(57)【要約】【課題】ショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサを使い、赤外線を検出して温度変化を測定するときに光電変換で起こる誤差を除去し、より正しい測定値を得る。【解決手段】金属薄膜２とＳＯＩ層３とは、ショットキー・バリア・ダイオード（以下、ダイオード）１を形成している。熱型センサはダイオード１を用いて構成されている。制御手段６は赤外線発生源２０からの光がダイオード１に当たっていない状態で、逆バイアスされているダイオード１に流れる電流値Ａと、シャッタ２２を開けて、赤外線発生源２０から光がダイオード１に当たっている状態で、逆バイアスされているダイオード１に流れる電流値Ｂと、ダイオード１に光が当たっている状態としたまま、短絡状態にした時のダイオード１に流れる電流値Ｃを、電流計５に測定させる。そして、計算手段９は（電流値Ｂ−電流値Ｃ）−電流値Ａなどの計算を行い熱型センサの温度変化を推定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射せず、かつ、前記ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａを測定する第１の電流値測定ステップと、
前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、前記ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂを測定する第２の電流値測定ステップと、
前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、前記ショットキー・バリア・ダイオードを短絡状態にして、前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｃを測定する第３の電流値測定ステップと、
前記電流値Ｂから前記電流値Ｃを減算した差分値と前記電流値Ａとに基づいて計算を行い、前記ショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサの温度変化を推定する計算ステップと
を含むことを特徴とする熱型赤外線検出方法。
【請求項２】
赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射しない状態で、前記ショットキー・バリア・ダイオードの順方向特性を測定する順方向特性測定ステップと、
前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射せず、かつ、前記ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａを測定する第１の電流値測定ステップと、
前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、前記ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂを測定する第２の電流値測定ステップと、
前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射した状態で、前記ショットキー・バリア・ダイオードの開放電圧を測定する開放電圧測定ステップと、
前記開放電圧測定ステップで測定された前記開放電圧から推定した光電効果電流を電流値Ｃ’として測定する第３の電流値測定ステップと、
前記電流値Ｂから前記電流値Ｃ’を減算した差分値と前記電流値Ａとに基づいて計算を行い、前記ショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサの温度変化を推定する計算ステップと
を含むことを特徴とする熱型赤外線検出方法。
【請求項３】
ショットキー・バリア・ダイオードを有する熱型センサと、
外部の赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに照射し又は遮断する光制御手段と、
前記ショットキー・バリア・ダイオードにバイアス電圧を印加する電圧源と、
前記ショットキー・バリア・ダイオードに流れる電流を測定する電流計と、
前記ショットキー・バリア・ダイオードに対して、前記光照射制御手段を制御して前記赤外線発生源からの赤外線を入射せず、かつ、前記電圧源から逆バイアス電圧を印加した状態での前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａと、前記光照射制御手段を制御して前記赤外線発生源からの赤外線を入射し、かつ、前記電圧源から逆バイアス電圧を印加した状態での前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂと、前記赤外線発生源からの赤外線を入射し、かつ、前記ショットキー・バリア・ダイオードを短絡状態としたときの前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｃとを、それぞれ前記電流計により測定して記憶する電流値測定制御手段と、
前記電流値測定手段により測定し記憶された前記電流値Ｂから前記電流値Ｃを減算した差分値と前記電流値Ａとに基づいて計算を行い、前記熱型センサの温度変化を推定する計算手段と
