JPH0453369B2 - - Google Patents
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- JPH0453369B2 JPH0453369B2 JP61025019A JP2501986A JPH0453369B2 JP H0453369 B2 JPH0453369 B2 JP H0453369B2 JP 61025019 A JP61025019 A JP 61025019A JP 2501986 A JP2501986 A JP 2501986A JP H0453369 B2 JPH0453369 B2 JP H0453369B2
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-
- 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
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0803—Arrangements for time-dependent attenuation of radiation signals
- G01J5/0805—Means for chopping radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
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- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、赤外線透過材からなる基体10、該
基体10の片面上に形成された赤外線吸収体層1
1、該吸収体層の上に形成された誘電体層12お
よび該誘電体層の上に形成された赤外線反射体層
13よりなる遮光部16と、前記赤外線透過材か
らなる基体10と前記各層11〜13が形成され
た面と同じ側の面の該基体10の上に形成された
前記誘電体層12よりなる開口部15とを有する
コールドシールドを備えていることを特徴とし、
前記遮光部の赤外線吸収作用および干渉作用によ
り該遮光部に入射する赤外線をほぼ消滅させると
ともに、前記開口部に入射する赤外線をほぼその
まま透過させることにより、赤外線検知の高精度
化を図る。
基体10の片面上に形成された赤外線吸収体層1
1、該吸収体層の上に形成された誘電体層12お
よび該誘電体層の上に形成された赤外線反射体層
13よりなる遮光部16と、前記赤外線透過材か
らなる基体10と前記各層11〜13が形成され
た面と同じ側の面の該基体10の上に形成された
前記誘電体層12よりなる開口部15とを有する
コールドシールドを備えていることを特徴とし、
前記遮光部の赤外線吸収作用および干渉作用によ
り該遮光部に入射する赤外線をほぼ消滅させると
ともに、前記開口部に入射する赤外線をほぼその
まま透過させることにより、赤外線検知の高精度
化を図る。
本発明は赤外線検知器に関するものであり、更
に詳しく言えば赤外線検知器のコールドシールド
の構造に関するものである。
に詳しく言えば赤外線検知器のコールドシールド
の構造に関するものである。
第4図は従来例に係る赤外線検知器の断面図で
あり、2は基台1の上に固着された赤外線を検知
する検知素子である。3はコールドシールドであ
り、例えば表面が黒化処理されたアルミニウムに
よつて形成されている。コールドシールド3は赤
外線を吸収する作用を有するとともに、赤外線の
発光源とならないように、基台1内の不図示の冷
却装置によつて十分に冷却されている。
あり、2は基台1の上に固着された赤外線を検知
する検知素子である。3はコールドシールドであ
り、例えば表面が黒化処理されたアルミニウムに
よつて形成されている。コールドシールド3は赤
外線を吸収する作用を有するとともに、赤外線の
発光源とならないように、基台1内の不図示の冷
却装置によつて十分に冷却されている。
このようにコールドシールド3によつて不要
な、又は不都合な赤外線を排除し、一方その開口
を通過した赤外線のみを検知素子2に導くことに
よつて赤外線検知の高精度化を図つている。
な、又は不都合な赤外線を排除し、一方その開口
