JPH0356831A - 冷却型赤外線検知装置 - Google Patents
冷却型赤外線検知装置Info
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- JPH0356831A JPH0356831A JP1190606A JP19060689A JPH0356831A JP H0356831 A JPH0356831 A JP H0356831A JP 1190606 A JP1190606 A JP 1190606A JP 19060689 A JP19060689 A JP 19060689A JP H0356831 A JPH0356831 A JP H0356831A
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- infrared
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
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-
- G—PHYSICS
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10F77/334—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers or cold shields for infrared detectors
-
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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-
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
概要
冷却型赤外線検知装置に関し、
冷却温度変動による赤外線画像の揺らぎを防止するよう
にした冷却型赤外線検知装置を提供することを目的とし
、 赤外線透過窓を有する外筒と素子搭載部を有する内筒と
の間を真空吸引し、該素子搭載部上に所定の大きさの受
光部を有する赤外線検知素子を搭載するとともに該赤外
線検知素子を冷却して使用する冷却型赤外線検知装置に
おいて、前記素子搭載部上に前記赤外線検知素子と同一
材料から形成された受光部を有しない類似構造の温度検
出用素子を設け、該温度検出用素子を温度検出手段に接
続するとともに、該温度検出手役で検出した温度に応じ
て前記赤外線検知素子の出力を補正する補正手段を設け
て構成する。
にした冷却型赤外線検知装置を提供することを目的とし
、 赤外線透過窓を有する外筒と素子搭載部を有する内筒と
の間を真空吸引し、該素子搭載部上に所定の大きさの受
光部を有する赤外線検知素子を搭載するとともに該赤外
線検知素子を冷却して使用する冷却型赤外線検知装置に
おいて、前記素子搭載部上に前記赤外線検知素子と同一
材料から形成された受光部を有しない類似構造の温度検
出用素子を設け、該温度検出用素子を温度検出手段に接
続するとともに、該温度検出手役で検出した温度に応じ
て前記赤外線検知素子の出力を補正する補正手段を設け
て構成する。
産業上の利用分野
本発明は冷却型赤外線検知装置に関する。
赤外線センサ（検知装置）は目標物体に接触することな
く物体の存在、形状、温度、組或などを知ることができ
るため、人工衛星による気象観測、防犯、防災、地質・
資源調査、赤外線サーモグラフィによる医療用等の多く
の分野で用いられている。このような赤外線センサには
焦電素子、サーモパイル等を用いた熱型センサと半導体
を利用した光電効果聖（量子型）センサがある。
く物体の存在、形状、温度、組或などを知ることができ
るため、人工衛星による気象観測、防犯、防災、地質・
資源調査、赤外線サーモグラフィによる医療用等の多く
の分野で用いられている。このような赤外線センサには
焦電素子、サーモパイル等を用いた熱型センサと半導体
を利用した光電効果聖（量子型）センサがある。
一般に熱型センサでは感度の波長依存性はないが、感度
が低く応答速度も遅いのでリアルタイムの赤外線センサ
としては不向きである。一方、光電効果型センサは感度
が高く、応答速度も速いが、素子の概略液体窒素温度で
の冷却が必要である。
が低く応答速度も遅いのでリアルタイムの赤外線センサ
としては不向きである。一方、光電効果型センサは感度
が高く、応答速度も速いが、素子の概略液体窒素温度で
の冷却が必要である。
光電効果型赤外線センサは、光導電型、光起電力型、Ｍ
