(57)【要約】【課題】高価かつ消費電力の大きい温度安定化素子を用いることなく、簡単な構造で赤外線検知素子の温度分布の形状を安定化させることができる赤外線検知器及びその温度制御方法の提供。【解決手段】赤外線撮像装置の構造物に固定される底板６と、底板６上に配置される赤外線検知素子５との間に、相対的に熱伝導性が高い高熱伝導性材料２と相対的に熱伝導性が低い低熱伝導性材料３とを組み合わせ、底板６からの熱流入経路を狭める熱経路絞り４を設けた熱経路制御放熱板１を配置する。これにより、底板６と赤外線検知素子５との間の熱伝達状態を略一定にすることでき、この仕組みにより、底板６の温度分布が変化した場合であっても赤外線検知素子５の温度分布の形状を、熱経路絞り４を基点とする略一定の形状にすることができる。【選択図】図１
2008139072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検知部が配列された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子を支持する支持板と、を少なくとも備える赤外線検知器において、
前記支持板と前記赤外線検知素子との間に、前記支持板と前記赤外線検知素子との間の熱伝達経路を狭める絞り構造を有する熱経路制御手段を備えることを特徴とする赤外線検知器。
【請求項２】
前記熱経路制御手段は、
前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、
前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、
前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、を含むことを特徴とする請求項１記載の赤外線検知器。
【請求項３】
前記熱経路制御手段は、
相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、
相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、
相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、
相対的に熱伝導性が低い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層と間の前記接続部を除く領域に配置される中間層と、を含むことを特徴とする請求項１記載の赤外線検知器。
【請求項４】
前記接続部は、前記赤外線検知素子の検知面の法線方向から見て、前記赤外線検知素子の略中央に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の赤外線検知器。
【請求項５】
前記赤外線検知素子上に、周囲から入射する赤外線を遮断するための輻射シールドを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の赤外線検知器。
【請求項６】
前記赤外線検知素子は、非冷却赤外線検知素子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の赤外線検知器。
【請求項７】
複数の検知部が配列された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子を支持する支持板と、を少なくとも備える赤外線検知器における温度制御方法であって、
前記支持板と前記赤外線検知素子との間に、前記支持板と前記赤外線検知素子との間の熱伝達経路を狭める絞り構造を有する熱経路制御手段を設け、
前記支持板から流入する熱による前記赤外線検知素子の温度分布の形状を略一定に保持することを特徴とする赤外線検知器の温度制御方法。
【請求項８】
前記熱経路制御手段を、
前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、
前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、
前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、で構成し、
前記支持板から前記赤外線検知素子に流入する熱による前記赤外線検知素子の温度分布の形状を、前記接続部を基点とする形状にすることを特徴とする請求項７記載の赤外線検知器の温度制御方法。
【請求項９】
前記熱経路制御手段を、
相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、
相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、
相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、
相対的に熱伝導性が低い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層と間の前記接続部を除く領域に配置される中間層と、で構成し、
前記支持板から前記赤外線検知素子に流入する熱による前記赤外線検知素子の温度分布の形状を、前記接続部を基点とする形状にすることを特徴とする請求項７記載の赤外線検知器の温度制御方法。
【請求項１０】
