JPH0612503Y2

JPH0612503Y2 - 赤外線検出装置

Info

Publication number: JPH0612503Y2
Application number: JP11643889U
Authority: JP
Inventors: 典満高原; 豊笠井
Original assignee: 日本電気三栄株式会社
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2004-03-30
Also published as: JPH0355534U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、被測定物が放射する赤外線を検出すること
によって温度を計測するようにした非接触型温度測定装
置等に用いて好適な赤外線検出装置に関する。

〔考案の概要〕

この考案は、冷却剤の充填された保温容器と、この保温
容器の内側底部に設けられたカップ状の金属構造体と、
この金属構造体に取付けられた検出素子とを備え、金属
構造体を接地するようにすることにより帯電の影響を受
けることなく安定した測定ができるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、被測定物から放射される赤外線を検出することに
よって、その温度を測定するようにした非接触型温度測
定装置が提案されている。以下に、第３図乃至第６図を
参照して、かかる非接触型温度測定装置について説明す
る。

第４図に従来の非接触型温度測定装置を示す。

(1)は赤外線検出装置で、ステージ(8)上に設置された被
測定物(6)から放射される赤外線を集光するカセグレン
型対物レンズ〔凸面鏡(10A)及び凹面鏡(10B)で構成され
る〕(11)と、そのカセグレン型対物レンズ(11)から反射
される赤外線を所定の周期を以って断続するチョッパ
(7)と、その赤外線を検出して電気信号に変換する検出
器(5)及びその検出器(5)からの検出信号を増幅するプリ
アンプ(4)から成る。そして、第５図に示されるよう
に、検出装置(1)は、ステージ駆動器(9)に対して垂直に
取り付けられたガイド軸(18)に螺合された検出装置保持
体(19)に取り付けられる。従って、検出装置保持体(19)
を実線の矢印で示す如く上下に動かすと、検出装置(1)
も同様に動く。

第４図において、(2)はコントロール装置で、チョッパ
(7)及びステージ駆動器(9)を制御すると共に、ブリアン
プ(4)から供給される増幅検出信号を所定のプログラム
を以って処理して温度データを得る。そして、この得ら
れた温度データに従ってモニタ装置(3)に被測定部(6)の
温度分布等を表示させるように成す。モニタ装置(3)
は、コントロール装置(2)からの温度データをモニタ上
に表示する。

ステージ駆動器(9)は、ステージ(8)を縦及び横方向にミ
クロンオーダーで駆動することによって、ステージ(8)
上に載置された被測定物（例えばＩＣ）(6)の各部分
（その寸法はミクロンオーダーである）の放射する赤外
線を検出器(5)に検出される。かくすることによって、
被測定物(6)の温度がコントロール装置(2)によって計測
処理される。

第６図に赤外線検出装置(1)の検出器(5)及びカセグレン
型対物レンズ(11)の詳細構造を示し、この第６図を参照
してその構造及び赤外線検出方法を説明する。(15)は保
温容器で、内壁部(15a)と、この内壁部(15a)の周囲に中
間部(15b)を介して形成される外壁部(15c)と、この外壁
部(15c)の下部の開口部分に蓋をする如く取付けられる
赤外線透過部材(15d)とから成り、内壁部(15a)と外壁部
(15c)の間の中間部(15b)は真空状態と成っている。

(16)は液体窒素(LN₂)（その温度は−１９６℃である）
で、検出素子(12)、金属性のカップ状を成すコールドカ
ップ（14′）、金属ブロック(14)及びバッフル(13)の温
度を夫々−１９６℃にするための冷却剤である。コール
ドカップ（14′）及び金属ブロック(14)は、内壁部(15
a)の下部に取り付けられ、その内壁部(15a)内に充填さ
れている液体窒素(16)によって、−１９６℃に冷却され
る。

検出素子(12)は、例えばその材質がＨｄｃｄＴｅ（水銀
カドミウムテルル）で、その大きさは数十ミクロンであ
る。そして、この検出素子(12)は、金属ブロック(14)の
下部に取付けられて−１９６℃に冷却される。

カセグレン形対物レンズ(11)は、凸面鏡(10A)と、凸面
鏡(10A)の凸面鏡と対向する凹鏡面(10a)を有する凹面鏡
(10B)から構成され、その凹面鏡(10B)の中心には、赤外
線通過用の透孔(10h)が形成されている。尚、凹面鏡(10
B)の裏面は平面(10b)と成っている。

次に、赤外線検出方法の説明をする。被測定部(6)から
放射される赤外線は、第６図に示す実線の矢印の如く、
凹面鏡(10B)の凹鏡面(10a)で反射された後、凸面鏡(10
A)で反射して、凹面鏡(10B)の透孔(10h)を通過した後、
赤外線透過部材(15d)を透過し、バッフル(13)の孔を通
って検出素子(12)に入射して、この検出素子(12)によっ
て温度が検出される。

第３図は従来使用されている保温容器（ガラスデュワ）
の一例を示すもので、第６図と対応する部分には同一符
号を付し、その詳細説明は省略する。第６図との対比が
わかるように第３図は第６図と異なり、被測定物から放
射される赤外線を図面上横方向より受けるような構成と
されている。なおここではバッフル(13)は省略してい
る。検出素子(12)は検出端子(21),(22)を介してプリア
ンプ(4)に電気的に接続されている。そして検出素子(1
2)が例えば水銀カドミウムテルル光導電型（ＨｇＣｄ
ＴｅＰｃ型）の場合一般に動作抵抗が数10〜100Ω
と低いので、コールドカップ（14′）を実質的に浮遊さ
せて使用している。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、第３図及び第６図の如き構成の赤外線検出装
置の場合、保温容器(15)及びコールドカップ（14′）に
充填されている冷却剤としては液体窒素が一般的であ
り、これが誘電体としてふるまうことになり電荷の発生
が起こる。この電荷による電界が検出素子(12)（Ｈｇ
ＣｄＴｅ）の光導電効果により発生したキャリアに影
響を及ぼし、結果として検出素子(12)の感度を変動させ
る原因となる。この変動は使用者にとって全くランダム
に極めて稀に発生するため検出器を組込んだ装置の他の
故障と区別がつけにくく安定した測定が出来ない欠点が
ある。

この考案は斯る点に鑑みてなされたもので、安定した測
定が可能な赤外線検出装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案による赤外線検出装置は、冷却剤の充填された
保温容器(15)と、この保温容器(15)の内側底部に設けら
れたカップ状の金属構造体（14′，14）と、この金属構
造体（14′，14）に取付けられた検出素子(12)とを備
え、金属構造体（14′，14）を接地するように構成して
いる。

〔作用〕

金属構造体（14′，14）を接地することにより冷却剤の
摩擦により発生した電荷が放電され、その影響がなくな
り安定した測定が可能となる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を第１図及び第２図に基づい
て詳しく説明する。

第１図はこの考案の第１一実施例を示すもので、同図に
おいて、第３図と対応する部分には同一符号を付し、そ
の詳細説明は省略する。

本実施例では保温容器(15)の外壁部(15c)の所定位置に
接地用端子(23)を設け、この接地用端子(23)をコールド
カップ（14′）に接続し、接地用端子(23)の他端を接地
する。つまり、コールドカップ（14′）を接地用端子(2
3)を介して接地する。これにより液体窒素(16)の摩擦で
発生してコールドカップ（14′）に蓄積されている電荷
が放電され、感度変化が生じる等の悪影響がなくなり安
定した測定が可能となる。

第２図はこの考案の第２実施例を示すもので、同図にお
いて、第３図と対応する部分には同一符号を付し、その
詳細説明は省略する。

本実施例では検出素子(12)と接続されている検出端子(2
1)及び(22)のうち一方例えば検出端子(22)を検出素子(1
2)の接地側端子としてコールドカップ（14′）と接続
し、検出端子(22)の接続されているプリアンプ(4)の入
力端子の一方を接地する。つまり、検出素子(12)をフロ
ーティング動作させる必要がなければ検出素子(12)に接
続されている検出端子(22)をコールドカップ（14′）と
導通させ、更に検出端子(22)を接地して、実質的にコー
ルドカップ（14′）を接地状態とする。勿論検出素子(1
2)に接続されている検出端子(21)は信号側端子としてプ
リアンプ(4)の入力端子の他方に接続する。これにより
この場合も液体窒素(16)の摩擦で発生してコールドカッ
プ（14′）に蓄積されている電荷が放電され、感度変化
が生じる等の悪影響がなくなり安定した測定が可能とな
る。

〔考案の効果〕

上述の如くこの考案によれば、検出素子と冷却剤との熱
伝達をつかさどるカップ状の金属構造物を接地するよう
にしたので、電荷の発生による悪影響を防止することが
でき、安定した測定が可能となり、赤外線検出装置の安
定性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の考案の他の一実施例を示す構成図、第３図は従来例を
示す構成図、第４図は従来の非接触型温度測定装置を示
す配置図、第５図はその従来例の一部の構造を示す配置
図、第６図はその従来例の検出装置を示す配置図であ
る。 (5)は検出器、(12)は検出素子、(14)は金属ブロック、
（14′）はコールドカップ、(15)は保温容器、(16)液体
窒素、(21),(22)は検出端子、(23)は接地用端子であ
る。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】冷却剤の充填された保温容器と、該保温容器の内側底部に設けられたカップ状の金属構造
体と、該金属構造体に取付けられた検出素子とを備え、上記金属構造体を接地するようにしたことを特
徴とする赤外線検出装置。