を備えることを特徴とする熱型赤外線検出装置。
【請求項４】
ショットキー・バリア・ダイオードを有する熱型センサと、
外部の赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに照射し又は遮断する光制御手段と、
前記ショットキー・バリア・ダイオードにバイアス電圧を印加する電圧源と、
前記ショットキー・バリア・ダイオードに流れる電流を測定する電流計と、
前記電圧源と前記ショットキー・バリア・ダイオードとの間の経路を接続又は遮断するスイッチ手段と、
前記光照射制御手段を制御して前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射しない状態で、前記ショットキー・バリア・ダイオードの順方向特性を測定して記憶する順方向特性測定手段と、
前記光照射制御手段を制御して前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射せず、かつ、前記電圧源から逆バイアス電圧を前記ショットキー・バリア・ダイオードに印加した状態での前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａと、前記光照射制御手段を制御して前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、前記電圧源から逆バイアス電圧を前記ショットキー・バリア・ダイオードに印加した状態での前記ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂとを前記電流計により測定する電流値測定制御手段と、
前記光照射制御手段を制御して前記赤外線発生源からの赤外線を前記ショットキー・バリア・ダイオードに入射した状態で、前記スイッチ手段を制御して前記電圧源と前記ショットキー・バリア・ダイオードとの間の経路を遮断して前記ショットキー・バリア・ダイオードの開放電圧を測定して記憶する開放電圧測定制御手段と、
前記開放電圧測定制御手段で測定された前記開放電圧から前記順方向特性測定手段で測定された前記順方向特性に基づいて推定した光電効果電流を電流値Ｃ’として記憶する光電効果電流推定手段と、
前記電流値Ｂから前記電流値Ｃ’を減算した差分値と前記電流値Ａとに基づいて計算を行い、前記熱型センサの温度変化を推定する計算手段と
を備えることを特徴とする熱型赤外線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱型赤外線検出方法及び熱型赤外線検出装置に係り、特に光電変換が起こる波長領域を含む赤外線をショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサで検出する熱型赤外線検出方法及び熱型赤外線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショットキー・バリア・ダイオードは、シリコンの表面に金属を接触させ、シリコンと金属の界面にショットキーバリアをつくり、そのバリアによりダイオード特性を示す素子である。ショットキーバリアはシリコンと接触させる金属の種類により異なるが、一般にシリコンのバンドギャップより小さい。シリコンのバンドギャップは約１.１ｅＶであるが、例えばｎ型シリコンとＭｏ（モリブデン）を接触させると、約０.６７Ｖのショットキーバリアができる。このショットキーバリアの界面部分に光が入ると、通常のフォトダイオードとして機能し、波長約１.８μｍ程度までの光子が光電変換により電子ホール対に変換され電流となる。可視光は波長約０.８μｍまでなので、このショットキー・バリア・ダイオードは、赤外線を検知する光電変換型センサとして機能する。
【０００３】
一方、ショットキー・バリア・ダイオードを逆バイアスにすると、その抵抗値の変化（バイアス電圧が一定の場合は電流値の変化に等しい）は温度に非常に敏感であり、僅かの温度変化で抵抗値が大きく変化することが知られている。従って、逆バイアスにしたときのショットキー・バリア・ダイオードは、その抵抗値から温度を計測することが可能で、これはサーミスタと呼ばれる。温度変化が赤外線の吸収で起こる場合は、赤外線の測定をしていることになる。これは赤外線を一度熱に変換して測定するので、赤外線の熱型センサである。
【０００４】
このように、ショットキー・バリア・ダイオードは赤外線に対して、光電変換型センサとしても熱型センサとしても使用できることが分かる。例えば、特許文献１には、光電変換型と熱型の両方の信号を取り出して活用する方法についての記載がある。この特許文献１に記載のセンサでは、光電変換型と熱型で異なる波長の赤外線を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、シリコン基板上に設けたショットキーバリアを熱型のショットキーバリアサーミスタとして使用する場合は、特許文献１に記載されたように光電変換が起こる波長と異なる波長で使用するのが基本である。通常はバンドパスフィルタを使い、目的とする波長を選択し、その波長のみを検出する。
【０００７】
