(57)【要約】シャッター、チョッパー又は熱電安定器を必要としない軽量カメラ（２０）又は検出器である。軽量材料及び軽量パッケージング技術を用い、そして幾つかの実施形態においては、較正、補償及び処理ハードウエアの一部又は全部をカメラ（２０）それ自体から遠隔の局（１００）に移動する。周囲温度で動作し得るそのようなシャッター無しの軽量ＩＲカメラは、超小型航空機（ＭＡＶ）又は類似のものに取り付けられることができ、生のＩＲセンサ・データが、地上局（１００）により受信され、処理される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点光学系と、各放射線検出器素子（５０）が当該放射線検出器素子（５０）に当たる放射レベルに関連した生の出力信号を与える複数の放射線検出器素子（２２）と、前記複数の放射線検出器素子（２２）に結合され、前記の生の検出器出力信号を送信する送信機（３４）とを有する軽量の赤外線カメラと、
前記の送信された生の検出器出力信号を受信する遠隔の受信局（１００）と
を備えることを特徴とする赤外線カメラシステム（２０）。
【請求項２】
前記遠隔の受信局（１００）は、
前記の受信された生の検出器出力信号を補償するための複数の較正値と、
前記の受信された生の検出器出力信号を前記較正値の関数として補償するための補償器（１１８）とを含む補償手段により特徴付けられる、請求項１記載の赤外線カメラシステム（２０）。
【請求項３】
前記複数の放射線検出器素子（２２）は周囲温度に対する感度を有し、
前記補償手段は、周囲温度に対する感度を補償する、請求項２記載の赤外線カメラシステム（２０）。
【請求項４】
前記補償手段は、前記の受信された生の検出器出力信号を少なくとも部分的に前記の受信された生の検出器出力信号の複数の値の関数として補償する、請求項２記載の赤外線カメラシステム（２０）。
【請求項５】
前記補償手段は、送信された温度信号を受信し、且つ前記の受信された生の検出器出力信号を前記送信された温度信号の関数として補償する、請求項２記載の赤外線カメラシステム（２０）。
【請求項６】
焦点光学系と、
検出器素子（５０）に当たる放射量の関数として変わる出力を有する複数の検出器素子（５０）と、
特定の検出器素子（３０４）を選択し且つ前記の選択された検出器素子（３０４）に対応する検出器素子出力を出力する選択器（３０６）と、
前記選択器（３０６）に結合され、前記検出器素子出力に対応する信号（３８）を送信する送信機（３４）と
を備えることを特徴とする軽量赤外線カメラ（２０）。
【請求項７】
出力を有する温度センサ（５２）を更に備え、
前記温度センサ（５２）の出力は、前記送信機（３４）に動作可能に結合され、
前記送信機（３４）は、前記温度センサの出力に対応する少なくとも１つの信号を送信する、請求項６記載の軽量赤外線カメラ。
【請求項８】
前記検出器素子（５０６）は、一体化された真空パッケージ（５００）内に配設されている、請求項６記載の軽量赤外線カメラ。
【請求項９】
前記光学系は、フレーム（５２６）により支持されたレンズ（５２２）を含み、前記フレーム（５２６）は、前記レンズ（５２２）が前記検出器からある距離に配設されるように前記レンズ（５２２）に動作可能に結合される、請求項６記載の軽量赤外線カメラ。
【請求項１０】
セラミック・マザーボード（５２８）と、
出力信号を与えるマイクロボロメータ・アレイ（２２）と、
前記セラミック・マザーボード（５２８）に取り付けられたマイクロボロメータ・アレイ（５０６）と、
フレーム（５２６）により支持されたレンズ（５２２）と、を備え、
