는 남게 된다.
이러한 공정은 많은 방법들로 다양하게 될 수 있다. 그러한 다양성의 여러가지 결과들이 도 7p, 7q 및 7r에 도시된다. 도 7p에서, 흡수제는 Si02층이 에치된 후 적층된다. 이러한 접근은 결과적으로 좀 더 튼튼하고 더 좋은 충진도(fill factor)를 준다. 도 7q에서, 상기 필터 및 상기 흡수제 양쪽 모두가 상기 희생층 위에 적층된다. 도 7r에서, 상기 필터 자체가 포스트로서 사용된다.
상기
FPA
의 진공 패키징
만약 화소 소자(118)의 어레이가 상기 기판(120)상에서 제조된다면, 화소 소자(118)의 어레이, 기판(120) 및 IR 윈도우(116)는 FPA (108)를 형성하는 단일 유니트(single unit)로서 패키지 된 진공이다.
도 8a는 많은 수의 화소 어레이들(118)이 적층되고 만들어진 선 제조된 웨이퍼(180)를 보여준다. 각 개별 어레이들(118)은 화소, 포스트, 또는 다른 구조 없이도 베어(bare) 기판 (120)의 단순하게 넓은 줄무늬 모양인 "빈 스트리트"("empty streets")(182)에 의해 분리되었다.
도 8b에서처럼, 진공 패키징에 대해 사용된 성분들은 미리 제조된 웨이퍼(180), 밀봉 프레임(184), 및 IR 윈도우 판(186)을 포함한다. 상기 밀봉 프레임 (184)은 몰딩 또는 당해 분야에서 알려진 다른 기술들(예컨대, 박막 적층)에 의해 형성되고, 따라서 상기 프레임(184)의 수평 및 수직 부재들(members)은 웨이퍼(180)상의 스트리트(182)와 일치된다.
도 8c 에서 도시된 바와 같이, 상기 밀봉 프레임(184) (인듐으로 만들어진, 비록 교대로 땜납 재료이 사용될 수 있어도) 및 웨이퍼(180)응 상기 밀봉 프레임(184)이 웨이퍼(180)상의 화소 어레이들(118)사이에서 상기 스트리트(182)들에 일치되도록 정렬되고, 상기 IR 윈도우 판(186)은 밀봉 프레임(184)의 정상부에 위치된다. 이러한 샌드위치 구조는 압력을 상당히 대기압 아래로 감압하는 진공 오븐(vacuum oven)에 위치되고 이어서 인듐 프레임이 부드러워지는 온도까지 가열되고, 상기 웨이퍼(180) 및 IR 윈도우 판(186)이 결합되기 시작한다. IR 윈도우 판(186)의 정상에 위치한 분동(weight)(188)은 상기 부드러워진 인듐 프레임의 확산 양을 조정한다. 이러한 조건 하에서, 상기 밀봉 프레임(184)은 찐득거리게 되고 웨이퍼(180) 및 IR 윈도우 판(186)의 표면에 부착될 것이다. 이어서 오븐의 온도는 상기 밀봉 프레임(184)이 견고해질 정도로 감소된다. 상기 웨이퍼(180), 상기 밀봉 프레임(184) 및 상기 IR 윈도우(186)는 FPA들의 밀봉된 진공을 형성하고, 이어서 이것은 각각의 FPA 유니트 속으로 분할되고 이들 중 하나가 도 4에 도시되고 있다.
상기 패키지에서의 적은 누출 및 적층에서 기체를 유출시키는 것은 상기 FPA (108)내의 진공의 질을 떨어뜨린다. 진공의 질이 떨어지면, 화소 소자로부터 열전도는 증가하고, 이들의 감도는 감소한다. 작은 유출 및 기체 유출을 완화시키기 위해 게터재료(getter material)는 진공 밀봉에 앞서 상기 FPA 패키지내의 선별된 표면 위에 적층된다. 게터재료는 상기 가스를 고체속으로 전송시키기 위해 외부가스를 포획하는 역할을 하고, 이것으로 상기 FPA 패키지압력을 유지시킨다(그리고 결과적으로 열적 고립을). 적절한 게터재료들은 당해 기술분야에서 통상의 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
FPA 제조 및 패키징에 대한 한 절차의 개요는 부록 A에 포함되어 있다. 이 절차는 고체 화소 포스트를 생산하고, 에치 공정으로 상기 화소 포스트를 규정하기 앞서 상기 웨이퍼를 주사위 모양으로 썬다(dices). 더 나아가, 이러한 절차는 FPA 유니트들을 상기 웨이퍼 수준보다도 개별적으로 패키지 한다.
FPA 제조에 대한 또 다른 절차의 개요는 부록 B에 포함되어 있다. 이 절차는 할로우 화소 포스트를 생산한다.
다른
구현예
도 9는 상기 FPA가 도 1에서 도시된 시스템에서 사용된 전송모드에 비교되는 반사모드에서 작동하는 카메라 시스템을 나타낸다. 반사모드에서 , 상기 LED(102) 및 조준렌즈는 분할기(106a)에서 조준된 NIR 광(124)을 향한다. 상기 NIR 광(124) 상기 레퍼런스 필터(110) 및 상기 화소 소자(118)의 어레이 위를 통해 투과한다. 화소 소자 (118)의 어레이를 통해 전송되지 않는 상기 NIR 광은 상기 레퍼런스 필터(110), 분할기(106a), 초점 조정 렌즈(112)를 통해 후면으로 반사되고, 상기 NIR 검출기 어레이(114) 상에 초점이 맞추어 진다. IR 렌즈들(129)은 기판(120)을 통한 화소 소자 (118)의 어레이 위에 영상화된(128) 장면으로부터의 상기 IR 에너지에 초점을 맞춘다. 상기 반사모드에서, 상기 NIR 광(124)은 상기 FPA를 통해 투과할 필요가 없으므로, 상기 기판은 상기 NIR 파장 범위 상에서 투과될 필요가 없다. 그러므로 상기 기판은 NIR 광을 투과하지 않는 실리콘과 같은 소재로 만들어질 수 있고, 그러나 이것은 사파이어보다 덜 비싸다.
상기 기술된 구현예에서 상기 조준렌즈(104)는 비균일 전송 패턴을 생산하는 NIR 소스 (LED)로부터 상기 FPA를 위한 균일한 조도를 제공한다. 상기 LED는 이러한 전송 비균일성을 제거하기 위해 선택적으로 확산 렌즈(diffusing lens)를 사용할 수 있다.
광학 경로에서 반사기(106)에 대한 요구를 제거하기 위해, 도 10 에서 도시된 바와 같이 NIR광을 생산하는 상기 LED가 IR렌즈 속으로 결합될 수 있다. LED(210)는 IR렌즈(212)의 중심에 삽입되고, 적절한 광학 공학을 통해, 상기 IR 렌즈(212)는 상기 FPA를 제거하기 위해 균일한 NIR 광을 생산하기 위한 LED(210)의 부근에서 형성된다.
유사하게, 도 11에서 도시된 바와 같이 LED(214)는 반사모드에서 작동하는 IR 카메라 시스템을 위한 초점조정렌즈(216)에 삽입될 수 있다.
반사기 사용 대신에, 어떤 각을 발생시키는 LED로부터 NIR 광의 방향을 바꾸도록 상기 FPA (108)상의 상기 IR 윈도우의 외주면에 적용되는 그래이팅 층(grating layer)(220)을 사용할 수 있다. 그러한 그래이팅은 부피 면 홀로그래픽 그래이팅(volume phase holographic grating)이다. 홀로그래픽 그래이팅의 선 공 간은 NIR 광(124)의 특정 각도(상기 FPA의 표면에 대한)에 대해 선택되고 긴 파장인 IR 광(126)에는 거의 영향을 주지 않는다. 또한 프레넬 렌즈가 상기 NIR 광(124)의 방향을 바꾸기 위해 그래이팅 층으로 사용될 수 있고 이것에 의해 상기 반사기(106)가 제거된다.
좀 더 통합된 IR 카메라 시스템을 만들기 위해, 상기 FPA를 상기 NIR 검출기 어레이와 연관시킬 수 있다. 이러한 연관은 최소한 두가지 다른 방법으로 달성될 수 있다. 상기 화소 소자(118)의 어레이를 직접 상기 NIR 검출기 어레이(114) 위에서 제조할 수 있는데 이 결과로 단일 통합 장치를 얻을 수 있다. 또한, 상기 NIR 검출기 어레이로부터 분리된 상기 FPA를 제조할 수 있고, 이 두 성분들을 결합하여 단일 진공-밀봉된 패키지로 만들 수 있고, 상기 두 성분들을 위해 선택된 상기 제조 기술이 양립 가능하지 않다면 이 제조 기술은 필수적일 것이다
근본적인 원리의 다른 사용들
여기에 기술된 IR 카메라 시스템의 기초인 상기 열감지 센서는 고 응답성을 나타내고, 잘 특성화된 소재 및 공정을 사용한 고수율을 가지고 제품화된다. 일반적으로, 상기 탐침 신호의 파장이 특정 범위에 한정되지 않고, 온도-가변 광학 필터 장치에서 열 변화를 발생시키는 (만약 있다면) 상기 신호의 파장이 특정범위에 한정되지 않는다. 이러한 열센싱 시스템에 기초한(여기서 기술된 IR 카메라 시스템에 덧붙여서) 필터의 용도를 포함하지만 한정되는 것은 아니다.
고-감도, 원격 독출 온도계. 상기 가변 광학 필터에 기초한 열감지 센서는 매우 정확한 온도계를 만드는데 사용될 수 있는데, 그 일례를 도 13에 도시하였다. 이 온도계는 자유 공간에서 또는 광섬유를 통해 광학적으로 문의될 수 있다. 광섬유 형성에서, 다중 센서는 구조 또는 오일/가스 웰(well)에서 분배된 온도 센싱을 위한 단일 "버스 "("bus") 또는 "스타"("star")구성에 매달릴 수 있다.
[0098] 도 13은 일반적인 원격 독출 온도계의 구조를 나타낸다. 협대역 NIR 소스(230)은 온도 가변 광학 필터(234)를 통하여 NIR 캐리어 신호(232)를 향한다. 상기 가변 광학 필터(234)는 여기서 기술된 바와 같이 상기 필터(234)의 온도에 따라 상기 캐리어 신호(232)를 변조시킨다. 좁은 주변 근처로부터 이거나 어떤 다른 소스로부터의 IR 방사(240)는 상기 필터(234)를 가열시킨다. 또한, 상기 필터는 IR 방사(예컨대, 전도, 대류 등)보다 다른 기계적인 방법을 통해 가열될 수 있다. NIR 검출기(238)는 상기 필터(234)의 온도에 따라 변조된 캐리어(236)의 강도를 측정하는 것으로부터의 상기 변조된 캐리어(236)를 수신한다. 상기 NIR 검출기는 전기적 신호를 생산하고, 그것의 변수(볼트, 전류, 주파수 등)는 상기 필터(234)의 온도에 일치한다.
[0099] 온도 센서에 대한 아래에 기술된 모든 적용들은 도 13에 기술된 바와 같이 필수적으로 똑같은 구조와 기능을 사용한다.
[0100] 흐름 센싱 및 영상화. 하나 또는 그 이상의 광학 온도 센서는 유속 또는 흐름 유형을 검출하는데 사용될 수 있다. 유속을 측정하는 한 기술은 상기 흐름의 특정 지점을 가열하기 위해 가열(heating) 소자를 사용하는 것이고, 가열소자로부터 등거리에 위치하는 양 지점인, 상기 흐름의 상류점 및 하류점에서 상기 온도를 측정한다. 만약 어떠한 물질도 흐르지 않는다면, 상 하류 지점에서의 상기 온도는 일치할 것이다. 상기 흐름이 증가할 때, 유동물질은 상류지점에서 하류지점을 향해 열을 운반하게 되고, 그 결과 상기 하류지점은 상기 하류지점보다 높은 온도를 가진다. 상기유속은 두 지점 사이의 온도 차이에 비례한다.
70% 화소 흡수도, 1/2000의 CMOS 또는 CCD 영상장치 감도, 300K의 장면 배경 온도를 가정하면, 상기 얻어지는 NETD는 0. 11K이다. NETD는 장면 배경 온도의 증가로 급격히 개선된다. Te가 700K일때, NETD 는 9mK이다. 이것은 상기 카메라가 차가운 물체보다 뜨거운 물체를 더 민감하게 검출할 수 있음을 의미한다. 더 나아가, 화소 사이즈를 증가시키면, 영상장치 감도, 또는 화소 절연(insulation)이 상기 열 영상장치의 온도 해상도(resolution)를 더 증가시키는데 전부 사용될 수 있다.
최종적으로, 열-광학 가변 협대역(narrow band) 필터의 상기 달성가능한 응답성(responsivity)은 상기 100%/K상의 명령에 있기 때문에, 이 광학 필터 시스템을 사용하여 만들어진 영상화 시스템은 비냉각 볼로미터(bolometer) 어레이 영상장 치에서 상기 전형적인 2.5%/K와 비교하면 상당히 높은 온도 해상도를 가지도록 제조될 수 있다.
또한, 이런 장점은 처리 수율을 최대화하고 제조비용을 감소시키는 디자인 및 제조공정을 더 단순화하는데 사용될 수 있다.
상기 IR 카메라가 기초가 된 상기 열 센서의 비교적 고온 해상도는 아래에 더 자세히 기술되는 다른 응용에 사용될 수 있다.
NIR
소스
상기 기술된 IR 카메라 시스템 100은 상기 장면에서 영상화된 128까지의 IR 광 126의 에너지의 변화를 검출하도록 협대역(narrowband) NIR 광에 의존한다. 상기 기술된 구현예에서, 상기 NIR 소스 102는 대략 850 nm의 중축을 가진 광대역 NIR 광을 적절하게 생산하는 발광 다이오드(LED)이다. 상기 LED는, 상기 FPA (108)뒤의 상기 레퍼런스(reference) 필터(110)과 결합 된, 상기 검출기 어레이(114)에서 협대역 NIR 광을 생산한다.
