JPH0241178B2 - - Google Patents
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- JPH0241178B2 JPH0241178B2 JP56050005A JP5000581A JPH0241178B2 JP H0241178 B2 JPH0241178 B2 JP H0241178B2 JP 56050005 A JP56050005 A JP 56050005A JP 5000581 A JP5000581 A JP 5000581A JP H0241178 B2 JPH0241178 B2 JP H0241178B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
-
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- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
- H01L27/14669—Infrared imagers
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱造影装置及びその操作方法に係り、
特に、 光導電性材の細長い検出器素子と、 上記検出器間に接続されたバイアス電源と、 上記検出器に応答する読み出し回路と、 熱シーンの像を上記検出器の面に集束する光学
組立体と、 上記検出器素子の長さに沿つて上記像を走査す
る走査機構とを具備した種類の装置であつて、適
当なバイアス及び走査速度に対し、上記素子内に
発生されたホトキヤリヤが、走査速度に合致され
たアンビポーラドリフト速度で、上記素子に沿つ
てドリフトせしめられる様にした装置に係る。
特に、 光導電性材の細長い検出器素子と、 上記検出器間に接続されたバイアス電源と、 上記検出器に応答する読み出し回路と、 熱シーンの像を上記検出器の面に集束する光学
組立体と、 上記検出器素子の長さに沿つて上記像を走査す
る走査機構とを具備した種類の装置であつて、適
当なバイアス及び走査速度に対し、上記素子内に
発生されたホトキヤリヤが、走査速度に合致され
たアンビポーラドリフト速度で、上記素子に沿つ
てドリフトせしめられる様にした装置に係る。
この種の装置が英国特許第1488258号（米国特
許第3995159号）に開示されており、その内容を
参考としてここに引用する。上記特許に述べられ
た様に、検出器素子はカドミウム水銀テルライド
材のストリツプであつて、その各端にバイアス接
点を有し、そしてこれらバイアス接点間に読み出
し領域が設けられている。読み出し領域の２つの
形式について説明する。１方の形式である受動読
み出し領域は上記ストリツプに接触した１対の導
体を備えており、これら導体はストリツプの長さ
に沿つて或る短い距離だけ離間されている。これ
ら導体の１方はそれに隣接したバイアス接点（２
つのバイアス接点の第２の接点）によつて与えら
れてもよい。それに組合わされた読み出し回路は
インピーダンスの大きい前置増巾器を備えてお
り、そして２つの導体間に接続される。この回路
は２つの導体間の電圧に基づいた出力信号を発生
し、即ち、導体間の領域の抵抗率が局所的なホト
キヤリヤ密度の変化によつて変わる時に変調され
る電圧を発生する。この出力信号は熱シーンのア
ナログ表示を与える。読み出し領域の幾何学形状
（即ち、導体の間隔“ａ”及びストリツプの巾
“ｗ”）は信号レベルと場所的な分解能との兼ね合
いで選択され、そしてホトキヤリヤの拡散する範
囲（2λ）に基づいたものである。
許第3995159号）に開示されており、その内容を
参考としてここに引用する。上記特許に述べられ
た様に、検出器素子はカドミウム水銀テルライド
材のストリツプであつて、その各端にバイアス接
点を有し、そしてこれらバイアス接点間に読み出
し領域が設けられている。読み出し領域の２つの
形式について説明する。１方の形式である受動読
み出し領域は上記ストリツプに接触した１対の導
体を備えており、これら導体はストリツプの長さ
に沿つて或る短い距離だけ離間されている。これ
ら導体の１方はそれに隣接したバイアス接点（２
つのバイアス接点の第２の接点）によつて与えら
れてもよい。それに組合わされた読み出し回路は
インピーダンスの大きい前置増巾器を備えてお
り、そして２つの導体間に接続される。この回路
は２つの導体間の電圧に基づいた出力信号を発生
し、即ち、導体間の領域の抵抗率が局所的なホト
キヤリヤ密度の変化によつて変わる時に変調され
る電圧を発生する。この出力信号は熱シーンのア
ナログ表示を与える。読み出し領域の幾何学形状
（即ち、導体の間隔“ａ”及びストリツプの巾
“ｗ”）は信号レベルと場所的な分解能との兼ね合
いで選択され、そしてホトキヤリヤの拡散する範
囲（2λ）に基づいたものである。
