无源红外成像器件制造技术

无源红外成像器件。红外相机(100，200)包括用于接收来自于被观察图像(210)的红外辐射的透镜(110，220)。热探测器(120，230)被设置为接收来自透镜(110，220)的红外辐射并响应红外辐射改变透射通过热探测器(120，230)的光量。

【技术实现步骤摘要】
无源红外成像器件相关申请本申请要求申请号为61/334，490 (专利技术名称为无源红外成像器件，申请日为2010 年05月13日)的美国临时申请的优先权，在此将其作为参考引入。
技术介绍
目前的红外相机非常贵。低成本的相机将会开拓新的市场并提供增长的销量。目前的非致冷测辐射热计相机的设计非常复杂，虽然达到了很高的性能，但是成本非常高。大部分的成本是阵列的成本，读取电子器件的成本，阵列中寻址CMOS的成本，显示电子器件的成本以及其他各种例如非均勻化校正电子系统的成本。包括了这些特征从而得到高性能图像，不过就是成本很高。
技术实现思路
红外相机包括接收来自被观察图像的红外辐射的透镜。设置热探测器用于接收来自透镜的红外辐射并响应红外辐射改变透射通过热探测器的光量。附图说明图1是根据示例实施例的红外探测器系统的框图。图2是根据示例实施例的红外探测器系统的分解框图表示。图3是根据示例实施例的由网状物(mesh)支撑的红外探测器系统像素的顶视图。图4A是根据示例实施例的不仅仅包括网状物的图3中的像素的透视图。图4B是根据示例实施例的包括网状物的更多细节的图3中的像素的分解透视图。图4C是示例像素说明表格。图5是根据示例实施例的由网状物支撑的红外探测器系统像素阵列的透视图。图6是根据示例实施例的无源红外探测系统600的截面图。具体实施例方式在下面的描述中，参考了作为本专利技术的一部分的附图，给出这些附图以对可以实施的具体实施例进行说明。这些实施例是以足够详细形式进行描述的以使得本领域技术人员能够实现这些实施例，但是，可以理解到，在结构、逻辑以及电方面具有改变的其他实施例也可采用。因此，下面所描述的示例实施例并不具有限制含义，保护范围是由附加的权利要求所限定的。在一个实施例中，此处所描述的功能或算法可由软件或软件与人执行的程序的组合来实现。软件可包括存储在计算机可读介质上的计算机可执行指令，所述计算机可读介质例如是存储器或其他类型存储设备。并且，这些功能对应于模块，所述模块是软件、硬件、 固件或它们的任意组合。如果期望，多个功能可在一个或多个模块中实现，所描述的实施例仅仅是例子。软件可在数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、微处理器或运行于计算机系统(例如个人计算机，服务器或其他计算机系统)上的其他类型的处理器上执行。在各种实施例中，本专利技术使用了换能器，其具有热光效应，热光效应响应温度的变化，对于光的选定频率产生从透明向不透明的转变。通过将例如长波长红外光(LWIR)的红外光聚焦在换能器上，转变可以表示产生红外光的图像。换能器可由使用者直接观察，其中转变是在可见光范围内，不需要借助大量现有红外相机的昂贵特征。在另外一个实施例中， 转变可以是非直接可见的波长，而是可被例如CMOS CCD(电荷耦合器件)探测器的传感器所探测并转换为可用于驱动使用者可观看的显示器的信号。在一个实施例中，红外光入射到具有吸收膜(Si3N4)和VO2基光学换能器的像素阵列的阵列上。吸收膜是热光响应膜，其对于选定的光范围的透射率会响应红外辐射而改变。 晶体的VO2在671时会发生半导体金属转变(其将材料从透明转换为反射和不透明)。通过在VO2中添加其他金属，转变温度可降低到20°C，从而降低了反射-透明转变的温度。可改变转变斜率以提供换能器中的代表更宽或更窄的温度范围的可视变化。入射到这个转变区域的阵列上的红外光会单独根据来自观察目标的光强度加热像素。响应所接收到的红外功率水平，从红外光吸收的热使得每个像素的反射和透射在期望的光波长范围内改变。这种改变可由使用者直接观察或借助于图像传感器观察，并且可以通过使用与用于LCD显示器的那些相似的、投射到屏幕或目镜上的背光系统而得到增强。