JPS62218827A - Infrared detector - Google Patents

Infrared detector

Info

Publication number
JPS62218827A
JPS62218827A JP61062863A JP6286386A JPS62218827A JP S62218827 A JPS62218827 A JP S62218827A JP 61062863 A JP61062863 A JP 61062863A JP 6286386 A JP6286386 A JP 6286386A JP S62218827 A JPS62218827 A JP S62218827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plate
voltage
wavelength
light
infrared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61062863A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Maruo Jinno
丸男 神野
Toshiaki Yokoo
横尾 敏昭
Kenichi Shibata
賢一 柴田
Kosuke Takeuchi
孝介 竹内
Toshiharu Tanaka
敏晴 田中
Shoichi Nakano
中野 昭一
Yukinori Kuwano
桑野 幸徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP61062863A priority Critical patent/JPS62218827A/en
Publication of JPS62218827A publication Critical patent/JPS62218827A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To transmit incident infrared rays alone with a certain wavelength to match with an optical shutter with the wavelength thereof, by arranging the optical shutter to be composed of an electrooptical element and a voltage applying means for applying a cycle electric field to the element. CONSTITUTION:A plate 25 comprising an electrooptical element PLZT is sandwitched between polarizing plates 21 and 22 with the directions of polarization thereof orthogonal to each other. Two parallel grooves are formed in the plate 25 and electrodes 23 and 24 are formed in the grooves. Only components of light along the direction of polarization of the polarizing plate 21 among those reaching it are allowed to be transmitted therethrough 21 and reach the plate 25. While no voltage is applied between the grooves of the plate 25, there is no change in the direction of polarization and of the light after passing through the plate 25, none is allowed to pass through the polarizing plate 22. When a voltage is applied to the plate 25, the plate 25 turns the polarizing plane of an incident light. Thus, the light leaving the plate 25 can pass through the polarizing plate 22 by properly setting the voltage to be applied to a shift the angle of rotation of the polarizing plane to 90 deg..

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、赤外線検出装置に関し、さらに詳細にいえ
ば、入射赤外線を断続する光シャッタを用いた赤外線検
出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an infrared detection device, and more specifically, to an infrared detection device using an optical shutter that cuts off incident infrared rays.

〈従来の技術〉 従来より、赤外線検出装置は、赤外線検出素子の前方に
、被検出体の発する波長の赤外線を透過させる光学フィ
ルタと、光学フィルタを透過した入射赤外線を断続する
光シャッタを設けている。
<Conventional technology> Conventionally, infrared detection devices have been equipped with an optical filter that transmits infrared rays having a wavelength emitted by an object to be detected, and an optical shutter that cuts off the incident infrared rays that have passed through the optical filter, in front of an infrared detection element. There is.

このような赤外線検出装置では、光シャッタを駆動する
ことによって入射光を断続し、赤外線検出素子からの出
力信号を上記シャッタの断続に同期させて検出すること
によって、赤外線検出感度を上げることができる。
In such an infrared detection device, infrared detection sensitivity can be increased by intermittent incident light by driving an optical shutter and detecting the output signal from the infrared detection element in synchronization with the intermittent operation of the shutter. .

この種の赤外線検出装置に用いられる光シャッタには、 ■モータと複数のスリットを有する金属円盤からなる機
械的構成を用いて入射赤外線を断続するものと、 ■赤外線を透過させるためのスリットが形成されたチョ
ツパ板を備え、圧電振動体を駆動源としてチョツパ板を
往復振動させスリットを開閉することによって入射赤外
線を断続するものがある。
The optical shutters used in this type of infrared detection device are: - one that uses a mechanical structure consisting of a motor and a metal disk with multiple slits to cut off the incident infrared rays, and - that has a slit for transmitting the infrared rays. There is a device that is equipped with a chopper plate and uses a piezoelectric vibrator as a driving source to vibrate the chopper plate back and forth to open and close a slit, thereby intermittent incoming infrared rays.

〈発明が解決しようとする問題点〉 ■、■何れの光シャッタを用いた赤外線検出装置におい
ても、赤外波長に合せて赤外光を透過する光学フィルタ
は、赤外線を透過する開口に固定して設けられているも
のであった。したがって、検出したい波長が異なれば、
フィルタだけを取りかえることができないため、赤外線
検出装置自体を取替えるか、必要な数だけ用意しなけれ
ばならなかった。
<Problems to be solved by the invention> In any of the infrared detection devices using an optical shutter, an optical filter that transmits infrared light in accordance with the infrared wavelength is fixed to an aperture that transmits infrared light. It was set up as follows. Therefore, if the wavelength you want to detect is different,
Since it is not possible to replace just the filter, it was necessary to replace the infrared detection device itself or prepare as many as needed.

また、■の機械的構成による光チョッパは、金属円盤を
モータで回転させるので、容積、重量とも大きくなり、
また消費電力も多くなる傾向にあった。
In addition, the optical chopper with the mechanical configuration (■) uses a motor to rotate a metal disk, so it has a large volume and weight.
Moreover, power consumption also tended to increase.

また、■の光チョッパでは、■の問題は解決されるが、
圧電振動体の長期にわたる使用のために、圧電振動体に
形成された電極のずれが生じたり、圧電振動体中に発生
したマイクロクラックの成長に従って電極が切断された
りすることによって、圧電振動体の特性が劣化すること
があった。
In addition, the optical chopper in ■ solves the problem in ■, but
Due to long-term use of the piezoelectric vibrator, the electrodes formed on the piezoelectric vibrator may become misaligned, or the electrodes may be cut due to the growth of microcracks that occur in the piezoelectric vibrator. Characteristics may deteriorate.

く発明の目的〉 この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり
、入射赤外線の波長に合わせて該波長の赤外線のみを透
過させることができる小型、軽量、かつ長寿命の光シャ
ッタを有する赤外線検出装置を提供することを目的とす
る。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a small, lightweight, and long-life optical shutter that can match the wavelength of incident infrared rays and transmit only infrared rays of that wavelength. An object of the present invention is to provide an infrared detection device having the following features.

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の赤外線検出装
置は、入射した赤外線を断続する光シャッタ、光シャッ
タを通して断続された赤外線を検出する赤外線検出素子
より構成される赤外線検出装置において、上記光シャッ
タが、電気光学素子、および電気光学素子に周期電界を
印加する電圧印加手段によって構成されているものであ
る。
Means for Solving the Problems> To achieve the above object, the infrared detection device of the present invention includes an optical shutter that interrupts incident infrared rays, and an infrared detection element that detects the interrupted infrared rays through the optical shutter. In the infrared detection device configured as above, the optical shutter is configured by an electro-optical element and a voltage applying means for applying a periodic electric field to the electro-optical element.

上記電圧印加手段が、印加電圧のバイアス値を変化させ
ることのできるものであってもよい。
The voltage applying means may be capable of changing the bias value of the applied voltage.

〈作用〉 上記の構成の赤外線検出装置であれば、電圧印加手段を
通して電気光学素子に周期電界を印加することによって
、電気光学素子の有する電気光学効果を利用して入射赤
外線を断続することができる。
<Function> With the infrared detection device having the above configuration, by applying a periodic electric field to the electro-optic element through the voltage application means, it is possible to interrupt the incident infrared rays by utilizing the electro-optic effect of the electro-optic element. .

また、印加電圧値のバイアス値を変化させることによっ
て、一定の波長の赤外線のみを選択的に透過させること
ができる。
Further, by changing the bias value of the applied voltage value, only infrared rays of a certain wavelength can be selectively transmitted.

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。<Example> Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing examples.

第1図は、赤外線検出装置の構造を示す図である。赤外
線検出装置(1)は、金a製のステム(12)、金ff
l製のステム(12)を被覆し密閉するキャップ(13
)、キャップ(13)上面形成され光を入射させる開口
(15)、開口(15)を封じ、開口(15)より入射
する赤外線を断続させる光シャッタ(2]、赤外線検出
素子(3)等を内部に配置している。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an infrared detection device. The infrared detection device (1) has a stem (12) made of gold a, gold ff
A cap (13) that covers and seals the stem (12) made of
), an aperture (15) formed on the top surface of the cap (13) through which light enters, an optical shutter (2) that seals the aperture (15) and cuts off infrared rays incident from the aperture (15), an infrared detection element (3), etc. It is placed inside.

