JPH06103221B2 - 焦電形赤外検出素子と赤外検出器 - Google Patents
焦電形赤外検出素子と赤外検出器Info
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は赤外線を利用して温度計測、地球資源観測、気
象観測、公害観測、防犯・防災監視、交通関係、熱管理
工程の監視計測を行う赤外検出素子及びそれを使用した
赤外検出器に関するものである。
象観測、公害観測、防犯・防災監視、交通関係、熱管理
工程の監視計測を行う赤外検出素子及びそれを使用した
赤外検出器に関するものである。
従来の技術 集光レンズに直接焦電形赤外検出素子を接着し集光効率
を高くして性能を改善したものとして、特開昭61−2416
28号公報に記載されている赤外検出素子がある。以下、
上記従来の焦電形赤外検出素子について第４図を参照し
ながら説明する。
を高くして性能を改善したものとして、特開昭61−2416
28号公報に記載されている赤外検出素子がある。以下、
上記従来の焦電形赤外検出素子について第４図を参照し
ながら説明する。
第４図に示すように焦電素子２が集光レンズ１に密着し
ており、信号取出しリード線３、４は各々焦電素子２の
両面から引出されている。但しこの図の場合、集光レン
ズ１を電気伝導度のあるゲルマニウム材で製作したの
で、集光レンズ１に接する面のリード線は直接焦電素子
２から引き出さず、集光レンズ１を介して、引出してい
る。
ており、信号取出しリード線３、４は各々焦電素子２の
両面から引出されている。但しこの図の場合、集光レン
ズ１を電気伝導度のあるゲルマニウム材で製作したの
で、集光レンズ１に接する面のリード線は直接焦電素子
２から引き出さず、集光レンズ１を介して、引出してい
る。
視野制限板５は集光レンズ１の上部、赤外入射側から設
置する構造になっている。これにより、視野外感度を実
用的に十分低いレベルに低減できる。
置する構造になっている。これにより、視野外感度を実
用的に十分低いレベルに低減できる。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の焦電形赤外検出素子の構造では、視
野制限板５を集光レンズ１の上から覆せることになり、
位置精度を十分に出すための基準を設定することができ
ず、組立作業工程の歩留が低く、より簡単に、高い歩留
で、視野制限物を設置することが課題であった。
野制限板５を集光レンズ１の上から覆せることになり、
位置精度を十分に出すための基準を設定することができ
ず、組立作業工程の歩留が低く、より簡単に、高い歩留
で、視野制限物を設置することが課題であった。
通常、この赤外検出素子は、赤外検出器に組上げられか
つ、対物集光系と組合せて使用される。その場合、対物
集光系と赤外検出器間あるいは、対物集光系の前方に視
野制限物体を設置すれば十分である。しかし、第３図に
示すように、例えば２素子を内蔵する赤外検出器の場
合、上記に述べたような位置での視野制限はその効果を
期待できない。具体的に述べると、例えば同図におい
て、下側の第２チャンネル（CH2）の赤外検出素子につ
いて考えると、対物レンズ14の下部から入る赤外線は、
レンズホルダ部13の階段状の視野制限が効いていると考
えられるが、対物レンズ14の上縁から入る光は視野制限
をかけることができない。第１チャンネルも同様に中心
側の赤外線は集光レンズ直前又は、焦電素子直前でない
と視野制限をかけることができない。
つ、対物集光系と組合せて使用される。その場合、対物
集光系と赤外検出器間あるいは、対物集光系の前方に視
野制限物体を設置すれば十分である。しかし、第３図に
示すように、例えば２素子を内蔵する赤外検出器の場
合、上記に述べたような位置での視野制限はその効果を
期待できない。具体的に述べると、例えば同図におい
て、下側の第２チャンネル（CH2）の赤外検出素子につ
いて考えると、対物レンズ14の下部から入る赤外線は、
レンズホルダ部13の階段状の視野制限が効いていると考
えられるが、対物レンズ14の上縁から入る光は視野制限
をかけることができない。第１チャンネルも同様に中心
側の赤外線は集光レンズ直前又は、焦電素子直前でない
と視野制限をかけることができない。
課題を解決するための手段 このような問題点を解決するために、少なくとも球面状
部と平面部とからなる赤外集光レンズと、前記平面部に
対して赤外入力波長の２倍以下の間隔でもって設置され
た焦電素子と、前記球面状部から赤外入力側に、視野外
入力が入射しないように突出して設置された視野制限フ
ードとを有した焦電形赤外検出素子、及びそれを用いた
赤外検出器とすることにより、歩留り良く、効果的に視
野外感度を低減した焦電形赤外検出素子及び多素子形赤
外検出器を実現できるようにしたものである。
部と平面部とからなる赤外集光レンズと、前記平面部に