前記接続部を、前記赤外線検知素子の検知面の法線方向から見て、前記赤外線検知素子の略中央に配置し、前記赤外線検知素子の温度分布の形状を、前記赤外線検知素子の略中央を中心とする点対称にすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一に記載の赤外線検知器の温度制御方法。
【請求項１１】
前記赤外線検知素子上に、周囲から入射する赤外線を遮断するための輻射シールドを配置し、
前記輻射シールドの温度分布の形状を略一定に保持することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一に記載の赤外線検知器の温度制御方法。
【請求項１２】
前記赤外線検知素子は、非冷却赤外線検知素子であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一に記載の赤外線検知器の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知器及びその温度制御方法に関し、特に、非冷却赤外線検知素子を備える赤外線検知器及びその温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱型の赤外線検知素子は、一般に、物体から放射された赤外線を赤外線吸収膜で吸収して熱に変換し、マイクロブリッジ構造のダイアフラムを構成するボロメータ薄膜等の感熱抵抗体の温度を上昇させてその抵抗を変化させ、感熱抵抗体の抵抗変化から対象物の温度を測定するものである。この種の赤外線検知素子は量子型の赤外線検知素子のように冷却器で低温に冷却する必要がなく、常温近辺で動作可能であることから非冷却赤外線検知素子と呼ばれている。
【０００３】
このような非冷却赤外線検知素子を備える赤外線検知器は、図１２に示すように、内部を真空又は減圧状態に保つ真空容器７及び底板６と、赤外線の入射開口部となる赤外線透過窓８と、底板６上に配置される温度安定化素子１１と、温度安定化素子１１上に配置される赤外線検知素子５と、赤外線検知素子５と外部回路とを接続するための外部回路接続用端子９などで構成される。
【０００４】
ここで、上述したように、赤外線透過窓８から赤外線が入射すると、赤外線が熱に変換されて赤外線検知素子５の温度が上昇し、赤外線検知素子５はその温度の変化を電気信号に変換して外部回路に出力する仕組みとなっている。従って、被写体の温度（すなわち、被写体から放射される赤外線）を正確に測定するためには赤外線検知素子５の温度を安定化することが望ましい。そこで、底板６側から流入する熱の影響を抑制するために、図１２に示すように赤外線検知素子５を温度安定化素子１１上に配置する構造が用いられる。例えば、下記特許文献には、温度安定化素子１１としてペルチェ素子などの電子冷却素子を備える赤外線検知器が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９２２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、底板６と赤外線検知素子５との間に温度安定化素子１１を配置することにより、赤外線検知素子５の温度を略一定に保つことができるが、温度安定化素子１１は高価であり、また、消費電力も大きいため、赤外線検知器のコスト及び消費電力を低減するためには温度安定化素子１１を用いない構造にする必要がある。
【０００７】
しかしながら、図１３に示すように、図１２の赤外線検知器から単に温度安定化素子１１を取り除くと、外部の構造物に固定される底板６から流入する熱によって赤外線検知素子５に温度分布が生じる。例えば、構造物の一部が高温になった場合、高温箇所に近い場所の底板６の温度が上昇し、それに伴って赤外線検知素子５も底板６と同様な温度分布が生じる。
【０００８】
この温度分布は外部回路で行う信号処理によって補正することが可能であるが、高温箇所が変化すると赤外線検知素子５の温度分布も変化してしまうため、出力画像が温度分布に起因して不均一になってしまい、赤外線検知器で被写体の温度を正確に測定することができなくなってしまうという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、高価かつ消費電力の大きい温度安定化素子を用いることなく、簡単な構造で赤外線検知素子の温度分布の形状を安定化させることができる赤外線検知器及びその温度制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の検知部が配列された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子を支持する支持板と、を少なくとも備える赤外線検知器において、前記支持板と前記赤外線検知素子との間に、前記支持板と前記赤外線検知素子との間の熱伝達経路を狭める絞り構造を有する熱経路制御手段を備えるものである。
【００１１】
本発明においては、前記熱経路制御手段は、前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、
