JP2756463B2 - 赤外線イメージセンサ - Google Patents
赤外線イメージセンサInfo
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- JP2756463B2 JP2756463B2 JP1295208A JP29520889A JP2756463B2 JP 2756463 B2 JP2756463 B2 JP 2756463B2 JP 1295208 A JP1295208 A JP 1295208A JP 29520889 A JP29520889 A JP 29520889A JP 2756463 B2 JP2756463 B2 JP 2756463B2
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線の強度分布を感知するものであり、
特に、光通信用に使用されている波長1.3〜1.6ミクロン
の半導体レーザからの強度分布を測定するための赤外線
イメージセンサに関するものである。
特に、光通信用に使用されている波長1.3〜1.6ミクロン
の半導体レーザからの強度分布を測定するための赤外線
イメージセンサに関するものである。
本発明は、特に波長1.3〜16ミクロンの半導体レーザ
からの光ビームの強度分布を安価に測定することを目的
として、可視光撮像用のシリコンを主材とした固体撮像
素子と、固体撮像素子の画像入力面上に形成された赤外
線強度分布を可視光強度分布に変換する螢光体層とから
構成され、画像入力面と相対する固体撮像素子の他方の
面より赤外線を入力し、螢光体層で赤外線強度分布を可
視光強度分布に変換し、画像入力面より固体撮像素子に
入力し、画像信号に変換するものである。
からの光ビームの強度分布を安価に測定することを目的
として、可視光撮像用のシリコンを主材とした固体撮像
素子と、固体撮像素子の画像入力面上に形成された赤外
線強度分布を可視光強度分布に変換する螢光体層とから
構成され、画像入力面と相対する固体撮像素子の他方の
面より赤外線を入力し、螢光体層で赤外線強度分布を可
視光強度分布に変換し、画像入力面より固体撮像素子に
入力し、画像信号に変換するものである。
従来、この種センサは、PiSiショットキーバリア−ダ
イオードアレイを液体窒素で冷却した赤外線イメージセ
ンサが使用されていた。
イオードアレイを液体窒素で冷却した赤外線イメージセ
ンサが使用されていた。
上記従来技術においては、PiSiショットキーバリア−
ダイオードアレイが高価であるという欠点を有してい
た。
ダイオードアレイが高価であるという欠点を有してい
た。
上記課題を解決するために本発明は、一方を画像入力
面、他方を赤外線入力面とする可視光撮像用のシリコン
を主材とした固体撮像素子と、固体撮像素子の画像入力
面上に形成された赤外線強度分布を可視光強度分布に変
換する螢光体層とから構成するもので、可視光領域に感
度を持つ安価な固定撮像素子を使用でき、安価な赤外線
イメージセンサを達成するものである。
面、他方を赤外線入力面とする可視光撮像用のシリコン
を主材とした固体撮像素子と、固体撮像素子の画像入力
面上に形成された赤外線強度分布を可視光強度分布に変
換する螢光体層とから構成するもので、可視光領域に感
度を持つ安価な固定撮像素子を使用でき、安価な赤外線
イメージセンサを達成するものである。
このように本発明によれば、波長1.2ミクロン以上の
赤外線がシリコン中を透過することができることから、
赤外線は赤外線入力面より固体撮像素子を透過し、螢光
体層に到達し、螢光体層において、赤外線強度分布が可
視光強度分布に変換され、該変換された強度分布を持つ
可視光が、画像入力面より固体撮像素子に入力し、画像
信号に変換され、赤外線の強度分布を画像信号に変換す
ることができる。
赤外線がシリコン中を透過することができることから、
赤外線は赤外線入力面より固体撮像素子を透過し、螢光
体層に到達し、螢光体層において、赤外線強度分布が可
視光強度分布に変換され、該変換された強度分布を持つ
可視光が、画像入力面より固体撮像素子に入力し、画像
信号に変換され、赤外線の強度分布を画像信号に変換す
ることができる。
ここで、螢光体層としては、エレクトロルミネッセン
スパネル、赤外線輝尽性螢光体、赤外線消尽性螢光体が
使用される。
スパネル、赤外線輝尽性螢光体、赤外線消尽性螢光体が
使用される。
エレクトロルミネッセンスパネルは、電界印加により
発光層が励起状態となり発光するものである。この場
合、電界印加して一様に発光せしめ、この励起発光状態
の発光素子に、赤外線が照射されると、照射された個所
が消光し、赤外線の強度分布に対応した暗部を持つネガ