光シヤツクル、PLZT板(25)、J5J:tFPL
ZT板(25)の両面を挟み互いに直交する偏光方向を
有する偏光板(21)、 (22)によって構成される
Optical shell, PLZT board (25), J5J:tFPL
It is composed of polarizing plates (21) and (22) having polarization directions perpendicular to each other, sandwiching both sides of a ZT plate (25).

赤外線検出素子(3)はタンタル酸リチウム等単結晶の
焦電材料からなり、金属製のステム(12)の上に取付
けられている。赤外線検出素子(3)の表面および裏面
にはそれぞれNi−Cr等を厚さ500〜1000Aに
蒸着した電極Fl(41,(4’)が形成されている。
The infrared detection element (3) is made of a single crystal pyroelectric material such as lithium tantalate, and is mounted on a metal stem (12). Electrodes Fl (41, (4')) each having a thickness of 500 to 1000 Å made of Ni-Cr or the like are formed on the front and back surfaces of the infrared detection element (3).

裏面電極(4′)は、ステム(12)上面に支持された
例えば銅、リン青銅等からなる金wA製の支持台(5)
に、銀ペースト等の導電性接着剤(6)を介して固着さ
れる。電極(4′)は接着剤(6)、支持台■を介して
て外部端子と電気的に接続されている 赤外線検出素子(3)の表面電極(4)には、金属製の
リード線(9)が接続されており、リード線(9)の他
端は、アルミナ製の基板(8)の下市に設けられた外部
回路に信号を取出すための変換回路(71に接続されて
いる。変換回路(刀は、焦電体素子(′2Jが高抵抗で
あるため、外部とのインピーダンス変換用に設けられて
いるものである。変換回路(力の出力信号は、電極端子
(14)を通じてステム(12)外部へ取出される。
The back electrode (4') is supported on the upper surface of the stem (12) by a support base (5) made of gold wA made of copper, phosphor bronze, etc.
The conductive adhesive (6), such as silver paste, is used to fix the conductive adhesive. The electrode (4') is electrically connected to the external terminal via the adhesive (6) and the support base (2).The surface electrode (4) of the infrared detection element (3) has a metal lead wire ( 9) is connected, and the other end of the lead wire (9) is connected to a conversion circuit (71) for extracting a signal to an external circuit provided on the substrate (8) made of alumina. The conversion circuit (the sword is a pyroelectric element ('2J) has a high resistance, so it is provided for impedance conversion with the outside.The conversion circuit (the force output signal is transmitted through the electrode terminal (14) The stem (12) is taken out.

開口(15)より入射した赤外線は、光シャッタ(2に
よって断続され、赤外線検出素子(3)の表面に照射さ
れる。赤外線検出素子(3)はタンタル酸リチウム等単
結晶の焦電材料からなっているので、入射赤外線により
焦電体の温度が変化すると、内部に自発分極が現われ、
表面に電荷が発生する。この表面電荷の動きは緩慢なた
め、一定の時間表面に止どまり、赤外線検出素子(3)
の両面に設けた電極(4)、(4′)間で電圧として現
われる。すなわち、電極(4)はリード線(9)、基板
(8)、変換回路(′7)を介して外部端子と電気的に
接続され、電極(4′)は接着剤(6)、支持台(5)
を介して外部端子と電気的に接続されているので、これ
らの両端子に負荷を接続することによって上記電圧を検
出することができる。
The infrared rays incident through the aperture (15) are interrupted by the optical shutter (2) and are irradiated onto the surface of the infrared detection element (3).The infrared detection element (3) is made of a single crystal pyroelectric material such as lithium tantalate. Therefore, when the temperature of the pyroelectric material changes due to incident infrared rays, spontaneous polarization appears inside,
Electric charge is generated on the surface. Since the movement of this surface charge is slow, it stays on the surface for a certain period of time, and the infrared detection element (3)
It appears as a voltage between the electrodes (4) and (4') provided on both sides. That is, the electrode (4) is electrically connected to an external terminal via the lead wire (9), the substrate (8), and the conversion circuit ('7), and the electrode (4') is connected to the adhesive (6) and the support base. (5)
The voltage can be detected by connecting a load to both terminals.

しかし、焦電体表面に発生する電荷は、過渡的なもので
あるので、焦電体の温度が変化した後、定常状態になる
と出力電圧は検出できない。そこで、連続出力を得るた
めに、入射赤外線を一定の周期で断続させて、焦電体に
温度変化を与えることが必要となる。そのために光シャ
ッタが用いられ、入射する赤外線を断続する。
However, since the electric charge generated on the surface of the pyroelectric body is transient, the output voltage cannot be detected when the temperature of the pyroelectric body changes and reaches a steady state. Therefore, in order to obtain continuous output, it is necessary to intermittent the incident infrared rays at regular intervals to change the temperature of the pyroelectric material. For this purpose, an optical shutter is used to cut off the incident infrared rays.

以下にこの発明の光シャッタの動作について詳述する。The operation of the optical shutter of the present invention will be explained in detail below.

第2図は光シャッタの原理図である。2枚の偏光方向が
直交した偏光板(21)、 (22)の間に電気光学素
子P L Z T ((Pb、 La)(Zr、 Ti
)03 )よりなる板(25)が挟まれている。PLZ
T板(25)には第3図(A)に示すように、互いに平
行な2本の溝が形成されている。両溝の深さJはともに
800μ門であり、両溝の間隔dは400声である。2
本の溝の中に、電極(23)、 (24)が形成されて
おり、溝と溝の間を光が通過した場合に、該光は電気光
学効果による屈折率の変化を受けることになる。尚、電
極(23)、 (24)は、第3図(B)のように、P
LZT板(25)の上面に形成された2本の平面電極で
あってもよい。
FIG. 2 is a diagram showing the principle of an optical shutter. An electro-optical element P L Z T ((Pb, La) (Zr, Ti
)03) is sandwiched between the plates (25). PLZ
As shown in FIG. 3(A), two grooves parallel to each other are formed in the T-plate (25). The depth J of both grooves is 800 μm, and the distance d between both grooves is 400 steps. 2
Electrodes (23) and (24) are formed in the grooves of the book, and when light passes between the grooves, the light undergoes a change in refractive index due to the electro-optic effect. . In addition, the electrodes (23) and (24) are P as shown in FIG. 3(B).
It may also be two planar electrodes formed on the top surface of the LZT plate (25).

開口(15)を通過した光は、偏光板(21)を透過す
る前はあらゆる偏光方向の光を含んでいるが、そのうち
偏光板(21)の偏光方向に沿った光の成分のみが偏光
板(21)を透過し、PLZT板(25)に達する。
The light that has passed through the aperture (15) contains light in all polarization directions before passing through the polarizing plate (21), but only the component of light along the polarizing direction of the polarizing plate (21) passes through the polarizing plate (21). (21) and reaches the PLZT plate (25).

PLZTは、PLZT板(25)の上記溝の間に電圧が
印加されていないときには、光がPLZT板(25)を
通過した後も、PLZTが等方性媒質なので偏光方向に
変化はない。したがって、PLZT板(25)を通過し
た光は、その偏光方向が偏光板(22)の偏光方向と垂
直なので、偏光板(22)を通過しない。
In PLZT, when no voltage is applied between the grooves of the PLZT plate (25), there is no change in the polarization direction even after the light passes through the PLZT plate (25) because PLZT is an isotropic medium. Therefore, the light that has passed through the PLZT plate (25) does not pass through the polarizing plate (22) because its polarization direction is perpendicular to the polarizing direction of the polarizing plate (22).

次に、PLZT板(25)に電圧Vを印加すると、PL
ZTは一軸性の光学的異方性媒質のように作用し、入射
光の偏波面を回転させる。そこで、PLZT板(25)
に印加する電圧Vを適当に設定することにより、上記偏
波面の回転角Δφをπ/2とすれば、PLZT板(25
)を出た光は、その偏光方向が偏光板(22)の偏光方
向と垂直となり、偏光板(22)を通過することができ
るようになる。
Next, when voltage V is applied to the PLZT plate (25), PL
ZT acts like a uniaxial optically anisotropic medium and rotates the plane of polarization of incident light. Therefore, PLZT board (25)
If the rotation angle Δφ of the polarization plane is set to π/2 by appropriately setting the voltage V applied to the PLZT plate (25
), the polarization direction of the light is perpendicular to the polarization direction of the polarizing plate (22), and the light can pass through the polarizing plate (22).

ここで、偏光板(22)を通過する光の光111は、次
式で表わされる。
Here, the light 111 passing through the polarizing plate (22) is expressed by the following equation.

1=Ksin 2(Δ$/2) =  (1/2)K (1−cos(θ十πV/vλ/
2)■)Vλ/2=λod/n、 3rcJ     
(I)但し、■は印加電圧、Δφは結晶中で光の受ける
位相シフト、λ0は光の波長、noはPLZTの正常屈
折率、n は異常屈折率、r  、r  はe    
     33  13 PLZTの電気光学テンソルの各成分である。θ、r 
は次式によって定まる。
1=Ksin 2(Δ$/2) = (1/2)K (1-cos(θ1πV/vλ/
2) ■) Vλ/2=λod/n, 3rcJ
(I) However, ■ is the applied voltage, Δφ is the phase shift that light undergoes in the crystal, λ0 is the wavelength of light, no is the normal refractive index of PLZT, n is the extraordinary refractive index, r and r are e
33 13 Each component of the electro-optic tensor of PLZT. θ, r
is determined by the following equation.

θ= 2πJ(n□−n、)/λ0 r  = r  −(no/ no)  ’13■AI
□は光の波長、電気光学定数とPLZT板の寸法によっ
て定まるものであって、最大透過波長を得ることができ
る印加電圧である(以下、「半波長電圧」という。)。
θ= 2πJ(n□−n,)/λ0 r=r−(no/no) '13■AI
□ is determined by the wavelength of light, the electro-optical constant, and the dimensions of the PLZT plate, and is the applied voltage that can obtain the maximum transmission wavelength (hereinafter referred to as "half-wave voltage").

(1)式よりVλ/2を光の波長等に合せて設定し、印
加電圧Vを半波長電圧■A/2を中心として変化させる
ことにより、(I)式に従って光ff1Iを変えること
ができる。KはPLZTの、当該波長における電圧を印
加しないときの光透過率である。
From equation (1), by setting Vλ/2 according to the wavelength of light, etc., and changing the applied voltage V around the half-wave voltage ■A/2, it is possible to change the light ff1I according to equation (I). . K is the light transmittance of PLZT when no voltage is applied at the wavelength.

第4図は、光透過率にの波長依存性を示すグラフである
。同図より、PLZTは、0.5〜7/aの波長の範囲
にある赤外線を透過させるので、この波長の範囲で有効
に使用できることが分る。尚、0.5〜1pの波長の範
囲でも20〜30%の損失があるのは、PLZT板表面
における反射によるものであり、上式中Kに相当するも
のである。
FIG. 4 is a graph showing the wavelength dependence of light transmittance. From the figure, it can be seen that PLZT transmits infrared rays in the wavelength range of 0.5 to 7/a, so it can be effectively used in this wavelength range. Note that even in the wavelength range of 0.5 to 1p, there is a loss of 20 to 30% due to reflection on the PLZT plate surface, which corresponds to K in the above formula.

第5図は、入射赤外線が0114ガスの吸収赤外線(波
長3.3μ山)の波長を有するときの、印加電圧■に対
する光透過率の関係を表わしたグラフである。この場合
の、PLZT板の各諸宗教は、n。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the light transmittance and the applied voltage (2) when the incident infrared ray has a wavelength of the absorption infrared ray (wavelength 3.3μ peak) of 0114 gas. In this case, each religion on the PLZT board is n.

−2,5、n  = 2.505、ro= 6.12 
x1G(m/V) 、J = 800/ffi、 d 
= 400/7mである。同図から、半波長電圧は17
2Vであることが分る。
-2,5, n = 2.505, ro = 6.12
x1G (m/V), J = 800/ffi, d
= 400/7m. From the same figure, the half-wave voltage is 17
It turns out that the voltage is 2V.

第6図の曲線(a)は、波長3.3−の赤外光に対して
半波長電圧を設定し、そのまま半波長電圧を固定して、
光の波長を変化させた場合の光透過率の変化を表わすグ
ラフである。第6図の曲線(b)は、波長6゜2μ量の
赤外光に対して半波長電圧を設定し、そのまま半波長電
圧を固定して、光の波長を変化させ!ご場合の光透過率
の変化を表わすグラフである。このように光シャッタを
光学フィルタとして用い、入射赤外線の中心波長に応じ
て、半波長電圧を設定できるので、入射赤外線の中心波
長にかかわらず、常に高感度の赤外線検出装置を得るこ
とができる。
Curve (a) in Figure 6 shows that a half-wave voltage is set for infrared light with a wavelength of 3.3-, and the half-wave voltage is fixed as it is.
It is a graph showing changes in light transmittance when changing the wavelength of light. Curve (b) in Figure 6 shows that a half-wavelength voltage is set for infrared light with a wavelength of 6° and 2μ, the half-wavelength voltage is fixed, and the wavelength of the light is changed! It is a graph showing changes in light transmittance in different cases. As described above, since the optical shutter is used as an optical filter and the half-wave voltage can be set according to the center wavelength of the incident infrared rays, it is possible to always obtain a highly sensitive infrared detection device regardless of the center wavelength of the incident infrared rays.

第7図は、入射赤外線の波長に対する半波長電圧の変化
をプロットしたグラフである。
FIG. 7 is a graph plotting the change in half-wave voltage with respect to the wavelength of incident infrared rays.

次に、この発明の赤外線検出装置をガスセンサに応用し
た例について、第8図を用いて説明する。
Next, an example in which the infrared detection device of the present invention is applied to a gas sensor will be explained using FIG. 8.

このガスセンナは被測定ガスの吸収波長に相当する放射
波長を有する、例えばニクロムヒータよりなる放射源(
31)を有している。そして、放射源(31)の位置を
焦点として反射1(32)が配置されている。被測定ガ
スを充填するガスボックス(33)の両面は、赤外線を
透過する例えば3iからなる板、(36)、(31)で
封じられている。被測定ガスはガス導入孔(38)より
ガスボックス(33)の内部に導入され、ガス排出孔(
39)より排出される。ガスボックス(33)の他側に
は、凹面反射鏡(34)が配置してあり、その焦点面に
は、この発明の赤外線検出装置(35)が配置されてい
る。赤外線検出装置(35)の光シ!lツタの中心波長
は、ガスボックス(33)の内部に封入されるガスの赤
外線吸収波長に合せである。
This gas sensor has a radiation source (for example, a nichrome heater) that has a radiation wavelength corresponding to the absorption wavelength of the gas to be measured.
31). A reflection 1 (32) is arranged with the position of the radiation source (31) as a focal point. Both sides of the gas box (33) filled with the gas to be measured are sealed with plates (36) and (31) made of, for example, 3i, which transmit infrared rays. The gas to be measured is introduced into the gas box (33) through the gas introduction hole (38), and is introduced into the gas box (33) through the gas exhaust hole (38).
39). A concave reflecting mirror (34) is arranged on the other side of the gas box (33), and an infrared detection device (35) of the present invention is arranged at its focal plane. The light of the infrared detector (35)! The center wavelength of the ivy is matched to the infrared absorption wavelength of the gas sealed inside the gas box (33).

光シャッタには、光シヤツタ駆動回路(40)によって
、例えば172vと0■のパルス電圧が交互に印加され
ている。赤外線検出素子からの出力は、出力信号処理回
路(41)によって検出される。
Pulse voltages of, for example, 172V and 0V are alternately applied to the optical shutter by an optical shutter drive circuit (40). The output from the infrared detection element is detected by an output signal processing circuit (41).

放射源(31)から出た赤外線は、反射&1l(32)
により反射され、平行光線となって、ガスボックス(3
3)の中を通過する。その際、ガスボックス(33)の
中を充満するガスの吸収波長に等しい波長を有する赤外
線は、はとんど吸収される。例えばガスがCH4である
ときには波長3.3Inの赤外線が吸収される。それに
よって、反114 m (34)に達する光には、上記
波長成分が含まれなくなるので、反射鏡(34)の焦点
に位置する赤外線検出装置t(35)に入射する赤外線
の光Dが減少する。そのために、出力信号処理回路(4
1)に検出される信号量が変化し、その結果被検出ガス
を検出することができる。
The infrared rays emitted from the radiation source (31) are reflected &1l (32)
It is reflected by the gas box (3
Pass through 3). At this time, infrared rays having a wavelength equal to the absorption wavelength of the gas filling the gas box (33) are mostly absorbed. For example, when the gas is CH4, infrared rays with a wavelength of 3.3In are absorbed. As a result, the light reaching 114 m (34) no longer contains the above wavelength component, so the infrared light D that enters the infrared detection device t (35) located at the focal point of the reflecting mirror (34) decreases. do. For this purpose, an output signal processing circuit (4
1) The amount of signal detected changes, and as a result, the gas to be detected can be detected.

このガスセンサでは、被検出ガスの種類に応じ、光シャ
ッタの透過赤外線中心波長を、光シャッタに印加する電
圧を調整することによって変化させることができる。例
えば、−a化炭素(吸収スペクトルの中心波長が4.7
μ層)の場合は、半波長電圧を245vに、二酸化ヂッ
ソ(吸収スペクトルの中心波長が6.2ua)の場合は
、半波長電圧を323Vに設定すればよい。
In this gas sensor, the center wavelength of the transmitted infrared rays of the optical shutter can be changed by adjusting the voltage applied to the optical shutter depending on the type of gas to be detected. For example, -a carbon (center wavelength of absorption spectrum is 4.7
μ layer), the half-wavelength voltage may be set to 245V, and in the case of zisso dioxide (center wavelength of absorption spectrum is 6.2ua), the half-wavelength voltage may be set to 323V.

また、例えば第9図に示すように、以上の説明の中で例
示シtc 172V、  245V、323V (7)
 3 ツ(7)半波長電圧を組合せ、交互に切替えるこ
とにより、1つのガス検出装置において、同一の赤外線
検出装置を用いて、同時にCH4ガス、COガス、NO
2ガスの検出を行なうことができる。
In addition, as shown in FIG. 9, for example, in the above explanation, the example voltages 172V, 245V, 323V (7)
3. (7) By combining and alternating half-wave voltages, one gas detection device can simultaneously detect CH4 gas, CO gas, and NO gas using the same infrared detection device.
Two gases can be detected.

尚、この発明は上記の実施例に限定されるもの出はなく
、例えば電気光学素子(25)の結晶軸の配置を変え、
素子の両面に透明な平面電極を形成し、赤外光を平面電
極に垂直に通過させることによって変調するものであっ
てもよく、その他この発明の要旨を変更しない範囲内に
おいて、種々の設計変更を施すことが可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments; for example, by changing the arrangement of the crystal axes of the electro-optical element (25),
Transparent planar electrodes may be formed on both sides of the element, and infrared light may be modulated by passing through the planar electrodes perpendicularly. Various other design changes may be made within the scope of the invention. It is possible to apply

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、電気光学素子よりなる小型、
軽量、かつ長寿命の光シャッタを用いて、印加する電圧
を変化させることにより透過赤外線を断続でき、また、
上記印加電圧に透過赤外線の波長に応じた印加電圧を与
えることによって、入射赤外光線の波長に応じた感度特
性を実現できるという特有の効果を奏する。
<Effects of the Invention> As described above, the present invention provides a compact and
By using a lightweight and long-life optical shutter, the transmitted infrared rays can be interrupted by changing the applied voltage.
By applying an applied voltage according to the wavelength of the transmitted infrared rays to the above-mentioned applied voltage, a unique effect is achieved in that sensitivity characteristics can be realized according to the wavelength of the incident infrared rays.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の赤外線検出装置の構造を示す図、 第2図は光シャッタの原理図、 第3図(^)および第3図(B)はPLZT板上に形成
された電極の図、 第4図はPLZT板の光透過率の波長依存性を表わすグ
ラフ、 第5図は光シャッタの印加電圧に対する光透過率の変化
を表わすグラフ、 第6図は光透過率の波長特性を表わすグラフ、第7図は
、半波長電圧の波長依存性を表わすグラフ、 第8図はこの発明の赤外線検出装置を用いたガス検出装
置の構造を示す図、 第9図は上記で3種類のガスを検出するための印加電圧
波形。 (1)・・・赤外線検出装置、(2)・・・光シャッタ
、(3)・・・赤外線検出素子、(25)・・・電気光
学素子。
Fig. 1 is a diagram showing the structure of the infrared detection device of the present invention, Fig. 2 is a diagram of the principle of the optical shutter, and Fig. 3 (^) and Fig. 3 (B) are diagrams of the electrodes formed on the PLZT board. , Fig. 4 is a graph showing the wavelength dependence of the light transmittance of the PLZT board, Fig. 5 is a graph showing the change in light transmittance with respect to the applied voltage of the optical shutter, and Fig. 6 is a graph showing the wavelength characteristics of the light transmittance. Figure 7 is a graph showing the wavelength dependence of half-wave voltage; Figure 8 is a diagram showing the structure of a gas detection device using the infrared detection device of the present invention; Figure 9 is a graph showing the wavelength dependence of the half-wave voltage; Applied voltage waveform to detect. (1)...Infrared detection device, (2)...Optical shutter, (3)...Infrared detection element, (25)...Electro-optical element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、入射赤外線を断続する光シャッタ、お よび光シャッタを通した赤外線を検出す る赤外線検出素子より構成される赤外線 検出装置において、上記光シャッタが、 電気光学素子、および電気光学素子に周 期電界を印加する電圧印加手段によって 構成されることを特徴とする赤外線検出 装置。 2、上記電圧印加手段が、印加電圧のバイ アス値を変化させることのできる上記特 許請求の範囲第1項記載の赤外線検出装 置。[Claims] 1. Optical shutter that intermittents incident infrared rays, Detects infrared rays that pass through the light and optical shutters. Infrared rays composed of infrared detection elements In the detection device, the optical shutter Electro-optical elements and surrounding electro-optical elements. by means of voltage application that applies a periodic electric field. Infrared detection characterized by consisting of Device. 2. The voltage applying means is configured to bias the applied voltage. The above features that can change the Infrared detection device according to claim 1 Place.
JP61062863A 1986-03-20 1986-03-20 Infrared detector Pending JPS62218827A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61062863A JPS62218827A (en) 1986-03-20 1986-03-20 Infrared detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61062863A JPS62218827A (en) 1986-03-20 1986-03-20 Infrared detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62218827A true JPS62218827A (en) 1987-09-26

Family

ID=13212554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61062863A Pending JPS62218827A (en) 1986-03-20 1986-03-20 Infrared detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62218827A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136533U (en) * 1991-06-12 1992-12-18 オムロン株式会社 Pyroelectric sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136533U (en) * 1991-06-12 1992-12-18 オムロン株式会社 Pyroelectric sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4508964A (en) Electro-optically tuned rejection filter
JPS58173719A (en) Liquid crystal display
US5050969A (en) Photo-driven switching apparatus
US10018857B2 (en) High-speed wide field-of-view electro-optic system and method
US3449583A (en) Photoconductive electro-optic image intensifier utilizing polarized light
Gunning et al. A liquid crystal tunable spectral filter: visible and infrared operation
US4359268A (en) Light quantity control apparatus
US4643533A (en) Differentiating spatial light modulator
JPS62218827A (en) Infrared detector
JP3489701B2 (en) Electric signal measuring device
JPS637611B2 (en)
US5202790A (en) Photo-driven light beam deflecting apparatus
US5085503A (en) Spatial light modulating element using uniaxial single crystal of oxide as insulating layer
US4950884A (en) Electro-optic modulator and modulation method
US4685772A (en) Tunable acousto-optic filter with improved spectral resolution and increased aperture
US4585311A (en) Liquid crystal device having interdigitated electrodes
JP2521537B2 (en) Assembling method of voltage sensor
JPH0193718A (en) Optical modulator
JPH0212023A (en) Infrared-ray control element and infrared-ray detector using same
JPS61187625A (en) Temperature sensor
JPS62135808A (en) Method for modulating infrared rays using liquid crystal
JP2673485B2 (en) Electric field detection method
JPS62159059A (en) Liquid crystal electric field sensor
JPH08122253A (en) Sample analyzer
JP2000009531A (en) Pyroelectric type infrared sensor