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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-22
(54)【発明の名称】オンボード放射線感知装置
(51)【国際特許分類】
G01J 1/04 20060101AFI20220215BHJP
G01J 1/02 20060101ALI20220215BHJP
G02B 5/04 20060101ALI20220215BHJP
【ＦＩ】
G01J1/04 A
G01J1/02 R
G02B5/04 F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021556207
(86)(22)【出願日】2020-01-10
(85)【翻訳文提出日】2021-06-16
(86)【国際出願番号】 US2020013178
(87)【国際公開番号】W WO2020146792
(87)【国際公開日】2020-07-16
(31)【優先権主張番号】62/791,193
(32)【優先日】2019-01-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/791,195
(32)【優先日】2019-01-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/791,479
(32)【優先日】2019-01-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/400,780
(32)【優先日】2019-05-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】521263249
【氏名又は名称】エムピー ハイ テク ソリューションズ プロプライエタリー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100119426
【弁理士】
【氏名又は名称】小見山 泰明
(72)【発明者】
【氏名】デ ウィット，ガブリエル
【テーマコード（参考）】
2G065
2H042
【Ｆターム（参考）】
2G065AA04
2G065AB02
2G065AB28
2G065BA04
2G065BB06
2G065BB11
2G065BB14
2G065BB25
2G065BB49
2G065BB50
2G065DA06
2G065DA07
2G065DA15
2G065DA20
2H042CA06
(57)【要約】
放射線感知装置においてビームスプリッティングを使用して、オンボード電磁放射線感知を提供するためのシステム、方法、及び装置。本放射線感知装置は、複数の光反射面を含むマイクロミラーチップを含み得る。本装置はまた、撮像面を含むイメージセンサを含み得る。本装置はまた、マイクロミラーチップとイメージセンサとの間に配置されたビームスプリッタユニットを含み得る。ビームスプリッタユニットは、撮像面及びマイクロミラーチップに対して傾斜している部分反射性表面を含むビームスプリッタを含み得る。本装置はまた、少なくともビームスプリッタ及び光源を囲むように構成されたエンクロージャを含み得る。本装置では、光源をプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けることができる。また、エンクロージャは、光源からの光をビームスプリッタへ向かう方向に反射するように構成された角度付き反射性表面を有する内面を含み得る。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射線感知装置であって、複数の光反射面を備えるマイクロミラーチップと、
撮像面を備えるイメージセンサと、
前記マイクロミラーチップと前記イメージセンサとの間に配置されたビームスプリッタユニットであって、前記撮像面及び前記マイクロミラーチップに対して傾斜している少なくとも１つの部分反射性表面を含むビームスプリッタを含む、前記ビームスプリッタユニットと、
エンクロージャであって、
前記ビームスプリッタと光源との少なくとも一部を囲むことであって、前記光源がプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられており、前記エンクロージャが、前記光源からの光を前記ビームスプリッタへ向かう方向に反射するように構成された角度付き反射性表面を備える、前記囲むこと、または
前記ビームスプリッタの少なくとも一部を囲むことであって、前記ビームスプリッタと光源とがプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられており、前記光源が可撓性コネクタによって前記ＰＣＢに取り付けられている、前記囲むこと、
を行うように構成されている、前記エンクロージャと、
を備える、前記放射線感知装置。
【請求項2】
前記エンクロージャが、前記イメージセンサを囲むようにさらに構成されている、請求項１に記載の放射線感知装置。
【請求項3】
前記イメージセンサが、ＰＣＢに取り付けられている、請求項１に記載の放射線感知装置。
【請求項4】
前記エンクロージャが、前記マイクロミラーチップを囲むようにさらに構成されている、請求項１に記載の放射線感知装置。
【請求項5】
前記角度付き反射性表面が、前記撮像面から４５度である４５度反射性表面である、請求項１に記載の放射線感知装置。
【請求項6】
前記光源が、ｚ軸に沿って中心光線を放射し、前記４５度反射性表面が、前記ビームスプリッタへ向かう方向に、９０度の角度で前記中心光線を反射するように構成されている、請求項５に記載の放射線感知装置。
【請求項7】
前記ビームスプリッタの前記部分反射性表面が、前記撮像面から４５度であり、前記マイクロミラーチップから４５度である、４５度部分反射性表面である、請求項５に記載の放射線感知装置。
【請求項8】
前記ビームスプリッタの前記４５度部分反射性表面が、前記エンクロージャの前記角度付き反射性表面に平行である、請求項１に記載の放射線感知装置。
【請求項9】
前記エンクロージャが、上壁と、前記上壁の外部表面から前記上壁の内部表面まで前記上壁を縦貫する開口部とを備える、請求項１に記載の放射線感知装置。
【請求項10】
前記エンクロージャが、前記エンクロージャの前記開口部の中に放射線レンズを備える、請求項９に記載の放射線感知装置。
【請求項11】
前記開口部及び前記放射線レンズを通過する放射線が、前記マイクロミラーチップの複数の放射線吸収面上に放射されるように、前記開口部が、前記マイクロミラーチップの上方に配置される、請求項１０に記載の放射線感知装置。
【請求項12】
前記放射線レンズが、円錐形のエンクロージャの中に埋め込まれる、請求項１１に記載の放射線感知装置。
【請求項13】
前記エンクロージャが、前記エンクロージャの前記開口部内の、前記放射線レンズと前記マイクロミラーチップとの間に放射線フィルタを備えており、前記放射線レンズから放射される放射線が、前記放射線フィルタを通過して、前記マイクロミラーチップの前記複数の放射線吸収表面に到達するようにする、請求項１１に記載の放射線感知装置。
【請求項14】
前記ＰＣＢと前記エンクロージャの前記内部表面とによってチャンバが形成される、請求項９に記載の放射線感知装置。
【請求項15】
前記チャンバが、前記マイクロミラーチップを完全に収容する、請求項１４に記載の放射線感知装置。
【請求項16】
前記マイクロミラーチップが、部分的に前記エンクロージャの前記開口部内にあり、かつ部分的に前記チャンバ内にある、請求項１４に記載の放射線感知装置。
【請求項17】
前記ビームスプリッタが、光線を第１の光線と第２の光線とに分割するように構成されており、前記第１の光線が、前記ビームスプリッタから前記マイクロミラーチップの前記複数の光反射面に向かって反射し、前記第２の光線が、前記ビームスプリッタを通過して前記エンクロージャの側壁に向かう、請求項１に記載の放射線感知装置。
【請求項18】
前記マイクロミラーチップの前記複数の光反射面の各光反射面が、前記ビームスプリッタの前記部分反射性表面で第３の光線と第４の光線とに分割される光線を反射して、前記第３の光線のみが前記部分反射性表面を通過して前記イメージセンサの前記撮像面に到達するようにする、請求項１７に記載の放射線感知装置。
【請求項19】
放射線感知装置であって、複数の光反射面を備えるマイクロミラーチップと、
撮像面を備えるイメージセンサと、
前記マイクロミラーチップと前記イメージセンサとの間に配置されたビームスプリッタユニットであって、前記撮像面及び前記マイクロミラーチップに対して傾斜している部分反射性表面を含むビームスプリッタを含む、前記ビームスプリッタユニットと、
チャンバを含むハウジングであって、前記チャンバが、プリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられる際に、前記マイクロミラーチップ、前記イメージセンサ、及び前記ビームスプリッタを囲むように構成されており、前記チャンバが、光源からの光を前記ビームスプリッタへ向かう方向に反射するように構成された角度付き反射性表面を備える、前記ハウジングと、
を備える、前記放射線感知装置。
【請求項20】
放射線感知装置であって、複数の光反射面を備えるマイクロミラーチップと、
撮像面を備えるイメージセンサと、
前記マイクロミラーチップと前記イメージセンサとの間に配置されたビームスプリッタユニットであって、前記撮像面及び前記マイクロミラーチップに対して傾斜している部分反射性表面を含むビームスプリッタを含む、前記ビームスプリッタユニットと、
チャンバを含むハウジングであって、前記チャンバが、プリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられる際に、前記マイクロミラーチップ、前記イメージセンサ、及び前記ビームスプリッタを囲むように構成されており、前記チャンバが、前記撮像面及び前記マイクロミラーチップに対して傾斜していて、光源からの光を前記ビームスプリッタへ向かう方向に反射するように構成された角度付き反射性表面を備える、前記ハウジングと、
を備える、前記放射線感知装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
本特許出願は、２０１９年５月１日に出願された「ＯＮ－ＢＯＡＲＤ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する出願第１６／４００，７８０号、２０１９年１月１１日に出願された「ＯＮ－ＢＯＡＲＤ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する出願第６２／７９１，１９３号、２０１９年１月１１日に出願された「ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ ＢＥＡＭ ＳＰＬＩＴＴＩＮＧ ＩＮ Ａ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する出願第６２／７９１，１９５号、及び２０１９年１月１１日に出願された「ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＷＩＴＨ Ａ ＬＩＧＨＴ ＳＯＵＲＣＥ ＭＯＵＮＴＥＤ ＯＮ Ａ ＦＬＥＸＩＢＬＥ ＰＡＲＴ」と題する出願第６２／７９１，４７９号の優先権を主張するものであり、これらの出願を参照により本明細書に援用する。
【技術分野】
【0002】
本明細書に開示される少なくともいくつかの実施形態は、一般にマイクロメカニカル放射線感知画素を用いるオンボード電磁放射線検出に関し、より詳細には、赤外線（ＩＲ）放射線のオンボード感知に関するが、これに限定されない。
【0003】
また、本明細書に開示される少なくともいくつかの実施形態は、一般にビームスプリッティングを用いる電磁放射線検出に関し、より詳細には、光源を可撓性部分に取り付けた放射線感知装置においてビームスプリッティングを用いる赤外線（ＩＲ）放射線の感知に関するが、これに限定されない。また、本明細書には、電磁放射線検出器用の可撓性部分を有するプリント回路基板構成が開示されている。
【背景技術】
【0004】
米国特許第９，８５７，２２９号は、基板上に第１のマスクを形成すること、第１のマスクを用いて基板上に構造層を形成すること、構造層の上に金属層を形成すること、第１のマスクを除去すること、基板上に第２のマスクを形成し、第２のマスクはマスク開口部を有すること、マスク開口部を用いて金属層を選択的にパターン形成すること、及び第２のマスクを除去することを含む電磁放射線検出デバイスの製造方法を開示している。米国特許第９，８５７，２２９号の開示全体を参照により本明細書に援用する。
【0005】
米国特許第５，９２９，４４０号は、多層カンチレバーのアレイを有する電磁放射線検出器を開示している。カンチレバーのそれぞれは、電磁放射線を吸収して熱を発生させ、この結果としてその熱のもとで、吸収した電磁放射線の量に比例して曲がるように構成されている。カンチレバーが照らされ、曲がったカンチレバーによって反射された光が感知されて、上記の電磁放射線の量が求められる。米国特許第５，９２９，４４０号の開示全体を参照により本明細書に援用する。
【0006】
米国特許第９，８５１，２５６号は、反射性の上面を有し、その反射性上面への入射光を感知された放射線の強度に応じて偏向させるように構成された複数のマイクロメカニカル放射線感知画素を含む放射線検出センサを開示している。このセンサは、調整可能な感度と測定範囲とを提供することができる。米国特許第９，８５１，２５６号の開示全体を参照により本明細書に援用する。
【0007】
米国特許第９，８１０，５８１号は、高画素密度の画素センサアレイで利用されることになる電磁放射線感知マイクロメカニカルデバイスを開示している。このデバイスのアレイは、ＩＲイメージング検出器として利用することができる。米国特許第９，８１０，５８１号の開示全体を参照により本明細書に援用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】米国特許第９，８５７，２２９号
【特許文献2】米国特許第５，９２９，４４０号
【特許文献3】米国特許第９，８５１，２５６号
【特許文献4】米国特許第９，８１０，５８１号
【発明の概要】
【0009】
本明細書には、放射線感知装置においてビームスプリッティングを使用して、オンボード電磁放射線感知を提供するためのシステム、方法、及び装置が記載されている。ビームスプリッティングは、部分反射面、または部分的に透過性であり、かつ部分的に反射性である（光指向）光学要素などのビームスプリッタによって行われることが可能である。ビームスプリッタは、一般に光指向デバイスであるか、または光指向デバイスを含むことができることを理解されたい。例えば、ビームスプリッタは、プリズムであるか、またはプリズムを含むことができる。本放射線感知装置は、複数の光反射面を含むマイクロミラーチップを含み得る。本装置はまた、撮像面を有するイメージセンサを含み得る。本装置はまた、マイクロミラーチップとイメージセンサとの間に配置されたビームスプリッタユニットを含み得る。ビームスプリッタユニットは、撮像面及びマイクロミラーチップに対して傾斜している反射性表面を含むビームスプリッタを含み得る。本装置はまた、少なくともビームスプリッタ及び光源を囲むように構成されたエンクロージャを含み得る。本装置では、光源をプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けることができる。また、エンクロージャは、光源からの光をビームスプリッタへ向かう方向に反射するように構成された角度付き反射性表面を有する内面を含み得る。本装置は、人物検出、火災検知、ガス検知、温度測定、環境モニタリング、省エネルギー、行動分析、監視、情報収集、及びヒューマンマシンインタフェースに利用することができる。別の言い方をすれば、本装置は、モバイルデバイスなどのコンピュータまたはコンピュータ化されたデバイスの回路基板に組み込まれた機能または機構に結合され、あるいはその機能または機構から制御され、それによって人物検出、火災検知、ガス検知、温度測定、環境モニタリング、省エネルギー、行動分析、監視、情報収集、及びヒューマンマシンインタフェースを提供することができる。
【0010】
本開示は、以下の詳細な説明、及び本開示の様々な実施形態の添付の図面から、より完全に理解されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】光源がプリント回路基板上にある少なくとも１つの実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された装置１００を示す。
【図5】光源がプリント回路基板の一部であり、ビームスプリッタユニットが順次ビームスプリッティングを実施する、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置５００を示す。
【図6】６Ａ、６Ｂ、及び６Ｃは、ビームスプリッタユニットが順次ビームスプリッティングを実施する、図５に示される実施形態などの少なくとも１つの実施形態による、ビームスプリッタユニットの構造のための構築を示す。
【図7】信号処理ユニットが、イメージセンサと一体化しているか、またはイメージセンサに直接取り付けられている、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置７００を示す。
【図8】放射線レンズ及び放射線フィルタが、マイクロミラーチップの上方にあるエンクロージャの開口部の中にある、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置８００を示す。
【図9】放射線レンズ、放射線フィルタ、及びマイクロミラーチップが、ビームスプリッタユニットの上方にあるエンクロージャの開口部の中にある、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置９００を示す。
【図10】放射線レンズ及び放射線フィルタが、ビームスプリッタユニットの上方にあるエンクロージャの開口部の中にあり、マイクロミラーチップが部分的に開口部の中にある、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置１０００を示す。
【図11】放射線フィルタが、マイクロミラーチップの上方にあるエンクロージャの開口部の中にあり、放射線レンズ１２０が、別個の装置上または構造体上など、本装置の外部にある、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置１１００を示す。
【図12】本装置が、可撓性部分に取り付けられた光源を含む、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置１２００を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下の説明及び図面は例示であり、限定的と解釈されるべきではない。完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が説明される。しかしながら、特定の例では、説明を分かりにくくすることを回避するために周知のまたは従来の詳細は説明されていない。
【0013】
図１は、少なくとも１つの実施形態による、電磁放射線（赤外線放射線など）の分布を測定するように構成されたオンボード電磁放射線感知装置１００を示す。本開示では、オンボード電磁放射線感知装置は、モバイルデバイスなどのコンピュータまたはコンピュータ化されたデバイスの回路基板に組み込まれた機能または機構に結合することができる、あるいはその機能または機構から制御することができるタイプの電磁放射線感知装置であることを理解されたい。
【0014】
一般に、本装置（図１に示された装置１００など）は、光源（光源１２６など）からの光線をマイクロミラーチップ１０２のマイクロミラーの光反射領域に向けるように構成された光指向デバイスを含む。さらに、マイクロミラーの光反射領域と向かい合う結像領域であって、マイクロミラーの光反射領域上に向けられた光線の反射によって形成される反射光スポットを受光するように構成された結像領域が含まれる。さらに、光指向デバイス及び結像領域がプリント回路基板（ＰＣＢ）に取り付けられたときに、光指向デバイス及び結像領域を囲むように構成されたエンクロージャが含まれる。また、例示的な実施形態では、エンクロージャは、光指向デバイスの一部分である角度の付いた部分反射平面（４５度の反射平面など）を有する内面を含む。光指向デバイスは、光学フィルタを含み得る。さらに、光指向デバイスは、光源に向かい合う球面を含み得、この球面がコリメータとして機能し得る。光学フィルタは、コリメータと一体化したもの、または光指向デバイスの他の平面と一体化したものであってもよい。また、いくつかの実施形態では、マイクロミラーチップ１０２のマイクロミラーの放射線吸収面上に環境放射線を投射するために、放射線結像レンズ１２０が含まれ得る。放射線レンズ（赤外線放射線レンズなど）は、エンクロージャの一部分であってもよい。また、マイクロミラーチップ１０２のマイクロミラーから反射されて撮像面上に形成される光スポットの像を取り込むために、イメージセンサ１０４が含まれ得る。さらに、像上の光スポットを異なるマイクロミラーと関連付けて識別し、１つずつのマイクロミラーによって吸収される放射線強度を、イメージセンサ１０４によって取り込まれる対応する光スポット移動または光パターン変化を通じて計算するために、信号処理ユニットが含まれ得る。