ところが、光電変換が起こる波長を含む波長領域を熱型で測定したい場合に、問題が生じる。熱型の場合、逆バイアスをかけてその電流値を検出し、その変化を見るのであるが、その電流の中に光電変換により生じた電流が混じってしまい、正確な電流値の変化が測定できなくなる。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、ショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサを使い、赤外線を検出して温度変化を測定するときに、光電変換で起こる誤差を除去でき、より正しい測定値を得ることが可能な熱型赤外線検出方法及び熱型赤外線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、第１の発明の熱型赤外線検出方法は、赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射せず、かつ、ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａを測定する第１の電流値測定ステップと、赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂを測定する第２の電流値測定ステップと、赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、ショットキー・バリア・ダイオードを短絡状態にして、ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｃを測定する第３の電流値測定ステップと、電流値Ｂから電流値Ｃを減算した差分値と電流値Ａとに基づいて計算を行い、ショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサの温度変化を推定する計算ステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明の熱型赤外線検出方法は、赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射しない状態で、ショットキー・バリア・ダイオードの順方向特性を測定する順方向特性測定ステップと、赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射せず、かつ、ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａを測定する第１の電流値測定ステップと、赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、ショットキー・バリア・ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で、ショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂを測定する第２の電流値測定ステップと、赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射した状態で、ショットキー・バリア・ダイオードの開放電圧を測定する開放電圧測定ステップと、開放電圧測定ステップで測定された開放電圧から推定した光電効果電流を電流値Ｃ’として測定する第３の電流値測定ステップと、電流値Ｂから電流値Ｃ’を減算した差分値と電流値Ａとに基づいて計算を行い、ショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサの温度変化を推定する計算ステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、第３の発明の熱型赤外線検出装置は、ショットキー・バリア・ダイオードを有する熱型センサと、外部の赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに照射し又は遮断する光制御手段と、ショットキー・バリア・ダイオードにバイアス電圧を印加する電圧源と、ショットキー・バリア・ダイオードに流れる電流を測定する電流計と、ショットキー・バリア・ダイオードに対して、光照射制御手段を制御して赤外線発生源からの赤外線を入射せず、かつ、電圧源から逆バイアス電圧を印加した状態でのショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａと、光照射制御手段を制御して赤外線発生源からの赤外線を入射し、かつ、電圧源から逆バイアス電圧を印加した状態でのショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂと、赤外線発生源からの赤外線を入射し、かつ、ショットキー・バリア・ダイオードを短絡状態としたときのショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｃとを、それぞれ電流計により測定して記憶する電流値測定制御手段と、電流値測定手段により測定し記憶された電流値Ｂから電流値Ｃを減算した差分値と電流値Ａとに基づいて計算を行い、熱型センサの温度変化を推定する計算手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、第４の発明の熱型赤外線検出装置は、ショットキー・バリア・ダイオードを有する熱型センサと、外部の赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに照射し又は遮断する光制御手段と、ショットキー・バリア・ダイオードにバイアス電圧を印加する電圧源と、ショットキー・バリア・ダイオードに流れる電流を測定する電流計と、電圧源とショットキー・バリア・ダイオードとの間の経路を接続又は遮断するスイッチ手段と、光照射制御手段を制御して赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射しない状態で、ショットキー・バリア・ダイオードの順方向特性を測定して記憶する順方向特性測定手段と、光照射制御手段を制御して赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射せず、かつ、電圧源から逆バイアス電圧をショットキー・バリア・ダイオードに印加した状態でのショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ａと、光照射制御手段を制御して赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射し、かつ、電圧源から逆バイアス電圧をショットキー・バリア・ダイオードに印加した状態でのショットキー・バリア・ダイオードの電流値Ｂとを電流計により測定する電流値測定制御手段と、光照射制御手段を制御して赤外線発生源からの赤外線をショットキー・バリア・ダイオードに入射した状態で、スイッチ手段を制御して電圧源とショットキー・バリア・ダイオードとの間の経路を遮断してショットキー・バリア・ダイオードの開放電圧を測定して記憶する開放電圧測定制御手段と、開放電圧測定制御手段で測定された開放電圧から順方向特性測定手段で測定された順方向特性に基づいて推定した光電効果電流を電流値Ｃ’として記憶する光電効果電流推定手段と、電流値Ｂから電流値Ｃ’を減算した差分値と電流値Ａとに基づいて計算を行い、熱型センサの温度変化を推定する計算手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ショットキー・バリア・ダイオードを用いた熱型センサで赤外線を検出して温度変化を測定するときに、光電変換で起こる誤差を除去でき、より正しい測定値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の熱型赤外線検出装置で用いる熱型センサの一実施の形態の構成図である。
【図２】本発明の熱型赤外線検出装置の第１の実施の形態の構成図である。
【図３】本発明の熱型赤外線検出方法の第１の実施の形態のフローチャートである。
【図４】逆バイアスをかけたショットキー・バリア・ダイオードに、光が当たっている状態と、光が当たっていない状態のときの各電流値を示す図である。
【図５】図４に示す２つの電流値の差分を示す特性図である。
【図６】補正しないときの電流の変化率と補正したときの電流の変化率とを示す図である。
【図７】本発明の熱型赤外線検出装置の第１の実施の形態の構成図である。
【図８】本発明の熱型赤外線検出方法の第２の実施の形態のフローチャートである。
【図９】光が当たっていない状態で測定したショットキー・バリア・ダイオードの順方向のダイオード特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１６】
図１は、本発明になる熱型赤外線検出装置で用いる熱型センサの一実施の形態の全体構成図を示す。同図において、熱型センサ１００は、ＳＯＩ基板を用いて作られる。支持基板１０８上にシリコン酸化膜１０２があり、その上に薄膜のシリコン層（ＳＯＩ層）１０４がある。ＳＯＩ層１０４はエッチングされてセンサ部分だけが残され、その下には空洞１０１が形成されている。つまり、ＳＯＩ層１０４は空中に浮かんでいる構造になっている。
【００１７】
エッチングされたＳＯＩ層１０４の上部には金属薄膜１０５（例えばモリブデン（Ｍｏ））があり、ＳＯＩ層１０４とショットキーバリアを形成している。金属薄膜１０５の上には熱吸収材料１０６（例えば、タングステン（Ｗ）などの赤外線吸収の良い材料）を重ね、赤外線の吸収を補助している。
【００１８】
ここではＳＯＩ層１０４はｎ型であり、その表面にショットキー・バリア・ダイオードのガードリングになるｐ+不純物拡散領域やＳＯＩ層１０４へのコンタクト層となるｎ+拡散層がある。配線１０３、１０７は例えばチタン（Ｔｉ）でできており、ＳＯＩ層１０４と金属薄膜１０５へ外部から電気接続するための配線である。この構造の熱型センサ１００は、ショットキーバリアサーミスタを使った赤外線センサでもある。
【００１９】
次に、この熱型センサ１００の動作について説明する。
【００２０】
まず、赤外線が金属薄膜１０５や熱吸収材料１０６に吸収されると、それが熱に変わり、ＳＯＩ層１０４も温まる。その結果、ＳＯＩ層１０４と金属薄膜１０５との界面にできているショットキー・バリア・ダイオードの逆バイアス電流及び抵抗値が変化する。この抵抗値の変化から、ＳＯＩ層１０４、金属薄膜１０５、熱吸収材料１０６の温度変化が分かる。その結果、例えば赤外線を発した赤外線発生源（例えば人間の身体）の温度を推定する、などという情報を得ることが可能になる。ＳＯＩ層１０４、金属薄膜１０５、熱吸収材料１０６にたまった熱は、やがてシリコン酸化膜１０２を通して逃げていく。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図２は、本発明になる熱型赤外線検出装置の第１の実施の形態の構成図を示す。図２において、本実施の形態の熱型赤外線検出装置３１は、図１の熱型センサ１００と、電圧源４、電流計５、制御手段６、測定データ処理手段７、出力手段１０、光学フィルタ２１及びシャッタ２２を有し、赤外線発生源（例えば人間の身体）２０から発せられる赤外線を精度良く検出するもので、熱型センサ１００の温度変化から、赤外線発生源２０の温度を算出する。