像が形成され、更に螢光面が固体撮像素子の画像入力面
に接していることから、螢光体層中での散乱や減衰がな
く、固体撮像素子で画像信号に効率よく変換される。
発光層が励起状態となり発光するものである。この場
合、電界印加して一様に発光せしめ、この励起発光状態
の発光素子に、赤外線が照射されると、照射された個所
が消光し、赤外線の強度分布に対応した暗部を持つネガ
像が形成され、更に螢光面が固体撮像素子の画像入力面
に接していることから、螢光体層中での散乱や減衰がな
く、固体撮像素子で画像信号に効率よく変換される。
エレクトロルミネッセンスパネルとしては、代表的な
ものとして硫化亜鉛にマンガンをドープしたものを発光
層とする二重絶縁層構造薄膜型があるが、他の方式、他
の発光材料を用いても、本発明には何ら支障がない。赤
外線輝尽性螢光体は、光等のエネルギーを供給し、螢光
体を励起状態とし、更に赤外線が照射されると、照射領
域が発光するものである。又、赤外線消尽性螢光体は、
光等のエネルギーを供給し、螢光体を励起発光状態と
し、更に赤外線が照射されると、照射領域が消光するも
のである。赤外線輝尽性螢光体及び消尽螢光体を励起状
態とする手段は、代表的には光照射であり、その際、固
体撮像素子の分光感度特性領域外の波長域を使用するこ
とが適当であり、発光との干渉を回避することができ
る。
ものとして硫化亜鉛にマンガンをドープしたものを発光
層とする二重絶縁層構造薄膜型があるが、他の方式、他
の発光材料を用いても、本発明には何ら支障がない。赤
外線輝尽性螢光体は、光等のエネルギーを供給し、螢光
体を励起状態とし、更に赤外線が照射されると、照射領
域が発光するものである。又、赤外線消尽性螢光体は、
光等のエネルギーを供給し、螢光体を励起発光状態と
し、更に赤外線が照射されると、照射領域が消光するも
のである。赤外線輝尽性螢光体及び消尽螢光体を励起状
態とする手段は、代表的には光照射であり、その際、固
体撮像素子の分光感度特性領域外の波長域を使用するこ
とが適当であり、発光との干渉を回避することができ
る。
赤外線輝尽性螢光体もしくは赤外線消尽性螢光体を螢
光体層とする場合、励起状態の螢光体層に、赤外線が照
射されると、照射された個所が発光もしくは消光し、赤
外線の強度分布に対応したポジ像もしくはネガ像が形成
され、更に螢光体層が固体撮像素子の画像入力面に接し
ており、螢光体層中での散乱や減衰がなく、固体撮像素
子で画像信号に効率よく変換される。
光体層とする場合、励起状態の螢光体層に、赤外線が照
射されると、照射された個所が発光もしくは消光し、赤
外線の強度分布に対応したポジ像もしくはネガ像が形成
され、更に螢光体層が固体撮像素子の画像入力面に接し
ており、螢光体層中での散乱や減衰がなく、固体撮像素
子で画像信号に効率よく変換される。
ここで、赤外線輝尽性螢光体の材料の代表的なもの
は、硫化ステロンチウムにビスマスをドープしたものが
あり、赤外線消尽性螢光体の材料の代表的なものは、硫
化亜鉛に銅をドープしたものがある。
は、硫化ステロンチウムにビスマスをドープしたものが
あり、赤外線消尽性螢光体の材料の代表的なものは、硫
化亜鉛に銅をドープしたものがある。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
実施例−１ 第１図は、本発明の赤外線イメージセンサの一実施例
を示す断面図である。本実施例における赤外線イメージ
センサは、赤外線入射用の穴明け部を有する基板104上
にアルミ膜103で被覆されたエレクトロルミネッセンス
パネル102が画像入力面に光学接着剤で固定された固体
撮像素子101を配置し、支持体105で支持する構成となっ
ている。固体撮像素子101は、シリコンを主材とした可
視光撮像用の40万画素のCCD素子を用いている。エレク
トロルミネッセンスパネル102は、硫化亜鉛にマンガン
をドープしたZnS:Mnを５〜15ミクロン厚とした発光層と
する二重絶縁層構造薄膜型を用いた。
を示す断面図である。本実施例における赤外線イメージ
センサは、赤外線入射用の穴明け部を有する基板104上
にアルミ膜103で被覆されたエレクトロルミネッセンス
パネル102が画像入力面に光学接着剤で固定された固体
撮像素子101を配置し、支持体105で支持する構成となっ
ている。固体撮像素子101は、シリコンを主材とした可
視光撮像用の40万画素のCCD素子を用いている。エレク
トロルミネッセンスパネル102は、硫化亜鉛にマンガン
をドープしたZnS:Mnを５〜15ミクロン厚とした発光層と
する二重絶縁層構造薄膜型を用いた。
ここで、動作について説明する。
エレクトロルミネッセンスパネル102に電界を印加し
て一様に発光せしめ、半導体レーザから発生した波長1.