前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、を含む構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記熱経路制御手段は、相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、相対的に熱伝導性が低い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層と間の前記接続部を除く領域に配置される中間層と、を含む構成とすることができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記接続部は、前記赤外線検知素子の検知面の法線方向から見て、前記赤外線検知素子の略中央に配置されている構成とすることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記赤外線検知素子上に、周囲から入射する赤外線を遮断するための輻射シールドを備える構成とすることもできる。
【００１５】
また、本発明においては、前記赤外線検知素子は、非冷却赤外線検知素子であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の方法は、複数の検知部が配列された赤外線検知素子と、前記赤外線検知素子を支持する支持板と、を少なくとも備える赤外線検知器における温度制御方法であって、前記支持板と前記赤外線検知素子との間に、前記支持板と前記赤外線検知素子との間の熱伝達経路を狭める絞り構造を有する熱経路制御手段を設け、前記支持板から流入する熱による前記赤外線検知素子の温度分布の形状を略一定に保持するものである。
【００１７】
本発明においては、前記熱経路制御手段を、前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、で構成し、前記支持板から前記赤外線検知素子に流入する熱による前記赤外線検知素子の温度分布の形状を、前記接続部を基点とする形状にする構成とすることができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記熱経路制御手段を、相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記支持板に当接する第１の熱伝導層と、相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記赤外線検知素子に当接する第２の熱伝導層と、相対的に熱伝導性が高い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層とをその一部において連結する柱状の接続部と、相対的に熱伝導性が低い部材で形成され、前記第１の熱伝導層と前記第２の熱伝導層と間の前記接続部を除く領域に配置される中間層と、で構成し、前記支持板から前記赤外線検知素子に流入する熱による前記赤外線検知素子の温度分布の形状を、前記接続部を基点とする形状にする構成とすることができる。
【００１９】
また、本発明においては、前記接続部を、前記赤外線検知素子の検知面の法線方向から見て、前記赤外線検知素子の略中央に配置し、前記赤外線検知素子の温度分布の形状を、前記赤外線検知素子の略中央を中心とする点対称にする構成とすることができる。
【００２０】
また、本発明においては、前記赤外線検知素子上に、周囲から入射する赤外線を遮断するための輻射シールドを配置し、前記輻射シールドの温度分布の形状を略一定に保持する構成とすることもできる。
【００２１】
このように、本発明では、熱経路制御手段の接続部によって支持板側から流入する熱の経路が規制されて赤外線検知素子に伝達されるため、支持板の温度分布が不均一であっても、赤外線検知素子の温度分布を熱経路制御手段の接続部を基点とする略一定の形状にすることができる。これにより、外部回路での信号処理で赤外線検知素子の温度差を補正することができ、赤外線検知器を用いて被写体の温度を正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の非冷却赤外線検知器及びその温度制御方法によれば、高価かつ消費電力の大きい温度安定化素子を用いなくても、赤外線検知素子の温度分布の形状を安定化させることができる。
【００２３】
その理由は、赤外線撮像装置の構造物に接触する底板と、その底板上に配置される赤外線検知素子との間に、底板と赤外線検知素子との間の熱伝達経路を規制する熱経路絞りを備える熱経路制御放熱板を配置し、底板側から流入する熱を熱経路絞りを通して赤外線検知素子に伝達する構造としているため、底板に温度分布があり、その温度分布が時間とともに任意に変化した場合でも、熱経路制御放熱板の上面に配置された赤外線検知素子の温度分布は、既知の形状、即ち熱経路絞りを基点とした形状となるからである。
【００２４】
そして、既知となった赤外線検知素子の温度分布に基づいて外部回路での信号処理によって赤外線検知素子の温度差を補正することにより、均一な画像を表示することができ、これにより赤外線検知器を用いて被写体の温度を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
従来技術で示したように、非冷却赤外線検知素子は、入射した赤外線による温度変化を電気信号に変換して出力するものであるため、赤外線検知素子の温度は安定していることが望ましい。そのため、通常、非冷却赤外線検知素子を温度安定化素子上に配置して温度を安定させているが、温度安定化素子は高価であり、かつ、消費電力が大きいことなどから、温度安定化素子を用いない構造が求められている。
【００２６】
ここで、赤外線検知器は赤外線撮像装置に搭載される検知器であり、赤外線検知器を赤外線撮像装置に取り付ける場合、赤外線検知器の底板と赤外線撮像装置の構造物とが接するように取り付けられるため、底板は赤外線撮像装置の構造物と熱的に繋がる状態になり、赤外線撮像装置の構造物の形状や環境により、底板は任意の温度分布を持ち、その温度分布は時間とともに変化すると考えられる。従って、図１２に示す一般的な非冷却赤外線検知器の構造から単に温度安定化素子を取り除いた図１３の構造の場合、底板と赤外線検知素子とが直接接触するため、底板の熱は赤外線検知素子に直接伝わり、赤外線検知素子も底板と同様に任意の温度分布を持つこととなる。
【００２７】
このように赤外線検知素子に温度分布があると、その温度分布は赤外線検知器の出力画像において感度やオフセットの分布となってしまい、画像の不均一性の原因となってしまう。ただし、赤外線検知素子の温度分布によって出力画像が不均一であった場合でも、その不均一性の傾向が既知であれば、信号処理を使い、既知の傾向に従って不均一性の補正処理を行うことによって、均一な出力画像を得ることができる。
【００２８】
そこで、本発明では、赤外線撮像装置の構造物に固定するための底板と、底板上に配置される赤外線検知素子との間に、相対的に熱伝導性が高い材料と相対的に熱伝導性が低い材料とを組み合わせ、底板からの熱流入経路を狭める熱経路絞りを設けた熱経路制御放熱板を配置する。これにより、底板と赤外線検知素子との間の熱伝達状態を略一定にすることでき、この仕組みにより、底板の温度分布が変化した場合であっても赤外線検知素子の温度分布の形状を略一定にすることができる。
【実施例１】
【００２９】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る非冷却赤外線検知器及びその温度制御方法について、図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、本実施例の非冷却赤外線検知器の構造を模式的に示す断面図であり、図２は、熱経路制御放熱板における熱伝導の様子を示す図である。また、図３乃至図７は、熱経路制御放熱板の構造のバリエーションを示す上面図であり、図８乃至図１０は、熱経路制御放熱板の構造のバリエーションを示す断面図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施例の非冷却赤外線検知器は、赤外線撮像装置の構造物に固定され、他の部材を支持する支持板として機能する金属等からなる底板６と、底板６に被せられ、内部を真空又は減圧状態に保持するガラスや金属等からなる真空容器７と、真空容器７の上部の赤外線の入射開口部に配置される赤外線を透過する材料からなる赤外線透過窓８と、底板６上に配置される熱経路制御放熱板１と、熱経路制御放熱板１上に配置される赤外線検知素子５と、赤外線検知素子５と外部の信号処理回路などとを接続するための外部回路接続用端子９などを備える。
【００３１】
上記赤外線検知素子５は、その内部に読み出し回路等が作り込まれたシリコン等の半導体基板上に、ボロメータ薄膜等の感熱抵抗体を含むダイアフラム（検知部）が１次元又は２次元に配列されて構成される。なお、本実施例の赤外線検知素子５は、入射赤外線による温度変化を検知して電気信号として出力可能な構造であればよく、感熱抵抗体の種類やダイアフラムの構造、素子の配列数などは特に限定されない。また、読み出し回路等の回路要素は赤外線検知素子とは異なる基板に形成されていてもよいし、赤外線検知素子５を実装したパッケージを熱経路制御放熱板１上に配置してもよい。
【００３２】
また、上記熱経路制御放熱板１は、相対的に熱伝導性の高い（相対的に熱伝導率が大きい）高熱伝導性材料２と、相対的に熱伝導性の低い（相対的に熱伝導率が小さい）低熱伝導性材料３とで構成され、赤外線検知素子５との当接面及び底板６との当接面には高熱伝導性材料２が配置され、上下の高熱伝導性材料２は、赤外線検知素子５の受光面の法線方向から見て赤外線検知素子５の略中心に配置される高熱伝導性材料２からなる柱状の接続部（以下、熱経路絞り４と呼ぶ。）によって熱的に接続され、上下の高熱伝導性材料２の間の熱経路絞り４を除く部分に低熱伝導性材料３が配置される。
【００３３】
なお、高熱伝導性材料２は低熱伝導性材料３よりも熱伝導性が高ければ（熱伝導率が大きければ）よく、例えば、高熱伝導性材料２を銅やアルミニウムなどの金属、低熱伝導性材料３をプラスチックなどで構成することができるが、その具体的な材料は特に限定されない。また、ここでは、上部と下部と接続部とを同じ高熱伝導性材料２で構成しているが、各々の部分は低熱伝導性材料３よりも熱伝導性が高ければよく、異なる材料で構成してもよい。また、上部と下部と接続部とは一体的に形成されることが望ましいが、各部を溶接やロー付け、ネジ止めなどによって連結してもよい。
【００３４】
ここで、上述したように、赤外線検知器の底板６は赤外線撮像装置の構造物に固定されて熱的に繋がるため、赤外線撮像装置の構造物の形状や環境により、底板６は任意の温度分布を持ち、時間とともに変化する。しかしながら、図２に示すように、底板６の熱は、熱経路制御放熱板１の底面から低熱伝導性材料３よりも熱伝導性が高い熱経路絞り４を主に通って熱経路制御放熱板１の上面に伝達され、赤外線検知素子５に到達することになり、熱は熱経路絞り４を通るときのその経路が規制されるため、熱経路制御放熱板１上では、熱経路絞り４を中心として放射状に広がる。その結果、熱経路制御放熱板１の上面の温度分布は、底板６の温度分布にかかわらず、ほぼ熱経路絞り４を中心とした円分布となり、その分布に基づいて信号処理によって出力信号を補正することによって、均一な出力画像を得ることができる。
【００３５】