前記フレーム（５２６）が、前記レンズ（５２２）を前記マイクロボロメータ・アレイ（２２）から設定された距離に取り付けることを特徴とする軽量カメラ（５２０）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、発明の名称が「赤外線カメラ用レンズ（LENS FOR INFRARED CAMERA）」であり 付けで出願された米国特許出願Serial No. 、及び発明の名称が「マイクロボロメータを動作させるシステム（MICROBOLOMETER OPERATING SYSTEM）」であり 付けで出願された米国特許出願Serial No. に関連する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、一般に赤外線（ＩＲ）カメラ及び検出器に関する。より詳細には、本発明は、軽量赤外線（ＩＲ）カメラ及び検出器に関する。
【０００３】
発明の背景
赤外線カメラ及び検出器は一般的に、そしてマイクロボロメータ・カメラは特に、当業者に周知である。例えば、米国特許Ｎｏ．５，６８８，６９９、Ｎｏ．５，９９９，２１１、Ｎｏ．５，４２０，４１９、Ｎｏ．６，０２６，３３７を参照されたい。これらの米国特許は本明細書に援用されている。赤外線マイクロボロメータ・カメラは通常赤外線を敏感に検知する検出器のアレイを含み、それぞれの検出器は温度と共に変化する抵抗を有し、各検出器は幾つかの方法で形成し得る赤外線吸収体を有する。例えば、米国特許Ｎｏ．５，９３９，９７１及びＮｏ．５，７２９，０１９を参照されたい。これら米国特許は本明細書に援用されている。
【０００４】
動作中に、到来する赤外放射線は、各検知検出器を、受け取られた赤外放射線量に比例して加熱する。次いで、検知検出器は、通常１個ごとに問い合わせられ、検知検出器の抵抗、従って受け取られた赤外放射線量を決定する。典型的には、サポートする電子機器をカメラに設けて、検出器出力信号を処理し、較正及び補償を行い、その結果生じる画イメージを与える。
【０００５】
熱を用いて、到来する赤外線エネルギ量を測定するので、マイクロボロメータ・アレイの周囲温度の変化は、検出器信号に著しく影響を与える。これを補償するため、多くの赤外線カメラ又は検出器は、熱電安定器を有して、アレイの温度を調整する。一例では、熱電安定器を用いて、アレイ温度を既知の値に維持する。熱電安定器を用いることの制約は、それらが著しいパワーを引き出し、そして著しい重量をシステムに加える場合があることである。
【０００６】
製造公差のため、カメラ内の各検知検出器は、そのシステム内の他の検出器とは僅かに異なるゼロ点を有することがあり得る。これらの検出器毎の差違を補償するため、多くの赤外線カメラ又は検出器は、ゼロ放射基線値を与える手段を有し、そのゼロ放射基線値を利用可能にして、検出器出力信号を解釈又は較正する。ゼロ放射基線を与える１つの方法は、シャッター又はチョッパーを用いて、到来する赤外線エネルギを周期的に阻止する方法である。シャッター又はチョッパーが作動されるとき、ゼロ放射基線が読み取られて格納される。このアプローチの制約は、シャッター又はチョッパーがシステムに対して著しい複雑さ及び重量を加えることになり、そのことは、一部の応用にとって、特に問題となる場合がある。ゼロ放射基線を与える別の方法は、カメラを空のような一様な赤外線源に周期的に向ける方法である。しかしながら、この方法は、カメラの方向を周期的に変えるためかなりの制御回路を必要とし、再び重量をシステムに加えることになる。
【０００７】
一部の応用にとっては、赤外線カメラの重量は重要である場合がある。例えば、軽量の超小型航空機（ＭＡＶ）応用においては、赤外線カメラの重量は、航空機の大きさ、飛程及び他の臨界的性能パラメータに著しい影響を与えることになる。これら及び他の応用にとって、軽量の赤外線カメラは非常に望ましいものであろう。
【０００８】
発明の概要
本発明は、軽量の赤外線カメラを提供することにより従来技術の多くの不利益を克服する。これは、主に、シャッター又はチョッパーを排除し、熱電安定器を排除し、軽量の材料及び軽量のパッケージング技術を用い、及び／又は、較正、補償、処理及び表示のハードウエアの一部をカメラから遠隔の局に移動することにより達成される。