비록 레퍼런스 필터(110)가 FPA (108)뒤에 위치하여도, 레퍼런스 필터(110)는 LED 및 NIR 검출기 어레이(114) 사이의 상기 NIR 광학 경로 어디에서도 위치할 수 있다. FPA(108)에 열적으로 바로 가까이에 레퍼런스 필터(110)을 위치시키는 장점은 그것의 온도가 FPA(108)의 온도를 거의 트랙한다는 것이다. 만약 FPA 및 레퍼런스 필터의 조정계수들이 똑같거나 거의 같다면, TEC 또는 다른 유사한 장치로 이들의 온도를 필수적으로 조정할 필요는 없다. 상기 레퍼런스 필터(110) 및 FPA(108) 사이의 온도 트래킹(tracking)은 필터(110) 또는 FPA (108)(다른 온도와의 대응 변화없이)중 어느하나의 온도상의 변화가 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이 오버랩 영역에서 온도변화를 생성한다. 상기 카메라 시스템(100)은 입사 IR 방사광의 변화에 대한 오버랩 영역 상의 이러한 변화에 대해 오류를 범한다. 그러므로 상기 레퍼런스 필터(110)을 다른 곳에 위치시키는 것은, 예를 들면 LED(102) 바로 뒤, FPA(108) 및 레퍼런스 필터(110) 사이의 피드백 회로(feedback circuitry)와 함께 레퍼런스 필터(110)에 대한 열-전기 냉각기(thermo-electric cooler)를 요구할 것이고 결국 두 성분의 온도들은 거의 서로를 트랙할 것이다.
레퍼런스 필터를 가진 광대역(broadband) 소스를 사용하는 것 대신에, 대략 850 nm인 레이저 전송 광을 사용할 수 있다. 레이저는 매우 가파른 기울기를 가진 협대역 스펙트럼을 충분히 만들어 낼 수 있기 때문에, 레퍼런스 필터가 상기 NIR 스펙트럼을 더 좁히는 것을 요구하지 않는다. 비록 이러한 극도로 좁은 스펙트럼이 (위에 기술된 바와 같이) IR 변위에서 고 감도의 결과를 주지만, 상기 어떤 형태의 레이저들 및 FPA사이의 피드백 회로는 상기 레이저 및 FPA의 온도가 서로를 트랙하는 것을 보장하는 것이 필수적이고 결국 상기 레이저로부터의 상기 광의 중심 파장은 FPA 필터들의 통과대역(passband)을 트랙한다. 대부분 반도체 레이저의 파장은 온도로 맞춘다. 어떤 레이저들은, 레이저를 방출하는 어떤 수직 캐비티 표면처럼 (VCSELs), 상기 FPA 필터의 조정에 매우 근접한 조정(온도에 관한 파장의 변화에 있어서)을 보여주고, 이것으로 주위온도변화에 대한 역효과를 피하기 위한 보정절차(calibration)를 가지는 그러한 피드백 회로에 대한 요구를 제거할 수 있다.
초점면
어레이 (
FPA
)
진공상에서 패키지된 상기 FPA 패키지(108)의 단면은 도 4a에 도시된다. 상기 FPA (108)는 IR 및 NIR radiation을 통과시키는 IR 윈도우(116)을 포함하고, 결국 NIR 소스(102)로부터 NIR 광(124) 및 상기 장면(128)으로부터 IR 광를 방해받지 않고 또는 거의 방해받지 않고 상기 FPA (108)의 내재하는(underlying) 성분들에 통과시킨다. 상기 IR 윈도우(116)는 상기 FPA (108) 패키지의 정상 표면에서 밀봉된(hermetic) 경계를 제공한다. 상기 기술된 구현예는 IR 광의 반사율을 감소시키도록 양 측면이 코팅된 ZnSe 윈도우를 사용한다. 상기 코팅(coating)은 IR 및 NIR 광 모두를 투과 또는 거의 투과한다.
상기 FPA (108)의 기본 성분들은 상기 모든 화소들에 대한 베이스(base)를 지지하는 기판, 센싱 소자(sensing element)로서 온도-가변 광학 필터, 기판에 대한 작은 열전도 경로, 및 열을 필터속으로 발생시키기 위한 IR 광을 흡수하는 재료들(이 재료들은 필터 그 자체가 될 수 있다)을 포함한다. 상기 FPA의 한 구조는 도 4a에 도시되어 있다.
상기 FPA (108)은 화소 소자(118), 그것의 각각은 지지 기판(120)으로부터 열적으로 화소를 고립시키는 저 열 전도성을 가지는 포스트(post)(146)에 의해 지지된다. 도 5는 상기 화소 소자(118)의 어레이의 한 부분을 평면도로 나타내었다. 각 개별 화소(148)은 점선의 원으로 도시된 단일 지지 포스트(single supporting post)(146)을 가진 6각형 형태이다. 상기 기술된 구현예에서 상기 화소의 폭 150은 대략 50㎛ 이고, 상기 포스트의 직경은 5um이다. 화소들(148) 사이의 트렌치들(Trenches)은 열적 크로스토크(crosstalk)를 방지하도록 서로 화소들(148)을 열적으로 고립시킨다. 이러한 구조에 의해 제공된 열적 고립은 입사 IR 방사광에 대한 상기 화소 소자들(118)의 감도를 증가시키는 결과를 주게 된다.
상기 화소 소자 사이의 트렌치들(152)을 통해 지나가는 NIR 광은 상기 화소 소자들의 열적-가변 광학 필터링에 의해 조절되지 않고, 따라서 어레이(116)을 검출하는 상기 NIR에 의해 검출된 조정된 신호를 희석 또는 간섭할 수 있다. 반사층(reflecting layer) (200)은 도 4b에 도시된 바와 같이 각각의 화소들(148) 사이의 트렌치들(152) 바로 아래 영역상에 단지 기판(120) 위에 적층된다. 상기 반사층은 상기 화소를 통해 지나가는 조정된 광을 간섭하는 것 없이, 이런 조정되지 않은 NIR 광이 상기 기판을 통해 지나가는 것을 방지한다. 상기 반사층(200)은 상기 FPA가 전송 모드로 사용될 수 있을 때, 예컨대 NIR 광이 상기 FPA를 통해 지나갈 때 사용된다. 흡수층(absorptive layer) 또는 반 반사 코팅 층(anti-reflection coating layer)은 FPA가 반사 모드로 사용될 때 이러한 반사층의 위치에서 사용될 수 있다. 그러한 반사, 흡수, 반 반사 코팅층은 금속, 산화금속(oxidized metal), 또는 유전체 다층 코팅(dielectric multi-layer coatings)이 될 수 있고, 상기 스트리트(streets)들이 매우 좁을 때 (결과로 얻어지는 고 충전 팩터(고 충진도)), 이러한 층들은 요구되지 않는다. 상기 필터의 응답성을 증가시키도록 예를 들면, 한 개 거울로 된 이러한 반사층, 공기 갭(gap)과 캐비티인 화소 소자의 바닥 층(bottom layer), 및 다른 거울 또는 화소 소자상의 층들을 이용함으로써 이 층을 사용할 수 있다. 다수-캐비티 필터를 형성하도록 상기 공기 갭 및 화소 필터를 또한 사용할 수 있다.
상기 화소 소자 (118)의 어레이를 지지하는 기판(120)은 상기 화소에 의해 조절된 NIR 빔이 FPA (108)를 통해 지나갈 수 있도록 NIR 광을 투과시킨다. 상기 기판 (120)은 상기 화소(148)에 대한 양호한 열 접지면(thermal ground plane)을 제공하는 고열 전도도를 또한 가진다. 상기 기판(120)은 이웃하는 화소의 열적 편향을 방지하도록 특정 화소 또는 화소들의 그룹으로부터 열을 분배한다. 상기 기술된 구현예에서, 상기 기판(120)은 광학 그래이드 사파이어로 만들어진다. 상기 기판(120) 비-FPA 측면(예컨대, 화소 어레이를 지지하지 않는 상기 기판의 측면)상의 반-반사 코팅을 포함한다. 이 코팅은 상기 NIR 검출기 어레이(114)에 도달하는 NIR 광의 양을 증가시키고, 반사에 의해 야기된 상기 FPA 필터 스펙트럼 상에서의 줄무늬(fringes)들을 감소시킨다. 상기 기판의 FPA 측면은 또한 반-반사 코팅을 포함한다. 이러한 코팅은 NIR 파장 범위에서는 반-반사가 되고, IR범위에서는 고반사(highly-reflective)가 되고, 고 흡수를 위한 IR 광에 대한 이중 경로를 제공하도록 선택된다. 상기 기판은 사파이어에 한정되지 않는다. 전송모드에 있어서 열전도성이 있고 NIR을 투과하는 어떤 기판이 사용될 수 있고, (여기에 기술된 바와같이) 상기 CMOS 또는 CCD 검출기는 기판으로서 사용될 수 있다. 반사모드에서, 상기 기판은 NIR에 투과될 필요가 없고, 따라서 예를 들면 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)가 사용될 수 있다.
상기 IR 윈도우 (116)는 상기 화소 소자(118)의 상기 어레이의 주위에 배치된 금속 프레임(140)을 가진 화소 어레이 기판(120)에 결합된다. 상기 금속 프레임(140)은 이디움(indium) (또는 다른 납땜용 재료(soldering material))으로 만들어지고, 이것은 제조 동안 적절한 온도 및 압력조건일 때 상기 IR 윈도우(116) 및 상기 기판(120)에 결합한다. 이러한 세부적인 결합과정 및 FPA 제조 단계들은 아래의 FPA 진공 패키징(vacuum packaging)을 기술하는 섹션 부분에서 제공된다.
레퍼런스 필터(110)는 도 4a에 도시된 바와 같이 레퍼런스 필터 기판(142) 위에 놓여지고 상기 화소 어레이 기판의 뒷면에 대향하여 위치된다. FPA (108) (예컨대, 상기 화소 어레이 기판(120)에 결합된 상기 IR 윈도우(116)) 및 레퍼런스 필터 기판(142) 위의 레퍼런스 필터(110)는 TEC(122)내에 패키지되었다. 이러한 TEC(122)는 상기 FPA(108) 및 레퍼런스 필터(110)의 온도를 일정하게(거의) 유지한다. 상기 특정 온도는 레퍼런스 필터(110) 및 FPA(108) 사이의 온도차이를 감소 또는 제거하기 위해, 또는 상기 레퍼런스 필터가 고정된 필터일때 (예컨대, 온도에 따라 변하지 않는) 상기 시스템의 동적인 변화를 증가시키기 위해 선택된다. 상기 FPA(108) 및 레퍼런스 필터(110)의 조정계수가 똑같거나 거의 같다면, 상기 TEC(122)는 요구되지 않는다.
상기 NIR 검출기 어레이(114)는 NIR 빔(130)을 수신하고 FPA(108)로부터 NIR 빔(130)을 통한 어레이(114) 위에 투사된 2차원 영상(two dimensional image)을 나타내는 전기적 신호를 만드는 상업적으로 이용가능한 CCD 또는 CMOS카메라이다. 상기 NIR 검출기 어레이(114)는 매우 간단하고 고-수율 제조 공정에 의해 생산될 수 있는 화소 구조를 가진다. 더 나아가, 각 검출기 어레이는 상업적으로 잘 발달되어 있고, 빠르게 진보 및 개선되고, 일반적으로 상용품으로 여겨진다. 상기 NIR 검출기 어레이는 상업적으로 이용가능한 IR 영상화 시스템에 있어서의 검출기 어레이와 비교하면 덜 비싸고 제조하기가 쉽다.
화소 포스트
상기 화소 소자로부터 상기 기판까지 상기 열전도의 작은 경로는 다양한 디자인 및 재료들로 완료될 수 있다. 상기 기술된 구현예에서, 상기 화소 포스트(146)들은 공동(空洞)이다. 화소(148)의 상기 열 고립을 증가시키는 것은 입사 IR 방사광에 대한 화소(148)의 감도를 증가시키는 것이다. 상기 공동 포스트들(146)은 화소(146)들을 열적으로 고립시키는 핵심 기여기 (key contributor)이다.
도 6h 내지 도 6a는 위에 기술된 화소 포스트들(146)을 제조하는 공정을 나타낸다.
먼저 열 사이클을 통하여 계속적으로 적층되는 재료들의 부착력을 증가시키기 위해 상기 기판(120)의 상기 FPA 측면상의 Ti층(예컨대, 화소 어레이(118)를 지지하는 측면)이 적층 공정 동안 처리되었다. 도 6a에 도시된 바와 같이 이어서 희생층(sacrificial layer)(160)이 기판(120) 위에 적층된다. 상기 기술된 구현예에서 상기 기판(120)은 사파이어로 만들어지고 상기 희생층(160)은 사파이어(예컨대, 실리콘 니트라이드(실리콘 니트라이드) (SiNx), 폴리이미드(polyimide), 등)보다 높은 에치 속도(etch rate)를 가지는 재료로 만들어진다.
희생층이 적층된 뒤에, 도 6b에서 도시된 바와 같이, 포스트 홀(post hole)(162)은 예를 들면 "보쉬"("Bosch") 공정처럼 디프 리액티브 이온 에치(deep reactive ion etch) (DRIE) 공정을 사용하여 상기 희생층 속 수직 하방으로 에치되었다. 이러한 공정은 수직 에칭 및 부동태화(passivation) 단계의 교대 시리즈(alternating series)들을 사용하고 결국 상기 포스트 홀(162)의 측 벽면들은 폴리머층에 의한 추가적인 측면 에칭으로부터 보호된다. 상기 희생층은 폴리머 재료가 될 수 있다. 상기 폴리머가 감광성이라면, 상기 포스트 홀(162)은 상기 홀이 당해 기술분야에서 알려진 사진 평판 기술(photolithography techniques)들을 사용한 것으로 규정된 뒤에 화학 에칭 공정으로 에치될 수 있다.
이어서 실리콘 디옥사이드(silicon dioxide)(SiOx) 보호층(164)은 도 6c에서 도시된 바와 같이 상기 희생층 및 상기 포스트 홀(162) 위에 등각으로(conformally) 적층된다. 상기 보호층(164)은 교대로 낮은 열전도도를 가진(예컨대, 무정형 (amorphous) Si, 실리콘 니트라이드 또는 다른 재료들의 큰 다양성에 자격을 부여하는) 다른 재료들로 만들어진다. 상기 보호층은 NIR 광의 1/4파장의 짝수(even number)(전형적으로 2 또는 4)의 광학두께를 가진다. 상기 적층 공정의 변수들은(예컨대 , 온도, 압력, 유속(flow rates), 등.) 상기 보호층(164)을 상기 포스트 홀(162)의 정상부 근처에 핀치 오프(165)(pinch off) 함으로써 조정될 수 있고, 따라서 포스트 홀(162)내에 공극(void)을 남긴다. 핀치 오프는 포스트 홀(162)의 정상부에서 보호층(164)를 농축(thickening)함으로써 만들어지고, 결국 포스트 홀(162)을 막거나(close) 거의 막는다. 이러한 핀치 오프 효과는 상기 포 스트 홀(162)의 측벽을 형성함으로써 증가될 수 있고 (예컨대 , 상기 홀 깊이가 증가할 때 상기 홀의 직경을 더 크게 되도록 하단절단하는 것), 비록 핀치 오프는 연관된 적층공정을 변경함으로써(tailoring) 원통형 홀이 되도록 만들어질 수 있다.