【００２２】
ここで、図２において、図１の熱型センサ１００は、ＳＯＩ層３（図１のＳＯＩ層１０４に相当）と金属薄膜２（図１の金属薄膜１０５に相当）のみを模式的に描いてある。金属薄膜２とＳＯＩ層３とは、ショットキー・バリア・ダイオード１を形成している。このショットキー・バリア・ダイオード１は、図１に示した熱型センサ１００に相当する。
【００２３】
電圧源４はショットキー・バリア・ダイオード１に逆バイアス電圧を印加する。電流計５は、ＳＯＩ層３と電圧源４の負側端子との間に接続されており、ショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流を測定する。制御手段６は、例えばパーソナル・コンピュータ（パソコン）の測定ソフトなどである。測定データ処理手段７は、メモリ８と計算手段９とからなり、電流計５が測定した電流値をメモリ８に記録し、計算手段９がメモリ８に記録された電流値に基づいて後述する計算処理を行い電流の変化などを計算する。出力手段１０は例えばモニタからなり、計算手段９が計算した計算結果を出力する。制御手段６及びメモリ８は、第３の発明の電流値測定制御手段を構成している。
【００２４】
赤外線発生源２０は、例えば２０００度のフィラメントランプであり、ショットキー・バリア・ダイオード１の界面で光電変換が起こる波長領域の赤外線を含む光を出射する。光学フィルタ２１は、赤外線発生源２０が出射する光のうち可視光をカットして赤外線を透過する。シャッタ２２は光学フィルタ２１を透過した赤外線をオン、オフする。制御手段６は、電圧源４のバイアス値、電流計５の測定タイミング、測定データ処理手段７の処理方法、シャッタ２２のオン、オフを制御する。なお、ここではシャッタ２２を使用したが、赤外線発生源２０の電源をオン、オフするようにしてもよい。
【００２５】
次に、制御手段６及び測定データ処理手段７による動作について、図３のフローチャートと共に説明する。
【００２６】
まず、制御手段６はシャッタ２２を閉じて（オフにして）、赤外線発生源２０から光がショットキー・バリア・ダイオード１に当たっていない状態で、逆バイアスされているショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流値Ａを電流計５に測定させる（ステップＳ１）。この電流値Ａはメモリ８に記憶される。
【００２７】
続いて、制御手段６はシャッタ２２を開けて（オンにして）、赤外線発生源２０から光がショットキー・バリア・ダイオード１に当たっている状態で、逆バイアスされているショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流値Ｂを電流計５に測定させる（ステップＳ２）。この電流値Ｂはメモリ８に記憶される。ここで、赤外線がショットキー・バリア・ダイオード１の金属薄膜２とＳＯＩ層３との界面部分に達すると、そこで光電変換が起き、金属薄膜２がモリブデンの場合は波長１.１〜１.８μｍの範囲の光の約３〜５％が電子ホール対となり、これが上記の逆バイアスの電流値Ｂに含まれている。この結果、抵抗が見かけ上減ることになり、実際以上に温度変化が起きていると誤測定される。なるべくショットキー・バリア・ダイオード１の金属薄膜２とＳＯＩ層３との界面部分に光が到達しないような光学上の工夫により減らすことは可能だが、０にするのは困難である。
【００２８】
そこで、これを補正するために、本実施の形態では、制御手段６はシャッタ２２を開けて、赤外線発生源２０から光がショットキー・バリア・ダイオード１に当たっている状態としたまま、バイアス電圧を０Ｖにして（もしくは電源のない短絡状態にして）、その時ショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流値Ｃを電流計５に測定させる（ステップＳ３）。この電流値Ｃは、光電変換による電流値に等しい。メモリ８はこの電流値Ｃも記憶する。
【００２９】
続いて、計算手段９はメモリ８に記憶されている電流値Ａ，Ｂ，Ｃを読み出して、次式の計算を行って電流の変化を計算する（ステップＳ４）。
【００３０】
電流の変化＝電流値Ｂ−電流値Ｃ−電流値Ａ        （１）
上記の電流値Ｃは光電変換による電流値に等しいから、この電流値Ｃを電流値Ｂから差し引けば、それが真の温度変化による電流値の変化となる。また、計算手段９は次式により電流の変化率も計算する。
【００３１】
電流の変化率＝｛（電流値Ｂ−電流値Ｃ）／電流値Ａ｝−１      （２）
計算手段９は上記の電流の変化及び電流の変化率の計算結果を出力手段１０に供給して出力させる。
【００３２】
