JPH0266415A - 赤外線検出装置 - Google Patents
赤外線検出装置Info
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- JPH0266415A JPH0266415A JP63217833A JP21783388A JPH0266415A JP H0266415 A JPH0266415 A JP H0266415A JP 63217833 A JP63217833 A JP 63217833A JP 21783388 A JP21783388 A JP 21783388A JP H0266415 A JPH0266415 A JP H0266415A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 52
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Classifications
-
- 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
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は種々物体の放射する赤外線を検出するのに使用
される赤外線検出装置に関する。
される赤外線検出装置に関する。
本発明は種々物体の放射する赤外線を検出するのに使用
される赤外線検出装置に関し、真空室により容器を形成
し、この容器内を冷却する機構とすると共にこの真空室
の内側壁の所定位置にコールドシールド室を設け、この
コールドシールド室のこの内側壁に接して半導体赤外線
検出素子を配し、この半導体赤外線検出素子の対向する
真空室の外側壁に赤外線ウィンドを設け、この赤外線ウ
ィンドよりの赤外線の量をこの半導体赤外線検出素子に
より検出する様にした赤外線検出装置に於いて、この真
空室内のコールドシールド室の赤外線ウィンド側に集光
レンズを配したことにより、雑音の少ない良好な赤外線
検出ができるようにすると共に光学系を小さくできるよ
うにし装置全体を小型化できるようにしたものである。
される赤外線検出装置に関し、真空室により容器を形成
し、この容器内を冷却する機構とすると共にこの真空室
の内側壁の所定位置にコールドシールド室を設け、この
コールドシールド室のこの内側壁に接して半導体赤外線
検出素子を配し、この半導体赤外線検出素子の対向する
真空室の外側壁に赤外線ウィンドを設け、この赤外線ウ
ィンドよりの赤外線の量をこの半導体赤外線検出素子に
より検出する様にした赤外線検出装置に於いて、この真
空室内のコールドシールド室の赤外線ウィンド側に集光
レンズを配したことにより、雑音の少ない良好な赤外線
検出ができるようにすると共に光学系を小さくできるよ
うにし装置全体を小型化できるようにしたものである。
従来種々の物体の放射する赤外線を検出する赤外線検出
装置として例えば第2図に示す如きものが提案されてい
る。この第2図に於いて、(11は真空室を示し、この
真空室(1)により有底円筒形の容器(2)を形成する
。この真空室(1)により形成された容器(2)はマホ
ービンと同様に構成されたものである。この真空室(1
)により形成された容器(2)内に冷却液例えば沸点が
一196℃の液体窒素(3)を注入する。この真空室(
1)の液体窒素(3)に接触している内側壁(1a)の
所定位置を囲む如く前方に絞りを構成する赤外線通過孔
(4a)を有する例えば銅板より成るコールドシールド
室(4)を設け、このコールドシールド室(4)内の液
体窒素(3)と接触する内側壁(1a)に例えばホトコ
ンダクティブタイプの半導体赤外線検出素子(5)を接
着固定する。この場合この半導体赤外線検出素子(5)
は液体窒素(3)と接触すル内側壁(1a)に接着され
ると共にコールドシールド室(4)内に配されているの
で、この半導体赤外線検出素子(5)の温度はこの液体
窒素(3)の沸点例えば−196℃と略同じ温度となり
、この半導体赤外線検出素子(5)自体及びその近辺よ
り赤外線は略んど放射されず、この半導体赤外線検出素
子(5)はその周辺よりの赤外線の照射はほとんどなく
それだけ雑音の影響が少なくなる。このホトコンダクテ
ィブタイプの半導体赤外線検出素子(5)は照射される
赤外線の量に応じて抵抗値が小さくなるもので、例えば
第3図に示す如く定電流回路(6)よりスイッチ(7)
を介してこの半導体赤外線検出素子(5)に一定電流を
流しておき、この半導体赤外線検出素子(5)の両端間
に得られて電圧を検出して、これにより赤外線の量即ち
温度を検出する様にする。この第3図に於いて(8)は
直流電圧が供給される電源端子、(9)は出力端子であ
る。このコールドシールド室(4)の赤外線通過孔(4
a)に対向するこの真空室(1)の外側壁(1b)に赤
外線ウィンド(10)を設ける。
装置として例えば第2図に示す如きものが提案されてい
る。この第2図に於いて、(11は真空室を示し、この
真空室(1)により有底円筒形の容器(2)を形成する
。この真空室(1)により形成された容器(2)はマホ
ービンと同様に構成されたものである。この真空室(1
)により形成された容器(2)内に冷却液例えば沸点が
一196℃の液体窒素(3)を注入する。この真空室(
1)の液体窒素(3)に接触している内側壁(1a)の
所定位置を囲む如く前方に絞りを構成する赤外線通過孔
(4a)を有する例えば銅板より成るコールドシールド
室(4)を設け、このコールドシールド室(4)内の液
体窒素(3)と接触する内側壁(1a)に例えばホトコ
ンダクティブタイプの半導体赤外線検出素子(5)を接
着固定する。この場合この半導体赤外線検出素子(5)
は液体窒素(3)と接触すル内側壁(1a)に接着され
ると共にコールドシールド室(4)内に配されているの
で、この半導体赤外線検出素子(5)の温度はこの液体
窒素(3)の沸点例えば−196℃と略同じ温度となり
、この半導体赤外線検出素子(5)自体及びその近辺よ
り赤外線は略んど放射されず、この半導体赤外線検出素
子(5)はその周辺よりの赤外線の照射はほとんどなく
それだけ雑音の影響が少なくなる。このホトコンダクテ
ィブタイプの半導体赤外線検出素子(5)は照射される
赤外線の量に応じて抵抗値が小さくなるもので、例えば
第3図に示す如く定電流回路(6)よりスイッチ(7)
を介してこの半導体赤外線検出素子(5)に一定電流を
流しておき、この半導体赤外線検出素子(5)の両端間
に得られて電圧を検出して、これにより赤外線の量即ち
温度を検出する様にする。この第3図に於いて(8)は
直流電圧が供給される電源端子、(9)は出力端子であ
る。このコールドシールド室(4)の赤外線通過孔(4
a)に対向するこの真空室(1)の外側壁(1b)に赤
外線ウィンド(10)を設ける。
この赤外線ウィンド(10)は略赤外線だけを通過する
ゲルマニウム仮により構成する。
ゲルマニウム仮により構成する。
斯る従来の赤外線検出装置に於いて測定物体(11)の
温度分布を検出するときは真空室(13の外と測定物体
(11)との間に配された水平及び垂直走査用のミラー
より成る検出点走査系(12)及びレンズ系(I3)を
介して得られる検出点の赤外線を赤外線ウィンド(10
)、赤外線通過孔(4a)を通して半導体赤外線検出素
子(5)に照射する如くして行っていた。
温度分布を検出するときは真空室(13の外と測定物体
(11)との間に配された水平及び垂直走査用のミラー
より成る検出点走査系(12)及びレンズ系(I3)を
介して得られる検出点の赤外線を赤外線ウィンド(10
)、赤外線通過孔(4a)を通して半導体赤外線検出素
子(5)に照射する如くして行っていた。
斯る従来の赤外線検出装置に於いてはレンズ系(13)
を構成する対物レンズ、中継レンズ、集光レンズは真空
室(1)の外側に配されるのでこの半導体赤外線検出素
子(5)とこのレンズ糸(13) との距離が比較的長
くなり、この為このレンズ系(13)のレンズの径が比
較的大きなものを必要としていた。この為このレンズ系
(13)を通過する測定物体(11)よりの赤外線の他
にこのレンズ系(13)により反射されたノイズ源とな
る比較的多量の赤外線がこの測定物体(11)よりの赤
外線と共にこの半導体赤外線検出素子(5)に照射され
、比較的S/Nが悪くなる不都合があった。またレンズ
系(13)を含む光学系が比較的大きくなるので装置全
体も比較的大きくなる不都合があると共にこの光学系の
レンズは赤外線用のゲルマニウムにより構成されている
のでこのレンズの径が大きくなるとこの価格がより高価
となる不都合があった。
を構成する対物レンズ、中継レンズ、集光レンズは真空
室(1)の外側に配されるのでこの半導体赤外線検出素
子(5)とこのレンズ糸(13) との距離が比較的長
くなり、この為このレンズ系(13)のレンズの径が比
較的大きなものを必要としていた。この為このレンズ系
(13)を通過する測定物体(11)よりの赤外線の他
にこのレンズ系(13)により反射されたノイズ源とな
る比較的多量の赤外線がこの測定物体(11)よりの赤
外線と共にこの半導体赤外線検出素子(5)に照射され
、比較的S/Nが悪くなる不都合があった。またレンズ
系(13)を含む光学系が比較的大きくなるので装置全
体も比較的大きくなる不都合があると共にこの光学系の
レンズは赤外線用のゲルマニウムにより構成されている
のでこのレンズの径が大きくなるとこの価格がより高価
となる不都合があった。
本発明は斯る点に鑑みS/Hの良好な赤外線検出ができ
るようにすると共に光学系を小さくできる様にすること
を目的とする。
るようにすると共に光学系を小さくできる様にすること
を目的とする。
本発明赤外線検出装置は例えば第1図に示す如く真空室
(L)により容器(2)を形成し、この容器(2)内を
冷却する機構(3)とすると共にこの真空室(1)の内
側壁(1a)の所定位置にコールドシールド室(4)を
設け、このコールドシールド室(4)の内側壁(1a)
に接して半導体赤外線検出素子(5)を配し、この半導
体赤外線検出素子(5)の対向する真空室<1)の外側
壁(1b)に赤外線ウィンド(10)を設け、この赤外
線ウィンド(10)よりの赤外線の量をこの半導体赤外
線検出素子(5)により検出する様にした赤外線検出装
置に於いて、この真空室(1)内のコールドシールド室
(4)の赤外線ウィンド(1o)側に集光レンズ(14
)を配したものである。
(L)により容器(2)を形成し、この容器(2)内を
冷却する機構(3)とすると共にこの真空室(1)の内
側壁(1a)の所定位置にコールドシールド室(4)を
設け、このコールドシールド室(4)の内側壁(1a)
に接して半導体赤外線検出素子(5)を配し、この半導
体赤外線検出素子(5)の対向する真空室<1)の外側
壁(1b)に赤外線ウィンド(10)を設け、この赤外
線ウィンド(10)よりの赤外線の量をこの半導体赤外
線検出素子(5)により検出する様にした赤外線検出装
置に於いて、この真空室(1)内のコールドシールド室
(4)の赤外線ウィンド(1o)側に集光レンズ(14
)を配したものである。
本発明に依れば真空室(1)内のコールドシールド室(
4)の赤外線ウィンド(10)側に錐先レンズ(14)
を配したので測定物体(11)よりのこの赤外線の光線
束を小さくでき、この光学系を小さくできると共にこの
集光レンズ(14)は低温例えば−196℃であるコー
ルドシールド室(4)に配されているのでこの半導体赤
外線検出素子(5)には集光レンズ(14)よりのノイ
ズ源となる放射赤外線1反射赤外線は無視できるほど小
さくなり S/Nの良好な赤外線検出ができる。
4)の赤外線ウィンド(10)側に錐先レンズ(14)
を配したので測定物体(11)よりのこの赤外線の光線
束を小さくでき、この光学系を小さくできると共にこの
集光レンズ(14)は低温例えば−196℃であるコー
ルドシールド室(4)に配されているのでこの半導体赤
外線検出素子(5)には集光レンズ(14)よりのノイ
ズ源となる放射赤外線1反射赤外線は無視できるほど小
さくなり S/Nの良好な赤外線検出ができる。
以下第1図を参照しながら本発明赤外線検出装置の一実
施例につき説明しよう。この第1図に於いて第2図に対
応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略す
る。
施例につき説明しよう。この第1図に於いて第2図に対
応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略す
る。
本例に於いても第2図と同様に真空室(1)により有底
円筒形の容器(2)を形成する。この場合容器(2)は
マホービンと同様に構成されたものである。この真空室
(11により形成された容器(2)内に冷却液例えば沸
点が一196℃の液体窒素(3)を注入する。この真空
室(1)の液体窒素(3)に接触している内側壁(1a
)の所定位置本例では内側壁(1a)の下方に前方に絞
りを構成する赤外線通過孔(4a)を有する例えば銅板
より成るコールドシールド室(4)を設&J、このコー
ルドシールド室(4)内の液体窒素(3)と接触する内
側壁(1a)に例えばホトコンダクティブタイプの半導
体赤外線検出素子(5)を接着固定する。この場合この
半導体赤外線検出素子(5)は液体窒素(3)と接触し
ている内側壁(1a)に接着されると共にコールドシー
ルド室(4)内に配されているので、この半導体赤外線
検出素子(5)の温度はこの液体窒素(3)の沸点例え
ば−196℃と略同じ温度となり、この半導体赤外線検
出素子(5)自体及びその近辺より赤外線は略んど放射