【０００９】
本発明の一つの例示的実施形態においては、赤外線カメラは、マイクロボロメータ・アレイを放射線検知装置として含む。マイクロボロメータ・アレイは複数のアドレス可能な放射検知検出器を含み、各検出器がその検出器に当たる赤外放射線の強度に依存する出力を有する。
【００１０】
赤外線カメラの重量を低減するため、測定された赤外線信号を、遠隔の局にアナログ又はディジタルの形式で送信し得る。当該信号を、応用に最も良好に適するような無線又は光ファイバ、又は有線により送信し得る。遠隔の局は、その送信された信号を受信し、そしてその信号を、元のマイクロボロメータ検出器アレイに対応するアレイの中にフォーマットする。遠隔の局は、検出器間の差違、及び送信する検出器アレイの周囲温度の変化の両方を補償するための必要な処理ハードウエアを含み得る。また、温度センサをマイクロボロメータ・アレイの近くに設け得て、その温度センサは、希望される場合、信号の較正及び補償に使用のため遠隔の局に送信される温度信号を送ることができる。較正、補償及び／又は処理のハードウエアを赤外線カメラから遠隔の局に移動させることにより、赤外線カメラにおいて著しく重量の節約を実現することができる。
【００１１】
較正及び補償値は、典型的にはマイクロボロメータ・アレイの温度に依存し、典型的には各ボロメータ・アレイ温度に対して、且つアレイ上のそれぞれの個別の検知検出器に対して異なる。遠隔の局は、適用するため適正な較正及び補償値を選択し得る。必要とされる数値が、アレイ温度を変数として用いるアルゴリズムを用いて、それぞれの個別の検知検出器に対して、遠隔の局に格納され、又は発生され得る。
【００１２】
シーンが既知の統計的特性を有するカメラ応用において、例えば、各検知検出器が、通常ＭＡＶ及び多くの他の移動乗り物応用における場合のように、平均して他の全ての検知検出器と同一である目標を見るとき、補償及び較正値はまた、各検知検出器信号の複数の測定された値を用いることにより地上局内で計算され得る。
【００１３】
赤外線カメラの重量を低減するための別の方法は、マイクロボロメータを、一体化された真空パッケージ（ＩＶＰ）の中に設ける方法である。一体化された真空パッケージは、マイクロボロメータ検出器アレイを覆うよう適合するキャビティを含む赤外線送信カバーを含み得る。シリコンは典型的なカバー材料である。シリコン・カバーが、共同で軽量の真空パッケージを形成するようマイクロボロメータの基板にボンドされる。好適な実施形態においては、シリコン・カバーは、マイクロボロメータのボンディング・パッドを越えて延長しない。このように構成される場合、ＩＶＰが、マイクロボロメータのボンディング・パッドをマザーボード上のボンド・パッドに直接接続するために用いられる、ワイヤ・ボンド、バンプ・ボンド又は他のボンディング機構を用いて、直接マザーボードにボンディングされ得る。マザーボードは典型的にはセラミックである。これは、ＩＶＰをマザーボードと「ハイブリッド化」することとして知られている。これは、従来のチップ・キャリアの必要性を排除し得て、それは更に、カメラの重量を低減し得る。
【００１４】
また、Ａ／Ｄ変換器及び／又は送信回路のような、カメラ内の任意のサポートする電子機器をセラミックのマザーボードとハイブリッド化し得ることを意図している。即ち、サポートする電子機器を従来のパッケージ内に含むよりむしろ、サポートする電子機器の集積回路ダイスを直接セラミックのマザーボードに、そのサポートする電子機器をマザーボードに接続するワイヤ・ボンド、バンプ・ボンド又は類似のものを用いて、直接ボンディングし得る。これがまた、カメラの重量を低減し得る。
【００１５】
赤外線カメラはまたレンズ・システムを用いてよい。レンズ・システムを用いて、到来する赤外放射線を検出器のマイクロボロメータ・アレイ上に焦点合わせする。レンズは、典型的にはゲルマニウム・レンズであり、そしてシングレット、ダブレット、又はトリプレットであり得る。レンズは、チタンのような材料から作られた軽量の支持部材によりセラミックのマザーボードから離間して配置されているのが好ましい。ダブレット又はシングレットの使用は更に、赤外線カメラの重量を低減することができる。ダブレット又はシングレットを用いる場合、その結果生じる画イメージのぼやけが地上局により取り除かれ得る。
【００１６】
発明の詳細な説明
図１は、本発明に従った第１の例示的赤外線カメラを図示する。この実施形態においては、赤外線カメラは、赤外線エネルギを受け取り、アレイ温度を測定し、且つ生のデータを遠隔の局に送信する検出器のアレイのみを含む。例示的な遠隔の局が、例えば、図２に示されている。
【００１７】
図１の赤外線カメラが、全体的に２０で示され、そして放射線検出器のアレイ２２、列選択器２４、行選択器２６、制御器２８及び光学的温度センサ５２を含む。放射線検出器アレイ２２は、多数の放射線検知検出器５０を含み、その多数の放射線検知検出器５０は、好適な実施形態においては赤外線検知マイクロボロメータである。放射線検出器５０は、図示の実施形態においては、一連の列４８及び行４６に配備されている。制御器２８は、列選択器２４及び行選択器２６を制御するため設けられている。制御器２８は、一連の入れ子状にされた行及び列アドレッシング・シークエンスを介して選択器２４及び２６をステップ状に進めるためのカウンタを含むことができる。一実施形態においては、単一の放射線検出器が、単一の列選択器ライン４０及び単一の行選択器ライン４２の選択により任意の瞬間における読み出しのためアドレスされ又は選択される。別の実施形態においては、列の全ての検出器が、単一の列の選択により同時に読み出し且つ全ての行信号を行選択器２６の中に受け入れるためアドレスされ又は選択され、その後に、個々の検出器信号が順次に増幅器３０へ通される。一実施形態においては、放射線検出器のアレイ２２、列マルチプレクサ又は選択器２４、行マルチプレクサ又は選択器２６、制御器２８及び光学的温度センサ５２は、全てマイクロボロメータ装置の部分であり、そして全て同じ基板上に形成される。好適な実施形態においては、３５マイクロメートルの大きさのマイクロボロメータの１６０×１２０アレイを用いて、マイクロボロメータ・アレイを形成する。
【００１８】
別の実施形態においては、個々の放射線検出器についてゼロ・オフセットを部分的に補償するように、検出器オフセット信号を放射線検出器のアレイに直接印加し得る。そのような非一様性の補正は、米国特許Ｎｏ．４，７５２，６９４に開示されている。この発明に記載されている特定の読み出し回路と共に、米国特許Ｎｏ．４，７５２，６９４におけるオフセット補正回路と類似のオフセット補正回路を用い得て、又は電子技術の当業者に周知である他のオフセット補正回路を、米国特許Ｎｏ．５，８１１，８０８におけるように用い得る。
【００１９】
特定の検出器信号が読み出しライン４４へ通されるとき、その信号は、選択された放射線検出器に当たる放射線強度に対応し、それは、増幅器３０により増幅されることができる。次いで、増幅された信号は、アナログ／ディジタル変換器３２に与えられ、当該アナログ／ディジタル変換器３２は、次いで、出力信号を送信機３４に与えることができる。一実施形態においては、送信機３４は、無線信号３８を放出するためのアンテナに結合される。一実施形態においては、信号３８は、有線を使用しないで送信される無線周波数信号であり、一方別の実施形態は、赤外線信号を含むことができる光学的な無線伝送を用いる。信号３８を電線又は光ファイバを介して送信することもできる。
【００２０】