3〜1.6ミクロンの光ビームを、基板104の穴明け部より
照射する。照射された光ビームは、固体撮像素子101中
に透過し、固体撮像素子101の画像入力面に接するエレ
クトロルミネッセンスパネル102に到達し、照射個所が
消光し、赤外線光像がネガの可視光像に変換される。
て一様に発光せしめ、半導体レーザから発生した波長1.
3〜1.6ミクロンの光ビームを、基板104の穴明け部より
照射する。照射された光ビームは、固体撮像素子101中
に透過し、固体撮像素子101の画像入力面に接するエレ
クトロルミネッセンスパネル102に到達し、照射個所が
消光し、赤外線光像がネガの可視光像に変換される。
エレクトロルミネッセンスパネル102で変換されたネ
ガ像の可視光が、画像入力面より固体撮像素子101に入
力し、画像信号に変換される。このようにして、赤外線
光像が、ネガの画像信号として感知することができた。
エレクトロルミネッセンスパネル102に被覆されたアル
ミ膜103は、固体撮像素子101が可視光領域に感度を有し
てることから、外部からの光を遮光して、センサとして
の性能向上を達成している。
ガ像の可視光が、画像入力面より固体撮像素子101に入
力し、画像信号に変換される。このようにして、赤外線
光像が、ネガの画像信号として感知することができた。
エレクトロルミネッセンスパネル102に被覆されたアル
ミ膜103は、固体撮像素子101が可視光領域に感度を有し
てることから、外部からの光を遮光して、センサとして
の性能向上を達成している。
実施例−２ 第２図は、本発明の赤外線イメージセンサの他の実施
例を示す断面図である。本実施例における赤外線イメー
ジセンサは、赤外線入射用の穴明け部を有する基板104
上に、螢光体層106としての赤外線輝尽性螢光体を画像
入力面に形成された固体撮像素子101を配置し、支持板1
05で支持され、螢光体層106の背面に、ブラックランプ1
07とアルミ製のリフレクタ108が配置された構成となっ
ている。固体撮像素子101は、第一実施例と同様に、可
視光撮像用の40万画素のCCD素子とした。又、螢光体層1
06としての赤外線輝尽性螢光体は、硫化ストロンチウム
にビスマスをドープした物質をバインダと共に、５〜15
ミクロン厚で、固体撮像素子101の画像入力面に密着形
成した。
例を示す断面図である。本実施例における赤外線イメー
ジセンサは、赤外線入射用の穴明け部を有する基板104
上に、螢光体層106としての赤外線輝尽性螢光体を画像
入力面に形成された固体撮像素子101を配置し、支持板1
05で支持され、螢光体層106の背面に、ブラックランプ1
07とアルミ製のリフレクタ108が配置された構成となっ
ている。固体撮像素子101は、第一実施例と同様に、可
視光撮像用の40万画素のCCD素子とした。又、螢光体層1
06としての赤外線輝尽性螢光体は、硫化ストロンチウム
にビスマスをドープした物質をバインダと共に、５〜15
ミクロン厚で、固体撮像素子101の画像入力面に密着形
成した。
ここで、ブラックランプ107は、螢光体層106の励起源
であり、螢光体の発光光と干渉を起こすことを回避する
ために、固体撮像素子101の分光感度特性領域外の波長
を用いた。
であり、螢光体の発光光と干渉を起こすことを回避する
ために、固体撮像素子101の分光感度特性領域外の波長
を用いた。
更に、リフレクタ108は、螢光体層106の全体を均一に
励起状態とするために、ブラックランプ106の紫外光の
反射率の高いアルミ製とした。
励起状態とするために、ブラックランプ106の紫外光の
反射率の高いアルミ製とした。
次に、その動作について説明する。
ブラックランプ107とフレクター108により、螢光体10
6全体を均一に励起状態として、半導体レーザにより波
長1.3〜1.6ミクロンの光ビームを、基板104の穴明け部
より照射する。照射された光ビームは、固体撮像素子10
1を透過し、固体撮像素子101の画像入力面上に形成され
た螢光体層106に到達し、照射個所が発光し、赤外線光
像がポジの可視光像に変換される。螢光体層106で変換
されたポジ像の可視光が画像入力面より固体撮像素子10
1に入力し、画像信号に変換される。
6全体を均一に励起状態として、半導体レーザにより波
長1.3〜1.6ミクロンの光ビームを、基板104の穴明け部
より照射する。照射された光ビームは、固体撮像素子10
1を透過し、固体撮像素子101の画像入力面上に形成され
た螢光体層106に到達し、照射個所が発光し、赤外線光
像がポジの可視光像に変換される。螢光体層106で変換
されたポジ像の可視光が画像入力面より固体撮像素子10
1に入力し、画像信号に変換される。
この様にして、赤外線光像がポジの画像信号として感
知することができた。
知することができた。
実施例−３ 本実施例は、螢光体層として赤外線消尽性螢光体を使
用したものであり、センサ構成は、第２実施例と同一で
ある。
用したものであり、センサ構成は、第２実施例と同一で
ある。
ここで、螢光体層としての赤外線消尽性螢光体は、硫
化亜鉛に銅をドープした物質をバインダと共に固体撮像
素子の画像入力面に密着形成した。次に、その動作につ
いて第２図を用いて説明する。ブラックランプ107とリ
フレクタ108により、螢光体層106全体を均一に励起発光
状態として、半導体レーザにより波長1.3〜1.6ミクロン
の光ビームを、基板104の穴明け部より照射する。照射
された光ビームは、固体撮像素子101を透過し、螢光等
層106に到達し、照射個所が消光し、赤外線光像がネガ
