JPH08166286A - 赤外線センサシステム - Google Patents
赤外線センサシステムInfo
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- JPH08166286A JPH08166286A JP30802694A JP30802694A JPH08166286A JP H08166286 A JPH08166286 A JP H08166286A JP 30802694 A JP30802694 A JP 30802694A JP 30802694 A JP30802694 A JP 30802694A JP H08166286 A JPH08166286 A JP H08166286A
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- sensor system
- optical system
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長波長領域または短波長領域での赤外線の透
過を選択的かつ良好にする。 【構成】 短波長から長波長にわたり高い赤外線透過率
を有する反射防止膜７を設けた光学系部２、および長波
長の赤外線をカットするフィルター膜８を有するパッケ
ージ窓部材６を設けたパッケージ５に赤外線検出素子４
を収納した赤外線検出部３を備え、外郭部材１に組み込
む。
過を選択的かつ良好にする。 【構成】 短波長から長波長にわたり高い赤外線透過率
を有する反射防止膜７を設けた光学系部２、および長波
長の赤外線をカットするフィルター膜８を有するパッケ
ージ窓部材６を設けたパッケージ５に赤外線検出素子４
を収納した赤外線検出部３を備え、外郭部材１に組み込
む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線検出素子、たと
えば焦電素子を用いた赤外線画像センサシステムのよう
な赤外線センサシステムに関するものである。
えば焦電素子を用いた赤外線画像センサシステムのよう
な赤外線センサシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】すべての物体は赤外線を放出しており、
その赤外線スペクトルについての波長と分光放射発散度
との関係は、物体の温度に依存している（図８参照）。
赤外線センサシステムは、物体から放出される赤外線を
検出することにより、物体の存在を検知したり、物体の
温度を測定したりするものであり、焦電素子を用いる熱
型と量子型とがある。焦電素子を用いた赤外線センサシ
ステムは、焦電素子の温度が、赤外線を吸収して上昇し
たり、入射量が減少して低下したりした場合に、その温
度変化と焦電素子自体の物性に由来する焦電係数との積
に比例した電荷が発生するいわゆる焦電効果を利用して
いる。
その赤外線スペクトルについての波長と分光放射発散度
との関係は、物体の温度に依存している（図８参照）。
赤外線センサシステムは、物体から放出される赤外線を
検出することにより、物体の存在を検知したり、物体の
温度を測定したりするものであり、焦電素子を用いる熱
型と量子型とがある。焦電素子を用いた赤外線センサシ
ステムは、焦電素子の温度が、赤外線を吸収して上昇し
たり、入射量が減少して低下したりした場合に、その温
度変化と焦電素子自体の物性に由来する焦電係数との積
に比例した電荷が発生するいわゆる焦電効果を利用して
いる。
【０００３】従来における焦電素子を用いた赤外線セン
サシステムは、図９に示す模式図のように、外郭部材１
１と、光学系部１２と、赤外線検出部１３とにより構成
されている。赤外線検出部１３には焦電薄膜素子１４を
備え、この焦電薄膜素子１４はパッケージ１５の内部に
収納され、光学系部１２と焦電薄膜素子１４との間のパ
ッケージ１５には、パッケージ窓部材１６が設けられて
いる。
サシステムは、図９に示す模式図のように、外郭部材１
１と、光学系部１２と、赤外線検出部１３とにより構成
されている。赤外線検出部１３には焦電薄膜素子１４を
備え、この焦電薄膜素子１４はパッケージ１５の内部に
収納され、光学系部１２と焦電薄膜素子１４との間のパ
ッケージ１５には、パッケージ窓部材１６が設けられて
いる。
【０００４】そして、光学系部１２、パッケージ窓部材
１６のような赤外線の透過部は、シリコン、ゲルマニウ
ムのような赤外線の透過率が高い材料が用いられて形成
され、焦電薄膜素子１４はチタン酸鉛のような強誘電体
により形成されている。また、光学系部１２には、透過
光量を増加させて感度の向上を図ったり、透過波長特性
を持たせたりするために反射防止膜１７を施している。
また、パッケージ窓部材１６には、常温用あるいは高温
用として用いる場合に、短波長または長波長の赤外線を
