JPS6257112B2 - - Google Patents
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- JPS6257112B2 JPS6257112B2 JP54081208A JP8120879A JPS6257112B2 JP S6257112 B2 JPS6257112 B2 JP S6257112B2 JP 54081208 A JP54081208 A JP 54081208A JP 8120879 A JP8120879 A JP 8120879A JP S6257112 B2 JPS6257112 B2 JP S6257112B2
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- temperature
- cold shield
- cooling block
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
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- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02162—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
- H01L31/02164—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors
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- Power Engineering (AREA)
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は冷却型光電変換装置とくに強制冷却さ
れる赤外線用光電変換装置に関するものである。
れる赤外線用光電変換装置に関するものである。
赤外線領域で動作する半導体光電変換素子は通
常光量子型赤外線検知素子と呼ばれる。以下これ
を赤外線検知素子と略称する。この種の素子は通
常液体窒素等の冷却剤またはペルチエ効果素子を
用いて強制冷却される。このため熱伝導の良好な
金属たとえば銅で製した冷却ブロツク上に赤外線
素子を載置し、この冷却ブロツクを上記冷却剤等
で冷却して赤外線検知素子を所要温度まで冷却す
る。
常光量子型赤外線検知素子と呼ばれる。以下これ
を赤外線検知素子と略称する。この種の素子は通
常液体窒素等の冷却剤またはペルチエ効果素子を
用いて強制冷却される。このため熱伝導の良好な
金属たとえば銅で製した冷却ブロツク上に赤外線
素子を載置し、この冷却ブロツクを上記冷却剤等
で冷却して赤外線検知素子を所要温度まで冷却す
る。
しかるに上記赤外線検知素子を主体とする赤外
線検知装置にはレンズ等の光学系があり、とくに
結像用レンズは一般に赤外線検知素子に最も近い
ため、その表面反射に基因して赤外線検知素子に
よる温度測定に誤差を生じさせる不都合があつ
た。この点につき以下第１図によつて説明する。
線検知装置にはレンズ等の光学系があり、とくに
結像用レンズは一般に赤外線検知素子に最も近い
ため、その表面反射に基因して赤外線検知素子に
よる温度測定に誤差を生じさせる不都合があつ
た。この点につき以下第１図によつて説明する。
第１図は上述した赤外線検知装置の構造を断面
図として示したもので、１は多元半導体から成る
赤外線検知素子で、冷却ブロツク２の上に載置固
定されている。上記赤外線検知素子１を収容する
冷却容器Ａは２重壁を有する魔法瓶式の冷却断熱
容器で、内壁３と外壁４との間は真空となつてお
り、この真空の空間内に赤外線検知素子１と後述
するコールドシールド５とが収容されている。内
壁３で囲まれた空所に冷却剤たとえば液体窒素６
を注入して赤外線検知素子１をほぼ該液体窒素の
温度（77〓）まで冷却する。外壁４の一部には赤
外線を入射させるための透光窓７が設けられてい
る。
図として示したもので、１は多元半導体から成る
赤外線検知素子で、冷却ブロツク２の上に載置固
定されている。上記赤外線検知素子１を収容する
冷却容器Ａは２重壁を有する魔法瓶式の冷却断熱
容器で、内壁３と外壁４との間は真空となつてお
り、この真空の空間内に赤外線検知素子１と後述
するコールドシールド５とが収容されている。内
壁３で囲まれた空所に冷却剤たとえば液体窒素６
を注入して赤外線検知素子１をほぼ該液体窒素の
温度（77〓）まで冷却する。外壁４の一部には赤
外線を入射させるための透光窓７が設けられてい
る。
本図の赤外線検知装置において冷却ブロツクに
取り付けられているコールドシールド５は、赤外
線検知素子１に背景放射が入射することを防ぐた
めに設けられたものである。すなわち冷却容器Ａ
の外壁４および透光窓７は外囲温度（通常室温）
とほぼ等しい温度になつているため、これらから
の熱放射が赤外線検知素子に入射すると、本来の
信号つまり観測対象から来る赤外線に対し上記熱
放射は妨害信号（雑音）となる。そこでコールド
シールド５を冷却ブロツク２に取り付けて上記雑
音を遮断する。該コールドシールド５の上部には
透孔８があいており、外来光はこの透孔８を通つ
て赤外線検知素子１に入射する。
取り付けられているコールドシールド５は、赤外
線検知素子１に背景放射が入射することを防ぐた
めに設けられたものである。すなわち冷却容器Ａ
の外壁４および透光窓７は外囲温度（通常室温）
とほぼ等しい温度になつているため、これらから
の熱放射が赤外線検知素子に入射すると、本来の
信号つまり観測対象から来る赤外線に対し上記熱
放射は妨害信号（雑音）となる。そこでコールド
シールド５を冷却ブロツク２に取り付けて上記雑
音を遮断する。該コールドシールド５の上部には
透孔８があいており、外来光はこの透孔８を通つ
て赤外線検知素子１に入射する。
しかして透光窓の上方に結像用レンズ９が設け
られており、該レンズ９の表面からの反射光が測
定誤差を生じさせる原因となる。
られており、該レンズ９の表面からの反射光が測
定誤差を生じさせる原因となる。
さてコールドシールド５はもちろん、赤外線検
知素子１を載置する冷却ブロツク２も絶対零度よ
りも高温（およそ80〓内外）であるから熱放射を
しているが、その放射パワーはきわめて少ない。
これら低温物体からの放射がコールドシールド５
の透孔８及び透光窓７を通つて結像用レンズ９の
表面で反射され、一部赤外線検知素子１に入射す
る。冷却ブロツク２およびコールドシールド５は
室温よりもはるかに低い温度にあるため、第１図
矢印イ，ロで例示すように、これらからの放射が
レンズ９の表面で反射され外来光とともに赤外線
検知器１に入射すれば観測対象の温度測定に誤差
を生じさせる。またこの検知装置から赤外線映像
を得る場合には上述の反射光のある部分は不当に
輝度が低くなるという不都合がある。
知素子１を載置する冷却ブロツク２も絶対零度よ
りも高温（およそ80〓内外）であるから熱放射を
しているが、その放射パワーはきわめて少ない。
これら低温物体からの放射がコールドシールド５
の透孔８及び透光窓７を通つて結像用レンズ９の
表面で反射され、一部赤外線検知素子１に入射す
る。冷却ブロツク２およびコールドシールド５は
室温よりもはるかに低い温度にあるため、第１図
矢印イ，ロで例示すように、これらからの放射が
レンズ９の表面で反射され外来光とともに赤外線
検知器１に入射すれば観測対象の温度測定に誤差
を生じさせる。またこの検知装置から赤外線映像
を得る場合には上述の反射光のある部分は不当に
輝度が低くなるという不都合がある。
本発明は前述の問題点を解決し、低温物体から
の反射光を高温の遮蔽体で遮断することにより低
温物体の反射光に基因する観測誤差を防止するよ
うにした新規な赤外線検知装置を提供せんとする
ものである。
の反射光を高温の遮蔽体で遮断することにより低
温物体の反射光に基因する観測誤差を防止するよ
うにした新規な赤外線検知装置を提供せんとする
ものである。
以下図面を用いて本発明に係る冷却型光電変換
装置の一実施例について詳細に説明する。
装置の一実施例について詳細に説明する。
第２図は本発明に係る冷却型光電変換装置の一
実施例構造を示したもので、第１図と同等部分に
は同一符号を付した。第２図の実施例においては
反射光の赤外線検知素子への入射を防ぐための孔
あき遮蔽板１０がコールドシールド５と透光窓７
との中間に設置されている。この孔あき遮蔽板１
０は本実施例では外壁の上端に近いところに取り
付けられていて、その温度はほぼ外界の温度に近
くなつている。また上記孔あき遮蔽板１０（以下
反射光シールドという）の孔１１は、本実施例で
は赤外線検知素子１に対して、コールドシールド
５と同一の視野角を与えるように設けられてい
る。換言すれば反射光シールドの孔１１とコール
ドシールドの透孔８とは相似形で、孔の直径は赤
外線検知素子との距離に比例しており、両者の中
心を結ぶ線はレンズ９の光軸と一致するように設
置されている。このような構成により、レンズ９
の表面からの反射光に基因する不都合な事態を抑
制することができる。その理由を以下に説明す
る。
実施例構造を示したもので、第１図と同等部分に
は同一符号を付した。第２図の実施例においては
反射光の赤外線検知素子への入射を防ぐための孔
あき遮蔽板１０がコールドシールド５と透光窓７
との中間に設置されている。この孔あき遮蔽板１
０は本実施例では外壁の上端に近いところに取り
付けられていて、その温度はほぼ外界の温度に近
くなつている。また上記孔あき遮蔽板１０（以下
反射光シールドという）の孔１１は、本実施例で
は赤外線検知素子１に対して、コールドシールド
５と同一の視野角を与えるように設けられてい
る。換言すれば反射光シールドの孔１１とコール
ドシールドの透孔８とは相似形で、孔の直径は赤
外線検知素子との距離に比例しており、両者の中
心を結ぶ線はレンズ９の光軸と一致するように設
置されている。このような構成により、レンズ９
の表面からの反射光に基因する不都合な事態を抑
制することができる。その理由を以下に説明す
る。
レンズの表面反射による観測誤差は、反射光が
赤外線検知素子に入射することによるものである
ことを本明細書の最初において述べた。この反射
光の光路はレンズが無いときに、反射による虚像
の位置に放射物体（この場合には冷却ブロツク２
およびコールドシールド５）が存在する場合と同
様である。ただし反射光量は反射率を乗じたもの
になる。しかるに上記冷却ブロツク２およびコー
ルドシールド５は前述したようにほぼ液体窒素温
度に近いため、上記反射光が観測物対象からの放
射と重なる部分では赤外線検知素子の出力信号は
観測対象の真の温度よりも低い温度に対応するレ
ベルとなるわけである。
赤外線検知素子に入射することによるものである
ことを本明細書の最初において述べた。この反射
光の光路はレンズが無いときに、反射による虚像
の位置に放射物体（この場合には冷却ブロツク２
およびコールドシールド５）が存在する場合と同
様である。ただし反射光量は反射率を乗じたもの
になる。しかるに上記冷却ブロツク２およびコー
ルドシールド５は前述したようにほぼ液体窒素温
度に近いため、上記反射光が観測物対象からの放
射と重なる部分では赤外線検知素子の出力信号は
観測対象の真の温度よりも低い温度に対応するレ
ベルとなるわけである。
そこで第２図に示したようにほぼ室温に近い温
度、換言すれば冷却ブロツク等よりも高温の遮蔽
板１０を付設することにより、第２図矢印ハで例
示したコールドシールド５から放射される赤外線
は高温の遮蔽板１０により遮られる。したがつて
冷却ブロツク２およびコールドシールド５の透孔
８周辺から放射され、レンズ９表面で反射されて
光電変換素子に入射する反射光は従来と変わらず
存在するが、反射光に起因する不都合は従来にく
らべかなり抑制することができる。この場合に遮
蔽板１０からの熱放射はやはりレンズ９の表面で
反射されるが、該遮蔽板１０はほぼ室温と等しい
温度であるためこの反射光が赤外線検知素子に入
射することによる検知素子出力信号への影響はほ
とんど無い。
度、換言すれば冷却ブロツク等よりも高温の遮蔽
板１０を付設することにより、第２図矢印ハで例
示したコールドシールド５から放射される赤外線
は高温の遮蔽板１０により遮られる。したがつて
冷却ブロツク２およびコールドシールド５の透孔
８周辺から放射され、レンズ９表面で反射されて
光電変換素子に入射する反射光は従来と変わらず
存在するが、反射光に起因する不都合は従来にく
らべかなり抑制することができる。この場合に遮
蔽板１０からの熱放射はやはりレンズ９の表面で
反射されるが、該遮蔽板１０はほぼ室温と等しい
温度であるためこの反射光が赤外線検知素子に入
射することによる検知素子出力信号への影響はほ
とんど無い。
なお遮蔽板１０の温度は室温と正確に同一でな
くても効果が若干減少するのみで、全く無効とな
るおそれはない。また遮蔽板の透光孔が小径であ
ると検知素子の視野角を変化させることになる
が、コールドシールドの視野角と同一の視野角を
与える直径よりも若干大きくても効果はなお残存
する。
くても効果が若干減少するのみで、全く無効とな
るおそれはない。また遮蔽板の透光孔が小径であ
ると検知素子の視野角を変化させることになる
が、コールドシールドの視野角と同一の視野角を
与える直径よりも若干大きくても効果はなお残存
する。
本発明の冷却型光電変換装置は簡単な手段によ
りレンズ等の光学系の反射に基因する観測誤差を
減殺することができる優れた利点があるから、高
精度の放射温度計、赤外線映像装置等に使用する
赤外線検知装置に適用してきわめて有利である。
りレンズ等の光学系の反射に基因する観測誤差を
減殺することができる優れた利点があるから、高
精度の放射温度計、赤外線映像装置等に使用する
赤外線検知装置に適用してきわめて有利である。
第１図は従来の冷却型光電変換装置の構造を示
す要部断面図、第２図は本発明に係る冷却型光電
変換装置の一実施例構造を示す要部断面図であ
る。 Ａ：冷却容器、１：赤外線検知素子、２：冷却
ブロツク、３：内壁、４：外壁、５：コールドシ
ールド、７：透光窓、８：コールドシールドの透
孔、９：結像用レンズ、１０：遮蔽板、１１：遮
蔽板の透光孔。
す要部断面図、第２図は本発明に係る冷却型光電
変換装置の一実施例構造を示す要部断面図であ
る。 Ａ：冷却容器、１：赤外線検知素子、２：冷却
ブロツク、３：内壁、４：外壁、５：コールドシ
ールド、７：透光窓、８：コールドシールドの透
孔、９：結像用レンズ、１０：遮蔽板、１１：遮
蔽板の透光孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光電変換素子１を載置する冷却ブロツク２
と、該冷却ブロツクに取りつけたコールドシール
ド５と、該コールドシールドから所定の間隔で配
置され入射光を透過する透光窓７とを有する光電
変換装置において、 上記コールドシールドと透光窓との間に透光の
ための孔１１を有する上記冷却ブロツクよりも高
温の遮蔽体１０を設けたことを特徴とする冷却型
光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120879A JPS566478A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Cooling type photoelectric converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120879A JPS566478A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Cooling type photoelectric converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS566478A JPS566478A (en) | 1981-01-23 |
| JPS6257112B2 true JPS6257112B2 (ja) | 1987-11-30 |
Family
ID=13740062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8120879A Granted JPS566478A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Cooling type photoelectric converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS566478A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596848U (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | 富士通株式会社 | 冷却用真空容器 |
| JP2755060B2 (ja) * | 1992-04-07 | 1998-05-20 | 富士通株式会社 | 検知器用コールドシールド |
-
1979
- 1979-06-26 JP JP8120879A patent/JPS566478A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS566478A (en) | 1981-01-23 |
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