【0015】
図１では、装置１００の電子的構成要素は、ＰＣＢ１０１上に実装されている。装置１００は、モバイル機器内のＰＣＢなど、ホストＰＣＢまたはキャリアＰＣＢに搭載しまたは取り付けることができ、あるいは有線または無線データ通信機能を有する別個の放射線感知デバイスを形成するために用いることができる。装置１００は、マイクロミラーチップ１０２、イメージセンサ１０４、マイクロミラーチップ１０２とイメージセンサ１０４との間に配置されたビームスプリッタユニット１０６を含む。マイクロミラーチップ１０２は、図２～図４に詳細に示されている光反射面１０８を有する複数のマイクロミラーを含む。イメージセンサ１０４は、撮像面１１０を含む。ビームスプリッタユニット１０６は、光を部分的に透過させ、かつ部分的に反射させるビームスプリッタ１１２を含む。ビームスプリッタ１１２の長手方向は、マイクロミラーチップ及び撮像面に平行な水平軸（すなわち、ｙ軸）に沿って整列している。水平軸（すなわち、ｙ軸）は、垂直軸（すなわち、ｚ軸）と、図１～図６に示された平面に出入りする軸（すなわち、ｘ軸）とに垂直である。ｘ軸は、図１～図５及び図７～図１０には示されていない。
【0016】
図１では、マイクロミラーチップ１０２とイメージセンサ１０４との間には、単一のビームスプリッタ及びビームスプリッタユニットがある。ビームスプリッタ１１２は、ｙｚ平面において長方形の断面を有し得る。さらに、ビームスプリッタ１１２は、撮像面１１０及びマイクロミラーチップ１０２に対して傾斜していて、ビームスプリッタ１１２の高さの半分以上にわたって延在し得る部分反射性表面１１４を含む。図１では、部分反射性表面１１４は、ビームスプリッタ１１２の高さにわたって延在する。
【0017】
図に示すように、マイクロミラーチップ１０２は、ビームスプリッタユニット１０６に直接固定する、及び／または配置することができ、ビームスプリッタユニット１０６は、イメージセンサ１０４に直接固定する、または取り付けることができる。
【0018】
マイクロミラーチップ１０２は、図２～図４にさらに詳細に示されるマイクロミラーのセットを含む。マイクロミラーは、放射線吸収領域と光反射領域とを含む。マイクロミラーは、放射線吸収領域に吸収される放射線に応じて向きまたは位置が変化する。例えば、マイクロミラーチップ１０２は、基板上に形成されたマイクロミラーのセットを含み得る。各ミラーは、基板のフレーム上に立っているバイマテリアルの脚を有するプレートとしてもよい。各ミラープレートの反射性表面は、複数の光反射面１０８を形成するための金属層の一部分であり得る。ミラープレートの基板層は、放射線（赤外線放射線など）を吸収してプレートの温度を上昇させる。放射線吸収面は、プレートの反射性表面とは反対側にあってもよい。バイマテリアルの脚は、プレートの温度に応じて曲がってプレートを回転させ、したがって反射性表面を回転させる。プレートの回転角度は、プレートによって吸収された放射線の温度及び／または強度に相当する。マイクロミラーチップ１０２のいくつかの実施形態のいくつかの追加的な態様が、米国特許第９，８１０，５８１号に開示されている。
【0019】
イメージセンサ１０４は、ＣＭＯＳ（またはＣＣＤ）ベースのイメージセンサであり得る。イメージセンサ１０４は、統合されたＡＳＩＣ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの集積信号プロセッサに接続され得るか、またはそれらを含み得る。いくつかの実施形態では、ＰＣＢ１０１を介して信号プロセッサを接続することができる（例えば、図７の信号処理ユニット７０２を参照）。ＣＭＯＳイメージセンサは、本システムによる、赤外線（ＩＲ）放射線などのある特定の電磁放射線を検出する目的において、マイクロミラーチップから反射された光線を受光するように構成することができる。そして、マイクロミラーによって反射され、ＣＭＯＳイメージセンサによって取り込まれた光ドットまたは光パターンの行及び列を分析して、光ドットの偏向された距離を測定し、結果としてマイクロミラーチップ上に形成された放射線像の放射線強度または温度を測定することができる。
【0020】
図１に示すように、放射線感知装置１００はまた、ビームスプリッタ１１２及び光源１２６を囲むように構成されたエンクロージャ１３２を含み得る。光源１２６は、ＰＣＢ１０１に取り付けられている。例えば、光源１２６は、ＰＣＢ１０１上に搭載され、ＰＣＢ１０１上に形成された回路に接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。光源１２６は、青色（例えば波長４５０ｎｍ）、白色光、ＵＶ光、または可視もしくは近赤外スペクトルの任意の色の放射率を有するＬＥＤであってもよい。エンクロージャ１３２は、光源１２６からの光線１３４、１３４’、及び１３４”を反射光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”としてビームスプリッタ１１２に向けて反射するように構成された角度付き反射性表面１３６を含む内部表面を含む。反射面１３６は、表面１３６によって鏡のように反射された光源の鏡像がレンズ１１６の焦点に配置されるように、光源１２６とレンズ（１１６）との間に配置される。したがって、レンズ１１６は、表面１３６によって反射された点光源（１２６）からの平行ではなく発散する光１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”を、撮像面及びマイクロミラーチップ１０２に平行なコリメート光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”に変換する。コリメート光線は、（図１に概略的に示すように）実質的に平行であり、またはわずかに集束しもしくは発散し得る。いくつかの実施形態では、レンズ１１６は、平らな表面を有することができ、光源がレンズの高さよりも実質的に大きい距離にある場合には、光線は、ビームスプリッタに入る際に屈折し、したがってビームスプリッタ要素内で発散する。いくつかの実施形態では、レンズの球面または非球面は必要ではなく、レンズは平らな表面を有することができ、概略的に示した平行光線は発散し得る。この反射性表面により、光源１２６をＰＣＢ１０１上に搭載できるようになり、光をＰＣＢ１０１に対して実質的に垂直な方向に向ける。このような配置は、装置の（例えば、ｙ軸方向の）長さを短くすることができ、及び／または装置１００の製造時に構成要素を組み立てる手順を簡略化することができる。エンクロージャ１３２はまた、非反射性であってもよい、及び／または表面１３６よりも反射性が低くてもよい内部表面１４４、１４６、及び１４８を含み、そしてエンクロージャ１３２は、外部表面１５０、１５２、及び１５４を有する。外部表面１５２及び１５４は、エンクロージャ１３２の側面であり、外部表面１５０は、エンクロージャ１３２の上部外部表面である。外部表面１５０は、エンクロージャ１３２のチャンバ１５６への開口部１４０を含む。開口部１４０は、上壁の外部表面１５０から上壁の内部表面１４６まで、エンクロージャ１３２の上壁を縦貫する。開口部１４０の目的は、レンズ１２０を位置決め及び／または固定することであり得る。
【0021】
内部表面１４４は、角度付き反射性表面１３６に隣接し、ｚ軸に平行な側部の内部表面である。内部表面１４６は、角度付き反射性表面１３６に隣接し、ｚ軸及び内部表面１４４に垂直な上部の内部表面である。角度付き反射性表面１３６は、表面１４４と表面１４６との間にある。内部表面１４８は、内部表面１４６に隣接する側部の内部表面であり、ｚ軸及び内部表面１４４と平行に示す。内部表面１４８は、内部表面１４４及び角度付き反射性表面１３６と向かい合う。マイクロミラーチップ１０２、ビームスプリッタユニット１０６、及びイメージセンサ１０４は、内部表面１４４、１４６、及び１４８ならびに角度付き反射性表面１３６の内側に収容される。これらの内部表面とＰＣＢ１０１の上部表面とで、マイクロミラーチップ１０２、イメージセンサ１０４、及びビームスプリッタ１０６を囲むように構成されたチャンバ１５６が形成される。エンクロージャは、光、放射線、湿度、粒子、ガス、またはダストによる汚染からチャンバ１５６を隔離するために、密封または密封封止することが可能である。
【0022】
また、チャンバ１５６は、撮像面１１０及びマイクロミラーチップ１０２に対して傾斜していて、光源１２６からの光をビームスプリッタ１１２へ向けて反射するように構成されている角度付き反射性表面１３６を含む。
【0023】
いくつかの実施形態では、チャンバ１５６は、マイクロミラーチップ１０２、イメージセンサ１０４、及びビームスプリッタ１０６を完全に収容する。いくつかの実施形態では、マイクロミラーチップ１０２は、一部分がエンクロージャの開口部内にあり、一部分がチャンバ１５６内にある。
【0024】
図１、図５、図７、図８、図９、図１０、及び図１１は、本装置のエンクロージャのいくつかの異なる実施形態を示す。これらの異なる実施形態を、本明細書ではより詳細に説明する。一般に、図１、図５、図７、及び図８に示すように、エンクロージャ１３２（または図８のエンクロージャ８３２）は、マイクロミラーチップ１０２、光反射面１０８、撮像面１１０、撮像センサ１０４、及びビームスプリッタユニット１０６を囲むように構成される。図１０に示すように、エンクロージャ１０３２は、光反射面１０８、撮像面１１０、撮像センサ１０４、及びビームスプリッタユニット１０６を囲むように構成される。図９に示すように、エンクロージャ９３２は、撮像面１１０、撮像センサ１０４、及びビームスプリッタユニット１０６を囲むように構成される。
【0025】
また、図８～図１０に示すように、エンクロージャ８３２、９３２、及び１０３２は、エンクロージャのそれぞれの開口部８４０、９４０、及び１０４０内であって放射線レンズ１２０とマイクロミラーチップ１０２との間に、放射線レンズから発する放射線１２４ｂが、放射線フィルタ１２２を通過してマイクロミラーチップ１０２の複数の放射線吸収面上に進むように、放射線フィルタ１２２を任意選択で含むことができる。
【0026】
さらに、図１と同様に他の図面の一部にも示されているが、エンクロージャ１３２は、ピン１４２によってＰＣＢ１０１に取り付けられている。この意味で、エンクロージャ１３２は、ピン１４２によってＰＣＢ１０１に取り付けられた、装置１００のハウジングである。ピン１４２は、エンクロージャ１３２をＰＣＢ１０１に装着して位置合わせするように構成することができる。あるいは、位置合わせピン１４２を用いてエンクロージャ１３２をＰＣＢ１０１に位置合わせして固定する代わりに、これらのパーツと同様にシステム全体の他のパーツも、別の手段によって位置合わせして、接着剤で互いに固定することが可能である。ビームスプリッタとＰＣＢ１０１との中間にイメージセンサ１０４を置いて、ビームスプリッタをＰＣＢ１０１に位置合わせして固定するために、ビームスプリッタ上に位置合わせピンがあってもよい。