図３を用いて具体的に説明する。図３（ａ）は熱経路制御放熱板１を上部から見た図であり、図３（ｂ）は、熱経路制御放熱板１上面の温度分布を濃淡で現した図である。図３（ａ）に示すように、上部から見て、熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２及び熱経路絞り４を円形状とし、熱経路絞り４を赤外線検知素子５の略中心に配置した場合、底板６側から熱が流入すると、図３（ｂ）に示すように、熱経路制御放熱板１上面では、熱経路絞り４近傍の温度が高く（ここでは色が濃く）、熱経路絞り４から離れるに従って温度が徐々に低く（ここでは徐々に色が薄く）なり、この温度分布の形状は底板６の温度分布によらず、ほぼ一定となる。従って、熱経路絞り４からの距離に応じて信号処理の補正量を変化させることによって、温度分布に起因する出力画像の不均一性を改善することができる。
【００３６】
なお、赤外線検知素子５と熱経路制御放熱板１の各部の寸法比率は図３の構成に限定されず、熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２は赤外線検知素子５よりも大きく、熱経路絞り４は熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２よりも十分に小さければよい。
【００３７】
また、図３では、熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２及び熱経路絞り４を円形状としたが、その形状は特に限定されず、例えば、赤外線検知素子５が矩形形状の場合は、図４（ａ）に示すように、熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２及び熱経路絞り４を同様に矩形形状としてもよく、その場合も、図４（ｂ）に示すように、熱経路制御放熱板１上面では、熱経路絞り４近傍の温度が高く、熱経路絞り４から離れるに従って温度が徐々に低くなり、この温度分布の形状は底板６の温度分布によらず、ほぼ一定となる。
【００３８】
また、図３及び図４では、熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２と熱経路絞り４とを相似形状としたが、本発明では、赤外線検知素子５と熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２と熱経路絞り４の寸法及び位置が規定されていれば熱経路制御放熱板１上面の温度分布の形状は略一定になるため、図５に示すように、熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２と熱経路絞り４とを異なる形状にしてもよい。
【００３９】
また、図３乃至図５では、熱経路絞り４を円形状又は矩形形状として点状に配置したが、図６（ａ）に示すように熱経路絞り４を短冊形状としてライン状に配置してもよく、その場合は、熱経路制御放熱板１上面の温度分布は図６（ｂ）に示すようになり、この温度分布の形状は底板６の温度分布によらず、ほぼ一定となる。
【００４０】
また、図３乃至図５では、熱経路絞り４を赤外線検知素子５の略中心に配置したが、上述したように、赤外線検知素子５と熱経路制御放熱板１上面の高熱伝導性材料２と熱経路絞り４の寸法及び位置が規定されていれば熱経路制御放熱板１上面の温度分布の形状は略一定になるため、例えば、図７（ａ）に示すように、熱経路絞り４を赤外線検知素子５の中心からずらした位置に配置してもよく、その場合も、図７（ｂ）に示すように、熱経路制御放熱板１上面では、熱経路絞り４近傍の温度が高く、熱経路絞り４から離れるに従って温度が徐々に低くなり、この温度分布の形状は底板６の温度分布によらず、ほぼ一定となる。
【００４１】
また、図１では、熱経路絞り４以外の部分からの熱の伝導を抑制するために、上面及び底面の高熱伝導性材料２の間に低熱伝導性材料３を配置したが、図８に示すように、熱経路制御放熱板１を高熱伝導性材料２のみで形成すれば、熱経路絞り４以外の部分から熱伝導を更に抑制することができる。その場合において、熱経路制御放熱板１の強度が問題となる場合は、上面及び底面の高熱伝導性材料２の間の一部（例えば、周囲のみ）に低熱伝導性材料３を配置してもよい。
【００４２】
また、図１では、上面及び底面の高熱伝導性材料２を同じ寸法としたが、熱経路制御放熱板１は赤外線検知素子５を確実に保持できる寸法であればよく、例えば、図９に示すように上面側の高熱伝導性材料２を小さくするなどの変形も可能である。更に、図１、２、８、９では熱経路絞り４を一定の太さとしたが、図１０に示すように、熱経路絞り４の太さを変えてもよい。なお、図９及び図１０において、低熱伝導性材料３は設けても設けなくてもよい。
【００４３】
このように、温度安定化素子の代わりに、熱の伝達経路を規制する熱経路絞り４を設けた熱経路制御放熱板１を用いることにより、赤外線検知器を固定する赤外線撮像装置の構造物の温度が変化して底板６の温度分布が変化した場合であっても、底板６からの熱は熱経路絞り４を中心にして広がるため、熱経路制御放熱板１上面の温度分布の形状を略一定にすることができ、これにより、赤外線検知素子５の温度分布の形状も略一定になり、その温度分布の形状に合わせて信号処理の補正量を変化させることによって、温度分布に起因する出力画像の不均一性を改善して均一な出力画像を得ることができる。
【実施例２】
【００４４】
