JP2003014538A - Thermal radiation detector - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 環境温度の影響を低減するための信号処理
や、光源の光量変動の影響を低減するための信号処理
や、画像補正処理などを、可能にする。
【解決手段】 基板1上に、熱型放射検出有効素子10
1及び熱型放射検出無効素子102が設けられる。有効
素子101は、被支持部を有する。この被支持部は、赤
外線を受けて熱に変換する赤外線吸収部と、この赤外線
吸収部にて発生した熱に応じて基板1に対して変位する
変位部と、該変位部に生じた変位に応じた所定の変化を
得るために用いられる反射板と、を有する。無効素子1
02は、有効素子101と実質的に同じ構造を持ちつ
つ、入射しようとする赤外線に応答しないように構成さ
れる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To enable signal processing for reducing the influence of environmental temperature, signal processing for reducing the influence of light amount fluctuation of a light source, image correction processing, and the like. A thermal radiation detection effective element (10) is provided on a substrate (1).
1 and a thermal radiation detection invalid element 102 are provided. The effective element 101 has a supported part. The supported portion includes an infrared absorbing portion that receives infrared rays and converts it into heat, a displacement portion that displaces with respect to the substrate 1 in accordance with heat generated by the infrared absorbing portion, and a displacement that occurs in the displacement portion. A reflection plate used to obtain a predetermined change corresponding to the reflection plate. Invalid element 1
Numeral 02 has substantially the same structure as that of the effective element 101, but is configured not to respond to infrared rays to be incident.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、熱型赤外線検出装
置等の熱型放射検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal radiation detecting device such as a thermal infrared detecting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の静電容量型や光読み出し型の熱型
赤外線検出装置は、基体と、該基体上に設けられ被支持
部を有する少なくとも1つの熱型放射検出素子とを備え
ている(特開平8−193888号公報、米国特許第
3,896,309号公報、特開平10−253447
号公報等)。前記被支持部は、赤外線を受けて熱に変換
する赤外線吸収部と、該赤外線吸収部にて発生した熱に
応じて前記基体に対してバイメタルの原理により変位す
る変位部と、該変位部に生じた変位に応じた所定の変化
を得るために用いられる変位読み出し部材と、を有して
いる。入射した放射は前記赤外線吸収部で熱に変換さ
れ、その熱に応じて変位部が湾曲して変位する。2. Description of the Related Art A conventional thermal infrared detecting device of a capacitance type or a light reading type is provided with a base and at least one thermal radiation detecting element provided on the base and having a supported portion. (JP-A-8-193888, US Pat. No. 3,896,309, JP-A-10-253447.
No. The supported part includes an infrared absorption part that receives infrared rays and converts it into heat, a displacement part that is displaced by the bimetal principle with respect to the base body according to heat generated in the infrared absorption part, and a displacement part. A displacement reading member used to obtain a predetermined change according to the generated displacement. The incident radiation is converted into heat by the infrared absorption section, and the displacement section is curved and displaced according to the heat.
【0003】光読み出し型の熱型赤外線検出装置の場合
には、前記変位読み出し部材として、例えば、受光した
読み出し光を反射する反射板が用いられる。この反射板
に読み出し光が照射され、変位部に生ずる変位が読み出
し光の反射角度の変化として読み出され、これにより入
射赤外線量が検出される。In the case of a light-reading type thermal infrared detecting device, as the displacement reading member, for example, a reflecting plate that reflects the received reading light is used. The reading light is applied to the reflecting plate, and the displacement generated in the displacement portion is read as a change in the reflection angle of the reading light, whereby the incident infrared ray amount is detected.
【0004】また、静電容量型の熱型赤外線検出装置の
場合には、例えば、前記変位読み出し部材として可動電
極部が用いられ、この可動電極部と対向するように固定
電極部が基体に固定される。変位部に生ずる変位による
可動電極部の高さ(可動電極部と固定電極部との間の間
隔)の変化が、両電極部間の静電容量として読み出さ
れ、これにより入射赤外線量が検出される。Further, in the case of the capacitive thermal infrared detector, for example, a movable electrode portion is used as the displacement reading member, and the fixed electrode portion is fixed to the base so as to face the movable electrode portion. To be done. The change in the height of the movable electrode section (the distance between the movable electrode section and the fixed electrode section) due to the displacement generated in the displacement section is read out as the capacitance between both electrode sections, and the incident infrared ray amount is detected by this. To be done.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の熱型放射検
出装置では、熱に応じて生ずる変位により放射を検出す
るという原理に基づいている。このため、ペルチェ素子
等の温度調節器を用いかつこれを高い応答性で厳密に制
御して、基板の温度を厳密に一定に保つように制御しな
い限り、入射する赤外線量が同じであっても、環境温度
の影響を受けて変位部の変位量が変動してしまう。前記
被支持部の構造を工夫することにより、温度調節器を用
いなくても理論上は環境温度の影響をなくすことは可能
であるが、各構造の寸法の製造上のばらつき等によって
環境温度の影響を完全になくすことは実際上困難であ
る。したがって、前記従来の熱型変位素子を用いた赤外
線検出装置では、厳密な基板の温度制御を行わない限
り、目標物体からの赤外線等を精度良く検出することが
できない。厳密な基板の温度制御を行えば、環境温度の
影響を低減して放射検出精度を向上することができるも
のの、コストアップを免れない。The conventional thermal radiation detection device is based on the principle that radiation is detected by the displacement caused by heat. Therefore, unless a temperature controller such as a Peltier element is used and the temperature of the substrate is strictly controlled with high responsiveness to keep the substrate temperature strictly constant, even if the incident infrared ray amount is the same. However, the displacement amount of the displacement portion changes due to the influence of the environmental temperature. By devising the structure of the supported portion, it is theoretically possible to eliminate the influence of the environmental temperature without using a temperature controller, but due to the manufacturing variations in the dimensions of each structure, etc. It is practically difficult to completely eliminate the effect. Therefore, the infrared detection device using the conventional thermal displacement element cannot accurately detect infrared rays or the like from the target object unless the temperature of the substrate is strictly controlled. If the temperature of the substrate is strictly controlled, the influence of environmental temperature can be reduced and the radiation detection accuracy can be improved, but the cost is inevitable.
【0006】また、光読み出し型の熱型放射検出装置の
場合、素子に照射する読み出し光の光源が必要となる。
この光源からの光量が変動すると、その影響を受けて、
放射検出精度が低下してしまう。Further, in the case of the optical readout type thermal radiation detection device, a light source of readout light for irradiating the element is required.
If the amount of light from this light source fluctuates, it will be affected and
Radiation detection accuracy is reduced.
【0007】さらに、光読み出し型の熱型放射検出装置
の場合、複数の熱型放射検出素子を2次元状に配置し、
読み出し光学系を用いて、前記各素子の前記変位読み出
し部材にそれぞれ前記読み出し光を照射し、前記各素子
から出射され変位部の変位に応じて変化した読み出し光
に基づいて、前記各素子の前記変位部の変位に応じた光
学像を形成し、この光学像をCCDカメラ等で撮像すれ
ば、入射放射の像を得ることができる。この場合、振
動、衝撃、熱膨張などにより、読み出し光学系の構成要
素にずれが生じた場合、得られた入射放射の像に、回
転、ゆがみ、倍率の変動などの変動が生じ、画質が劣化
する。しかし、従来の光読み出し型の熱型放射検出装置
では、このような像の変動を補正することはできなかっ
た。Further, in the case of an optical readout type thermal radiation detection device, a plurality of thermal radiation detection elements are arranged two-dimensionally,
The displacement reading member of each element is irradiated with the readout light by using a readout optical system, and based on the readout light emitted from each element and changed according to the displacement of the displacement portion, An image of incident radiation can be obtained by forming an optical image according to the displacement of the displacement portion and capturing the optical image with a CCD camera or the like. In this case, if the components of the readout optical system are misaligned due to vibration, shock, thermal expansion, etc., the resulting image of incident radiation undergoes fluctuations such as rotation, distortion, and magnification fluctuations, resulting in deterioration of image quality. To do. However, the conventional optical readout type thermal radiation detection device cannot correct such image fluctuations.
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、環境温度の影響を低減するための信号処理
や、光源の光量変動の影響を低減するための信号処理
や、画像補正処理などを、適宜可能にすることができる
熱型放射検出装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a signal process for reducing the influence of the ambient temperature, a signal process for reducing the influence of the light amount fluctuation of the light source, and an image correction process. It is an object of the present invention to provide a thermal radiation detection device capable of appropriately performing the above.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の態様による熱型放射検出装置は、基
体と、前記基体上に設けられた少なくとも1つの熱型放
射検出有効素子と、前記基体上に設けられた少なくとも
1つの熱型放射検出無効素子とを備えたものである。そ
して、前記少なくとも1つの熱型放射検出有効素子は、
前記基体に支持された被支持部であって、放射を受けて
熱に変換する放射吸収部と、該放射吸収部にて発生した
熱に応じて前記基体に対して変位する変位部と、該変位
部に生じた変位に応じた所定の変化を得るために用いら
れる変位読み出し部材と、を有する被支持部を備える。
前記少なくとも1つの熱型放射検出無効素子は、前記熱
型放射検出有効素子と実質的に同じ構造を持ちつつ、入
射しようとする放射に応答しないように構成される。In order to solve the above-mentioned problems, a thermal radiation detection device according to a first aspect of the present invention comprises a base and at least one thermal radiation effective detection element provided on the base. And at least one thermal radiation detection invalid element provided on the base. And said at least one thermal radiation detection effective element,
A supported portion supported by the base, which absorbs radiation and converts it into heat; a displacement portion that is displaced with respect to the base according to heat generated in the radiation absorption portion; A supported portion having a displacement reading member used for obtaining a predetermined change according to the displacement generated in the displacement portion.
The at least one thermal radiation detection invalid element has substantially the same structure as the thermal radiation detection effective element, but is configured not to respond to incident radiation.
【0010】この第1の態様によれば、従来の熱型放射
検出装置と異なり、熱型放射検出素子のみならず、熱型
放射検出無効素子が熱型放射検出有効素子と同じ基体上
に設けられている。熱型放射検出無効素子は、熱型放射
検出有効素子と実質的に同じ構造を持ちつつ、入射しよ
うとする放射に応答しないように構成されている。した
がって、熱型放射検出無効素子から得られる出力を利用
して熱型放射検出有効素子から得られる出力を補正する
ことによって、環境温度の影響を低減するための信号処
理や、光源の光量変動の影響を低減するための信号処理
や、画像補正処理などが、適宜可能となる。According to the first aspect, unlike the conventional thermal radiation detecting device, not only the thermal radiation detecting element but also the thermal radiation detecting invalid element is provided on the same substrate as the thermal radiation detecting effective element. Has been. The thermal-type radiation detection invalid element has substantially the same structure as the thermal-type radiation detection effective element, but is configured not to respond to incident radiation. Therefore, by correcting the output obtained from the thermal-type radiation detection effective element by using the output obtained from the thermal-type radiation detection invalid element, signal processing for reducing the influence of the environmental temperature and variation of the light amount of the light source are performed. Signal processing for reducing the influence, image correction processing, and the like can be appropriately performed.
【0011】本発明の第2の態様による熱型放射検出装
置は、前記第1の態様において、前記少なくとも1つの
熱型放射検出無効素子は、当該熱型放射検出無効素子が
有する放射吸収部に対する前記放射の入射を遮蔽する遮
蔽部を有するものである。In the thermal type radiation detecting apparatus according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the at least one thermal type radiation detection ineffective element is provided with respect to the radiation absorption section of the thermal type radiation detection ineffective element. It has a shielding part for shielding the incidence of the radiation.
【0012】本発明の第3の態様による熱型放射検出装
置は、前記第1の態様において、前記少なくとも1つの
熱型放射検出無効素子は、放射吸収部を有しないもので
ある。In the thermal type radiation detecting device according to the third aspect of the present invention, in the first aspect, the at least one thermal type radiation detection ineffective element has no radiation absorbing portion.
【0013】前記第2及び第3の態様は、熱型放射検出
無効素子の具体例を挙げたものであるが、熱型放射検出
無効素子はこれらの構成に限定されるものではない。The second and third aspects are specific examples of the thermal radiation detection invalid element, but the thermal radiation detection null element is not limited to these configurations.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下の説明では、放射を赤外線と
し読み出し光を可視光とした例について説明するが、本
発明では、放射を赤外線以外のX線や紫外線やその他の
種々の放射としてもよいし、また、読み出し光を可視光
以外の他の光としてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the following description, an example in which the radiation is infrared rays and the reading light is visible light will be described. However, in the present invention, the radiation may be X-rays other than infrared rays, ultraviolet rays, and various other radiations. Alternatively, the reading light may be light other than visible light.
【0015】図1は、本発明の一実施の形態による光読
み出し型の熱型放射検出装置100を模式的に示す概略
平面図である。なお、説明の便宜上、図1に示すよう
に、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸を定義する。後述
する図2乃至図9においても、図1中のX軸、Y軸及び
Z軸にそれぞれ対応するX軸、Y軸及びZ軸を示してい
る。FIG. 1 is a schematic plan view schematically showing an optical readout type thermal radiation detection device 100 according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, as shown in FIG. 1, an X axis, a Y axis, and a Z axis which are orthogonal to each other are defined. 2 to 9 described later also show the X axis, the Y axis, and the Z axis corresponding to the X axis, the Y axis, and the Z axis in FIG. 1, respectively.
【0016】本実施の形態による放射検出装置100
は、図1に示すように、赤外線を透過させる基体として
のSi基板等の基板1(その面はXY平面と平行であ
る。)と、基板1上に設けられた複数の熱型放射検出有
効素子101と、基板1上に設けられた複数の熱型放射
検出無効素子102とを備えている。図面には示してい
ないが、本実施の形態では、赤外線が図1中の紙面奥側
から紙面手前側へ入射され、読み出し光が図1中の紙面
手前側から紙面奥側へ入射されるようになっている。The radiation detector 100 according to the present embodiment
As shown in FIG. 1, a substrate 1 such as a Si substrate (its surface is parallel to the XY plane) as a substrate that transmits infrared rays, and a plurality of thermal radiation detection effective provided on the substrate 1. An element 101 and a plurality of thermal radiation detection invalid elements 102 provided on the substrate 1 are provided. Although not shown in the drawing, in the present embodiment, infrared rays are incident from the back side of the paper surface in FIG. 1 to the front side of the paper surface, and the reading light is incident from the front side of the paper surface in FIG. 1 to the back side of the paper surface. It has become.
【0017】本実施の形態では、図1に示すように、複
数の有効素子101は、基板1上の矩形の有効素子領域
に2次元状に配置されている。複数の無効素子102
は、有効素子の周囲の全体に渡って複数列に配置されて
いる。もっとも、素子101,102の配置や数はこの
例に限定されるものではない。例えば、放射検出装置1
00を赤外線のポイントセンサとして利用する場合に
は、素子101,102は1個ずつでよい。In this embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of effective elements 101 are two-dimensionally arranged in a rectangular effective element region on the substrate 1. Multiple invalid elements 102
Are arranged in a plurality of rows all around the effective element. However, the arrangement and number of the elements 101 and 102 are not limited to this example. For example, the radiation detection device 1
When 00 is used as an infrared point sensor, the number of elements 101 and 102 may be one each.
【0018】図2は、図1中の熱型放射検出有効素子1
01の一例を模式的に示す概略平面図である。図3は図
2中のX1−X2線に沿った概略断面図、図4は図2中
のX3−X4線に沿った概略断面図である。ただし、図
2乃至図4は、本実施の形態による放射検出装置100
の製造途中において、犠牲層20を除去する前の状態を
示している。この犠牲層20は、図3及び図4では示し
ているが、図2では省略している。この犠牲層20は、
最終的に、アッシング等により除去される。図面には示
していないが、図2中のX5−X6線に沿った概略断面
図は図4と同様となり、図2中のX7−X8線に沿った
概略断面図は図3と同様となる。なお、説明の便宜上、
図2に示すように、X軸方向に沿った互いに逆の+X方
向の向きと−X方向の向きを定義する。FIG. 2 shows a thermal radiation detection effective element 1 in FIG.
It is a schematic plan view which shows an example of 01 typically. 3 is a schematic sectional view taken along line X1-X2 in FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line X3-X4 in FIG. However, FIGS. 2 to 4 show the radiation detecting apparatus 100 according to the present embodiment.
2 shows a state before the sacrifice layer 20 is removed during the manufacture of. The sacrificial layer 20 is shown in FIGS. 3 and 4, but is omitted in FIG. This sacrificial layer 20 is
Finally, it is removed by ashing or the like. Although not shown in the drawing, the schematic cross-sectional view taken along line X5-X6 in FIG. 2 is similar to FIG. 4, and the schematic cross-sectional view taken along line X7-X8 in FIG. 2 is similar to FIG. . For convenience of explanation,
As shown in FIG. 2, the directions of + X direction and −X direction opposite to each other along the X-axis direction are defined.
【0019】図5(a)〜(c)は、図2に示す有効素
子101の、犠牲層20を除去した後の完成状態を模式
的に示す図であり、図2中のX9−X10矢視図に相当
している。図5(a)は、目標物体からの赤外線iが入
射していない状態において、環境温度がT0である場合
に、熱平衡に達して基板及び素子各部の温度もT0とな
ったときの様子を示している。図5(b)は、目標物体
からの赤外線iが入射していない状態において、環境温
度がT1(T1≠T0)である場合に、熱平衡に達して
基板1及び素子全体の温度もT1となったときの様子を
示している。図5(c)は、環境温度及び基板温度がT
0である場合において、目標物体からの赤外線iが入射
している様子を示している。なお、理解を容易にするた
め、図5において、変位部5,9の湾曲具合を誇張して
示している。FIGS. 5A to 5C are views schematically showing the completed state of the effective element 101 shown in FIG. 2 after the sacrifice layer 20 is removed, and arrows X9-X10 in FIG. It corresponds to the view. FIG. 5A shows a state in which the thermal equilibrium is reached and the temperatures of the substrate and each part of the element are also T0 when the environmental temperature is T0 in a state where the infrared ray i from the target object is not incident. ing. FIG. 5B shows that when the infrared temperature i from the target object is not incident and the environmental temperature is T1 (T1 ≠ T0), thermal equilibrium is reached and the temperatures of the substrate 1 and the entire element are also T1. It shows how it looks. In FIG. 5C, the ambient temperature and the substrate temperature are T
In the case of 0, the infrared ray i from the target object is incident. Note that, in order to facilitate understanding, in FIG. 5, the curved states of the displacement portions 5 and 9 are exaggerated.
【0020】図2に示す有効素子101は、基板1に支
持された被支持部2と、後述する赤外線遮光膜13,1
4とを備えている。被支持部2は、基板1からZ軸方向
(上下方向)に立ち上がった2つの脚部3,4を介し
て、基板1上に浮いた状態に支持されている。被支持部
2は、2つの第1の変位部5,6と、熱抵抗の高い2つ
の熱分離部7,8と、2つの第2の変位部9,10と、
赤外線iを受けて熱に変換する赤外線吸収部11と、被
支持部2の第2の変位部9,10に生じた変位に応じた
所定の変化を得るために用いられる変位読み出し部材と
しての、受光した読み出し光を反射する反射板12と、
を有している。The effective element 101 shown in FIG. 2 includes a supported portion 2 supported by a substrate 1 and infrared ray shielding films 13, 1 described later.
4 and. The supported portion 2 is supported in a floating state on the substrate 1 via the two leg portions 3 and 4 which stand up from the substrate 1 in the Z-axis direction (vertical direction). The supported portion 2 includes two first displacement portions 5 and 6, two heat separation portions 7 and 8 having high thermal resistance, and two second displacement portions 9 and 10.
An infrared absorbing section 11 that receives infrared rays i and converts it into heat, and a displacement reading member used to obtain a predetermined change according to the displacement generated in the second displacement sections 9 and 10 of the supported section 2, A reflector 12 for reflecting the received read light,
have.
【0021】図2に示す有効素子101は、図2に関し
て左右対称に構成され、脚部4、第1の変位部6、熱分
離部8及び第2の変位部10はそれぞれ脚部3、第1の
変位部5、熱分離部7及び第2の変位部9に相当してい
るので、脚部4、第1の変位部6、熱分離部8及び第2
の変位部10の説明は省略する。図2に示す有効素子1
01では、機械的な構造の安定性を得るために、脚部、
第1の変位部、熱分離部及び第2の変位部からなる組を
2つ設けているが、当該組は1つ以上であればよい。The effective element 101 shown in FIG. 2 is constructed symmetrically with respect to FIG. 2, and the leg portion 4, the first displacement portion 6, the heat separation portion 8 and the second displacement portion 10 are respectively the leg portion 3, the third portion. The first displacement portion 5, the heat separation portion 7, and the second displacement portion 9 correspond to the leg portion 4, the first displacement portion 6, the heat separation portion 8, and the second displacement portion 9.
The description of the displacing section 10 will be omitted. Effective element 1 shown in FIG.
In 01, in order to obtain mechanical structural stability, the legs,
Two sets of the first displacement part, the heat separation part, and the second displacement part are provided, but the number of the sets may be one or more.
【0022】第1の変位部5は、Z軸方向(上下方向)
に互いに重なった2つの膜(層)21,22で構成さ
れ、その一方端部(始点部)が脚部3に接続されてい
る。したがって、第1の変位部5は、基板1に対して、
熱分離部7を介することなく機械的に連続している。第
1の変位部5は、犠牲層20が除去されていない段階で
は、図3に示すように、犠牲層20により保持されて湾
曲せずに、基板1と平行にX軸方向に真っ直ぐ延びてい
る。The first displacement portion 5 is in the Z-axis direction (vertical direction).
Is formed of two films (layers) 21 and 22 that are overlapped with each other, and one end portion (starting point portion) thereof is connected to the leg portion 3. Therefore, the first displacement portion 5 is
It is mechanically continuous without the interposition of the heat separation section 7. In the stage where the sacrificial layer 20 is not removed, the first displacement portion 5 is held by the sacrificial layer 20 and is not curved and extends straight in the X-axis direction parallel to the substrate 1 as shown in FIG. There is.
【0023】膜21及び膜22は、互いに異なる膨張係
数を有する異なる物質で構成されており、第1の変位部
5は、いわゆるバイモルフ構造(bi-material element
ともいう。)を構成している。したがって、犠牲層20
が除去された完成後では、第1の変位部5は、熱を受け
て温度上昇すると、その温度に応じて、下側の膜21の
膨張係数が上側の膜22の膨張係数より小さい場合には
下方に湾曲し(あるいは上方への湾曲の程度が減り)、
逆の場合には上方に湾曲する(あるいは下方への湾曲の
程度が減る)。図2に示す有効素子101では、下側の
膜21はSiN膜で構成され、上側の膜22はAl膜
(その膨張係数はSiN膜の膨張係数より大きい)で構
成され、第1の変位部5は、熱を受けて温度上昇する
と、その温度に応じて下方に湾曲する(あるいは上方へ
の湾曲の程度が減る)ようになっている。The membrane 21 and the membrane 22 are made of different materials having different expansion coefficients, and the first displacement portion 5 has a so-called bi-material element.
Also called. ) Is composed. Therefore, the sacrificial layer 20
When the first displacement portion 5 receives heat and rises in temperature after completion of removal, when the expansion coefficient of the lower film 21 is smaller than the expansion coefficient of the upper film 22 depending on the temperature. Bends downward (or reduces the amount of bending upwards),
In the opposite case, it bends upward (or the degree of downward bending decreases). In the effective element 101 shown in FIG. 2, the lower film 21 is made of a SiN film, and the upper film 22 is made of an Al film (its expansion coefficient is larger than that of the SiN film). When the temperature of the member 5 is increased by receiving heat, the member 5 bends downward (or the degree of upward bending decreases) depending on the temperature.
【0024】図2に示す有効素子101では、脚部3
は、第1の変位部5を構成しているSiN膜21及びA
l膜22がそのまま連続して延びることによって形成さ
れ、脚部3の熱抵抗は非常に小さくなっている。このよ
うに脚部3の熱抵抗は小さい方が好ましいが、脚部3
は、例えば、断熱性の高い材料のみで構成するなどによ
って、その熱抵抗を高くしておいてもよい。In the effective element 101 shown in FIG. 2, the leg portion 3
Is the SiN film 21 and A constituting the first displacement portion 5.
The I film 22 is formed by continuously extending as it is, and the thermal resistance of the leg portion 3 is extremely small. As described above, it is preferable that the thermal resistance of the leg portion 3 is small.
May have a high heat resistance by, for example, being composed only of a material having a high heat insulating property.
【0025】第1の変位部5の他方端部(終点部)は、
熱分離部7の一方端部に接続されている。第1の変位部
5の始点部から終点部へ向かう向きは、+X方向の向き
となっている。熱分離部7は、断熱性の高い材料で構成
され、本例ではSiN膜で構成されている。熱分離部7
は、主にX軸方向に延びた後にややY軸方向に延びるL
字状に構成されている。なお、図中、3a,4aは、脚
部3,4における基板1上へのコンタクト部をそれぞれ
示している。The other end (end point) of the first displacement portion 5 is
It is connected to one end of the heat separating section 7. The direction from the start point portion to the end point portion of the first displacement portion 5 is the + X direction. The heat separating portion 7 is made of a material having a high heat insulating property, and is made of a SiN film in this example. Heat separation part 7
Is L mainly extending in the X-axis direction and then slightly extending in the Y-axis direction.
It has a letter shape. In the figure, 3a and 4a indicate contact portions of the leg portions 3 and 4 on the substrate 1, respectively.
【0026】熱分離部7の他方端部には、第2の変位部
9の一方端部(始点部)が接続されている。これによ
り、第2の変位部9は、基板1に対して、熱分離部7及
び第1の変位部5を介して機械的に連続している。第2
の変位部9は、犠牲層20が除去されていない段階で
は、図4に示すように、犠牲層20により保持されて湾
曲せずに、基板1と平行にX軸方向に真っ直ぐ延びてい
る。第2の変位部9の他方端部(終点部)は、反射板1
2に接続されている。第2の変位部9の始点部から終点
部へ向かう向きは、−X方向の向きとなっている。この
向きは、第1の変位部5の始点部から終点部へ向かう向
きと逆である。One end (starting point) of the second displacement section 9 is connected to the other end of the heat separating section 7. As a result, the second displacement portion 9 is mechanically continuous with the substrate 1 via the heat separation portion 7 and the first displacement portion 5. Second
In the stage where the sacrificial layer 20 is not removed, the displacement portion 9 is held by the sacrificial layer 20 and is not curved and extends straight in the X-axis direction parallel to the substrate 1 as shown in FIG. The other end portion (end point portion) of the second displacement portion 9 is the reflection plate 1
Connected to 2. The direction from the starting point portion to the ending point portion of the second displacement portion 9 is the −X direction. This direction is opposite to the direction from the starting point portion to the ending point portion of the first displacement portion 5.
【0027】第2の変位部9は、第1の変位部5と同様
に、Z軸方向(上下方向)に互いに重なった2つの膜
(層)23,24で構成され、バイモルフ構造(bi-mat
erialelementともいう。)を構成している。図2乃至図
4に示す有効素子101では、第1の変位部5の2つの
層21,22と第2の変位部9の2つの層23,24と
は、各層を構成する物質同士が同じであるとともに各物
質の層の重なり順序が同じとされている。具体的には、
第2の変位部9の下側の膜23が、第1の変位部5の下
側の膜21と同じく、SiN膜とされている。第2の変
位部9の上側の膜24が第1の変位部5の上側の膜22
と同じく、Al膜とされている。The second displacing portion 9 is composed of two films (layers) 23 and 24 which are overlapped with each other in the Z-axis direction (vertical direction), like the first displacing portion 5, and has a bimorph structure (bi- mat
Also called erial element. ) Is composed. In the effective element 101 shown in FIG. 2 to FIG. 4, the two layers 21 and 22 of the first displacement portion 5 and the two layers 23 and 24 of the second displacement portion 9 have the same substances constituting each layer. In addition, the overlapping order of layers of each substance is the same. In particular,
The film 23 under the second displacement portion 9 is a SiN film, like the film 21 under the first displacement portion 5. The film 24 on the upper side of the second displacement portion 9 is the film 22 on the upper side of the first displacement portion 5.
Like the above, it is an Al film.
【0028】図2乃至図4に示す有効素子101では、
図2に示すように、第1の変位部5の始点部から終点部
までの長さL1と、第2の変位部9の始点部から終点部
までの長さL2とが、実質的に等しくされている。ま
た、変位部5,9の下側の膜21,23の膜厚は互いに
実質的に同一とされ、変位部5,9の上側の膜22,2
4の膜厚も互いに実質的に同一にされている。In the effective element 101 shown in FIGS. 2 to 4,
As shown in FIG. 2, the length L1 from the start point portion to the end point portion of the first displacement portion 5 and the length L2 from the start point portion to the end point portion of the second displacement portion 9 are substantially equal. Has been done. Further, the film thicknesses of the films 21 and 23 below the displacement portions 5 and 9 are substantially equal to each other, and the films 22 and 2 above the displacement portions 5 and 9 are substantially the same.
The film thicknesses of 4 are also substantially the same.
【0029】また、図2に示す有効素子101では、前
記反射板12は、Al膜で構成されている。赤外線吸収
部11は、金黒等の赤外線吸収膜で構成され、反射板1
2の下面に形成されている。したがって、本例では、赤
外線吸収部11は、反射板12を介して第2の変位部9
に熱的に結合されている。これにより、赤外線吸収部1
1は、基板1に対して、熱分離部7及び第1の変位部5
を介して機械的に連続している。Further, in the effective element 101 shown in FIG. 2, the reflection plate 12 is made of an Al film. The infrared absorption section 11 is composed of an infrared absorption film such as gold black, and is used as the reflection plate 1.
2 is formed on the lower surface. Therefore, in the present example, the infrared absorbing section 11 includes the second displacing section 9 via the reflecting plate 12.
Is thermally coupled to. As a result, the infrared absorption section 1
1 is a heat separation part 7 and a first displacement part 5 with respect to the substrate 1.
Are mechanically continuous through.
【0030】図2に示す有効素子101では、赤外線i
が基板1の下側から入射されるが、この赤外線iを第1
の変位部5,6に対して遮蔽する遮蔽部として、Al膜
等からなる赤外線遮光膜13,14が、第1の変位部
5,6の下方において基板1上に形成されている。した
がって、第1の変位部5,6の下側膜21であるSiN
膜が赤外線吸収性を有するが、検出感度の低下を招くよ
うなことがない。もっとも、赤外線遮光膜13,14は
必ずしも形成しておかなくてもよい。また、熱分離部
7,8が赤外線吸収性を有するSiN膜で構成されてい
るため、遮光膜13,14をこの部分の下方にも及ばせ
ているが、必ずしもこの部分を遮光する必要はない。In the effective element 101 shown in FIG. 2, infrared rays i
Is incident from the lower side of the substrate 1, but this infrared ray i
Infrared ray shielding films 13 and 14 made of an Al film or the like are formed on the substrate 1 below the first displacement portions 5 and 6 as shielding portions that shield the displacement portions 5 and 6. Therefore, the SiN which is the lower film 21 of the first displacement parts 5 and 6
Although the film has an infrared absorbing property, it does not cause a decrease in detection sensitivity. However, the infrared light shielding films 13 and 14 do not necessarily have to be formed. Further, since the heat separating portions 7 and 8 are made of the SiN film having infrared absorbing property, the light shielding films 13 and 14 can extend below the portion, but it is not always necessary to shield this portion. .
【0031】さらに、本例では、図2乃至図4に示すよ
うに、第1及び第2の変位部5,9を湾曲していない状
態にしたときに、第1及び第2の変位部5,9、熱分離
部7、赤外線吸収部11、反射板12は、基板1の面か
ら1段高い同一階層に位置するようになっている。Further, in this example, as shown in FIGS. 2 to 4, when the first and second displacement parts 5 and 9 are not curved, the first and second displacement parts 5 are formed. , 9, the heat separating section 7, the infrared absorbing section 11, and the reflecting plate 12 are located in the same layer one step higher than the surface of the substrate 1.
【0032】また、図2に示す有効素子101では、第
1の変位部5の2つの膜21,22及び第2の変位部9
の2つの膜23,24を、対応する各層ごとにそれぞれ
同時に成膜し得る構造を有している。つまり、第1の変
位部5の下側膜21と第2の変位部9の下側膜23とを
同時に形成することができ、その後、第1の変位部5の
上側膜22と第2の変位部9の上側膜24とを同時に形
成することができる構造を有している。In the effective element 101 shown in FIG. 2, the two films 21 and 22 of the first displacement portion 5 and the second displacement portion 9 are arranged.
The two films 23 and 24 are simultaneously formed for each corresponding layer. That is, the lower film 21 of the first displacement portion 5 and the lower film 23 of the second displacement portion 9 can be simultaneously formed, and thereafter, the upper film 22 of the first displacement portion 5 and the second film of the second displacement portion 9 can be formed. It has a structure capable of simultaneously forming the upper film 24 of the displacement portion 9.
【0033】最終的に犠牲層20を除去すると、犠牲層
20による保持が解除されるので、第1及び第2の変位
部5,9は、製造時における成膜時の条件で定まる各膜
21〜24の内部応力等によって、初期的に湾曲する。
今、このときの環境温度(例えば、所定の室温)がT0
であり、熱平衡に達して基板1及び素子各部の温度もT
0となっているとすると、第1及び第2の変位部5,9
の温度も同じT0であることから、図5(a)に示すよ
うに、反射板12は基板1と平行になる。When the sacrificial layer 20 is finally removed, the holding by the sacrificial layer 20 is released, so that the first and second displacement portions 5 and 9 are each film 21 which is determined by the conditions of film formation during manufacturing. The internal stress of .about.24 causes the initial bending.
Now, the environmental temperature at this time (for example, a predetermined room temperature) is T0.
And the temperature of the substrate 1 and each part of the element reaches T after the thermal equilibrium is reached.
If it is 0, the first and second displacement parts 5, 9
Since the temperature of is the same T0, the reflector 12 is parallel to the substrate 1 as shown in FIG.
【0034】次に、図5(b)に示すように、環境温度
がT0からT1に変化したときを考える。熱平衡に達し
て基板1及び素子全体の温度もT1になると、第1及び
第2の変位部5,9の温度も同じT1となる。したがっ
て、図5(b)に示すように、図5(a)の場合に比べ
て前記角度θ1及びθ2は変化する。しかし、この場合
であっても、寸法L1,L2が等しいなどの理由で、前
記角度θ1と前記角度θ2とは同一となる。このため、
反射板12は基板1と平行のままである。つまり、環境
温度(あるいは基板温度)が変化しただけでは、第2の
変位部9の終点部や反射板12は基板と平行なままであ
る。Next, consider the case where the environmental temperature changes from T0 to T1 as shown in FIG. 5 (b). When thermal equilibrium is reached and the temperatures of the substrate 1 and the entire element reach T1, the temperatures of the first and second displacement parts 5 and 9 also become T1. Therefore, as shown in FIG. 5B, the angles θ1 and θ2 change as compared with the case of FIG. However, even in this case, the angles θ1 and θ2 are the same because the dimensions L1 and L2 are equal. For this reason,
The reflector 12 remains parallel to the substrate 1. That is, if only the environmental temperature (or the substrate temperature) changes, the end point of the second displacement portion 9 and the reflection plate 12 remain parallel to the substrate.
【0035】この説明は理論上の説明であるが、実際に
は、製造のばらつき等のため、寸法L1,L2が必ずし
も等しくならないなどの理由で、環境温度が変化すると
わずかながら、反射板12の角度が変わる場合がある。Although this explanation is a theoretical explanation, in reality, due to manufacturing variations and the like, the dimensions L1 and L2 are not always equal. The angle may change.
【0036】一方、図5(a)の状態から、今度は、図
5(c)に示すように、目標物体からの赤外線iが素子
に照射された場合を考える。赤外線iが基板1の裏面か
ら照射されると、赤外線iは基板1を透過し、赤外線吸
収部11で吸収されて熱に変換される。熱分離部7が熱
の流れを制御するので、この熱は第2の変位部9に伝わ
り、第2の変位部9の温度が、入射した赤外線量に応じ
た分だけ上昇し、例えば温度T2に上昇する。また、赤
外線吸収部11で発生した熱が第1の変位部5に流れ込
む量と、第1の変位部5から基板1に流れ出す熱の量は
概略等しくなるので、実質的に第1の変位部5の温度は
上昇しない。また、赤外線iは、赤外線遮光膜11にて
遮光され、第1の変位部5に到達しない。したがって、
第1の変位部5は温度上昇せず、温度T0を維持する。On the other hand, from the state shown in FIG. 5A, consider the case where the element is irradiated with infrared rays i from the target object, as shown in FIG. 5C. When the infrared ray i is irradiated from the back surface of the substrate 1, the infrared ray i passes through the substrate 1, is absorbed by the infrared absorbing section 11, and is converted into heat. Since the heat separating unit 7 controls the flow of heat, this heat is transmitted to the second displacing unit 9, and the temperature of the second displacing unit 9 rises by an amount corresponding to the incident infrared ray amount, for example, the temperature T2. Rise to. In addition, the amount of heat generated in the infrared absorbing portion 11 flowing into the first displacement portion 5 and the amount of heat flowing out of the first displacement portion 5 to the substrate 1 are substantially equal to each other. The temperature of 5 does not rise. The infrared ray i is shielded by the infrared ray shielding film 11 and does not reach the first displacement portion 5. Therefore,
The first displacement portion 5 does not increase in temperature and maintains the temperature T0.
【0037】この状態では、第1及び第2の変位部5,
9間に温度差が生じているため、前記角度θ1及びθ2
は互いに異なる値となる。ゆえに、図5(c)に示すよ
うに、基板1に対して第2の変位部9の終点部がなす角
度θ3、すなわち、基板1に対する反射板12の角度θ
3は0度とならず、反射板12は基板1に対して傾く。
第2の変位部9の温度T2は入射赤外線量に依存し、前
記角度θ3は第2の変位部9の温度T2に依存する。し
たがって、前記角度θ3は入射赤外線量を反映したもの
となり、入射赤外線量を反射板12の傾き角度θ3とし
て検出することができる。In this state, the first and second displacement parts 5,
Since there is a temperature difference between 9 and 9, the angles θ1 and θ2
Are different from each other. Therefore, as shown in FIG. 5C, the angle θ3 formed by the end point of the second displacement portion 9 with respect to the substrate 1, that is, the angle θ of the reflection plate 12 with respect to the substrate 1.
3 does not become 0 degree, and the reflection plate 12 is inclined with respect to the substrate 1.
The temperature T2 of the second displacement portion 9 depends on the amount of incident infrared rays, and the angle θ3 depends on the temperature T2 of the second displacement portion 9. Therefore, the angle θ3 reflects the incident infrared ray amount, and the incident infrared ray amount can be detected as the tilt angle θ3 of the reflecting plate 12.
【0038】図6は、前述した図2に示す熱型放射検出
有効素子101と共に用いることができる図1中の熱型
放射検出無効素子102の一例を、模式的に示す概略平
面図である。図6において、図2中の要素と同一又は対
応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省
略する。FIG. 6 is a schematic plan view schematically showing an example of the thermal radiation detection ineffective element 102 in FIG. 1 which can be used together with the thermal radiation detection effective element 101 shown in FIG. In FIG. 6, elements that are the same as or correspond to the elements in FIG. 2 are assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.
【0039】図6に示す無効素子102は、図2に示す
有効素子101と実質的に同じ構造を持ちつつ、入射し
ようとする赤外線iに応答しないように構成されてい
る。具体的には、図6に示す無効素子102が図2に示
す有効素子101と異なる所は、遮光膜13,14に代
えて、被支持部2の全体の下方(すなわち、赤外線吸収
部11の下方も含む)において基板1上にAl膜等の赤
外線遮光膜51が形成され、また、脚部3,4のコンタ
クト部3a,4aが遮光膜51にコンタクトしている点
のみである。他の点については、図6に示す無効素子1
02も、図2に示す有効素子101と全く同一に構成さ
れている。したがって、図6に示す無効素子102によ
れば、入射赤外線iに応答しない点を除けば、図2に示
す有効素子101と全く同一に動作する。The ineffective element 102 shown in FIG. 6 has substantially the same structure as the effective element 101 shown in FIG. 2, but is constructed so as not to respond to the infrared ray i which is about to enter. Specifically, the ineffective element 102 shown in FIG. 6 is different from the effective element 101 shown in FIG. 2 in place of the light-shielding films 13 and 14 below the entire supported portion 2 (that is, in the infrared absorbing portion 11). The infrared light shielding film 51 such as an Al film is formed on the substrate 1 (including the lower part), and the contact portions 3a and 4a of the legs 3 and 4 are in contact with the light shielding film 51. In other respects, the reactive element 1 shown in FIG.
02 is also configured exactly the same as the effective element 101 shown in FIG. Therefore, the invalid element 102 shown in FIG. 6 operates in exactly the same manner as the effective element 101 shown in FIG. 2 except that it does not respond to the incident infrared ray i.
【0040】前述した図2に示す有効素子101と共に
用いることができる図1中の熱型放射検出無効素子10
2の他の例として、図面には示していないが、図2に示
す有効素子101において赤外線吸収部11を取り除い
た素子を挙げることができる。この無効素子102も、
入射赤外線iに応答しない点を除けば、図2に示す有効
素子101と全く同一に動作する。The thermal radiation detection ineffective element 10 in FIG. 1 which can be used together with the effective element 101 shown in FIG. 2 described above.
As another example of No. 2, although not shown in the drawing, an element obtained by removing the infrared absorption section 11 from the effective element 101 shown in FIG. 2 can be cited. This invalid element 102 is also
Except that it does not respond to the incident infrared ray i, it operates exactly the same as the effective element 101 shown in FIG.
【0041】図7は、図1中の熱型放射検出有効素子1
01の他の例を模式的に示す概略平面図である。図7に
おいて、図2中の要素と同一又は対応する要素には同一
符号を付し、その重複する説明は省略する。図7に示す
有効素子101が図2に示す有効素子101と異なる所
は、第1の変位部5,6、赤外線遮光膜13,4及びが
取り除かれ、熱分離部7,8に代えて脚部57,58が
設けられている点のみである。脚部57,58は、平面
視で熱分離部7,8とそれぞれ同じ形状を有し同じ材料
で構成されているが、基板1から立ち上がった後にL字
状に延び、変位部9,10とそれぞれ接続されている。
図7中、57a,58aは、脚部3,4における基板1
上へのコンタクト部をそれぞれ示している。FIG. 7 shows a thermal radiation detection effective element 1 in FIG.
It is a schematic plan view which shows the other example of 01 typically. In FIG. 7, elements that are the same as or correspond to the elements in FIG. 2 are assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. The effective element 101 shown in FIG. 7 is different from the effective element 101 shown in FIG. 2 in that the first displacement parts 5 and 6, the infrared ray shielding films 13 and 4 are removed, and the heat separating parts 7 and 8 are replaced by legs. Only the points 57 and 58 are provided. The leg portions 57 and 58 have the same shape as the heat separating portions 7 and 8 and are made of the same material in a plan view. However, the leg portions 57 and 58 extend in an L shape after rising from the substrate 1, Each is connected.
In FIG. 7, 57a and 58a are the substrates 1 in the legs 3 and 4.
The contact portions to the top are respectively shown.
【0042】この図7に示す有効素子101によれば、
赤外線吸収部11に図7中の紙面奥側から入射した赤外
線iの量に応じて、変位部9,10が湾曲して反射板1
2が傾く。また、図7に示す有効素子101では、図2
に示す有効素子101と異なり環境温度に対する変位量
を低減させる特別な構造は有しておらず、環境温度が変
化すると、それに応じて比較的大きく反射板12の傾き
が変動する。According to the effective element 101 shown in FIG. 7,
The displacement portions 9 and 10 are curved according to the amount of the infrared rays i that have entered the infrared absorption portion 11 from the back side of the paper surface in FIG.
2 leans. In addition, in the effective element 101 shown in FIG.
Unlike the effective element 101 shown in FIG. 3, it does not have a special structure for reducing the amount of displacement with respect to the ambient temperature, and when the ambient temperature changes, the inclination of the reflector 12 fluctuates relatively correspondingly.
【0043】図8は、前述した図7に示す熱型放射検出
有効素子101と共に用いることができる図1中の熱型
放射検出無効素子102の一例を、模式的に示す概略平
面図である。図8において、図7中の要素と同一又は対
応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省
略する。FIG. 8 is a schematic plan view schematically showing an example of the thermal type radiation detection ineffective element 102 in FIG. 1 which can be used together with the thermal type radiation detection effective element 101 shown in FIG. In FIG. 8, elements that are the same as or correspond to the elements in FIG. 7 are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
【0044】図8に示す無効素子102は、図7に示す
有効素子101と実質的に同じ構造を持ちつつ、入射し
ようとする赤外線iに応答しないように構成されてい
る。具体的には、図8に示す無効素子102が図7に示
す有効素子101と異なる所は、被支持部2の全体の下
方(すなわち、赤外線吸収部11の下方も含む)におい
て基板1上にAl膜等の赤外線遮光膜52が形成され、
また、脚部57,58のコンタクト部57a,58aが
遮光膜52にコンタクトしている点のみである。他の点
については、図8に示す無効素子102も、図7に示す
有効素子101と全く同一に構成されている。したがっ
て、図8に示す無効素子102によれば、入射赤外線i
に応答しない点を除けば、図7に示す有効素子101と
全く同一に動作する。The ineffective element 102 shown in FIG. 8 has substantially the same structure as the effective element 101 shown in FIG. 7, but is constructed so as not to respond to the infrared ray i which is about to enter. Specifically, the ineffective element 102 shown in FIG. 8 is different from the effective element 101 shown in FIG. 7 on the substrate 1 below the entire supported portion 2 (that is, below the infrared absorbing portion 11). An infrared ray shielding film 52 such as an Al film is formed,
Further, it is only that the contact portions 57a and 58a of the leg portions 57 and 58 are in contact with the light shielding film 52. In other respects, the ineffective element 102 shown in FIG. 8 is also configured exactly the same as the effective element 101 shown in FIG. Therefore, according to the ineffective element 102 shown in FIG.
It operates in exactly the same way as the effective element 101 shown in FIG. 7 except that it does not respond to.
【0045】前述した図7に示す有効素子101と共に
用いることができる図1中の熱型放射検出無効素子10
2の他の例として、図面には示していないが、図7に示
す有効素子101において赤外線吸収部11を取り除い
た素子を挙げることができる。この無効素子102も、
入射赤外線iに応答しない点を除けば、図7に示す有効
素子101と全く同一に動作する。The thermal radiation detection ineffective element 10 in FIG. 1 which can be used together with the effective element 101 shown in FIG. 7 described above.
As another example of No. 2, although not shown in the drawing, an element obtained by removing the infrared absorption section 11 from the effective element 101 shown in FIG. 7 can be cited. This invalid element 102 is also
Except that it does not respond to the incident infrared ray i, it operates exactly the same as the effective element 101 shown in FIG.
【0046】以上説明した本実施の形態による放射検出
装置100は、素子101,102として前述したいず
れの構成を採用した場合であっても、膜の形成及びパタ
ーニング、犠牲層の形成及び除去などの半導体製造技術
を利用して、製造することができる。In the radiation detecting apparatus 100 according to the present embodiment described above, the film formation and patterning, the sacrifice layer formation and removal, etc. can be performed regardless of which of the above-described configurations is adopted as the elements 101 and 102. It can be manufactured using semiconductor manufacturing technology.
【0047】ここで、本実施の形態による放射検出装置
100を用いた映像化装置の一例について、図9を参照
して説明する。図9は、この映像化装置を示す概略構成
図である。Here, an example of an imaging device using the radiation detection device 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing this visualization device.
【0048】この映像化装置は、放射検出装置100の
他に、読み出し光学系と、撮像手段としての2次元CC
D30と、観察対象(目標物体)としての熱源31から
の赤外線iを集光して、放射検出装置100の赤外線吸
収部11が分布している面上に、熱源31の赤外線画像
を結像させる赤外線用の結像レンズ32とを備えてい
る。In addition to the radiation detecting device 100, this imaging device includes a reading optical system and a two-dimensional CC as an image pickup means.
D30 and the infrared rays i from the heat source 31 as an observation target (target object) are condensed to form an infrared image of the heat source 31 on the surface on which the infrared absorption section 11 of the radiation detection apparatus 100 is distributed. And an image forming lens 32 for infrared rays.
【0049】この映像化装置では、前記読み出し光学系
は、読み出し光を供給するための読み出し光供給手段と
してのLED33と、LED33からの読み出し光を放
射検出装置100の全ての素子101,102の反射板
12へ導く第1レンズ系34と、第1レンズ系34を通
過した後に全ての素子101,102の反射板12にて
反射された読み出し光の光線束のうち所望の光線束のみ
を選択的に通過させる光線束制限部35と、第1レンズ
系34と協働して各素子101,102の反射板12と
共役な位置を形成し且つ該共役な位置に光線束制限部3
5を通過した光線束を導く第2レンズ系36とから構成
されている。前記共役な位置にはCCD30の受光面が
配置されており、レンズ系34,36によって全ての素
子101,102の反射板12とCCD30の受光面と
が光学的に共役な関係となっている。In this imaging device, the readout optical system is an LED 33 as a readout light supply means for supplying readout light, and the readout light from the LED 33 is reflected by all the elements 101 and 102 of the radiation detection device 100. The first lens system 34 guided to the plate 12 and a desired light beam bundle among the light beam bundles of the reading light reflected by the reflection plates 12 of all the elements 101 and 102 after passing through the first lens system 34 are selectively selected. And the first lens system 34 in cooperation with the light flux limiting portion 35 that passes the light flux limiting portion 35 to form a position conjugate with the reflection plate 12 of each of the elements 101 and 102, and the light flux limiting portion 3 at the conjugate position.
And a second lens system 36 that guides the bundle of rays that has passed through 5. The light receiving surface of the CCD 30 is arranged at the conjugate position, and the reflecting plates 12 of all the elements 101 and 102 and the light receiving surface of the CCD 30 are optically conjugated by the lens systems 34 and 36.
【0050】LED33は、第1レンズ系34の光軸O
に関して一方の側(図9中の右側)に配置されており、
当該一方の側の領域を読み出し光が通過するように読み
出し光を供給する。本例では、LED33が第1レンズ
系34の第2レンズ系36側の焦点面付近に配置され
て、第1レンズ系34を通過した読み出し光が略平行光
束となって全ての素子101,102の反射板12を照
射するようになっている。CCD30上の光学像のコン
トラストを高めるため、LED33の前部に読み出し光
絞りを設けてもよい。本例では、放射検出装置100
は、その基板1の面(本例では、赤外線が入射しない場
合の反射部としての膜12の面と平行)が光軸Oと直交
するように配置されている。もっとも、このような配置
に限定されるものではない。The LED 33 has an optical axis O of the first lens system 34.
Is arranged on one side (right side in FIG. 9) with respect to
The reading light is supplied so that the reading light passes through the region on the one side. In this example, the LED 33 is arranged in the vicinity of the focal plane on the second lens system 36 side of the first lens system 34, and the read light that has passed through the first lens system 34 becomes a substantially parallel light flux and all the elements 101, 102 are connected. The reflection plate 12 is irradiated. In order to enhance the contrast of the optical image on the CCD 30, a reading light diaphragm may be provided in front of the LED 33. In this example, the radiation detection device 100
Are arranged so that the surface of the substrate 1 (in this example, parallel to the surface of the film 12 as a reflection portion when infrared rays do not enter) is orthogonal to the optical axis O. However, the arrangement is not limited to this.
【0051】光線束制限部35は、前記所望の光線束の
みを選択的に通過させる部位が第1レンズ系34の光軸
Oに関して他方の側(図9中の左側)の領域に配置され
るように構成されている。本例では、光線束制限部35
は、開口35aを有する遮光板からなり、開口絞りとし
て構成されている。本例では、いずれの有効素子101
の赤外線吸収部11にも熱源31から赤外線が入射して
いなくて全ての素子101,102の反射板12が基板
1と平行である場合に、全ての素子101,102の反
射板12で反射した光線束(各反射板12で反射した個
別光線束の束)が第1レンズ系34によって集光する集
光点の位置と開口35aの位置とがほぼ一致するよう
に、光線束制限部35が配置されている。また、開口3
5aの大きさは、この光線束の前記集光点での断面の大
きさとほぼ一致するように定められている。もっとも、
このような配置や大きさに限定されるものではない。The ray bundle limiting section 35 is arranged such that a portion for selectively passing only the desired ray bundle is located on the other side (left side in FIG. 9) with respect to the optical axis O of the first lens system 34. Is configured. In this example, the light flux limiting unit 35
Is composed of a light shielding plate having an opening 35a and is configured as an aperture stop. In this example, any effective element 101
When the infrared ray is not incident on the infrared absorbing section 11 of the heat source 31 and the reflection plates 12 of all the elements 101 and 102 are parallel to the substrate 1, the infrared rays are reflected by the reflection plates 12 of all the elements 101 and 102. The light flux limiting unit 35 is arranged so that the light flux (the bundle of individual light fluxes reflected by each reflecting plate 12) is focused by the first lens system 34 at the position of the focal point and the position of the opening 35a. It is arranged. Also, the opening 3
The size of 5a is determined so as to substantially match the size of the cross section of this bundle of rays at the converging point. However,
The arrangement and size are not limited to this.
【0052】図9に示す映像化装置によれば、LED3
3から出射した読み出し光の光線束41は、第1レンズ
系34に入射し、略平行化された光線束42となる。次
に、この略平行化された光線束42は、放射検出装置1
00の全ての素子101,102の反射板12に、基板
1の法線に対してある角度をもって入射する。According to the imaging device shown in FIG. 9, the LED 3
The light beam bundle 41 of the readout light emitted from 3 enters the first lens system 34 and becomes a substantially parallel light beam bundle 42. Next, the substantially collimated light beam 42 is transmitted to the radiation detection device 1
The light is incident on the reflectors 12 of all the elements 101 and 102 of No. 00 at a certain angle with respect to the normal line of the substrate 1.
【0053】一方、結像レンズ32によって、熱源31
からの赤外線が集光され、放射検出装置100の赤外線
吸収部11が分布している面上に、熱源31の赤外線画
像が結像される。これにより、放射検出装置100の各
素子101,102の赤外線吸収部11に赤外線が入射
する。この入射赤外線は、各有効素子101の反射板1
2の傾きに変換される。一方、この入射赤外線によって
は、各無効素子101の反射板12の傾きは変動しな
い。On the other hand, the heat source 31 is formed by the imaging lens 32.
The infrared light from the heat source 31 is collected, and an infrared image of the heat source 31 is formed on the surface of the radiation detecting device 100 where the infrared absorbing parts 11 are distributed. As a result, infrared rays enter the infrared absorption section 11 of each of the elements 101 and 102 of the radiation detection apparatus 100. The incident infrared rays are reflected by the reflection plate 1 of each effective element 101.
Converted to a slope of 2. On the other hand, the incident infrared rays do not change the inclination of the reflection plate 12 of each ineffective element 101.
【0054】今、全ての有効素子101の赤外線吸収部
11には熱源31からの赤外線が入射しておらず、全て
の素子101,102の反射板12が基板1と平行であ
るものとする。全ての素子101,102の反射板12
に入射した光線束42は、これらの反射板12にて反射
されて光線束43となり、再び第1レンズ系34に今度
はLED33の側とは反対の側から入射して集光光束4
4となり、この集光光束44の集光点の位置に配置され
た光線束制限部35の開口35aの部位に集光する。そ
の結果、集光光束44は開口35aを透過して発散光束
45となって第2レンズ系36に入射する。第2レンズ
系36に入射した発散光束45は、第2レンズ系36に
より例えば略平行光束46となってCCD30の受光面
に入射する。ここで、各素子101,102の反射板1
2とCCD30の受光面とはレンズ系34,36によっ
て共役な関係にあるので、CCD30の受光面上の対応
する各部位にそれぞれ素子101,102の反射板12
の像が形成され、全体として、全ての素子101,10
2の反射板12の分布像である光学像が形成される。Now, it is assumed that infrared rays from the heat source 31 are not incident on the infrared ray absorbing portions 11 of all the effective elements 101, and the reflection plates 12 of all the elements 101 and 102 are parallel to the substrate 1. Reflector 12 of all elements 101, 102
The light beam bundle 42 which is incident on is reflected by these reflecting plates 12 to become a light beam bundle 43, which again enters the first lens system 34 from the side opposite to the LED 33 side and converges the light flux 4
4, the light beam 44 is condensed at the position of the opening 35a of the light flux limiting portion 35 arranged at the position of the light condensing point. As a result, the condensed light flux 44 is transmitted through the opening 35a and becomes a divergent light flux 45 and enters the second lens system 36. The divergent light beam 45 that has entered the second lens system 36 becomes, for example, a substantially parallel light beam 46 by the second lens system 36 and enters the light receiving surface of the CCD 30. Here, the reflector 1 of each of the elements 101 and 102
2 and the light-receiving surface of the CCD 30 have a conjugate relationship with each other by the lens systems 34 and 36, so that the reflecting plates 12 of the elements 101 and 102 are provided at the corresponding portions on the light-receiving surface of the CCD 30, respectively.
Image is formed, and as a whole, all the elements 101, 10
An optical image that is a distribution image of the second reflection plate 12 is formed.
【0055】今、ある有効素子101の変位部9に熱源
31からある量の赤外線が入射して、その入射量に応じ
た量だけ当該有効素子101の反射板12が基板1の面
に対して傾いたものとする。光線束42のうち当該反射
板12に入射する個別光線束は、当該反射板12によっ
てその傾き量だけ異なる方向に反射されるので、第1レ
ンズ系34を通過した後、その傾き量に応じた量だけ前
記集光点(すなわち、開口35a)の位置からずれた位
置に集光し、その傾き量に応じた量だけ光線束制限部3
5により遮られることになる。したがって、CCD30
上に形成された全体としての光学像のうち当該有効素子
101の反射板12の像の光量は、当該反射板12の傾
き量に応じた量だけ低下することになる。一方、無効素
子102の反射板12の傾きは、赤外線の入射量によっ
ては変動せず、例えば、環境温度の変動によって変動す
る。Now, a certain amount of infrared rays are incident from the heat source 31 on the displacement portion 9 of a certain effective element 101, and the reflection plate 12 of the effective element 101 is moved relative to the surface of the substrate 1 by an amount corresponding to the incident amount. It shall be inclined. The individual ray bundles of the ray bundles 42 that are incident on the reflecting plate 12 are reflected by the reflecting plate 12 in directions different from each other by the amount of inclination thereof, and therefore, after passing through the first lens system 34, the individual ray bundles are changed according to the amount of inclination. The light flux limiting unit 3 focuses the light at a position deviated from the position of the light condensing point (that is, the opening 35a) by an amount, and an amount corresponding to the amount of inclination.
It will be blocked by 5. Therefore, the CCD 30
The light amount of the image of the reflection plate 12 of the effective element 101 in the entire optical image formed above is reduced by an amount corresponding to the tilt amount of the reflection plate 12. On the other hand, the inclination of the reflection plate 12 of the ineffective element 102 does not change depending on the incident amount of infrared rays, but changes, for example, due to a change in environmental temperature.
【0056】したがって、CCD30の受光面上に形成
された読み出し光による有効素子101の反射板12の
光学像は、放射検出装置100に入射した赤外線像を反
映したものとなる。一方、CCD30の受光面上に形成
された読み出し光による無効素子102の反射板12の
光学像は、入射した赤外線像を反映したものではなく、
例えば、環境温度の変動量を反映したものとなる。これ
らの光学像は、CCD30により撮像される。Therefore, the optical image of the reflection plate 12 of the effective element 101 formed by the reading light formed on the light receiving surface of the CCD 30 reflects the infrared image incident on the radiation detecting apparatus 100. On the other hand, the optical image of the reflection plate 12 of the ineffective element 102 formed by the readout light formed on the light receiving surface of the CCD 30 does not reflect the incident infrared image,
For example, it reflects the fluctuation amount of the environmental temperature. These optical images are picked up by the CCD 30.
【0057】なお、読み出し光学系の構成が前述した構
成に限定されるものではないことは、言うまでもない。Needless to say, the structure of the reading optical system is not limited to the above-mentioned structure.
【0058】また、図9に示す映像化装置は、読み出し
光の光源であるLED33の発光光量を検出する光量セ
ンサ60と、光量センサ60からの検出信号に基づいて
LED33からの光量(すなわち、読み出し光の光量)
を一定に保つようにフィードバック制御してLED33
を駆動する駆動制御回路61と、を備えている。したが
って、LED33の特性が環境温度の変動により変動し
ても、読み出し光の光量は変動することなく安定して一
定に保たれる。Further, the imaging device shown in FIG. 9 detects the amount of light emitted from the LED 33, which is the light source of the readout light, and the amount of light emitted from the LED 33 (that is, the readout amount based on the detection signal from the light amount sensor 60). Light intensity)
Feedback control to keep the LED constant
And a drive control circuit 61 for driving the. Therefore, even if the characteristics of the LED 33 change due to changes in the environmental temperature, the light amount of the read light does not change and is stably kept constant.
【0059】さらに、図9に示す映像化装置は、例えば
マイクロコンピュータ等で構成される信号処理部62
と、画像メモリ63と、メモリ64とを備えている。Further, the imaging device shown in FIG. 9 has a signal processing unit 62 composed of, for example, a microcomputer or the like.
And an image memory 63 and a memory 64.
【0060】信号処理部62の動作の一例について、図
10を参照して説明する。図10は、信号処理部62の
動作の一例を示す概略フローチャートである。信号処理
部62は、動作を開始すると、まず、CCD30から初
期画像を取り込んで画像メモリ63に格納する(ステッ
プS1)。次に、信号処理部62は、ステップS1で取
り込んだ初期画像データのうちの所定の無効素子102
の反射板12の像の輝度値(例えば、複数の無効素子1
02の反射板12の像の輝度値の平均値でもよい。)
を、無効素子102の初期出力として、メモリ64内に
格納する(ステップS2)。An example of the operation of the signal processing section 62 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic flowchart showing an example of the operation of the signal processing unit 62. When the signal processing unit 62 starts its operation, first, it fetches an initial image from the CCD 30 and stores it in the image memory 63 (step S1). Next, the signal processing unit 62 determines the predetermined invalid element 102 in the initial image data captured in step S1.
Brightness value of the image of the reflection plate 12 (for example, a plurality of ineffective elements 1
The average value of the brightness values of the image of the reflection plate 12 of No. 02 may be used. )
Is stored in the memory 64 as the initial output of the invalid element 102 (step S2).
【0061】次いで、信号処理部62は、ステップS1
で取り込んだ初期画像データに基づいて、各無効素子1
02の反射板12の位置を算出し、その位置データを初
期位置データとしてメモリ64に格納する(ステップS
3)。Next, the signal processor 62 proceeds to step S1.
Each invalid element 1 based on the initial image data captured in
The position of the reflection plate 12 of No. 02 is calculated, and the position data is stored in the memory 64 as initial position data (step S
3).
【0062】その後、信号処理部62は、CCD30か
ら新しい画像が得られたか否かを判定し(ステップS
4)、得られていなければ新しい画像が得られるまで待
つ。信号処理部62は、CCD30から新しい画像が得
られると、この画像(素子101,102の反射板12
の光学像を示す画像)を画像メモリ63内に格納する
(ステップS5)。Thereafter, the signal processing section 62 determines whether or not a new image is obtained from the CCD 30 (step S
4) If not, wait until a new image is obtained. When a new image is obtained from the CCD 30, the signal processor 62 receives this image (the reflection plate 12 of the elements 101 and 102).
(The image showing the optical image of) is stored in the image memory 63 (step S5).
【0063】次に、信号処理部62は、ステップS5で
最新に取り込んだ画像データのうちの、前記所定の無効
素子102の反射板12の像の輝度値(現在の出力)
と、ステップS2でメモリ64に格納した無効素子10
2の初期出力(輝度値)との差(出力差)を算出する
(ステップS6)。その後、信号処理部62は、ステッ
プS5で最新に取り込んだ画像データのうちの、各有効
素子101の反射板12の像の輝度値(現在の出力)か
らそれぞれ、ステップS6で算出した出力差を差し引い
て、各有効素子101による画像データのレベルを調整
する(ステップS7)。Next, the signal processing unit 62 outputs the luminance value of the image of the reflection plate 12 of the predetermined invalid element 102 (current output) in the latest image data captured in step S5.
And the invalid element 10 stored in the memory 64 in step S2.
The difference (output difference) from the initial output (luminance value) of 2 is calculated (step S6). After that, the signal processing unit 62 calculates the output difference calculated in step S6 from the brightness value (current output) of the image of the reflection plate 12 of each effective element 101 among the image data most recently captured in step S5. Then, the level of the image data by each effective element 101 is adjusted (step S7).
【0064】次いで、信号処理部62は、ステップS5
で最新に取り込んだ画像データのうちの、各無効素子1
02の反射板12の像の位置(現在の位置)を算出する
(ステップS8)。その後、信号処理部62は、ステッ
プS8で算出した各無効素子102の現在の位置と、ス
テップS3でメモリ64に格納した各無効素子102の
初期の位置とに基づいて、ステップS7でレベルが調整
された各有効素子101による画像データに対して、前
記現在の位置が前記初期の位置に戻るような画像変形処
理を施すことにより、補正画像データを得る(ステップ
S10)。Next, the signal processor 62 proceeds to step S5.
Each invalid element 1 in the image data that was captured most recently
The position (current position) of the image of the reflection plate 12 of No. 02 is calculated (step S8). Thereafter, the signal processing unit 62 adjusts the level in step S7 based on the current position of each invalid element 102 calculated in step S8 and the initial position of each invalid element 102 stored in the memory 64 in step S3. Corrected image data is obtained by performing image transformation processing on the image data obtained by each effective element 101 so that the current position returns to the initial position (step S10).
【0065】その後、信号処理部62は、ステップS1
0で得た補正画像データを出力し、ステップS4へ戻
る。After that, the signal processor 62 proceeds to step S1.
The corrected image data obtained at 0 is output, and the process returns to step S4.
【0066】図9に示す映像化装置では、前述したよう
に読み出し光の光量が変動せずに一定に保たれている。
そして、図9に示す映像化装置で用いられている放射検
出装置100では、無効素子102が、有効素子101
と実質的に同じ構造を持ちつつ、入射する放射には応答
しない。したがって、無効素子102は、環境温度の変
動に対しては有効素子101と同じ動作を行う一方、入
射する放射には応答しない。このため、無効素子102
から得られる出力変動(ステップS6で算出された出力
差)が、環境温度による有効素子101の出力変動(オ
フセット変動成分)に相当することなる。したがって、
図9に示す映像化装置では、前記ステップS7で、各有
効素子101から得られる出力から、無効素子102か
ら得られる出力変動を取り除く処理を行っているので、
信号処理部62から出力された補正画像は、環境温度の
変動の影響が低減されたものとなり、画質が向上する。In the imaging device shown in FIG. 9, the light quantity of the read-out light is kept constant without changing as described above.
In the radiation detection device 100 used in the imaging device shown in FIG. 9, the ineffective element 102 is the effective element 101.
It has substantially the same structure as and does not respond to incident radiation. Therefore, the reactive element 102 performs the same operation as the effective element 101 with respect to the fluctuation of the environmental temperature, but does not respond to the incident radiation. Therefore, the invalid element 102
The output fluctuation (the output difference calculated in step S6) obtained from the above corresponds to the output fluctuation (offset fluctuation component) of the effective element 101 due to the environmental temperature. Therefore,
In the imaging apparatus shown in FIG. 9, since the output fluctuation obtained from the invalid element 102 is removed from the output obtained from each effective element 101 in the step S7,
The corrected image output from the signal processing unit 62 has a reduced influence of environmental temperature variations, and the image quality is improved.
【0067】振動、衝撃、熱膨張などにより、前述した
読み出し光学系の構成要素にずれが生じた場合、CCD
30から得られた画像には、回転、ゆがみ、倍率の変動
などの変動が生じ、画質が劣化する。しかし、図9に示
す映像化装置では、有効素子101の領域を取り囲むよ
うに配置された無効素子102の画像上の初期の位置と
現在の位置とを求め(ステップS3,S8)、これらに
基づいて補正を行っている(ステップS9)。このた
め、信号処理部62から出力された補正画像は、前記回
転、ゆがみ、倍率の変動などが補正されたものとなり、
この点からも、画質が向上する。なお、無効素子102
からの出力は入射する赤外線の量に依存しないので、入
射する赤外線の量と無関係に、前記補正を常に適切に行
うことができる。When a deviation occurs in the above-mentioned components of the reading optical system due to vibration, shock, thermal expansion, etc., the CCD
The image obtained from 30 undergoes fluctuations such as rotation, distortion, and fluctuations in magnification, which deteriorates the image quality. However, in the imaging device shown in FIG. 9, the initial position and the current position on the image of the ineffective element 102 arranged so as to surround the area of the effective element 101 are obtained (steps S3 and S8), and based on these, Correction is performed (step S9). Therefore, the corrected image output from the signal processing unit 62 has been corrected for the rotation, distortion, magnification variation, and the like,
From this point as well, the image quality is improved. The invalid element 102
Since the output from is independent of the amount of incident infrared rays, the correction can always be appropriately performed regardless of the amount of incident infrared rays.
【0068】なお、図10において、ステップS2,S
6,S7を取り除いてもよい。この場合であっても、前
記回転、ゆがみ、倍率の変動などを補正することができ
るという利点は得られる。また、図10において、ステ
ップS3,S8,S9を取り除いてもよい。この場合、
ステップS10において、ステップS7でレベル調整さ
れた画像データを補正画像データとして出力すればよ
い。この場合であっても、環境温度の変動の影響を低減
することができるという利点は得られる。In FIG. 10, steps S2 and S
6, S7 may be removed. Even in this case, it is possible to obtain the advantage that the rotation, the distortion, the variation in the magnification, and the like can be corrected. Further, in FIG. 10, steps S3, S8 and S9 may be omitted. in this case,
In step S10, the image data whose level has been adjusted in step S7 may be output as corrected image data. Even in this case, it is possible to obtain the advantage of being able to reduce the influence of the fluctuation of the environmental temperature.
【0069】ところで、図9に示す映像化装置を次のよ
うに変形してもよい。この変形例では、図9中の光量セ
ンサ60を取り除き、駆動制御回路61に代えて、LE
D33を単に点灯させる駆動回路を用いる。したがっ
て、LED33から発する読み出し光の光量は、環境温
度に依存して変動することになる。また、この変形例で
は、放射検出装置100を図示しない容器に収容し、ペ
ルチェ素子等の温度調節器を用いかつこれを高い応答性
で厳密に制御し、環境温度の変動によっては素子10
1,102の出力に変動が生じないようにしておく。By the way, the imaging apparatus shown in FIG. 9 may be modified as follows. In this modified example, the light amount sensor 60 in FIG. 9 is removed, and instead of the drive control circuit 61, LE is used.
A drive circuit that simply turns on D33 is used. Therefore, the amount of read light emitted from the LED 33 varies depending on the environmental temperature. Further, in this modified example, the radiation detection apparatus 100 is housed in a container (not shown), a temperature controller such as a Peltier element is used, and this is strictly controlled with high responsiveness.
Make sure that the outputs of 1, 102 do not fluctuate.
【0070】そして、この変形例では、信号処理部62
が、図10に示す動作に代えて、図11に示す動作を行
うように構成する。図11に示す動作が図10に示す動
作と異なる所は、図10中のステップS6,S7がステ
ップS20,S21に置き換えられている点のみであ
る。ステップS20において、信号処理部62は、ステ
ップS5で最新に取り込んだ画像データのうちの、前記
所定の無効素子102の反射板12の像の輝度値(現在
の出力)と、ステップS2でメモリ64に格納した無効
素子102の初期出力(輝度値)との比(出力比)を算
出する。ステップS21において、信号処理部62は、
ステップS5で最新に取り込んだ画像データのうちの、
各有効素子101の反射板12の像の輝度値(現在の出
力)からそれぞれ、ステップS20で算出した出力比を
乗算して、各有効素子101による画像データのレベル
を調整する。In this modification, the signal processor 62
However, instead of the operation shown in FIG. 10, the operation shown in FIG. 11 is performed. The operation shown in FIG. 11 differs from the operation shown in FIG. 10 only in that steps S6 and S7 in FIG. 10 are replaced with steps S20 and S21. In step S20, the signal processing unit 62 sets the brightness value (current output) of the image of the reflection plate 12 of the predetermined invalid element 102 among the image data captured most recently in step S5 and the memory 64 in step S2. The ratio (output ratio) with respect to the initial output (luminance value) of the invalid element 102 stored in FIG. In step S21, the signal processing unit 62
Of the image data captured most recently in step S5,
The brightness value (current output) of the image of the reflector 12 of each effective element 101 is multiplied by the output ratio calculated in step S20 to adjust the level of the image data by each effective element 101.
【0071】この変形例では、読み出し光の光量の変動
は、CCD30から得られる画像信号において、信号の
ゲインの変動となって現れる。この変形例では、前述し
たように、環境温度の変動によっては素子101,10
2の出力に変動が生じない。したがって、無効素子10
2から得られる出力変動(ステップS20で算出された
出力比)が、読み出し光の光量の変動による有効素子1
01の出力ゲイン変動に相当することなる。したがっ
て、この変形例では、前記ステップS21で、各有効素
子101から得られる出力から、無効素子102から得
られる出力ゲイン変動を取り除く処理を行っているの
で、信号処理部62から出力された補正画像は、読み出
し光の光量変動の影響が低減されたものとなり、画質が
向上する。In this modification, the fluctuation of the light quantity of the reading light appears as the fluctuation of the gain of the signal in the image signal obtained from the CCD 30. In this modification, as described above, the elements 101, 10 may be changed depending on the environmental temperature.
No change occurs in the output of 2. Therefore, the invalid element 10
The output fluctuation obtained from 2 (the output ratio calculated in step S20) is the effective element 1 due to the fluctuation of the light quantity of the reading light.
This corresponds to the output gain fluctuation of 01. Therefore, in this modified example, since the output gain fluctuation obtained from the invalid element 102 is removed from the output obtained from each effective element 101 in the step S21, the corrected image output from the signal processing unit 62 is executed. Means that the influence of the fluctuation of the light amount of the reading light is reduced, and the image quality is improved.
【0072】また、この変形例によっても、図9に示す
映像化装置と同様に、前記回転、ゆがみ、倍率の変動な
どを補正することができるという利点が得られる。な
お、図11において、ステップS3,S8,S9を取り
除いてもよい。この場合、ステップS10において、ス
テップS21でレベル調整された画像データを補正画像
データとして出力すればよい。この場合であっても、読
み出し光の光量変動の影響を低減することができるとい
う利点は得られる。Further, this modification also has an advantage that the rotation, the distortion, the variation of the magnification, and the like can be corrected, as in the imaging device shown in FIG. In addition, in FIG. 11, steps S3, S8, and S9 may be omitted. In this case, in step S10, the image data whose level has been adjusted in step S21 may be output as corrected image data. Even in this case, it is possible to obtain the advantage that it is possible to reduce the influence of the fluctuation of the light amount of the reading light.
【0073】以上は映像化装置の例であったが、図9に
おいて、放射検出装置100として、1個ずつの有効素
子101及び無効素子102のみを有する放射検出装置
を用い、2次元CCD30に代えて、2つの受光部のみ
を有する光検出器を用いれば、赤外線のいわゆるポイン
トセンサとしての検出装置を構成することができる。Although the above is an example of the imaging device, in FIG. 9, as the radiation detection device 100, a radiation detection device having only one effective element 101 and one invalid element 102 is used, and the two-dimensional CCD 30 is replaced. Thus, by using a photodetector having only two light receiving portions, it is possible to configure a detection device as a so-called point sensor for infrared rays.
【0074】以上、本発明の一実施の形態及び変形例等
について説明したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。例えば、本発明は、光読み出し型の熱型放射
検出装置のみならず、静電容量型の熱型赤外線検出装置
などにも適用することができる。Although one embodiment and modification of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these. For example, the present invention can be applied not only to an optical readout type thermal radiation detection device but also to a capacitance type thermal infrared detection device.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱型放射検出有効素子のみならず、熱型放射検出無効素
子を備えているので、環境温度の影響を低減するための
信号処理や、光源の光量変動の影響を低減するための信
号処理や、画像補正処理などを、適宜可能にすることが
できる熱型放射検出装置を提供することができる。As described above, according to the present invention,
Not only the thermal radiation detection effective element, but because the thermal radiation detection invalid element is provided, signal processing for reducing the influence of the environmental temperature, signal processing for reducing the influence of the light amount fluctuation of the light source, It is possible to provide a thermal radiation detection device capable of appropriately performing image correction processing and the like.
【図1】本発明の一実施の形態による光読み出し型の熱
型放射検出装置を模式的に示す概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view schematically showing an optical readout type thermal radiation detection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1中の熱型放射検出有効素子の一例を模式的
に示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view schematically showing an example of the thermal radiation detection effective element in FIG.
【図3】図2中のX1−X2線に沿った概略断面図であ
る。FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line X1-X2 in FIG.
【図4】図2中のX3−X4線に沿った概略断面図であ
る。FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line X3-X4 in FIG.
【図5】図2に示す熱型放射検出有効素子の、犠牲層を
除去した後の完成状態を模式的に示す図である。5 is a diagram schematically showing a completed state of the thermal radiation detection effective element shown in FIG. 2 after removing a sacrifice layer.
【図6】図2に示す熱型放射検出有効素子と共に用いる
ことができる図1中の熱型放射検出無効素子の一例を、
模式的に示す概略平面図である。6 is an example of a thermal radiation detection invalid element in FIG. 1 which can be used with the thermal radiation detection effective element shown in FIG.
It is a schematic plan view which shows typically.
【図7】図1中の熱型放射検出有効素子の他の例を模式
的に示す概略平面図である。7 is a schematic plan view schematically showing another example of the thermal radiation detection effective element in FIG.
【図8】図7に示す熱型放射検出有効素子と共に用いる
ことができる図1中の熱型放射検出無効素子の一例を、
模式的に示す概略平面図である。8 is an example of a thermal radiation detection invalid element in FIG. 1 which can be used with the thermal radiation detection effective element shown in FIG.
It is a schematic plan view which shows typically.
【図9】図1に示す熱型放射検出装置を示す概略構成図
である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing the thermal radiation detection device shown in FIG.
【図10】信号処理部の動作の一例を示す概略フローチ
ャートである。FIG. 10 is a schematic flowchart showing an example of the operation of the signal processing unit.
【図11】信号処理部の動作の他の例を示す概略フロー
チャートである。FIG. 11 is a schematic flowchart showing another example of the operation of the signal processing unit.
1 基板 2 被支持部 3,4 脚部 5,6 第1の変位部 7,8 熱分離部 9,10 第2の変位部 12 反射板 100 熱型放射検出装置 101 熱型放射検出有効素子 102 熱型放射検出無効素子 1 substrate 2 Supported part 3,4 legs 5,6 First displacement part 7,8 Heat separation part 9,10 Second displacement part 12 Reflector 100 Thermal radiation detector 101 Thermal radiation detection effective element 102 Thermal radiation detection invalid element
Claims (3)
とも1つの熱型放射検出有効素子と、前記基体上に設け
られた少なくとも1つの熱型放射検出無効素子とを備
え、 前記少なくとも1つの熱型放射検出有効素子は、前記基
体に支持された被支持部であって、放射を受けて熱に変
換する放射吸収部と、該放射吸収部にて発生した熱に応
じて前記基体に対して変位する変位部と、該変位部に生
じた変位に応じた所定の変化を得るために用いられる変
位読み出し部材と、を有する被支持部を備え、 前記少なくとも1つの熱型放射検出無効素子は、前記熱
型放射検出有効素子と実質的に同じ構造を持ちつつ、入
射しようとする放射に応答しないように構成されたこと
を特徴とする熱型放射検出装置。1. A base, at least one thermal radiation detection effective element provided on the base, and at least one thermal radiation detection ineffective element provided on the base. The thermal radiation detection effective element is a supported portion supported by the base body, and a radiation absorption portion that receives radiation and converts it into heat, and a radiation absorption portion for the base body according to the heat generated in the radiation absorption portion. A supported portion having a displacement portion that is displaced according to the displacement and a displacement reading member that is used to obtain a predetermined change according to the displacement generated in the displacement portion, wherein the at least one thermal radiation detection ineffective element is A thermal-type radiation detecting device, which has substantially the same structure as the thermal-type radiation-detecting effective element, but is configured not to respond to incident radiation.
素子は、当該熱型放射検出無効素子が有する放射吸収部
に対する前記放射の入射を遮蔽する遮蔽部を有すること
を特徴とする請求項1記載の熱型放射検出装置。2. The at least one thermal-type radiation detection-ineffective element has a shielding portion that blocks incidence of the radiation on a radiation-absorption portion of the thermal-type radiation detection-ineffective element. Thermal radiation detector.
素子は、放射吸収部を有しないことを特徴とする請求項
1記載の熱型放射検出装置。3. The thermal radiation detection device according to claim 1, wherein the at least one thermal radiation detection ineffective element has no radiation absorption section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001199225A JP2003014538A (en) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Thermal radiation detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001199225A JP2003014538A (en) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Thermal radiation detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014538A true JP2003014538A (en) | 2003-01-15 |
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ID=19036544
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001199225A Pending JP2003014538A (en) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Thermal radiation detector |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003014538A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010530538A (en) * | 2007-06-21 | 2010-09-09 | アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド | Infrared imaging device |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001199225A patent/JP2003014538A/en active Pending
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