이러한 정각(conformal) 적층을 완료한 후, 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 필터(166)는 상기 보호층(164) 위에 제조된다. 이러한 구현예에서 상기 필터는 미국 특허 출원 제 10/666,974호 - "인덱스 튜닝가능한 박막 간섭 코팅체, 이것은 참고에 의해 본원의 내용으로 편입된다- 에 기술된 것처럼 다층 구조이다. 많은 변수들이 FPA 상에서 다양한 응답 및 시간 지속성(time constants)을 달성하도록 한다. 기술된 구현예는 무정형 실리콘(a-Si) 및 무정형 실리콘 니트라이드 (a-SiNx)로부터 적층된 단순한 단일-캐비티 페브리-페롯 구조(single-cavity Fabry-Perot structure)를 사용한다. 4-쌍 미러(Four-pair mirrors)는 수용가능한 삽입손실을 가진 좁은 필터 기능(function)을 제공하기에 충분하다 : 4쌍의 1/4 파장 (NIR) a-Si + a-SiNx, 이어서 a-Si의 4-1/4 파장의 공동(또는 결함(defect)), 및 이어서 4쌍의 1/4 파장 a-SiNx + a-Si. 이 층들은 고-등급(high-grade) a-Si 반도체 재료 (상기 NIR 범위에서 저 광학 손실과 일치하는)를 제공하는 PECVD 공정을 사용하고 그리고 희생 a-SiNx 층과 비교될 때 RIE에 대한 저항을 촉진하는 성장 조건하에서 성장된다.
상기 기판(120)위에 상기 필터(166)를 적층시킨 후에, 이어서 매스킹 층(masking layer)(168) (예컨대, 알루미늄)이 적층된다. 상기 포스트 홀(162)의 정상부에서의 상기 핀치 오프(165)는 필터층(166) 평면을 유지하고, 필터층이 포 스트 속으로 하향 확장되는 것을 방지한다. 이것은 만약 상기 필터층(166)이 포스트 속으로 하향 확장된다면, 상기 매스킹 층이 상기 필터의 표면상에서 계속적으로 유지될 수 없고, 즉 매스킹 층(168)에서의 개구(aperture)는 포스트 홀을 형성하고, 연속적인 제조 단계에서 부식액(etchant)이 상기 포스트 주변의 근접 영역에서 필터 재료를 공격하도록 하기 때문에 중요하다. 위에 기술된 것처럼, 상기 핀치 오프(165) 영역은 상기 필터(166)가 포스트 홀(162) 속으로 상당히 확장되는 것을 방지할 정도로 충분히 좁다면, 포스트 홀 (162) 정상부의 핀치 오프(165)는 완료될 필요가 없다.
이어서 상기 매스킹 층(168)은 도 6e에 도시된 바와 같이 개별 화소들을 고립시키는 좁은 트렌치(152)의 네트워크를 규정하는 것으로 만들어진다. 상기 필터(166) 및 상기 보호층(164)은 도 6f에 도시된 바와 같이 드라이 에치 공정을 사용하여 수직으로 에치되었다. 더 상세하게는, 반응 이온 에치는 상기 에치 가스가, 예를들면, CHF3 및 02의 조합인 경우에 사용된다. 상기 가스들 사이에서 반응-공정에서 사용된 플라즈마(plasma), 및 제거되는 필터 재료들-은 자연적으로 광학 필터(166)의 아일랜드를 유지하는 측벽상에 보호층 (예컨대 폴리머(172)) 을 형성한다. 수직으로 에칭이 진행될 때 상기 폴리머 재료(172)는 광학 필터를 측면이 에치되는 것으로부터 보호한다.
다음으로, 상기 에칭 조건들은 변하고, 도 6g에서 도시된 바와 같이 상기 희생층(160)은 측면으로 에치되어 제거된다. 더 상세하게는, 상기 광학 필터(166) 가 에치된 후, 상기 에치 가스들은 상기 희생 SiNx 층에서 등방성 에치(isotropic etch)를 생산하는 CF4 및 02로 교체된다. 다른 에칭 처리법(recipes)이 다른 희생 재료을 위해 사용될 수 있는데, 예를 들면, 폴리머 또는 폴리마이드를 에치하기 위해 산소 플라즈마를 사용하거나, 또는 금속, 폴리머, SiNx, 등을 위한 습식 에치 (wet etch) 공정을 사용될 수 있다.
상기 에칭은 상기 보호층(64)에서 멈춘다. 이 공정의 결과로 공동 포스트(174)를 형성하게 된다. 상기 매스킹 층(168)은 적합한 에칭 공정으로 제거되고, 도 6h에서 도시된 바와 같이 IR 흡수 층(absorbing layer)(176)은 상기 화소(148)의 표면 위에 적층된다. 어떤 경우에는, 상기 필터 재료 그 자체가 IR-흡수층(또는 관심 범위의 파장에서 흡수하는)이 되도록 선택되고, 여기에서 표면 흡수층(case an absorbing layer)(176)이 필수적인 것은 아니다. 기술된 구현예에서, 상기 흡수층은 실리콘 니트라이드의 두께 층이고, 비록 당해 기술분야에서 알려진 투과 전도성 산소 또는 다른 IR 흡수 재료일지라도 흡수층(176)을 위해 사용될 수 있다.
상기 공동 포스트의 주요한 장점은 매우 낮은 열 누출 및 기계적인 튼튼함이다. 포스트(174)가 공동이고, 상기 열이 얇은 원통형 셀(shell)을 따라 전도되기 때문에, 화소(148)로부터 기판 (120)까지의 열 누출은 매우 적다.
화소 포스트(174)의 열 전도도를 감소시키기 위해 보호층(164)의 조성은 그것의 다공성(porousness)을 증가시키기 위해 변경될 수 있다. 예를 들면, 실리콘 산소 카바이드 재료(silicon oxygen carbide material)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 보호층(164)은 열전도도를 감소시키기 위해 당해 기술분야에서 알려진 다양한 도펀트들(dopants)중 하나가 첨가될 수 있고, 상기 포스트 벽은 스코오(scored) 될 수 있거나 그렇지 않다면 열전도도를 감소하기 위해 텍스터(textured)될 수 있다.
상기 희생층(160)의 두께 (그리고 상기 필터층(166) 및 상기 기판 사이에서 얻어지는 공간)는 상기 FPA의 수행에 영향을 준다. 이것은 상기 기판(120)이 완벽한 투과성이 아니기 때문이고, 상기 기판(120)을 향하고 상기 필터층(166)을 통해 지나가는 상기 NIR광선의 어떤 부분이 상기 필터(166)의 뒤로 반사되기 때문이다. 상기 희생층의 두께는 그러므로 필터층(166) 및 상기 NIR 파장에서 공명(resonances)을 지지하지 않는 기판(120) "부재층"("absentee layer")사이의 공간을 만들기 위해 선택된다(상기 NIR 광의 파장범위에 기초한). 상기 필터층(166) 및 상기 기판(120) 사이의 공간은 상기 필터의 응답성을 더 증가시키기 위해 다중-캐비티 필터 구조(multi-cavity filter architecture)에서 필터 스택(stack)에서 상기 층들 중의 하나로 설계될 수 있다.
다른 기술들이 상기 화소 소자 및 포스트 구조를 제조하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 7a에서 7f는 고체 포스트를 가진 화소를 제조하는 공정을 나타낸다. 도 7a에서, 흡수제(171) 및 필터(173)는 산화된 실리콘 웨이퍼(167) 또는 핸들 웨이퍼(handle wafer)의 산화층 상에서 성장하고, 이어서 필터 173 및 흡수제 171은 홀(175)이 각 화소 소자의 중심으로 에치되도록 만들어지고 에치된다. 상기 산화층(169)은 상기 필터(173) 및 흡수제(171)가 잘 조정될 수 있도록 에치 중단(etch stop)으로서 역할을 한다. 도 7b에서, 단열 및 UV 감도 재료(177)(예를 들면, SU8 포토레지스터(photoresist))는 웨이퍼(167)상에 적층된다. 도 7c에서, 또 다른 웨이퍼(179)는 상기 단열 및 UV 감도 재료(177)에 결합되고, 따라서 흡수제(171), 필터(173), 열적 절연체(177)는 두 웨이퍼(167 및 179)사이에서 샌드위치 되고, 다음 공정을 위해 전체 샘플은 뒤집어진다(flipped over). 도 7d에서, 상기 핸들 웨이퍼(167)의 실리콘은 연마(polishing) 및 화학 또는 건식 에칭(dry etching)을 결합에 의해 제거된다. 다시 산화층(169)는 에치 중단으로서 역할을 한다. 도 7e에서, 상기 샘플은 SU8 포토레지스터가 노출 및 비노출 파트 사이에서 에치-선택적(etch-selective)이 되도록 UV에 노출된다. 상기 필터(173)는 필터재료(무정형 실리콘)가 UV를 투과시키지 않기 때문에 포토마스크(photomask)로서 사용된다. SU8이 네거티브 재료이기 때문에, UV 노출후에 최초 개구(175) 및 하부는 UV에 노출되지 않은 부분 보다 더 견고하게 된다. 이어서 산화층(169), 필터(173), 및 흡수제(171)는 각 화소 소자 주변의 트렌치(181)를 가진 개별 화소 속에서 만들어지고 에치된다. 도 7f에서, 비노출 SU8 부분이 제거되고, 포스트(183)에 의해 기판에 연결된 부유(floating) 화소는 남게 된다.
제조 기술의 다른 예를 도 7g 내지 7i에서 나타낸다. 도 7g에서 , 두꺼운 실리콘 니트라이드 층(187) 또는 다른 재료는 기판(185)상에서 성장하고, 필터(189) 및 흡수제(191)는 이후에 성장한다. 도 7h에서, 흡수제(191) 및 필터(189)은 각 화소가 트렌치(190)에 의해 둘러싸일 수 있도록 만들어지고 에치된다. 상기 실리콘 니트라이드 층(187)은 이 단계에서 잘 수직으로 에치될 수 있으나, 필터 의 후면은 에치되지 않는다. 도 7i에서, 실리콘 니트라이드 층(187)은 단지 중앙 포스트 (195)가 필터(189)의 좌측 아래에 있도록 정각으로 에치된다.
또한 다른 제조 기술이 도 7j 내지 7r에서 나타낸다. 도 7j에서, 흡수제(203), 필터(201) 및 희생층(199)은 기판(197) 위에 적층된다. 도 7k에서, 흡수제(203), 필터(201), 및 희생층(199) 홀의 어레이 속에서 만들어지고 에치된다. 도 71에서, 실리콘 디옥사이드처럼 열적 절연 재료(205) 층은 상기 웨이퍼에 전체에 정각으로 적층된다. 도 11m에서, 상기 절연 재료(205)은 공기 플러그(air plug)(207)을 가진 Si02 포스트가 좌측에 있도록 만들어지고 에치된다. 도 7n에서, 흡수제(203) 및 필터(201)는 개별 화소 소자 속으로 만들어지고 에치되어 화소 소자 사이에 트렌치(209)를 생성한다. 도 7o에서, 희생재료가 제거되고, 포스트(211)상에 있는 화소 소자는 남게 된다.
이러한 공정은 많은 방법들로 다양하게 될 수 있다. 그러한 다양성의 여러가지 결과들이 도 7p, 7q 및 7r에 도시된다. 도 7p에서, 흡수제는 Si02층이 에치된 후 적층된다. 이러한 접근은 결과적으로 좀 더 튼튼하고 더 좋은 충진도(fill factor)를 준다. 도 7q에서, 상기 필터 및 상기 흡수제 양쪽 모두가 상기 희생층 위에 적층된다. 도 7r에서, 상기 필터 자체가 포스트로서 사용된다.
상기
FPA
의 진공 패키징
만약 화소 소자(118)의 어레이가 상기 기판(120)상에서 제조된다면, 화소 소 자(118)의 어레이, 기판(120) 및 IR 윈도우(116)는 FPA (108)를 형성하는 단일 유니트(single unit)로서 패키지 된 진공이다.
도 8a는 많은 수의 화소 어레이들(118)이 적층되고 만들어진 선 제조된 웨이퍼(180)를 보여준다. 각 개별 어레이들(118)은 화소, 포스트, 또는 다른 구조 없이도 베어(bare) 기판 (120)의 단순하게 넓은 줄무늬 모양인 "빈 스트리트"("empty streets")(182)에 의해 분리되었다.
도 8b에서처럼, 진공 패키징에 대해 사용된 성분들은 미리 제조된 웨이퍼(180), 밀봉 프레임(184), 및 IR 윈도우 판(186)을 포함한다. 상기 밀봉 프레임(184)은 몰딩 또는 당해 분야에서 알려진 다른 기술들(예컨대, 박막 적층)에 의해 형성되고, 따라서 상기 프레임(184)의 수평 및 수직 부재들(members)은 웨이퍼(180)상의 스트리트(182)와 일치된다.
도 8c 에서 도시된 바와 같이, 상기 밀봉 프레임(184) (인듐으로 만들어진, 비록 교대로 땜납 재료이 사용될 수 있어도) 및 웨이퍼(180)응 상기 밀봉 프레임(184)이 웨이퍼(180)상의 화소 어레이들(118)사이에서 상기 스트리트(182)들에 일치되도록 정렬되고, 상기 IR 윈도우 판(186)은 밀봉 프레임(184)의 정상부에 위치된다. 이러한 샌드위치 구조는 압력을 상당히 대기압 아래로 감압하는 진공 오븐(vacuum oven)에 위치되고 이어서 인듐 프레임이 부드러워지는 온도까지 가열되고, 상기 웨이퍼(180) 및 IR 윈도우 판(186)이 결합되기 시작한다. IR 윈도우 판(186)의 정상에 위치한 분동(weight)(188)은 상기 부드러워진 인듐 프레임의 확산 양을 조정한다. 이러한 조건 하에서, 상기 밀봉 프레임(184)은 찐득거리게 되고 웨이퍼(180) 및 IR 윈도우 판(186)의 표면에 부착될 것이다. 이어서 오븐의 온도는 상기 밀봉 프레임(184)이 견고해질 정도로 감소된다. 상기 웨이퍼(180), 상기 밀봉 프레임(184) 및 상기 IR 윈도우(186)는 FPA들의 밀봉된 진공을 형성하고, 이어서 이것은 각각의 FPA 유니트 속으로 분할되고 이들 중 하나가 도 4에 도시되고 있다.