光学的温度センサ５２は、第１の温度センサ選択器ライン５６により選択又はアドレスされることができ、その温度センサ値は、放射線検出器読み出しライン４４に結合され得る温度センサ読み出しライン５４により読み出されることを意図している。温度センサ値は、追加の値として、一連の送信される放射線検出器値の初め又は終わりに追加され得る。別の実施形態においては、光学的温度センサ５２は送信機３４に独立に結合され、そして温度センサ値が遠隔の局に周期的に送信される。
【００２１】
ここで図２を参照すると、図１の赤外線カメラ２０から一連の送信された放射線検出器値及びアレイ温度信号を受信するための遠隔の局１００が図示されている。遠隔の局１００は、ライン１１０を介して受信機１０４に結合されたアンテナ１０２を含むことができ、当該受信機１０４は、制御器１０６にライン１０８を介して結合されている。制御器１０６は、ライン１１２を介して複数の生の放射線検出器データ値を生のデータ構造体、アレイ又は装置１１４に与えることができる。記憶装置アレイ１１４は、送信システムから得られた複数の放射線検出器値を格納することができる任意の装置であり得る。その生の値は、補償器１１８に接続ライン１１６を介して供給されることができる。図２に図示される実施形態においては、ゼロにする又は増幅定数のような一連の定数が、データ構造体、アレイ又は装置１３２に格納され、そして補償器１１８に接続ライン１３０を介して与えられ得る。
【００２２】
幾つかの実施形態においては、温度値は、送信システムから受信され、そして温度記憶場所１２４に、温度又は生の検出器出力値のいずれかとして格納される。温度記憶場所１２４は、制御器１０６により供給されることができ、その制御器１０６は、温度値を、受信された放射線検出器値のストリームから検索し、温度記憶場所１２４にライン１２６を介して供給することができる。温度値は、補償器１１８によりライン１２８を介して検索されることができる。一実施形態においては、補償器１１８は、生の放射線検出器信号値１１４、装置１２４に格納された温度値、及び装置１３２に格納された定数を取り出し、そして検出器間の差違及びアレイ周囲温度の両方に対して生の放射線検出器信号値を較正又は補償する。その結果は、一連の補償された値であり得て、その一連の補償された値は、補償された格納データ構造体、装置又はアレイ１２２にライン１２０を介して格納されることができる。
【００２３】
一実施形態においては、図１の検出器アレイ２２は、検出器毎の差違を測定するため工場で試験される。特に、一実施形態においては、ゼロ（０）受信された放射線の基線に各検出器の出力値が、図２の定数アレイ１３２のようなテーブルに、ある一定の数のアレイ温度を併せて格納される。アレイ１３２に格納された定数を用いて、図１の各検出器５０から受け取られた値を調整して、受信機１０４により受け取られ且つ生の値アレイ１１４に格納された値を効果的にゼロにすることができる。
【００２４】
単一の温度補償モデルが、補償器１１８により格納され且つ用いられて、生の値アレイ１１４内の全ての検出器の受け取られた値を検出器アレイ２２のボード上の温度に従って調整し得る。代替として、別々のモデルを、ある範囲のアレイ温度にわたって各検出器に対して設けてもよい。この実施形態においては、図１の各検出器５０の温度依存性を、工場で、又は赤外線カメラ２０の配備の前の幾らかの時間に測定することができる。各検出器５０の温度依存性は、例えば、異なる組の温度係数を定数記憶アレイ１３２に格納することにより独立に格納され得る。代替としては、任意の温度記憶場所１２４を設けなくて、補償器１１８により実行される補償が、検出器間の差違のみを排除する。
【００２５】
制御器１０６は、受け取られたデータ・ストリームの中の特定の位置を識別することにより温度データを検索し、こうしてボード上の温度センサ値を分離し得る。代替として、温度センサ値は、１ビット又は特定の一連のビットにより効果的にマークを付され、温度センサ値を、受信された放射線強度値では無く温度値として識別し得る。
【００２６】
ここで図３を参照すると、図１の赤外線カメラ２０により送信されたように送信された放射線検出器信号値を受信するため用いられることができる別の遠隔の局２００が図示されている。遠隔の局２００は、先に説明され且つ図２に同一の参照番号を付されている多くの同じ構成要素の多くを含み、それらを更には説明しない。受信システム２００は、入力ライン１０８を介して受信された信号を処理し、生の検出器データ値を生の検出器記憶装置１１４の中に出力する制御器２０６を含む。この実施形態においては、生の検出器値が、時間にわたり検出器毎のベースで格納され、入力ライン２３３を介して各検出器に対して複数の信号値を与えることができる。時間にわたり平均化された信号値は、目標が同様に同一である場合、全ての検出器５０に対して実質的同一であるべきである。しかしながら、検出器間の差違のため、本質的に同一の累積的放射を受け取った検出器は、それにも拘わらず、検出器間の差違のため僅かに異なる放射信号値を出力するであろう。これらの差、又は累積的値が、時間平均データ構造体又はアレイ２３２に格納され得る。
【００２７】
一実施形態においては、時間にわたる平均信号値を用いて、検出器値を効果的に正規化する。別の実施形態においては、時間平均アレイ２３２は、検出器値を時間的平均値にするため必要とされる正又は負の数を格納する。この実施形態においては、補償器２１８は、入力ライン１１６を介して生のデータ値を、またライン２３４を介して時間平均値を獲得して、補償されたデータ・アレイ１２２に格納された補償されたアレイの値を生成することができる。補償を生の検出器値に適用して、図２に図示されているような、平均値及び受信されたボード上の温度測定値を用いて、検出器間の差違を低減し又は排除することができる。更に、温度補正モデルは、図２に関して説明されたように、補償器２１８により実行され得る。図２及び図３に示されるような一実施形態においては、既知のイメージのぼやけを生成するカメラ・レンズが採用される場合、補償器１１８及び２１８を用いて、イメージのぼやけを許容可能な程度まで除去し得る。
【００２８】
再び図２及び図３を参照すると、一実施形態においては、温度補償及び検出器間補償及びイメージのぼやけ修復（ｄｅ−ｂｌｕｒｒｉｎｇ）が、受け取られた検出器データについて働くソフトウエアを実行する汎用コンピュータにより与えられることができる。一実施形態においては、データは、入力ライン１０８を介して受け取られ、生のデータと、任意に温度データとに分離され、そしてコンピュータ・プログラムを動作させる汎用コンピュータ内のアレイ又は他のデータ構造体に格納される。この実施形態においては、プログラムを実行する汎用コンピュータは、必要とされる定数及び生のデータをアレイのようなデータ記憶装置から検索する。検索されたデータは、プログラムの補償を行う部分内で補償され、そして補償された検出器値を含むデータ記憶範囲に出力されることができる。同じ要領で、図３に関して、図３のアレイ２３２に格納された時間平均化されるべき値が、コンピュータ・プログラムを実行する汎用コンピュータ内で平均化されることができる。
【００２９】
図１から図３の点検から分かることができるように、処理の大きな塊を赤外線カメラで無く遠隔の局で実行することができる。特に、温度補償及び検出器間又はピクセル間の補償又は正規化、及びイメージのぼやけ修復を、受信端、例えば地上局で実行することができる。このようにして、軽量で、時に航空機搭載の赤外線カメラは、地上局が肩代わりした温度補償及び画イメージ処理を持つことができる。
【００３０】
ここで図４を参照すると、読み出しを備えるマイクロボロメータ・アレイ内の単一行の検出器３００が、図１に関して説明した放射線検出器として赤外線検出器を有する実施形態のために図示されている。検出器の行３０２は、赤外線感応可変抵抗素子３０４を含むことができ、当該赤外線感応可変抵抗素子３０４は、その赤外線感応可変抵抗素子３０４を通って３０７に流れる可変電流を与える３０５における基準電圧を供給される。各抵抗素子３０４は、行選択器回路３０６及び列選択器ライン３１０により選択又はアドレスされることができる。対応する行及び列が選択されるとき、選択された検出器素子３０４を読み出し得る。
【００３１】
図４に図示されている実施形態においては、ｎ型トランジスタ３０８が、行ライン３０６及び列ライン３１０の適切な選択によりスイッチングされる。行選択器回路３０６は伝達ゲート３１８を含み、当該伝達ゲート３１８は、ｐ型トランジスタ３１６及びｎ型トランジスタ３１４を含む。行の読み出しが希望されるとき、唯１つの列アドレッシング・ライン３１０及び唯１つの行読み出しライン３０６が、典型的には選択される。次いで、電流が、電源３０５から、選択された可変抵抗素子３０４及び選択されたトランジスタ３０８を介して、選択された行読み出しライン３１２へ流れ、そして共通読み出しライン３２０へ出ていく。一列の中の全ての検出器が単一の列の選択により同時に読み出すためアドレスされ又は選択される別の実施形態においては、任意の積分器３２１が、行選択器内の各行に設けられ、そして個々の検出器信号を順次増幅器３０へ通すための手段３１４が設けられる。
【００３２】
ここで図５を参照すると、本発明との使用に適した一体型の真空パッケージ（ＩＶＰ）５００が図示されている。ＩＶＰ５００は、赤外線透過のシリコン頂部キャップ５０２を含むのが好ましい。シリコン頂部キャップ５０２は、マイクロボロメータ検出器構成要素５０８と位置が合っているキャビティを含むようマイクロマシン加工（微細機械加工）されているのが好ましい。シリコン頂部キャップ５０２は、マイクロボロメータ・アレイ５０８の基板に接着されて、マイクロボロメータ検出器構成要素５０６に対して真空環境を与える。そのボンディングは、典型的にはウエハー・スケールで実行される。
【００３３】
好適な実施形態においては、シリコン頂部キャップ５０２にはバイア（通路）が設けられ、それにより、それはマイクロボロメータのボンディング・パッド５１０を越えて延長しない。このように構成される場合、ＩＶＰ５００は、マイクロボロメータのボンディング・パッド５１０をセラミックのマザーボード５２８上のボンド・パッドに直接接続するため用いられるワイヤ・ボンド、バンプ・ボンド又は他のボンディング機構を用いて、セラミックのマザーボード５２８に直接ボンディングされ得る。これは、図６に一層良く示されているように、ＩＶＰ５００をセラミックのマザーボード５２０と「ハイブリッド化する」こととして知られている。これは通常のチップ・キャリアの必要性を排除し得て、それはカメラの重量を低減し得る。
【００３４】
また、Ａ／Ｄ変換器及び／又は送信回路のような任意のサポーティング電子機器がセラミックのマザーボード５２８とハイブリッド化され得ることが意図されている。即ち、通常のパッケージの中にサポーティング電子機器を含むよりむしろ、サポーティング電子機器の集積回路ダイス５３０が、そのサポーティング電子機器をセラミックのマザーボード５２８に接続するワイヤ・ボンド、バンプ・ボンド又は類似のものを用いて、セラミックのマザーボード５２８に直接ボンディングされ得る。このこともカメラの重量を低減し得る。
【００３５】
図６は、本発明の好適な実施形態に従った赤外線カメラ５２０の斜視図を示す。ＩＶＰ５００がセラミックのマザーボード５２８に直接ボンディングされて示されている。赤外線カメラ５２０はまた、ゲルマニウムのトリプレットレンズ５２２を含み、当該ゲルマニウムのトリプレットレンズ５２２は、３つの個別のゲルマニウム・レンズ要素５２４を含み、それら３つの個別のゲルマニウム・レンズ要素５２４は、セラミックのマザーボード５２８に取り付けられた複数のチタン製スペーサ脚部５２６によりそれぞれ離間して配置されることができる。レンズ・システムを用いて、到来する赤外放射線をＩＶＰ５００内のマイクロボロメータ・アレイ上に焦点合わせする。放射線遮蔽部材が漂遊放射線を低減するためアレイ（図示せず）の周りに追加され得る。セラミックのマザーボードは、多層構成が好ましく、そして各側で約２．５４ｃｍ（１インチ（１″））である。セラミックを用いて、赤外線カメラ５２０の重量を更に低減するのが好ましい。一実施形態においては、赤外線カメラ５２０は、ＤＣ供給電圧を受け入れ、そしてデータに対応する１２ビット・ディジタル・データを、ＩＶＰ５００内のマイクロボロメータ・アレイ５０６により与えられる送信機に供給する。
【００３６】
図６の点検から分かることができるように、赤外線カメラ５２０は、図示の一実施形態において、シャッターを必要とせず、温度安定を必要とせず、そしてぼやけたイメージを生成する軽量レンズを用い得る。上記に示したように、ボード上の温度調整は、著しい重量をカメラに加えることになり得る。シャッター又はチョッパー、温度安定器、高品質レンズ及び複雑なボード上の処理の好ましい欠如が組み合わさって、極端に軽量な赤外線カメラ又は検出器を提供することができる。一実施形態において、カメラシステム５２０は、２５グラムより少ない重さであり、又はより好ましくは１０グラムより少ない重量である。
【００３７】
本発明により提供されることができるような軽量の赤外線カメラは、幾つかの応用にとって理想的である。一つの応用において、ダウンローディング能力を有する軽量の超小型航空機（ＭＡＶ）を用いて、選択された範囲の生の赤外線イメージをＲＦリンクを介して地上局に中継することができる。別の応用においては、使い捨ての唯１回の使用の軽量赤外線カメラは、小さいシュートにより遅くされた下方にドリフトする発射体の使用を通して配備されて、識別目標に関して最大時間を与えることができる。別の応用においては、本発明は、ヘルメットに取り付けられた検知装置の中に組み込まれ得る。多数の他の応用が企画される。
【００３８】
本願の書類によりカバーされる本発明の多数の利点が、上記の記載において説明された。しかしながら、この開示は多くの点で例示のみであることが理解されるであろう。変更が、本発明の範囲を越えることなしに、詳細に、特に、構成要素の形状、大きさ及び構成において行い得る。勿論、本発明の範囲は、特許請求の範囲を表す言葉で定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、複数の放射線検知検出器、マルチプレクサ及び送信機を有するシャッター無しの放射線検出器装置の概略図である。
【図２】図２は、図１におけるようなシステムから受信された生の信号値を補償する温度補償器を含み、当該補償器がアレイ温度と共に変わり且つ典型的には各検知検出器に対して異なる値を用いる、送信された信号値を受信するための受信システムを示す。
【図３】図３は、検出器間の差を補償するため複数の信号値を用いる補償器を含む、図１におけるようなシステムから送信された放射線信号値を受信する受信システムの概略図である。
【図４】図４は、図１の放射線検出器装置の一実施形態に用いられる１行の赤外線検出器及びサンプリング回路の概略図である。
【図５】図５は、ボロメータ・アレイに対して真空環境を与える赤外線透過のシリコン頂部キャップを含む一体型真空パッケージの切開斜視図である。
【図６】図６は、ハイブリッド回路ボード上に複数の脚部により、図５におけるような一体型真空パッケージ・アレイから離間して配置されているトリプレットレンズを含むカメラシステムの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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