されず、この半導体赤外線検出素子(5)はその周辺よ
りの赤外線の照射はほとんどなくそれだけ雑音の影響が
少なくなる。
円筒形の容器(2)を形成する。この場合容器(2)は
マホービンと同様に構成されたものである。この真空室
(11により形成された容器(2)内に冷却液例えば沸
点が一196℃の液体窒素(3)を注入する。この真空
室(1)の液体窒素(3)に接触している内側壁(1a
)の所定位置本例では内側壁(1a)の下方に前方に絞
りを構成する赤外線通過孔(4a)を有する例えば銅板
より成るコールドシールド室(4)を設&J、このコー
ルドシールド室(4)内の液体窒素(3)と接触する内
側壁(1a)に例えばホトコンダクティブタイプの半導
体赤外線検出素子(5)を接着固定する。この場合この
半導体赤外線検出素子(5)は液体窒素(3)と接触し
ている内側壁(1a)に接着されると共にコールドシー
ルド室(4)内に配されているので、この半導体赤外線
検出素子(5)の温度はこの液体窒素(3)の沸点例え
ば−196℃と略同じ温度となり、この半導体赤外線検
出素子(5)自体及びその近辺より赤外線は略んど放射
されず、この半導体赤外線検出素子(5)はその周辺よ
りの赤外線の照射はほとんどなくそれだけ雑音の影響が
少なくなる。
このコールドシールド室(4)の赤外線通過孔(4a)
に対向するこの真空室(1)の外側壁(1b)に略赤外
線だけを通過するゲルマニウム板により構成した赤外線
ウィンド(10)を設ける。
に対向するこの真空室(1)の外側壁(1b)に略赤外
線だけを通過するゲルマニウム板により構成した赤外線
ウィンド(10)を設ける。
本例に於いてこの真空室(1)のコールドシールド室(
4)の赤外線通過孔(4a)をふさぐ如く集光レンズ(
14)を配する。この場合本例に於いてはこの集光レン
ズ(14)の焦点距離りとこの集光レンズ(14)及び
半導体赤外線検出素子(5)の間の距離とを等しくする
と共にこの集光レンズ(14)の集光点が半導体赤外線
検出素子(5)上になる如くする。
4)の赤外線通過孔(4a)をふさぐ如く集光レンズ(
14)を配する。この場合本例に於いてはこの集光レン
ズ(14)の焦点距離りとこの集光レンズ(14)及び
半導体赤外線検出素子(5)の間の距離とを等しくする
と共にこの集光レンズ(14)の集光点が半導体赤外線
検出素子(5)上になる如くする。
またこの集光レンズ(14)は略赤外線のみを通過する
ゲルマニウムにより構成する。
ゲルマニウムにより構成する。
またこのホトコンダクティブタイプの半導体赤外線検出
素子(5)は照射される赤外線の量に応じて抵抗値が小
さ(なるもので本例に於いても第3図に示す如く定電流
回路(6)よりこの半導体赤外線検出素子(5)に一定
電流を流しておき、この半導体赤外線検出素子(5)の
両端間に得られる電圧を検出して、これにより赤外線の
量(高温になるほど赤外線の量を多く放射することが知
られ(いる。)即ち温度を検出する様にする。
素子(5)は照射される赤外線の量に応じて抵抗値が小
さ(なるもので本例に於いても第3図に示す如く定電流
回路(6)よりこの半導体赤外線検出素子(5)に一定
電流を流しておき、この半導体赤外線検出素子(5)の
両端間に得られる電圧を検出して、これにより赤外線の
量(高温になるほど赤外線の量を多く放射することが知
られ(いる。)即ち温度を検出する様にする。
かかる本例に依る赤外線検出装置に於いて測定物体(1
1)の温度分布を検出するときは真空室+1)の外と測
定物体(11)との間に配された水平及び垂直走査用の
ミラーより成る検出点走査系(12)及び対物レンズ、
中継レンズ等のレンズ系(13a)を介して得られる検
出点の赤外線を赤外線ウィンド(10)及び集光レンズ
(14)を介して半導体赤外線検出素子(5)に照射す
る如くする。
1)の温度分布を検出するときは真空室+1)の外と測
定物体(11)との間に配された水平及び垂直走査用の
ミラーより成る検出点走査系(12)及び対物レンズ、
中継レンズ等のレンズ系(13a)を介して得られる検
出点の赤外線を赤外線ウィンド(10)及び集光レンズ
(14)を介して半導体赤外線検出素子(5)に照射す
る如くする。
この場合本例に於いては真空室(1)内のコールドシー
ルド室(4)の赤外線ウィンド(10)側に集光レンズ
(14)を配したので、この赤外線ウィンド(10)に
垂直に入射される平行光がこの半導体赤外線検出素子(
5)に照射されることになり、測定物体(11)よりの
この赤外線の光線束を小さくでき、この光学系を小さく
でき、それだけこの装置全体を小さくでき且つ安価とな
る。因みに赤外線の光学系はゲルマニウム等より構成す
るのでレンズ等の径が大きくなるにつれ多次関数的に高
価となる。
ルド室(4)の赤外線ウィンド(10)側に集光レンズ
(14)を配したので、この赤外線ウィンド(10)に
垂直に入射される平行光がこの半導体赤外線検出素子(
5)に照射されることになり、測定物体(11)よりの
この赤外線の光線束を小さくでき、この光学系を小さく
でき、それだけこの装置全体を小さくでき且つ安価とな
る。因みに赤外線の光学系はゲルマニウム等より構成す
るのでレンズ等の径が大きくなるにつれ多次関数的に高
価となる。
またこの集光レンズ(14)は低温例えば−196℃で
あるコールドシールド室(4)に配されているので、こ
の半導体赤外線検出素子(5)には集光レンズ(14)
よりのノイズ源となる放射赤外線9反射赤外線は無視で
きるほど小ざくなり S/Hの良好(従来に■ 比しノイズ源は例えば となる。)な温度分布を測
定できる。
あるコールドシールド室(4)に配されているので、こ
の半導体赤外線検出素子(5)には集光レンズ(14)
よりのノイズ源となる放射赤外線9反射赤外線は無視で
きるほど小ざくなり S/Hの良好(従来に■ 比しノイズ源は例えば となる。)な温度分布を測
定できる。
面本発明は上述実施例に限らず本発明の要旨を逸脱する
ことなく、その種々の構成が取り得ることは勿論である
。
ことなく、その種々の構成が取り得ることは勿論である
。
(1)は真空室、(1a)は内側壁、(1b)は外側壁
、(2)は容器、(3)は冷却液、(4)はコールドシ
ールド室、(5)は半導体赤外線検出素子、(10)は
赤外線ウィンド、(14)は集光レンズである。
、(2)は容器、(3)は冷却液、(4)はコールドシ
ールド室、(5)は半導体赤外線検出素子、(10)は
赤外線ウィンド、(14)は集光レンズである。
本発明に依ればS/Nの改善された良好な温度分布測定
ができる利益があると共に赤外線の光学系を小さくでき
装置全体を小型化でき且つそれだけ安価となる利益があ
る。
ができる利益があると共に赤外線の光学系を小さくでき
装置全体を小型化でき且つそれだけ安価となる利益があ
る。
第1図は本発明赤外線検出装置の一実施例を示す要け1
〜の断面図、第2図は従来の赤外線検出装置の例を示す
断面図、第3図は赤外線検出装置の説明に供する接続図
である。
〜の断面図、第2図は従来の赤外線検出装置の例を示す
断面図、第3図は赤外線検出装置の説明に供する接続図
である。
Claims (1)
- 真空室により容器を形成し、該容器内を冷却する機構
とすると共に上記真空室の内側壁の所定位置にコールド
シールド室を設け、該コールドシールド室の上記内側壁
に接して半導体赤外線検出素子を配し、該半導体赤外線
検出素子の対向する真空室の外側壁に赤外線ウインドを
設け、該赤外線ウインドよりの赤外線の量を上記半導体
赤外線検出素子により検出する様にした赤外線検出装置
に於いて、上記真空室内のコールドシールド室の赤外線
ウインド側に集光レンズを配したことを特徴とする赤外
線検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63217833A JP2706669B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 赤外線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63217833A JP2706669B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 赤外線検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0266415A true JPH0266415A (ja) | 1990-03-06 |
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Cited By (4)
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-
1988
- 1988-08-31 JP JP63217833A patent/JP2706669B2/ja not_active Expired - Lifetime
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