这样的背光应当发射期望的波长范围的列表。阵列在一个实施例中可以完全是无源的 (passive) 0图1是无源红外探测器100的框图。红外光通过透镜110被接收并被聚焦到热探测器阵列120上。热探测器120是像素阵列，其具有吸收膜和光学换能器，光学换能器响应温度变化对可见光从透明转变为不透明。在一些实施例中，换能器对期望的光波长范围 (例如可见光)并不在完全透明或不透明之间转变，而是仅仅改变透射通过它的光量。通过透镜110将红外光(例如长波长红外光(LWIR))聚焦在阵列120上，转变可以表示产生红外光的图像。在可见光范围内变化的情况下，换能器可由使用者直接观察。在一个实施例中，提供显示器130用于增强阵列上的图像。显示器130可包括传感光的传感器，所述的光在可见范围内或在对于使用者不可见的另一范围(例如具有大约1. 1 μ m到1. 5 μ m波长的光)，或者是其他范围。图示的功率块140被耦合到显示器130。在一个实施例中，可选的显示器130是唯一需要功率的元件。系统100的其他元件均是无源的，不需要外部功率来工作。图2是说明根据一个实施例的并有无源红外成像系统的系统200的其他元件的框图。对象210示出为红外辐射215的发生器。在一个实施例中，红外辐射是长波长的红外辐射，其由红外透镜220朝工作于期望光范围(例如从可见到红外)的二向色分束器225聚焦。分束器225将红外光折射到热探测器阵列230上。热探测器阵列230是具有吸收膜和光学换能器的像素阵列，光学换能器响应温度变化对期望光范围从透明转变为不透明。这样，红外光照射到阵列230上，产生了显现为期望光谱(例如可见光谱)中透射改变的热光效应。通过透镜220和分束器225将红外光(例如将长波长红外光(LWIR) 21 聚焦到阵列230上，所述转变可以表示产生红外光的对象210的图像233。当透射改变是在可见光谱内时，阵列230可通过目镜或观察屏由使用者直接观察。在一个实施例中，目镜235相对于阵列230来说设置在分束器225的相对侧，这样，来自阵列230的可见光可穿过分束器225到达目镜235。在另外一个实施例中，背光240可设置在阵列230的下面并发射光对3，光M3由冷透镜245准直以照明阵列230。准直光穿过阵列230以增强透射通过分束器225到达目镜235的光。背光240可以是DLP类型的背光并且是可选的。如果使用了背光M0，虽然它是一个有源元件，但是可以使用非常小的功率。红外探测系统200的其他元件在各种实施例中都还是无源的。在一个实施例中，目镜235可包括CMOS CXD阵列，以将光转变为电输出，该电输出可被传送至显示器件，也由块235表示。CMOS C⑶阵列可工作于光的可见范围，或者被优化以工作在对应于探测器阵列230的透射变化主要发生的光谱的范围，例如约1. Iyn!到 1. 5 μ m，或者其他波长范围。在这些波长的一个示例阵列包括压(push)到1. 2 μ m的锗CMOS 阵列，或者通过将激光束入射到阵列上以增强期望波长的量子效率而制造的推式(pushed) CMOS CCD。图3是根据示例实施例的由网状物320支撑的红外探测器系统像素310的顶视图。在一个实施例中，像素310包括全覆盖WxVyO2膜和UWR吸收器。由热隔离腿330相对网状物320支撑的膜吸收UWR辐射以加热像素，并且具有非UWR透射。在一个实施例中， 像素膜310—部分的电阻响应期望的辐射波长被调谐来吸收UWR辐射以最优加热像本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种红外探测器（１００），包括：用于接收来自被观察图像（２１０）的红外辐射的透镜（１１０，２２０）；以及热探测器（１２０，２３０），被设置为接收来自透镜的红外辐射并响应红外辐射改变透射通过热探测器的光量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BE科尔，RE希加施，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US