を通過した赤外線のみを検知素子2に導くことに
よつて赤外線検知の高精度化を図つている。
第5図は第4図の部分拡大図であり、4,5は
検知素子2の受光部、6は電極である。また7は
例えばゲルマニウム等で形成される容器の窓であ
る。
検知素子2の受光部、6は電極である。また7は
例えばゲルマニウム等で形成される容器の窓であ
る。
ところで窓7を通して検知素子2に入射する赤
外線のうち受光部4に直接入射する赤外線8はそ
のまま該受光部4で検知されるが、電極6に入射
する赤外線9は該電極6によつて反射され、更に
窓7等によつて反射されて例えば受光部5に入射
することがある。
外線のうち受光部4に直接入射する赤外線8はそ
のまま該受光部4で検知されるが、電極6に入射
する赤外線9は該電極6によつて反射され、更に
窓7等によつて反射されて例えば受光部5に入射
することがある。
このように従来例の赤外線検知器によれば、実
際には入射すべきでない受光部5にも赤外線が入
射することになり、検知の精度が低下する場合が
ある。
際には入射すべきでない受光部5にも赤外線が入
射することになり、検知の精度が低下する場合が
ある。
本発明はかかる従来例の問題点に鑑みて創作さ
れたものであり、高精度の赤外線検知を可能とす
る赤外線検知器の提供を目的とする。
れたものであり、高精度の赤外線検知を可能とす
る赤外線検知器の提供を目的とする。
本発明の赤外線検知器は、赤外線透過材からな
る基体10、該基体10の片面上に形成された赤
外線吸収体層11、該吸収体層の上に形成された
誘電体層12および該誘電体層の上に形成された
赤外線反射体層13よりなる遮光部16と、前記
赤外線透過材からなる基体10と前記各層11〜
13が形成された面と同じ側の面の該基体10の
上に形成された前記誘電体層12よりなる開口部
15とを有するコールドシールドを備えているこ
とを特徴とする。
る基体10、該基体10の片面上に形成された赤
外線吸収体層11、該吸収体層の上に形成された
誘電体層12および該誘電体層の上に形成された
赤外線反射体層13よりなる遮光部16と、前記
赤外線透過材からなる基体10と前記各層11〜
13が形成された面と同じ側の面の該基体10の
上に形成された前記誘電体層12よりなる開口部
15とを有するコールドシールドを備えているこ
とを特徴とする。
開口部15は光学的に透過性の良好な屈折率の
組み合わせに係る赤外線透過材からなる基体10
と誘電体層12から構成されているので、該開口
部に入射する赤外線は効率良く受光部に導くこと
ができる。遮光部16に入射する赤外線は屈折率
の相違によつてその一部はまず基体10と吸収体
層11との境界で反射する。一方その残りは吸収
体層11を通過するが、その一部は吸収体層11
によつて吸収される。吸収体層11に吸収されず
誘電体層12を透過する赤外線は反射体層13に
よつて反射され誘電体層12を通つて再び吸収体
層11に入射する。ここでさらに吸収されるが、
その残りの赤外線は吸収体層11から外へ出る。
組み合わせに係る赤外線透過材からなる基体10
と誘電体層12から構成されているので、該開口
部に入射する赤外線は効率良く受光部に導くこと
ができる。遮光部16に入射する赤外線は屈折率
の相違によつてその一部はまず基体10と吸収体
層11との境界で反射する。一方その残りは吸収
体層11を通過するが、その一部は吸収体層11
によつて吸収される。吸収体層11に吸収されず
誘電体層12を透過する赤外線は反射体層13に
よつて反射され誘電体層12を通つて再び吸収体
層11に入射する。ここでさらに吸収されるが、
その残りの赤外線は吸収体層11から外へ出る。
ところで吸収体層11で反射する赤外線と反射
体層13で反射する赤外線が丁度打ち消し合うよ
うに光学的位相差を与え、かつそれらの強度がほ
ぼ等しくなるように層の厚さや屈折率を設定する
と、遮光部16から外へ出る赤外線を消滅させる
ことができる。
体層13で反射する赤外線が丁度打ち消し合うよ
うに光学的位相差を与え、かつそれらの強度がほ
ぼ等しくなるように層の厚さや屈折率を設定する
と、遮光部16から外へ出る赤外線を消滅させる
ことができる。
このように本発明によれば開口部15に入射す
る赤外線は有効に検知素子の受光部に導くことが
でき、一方遮光部16に入射する赤外線は該遮光