ａ2λ及びｗ2λ
但し、λ√（）、ｔτである。
“Ｄ”は作動温度におけるキヤリヤ拡散のアン
ビポーラ係数であり、“ｔ”は第１のバイアス接
点から読み出し領域まで検出器素子に沿つて像を
走査するに要する時間であり、そして“τ”はホ
トキヤリヤの寿命時間である。
ビポーラ係数であり、“ｔ”は第１のバイアス接
点から読み出し領域まで検出器素子に沿つて像を
走査するに要する時間であり、そして“τ”はホ
トキヤリヤの寿命時間である。
もう１つの形式の読み出し領域である能動読み
出し領域はストリツプに形成されたｐ−ｎ接合を
備えている。それに組合わされる読み出し回路は
放電インピーダンスと、放電電流を測定する様に
接続された前置増巾器とを備えている。読み出し
領域及びその回路はホトキヤリヤをスイープする
様に働き、従つて熱シーンのアナログ表示を与え
る出力信号が発せられる。この場合、読み出し回
路の時定数“Ｔ”は場所的な分解能を最適にする
様に選択される。
出し領域はストリツプに形成されたｐ−ｎ接合を
備えている。それに組合わされる読み出し回路は
放電インピーダンスと、放電電流を測定する様に
接続された前置増巾器とを備えている。読み出し
領域及びその回路はホトキヤリヤをスイープする
様に働き、従つて熱シーンのアナログ表示を与え
る出力信号が発せられる。この場合、読み出し回
路の時定数“Ｔ”は場所的な分解能を最適にする
様に選択される。
vT2λ
但し、ｖはホトキヤリヤのドリフト速度であ
る。
る。
上記特許に述べられた装置の場合は、第１バイ
アス接点と読み出し領域との間の間隔は、ホトキ
ヤリヤの最大走行時間がホトキヤリヤの寿命時間
より小さくなる様に選択される。実際には、特に
説明された例の場合、比較的長い寿命時間（〜
10μs）を示す物質に対しては、ホトキヤリヤがそ
の寿命中に移動する距離よりも相当に小さい値に
上記間隔をおさえれば、ホトキヤリヤの拡散によ
り生じる分解能の低下が制限される。
アス接点と読み出し領域との間の間隔は、ホトキ
ヤリヤの最大走行時間がホトキヤリヤの寿命時間
より小さくなる様に選択される。実際には、特に
説明された例の場合、比較的長い寿命時間（〜
10μs）を示す物質に対しては、ホトキヤリヤがそ
の寿命中に移動する距離よりも相当に小さい値に
上記間隔をおさえれば、ホトキヤリヤの拡散によ
り生じる分解能の低下が制限される。
１≪vτ実際には１0.5vτ
本発明による装置は、検出器材料のホトキヤリ
ヤの寿命時間が比較的短く、そして検出器素子の
第１バイアス接点と読み出し領域との間の間隔
は、適当なバイアス及び走査速度に対し、上記第
１バイアス接点と読み出し領域との間の距離を走
査するに要する時間がホトキヤリヤの寿命時間よ
り大きくなる様な間隔であることを特徴とする。
ヤの寿命時間が比較的短く、そして検出器素子の
第１バイアス接点と読み出し領域との間の間隔
は、適当なバイアス及び走査速度に対し、上記第
１バイアス接点と読み出し領域との間の距離を走
査するに要する時間がホトキヤリヤの寿命時間よ
り大きくなる様な間隔であることを特徴とする。
この装置は、例えば、光学組立体の焦点面に互
いに平行に配置された複数個の検出器素子を備
え、その各々はバイアス電源及び読み出し回路を
有している。
いに平行に配置された複数個の検出器素子を備
え、その各々はバイアス電源及び読み出し回路を
有している。
本発明の別の特徴によれば、熱造影装置を操作
する方法は、検出器素子の１端のバイアス接点
と、そこから離れた読み出し領域との間の距離が
ホトキヤリヤの寿命時間より長い時間で走査され
る様に、上記バイアス及び適当な走査速度を選択
することを含む。
する方法は、検出器素子の１端のバイアス接点
と、そこから離れた読み出し領域との間の距離が
ホトキヤリヤの寿命時間より長い時間で走査され
る様に、上記バイアス及び適当な走査速度を選択
することを含む。
英国特許第1488258号の場合とは全く反対に、
比較的短いホトキヤリヤ寿命時間を示す材料の場
合は、バイアス接点と読み出し領域との間隔を制
限して走査時間を短く（即ちｔ＜τ）する必要が
全くないことが分つた。走査時間がホトキヤリヤ
寿命時間より大きければ、ホトキヤリヤの拡散す
る範囲は比較的一定に保たれる。
比較的短いホトキヤリヤ寿命時間を示す材料の場
合は、バイアス接点と読み出し領域との間隔を制
限して走査時間を短く（即ちｔ＜τ）する必要が
全くないことが分つた。走査時間がホトキヤリヤ
寿命時間より大きければ、ホトキヤリヤの拡散す
る範囲は比較的一定に保たれる。
2λ２√
比較的短いホトキヤリヤ寿命時間を示す材料の
場合、この拡散程度及びそれにより生じる場所的
分解能の制約は、造影に用いるのに受け容れられ
るものである。更に、実際には、ホトキヤリヤの
寿命時間より大きい走査時間を用いるのが有利で
ある。ホトキヤリヤは再結合によつて失なわれる
が、ホトキヤリヤの密度は低下しない。むしろ、
