JPS63208726A - 赤外線検出器 - Google Patents
赤外線検出器Info
- Publication number
- JPS63208726A JPS63208726A JP62041656A JP4165687A JPS63208726A JP S63208726 A JPS63208726 A JP S63208726A JP 62041656 A JP62041656 A JP 62041656A JP 4165687 A JP4165687 A JP 4165687A JP S63208726 A JPS63208726 A JP S63208726A
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- JP
- Japan
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- infrared
- dewar
- ellipse
- reflecting member
- detecting element
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は例えば赤外線撮像装置などに用いられる赤外
線検出器に関するものである。
線検出器に関するものである。
第３図は例えばミシガンのエンバイロメンタル・リサー
チ俸インスチチュート（ＪＡｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｔｎｅ
ｎｔａｌＲａｓｅａｒｃｈ 工ｎ５ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から１９７８年発行のオルフ・ジ
シイス著（Ｗ、Ｌ、ＷＯＬＦＥ、Ｇ、Ｊ。
チ俸インスチチュート（ＪＡｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｔｎｅ
ｎｔａｌＲａｓｅａｒｃｈ 工ｎ５ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から１９７８年発行のオルフ・ジ
シイス著（Ｗ、Ｌ、ＷＯＬＦＥ、Ｇ、Ｊ。
ＺＩＳＳＩＳ） ｒ赤外線ハンドブックＪ（Ｊ五ｅ １
ｎｆｒａｒｅｄＨαｒｗｌｂｏｏｋ）のＰ １５−１８
に示された従来の赤外線検出器の断面図でおる。図に
おいて（１）は二重壁でできた容器で、以下これ全デユ
ワ−（Ｄｅｗαｒ）という。
ｎｆｒａｒｅｄＨαｒｗｌｂｏｏｋ）のＰ １５−１８
に示された従来の赤外線検出器の断面図でおる。図に
おいて（１）は二重壁でできた容器で、以下これ全デユ
ワ−（Ｄｅｗαｒ）という。
（２：はデユワ−窓、（３）は量子形赤外線検出素子（
以下これを検出素子という） 、 ＋４１はコールドシ
ールド、（５）は冷媒が満たされる容器、＋６１は前記
検出素子（３）の取り付は基板、１７）は被測定赤外線
である。
以下これを検出素子という） 、 ＋４１はコールドシ
ールド、（５）は冷媒が満たされる容器、＋６１は前記
検出素子（３）の取り付は基板、１７）は被測定赤外線
である。
なお、容器（５）はこれに注入された冷媒で冷却されて
おり、これにより検出素子（３）の検出感度を増大して
いる。また、コールドシールド（４１は取り付は基板（
６）に固着され、そして検出素子（３）と同様に冷却さ
れる。なお、デユワ−（１）の壁とデユワ−窓（２）と
の間は検出素子（３）、コールドシールド（４１の冷却
を効率よく行うために排気され、そし真空に面した壁面
は熱線を反射するようにされている。
おり、これにより検出素子（３）の検出感度を増大して
いる。また、コールドシールド（４１は取り付は基板（
６）に固着され、そして検出素子（３）と同様に冷却さ
れる。なお、デユワ−（１）の壁とデユワ−窓（２）と
の間は検出素子（３）、コールドシールド（４１の冷却
を効率よく行うために排気され、そし真空に面した壁面
は熱線を反射するようにされている。
従来の赤外線検出器は上記のように構成され、そして被
測定赤外線（７）はデユワ−窓（２）、コールドシール
ド（４）の開口部を通して検出素子（３）に入射されて
、検出される。ここで、コールド７−ルド１４）は常温
の周囲背景から放射される不要赤外線（被測定赤外線（
７）以外の赤外線）が検出素子（３）に入射するのを防
ぎ、これによって検出素子（３）の雑音を低減するもの
である。したがって、コールドシールド（４１は表面の
放射率を高くするとともに低温に冷却されているので、
コールドシールド（４）の表面から放射される不要赤外
線の量は被測定赤外線（７）に比して無視できるほどに
低減される。
測定赤外線（７）はデユワ−窓（２）、コールドシール
ド（４）の開口部を通して検出素子（３）に入射されて
、検出される。ここで、コールド７−ルド１４）は常温
の周囲背景から放射される不要赤外線（被測定赤外線（
７）以外の赤外線）が検出素子（３）に入射するのを防
ぎ、これによって検出素子（３）の雑音を低減するもの
である。したがって、コールドシールド（４１は表面の
放射率を高くするとともに低温に冷却されているので、
コールドシールド（４）の表面から放射される不要赤外
線の量は被測定赤外線（７）に比して無視できるほどに
低減される。
上記のような従来の赤外線検出器では、雑音の低減を図
るために検出素子のみならず、コールドシールドも冷却
する必要があった。このため冷媒に対する熱負荷が大き
くなるので、検出素子、コールドシールドを所定の温度
まで冷却する時間が長くなるという問題点があった。特
に赤外線誘導ミサイルに用いられる赤外線検出器では数
秒で所定の温度まで冷却する必要があり、そのため冷却
に要する時間が長いということは致命的な問題点であっ
た。
るために検出素子のみならず、コールドシールドも冷却
する必要があった。このため冷媒に対する熱負荷が大き
くなるので、検出素子、コールドシールドを所定の温度
まで冷却する時間が長くなるという問題点があった。特
に赤外線誘導ミサイルに用いられる赤外線検出器では数
秒で所定の温度まで冷却する必要があり、そのため冷却
に要する時間が長いということは致命的な問題点であっ
た。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、雑音低減作用を従来と同様に保りたまま、冷
媒に対する熱負荷を大幅に減少して所定の温度まで冷却
するに要する時間を大幅に短縮することができる赤外線
検出器を得ること全目的とする。
たもので、雑音低減作用を従来と同様に保りたまま、冷
媒に対する熱負荷を大幅に減少して所定の温度まで冷却
するに要する時間を大幅に短縮することができる赤外線
検出器を得ること全目的とする。
この発明の赤外線検出器ではコールドシールドを省略し
て冷媒に対する熱負荷を大幅に減少し、かつ、被測定赤
外線が通過するデユワ−窓の開口部を除きデユワ−窓の
形状を楕円をその短軸を軸として回転して得られる回転
楕円面の形状としてこの部分を赤外線反射部材で構成し
、したがってデユワ−の外部からの赤外線はデユワ−窓
の開口部からのものを除き上記赤外線反射部材で反射さ
れて赤外線検出素子には入射されず、また、デユワ−の
内部表面から放射される赤外線のうち前記楕円の焦点よ
り外側の部分から放射される赤外線は赤外線反射部材の
回転楕円状表面によって前記焦点より外側の部分へ反射
され赤外線検出素子には入射されぬようにした。
て冷媒に対する熱負荷を大幅に減少し、かつ、被測定赤
外線が通過するデユワ−窓の開口部を除きデユワ−窓の
形状を楕円をその短軸を軸として回転して得られる回転
楕円面の形状としてこの部分を赤外線反射部材で構成し
、したがってデユワ−の外部からの赤外線はデユワ−窓
の開口部からのものを除き上記赤外線反射部材で反射さ
れて赤外線検出素子には入射されず、また、デユワ−の
内部表面から放射される赤外線のうち前記楕円の焦点よ
り外側の部分から放射される赤外線は赤外線反射部材の
回転楕円状表面によって前記焦点より外側の部分へ反射
され赤外線検出素子には入射されぬようにした。
この発明にかかる赤外線検出器の構造では、赤外線反射
部材によって反射され検出素子に入射する赤外線は、検
出素子及びその近傍から放射される微小な量の赤外線だ
けであり、他の部分からの不要赤外線は検出素子に入射
しないので、コールドシールドを用いたと同等の雑音低
減作用をもつ。
部材によって反射され検出素子に入射する赤外線は、検
出素子及びその近傍から放射される微小な量の赤外線だ
けであり、他の部分からの不要赤外線は検出素子に入射
しないので、コールドシールドを用いたと同等の雑音低
減作用をもつ。
また、コールドシールドが不要となるので冷却に要する
時間が大幅に短縮される。
時間が大幅に短縮される。
以下この発明の実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であって、第
１図において第３図と同一符号は同−又は相等部分を示
し、（８）は赤外線反射部材、１９１ 、 Ｑｏ）は不
要な赤外線、（１１α）、（１１ｂ）は楕円の焦点、（
１２）は楕円の短軸を示す。
１図において第３図と同一符号は同−又は相等部分を示
し、（８）は赤外線反射部材、１９１ 、 Ｑｏ）は不
要な赤外線、（１１α）、（１１ｂ）は楕円の焦点、（
１２）は楕円の短軸を示す。
赤外線反射部材（８）は（１１α）、（ｘｘｂ）に焦点
を持つ楕円をその短軸（１２）のまわりに回転させた時
に得られる回転楕円面の形状に形成されている。この楕
円を回転したとき焦点（１１α）、（ｉｌｌ））の軌跡
は円となり、この円を仮に無用と言うことにすると検出
素子（３）は無用の内部（第１図に示す例では無用の中
心位ｆｉｔ）に置かれる。また、赤外線反射部材（８）
はデユワ−（１）の常温部分に置かれている。
を持つ楕円をその短軸（１２）のまわりに回転させた時
に得られる回転楕円面の形状に形成されている。この楕
円を回転したとき焦点（１１α）、（ｉｌｌ））の軌跡
は円となり、この円を仮に無用と言うことにすると検出
素子（３）は無用の内部（第１図に示す例では無用の中
心位ｆｉｔ）に置かれる。また、赤外線反射部材（８）
はデユワ−（１）の常温部分に置かれている。
上記のように構成された赤外線検出器においては、デユ
ワ−１１１の周囲背景から放射される不要赤外線（９）
は赤外線反射部材（８）でしゃ断されて雑音の原因とは
ならない。
ワ−１１１の周囲背景から放射される不要赤外線（９）
は赤外線反射部材（８）でしゃ断されて雑音の原因とは
ならない。
次にデユワ−＋１１内から放射した不要赤外線（１０）
の影響について説明する。赤外線反射部材（８）の反射
面の形状は回転楕円面の形状になっているので、無用内
の部分から放射され赤外線反射部材（８）の表面で反射
される赤外線は無用内に入射され、無用外の部分から放
射され赤外線反射部材（８）の表面で反射される赤外線
は無用外に入射される。ところで、無用内の部分は検出
素子（３１と同時に冷媒容器（５）の冷媒で冷却される
ので、無用内の部分、すなわち検出素子（３）自体及び
取り付は基板（６）からの赤外線放射量は充分に小さく
、雑音の増加が抑制できる、 また、赤外線反射部材（８）の放射率は小さいので、赤
外線放射部材（８）自身からの不要赤外線放射ｔｉｈ小
さく、この影響による雑音の増加は無視できる。
の影響について説明する。赤外線反射部材（８）の反射
面の形状は回転楕円面の形状になっているので、無用内
の部分から放射され赤外線反射部材（８）の表面で反射
される赤外線は無用内に入射され、無用外の部分から放
射され赤外線反射部材（８）の表面で反射される赤外線
は無用外に入射される。ところで、無用内の部分は検出
素子（３１と同時に冷媒容器（５）の冷媒で冷却される
ので、無用内の部分、すなわち検出素子（３）自体及び
取り付は基板（６）からの赤外線放射量は充分に小さく
、雑音の増加が抑制できる、 また、赤外線反射部材（８）の放射率は小さいので、赤
外線放射部材（８）自身からの不要赤外線放射ｔｉｈ小
さく、この影響による雑音の増加は無視できる。
なお、検出素子（３）の近傍の取り付は基板（６）上に
電極等の高反射率部分が設けられた場合、デユワ−（１
）内外の常温部分から放射された不要赤外線のデユワ−
（１）内における多重反射により・、前記高反射部分の
電極等に入射し、これが反射された後、赤外線反射部材
（８）で再反射されて、検出素子１３）に入射する可能
性がある。これに対して、は、前記高反射率部分の電極
等をたとえばペンキ等の絶縁性赤外線吸収層で被覆して
その影響を除去することができる。
電極等の高反射率部分が設けられた場合、デユワ−（１
）内外の常温部分から放射された不要赤外線のデユワ−
（１）内における多重反射により・、前記高反射部分の
電極等に入射し、これが反射された後、赤外線反射部材
（８）で再反射されて、検出素子１３）に入射する可能
性がある。これに対して、は、前記高反射率部分の電極
等をたとえばペンキ等の絶縁性赤外線吸収層で被覆して
その影響を除去することができる。
第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図であって、
第１図と同一符号は同一部分を示し、第２図に示す実施
例ではデユワ−窓（２）自体をその開口部をも含め回転
楕円面の形状に構成し、デユワ−窓（２）の内面は被測
定赤外線（７）を導入する開口部を残して赤外線反射部
材（８）で被覆する。検出素子（３）は無用内に位置す
るように取付けられている。
第１図と同一符号は同一部分を示し、第２図に示す実施
例ではデユワ−窓（２）自体をその開口部をも含め回転
楕円面の形状に構成し、デユワ−窓（２）の内面は被測
定赤外線（７）を導入する開口部を残して赤外線反射部
材（８）で被覆する。検出素子（３）は無用内に位置す
るように取付けられている。
第２図に示す構造の赤外線反射部材（８）における不要
赤外線の反射は第１図に示す赤外線反射部材（８）にお
けるものと同様に行われ、第２図に示す実施例は第１図
に示す実施例と同様の動作をする。
赤外線の反射は第１図に示す赤外線反射部材（８）にお
けるものと同様に行われ、第２図に示す実施例は第１図
に示す実施例と同様の動作をする。
なお、第２図に示す実施例ではデユワ−窓（２）の内面
を赤外線反射部材（８）で被覆したが、デユワ−窓（２
１の外面を赤外線反射部材（８１で被覆しても同様の動
作をする。ただしこの場合、赤外線反射部材（８）で被
覆された部分のデユワ−窓（２）自身゛が放射する不要
赤外線が雑音源に加わるのでその分だけ雑音は増加する
。しかしデユワ−窓（２１の放射率は小さいので、雑音
増加量は小さく実用上問題はない。
を赤外線反射部材（８）で被覆したが、デユワ−窓（２
１の外面を赤外線反射部材（８１で被覆しても同様の動
作をする。ただしこの場合、赤外線反射部材（８）で被
覆された部分のデユワ−窓（２）自身゛が放射する不要
赤外線が雑音源に加わるのでその分だけ雑音は増加する
。しかしデユワ−窓（２１の放射率は小さいので、雑音
増加量は小さく実用上問題はない。
なお、第１図及び第２図に示す実施例では検出素子（３
１が１個の場合を示したが、この発明はこれに限らず、
複数の検出素子を基板（６）に増り付けた場合にも同様
の効果をもつことは明らかである。
１が１個の場合を示したが、この発明はこれに限らず、
複数の検出素子を基板（６）に増り付けた場合にも同様
の効果をもつことは明らかである。
この発明は以上説明したとおり、回転楕円面状の赤外線
反射部材を増り付けるという簡単な構造により、コール
ドシールドと同等の雑音低減を行うので、コールドシー
ルドが不要となり、そのため冷却に要する時間が大幅に
短縮されるという効果がある。
反射部材を増り付けるという簡単な構造により、コール
ドシールドと同等の雑音低減を行うので、コールドシー
ルドが不要となり、そのため冷却に要する時間が大幅に
短縮されるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す断面図、第３図は従来の赤外
線検知器を示す断面図である。 （１）はデユワ−１（２）はデユワ−窓、（３）は量子
形赤外線検出素子、＋５１Ｆｉ冷媒容器（冷却手段）、
（６）は取り付は基板、（７）は被測定赤外線、１８）
は赤外線反射部材、１９１ 、 （１０）は不要赤外線
、（１１α）、（１１６）は楕円の焦点、（１２）は楕
円の短軸。 尚、各図中同一符号は同−又は相尚部分を示す。
の発明の他の実施例を示す断面図、第３図は従来の赤外
線検知器を示す断面図である。 （１）はデユワ−１（２）はデユワ−窓、（３）は量子
形赤外線検出素子、＋５１Ｆｉ冷媒容器（冷却手段）、
（６）は取り付は基板、（７）は被測定赤外線、１８）
は赤外線反射部材、１９１ 、 （１０）は不要赤外線
、（１１α）、（１１６）は楕円の焦点、（１２）は楕
円の短軸。 尚、各図中同一符号は同−又は相尚部分を示す。
Claims (2)
- （１）内部が真空状態にされたデュワーと、このデュワ
ーの一部として設けられ被測定赤外線を通過させる開口
部を有するデュワー窓と、上記デュワー内の上記デュワ
ー窓開口部から入射する被測定赤外線を検出する位置に
設けられた赤外線検出素子と、この赤外線検出素子を冷
却する冷却手段とを有する赤外線検出器において、 上記デュワー窓を、楕円をその短軸のまわりに回転させ
て得られる回転楕円面状に形成し、上記デュワー窓の開
口部を除きこの回転楕円面にデュワー外部から入射する
赤外線もデュワー内部から入射する赤外線も上記回転楕
円面により反射されるようにした赤外線反射部材を構成
し、 上記楕円の二つの焦点が上記楕円の短軸のまわりに回転
した軌跡により表わされる焦円の範囲内に上記赤外線検
出素子を位置させることを特徴とする赤外線検出器。 - （２）赤外線検出素子の位置する焦円の範囲内における
高反射率部分を、絶縁性赤外線吸収層で被覆したことを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の赤外線検出
器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041656A JPH071198B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 赤外線検出器 |
| CA000559704A CA1308283C (en) | 1987-02-25 | 1988-02-24 | Infrared detector |
| US07/160,430 US4937450A (en) | 1987-02-25 | 1988-02-25 | Infrared detector comprising an evacuated and cooled Dewar having an elliptical spheroid end window |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62041656A JPH071198B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 赤外線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63208726A true JPS63208726A (ja) | 1988-08-30 |
| JPH071198B2 JPH071198B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=12614410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62041656A Expired - Fee Related JPH071198B2 (ja) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | 赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071198B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2115143A (en) | 1934-09-22 | 1938-04-26 | Bell Telephone Labor Inc | Electrical cable |
| FR2487512A1 (fr) | 1980-07-22 | 1982-01-29 | Thomson Csf | Dispositif detecteur de rayonnement infrarouge |
| US4421985A (en) | 1981-06-30 | 1983-12-20 | Vought Corporation | Dark field infrared telescope |
-
1987
- 1987-02-25 JP JP62041656A patent/JPH071198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071198B2 (ja) | 1995-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |