(57)【要約】二重波長フォーカス面は、赤外検知ピクセル・エレメントの第１アレイと、自動車を運転中に出会う色に選択的であるように適合された、可視光ピクセル・エレメントの第２アレイと、を有する。第２アレイは、色の赤、青及び緑に選択的であり、従って、他の自動車のブレーキ・ライトを含む交通制御信号に選択的である。アレイは、モニリシック・シリコン基板上に垂直に積み重ねられる。アレイは、赤外及び可視ピクセル・エレメントを自動車のドライバの視野に統合するために、プロセッサ及びディスプレイに電気的に結合される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重波長フォーカス面であって、
赤外検知ピクセル・エレメントの第１アレイと、
自動車を運転中に出会う色に選択的であるように適合された、可視光ピクセル・エレメントの第２アレイと、
を備える二重波長フォーカス面。
【請求項２】
請求項１に記載のフォーカス面であって、第２アレイが、赤の色に選択的である、二重波長フォーカス面。
【請求項３】
請求項１に記載のフォーカス面であって、第２アレイが、赤、青及び緑の色に選択的である、二重波長フォーカス面。
【請求項４】
請求項２に記載のフォーカス面であって、第１及び第２アレイが、モノリシック・シリコン基板の上に作られる、二重波長フォーカス面。
【請求項５】
請求項１に記載のフォーカス面であって、該フォーカス面はさらに、
赤色の光を可視光ピクセル・エレメントの第２アレイに通過させる可視光フィルタを、
備える二重波長フォーカス面。
【請求項６】
請求項１に記載のフォーカス面であって、該フォーカス面はさらに、
赤色、緑色及び青色の光を可視光ピクセル・エレメントの第２アレイに選択的に通過させるマルチ・フィルタを、
備える二重波長フォーカス面。
【請求項７】
二重波長フォーカス面であって、
赤外検知ピクセル・エレメントの第１アレイと、
赤、青及び緑にそれぞれ選択的であるように適合された、３つのピクセル・エレメントの複数のセットの第２アレイと、
を備える二重波長フォーカス面。
【請求項８】
夜間の自動車ドライバを支援するためのセンサであって、
シリコン基板上に形成された赤外検知ピクセル・エレメントの第１アレイと、
赤、青及び緑にそれぞれ選択的であるように適合された、３つの可視センサの複数のセットの第２アレイであって、各セットのフォトセンサが、赤外検知ピクセル・エレメントのすぐ下のシリコン基板上に形成される、第２アレイと、
を備えるセンサ。
【請求項９】
自動車用の夜間ディスプレイ・システムであって、
赤外検知ピクセル・エレメントの第１アレイと、
交通制御信号に選択的であるように適合されたフォトセンサの第２アレイと、
前記複数のアレイに結合されたヘッド・アップ・ディスプレイであって、赤外画像と、交通制御信号に対応する可視光と、に基づく画像を生成するヘッド・アップ・ディスプレイと、
を備える夜間ディスプレイ・システム。
【請求項１０】
乗り物の夜間のドライバのために視界を高めるヘッド・アップ・ディスプレイを提供する方法であって、
乗り物の進路内に一般的にある赤外放射ソースを検知するステップと、
交通制御の色に対応する可視放射を選択的に検知するステップと、
検知した可視放射と赤外放射を結合してヘッド・アップ・ディスプレイ用の画像を提供するステップであって、交通信号の色が、カラーで表示される、ステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、赤外センサのアレイが、赤外放射を検知するために使用され、シリコン・フォトセンサのアレイが、選択される色を検知するために使用される、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、複数の前記アレイが、開口率を最適にするためにモノリシック・シリコン基板内に垂直的に統合される、方法。
【請求項１３】
二重波長フォーカス面を提供するための方法であって、
自動車の運転中に出会う色に選択的であるように適合された可視光ピクセル・エレメントのアレイを形成するステップであって、前記アレイが、シリコン基板上に形成される、ステップと、
可視光ピクセル・エレメントのアレイの頂部の上に赤外検知ピクセル・エレメントのアレイを形成するステップであって、赤外検知ピクセル・エレメントが、可視光を可視光ピクセル・エレメントに通過させる、ステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
可視光ピクセル・エレメントに対応する、赤、黄及び緑の可視光フィルタを形成するステップを、
さらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサに関連し、特に、少なくとも２つの波長帯（例えば、赤外波長及び可視波長）用のセンサに関連する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロボロメータ・アレイは、赤外（ＩＲ）光を検知するために使用されるＩＲセンサ・アレイである。センサは、周知の手法で、半導体基板上にアレイで形成される。ＩＲ光は、光学によってアレイにフォーカスされる。ディスプレイに接合されるとき、マイクロボロメータ・アレイは、例えばドライバにナイト・ビジョンを提供するために幾つかの自動車内に現在使用されているように、熱に基づいた（ＩＲ）の画像を提供する。これらは、目がヘッドライトの助けで画像を見る前に、人間及びその他の動物の視覚画像をよく提供するのに非常に役に立つ。
【０００３】
このようなディスプレイに関連する１つの問題は、ディスプレイが安全運転に必要とされる他の情報、例えば交通制御ライトを示さないことである。ディスプレイは、ライトが生成する熱によって付いている又は消えているのかを示すかも知れない。しかし、熱の効果は、ゆっくりで、従って、信頼できる指示ではない。このようにして、光の色を安全に判定する方法はない。なお、ある状態は、ライトを水平に位置することができる。ライトのどちら側が赤であるかを思い出すことは、多くのドライバにとって難しいことかもしれない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の概要）
二重波長フォーカス面は、赤外検知ピクセル・エレメントの第１アレイと、自動車を運転中に出会う色に選択的であるように適合された、可視光ピクセル・エレメントの第２アレイと、を有する。第２アレイは、他の自動車のブレーキ・ライトを含む交通制御信号に対応する、色の赤、青及び緑に、選択的である。
【０００５】
１実施形態において、第１及び第２アレイは、モノリシック・シリコン基板の上に作られる。アレイは、プロセッサ及びディスプレイに電気的に結合され、赤外及び可視ピクセル・エレメントを自動車のドライバの視野に統合する。
【０００６】
さらなる実施形態において、第２アレイは、それぞれ赤、青及び緑に選択的であるように適合される３つのシリコン・フォトダイオードの複数のセットを備え、各セットのフォトダイオードは、赤外検知ピクセル・エレメントのすぐ下のシリコン基板上に形成される。
【０００７】
乗り物の夜間ドライバの視野を増強させるヘッド・アップ・ディスプレイは、乗り物の進路内に一般的にある赤外放射ソースを検知すること、交通制御の色に対応する可視放射を選択的に検知すること、及び、検知した可視放射と赤外放射を結合してヘッド・アップ・ディスプレイ用の画像を提供することによって、提供される。交通制御の色は、カラーで表示される。
【０００８】
更なるもう１つの実施形態において、ＣＣＤアレイは、可視光を検知する第２アレイとして、使用される。その後、プロセッサは、デジタル・フィルタリングを利用して、赤、黄、及び緑の交通制御色を分離して取り出し、また、赤外検知アレイからの画像の上にそれらを重ね合わせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明において、参照は、ここの一部を形成する添付図面に行われ、図面において、本発明を実施し得る特定の実施形態を説明する方法で示される。これらの実施形態は、十分に詳細に説明され、当業者に本発明の実施を可能とさせ、他の実施形態が利用できることが理解され、構造的、論理的及び電気的な変形が、本発明の範囲から離れることなく行われることが理解される。それゆえ、以下の説明は、限定的な意味で用いられることなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００１０】
単一のモニリシック非冷却シリコン・フォーカス面は、図１において、１１０で一般的に示される。フォーカス面は、赤外（ＩＲ）波長及び可視波長の双方のイメージを作り出すことができる。１ピクセルが図１に示される。ピクセルは、シリコン基板１１５上に形成され、赤外検知ピクセル１３５と、選択される色に対応する、複数の可視光フォトセンサ１２０、１２５及び１３０と、を備える。硝酸カリウムは、１２２、１２７及び１３２で示されるように、各フォトセンサに対して提供され、フォトセンサを、ある色（例えば、それぞれが赤、青、及び緑）の光バンド幅に選択的にすることができる。このようなバンド幅は、一般に、乗り物の交通制御信号に対応する。乗り物は、例えば、自動車、列車、ボート及び航空機を含み、その他の輸送手段も含む。フォトセンサは、所望の他の色に選択的であるように作られる。
【００１１】
１実施形態において、単一の可視フォトセンサは、それぞれのボロメータ・ピクセルで作られ、光学的なパス内のレッド・フィルタ手段により、赤の光のみが、アレイ上に当たることを許される。
【００１２】
マイクロボロメータ１３５は、フォトセンサの上に形成され、また、熱的に絶縁するスペーサによって、そこから離れている。マイクロボロメータは、当該分野で示されるように多くの異なる方法で、形成することができるが、最小限の金属化で、下にある可視フォトセンサへの可視光の伝達を増強することができる。この方法で形成されるとき、マイクロボロメータ及びフォトセンサは、モノリシック基板上に、垂直的に重ね合わされる。アレイは、開口率を最適にするためにモノリシック・シリコン基板内で、垂直的に統合される。
【００１３】
ヘッド・アップ・ディスプレイを提供するためのシステムが、図２に示される。図１の複数のフォーカス面を備えるピクセルのアレイは、２１０で、部分的に一部を取り除いたブロックの表現で、示される。各ピクセル内のセンサのそれぞれへの接続は、２１５で表され、また、周知の任意の手法で作られる。接続２１５は、プロセッサ２２０と結合される。プロセッサ２２０は、１実施形態においてピクセル・アレイとして同一の基板内に形成され、又は、独立したプロセッサであってもよい。プロセッサ２２０は、アレイ２１０からの入力を処理し、ＩＲ単色画像信号をフォトセンサ・カラー信号と結合して、例えば共通のヘッド・アップ・ディスプレイのようなディスプレイ２３０による表示用の画像を提供する。プロセッサはまた、ディスプレイ２３０内で統合されてもよい。ディスプレイ２３０は、ＩＲ画像に対応する単色画像を提供し、フォトセンサによって提供されるカラーで重ねられる。
【００１４】
乗り物の進路内に一般的にあるＩＲソースを検知すること、交通制御の色に対応する可視放射を選択的に検知すること、及び、検知した可視放射と赤外放射を結合してヘッド・アップ・ディスプレイ用の画像を提供することによって、交通制御の色は、検知されたＩＲの単色表現の上に、カラーで表示される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】マルチ波長用のセンサを持つ基板のブロック断面図である。
【図２】図１からのセンサ・アレイによって生成される画像を表示するためのシステムのブロック図である。
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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