ＩＳ型に分類される。このうち光導電型センサは、光照
射時の抵抗変化を利用するもので、例えば、テルル化カ
ドミウム水ｍ （ＨｇＣｄＴｅ）等の化合物半導体結晶
からなる赤外線検知素子を用いたものが知られている。
ＩＳ型に分類される。このうち光導電型センサは、光照
射時の抵抗変化を利用するもので、例えば、テルル化カ
ドミウム水ｍ （ＨｇＣｄＴｅ）等の化合物半導体結晶
からなる赤外線検知素子を用いたものが知られている。
このような光導電型の赤外線検知素子は、検知感度を高
めるために、上述したように概路液体窒素温度に冷却し
た状態で用いられている。このため、赤外線検知装置と
しては、通常、断熱特性が良好な真空容器を用い、この
真空容器内の素子搭載部を液体窒素のような冷媒による
か、或いは低温冷却装置により所定温度に冷却して素子
を動作させる構戊が取られている。
めるために、上述したように概路液体窒素温度に冷却し
た状態で用いられている。このため、赤外線検知装置と
しては、通常、断熱特性が良好な真空容器を用い、この
真空容器内の素子搭載部を液体窒素のような冷媒による
か、或いは低温冷却装置により所定温度に冷却して素子
を動作させる構戊が取られている。
従来の技術
第５図は従来例概略構或図である。２は真空容器であり
、例えばコバール等から形成された外筒４とコバールガ
ラス等から形成された内筒６との間を真空吸引して構戊
されている。外筒４の頂部には赤外線透過用のゲルマニ
ウム窓８が設けられている。また、内筒６の頂部には素
子搭載部６ａが設けられており、この素子搭載部６ａに
例えばＨｇＣｄＴｅ等の赤外線検知素子１０とシリコン
ダイオード等から構或された温度センサ２０が設けられ
ている。
、例えばコバール等から形成された外筒４とコバールガ
ラス等から形成された内筒６との間を真空吸引して構戊
されている。外筒４の頂部には赤外線透過用のゲルマニ
ウム窓８が設けられている。また、内筒６の頂部には素
子搭載部６ａが設けられており、この素子搭載部６ａに
例えばＨｇＣｄＴｅ等の赤外線検知素子１０とシリコン
ダイオード等から構或された温度センサ２０が設けられ
ている。
内筒６の素子搭載部６ａは液体窒素等の冷媒により、或
いは低温冷却装置により極低温に冷却され、赤外線検知
素子ＩＯの感度を得るようにしている。赤外線検知素子
１０はリード線１２、端子１４、リード線１６により信
号検出回路１８に接続されている。一方、温度センサ２
０はリード線２２、端子２４、リード線２６により温度
制御回路２８に接続されている。温度センサ２０により
検出した温度に応じて温度制御回路２８が素子搭載１６
Ｈの温度を一定となるように制御し、赤外線の入射量に
応じた赤外線検知素子１０の出力を得るようにしている
。
いは低温冷却装置により極低温に冷却され、赤外線検知
素子ＩＯの感度を得るようにしている。赤外線検知素子
１０はリード線１２、端子１４、リード線１６により信
号検出回路１８に接続されている。一方、温度センサ２
０はリード線２２、端子２４、リード線２６により温度
制御回路２８に接続されている。温度センサ２０により
検出した温度に応じて温度制御回路２８が素子搭載１６
Ｈの温度を一定となるように制御し、赤外線の入射量に
応じた赤外線検知素子１０の出力を得るようにしている
。
このように従来の赤外線検知装置の冷却温度制御は、赤
外線検知素子１０とは別に設けた温度センサにより素子
搭載部６ａの温度が一定となるように制御していた。
外線検知素子１０とは別に設けた温度センサにより素子
搭載部６ａの温度が一定となるように制御していた。
また、この温度センサは赤外線検知素子とは別の材料か
ら形戊されている。このような温文センサによって冷却
，＠度を制御しているが、この温、文制御により赤外線
検知素子搭載部の温度を所定温度に厳密に制御するのは
困難であり、検知素子搭載部の温度は所定温度から±１
゜程度の範囲内で変動していた。これに応じて、赤外線
検知素子の温度も同様な変動幅で変動していた。
ら形戊されている。このような温文センサによって冷却
，＠度を制御しているが、この温、文制御により赤外線
検知素子搭載部の温度を所定温度に厳密に制御するのは
困難であり、検知素子搭載部の温度は所定温度から±１
゜程度の範囲内で変動していた。これに応じて、赤外線
検知素子の温度も同様な変動幅で変動していた。
発明が解決しようとする課題
このように温度センサの検出値により赤外線検知素子の
温度を制御しようとすると、冷却温度を所定値に厳密に
保つのは困難であり、冷却温度に変動幅があるため、冷
却温度に応じて赤外線検知素子の特性（抵抗等）が変動
してしまい、この結果赤外線画像に揺与ぎが発生すると
いう問題があった。
温度を制御しようとすると、冷却温度を所定値に厳密に
保つのは困難であり、冷却温度に変動幅があるため、冷
却温度に応じて赤外線検知素子の特性（抵抗等）が変動
してしまい、この結果赤外線画像に揺与ぎが発生すると
いう問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、冷却温度変動による赤外線画像
の揺らぎを防止するようにした冷却型赤外線検知装置を
提供することである。
の目的とするところは、冷却温度変動による赤外線画像
の揺らぎを防止するようにした冷却型赤外線検知装置を
提供することである。
課題を解決するための手段
赤外線透過窓を有する外筒と素子搭載部を有する内筒と
の間を真空吸引し、該素子搭載部上に所定の大きさの受
光部を有する赤外線検知素子を搭載するとともに該赤外
線検知素子を冷却して使用する冷却型赤外線検知装置に
おいて、前記素子搭載部上に赤外線検知素子と同一材料
から形成された受光部を有しない類似構造の温度検出用
素子を設ける。そして、この温度検出用素子を温度検出
手段に接続するとともに、温度検出手段で検出した温度
に応じて赤外線検知素子の出力を補正する補正手段を設
ける。
の間を真空吸引し、該素子搭載部上に所定の大きさの受
光部を有する赤外線検知素子を搭載するとともに該赤外
線検知素子を冷却して使用する冷却型赤外線検知装置に
おいて、前記素子搭載部上に赤外線検知素子と同一材料
から形成された受光部を有しない類似構造の温度検出用
素子を設ける。そして、この温度検出用素子を温度検出
手段に接続するとともに、温度検出手段で検出した温度
に応じて赤外線検知素子の出力を補正する補正手段を設
ける。
作 用
温度検出用素子を赤外線検知素子と同一材料から形成し
た受光部を有しない類似構造とし、これを素子搭載部上
に搭載したため、赤外線が入射しないときの赤外線検知
素子の抵抗等の特性と温度検出用素子の特性とは同一と
なる。このため、温度変動による赤外線検知素子の特性
変化は温度検出用素子により検出することができるため
、温度検出手段で検出した温度に応じて補正手段により
赤外線検知素子の出力を補正することにより、温度変動
による赤外線検知素子の特性変化を補正することができ
、温度変化に起因する赤外線画像の揺らぎを防止するこ
とができる。
た受光部を有しない類似構造とし、これを素子搭載部上
に搭載したため、赤外線が入射しないときの赤外線検知
素子の抵抗等の特性と温度検出用素子の特性とは同一と
なる。このため、温度変動による赤外線検知素子の特性
変化は温度検出用素子により検出することができるため
、温度検出手段で検出した温度に応じて補正手段により
赤外線検知素子の出力を補正することにより、温度変動
による赤外線検知素子の特性変化を補正することができ
、温度変化に起因する赤外線画像の揺らぎを防止するこ
とができる。
実 施 例
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。本発明実施例の説明において、第５図に示した従来構
造と実質上同一構或部分については同一符号を付し、そ
の説明の一部を省略することにする。
。本発明実施例の説明において、第５図に示した従来構
造と実質上同一構或部分については同一符号を付し、そ
の説明の一部を省略することにする。
第１図は本発明の実施例概略構或図であり、コバールガ
ラス等から形成された内筒６の素子搭紅部６ａ上には、
ＨｇＣｄ７ｅ等の化合物半導体結晶から形戒された赤外
線検知素子１０と、この赤外線検知素子１０に近接して
同一材料の化合物半導体結晶から形威されたダミー素子
（温度検出用素子）３０が搭載されている。第２図に最
も良く示されているように、赤外線検知素子１０は複数
の素子から構戊され、ダミー素子３０が隣接して設けら
れている。３６は各赤外線検知素子１０の受光部であり
、ダミー素子３０には受光部は設けられていない。３８
は共通アース電極であり、この共通アース電極３８には
各赤外線検知素子１０のリード線１２とダミー素子３０
のリード線２２が接続されている。また、各赤外線検知
素子１０の個々のコンタクト電極にはリード線１２が接
続されていると共に、ダミー素子３０のコンタクト電極
にはリード線２２が接続されている。
ラス等から形成された内筒６の素子搭紅部６ａ上には、
ＨｇＣｄ７ｅ等の化合物半導体結晶から形戒された赤外
線検知素子１０と、この赤外線検知素子１０に近接して
同一材料の化合物半導体結晶から形威されたダミー素子
（温度検出用素子）３０が搭載されている。第２図に最
も良く示されているように、赤外線検知素子１０は複数
の素子から構戊され、ダミー素子３０が隣接して設けら
れている。３６は各赤外線検知素子１０の受光部であり
、ダミー素子３０には受光部は設けられていない。３８
は共通アース電極であり、この共通アース電極３８には
各赤外線検知素子１０のリード線１２とダミー素子３０
のリード線２２が接続されている。また、各赤外線検知
素子１０の個々のコンタクト電極にはリード線１２が接
続されていると共に、ダミー素子３０のコンタクト電極
にはリード線２２が接続されている。
次に第３図及び第４図を参照して赤外線検知素子の構造
及びダミー素子の構造について説明する。
及びダミー素子の構造について説明する。
先ず、赤外線検知素子１０の構造について説明すると、
ＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導体結晶４０上に共通アース
電極３８及びコンタクト電極４２が形成されており、そ
の上にＺｎＳ反射防止膜４４が設けられている。反射防
止膜４４上には開口部を有する遮光膜４６が積層されて
おり、この遮光漠４６の開口部を赤外線検知素子１０の
受光部３６として機能させている。
ＨｇＣｄＴｅ等の化合物半導体結晶４０上に共通アース
電極３８及びコンタクト電極４２が形成されており、そ
の上にＺｎＳ反射防止膜４４が設けられている。反射防
止膜４４上には開口部を有する遮光膜４６が積層されて
おり、この遮光漠４６の開口部を赤外線検知素子１０の
受光部３６として機能させている。
次に第４図のダミー素子３０を参照すると、反射防止膜
４４上に積層された遮光膜４６′に開口部が設けられて
いない点が第３図の赤外線検知素子１０の構造と相違す
る。ダミー素子３０の他の構造は赤外線検知素子１０の
構造と全く同様であり、ダミー素子３０のコンタクト電
極４２′と共通アース電極３８との間の距離Ａは赤外線
検知素子ＩＯのコンタクト電極４２と共通アース電極３
８との間の距離Ａと全く同一となるように構或されてい
る。
４４上に積層された遮光膜４６′に開口部が設けられて
いない点が第３図の赤外線検知素子１０の構造と相違す
る。ダミー素子３０の他の構造は赤外線検知素子１０の
構造と全く同様であり、ダミー素子３０のコンタクト電
極４２′と共通アース電極３８との間の距離Ａは赤外線
検知素子ＩＯのコンタクト電極４２と共通アース電極３
８との間の距離Ａと全く同一となるように構或されてい
る。
化合物半導体結晶４０は冷却温度に対応して抵抗が変化
する。また、赤外線検知素子１０はその受光部３６に赤
外線が入射することによりその抵抗が変化する。赤外線
検知素子１０の電極間の距離Ａとダミー素子３０の電極
間の距ｉＡとを全く同一となるように構戊するとともに
、両者を同一の化合物半導体結晶４０から形成している
ので、両者の抵抗はほぼ同一となり、両者の温度変化も
同一となる。したがって、赤外線検知素子１０の温度変
動による抵抗の変化はダミー素子３０により適格に検知
され、ダミー素子３０をリード線２２に、端子２４及び
リード線２６を介して温度検出回￥８３２に接続するこ
とにより、この抵抗変化から温度の変動を算出すること
ができる。
する。また、赤外線検知素子１０はその受光部３６に赤
外線が入射することによりその抵抗が変化する。赤外線
検知素子１０の電極間の距離Ａとダミー素子３０の電極
間の距ｉＡとを全く同一となるように構戊するとともに
、両者を同一の化合物半導体結晶４０から形成している
ので、両者の抵抗はほぼ同一となり、両者の温度変化も
同一となる。したがって、赤外線検知素子１０の温度変
動による抵抗の変化はダミー素子３０により適格に検知
され、ダミー素子３０をリード線２２に、端子２４及び
リード線２６を介して温度検出回￥８３２に接続するこ
とにより、この抵抗変化から温度の変動を算出すること
ができる。
温度検出回路３２で検出した温度に応じて内筒６の素子
搭載部６ａが所定温度になるように図示しない冷却装置
を温度制御回路を介して駆動するとともに、この温度変
動（抵抗の変化）は補正回路３４に人力され、信号検出
回路１８の検出値（抵抗値〉を温度変動に応じて補正す
る。これにより、赤外線検知素子１０の温度が所定値か
らある範囲内（例えば±１℃）で変動したとしても、こ
の温度変動による信号の変動分は補正回路３４により適
格に補正され、温度変動による赤外線画像の揺らぎを有
効に防止することができる。
搭載部６ａが所定温度になるように図示しない冷却装置
を温度制御回路を介して駆動するとともに、この温度変
動（抵抗の変化）は補正回路３４に人力され、信号検出
回路１８の検出値（抵抗値〉を温度変動に応じて補正す
る。これにより、赤外線検知素子１０の温度が所定値か
らある範囲内（例えば±１℃）で変動したとしても、こ
の温度変動による信号の変動分は補正回路３４により適
格に補正され、温度変動による赤外線画像の揺らぎを有
効に防止することができる。
発明の効果
本発明の冷却型赤外線検知装置は以上詳述したように構
或したので、冷却温度変動による赤外線画像の揺らぎを
有効に防止することができ、画像の安定化を図ることが
できるという効果を奏する。
或したので、冷却温度変動による赤外線画像の揺らぎを
有効に防止することができ、画像の安定化を図ることが
できるという効果を奏する。
第１図は本発明の実施例概略構戊図、
第２図は内筒の素子搭載部平面図、
第３図は赤外線検知素子断面図、
第４図はダミー素子断面図、
第５図は従来例概略構或図である。
２・・・真空容器、 ４・・・外筒、６・・・内筒、
６ａ・・・素子搭載部、８・・・赤外線透過窓
、１０・・・赤外線検知装置、ｌ８・・・信号検出回路
、３０・・・ダミー素子、３２・・・温度検出回路、３
４・・・補正回路、３６・・・受光部、 ３８・・
・共通アース電極、４０・・・化合物半導体結晶。
６ａ・・・素子搭載部、８・・・赤外線透過窓
、１０・・・赤外線検知装置、ｌ８・・・信号検出回路
、３０・・・ダミー素子、３２・・・温度検出回路、３
４・・・補正回路、３６・・・受光部、 ３８・・
・共通アース電極、４０・・・化合物半導体結晶。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 赤外線透過窓（８）を有する外筒（４）と素子搭載部（
６ａ）を有する内筒（６）との間を真空吸引し、該素子
搭載部（６ａ）上に所定の大きさの受光部（３６）を有
する赤外線検知素子（１０）を搭載するとともに該赤外
線検知素子（１０）を冷却して使用する冷却型赤外線検
知装置において、 前記素子搭載部（６ａ）上に前記赤外線検知素子（１０
）と同一材料から形成された受光部を有しない類似構造
の温度検出用素子（３０）を設け、 該温度検出用素子（３０）を温度検出手段（３２）に接
続するとともに、 該温度検出手段（３２）で検出した温度に応じて前記赤
外線検知素子（１０）の出力を補正する補正手段（３４
）を設けたことを特徴とする冷却型赤外線検知装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1190606A JPH0356831A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 冷却型赤外線検知装置 |
| US07/556,451 US5118947A (en) | 1989-07-25 | 1990-07-24 | Infrared rays detecting apparatus with integral temperature control element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1190606A JPH0356831A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 冷却型赤外線検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0356831A true JPH0356831A (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=16260869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1190606A Pending JPH0356831A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 冷却型赤外線検知装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5118947A (ja) |
| JP (1) | JPH0356831A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101681864B1 (ko) * | 2016-03-11 | 2016-12-01 | 한인호 | 화물용 파렛트의 사이드 바 고정장치 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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