の可視光像に変換される。螢光体層106で変換されたネ
ガ像の可視光が、画像入力面より固体撮像素子101に入
力し、画像信号に変換される。
化亜鉛に銅をドープした物質をバインダと共に固体撮像
素子の画像入力面に密着形成した。次に、その動作につ
いて第２図を用いて説明する。ブラックランプ107とリ
フレクタ108により、螢光体層106全体を均一に励起発光
状態として、半導体レーザにより波長1.3〜1.6ミクロン
の光ビームを、基板104の穴明け部より照射する。照射
された光ビームは、固体撮像素子101を透過し、螢光等
層106に到達し、照射個所が消光し、赤外線光像がネガ
の可視光像に変換される。螢光体層106で変換されたネ
ガ像の可視光が、画像入力面より固体撮像素子101に入
力し、画像信号に変換される。
この様にして、赤外線光像がネガの画像信号として感
知することができた。
知することができた。
本発明によれば、固体撮像素子と螢光体層との簡単な
組み合わせで構成され、螢光体層により赤外線強度分布
を可視光強度分布に変換することから、安価な可視光領
域に感度を持つCCD素子等を使用でき、低コストの赤外
線イメージセンサを提供することができる。
組み合わせで構成され、螢光体層により赤外線強度分布
を可視光強度分布に変換することから、安価な可視光領
域に感度を持つCCD素子等を使用でき、低コストの赤外
線イメージセンサを提供することができる。
第１図は本発明の赤外線イメージセンサの一実施例を示
す断面図、第２図は本発明の赤外線イメージセンサの他
の実施例を示す断面図である。 101……固体撮像素子 102……エレクトロルミネッセンスパネル 106……螢光体層
す断面図、第２図は本発明の赤外線イメージセンサの他
の実施例を示す断面図である。 101……固体撮像素子 102……エレクトロルミネッセンスパネル 106……螢光体層
Claims (4)
- 【請求項１】赤外線強度分布を感知する赤外線イメージ
センサにおいて、一方を画像入力面、他方を赤外線入力
面とする可視光撮像用のシリコンを主材とした固体撮像
素子と、前記固体撮像素子の画像入力面上に形成された
赤外線強度分布を可視光強度分布に変換する螢光体層と
を具備することを特徴とする赤外線イメージセンサ。 - 【請求項２】前記螢光体層を、エレクトロルミネッセン
スパネルとしてことを特徴とする請求項１記載の赤外線
イメージセンサ。 - 【請求項３】前記螢光体層を、赤外線輝尽性螢光体とし
たことを特徴とする請求項１記載の赤外線イメージセン
サ。 - 【請求項４】前記螢光体層を、赤外線消尽性螢光体とし
たことを特徴とする請求項１記載の赤外線イメージセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295208A JP2756463B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 赤外線イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295208A JP2756463B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 赤外線イメージセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03156322A JPH03156322A (ja) | 1991-07-04 |
| JP2756463B2 true JP2756463B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=17817606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295208A Expired - Fee Related JP2756463B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 赤外線イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756463B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5526837B2 (ja) * | 2010-02-08 | 2014-06-18 | ソニー株式会社 | 撮像デバイス、撮像装置 |
| JP6153123B2 (ja) * | 2012-12-11 | 2017-06-28 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 | Ｃｏ２レーザーモニター装置 |
| KR20190129028A (ko) * | 2017-03-29 | 2019-11-19 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | 레이저광 검지구 |
-
1989
- 1989-11-14 JP JP1295208A patent/JP2756463B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03156322A (ja) | 1991-07-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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