JPH04335120A - 赤外線検出器 - Google Patents
赤外線検出器Info
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- JPH04335120A JPH04335120A JP3105912A JP10591291A JPH04335120A JP H04335120 A JPH04335120 A JP H04335120A JP 3105912 A JP3105912 A JP 3105912A JP 10591291 A JP10591291 A JP 10591291A JP H04335120 A JPH04335120 A JP H04335120A
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- JP
- Japan
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- infrared
- window
- temperature
- detection section
- infrared rays
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば赤外線放射温
度計等の赤外線検出器に関する。
度計等の赤外線検出器に関する。
【０００３】
【従来の技術】赤外線検出器は、被検知物の表面から放
射される赤外線放射エネルギーを利用してその被検知物
の温度測定や、化学的反応で放射される赤外線の検知等
に使用されている。
射される赤外線放射エネルギーを利用してその被検知物
の温度測定や、化学的反応で放射される赤外線の検知等
に使用されている。
【０００４】図７は、このような赤外線検出器の従来例
を示している。金属ケース３１内に、サーモパイル等を
用いた赤外線検出部３２が封入され、その前面には金属
ケース３１の開口部に取付けられた赤外線透過窓３３が
設けられている。３４は赤外線検出部３２からの出力取
出し電極、３５は電極絶縁材料、３６は金属ケース電極
である。
を示している。金属ケース３１内に、サーモパイル等を
用いた赤外線検出部３２が封入され、その前面には金属
ケース３１の開口部に取付けられた赤外線透過窓３３が
設けられている。３４は赤外線検出部３２からの出力取
出し電極、３５は電極絶縁材料、３６は金属ケース電極
である。
【０００５】そして、被検知物の表面から放射される赤
外線が赤外線透過窓３３を通して赤外線検出部３２に入
射し、その赤外線量に対応した電圧等の出力により被検
知物の温度が測定されるようになっている。
外線が赤外線透過窓３３を通して赤外線検出部３２に入
射し、その赤外線量に対応した電圧等の出力により被検
知物の温度が測定されるようになっている。
【０００６】図８は、被検知物の一例としての炎からの
赤外線の発光、ＣＯ２ の共鳴発光と千数百℃の温度に
よる赤外線の放射を示したもので、これらの何れか一方
或いは両方の赤外線を赤外線検出器で検出することによ
り炎の有無、燃焼状態を検知することができる。
赤外線の発光、ＣＯ２ の共鳴発光と千数百℃の温度に
よる赤外線の放射を示したもので、これらの何れか一方
或いは両方の赤外線を赤外線検出器で検出することによ
り炎の有無、燃焼状態を検知することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】被検知物が上述の炎の
ように高温であると熱伝導或いは放射赤外線により赤外
線透過窓の温度が上昇して赤外線検出部には被検知物か
らの赤外線と赤外線透過窓からの赤外線が混在して入力
することになり、赤外線検出の精度低下を招くことにな
る。これを補正するためには赤外線透過窓の温度を測定
することが有効である。しかし、従来の赤外線検出器に
おいて、サーミスタ等の温度検出器を赤外線透過窓に取
付けると被検知物からの赤外線の入射光路の一部を遮る
ことになって感度の低下を招く。これを避けるためには
、温度検出器を赤外線透過窓以外のケース部分等に取付
けざるを得ないが、この方法をとると必ずしも赤外線透
過窓の温度を正しく測定していることにはならず、精度
のよい補正が難しくなる。
ように高温であると熱伝導或いは放射赤外線により赤外
線透過窓の温度が上昇して赤外線検出部には被検知物か
らの赤外線と赤外線透過窓からの赤外線が混在して入力
することになり、赤外線検出の精度低下を招くことにな
る。これを補正するためには赤外線透過窓の温度を測定
することが有効である。しかし、従来の赤外線検出器に
おいて、サーミスタ等の温度検出器を赤外線透過窓に取
付けると被検知物からの赤外線の入射光路の一部を遮る
ことになって感度の低下を招く。これを避けるためには
、温度検出器を赤外線透過窓以外のケース部分等に取付
けざるを得ないが、この方法をとると必ずしも赤外線透
過窓の温度を正しく測定していることにはならず、精度
のよい補正が難しくなる。
【０００８】そこで、この発明は、赤外線検出部に対す
る被検知物からの赤外線入射量を落すことなく赤外線透
過窓からの放射赤外線を正しく補正することができて検
出精度を高めることのできる赤外線検出器を提供するこ
とを目的とする。
る被検知物からの赤外線入射量を落すことなく赤外線透
過窓からの放射赤外線を正しく補正することができて検
出精度を高めることのできる赤外線検出器を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、赤外線を検出する赤外線検出部と、該赤
外線検出部の前面に設けられ赤外線を透過する赤外線透
過窓と、該赤外線透過窓にその窓材料を用いて作製され
当該赤外線透過窓の温度を検出する窓温度検出部と、該
窓温度検出部で検出された窓温度信号に基づいて前記赤
外線透過窓から前記赤外線検出部に入射する赤外線量を
補正する補正手段とを有することを要旨とする。
決するために、赤外線を検出する赤外線検出部と、該赤
外線検出部の前面に設けられ赤外線を透過する赤外線透
過窓と、該赤外線透過窓にその窓材料を用いて作製され
当該赤外線透過窓の温度を検出する窓温度検出部と、該
窓温度検出部で検出された窓温度信号に基づいて前記赤
外線透過窓から前記赤外線検出部に入射する赤外線量を
補正する補正手段とを有することを要旨とする。
【００１１】
【作用】赤外線透過窓の窓材料としては、例えばシリコ
ン半導体が用いられる。この窓材料自身の物理的特性或
いは電気的特性の温度依存性を利用することにより、赤
外線透過窓の隅等の部位に当該赤外線透過窓の温度を検
出する窓温度検出部を、赤外線検出部に対する被検知物
からの赤外線入射に支障が生じないように小形、コンパ
クトに作り込むことが可能となる。これにより、赤外線
検出部に対する被検知物からの赤外線入射量を落すこと
なく赤外線透過窓の温度を正しく測定することが可能と
なる。したがって、赤外線透過窓からの放射赤外線を正
しく補正することができて検出精度を高めることが可能
となる。
ン半導体が用いられる。この窓材料自身の物理的特性或
いは電気的特性の温度依存性を利用することにより、赤
外線透過窓の隅等の部位に当該赤外線透過窓の温度を検
出する窓温度検出部を、赤外線検出部に対する被検知物
からの赤外線入射に支障が生じないように小形、コンパ
クトに作り込むことが可能となる。これにより、赤外線
検出部に対する被検知物からの赤外線入射量を落すこと
なく赤外線透過窓の温度を正しく測定することが可能と
なる。したがって、赤外線透過窓からの放射赤外線を正
しく補正することができて検出精度を高めることが可能
となる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１３】図１ないし図４は、この発明の第１実施例
を示す図である。
を示す図である。
【００１４】まず、図１ないし図３を用いて赤外線検出
器の構成を説明する。図１（ａ）に示すように、金属ケ
ース１内に、サーモパイルを用いた赤外線検出部２が封
入されている。４ａ，４ｂは赤外線検出部２からの出力
取出し電極であり、電極絶縁材料５により金属ケース１
から絶縁されている。赤外線検出部２の前面には、金属
ケース１の開口部に取付けられたシリコン半導体製の赤
外線透過窓３が設けられている。
器の構成を説明する。図１（ａ）に示すように、金属ケ
ース１内に、サーモパイルを用いた赤外線検出部２が封
入されている。４ａ，４ｂは赤外線検出部２からの出力
取出し電極であり、電極絶縁材料５により金属ケース１
から絶縁されている。赤外線検出部２の前面には、金属
ケース１の開口部に取付けられたシリコン半導体製の赤
外線透過窓３が設けられている。
【００１５】図２に示すように、赤外線透過窓３には、
赤外線検出部２に対する被検知物からの赤外線入射に支
障の生じない隅の部位に、当該赤外線透過窓３の温度を
検出するＰＮ接合部からなる窓温度検出部１０が小形、
コンパクトに作り込まれている。即ち、赤外線透過窓３
の基体となるＮ型シリコン基板１１の上にＮ＋ エピタ
キシャル層１２が形成され、Ｎ＋ エピタキシャル層１
２にＰ＋ 層１３が形成されてＰＮ接合部が形成されて
いる。 半導体のＰＮ接合の正方向電圧降下は温度依存性を有す
ることから、当該ＰＮ接合部により窓温度検出部１０が
構成される。ＰＮ接合部が形成された後、基板表面には
赤外線の反射を抑え、また電気的な絶縁をとるためにシ
リコン酸化膜１４が形成されている。そして、基板表面
側には、シリコン酸化膜１４に開孔されたコンタクト孔
を介してＰ＋ 層１３に接続されたアルミ電極１５が設
けられ、基板裏面側にはＮ型部に接続された金電極１６
が設けられている。
赤外線検出部２に対する被検知物からの赤外線入射に支
障の生じない隅の部位に、当該赤外線透過窓３の温度を
検出するＰＮ接合部からなる窓温度検出部１０が小形、
コンパクトに作り込まれている。即ち、赤外線透過窓３
の基体となるＮ型シリコン基板１１の上にＮ＋ エピタ
キシャル層１２が形成され、Ｎ＋ エピタキシャル層１
２にＰ＋ 層１３が形成されてＰＮ接合部が形成されて
いる。 半導体のＰＮ接合の正方向電圧降下は温度依存性を有す
ることから、当該ＰＮ接合部により窓温度検出部１０が
構成される。ＰＮ接合部が形成された後、基板表面には
赤外線の反射を抑え、また電気的な絶縁をとるためにシ
リコン酸化膜１４が形成されている。そして、基板表面
側には、シリコン酸化膜１４に開孔されたコンタクト孔
を介してＰ＋ 層１３に接続されたアルミ電極１５が設
けられ、基板裏面側にはＮ型部に接続された金電極１６
が設けられている。
【００１６】図１（ｂ）に示すように、窓温度検出部１
０におけるアルミ電極１５は導電性接着剤８を介して金
属ケース１に接続され、金電極１６は圧接用の金属ばね
９を介して窓温度信号取出し電極７に接続されている。 ６は金属ケース電極であり、この電極６が窓温度検出部
１０におけるＰ＋ 層１３に電気的に接続されることに
なる。
０におけるアルミ電極１５は導電性接着剤８を介して金
属ケース１に接続され、金電極１６は圧接用の金属ばね
９を介して窓温度信号取出し電極７に接続されている。 ６は金属ケース電極であり、この電極６が窓温度検出部
１０におけるＰ＋ 層１３に電気的に接続されることに
なる。
【００１７】図３は、赤外線透過窓３から赤外線検出部
２に入射する赤外線量を補正する補正手段としての温度
補正回路３０を示している。定電流源１７から窓温度検
出部１０を構成するＰＮ接合部に一定電流を流したとき
のその温度に依存した正方向電圧降下から赤外線透過窓
３の温度が検出されるようになっている。１８，１９は
それぞれ所定増幅度を有する第１、第２のアンプ、２１
は減算器として動作する差動アンプである。窓温度検出
部１０の電圧出力（正方向電圧降下）が第１のアンプ１
８で増幅され、赤外線の総入射量に対応して赤外線検出
部２から得られる電圧出力が第２のアンプ１９で増幅さ
れる。そして、差動アンプ２１で、第２のアンプ１９の
出力から第１のアンプ１８の出力が減算されて赤外線透
過窓３から赤外線検出部２に入射する赤外線量が補正さ
れるようになっている。
２に入射する赤外線量を補正する補正手段としての温度
補正回路３０を示している。定電流源１７から窓温度検
出部１０を構成するＰＮ接合部に一定電流を流したとき
のその温度に依存した正方向電圧降下から赤外線透過窓
３の温度が検出されるようになっている。１８，１９は
それぞれ所定増幅度を有する第１、第２のアンプ、２１
は減算器として動作する差動アンプである。窓温度検出
部１０の電圧出力（正方向電圧降下）が第１のアンプ１
８で増幅され、赤外線の総入射量に対応して赤外線検出
部２から得られる電圧出力が第２のアンプ１９で増幅さ
れる。そして、差動アンプ２１で、第２のアンプ１９の
出力から第１のアンプ１８の出力が減算されて赤外線透
過窓３から赤外線検出部２に入射する赤外線量が補正さ
れるようになっている。
【００１８】上述のように、この実施例の赤外線検出器
は、赤外線透過窓３の隅に、当該赤外線透過窓３の温度
を検出する窓温度検出部１０が、赤外線検出部２に対す
る被検知物からの赤外線入射に支障が生じないように、
その窓材料を用いて小形、コンパクトに作り込まれてい
るので、赤外線検出部２に対する被検知物からの赤外線
入射量を落すことなく赤外線透過窓３の温度を正しく補
正することが可能となる。したがって、赤外線透過窓３
からの放射赤外線を正しく補正することができて検出精
度を高めることが可能となる。
は、赤外線透過窓３の隅に、当該赤外線透過窓３の温度
を検出する窓温度検出部１０が、赤外線検出部２に対す
る被検知物からの赤外線入射に支障が生じないように、
その窓材料を用いて小形、コンパクトに作り込まれてい
るので、赤外線検出部２に対する被検知物からの赤外線
入射量を落すことなく赤外線透過窓３の温度を正しく補
正することが可能となる。したがって、赤外線透過窓３
からの放射赤外線を正しく補正することができて検出精
度を高めることが可能となる。
【００１９】図４は、被検知物からの放射赤外線により
赤外線透過窓３の温度が十分に上昇した後、被検知物か
ら赤外線検出部２に入射する赤外線を急激に減少させた
場合の温度補正回路からの出力（実線）を示している。 赤外線透過窓３からの放射赤外線が正しく補正されない
場合は、同図中、破線のようになるが、この実施例では
、赤外線検出部２に入射する赤外線が急激に減少すると
同時に、温度補正回路からの出力は急激に減少して正確
な補正が行われる。
赤外線透過窓３の温度が十分に上昇した後、被検知物か
ら赤外線検出部２に入射する赤外線を急激に減少させた
場合の温度補正回路からの出力（実線）を示している。 赤外線透過窓３からの放射赤外線が正しく補正されない
場合は、同図中、破線のようになるが、この実施例では
、赤外線検出部２に入射する赤外線が急激に減少すると
同時に、温度補正回路からの出力は急激に減少して正確
な補正が行われる。
【００２０】次いで、図５及び図６には、この発明の第
２実施例を示す。
２実施例を示す。
【００２１】この実施例では、赤外線検出器が樹脂ケー
スを用いて構成されている。そして、赤外線透過窓３の
隅の部位に、ＰＮ接合部により窓温度検出部２０が作り
込まれていることは前記第１実施例のものとほぼ同様で
あるが、Ｎ型部に接続された電極が基板表面側に設けら
れている。即ち、シリコン酸化膜１４に開孔されたコン
タクト孔を介してＮ＋ エピタキシャル層１２に接続さ
れたアルミ電極２３が基板表面側に設けられている。
スを用いて構成されている。そして、赤外線透過窓３の
隅の部位に、ＰＮ接合部により窓温度検出部２０が作り
込まれていることは前記第１実施例のものとほぼ同様で
あるが、Ｎ型部に接続された電極が基板表面側に設けら
れている。即ち、シリコン酸化膜１４に開孔されたコン
タクト孔を介してＮ＋ エピタキシャル層１２に接続さ
れたアルミ電極２３が基板表面側に設けられている。
【００２２】樹脂ケース２２内に赤外線検出部が取付け
られた後、赤外線透過窓３が樹脂ケース２２の所定位置
に接着され、アルミ電極１５は窓温度信号取出し電極７
ａにワイヤボンディングにより接続され、他のアルミ電
極２３は窓温度信号取出し電極７ｂにワイヤボンディン
グにより接続されている。
られた後、赤外線透過窓３が樹脂ケース２２の所定位置
に接着され、アルミ電極１５は窓温度信号取出し電極７
ａにワイヤボンディングにより接続され、他のアルミ電
極２３は窓温度信号取出し電極７ｂにワイヤボンディン
グにより接続されている。
【００２３】温度補正回路の構成及びその補正作用等は
前記第１実施例のものと同様である。
前記第１実施例のものと同様である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、赤外線透過窓に当該赤外線透過窓の温度を検出する窓
温度検出部をその窓材料を用いて作製し、補正手段によ
りその窓温度検出部からの窓温度信号に基づいて赤外線
透過窓から赤外線検出部に入射する赤外線量を補正する
ようにしたため、窓温度検出部は赤外線透過窓の隅等の
部位に小形、コンパクトに作り込むことができて、赤外
線検出部に対する被検知物からの赤外線入射量を落すこ
となく赤外線透過窓の温度を正しく測定することが可能
となる。したがって赤外線透過窓から赤外線検出部に入
射する赤外線量を正しく補正することができて検出精度
を高めることができる。
、赤外線透過窓に当該赤外線透過窓の温度を検出する窓
温度検出部をその窓材料を用いて作製し、補正手段によ
りその窓温度検出部からの窓温度信号に基づいて赤外線
透過窓から赤外線検出部に入射する赤外線量を補正する
ようにしたため、窓温度検出部は赤外線透過窓の隅等の
部位に小形、コンパクトに作り込むことができて、赤外
線検出部に対する被検知物からの赤外線入射量を落すこ
となく赤外線透過窓の温度を正しく測定することが可能
となる。したがって赤外線透過窓から赤外線検出部に入
射する赤外線量を正しく補正することができて検出精度
を高めることができる。
【図１】この発明に係る赤外線検出器の第１実施例の内
部構成を示す構成図である。
部構成を示す構成図である。
【図２】上記第１実施例における窓温度検出部を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図３】上記第１実施例における温度補正回路を示す回
路図である。
路図である。
【図４】上記第１実施例における赤外線検出出力特性の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図５】この発明の第２実施例を示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】従来の赤外線検出器の内部構成を示す構成図で
ある。
ある。
【図８】被検知物の一例としての炎の赤外分光特性を示
す図である。
す図である。
２ 赤外線検出部
３ 赤外線透過窓
１０，２０ 窓温度検出部
３０ 温度補正回路（補正手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 赤外線を検出する赤外線検出部と、該
赤外線検出部の前面に設けられ赤外線を透過する赤外線
透過窓と、該赤外線透過窓にその窓材料を用いて作製さ
れ当該赤外線透過窓の温度を検出する窓温度検出部と、
該窓温度検出部で検出された窓温度信号に基づいて前記
赤外線透過窓から前記赤外線検出部に入射する赤外線量
を補正する補正手段とを有することを特徴とする赤外線
検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105912A JPH04335120A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105912A JPH04335120A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 赤外線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335120A true JPH04335120A (ja) | 1992-11-24 |
Family
ID=14420079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3105912A Pending JPH04335120A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04335120A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001116621A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-04-27 | Braun Gmbh | 温度の安定化可能な赤外線センサ及びこの形式のセンサを有する赤外線温度計 |
| JP2015141957A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
| JP2015149311A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度測定方法及びプラズマ処理システム |
| EP3483575A1 (en) * | 2017-11-09 | 2019-05-15 | IDT Europe GmbH | Temperature sensor module with integrated lid structure for spurious ir-cancellation |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP3105912A patent/JPH04335120A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001116621A (ja) * | 1999-09-03 | 2001-04-27 | Braun Gmbh | 温度の安定化可能な赤外線センサ及びこの形式のセンサを有する赤外線温度計 |
| EP1081475A3 (de) * | 1999-09-03 | 2003-02-12 | Braun GmbH | Temperaturstabilisierbarer Infrarot-Sensor und Infrarot-Thermometer mit einem derartigen Sensor |
| US6626835B1 (en) | 1999-09-03 | 2003-09-30 | Braun Gmbh | Infrared sensor stabilizable in temperature, and infrared thermometer with a sensor of this type |
| JP2015141957A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
| JP2015149311A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 温度測定方法及びプラズマ処理システム |
| EP3483575A1 (en) * | 2017-11-09 | 2019-05-15 | IDT Europe GmbH | Temperature sensor module with integrated lid structure for spurious ir-cancellation |
| US11226237B2 (en) | 2017-11-09 | 2022-01-18 | Integrated Device Technology, Inc. | Temperature sensor module with integrated lid structure for spurious IR-cancellation |
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