JPH08193881A - 赤外線検出装置 - Google Patents
赤外線検出装置Info
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- JPH08193881A JPH08193881A JP3477795A JP3477795A JPH08193881A JP H08193881 A JPH08193881 A JP H08193881A JP 3477795 A JP3477795 A JP 3477795A JP 3477795 A JP3477795 A JP 3477795A JP H08193881 A JPH08193881 A JP H08193881A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特殊な赤外線センサを用いることなく、普通
の可視光による光センサを用いて赤外線を検出できるよ
うにする。 【構成】 表面に赤外線の熱吸収層が、裏面に光反射層
が設けられ、表面に照射される赤外線の熱の吸収によっ
て変形する熱変形素子と、その熱変形素子の裏面に可視
光による参照光を照射する手段と、その熱変形素子の裏
面からの反射光を光センサにより受光して、その受光量
から熱変形素子の変形状態を検出する手段とをとるよう
にする。
の可視光による光センサを用いて赤外線を検出できるよ
うにする。 【構成】 表面に赤外線の熱吸収層が、裏面に光反射層
が設けられ、表面に照射される赤外線の熱の吸収によっ
て変形する熱変形素子と、その熱変形素子の裏面に可視
光による参照光を照射する手段と、その熱変形素子の裏
面からの反射光を光センサにより受光して、その受光量
から熱変形素子の変形状態を検出する手段とをとるよう
にする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線を検出する赤外
線検出装置に関する。
線検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、「EMC No.19 赤外線セ
ンサ(1)」(1989年11月5日発行)に示される
ように、赤外線に感度を示すInSb,HgCdTeな
どの半導体センサ素子を用いて、赤外線を直接検出する
ようにしている。
ンサ(1)」(1989年11月5日発行)に示される
ように、赤外線に感度を示すInSb,HgCdTeな
どの半導体センサ素子を用いて、赤外線を直接検出する
ようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の赤外線センサは、それが暗視装置における
目としての用途などに用いられる特殊なもので、可視光
を検出する光センサのように汎用性があまりなく、セン
サ素子自体の製造がコスト高になっていることである。
点は、従来の赤外線センサは、それが暗視装置における
目としての用途などに用いられる特殊なもので、可視光
を検出する光センサのように汎用性があまりなく、セン
サ素子自体の製造がコスト高になっていることである。
【0004】そのことは、特に、赤外線による画像情報
を得ることができるようにするために、赤外線のセンサ
素子を画素単位として、そのセンサ素子を2次元状に多
数配設する場合に問題となる。
を得ることができるようにするために、赤外線のセンサ
素子を画素単位として、そのセンサ素子を2次元状に多
数配設する場合に問題となる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、特殊な赤外線
センサを何ら用いることなく、多くの装置で汎用、量産
されている可視光の光センサを用いて赤外線を検出でき
るようにするべく、表面に赤外線の熱吸収層が、裏面に
光反射層が設けられ、表面に照射される赤外線の熱の吸
収によって変形する熱変形素子と、その熱変形素子の裏
面に可視光による参照光を照射する手段と、その熱変形
素子の裏面からの反射光を光センサにより受光して、そ
の受光量から熱変形素子の変形状態を検出する手段とを
とり、その検出された熱変形素子の変形状態からそのと
き照射されている赤外線の量を求めることができるよう
にしている。
センサを何ら用いることなく、多くの装置で汎用、量産
されている可視光の光センサを用いて赤外線を検出でき
るようにするべく、表面に赤外線の熱吸収層が、裏面に
光反射層が設けられ、表面に照射される赤外線の熱の吸
収によって変形する熱変形素子と、その熱変形素子の裏
面に可視光による参照光を照射する手段と、その熱変形
素子の裏面からの反射光を光センサにより受光して、そ
の受光量から熱変形素子の変形状態を検出する手段とを
とり、その検出された熱変形素子の変形状態からそのと
き照射されている赤外線の量を求めることができるよう
にしている。
【0006】また、本発明は、赤外線による画像情報を
得ることができるようにするべく、1つの熱変形素子を
画素単位として、複数の熱変形素子を2次元状に配設
し、光学走査系によって参照光を2次元状に走査して、
各熱変形素子からの反射光を光センサにより順次受光し
て赤外線の2次元情報を得るようにしている。
得ることができるようにするべく、1つの熱変形素子を
画素単位として、複数の熱変形素子を2次元状に配設
し、光学走査系によって参照光を2次元状に走査して、
各熱変形素子からの反射光を光センサにより順次受光し
て赤外線の2次元情報を得るようにしている。
【0007】
【実施例】本発明による赤外線検出装置は、その基本的
な構成が、図1に示すように、熱吸収率が良く、かつ比
較的熱膨張率の小さな材質からなる熱吸収層1、および
その熱吸収層1に重ねて設けられた可視光を反射すると
ともに、比較的熱膨張率の大きな材質からなる光反射層
2からなるバイメタル式による熱変形素子3と、光源か
らの可視光による参照光P1を、熱変形素子3の裏面の
光反射層2に照射する参照光発生部4と、参照光P1を
照射したときの光反射層2からの反射光P2を屈折させ
るハーフミラー5と、そのハーフミラー5によって屈折
された反射光P2を検出窓61を通して光センサ62に
より受光する光検出部6とからなっている。
な構成が、図1に示すように、熱吸収率が良く、かつ比
較的熱膨張率の小さな材質からなる熱吸収層1、および
その熱吸収層1に重ねて設けられた可視光を反射すると
ともに、比較的熱膨張率の大きな材質からなる光反射層
2からなるバイメタル式による熱変形素子3と、光源か
らの可視光による参照光P1を、熱変形素子3の裏面の
光反射層2に照射する参照光発生部4と、参照光P1を
照射したときの光反射層2からの反射光P2を屈折させ
るハーフミラー5と、そのハーフミラー5によって屈折
された反射光P2を検出窓61を通して光センサ62に
より受光する光検出部6とからなっている。
【0008】このように構成されたものにあって、図2
に示すように、熱変形素子3における熱吸収層1の表面
に赤外線IRを照射すると、その吸収熱量に応じて熱変
形素子3がそり返る。
に示すように、熱変形素子3における熱吸収層1の表面
に赤外線IRを照射すると、その吸収熱量に応じて熱変
形素子3がそり返る。
【0009】それにより、光反射層2の参照光P1の反
射面が凸面状になり、そのそり返りの程度に応じて反射
光P2が拡散され、ハーフミラー5によって屈折され、
検出窓61を通して光センサ62により受光される反射
光P2の光量が減少する。
射面が凸面状になり、そのそり返りの程度に応じて反射
光P2が拡散され、ハーフミラー5によって屈折され、
検出窓61を通して光センサ62により受光される反射
光P2の光量が減少する。
【0010】なお、赤外線IRが照射されず、熱変形素
子3にそりを生じていないときの光反射層2からの反射
光P2が光検出部6の光センサ62によって受光される
ように、そのときの反射光P2の光束に合せて検出窓6
1の径が設定されている。
子3にそりを生じていないときの光反射層2からの反射
光P2が光検出部6の光センサ62によって受光される
ように、そのときの反射光P2の光束に合せて検出窓6
1の径が設定されている。
【0011】したがって、赤外線IRを照射したときの
光検出部6によって受光される反射光P2の光量の減少
の程度をみることによって、そのとき照射されている赤
外線IRの熱量を検出することができるようになる。
光検出部6によって受光される反射光P2の光量の減少
の程度をみることによって、そのとき照射されている赤
外線IRの熱量を検出することができるようになる。
【0012】具体的には、特に図示しないが、例えば、
光センサ62の受光量に応じた出力信号と、赤外線IR
が何ら照射されていないときの光センサ62の受光量に
応じて予め設定された基準信号とを演算増幅器によって
比較することによって得られる差信号を、赤外線IRの
検出信号とする。
光センサ62の受光量に応じた出力信号と、赤外線IR
が何ら照射されていないときの光センサ62の受光量に
応じて予め設定された基準信号とを演算増幅器によって
比較することによって得られる差信号を、赤外線IRの
検出信号とする。
【0013】この実施例の場合、赤外線IRの検出感度
は、熱変形素子3と光検出部6との間の距離に依存する
ことになる。
は、熱変形素子3と光検出部6との間の距離に依存する
ことになる。
【0014】図3および図4は、マイクロマシニング加
工による熱変形素子3の具体的な設置構造の一例を示し
ている。
工による熱変形素子3の具体的な設置構造の一例を示し
ている。
【0015】ここでは、ガラス基板7の上面に金黒また
はブラッククロム等の光吸収性をもった材質からなる枠
8を形成し、その枠8上に、薄膜形成される熱吸収層1
および光反射層2からなる熱変形素子3が、それに形成
されている突部31によって部分的に接着されて、その
熱変形素子3がガラス基板7上から浮いた状態になるよ
うに設置される。
はブラッククロム等の光吸収性をもった材質からなる枠
8を形成し、その枠8上に、薄膜形成される熱吸収層1
および光反射層2からなる熱変形素子3が、それに形成
されている突部31によって部分的に接着されて、その
熱変形素子3がガラス基板7上から浮いた状態になるよ
うに設置される。
【0016】そして、ガラス基板7の下面には、金黒ま
たはブラッククロム等の光吸収性をもった材質からなる
枠9が形成されており、上面の枠8とあいまって参照光
P1の入射口10を形成するとともに、ノイズ光をしゃ
断するようにしている。
たはブラッククロム等の光吸収性をもった材質からなる
枠9が形成されており、上面の枠8とあいまって参照光
P1の入射口10を形成するとともに、ノイズ光をしゃ
断するようにしている。
【0017】しかして、図5に示すように、熱変形素子
3の表面に赤外線IRが照射されると、その熱変形素子
3はガラス基板7上でそり返るようになる。
3の表面に赤外線IRが照射されると、その熱変形素子
3はガラス基板7上でそり返るようになる。
【0018】また、図6に示すものでは、熱変形素子3
の表面に、金黒またはブラッククロム等の熱吸収性の良
い材質からなる熱吸収膜11を形成するようにして、照
射される赤外線IRの熱吸収の効率を向上させるように
している。この熱吸収膜11は、熱変形素子3における
熱吸収層1に熱吸収率の大きな材質を用いれば、特に設
けなくてもよい。
の表面に、金黒またはブラッククロム等の熱吸収性の良
い材質からなる熱吸収膜11を形成するようにして、照
射される赤外線IRの熱吸収の効率を向上させるように
している。この熱吸収膜11は、熱変形素子3における
熱吸収層1に熱吸収率の大きな材質を用いれば、特に設
けなくてもよい。
【0019】熱変形素子3としては、基本的には、熱吸
収層1と光反射層2との材質に熱膨張率が異なるものを
用いればよい。具体的には、例えば、熱吸収層1にシリ
コンを、光反射層2にアルミニウムを用い、また、熱吸
収層1に酸化シリコンを、光反射層2に金を用い、ある
いはまた、熱吸収層1に窒化シリコンを、光反射層2に
白金を用いる。
収層1と光反射層2との材質に熱膨張率が異なるものを
用いればよい。具体的には、例えば、熱吸収層1にシリ
コンを、光反射層2にアルミニウムを用い、また、熱吸
収層1に酸化シリコンを、光反射層2に金を用い、ある
いはまた、熱吸収層1に窒化シリコンを、光反射層2に
白金を用いる。
【0020】なお、前記実施例では、熱吸収層1の熱膨
張率を小さく、光反射層2の熱膨張率を大きくして、熱
変形素子3の裏面が凸状になるような向きにそり返るよ
うにしているが、それとは反対に、熱吸収層1の熱膨張
率を大きく、光反射層2の熱膨張率を小さくして、熱変
形素子3の裏面が凹状になるように逆方向にそり返るよ
うにしても、光検出部6の検出窓61を予め小さくして
おくなどの処置を講じておけば、一定の温度範囲におい
ては使用可能である。
張率を小さく、光反射層2の熱膨張率を大きくして、熱
変形素子3の裏面が凸状になるような向きにそり返るよ
うにしているが、それとは反対に、熱吸収層1の熱膨張
率を大きく、光反射層2の熱膨張率を小さくして、熱変
形素子3の裏面が凹状になるように逆方向にそり返るよ
うにしても、光検出部6の検出窓61を予め小さくして
おくなどの処置を講じておけば、一定の温度範囲におい
ては使用可能である。
【0021】また、熱変形素子として、赤外線の熱吸収
によって変形し、熱吸収のないときにもとの形状に復帰
する形状記憶合金などを利用することも可能である。
によって変形し、熱吸収のないときにもとの形状に復帰
する形状記憶合金などを利用することも可能である。
【0022】図7は、赤外線による画像情報を得るよう
にしたときの構成例を示している。
にしたときの構成例を示している。
【0023】ここでは、図8に示すように、1つの熱変
形素子3を画素単位として、複数の熱変形素子3を2次
元状に配設した赤外線用のイメージセンサ12を用い
て、レンズ13を介して赤外線による画像IMをとり込
み、光走査部14およびレンズ15からなる光学走査系
によって参照光P1をイメージセンサ12に対して2次
元状に走査して、各熱変形素子3からの反射光P2を光
検出部6により順次受光して赤外線による画像情報を得
るようにしている。
形素子3を画素単位として、複数の熱変形素子3を2次
元状に配設した赤外線用のイメージセンサ12を用い
て、レンズ13を介して赤外線による画像IMをとり込
み、光走査部14およびレンズ15からなる光学走査系
によって参照光P1をイメージセンサ12に対して2次
元状に走査して、各熱変形素子3からの反射光P2を光
検出部6により順次受光して赤外線による画像情報を得
るようにしている。
【0024】
【効果】以上、本発明による赤外線検出装置は、照射さ
れる赤外線の熱量に応じて熱変形素子に生ずる変形の度
合を、可視光による参照光をその熱変形素子面に反射さ
せたときの反射光の光量の変化によって検出するように
したもので、赤外線を直接検出する特殊な赤外線センサ
を用いることなく、通常の可視光を検出する光センサを
用いることにより、赤外線の検出を確実に行わせること
ができるという利点を有している。
れる赤外線の熱量に応じて熱変形素子に生ずる変形の度
合を、可視光による参照光をその熱変形素子面に反射さ
せたときの反射光の光量の変化によって検出するように
したもので、赤外線を直接検出する特殊な赤外線センサ
を用いることなく、通常の可視光を検出する光センサを
用いることにより、赤外線の検出を確実に行わせること
ができるという利点を有している。
【0025】また、本発明によれば、特殊な赤外線セン
サを2次元状に複数配設したイメージセンサを用いて赤
外線による画像の情報を得るのではなく、画素単位によ
る熱変形素子を2次元状に複数配設することによって赤
外線による画像をとり込むイメージセンサを形成し、そ
のイメージセンサ面に対して参照光を2次元状に走査す
る可視光による光学走査系を組み込むだけの簡単な構成
により、赤外線による画像情報を得ることができるよう
になる。
サを2次元状に複数配設したイメージセンサを用いて赤
外線による画像の情報を得るのではなく、画素単位によ
る熱変形素子を2次元状に複数配設することによって赤
外線による画像をとり込むイメージセンサを形成し、そ
のイメージセンサ面に対して参照光を2次元状に走査す
る可視光による光学走査系を組み込むだけの簡単な構成
により、赤外線による画像情報を得ることができるよう
になる。
【図1】本発明による赤外線検出装置の基本的な構成例
を示す簡略図である。
を示す簡略図である。
【図2】赤外線検出装置の基本的な構成にあって、赤外
線が照射されたときの状態を示す簡略図である。
線が照射されたときの状態を示す簡略図である。
【図3】熱変形素子の具体的な設置構造の一例を示す斜
視図である。
視図である。
【図4】図3に示す熱変形素子の設置構造におけるA−
A線に沿う断面図である。
A線に沿う断面図である。
【図5】赤外線が照射されたときの熱変形素子の変形状
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図6】熱変形素子の具体的な設置構造の他の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図7】赤外線による画像情報を得るようにしたときの
構成例を示す簡略図である。
構成例を示す簡略図である。
【図8】画素単位による熱変形素子を2次元状に複数配
設した赤外線による画像のイメージセンサを示す平面図
である。
設した赤外線による画像のイメージセンサを示す平面図
である。
1 熱吸収層 2 光反射層 3 熱変形素子 4 参照光発生部 5 ハーフミラー 6 光検出部 61 検出窓 62 光センサ 7 ガラス基板 11 熱吸収膜 12 赤外線用イメージセンサ 14 光走査部
Claims (5)
- 【請求項1】 表面に赤外線の熱吸収層が、裏面に光反
射層が設けられ、表面に照射される赤外線の熱の吸収に
よって変形する熱変形素子と、その熱変形素子の裏面に
可視光による参照光を照射する手段と、その熱変形素子
の裏面からの反射光を光センサにより受光して、その受
光量から熱変形素子の変形状態を検出する手段とによっ
て構成された赤外線検出装置。 - 【請求項2】 熱変形素子が、赤外線の熱を吸収する第
1の層と、その第1の層とは熱膨張率が異なる材質から
なる可視光を反射する第2の層とを重ねたバイメタル式
のものであることを特徴とする前記第1項の記載による
赤外線検出装置。 - 【請求項3】 熱変形素子が、赤外線の熱吸収によって
変形し、熱吸収のないときにもとの形状に復帰する形状
記憶合金からなることを特徴とする前記第1項の記載に
よる赤外線検出装置。 - 【請求項4】 熱吸収率の大きな材質からなる熱吸収膜
を熱変形素子の表面に設けたことを特徴とする前記第1
項の記載による赤外線検出装置。 - 【請求項5】 1つの熱変形素子を画素単位として、複
数の熱変形素子を2次元状に配設し、光学走査系によっ
て参照光を2次元状に走査して、各熱変形素子からの反
射光を光センサにより順次受光して赤外線の2次元情報
を得るようにしたことを特徴とする前記第1項の記載に
よる赤外線検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3477795A JPH08193881A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 赤外線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3477795A JPH08193881A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 赤外線検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08193881A true JPH08193881A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=12423731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3477795A Pending JPH08193881A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 赤外線検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08193881A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6469301B1 (en) | 1999-05-14 | 2002-10-22 | Nikon Corporation | Radiation detectors including thermal-type displaceable element with increased responsiveness |
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US6835932B2 (en) | 2000-09-05 | 2004-12-28 | Nikon Corporation | Thermal displacement element and radiation detector using the element |
JP2007003447A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Toray Ind Inc | 曲面の検査方法および装置並びにディスプレイパネルの検査方法および装置 |
JP2010016733A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Hitachi Maxell Ltd | 画像取得装置、変換装置、及び画像取得方法 |
CN102175138A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-09-07 | 大连高金数控集团有限公司 | 一种高速滚珠丝杠的热变形检测方法 |
JP2016105113A (ja) * | 2016-03-04 | 2016-06-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 赤外線検出装置 |
CN109830491A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-31 | 北京科易达知识产权服务有限公司 | 一种热红外光探测器阵列、热红外成像系统及方法 |
US10845706B2 (en) | 2017-04-12 | 2020-11-24 | Asml Netherlands B.V. | Mirror array |
-
1995
- 1995-01-11 JP JP3477795A patent/JPH08193881A/ja active Pending
Cited By (10)
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CN109830491A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-31 | 北京科易达知识产权服务有限公司 | 一种热红外光探测器阵列、热红外成像系统及方法 |
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