JPH09166498A - 赤外線撮像装置 - Google Patents
赤外線撮像装置Info
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- JPH09166498A JPH09166498A JP32866895A JP32866895A JPH09166498A JP H09166498 A JPH09166498 A JP H09166498A JP 32866895 A JP32866895 A JP 32866895A JP 32866895 A JP32866895 A JP 32866895A JP H09166498 A JPH09166498 A JP H09166498A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分光手段を用いず、また単一の光検出素子を
用いて２波長の赤外線を同時に撮像することが可能な赤
外線撮像装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光検出素子３４における第一の光入射面
に第一の波長帯に感度をもつ光検出部３５を設け、その
裏側の面に第二の光入射面として第二の波長帯に感度を
もつ光検出部３６を設けたものである。
用いて２波長の赤外線を同時に撮像することが可能な赤
外線撮像装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 光検出素子３４における第一の光入射面
に第一の波長帯に感度をもつ光検出部３５を設け、その
裏側の面に第二の光入射面として第二の波長帯に感度を
もつ光検出部３６を設けたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、２波長帯の光を
同時に撮像する赤外線撮像装置に関するものである。
同時に撮像する赤外線撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の赤外線撮像装置を示すブロ
ック図であり、図において、１は入射赤外線、２は光学
系、３は光検出素子、４はプリアンプ、５はＡ／Ｄコン
バータ、６は画像補正処理部、７はビデオＤ／Ａコンバ
ータ、８は表示モニタである。
ック図であり、図において、１は入射赤外線、２は光学
系、３は光検出素子、４はプリアンプ、５はＡ／Ｄコン
バータ、６は画像補正処理部、７はビデオＤ／Ａコンバ
ータ、８は表示モニタである。
【０００３】次に、従来の赤外線撮像装置の動作の一例
について図８をもとに説明する。入射赤外線１は光学系
２により光検出素子３の受光面上に集光され、光検出素
子３内の各画素の光電変換部で電気信号に変換され、読
出回路及び素子内出力アンプの動作により電圧として出
力される。この出力信号はプリアンプ４にて増幅された
後、Ａ／Ｄコンバータ５にてデジタル画像信号に変換さ
れる。さらに画像補正処理部６において種々の画像補正
処理を受けた後、ビデオＤ／Ａコンバータ７を通して表
示モニタ８に表示される。
について図８をもとに説明する。入射赤外線１は光学系
２により光検出素子３の受光面上に集光され、光検出素
子３内の各画素の光電変換部で電気信号に変換され、読
出回路及び素子内出力アンプの動作により電圧として出
力される。この出力信号はプリアンプ４にて増幅された
後、Ａ／Ｄコンバータ５にてデジタル画像信号に変換さ
れる。さらに画像補正処理部６において種々の画像補正
処理を受けた後、ビデオＤ／Ａコンバータ７を通して表
示モニタ８に表示される。
【０００４】通常の赤外線撮像装置は以上のように構成
されているが、近年これを２波長化した撮像装置が開発
されている。これは、大気の透過特性が良好な３〜５μ
ｍ帯の中赤外線と８〜１２μｍ帯の遠赤外線の２波長帯
を同時に撮像することにより、画像認識性能を向上させ
たものである。図９はこの２波長赤外線撮像装置を示す
ブロック図であり図１０は任意の３物体の分光赤外放射
量を示す図、図１１は図１０に示す３物体を中赤外線、
遠赤外線の両方で撮像したときの画面輝度を比較した図
である。図において、９はプリズム、ビームスプリッタ
等の分光手段、１０は分光手段９により分光された、３
〜５μｍ帯の中赤外線、１１は中赤外線用光学系、１２
は中赤外線用光検出素子、１３は中赤外線用プリアン
プ、１４は中赤外線用Ａ／Ｄコンバータ、１５は中赤外
線用補正処理部、１６は中赤外線用ビデオＤ／Ａコンバ
ータ、１７は中赤外線用表示モニタ、１８は分光手段９
により分光された、８〜１２μｍ帯の遠赤外線、１９は
遠赤外線用光学系、２０は遠赤外線用光検出素子、２１
は遠赤外線用プリアンプ、２２は遠赤外線用Ａ／Ｄコン
バータ、２３は遠赤外線用補正処理部、２４は遠赤外線
用ビデオＤ／Ａコンバータ、２５は遠赤外線用表示モニ
タ、２６は比較処理部、２７は任意の物体Ａの分光放射
特性、２８は任意の物体Ｂの分光放射特性、２９は任意
の物体Ｃの分光放射特性、３０は物体Ａの画面輝度、３
１は物体の画面輝度、３２は物体の画面輝度である。
されているが、近年これを２波長化した撮像装置が開発
されている。これは、大気の透過特性が良好な３〜５μ
ｍ帯の中赤外線と８〜１２μｍ帯の遠赤外線の２波長帯
を同時に撮像することにより、画像認識性能を向上させ
たものである。図９はこの２波長赤外線撮像装置を示す
ブロック図であり図１０は任意の３物体の分光赤外放射
量を示す図、図１１は図１０に示す３物体を中赤外線、
遠赤外線の両方で撮像したときの画面輝度を比較した図
である。図において、９はプリズム、ビームスプリッタ
等の分光手段、１０は分光手段９により分光された、３
〜５μｍ帯の中赤外線、１１は中赤外線用光学系、１２
は中赤外線用光検出素子、１３は中赤外線用プリアン
プ、１４は中赤外線用Ａ／Ｄコンバータ、１５は中赤外
線用補正処理部、１６は中赤外線用ビデオＤ／Ａコンバ
ータ、１７は中赤外線用表示モニタ、１８は分光手段９
により分光された、８〜１２μｍ帯の遠赤外線、１９は
遠赤外線用光学系、２０は遠赤外線用光検出素子、２１
は遠赤外線用プリアンプ、２２は遠赤外線用Ａ／Ｄコン
バータ、２３は遠赤外線用補正処理部、２４は遠赤外線
用ビデオＤ／Ａコンバータ、２５は遠赤外線用表示モニ
タ、２６は比較処理部、２７は任意の物体Ａの分光放射
特性、２８は任意の物体Ｂの分光放射特性、２９は任意
の物体Ｃの分光放射特性、３０は物体Ａの画面輝度、３
１は物体の画面輝度、３２は物体の画面輝度である。
【０００５】次に、この２波長赤外線撮像装置の動作の
一例について図９、図１０及び図１１をもとに説明す
る。分光手段９により分光された中赤外線１０は光学系
１１により集光され光検出素子１２により電気信号に変
換される。その後プリアンプ１３により増幅され、Ａ／
Ｄコンバータ１４にてデジタル画像信号に変換される。
さらに画像補正処理部１５において種々の画像補正処理
を受けた後、ビデオＤ／Ａコンバータ１６を通して表示
モニタ１７に表示される。同様に分光手段９により分光
された遠赤外線１８は光学系１９により集光され光検出
素子２０により電気信号に変換される。その後プリアン
プ２１により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２２にてデジ
タル画像信号に変換される。さらに画像補正処理部２３
において種々の画像補正処理を受けた後、ビデオＤ／Ａ
コンバータ２４を通して表示モニタ２５に表示される。
ここで、画像認識性能を向上させるために画像補正処理
部１５から出力される中赤外線デジタル画像信号と画像
補正処理部２３から出力される遠赤外線デジタル画像信
号を比較処理部２６に入力する。例えば図１０に示すよ
うな赤外放射量を持つ物体Ａ，Ｂ，Ｃにおいて中赤外線
の光検出素子１２のみでは物体Ａと物体Ｂの分離が難し
く、また遠赤外線の光検出素子２０のみでは物体Ａと物
体Ｃの分離が難しい。従って比較処理部２６では中赤外
線、遠赤外線両方の画像信号を用いて画像認識処理を行
う。この処理内容を２波長帯の輝度差という観点から図
示したものを図１１に示す。まず比較処理部２６に入力
された中赤外線の画像信号の輝度から物体Ａ，Ｂと物体
Ｃを分離することは可能である。これだけでは物体Ａと
物体Ｂは分離が困難であるが、次に比較処理部２６に入
力された遠赤外線の画像信号の輝度から物体Ａと物体Ｂ
を分離することは可能である。すなわち、これら処理を
施すことにより物体Ａ，Ｂ，Ｃを効果的に分離すること
ができ画像認識性能を高めることが可能となる。
一例について図９、図１０及び図１１をもとに説明す
る。分光手段９により分光された中赤外線１０は光学系
１１により集光され光検出素子１２により電気信号に変
換される。その後プリアンプ１３により増幅され、Ａ／
Ｄコンバータ１４にてデジタル画像信号に変換される。
さらに画像補正処理部１５において種々の画像補正処理
を受けた後、ビデオＤ／Ａコンバータ１６を通して表示
モニタ１７に表示される。同様に分光手段９により分光
された遠赤外線１８は光学系１９により集光され光検出
素子２０により電気信号に変換される。その後プリアン
プ２１により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２２にてデジ
タル画像信号に変換される。さらに画像補正処理部２３
において種々の画像補正処理を受けた後、ビデオＤ／Ａ
コンバータ２４を通して表示モニタ２５に表示される。
ここで、画像認識性能を向上させるために画像補正処理
部１５から出力される中赤外線デジタル画像信号と画像
補正処理部２３から出力される遠赤外線デジタル画像信
号を比較処理部２６に入力する。例えば図１０に示すよ
うな赤外放射量を持つ物体Ａ，Ｂ，Ｃにおいて中赤外線
の光検出素子１２のみでは物体Ａと物体Ｂの分離が難し
く、また遠赤外線の光検出素子２０のみでは物体Ａと物
体Ｃの分離が難しい。従って比較処理部２６では中赤外
線、遠赤外線両方の画像信号を用いて画像認識処理を行
う。この処理内容を２波長帯の輝度差という観点から図
示したものを図１１に示す。まず比較処理部２６に入力
された中赤外線の画像信号の輝度から物体Ａ，Ｂと物体
Ｃを分離することは可能である。これだけでは物体Ａと
物体Ｂは分離が困難であるが、次に比較処理部２６に入
力された遠赤外線の画像信号の輝度から物体Ａと物体Ｂ
を分離することは可能である。すなわち、これら処理を
施すことにより物体Ａ，Ｂ，Ｃを効果的に分離すること
ができ画像認識性能を高めることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線撮像装置
は以上のように構成されているが、これを２波長化して
画像認識性能を高める場合には、中赤外線用光検出素子
及び周辺回路、遠赤外線用光検出素子及び周辺回路、及
びプリズム、ビームスプリッタなどの分光手段を必要と
するため、寸法、質量の大型化、部品数の増加による信
頼性の低下、分光手段を用いたことによる光軸精度や解
像度の劣化などの問題点があった。
は以上のように構成されているが、これを２波長化して
画像認識性能を高める場合には、中赤外線用光検出素子
及び周辺回路、遠赤外線用光検出素子及び周辺回路、及
びプリズム、ビームスプリッタなどの分光手段を必要と
するため、寸法、質量の大型化、部品数の増加による信
頼性の低下、分光手段を用いたことによる光軸精度や解
像度の劣化などの問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、分光手段を用いず、また単一の
光検出素子を用いて２波長の赤外線を同時に撮像するこ
とが可能な赤外線撮像装置を提供することを目的とす
る。
ためになされたもので、分光手段を用いず、また単一の
光検出素子を用いて２波長の赤外線を同時に撮像するこ
とが可能な赤外線撮像装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る実施の形
態１の赤外線撮像装置は、光検出素子における第一の光
入射面に中赤外線に感度をもつ化合物半導体受光部を設
け、その裏側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感
度をもつＳｉヘテロ接合受光部を設けたものである。
態１の赤外線撮像装置は、光検出素子における第一の光
入射面に中赤外線に感度をもつ化合物半導体受光部を設
け、その裏側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感
度をもつＳｉヘテロ接合受光部を設けたものである。
【０００９】またこの発明に係る実施の形態２の赤外線
撮像装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤
外線に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、
その裏側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度を
もつ化合物半導体受光部を設けたものである。
撮像装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤
外線に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、
その裏側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度を
もつ化合物半導体受光部を設けたものである。
【００１０】この発明に係る実施の形態３の赤外線撮像
装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤外線
に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、その
裏側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度をもつ
Ｓｉヘテロ接合受光部を設けたものである。
装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤外線
に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、その
裏側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度をもつ
Ｓｉヘテロ接合受光部を設けたものである。
【００１１】またこの発明に係る実施の形態４の赤外線
撮像装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤
外線に感度をもつ化合物半導体受光部を設け、それと同
じ側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度をもつ
Ｓｉヘテロ接合受光部を設けたものである。
撮像装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤
外線に感度をもつ化合物半導体受光部を設け、それと同
じ側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度をもつ
Ｓｉヘテロ接合受光部を設けたものである。
【００１２】この発明に係る実施の形態５の赤外線撮像
装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤外線
に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、それ
と同じ側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度を
もつ化合物半導体受光部を設けたものである。
装置は、光検出素子における第一の光入射面に中赤外線
に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、それ
と同じ側の面に第二の光入射面として遠赤外線に感度を
もつ化合物半導体受光部を設けたものである。
【００１３】更にこの発明に係る実施の形態６の赤外線
撮像装置は、実施の形態４及び５の赤外線撮像装置にお
いて、第一の光入射面に設けた受光部からの画像信号と
第二の光入射面に設けた受光部からの画像信号を共通に
転送する共通読出部を設けたものである。
撮像装置は、実施の形態４及び５の赤外線撮像装置にお
いて、第一の光入射面に設けた受光部からの画像信号と
第二の光入射面に設けた受光部からの画像信号を共通に
転送する共通読出部を設けたものである。
【００１４】
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す赤
外線撮像装置のブロック図であり、図２はその光検出素
子の構造断面図である。図において、３３は２波長帯の
赤外線を集光するための光学系、３４は２波長帯を検出
する光検出素子、３５は光検出素子３４内で中赤外線１
０を検出する中赤外線検出部、３６は光検出素子３４内
で遠赤外線１８を検出する遠赤外線検出部、３７はＳｉ
基板、３８は中赤外線１０を検出するＩｎＳｂ，ＨｇＣ
ｄＴｅ等を受光材料とする化合物半導体受光部、３９は
遠赤外線１８を検出するＳｉヘテロ接合受光部、４０は
中赤外線出力信号の読出回路、４１は遠赤外線出力信号
の読出回路である。
外線撮像装置のブロック図であり、図２はその光検出素
子の構造断面図である。図において、３３は２波長帯の
赤外線を集光するための光学系、３４は２波長帯を検出
する光検出素子、３５は光検出素子３４内で中赤外線１
０を検出する中赤外線検出部、３６は光検出素子３４内
で遠赤外線１８を検出する遠赤外線検出部、３７はＳｉ
基板、３８は中赤外線１０を検出するＩｎＳｂ，ＨｇＣ
ｄＴｅ等を受光材料とする化合物半導体受光部、３９は
遠赤外線１８を検出するＳｉヘテロ接合受光部、４０は
中赤外線出力信号の読出回路、４１は遠赤外線出力信号
の読出回路である。
【００１５】次に上記実施の形態１における赤外線撮像
装置の動作を図１及び図２をもとに説明する。この光検
出素子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面に化合物半導体
受光部３８を有する中赤外線検出部３５、裏面にＳｉヘ
テロ接合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を配
し、各画素は前面と裏面で幾何学的に同じ位置にパター
ニングされている。光学系３３により集光された赤外線
１はまず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射す
る。この検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤
外線１８には感度をもたないため、入射する赤外線１の
うち中赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号に
変換される。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸
収されずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。こ
の検出部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１
８の両方に感度をもつため、通常はフィルタ処理などを
施し中赤外線１０をカットして用いるが、この場合中赤
外線１０は中赤外線検出部３５で吸収されているため、
事実上この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収さ
れ、電気信号に変換される。こうして中赤外線１０、遠
赤外線１８は各々選択的に電気信号に変換され、図１に
示す信号処理を施すことにより画像認識性能の向上に寄
与する。
装置の動作を図１及び図２をもとに説明する。この光検
出素子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面に化合物半導体
受光部３８を有する中赤外線検出部３５、裏面にＳｉヘ
テロ接合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を配
し、各画素は前面と裏面で幾何学的に同じ位置にパター
ニングされている。光学系３３により集光された赤外線
１はまず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射す
る。この検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤
外線１８には感度をもたないため、入射する赤外線１の
うち中赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号に
変換される。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸
収されずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。こ
の検出部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１
８の両方に感度をもつため、通常はフィルタ処理などを
施し中赤外線１０をカットして用いるが、この場合中赤
外線１０は中赤外線検出部３５で吸収されているため、
事実上この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収さ
れ、電気信号に変換される。こうして中赤外線１０、遠
赤外線１８は各々選択的に電気信号に変換され、図１に
示す信号処理を施すことにより画像認識性能の向上に寄
与する。
【００１６】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。図において、４２は中赤外線１０を検出す
るＳｉショットキー接合受光部、４３は遠赤外線１８を
検出するＨｇＣｄＴｅ等を受光材料とする化合物半導体
受光部である。
態２を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。図において、４２は中赤外線１０を検出す
るＳｉショットキー接合受光部、４３は遠赤外線１８を
検出するＨｇＣｄＴｅ等を受光材料とする化合物半導体
受光部である。
【００１７】次に実施の形態２における赤外線撮像装置
の動作を図１及び図３をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面にＳｉショットキー
接合受光部４２を有する中赤外線検出部３５、裏面に化
合物半導体受光部４３を有する遠赤外線検出部３６を配
し、各画素は前面と裏面で幾何学的に同じ位置にパター
ニングされている。光学系３３により集光された赤外線
１はまず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射す
る。この検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤
外線１８には感度をもたないため、入射する赤外線１の
うち中赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号に
変換される。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸
収されずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。こ
の検出部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１
８の両方に感度をもつため、通常はフィルタ処理などを
施し中赤外線１０をカットして用いるが、この場合中赤
外線１０は中赤外線検出部３５で吸収されているため、
事実上この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収さ
れ、電気信号に変換される。こうして中赤外線１０、遠
赤外線１８は各々選択的に電気信号に変換され、図１に
示す信号処理を施すことにより画像認識性能の向上に寄
与する。
の動作を図１及び図３をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面にＳｉショットキー
接合受光部４２を有する中赤外線検出部３５、裏面に化
合物半導体受光部４３を有する遠赤外線検出部３６を配
し、各画素は前面と裏面で幾何学的に同じ位置にパター
ニングされている。光学系３３により集光された赤外線
１はまず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射す
る。この検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤
外線１８には感度をもたないため、入射する赤外線１の
うち中赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号に
変換される。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸
収されずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。こ
の検出部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１
８の両方に感度をもつため、通常はフィルタ処理などを
施し中赤外線１０をカットして用いるが、この場合中赤
外線１０は中赤外線検出部３５で吸収されているため、
事実上この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収さ
れ、電気信号に変換される。こうして中赤外線１０、遠
赤外線１８は各々選択的に電気信号に変換され、図１に
示す信号処理を施すことにより画像認識性能の向上に寄
与する。
【００１８】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。
態３を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。
【００１９】次に実施の形態３における赤外線撮像装置
の動作を図１及び図４をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面にＳｉショットキー
接合受光部４２を有する中赤外線検出部３５、裏面にＳ
ｉヘテロ接合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を
配し、各画素は前面と裏面で幾何学的に同じ位置にパタ
ーニングされている。光学系３３により集光された赤外
線１はまず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射
する。この検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠
赤外線１８には感度をもたないため、入射する赤外線１
のうち中赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号
に変換される。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では
吸収されずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。
この検出部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線
１８の両方に感度をもつため、通常はフィルタ処理など
を施し中赤外線１０かカットして用いるが、この場合中
赤外線１０は中赤外線検出部３５で吸収されているた
め、事実上この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収
され、電気信号に変換される。こうして中赤外線１０、
遠赤外線１８は各々選択的に電気信号に変換され、図１
に示す信号処理を施すことにより画像認識性能の向上に
寄与する。また、実施の形態３ではこれまでの実施の形
態と異なり化合物半導体受光部３８又は４３による赤外
線検出部を持たないので素子製造はほぼ全てＳｉベース
の成熟したウェハプロセスを用いることが可能となる。
の動作を図１及び図４をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面にＳｉショットキー
接合受光部４２を有する中赤外線検出部３５、裏面にＳ
ｉヘテロ接合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を
配し、各画素は前面と裏面で幾何学的に同じ位置にパタ
ーニングされている。光学系３３により集光された赤外
線１はまず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射
する。この検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠
赤外線１８には感度をもたないため、入射する赤外線１
のうち中赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号
に変換される。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では
吸収されずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。
この検出部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線
１８の両方に感度をもつため、通常はフィルタ処理など
を施し中赤外線１０かカットして用いるが、この場合中
赤外線１０は中赤外線検出部３５で吸収されているた
め、事実上この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収
され、電気信号に変換される。こうして中赤外線１０、
遠赤外線１８は各々選択的に電気信号に変換され、図１
に示す信号処理を施すことにより画像認識性能の向上に
寄与する。また、実施の形態３ではこれまでの実施の形
態と異なり化合物半導体受光部３８又は４３による赤外
線検出部を持たないので素子製造はほぼ全てＳｉベース
の成熟したウェハプロセスを用いることが可能となる。
【００２０】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。
態４を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。
【００２１】次に実施の形態４における赤外線撮像装置
の動作を図１及び図５をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面に化合物半導体受光
部３８を有する中赤外線検出部３５、及びＳｉヘテロ接
合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を配し、各画
素は光入射方向に対し同じ位置にパターニングされてい
る。光学系３３により集光された赤外線１はまず光検出
素子３４の中赤外線検出部３５に入射する。この検出部
３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤外線１８には感
度をもたないため、入射する赤外線１のうち中赤外線１
０のみが選択的に吸収され、電気信号に変換される。遠
赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸収されずに透過
し、遠赤外線検出部３６に入射する。この検出部３６は
感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１８の両方に感度
をもつため、通常はフィルタ処理などを施し中赤外線１
０をカットして用いるが、この場合中赤外線１０は中赤
外線検出部３５で吸収されているため、事実上この検出
部３６では遠赤外線１８のみが吸収され、電気信号に変
換される。こうして中赤外線１０、遠赤外線１８は各々
選択的に電気信号に変換され、図１に示す信号処理を施
すことにより画像認識性能の向上に寄与する。また、実
施の形態５ではこれまでの実施の形態と異なり、受光部
形成やパターン配線などはＳｉ基板の片面のみを用いて
作製しているので、両面パターニング処理に必要な複雑
な位置合わせ処理などが不要となる。
の動作を図１及び図５をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面に化合物半導体受光
部３８を有する中赤外線検出部３５、及びＳｉヘテロ接
合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を配し、各画
素は光入射方向に対し同じ位置にパターニングされてい
る。光学系３３により集光された赤外線１はまず光検出
素子３４の中赤外線検出部３５に入射する。この検出部
３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤外線１８には感
度をもたないため、入射する赤外線１のうち中赤外線１
０のみが選択的に吸収され、電気信号に変換される。遠
赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸収されずに透過
し、遠赤外線検出部３６に入射する。この検出部３６は
感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１８の両方に感度
をもつため、通常はフィルタ処理などを施し中赤外線１
０をカットして用いるが、この場合中赤外線１０は中赤
外線検出部３５で吸収されているため、事実上この検出
部３６では遠赤外線１８のみが吸収され、電気信号に変
換される。こうして中赤外線１０、遠赤外線１８は各々
選択的に電気信号に変換され、図１に示す信号処理を施
すことにより画像認識性能の向上に寄与する。また、実
施の形態５ではこれまでの実施の形態と異なり、受光部
形成やパターン配線などはＳｉ基板の片面のみを用いて
作製しているので、両面パターニング処理に必要な複雑
な位置合わせ処理などが不要となる。
【００２２】実施の形態５．図６はこの発明の実施の形
態５を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。
態５を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。
【００２３】次に実施の形態５における赤外線撮像装置
の動作を図１及び図６をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し裏面にＳｉショットキー
接合受光部３８を有する中赤外線検出部３５、及び化合
物半導体受光部４３を有する遠赤外線検出部３６を配
し、各画素は光入射方向に対し同じ位置にパターニング
されている。光学系３３により集光された赤外線１はま
ず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射する。こ
の検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤外線１
８には感度をもたないため、入射する赤外線１のうち中
赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号に変換さ
れる。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸収され
ずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。この検出
部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１８の両
方に感度をもつため、通常はフィルタ処理などを施し中
赤外線１０をカットして用いるが、この場合中赤外線１
０は中赤外線検出部３５で吸収されているため、事実上
この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収され、電気
信号に変換される。こうして中赤外線１０、遠赤外線１
８は各々選択的に電気信号に変換され、図１に示す信号
処理を施すことにより画像認識性能の向上に寄与する。
また、実施の形態５においても実施の形態４に同じく受
光部形成やパターン配線などはＳｉ基板の片面のみを用
いて作製しているので、両面パターニング処理に必要な
複雑な位置合わせ処理などが不要となる。
の動作を図１及び図６をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し裏面にＳｉショットキー
接合受光部３８を有する中赤外線検出部３５、及び化合
物半導体受光部４３を有する遠赤外線検出部３６を配
し、各画素は光入射方向に対し同じ位置にパターニング
されている。光学系３３により集光された赤外線１はま
ず光検出素子３４の中赤外線検出部３５に入射する。こ
の検出部３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤外線１
８には感度をもたないため、入射する赤外線１のうち中
赤外線１０のみが選択的に吸収され、電気信号に変換さ
れる。遠赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸収され
ずに透過し、遠赤外線検出部３６に入射する。この検出
部３６は感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１８の両
方に感度をもつため、通常はフィルタ処理などを施し中
赤外線１０をカットして用いるが、この場合中赤外線１
０は中赤外線検出部３５で吸収されているため、事実上
この検出部３６では遠赤外線１８のみが吸収され、電気
信号に変換される。こうして中赤外線１０、遠赤外線１
８は各々選択的に電気信号に変換され、図１に示す信号
処理を施すことにより画像認識性能の向上に寄与する。
また、実施の形態５においても実施の形態４に同じく受
光部形成やパターン配線などはＳｉ基板の片面のみを用
いて作製しているので、両面パターニング処理に必要な
複雑な位置合わせ処理などが不要となる。
【００２４】実施の形態６．図７はこの発明の実施の形
態６を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。図において４４は中赤外線、遠赤外線の出
力信号を共通に転送する読出回路である。
態６を示す赤外線撮像装置における光検出素子の構造断
面図である。図において４４は中赤外線、遠赤外線の出
力信号を共通に転送する読出回路である。
【００２５】次に実施の形態６における赤外線撮像装置
の動作を図１及び図７をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面に化合物半導体受光
部３８を有する中赤外線検出部３５、及びＳｉヘテロ接
合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を配し、各画
素は光入射方向に対し同じ位置にパターニングされてい
る。光学系３３により集光された赤外線１はまず光検出
素子３４の中赤外線検出部３５に入射する。この検出部
３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤外線１８には感
度をもたないため、入射する赤外線１のうち中赤外線１
０のみが選択的に吸収され、電気信号に変換される。遠
赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸収されずに透過
し、遠赤外線検出部３６に入射する。この検出部３６は
感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１８の両方に感度
をもつため、通常はフィルタ処理などを施し中赤外線１
０をカットして用いるが、この場合中赤外線１０は中赤
外線検出部３５で吸収されているため、事実上この検出
部３６では遠赤外線１８のみが吸収され、電気信号に変
換される。こうして中赤外線１０、遠赤外線１８は各々
選択的に電気信号に変換され、図１に示す信号処理を施
すことにより画像認識性能の向上に寄与する。また、実
施の形態５においても実施の形態４に同じく受光部形成
やパターン配線などはＳｉ基板の片面のみを用いて作製
しているので、両面パターニング処理に必要な複雑な位
置合わせ処理などが不要となる。さらに実施の形態６は
これまでの実施の形態と異なり中赤外線検出部３５、遠
赤外線検出部３６の信号読出回路を共通に配置したの
で、検出部に占める信号読出回路の領域が減少し、その
分受光部の面積を広くとることが可能となる。
の動作を図１及び図７をもとに説明する。この光検出素
子３４は、Ｓｉ基板３７に対し前面に化合物半導体受光
部３８を有する中赤外線検出部３５、及びＳｉヘテロ接
合受光部３９を有する遠赤外線検出部３６を配し、各画
素は光入射方向に対し同じ位置にパターニングされてい
る。光学系３３により集光された赤外線１はまず光検出
素子３４の中赤外線検出部３５に入射する。この検出部
３５は中赤外線１０に感度をもち、遠赤外線１８には感
度をもたないため、入射する赤外線１のうち中赤外線１
０のみが選択的に吸収され、電気信号に変換される。遠
赤外線１８は中赤外線検出部３５では吸収されずに透過
し、遠赤外線検出部３６に入射する。この検出部３６は
感度特性上中赤外線１０及び遠赤外線１８の両方に感度
をもつため、通常はフィルタ処理などを施し中赤外線１
０をカットして用いるが、この場合中赤外線１０は中赤
外線検出部３５で吸収されているため、事実上この検出
部３６では遠赤外線１８のみが吸収され、電気信号に変
換される。こうして中赤外線１０、遠赤外線１８は各々
選択的に電気信号に変換され、図１に示す信号処理を施
すことにより画像認識性能の向上に寄与する。また、実
施の形態５においても実施の形態４に同じく受光部形成
やパターン配線などはＳｉ基板の片面のみを用いて作製
しているので、両面パターニング処理に必要な複雑な位
置合わせ処理などが不要となる。さらに実施の形態６は
これまでの実施の形態と異なり中赤外線検出部３５、遠
赤外線検出部３６の信号読出回路を共通に配置したの
で、検出部に占める信号読出回路の領域が減少し、その
分受光部の面積を広くとることが可能となる。
【００２６】他の用途への転用例 また、上記実施の形態では中赤外線及び遠赤外線を撮像
する赤外線撮像装置を例に取り説明したが、２波長の光
を同時に撮像する撮像装置であれば何でもよく、その場
合上記実施の形態と同様の効果を奏する。
する赤外線撮像装置を例に取り説明したが、２波長の光
を同時に撮像する撮像装置であれば何でもよく、その場
合上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【００２７】
【発明の効果】この発明の実施の形態１から６によれ
ば、２波長帯の光を同時に検出する際に２つの光検出素
子及び周辺回路、及びプリズム、ビームスプリッタなど
の分光手段を必要としないため寸法、質量を小型にする
ことができ、また部品数や低減による信頼性の向上、分
光手段を必要としないことによる光軸精度や解像度の向
上などの効果がある。
ば、２波長帯の光を同時に検出する際に２つの光検出素
子及び周辺回路、及びプリズム、ビームスプリッタなど
の分光手段を必要としないため寸法、質量を小型にする
ことができ、また部品数や低減による信頼性の向上、分
光手段を必要としないことによる光軸精度や解像度の向
上などの効果がある。
【００２８】また、この発明の実施の形態３によれば、
化合物半導体受光部による検出部を持たないので素子製
造はほぼ全てＳｉベースの成熟したウェハプロセスを用
いることが可能となり、素子製造歩留まりの向上、光検
出素子の信頼性向上等の効果がある。
化合物半導体受光部による検出部を持たないので素子製
造はほぼ全てＳｉベースの成熟したウェハプロセスを用
いることが可能となり、素子製造歩留まりの向上、光検
出素子の信頼性向上等の効果がある。
【００２９】また、この発明の実施の形態４，５によれ
ば両面パターニング処理に必要な複雑な位置合わせ処理
などが不要となるため、素子製造歩留まりの向上、光検
出素子の信頼性向上等の効果がある。
ば両面パターニング処理に必要な複雑な位置合わせ処理
などが不要となるため、素子製造歩留まりの向上、光検
出素子の信頼性向上等の効果がある。
【００３０】さらに、この発明の実施の形態６によれば
受光部の面積を広くとることが可能なため、素子の感度
が向上し、装置の性能向上に寄与する。
受光部の面積を広くとることが可能なため、素子の感度
が向上し、装置の性能向上に寄与する。
【図１】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
１を示すブロック図である。
１を示すブロック図である。
【図２】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
１を示す光検出素子の構造断面図である。
１を示す光検出素子の構造断面図である。
【図３】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
２を示す光検出素子の構造断面図である。
２を示す光検出素子の構造断面図である。
【図４】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
３を示す光検出素子の構造断面図である。
３を示す光検出素子の構造断面図である。
【図５】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
４を示す光検出素子の構造断面図である。
４を示す光検出素子の構造断面図である。
【図６】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
５を示す光検出素子の構造断面図である。
５を示す光検出素子の構造断面図である。
【図７】 この発明による赤外線撮像装置の実施の形態
６を示す光検出素子の構造断面図である。
６を示す光検出素子の構造断面図である。
【図８】 従来の赤外線撮像装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図９】 従来の２波長赤外線撮像装置を示すブロック
図である。
図である。
【図１０】 任意の３物体の分光赤外放射量を示す図で
ある。
ある。
【図１１】 図１０に示す３物体を中赤外線、遠赤外線
の両方で撮像したときの画面輝度を比較した図である。
の両方で撮像したときの画面輝度を比較した図である。
１ 入射赤外線、２ 光学系、３ 光検出素子、４ プ
リアンプ、５ Ａ／Ｄコンバータ、６ 画像補正処理
部、７ ビデオＤ／Ａコンバータ、８ 表示モニタ、９
分光手段、１０ ３〜５μｍ帯の中赤外線、１１ 中
赤外線用光学系、１２ 中赤外線用光検出素子、１３
中赤外線用プリアンプ、１４ 中赤外線用Ａ／Ｄコンバ
ータ、１５ 中赤外線用補正処理部、１６ 中赤外線用
ビデオＤ／Ａコンバータ、１７ 中赤外線用表示モニ
タ、１８ ８〜１２μｍ帯の遠赤外線、１９ 遠赤外線
用光学系、２０ 遠赤外線用光検出素子、２１ 遠赤外
線用プリアンプ、２２ 遠赤外線用Ａ／Ｄコンバータ、
２３ 遠赤外線用補正処理部、２４ 遠赤外線用ビデオ
Ｄ／Ａコンバータ、２５ 遠赤外線用表示モニタ、２６
比較処理部、２７ 任意の物体Ａの分光放射特性、２８
任意の物体Ｂの分光放射特性、２９ 任意の物体Ｃの
分光放射特性、３０ 物体Ａの画面輝度、３１物体Ｂの
画面輝度、３２ 物体Ｃの画面輝度、３３ 光学系、３
４ 光検出素子、３５ 中赤外線検出部、３６ 遠赤外
線検出部、３７ Ｓｉ基板、３８ 化合物半導体受光
部、３９ Ｓｉヘテロ接合受光部、４０ 中赤外線出力
信号の読出回路、４１ 遠赤外線出力信号の読出回路、
４２ Ｓｉショットキー接合受光部、４３ 化合物半導
体受光部、４４ 読出回路。
リアンプ、５ Ａ／Ｄコンバータ、６ 画像補正処理
部、７ ビデオＤ／Ａコンバータ、８ 表示モニタ、９
分光手段、１０ ３〜５μｍ帯の中赤外線、１１ 中
赤外線用光学系、１２ 中赤外線用光検出素子、１３
中赤外線用プリアンプ、１４ 中赤外線用Ａ／Ｄコンバ
ータ、１５ 中赤外線用補正処理部、１６ 中赤外線用
ビデオＤ／Ａコンバータ、１７ 中赤外線用表示モニ
タ、１８ ８〜１２μｍ帯の遠赤外線、１９ 遠赤外線
用光学系、２０ 遠赤外線用光検出素子、２１ 遠赤外
線用プリアンプ、２２ 遠赤外線用Ａ／Ｄコンバータ、
２３ 遠赤外線用補正処理部、２４ 遠赤外線用ビデオ
Ｄ／Ａコンバータ、２５ 遠赤外線用表示モニタ、２６
比較処理部、２７ 任意の物体Ａの分光放射特性、２８
任意の物体Ｂの分光放射特性、２９ 任意の物体Ｃの
分光放射特性、３０ 物体Ａの画面輝度、３１物体Ｂの
画面輝度、３２ 物体Ｃの画面輝度、３３ 光学系、３
４ 光検出素子、３５ 中赤外線検出部、３６ 遠赤外
線検出部、３７ Ｓｉ基板、３８ 化合物半導体受光
部、３９ Ｓｉヘテロ接合受光部、４０ 中赤外線出力
信号の読出回路、４１ 遠赤外線出力信号の読出回路、
４２ Ｓｉショットキー接合受光部、４３ 化合物半導
体受光部、４４ 読出回路。
Claims (6)
- 【請求項１】 ２波長の赤外線を撮像する赤外線撮像装
置において光検出素子の第一の光入射面に第一の波長帯
に感度をもつ化合物半導体受光部を設け、その裏側の面
に第二の光入射面として第二の波長帯に感度をもつＳｉ
ヘテロ接合受光部を設けた光検出素子を備えたことを特
徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項２】 ２波長の赤外線を撮像する赤外線撮像装
置において、光検出素子の第一の光入射面に第一の波長
帯に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、そ
の裏側の面に第二の光入射面として第二の波長帯に感度
をもつ化合物半導体受光部を設けた光検出素子を備えた
ことを特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項３】 ２波長の赤外線を撮像する赤外線撮像装
置において、光検出素子の第一の光入射面に第一の波長
帯に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、そ
の裏側の面に第二の光入射面として第二の波長帯に感度
をもつＳｉヘテロ接合受光部を設けた光検出素子を備え
たことを特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項４】 ２波長の赤外線を撮像する赤外線撮像装
置において、光検出素子の第一の光入射面に第一の波長
帯に感度をもつ化合物半導体受光部を設け、それと同じ
側の面に第二の光入射面として第二の波長帯に感度をも
つＳｉヘテロ接合受光部を設けた光検出素子を備えたこ
とを特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項５】 ２波長の赤外線を撮像する赤外線撮像装
置において、光検出素子の第一の光入射面に第一の波長
帯に感度をもつＳｉショットキー接合受光部を設け、そ
れと同じ側の面に第二の光入射面として第二の波長帯に
感度をもつ化合物半導体受光部を設けた光検出素子を備
えたことを特徴とする赤外線撮像装置。 - 【請求項６】 ２波長の赤外線を撮像する赤外線撮像装
置において、光検出素子の第一の光入射面に設けた受光
部からの画像信号と第二の光入射面に設けた受光部から
の画像信号を共通に転送する共通読出部を設けた光検出
素子を備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の赤
外線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32866895A JPH09166498A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 赤外線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32866895A JPH09166498A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 赤外線撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166498A true JPH09166498A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18212838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32866895A Pending JPH09166498A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 赤外線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09166498A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012013702A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | General Electric Co <Ge> | 多次元温度データを生成するためのマルチスペクトルシステム及び方法 |
| DE102015205233A1 (de) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Sensorvorrichtung und herstellungsverfahren |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP32866895A patent/JPH09166498A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012013702A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | General Electric Co <Ge> | 多次元温度データを生成するためのマルチスペクトルシステム及び方法 |
| DE102015205233A1 (de) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Sensorvorrichtung und herstellungsverfahren |
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