カットするため、透過波長特性を持たせたフィルター膜
１８が設けられている。さらに、民生用の場合は多様な
環境の下で使用されるので、ケースのような外郭部材１
１内に組み込まれ、外郭部材１１としては成形性の点か
ら赤外線の透過率が高いポリエチレンなどが用いられて
いる。
１６のような赤外線の透過部は、シリコン、ゲルマニウ
ムのような赤外線の透過率が高い材料が用いられて形成
され、焦電薄膜素子１４はチタン酸鉛のような強誘電体
により形成されている。また、光学系部１２には、透過
光量を増加させて感度の向上を図ったり、透過波長特性
を持たせたりするために反射防止膜１７を施している。
また、パッケージ窓部材１６には、常温用あるいは高温
用として用いる場合に、短波長または長波長の赤外線を
カットするため、透過波長特性を持たせたフィルター膜
１８が設けられている。さらに、民生用の場合は多様な
環境の下で使用されるので、ケースのような外郭部材１
１内に組み込まれ、外郭部材１１としては成形性の点か
ら赤外線の透過率が高いポリエチレンなどが用いられて
いる。
【０００５】例えば、外郭部材１１として高密度ポリエ
チレンを用い、フィルター特性を有する反射防止膜１７
により１０μｍ付近に透過率ピークを持たせたシリコン
製レンズを光学系部１２として備え、短波長をカットす
るフィルター膜１８を施したシリコン製窓をパッケージ
窓部材１６として用いることにより、長波長領域の赤外
線透過率を高くした薄膜焦電型赤外線画像センサシステ
ムが、人体の検出を目的としたものとして実用化されて
いる。
チレンを用い、フィルター特性を有する反射防止膜１７
により１０μｍ付近に透過率ピークを持たせたシリコン
製レンズを光学系部１２として備え、短波長をカットす
るフィルター膜１８を施したシリコン製窓をパッケージ
窓部材１６として用いることにより、長波長領域の赤外
線透過率を高くした薄膜焦電型赤外線画像センサシステ
ムが、人体の検出を目的としたものとして実用化されて
いる。
【０００６】この場合、赤外線検出部１３に到達する赤
外線のスペクトルは、外郭部材１１、光学系部１２、パ
ッケージ窓部材１６などの赤外線透過部の透過波長特性
を重ね合わせたものとなっている。
外線のスペクトルは、外郭部材１１、光学系部１２、パ
ッケージ窓部材１６などの赤外線透過部の透過波長特性
を重ね合わせたものとなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】物体は、その温度に応
じたスペクトルを有する赤外線を放出しているので、適
当な波長フィルターを用いることによって、高温の物
体、低温の物体、あるいは所定の温度領域における物体
の検出に適した赤外線センサシステムが得られ、例え
ば、高温を検知する場合は短波長領域の赤外線を検出
し、人体を検出する場合は波長が１０μｍ近傍の赤外線
を検出し、火災検知の場合は発生する二酸化炭素に由来
する波長が４．３μｍ近傍の赤外線を検出すればよい。
じたスペクトルを有する赤外線を放出しているので、適
当な波長フィルターを用いることによって、高温の物
体、低温の物体、あるいは所定の温度領域における物体
の検出に適した赤外線センサシステムが得られ、例え
ば、高温を検知する場合は短波長領域の赤外線を検出
し、人体を検出する場合は波長が１０μｍ近傍の赤外線
を検出し、火災検知の場合は発生する二酸化炭素に由来
する波長が４．３μｍ近傍の赤外線を検出すればよい。
【０００８】従来の赤外線センサシステムにあっては、
検出する赤外線の波長をパッケージ窓部材１６に施した
フィルター膜１８の波長特性で調整したり、光学系部１
２の反射防止膜１７に波長特性を持たせて調整したりし
ていたので、充分な波長選択を行うことが困難となり、
また高い信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）が得られないという問
題点があった。
検出する赤外線の波長をパッケージ窓部材１６に施した
フィルター膜１８の波長特性で調整したり、光学系部１
２の反射防止膜１７に波長特性を持たせて調整したりし
ていたので、充分な波長選択を行うことが困難となり、
また高い信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）が得られないという問
題点があった。
【０００９】また、外郭部材１１として用いる合成樹脂
の多くは、赤外線の波長が３μｍ近傍に吸収領域を有す
るので、高温検出用の赤外線センサシステムにおいて
は、樹脂の透過特性を利用したフィルター特性を有する
外郭部材１１として用いることができないという問題点
もあった。
の多くは、赤外線の波長が３μｍ近傍に吸収領域を有す
るので、高温検出用の赤外線センサシステムにおいて
は、樹脂の透過特性を利用したフィルター特性を有する
外郭部材１１として用いることができないという問題点
もあった。
【００１０】さらに、焦電型赤外線センサシステムにお
いては、赤外線検出部１３の焦電素子が薄膜でない場
合、素子の熱容量が大きいために、赤外線の透過部の波
長特性により入射赤外線の波長領域が限定され、入射赤
外線の強度が減衰すると素子温度が充分に上昇しなくな
り感度が低下するという問題点もあった。
いては、赤外線検出部１３の焦電素子が薄膜でない場
合、素子の熱容量が大きいために、赤外線の透過部の波
長特性により入射赤外線の波長領域が限定され、入射赤
外線の強度が減衰すると素子温度が充分に上昇しなくな
り感度が低下するという問題点もあった。
【００１１】本発明は、長波長領域または短波長領域に
おいて赤外線を良好に透過することのできる感度および
応答性が良い赤外線センサシステムを提供することを目
的としている。
おいて赤外線を良好に透過することのできる感度および
応答性が良い赤外線センサシステムを提供することを目
的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の赤外線センサシステムにおいては、短波長
から長波長にわたり高い赤外線透過率を有する光学系
部、および長波長の赤外線をカットするフィルター特性
を有するパッケージ窓部材を設けたパッケージを備え、
このパッケージに赤外線検出素子を収納したものであ
る。
に、本発明の赤外線センサシステムにおいては、短波長
から長波長にわたり高い赤外線透過率を有する光学系
部、および長波長の赤外線をカットするフィルター特性
を有するパッケージ窓部材を設けたパッケージを備え、
このパッケージに赤外線検出素子を収納したものであ
る。
【００１３】また、短波長から長波長にわたり高い赤外
線透過率を有する光学系部、および短波長の赤外線をカ
ットするフィルター特性を有するパッケージ窓部材を設
けたパッケージを備え、このパッケージに赤外線検出素
子を収納したものである。
線透過率を有する光学系部、および短波長の赤外線をカ
ットするフィルター特性を有するパッケージ窓部材を設
けたパッケージを備え、このパッケージに赤外線検出素
子を収納したものである。
【００１４】また、短波長領域に赤外線透過率のピーク
を有する光学系部、および短波長から長波長にわたり高
い赤外線透過率を有するパッケージ窓部材を設けたパッ
ケージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納
したものである。
を有する光学系部、および短波長から長波長にわたり高
い赤外線透過率を有するパッケージ窓部材を設けたパッ
ケージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納
したものである。
【００１５】また、長波長領域に赤外線透過率のピーク
を有する光学系部、および短波長から長波長にわたり高
い赤外線透過率を有するパッケージ窓部材を設けたパッ
ケージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納
したものである。
を有する光学系部、および短波長から長波長にわたり高
い赤外線透過率を有するパッケージ窓部材を設けたパッ
ケージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納
したものである。
【００１６】また、短波長領域に赤外線透過率のピーク
を有する光学系部、および長波長の赤外線をカットする
フィルタ特性を有するパッケージ窓部材を設けたパッケ
ージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納し
たものである。
を有する光学系部、および長波長の赤外線をカットする
フィルタ特性を有するパッケージ窓部材を設けたパッケ
ージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納し
たものである。
【００１７】また、長波長領域に赤外線透過率のピーク
を有する光学系部、および短波長の赤外線をカットする
フィルタ特性を有するパッケージ窓部材を設けたパッケ
ージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納し
たものである。
を有する光学系部、および短波長の赤外線をカットする
フィルタ特性を有するパッケージ窓部材を設けたパッケ
ージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納し
たものである。
【００１８】また、短波長から長波長で高い赤外線透過
率を有する反射防止膜、短波長領域に赤外線透過率のピ
ークを有する反射防止膜、あるいは長波長領域に赤外線
透過率のピークを有する反射防止膜を光学系部に設ける
ことができる。
率を有する反射防止膜、短波長領域に赤外線透過率のピ
ークを有する反射防止膜、あるいは長波長領域に赤外線
透過率のピークを有する反射防止膜を光学系部に設ける
ことができる。
【００１９】また、長波長の赤外線をカットするフィル
ター特性を有するフィルター膜、あるいは短波長の赤外
線をカットするフィルター特性を有するフィルター膜を
パッケージ窓部材に設けることもできる。
ター特性を有するフィルター膜、あるいは短波長の赤外
線をカットするフィルター特性を有するフィルター膜を
パッケージ窓部材に設けることもできる。
【００２０】さらに、光学系部、赤外線検出素子を収納
したパッケージを組み込む外郭部材として、ポリエチレ
ン、ポリ四フッ化エチレン、ポリ塩化三フッ化エチレ
ン、パーフロロアルコキシ樹脂、ポリカーボネート、あ
るいはサファイアガラスの一つの部材で構成したり、赤
外線検出素子としては焦電薄膜素子を用いたりすると効
果的である。
したパッケージを組み込む外郭部材として、ポリエチレ
ン、ポリ四フッ化エチレン、ポリ塩化三フッ化エチレ
ン、パーフロロアルコキシ樹脂、ポリカーボネート、あ
るいはサファイアガラスの一つの部材で構成したり、赤
外線検出素子としては焦電薄膜素子を用いたりすると効
果的である。
【００２１】
【作用】上記のように構成された赤外線センサシステム
における赤外線の透過波長特性は、光学系部およびパッ
ケージ窓部材の赤外線透過波長特性に依存する。光学系
部が、短波長から長波長までの広い範囲に赤外線透過率
を有する場合は、パッケージ窓部材が長波長をカットす
るフイルター特性を有することにより、赤外線の長波長
領域の強度が大きく減衰し、短波長領域の減衰は小さく
なるので、システムの短波長透過率が高くなり、また、
パッケージ窓部材が短波長をカットするフイルター特性
を有することにより、赤外線の短波長領域の強度が大き
く減衰し、長波長領域の減衰は小さくなるので、システ
ムの長波長透過率が高くなり、さらに、フイルター特性
を変化させることにより透過させる赤外線を選択するこ
とも可能となる。
における赤外線の透過波長特性は、光学系部およびパッ
ケージ窓部材の赤外線透過波長特性に依存する。光学系
部が、短波長から長波長までの広い範囲に赤外線透過率
を有する場合は、パッケージ窓部材が長波長をカットす
るフイルター特性を有することにより、赤外線の長波長
領域の強度が大きく減衰し、短波長領域の減衰は小さく
なるので、システムの短波長透過率が高くなり、また、
パッケージ窓部材が短波長をカットするフイルター特性
を有することにより、赤外線の短波長領域の強度が大き
く減衰し、長波長領域の減衰は小さくなるので、システ
ムの長波長透過率が高くなり、さらに、フイルター特性
を変化させることにより透過させる赤外線を選択するこ
とも可能となる。
【００２２】また、光学系部が、短波長に赤外線透過率
ピークを有する場合は、パッケージ窓部材が、短波長か
ら長波長までの広い範囲で赤外線透過率があるフイルタ
ー特性を有するか、長波長をカットするフイルター特性
を有することにより、赤外線の長波長領域の強度が大き
く減衰し、短波長領域の減衰は小さくなるので、システ
ムの短波長透過率が高くなり、透過させる短波長の赤外
線を選択することも可能となる。
ピークを有する場合は、パッケージ窓部材が、短波長か
ら長波長までの広い範囲で赤外線透過率があるフイルタ
ー特性を有するか、長波長をカットするフイルター特性
を有することにより、赤外線の長波長領域の強度が大き
く減衰し、短波長領域の減衰は小さくなるので、システ
ムの短波長透過率が高くなり、透過させる短波長の赤外
線を選択することも可能となる。
【００２３】また、光学系部が、長波長に赤外線透過率
ピークを有する場合は、パッケージ窓部材が、短波長か
ら長波長までの広い範囲で赤外線透過率があるフイルタ
ー特性を有するか、短波長をカットするフイルター特性
を有することにより、赤外線の短波長領域の強度が大き
く減衰し、長波長領域の減衰は小さくなるので、システ
ムの長波長透過率が高くなり、透過させる長波長の赤外
線を選択することも可能となる。
ピークを有する場合は、パッケージ窓部材が、短波長か
ら長波長までの広い範囲で赤外線透過率があるフイルタ
ー特性を有するか、短波長をカットするフイルター特性
を有することにより、赤外線の短波長領域の強度が大き
く減衰し、長波長領域の減衰は小さくなるので、システ
ムの長波長透過率が高くなり、透過させる長波長の赤外
線を選択することも可能となる。
【００２４】また、光学系部に反射防止膜、あるいはパ
ッケージ窓部材にフィルター膜を設けることにより、上
記の作用はより効果的となる。
ッケージ窓部材にフィルター膜を設けることにより、上
記の作用はより効果的となる。
【００２５】また、外郭部材を構成するポリエチレン
は、赤外線を広い波長領域にわたって透過し、ポリ四フ
ッ化エチレン、ポリ塩化三フッ化エチレン、パーフロロ
アルコキシ樹脂、ポリカーボネートは、長波長の赤外線
吸収率が高く、短波長の赤外線透過率が高く、３〜５μ
ｍでの吸収が小さく短波長を良く透過し、サファイアガ
ラスでは短波長の赤外線透過率が高いものとなる。
は、赤外線を広い波長領域にわたって透過し、ポリ四フ
ッ化エチレン、ポリ塩化三フッ化エチレン、パーフロロ
アルコキシ樹脂、ポリカーボネートは、長波長の赤外線
吸収率が高く、短波長の赤外線透過率が高く、３〜５μ
ｍでの吸収が小さく短波長を良く透過し、サファイアガ
ラスでは短波長の赤外線透過率が高いものとなる。
【００２６】さらに、焦電薄膜素子は熱容量が小さいの
で、入射する赤外線の強度が小さくなっても温度上昇が
大きく、その変化も大きくなり、感度および応答性が良
くなる。
で、入射する赤外線の強度が小さくなっても温度上昇が
大きく、その変化も大きくなり、感度および応答性が良
くなる。
【００２７】
【実施例】本発明の赤外線センサシステムの実施例につ
いて、図１ないし図７を参照して説明する。
いて、図１ないし図７を参照して説明する。
【００２８】赤外線センサシステムの模式図を示す図１
において、１は外郭部材、２は光学系部、３は赤外線検
出部で、これらにより赤外線センサシステムが構成され
る。４は赤外線検出部３の赤外線検出素子で、例えば焦
電薄膜素子を用いており、パッケージ５の内部に収納さ
れている。６は光学系部２と赤外線検出素子４との間の
パッケージ５に設けたパッケージ窓部材、７は透過光量
を増加させて感度の向上を図ったり、透過波長特性を持
たせたりするために光学系部２に設けた反射防止膜、８
は短波長または長波長の赤外線をカットするためにパッ
ケージ窓部材６に設けたフィルター膜である。なお、赤
外線検出素子４として焦電薄膜素子を用いると、検出部
の実質的な熱容量が小さくなり、透過波長特性により入
射する赤外線の強度が小さくなっても、焦電薄膜素子の
温度上昇が大きくなって感度および応答性が高くなる。
において、１は外郭部材、２は光学系部、３は赤外線検
出部で、これらにより赤外線センサシステムが構成され
る。４は赤外線検出部３の赤外線検出素子で、例えば焦
電薄膜素子を用いており、パッケージ５の内部に収納さ
れている。６は光学系部２と赤外線検出素子４との間の
パッケージ５に設けたパッケージ窓部材、７は透過光量
を増加させて感度の向上を図ったり、透過波長特性を持
たせたりするために光学系部２に設けた反射防止膜、８
は短波長または長波長の赤外線をカットするためにパッ
ケージ窓部材６に設けたフィルター膜である。なお、赤
外線検出素子４として焦電薄膜素子を用いると、検出部
の実質的な熱容量が小さくなり、透過波長特性により入
射する赤外線の強度が小さくなっても、焦電薄膜素子の
温度上昇が大きくなって感度および応答性が高くなる。
【００２９】短波長から長波長までの広範囲の波長領域
において赤外線の透過率を高くした光学系部２（図２ａ
参照）、および長波長をカットするフィルター膜８を設
けたパッケージ窓部材６（図２ｂ参照）を用いて赤外線
センサシステムを構成すると、短波長領域において高い
赤外線の透過率を有するものが得られ（図２ｃ参照）、
その波長領域は赤外線検出素子４を適宜選択することに
より変化させることができる。
において赤外線の透過率を高くした光学系部２（図２ａ
参照）、および長波長をカットするフィルター膜８を設
けたパッケージ窓部材６（図２ｂ参照）を用いて赤外線
センサシステムを構成すると、短波長領域において高い
赤外線の透過率を有するものが得られ（図２ｃ参照）、
その波長領域は赤外線検出素子４を適宜選択することに
より変化させることができる。
【００３０】短波長から長波長までの広範囲の波長領域
において赤外線の透過率を高くした光学系部２（図３ａ
参照）、および短波長をカットするフィルター膜８を設
けたパッケージ窓部材６（図３ｂ参照）を用いて赤外線
センサシステムを構成すると、長波長領域において高い
赤外線の透過率を有するものが得られ（図３ｃ参照）、
その波長領域は赤外線検出素子４を適宜選択することに
より変化させることができる。
において赤外線の透過率を高くした光学系部２（図３ａ
参照）、および短波長をカットするフィルター膜８を設
けたパッケージ窓部材６（図３ｂ参照）を用いて赤外線
センサシステムを構成すると、長波長領域において高い
赤外線の透過率を有するものが得られ（図３ｃ参照）、
その波長領域は赤外線検出素子４を適宜選択することに
より変化させることができる。
【００３１】短波長領域において赤外線の透過率のピー
クを有する光学系部２（図４ａ参照）、および短波長か
ら長波長までの広範囲の波長領域において高い赤外線の
透過率を有するパッケージ窓部材６（図４ｂ参照）を用
いて赤外線センサシステムを構成すると、短波長領域に
おいて高い赤外線の透過率を有するものが得られ（図４
ｃ参照）、そのピーク波長は光学系部２を適宜選択する
ことにより変化させることができる。
クを有する光学系部２（図４ａ参照）、および短波長か
ら長波長までの広範囲の波長領域において高い赤外線の
透過率を有するパッケージ窓部材６（図４ｂ参照）を用
いて赤外線センサシステムを構成すると、短波長領域に
おいて高い赤外線の透過率を有するものが得られ（図４
ｃ参照）、そのピーク波長は光学系部２を適宜選択する
ことにより変化させることができる。
【００３２】長波長領域において赤外線の透過率のピー
クを有する光学系部２（図５ａ参照）、および短波長か
ら長波長までの広範囲の波長領域において高い赤外線の
透過率を有するパッケージ窓部材６（図５ｂ参照）を用
いて赤外線センサシステムを構成すると、長波長領域に
おいて高い赤外線の透過率を有するものが得られ（図５
ｃ参照）、そのピーク波長は光学系部２を適宜選択する
ことにより変化させることができる。
クを有する光学系部２（図５ａ参照）、および短波長か
ら長波長までの広範囲の波長領域において高い赤外線の
透過率を有するパッケージ窓部材６（図５ｂ参照）を用
いて赤外線センサシステムを構成すると、長波長領域に
おいて高い赤外線の透過率を有するものが得られ（図５
ｃ参照）、そのピーク波長は光学系部２を適宜選択する
ことにより変化させることができる。
【００３３】短波長領域において赤外線の透過波長のピ
ークを有する光学系部２（図６ａ参照）、および長波長
をカットするフィルター膜８を設けたパッケージ窓部材
６（図６ｂ参照）を用いて赤外線センサシステムを構成
すると、短波長における赤外線透過波長の選択特性が高
いものが得られ（図６ｃ参照）、その透過特性は光学系
部２、パッケージ窓部材６の材質、表面の曲率、反射率
などを適宜選択することにより変化させることができ
る。
ークを有する光学系部２（図６ａ参照）、および長波長
をカットするフィルター膜８を設けたパッケージ窓部材
６（図６ｂ参照）を用いて赤外線センサシステムを構成
すると、短波長における赤外線透過波長の選択特性が高
いものが得られ（図６ｃ参照）、その透過特性は光学系
部２、パッケージ窓部材６の材質、表面の曲率、反射率
などを適宜選択することにより変化させることができ
る。
【００３４】また、長波長領域において赤外線の透過波
長のピークを有する光学系部２、および短波長をカット
するフィルター膜８を設けたパッケージ窓部材６を用い
て長波長における赤外線透過波長の選択特性が高い赤外
線センサシステムを構成することもできる。
長のピークを有する光学系部２、および短波長をカット
するフィルター膜８を設けたパッケージ窓部材６を用い
て長波長における赤外線透過波長の選択特性が高い赤外
線センサシステムを構成することもできる。
【００３５】また、光学系部２に、短波長領域において
赤外線の透過率ピークがある透過特性を有する反射防止
膜７、あるいは、長波長領域において赤外線の透過率ピ
ークがある透過特性を有する反射防止膜７、あるいは、
短波長から長波長にわたる広い波長領域において高い赤
外線の透過率がある反射防止膜７などを設けることもで
きる。
赤外線の透過率ピークがある透過特性を有する反射防止
膜７、あるいは、長波長領域において赤外線の透過率ピ
ークがある透過特性を有する反射防止膜７、あるいは、
短波長から長波長にわたる広い波長領域において高い赤
外線の透過率がある反射防止膜７などを設けることもで
きる。
【００３６】さらに、以上説明した構成の赤外線センサ
システムにおいて、外郭部材１を形成する材料としてポ
リ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を用いると、その赤外
線透過波長特性（図７参照）により、赤外線の波長が８
〜９μｍでは殆ど透過しなく、９μｍ以上では減衰が大
きく、７μｍ以下では透過率が高いので、外郭部材１に
短波長の赤外線のみを透過させるフィルター機能を持た
せた効果的な赤外線センサシステムが得られる。
システムにおいて、外郭部材１を形成する材料としてポ
リ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を用いると、その赤外
線透過波長特性（図７参照）により、赤外線の波長が８
〜９μｍでは殆ど透過しなく、９μｍ以上では減衰が大
きく、７μｍ以下では透過率が高いので、外郭部材１に
短波長の赤外線のみを透過させるフィルター機能を持た
せた効果的な赤外線センサシステムが得られる。
【００３７】また、外郭部材１を形成する材料として
は、広い波長領域で赤外線透過率が高いポリエチレンを
用いると、短波長から長波長にわたって赤外線を透過さ
せることができる。また、ポリ塩化三フッ化エチレン、
パーフロロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリカーボネー
トを用いると、長波長の赤外線の吸収率が高く、短波長
の赤外線の透過率が高く、特に３〜５μｍの波長の吸収
が小さいので、外郭部材１において短波長の赤外線のみ
を透過させるフィルター機能を発生させることができ
る。さらに、パーフロロアルコキシ樹脂、ポリカーボネ
ートの場合は、成形性が良いので、設計の自由度が大き
くなる。
は、広い波長領域で赤外線透過率が高いポリエチレンを
用いると、短波長から長波長にわたって赤外線を透過さ
せることができる。また、ポリ塩化三フッ化エチレン、
パーフロロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、ポリカーボネー
トを用いると、長波長の赤外線の吸収率が高く、短波長
の赤外線の透過率が高く、特に３〜５μｍの波長の吸収
が小さいので、外郭部材１において短波長の赤外線のみ
を透過させるフィルター機能を発生させることができ
る。さらに、パーフロロアルコキシ樹脂、ポリカーボネ
ートの場合は、成形性が良いので、設計の自由度が大き
くなる。
【００３８】また、外郭部材１にサファイアガラスを用
いると、短波長の赤外線透過率が高く、成形性が良好で
あるので、外郭部材１に短波長の赤外線のみを透過させ
るフィルター機能が発生して高温物体の検出に有利なも
のが得られる。
いると、短波長の赤外線透過率が高く、成形性が良好で
あるので、外郭部材１に短波長の赤外線のみを透過させ
るフィルター機能が発生して高温物体の検出に有利なも
のが得られる。
【００３９】
【発明の効果】本発明の赤外線センサシステムは、以上
説明したように構成されているので、長波長領域または
短波長領域における赤外線透過特性が良く、また、効果
的な透過特性を容易に選択することができ、感度および
応答性に優れ、正確な検出機能を有するものとなる。
説明したように構成されているので、長波長領域または
短波長領域における赤外線透過特性が良く、また、効果
的な透過特性を容易に選択することができ、感度および
応答性に優れ、正確な検出機能を有するものとなる。
【図１】本発明の実施例における赤外線センサシステム
の模式図
の模式図
【図２】同赤外線センサシステム、およびこのシステム
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
【図３】同赤外線センサシステム、およびこのシステム
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
【図４】同赤外線センサシステム、およびこのシステム
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
【図５】同赤外線センサシステム、およびこのシステム
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
【図６】同赤外線センサシステム、およびこのシステム
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
を構成する光学系部ならびにパッケージ窓部材の赤外線
透過波長特性線図
【図７】ポリ四フッ化エチレンの赤外線透過波長特性線
図
図
【図８】赤外線スペクトルの特性線図
【図９】従来における赤外線センサシステムの模式図
１ 外郭部材 ２ 光学系部 ４ 赤外線検出素子 ５ パッケージ ６ パッケージ窓部材 ７ 反射防止膜 ８ フィルター膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｖ 8/10 Ｈ０１Ｌ 31/02 37/02
Claims (13)
- 【請求項１】 短波長から長波長にわたり高い赤外線透
過率を有する光学系部、および長波長の赤外線をカット
するフィルター特性を有するパッケージ窓部材を設けた
パッケージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を
収納した赤外線センサシステム。 - 【請求項２】 長波長の赤外線をカットするフィルター
特性を有するフィルター膜をパッケージ窓部材に設けた
請求項１記載の赤外線センサシステム。 - 【請求項３】 短波長から長波長にわたり高い赤外線透
過率を有する光学系部、および短波長の赤外線をカット
するフィルター特性を有するパッケージ窓部材を設けた
パッケージを備え、このパッケージに赤外線検出素子を
収納した赤外線センサシステム。 - 【請求項４】 短波長から長波長で高い赤外線透過率を
有する反射防止膜を光学系部に設けた請求項１または３
記載の赤外線センサシステム。 - 【請求項５】 短波長の赤外線をカットするフィルター
特性を有するフィルター膜をパッケージ窓部材に設けた
請求項３記載の赤外線センサシステム。 - 【請求項６】 短波長領域に赤外線透過率のピークを有
する光学系部、および短波長から長波長にわたり高い赤
外線透過率を有するパッケージ窓部材を設けたパッケー
ジを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納した
赤外線センサシステム。 - 【請求項７】 長波長領域に赤外線透過率のピークを有
する光学系部、および短波長から長波長にわたり高い赤
外線透過率を有するパッケージ窓部材を設けたパッケー
ジを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納した
赤外線センサシステム。 - 【請求項８】 短波長領域に赤外線透過率のピークを有
する光学系部、および長波長の赤外線をカットするフィ
ルタ特性を有するパッケージ窓部材を設けたパッケージ
を備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納した赤
外線センサシステム。 - 【請求項９】 短波長領域に赤外線透過率のピークを有
する反射防止膜を光学系部に設けた請求項６または８記
載の赤外線センサシステム。 - 【請求項１０】 長波長領域に赤外線透過率のピークを
有する光学系部、および短波長の赤外線をカットするフ
ィルタ特性を有するパッケージ窓部材を設けたパッケー
ジを備え、このパッケージに赤外線検出素子を収納した
赤外線センサシステム。 - 【請求項１１】 長波長領域に赤外線透過率のピークを
有する反射防止膜を光学系部に設けた請求項７または９
記載の赤外線センサシステム。 - 【請求項１２】 光学系部、赤外線検出素子を収納した
パッケージを組み込む外郭部材を、ポリエチレン、ポリ
四フッ化エチレン、ポリ塩化三フッ化エチレン、パーフ
ロロアルコキシ樹脂、ポリカーボネート、およびサファ
イアガラスを含む群から選ばれた一つの部材により構成
した請求項１ないし１１のいずれかに記載の赤外線セン
サシステム。 - 【請求項１３】 赤外線検出素子として焦電薄膜素子を
用いた請求項１ないし１２のいずれかに記載の赤外線セ
ンサシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30802694A JPH08166286A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 赤外線センサシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30802694A JPH08166286A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 赤外線センサシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08166286A true JPH08166286A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17976002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30802694A Pending JPH08166286A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 赤外線センサシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08166286A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11144162A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Nohmi Bosai Ltd | 撮像装置および監視装置 |
| JP2014048161A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 赤外線センサモジュール |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP30802694A patent/JPH08166286A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11144162A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Nohmi Bosai Ltd | 撮像装置および監視装置 |
| JP2014048161A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 赤外線センサモジュール |
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