対して赤外入力波長の２倍以下の間隔でもって設置され
た焦電素子と、前記球面状部から赤外入力側に、視野外
入力が入射しないように突出して設置された視野制限フ
ードとを有した焦電形赤外検出素子、及びそれを用いた
赤外検出器とすることにより、歩留り良く、効果的に視
野外感度を低減した焦電形赤外検出素子及び多素子形赤
外検出器を実現できるようにしたものである。
作用 上記手段による作用は次の通りである。すなわち、赤外
集光レンズから素子に入射する赤外線は、光跡追跡法で
得られた、視野の最外側の赤外線より外側の入射赤外線
を集光レンズ直前で、視野制限フードにより遮断するの
で、多素子形赤外検出器でも、十分効率よく、素子各に
視野外感度を抑えることができる。
集光レンズから素子に入射する赤外線は、光跡追跡法で
得られた、視野の最外側の赤外線より外側の入射赤外線
を集光レンズ直前で、視野制限フードにより遮断するの
で、多素子形赤外検出器でも、十分効率よく、素子各に
視野外感度を抑えることができる。
また、集光レンズの側面と底面で、位置決めのできる視
野制限筒を用いることにより、視野制限物の位置を精度
よく、楽に決めることができ、歩留の向上に寄与すると
ともに、所望の視野制限特性を実現できることになる。
野制限筒を用いることにより、視野制限物の位置を精度
よく、楽に決めることができ、歩留の向上に寄与すると
ともに、所望の視野制限特性を実現できることになる。
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
先ず、本発明の第１実施例について説明する。第１図
は、本発明による赤外レンズ付焦電形赤外検出素子の断
面図で、焦光レンズ１はゲルマニウム製で、赤外入射面
はＲ＝2.5mmの凸面であり、直径φ3mm、厚さ2.07mmで、
焦電素子２が赤外波長の２倍以下の間隔、たとえば３μ
ｍの間隔で接着されている面は平面である。両面とも反
射防止膜６が、波長10μｍを中心波長として蒸着されて
いる。信号取出しリード線３、４は、各々焦電素子２の
両面の電極から引出されている。
は、本発明による赤外レンズ付焦電形赤外検出素子の断
面図で、焦光レンズ１はゲルマニウム製で、赤外入射面
はＲ＝2.5mmの凸面であり、直径φ3mm、厚さ2.07mmで、
焦電素子２が赤外波長の２倍以下の間隔、たとえば３μ
ｍの間隔で接着されている面は平面である。両面とも反
射防止膜６が、波長10μｍを中心波長として蒸着されて
いる。信号取出しリード線３、４は、各々焦電素子２の
両面の電極から引出されている。
集光レンズ１の視野制限フードは、セラミック製で、マ
ウントベース５と称している。即ち、その名称の通り集
光レンズ１をマウントするためのベースの役割をもち、
集光レンズ１は、そのセラミックマウントベース５にス
ッポリ入る構造になっている。
ウントベース５と称している。即ち、その名称の通り集
光レンズ１をマウントするためのベースの役割をもち、
集光レンズ１は、そのセラミックマウントベース５にス
ッポリ入る構造になっている。
マウントベース５は筒状視野制限フード部と、その一端
に形成された円板平板部とから成っている。円板平板部
はその中央部に透孔が形成され、赤外集光レンズ１は筒
状視野制限フード部内に納められて、その平面部が円板
平板部の内面と接して接着されている。焦電素子２は円
板平板部の透孔位置に配されるよう構成されている。フ
ード部の高さは、第１図に示す通り、光線追跡法で得ら
れた、各チャンネルの集光レンズ１の光軸を中心にし
て、最外側の光線まで入るようにすればよい。
に形成された円板平板部とから成っている。円板平板部
はその中央部に透孔が形成され、赤外集光レンズ１は筒
状視野制限フード部内に納められて、その平面部が円板
平板部の内面と接して接着されている。焦電素子２は円
板平板部の透孔位置に配されるよう構成されている。フ
ード部の高さは、第１図に示す通り、光線追跡法で得ら
れた、各チャンネルの集光レンズ１の光軸を中心にし
て、最外側の光線まで入るようにすればよい。
焦電素子２はチタン酸鉛セラミクス板を1mm口、10μmt
に加工研磨し、有効受光部（中央φ0.3mm）の両面に電
極を蒸着した。赤外入射側は、シート抵抗が350Ω／cm2
のニクロムとし、裏面は、厚さ0.2μｍのアルミニウム
とした。リード線はφ30μｍの全線で、２μｍ厚のアル
ミニウム蒸着部に超音波ボンディングにより接続した。
に加工研磨し、有効受光部（中央φ0.3mm）の両面に電
極を蒸着した。赤外入射側は、シート抵抗が350Ω／cm2
のニクロムとし、裏面は、厚さ0.2μｍのアルミニウム
とした。リード線はφ30μｍの全線で、２μｍ厚のアル
ミニウム蒸着部に超音波ボンディングにより接続した。
本実施例では、視野制限フードの高さは、レンズ縁から
0.8mmとした。これにより、視野制限を正確に、歩留り
良く設定することができた。
0.8mmとした。これにより、視野制限を正確に、歩留り
良く設定することができた。
第２図は、本発明による２素子形赤外検出器の実施例に
おける断面図を示している。
おける断面図を示している。
実施例１で製作した赤外レンズ付焦電形赤外検出素子12
を複数個、図示の例では２ケセラミックベース８に設置
し、インピーダンス変換用の入力抵抗（1011Ω）を更に
設置し、あらかじめFET7を組込んだヘッダ９に組上げ
る。最後に、赤外フィルタ11の付いたキャップ10を真空
状態で電気溶接することで、赤外検出器が完成する。FE
T、超高抵抗は各々２組組込んである。赤外フィルタは
８〜12μｍ帯を透過する特性をもたせ、第３図に示すよ
うな対物レンズ14を組み合せて使用できるようにした。
対物レンズ14は、10μｍ帯の反射防止膜を両面に蒸着し
たゲルマニウム製レンズで、口径φ25mm、焦点距離30mm
とした。
を複数個、図示の例では２ケセラミックベース８に設置
し、インピーダンス変換用の入力抵抗（1011Ω）を更に
設置し、あらかじめFET7を組込んだヘッダ９に組上げ
る。最後に、赤外フィルタ11の付いたキャップ10を真空
状態で電気溶接することで、赤外検出器が完成する。FE
T、超高抵抗は各々２組組込んである。赤外フィルタは
８〜12μｍ帯を透過する特性をもたせ、第３図に示すよ
うな対物レンズ14を組み合せて使用できるようにした。
対物レンズ14は、10μｍ帯の反射防止膜を両面に蒸着し
たゲルマニウム製レンズで、口径φ25mm、焦点距離30mm
とした。
集光レンズ１と組合せた、レンズ系の総合焦点距離は、 である。
ここで、o;対物レンズの焦点距離（30mm） Ｒ ；集光レンズ凸面の曲率半径（2.5mm） Ｓ ；集光レンズ凸面と、対物レンズの焦点位
置との間隔（1.37mm） とした。
置との間隔（1.37mm） とした。
従って、＝11.4mmとなり、レンズの明るさはF/0.38と
非常に明るい。
非常に明るい。
一方、各チャンネルとも、集光レンズ直前に視野制限フ
ードを設けてあるので、視野外感度は抑えられ、有効な
情報のみを効率よく集光できる２素子形赤外検出器を、
歩留りよく実現できた。
ードを設けてあるので、視野外感度は抑えられ、有効な
情報のみを効率よく集光できる２素子形赤外検出器を、
歩留りよく実現できた。
発明の効果 以上のように本発明は、赤外集光レンズの光入射面の赤
外入力側に、視野外入力が入射しないように突出して設
置された視野制限フードを設けることにより、集光レン
ズに密着した赤外検出素子に視野外からの赤外線がほと
んど入らないようにすることができ、従来のフードなし
の各素子が視野中心から５°離れた視野外で0.2％レベ
ルの感度があったものが1/2の範囲、即ち2.5°まで縮め
ることができた。また、従来の上から集光レンズを覆せ
る構造の場合歩留が1/3であったものが、本発明による
と90％まで向上し、その改善効果は著しい。
外入力側に、視野外入力が入射しないように突出して設
置された視野制限フードを設けることにより、集光レン
ズに密着した赤外検出素子に視野外からの赤外線がほと
んど入らないようにすることができ、従来のフードなし
の各素子が視野中心から５°離れた視野外で0.2％レベ
ルの感度があったものが1/2の範囲、即ち2.5°まで縮め
ることができた。また、従来の上から集光レンズを覆せ
る構造の場合歩留が1/3であったものが、本発明による
と90％まで向上し、その改善効果は著しい。
多素子形赤外検出器においては、対物レンズ光軸寄りの
視野が、対物レンズ前方あるいは、対物レンズと赤外検
出器の中間の視野制限構造物では、有効に視野外赤外線
を遮断できない。それに対して本発明によれば上に述べ
たように、0.2％のレベルを５°から2.5°にその範囲を
1/2に縮少できた。
視野が、対物レンズ前方あるいは、対物レンズと赤外検
出器の中間の視野制限構造物では、有効に視野外赤外線
を遮断できない。それに対して本発明によれば上に述べ
たように、0.2％のレベルを５°から2.5°にその範囲を
1/2に縮少できた。
第１図は、本発明による赤外レンズ付焦電形赤外検出素
子の断面図、第２図は、第１図の赤外検出素子を用いた
多素子形赤外検出器の断面図、第３図は、第２図の赤外
検出器と対物レベルを組み合せたモジュールの断面図、
第４図は、従来の赤外レンズ付焦電形赤外検出素子の断
面図である。 １…集光レンズ、２…焦電素子、３、４…リード線、５
…筒状視野制限フード、６…レンズの反射防止膜、７…
FET、８…セラミックベース、９…ヘッダー、10…キャ
ップ、11…赤外フィルタ、12…赤外検出素子、13…レン
ズホルダ、14…対物レンズ。
子の断面図、第２図は、第１図の赤外検出素子を用いた
多素子形赤外検出器の断面図、第３図は、第２図の赤外
検出器と対物レベルを組み合せたモジュールの断面図、
第４図は、従来の赤外レンズ付焦電形赤外検出素子の断
面図である。 １…集光レンズ、２…焦電素子、３、４…リード線、５
…筒状視野制限フード、６…レンズの反射防止膜、７…
FET、８…セラミックベース、９…ヘッダー、10…キャ
ップ、11…赤外フィルタ、12…赤外検出素子、13…レン
ズホルダ、14…対物レンズ。
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも球面状部と平面部とからなる赤
外集光レンズと、前記平面部に対して赤外入力波長の２
倍以下の間隔でもって設置された焦電素子と、前記球面
状部から赤外入力側に、視野外入力が入射しないように
突出して設置された視野制限フードとを有した焦電形赤
外検出素子。 - 【請求項２】視野制限フードは、赤外集光レンズの球面
状部から赤外入力側に0.8mm以上突出する筒状部及び前
記筒状部に連絡し、前記赤外集光レンズの平面部に対応
した円板状平板部とからなり、前記視野制限フードの円
板状平面部は、前記集光レンズの平面部に接着され、か
つ中央部に開口部を有し、前記開口部に焦電素子が設置
されている請求項１記載の焦電形赤外検出素子。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の焦電形赤外検出素子
を複数個セラミックベースに設置し、前記セラミックベ
ースを入力抵抗及びFETとともにヘッダに組込んで形成
された赤外検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051906A JPH06103221B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 焦電形赤外検出素子と赤外検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63051906A JPH06103221B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 焦電形赤外検出素子と赤外検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01224629A JPH01224629A (ja) | 1989-09-07 |
| JPH06103221B2 true JPH06103221B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=12899919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63051906A Expired - Fee Related JPH06103221B2 (ja) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | 焦電形赤外検出素子と赤外検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103221B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1238099B (it) * | 1989-11-03 | 1993-07-07 | Spoletta per un proietto rotante, con dispositivo di rilevamento dellapresenza di un bersaglio. | |
| JP2515036Y2 (ja) * | 1990-01-19 | 1996-10-23 | 旭光学工業株式会社 | カメラの測光装置 |
| DE102007039228B8 (de) | 2007-08-20 | 2009-12-17 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co.Kg | Sensorkappenanordnung Sensor Schaltung |
| JP2014123455A (ja) * | 2012-12-20 | 2014-07-03 | Azbil Corp | 光電センサ |
| CN111307295A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-06-19 | 深圳市迪米科技有限公司 | 红外测温模块、测温枪、安检门装置及红外测量温方法 |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP63051906A patent/JPH06103221B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01224629A (ja) | 1989-09-07 |
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