特許 7161267 改善されたマルチスペクトル検出のための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-18

(45)【発行日】2022-10-26

(54)【発明の名称】改善されたマルチスペクトル検出のための装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/04 20060101AFI20221019BHJP

   G01J 1/44 20060101ALI20221019BHJP

   G01J 3/36 20060101ALI20221019BHJP

   G01J 3/51 20060101ALI20221019BHJP

   H01L 31/02 20060101ALI20221019BHJP

   H01L 31/0232 20140101ALI20221019BHJP

   H01L 27/144 20060101ALI20221019BHJP

   H04N 9/04 20060101ALI20221019BHJP

   G01J 1/02 20060101ALN20221019BHJP

【ＦＩ】

G01J1/04 B

G01J1/44 N

G01J3/36

G01J3/51

H01L31/02 B

H01L31/02 D

H01L27/144 K

H04N9/04 A

G01J1/02 H

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019530415

(86)(22)【出願日】2017-12-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-01-16

(86)【国際出願番号】 FR2017053405

(87)【国際公開番号】W WO2018104655

(87)【国際公開日】2018-06-14

【審査請求日】2020-09-17

(31)【優先権主張番号】1662090

(32)【優先日】2016-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】520342828

【氏名又は名称】リンレッド

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(72)【発明者】

【氏名】ニコラ、ペル、ラペルネ

(72)【発明者】

【氏名】ピエール、ジェヌブリエ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン、レーベル

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０８８６４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１２８４２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表平０５－５０８９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０８１６６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０４－０１６３３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６１－１１４３３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－１４７１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７５１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－２０４９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６１０５５７９（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｊ １／００ － Ｇ０１Ｊ １１／００

Ｇ０８Ｂ １７／０２ － Ｇ０８Ｂ １７／１２

Ｈ０１Ｌ ２７／１４ － Ｈ０１Ｌ ２７／１４８

Ｈ０１Ｌ ２７／３０

Ｈ０１Ｌ ２７／７６

Ｈ０１Ｌ ３１／００ － Ｈ０１Ｌ ３１／０２

Ｈ０１Ｌ ３１／０８ － Ｈ０１Ｌ ３１／１０

Ｈ０１Ｌ ３１／１８

Ｈ０４Ｎ ５／３０ － Ｈ０４Ｎ ５／３７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチスペクトル検出装置であって、
－ 第１の波長範囲および前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を、それぞれが検知する、第１の光検出器（１ａ）および第２の光検出器（１ｂ）であって、前記第１の光検出器は、受信された放射を表す第１の信号を送出し、前記第２の光検出器は、受信された放射を表す第２の信号を送出し、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲は赤外線放射範囲であり、前記第１の光検出器（１ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）は半導体材料で構成される、第１の光検出器（１ａ）および第２の光検出器（１ｂ）と、
－ 前記第１の波長範囲を通過させ、前記第２の波長範囲を遮断するように構成された第１のフィルタ（４ａ）であって、前記第１のフィルタは、前記第１の光検出器（１ａ）の光路上に沿って前記第１の光検出器（１ａ）を覆い、前記第２の光検出器（１ｂ）は覆わないままにし、前記第１のフィルタ（４ａ）は、前記第１の光検出器（１ａ）内の前記第２の波長範囲の通過を遮断するために前記第１の光検出器（１ａ）を覆い、前記第１のフィルタ（４ａ）は、前記第１の光検出器（１ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）に熱機械的応力を導入する、第１のフィルタ（４ａ）と、
を備える検出装置において、
－ 前記第１および第２の光検出器（１ａ，１ｂ）から離れ、かつ、前記第１のフィルタ（４ａ）から離れて配置された第２のフィルタ（４ｂ）であって、前記第２のフィルタ（４ｂ）は、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲を通過させるように構成されており、前記第２のフィルタ（４ｂ）は、前記第１および第２の波長範囲内の波長のうち、最も長い波長よりも高い波長を遮断し、および／または、前記第１および第２の波長範囲内の波長のうち、最も短い波長よりも低い波長を遮断するように構成され、前記第２のフィルタ（４ｂ）は、ガスの層または空隙によって前記第１の光検出器（１ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）から分離される、第２のフィルタ（４ｂ）と、
－ 前記第１の光検出器（１ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）を一体的に覆うパッシベーション層であって、前記パッシベーション層は、前記第１の光検出器（１ａ）と前記第１のフィルタ（４ａ）との間に配置され、熱機械的応力を平滑にするために１０ｎｍ～２０００ｎｍの間に含まれる厚さを有する、パッシベーション層と、
を備え、
前記第１のフィルタ（４ａ）および前記第２のフィルタ（４ｂ）は、前記第１の光検出器（１ａ）の光路上に連続的に配置される、
ことを特徴とする検出装置。

【請求項2】

前記第２の光検出器（１ｂ）は、前記第１の波長範囲を遮断するように構成されたフィルタが無く、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲を受信し、
前記検出装置は、前記第１および第２の光検出器（１ａ，１ｂ）から来る電気信号を受信し、前記第１の信号を、前記第２の信号と比較することにより、前記第２の波長範囲の放射に関するデータを供給するように構成された処理回路（５）を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記第２の光検出器（１ｂ）は、前記第１の波長範囲を遮断し、前記第２の波長範囲を通過させるように構成された第３のフィルタ（４ｃ）によって覆われている、ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。

【請求項4】

前記第２のフィルタ（４ｂ）は、低域通過、高域通過、帯域通過および二重帯域フィルタから選択される、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の検出装置。

【請求項5】

前記第１のフィルタ（４ａ）は、前記第２の波長範囲をカットする、低域通過、高域通過または帯域通過フィルタである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の検出装置。

【請求項6】

前記第２のフィルタ（４ｂ）は、ガスの層または空隙により分離されて、前記第１のフィルタ（４ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）から離れて配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の検出装置。

【請求項7】

放射の通過のためのアパーチャによって、入射放射を集中させるように構成されたコールドシールド（８）を備え、
前記第２のフィルタ（４ｂ）は、前記アパーチャに配置される、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の検出装置。

【請求項8】

前記コールドシールド（８）は、前記第１および第２の光検出器を含む密閉筐体を画定し、
前記第２のフィルタ（４ｂ）は、前記密閉筐体内に配置される、ことを特徴とする請求項７に記載の検出装置。

【請求項9】

前記コールドシールド（８）は、前記第１および第２の光検出器を含む密閉筐体を画定し、
前記第２のフィルタ（４ｂ）は、前記密閉筐体の外部に配置される、ことを特徴とする請求項７に記載の検出装置。