상기 패키지에서의 적은 누출 및 적층에서 기체를 유출시키는 것은 상기 FPA (108)내의 진공의 질을 떨어뜨린다. 진공의 질이 떨어지면, 화소 소자로부터 열전도는 증가하고, 이들의 감도는 감소한다. 작은 유출 및 기체 유출을 완화시키기 위해 게터재료(getter material)는 진공 밀봉에 앞서 상기 FPA 패키지내의 선별된 표면 위에 적층된다. 게터재료는 상기 가스를 고체속으로 전송시키기 위해 외부가스를 포획하는 역할을 하고, 이것으로 상기 FPA 패키지압력을 유지시킨다(그리고 결과적으로 열적 고립을). 적절한 게터재료들은 당해 기술분야에서 통상의 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
FPA 제조 및 패키징에 대한 한 절차의 개요는 부록 A에 포함되어 있다. 이 절차는 고체 화소 포스트를 생산하고, 에치 공정으로 상기 화소 포스트를 규정하기 앞서 상기 웨이퍼를 주사위 모양으로 썬다(dices). 더 나아가, 이러한 절차는 FPA 유니트들을 상기 웨이퍼 수준보다도 개별적으로 패키지 한다.
FPA 제조에 대한 또 다른 절차의 개요는 부록 B에 포함되어 있다. 이 절차는 할로우 화소 포스트를 생산한다.
다른
구현예
도 9는 상기 FPA가 도 1에서 도시된 시스템에서 사용된 전송모드에 비교되는 반사모드에서 작동하는 카메라 시스템을 나타낸다. 반사모드에서 , 상기 LED(102) 및 조준렌즈는 분할기(106a)에서 조준된 NIR 광(124)을 향한다. 상기 NIR 광(124) 상기 레퍼런스 필터(110) 및 상기 화소 소자(118)의 어레이 위를 통해 투과한다. 화소 소자 (118)의 어레이를 통해 전송되지 않는 상기 NIR 광은 상기 레퍼런스 필터(110), 분할기(106a), 초점 조정 렌즈(112)를 통해 후면으로 반사되고, 상기 NIR 검출기 어레이(114) 상에 초점이 맞추어 진다. IR 렌즈들(129)은 기판(120)을 통한 화소 소자 (118)의 어레이 위에 영상화된(128) 장면으로부터의 상기 IR 에너지에 초점을 맞춘다. 상기 반사모드에서, 상기 NIR 광(124)은 상기 FPA를 통해 투과할 필요가 없으므로, 상기 기판은 상기 NIR 파장 범위 상에서 투과될 필요가 없다. 그러므로 상기 기판은 NIR 광을 투과하지 않는 실리콘과 같은 소재로 만들어질 수 있고, 그러나 이것은 사파이어보다 덜 비싸다.
상기 기술된 구현예에서 상기 조준렌즈(104)는 비균일 전송 패턴을 생산하는 NIR 소스 (LED)로부터 상기 FPA를 위한 균일한 조도를 제공한다. 상기 LED는 이러한 전송 비균일성을 제거하기 위해 선택적으로 확산 렌즈(diffusing lens)를 사용할 수 있다.
광학 경로에서 반사기(106)에 대한 요구를 제거하기 위해, 도 10 에서 도시된 바와 같이 NIR광을 생산하는 상기 LED가 IR렌즈 속으로 결합될 수 있다. LED(210)는 IR렌즈(212)의 중심에 삽입되고, 적절한 광학 공학을 통해, 상기 IR 렌 즈(212)는 상기 FPA를 제거하기 위해 균일한 NIR 광을 생산하기 위한 LED(210)의 부근에서 형성된다.
유사하게, 도 11에서 도시된 바와 같이 LED(214)는 반사모드에서 작동하는 IR 카메라 시스템을 위한 초점조정렌즈(216)에 삽입될 수 있다.
반사기 사용 대신에, 어떤 각을 발생시키는 LED로부터 NIR 광의 방향을 바꾸도록 상기 FPA (108)상의 상기 IR 윈도우의 외주면에 적용되는 그래이팅 층(grating layer)(220)을 사용할 수 있다. 그러한 그래이팅은 부피 면 홀로그래픽 그래이팅(volume phase holographic grating)이다. 홀로그래픽 그래이팅의 선 공간은 NIR 광(124)의 특정 각도(상기 FPA의 표면에 대한)에 대해 선택되고 긴 파장인 IR 광(126)에는 거의 영향을 주지 않는다. 또한 프레넬 렌즈가 상기 NIR 광(124)의 방향을 바꾸기 위해 그래이팅 층으로 사용될 수 있고 이것에 의해 상기 반사기(106)가 제거된다.
좀 더 통합된 IR 카메라 시스템을 만들기 위해, 상기 FPA를 상기 NIR 검출기 어레이와 연관시킬 수 있다. 이러한 연관은 최소한 두가지 다른 방법으로 달성될 수 있다. 상기 화소 소자(118)의 어레이를 직접 상기 NIR 검출기 어레이(114) 위에서 제조할 수 있는데 이 결과로 단일 통합 장치를 얻을 수 있다. 또한, 상기 NIR 검출기 어레이로부터 분리된 상기 FPA를 제조할 수 있고, 이 두 성분들을 결합하여 단일 진공-밀봉된 패키지로 만들 수 있고, 상기 두 성분들을 위해 선택된 상기 제조 기술이 양립 가능하지 않다면 이 제조 기술은 필수적일 것이다
기반이 되는 원리의 다른
응용예
여기에 기술된 IR 카메라 시스템의 기초인 상기 열감지 센서는 고응답성을 나타내고, 잘 특성화된 소재 및 공정을 사용한 고수율을 가지고 제품화된다. 일반적으로, 상기 탐침 신호의 파장이 특정 범위에 한정되지 않고, 온도-가변 광학 필터 장치에서 열 변화를 발생시키는 (만약 있다면) 상기 신호의 파장이 특정범위에 한정되지 않는다. 이러한 열센싱 시스템에 기초한(여기서 기술된 IR 카메라 시스템에 덧붙여서) 필터의 용도를 포함하지만 한정되는 것은 아니다.
고-감도, 원격 독출 온도계. 상기 가변 광학 필터에 기초한 열감지 센서는 매우 정확한 온도계를 만드는데 사용될 수 있는데, 그 일례를 도 13에 도시하였다. 이 온도계는 자유 공간에서 또는 광섬유를 통해 광학적으로 문의될 수 있다. 광섬유 형성에서, 다중 센서는 구조 또는 오일/가스 웰(well)에서 분배된 온도 센싱을 위한 단일 "버스 "("bus") 또는 "스타"("star")구성에 매달릴 수 있다.
도 13은 일반적인 원격 독출 온도계의 구조를 나타낸다. 협대역 NIR 소스(230)은 온도 가변 광학 필터(234)를 통하여 NIR 캐리어 신호(232)를 향한다. 상기 가변 광학 필터(234)는 여기서 기술된 바와 같이 상기 필터(234)의 온도에 따라 상기 캐리어 신호(232)를 변조시킨다. 좁은 주변 근처로부터 이거나 어떤 다른 소스로부터의 IR 방사(240)는 상기 필터(234)를 가열시킨다. 또한, 상기 필터는 IR 방사(예컨대, 전도, 대류 등)보다 다른 기계적인 방법을 통해 가열될 수 있다. NIR 검출기(238)는 상기 필터(234)의 온도에 따라 변조된 캐리어(236)의 강도를 측정하는 것으로부터의 상기 변조된 캐리어(236)를 수신한다. 상기 NIR 검출기는 전기적 신호를 생산하고, 그것의 변수(볼트, 전류, 주파수 등)는 상기 필터(234)의 온도에 일치한다.
온도 센서에 대한 아래에 기술된 모든 적용들은 도 13에 기술된 바와 같이 필수적으로 똑같은 구조와 기능을 사용한다.
흐름 센싱 ( flow sensing ) 및 영상화. 하나 또는 그 이상의 광학 온도 센서는 유속 또는 흐름 유형을 검출하는데 사용될 수 있다. 유속을 측정하는 한 기술은 상기 흐름의 특정 지점을 가열하기 위해 가열(heating) 소자를 사용하는 것이고, 가열소자로부터 등거리에 위치하는 양 지점인, 상기 흐름의 상류점 및 하류점에서 상기 온도를 측정한다. 만약 어떠한 물질도 흐르지 않는다면, 상 하류 지점에서의 상기 온도는 일치할 것이다. 상기 흐름이 증가할 때, 유동물질은 상류지점에서 하류지점을 향해 열을 운반하게 되고, 그 결과 상기 하류지점은 상기 하류지점보다 높은 온도를 가진다. 상기유속은 두 지점 사이의 온도 차이에 비례한다.
광학 열감지 센서는 위에서 설명된 두 지점에서 온도를 멀리 정확하게 측정하는데 사용된다. 전기 연결에 의존하기보다 온도 열감지 센서의 온도를 광학 독출하는 능력은 멀리 위치한 유동을 측정하기 위하거나, 부식성 또는 그 밖의 위험한 재료를 측정하기 위해 매우 유용한 특징이다. 상기 열감지 센서는 분리된 점, 완벽한 시트 또는 특정 적용을 위해 필요한 임의의 다른 형태의 형성을 취할 것이다. 다르게는, 상기 열감지 센서는 마찰 가열, 가스 압축, 또는 가스 팽창의 결과로 생긴 국지 가열 또는 냉각을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 마이크로-스케일 환경 때문에 이 열감지 센싱 기술은 매우 넓은 공간에서 온도를 측정하고 열 감도 는 화학적 및 생물학적 센싱 및 발견에 사용되는 새롭게 형성되는 마이크로-유동성 시스템들(micro-fluidic systems)에서 매우 유용하다. 열감지 센서는 유동 표면에 마이크로 스케일로 복합체 패터닝 단계 없이 직접적으로 적용될 것이다. 그런 뒤 온도 독출은 원격으로 및 방해 없이 수행될 수 있다.
가속도계( accelerometer ). 광학-독출 열감지 센서는 예를 들어, 가열된 공기의 밀봉형 기포 (hermetically sealed bubble)에 대한 온도 변동을 관찰함에 의해 가속도를 측정하는 열 가속도계(thermal accelerometer)에 사용될 수 있다. 기포의 가속화(acceleration) 또는 틸팅(tilting)은 자극의 방향에 의존하는 기포에 대해 다른 방향에서 가열된 공기의 유동(및 그래서 온도 구배)을 만들어낸다. 온도 센서는 상기 유동에 의한 온도 변동을 측정한다. 도 13에 나타난 구성 및 원리를 사용하는 광센서에 기초한 시스템은 가속도 또는 경사에 높은 감도를 갖는 몇몇의 시간을 제공할 수 있다. 추가로, 열감지 센서는 미소 규모로 유동과 관련된 표면에 복합 패터닝 단계 없이 직접적으로 적용될 수 있고, 그러므로 온도 독출은 원격으로 방해 없이 수행될 수 있다.
일반적인 방사 센서( radiation sensors ). 특유한 물질이 전자기 방사의 다양한 파장을 흡수하고 그러한 방사를 열 에너지로 변환하는 것으로 알려져 있다. 이러한 재료들은 도 13에 나타낸 구조 및 원리를 사용하는 매우 민감한 전자기 검출기를 제공하기 위해 위에서 설명된 광학-독출 열감지 센서와 커플링 될 수 있다. 예를 들면, X-ray 생성 및 분석은 민감한 마이크로-칼로리미터를 사용하여 증명되어 왔다. 이 광학 독출 온도 센서를 사용하여, 그러한 칼로리미터는 추가로 열적 으로 분리될 수 있고(즉, 전기 연결이 없기 때문에), 튜닝가능한 막은 매우 높은 반응을 제공한다. 이 방식에서 위에서 설명된 광학-독출 열감지 센서는 매우 민감한 방사 검출기를 구성하는데 사용될 수 있다.
밀리미터파(예를 들면, THz) 및 마이크로파 방사는 또한 이 기술로 생성될 수 있다. 몇몇의 파장들은 부수적인 방사를 열(즉, 설명된 실시예에서 IR 흡수기 재료에 대한 아날로그)로 변형시키기 위해서 각 개개의 센서 소자 위에 커플링 안테나를 필요로 한다. 프로브 빔을 차단하는 것을 피하기 위해서, 안테나는 프로브 빔에 투명한 전도성의 산화물로 만들어질 수 있거나, 상기 안테나는 당해 기술분야에서 마이크로-스트립, 패치 또는 다른 낮은 프로파일 디자인에 사용될 수 있다.
화학적 또는 생물학적 활동 센서들. 도 13에서 설명된 구조 및 원리를 사용하는, 하나 이상의 광학-독출 열감지 센서들은 열을 제공하거나 소비하는 화학적 또는 생물학적 활동을 생성하는데 사용될 수 있다. 여기에 설명된 광학 센서는 본 출원에서 두 가지 큰 이점을 가진다. 첫 번째는, 광학 센서는 멀리 광학 캐리어 신호를 사용하여 호출하고, 화학적 또는 생물학적 시스템을 위한 간단한 디자인을 허락하여, 이러한 시스템들에서 사용되는 마이크로-칼로리미터용 열 절연(thermal insulation)의 보다 높은 수준을 허락한다.
이러한 마이크로-칼로리미터 중 하나에서 반응으로 인해서 올라간 온도는 반대로 기판으로의 전도 경로에 비례하고, 그래서 금속 전기 연결의 제거는 온도 변화에 따른 감도를 현저하게 강화한다. 추가로, 먼 호출 신호는 센서가 완벽하게 분리되는 것을 허락하고, 측정되고 있는 화학적 또는 생물학적 활동의 오염 가능성 을 줄인다.
두 번째로, 광학 센서는 온도 변화에 몹시 민감하고, 그래서 상기 센서는 매우 낮은 온도 변동을 측정할 수 있다. 서로, 이러한 이점들은 대부분 경우에 전기 방법보다 더욱 민감할 뿐만 아니라 더욱 많은 단순한 디자인, 특히 큰-스케일 스크리닝에서 사용되는 어레이 구조들을 제공하는 열적 화학적 및 생물학적 반응 센싱을 제공한다.
이러한 개념은 또한 표면 온도 프로파일, 예를 들어, 지문에 의해 만들어지는 그 것들을 분석하기 위한 접촉 센서로서 사용될 수 있다. FPA 위의 열 흡수기 표면에 접촉한 손가락은 흡수기 위의 지문 융선 패턴에 대응되는 열 패턴을 제공한다. 그 다음 프로브 빔은 FPA의 뒤로 반사되고 프로브 검출기에 의해 생성되어, 프로브 검출기로부터의 영상은 지문 융선 패턴에 일치한다. 통합된 회로의 표면 프로파일은 누전 조건 또는 높은 활동의 지역을 나타내는 핫 스팟을 생성하기 위하여 유사하게 분석될 수 있다.
다른 양상, 변경, 및 실시예들은 청구항의 범위에 있다.
부록 A
열 영상장치 -
FPA
제작 과정 및 진공 패키지 과정의 상세한 설명
I. FPA 제작
1. 기판 제조
a. NIR 파장 대역에서 투명성 및 초점면(FPA)을 위한 변함없는 "열 접지면" 을 위한 높은 열 전도성을 제공하는 광학-등급 양면으로 매끄러운 사파이어 기판으로 시작한다.
b. 상기 사파이어 기판을 황산 및 과산화수소의 50/50 용액에서 세척한다.
c. 사파이어 기판의 non-FPA 측면을 코팅하는 반사-방지(AR)를 적용한다. 이 코팅은 CMOS 또는 CCD 독출 시스템에 이르는 NIR 광의 총합을 최대화하고 기판으로부터 야기되는 임의의 간섭 효과를 제거할 것이다.
d. 기판의 FPA 측면 위에 Ti의 50 옹스트롬 층을 적층한다. 이것은 그 후에 증착된 재료의 흡착을 과정에서 실험된 열 순환을 통하여 증진시키는 매우 얇은 금속 층이다.
2. 희생층 적층
a. 5-7 미크론 비결정질 실리콘 질화물층을 Ti 흡착층 위에 적층한다. 이 층("희생층" 또는 "포스트층")은 낮은 온도 및 낮은 Si 용량에서 높은 반작용적인 이온 에치 (RIE) 레이트를 갖는 상대적으로 다공성인 재료를 제공하기 위하여 플라즈마-향상된 화학 기상 증착(plasma-enhanced chemical vapor deposition - PECVD) 을 사용하여 적층된다.
3. 필터 스택 적층
a. 보호층: NIR 프로브 파장의 4 분의 1 파의 짝수의 광학 두께(전형적으로 2 또는 4)를 가진 비결정질 실리콘 산화물의 층을 적층한다. 이 층은 RIE 과정에 대항하는 고체 장애물을 제공하기 위하여 높은 밀도로 적층 되어야 한다. 이 층은 수많은 방법으로 적층 될 수 있다; 예를 들어, PECVD는 상대적으로 낮은 온도에서 강력한 코팅을 제공한다.
b. 온도-가변 NIR 필터 구조를 산화물층의 상부에 적층한다. 큰 숫자의 변동들이 FPA에서 다양한 반응 및 시간 상수를 성취하는 것이 가능하게 한다. 하나의 실시예는 비결정질 실리콘(a-Si) 및 비결정질 실리콘 질화물(a-SiNx)로부터 적층된 간단한 단일-캐비티 페브리-페롯 구조이다. 4-쌍 거울은 적은 필터 기능을 적당한 삽입 유실과 함께 제공하기에 충분하다: 4 분의 1 파(NIR) a-Si + a-SiNx의 4 쌍, 그 다음 a-Si의 4 분의 1 파의 캐비티 (또는 "결점"), 및 다음 a-SiNx + a-Si의 4 분의 1 파의 4 쌍. 이러한 층들은 높은-등급 a-Si 반도체 재료(NIR 대역에서 낮은 광학 유실에 대응되는)를 제공하는 PECVD 과정을 사용하고, 희생 a-SiNx 층과 비교할 때, RIE에 대한 저항을 증진시키는 성장 조건 하에 자란다.
4. 진공 금속 밀봉 링
a. 티타늄/플래티늄 층들의 스택은 진공 밀봉 링을 형성하기 위해 필터택 위 에 적층되고 패턴화된다. 스택은 전자 빔 증발기에 의해 적층되고 일반적으로 사용되는 "리프트-오프(lift-off)"방법에 의해 패턴화된다.
5. 화소 소자 패터닝
a. Al 에치 마스크: 알루미늄 에치 마스크는 화소 소자들을 분리하기 위해 "트렌치"를 노출함에 의해 개개의 화소 소자를 정하도록 필터층의 상부에 적용되고 패턴화된다. 이 Al 마스크는 전형적으로 "리프트-오프" 방법과 함께 적용된다.
b. 화소 소자 에칭: 반작용적인 이온 에치(RIE) 단계는 화소 소자들 사이의 트랜치 구역에서 필터 스택을 통하여 에치하기 위하여 적용된다. 특히, 폴리머로 코팅된 수직 측벽들을 생산하는 에치 수단이 사용된다. 이것은 잘 알려진 "보쉬 과정(Bosch process)"을 포함하는 다른 방법 중, CHF3 + O2 + Ar 에치 공식을 사용하여 성취될 수 있다. 에치는 필터 스택 아래에 적층된 SiOx 보호층에 도달할 정도로 충분히 수행된다.
6. 다이싱
a. 웨이퍼는 광경화성 수지로 코팅되고, 그런 뒤 개별적인 FPA 칩으로 다이스된다. 다이싱 후, 상기 광경화성 수지는 용매에 의해 세척된다.
7. 포스트 정의
a. FPA 칩은 다시 RIE에 의해 에칭된다. 우선, CHF3 + 02 +Ar 에칭은 트랜치 내의 임의의 남은 SiOx 보호층을 에칭해내는데 사용되고, 그런 뒤 CF4 + 02 에칭은 필터 막 하부를 등방성으로 에치하는데 사용된다. SiOx 보호층으로 인해, 필터 바닥층은 이 과정에서 에칭되지 않는다. 그리고 에칭은 남은 희생층 재료가 필터 막을 지지하기 위한 포스트를 형성하도록 시간을 정한다. 이 CF4 + 02 에칭 공식에서, 지난 에치(CHF3 + 02 +Ar)에 의해 형성된 폴리머는 부착될 것이고, 그래서 그것은 에칭을 트랜치의 최소 확장을 유지하는 것을 조절하는데 중요하다.
8. Al 에치
a. 칩을 Al 에치 마스크를 제거하기 위해 표준 Al 에칭용 시약에 담근다.
II. FPA 패키징
1. 윈도우 제조
a. ZnSe 윈도우는 8-15um 파장에서 반사율을 줄이기 위하여 양면 모두가 코팅되고, 상기 코팅은 또한 LED가 동작되는 NIR 파장에서 투명하다.
b. 그 다음 Ti/Pt 스택은 ZnSe 윈도우 위에 증착되고, 진공 패키지용 금속 프레임을 형성하기 위해 리프트-오프 방법에 의해 패턴화된다.
2. FPA 칩 제조
a. FPA 칩 위에서 금속 밀봉 링의 표면을 남은 오염물질들을 제거하기 위하여 희석된 HF 산 또는 희석된 HC1 산으로 다룬다.
3. 밀봉
a. 진공 챔버 내에서 과정을 수행한다. 인듐 프레임(Indium frame)은 인듐 와이어 또는 다른 먼저-형성 방법에 의해 형성되고, FPA 칩 위에 놓여져서 금속 밀봉 링을 정렬한다.
b. 프레임 및 FPA 위에 윈도우를 떨어뜨린다. 그리고 하나의 웨이트를 윈도우 위에 올려놓는다. 챔버를 진공으로 펌프로 공기를 빼고, 인듐 프레임을 녹일 때까지 가열한다.
c. 히터를 끈다. 인듐을 다시 고체화하면, 밀봉이 완성된다.
부록 B
I. 다른 FPA 제작 방법
1. 기판 제조
a. NIR 파장 대역에서 투명성 및 초점면(FPA)을 위한 변함없는 "열 접지면"을 위한 높은 열 전도성을 제공하는 광학-등급 양면으로 매끄러운 사파이어 기판으로 시작한다.
b. 상기 사파이어 기판을 황산 및 과산화수소의 50/50 용액에서 세척한다.
c. 사파이어 기판의 non-FPA 측면을 코팅하는 반사-방지(AR)를 적용한다. 이 코팅은 CMOS 또는 CCD 독출 시스템에 이르는 NIR 광의 총합을 최대화하고 기판으로부터 야기되는 임의의 간섭 효과를 제거할 것이다.
d. 기판의 FPA 측면 위에 Ti의 50 옹스트롬 층을 적층한다. 이것은 그 후에 증착된 재료의 흡착을 과정에서 실험된 열 순환을 통하여 증진시키는 매우 얇은 금속층이다.
2. 희생층 적층
a. 5-7 미크론 비결정질 실리콘 질화물층을 Ti 흡착층 위에 적층한다. 이 층("희생층" 또는 "포스트층")은 낮은 온도 및 낮은 Si 용량에서 높은 반작용적인 이온 에치 (RIE) 레이트를 갖는 상대적으로 다공성인 재료를 제공하기 위하여 플라즈마-향상된 화학 기상 증착(plasma-enhanced chemical vapor deposition - PECVD)을 사용하여 적층된다.
3. 포스트용 홀의 정의
a. 광경화성 수지 에치 마스크: 광경화성 수지 에치 마스크는 홀을 정하는데 희생층의 상부에 적용되고 패턴화된다. SiOx에서 후자는 먼저-정해진 포스트들을 형성하기 위해 홀 내부에 적층될 것이다. 광경화성 수지는 측벽의 언더컷 프로파일을 형성하기 위해 보통 영상-반전 방법에 의해 처리된다. 그리고 이 프로파일은 상부에서 끝내질 수 있는 SiOx 정각의 적층 later 때문에 유리하다.
b. 에칭: CHF3 + 02 + Ar 에칭 공식을 희생층을 에치하는데 사용한다. 홀은 형성될 것이다. 상기 홀의 측벽의 프로파일은 광경화성 수지 프로파일에 의해 조절된다.
c. 에칭 후, 칩을 세척한다. 에칭에 의해 형성된 폴리머는 또한 광경화성 수지 스트리퍼에 의해 제거된다.
4. 필터 스택 적층
a. 보호층 및 포스트층: NIR 프로브 파장의 4 분의 1 파의 짝수의 광학 두께(전형적으로 2 또는 4)를 가진 비결정질 실리콘 산화물의 층을 적층한다. 적층은 SiOx 가 희생층 내부의 홀에 적층될 수 있도록 정각으로 이루어져야 한다. 이 과정에서, 이 층은 필터 보호층 및 포스트 재료로써 모두의 역할을 한다. 그리고 이 층의 상기 적층은 "핀치 오프"이거나, 상부에 가까워야 하고 그러므로 캐비티는 홀 내부에서 형성될 것이다. 이러한 방법으로 할로우 포스트가 만들어질 수 있다.
b. 온도-가변 NIR 필터 구조를 산화물층의 상부에 적층한다. 큰 숫자의 변동들이 FPA에서 다양한 반응 및 시간 상수를 성취하는 것이 가능하게 한다. 우리는 일반적으로 비결정질 실리콘(a-Si) 및 비결정질 실리콘 질화물(a-SiNx)로부터 적층된 간단한 단일-캐비티 페브리-페롯 구조를 사용한다. 4-쌍 거울은 적은 필터 기능을 적당한 삽입 유실과 함께 제공하기에 충분하다: 4 분의 1 파(NIR) a-Si + a-SiNx의 4쌍, 그 다음 a-Si의 4 분의 1 파의 캐비티 (또는 "결점"), 및 다음 a-SiNx + a-Si의 4 분의 1 파의 4쌍. 이러한 층들은 높은-등급 a-Si 반도체 재료(NIR 대역에서 낮은 광학 유실에 대응되는)를 제공하는 PECVD 과정을 사용하고, 희생 a-SiNx 층과 비교할 때, RIE에 대한 저항을 증진시키는 성장 조건 하에 자란다.
5. 진공 금속 밀봉 링
a. 티타늄/플래티늄 층들의 스택은 진공 밀봉 링을 형성하기 위해 필터택 위에 적층되고 패턴화된다. 그것은 전자 빔 증발기에 의해 적층되고 "리프트-오프" 방법에 의해 패턴화된다.
6. 화소 패터닝
a. Al 에치 마스크: 알루미늄 에치 마스크는 화소들을 분리하기 위해 "트렌치"를 노출함에 의해 개개의 화소를 정하도록 필터층의 상부에 적용되고 패턴화된다. 이 Al 마스크는 전형적으로 주로-사용되는 "리프트-오프" 방법과 함께 적용된다.
b. 화소 에칭: 반작용적인 이온 에치(RIE) 단계는 트렌치 구역에서 필터 스택을 통하여 에치하기 위하여 적용된다. 특히, 폴리머로 코팅된 수직 측벽들을 생산하는 에치 수단이 사용된다. 이것은 잘 알려진 "보쉬 과정(Bosch process)"을 포함하는 다른 방법 중, CHF3 + O2 + Ar 에치 공식을 사용하여 성취될 수 있다. 에치는 필터 스택 아래에 적층된 SiOx 보호층에 도달할 정도로 충분히 수행된다.
7. 다이싱
a. 웨이퍼는 광경화성 수지로 코팅되고, 그런 뒤 개별적인 FPA 칩으로 다이스된다. 다이싱 후, 상기 광경화성 수지는 용매에 의해 세척된다.
8. 포스트 정의
a. FPA 칩은 다시 RIE에 의해 에칭된다. 우선, CHF3 + 02 +Ar 에칭은 트렌치 내의 임의의 남은 SiOx 보호층을 에치해내는데 사용되고, 그런 뒤 CF4 + 02 에칭은 필터 막 등방성 밑을 에치하는데 사용된다.
SiOx 보호층으로 인해, 필터 바닥층은 이 과정에서 에칭되지 않는다. 이 과정에서, 포스트는 희생층의 에치와 비교하여 훨씬 낮은 에치 레이트를 가진 SiOx으로 만들어지며, 결국 에치는 포스트에서 멈추게 될 것이고 오직 SiOx만이 포스트의 역할을 할 것이다.
9. Al 에치
a. 칩을 Al 에치 마스크를 제거하기 위해 표준 Al 에칭용 시약에 담근다.
Claims (60)
- 다음의 구성을 포함하는 장면으로부터의 제 1 파장의 광으로부터의 영상을 생성하는 카메라 시스템:온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이로서, 여기서 각각의 화소 소자는 화소 소자의 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 인해서 파장이 쉬프트되는 통과대역을 가지고;온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 필터링된 제 2 파장의 광을 생성하도록 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이에 제 2 파장의 광을 제공하는 광원;상기 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이로부터 필터링된 제 2 파장의 광을 수신하여 장면의 영상에 대응되는 전기 신호를 생성하는 검출기 어레이; 및온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이는 적어도 일부의 제 1 파장의 광을 열로 변환하여 그러한 적어도 일부의 열을 흡수하도록 장면으로부터의 제 1 파장의 광을 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이 상에 지향시키는 광학계(optics).
- 제 1항에 있어서, 제 1 파장의 광이 IR 광이고, 제 2 파장의 광이 NIR 광인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 탈기된 패키지 내에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 3항에 있어서, 탈기된 패키지가 방사에 대해 투명한 윈도우, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이를 지지하기 위한 기판, 및 상기 윈도우와 상기 기판을 서로 연결시키는 인듐 프레임(indium frame)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 3항에 있어서, 어레이가 기판, 각각의 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 매트릭스, 화소로부터 기판으로의 열 경로(thermal path), 제 1 파장의 광을 흡수하여 필터 내에 열을 생성하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 5항에 있어서, 화소로부터 기판으로의 열 경로가 화소 소자를 기판에 연결하는 포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 5항에 있어서, 화소 소자로부터 기판으로의 열 경로가 하나 이상의 화소 소자를 기판에 연결하는 암(arm)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 시스템이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이의 각 화소 소자가 펙셀 포스트에 의해 기판에 부착되는 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 8항에 있어서, 각각의 펙셀 포스트가 할로우인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 8항에 있어서, 각각의 포스트가 고체인 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 8항에 있어서, 각각의 펙셀 포스트가 기판으로부터 화소 소자를 열에 의해 절연하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 8항에 있어서, 각각의 펙셀 포스트가 기판에 부착된 제 1 말단 및 화소 소자에 부착된 것으로 제 2 말단을 가진 실질상 원통형 구조를 포함하는 것으로서 상기 제 2 말단은 핀치-오프(pinch-off)된 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 각각의 온도-가변 광학 필터 화소의 어레이가 제 1 파장에서의 광을 흡수하여 제 1 파장에서의 광을 열로 변환시키는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 각각의 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 제 1 파장에서의 광을 흡수하여 제 1 파장에서의 광을 열로 변환시키는 흡수 재료의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 각각의 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 인덱스 튜닝가능한 박막 간섭 코팅체를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 15항에 있어서, 인덱스 튜닝가능한 박막 간섭 코팅체가 단일-캐비티 페브리-페롯(Fabry-Perot) 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 15항에 있어서, 인덱스 튜닝가능한 박막 간섭 코팅체가 다수-캐비티 페브리-페롯 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 화소 소자들 사이를 지나가는 제 2 파장의 광을 반사시키기 위한 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 화소 소자들 사이를 지나가는 제 2 파장의 광을 흡수하기 위한 흡수층을 포함하는 것을 특징으 로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 시스템이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이를 함유하는 온도-조절 패키지를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 제 2 파장이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이의 통과대역 파장을 트랙하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 광원이 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 광원이 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 23항에 있어서, 레이저로부터 광의 중심 파장이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이의 통과대역 파장을 트랙하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 시스템이 광원으로부터의 제 2 파장의 광의 대역폭을 줄이기 위한 레퍼런스 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 25항에 있어서, 상기 레퍼런스 필터의 온도가 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이의 온도를 트랙하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 25항에 있어서, 레퍼런스 필터 및 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 그들 사이의 온도 차이가 적거나 없도록 배열되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 27항에 있어서, 레퍼런스 필터 및 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 단일 온도-조절 패키지 내부에 포함되는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 사파이어(사파이어) 기판에 부착된 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 실리콘(실리콘) 기판에 부착된 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 CCD 영상장 치인 기판에 부착된 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 CMOS 영상장치인 기판에 부착된 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 3항에 있어서, 상기 시스템이 탈기된 패키지 내부의 선택된 표면 위에 적층된 게터 재료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 카메라 시스템이 제 2 파장의 광이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이를 통해서 투과하여 검출기 어레이로 전파되도록 전송 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 카메라 시스템은 제 2 파장의 광이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이에서 반사되어 검출기 어레이로 전파되는 반사 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 검출기 어레이가 CCD 또는 CMOS 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 제 1항에 있어서, 검출기 어레이가 p-i-n 광 다이오드 어레이를 포함하는 것 을 특징으로 하는 카메라 시스템.
- 다음의 단계를 포함하는 장면의 영상으로부터의 제 1 파장의 광에 기초하여 영상을 생성하는 방법:제 2 파장의 광을 생성하는 단계;제 1 파장의 광을 열로 변환하고 그러한 열을 온도-가변 광학 필터 어레이에 커플링시켜 온도-가변 광학 필터 어레이의 온도를 변화시키는 단계로서, 여기서 온도-가변 광학 필터 어레이의 각 소자가 온도-가변 광학 필터 소자의 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 인하여 파장이 쉬프트되는 통과대역을 가지는 단계;온도-가변 광학 필터 어레이가 필터링된 제 2 파장의 광을 생성하도록 온도-가변 광학 필터 어레이로 제 2 파장의 광을 필터링하는 단계; 및검출기 어레이로 필터링된 제 2 파장의 광을 검출하여 장면의 영상에 대응되는 신호를 생성하는 단계.
- 제 38항에 있어서, 상기 방법이 제 2 파장의 광이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이를 통해서 투과하여 검출기로 전파되도록 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 전송 모드로 동작하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 38항에 있어서, 상기 방법이 제 2 파장의 광이 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이를 반사하여 검출기로 전파되도록 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이가 반사 모드로 동작하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 38항에 있어서, 상기 방법이 CCD 또는 CMOS 카메라에서 제 2 파장의 광을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 38항에 있어서, 상기 방법이 레퍼런스 필터에서의 제 2 파장의 광의 대역폭을 줄이는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 다음의 단계를 포함하는 온도-가변 광학 필터 화소 소자들의 어레이 제조방법:기판 위에 희생층을 적층하는 단계;어레이의 각 화소 소자에 대해,(i) 희생층 내에 실질상 원통형인 홀을 생성하는 단계;(ii) 희생층 위에 정각으로 보호층을 적층하는 단계로서, 보호층은 희생층의 표면, 홀의 바닥 및 홀의 벽들을 코팅하고 보호층은 홀의 상부에서 핀치-오프(pinch-off)를 형성하는 단계;(iii) 보호층 상에 온도-가변 광학 필터를 제조하는 단계;(iv) 화소 소자 경계에서 필터 및 보호층을 수직으로 에칭하는 단계 및 필터의 측벽에 보호층을 형성하는 단계; 및,(v) 희생층을 홀의 벽들을 형성하는 보호층까지 횡으로 에칭하는 단계.
- 제 43항에 있어서, 상기 방법이 필터를 수직으로 에칭하는 동안 필터의 측벽에서 보호층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 43항에 있어서, 상기 방법이 IR 흡수층을 필터의 상부 표면에 적층하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 다음의 구성을 포함하는 광학-독출 온도 센서(optically-read temperature sensor):온도-가변 광학 필터의 온도 변화에 따른 굴절률의 변화로 인해서 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터;온도-가변 광학 필터가 필터링된 제 2 파장의 광을 생성하도록 온도-가변 광학 필터에 제 1 파장의 광을 제공하는 광원; 및,온도-가변 광학 필터로부터 필터링된 제 2 파장의 광을 수신하여 온도-가변 광학 필터의 온도에 해당하는 전기 신호를 생성하는 검출기.
- 제 46항에 있어서, 온도-가변 광학 필터가 온도-가변 광학 필터의 온도에 따 른 제 2 파장의 광에 영향을 미치는 굴절률을 다양하게 하는 것을 특징으로 하는 광학-독출 온도 센서.
- 제 46항에 있어서, 상기 센서가 광원으로부터의 제 2 파장의 광의 대역폭을 줄이기 위한 레퍼런스 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학-독출 온도 센서.
- 제 48항에 있어서, 레퍼런스 필터의 온도가 온도-가변 광학 필터의 온도를 트랙하는 것을 특징으로 하는 광학-독출 온도 센서.
- 제 48항에 있어서, 레퍼런스 필터 및 온도-가변 광학 필터가 그들 사이의 온도 차이가 적거나 없도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광학-독출 온도 센서.
- 제 50항에 있어서, 레퍼런스 필터 및 온도-가변 광학 필터 사이에 단일 온도-조절 패키지가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 광학-독출 온도 센서.
- 제 46항에 있어서, 광원이 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학-독출 온도 센서.
- 제 46항에 있어서, 광원이 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학-독출 온도 센서.
- 다음의 단계를 포함하는 온도 또는 온도 프로파일 센싱 방법:제 1 파장의 광을 생성하는 단계;제 1 파장의 광을 온도-가변 광학 필터 소자의 온도 변화에 따른 굴절률 변화로 인하여 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터로 필터링하여 필터링된 제 1 파장의 광을 생성하는 단계; 및,필터링된 제 1 파장의 광을 검출기로 검출하여 온도-가변 광학 필터의 온도에 해당하는 전기신호를 생성하는 단계.
- 제 54항에 있어서, 상기 방법이 환경으로부터 직접적인 열 전달에 의해 온도-가변 광학 필터의 온도를 변화시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 54항에 있어서, 흡수 전자기 방사에 의해 온도-가변 광학 필터의 온도를 변화시켜 전자기 방사를 열로 변환하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 54항에 있어서, 광의 진폭을 다양하게 하기 위하여 온도를 이용하여 제 1 파장의 광을 필터링하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 다음의 단계를 포함하는 기판 위의 구성요소를 지탱하는 포스트 제조방법:기판 위에 희생층을 적층하는 단계;희생층 내에 실질상 원통형인 홀을 생성하는 단계;희생층 위에 정각으로 보호층을 적층하는 단계로서, 보호층은 희생층의 표면, 홀의 바닥 및 홀의 벽들을 코팅하고 보호층은 홀의 상부에서 핀치-오프(pinch-off)를 형성하는 단계;보호층 위에 구성요소(component)를 형성하는 단계;구성요소의 외주 경계에서 필터 및 보호층을 수직으로 에칭하는 단계; 및,희생층을 홀의 벽들을 형성하는 보호층까지 횡으로 에칭하는 단계.
- 다음의 구성을 포함하는 파장 변환 장치(wavelength conversion device):온도-가변 광학 필터의 온도 변화에 따른 굴절률의 변화로 인해서 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터;제 1 파장의 방사를 열로 변환시키고 그러한 열을 온도-가변 광학 필터에 커플링시키는 흡수기(absorber);온도-가변 광학 필터가 필터링된 제 2 파장의 광을 생성하도록 온도-가변 광학 필터에 제 2 파장의 광을 제공하는 광원;온도-가변 광학 필터로부터 제 2 파장의 광을 수신하여 제 2 파장의 광에 해당하는 전기 신호를 생성하는 검출기; 및,온도-가변 광학 필터가 적어도 일부의 제 1 파장의 광을 열로 변환하여 그러한 열의 적어도 일부를 흡수하도록, 제 1 파장의 방사(radiation)를 온도-가변 광학 필터로 지향시키는 광학계.
- 다음의 단계를 포함하는 온도 센싱 방법:제 1 파장의 광을 생성하는 단계;온도-가변 광학 필터의 온도 변화에 따른 굴절률의 변화로 인해서 파장이 쉬프트되는 통과대역을 갖는 온도-가변 광학 필터를 이용해서 제 1 파장의 광을 필터링하여 필터링된 제 1 파장의 광을 생성하는 단계; 및,필터링된 제 1 파장의 광을 검출기로 검출하여 온도-가변 광학 필터의 온도에 해당하는 전기 신호를 생성하는 단계.
Applications Claiming Priority (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US49816703P | 2003-08-26 | 2003-08-26 | |
| US60/498,167 | 2003-08-26 | ||
| US50698503P | 2003-09-29 | 2003-09-29 | |
| US60/506,985 | 2003-09-29 | ||
| US53539104P | 2004-01-09 | 2004-01-09 | |
| US53538904P | 2004-01-09 | 2004-01-09 | |
| US60/535,391 | 2004-01-09 | ||
| US60/535,389 | 2004-01-09 | ||
| US56661004P | 2004-04-28 | 2004-04-28 | |
| US60/566,610 | 2004-04-28 | ||
| US58357304P | 2004-06-28 | 2004-06-28 | |
| US58334104P | 2004-06-28 | 2004-06-28 | |
| US60/583,341 | 2004-06-28 | ||
| US60/583,573 | 2004-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070020166A true KR20070020166A (ko) | 2007-02-20 |
Family
ID=34280265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020067003998A KR20070020166A (ko) | 2003-08-26 | 2004-08-25 | 적외선 카메라 시스템 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20050082480A1 (ko) |
| EP (1) | EP1665778A2 (ko) |
| JP (1) | JP2007503622A (ko) |
| KR (1) | KR20070020166A (ko) |
| CA (1) | CA2536371A1 (ko) |
| TW (1) | TW200511592A (ko) |
| WO (1) | WO2005022900A2 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014081212A1 (ko) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 연세대학교 원주산학협력단 | 수납 케이스 및 이를 갖는 휴대용 온도 측정 전자장치 |
| KR101924174B1 (ko) * | 2018-04-04 | 2019-02-22 | (주)유티아이 | 근적외선 필터 및 그 필터의 제조방법 |
Families Citing this family (120)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070133001A1 (en) * | 2001-09-12 | 2007-06-14 | Honeywell International Inc. | Laser sensor having a block ring activity |
| US7470894B2 (en) * | 2002-03-18 | 2008-12-30 | Honeywell International Inc. | Multi-substrate package assembly |
| WO2003096387A2 (en) | 2002-05-08 | 2003-11-20 | Phoseon Technology, Inc. | High efficiency solid-state light source and methods of use and manufacture |
| FR2842384B1 (fr) * | 2002-07-15 | 2005-01-14 | Cit Alcatel | Imageur optique non refroidi |
| US7408645B2 (en) | 2003-11-10 | 2008-08-05 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a downhole spectrometer based on tunable optical filters |
| JP3756168B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2006-03-15 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 回路の発熱制御方法、装置およびシステム |
| WO2005100961A2 (en) | 2004-04-19 | 2005-10-27 | Phoseon Technology, Inc. | Imaging semiconductor strucutures using solid state illumination |
| US7586114B2 (en) | 2004-09-28 | 2009-09-08 | Honeywell International Inc. | Optical cavity system having an orthogonal input |
| US7902534B2 (en) | 2004-09-28 | 2011-03-08 | Honeywell International Inc. | Cavity ring down system having a common input/output port |
| US9281001B2 (en) * | 2004-11-08 | 2016-03-08 | Phoseon Technology, Inc. | Methods and systems relating to light sources for use in industrial processes |
| US7438468B2 (en) * | 2004-11-12 | 2008-10-21 | Applied Materials, Inc. | Multiple band pass filtering for pyrometry in laser based annealing systems |
| US10857722B2 (en) | 2004-12-03 | 2020-12-08 | Pressco Ip Llc | Method and system for laser-based, wavelength specific infrared irradiation treatment |
| US7425296B2 (en) | 2004-12-03 | 2008-09-16 | Pressco Technology Inc. | Method and system for wavelength specific thermal irradiation and treatment |
| US10687391B2 (en) * | 2004-12-03 | 2020-06-16 | Pressco Ip Llc | Method and system for digital narrowband, wavelength specific cooking, curing, food preparation, and processing |
| JP2006201725A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多層膜干渉フィルタ、多層膜干渉フィルタの製造方法、固体撮像装置及びカメラ |
| US7491922B1 (en) | 2005-04-25 | 2009-02-17 | Science Research Laboratory, Inc. | System and methods for image acquisition |
| US7679042B1 (en) | 2005-04-25 | 2010-03-16 | Flusberg Allen M | Fabrication of transducer structures |
| US7767951B1 (en) | 2005-04-25 | 2010-08-03 | Science Research Laboratory, Inc. | Systems and methods for image acquisition |
| CN100443882C (zh) * | 2005-05-18 | 2008-12-17 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 多通道红外焦平面探测器组件安装方法 |
| EP2960299A1 (en) | 2005-05-20 | 2015-12-30 | Sumitomo Chemical Co., Ltd. | Polymer composition and polymer light-emitting device using the same |
| US7402803B1 (en) * | 2005-06-07 | 2008-07-22 | Redshift Systems Corporation | Pixel architecture for thermal imaging system |
| US7750300B2 (en) * | 2006-02-21 | 2010-07-06 | Redshift Systems Corporation | Thermo-optic system employing self reference |
| US7656532B2 (en) * | 2006-04-18 | 2010-02-02 | Honeywell International Inc. | Cavity ring-down spectrometer having mirror isolation |
| US7968846B2 (en) | 2006-05-23 | 2011-06-28 | Regents Of The University Of Minnesota | Tunable finesse infrared cavity thermal detectors |
| US7652250B2 (en) * | 2006-06-26 | 2010-01-26 | Matthew Erdtmann | Noise reduction method for imaging devices |
| US7724420B2 (en) * | 2006-10-10 | 2010-05-25 | Raytheon Company | Frequency modulation structure and method utilizing frozen shockwave |
| WO2008043205A1 (fr) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Ming Wu | Système d'imagerie basé sur une extraction optique |
| US7522328B2 (en) * | 2006-10-13 | 2009-04-21 | Redshift Systems Corporation | Thermally controlled spatial light modulator using phase modulation |
| US7781781B2 (en) * | 2006-11-17 | 2010-08-24 | International Business Machines Corporation | CMOS imager array with recessed dielectric |
| US7649189B2 (en) | 2006-12-04 | 2010-01-19 | Honeywell International Inc. | CRDS mirror for normal incidence fiber optic coupling |
| US7800066B2 (en) | 2006-12-08 | 2010-09-21 | Regents of the University of Minnesota Office for Technology Commercialization | Detection beyond the standard radiation noise limit using reduced emissivity and optical cavity coupling |
| US7292740B1 (en) | 2007-01-18 | 2007-11-06 | Raytheon Company | Apparatus and method for controlling transmission through a photonic band gap crystal |
| US8569696B2 (en) * | 2007-01-30 | 2013-10-29 | Raytheon Company | Imaging system and method using a photonic band gap array |
| US7764324B2 (en) * | 2007-01-30 | 2010-07-27 | Radiabeam Technologies, Llc | Terahertz camera |
| US7825441B2 (en) * | 2007-06-25 | 2010-11-02 | International Business Machines Corporation | Junction field effect transistor with a hyperabrupt junction |
| WO2009016261A1 (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Technische Universität München | Device for imaging and method for producing the device |
| WO2009022692A1 (ja) * | 2007-08-16 | 2009-02-19 | Shiro Amano | マイボーム腺観察装置 |
| US8325245B2 (en) * | 2007-09-25 | 2012-12-04 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Apparatus and methods for use of infra-red light in camera applications |
| US8143577B2 (en) | 2007-09-28 | 2012-03-27 | Shanghai Juge Electronics Technologies Co. Ltd. | Infrared sensors, focal plane arrays and thermal imaging systems |
| US8124936B1 (en) * | 2007-12-13 | 2012-02-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Stand-off chemical detector |
| US7991289B2 (en) * | 2008-03-28 | 2011-08-02 | Raytheon Company | High bandwidth communication system and method |
| JP5572916B2 (ja) * | 2008-04-24 | 2014-08-20 | 株式会社リコー | 光学システム及び赤外線撮像システム |
| US8629398B2 (en) | 2008-05-30 | 2014-01-14 | The Regents Of The University Of Minnesota | Detection beyond the standard radiation noise limit using spectrally selective absorption |
| US7663756B2 (en) * | 2008-07-21 | 2010-02-16 | Honeywell International Inc | Cavity enhanced photo acoustic gas sensor |
| US8198590B2 (en) * | 2008-10-30 | 2012-06-12 | Honeywell International Inc. | High reflectance terahertz mirror and related method |
| US7864326B2 (en) | 2008-10-30 | 2011-01-04 | Honeywell International Inc. | Compact gas sensor using high reflectance terahertz mirror and related system and method |
| US8503720B2 (en) | 2009-05-01 | 2013-08-06 | Microsoft Corporation | Human body pose estimation |
| CN102117842A (zh) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | 上海欧菲尔光电技术有限公司 | 红外焦平面探测器封装窗口及其制作方法 |
| US8946635B2 (en) | 2009-12-31 | 2015-02-03 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | System and method for measuring radiant energy in gas turbine engines, components and rigs |
| US8274027B2 (en) | 2010-02-02 | 2012-09-25 | Raytheon Company | Transparent silicon detector and multimode seeker using the detector |
| DE102010006661B4 (de) * | 2010-02-03 | 2019-08-01 | Diehl Defence Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Abbilden einer Umgebung auf eine Detektoreinrichtung |
| JP5526837B2 (ja) * | 2010-02-08 | 2014-06-18 | ソニー株式会社 | 撮像デバイス、撮像装置 |
| EP2359744A1 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-24 | University of Northumbria at Newcastle | Radiation emitting and receiving apparatus |
| US8309928B2 (en) * | 2010-04-02 | 2012-11-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Alternative pixel shape for uncooled micro-bolometer |
| US20110279680A1 (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-17 | Honeywell International Inc. | Passive infrared imager |
| US8330822B2 (en) | 2010-06-09 | 2012-12-11 | Microsoft Corporation | Thermally-tuned depth camera light source |
| US8269972B2 (en) | 2010-06-29 | 2012-09-18 | Honeywell International Inc. | Beam intensity detection in a cavity ring down sensor |
| US8437000B2 (en) | 2010-06-29 | 2013-05-07 | Honeywell International Inc. | Multiple wavelength cavity ring down gas sensor |
| US8322191B2 (en) | 2010-06-30 | 2012-12-04 | Honeywell International Inc. | Enhanced cavity for a photoacoustic gas sensor |
| JP5740997B2 (ja) * | 2011-01-17 | 2015-07-01 | 株式会社リコー | 遠赤外線検出素子及び遠赤外線検出装置 |
| US9247238B2 (en) | 2011-01-31 | 2016-01-26 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Reducing interference between multiple infra-red depth cameras |
| DE102011011767A1 (de) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Medizintechnisches Gerät mit Mehrfunktionsdisplay |
| US8610062B2 (en) * | 2011-03-24 | 2013-12-17 | Raytheon Company | Apparatus and method for multi-spectral imaging |
| US8620113B2 (en) | 2011-04-25 | 2013-12-31 | Microsoft Corporation | Laser diode modes |
| US8760395B2 (en) | 2011-05-31 | 2014-06-24 | Microsoft Corporation | Gesture recognition techniques |
| US8937671B2 (en) * | 2011-07-14 | 2015-01-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Radial readout approach to EO imagers |
| US9228903B2 (en) * | 2011-09-15 | 2016-01-05 | Honeywell International Inc. | Infrared imager |
| SE538424C2 (sv) | 2011-09-20 | 2016-06-21 | Drs Network & Imaging Systems Llc | Värmeisoleringsanordning för IR-övervakningskamera |
| JP2013092374A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Seiko Epson Corp | テラヘルツ波検出装置、イメージング装置および計測装置 |
| US8635637B2 (en) | 2011-12-02 | 2014-01-21 | Microsoft Corporation | User interface presenting an animated avatar performing a media reaction |
| US9100685B2 (en) | 2011-12-09 | 2015-08-04 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Determining audience state or interest using passive sensor data |
| EP2624172A1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-07 | STMicroelectronics (Rousset) SAS | Presence detection device |
| US9063354B1 (en) * | 2012-02-07 | 2015-06-23 | Sandia Corporation | Passive thermo-optic feedback for robust athermal photonic systems |
| US9268158B2 (en) | 2012-02-22 | 2016-02-23 | Kilolambda Technologies Ltd. | Responsivity enhancement of solar light compositions and devices for thermochromic windows |
| IL218364A0 (en) | 2012-02-28 | 2012-04-30 | Kilolambda Tech Ltd | Responsivity enhancement for thermochromic compositions and devices |
| JP5900085B2 (ja) * | 2012-03-26 | 2016-04-06 | 株式会社豊田中央研究所 | 赤外線検出装置 |
| US8898687B2 (en) | 2012-04-04 | 2014-11-25 | Microsoft Corporation | Controlling a media program based on a media reaction |
| CA2775700C (en) | 2012-05-04 | 2013-07-23 | Microsoft Corporation | Determining a future portion of a currently presented media program |
| US9587804B2 (en) * | 2012-05-07 | 2017-03-07 | Chia Ming Chen | Light control systems and methods |
| GB201221330D0 (en) * | 2012-11-27 | 2013-01-09 | Univ Glasgow | Terahertz radiation detector, focal plane array incorporating terahertz detector, and combined optical filter and terahertz absorber |
| US9857470B2 (en) | 2012-12-28 | 2018-01-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Using photometric stereo for 3D environment modeling |
| US9940553B2 (en) | 2013-02-22 | 2018-04-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Camera/object pose from predicted coordinates |
| CN104038706B (zh) * | 2013-03-07 | 2017-05-31 | 北京理工大学 | 一种太赫兹被动式彩色焦平面照相机 |
| CN104048761B (zh) * | 2013-03-13 | 2017-05-10 | 北京理工大学 | 一种太赫兹半主动式彩色焦平面照相机 |
| CN104052936B (zh) * | 2013-03-13 | 2017-05-10 | 北京理工大学 | 一种便携式太赫兹半主动式彩色照相机 |
| US8994848B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-03-31 | Cisco Technology, Inc. | Method and system for handling mixed illumination in video and photography |
| EP3014407A4 (en) | 2013-06-28 | 2017-08-02 | Chia Ming Chen | Controlling device operation according to hand gestures |
| US9717118B2 (en) | 2013-07-16 | 2017-07-25 | Chia Ming Chen | Light control systems and methods |
| CN104706330A (zh) * | 2013-12-12 | 2015-06-17 | 百略医学科技股份有限公司 | 额温测量装置 |
| WO2015168218A2 (en) | 2014-04-29 | 2015-11-05 | Chia Ming Chen | Light control systems and methods |
| US10419703B2 (en) | 2014-06-20 | 2019-09-17 | Qualcomm Incorporated | Automatic multiple depth cameras synchronization using time sharing |
| DE102014213369B4 (de) * | 2014-07-09 | 2018-11-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Strahlungsdetektor und verfahren zur herstellung eines strahlungsdetektors und array von solchen strahlungsdetektoren |
| WO2016067275A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | Planxwell Ltd. | A thermal imaging device and a method for using same |
| WO2016086043A1 (en) | 2014-11-24 | 2016-06-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods and apparatus for spectral imaging |
| JP6673223B2 (ja) * | 2014-12-24 | 2020-03-25 | ソニー株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム |
| JP2016163125A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| WO2017079027A1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-05-11 | Eli Lilly And Company | Sensing system for medication delivery device |
| EP3529573A4 (en) * | 2016-10-21 | 2020-05-20 | Rebellion Photonics, Inc. | MOBILE GAS AND CHEMICAL IMAGING CAMERA |
| US10819921B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-10-27 | Google Llc | Camera assembly having a single-piece cover element |
| US10972685B2 (en) | 2017-05-25 | 2021-04-06 | Google Llc | Video camera assembly having an IR reflector |
| US10352496B2 (en) | 2017-05-25 | 2019-07-16 | Google Llc | Stand assembly for an electronic device providing multiple degrees of freedom and built-in cables |
| RU2662253C1 (ru) * | 2017-06-14 | 2018-07-25 | Акционерное общество "Второй Московский приборостроительный завод" | Тепловизионный модуль |
| US10718668B2 (en) | 2017-08-08 | 2020-07-21 | Massachusetts Institute Of Technology | Miniaturized Fourier-transform Raman spectrometer systems and methods |
| US11778698B2 (en) * | 2017-08-24 | 2023-10-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Laser and infrared heating device |
| US10911696B2 (en) | 2017-09-07 | 2021-02-02 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Broad band camera core |
| US10584027B2 (en) | 2017-12-01 | 2020-03-10 | Elbit Systems Of America, Llc | Method for forming hermetic seals in MEMS devices |
| WO2020006337A1 (en) | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for raman spectroscopy |
| EP3598105A1 (en) | 2018-07-20 | 2020-01-22 | Omya International AG | Method for detecting phosphate and/or sulphate salts on the surface of a substrate or within a substrate, use of a lwir detecting device and a lwir imaging system |
| EP3861397A1 (en) * | 2018-10-05 | 2021-08-11 | ABDULHALIM, Ibrahim | An optical device capable of responding to a writing long-wave radiation |
| KR20210091196A (ko) | 2018-10-29 | 2021-07-21 | 리서닉스 비브이 | 전자기 방사를 탐지하기 위한 방법 및 시스템 |
| WO2020167370A1 (en) | 2019-02-11 | 2020-08-20 | Massachusetts Institute Of Technology | High-performance on-chip spectrometers and spectrum analyzers |
| US11068701B2 (en) * | 2019-06-13 | 2021-07-20 | XMotors.ai Inc. | Apparatus and method for vehicle driver recognition and applications of same |
| AT522995B1 (de) * | 2019-10-07 | 2021-05-15 | Vexcel Imaging Gmbh | Sensoranordnung |
| EP3855162A1 (en) | 2020-01-21 | 2021-07-28 | Omya International AG | Lwir imaging system for detecting an amorphous and/or crystalline structure of phosphate and/or sulphate salts on the surface of a substrate or within a substrate and use of the lwir imaging system |
| EP3904861B1 (en) * | 2020-04-27 | 2023-08-23 | ADVA Optical Networking SE | Apparatus and method for performing spectrometric measurements |
| FR3116686B1 (fr) * | 2020-11-26 | 2023-12-08 | Faurecia Interieur Ind | Dispositif de capture d’images et véhicule comprenant un tel dispositif de capture d’images |
| US11374040B1 (en) | 2020-12-07 | 2022-06-28 | Globalfoundries U.S. Inc. | Pixel arrays including heterogenous photodiode types |
| EP4267942A1 (en) | 2020-12-23 | 2023-11-01 | Omya International AG | Method and apparatus for detecting an amorphous and/or crystalline structure of phosphate and/or sulphate salts on the surface of a substrate or within a substrate |
| US11635330B2 (en) * | 2021-01-26 | 2023-04-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Microcavity-enhanced optical bolometer |
| CN114609189B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-04-21 | 电子科技大学 | 一种基于微波致热的缺陷深度信息提取方法 |
Family Cites Families (75)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1113332A (en) * | 1964-06-10 | 1968-05-15 | Mullard Ltd | Improvements in or relating to image pick-up devices |
| DE2521934C3 (de) * | 1975-05-16 | 1978-11-02 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentrationen von Komponenten eines Abgasgemisches |
| US4497544A (en) * | 1982-12-27 | 1985-02-05 | Honeywell Inc. | Optical imaging device and method |
| US4885622A (en) * | 1984-03-23 | 1989-12-05 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Pin photodiode and method of fabrication of the same |
| US4929063A (en) * | 1986-01-22 | 1990-05-29 | Honeywell Inc. | Nonlinear tunable optical bandpass filter |
| US4680085A (en) * | 1986-04-14 | 1987-07-14 | Ovonic Imaging Systems, Inc. | Method of forming thin film semiconductor devices |
| US6194721B1 (en) * | 1986-07-31 | 2001-02-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Uncooled far infrared thermal imaging system |
| US6124593A (en) * | 1987-01-16 | 2000-09-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Far infrared thermal imaging system |
| US5072120A (en) * | 1989-02-09 | 1991-12-10 | Siewick Joseph T | Electromagnetic imager device |
| DE3925692C1 (ko) * | 1989-08-03 | 1990-08-23 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt, De | |
| US4994672A (en) * | 1989-09-20 | 1991-02-19 | Pennsylvania Research Corp. | Pyro-optic detector and imager |
| US5528071A (en) * | 1990-01-18 | 1996-06-18 | Russell; Jimmie L. | P-I-N photodiode with transparent conductor n+layer |
| US5037169A (en) * | 1990-02-20 | 1991-08-06 | Unisys Corporation | High speed low loss optical switch for optical communication systems |
| US5185272A (en) * | 1990-04-16 | 1993-02-09 | Fujitsu Limited | Method of producing semiconductor device having light receiving element with capacitance |
| US5162239A (en) * | 1990-12-27 | 1992-11-10 | Xerox Corporation | Laser crystallized cladding layers for improved amorphous silicon light-emitting diodes and radiation sensors |
| US5264375A (en) * | 1992-04-15 | 1993-11-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Superconducting detector and method of making same |
| US5212584A (en) * | 1992-04-29 | 1993-05-18 | At&T Bell Laboratories | Tunable etalon filter |
| JPH05312646A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 波長測定装置およびこれを搭載したレーザ装置 |
| US5408319A (en) * | 1992-09-01 | 1995-04-18 | International Business Machines Corporation | Optical wavelength demultiplexing filter for passing a selected one of a plurality of optical wavelengths |
| JP2695585B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1997-12-24 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子及びその製造方法、並びにそれを用いた発電装置 |
| DE4325323C1 (de) * | 1993-07-28 | 1994-08-25 | Siemens Ag | Berührungsloses optisches Datenübertragungssystem |
| US5753928A (en) * | 1993-09-30 | 1998-05-19 | Siemens Components, Inc. | Monolithic optical emitter-detector |
| US5519529A (en) * | 1994-02-09 | 1996-05-21 | Martin Marietta Corporation | Infrared image converter |
| KR0158762B1 (ko) * | 1994-02-17 | 1998-12-01 | 세키자와 다다시 | 반도체 장치 |
| US5512748A (en) * | 1994-07-26 | 1996-04-30 | Texas Instruments Incorporated | Thermal imaging system with a monolithic focal plane array and method |
| US5619059A (en) * | 1994-09-28 | 1997-04-08 | National Research Council Of Canada | Color deformable mirror device having optical thin film interference color coatings |
| US5650881A (en) * | 1994-11-02 | 1997-07-22 | Texas Instruments Incorporated | Support post architecture for micromechanical devices |
| AUPM982294A0 (en) * | 1994-12-02 | 1995-01-05 | Pacific Solar Pty Limited | Method of manufacturing a multilayer solar cell |
| US5515460A (en) * | 1994-12-22 | 1996-05-07 | At&T Corp. | Tunable silicon based optical router |
| US5539848A (en) * | 1995-05-31 | 1996-07-23 | Motorola | Optical waveguide module and method of making |
| US6018421A (en) * | 1995-06-28 | 2000-01-25 | Cushing; David Henry | Multilayer thin film bandpass filter |
| US5812582A (en) * | 1995-10-03 | 1998-09-22 | Methode Electronics, Inc. | Vertical cavity surface emitting laser feedback system and method |
| US5844238A (en) * | 1996-03-27 | 1998-12-01 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Infrared imager using room temperature capacitance sensor |
| US5708280A (en) * | 1996-06-21 | 1998-01-13 | Motorola | Integrated electro-optical package and method of fabrication |
| US5742630A (en) * | 1996-07-01 | 1998-04-21 | Motorola, Inc. | VCSEL with integrated pin diode |
| US5751757A (en) * | 1996-07-01 | 1998-05-12 | Motorola, Inc. | VCSEL with integrated MSM photodetector |
| US5811807A (en) * | 1996-07-19 | 1998-09-22 | Ail Systems, Inc. | Uncooled background limited detector and method |
| GB2317533A (en) * | 1996-07-29 | 1998-03-25 | Northern Telecom Ltd | Communications network |
| JP3830583B2 (ja) * | 1996-08-15 | 2006-10-04 | 富士通株式会社 | 光半導体アセンブリ |
| US5694498A (en) * | 1996-08-16 | 1997-12-02 | Waveband Corporation | Optically controlled phase shifter and phased array antenna for use therewith |
| JP3040356B2 (ja) * | 1997-01-27 | 2000-05-15 | 三菱電機株式会社 | 赤外線固体撮像素子 |
| US5790255A (en) * | 1997-02-10 | 1998-08-04 | Xerox Corporation | Transparent light beam detectors |
| US6169287B1 (en) * | 1997-03-10 | 2001-01-02 | William K. Warburton | X-ray detector method and apparatus for obtaining spatial, energy, and/or timing information using signals from neighboring electrodes in an electrode array |
| US5953355A (en) * | 1997-04-02 | 1999-09-14 | Motorola, Inc. | Semiconductor laser package with power monitoring system |
| DE19717145C2 (de) * | 1997-04-23 | 1999-06-02 | Siemens Ag | Verfahren zur selektiven Detektion von Gasen und Gassensor zu dessen Durchführung |
| US6037644A (en) * | 1997-09-12 | 2000-03-14 | The Whitaker Corporation | Semi-transparent monitor detector for surface emitting light emitting devices |
| US6180529B1 (en) * | 1998-01-27 | 2001-01-30 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | Method of making an image sensor or LCD including switching pin diodes |
| US6075647A (en) * | 1998-01-30 | 2000-06-13 | Hewlett-Packard Company | Optical spectrum analyzer having tunable interference filter |
| JPH11238897A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Canon Inc | 太陽電池モジュール製造方法および太陽電池モジュール |
| US6091504A (en) * | 1998-05-21 | 2000-07-18 | Square One Technology, Inc. | Method and apparatus for measuring gas concentration using a semiconductor laser |
| US6483862B1 (en) * | 1998-12-11 | 2002-11-19 | Agilent Technologies, Inc. | System and method for the monolithic integration of a light emitting device and a photodetector using a native oxide semiconductor layer |
| US6805839B2 (en) * | 1999-03-12 | 2004-10-19 | Joseph P. Cunningham | Response microcantilever thermal detector |
| US6853654B2 (en) * | 1999-07-27 | 2005-02-08 | Intel Corporation | Tunable external cavity laser |
| US6326611B1 (en) * | 1999-09-28 | 2001-12-04 | Raytheon Company | Integrated multiple sensor package |
| US6300648B1 (en) * | 1999-12-28 | 2001-10-09 | Xerox Corporation | Continuous amorphous silicon layer sensors using sealed metal back contact |
| US6900440B2 (en) * | 2000-02-24 | 2005-05-31 | University Of Virginia Patent Foundation | High sensitivity infrared sensing apparatus and related method thereof |
| US6879014B2 (en) * | 2000-03-20 | 2005-04-12 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector including a polycrystalline layer and method of making |
| US6670599B2 (en) * | 2000-03-27 | 2003-12-30 | Aegis Semiconductor, Inc. | Semitransparent optical detector on a flexible substrate and method of making |
| JP4612932B2 (ja) * | 2000-06-01 | 2011-01-12 | ホーチキ株式会社 | 赤外線検出素子および赤外線２次元イメージセンサ |
| US6392233B1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-05-21 | Sarnoff Corporation | Optomechanical radiant energy detector |
| US6545796B1 (en) * | 2000-09-13 | 2003-04-08 | Agere Systems Inc. | Article comprising a freestanding micro-tube and method therefor |
| US6737648B2 (en) * | 2000-11-22 | 2004-05-18 | Carnegie Mellon University | Micromachined infrared sensitive pixel and infrared imager including same |
| US6487342B1 (en) * | 2000-11-22 | 2002-11-26 | Avanex Corporation | Method, system and apparatus for chromatic dispersion compensation utilizing a gires-tournois interferometer |
| US20020105652A1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-08-08 | Domash Lawrence H. | Tunable optical filter |
| TW528891B (en) * | 2000-12-21 | 2003-04-21 | Ind Tech Res Inst | Polarization-independent ultra-narrow bandpass filter |
| FR2820513B1 (fr) * | 2001-02-05 | 2004-05-21 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif optoelectronique a filtrage de longueur d'onde par couplage de cavites |
| WO2002075348A2 (en) * | 2001-03-20 | 2002-09-26 | Wave Group Ltd. | Omni-directional radiation source and object locator |
| US20020191268A1 (en) * | 2001-05-17 | 2002-12-19 | Optical Coating Laboratory, Inc, A Delaware Corporation | Variable multi-cavity optical device |
| US20020176659A1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-28 | Jds Uniphase Corporation | Dynamically tunable resonator for use in a chromatic dispersion compensator |
| US6674929B2 (en) * | 2001-06-01 | 2004-01-06 | Lightcross, Inc. | Tunable optical filter |
| US20030087121A1 (en) * | 2001-06-18 | 2003-05-08 | Lawrence Domash | Index tunable thin film interference coatings |
| JP2004537750A (ja) * | 2001-08-02 | 2004-12-16 | アイギス セミコンダクター インコーポレイテッド | 同調可能な光学機器 |
| EP1456702A1 (en) * | 2001-11-28 | 2004-09-15 | Aegis Semiconductor, Inc. | Package for electro-optical components |
| US6770882B2 (en) * | 2002-01-14 | 2004-08-03 | Multispectral Imaging, Inc. | Micromachined pyro-optical structure |
| US6888141B2 (en) * | 2002-12-02 | 2005-05-03 | Multispectral Imaging, Inc. | Radiation sensor with photo-thermal gain |
-
2004
- 2004-08-25 WO PCT/US2004/027551 patent/WO2005022900A2/en active Application Filing
- 2004-08-25 US US10/925,860 patent/US20050082480A1/en not_active Abandoned
- 2004-08-25 EP EP04786568A patent/EP1665778A2/en not_active Withdrawn
- 2004-08-25 CA CA002536371A patent/CA2536371A1/en not_active Abandoned
- 2004-08-25 KR KR1020067003998A patent/KR20070020166A/ko not_active Application Discontinuation
- 2004-08-25 JP JP2006524811A patent/JP2007503622A/ja active Pending
- 2004-08-26 TW TW093125456A patent/TW200511592A/zh unknown
-
2006
- 2006-09-19 US US11/523,420 patent/US20070023661A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014081212A1 (ko) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 연세대학교 원주산학협력단 | 수납 케이스 및 이를 갖는 휴대용 온도 측정 전자장치 |
| KR101924174B1 (ko) * | 2018-04-04 | 2019-02-22 | (주)유티아이 | 근적외선 필터 및 그 필터의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200511592A (en) | 2005-03-16 |
| JP2007503622A (ja) | 2007-02-22 |
| US20050082480A1 (en) | 2005-04-21 |
| CA2536371A1 (en) | 2005-03-10 |
| EP1665778A2 (en) | 2006-06-07 |
| WO2005022900A3 (en) | 2005-09-01 |
| US20070023661A1 (en) | 2007-02-01 |
| WO2005022900A2 (en) | 2005-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20070020166A (ko) | 적외선 카메라 시스템 | |
| US6770882B2 (en) | Micromachined pyro-optical structure | |
| US8853632B2 (en) | Planar thermopile infrared microsensor | |
| US6888141B2 (en) | Radiation sensor with photo-thermal gain | |
| CN101563591B (zh) | 包括参考传感器元件的传感器 | |
| US8143577B2 (en) | Infrared sensors, focal plane arrays and thermal imaging systems | |
| CN101563590B (zh) | 灵敏度增加的热传感器 | |
| CN101568813B (zh) | 芯片温度传感器 | |
| US7262412B2 (en) | Optically blocked reference pixels for focal plane arrays | |
| US5589689A (en) | Infrared detector with Fabry-Perot interferometer | |
| US8648302B2 (en) | Thermal detector, thermal detection device, electronic instrument, and thermal detector manufacturing method | |
| CN101563592B (zh) | 具有热阻挡体的热传感器 | |
| US20130043552A1 (en) | Integrated infrared sensors with optical elements and methods | |
| JP2009264888A (ja) | 光学システム及び赤外線撮像システム | |
| JP2011101003A (ja) | 温度制御されたビーム形成部材を備えたレーザダイオード装置及びそのレーザダイオード装置によるガス検出方法 | |
| KR20190123751A (ko) | 광 검출 장치 | |
| CN1939050A (zh) | 红外摄像机系统 | |
| JP2009128362A (ja) | 分光式または光学式測定のためのセンサエレメントおよびその作製方法 | |
| US20050109940A1 (en) | Radiation sensor | |
| CN102288297B (zh) | 一种非制冷远红外热成像系统 | |
| CN114739519B (zh) | 探测器的封装盖板及其制备方法、探测器 | |
| US8080795B2 (en) | Device for imaging and method for producing the device | |
| Wu et al. | Novel low-cost uncooled infrared camera | |
| JP2009063386A (ja) | 電磁波イメージング装置 | |
| US20050061977A1 (en) | Radiation sensor with electro-thermal gain |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |