JPH0440327A - コールドシールド - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 赤外線検知装置のコールドシールドに関し、迷光を良好
に防止し得るコールドシールドの提供を目的とし、 例えば、赤外線検知素子にその視野角外から入射する赤
外線を遮光するコールドシールドにおいて、上記検知素
子の吸収端波長よりも長い吸収端波長を有する材質から
一体に形成して構成する。

産業上の利用分野 本発明は赤外線検知装置のコールドシールドに関する。

赤外線検知装置は、赤外線検知素子に入射した赤外線の
強度を電気信号に変換して出力する装置である。赤外線
検知装置の検知感度を高めるためには、検知対象物から
受光部に入射する赤外線の視野角をできるだけ狭めて、
検知対象物以外の背景から来る余分な輻射線を排除する
ことが望ましい。このため、受光部の赤外線入射側に視
野角を制限する遮蔽部材を配置して、背景からの輻射線
を排除するようにしている。この場合、遮蔽部材の温度
が高いと遮蔽部材からの輻射線が検知感度を劣化させる
ので、遮蔽部材は検知素子と同様低温に冷却して使用さ
れ、その遮蔽部材はコールドシールドと称される。検知
対象となる赤外線に対するコールドシールドの反射率が
高いと迷光が生じて検知感度が劣化するので、迷光を有
効に防止し得るコールドシールドが要望されている。

従来の技術 第４図は赤外線検知装置の断面構成の一例を示す図であ
る。この装置は、内筒２及び外筒４からなるデユア構造
の真空断熱容器と、内筒２の真空スペース側に設けられ
た赤外線検知素子６と、赤外線検知素子６に対向して外
筒４に設けられた赤外線透過窓８と、赤外線検知素子６
の受光部に入射する赤外線の視野角を制限するコールド
シールド１０とを備えて構成されている。検知素子６の
出力信号は信号線１２を介して端子１４から外部に取り
出される。

従来のコールドシールドの断面構成を第５図に示す。同
図（ａ）に示された構成においては、赤外線入射側から
順に、開口部１６ａを有するメタルアパーチャ１６、反
射防止膜１８、ＺｎＳ等からなる赤外線透過層２０、半
透明金属層２２、誘電体層２４、金属層２６が設けられ
ている。そして、金属層２６の途切れている部分に赤外
線検知素子の受光部を対向させることによって、受光部
の視野角を制限することができる。尚、誘電体層２４の
厚みは、半透明金属層２２の赤外線透過層２０側で反射
した赤外線と半透明金属層２２を透過して金属層２６で
反射して再び半透明金属層２２を透過した赤外線とが相
殺し合うような位相関係となるように設定されている。

第５図ら〕に示された構成は、Ｓｉに選択的エツチング
等を施すことによって特定形状のコールドシールド本体
２８を形成し、このコールドシールド本体２８の検知素
子に対向する側の面を除いて反射防止膜３０を形成した
ものである。コールドシールド２８には赤外線透過窓３
２が設けられており、この透過窓によって受光部の視野
角が制限されるようになっている。反射防止膜３０は、
コールドシールド本体２８の表面を酸化あるいは窒化さ
せることにより形成される。

発明が解決しようとする課題 第５図（ａ）に示された構成にあっては、表面反射率が
５〜２０％であり然も前述した動作原理から反射率は波
長依存性を有しており、必ずしも迷光を有効に防止し得
ない。一方、同図（ハ）に示された構成にあっては、Ｓ
１酸化膜あるいはＳ】窒化膜による反射防止作用が不完
全であり、表面反射率は１０％以上となる。又、Ｓｉは
赤外線を透過するので、透過率は実際上１０％以上とな
る。このように従来構成による場合、迷光を良好に防止
することができず、検知感度の向上には限界があった。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、迷
光を良好に防止し得るコールドシールドの提供を目的と
している。

課題を解決するための手段 上述した技術的課題は以下に示す第１又は第２の構成に
より解決される。

第１の構成は、赤外線検知素子にその視野角外から入射
する赤外線を遮光するコールドシールドにおいて、上記
検知素子の吸収端波長よりも長い吸収端波長を有する材
質から一体に形成されたものである。

第２の構成は、赤外線検知素子にその視野角外から入射
する赤外線を遮光するコールドシールドにおいて、上記
検知素子に対向する側の面を除いて、上記検知素子の吸
収端波長よりも長い吸収端波長を有する材質からなる赤
外線吸収膜が形成されたものである。

作　　　用 上記第１又は第２の構成によると、コールドシールドの
全体又はコールドシールドの表層部が、検知素子の吸収
端波長よりも長い吸収端波長を有する材質（赤外線吸収
材）から形成されているので、コールドシールドに照射
された赤外線は赤外線吸収材に吸収される。従って、コ
ールドシールドの当該赤外線波長に対する反射率及び透
過率が低下し、迷光が有効に防止される。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の構成の実施例を示すコールドシ
ールドの破断側面図である。６はこの実施例では多素子
型の受光素子、６ａは受光素子の受光部であり、コール
ドシールド１０は取付台３４を介して受光素子６の両端
に固着されている。

コールドシールド１０はＨｇＣｄＴｅやＨｇＴｅ等の赤
外線吸収材から一体に形成され、その吸収端波長は受光
素子６の吸収端波長よりも長い波長に設定されている。

コールドシールド１０には受光素子の受光部６ａにそれ
ぞれ対向する位置に複数の開口３６が形成されており、
この開口３６により受光部６ａの視野角が制限されるよ
うになっている。

この構成によると、コールドシールドの全体を赤外線吸
収材から形成しているので、開口部３６内等で迷光が生
じて検知感度が劣化する恐れがない。

第２図は本発明の第２の構成の実施例を示すコールドシ
ールドの断面図である。この実施例では、Ｓｉ等の通常
の選択的エツチングが可能な材質からコールドシールド
本体３８を形成し、この本体３８の検知素子に対向する
側の面を除いて本体３８上に赤外線吸収膜４０を形成し
、更にこの赤外線吸収膜４０上に反射防止膜４２を形成
しである。

赤外線吸収膜４０は、ＨｇＣｄＴｅを溶質とした溶液を
用いてエピタキシャル結晶成長法により５μｍ程度以上
の厚みで形成することができる。検知素子の受光帯域が
例えば３〜５μｍである場合には、赤外線吸収膜４０の
吸収端波長が５μｍ以上となるようにし、検知素子の受
光帯域が例えば８〜１２μｍである場合には、赤外線吸
収膜４０の吸収端波長は１２μｍ以上に設定する。

赤外線吸収膜４０の吸収端波長は赤外線吸収材の組成を
変化させることにより調整することができる。赤外線吸
収材がＨｇＣｄＴｅである場合には、第３図に示すよう
に、Ｃｄ濃度を減少させるのに従って吸収端波長が長波
長側に移動するので、エピタキシャル結晶成長に際して
の溶液濃度を調整することによって、所望の赤外線吸収
膜の吸収端波長を設定することができる。尚、第３図に
おいて縦軸は透過率、横軸は波長である。

赤外線吸収膜４０をＨｇＴｅから形成する場合には、組
成のコントロールが比較的容易であるから、エピタキシ
ャル結晶成長法を用いるほか蒸着によっても膜形成が可
能である。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、コールドシールド
の受光赤外線に対する反射率及び透過率を低減して迷光
を防止することができるので、このコールドシールドを
用いてなる赤外線検知装置における検知感度や分解能を
大幅に向丘させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の構成の実施例を示すコールドシ
ールドの破断側面図、 第２図は本発明の第２の構成の実施例を示すコールドシ
ールドの断面図、 第３図は赤外線吸収膜の吸収端波長の調整方法の例を説
明するための図、 第４図は赤外線検知装置の断面図、 第５図は従来のコールドシールドの断面図である。 ６・・・赤外線検知素子、 ６ａ・・・赤外線検知素子の受光部、 １０・・・コールドシールド、 ４０・・・赤外線吸収膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、赤外線検知素子（６）にその視野角外から入射する
   赤外線を遮光するコールドシールド（１０）において、 上記検知素子（６）の吸収端波長よりも長い吸収端波長
   を有する材質から一体に形成されたことを特徴とするコ
   ールドシールド。 ２、赤外線検知素子（６）にその視野角外から入射する
   赤外線を遮光するコールドシールド（１０）において、 上記検知素子（６）に対向する側の面を除いて、上記検
   知素子（６）の吸収端波長よりも長い吸収端波長を有す
   る材質からなる赤外線吸収膜（４０）が形成されたこと
   を特徴とするコールドシールド。 ３、請求項２に記載のコールドシールドにおいて、 上記赤外線吸収膜（４０）は水銀・カドミウム・テルル
   をエピタキシャル成長させて形成されたことを特徴とす
   るコールドシールド。 ４、請求項２に記載のコールドシールドにおいて、 上記赤外線吸収膜（４０）は水銀・テルルを蒸着して形
   成されたことを特徴とするコールドシールド。