【請求項10】

マルチスペクトル検出装置の製造方法であって、
－ 第１の波長範囲および前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を、それぞれが検知する、第１および第２の光検出器（１ａおよび１ｂ）を備えた半導体基板を提供するステップであって、前記第１の光検出器（１ａ）は、受信された放射を表す第１の信号を送出し、前記第２の光検出器（１ｂ）は、受信された放射を表す第２の信号を送出するものであり、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲は赤外線放射範囲であり、前記第１の光検出器（１ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）は半導体材料で構成されるステップと、
－前記第１の光検出器（１ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）を一体的に覆うパッシベーション層を形成するステップであって、前記パッシベーション層は１０ｎｍ～２０００ｎｍの間の厚さを有するステップと、
－ 前記第１の波長範囲を通過させ、前記第２の波長範囲を遮断するように構成されており、前記第１の光検出器（１ａ）を覆い、前記第２の光検出器（１ｂ）は覆わないままにし、前記第１の光検出器（１ａ）と接触して、前記第１の光検出器（１ａ）内の前記第２の波長範囲の通過を遮断する、第１のフィルタ（４ａ）を形成するステップであって、前記第１のフィルタ（４ａ）は前記第１の光検出器（１ａ）および前記第２の光検出器（１ｂ）に熱機械的応力を導入し、前記パッシベーション層が前記第１の光検出器（１ａ）と前記第１のフィルタ（４ａ）との間に熱機械的応力を平滑にするために配置されるステップと、
－ 前記第１および第２の光検出器（１ａ，１ｂ）から離れ、かつ、前記第１のフィルタ（４ａ）から離れて配置され、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲を通過させるように構成されており、前記第１および第２の波長範囲内の波長のうち、最も長い波長よりも高い波長を遮断し、および／または、前記第１および第２の波長範囲内の波長のうち、最も短い波長よりも低い波長を遮断するように構成されている、第２のフィルタ（４ｂ）を形成するステップであって、前記第１のフィルタ（４ａ）および前記第２のフィルタ（４ｂ）は前記第１の光検出器（１ａ）の光路上に連続的に配置されるステップと、
を含むことを特徴とする製造方法。

【請求項11】

前記第２のフィルタ（４ｂ）が形成される前に、
－ 前記第２の波長範囲を通過させ、前記第１の波長範囲を遮断するように構成されており、前記第２の光検出器（１ｂ）を覆い、前記第１の光検出器（１ａ）は覆わないままにし、前記第２の光検出器（１ｂ）と接触して、前記第２の光検出器（１ｂ）内の前記第１の波長範囲の通過を遮断する第３のフィルタ（４ｃ）を形成するステップ、
を含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチスペクトル検出装置に関する。

【0002】

本発明は、また、マルチスペクトル検出装置を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

検出装置の分野において、観察されるシーンの最大量のデータを捕捉するために、いくつかの異なるスペクトル波長帯を用いることが好適である。

【0004】

いくつかの検出器が、使用され、異なるスペクトル波長帯に割り当てられる。このように、各検出器は、観察されるシーンの特定のデータ項目を捕捉し、このデータ項目は、異なるデータをクロスチェックすることにより、分析を容易にする。

【0005】

検出装置を製造する簡単な方法は、いくつかの異なる光検出器を関連付けて、特定のスペクトル波長帯を検出するように構成することである。各光検出器は、受信データを表す電荷を保存する読み出し回路に関連付けられている。

【0006】

生成された電気情報は、次いで、異なるデータを分析する処理回路に送られ、ユーザが使用可能な情報を提供する。

【0007】

従来のやり方では、検出装置は、第１のアーキテクチャと第１の半導体材料とを有して製造され、第１のスペクトル波長帯内の放射を検出する、第１の光検出器を備える。検出装置は、また、第１のアーキテクチャとは異なることができる第２のアーキテクチャを呈する、第２の光検出器を備える。第２の光検出器は、第１の半導体材料とは異なる、第２の半導体材料で作製され、第２のスペクトル波長帯内の放射を検出する。

【0008】

このような実施形態は、２つの異なる種類の光検出器を形成する、異なる半導体材料を有する２つの異なる積層体の製造を必要とするため、実施が複雑である。

【0009】

代替案として、第１のスペクトル波長帯と第２のスペクトル波長帯とを両方が検知する、第１および第２の光検出器を製造することが提案されている。

【0010】

第１のスペクトル波長帯または第２のスペクトル波長帯に対して、光検出器を専用化するために、フィルタが、光検出器のそれぞれに関連付けられている。第１のフィルタは、第１の光検出器の上方にのみ配置され、第１のスペクトル波長帯のみを通過させる。第２のフィルタは、第２の光検出器の上方にのみ配置され、第２のスペクトル波長帯のみを通過させる。そのような教示は、中国特許第ＣＮ２０３８８３０１４号に記載されている。

【0011】

しかし、そのような実施形態もまた、第１の光検出器の上方に第１のフィルタを設け、第２の光検出器の上方に第２のフィルタを設ける必要があるので、実施が非常に複雑であることが明らかである。したがって、２つのフィルタを、光検出器アレイ上に形成する必要がある。

【0012】

実質的に同等の教示が、米国特許出願第２０１４／００３４６０３号に記載されている。この文献では、マルチスペクトルフィルタが、光検出器の上方に配置されている。このマルチスペクトルフィルタは、異なる波長を通過させ、これにより入射放射を分離する、いくつかの異なるフィルタを備える。

【0013】

代替実施形態が、米国特許第７，１０９，４８８号に記載され、赤外線範囲の多色検出装置を述べている。第１および第２の画素が、光検出器アレイ内に画定されている。第１および第２の画素は、異なる光検出器に関連付けられた、異なる第１および第２のフィルタによって画定される。

【0014】

第１のフィルタは、赤外線放射を、９ミクロンの波長まで通過させる。光検出器は、７から９ミクロンの間に含まれる放射を検出するように構成される。したがって、画素は、７から９ミクロンの間に含まれる放射を表す信号を送出する。

【0015】

第２のフィルタは、赤外線放射を、１０ミクロンの波長まで通過させる。関連する光検出器は、７から９ミクロンの間に含まれる放射と、９から１０ミクロンの間に含まれる放射とを検出するように構成される。したがって、第２の画素は、７から１０ミクロンの間に含まれる放射を表す信号を送出する。

【0016】

他の代替実施形態が、バイスペクトルマトッリクスセンサに関する国際公開第２０１５／１８９４２３号に記載されている。この文献は、同一の光検出器を製造して、モノタイプのマトリックスセンサを形成することを提案している。ここで再び、複雑なフィルタリングシステムが、光検出器の一部が第１のスペクトル波長帯を観察し、光検出器の別の一部が別のスペクトル波長帯を観察するように、光検出器を専用化することを可能にする。

【0017】

すべての検出器は、第１のスペクトル波長帯および第２のスペクトル波長帯の放射を通過させるように構成された、二重帯域干渉フィルタによって覆われる。

【0018】

これらの光検出器の一部は、第１のスペクトル波長帯の放射のみを受信するように、低域通過フィルタによって覆われている。これらの光検出器の他の部分は、第２のスペクトル波長帯の放射のみを受信するように、高域通過フィルタによって覆われている。

【0019】

この解決策は、実施が特に複雑で、費用がかかることが明らかである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0020】

本発明の１つの目的は、より容易に製造することができ、かつ、よりコンパクトな、マルチスペクトル検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0021】

マルチスペクトル検出装置は、
－ 第１の波長範囲および第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を、それぞれが検知する、第１の光検出器および第２の光検出器であって、第１の光検出器は、受信された放射を表す第１の信号を送出し、第２の光検出器は、受信された放射を表す第２の信号を送出する、第１の光検出器および第２の光検出器と、
－ 第１の波長範囲を通過させ、第２の波長範囲を遮断するように構成されており、第１の光検出器を覆い、第２の光検出器は覆わないままにし、第１の光検出器と接触して、第１の光検出器内の第２の波長範囲の通過を遮断する、第１のフィルタと、
－ 第１および第２の光検出器から離れ、かつ、第１のフィルタから離れて配置され、第１の波長範囲および第２の波長範囲を通過させるように構成されており、第１および第２の波長範囲の波長のうち、最も長い波長よりも高い波長を遮断し、および／または、第１および第２の波長範囲の波長のうち、最も短い波長よりも低い波長を遮断するように構成されている、第２のフィルタと、
を備える。

【0022】

１つの展開において、第２の光検出器は、第１の波長範囲を遮断するように構成されたフィルタが無く、第１の波長範囲および第２の波長範囲を受信し、検出装置は、第１および第２の光検出器から来る電気信号を受信し、第１の信号を、第２の信号と比較することにより、第２の波長範囲の放射に関するデータを供給するように構成された処理回路を備える。

【0023】

代替案として、第２の光検出器は、第１の波長範囲を遮断し、第２の波長範囲を通過させるように構成された第３のフィルタによって覆われている。

【0024】

好適な実施形態において、第２のフィルタは、低域通過、高域通過、帯域通過および二重帯域フィルタから選択される。

【0025】

優先的には、第１のフィルタは、第２の波長範囲をカットする、低域通過、高域通過または帯域通過フィルタである。

【0026】

第２のフィルタは、ガスの層または空隙により分離されて、第１のフィルタおよび第２の光検出器から離れて配置されるものとすることが好適である。

【0027】

一実施形態において、検出装置は、放射の通過のためのアパーチャによって、入射放射を集中させるように構成されたコールドシールドを備え、第２のフィルタは、前記アパーチャに配置される。

【0028】

優先的には、コールドシールドは、第１および第２の光検出器を含む密閉筐体を画定し、第２のフィルタは、密閉筐体内に配置される。

【0029】

代替案として、コールドシールドは、第１および第２の光検出器を含む密閉筐体を画定し、第２のフィルタは、密閉筐体の外部に配置される。

【0030】

本発明のさらなる目的は、実施が容易なマルチスペクトル検出装置を製造する方法を提供することである。

【0031】

マルチスペクトル検出装置を製造する方法は、
－ 第１の波長範囲および第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を、それぞれが検知する、第１および第２の光検出器を備えた基板を提供するステップであって、第１の光検出器は、受信された放射を表す第１の信号を送出し、第２の光検出器は、受信された放射を表す第２の信号を送出するものである、ステップと、
－ 第１の波長範囲を通過させ、第２の波長範囲を遮断するように構成されており、第１の光検出器を覆い、第２の光検出器は覆わないままにし、第１の光検出器と接触して、第１の光検出器内の第２の波長範囲の通過を防止する、第１のフィルタを形成するステップと、
－ 第１および第２の光検出器から離れ、かつ、第１のフィルタから離れて配置され、第１の波長範囲および第２の波長範囲を通過させるように構成されており、第１および第２の波長範囲の波長のうち、最も長い波長よりも高い波長を遮断し、および／または、第１および第２の波長範囲の波長のうち、最も短い波長よりも低い波長を遮断するように構成されている、第２のフィルタを形成するステップと、
を含む。

【0032】

特定の展開において、方法は、第２のフィルタが形成される前に、
－ 第２の波長範囲を通過させ、第１の波長範囲を遮断するように構成されており、第２の光検出器を覆い、第１の光検出器は覆わないままにし、第２の光検出器と接触して、第２の光検出器内の第１の波長範囲の通過を防止する第３のフィルタを形成するステップ、
を含む、
他の利点および特徴は、単に非限定の例を目的として与えられ、添付の図面に表される、以下の本発明の特定の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】２つの光検出器と、コールドシールド上のフィルタと、を備えた検出装置の代替実施形態を模式的に表す図。

【図2】２つの光検出器と、コールドシールド上のフィルタと、を備えた検出装置の代替実施形態を模式的に表す図。

【図3a】第１の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図3b】第１の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図3c】第１の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図3d】第１の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図3e】第１の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図3f】第１の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図4a】第２の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図4b】第２の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図4c】第２の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図4d】第２の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図4e】第２の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図4f】第２の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図5a】第３の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図5b】第３の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図5c】第３の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図5d】第３の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図5e】第３の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図5f】第３の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図6a】第４の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図6b】第４の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図6c】第４の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図6d】第４の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図6e】第４の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図6f】第４の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図7a】第５の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図7b】第５の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図7c】第５の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図7d】第５の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図7e】第５の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図7f】第５の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図8a】第６の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性のプロットを模式的に表す図。

【図8b】第６の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性のプロットを模式的に表す図。

【図8c】第６の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性のプロットを模式的に表す図。

【図8d】第６の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性のプロットを模式的に表す図。

【図8e】第６の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性のプロットを模式的に表す図。

【図8f】第６の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性のプロットを模式的に表す図。

【図9a】第７の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図9b】第７の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図9c】第７の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図9d】第７の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図9e】第７の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図9f】第７の実施形態に係る検出装置を構成する異なる構成要素の、強度、透過性および吸収性プロットを模式的に表す図。

【図10】２つの光検出器と、コールドシールド上のフィルタと、を備えた検出装置の別の実施形態を模式的に表す図。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１および図２は、第１のスペクトル波長帯とも呼ばれる、第１の波長範囲を検知する第１の光検出器１ａと、第２のスペクトル波長帯とも呼ばれる、第２の波長範囲を検知する第２の光検出器１ｂと、を少なくとも備えるマルチスペクトル検出装置を示す。

【0035】

特定の実施形態では、第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂは、第１の波長範囲および第２の波長範囲を吸収するように構成されている、単一の半導体膜を備える。この実施形態は、非常にコンパクトであるため、特に好適である。

【0036】

代替実施形態では、第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂは、第１の波長範囲および第２の波長範囲を捕捉するようにそれぞれ構成された別個の第１および第２の半導体膜を、それぞれが備える。

【0037】

これら２つの実施形態は、２つの光検出器を同時に製造することができるため、好適であり、これは、製造方法および集積密度をより容易にする。

【0038】

好適な実施形態では、マルチスペクトル検出装置は、複数の第１の光検出器と、複数の第２の光検出器とを備える。好適なやり方で、第１の光検出器および第２の光検出器は、アレイを形成する。第１の光検出器および第２の光検出器を、検出面にわたって均一に分配するものとすることが、特に好適である。

【0039】

好適な実施形態では、複数の第１の光検出器および複数の第２の光検出器は、焦点面アレイを形成し、すなわちすべての光検出器は、同じ平面に配置される。

【0040】

優先的なやり方では、検出装置は、第２の光検出器と同数の第１の光検出器を備える。代替案として、検出装置が、第２の光検出器の数とは異なる、複数の第１の光検出器を備えるものとすることも可能である。

【0041】

特定の実施形態では、第２の波長範囲は、第１の波長範囲とは異なる。好適なやり方では、第２の波長範囲は、第１の波長範囲から分離され、すなわち、波長範囲は重ならない。実施形態に応じて、第１および第２の波長範囲は、共通の境界を有するか、または中間の波長範囲によって分離されている。

【0042】

第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂは、両方とも、第１の波長範囲および第２の波長範囲を検知する。換言すると、第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂは、第１の波長範囲で発せられた放射を捕捉し、この放射を表す電気信号を、供給することができる。第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂは、また、第２の波長範囲で発せられた放射を捕捉し、この放射を表す電気信号を、供給することができる。

【0043】

第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂが、第１および第２の波長範囲とは異なる第３の波長範囲で発せられた放射を、捕捉できるようにすることも可能である。この第３の波長範囲は、どのような関連データも含まないが、使用がより簡単な半導体材料を選択することによって、光検出器の製造を容易にする。

【0044】

好適なやり方で、第１および第２の波長範囲は、赤外線放射範囲である。特定の実施形態では、第１の波長範囲および第２の波長範囲は、以下の範囲から選択される。

【0045】

近赤外線（ＮＩＲ）：０．８μｍ～１．４μｍ
短波長赤外線（ＳＷＩＲ）：１．４μｍ～３μｍ
中波長赤外線（ＭＷＩＲ）：３μｍ～８μｍ
長波長赤外線（ＬＷＩＲ）：８μｍ～１５μｍ
したがって、検出装置が、異なる対の波長範囲、例えばＭＷＩＲ／ＬＷＩＲ、ＭＷＩＲ／ＳＷＩＲ、ＬＷＩＲ／ＳＷＩＲ、ＮＩＲ／ＳＷＩＲ、ＮＩＲ／ＬＷＩＲまたはＮＩＲ／ＭＷＩＲを検出できるように、検出装置を構成することが可能である。

【0046】

さらに、上に提示された異なる範囲を、２つの異なるサブ範囲に分割することも可能である。特定の実施形態では、例えば、第１および第２の波長範囲は、ＭＷＩＲ放射を、２つの別個のサブ範囲に分割する。同じことが、ＬＷＩＲ、ＳＷＩＲまたはＮＩＲ放射についても当てはまる場合がある。

【0047】

第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂは、例えばフォトダイオード、量子井戸検出器または多重量子井戸検出器などの、任意の適切な種類の検出器によって形成することができる。他の種類の光検出器も可能である。第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂは、同一または異なるアーキテクチャを備えることができる。好適なやり方では、第１の光検出器１ａは、第２の光検出器１ｂと同一であり、すなわち、材料およびその製造アーキテクチャに関する限りは、同一である。次いで、光検出器を、コンパクトなやり方で製造することが、はるかに容易である。

【0048】

光検出器１ａおよび１ｂの供給条件は、異なってもよい。好適には、供給条件は、全ての光検出器に対して同一である。供給条件は、第１の光検出器１ａ用の第１の読み出し回路２ａおよび第２の光検出器１ｂ用の第２の読み出し回路２ｂによって提供される。

【0049】

光検出器１ａおよび１ｂ、ならびに読み出し回路２ａおよび２ｂは、好適には、支持体３上に配置される。

【0050】

第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂを専用化するために、光検出器は、入射放射のフィルタリングシステム４に関連付けられる。フィルタリングシステム４は、第１の光検出器１ａが、第２の光検出器１ｂとは異なる放射を受信するように構成される。このようにして、２つの光検出器１ａおよび１ｂは、観察されるシーン上で、２つの異なるデータ項目を提供することができる。

【0051】

前述のように、同一の光検出器を使用することは、コンパクトな装置の達成を、より容易にする。しかし、小型であることにより、第１の光検出器１ａの上方および第２の光検出器１ｂの上方に、異なる高性能フィルタを設けることが困難となる。

【0052】

効率的な検出装置の達成を容易にするために、フィルタリングシステム４は、分離フィルタリングシステムであり、すなわち、フィルタリングシステム４は、少なくとも第１のフィルタ４ａと、第２のフィルタ４ｂとを備え、これらフィルタは、異なる光学特性を呈し、第１の光検出器１ａの光路上に連続的に配置される。第１のフィルタ４ａおよび第２のフィルタ４ｂは、互いに接触しておらず、これはフィルタリングシステム４を達成することを、より容易にする。第１のフィルタ４ａは、第２のフィルタ４ｂとは異なる、光学的および優先的には機械的な特性を呈する。

【0053】

光路内に２つの分離かつ連続したフィルタを使用することにより、光検出器と接触して配置されるフィルタの厚さを、光検出器と接触している同等のフィルタと比べて、減少させることができる。

【0054】

典型的には、フィルタの厚さは、実質的にカットオフ周波数波長に等しい。したがって、３～５μｍの範囲の放射を吸収するように構成された光検出器に関し、等価フィルタは、実質的に３μｍ～５μｍの間に含まれる厚さを呈する。

【0055】

そのような厚さが、３０μｍ未満の繰り返しピッチを有する光検出器アレイに対して、製造上の問題を引き起こすことは明らかである。一体化の問題は、２０μｍ未満の繰り返しピッチを有する光検出器アレイにとって、さらに重大である。１５μｍ未満の繰り返しピッチを有する光検出器アレイに関して、かつ特に、フィルタが５μｍに等しい厚さを有する場合、顕著な製造上の問題が生じる。

【0056】

フィルタの性能を高めるため、特に入射放射の一部を効率的に遮断するその能力を高めるためには、フィルタを形成する層の数を増やすことにより、フィルタの厚さを増やす必要がある。例えば、フィルタの阻止能力、すなわち入射放射を遮断する能力を、基準フィルタと比較して１０％増加させるためには、厚さの増加は、約２μｍである。

【0057】

また、低温、典型的には０℃未満で動作する検出装置のためには、フィルタが光検出器に大きな熱機械的応力を導入し、それによって検出装置の性能を損なうことも明らかである。熱機械的応力は、厚さが増すにつれて増加する。

【0058】

フィルタリングシステム４は、第１の波長範囲を通過させ、第２の波長範囲を遮断するように構成された、第１のフィルタ４ａを備える。第１のフィルタ４ａは、干渉フィルタまたは吸収フィルタとすることができる。

【0059】

実施形態に応じて、第１の波長範囲は、第２の波長範囲よりも長いか、または短い波長を呈することができる。したがって、第１のフィルタ４ａは、そのカットオフ波長が第１の波長範囲と第２の波長範囲との間に位置する、低域通過フィルタまたは高域通過フィルタとすることができる。この実施形態は、低域通過フィルタおよび高域通過フィルタの製造が容易であり、それによって光検出器の表面で、それらの一体化を容易にするため、特に好適である。低域通過フィルタおよび高域通過フィルタは、一般に、他のフィルタより厚さが薄い。

【0060】

代替案として、第１のフィルタ４ａを、第１の波長範囲を通過させ、かつ第２の波長範囲を遮断する帯域通過フィルタとすることも可能である。この実施形態は、帯域通過フィルタが一般に低域通過フィルタまたは高域通過フィルタより厚いため、先の実施形態よりもわずかに不利である。

【0061】

第１のフィルタ４ａは、第１の光検出器１ａ上、すなわち焦点面アレイの一部上に直接配置されるフィルタである。第１のフィルタ４ａは、第２の光検出器１ｂ上に配置されておらず、よって、第１のフィルタ４ａは、第１の光検出器１ａを覆い、第２の光検出器１ｂは、覆わないままにする。第１のフィルタ４ａは、第１の光検出器１ａと物理的に接触している。第１のフィルタ４ａは、第１の光検出器１ａと、隣接する第２の光検出器１ｂとの間のクロストークを制限する。

【0062】

この特定の構成によって、第１の光検出器１ａは、入射放射の一部のみを受信する。第１の光検出器１ａは、第１の波長範囲を受信し、第２の波長範囲を受信しない。

【0063】

寄生放射を効率的に除去するために、フィルタリングシステム４は、また、第２のフィルタ４ｂを備える。第２のフィルタ４ｂを用いて、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂによって捕捉される前に、入射放射の一部が遮断される。より正確には、第２のフィルタ４ｂを用いて、焦点面、特に入射放射の別の一部を遮断する第１のフィルタ４ａに当たる前に、入射放射の一部が遮断される。

【0064】

第２のフィルタ４ｂは、第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂから離れて配置され、すなわち第２のフィルタ４ｂは、第１の光検出器１ａまたは第２の光検出器１ｂと直接接触しない。

【0065】

第２のフィルタ４ｂは、第１および第２の光検出器を支持する、または、第１および第２の光検出器が形成される第１の基板とは異なる、第２の基板に配置される。

【0066】

実施形態に応じて、第２のフィルタ４ｂは、干渉フィルタまたは吸収フィルタとすることができる。

【0067】

第１のフィルタ４ａおよび第２のフィルタ４ｂは、第１の光検出器１ａによって受信される放射を、連携してフィルタリングする。

【0068】

第１のフィルタ４ａと第２のフィルタ４ｂとを、分離することによって、関連する放射を、第１の光検出器の方向にのみ通過させることが可能であり、同時に、第１の光検出器上に直接形成される第１のフィルタ４ａの厚さを制限することができる、全体的なフィルタを得ることが可能である。このようにして、よりコンパクトな第１のフィルタを、形成することが可能である。

【0069】

第２のフィルタ４ｂは、ガスの層または空隙によって、光検出器１ａおよび１ｂから、および第１のフィルタ４ａから分離されている。このようにして、第２のフィルタ４ｂに関連する熱機械的応力が、大幅に低減されるか、さらには除去される。そして、第１のフィルタ４ａおよび第２のフィルタ４ｂを形成することが、より容易である。第１のフィルタの厚さを薄くすることができ、これにより熱機械的応力を減少させる。

【0070】

特定の実施形態では、第２のフィルタ４ｂは、第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂを含む基板に、好適に再配置される。次いで、第２のフィルタ４ｂは、第１のフィルタ４ａとは別に形成することができ、第２のフィルタ４ｂの製造方法は、第１のフィルタ４ａ、または光検出器１ａおよび１ｂと干渉しない。

【0071】

代替実施形態では、第２のフィルタ４ｂは、第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂを含む基板を支持するように構成された支持体３に、好適に再配置される。再び、第２のフィルタ４ｂは、第１のフィルタ４ａとは別に形成することができ、第２のフィルタ４ｂの製造方法は、第１のフィルタ４ａまたは光検出器１ａおよび１ｂと干渉しない。

【0072】

第２のフィルタ４ｂは、フィルタ４ａならびに光検出器１ａおよび１ｂから離れて配置されているため、第２のフィルタ４ｂを、第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂに共通のフィルタとすることが、好適である。このようにして、第２のフィルタ４ｂは、第１のフィルタ４ａまたは第２の光検出器１ｂに対する位置合わせの制約に縛られない。第２のフィルタ４ｂは、放射源と第１のフィルタ４ａとの間、および放射源と第２の光検出器１ｂとの間に配置されている。第２のフィルタ４ｂが、第１のフィルタ４ａおよび光検出器から、離れて配置されているため、製造および集積の制約は、従来技術の装置と比べて減少する。

【0073】

好適には、第２のフィルタ４ｂは、第１の波長範囲および第２の波長範囲を通過させるように構成されている。第２のフィルタ４ｂは、好適には、第１および第２の波長範囲とは異なる、第３の波長範囲を遮断するように構成されている。

【0074】

好適なやり方では、第２のフィルタ４ｂは、帯域阻止フィルタである。また、低域通過または高域通過または二重ローブフィルタを設けることも可能である。

【0075】

実施形態に応じて、包括的でないやり方で、第２のフィルタ４ｂは、以下の範囲の外の波長を、遮断するように構成することができる。

【0076】

ＮＩＲおよびＳＷＩＲ放射を捕捉するための、０．８μｍ～３μｍ
ＳＷＩＲおよびＭＷＩＲ放射を捕捉するための、１．４μｍ～８μｍ
ＭＷＩＲおよびＬＷＩＲ放射を捕捉するための、３μｍ～１５μｍ
ＮＩＲ放射を捕捉するための、０．８μｍ～１．４μｍ
ＳＷＩＲ放射を捕捉するための、１．４μｍ～３μｍ
ＭＷＩＲ放射を捕捉するための、３μｍ～８μｍ
ＬＷＩＲ放射を捕捉するための、８μｍ～１５μｍ
このようにして、フィルタリングシステム４は、特定の波長が、第１および第２の光検出器１ａ／１ｂに到達すること、および、受信された有用な信号を汚染することを防止する。

【0077】

特定の実施形態では、第２の光検出器１ｂは、その表面と直接接触するように配置されたフィルタが無い。この構成では、第２の光検出器１ｂは、第１のフィルタ４ａと関連付けられていないため、第１の波長および第２の波長を受信する。この実施形態は、第１の光検出器１ａのみが第１のフィルタ４ａによって覆われ、これにより、小さな寸法の光検出器を備えた検出装置の製造を容易にするため、特に好適である。

【0078】

第１の光検出器１ａは、受信した放射を表す電気信号を発する。第１の光検出器１ａから来る電気信号は、第１の波長範囲内の放射のみを表す。

【0079】

第２の光検出器１ｂも、受信した放射を表す電気信号を発する。第２の光検出器１ｂから来る電気信号は、第１の波長範囲および第２の波長範囲の放射を表す。

【0080】

第２の波長範囲の放射を表す信号を得るために、第１の光検出器１ａから来る電気信号を、第２の光検出器１ｂから来る電気信号と比較することが好適である。

【0081】

２つの信号間のデータの差は、第２の波長範囲の放射を表している。

【0082】

好適には、第１の光検出器１ａは、第１の電気信号を受信する読み出し／処理回路５に接続されている。第２の光検出器１ｂも、第２の電気信号を受信する読み出し／処理回路５に接続されている。読み出し／処理回路５は、第２の電気信号に対して第１の電気信号を比較し、第２の波長範囲において第２の光検出器１ｂによって受信された放射を表す、第３の信号を供給するように構成される。一実施形態では、読み出し／処理回路は、基板３内に形成することができる。さらに、読み出しおよび処理機能を分離し、支持体３内で読み出し機能を実行することも可能である。処理機能は、次いで、他の場所で行われる。

【0083】

高域通過フィルタまたは低域通過フィルタである第２のフィルタ４ｂを、使用することが好適である。次いで、第２のフィルタ４ｂは、第１の波長範囲および第２の波長範囲を通過させ、第１および第２の波長範囲内の波長のうち、最も長い波長よりも高い波長を遮断するか、または、第１および第２の波長範囲内の波長のうち、最も小さい波長よりも低い波長を遮断するように構成される。

【0084】

第１および第２の波長範囲によって形成されるセットの端部の一方に対応する、カットオフ波長を有する第２のフィルタ４ｂを使用することも、好適である。これにより、光検出器の製造上の危険の一部が除去される。

【0085】

第１および第２の波長範囲によって画定される間隔の端部に対応する、下側カットオフ波長および上側カットオフ波長を有する帯域通過フィルタである、第２のフィルタ４ｂを用いるものとすることが特に好適である。これにより、光検出器の製造上の危険性の一部が除去される。

【0086】

変形例として、第２のフィルタ４ｂは、製造がより複雑であり、かつより厚い、二重帯域フィルタとも呼ばれる、二重ローブフィルタとすることができる。二重帯域フィルタは、第１の波長範囲および第２の波長範囲を通過させるように構成される。このフィルタは、有用な波長のより良い選択を可能にする。フィルタが、光検出器から離れて配置されるため、製造の複雑さおよびそのより大きな厚さは、もはや問題ではなくなる。

【0087】

第２のフィルタ４ｂは、第１の波長範囲および第２の波長範囲を通過させ、かつ、必要とされない波長範囲内の放射を、少なくとも部分的に、または全体的にも除去する。

【0088】

本発明者らは、この実施形態が、従来技術の実施形態と比較して、特に好適であることを認識した。従来技術の文献では、実際には、第１の光検出器上に、第１のフィルタを配置し、第２の光検出器上に、異なる第２のフィルタを配置することが、提案される。

【0089】

使用される２つのフィルタは、光検出器の横方向寸法と同じ大きさとなり得る、かなりの厚さを有する。したがって、光検出器間のピッチが小さい検出マトリックスの製造を、完全にマスターすることは困難である。

【0090】

第２の光検出器に対して、第１の光検出器を専用化するために、単一のフィルタ、ここでは第１のフィルタ４ａを使用することによって、小さな繰り返しピッチを有する検出マトリックスを製造することが、より容易になる。位置合わせの制約は、製造方法において、第１のフィルタ４ａに限定される。

【0091】

第１の波長範囲を通過させ、第２の波長範囲を遮断するように構成された単一の第１のフィルタ４ａの使用は、達成が容易であるという利点を有する。後続の堆積およびエッチングステップに関する制約、または光検出器を含む基板に別のフィルタを形成するための上昇による制約は、もはや存在しない。第１のフィルタ４ａは、スリムなフィルタとすることができ、この第１のフィルタを形成するための技術的ステップが減少し、これにより、第１および／または第２の光検出器の損傷の危険性が、同程度に減少する。

【0092】

入射放射の一部を遮断し、これにより、第２の光検出器１ｂに対して、第１の光検出器１ａを専用化するように、製造することが最も容易であり、および／または最も薄い低域通過、高域通過または帯域通過フィルタを選択することが、特に好適である。

【0093】

特定の実施形態では、反射防止層（図示せず）が用いられる。実施形態に応じて、反射防止層を、第２のフィルタ４ｂ上に配置することができ、すなわち、第２のフィルタ４ｂが、反射防止層と光検出器１ａおよび１ｂとを分離する。変形例として、反射防止層は、第２の光検出器１ｂ上および第１のフィルタ４ａ上に堆積される。反射防止層は、第２のフィルタ４ｂと第１のフィルタ４ａとを分離する。好適なやり方では、第１の反射防止層が、光検出器１ａおよび１ｂ上に堆積され、第２の反射防止層が、第２のフィルタ４ｂ上に、または第２のフィルタ４ｂと接触して堆積される。実施形態に応じて、反射防止層は、第１のフィルタ上に、または第１の光検出器１ａと第１のフィルタ４ａとの間に堆積することができる。反射防止層は、好適には、赤外線放射を通過させるように構成される。

【0094】

別の特定の実施形態において、パッシベーション層を用いて、第１および／または第２の光検出器１ａおよび１ｂが覆われる。好適なやり方では、パッシベーション層は、第１の光検出器１ａと第１のフィルタ４ａとの間に配置される。パッシベーション層は、好適には、１０ｎｍ～２０００ｎｍの間に含まれる厚さを呈する。パッシベーション層の使用は、フィルタリングされていない帯域の汚染を制限するために、特に好適である。例えば、フィルタリングされていない帯域の汚染は、装置の外部の要素による汚染または汚染物質の拡散による汚染をもたらす可能性がある。パッシベーション層は、光学的および／または電気的性能を変更しないように、汚染物質を光検出器および／またはフィルタから逸らすことを可能にする。汚染物質は、例えば、金または銅である。

【0095】

第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂを一体的に覆う、連続的なパッシベーション層を使用することが、好適である。連続的なパッシベーション層は、第１および第２の光検出器上の応力を平滑にすることによって、熱機械的応力のより良好な制御に役立つ。パッシベーション層を形成するために使用される材料は、低い汚染種の拡散係数を呈する材料とすることが、特に好適である。

【0096】

特定の実施形態において、光検出器および／またはフィルタと、パッシベーション層との間に、接着促進剤が配置される。

【0097】

特定の実施形態では、パッシベーション層は、パッシベーション層と反射防止層とを同時に形成するように、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＣｄＴｅ、ＳｉＯ_Ｘ、ＳｉＮ_ｘから選択された材料から作製される。反射防止層は、単一の材料から作製された単一の層によって、または異なる材料から作製されたいくつかの層の積層体によって、構成することができる。

【0098】

本発明者らは、また、第１の波長範囲および第２の波長範囲を検知し、かつ、これら２つの波長範囲の間では検知しない、第１および第２の光検出器を使用することが好適であることを認識した。第２の光検出器１ｂに対する第１の光検出器１ａの専用化は、これにより、第１のフィルタ４ａのカットオフ周波数に関する制約が減少するため、達成することがより容易になる。

【0099】

この実施形態は、また、第２のフィルタ４ｂに対する制約も低減されるため、好適である。

【0100】

しかし、多くの場合、光検出器は、第１および第２の波長範囲の間に位置する、少なくとも第３の波長範囲を検知する。その場合、二重帯域フィルタを使用することが、好適である。

【0101】

第１の波長範囲および第２の波長範囲を超えて延びる感度を有する、光検出器を使用することは、光検出器の製造方法および／または使用される材料に関連する、特定の技術的制約を緩和することを可能にするということが明らかである。

【0102】

しかし、第１の波長範囲の外および第２の波長範囲の外で検知する光検出器を使用することは、望ましくない放射範囲から生じる寄生信号が加えられることをもたらす。

【0103】

フィルタリングシステム４は、この第３の波長範囲を遮断するように構成されている。より具体的には、第３の波長範囲は、第２のフィルタ４ｂによって遮断される。

【0104】

図３ｂおよび図４ｂの透過曲線プロットによって示される、特に好適な実施形態において、第２のフィルタ４ｂは、第１および第２の波長範囲によって画定される間隔の、下端よりも下の波長をカットオフするように構成される、高域通過フィルタである。このようなフィルタは、カットオフ波長よりも低い波長に対応し、かつ、光検出器１ａおよび１ｂによって吸収され得る寄生放射を、遮断することを可能にする。

【0105】

この特定の場合では、第１のフィルタ４ａは、高域通過フィルタ、低域通過フィルタまたは通過帯域フィルタとすることができる。

【0106】

第１のフィルタ４ａが、図３ｃにその透過曲線のプロットが示されている低域通過フィルタである場合、第１の波長範囲は、第２の波長範囲よりも短い波長を呈する。第１の光検出器１ａは、図３ｅの強度曲線プロットによって示されるように、最も短い波長に割り当てられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、図３ｆの強度曲線プロットによって示されるように、両方の波長範囲を受信する。図３ｄは、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂの吸収波長範囲を表す。

【0107】

第１のフィルタ４ａが、図４ｃにその透過曲線プロットが示されている高域通過フィルタである場合、第１の波長範囲は、第２の波長範囲よりも長い波長を表す。第１の光検出器１ａは、図４ｅの強度曲線プロットによって示されるように、最も長い波長に関連付けられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、図４ｆの強度曲線プロットによって示されるように、両方の波長範囲を受信する。図４ｄは、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂの吸収波長範囲を表す。

【0108】

第１のフィルタ４ａが、通過帯域フィルタ（図示せず）である場合、第１の波長範囲は、第１のフィルタ４ａの特性に応じて、第２の波長範囲よりも短いか、または長い波長を呈することができる。第１のフィルタ４ａが、最も短い波長を通過させるように構成されている場合、動作は、低域通過フィルタと同等である。第１のフィルタ４ａが、最も長い波長を通過させるように構成されている場合、動作は、高域通過フィルタと同等である。

【0109】

図５ｂおよび図６ｂの透過曲線プロットによって示される、別の実施形態において、第２のフィルタ４ｂは、第１および第２の波長範囲によって画定される間隔の、上端よりも上の波長を、カットオフするように構成される、低域通過フィルタである。そのようなフィルタは、カットオフ波長よりも高い波長に対応し、かつ、光検出器１ａおよび１ｂによって吸収され得る寄生放射を遮断する（図５ｄ）。

【0110】

この特定の場合において、第１のフィルタ４ａは、高域通過フィルタ、低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタとすることができる。

【0111】

第１のフィルタ４ａが、図５ｃにその透過曲線のプロットが示されている低域通過フィルタである場合、第１の波長範囲は、第２の波長範囲よりも短い波長を呈する。第１の光検出器１ａは、図５ｅの強度曲線プロットによって示されるように、最も短い波長に関連付けられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、図５ｆの強度曲線プロットによって示されるように、両方の波長範囲を受信する。図５ｄは、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂの吸収波長範囲を表す。

【0112】

第１のフィルタ４ａが、図６ｃにその透過曲線のプロットが示されている高域通過フィルタである場合、第１の波長範囲は、第２の波長範囲よりも長い波長を呈する。第１の光検出器１ａは、図６ｅの強度曲線プロットによって示されるように、最も長い波長に関連付けられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、図６ｆの強度曲線プロットによって示されるように、両方の波長範囲を受信する。図６ｄは、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂの吸収波長範囲を表す。

【0113】

第１のフィルタ４ａが、帯域通過フィルタ（図示せず）である場合、第１の波長範囲は、第１のフィルタ４ａの特性に応じて、第２の波長範囲よりも短いか、または長い波長を呈することができる。第１のフィルタ４ａが、最も短い波長を通過させるように構成されている場合、動作は、低域通過フィルタと同等である。第１のフィルタ４ａが、最も長い波長を通過させるように構成されている場合、動作は、高域通過フィルタと同等である。

【0114】

図７ｂの透過率曲線プロットによって示される、特に好適な実施形態では、第２のフィルタ４ｂは、第１および第２の波長範囲によって画定される間隔の、下端よりも下の波長をカットオフし、かつ、第１および第２の波長範囲によって画定される間隔の、上端よりも上の波長をカットオフするように構成される帯域通過フィルタである。そのようなフィルタは、２つのカットオフ波長よりも低い波長および高い波長に対応し、光検出器１ａおよび１ｂによって吸収され得る寄生放射を遮断する（図７ｄ）。

【0115】

この特定の場合において、第１のフィルタ４ａは、高域通過フィルタ、低域通過フィルタまたは帯域通過フィルタとすることができる。

【0116】

第１のフィルタ４ａが、図７ｃにその透過曲線プロットが示されている高域通過フィルタである場合、第１の波長範囲は、第２の波長範囲よりも長い波長を呈する。第１の光検出器１ａは、図７ｅの強度曲線プロットによって示されるように、最も長い波長に関連付けられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、図７ｆの強度曲線プロットによって示されるように、両方の波長範囲を受信する。図７ｄは、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂの吸収波長範囲を表す。

【0117】

第１のフィルタ４ａが低域通過フィルタ（図示せず）である場合、第１の波長範囲は、第２の波長範囲よりも短い波長を呈する。第１の光検出器１ａは、最も短い波長に関連付けられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、両方の波長範囲を受信する。

【0118】

第１のフィルタ４ａが、帯域通過フィルタ（図示せず）である場合、第１の波長範囲は、第１のフィルタ４ａの特性に応じて、第２の波長範囲よりも短いか、または長い波長を呈することができる。第１のフィルタ４ａが、最も短い波長を通過させるように構成されている場合、動作は、低域通過フィルタと同等である。第１のフィルタ４ａが、最も長い波長を通過させるように構成されている場合、動作は、高域通過フィルタと同等である。

【0119】

図８ａから図８ｆに示す実施形態では、第２のフィルタ４ｂは、図８ｂにその透過曲線プロットが示されている二重帯域フィルタである。二重帯域フィルタは、図８ｃにその透過曲線プロットが示されている、高域通過タイプの第１のフィルタ４ａと関連付けられている。第１の光検出器１ａは、図８ｅの強度曲線プロットによって示されるように、最も長い波長に関連付けられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、図８ｆの強度曲線プロットによって示されるように、両方の波長範囲を受信する。図８ｄは、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂの吸収波長範囲を表す。

【0120】

別の実施形態に関して、第１のフィルタ４ａは、帯域通過フィルタか、または図９ａ～９ｆによって示される低域通過フィルタと、交換することができる。

【0121】

図３ａ、図４ａ、図５ａ、図６ａ、図７ａ、図８ａおよび図９ａは、観察されるシーンの光強度を表す。

【0122】

低域通過フィルタの透過曲線プロットを、図９ｃに示す。第１の光検出器１ａは、図９ｅの強度曲線プロットによって示されるように、最も短い波長に関連付けられた波長範囲のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、図９ｆの強度曲線プロットによって示されるように、両方の波長範囲を受信する。図９ｄは、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂによって吸収される波長範囲を表す。

【0123】

図１０に示す代替実施形態では、第２の光検出器１ｂは、第３のフィルタ４ｃによって覆われている。第３のフィルタ４ｃは、第２の波長範囲を通過させ、第１の波長範囲を遮断するように構成される。第３のフィルタ４ｃは、干渉フィルタまたは吸収フィルタとすることができる。

【0124】

第３のフィルタ４ｃは、そのカットオフ波長が第１の波長範囲と第２の波長範囲との間に位置する、低域通過フィルタまたは高域通過フィルタとすることができる。第１のフィルタが、低域通過フィルタの場合、第２のフィルタは高域通過フィルタであり、その逆の場合も同様である。

【0125】

代替案として、第３のフィルタ４ｃを、第２の波長範囲を通過させ、第１の波長範囲を遮断する帯域通過フィルタとすることも可能である。この実施形態は、帯域通過フィルタが、低域通過フィルタまたは高域通過フィルタより厚いため、先の実施形態よりも不利である。

【0126】

第３のフィルタ４ｃは、第２の光検出器１ｂ上、すなわち焦点面アレイの一部上に直接配置されたフィルタである。第３のフィルタ４ｃは、第１の光検出器１ａ上に堆積されておらず、これは、第３のフィルタ４ｃが、第２の光検出器１ｂのみを覆うこと、および、第３のフィルタ４ｃが、第１の光検出器１ａは覆わないままとすることを意味する。第３のフィルタ４ｃは、第２の光検出器１ｂと物理的に接触している。第３のフィルタ４ｃは、第１の光検出器１ａと、隣接する第２の光検出器１ｂとの間のクロストークを制限する。

【0127】

この特定の構成により、第２の光検出器１ｂは、入射放射の一部のみを受信する。第２の光検出器１ｂは、第２の波長範囲を受信し、第１の波長範囲を受信しない。各光検出器は、観察された波長範囲を表すデータを提供する。２つの光検出器から来る信号を比較する必要が、もはやないため、処理回路を単純化することができる。

【0128】

図３ａ、図４ａ、図５ａ、図６ａ、図７ａ、図８ａおよび図９ａを示す異なる例では、観察されたシーンの発光曲線は、第１および第２の波長範囲を超えて延びている。

【0129】

検出装置は、次のようにして簡単に製造することができる。第１の光検出器１ａおよび第２の光検出器１ｂが、半導体基板上に形成される。２つの光検出器１ａおよび１ｂは、同じ波長範囲を検知するため、２つの光検出器を同時に、かつ同じ半導体材料で製造することが好適である。優先的な実施形態では、光検出器１ａおよび１ｂは同一である。

【0130】

２つの光検出器は、基板の表面の平面に平行な軸に沿って、オフセットされており、かつ、基板の表面の平面に平行な１つの同じ平面内にある。

【0131】

第１の光検出器１ａを覆い、第２の光検出器１ｂは覆わないままとするように、第１の光検出器１ａ上に、第１のフィルタ４ａが形成される。

【0132】

第１の代替実施形態では、第１のフィルタ４ａは、第１の光検出器１ａ上および第２の光検出器１ｂ上に形成される。次いで、第２の光検出器１ｂの上方で、第１のフィルタ４ａが除去される。

【0133】

第２の代替実施形態では、第２の光検出器１ｂは、犠牲層によって保護される。第１のフィルタ４ａは、第１の光検出器１ａ上および犠牲層上に形成される。犠牲層を除去して、第１のフィルタのない第２の光検出器１ｂが解放される。

【0134】

次に、第２のフィルタ４ｂが、第１の光検出器１ａと第２の光検出器１ｂとを含む基板と関連付けられ、例えば接触して配置される。第２のフィルタ４ｂは、基板への堆積によっては形成されず、独立して形成され、後の段階で追加される。

【0135】

第３のフィルタ４ｃを使用する代替実施形態では、第３のフィルタ４ｃの前または後に第１のフィルタ４ａを形成することができる。また、第１のフィルタ４ａと第３のフィルタ４ｃとを、同時に複数の層を共有して、部分的に形成するものとすることも可能である。好適なやり方では、第３のフィルタ４ｃは、第２のフィルタ４ｂが設置される前に設けられる。第３のフィルタ４ｃは、第２のフィルタ４ｂから離れて配置される。

【0136】

例示目的のために、第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂを、好適に密封されている密閉筐体内に配置することが好適である。この密閉筐体は、放射源から第１および第２の光検出器１ａおよび１ｂに、放射を通過させるように構成された開口部を備える。第１および第２の波長範囲を通過させ、かつ有用ではない放射の一部を遮断するように、この開口部に第２のフィルタ４ｂを配置することが、特に好適である。開口部は、好適には、第２のフィルタ４ｂによって覆われた、透明材料で作製された窓６である。第２のフィルタ４ｂは、密閉筐体の内部（図１）または密閉筐体の外部（図２）に配置することができる。窓の全表面は、好適には、窓の全領域において有用な信号のみを残すように、第２のフィルタ４ｂによって覆われている。

【0137】

好適なやり方では、検出装置は、冷却式検出装置であり、すなわち３００Ｋ未満の、好ましくは４０Ｋ～３００Ｋの間に含まれる、好ましくは２００Ｋ未満の温度で動作するように構成された装置である。検出装置は、無冷却とすることもできる。

【0138】

検出装置は、その動作温度を冷却するために冷却システム７と有利に結合される。

【0139】

検出装置の光検出器は、ＩＩ－ＶＩ材料、例えばＨｇＣｄＴｅ、またはＩＩＩ－Ｖ材料、例えばＩｎＧａＡｓ、ＩｎＳｂまたはＩｎＡｓＳｂから製造することができる。

【0140】

光検出器１ａおよび１ｂは、好適には、入射放射を通過させる窓６を除いて、入射放射を遮断するように構成されたコールドシールド８によって、好適に囲まれる。入射放射を通過させるために、この窓６上に、第２のフィルタ４ｂを配置することが、特に好適であると考えられ.る。

【0141】

第１のフィルタ４ａによって覆われた領域と、第１のフィルタ４ａによって覆わないままにした領域とは、好適には、第１の光検出器１ａと、第２の光検出器１ｂとが、交互に位置することを画定する。

【0142】

この、第１および第２の光検出器が交互に位置することは、市松模様のパターンまたは光検出器の行または列によって表される、ストリップの交代配置の形状で表すことができる。

【0143】

優先的な実施形態では、コールドシールド８の内部の圧力は、コールドシールド８の外部の圧力以下である。コールドシールド８の内部の圧力を、大気圧より低く、例えば１０１３ｈＰａ未満とすることが好適である。

【0144】

特定の実施形態では、コールドシールド内の圧力は、１０^－４Ｐａ未満である。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図3e】

【図3f】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図4e】

【図4f】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図5e】

【図5f】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図6e】

【図6f】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図7e】

【図7f】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図8d】

【図8e】

【図8f】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【図9d】

【図9e】

【図9f】

【図10】