JPH02165672A - 光検知装置のアパーチャ - Google Patents
光検知装置のアパーチャInfo
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- JPH02165672A JPH02165672A JP63322372A JP32237288A JPH02165672A JP H02165672 A JPH02165672 A JP H02165672A JP 63322372 A JP63322372 A JP 63322372A JP 32237288 A JP32237288 A JP 32237288A JP H02165672 A JPH02165672 A JP H02165672A
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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〕
光検知装置に関し、
装置の小型化及び背景光量差を無くすことを目的とし、
受光素子の受光面に該受光素子に入射する光量を制限す
る窓を備えたアパーチャを設け、前記窓がアパーチャの
裏面側で細くなるテーパー孔と、該テーパー孔の表面側
開口を該テーパー孔の最小幅と同幅以下に絞るひさし部
とを備える構成とした。
る窓を備えたアパーチャを設け、前記窓がアパーチャの
裏面側で細くなるテーパー孔と、該テーパー孔の表面側
開口を該テーパー孔の最小幅と同幅以下に絞るひさし部
とを備える構成とした。
この発明は、光検知装置のアパーチャに関し、特に多素
子型赤外線センサのアパーチャに関するものである。
子型赤外線センサのアパーチャに関するものである。
従来、多素子型赤外線センサを有する光検知装置におい
ては、例えば第４図に示すように、基板１に１次元的、
又は２次元的に受光素子１１が配置され、各受光素子１
１に周囲から不要な背景光が入射することを防止するた
め、その四方の横側を光検知器本体１０から少し離れた
位置で取り囲むシールド（コールドシールド）１２が配
置されている。
ては、例えば第４図に示すように、基板１に１次元的、
又は２次元的に受光素子１１が配置され、各受光素子１
１に周囲から不要な背景光が入射することを防止するた
め、その四方の横側を光検知器本体１０から少し離れた
位置で取り囲むシールド（コールドシールド）１２が配
置されている。
また、第５図に示すように各受光素子１１に対応した部
分を薄膜Ｐｏの表面を垂直に開口した窓３０を設けたア
パーチャ２０も提案されている。
分を薄膜Ｐｏの表面を垂直に開口した窓３０を設けたア
パーチャ２０も提案されている。
上記第４図に示した従来例によれば、素子の数が増加す
ればするほど基板１０の長さが長くなるのでシールド１
２の長さを長くし、また、各受光素子１１の入射光量を
制限するためにシールド１２の高さを高くする必要があ
る。
ればするほど基板１０の長さが長くなるのでシールド１
２の長さを長くし、また、各受光素子１１の入射光量を
制限するためにシールド１２の高さを高くする必要があ
る。
また、受光素子ＩＩの位置によって入射する光の範囲、
即ち、視野角αが異なるので各受光素子１１ごとに入射
する背景光量が異なり、この背景光量による各受光素子
１１の出力のオフセット電圧が異っている。このオフセ
ット電圧は両端に配置された受光素子１１では小さく中
央部に配置された受光素子１１では大きくなる。光検知
装置のダイナミックレンジはこの背景光量の差が無視で
きる範囲としなければならないので、最大となる中央部
の受光素子１１のオフセット電圧を基準にしてその基準
電圧よりも高いレンジの出力を光検知装置のダイナミッ
クレンジとしなければならず、ダイナミックレンジが狭
くなる欠点もある。この欠点は、受光素子１１の素子数
が多くなればなるほど顕著になる。
即ち、視野角αが異なるので各受光素子１１ごとに入射
する背景光量が異なり、この背景光量による各受光素子
１１の出力のオフセット電圧が異っている。このオフセ
ット電圧は両端に配置された受光素子１１では小さく中
央部に配置された受光素子１１では大きくなる。光検知
装置のダイナミックレンジはこの背景光量の差が無視で
きる範囲としなければならないので、最大となる中央部
の受光素子１１のオフセット電圧を基準にしてその基準
電圧よりも高いレンジの出力を光検知装置のダイナミッ
クレンジとしなければならず、ダイナミックレンジが狭
くなる欠点もある。この欠点は、受光素子１１の素子数
が多くなればなるほど顕著になる。
また、上記第５図に示した従来例によると、各素子の視
野角αの範囲外の入射光が善意３０の内周壁に反射して
、受光素子１１に入射することになり、画像の鮮明さを
損なうことになる。
野角αの範囲外の入射光が善意３０の内周壁に反射して
、受光素子１１に入射することになり、画像の鮮明さを
損なうことになる。
この発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、
受光素子を有する光検知装置の小型化を図ることと、各
受光素子の背景光量差を無くし、且つ画像の鮮明化を図
ることを目的とする。
受光素子を有する光検知装置の小型化を図ることと、各
受光素子の背景光量差を無くし、且つ画像の鮮明化を図
ることを目的とする。
この発明に係る光検知装置は、前記目的を達成するため
、第１図に示すように、多素子型受光センサ１の各受光
素子１１に入射する光量を制限する窓３を備えたアパー
チャにおいて、前記窓３が裏面側で細くなるテーパー孔
４と、該テーパー孔４の表面側開口５を該テーパー孔４
の最小幅と同幅に絞るひさし部６とを備える。
、第１図に示すように、多素子型受光センサ１の各受光
素子１１に入射する光量を制限する窓３を備えたアパー
チャにおいて、前記窓３が裏面側で細くなるテーパー孔
４と、該テーパー孔４の表面側開口５を該テーパー孔４
の最小幅と同幅に絞るひさし部６とを備える。
この発明によれば、各受光素子１１の視野角αはひさし
部６によって絞られた開口５の幅と、アパーチャ２の厚
さによって決定される。従って、従来のコールドシール
ドＩ２は不要となり、装置全体を小型にできるとともに
、受光素子１１の位置と無関係に視野角αを一定に設定
することができる。
部６によって絞られた開口５の幅と、アパーチャ２の厚
さによって決定される。従って、従来のコールドシール
ドＩ２は不要となり、装置全体を小型にできるとともに
、受光素子１１の位置と無関係に視野角αを一定に設定
することができる。
また、テーパー孔４を設けることによって該テーパー孔
４で１回だけ反射されて各受光素子１１に入射する角度
範囲θが狭くなる。また、テーパー孔４の内周面を吸光
性物質で構成する場合には、テーパー孔４の内周面での
吸収による背景光量の減少を著しく大きくすることがで
きる。
４で１回だけ反射されて各受光素子１１に入射する角度
範囲θが狭くなる。また、テーパー孔４の内周面を吸光
性物質で構成する場合には、テーパー孔４の内周面での
吸収による背景光量の減少を著しく大きくすることがで
きる。
以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する
。
。
第２図は本発明に係るアパーチャを用いた光検知装置の
縦断面図である。同図に示すように、この装置は一面（
ここでは上面）に多数の受光素子１１を有する基板１と
、その−面に固定されたシリコンによるアパーチャ２と
を備えている。アパーチャ２の各受光素子１１に対応る
す位置には窓３が形成され、この窓３を通過した光が各
受光素子１１に受光され、各受光素子１１はその受光量
に対応した電圧を有する信号を出力するようになってい
る。善意３はアパーチャ２の裏面側（図上、下側）で細
（なるテーパー孔４と、該テーパー孔４の表面側聞口５
を該テーパー孔４の最小幅と同幅に絞るひさし部６とを
備えている。
縦断面図である。同図に示すように、この装置は一面（
ここでは上面）に多数の受光素子１１を有する基板１と
、その−面に固定されたシリコンによるアパーチャ２と
を備えている。アパーチャ２の各受光素子１１に対応る
す位置には窓３が形成され、この窓３を通過した光が各
受光素子１１に受光され、各受光素子１１はその受光量
に対応した電圧を有する信号を出力するようになってい
る。善意３はアパーチャ２の裏面側（図上、下側）で細
（なるテーパー孔４と、該テーパー孔４の表面側聞口５
を該テーパー孔４の最小幅と同幅に絞るひさし部６とを
備えている。
前記テーパー孔４の内周面は、必要に応じて感光波長帯
の光を吸収する吸光体８で覆われる。この吸光体８の構
成は、感光波長帯の光（例えば赤外線）を吸収するよう
に構成してあればよく、ここでは、窒化珪素（ＳｉＮ）
層８ａとこれの外周側に積層された酸化珪素（Ｓ ｉ
Ｏｚ ） ７１８ ｂとで構成されている。
の光を吸収する吸光体８で覆われる。この吸光体８の構
成は、感光波長帯の光（例えば赤外線）を吸収するよう
に構成してあればよく、ここでは、窒化珪素（ＳｉＮ）
層８ａとこれの外周側に積層された酸化珪素（Ｓ ｉ
Ｏｚ ） ７１８ ｂとで構成されている。
また、前記ひさし部６は、当然のことながら感光波長帯
の光を遮断する不透明材料で形成される。
の光を遮断する不透明材料で形成される。
この実施例では、ひさし部６をアルミニウム薄膜６ａと
これの表面に順に積層されたＳｉＮ層６ｂ及びＳｉＯ□
層６Ｃで構成することにより、不透明であると同時に表
面側に入射する感光波長帯の光を吸収するように構成し
である。
これの表面に順に積層されたＳｉＮ層６ｂ及びＳｉＯ□
層６Ｃで構成することにより、不透明であると同時に表
面側に入射する感光波長帯の光を吸収するように構成し
である。
次に、前記アパーチャ２を製造する手順を第３図に基づ
き説明する。
き説明する。
まず、シリコンの板体Ｐ、が用意され、この板体Ｐ１が
例えばスライシングあるいはエツチングにより所定の厚
さの薄膜Ｐ、に形成される。この薄膜Ｐ２の片面に例え
ば蒸着等によってアルミニウム薄膜６ａを付着させ、ポ
ジレジストを所定のパターンに塗布してからエツチング
により所定の位置に開口５を形成する。この後、硝酸（
ＨＮＯ３）とフッ化水素（ＨＦ）との混合液を使用して
薄膜Ｐ２に異方性エツチングによりテーパー孔４を形成
する。更に、この後、ＳｉＮ層５ｂ、８ａと３１０ ｚ
層５ｃ、３ｂをＣＶＤ法により形成させることにより前
記アパーチャ２を得ることができる。
例えばスライシングあるいはエツチングにより所定の厚
さの薄膜Ｐ、に形成される。この薄膜Ｐ２の片面に例え
ば蒸着等によってアルミニウム薄膜６ａを付着させ、ポ
ジレジストを所定のパターンに塗布してからエツチング
により所定の位置に開口５を形成する。この後、硝酸（
ＨＮＯ３）とフッ化水素（ＨＦ）との混合液を使用して
薄膜Ｐ２に異方性エツチングによりテーパー孔４を形成
する。更に、この後、ＳｉＮ層５ｂ、８ａと３１０ ｚ
層５ｃ、３ｂをＣＶＤ法により形成させることにより前
記アパーチャ２を得ることができる。
尚、ＳｉＮ層６ｂ、８ａ及び５ｉ０２層６ｃ。
８ｂの厚さは二重膜の無反射条件にできるだけ近くする
。
。
さて、この実施例に係る光検知装置では、各受光素子１
１の視野角αはひさし部６によって絞られた開口５の幅
と、アパーチャ２の厚さｈによって決定される。従って
、従来のコールドシールド１２は不要となり、装置全体
を小型にできる。また、受光素子１１の位置と無関係に
視野角αを一定に設定することができるので、各受光素
子１１の背景光量が一定になり、各受光素子１１の出力
のオフセット電圧を一定に設定して光検知装置のダイナ
ミックレンジを大きくすることができる。
１の視野角αはひさし部６によって絞られた開口５の幅
と、アパーチャ２の厚さｈによって決定される。従って
、従来のコールドシールド１２は不要となり、装置全体
を小型にできる。また、受光素子１１の位置と無関係に
視野角αを一定に設定することができるので、各受光素
子１１の背景光量が一定になり、各受光素子１１の出力
のオフセット電圧を一定に設定して光検知装置のダイナ
ミックレンジを大きくすることができる。
更に、背景光のうちテーパー孔４への１回の反射のみで
受光素子１１に入射する角度範囲θが、窓３を第２図の
仮想線で示す円孔３°に形成する場合よりも狭くなり（
逆にいうとテーパー孔４の吸光性内周面で２回以上反射
された光が受光素子１１に入射する角度が広くなり）、
その分吸光体での光の吸収が増し、受光素子１１に到達
する背景光量を減少させることかできる。例えば、テー
パー孔４の内周面の反射率を２０％とすれば、２回反射
した後の反射光の光量は４％になる。その結果、各受光
素子１１の出力のオフセント電圧を一層低く設定して光
検知装置のダイナミックレンジを一層大きくすることが
できる。
受光素子１１に入射する角度範囲θが、窓３を第２図の
仮想線で示す円孔３°に形成する場合よりも狭くなり（
逆にいうとテーパー孔４の吸光性内周面で２回以上反射
された光が受光素子１１に入射する角度が広くなり）、
その分吸光体での光の吸収が増し、受光素子１１に到達
する背景光量を減少させることかできる。例えば、テー
パー孔４の内周面の反射率を２０％とすれば、２回反射
した後の反射光の光量は４％になる。その結果、各受光
素子１１の出力のオフセント電圧を一層低く設定して光
検知装置のダイナミックレンジを一層大きくすることが
できる。
なお、以上の説明では、開口５及びテーパー孔４が円形
としであるが、開口５及びテーパー孔４がスリット状（
矩形）に形成される場合にもこの発明は適用できる。
としであるが、開口５及びテーパー孔４がスリット状（
矩形）に形成される場合にもこの発明は適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明の光検知装置によれば、
光ネ全知器本体に薄膜状のアパーチャを固定することに
より、従来のコールドシールドが不要になり、装置全体
を小型に、かつ、軽量にすることができる。また、各受
光素子の視野角がアパーチャの窓の開口の幅とアパーチ
ャの厚さとによって決定されるので、各受光素子の背景
光量をその配置箇所に無関係に一定にすることができる
。
光ネ全知器本体に薄膜状のアパーチャを固定することに
より、従来のコールドシールドが不要になり、装置全体
を小型に、かつ、軽量にすることができる。また、各受
光素子の視野角がアパーチャの窓の開口の幅とアパーチ
ャの厚さとによって決定されるので、各受光素子の背景
光量をその配置箇所に無関係に一定にすることができる
。
また、善意にテーパー孔を設けることにより、窓の中で
１回の反射で受光素子に入射する背景光の入射角範囲が
狭くなり、窓の開口部への入射背景光量に比べて受光素
子への到達背景光量を著しく少なくすることができる。
１回の反射で受光素子に入射する背景光の入射角範囲が
狭くなり、窓の開口部への入射背景光量に比べて受光素
子への到達背景光量を著しく少なくすることができる。
その結果、各受光素子の出力のオフセット電圧を低くし
て、光検知装置のダイナミックレンジを大きくすること
ができ、この効果は窓の内周面に吸収体を設けることに
よって更に増すことになる。
て、光検知装置のダイナミックレンジを大きくすること
ができ、この効果は窓の内周面に吸収体を設けることに
よって更に増すことになる。
第１図はこの発明の一実施例に係る光検出装置の要部の
拡大断面図、第２図は該光検出装置の断面図、第３図は
そのアパーチャの製造工程を順に示す説明図、第４図は
従来例のシールドの縦断面図、第５図は従来のアパーチ
ャ断面図である。 図中、 １・・・受光素子、 ２・・・アパーチャ、 ３・・・窓、 ４・・・テーパー孔、 ／ＨｅεＥ＠っ づ芭４？リ 断６ｎｉコ第 図 本発明源理図 第 図 第 図 ８１−辛４ シー＋ｖｌ−’ １ｌｒａＪｔｊＪ第 図 夜来。アバ−＋マ♂ＩＴ６ｂ１３１ 第 図
拡大断面図、第２図は該光検出装置の断面図、第３図は
そのアパーチャの製造工程を順に示す説明図、第４図は
従来例のシールドの縦断面図、第５図は従来のアパーチ
ャ断面図である。 図中、 １・・・受光素子、 ２・・・アパーチャ、 ３・・・窓、 ４・・・テーパー孔、 ／ＨｅεＥ＠っ づ芭４？リ 断６ｎｉコ第 図 本発明源理図 第 図 第 図 ８１−辛４ シー＋ｖｌ−’ １ｌｒａＪｔｊＪ第 図 夜来。アバ−＋マ♂ＩＴ６ｂ１３１ 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔１〕多素子型受光センサ（１）の各受光素子（１１）
に入射する光量を制限する窓（３）を備えた光検知装置
のアパーチャにおいて、前記窓（３）が裏面側で細くな
るテーパー孔（４）と、該テーパー孔（４）の表面側開
口（５）を該テーパー孔（４）の最小幅と同幅以下に絞
るひさし部（６）とを備えることを特徴とする光検知装
置のアパーチャ。 〔２〕テーパー孔（４）の内周面が光吸収物質である吸
収体（８）で構成された請求項１に記載の光検知装置の
アパーチャ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322372A JPH02165672A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 光検知装置のアパーチャ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322372A JPH02165672A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 光検知装置のアパーチャ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02165672A true JPH02165672A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18142909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63322372A Pending JPH02165672A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 光検知装置のアパーチャ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02165672A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583058A (en) * | 1992-09-17 | 1996-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detection element array and method for fabricating the same |
-
1988
- 1988-12-20 JP JP63322372A patent/JPH02165672A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5583058A (en) * | 1992-09-17 | 1996-12-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Infrared detection element array and method for fabricating the same |
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