次に、本発明の第２の実施例に係る非冷却赤外線検知器及びその温度制御方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施例の非冷却赤外線検知器の構造を模式的に示す断面図である。
【００４５】
非冷却赤外線検知器でより精度の高い測定をしたい場合、温度安定化素子に輻射シールドを取り付けて輻射シールドの開口部以外からの赤外線を遮断する構造が用いられる。この場合、温度安定化素子は赤外線検知素子の温度と共に輻射シールドの温度も安定させる機能を担っており、輻射シールドの温度が安定していれば、輻射シールドから放射される赤外線は一定になり、輻射シールドの開口部からの赤外線をより高い精度で検知することが出来るようになる。
【００４６】
そこで、本発明では、図１１に示すように、第１の実施例の図１で示した非冷却赤外線検知器において、赤外線検知素子５上に、被写体以外からの赤外線を遮断する輻射シールド１０を配置する。この構造においても、底板６からの熱は一定の分布で輻射シールド１０の各位置に伝達することになり、輻射シールド１０の温度分布の形状が略一定になるため、赤外線検知素子５に入射する輻射シールド１０からの赤外線も一定の分布となる。従って、赤外線検知器の出力に現れる輻射シールド１０からの赤外線の信号は補正によって取り除くことができるため、輻射シールド１０を用いてより精度の高い測定をしたい場合でも、温度安定化素子が不要となり、赤外線検知器のコスト及び消費電力を低減することができる。
【００４７】
なお、上記各実施例では、赤外線検知素子５を真空又は減圧状態で保持する構造としたが、常圧で保持したり、窒素雰囲気中で保持する構造としてもよく、その場合は、赤外線検知素子５は必ずしも密封する必要はない。また、上記各実施例では、本発明の温度制御構造を赤外線検知素子に適用したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、外部から流入する熱によってその特性が変化する任意のアレイセンサに対して同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、非冷却赤外線検知器に限らず、外部から流入する熱によってその特性が変化する素子を備える検知器全般に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板における熱伝導の様子を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の例を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は温度分布を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の他の例を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は温度分布を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の他の例を示す上面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の他の例を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は温度分布を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の他の例を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は温度分布を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の他の例を示す側断面図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の他の例を示す側断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る赤外線検知器の熱経路制御放熱板の他の例を示す側断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る赤外線検知器の構造を示す断面図である。
【図１２】従来の赤外線検知器の構造を示す断面図である。
【図１３】従来の赤外線検知器から温度安定化素子を取り除いた赤外線検知器の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  熱経路制御放熱板
２  高熱伝導性材料
３  低熱伝導性材料
４  熱経路絞り
５  赤外線検知素子
６  底板
７  真空容器
８  赤外線透過窓
９  外部回路接続用端子
１０  輻射シールド
１１  温度安定化素子
【図１】
2008139072.tif 000003
【図２】
2008139072.tif 000004
【図３】
2008139072.tif 000005
【図４】
2008139072.tif 000006
【図５】
2008139072.tif 000007
【図６】
2008139072.tif 000008
【図７】
2008139072.tif 000009
【図８】
2008139072.tif 000010
【図９】
2008139072.tif 000011
【図１０】
2008139072.tif 000012
【図１１】
2008139072.tif 000013
【図１２】
2008139072.tif 000014
【図１３】
2008139072.tif 000015