部により消滅させることができる。このため検知
素子の電極等で反射した光が本来入射すべきでな
い受光部にも入射して検知精度が低下する従来例
の問題点を解決することができる。
る赤外線は有効に検知素子の受光部に導くことが
でき、一方遮光部16に入射する赤外線は該遮光
部により消滅させることができる。このため検知
素子の電極等で反射した光が本来入射すべきでな
い受光部にも入射して検知精度が低下する従来例
の問題点を解決することができる。
次に図を参照しながら本発明の実施例について
説明する。第1図は本発明の実施例に係る赤外線
検知器のコールドシールドの断面図であり、10
は赤外線透過材からなる基体である。基体10と
して例えばZnS材が用いられる。11は赤外線吸
収体層であり、例えばCr材又はNi材が用いられ
る。12は誘電体層であり、例えばCeF3材が用
いられる。13は赤外線反射体層であり、例えば
Al材が用いられる。また14は誘電体層であり、
例えば誘電体層12と同様に、CeF3材が用いら
れる。
説明する。第1図は本発明の実施例に係る赤外線
検知器のコールドシールドの断面図であり、10
は赤外線透過材からなる基体である。基体10と
して例えばZnS材が用いられる。11は赤外線吸
収体層であり、例えばCr材又はNi材が用いられ
る。12は誘電体層であり、例えばCeF3材が用
いられる。13は赤外線反射体層であり、例えば
Al材が用いられる。また14は誘電体層であり、
例えば誘電体層12と同様に、CeF3材が用いら
れる。
15はコールドシールドの開口部であり、上方
から入射する赤外線を効率良く透過して不図示の
受光部に導くものである。この部分は構造的には
誘電体層14、基体10および誘電体層12の三
層構造となつている。
から入射する赤外線を効率良く透過して不図示の
受光部に導くものである。この部分は構造的には
誘電体層14、基体10および誘電体層12の三
層構造となつている。
16はコールドシールドの遮光部であり、この
部分に入射する赤外線を吸収したり、あるいは干
渉させることにより、効率良く消滅させるもので
ある。この部分は構造的には誘電体層14、基体
10、赤外線吸収体層11、誘電体層12、赤外
線反射体層13の五層構造となつている。
部分に入射する赤外線を吸収したり、あるいは干
渉させることにより、効率良く消滅させるもので
ある。この部分は構造的には誘電体層14、基体
10、赤外線吸収体層11、誘電体層12、赤外
線反射体層13の五層構造となつている。
なお誘電体層14が存在しない場合にも本発明
の基本的効果を得ることができるが、基体10の
両面に該誘電体層14および誘電体層12を形成
することにより、開口部15の赤外線の透過効率
をより一層高くすることができる。
の基本的効果を得ることができるが、基体10の
両面に該誘電体層14および誘電体層12を形成
することにより、開口部15の赤外線の透過効率
をより一層高くすることができる。
次に第1図の実施例の作用について説明する。
ここで上方から開口部15に入射する赤外線の波
長をλ、基体10の屈折率をn1とし、誘電体層
12,14の屈折率をn2、膜厚をd1とする。周
知のようにn2=√1かつn2×d1=λ/4を満た
すとき最高の透過率を示すから、このような条件
に合致する構造の開口部を通過する赤外線は最高
の透過効率で受光部に到達する。
ここで上方から開口部15に入射する赤外線の波
長をλ、基体10の屈折率をn1とし、誘電体層
12,14の屈折率をn2、膜厚をd1とする。周
知のようにn2=√1かつn2×d1=λ/4を満た
すとき最高の透過率を示すから、このような条件
に合致する構造の開口部を通過する赤外線は最高
の透過効率で受光部に到達する。
次に遮光部16に入射する赤外線17は基体1
0の屈折率n1と赤外線吸収体層11の屈折率n3
が異なるため、この境界でその一部を反射する
(赤外線18)。残りの赤外線は赤外線吸収体層1
1に吸収されながらも誘電体層12を通つて赤外
線反射体層13に達する。ここで反射された赤外
線は再び誘電体層12を通り赤外線吸収体層11
に吸収されながらもその一部は赤外線吸収体層1
1から射出する(赤外線19)。
0の屈折率n1と赤外線吸収体層11の屈折率n3
が異なるため、この境界でその一部を反射する
(赤外線18)。残りの赤外線は赤外線吸収体層1
1に吸収されながらも誘電体層12を通つて赤外
線反射体層13に達する。ここで反射された赤外
線は再び誘電体層12を通り赤外線吸収体層11
に吸収されながらもその一部は赤外線吸収体層1
1から射出する(赤外線19)。
ところで赤外線18と赤外線19の強度を等し
く、かつ位相を半波長ずらしておくことによりこ
れらの赤外線を相殺し、実質的に遮光部16から
赤外線が外側に出ることを防止することができ
る。
く、かつ位相を半波長ずらしておくことによりこ
れらの赤外線を相殺し、実質的に遮光部16から
赤外線が外側に出ることを防止することができ
る。
なお赤外線18と赤外線19の強度の調整は吸
収体層11の材質と膜厚の調整により可能であ
る。また位相差の調整は誘電体層2の膜厚の調整
により可能である。特に基体10、吸収体層1
1、誘電体層12、反射体層13の各屈折率n1,
n2,n3,n4の間にn1<n2,n3<n4又はn1>n2,
n3>n4の関係があるとき、反射のときの位相反
転の有無による位相差が生じないから半波長差を
与える誘電体層12の膜厚は前述の開口部15で
定めた透過効率のもつとも高いときの膜厚d1(n2
×d1=λ/4)に一致することになる。このよ
うに開口部15と遮光部16の誘電体層12の膜
厚は同じでよいから製造上極めて容易にとなる利
点もある。
収体層11の材質と膜厚の調整により可能であ
る。また位相差の調整は誘電体層2の膜厚の調整
により可能である。特に基体10、吸収体層1
1、誘電体層12、反射体層13の各屈折率n1,
n2,n3,n4の間にn1<n2,n3<n4又はn1>n2,
n3>n4の関係があるとき、反射のときの位相反
転の有無による位相差が生じないから半波長差を
与える誘電体層12の膜厚は前述の開口部15で
定めた透過効率のもつとも高いときの膜厚d1(n2
×d1=λ/4)に一致することになる。このよ
うに開口部15と遮光部16の誘電体層12の膜
厚は同じでよいから製造上極めて容易にとなる利
点もある。
このように本発明の実施例によれば開口部15
を介して高い透過効率で受光部に赤外線を導くこ
とができる。また遮光部16に入射する赤外線は
実質的に消滅させることができるので、従来例の
ように電極等に反射した赤外線が再び窓等に再反
射された後に本来入射すべきでない受光部に入射
することを防止することができ、このため検知精
度の大幅な向上を図ることが可能となる。
を介して高い透過効率で受光部に赤外線を導くこ
とができる。また遮光部16に入射する赤外線は
実質的に消滅させることができるので、従来例の
ように電極等に反射した赤外線が再び窓等に再反
射された後に本来入射すべきでない受光部に入射
することを防止することができ、このため検知精
度の大幅な向上を図ることが可能となる。
第2図は本発明の実施例に係るコールドシール
ド20を検知素子21の上に設けた状態を示す上
面図であり、第3図は第2図のA−A′の矢視断
面図である。
ド20を検知素子21の上に設けた状態を示す上
面図であり、第3図は第2図のA−A′の矢視断
面図である。
第2図においてコールドシールド20の遮光部
16(斜線で示す。)は受光部22以外の部分を
遮蔽しており、開口部15は受光部22の直上に
設けられている。このようにして開口部15に入
射する赤外線は該開口部15を介してその真下の
受光部22のみに導かれる。一方、遮光部16に
入射する赤外線は該遮光部16の吸収作用および
干渉作用によつて消滅するので、従来例のように
電極23等の反射を介して別の受光部に達すると
いう不都合は生じない。
16(斜線で示す。)は受光部22以外の部分を
遮蔽しており、開口部15は受光部22の直上に
設けられている。このようにして開口部15に入
射する赤外線は該開口部15を介してその真下の
受光部22のみに導かれる。一方、遮光部16に
入射する赤外線は該遮光部16の吸収作用および
干渉作用によつて消滅するので、従来例のように
電極23等の反射を介して別の受光部に達すると
いう不都合は生じない。
以上説明したように本発明によれば遮光部の赤
外線吸収作用および干渉作用により該遮光部に入
射する赤外線をほぼ消滅されることができるとと
もに、開口部に入射する赤外線を高効率で透過さ
せて検知素子の所定の受光部に導くことができる
ので、精度の良い赤外線検知が可能となる。
外線吸収作用および干渉作用により該遮光部に入
射する赤外線をほぼ消滅されることができるとと
もに、開口部に入射する赤外線を高効率で透過さ
せて検知素子の所定の受光部に導くことができる
ので、精度の良い赤外線検知が可能となる。
第1図は本発明の実施例に係る赤外線検知器の
コールドシールドの断面図、第2図は本発明の実
施例に係るコールドシールドを検知素子の上方に
設けた状態を示す上面図、第3図は第2図のA−
A′矢視断面図、第4図は従来例に係る赤外線検
知器の断面図、第5図は第4図の部分拡大図であ
る。 符号の説明、1……基台、2,21……検知素
子、3,20……コールドシールド、4,5,2
2……受光部、6,23……電極、7……窓、
8,9,17,18,19……赤外線、10……
赤外線透過材からなる基体、11……赤外線吸収
体層、12,14……誘電体層、13……赤外線
反射体層、15……開口部、16……遮光部。
コールドシールドの断面図、第2図は本発明の実
施例に係るコールドシールドを検知素子の上方に
設けた状態を示す上面図、第3図は第2図のA−
A′矢視断面図、第4図は従来例に係る赤外線検
知器の断面図、第5図は第4図の部分拡大図であ
る。 符号の説明、1……基台、2,21……検知素
子、3,20……コールドシールド、4,5,2
2……受光部、6,23……電極、7……窓、
8,9,17,18,19……赤外線、10……
赤外線透過材からなる基体、11……赤外線吸収
体層、12,14……誘電体層、13……赤外線
反射体層、15……開口部、16……遮光部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 赤外線透過材からなる基体10、該基体10
の片面上に形成された赤外線吸収体層11、該吸
収体層の上に形成された誘電体層12および該誘
電体層の上に形成された赤外線反射体層13より
なる遮光部16と、 前記赤外線透過材からなる基体10と前記各層
11〜13が形成された面と同じ側の面の該基体
10の上に形成された前記誘電体層12よりなる
開口部15とを有するコールドシールドを備えて
いることを特徴とする赤外線検知器。 2 前記各層11〜13の形成された面と反対側
の前記基体10の面に誘電体層14が形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
載の赤外線検知器。 3 前記誘電体層12,14の赤外線の屈折率は
前記基体10の屈折率より小さく、かつ1より大
きいことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
第2項のいずれかに記載の赤外線検知器。 4 前記赤外線吸収体13の材質はクロム又はニ
ツケルであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項〜第3項のいずれかに記載の赤外線検知器。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61025019A JPS62201325A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 赤外線検知器 |
US07/011,536 US4795907A (en) | 1986-02-07 | 1987-02-06 | Infrared detector |
KR1019870000959A KR900005916B1 (ko) | 1986-02-07 | 1987-02-06 | 적외선 검출기 |
EP87301053A EP0232184B1 (en) | 1986-02-07 | 1987-02-06 | Infrared detector |
DE8787301053T DE3783144T2 (de) | 1986-02-07 | 1987-02-06 | Infrarotdetektor. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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