【0027】
また、図１に図示されるように、光源１２６は、光線１３４を含む光線を、ｚ軸の大体の方向に上向きに発する。ビームスプリッタユニット１１２と一体化したレンズ１１６へ向けて光を反射するために、エンクロージャ１３２は、ｚ軸から角度１３８で傾斜した角度付き反射性表面１３６を含む。いくつかの実施形態では、角度１３８は４５度であるので、光源１２６によって放射される光線の中心光線、例えば光線１３４は、レンズ１１６に向かって９０度の角度で反射される。そのような実施形態では、角度付き反射性表面１３６は、例えば、撮像面１１０から４５度である４５度反射性表面である。また、そのような実施形態では、光源１２６が、ｚ軸に沿った中心光線（光線１３４など）を放射する場合、４５度反射性表面は、中心光線をビームスプリッタ１１２へ向かう方向に９０度の角度で反射するように構成されている。さらに、図１に示すように、ビームスプリッタ１１２の部分反射性表面１１４は、角度付き反射性表面１３６と平行にすることができる。したがって、撮像面から４５度でありマイクロミラーチップから４５度である４５度部分反射性表面１１４を用いる実施形態では、角度付き反射性表面１３６は、同様に撮像面から４５度でありマイクロミラーチップから４５度であり得る。
【0028】
図１に示すように、レンズ１１６は、ビームスプリッタユニット１０６と一体化させることができる。いくつかの実施形態では、レンズ１１６は、平らな表面を作るためにレンズ１１６の右側半分を切り除いて、そのレンズをビームスプリッタユニット１０６の平らな表面に取り付けることによって、一体化させることができる。他のいくつかの実施形態では、レンズ１１６は、ビームスプリッタユニット１０６上に直接形成されている。
【0029】
レンズ１１６は、光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”などの光線を、それぞれ光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”としてビームスプリッタ１１２の部分反射面１１４上に向けるように構成されていることが示されている。具体的には、レンズ１１６は、表面１３６によって反射された、点光源とすることができる光源１２６からの光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”をコリメートして、光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”から平行光線を生成する。レンズ１１６は、非コリメート光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”をコリメートして、それぞれコリメート光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”にする。球体、または少なくとも部分的な球体が、光線を平行にするレンズの基盤となり得る。非コリメート光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”は、エンクロージャ１３２の内部表面である角度付き反射性表面１３６から反射された反射光線である。本明細書に記載の平行光線は、実質的に平行な光線であり得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、反射性表面は平らでなくてもよく、レンズの光学収差を補償して光線のより望ましいコリメーションをもたらすために、球面または非球面にすることが可能である。いくつかの実施形態では、光線は平行または実質的に平行である必要はないが、マイクロミラーのより小さい像を像表面に投射するために、わずかに集束してもよい。それでも、中心光線は、像表面平面及びマイクロミラー平面に平行または実質的に平行に進むことができ、一方、外側の光線は中心光線に向かって集束する。
【0030】
初めに、光源１２６が角度付き反射性表面１３６へ向けて光線１３４、１３４’、及び１３４”を発し、次いで角度付き反射性表面１３６から非コリメート光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”が反射される。光源１２６としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）が含まれ得る。図示するように、光源１２６はＰＣＢ１０１に直接取り付けられている。光線１３４、１３４’、及び１３４”は、円錐形の先端部が光源１２６にある円錐形として放射され得る。円錐形で放射され得、円錐形に幾分似た形で角度付き反射性表面１３６に反射されることもある、これらの光線を導くために、レンズ１１６は、光線１１８ａ、１１８ａ’、及び１１８ａ”を、ビームスプリッタ１１２に入るための平行光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”に変換する。
【0031】
ＬＥＤを使用する例では、光源１２６は、ピンホール、コーン、または（反射板または開口絞りなどの）発光指向デバイスを含むか、またはそれらと一体化させることができる。そのような例では、ＬＥＤは、ピンホール及びコーンによって、ＰＣＢから上方に可視光などの光線を放射するように構成することができる。そのような例における光は、ピンホールまたは光指向デバイスによって制限及び／または画定される。
【0032】
図１に部分的に示すように、部分反射性表面１１４は、コリメート光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”のそれぞれを２つの光線に分割する。例えば、部分反射性表面１１４は、入射コリメート光線１１８ｂを、マイクロミラーチップ１０２に向かって反射する光線１１８ｃと、部分反射性表面１１４を透過する光線１１８ｅとに分割する。コリメート光線は、それぞれビームスプリッタ１１２の部分反射性表面１１４で２つの光線に分かれる。光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”は、ビームスプリッタ１１２によって反射性表面１１４に反射されて、マイクロミラーチップ１０２の複数の光反射面１０８に向かって進む光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”となり、（図３に示す）光線１１８ｅ、１１８ｅ’、及び１１８ｅ”が、ビームスプリッタ１１２の反射性表面１１４を透過する。これらの最初に透過した光線１１８ｅ、１１８ｅ’、及び１１８ｅ”は、本装置の動作原理上、何の機能性も持たない。これらの光線は、ビームスプリッタから、またはビームスプリッタの背面に出て、あるいは背面が光吸収性であるために、これらの光線はビームスプリッタの表面１０６ａで吸収または散乱される。光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”は、複数の光反射面１０８のうちの反射表面の３つに、それぞれ光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”として反射することが示されている。光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”は、部分反射性表面１１４によって再び分割され、そこで透過光線は、それぞれ光線１１８ｄｄ、１１８ｄｄ’、及び１１８ｄｄ”として、イメージセンサ１０４の撮像面１１０に向かう（例えば、図３を参照）。光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”が再び部分反射性表面１１４を通過する際に、これらの光線の一部がレンズ１１６に向かって反射されることになる。
【0033】
いくつかの実施形態では、ビームスプリッタは、光源からの入射光線を第１の光線と第２の光線とに分割するように構成されており、そこでは第１の光線は、マイクロミラーチップの複数の光反射面へ向けてビームスプリッタによって反射され、第２の光線は、エンクロージャの側壁（側壁１４８など）へ向けてビームスプリッタを通過する。好ましくは、側壁１４８は非反射性であり、第２の光線を吸収する。そのような実施形態では、マイクロミラーチップの複数の光反射面の各光反射面が光線を反射しており、その光線がビームスプリッタの反射性表面で再び分割されて、第３の光線と第４の光線とに分割され得ることにより、第３の光線は反射性表面を通過してイメージセンサの撮像面に到達し、第４の光線は光源１２６に向かって反射される。
【0034】
図１に示すように、放射線レンズ１２０は、放射線光線１２４ａを任意選択の放射線フィルタ１２２に通して、マイクロミラーチップ１０２のマイクロミラーに向けるのに使用することができる。図示するように、レンズ１２０は、放射線フィルタ１２２及びマイクロミラーチップ１０２のハウジング１２８の真上にある開口部１４０に配置されている。この場合、エンクロージャ１３２は、エンクロージャの開口部１４０内に放射線レンズ１２０を含み、開口部１４０は、開口部及び放射線レンズ１２０を通過した放射線がマイクロミラーチップ１０２の複数の放射線吸収面（例えば、図２に示されている放射線吸収面２０４）上に放射されるように、マイクロミラーチップ１０２の上方に配置されている。いくつかの実施形態では、放射線レンズ１２０は、エンクロージャの開口部に嵌め込むことができる円錐形のエンクロージャ、または光学レンズをハウジングに嵌め込むための他の何らかの嵌め込みメカニズム（例えば、接着、圧入、止め輪、ねじ山など）の中に埋め込まれる。
【0035】
図１に示すように、本装置は、光源１２６とビームスプリッタユニット１０６との間のチャンバ１５６内に、その断面１６１ａ及び１６１ｂに単純な板を置いて概略的に示すような、開口、開口絞り、または一般に光線を導くかもしくは制限する構造を収容し得る。このような光線誘導構造または光線制限構造の機能は、寄生性の光散乱を排除することである。例えば、光源１２６は、放射率の角度が１８０度の点光源であり得る。一部の光線は、光源からビームスプリッタユニット１０６の方向に向かって直接伝わる可能性があり、望まれない寄生（「迷光」）または妨害パターンを引き起こし、あるいはコリメートすべき光線を妨げることがある。他の例では、表面１３６の一部の反射光線が、円錐及び／または入射角の外側にあり、それらの反射光線が、表面１３６から表面１４６に向かって進み、表面１４６に反射してビームスプリッタに入るように配置されていて、撮像面上にいくつかの不要な光のパターンをもたらすことがある。単純な円形または他の開口部などの光線誘導構造または光線制限構造は、光線が開口部の円錐形を形成するのに役立ち、または光線を画定して開口部の円錐形を形成することができる。これには、レンズ１１６の開口からレンズ１１６の焦点などの点源まで進む光線が含まれ得る。構造１６１ａで示すように、光線誘導構造または光線制限構造は、エンクロージャ１３２の一部であり得る。１６１ｂで示すように、光線誘導構造または光線制限構造をＰＣＢ１０１に取り付けることができる。場合によっては、光線誘導構造または光線制限構造は、チャンバ１５６内に配置される別個のパーツであってもよい。
【0036】
【0037】
図２に示すように、放射線フィルタ１２２は、放射線がマイクロミラー２０２によって受光される前に、方向を持った放射線にフィルタを適用することができる。具体的には、図示するように、放射線フィルタ１２２は、放射線がマイクロミラー２０２の放射線吸収面２０４によって受光される前に、方向を持った放射線にフィルタを適用することができる。マイクロミラーの反射性表面が、複数の光反射面１０８を提供する。また、図示するように、複数の光反射面１０８は、それぞれの放射線吸収面２０４に対する、それぞれの対向面にある。
【0038】
一般に、発光源（発光ダイオードであってもよい、または発光ダイオードを含んでもよい、光源１２６など）から発せられた光は、最終的には、複数の光反射面１０８の向きに応じて、マイクロミラーチップ１０２の複数の光反射面１０８に反射される。そして、その向きは、マイクロミラーチップ１０２の放射線吸収面２０４のそれぞれによって受光されたそれぞれの放射線の量に起因している。光反射面１０８の向きは、図３に図示された角度３１２、３１４、及び３１６を生じさせる。図２は、ある特定のマイクロミラー２０２の向きを変化させ、その結果、光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”が、複数の光反射面１０８のそれぞれの表面のそれぞれに、それぞれの反射光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”として反射する角度を生じさせる放射線光線１２４ｃを示す。
【0039】
図１に示すように、レンズ１２０は、放射線フィルタ１２２及びマイクロミラーチップ１０２のハウジング１２８の上方にあり得る。レンズ１２０は、（図２に示すように）放射線光線１２４ａなどの放射線の光線を放射線光線１２４ｂとして放射線フィルタ１２２に向けるように構成されたものとして図１及び図２に示される。
【0040】
放射線フィルタ１２２は、種々のフィルタリング特性を有し得る。例えば、放射線結像レンズは、例えば、ゲルマニウム、シリコン、ポリマー、カルコゲナイド、ガラス及びこれらに類するもので作られている赤外線レンズであってもよい。
【0041】
図２に示すように、放射線結像レンズは、マイクロミラーチップ１０２のマイクロミラー２０２との関連で配置されて、マイクロミラー２０２の鏡面２００に放射線（例えば、赤外線放射線）の像を形成する。放射線像は、放射線光線１２４ｃから生じる。
【0042】
放射線光線１２４ｃによって提供される放射線強度は、イメージセンサ１０４の撮像面１１０上の光線変位（図４に示すような光線変位４０２及び４０４など）に対応し得る。マイクロミラー２０２のそれぞれのマイクロミラーによって生成される光線変位は、それぞれのマイクロミラーの位置で放射線フィルタ１２２から生じる放射線像のピクセルの強度に対応する。光線変位は、一般にマイクロミラーの変位によってもたらされ得る。マイクロミラーは、放射線を吸収することによって変位し得る。場合によっては、マイクロミラーは、重力によって、及び／またはその動作温度の変動によって変位する。入射する放射線の変位と寄生性（例えば、重力または動作温度）の変位とを区別するために、放射束から隠されているが、重力または動作温度の変化からのみ偏向する参照マイクロミラー（複数可）を実装することができる。
【0043】
図１に示すように、複数の光反射面１０８は撮像面１１０を向いており、図２に示すように、複数の光反射面１０８の各光反射面は、放射線吸収面２０４によって感知された放射線、及び／または吸収された放射線に応じて、複数の光反射面１０８の他のミラーとは独立して動くミラーを含んでいる。
【0044】
いくつかの実施形態では、マイクロミラーチップは、像表面に向かって下を向くガラスキャップと、レンズ１２０に向かって上を向く放射線透過性キャップとを含み得る。
【0045】
いくつかの実施形態では、マイクロミラーチップは、第１の平面内の第１の方向に沿って配置されたマイクロミラーの少なくとも１つの行を含み、マイクロミラーの行内のそれぞれの各マイクロミラーは、放射線吸収面と、放射線吸収面の反対側に配置された光反射領域とを有し、それぞれのマイクロミラーは、放射線吸収面に吸収された放射線に応答して、第１の平面内の第２の方向に沿って回転するように構成されている。そのような実施形態では、ＣＭＯＳイメージセンサは、それぞれのマイクロミラーの光反射領域上に向けられたそれぞれの光線の反射光を受光するために、それぞれのマイクロミラーの光反射領域を向く撮像面を含み得、撮像面は、マイクロミラーの行における第２の方向に沿った等しい回転のために、マイクロミラーの行のうちの少なくとも２つから撮像面上に反射された光線の等しい変位を生じるように、マイクロミラーの行との関連で配置される。そのような実施形態では、ＣＭＯＳイメージセンサは、行内の異なるマイクロミラーから反射された異なる光学特性の光を受光するために、それぞれのマイクロミラーの光反射領域を向く撮像面を含み得る。異なる光学特性には、異なる光強度が含まれ得る。また、異なる光学特性には、光の形状の違いも含まれ得る。さらに、マイクロミラーの変位により、像表面上に変化するパターンが投射されることになる可能性がある。
【0046】
【0047】
図１及び図３に示すように、ビームスプリッタ１１２の長手方向は、マイクロミラーチップ１０２及び撮像面１１０に平行な方向１３０に向けられている。方向１３０は、装置１００の他の態様のための参照方向、及び装置１００に関連する参照方向として、図１～図５及び図７～図１０にも示されていることに留意されたい。
【0048】
図１と同様に図３にも示すように、ビームスプリッタユニット１０６は、撮像面１１０及びマイクロミラーチップ１０２に対して傾斜した半反射性表面及び半透過性表面１１４を含むビームスプリッタ１１２を含む。図示するように、反射性表面１１４は、ビームスプリッタの高さの半分以上にわたって延在し得る。図示するように、反射性表面１１４は、ビームスプリッタ１１２の高さにわたって延在する。反射性表面１１４は、表面で光線の反射、透過の分割を正確に５０：５０にする光学フィルムでコーティングすることができる。
【0049】
図３に示すように、部分反射性表面１１４は、撮像面１１０に対して角度３０２で傾斜している。部分反射性表面１１４は、マイクロミラーチップ１０２に対して角度３０４で傾斜している。本明細書で詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、角度３０２及び３０４は４５度の角度である。いくつかの実施形態では、ビームスプリッタ１１２は、マイクロミラーチップ１０２及び／または撮像面１１０と平行ではない方向に配置され、角度３０２と角度３０４とは互いに異なる（図面には示されていない）。また、いくつかの実施形態では、角度３０２及び３０４は、同じであってもよいが、４５度未満の角度または４５度より大きい角度であり得る。
【0050】
図３に示すように、ビームスプリッタ１１２は、光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”を、それぞれ光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”と光線１１８ｅ、１１８ｅ’、及び１１８ｅ”とに分割するように構成されている。図示するように、光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”は、部分反射性表面１１４でビームスプリッタ１１２から、それぞれ角度３０６、３０８、及び３１０でマイクロミラーチップ１０２へ向けて反射される。光線１１８ｅ、１１８ｅ’、及び１１８ｅ”は、ビームスプリッタ１１２を通過して、ビームスプリッタユニット１０６の背面に向かう。マイクロミラーチップ１０２の複数の光反射面１０８の各光反射面は、それぞれ角度３１２、３１４、及び３１６で光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”を反射し、これらの光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”は、部分反射性表面１１４で、それぞれイメージセンサ１０４に向かう透過光線１１８ｄｄ、１１８ｄｄ’、及び１１８ｄｄ”と、レンズ１１６へ向けて戻る他の光線として再び分割される（図面では示されていない）。光線１１８ｄｄ、１１８ｄｄ’、及び１１８ｄｄ”は、部分反射性表面１１４を通過して、イメージセンサ１０４の撮像面１１０に到達する。
【0051】
いくつかの実施形態では、ビームスプリッタユニットは、撮像面から４５度であり、マイクロミラーチップから４５度である、４５度部分反射性表面を有するビームスプリッタを含む。第１の４５度反射性表面は、ビームスプリッタの高さの半分以上にわたって延在し得る（例えば、４５度反射性表面は、ビームスプリッタの高さ全体にわたって延在し得る）。本明細書で述べたように、角度３０２及び３０４のそれぞれは、４５度であってもよい。これは、ビームスプリッタの長手方向が、マイクロミラーチップ、及びイメージセンサの撮像面と水平かつ平行に並べられている場合に発生し得る。図３では、角度３０２及び２０４が約４５度であるように見えるが、本開示では、上記の角度が変化し得ることを理解されたい。
【0052】
ビームスプリッタが４５度反射性表面を有し、その長手方向がマイクロミラーチップ及び撮像面に平行に並べられている、そのような実施形態では、角度３０６、３０８、及び３１０は、方向１３０（方向１３０はマイクロミラーチップ１０２及び撮像面１１０に平行）に対して９０度の角度となり得る。別の言い方をすれば、そのような実施形態では、角度３０６、３０８、及び３１０は、マイクロミラーチップ１０２及び撮像面１１０に対して９０度の角度である。そのような実施形態では、光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”を反射する複数の光反射面１０８の光反射面が、方向１３０と平行に並べられている場合、角度３１２、３１４、及び３１６は、光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”がそれぞれ光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”の経路に沿って直接反射して戻ってくるという点で、ゼロ度の角度となる。また、そのような実施形態では、光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”を光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”として反射する光反射面が方向１３０と平行に整列している場合、撮像面１１０から光線１１８ｄ、１１８ｄ’、及び１１８ｄ”までの角度は９０度の角度となる。
【0053】
また、ビームスプリッタが４５度反射性表面を有し、その長手方向がマイクロミラーチップ及び撮像面と平行に並べられている、そのような実施形態では、強度１００％の光線（例えば、光線１１８ｂ、１１８ｂ’、及び１１８ｂ”）を、ビームスプリッタ（例えば、ビームスプリッタ１１２）によって、それぞれ５０％の強度の２つの光線（例えば、光線１１８ｃ、１１８ｃ’、及び１１８ｃ”と、光線１１８ｅ、１１８ｅ’、及び１１８ｅ”）に分割することができる。強度が５０％の２つの分割光線のうちの一方は、ビームスプリッタからマイクロミラーチップに向かって反射することができ、強度が５０％のもう一方の分割光線は、ビームスプリッタを通過してビームスプリッタの背面に向かう。５０％強度の光線が反射して像表面に降りてくると、像表面に向かう途中で、この光線は、ビームスプリッタ１１２で再び分割され得るので、元の１００％強度の２５％の光線（例えば、光線１１８ｄｄ、１１８ｄｄ’、及び１１８ｄｄ”）が撮像面によって受光される。
【0054】
図４は、図１に示された装置１００のある部分を示し、さらに装置１００のマイクロミラーチップ１０２のマイクロミラー２０２の対応する位置における電磁放射線の強度を求めるために、装置１００のイメージセンサ１０４の撮像面１１０上で反射光線を変位（変位４０４、４０４’、及び４０４”など）させるメカニズムを示す。図４はまた、図２と同じ詳細レベルでマイクロミラーチップ１０２も示しており、マイクロミラーチップ１０２のビームスプリッタユニット１０６及びイメージセンサ１０４との統合を図示している。
【0055】
変位のためのメカニズムに関して、図４は、それぞれのマイクロミラー２０２の初期の点線位置において、それぞれのマイクロミラー２０２によって反射された対応する光線の位置を表す点線の矢印４０２、４０２’、及び４０２”を示す。マイクロミラー２０２が点線の位置から実線の位置まで（ミラーを回転させるのに十分な放射線を吸収し、または感知した結果として）回転した後に、回転したマイクロミラー２０２の光線は、実線の矢印１１８ｄｄ、１１８ｄｄ’、及び１１８ｄｄ”によって図示されるように、初期の位置から後続の位置へと移動する。
【0056】
光線変位４０４、４０４’、及び４０４”の測定値を使用して、対応するマイクロミラー２０２の回転角度を計算することができる。マイクロミラー２０２のそれぞれの１つの回転は、それぞれのマイクロミラーの放射線吸収面２０４のそれぞれの１つでの放射線強度の関数に比例し、したがって測定された変位４０４、４０４’、及び４０４”は、マイクロミラー２０２の放射線吸収面２０４での放射線強度を計算するために使用することができる。
【0057】
光線変位（例えば、変位４０４、４０４’、及び４０４”）の測定は、マイクロミラー２０２の１つ１つについて実行し、単一のマイクロミラー上またはマイクロミラーのアレイ上の放射強度の分布を求めるために使用することができる。この測定は、ＰＣＢ上に実装され得るか、またはＣＭＯＳイメージセンサの一部（例えばＡＳＩＣ）であってもよい計算ユニットによって行われ得る。
【0058】
一実施形態では、光検出器を使用して、イメージセンサ１０４の撮像面１１０上に形成された像を取り込むこと、対応する光線から生じ、それぞれのマイクロミラー２０２に対応する個々の光スポットを識別すること、光スポットの位置を求めること、及び光線の変位（変位４０４、４０４’、及び４０４”など）に対応するそれぞれの光スポットの変位を計算することを行い、結果として、マイクロミラー２０２上の放射線強度に関連する光強度を計算する。
【0059】
図２及び図４に示すように、ｙ軸は、マイクロミラー２０２の行の方向であり、本明細書に記載の方向１３０だけでなく、撮像面１１０にも平行である。光線変位４０４、４０４’、及び４０４”、したがって撮像面１１０上の対応する光スポット変位は、ｙ軸方向に沿っている。鏡面２００と撮像面１１０とは、鏡面２００及びｙ軸方向に直交するｚ軸に沿って、距離４０６だけ離れている。図示するように、ビームスプリッタユニット１０６の高さを、距離４０６とすることができる。
【0060】
ミラーの行に垂直な方向（すなわち、ｚ軸）に沿った距離４０６には、（図１～図５及び図７～図１０に示すように）ビームスプリッタユニット１０６を含めることができる。したがって、ビームスプリッタユニット１０６がマイクロミラーチップからの反射光と干渉するのを防ぐために、いくつかの実施形態では、反射光はビームスプリッタユニット１０６を回避する経路を進むことができる。
【0061】
図面には示していないが、いくつかの実施形態では、光線を、複数の光反射面１０８のうちの１つから、ｘ－ｚ平面内のｘ軸に沿った方向に、鏡面２００からのある角度で反射させることができる。ｘ－ｚ平面は、図１～図５及び図７～図１０のｙ－ｚ平面に垂直である。したがって、そのような実施形態では、光線は、一般に、（マイクロミラー２０２によって示すような）マイクロミラーの行の方向に沿って、ｙ－ｚ平面内の鏡面２００上を進み、マイクロミラーによって反射された後、光線は同じ方向に沿ってイメージセンサの撮像面上を進むが、ｘ－ｚ平面内で曲げられるか、または図１～図５及び図７～図１０のｙ－ｚ平面に出入りするｘ軸の方向に曲げられている。一実施形態では、マイクロミラーと撮像面との間の光路上に、構造的構成要素、及び／または光学構成要素が存在しない。これらの方法では、例えば、反射光は、撮像面１１０に向かって進む際に、ビームスプリッタユニット１０６を回避する経路を進むことができる。
【0062】
図４に示すように、撮像面１１０は鏡面２００と平行である。したがって、マイクロミラー２０２が鏡面２００と一致する初期位置にあるとき、異なるマイクロミラー２０２によって反射された光は、マイクロミラーの複数の光反射面１０８のそれぞれの光反射領域から撮像面１１０まで等しい距離を進む。その結果、マイクロミラー２０２の放射線吸収面２０４に印加される放射線強度が等しくなることで、マイクロミラー２０２の回転が等しくなると、撮像面１１０上での光線変位が等しくなる。この配置により、光線変位から光強度を算出するための較正が簡素化され、及び／または精度が向上し、及び／または放射線強度から光線変位への変換において、均一な信号生成及び均一な感度が確保され得る。
【0063】
図４は、一実施形態による、マイクロミラーの位置における電磁放射線の強度を求めるための、撮像面１１０上の反射光線の変位（例えば、変位４０４、４０４’、及び４０４”）の測定を示す。
【0064】
【0065】
図面には示されていないが、いくつかの実施形態では、複数の光反射面１０８のそれぞれの光反射面上のマイクロミラー２０２の１つ１つが、光反射領域及び非反射性領域を有する。各マイクロミラーの光反射領域の形状及び大きさが、マイクロミラーによって撮像面上に反射される光スポットを画定する。いくつかの実施形態では、チップのマイクロミラーは、それらの光反射領域において同じ形状及び大きさを有する。あるいは、チップ内の異なるマイクロミラーは、その光反射領域において異なる形状及び／または大きさを有することができ、その結果、撮像面上に異なる形状の反射光スポットが生じる。
【0066】
この光反射領域の光学特性の違いを利用して、撮像面上の光スポットを、その光スポットの反射に係わる対応するマイクロミラーと関連付ける精度を向上させることができる。複数の光反射面１０８の反射面における形状、大きさ、反射率、向き、及び／または偏光などを変化させることを利用することにより、異なる光学特性を達成することができる。さらに、撮像面上の光スポットの生成に係わるマイクロミラーを、撮像面上に捕捉された対応する光スポットの形状、大きさ、向き、偏光、強度、及び／またはマーカから識別できるように、シンボルまたはグラフィックパターンを光反射領域に施して（例えば、エッチングまたはオーバーレイを行って）マイクロミラーにマークを付けてもよい。
【0067】
図５は、光源１２６がＰＣＢ１０１の一部であり、ビームスプリッタユニット５０２が順次ビームスプリッティングを実施する、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置を示す。
【0068】
図示するように、装置５００は、図１の装置１００の要素に類似した、または図１の装置１００と相互作用する、多くの要素を含む、または多くの要素と相互作用する。装置１００とは異なり、装置５００は、順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニット５０２を含む。
【0069】
光源１２６は、光線１３４を含む光線を、ｚ軸の大体の方向に上向きに発する。ビームスプリッタユニット５０２と一体化したレンズ１１６へ向けて光を反射するために、エンクロージャ１３２は、ｚ軸から角度１３８で傾斜した角度付き反射性表面１３６を含む。いくつかの実施形態では、角度１３８は４５度であるので、光源１２６によって放射される光線の中心光線、例えば光線１３４は、レンズ１１６に向かって９０度の角度で反射される。
【0070】
順次ビームスプリッティングは、ビームスプリッタユニット５０２の２つのビームスプリッタ５０４及び５０６によって実施される。第１のビームスプリッタ５０４は、反射性表面５０８を含み、第２のビームスプリッタ５０６は、反射性表面５１０を含む。
【0071】
図５に示すように、コリメート光線１１８ｂは、ビームスプリッタ５０４の反射性表面５０８で、２つの光線１１８ｃ及び１１８ｅに分かれる。光線１１８ｃは、ビームスプリッタ５０４により、マイクロミラーチップ１０２の複数の光反射面１０８へ向けて反射され、光線１１８ｅは、ビームスプリッタ５０４の反射性表面を透過する。光線１１８ｃは、光線１１８ｄとして複数の光反射面１０８の反射表面の１つに反射することが示されている。光線１１８ｄは、ビームスプリッタ５０４の反射性表面を透過して、光線１１８ｄｄとしてイメージセンサ１０４の撮像面に向かう。光線１１８ｅは、ビームスプリッタ５０４を透過して、光線１１８ｆとしてビームスプリッタ５０６の反射面５１０に反射される。光線１１８ｆは、ビームスプリッタ５０６により、マイクロミラーチップ１０２の複数の光反射面１０８へ向けて反射されるように示される。光線１１８ｆは、光線１１８ｇとして複数の光反射面１０８の反射表面の１つに反射することが示されている。光線１１８ｇは、ビームスプリッタ５０６の反射性表面５１０を透過して、光線１１８ｇｇとしてイメージセンサ１０４の撮像面に向かう。
【0072】
装置５００の追加の特徴とその代替形態のいくつかとは、本特許出願と同日に出願され、代理人案件番号１５２７６３－２０１５００／Ｕ.Ｓ.を有する、当初「ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ ＢＥＡＭ ＳＰＬＩＴＴＩＮＧ ＩＮ Ａ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された関連米国特許出願にさらに記載されている。当初「ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ ＢＥＡＭ ＳＰＬＩＴＴＩＮＧ ＩＮ Ａ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された関連出願では、開示される少なくともいくつかの実施形態は、一般に順次ビームスプリッティングを用いる電磁放射線検出に関し、より詳細には、放射線感知装置において順次ビームスプリッティングを用いる赤外線（ＩＲ）放射線の感知に関するが、これに限定されない。当初「ＳＥＱＵＥＮＴＩＡＬ ＢＥＡＭ ＳＰＬＩＴＴＩＮＧ ＩＮ Ａ ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ ＳＥＮＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題された関連出願の開示全体は、参照により本明細書に援用される。
【0073】
図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、ビームスプリッタユニットが順次ビームスプリッティングを実施する少なくとも１つの実施形態による（図５に示されるビームスプリッタユニット５０２などの）ビームスプリッタユニットの構造の構築を示す。
【0074】
順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニットの有利な特徴は、ビームスプリッタユニットの高さが低くなる結果、ビームスプリッタユニットを使用する装置の高さも同様に低くできることである。これは、モバイル機器を用いる用途、あるいは装置を構成要素として別の装置、製品またはシステムに組み込む際に装置の高さが重要になるような用途に特に有効である。順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニット、及びビームスプリッタユニットを収容する本装置の高さを低くすることにより、ビームスプリッタユニット及び本装置をモバイルデバイスに含めることが可能になり得る。モバイル機器は、人の片手または両手で持って操作できる程度の小さな電子デバイスであれば何であってもよい。例えば、順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニットは、４ミリメートル未満の高さを有することができ、これにより、多くの異なるタイプのモバイル機器内でビームスプリッタユニットを使用することが可能になる。
【0075】
順次ビームスプリッティングを実施する記述されたビームスプリッタユニットは、図１～図４及び図７～図１０に示された１つのビームスプリッタなどの、１つのビームスプリッタの半分にスライスされた部分を水平に配置したものと類似させることができる。言い換えれば、順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニットは、１つのビームスプリッタの半分にスライスされた部分を再配置して、２つの半分にスライスされた部分が水平方向に順次に結合されたデバイスと似ている。
【0076】
図６Ａは、１つのビームスプリッタ１１２を示す。図６Ａのビームスプリッタ１１２は、１つの部分反射性表面１１４（例えば、１つの４５度反射性表面）を含む。図７Ｂは、ビームスプリッタ１１２のスライス６０２及び６０４を示す。スライス６０２及び６０４は、ビームスプリッタ１１２を４つの部分に分ける。２つの部分には、ビームスプリッタ５０４及び５０６が含まれ得る。そして、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、ビームスプリッタ５０４及び５０６は、それぞれ図５の反射性表面５０８及び５１０を含むことができる。図６Ｃは、結合されたビームスプリッタ５０４及び５０６を示しており、これらは結合されて図５のビームスプリッタユニット５０２の少なくとも一部分である構造体５１６にされる。図示するように、ビームスプリッタ５０４の前に領域６０６があり、ビームスプリッタ５０４とビームスプリッタ５０６との間に領域６０８があり、ビームスプリッタ５０６の後ろに領域６１０がある。ビームスプリッタ５０４及び５０６のそれぞれの長さ６１２及び６１４は、領域６０６、６０８、及び６１０の境界をさらに明確にする。
【0077】
図６Ｃの構造体５１６は、最初に、図６Ｂのスライス６０２及び６０４に従ってビームスプリッタ１１２を切断し、次に、反射性表面５０８及び５１０を有するビームスプリッタ１１２の２つの部分を付けることによって形成することができる。また、図６Ｃの構造体５１６は、３つのブロックの透明材料を加えて形成することができる。３つのブロックのうちの左側のブロックは、図１のレンズ１１６と同様のレンズなどの一体型レンズを含んでもよい。図６Ｃでは一体型レンズは図示していない。この３つのブロックは、領域６０６、６０８、及び６１０を提供し得る。左側の（統合レンズを含むことができる）ブロックと共に、ビームスプリッタ５０４と５０６との間に第２のスペーサブロックを取り付けてもよく、第３のスペーサブロックをビームスプリッタ５０６の右側に取り付けて、図６Ｃの構造体５１６を得ることができる。
【0078】
領域６０６、６０８、及び６１０によって提供されるスペースを、順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニットに含めることは有益である。このスペースは、順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタで発生する異なる光の屈折から生じる光線の干渉の影響を最小限に抑えることができるという点で有益である。そのような干渉する光線は、ビームスプリッタ５０４及び５０６の反射表面の間に十分なスペースがない場合には、放射線の検出に使用される光線と干渉する。したがって、領域６０６、６０８、及び６１０は、干渉を減らすための十分なスペースを提供することができる。
【0079】
干渉を減らす別の方法は、順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニットの各ビームスプリッタの長さを増やすことである。開示された装置をモバイル機器に搭載することは望ましいことであるが、モバイル機器の多くが薄型であることを考えると、干渉を減らすためにビームスプリッタの高さを高くすることは現実的な選択肢ではない。モバイル機器内で使用されることになる装置への干渉を低減するために、いくつかの実施形態では、マイクロミラーチップと撮像センサとの間の距離は、撮像センサ及びマイクロミラーチップの長さのいずれか以下である。例えば、マイクロミラーチップと撮像センサとの間の距離は、撮像センサの長さの半分以下である。また、マイクロミラーチップと撮像センサとの間の距離を、マイクロミラーチップの長さの半分以下にすることも可能である。
【0080】
いくつかの実施形態では、順次ビームスプリッティングを実施するビームスプリッタユニットの各ビームスプリッタの長さ（ビームスプリッタ５０４及び５０６のそれぞれの各長さ６１２及び６１４など）は、最大でも、そのビームスプリッタユニットと共に使用される撮像センサまたはマイクロミラーチップの長さの半分である。ビームスプリッタユニットの各ビームスプリッタの長さが、撮像センサまたはビームスプリッタユニットと共に使用されるマイクロミラーチップの長さの最大でも半分である実施形態を含むいくつかの実施形態では、マイクロミラーチップと撮像センサとを同じ長さにしてもよい。
【0081】
また、ビームスプリッタユニットの長さを、撮像センサ及びマイクロミラーチップの長さよりも長く、短く、または等しくしてもよい。例えば、イメージセンサの長さとビームスプリッタユニットの全長とを同じにしてもよく、またはビームスプリッタユニットが、イメージセンサよりも長い長さ、もしくは短い長さを有してもよい。また、マイクロミラーチップの長さとビームスプリッタユニットの全長とを同じにしてもよく、またはビームスプリッタユニットが、マイクロミラーチップよりも長い長さ、もしくは短い長さを有してもよい。このような変形形態は、順次ビームスプリッティングを実施しているビームスプリッタユニットで生ずる場合があり、または実施していないビームスプリッタユニットで生ずる場合もある。
【0082】
図７は、信号処理ユニット７０２がＰＣＢ１０１を介してイメージセンサ１０４に接続されている少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置７０２を示す。
【0083】
図示するように、装置７００は、図１の装置１００の要素に類似した、または図１の装置１００と相互作用する、多くの要素を含む、または多くの要素と相互作用する。装置１００とは異なり、装置７００は、信号処理ユニット７０２を含む。あるいは、コンピュータネットワークを介してイメージセンサに接続されるリモートの信号処理ユニットなど、イメージセンサ１０４に間接的に信号処理ユニットを接続してもよい。他の実施形態では、信号処理ユニットをＰＣＢ１０１に直接接続することができ、そのような例では、（図７に示されているように）ＰＣＢ１０１上の結合が、イメージセンサ１０４と信号処理ユニットとを接続してもよい。
【0084】
いくつかの実施形態では、信号送信ユニットが、信号処理ユニット７０２またはその代替物と結合されて、イメージセンサ１０４によって取り込まれたイメージデータ、及び／または信号処理ユニット７０２またはその代替物によって処理された測定データを送信する。イメージセンサ１０４によって取り込まれたイメージデータ、及び／または信号処理ユニット７０２またはその代替物によって処理された測定データは、光線の変位（変位４０４、４０４’、及び４０４”など）、マイクロミラーの回転、及び放射線の強度（放射線光線１２４ｃの強度など）を示すものである。
【0085】
信号処理ユニット７０２は、指定された用途をカスタマイズして処理するようにプログラムすることができる。信号処理ユニット７０２は、反射光線の変位（変位４０４、４０４’、及び４０４”など）を処理し、対応する電気信号ゲインを生成してもよい。この信号はさらに処理され、例えば、外部ディスプレイを介してエンドユーザに表示されてもよい。一例では、信号処理ユニット７０２によって処理された信号は、通信ポートを介して無線で携帯機器に送信され、そこでエンドユーザは生成された信号を見ることができ、装置７００または信号処理ユニット７０２とのユーザインタフェースを介して制御またはインタラクトする能力を有する。信号の送信及びやり取りは、例えばＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉなどを使用した任意の有線または無線の伝送法を介して行うことができる。エンドユーザのディスプレイ及びインタフェースとしては、例えば、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータなど、任意のデバイスが含まれ得る。
【0086】
いくつかの実施形態では、ＰＣＢは、その前面及び／または背面に、信号処理ユニットに加えて、任意の種類の表面実装電子的構成要素を、さらに収容することができる。いくつかの例では、電子的構成要素及び／または信号処理ユニットは、キャップで覆われているか、またはエポキシ樹脂で埋め込まれているか、あるいはコーンから外れた光線の散乱を減らすことができる何らかの材料で覆われているか、及び／または埋め込まれていてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＣＢは、工場での較正または操作のために、その表側及び／または裏側に電子的接触パッドを有し得る。
【0087】
さらに、ＰＣＢ１０１の裏側１４９は、ピン１４２がこの表面から突き出ることなく、平らにすることができる。この平らな面を使用して、装置を例えばホストボード上の別の平らな面に取り付けることができる。いくつかの例では、本装置を別の装置に取り付ける方法、及び／または固定する方法として、ホストボードに取り付ける前、及び／または固定する前に、平らな表面に接着剤を使用することができる。いくつかの例では、接続ケーブルがＰＣＢに取り付けられ、本装置から突出しているので、接続ケーブルは、本装置を別デバイスに電子的に接続する方法を提供し得る。接続ケーブルは、装置（例えば、装置１００または７００）とホストプロセッサ及び／またはデバイスとの間で、動作電力を供給し、データ及び信号をやり取りすることができる。いくつかの例では、コネクタは、サーマルイメージまたはＣＭＯＳイメージをストリーミングすることが可能である。
【0088】
図８は、放射線レンズ１２０及び放射線フィルタ１２２が、マイクロミラーチップ１０２及びマイクロミラーチップのハウジング８２８の上方にあるエンクロージャ８３２の開口部８４０の壁８４２（円筒壁など）の中にある、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置８００を示す。図示するように、装置８００は、図１の装置１００の要素に類似した、または図１の装置１００と相互作用する、多くの要素を含む、または多くの要素と相互作用する。装置１００とは異なり、装置８００は、レンズ１２０及びフィルタ１２２を収容する開口部８４０を含む上部の外部表面８５０を含む。開口部は、エンクロージャ８３２の上壁を、外部表面８５０から内部表面８４６まで縦貫する。ハウジング８２８は、チャンバ１５６内にあり、チャンバ内のスペースによって開口部８４０から分離されている。この構成は、レンズ１２０及びフィルタ１２２を、マイクロミラーチップを収容するハウジングから分離できるという点で有益であり得る。
【0089】
図９は、放射線レンズ１２０及び放射線フィルタ１２２が、エンクロージャ９３２の開口部９４０の壁９４２（円筒壁など）の中にある、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置９００を示す。装置８００とは異なり、装置９００は、マイクロミラーチップ１０２が、開口部９４０の壁９４２の中のフィルタ１２２の下に存在するように構成されている。図示するように、装置９００は、図１の装置１００の要素に類似した、または図１の装置１００と相互作用する、多くの要素を含む、または多くの要素と相互作用する。装置１００とは異なり、装置９００は、レンズ１２０、フィルタ１２２及びマイクロミラーチップ１０２を収容する開口部９４０を含む上部の外部表面９５０を含む。開口部９４０は、エンクロージャ９３２の上壁を、外部表面９５０から内部表面９４６まで縦貫する。マイクロミラーチップのためのハウジングはなく、チャンバ１５６内には、チップをフィルタ１２２から分離するスペースもない。両方の要素が開口部９４０内に収容されているためである。この構成は、マイクロミラーチップ１０２のための追加のハウジングを使用しないという点で有益である。また、例えば、壁９４２は、マイクロミラーチップ１０２上への放射線の誘導及び集束を容易にし得る。また、マイクロミラーチップ１０２は、ビームスプリッタユニット１０６に直接取り付けられていることが示されている。さらに、エンクロージャ９３２がビームスプリッタユニット１０６と直接接触しているそのような配置は、ビームスプリッタユニットに対してエンクロージャを位置合わせするのに使用することができ、またはその逆に使用することもできる。
【0090】
図１０は、放射線レンズ１２０及び放射線フィルタ１２２が、エンクロージャ１０３２の開口部１０４０の壁１０４２（円筒壁など）の中にある、少なくとも１つの他の実施形態による、電磁放射線の分布を測定するように構成された別の装置１０００を示す。装置８００とは異なり、装置１０００は、マイクロミラーチップ１０２が、部分的に開口部１０４０の壁１０４２の中のフィルタ１２２の下に存在するように構成されている。図示するように、装置１０００は、図１の装置１００の要素に類似した、または図１の装置１００と相互作用する、多くの要素を含む、または多くの要素と相互作用する。装置１００とは異なり、装置１０００は、レンズ１２０及びフィルタ１２２を収容するとともに、マイクロミラーチップ１０２を部分的に収容する開口部１０４０を含む上部の外部表面１０５０を含む。開口部１０４０は、エンクロージャ１０３２の上壁を、外部表面１０５０から内部表面１０４６まで縦貫する。マイクロミラーチップのためのハウジングはなく、チャンバ１５６内には、チップをフィルタ１２２から分離するスペースもない。この構成は、マイクロミラーチップ１０２のための追加のハウジングを使用しないという点で有益である。また、例えば、壁１０４２は、マイクロミラーチップ１０２上への放射線の誘導及び集束を十分に容易にし得る。また、マイクロミラーチップ１０２は、ビームスプリッタユニット１０６に直接取り付けられていることが示されており、したがってチップ全体を壁１０４２の中に備えることが必ずしも有益であるとは限らない。別の例として、装置１０３２の構成の利点は、チャンバ１５６が異なる大きさのビームスプリッタユニットに対してより柔軟なことである。装置１０３２のチャンバ１５６の高さが、装置９３２のチャンバ１５６の高さよりも高いためである。
【0091】
いくつかの実施形態では、マイクロミラーチップはハウジングを持たず、ビームスプリッタユニットに直接接着されている。ビームスプリッタユニットは、ＰＣＢ上にピンを介して位置合わせされてもよく、またはＣＭＯＳ上にリセスによって位置合わせされてもよい。放射線フィルタ１２２は任意選択のものであり、いくつかの実施形態では省くことができる。レンズは、ハウジング内に接着可能であり、光及び／または気密性を提供できる単玉レンズで十分である。
【0092】
いくつかの例では、光指向デバイスは、プリズムである場合があり、または図面に示されているものとは異なる形状であってもよく、表面１１４はまた、小さなエアギャップであったり、または異なる材料で構成されていたりすることがある。表面１３６は、迷光を遮断するために部分的にパターン化された反射性表面とすることができる。
【0093】
また、本明細書には、電磁放射線検出器用の可撓性部分を有するプリント回路基板構成が記載されている。いくつかの実施形態では、放射線感知装置においてビームスプリッティングを用いる電磁放射線感知は、可撓性部分に取り付けられた光源を含む（例えば、図１２に図示された可撓性部分１２０２を参照）。言い換えれば、本明細書に記載されている装置の変形形態は、可撓性部分に取り付けられた光源を含み得る（例えば、図１２に図示された可撓性部分１２０２を参照）。いくつかの実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源が、放射線感知装置の可撓性部分、または本装置が取り付けられているＰＣＢ（プリント回路基板）の可撓性部分に取り付けられている（例えば、図１２に図示された可撓性部分１２０２を参照）。可撓性部分を曲げることにより、光源から発せられたビームをビームスプリッタに向けることができる（例えば、図１２参照）。
【0094】
可撓性部分を使用することで、光源（ＬＥＤなど）からの光線を、ビームスプリッタに垂直に当てることができる。また、光源をＰＣＢに固定することも可能である。いくつかの実施形態では、光源を、ＰＣＢの可撓性部分、またはＰＣＢに取り付けられた本装置の可撓性部分に固定することができる。また、いくつかの実施形態（図示せず）では、本装置は、反射壁（例えば、少なくとも図１に図示された反射面１３６）と、可撓性部分（例えば、図１２に図示された可撓性部分１２０２を参照）とを含むことができる結果、可撓性部分に取り付けられた光源から反射性表面に向かってビームが放射され、そして反射性表面からビームスプリッタに向かって反射されるように、可撓性部分が屈曲される。
【0095】
いくつかの実施形態では、光源はＰＣＢの可撓性部分に取り付けられ、可撓性部分は上向きに曲げられている。そのような例では、可撓性部分を、装置のハウジングの垂直な側（前）壁に取り付けることができる。壁には、光源が開口部からビームを放射するための小さな開口部（ピンホールなど）を設けることができる。
【0096】
いくつかの実施形態では、可撓性部分（フレックスＰＣＢ）はＰＣＢの一部分である。補強材と薄型の基板対基板コネクタとで、フレックスＰＣＢをアセンブリ内のメインＰＣＢに接続することができる。また、レンズと本装置の外壁とは、ＰＣＢ上に接着された成型プラスチックシェルを含むことができる。レンズは、図１２に示すレンズ１２０とすることができる。
【0097】
上記の明細書では、本開示の実施形態を、その具体的な例示の実施形態を参照して説明してきた。以下の特許請求の範囲に記載されている本開示の実施形態のより広い趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができることは明らかであろう。したがって、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味で捉えられるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【国際調査報告】