用于电磁辐射感测的设备和方法技术

本公开涉及用于提供电磁辐射感测的系统、方法和设备。所述设备包含辐射检测传感器，其包含多个微机械辐射感测像素，所述像素具有反射顶部表面且被配置成随着所感测辐射的强度而变使入射于反射性表面上的光偏转。在一些实施方案中，所述设备具有针对所述感测像素中的至少一些的相等灵敏度。在一些实施方案中，所述设备可提供可调整的灵敏度和测量范围。所述设备可用于人类检测、火灾检测、气体检测、温度测量、环境监视、能量节省、行为分析、监控、信息收集以及人机接口。

Apparatus and method for electromagnetic radiation sensing

The present disclosure relates to a system, a method and an apparatus for providing electromagnetic radiation sensing. The device comprises a radiation detection sensor, which comprises a plurality of micro mechanical radiation sensor pixel, the pixel has a reflective surface and the top is configured with the sensed radiation intensity and the incident on the reflective surface of the light deflection. In some embodiments, the device has an equal sensitivity to at least some of the sensed pixels. In some embodiments, the device provides an adjustable sensitivity and measuring range. The device can be used for human detection, fire detection, gas detection, temperature measurement, environmental monitoring, energy saving, behavior analysis, monitoring, information collection, and man-machine interface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电磁辐射感测的设备和方法相关申请本申请要求2015年6月25日提交且标题为《用于电磁辐射感测的设备和方法(ApparatusandMethodforElectromagneticRadiationSensing)》的第14/750,403号美国专利申请以及2014年6月26日提交且标题为《用于电磁辐射感测的设备和方法(ApparatusandMethodforElectromagneticRadiationSensing)》的第62/017,724号美国临时专利申请的优先权，所述申请的全部公开内容特此以引用的方式并入本文。
本文公开的至少一些实施例大体上涉及电磁辐射检测，且更特定来说涉及(但不限于)红外(IR)辐射的感测。
技术介绍
第5,929,440号美国专利公开了一种具有多层悬臂的阵列的电磁辐射检测器。所述悬臂中的每一者被配置成吸收电磁辐射以产生热，且因此与所吸收电磁辐射量成比例地在所述热影响下弯曲。对悬臂进行照射，且感测由弯曲的悬臂反射的光以确定电磁辐射量。第5,929,440号美国专利的全部公开内容特此以引用的方式并入本文。附图说明在附图的图式中借助于实例而非限制来图示实施例，在附图中相似参考标号指示类似元件。图1a图示了根据一个实施例的被配置成测量电磁辐射分布的设备。图1b图示了根据一个实施例测量成像表面上的反射光点的位移以确定微镜的位置处的电磁辐射强度。图1c图示了根据一个实施例具有不同光反射区域的微镜阵列。图2a图示了根据一个实施例用以在成像表面上产生反射光点的相等位移以用于微镜的相等旋转的微镜和成像表面的配置。图2b图示了根据一个实施例用以在成像表面上产生反射光点的相等位移以用于微镜的相等旋转的微镜和成像表面的另一配置。图2c图示了根据一个实施例用以在成像表面上产生反射光点的最小位移偏差以用于在未准直照明下的微镜的相等旋转的微镜和成像表面的又一配置。图3a图示了根据一个实施例的辐射感测设备。图3b图示了根据一个实施例的另一辐射感测设备。图3c图示了根据一个实施例的又一辐射感测设备。图4图示了根据一个实施例被配置有光引导装置以产生不同特性的光点的辐射感测设备。图5图示了根据一个实施例被配置有用于微镜的不同部分的不同过滤特性的多个辐射过滤器的辐射感测设备。图6图示了根据一个实施例被配置有可调整以改变镜阵列与成像表面之间的距离的定位机构的辐射感测设备。具体实施方式以下描述和附图是说明性的，且不应解释为限制性的。描述众多具体细节以提供详尽的理解。然而，在某些情况下，未描述众所周知或常规的细节，以免混淆描述。在本公开中对一个实施例或一实施例的参考不一定参考同一实施例；且这些参考意味着至少一个。图1a图示了根据一个实施例的被配置成测量电磁辐射分布的设备。在图1a中，一种电磁辐射感测设备(1)包含：微镜(4)的阵列；光源(2)，其用以提供光；透镜(3)，其用以将光(v)引导到微镜(4)的光反射区域(13)上；成像表面(5)，其用以形成由微镜(4)反射的光点的图像；光检测器(31)，其用以捕获形成于成像表面(5)上的图像；以及任选的辐射过滤器(6)，其用以过滤传入的辐射(r')以产生由微镜(4)的辐射吸收表面(11)吸收的辐射(r)的分布。在图1a中，微镜(4)的阵列布置于镜平面(19)上。举例来说，微镜(4)的重心(或几何结构)定位于镜平面(19)上。成像表面(5)与镜平面(19)平行布置。微镜(4)中的每一者具有面对辐射(r)和/或辐射过滤器(6)的辐射吸收表面(11)。微镜(4)中的每一者具有形成于辐射吸收表面(11)的相对表面上的光反射区域(13)。光反射区域(13)充当镜以将光(v)反射到成像表面(5)上。光(v)由特定微镜(4)反射的部分与光(v)由其它微镜(4)反射的部分大体上相异且分离，且因此在成像表面(5)上形成与所述特定微镜(4)相关联的相异光点。举例来说，来自光源(2)的光线(34)由微镜(4)的光反射区域(13)反射以形成到达成像表面(5)上的光点(39)的反射光线(35)。在图1a中，在无传入辐射(r')的情况下，微镜(4)最初具有与镜平面(19)对准的位置。举例来说，微镜(4)的中心平面在镜平面(19)内部；且微镜(4)的辐射表面(11)与镜平面(19)平行。在图1a中，点线(33)表示在对应微镜(4)的初始点线位置中由对应微镜(4)反射的光线的位置。在微镜(4)从点线位置(15)旋转到实线位置(17)之后，对应微镜(4)的光点从初始位置(37)移动到当前位置(39)。位置(37与39)之间的光点位移(Y)的测量可用以计算对应微镜(4)的旋转Q的角度；且由于旋转Q随着对应微镜(4)的辐射吸收表面(11)上的辐射强度成比例而变，因此测得的位移(Y)可用以计算对应微镜(4)的辐射吸收表面(11)上的辐射强度。光点位移(Y)的测量可针对阵列中的每一微镜(4)执行，且用以确定微镜(4)的阵列上的辐射强度的分布。在一个实施例中，光检测器(31)用以捕获形成于成像表面(5)上的图像，识别对应于阵列中的个别微镜(4)的个别光点，确定光点的位置，以及计算相应光点的位移及因此微镜(4)上的辐射强度的光强度。在图1a中，y轴线是在微镜(4)的行的方向上，且平行于图像平面(19)；且光点位移(Y)是在成像表面(5)上沿着y轴线方向。镜平面(19)和成像表面(5)沿着垂直于镜平面(19)的z轴线分开某一距离。在图1a中，光(v)与z轴线成角度q被引导于镜平面(19)上。因此，光(v)大体上沿着微镜(4)的行的方向行进到镜平面(19)上，且在由微镜(4)反射之后，沿着微镜(4)的行的方向行进到成像表面(5)上。光引导装置(例如，透镜(3))和成像表面(5)沿着行的方向(y轴线)分开某一距离。因此，光引导装置(例如，透镜(3))不干扰微镜(4)与成像表面(5)之间的光线。在一个实施例中，微镜(4)与成像表面(5)之间的光路径上不存在结构和/或光学组件。在图1a中，成像表面(5)与镜平面(19)平行。因此，当微镜(4)处于与镜平面(19)对准的初始位置中时，由阵列中的不同微镜(4)反射的光从微镜(4)的相应光反射区域(13)到成像表面(5)行进相等距离。结果，由于施加于微镜(4)的辐射吸收表面(11)上的相等辐射(r)强度，微镜(4)的相等旋转导致成像表面(5)上的相等光点位移(Y)。此布置可简化用于从光点位移(Y)计算光强度的校准，和/或改善准确性和/或确保均匀的信号产生以及从辐射强度到光点位移的转换中的均匀灵敏度。图1b图示了根据一个实施例测量成像表面上的反射光点的位移以确定微镜的位置处的电磁辐射强度。图1b图示了3×3微镜(4)的阵列。大体上，在不同应用中可使用微镜(4)的不同数目的行和/或列。图1b图示了每一微镜(4)在面对成像表面的表面上具有光反射区域(13)和非反射性区域(12)。每一微镜(4)的光反射区域(13)的形状和大小界定由对应微镜(4)反射到成像表面(5)上的光点(39)。在图1b中，阵列中的微镜(4)在其光反射区域(13)中具有相同的形状和大小。替代地，阵列中的不同微镜(4)可以在其光反射区域(13)中具有不同的形状和/或大小，如图1c中图示，从而导致成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射感测设备，其包括：至少一行微镜，其在第一平面中沿着第一方向布置，所述行微镜中的每一相应微镜具有辐射吸收表面以及定位于所述辐射吸收表面的相对侧处的光反射区域，其中所述相应微镜被配置成响应于所述辐射吸收表面中吸收的辐射而在所述第一平面中沿着第二方向旋转；光引导装置，其被配置成将来自光源的相应光线引导到所述相应微镜的所述光反射区域；以及成像表面，其面对所述相应微镜的所述光反射区域以接收被引导到所述相应微镜的所述光反射区域上的所述相应光线的反射光线，所述成像表面相对于所述行微镜而定位以针对在所述行微镜中沿着所述第二方向的相等旋转产生从所述行微镜中的至少两个反射到所述成像表面上的光线的相等位移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 US 62/017,724;2015.06.25 US 14/750,4031.一种辐射感测设备，其包括：至少一行微镜，其在第一平面中沿着第一方向布置，所述行微镜中的每一相应微镜具有辐射吸收表面以及定位于所述辐射吸收表面的相对侧处的光反射区域，其中所述相应微镜被配置成响应于所述辐射吸收表面中吸收的辐射而在所述第一平面中沿着第二方向旋转；光引导装置，其被配置成将来自光源的相应光线引导到所述相应微镜的所述光反射区域；以及成像表面，其面对所述相应微镜的所述光反射区域以接收被引导到所述相应微镜的所述光反射区域上的所述相应光线的反射光线，所述成像表面相对于所述行微镜而定位以针对在所述行微镜中沿着所述第二方向的相等旋转产生从所述行微镜中的至少两个反射到所述成像表面上的光线的相等位移。2.根据权利要求1所述的辐射感测设备，其中在所述行微镜的光反射区域与所述成像表面之间的光路径上不存在光学组件。3.根据权利要求2所述的辐射感测设备，其进一步包括具有所述成像表面的光成像传感器。4.根据权利要求2所述的辐射感测设备，其进一步包括部分透明的组件，所述部分透明的组件具有所述成像表面以形成通过从所述行微镜反射到所述成像表面上的所述光线形成的光点的图像。5.根据权利要求2所述的辐射感测设备，其中所述光引导装置被配置成将来自非相干光源的光作为光线引导到所述行微镜的所述光反射区域以及所述成像表面。6.根据权利要求2所述的辐射感测设备，其中所述光引导装置包含点光源。7.根据权利要求6所述的辐射感测设备，其中所述点光源包含准直器。8.根据权利要求2所述的辐射感测设备，其中所述光引导装置包含衍射光栅或分束器。9.根据权利要求2所述的辐射感测设备，其中所述光引导装置包含具有非机械光束导向的光源。10.一种辐射感测设备，其包括：至少一行微镜，其在...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯蒂芬森，D·J·伯恩，
申请(专利权)人：MP高技术解决方案控股有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU