JPH11297973A - 赤外線撮像装置 - Google Patents
赤外線撮像装置Info
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- JPH11297973A JPH11297973A JP10094226A JP9422698A JPH11297973A JP H11297973 A JPH11297973 A JP H11297973A JP 10094226 A JP10094226 A JP 10094226A JP 9422698 A JP9422698 A JP 9422698A JP H11297973 A JPH11297973 A JP H11297973A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分光手段を用いることなく２波長の赤外線を
同時に撮像する。 【解決手段】 第１の半導体層、第１の赤外波長域に感
度をもつ第１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有
する第１の赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の
赤外波長域に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２
の絶縁膜とを有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤
外波長域は透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長
選択フィルタとを具備し、上記第１の赤外線検出素子の
絶縁膜表面に、波長選択フィルタを接合し、更にその上
部に上記第２の赤外線検出素子の半導体層裏面を接合し
た構造の赤外線検出素子を備えた。
同時に撮像する。 【解決手段】 第１の半導体層、第１の赤外波長域に感
度をもつ第１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有
する第１の赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の
赤外波長域に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２
の絶縁膜とを有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤
外波長域は透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長
選択フィルタとを具備し、上記第１の赤外線検出素子の
絶縁膜表面に、波長選択フィルタを接合し、更にその上
部に上記第２の赤外線検出素子の半導体層裏面を接合し
た構造の赤外線検出素子を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、２波長の赤外線
を同時に撮像する赤外線撮像装置に関するものである。
を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６は従来の赤外線撮像装置に備えられ
る赤外線検出素子の１画素断面構造図であり、図７は従
来の赤外線撮像装置を示すブロック図である。図におい
て、１はＳｉ基板層、２は赤外線受光部、３は光学系、
４は光検出素子、５はプリアンプ、６はＡ／Ｄコンバー
タ、７は画像補正処理部、８はビデオＤ／Ａコンバー
タ、９は表示モニタである。
る赤外線検出素子の１画素断面構造図であり、図７は従
来の赤外線撮像装置を示すブロック図である。図におい
て、１はＳｉ基板層、２は赤外線受光部、３は光学系、
４は光検出素子、５はプリアンプ、６はＡ／Ｄコンバー
タ、７は画像補正処理部、８はビデオＤ／Ａコンバー
タ、９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６及び図７をもとに説明する。入射赤外線は
光学系３により光検出素子４の受光面上に集光される。
集光された赤外線は光検出素子４のＳｉ基板層１を透過
し、赤外線受光部２にて光電変換された後、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５にて増幅された後、
Ａ／Ｄコンバータ６にてデジタル画像信号に変換され
る。更に画像補正処理部７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８を通して表示モ
ニタ９に表示される。
について図６及び図７をもとに説明する。入射赤外線は
光学系３により光検出素子４の受光面上に集光される。
集光された赤外線は光検出素子４のＳｉ基板層１を透過
し、赤外線受光部２にて光電変換された後、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５にて増幅された後、
Ａ／Ｄコンバータ６にてデジタル画像信号に変換され
る。更に画像補正処理部７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８を通して表示モ
ニタ９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帯の赤外線（以下、中赤外線）と８〜１２μｍ帯の赤
外線（以下、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８
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９は任意の３物体の分光赤外放射量を示す図、図１０
は図９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、
１０はプリズム、ビームスプリッタなどの分光手段、１
１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は遠赤外線用光学系、１９は遠赤外線用光
検出素子、２０は遠赤外線用プリアンプ、２１は遠赤外
線用Ａ／Ｄコンバータ、２２は遠赤外線用補正処理部、
２３は遠赤外線用ビデオＤ／Ａコンバータ、２４は遠赤
外線用表示モニタ、２５は比較処理部である。
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帯の赤外線（以下、中赤外線）と８〜１２μｍ帯の赤
外線（以下、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８
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９は任意の３物体の分光赤外放射量を示す図、図１０
は図９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、
１０はプリズム、ビームスプリッタなどの分光手段、１
１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は遠赤外線用光学系、１９は遠赤外線用光
検出素子、２０は遠赤外線用プリアンプ、２１は遠赤外
線用Ａ／Ｄコンバータ、２２は遠赤外線用補正処理部、
２３は遠赤外線用ビデオＤ／Ａコンバータ、２４は遠赤
外線用表示モニタ、２５は比較処理部である。
【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８〜図１０をもとに説明する。分光手段
１０により分光された中赤外線は光学系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１
４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１０により分光された遠赤外
線は光学系１８により集光され光検出素子１９により電
気信号に変換される。その後プリアンプ２０により増幅
され、Ａ／Ｄコンバータ２１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２２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２３を
通して表示モニタ２４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信号と画像補正処理部２２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２５に
入力する。例えば、図９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１９では物体Ａと物体Ｃの分離が難しい。しか
し、これら３物体を撮像した中赤外線及び遠赤外線のデ
ジタル画像信号を比較処理部２５に入力し、図１０に示
すような比較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８〜図１０をもとに説明する。分光手段
１０により分光された中赤外線は光学系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１
４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１０により分光された遠赤外
線は光学系１８により集光され光検出素子１９により電
気信号に変換される。その後プリアンプ２０により増幅
され、Ａ／Ｄコンバータ２１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２２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２３を
通して表示モニタ２４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信号と画像補正処理部２２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２５に
入力する。例えば、図９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１９では物体Ａと物体Ｃの分離が難しい。しか
し、これら３物体を撮像した中赤外線及び遠赤外線のデ
ジタル画像信号を比較処理部２５に入力し、図１０に示
すような比較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、中赤外線用検出素子及
び周辺回路、遠赤外線用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
の劣化等の問題点があった。
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、中赤外線用検出素子及
び周辺回路、遠赤外線用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
の劣化等の問題点があった。
【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】第１の発明に係る赤外線
撮像装置は、第１の半導体層、第１の赤外波長域に感度
をもつ第１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有す
る第１の赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の赤
外波長域に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２の
絶縁膜とを有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤外
波長域は透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長選
択フィルタとを具備し、上記第１の赤外線検出素子の絶
縁膜表面に、波長選択フィルタを接合し、更にその上部
に上記第２の赤外線検出素子の半導体層裏面を接合した
構造の赤外線検出素子を備えたものである。
撮像装置は、第１の半導体層、第１の赤外波長域に感度
をもつ第１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有す
る第１の赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の赤
外波長域に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２の
絶縁膜とを有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤外
波長域は透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長選
択フィルタとを具備し、上記第１の赤外線検出素子の絶
縁膜表面に、波長選択フィルタを接合し、更にその上部
に上記第２の赤外線検出素子の半導体層裏面を接合した
構造の赤外線検出素子を備えたものである。
【０００９】また、第２の発明に係る赤外線撮像装置
は、第１の半導体層、第１の赤外波長域に感度をもつ第
１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有する第１の
赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の赤外波長域
に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２の絶縁膜と
を有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤外波長域は
透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長選択フィル
タとを具備し、上記第１の赤外線検出素子の絶縁膜表面
に、波長選択フィルタを接合し、更にその上部に上記第
２の赤外線検出素子の絶縁膜表面を接合した構造の赤外
線検出素子を備えたものである。
は、第１の半導体層、第１の赤外波長域に感度をもつ第
１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有する第１の
赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の赤外波長域
に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２の絶縁膜と
を有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤外波長域は
透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長選択フィル
タとを具備し、上記第１の赤外線検出素子の絶縁膜表面
に、波長選択フィルタを接合し、更にその上部に上記第
２の赤外線検出素子の絶縁膜表面を接合した構造の赤外
線検出素子を備えたものである。
【００１０】また、第３の発明に係る赤外線撮像装置
は、第１の半導体層、第１の赤外波長域に感度をもつ第
１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有する第１の
赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の赤外波長域
に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２の絶縁膜と
を有する第２の赤外線検出素子とを具備し、上記第１の
赤外線検出素子の絶縁膜表面と、上記第２の赤外線検出
素子の半導体層裏面を接合させた構造の赤外線検出素子
を備えたものである。
は、第１の半導体層、第１の赤外波長域に感度をもつ第
１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有する第１の
赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の赤外波長域
に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２の絶縁膜と
を有する第２の赤外線検出素子とを具備し、上記第１の
赤外線検出素子の絶縁膜表面と、上記第２の赤外線検出
素子の半導体層裏面を接合させた構造の赤外線検出素子
を備えたものである。
【００１１】また、第３の発明に係る赤外線撮像装置
は、第１の赤外線検出素子からの信号出力をデジタル信
号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、第２の赤外線検出
素子からの信号出力をデジタル信号に変換するためのＡ
／Ｄ変換回路、及び第２の赤外線検出素子からのデジタ
ル信号から第１の赤外線検出素子からのデジタル信号を
減算するための減算回路を備えたものである。
は、第１の赤外線検出素子からの信号出力をデジタル信
号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、第２の赤外線検出
素子からの信号出力をデジタル信号に変換するためのＡ
／Ｄ変換回路、及び第２の赤外線検出素子からのデジタ
ル信号から第１の赤外線検出素子からのデジタル信号を
減算するための減算回路を備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】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に
備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造図である。
図において、２６は第１のＳｉ基板層、２７は中赤外線
のみに感度をもつ第１の赤外線受光部、２８は第２のＳ
ｉ基板層、２９は中赤外線及び遠赤外線に感度をもつ第
２の赤外線受光部、３０は第１の赤外線受光部２７の表
面と第２のＳｉ基板層２８との間に接合されており、中
赤外線を遮断し、遠赤外線を透過させる波長選択フィル
タである。
備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造図である。
図において、２６は第１のＳｉ基板層、２７は中赤外線
のみに感度をもつ第１の赤外線受光部、２８は第２のＳ
ｉ基板層、２９は中赤外線及び遠赤外線に感度をもつ第
２の赤外線受光部、３０は第１の赤外線受光部２７の表
面と第２のＳｉ基板層２８との間に接合されており、中
赤外線を遮断し、遠赤外線を透過させる波長選択フィル
タである。
【００１３】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をもとに説明する。赤外検出素子の第
１のＳｉ層２６に入射する赤外線１は、第１の赤外線受
光部２７で中赤外線を光電変換する。このとき、第１の
赤外線受光部２７では遠赤外線に対し感度をもたないの
で、遠赤外線はそのまま透過する。その後、赤外線はフ
ィルタ３９を透過するが、このとき、中赤外線は透過せ
ず、遠赤外線のみ選択的に透過し、第２のＳｉ層２８を
経て第２の赤外線受光部２９に入射する。第２の赤外線
受光部２９は中赤外線、遠赤外線ともに感度を有する
が、ここではフィルタ３０により遠赤外線のみが入射す
るので、実質的に遠赤外線のみが光電変換される。こう
して単一の赤外線検出素子から２波長域の赤外線信号が
同時に得られることとなり、前述の図１０に示すような
後段の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をもとに説明する。赤外検出素子の第
１のＳｉ層２６に入射する赤外線１は、第１の赤外線受
光部２７で中赤外線を光電変換する。このとき、第１の
赤外線受光部２７では遠赤外線に対し感度をもたないの
で、遠赤外線はそのまま透過する。その後、赤外線はフ
ィルタ３９を透過するが、このとき、中赤外線は透過せ
ず、遠赤外線のみ選択的に透過し、第２のＳｉ層２８を
経て第２の赤外線受光部２９に入射する。第２の赤外線
受光部２９は中赤外線、遠赤外線ともに感度を有する
が、ここではフィルタ３０により遠赤外線のみが入射す
るので、実質的に遠赤外線のみが光電変換される。こう
して単一の赤外線検出素子から２波長域の赤外線信号が
同時に得られることとなり、前述の図１０に示すような
後段の処理を施すことにより画像認識性能の向上に寄与
する。
【００１４】実施の形態２ 図２はこの発明の実施の形態２を示す赤外線撮像装置に
備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造図である。
備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造図である。
【００１５】次に上記実施の形態２における赤外線撮像
装置の動作を図２をもとに説明する。赤外検出素子の第
１のＳｉ層２６に入射する赤外線は、第１の赤外線受光
部２７で中赤外線を光電変換する。このとき、第１の赤
外線受光部２７では遠赤外線に対し感度をもたないの
で、遠赤外線はそのまま透過する。その後、赤外線はフ
ィルタ３０を透過するが、このとき、中赤外線は透過せ
ず、遠赤外線のみ選択的に透過し、第２の赤外線受光部
２９に入射する。第２の赤外線受光部２９は中赤外線、
遠赤外線ともに感度を有するが、ここではフィルタ３０
により遠赤外線のみが入射するので、実質的に遠赤外線
のみが光電変換される。こうして単一の赤外線検出素子
から２波長域の赤外線信号が同時に得られることとな
り、前述の図１０に示すような後段の処理を施すことに
より画像認識性能の向上に寄与する。
装置の動作を図２をもとに説明する。赤外検出素子の第
１のＳｉ層２６に入射する赤外線は、第１の赤外線受光
部２７で中赤外線を光電変換する。このとき、第１の赤
外線受光部２７では遠赤外線に対し感度をもたないの
で、遠赤外線はそのまま透過する。その後、赤外線はフ
ィルタ３０を透過するが、このとき、中赤外線は透過せ
ず、遠赤外線のみ選択的に透過し、第２の赤外線受光部
２９に入射する。第２の赤外線受光部２９は中赤外線、
遠赤外線ともに感度を有するが、ここではフィルタ３０
により遠赤外線のみが入射するので、実質的に遠赤外線
のみが光電変換される。こうして単一の赤外線検出素子
から２波長域の赤外線信号が同時に得られることとな
り、前述の図１０に示すような後段の処理を施すことに
より画像認識性能の向上に寄与する。
【００１６】実施の形態３ 図３はこの発明の実施の形態３を示す赤外線撮像装置に
備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造図である。
また図４はこの発明の実施の形態３を示す赤外線撮像装
置を示すブロック図であり、図５は例えば赤外線受光部
にＧｅＳｉを用いた場合の赤外線に対する受光感度を模
式的に示す図である。図において、３１は減算回路であ
る。
備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造図である。
また図４はこの発明の実施の形態３を示す赤外線撮像装
置を示すブロック図であり、図５は例えば赤外線受光部
にＧｅＳｉを用いた場合の赤外線に対する受光感度を模
式的に示す図である。図において、３１は減算回路であ
る。
【００１７】次に上記実施の形態３における赤外線撮像
装置の動作を図３、図４及び図５をもとに説明する。赤
外検出素子の第１のＳｉ層２６に入射する赤外線は、第
１の赤外線受光部２７で中赤外線を光電変換する。この
とき、第１の赤外線受光部２７では遠赤外線に対し感度
をもたないので、遠赤外線はそのまま透過する。その
後、赤外線は第２のＳｉ層２８を経て第２の赤外線受光
部２９に入射する。第２の赤外線受光部２９は中赤外
線、遠赤外線ともに感度を有するため、第１の赤外線受
光部２７で光電変換されなかった中赤外線及び遠赤外線
を光電変換する。こうして単一の赤外線検出素子から２
波長域の赤外線信号が同時に得られることとなるが、第
２の赤外線検出素子からの信号は中赤外線及び遠赤外線
からの信号を同時に含んでいるので、波長域に対応した
信号の分離が必要となる。
装置の動作を図３、図４及び図５をもとに説明する。赤
外検出素子の第１のＳｉ層２６に入射する赤外線は、第
１の赤外線受光部２７で中赤外線を光電変換する。この
とき、第１の赤外線受光部２７では遠赤外線に対し感度
をもたないので、遠赤外線はそのまま透過する。その
後、赤外線は第２のＳｉ層２８を経て第２の赤外線受光
部２９に入射する。第２の赤外線受光部２９は中赤外
線、遠赤外線ともに感度を有するため、第１の赤外線受
光部２７で光電変換されなかった中赤外線及び遠赤外線
を光電変換する。こうして単一の赤外線検出素子から２
波長域の赤外線信号が同時に得られることとなるが、第
２の赤外線検出素子からの信号は中赤外線及び遠赤外線
からの信号を同時に含んでいるので、波長域に対応した
信号の分離が必要となる。
【００１８】ここで、赤外線受光部材料としてＧｅＳｉ
薄膜を用いた場合、図５より素子の有感度波長域にかか
わらず、中赤外域での受光感度はほぼ一定値であること
がわかっている。これは、ＧｅＳｉ受光部の吸収率が入
射する赤外線の波長により変化することに起因してい
る。従って、図５のように第１の赤外線受光部３６及び
第２の赤外線受光部３８の有感度波長域を設定し、図４
に示す減算回路３１により、第２の赤外線受光部のデジ
タル出力信号から第１の赤外線受光部のデジタル出力信
号の差分をとることで得られた信号は、実質的に図５の
差分領域の出力信号を反映したものとなり、これは遠赤
外線域の出力信号を取り出すことと等価である。こうし
て得られた２波長域の赤外線出力信号に図１０に示すよ
うな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。
薄膜を用いた場合、図５より素子の有感度波長域にかか
わらず、中赤外域での受光感度はほぼ一定値であること
がわかっている。これは、ＧｅＳｉ受光部の吸収率が入
射する赤外線の波長により変化することに起因してい
る。従って、図５のように第１の赤外線受光部３６及び
第２の赤外線受光部３８の有感度波長域を設定し、図４
に示す減算回路３１により、第２の赤外線受光部のデジ
タル出力信号から第１の赤外線受光部のデジタル出力信
号の差分をとることで得られた信号は、実質的に図５の
差分領域の出力信号を反映したものとなり、これは遠赤
外線域の出力信号を取り出すことと等価である。こうし
て得られた２波長域の赤外線出力信号に図１０に示すよ
うな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。
【００１９】
【発明の効果】第１〜第３の発明によれば、２波長帯の
赤外線を同時に検出する際に２つの赤外線検出素子及び
周辺回路、及びプリズム、ビームスプリッタ等の分光手
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、また部品数の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。
赤外線を同時に検出する際に２つの赤外線検出素子及び
周辺回路、及びプリズム、ビームスプリッタ等の分光手
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、また部品数の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。
【００２０】また、第２〜第３の発明によれば、第１の
赤外線受光部及び第２の赤外線受光部の相対的位置を近
くに設定することが可能となるため、例えば単一の光学
系による２波長帯の受光部の焦点を合わせやすくなると
いう効果がある。
赤外線受光部及び第２の赤外線受光部の相対的位置を近
くに設定することが可能となるため、例えば単一の光学
系による２波長帯の受光部の焦点を合わせやすくなると
いう効果がある。
【００２１】また、第３の発明によれば、波長選択フィ
ルタの必要がなくなるので、フィルタの貼付工程がなく
なり、製造工程の短縮、アライメント精度の向上などの
効果がある。
ルタの必要がなくなるので、フィルタの貼付工程がなく
なり、製造工程の短縮、アライメント精度の向上などの
効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す第１の赤外線
撮像装置に備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造
図である。
撮像装置に備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造
図である。
【図２】 この発明の実施の形態２を示す第２の赤外線
撮像装置に備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造
図である。
撮像装置に備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造
図である。
【図３】 この発明の実施の形態３を示す第３の赤外線
撮像装置に備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造
図である。
撮像装置に備えられる赤外線検出素子の１画素断面構造
図である。
【図４】 この発明の実施の形態３を示す第３の赤外線
撮像装置を示すブロック図である。
撮像装置を示すブロック図である。
【図５】 赤外線受光部にＧｅＳｉを用いた場合の赤外
線に対する受光感度を模式的に示す図である。
線に対する受光感度を模式的に示す図である。
【図６】 従来の赤外線撮像装置に備えられる赤外線検
出素子の１画素断面構造図である。
出素子の１画素断面構造図である。
【図７】 従来の赤外線撮像装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図８】 ２波長赤外線撮像装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図９】 任意の３物体の分光赤外放射量を示す図であ
る。
る。
【図１０】 任意の３物体を中赤外線、遠赤外線の両方
で検出したときの出力信号を比較した図である。
で検出したときの出力信号を比較した図である。
１ Ｓｉ基板層 ２ 赤外線受光部 ３ 光学系 ４ 光検出素子 ５ プリアンプ ６ Ａ／Ｄコンバータ ７ 画像補正処理部 ８ ビデオＤ／Ａコンバータ ９ 表示モニタ １０ 分光手段 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 遠赤外線用光学系 １９ 遠赤外線用光検出素子 ２０ 遠赤外線用プリアンプ ２１ 遠赤外線用Ａ／Ｄコンバータ ２２ 遠赤外線用補正処理部 ２３ 遠赤外線用ビデオＤ／Ａコンバータ ２４ 遠赤外線用表示モニタ ２５ 比較処理部 ２６ 第１のＳｉ基板層 ２７ 第１の赤外線受光部 ２８ 第２のＳｉ基板層 ２９ 第２の赤外線受光部 ３０ 波長選択フィルタ ３１ 減算回路
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の半導体層、第１の赤外波長域に感
度をもつ第１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有
する第１の赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の
赤外波長域に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２
の絶縁膜とを有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤
外波長域は透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長
選択フィルタとを具備し、上記第２の赤外線検出素子の
絶縁膜表面に、上記波長選択フィルタを接合し、更にそ
の上部に上記第２の赤外線検出素子の半導体層裏面を接
合する構造の赤外線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】 第１の半導体層、第１の赤外波長域に感
度をもつ第１の赤外線受光部、及び第１の絶縁膜とを有
する第１の赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の
赤外波長域に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２
の絶縁膜とを有する第２の赤外線検出素子と、第１の赤
外波長域は透過せず第２の赤外波長域を透過させる波長
選択フィルタとを具備し、上記第１の赤外線検出素子の
絶縁膜表面に、上記波長選択フィルタを接合し、更にそ
の上部に上記第２の赤外線検出素子の絶縁膜表面を接合
する構造の赤外線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】 第１の半導体層、第１の赤外波長域に感
度をもつ第１の赤外線受光部、及び第２の絶縁膜とを有
する第１の赤外線検出素子と、第２の半導体層、第２の
赤外波長域に感度をもつ第２の赤外線受光部、及び第２
の絶縁膜からなる第２の赤外線検出素子とを具備し、上
記第１の赤外線検出素子の絶縁膜表面と、上記第２の赤
外線検出素子の半導体層裏面を接合させた構造の赤外線
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】 第１の赤外線検出素子からの信号出力を
デジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、第２の
赤外線検出素子からの信号出力をデジタル信号に変換す
るためのＡ／Ｄ変換回路、及び第２の赤外線検出素子か
らのデジタル信号から第１の赤外線検出素子からのデジ
タル信号を減算するための減算回路を備えたことを特徴
とする請求項３記載の赤外線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094226A JPH11297973A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 赤外線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094226A JPH11297973A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 赤外線撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297973A true JPH11297973A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14104406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10094226A Pending JPH11297973A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 赤外線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297973A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007336362A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Fujifilm Corp | 情報読み取り装置 |
| JP2009110402A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Casio Comput Co Ltd | 生体認証装置 |
| JP2011164068A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導光検出素子 |
| JP2013538526A (ja) * | 2010-08-31 | 2013-10-10 | コーニング インコーポレイテッド | Ｍｅｍｓベース監視システム及びその使用方法 |
| JP2014134402A (ja) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Fujitsu Ltd | 赤外線センサ及び温度補償方法 |
| JP2015099875A (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | オリンパス株式会社 | 撮像素子 |
| US10477119B2 (en) | 2014-03-25 | 2019-11-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging device |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP10094226A patent/JPH11297973A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2015076022A1 (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | オリンパス株式会社 | 撮像素子 |
| US10342417B2 (en) | 2013-11-20 | 2019-07-09 | Olympus Corporation | Image-capturing element |
| US10477119B2 (en) | 2014-03-25 | 2019-11-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging device |
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