検出器材料を露光し続けると、ホトキヤリヤの密
度は増加し続け、光学的な励起が再結合をバラン
スした平衡レベルに近ずく。検出器素子の信号積
分に与えられる時間が追加されることにより、読
み出し信号レベル及び信号対雑音比の両方が改善
される。
場合、この拡散程度及びそれにより生じる場所的
分解能の制約は、造影に用いるのに受け容れられ
るものである。更に、実際には、ホトキヤリヤの
寿命時間より大きい走査時間を用いるのが有利で
ある。ホトキヤリヤは再結合によつて失なわれる
が、ホトキヤリヤの密度は低下しない。むしろ、
検出器材料を露光し続けると、ホトキヤリヤの密
度は増加し続け、光学的な励起が再結合をバラン
スした平衡レベルに近ずく。検出器素子の信号積
分に与えられる時間が追加されることにより、読
み出し信号レベル及び信号対雑音比の両方が改善
される。
以下、添付図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。
明する。
第１図には、光導電性材料のストリツプ３を具
備したバイアスされた検出器１が示されており、
この検出器は各端に１つずつオーミツク端接点５
及び７を有し、そしてこれら接点５と７との間に
受動読み出し領域９を有している。この読み出し
領域は１方の端接点７と、この端接点７から短い
距離だけ離間された付加的なオーミツク接点１１
とによつて形成される。読み出し出力回路１３の
１部である高インピーダンス前置増巾器が２つの
読み出し接点７と１１との間に接続されている。
検出器１は定電流電源１５によつてバイアスされ
る。
備したバイアスされた検出器１が示されており、
この検出器は各端に１つずつオーミツク端接点５
及び７を有し、そしてこれら接点５と７との間に
受動読み出し領域９を有している。この読み出し
領域は１方の端接点７と、この端接点７から短い
距離だけ離間された付加的なオーミツク接点１１
とによつて形成される。読み出し出力回路１３の
１部である高インピーダンス前置増巾器が２つの
読み出し接点７と１１との間に接続されている。
検出器１は定電流電源１５によつてバイアスされ
る。
詳細に説明すると、ストリツプ３は真性Ｎ型カ
ドミウム水銀テルライド材（CMT）、 CdxHg1-xTe ｘ＝0.208 であり、これは約５×1014cm-3の実効ドナー濃度
ｎを示す。液体窒素の温度においては、この組成
のCMT材は８ないし14μｍのスペクトル中で約
11.5ないし12μｍの長波長の赤外応答カツトオフ
を有しており、従つてこの帯域内の放射に対して
は少なくともこのカツトオフ値まで応答する。ス
トリツプ３の厚み（ｄ）は8μｍであり、巾（ｗ）
は62μｍであり、そして端接点５と７との間の長
さ(l)は700μｍである。このストリツプの抵抗値
は約500Ωである。このストリツプはサフアイア
基体（図示せず）上にマウントされ、そして
CMTの表面は陽極酸化物（anodic oxide）で不
動態化される。接点５，７及び１１は金を蒸着す
ることによつて形成される。作動状態の下では、
この材料は約2μsという比較的短い寿命値のホト
キヤリヤ寿命を示す。これは約25μｍの拡散長さ
“λ”に相当する。信号レベルと場所的な分解能
と兼ね合いを与える様にホトキヤリヤの拡散程度
を合致させるため、付加的な接点１１はこれに最
も近い端接点７から50μｍの距離だけ離間され
る。
ドミウム水銀テルライド材（CMT）、 CdxHg1-xTe ｘ＝0.208 であり、これは約５×1014cm-3の実効ドナー濃度
ｎを示す。液体窒素の温度においては、この組成
のCMT材は８ないし14μｍのスペクトル中で約
11.5ないし12μｍの長波長の赤外応答カツトオフ
を有しており、従つてこの帯域内の放射に対して
は少なくともこのカツトオフ値まで応答する。ス
トリツプ３の厚み（ｄ）は8μｍであり、巾（ｗ）
は62μｍであり、そして端接点５と７との間の長
さ(l)は700μｍである。このストリツプの抵抗値
は約500Ωである。このストリツプはサフアイア
基体（図示せず）上にマウントされ、そして
CMTの表面は陽極酸化物（anodic oxide）で不
動態化される。接点５，７及び１１は金を蒸着す
ることによつて形成される。作動状態の下では、
この材料は約2μsという比較的短い寿命値のホト
キヤリヤ寿命を示す。これは約25μｍの拡散長さ
“λ”に相当する。信号レベルと場所的な分解能
と兼ね合いを与える様にホトキヤリヤの拡散程度
を合致させるため、付加的な接点１１はこれに最
も近い端接点７から50μｍの距離だけ離間され
る。
検出器は第２図に示された様に光学組立体の焦
点に配置される。光学組立体は第１の赤外線伝送
レンズ対２１及び２３を備え、これらレンズは放
射光をコリメートして第３レンズ２５へ向ける様
に配置される。検出器１はこの第３レンズ２５の
焦点面に配置され、そして光学組立体の１部であ
る低温シールド２７によつてバツクグランド放射
の大部分から遮蔽される。レンズ２５のＦ値（即
ち焦点距離対直径の比）は３であり、そして低温
シールドの口径はこのレンズのＦ値に合致する様
にされる。シールド２７及び検出器１を液体窒素
の温度（77〓）に維持するためジユール・トマソ
ン冷却器が使用される。
点に配置される。光学組立体は第１の赤外線伝送
レンズ対２１及び２３を備え、これらレンズは放
射光をコリメートして第３レンズ２５へ向ける様
に配置される。検出器１はこの第３レンズ２５の
焦点面に配置され、そして光学組立体の１部であ
る低温シールド２７によつてバツクグランド放射
の大部分から遮蔽される。レンズ２５のＦ値（即
ち焦点距離対直径の比）は３であり、そして低温
シールドの口径はこのレンズのＦ値に合致する様
にされる。シールド２７及び検出器１を液体窒素
の温度（77〓）に維持するためジユール・トマソ
ン冷却器が使用される。
アンビポーラ移動度μa及び過剰キヤリヤ寿命
時間τは各々電子及びホール密度ｎ及びｐに基づ
くものであり、 μa＝（ｎ−ｐ）μnμp／（nμn＋pμp） そして電子−電子のオージエ再結合が優勢であ
る時に、 τ2τAin2／i／ｎ（ｎ＋ｐ） であることに注意されたい。
時間τは各々電子及びホール密度ｎ及びｐに基づ
くものであり、 μa＝（ｎ−ｐ）μnμp／（nμn＋pμp） そして電子−電子のオージエ再結合が優勢であ
る時に、 τ2τAin2／i／ｎ（ｎ＋ｐ） であることに注意されたい。
但し、τAiは真性オージエ寿命でありそしてniは
真性キヤリヤ密度である。電子及びホールの密度
はバツクグランドの放射フラツクスによつて若干
左右される。装置のＦ値を2.5ないし３に選択す
れば、バツクグランドフラツクスを制限し、そし
て最適な分解能に影響する２つの要因である移動
度及び寿命を充分大きくする助けとなる。上記し
た材料は、２×1016cm2s-1の典型的なバツクグラ
ンドフラツクス（即ち、カツトオフまでの赤外線
スペクトル帯域）に対して約450cm2v-1s-1のアン
ビポーラ移動度及び約2μsの過剰キヤリヤ寿命を
示す。
真性キヤリヤ密度である。電子及びホールの密度
はバツクグランドの放射フラツクスによつて若干
左右される。装置のＦ値を2.5ないし３に選択す
れば、バツクグランドフラツクスを制限し、そし
て最適な分解能に影響する２つの要因である移動
度及び寿命を充分大きくする助けとなる。上記し
た材料は、２×1016cm2s-1の典型的なバツクグラ
ンドフラツクス（即ち、カツトオフまでの赤外線
スペクトル帯域）に対して約450cm2v-1s-1のアン
ビポーラ移動度及び約2μsの過剰キヤリヤ寿命を
示す。
第２レンズ２３と第３レンズ２５との間に走査
機構が挿入される。この走査機構は八角形のドラ
ム反射器２９と、フラツプミラー３１とを備えて
いる。ドラム反射器２９が回転される時には、検
出器１の表面に集束される遠方の熱シーンの像が
検出器のストリツプ素子３の長さに沿つて走査さ
れる。像と同じ速度でホトキヤリヤが読み出し領
域９に向つて駆動される様に、ストリツプ３に流
れるバイアス電流を調整した時には、回路１３か
らの出力信号が線信号を与え、即ち熱シーンの断
片を表わす時間従属信号を与える。ドラム２９が
回転しそしてその各面３３がコリメートされた放
射ビームと交差する時に、新たな線走査が開示さ
れる。線走査が開始されるたびに熱シーンの別々
の断片が造影される様に、フラツプミラー３１が
そのたびに進められる。従つて、熱シーンは線ご
とに走査されて、やがて１つのフレームが完成さ
れ、そして新たなフレームが開始され、という様
にされる。
機構が挿入される。この走査機構は八角形のドラ
ム反射器２９と、フラツプミラー３１とを備えて
いる。ドラム反射器２９が回転される時には、検
出器１の表面に集束される遠方の熱シーンの像が
検出器のストリツプ素子３の長さに沿つて走査さ
れる。像と同じ速度でホトキヤリヤが読み出し領
域９に向つて駆動される様に、ストリツプ３に流
れるバイアス電流を調整した時には、回路１３か
らの出力信号が線信号を与え、即ち熱シーンの断
片を表わす時間従属信号を与える。ドラム２９が
回転しそしてその各面３３がコリメートされた放
射ビームと交差する時に、新たな線走査が開示さ
れる。線走査が開始されるたびに熱シーンの別々
の断片が造影される様に、フラツプミラー３１が
そのたびに進められる。従つて、熱シーンは線ご
とに走査されて、やがて１つのフレームが完成さ
れ、そして新たなフレームが開始され、という様
にされる。
以上に述べた装置においては、バイアス電流は
29Vcm-1のバイアスフイールドを与える様に調整
され、そしてアンビポーラドリフトに合致する様
に選択された走査速度は約1.3×104cm／ｓであ
る。従つて、１端のバイアス接点５から読み出し
領域９までストリツプを走査するに要する時間は
700μｍ÷1.3×104cms-15.4μsとなる。
29Vcm-1のバイアスフイールドを与える様に調整
され、そしてアンビポーラドリフトに合致する様
に選択された走査速度は約1.3×104cm／ｓであ
る。従つて、１端のバイアス接点５から読み出し
領域９までストリツプを走査するに要する時間は
700μｍ÷1.3×104cms-15.4μsとなる。
従つて、この例では走査時間がほゞ2.7の係数
だけ寿命より大きくなる。この走査速度において
は、検出器が約2.1MHzのピクセル（Pixel）速度
（即ちＶ／ｗ）でデータを与える。これらの作動
条件の下では、500〓の黒体放射で測定された応
答性及び検出性が各々約1.5×105VW-1及び1.7×
1011cmH1/2 zW-1であると分つた。
だけ寿命より大きくなる。この走査速度において
は、検出器が約2.1MHzのピクセル（Pixel）速度
（即ちＶ／ｗ）でデータを与える。これらの作動
条件の下では、500〓の黒体放射で測定された応
答性及び検出性が各々約1.5×105VW-1及び1.7×
1011cmH1/2 zW-1であると分つた。
或いは又、68V／cmのバイアスフイールドで検
出器を作動しそして3.1×104cm／ｓの整合された
速度で走査すると、応答性が2.5×105V／W-1で
あり、検出性が2.0×1011cmH1/2 zW-1であると測定
された。この例では、走査時間が約1.1の係数だ
け寿命より大きい。
出器を作動しそして3.1×104cm／ｓの整合された
速度で走査すると、応答性が2.5×105V／W-1で
あり、検出性が2.0×1011cmH1/2 zW-1であると測定
された。この例では、走査時間が約1.1の係数だ
け寿命より大きい。
応答性Ｒ（検出器に入射する１ワツト／巾2の放
射密度によつて発生される電圧出力として定めら
れる）は次式で与えられる。
射密度によつて発生される電圧出力として定めら
れる）は次式で与えられる。
Ｒ＝ητav／EλW2dnμa｛１−exp（−１／vτ）｝
但し、ηはカツトオフ波長までのスペクトル帯
域巾Eλ内の放射に対して赤外線光子をホトキヤ
リヤに変換する量的効率であり、τはキヤリヤの
寿命であり、ｌ、ｗ、及びｄはストリツプの寸法
であり、“ａ”は読み出し領域の間隔であり、μa
はアンビポーラ移動度であり、は実効ドナー濃
度であり、そしてｖは走査速度である。量的効率
は典型的に0.6である。これは反射防止被膜を用
いることによつて更に改善することができ、例え
ば硫化亜鉛の薄い層をカドミウム水銀テルライド
面及び陽極被膜（anodic coating）の上にスパツ
タリングすることによつて改善することができ
る。第３図から明らかな様に、特定の走査速度に
おける検出器の応答性は作られる検出器の長さと
共に高くなる。又、長さの長い検出器を用いた場
合には検出性が改善される。
域巾Eλ内の放射に対して赤外線光子をホトキヤ
リヤに変換する量的効率であり、τはキヤリヤの
寿命であり、ｌ、ｗ、及びｄはストリツプの寸法
であり、“ａ”は読み出し領域の間隔であり、μa
はアンビポーラ移動度であり、は実効ドナー濃
度であり、そしてｖは走査速度である。量的効率
は典型的に0.6である。これは反射防止被膜を用
いることによつて更に改善することができ、例え
ば硫化亜鉛の薄い層をカドミウム水銀テルライド
面及び陽極被膜（anodic coating）の上にスパツ
タリングすることによつて改善することができ
る。第３図から明らかな様に、特定の走査速度に
おける検出器の応答性は作られる検出器の長さと
共に高くなる。又、長さの長い検出器を用いた場
合には検出性が改善される。
D*∝｛１−exp（−１／ｖ）｝1/2
但し、検出性D*は信号対雑音比性能の尺度で
あり、この場合は、１ワツト／巾2の放射密度で
検出器に入射した時の単位帯域巾の信号対雑音比
を巾で乗算したものとして定められる。
あり、この場合は、１ワツト／巾2の放射密度で
検出器に入射した時の単位帯域巾の信号対雑音比
を巾で乗算したものとして定められる。
良好な信号レベル（例えば応答性）及び良好な
信号対雑音比（例えば検出性）は長い検出器、従
つて大きなｌ、を用いることによつて達成される
が、これには大きな電力消費を伴なう。最終的に
は、その選択は実際のバイアス電源及び温度制御
の制約によつて決まり、そして長さｌはこれらの
競合する条件間での兼ね合いで選択される。比較
的大きな電力消費を許容できる場合には、実際上
の兼ね合いで検出器の長さは値vτの５ないし６
倍までとなり、例えば最初の例で述べた検出器は
長さが例えば1400μｍまで増加され、これは
10.8μsの走査時間を与え、それによつてＲ及び
D*が増加することになる。
信号対雑音比（例えば検出性）は長い検出器、従
つて大きなｌ、を用いることによつて達成される
が、これには大きな電力消費を伴なう。最終的に
は、その選択は実際のバイアス電源及び温度制御
の制約によつて決まり、そして長さｌはこれらの
競合する条件間での兼ね合いで選択される。比較
的大きな電力消費を許容できる場合には、実際上
の兼ね合いで検出器の長さは値vτの５ないし６
倍までとなり、例えば最初の例で述べた検出器は
長さが例えば1400μｍまで増加され、これは
10.8μsの走査時間を与え、それによつてＲ及び
D*が増加することになる。
接点１１及び７によつて与えられる受動読み出
しを能動読み出しに取り替えることができること
に注意されたい。この場合は、接点１１が、バイ
アス接点７の付近でストリツプに拡散又は植え込
まれたダイオードと取り替えられる。良く知られ
た様に、これは放電抵抗を経てアースへ放電さ
れ、そしてこの放電抵抗に流れる電流が高インピ
ーダンス前置増巾器によつて測定される。この前
置増巾器と放電抵抗との組合せ体が上記出力回路
１３に取つて代わる。上記で既に述べた様に、こ
の回路の時定数（ここでは前置増巾器の帯域巾に
よつて定められる）は、最適な分解能を得る様に
ホトキヤリヤの拡散を合わせる様セツトされる。
しを能動読み出しに取り替えることができること
に注意されたい。この場合は、接点１１が、バイ
アス接点７の付近でストリツプに拡散又は植え込
まれたダイオードと取り替えられる。良く知られ
た様に、これは放電抵抗を経てアースへ放電さ
れ、そしてこの放電抵抗に流れる電流が高インピ
ーダンス前置増巾器によつて測定される。この前
置増巾器と放電抵抗との組合せ体が上記出力回路
１３に取つて代わる。上記で既に述べた様に、こ
の回路の時定数（ここでは前置増巾器の帯域巾に
よつて定められる）は、最適な分解能を得る様に
ホトキヤリヤの拡散を合わせる様セツトされる。
第２図の装置に用いられた検出器は並列な内部
要素を有してもよい。従つて第４図に示された検
出器は８個の並列素子３１ないし３８の配列体を
備えている。各素子は上記した単一素子と同じ寸
法及び同じ材料のものである。この検出器は第２
図の装置のレンズ２５（Ｆ値３）の焦点面に配置
される。各素子３１ないし３８はサフアイア基体
上にマウントされ、そして隣接素子から12.5μｍ
巾のギヤツプだけ離間される。金の端接点４１な
いし４８並びに５１ないし５８がこれら素子の両
端に形成され、そしてこれら端接点はリード取り
出しボンデイングを容易にするため扇形に広がつ
た形状にされる。読み出しをなすため各端には付
加的な金属接点６１ないし６８も設けられる。こ
れらの接点６１ないし６８並びにそれに隣接した
端接点５１ないし５８は対６１及び５１ないし６
８及び５８として対応前置増巾器（図示せず）の
高入力インピーダンス間に各々接続される。この
並列配列体の場合には、１つの情報フレームが導
出されるまで熱シーンが１度に８本の線ずつの帯
ごとに走査される。この線信号は次いでTV表示
装置用のビデオ信号を与える様に処理される。
要素を有してもよい。従つて第４図に示された検
出器は８個の並列素子３１ないし３８の配列体を
備えている。各素子は上記した単一素子と同じ寸
法及び同じ材料のものである。この検出器は第２
図の装置のレンズ２５（Ｆ値３）の焦点面に配置
される。各素子３１ないし３８はサフアイア基体
上にマウントされ、そして隣接素子から12.5μｍ
巾のギヤツプだけ離間される。金の端接点４１な
いし４８並びに５１ないし５８がこれら素子の両
端に形成され、そしてこれら端接点はリード取り
出しボンデイングを容易にするため扇形に広がつ
た形状にされる。読み出しをなすため各端には付
加的な金属接点６１ないし６８も設けられる。こ
れらの接点６１ないし６８並びにそれに隣接した
端接点５１ないし５８は対６１及び５１ないし６
８及び５８として対応前置増巾器（図示せず）の
高入力インピーダンス間に各々接続される。この
並列配列体の場合には、１つの情報フレームが導
出されるまで熱シーンが１度に８本の線ずつの帯
ごとに走査される。この線信号は次いでTV表示
装置用のビデオ信号を与える様に処理される。
第１図は単一素子検出器及びバイアス電源を１
部斜視図でそして１部回路図で示した図、第２図
は特に光学組立体及び走査機構を示した熱造影装
置の平面図、第３図は検出器の応答性の変化を検
出器の長さの関数として示したグラフ、そして第
４図は第２図に示した様な装置に用いられる多数
の並列素子より成る検出器の平面図である。 １……検出器、３……ストリツプ、５，７……
端接点、９……読み出し領域、１１……付加的な
接点、１３……出力回路、１５……定電流電源、
２１，２３，２５……レンズ、２７……シール
ド、２９……ドラム反射器、３１……フラツプミ
ラー。
部斜視図でそして１部回路図で示した図、第２図
は特に光学組立体及び走査機構を示した熱造影装
置の平面図、第３図は検出器の応答性の変化を検
出器の長さの関数として示したグラフ、そして第
４図は第２図に示した様な装置に用いられる多数
の並列素子より成る検出器の平面図である。 １……検出器、３……ストリツプ、５，７……
端接点、９……読み出し領域、１１……付加的な
接点、１３……出力回路、１５……定電流電源、
２１，２３，２５……レンズ、２７……シール
ド、２９……ドラム反射器、３１……フラツプミ
ラー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光導電性材料の細長い検出器素子３であつ
て、その表面に長さ方向に間隔を置いて配置され
た第１及び第２のバイアス接点５，７を有し、ほ
ぼ長さ方向にバイアス電流が流れるように構成さ
れた曲がりくねつていない構造の細長い検出器素
子３と、 検出器素子３の表面で両バイアス接点５，７の
間に存在する読み出し接点１１であつて、第２の
バイアス接点７との間に素子３の読み出し領域９
を形成する読み出し接点１１と、 バイアス接点５，７の両端に接続されたバイア
ス電源１５と、 検出器素子３の読み出し領域９の両端に接続さ
れた読み出し回路１３と、 第１のバイアス接点５と読み出し領域９との間
で検出器素子３の表面上に熱シーンの像を集束さ
せる光学組立体２１ないし２７と、及び 上記検出器素子３の長さに沿つて像を走査する
走査機構３１，３３と、を具備し、 適当なバイアス及び走査速度に対し、上記素子
３内に発生されたホトキヤリヤは、走査速度に合
致されたアンビポーラドリフト速度で上記素子３
に沿つてドリフトせしめられる様な熱造影装置に
おいて、 光導電性材料は、約２マイクロ秒程度の比較的
短いホトキヤリヤの寿命時間を有し、そして、検
出器素子３の第１バイアス接点５と、読み出し領
域９との間の間隔は、適当なバイアス及び走査速
度に対し、上記第１バイアス接点５と読み出し領
域９との間の距離を走査するに要する時間がホト
キヤリヤの寿命時間より大きくなる様な間隔であ
ることを特徴とする装置。 ２ 上記第１バイアス接点５と読み出し領域９と
の間の距離を走査するに要する上記時間は、ホト
キヤリヤの寿命時間より１ないし６の係数だけ大
きい特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 上記第１バイアス接点５と読み出し領域９と
の間の距離を走査するに要する上記時間は、上記
ホトキヤリヤの寿命時間より１ないし３の係数だ
け大きい特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 上記第１バイアス接点５と読み出し領域９と
の間の距離を走査するに要する上記時間は、上記
ホトキヤリヤの寿命時間より３ないし６の係数だ
け大きい特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ５ 上記光学組立体２１ないし２７の集点面に互
いに平行に配置された複数個の検出器素子３を備
え、その各々は、バイアス電源１５及び読み出し
回路１３を有している特許請求の範囲第１項ない
し第４項のうちいずれか１項に記載の装置。 ６ 各々の検出器素子３は、カドミウム水銀テル
ライド材であり、そして、８ないし14μｍスペク
トル帯域の赤外放射に感じる特許請求の範囲第１
項ないし第５項のうちいずれか１項に記載の装
置。 ７ 光導電性材料の細長い検出器素子３であつ
て、その表面に長さ方向に間隔を置いて配置され
た第１及び第２のバイアス接点５，７を有し、ほ
ぼ長さ方向にバイアス電流が流れるように構成さ
れた曲がりくねつていない構造の細長い検出器素
子３と、検出器素子３の表面で両バイアス接点
５，７の間に存在する読み出し接点１１であつ
て、第２のバイアス接点７との間に素子３の読み
出し領域９を形成する読み出し接点１１と、バイ
アス接点５，７の両端に接続されたバイアス電源
１５と、検出器素子３の読み出し領域９の両端に
接続された読み出し回路１３と、第１のバイアス
接点５と読み出し領域９との間で検出器素子３の
表面上に熱シーンの像を集束させる光学組立体２
１ないし２７と、上記検出器素子３の長さに沿つ
て像を走査する走査機構３１，３３と、を具備
し、前記光導電性材料は、約２マイクロ秒程度の
比較的短いホトキヤリヤの寿命時間を有する熱造
影装置を操作する方法であつて、 上記検出器素子３をバイアスし、そして、上記
検出器素子３内に発生されたホトキヤリヤのアン
ビポーラドリフト速度に合致された速度で上記検
出器素子３の面上に熱シーンの像を走査する様な
方法において、 上記検出器素子３の１端のバイアス接点５と、
そこから離れた読み出し領域９との間の距離がホ
トキヤリヤの寿命時間より大きい時間で走査され
る様に、上記バイアス及び適当な走査速度を選択
することを特徴とする方法。 ８ 上記時間は、ホトキヤリヤの寿命時間よりも
１ないし６の係数だけ大きい特許請求の範囲第７
項に記載の方法。 ９ 上記時間は、ホトキヤリヤの寿命時間より１
ないし３の係数だけ大きい特許請求の範囲第８項
に記載の方法。 １０ 上記時間は、ホトキヤリヤの寿命時間より
３ないし６の係数だけ大きい特許請求の範囲第８
項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8107605A GB2094548B (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | A thermal imaging system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57160158A JPS57160158A (en) | 1982-10-02 |
| JPH0241178B2 true JPH0241178B2 (ja) | 1990-09-14 |
Family
ID=10520305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56050005A Granted JPS57160158A (en) | 1981-03-11 | 1981-04-02 | Thermal image producing device and method of operating same |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57160158A (ja) |
| FR (1) | FR2501942B1 (ja) |
| GB (1) | GB2094548B (ja) |
| IL (1) | IL62571A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4531059A (en) * | 1984-01-09 | 1985-07-23 | Honeywell Inc. | Non-delineated semiconductor detector array for infra-red |
| GB2245792A (en) * | 1990-06-28 | 1992-01-08 | Marconi Gec Ltd | Calibrating an imager comprising photoconductive strip detectors |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5188276A (ja) * | 1974-11-27 | 1976-08-02 | ||
| JPS54148424A (en) * | 1978-04-25 | 1979-11-20 | Secr Defence Brit | Video device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2007909B (en) * | 1977-11-04 | 1982-02-10 | Secr Defence | Method and apparatus for parallel-in to serial-out conversion |
-
1981
- 1981-03-11 GB GB8107605A patent/GB2094548B/en not_active Expired
- 1981-04-02 JP JP56050005A patent/JPS57160158A/ja active Granted
- 1981-04-03 IL IL62571A patent/IL62571A/xx not_active IP Right Cessation
- 1981-05-19 FR FR8109944A patent/FR2501942B1/fr not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5188276A (ja) * | 1974-11-27 | 1976-08-02 | ||
| JPS54148424A (en) * | 1978-04-25 | 1979-11-20 | Secr Defence Brit | Video device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2094548A (en) | 1982-09-15 |
| FR2501942A1 (fr) | 1982-09-17 |
| JPS57160158A (en) | 1982-10-02 |
| GB2094548B (en) | 1985-02-13 |
| IL62571A (en) | 1983-09-30 |
| FR2501942B1 (fr) | 1986-10-24 |
| IL62571A0 (en) | 1981-06-29 |
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