なお、ここでは、赤外線発生源２０からの光が無い場合の電流値Ａの測定の際に、光電効果の影響を無視した。赤外線発生源２０からの光が無い場合でも、背景輻射として光がショットキー・バリア・ダイオード１に届いているので、厳密には赤外線発生源２０からの光が無い状態でも光電効果の分は存在する。しかしながら、背景輻射（室温約３００Ｋ）に含まれる波長１.１〜１.８μｍの範囲の光は非常に小さいので、ここでは無視している。勿論、この成分が無視できない場合（例えば別の赤外線発生源が存在し、その影響を受ける場合）はこの分も考慮に入れる必要がある。そのときの光電効果による電流値を電流値Ｄとすると、電流の変化及び電流の変化率はそれぞれ次式で計算される。
【００３３】
電流の変化＝（電流値Ｂ−電流値Ｃ）−（電流値Ａ−電流値Ｄ）        （３）
電流の変化率＝｛（電流値Ｂ−電流値Ｃ）／（電流値Ａ−電流値Ｄ）｝−１  
図４はショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流を縦軸で、逆バイアス電圧を横軸に示す。図４は、逆バイアスをかけたショットキー・バリア・ダイオード１に、逆バイアス電圧を変化させたときの、赤外線発生源２０からの光が当たっている状態（ランプＯＮ）の電流値ＢをＩで、光が当たっていない状態（ランプＯＦＦ）の電流値ＡをIIで示している。ただし、逆バイアス電圧なので、値はマイナスになっている。電流値Ａ，Ｂを比較すると、光が当たっている方の電流値Ｂが、光が当たっていない方の電流値Ａに比べて同じ逆バイアス電圧では多く電流が流れていることが分かる。なお、ここでは、金属薄膜２としてＭｏ（モリブデン）を使用しているので、電流をＭｏ電流、電圧をＭｏ電圧としている。
【００３４】
図５は、上記の電流値Ｂと電流値Ａとの差分（電流値Ｂ−電流値Ａ）の逆バイアス電圧対電流特性を示す。このうち、逆バイアス０Ｖのときの差分の電流値は光電変換により発生した電流値であり、電流値Ｃである。
【００３５】
さて、温度の変化は、電流の変化率に現れる。電流値Ｃにより補正しない場合の変化率と補正した場合の変化率を比べたのが図６である。図６は縦軸が電流変化率（％）、横軸が逆バイアス電圧（Ｖ）を示す。図６において、IIIは次式により計算された補正しないときの電流の変化率の特性を示す。
【００３６】
電流の変化率＝（電流値Ｂ／電流値Ａ）−１        
一方、図６において、IVは次式により計算される補正したときの電流の変化率の特性を示す。
【００３７】
電流の変化率＝｛（電流値Ｂ−電流値Ｃ）／電流値Ａ｝−１      （６）
なお、電流の変化率は同じバイアスで比較しているので、抵抗の変化率の逆数に等しい。
【００３８】
図６に示す特性IIIとIVから分かるように、補正していないときの電流の変化率はIIIで示すように、逆バイアス電圧値により変化率が異なり、どの値が正しいのか分からない。一方、補正した電流の変化率はIVで示すように、逆バイアス電圧が−０.８Ｖ以下では４％強でほぼ一定になっている。温度変化の抵抗値への影響はバイアスの値に関係なく一定のはずであるから、正しく補正が行われたことが分かる。
【００３９】
なお、電流値Ａは毎回測定しなくても、温度が変化したことが明らかな場合や決められた所定時間ごとに測定し、メモリ８に記憶しておくという方法でもよい。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明になる熱型赤外線検出装置の第２の実施の形態の構成図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態の熱型赤外線検出装置３２は、図２に示した熱型赤外線検出装置３１の構成に、ショットキー・バリア・ダイオード１の電圧を測定する電圧計１１と、本発明のスイッチ手段を構成するスイッチ１２とが追加されている。また、制御手段１３は制御手段６の制御動作に加えて、スイッチ１２のオン、オフの制御も行い、このときの電流値を測定データ処理手段７に伝える。電圧計１１は、金属薄膜２とＳＯＩ膜３との間に接続されている。また、スイッチ１２は、金属薄膜２と電圧源４の正側端子との間の経路を接続又は遮断するスイッチである。
【００４１】
制御手段１３とメモリ８とは、第４の発明の電流値測定制御手段、開放電圧測定制御手段、及び光電効果電流推定手段を構成している。
【００４２】
次に、図７の制御手段１３及び測定データ処理手段７の動作について、図８のフローチャートと共に説明する。
【００４３】
まず、制御手段１３はシャッタ２２を閉じて（オフにして）、赤外線発生源２０から光がショットキー・バリア・ダイオード１に当たっていない状態で、順バイアスされているショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流値を電流計５に測定させると共に、順バイアスの電圧値を電圧計１１で測定させ、これらの電流値及び電圧値に基づいて順バイアスの電流電圧特性（順方向のダイオード特性）を計算手段９により計算させ、その計算結果をメモリ８に記憶する（ステップＳ１１）。
【００４４】
続いて、制御手段１３はシャッタ２２を閉じて、赤外線発生源２０から光がショットキー・バリア・ダイオード１に当たっていない状態で、逆バイアスされているショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流値Ａを電流計５に測定させる（ステップＳ１２）。この電流値Ａはメモリ８に記憶される。
【００４５】
続いて、制御手段１３はシャッタ２２を開けて（オンにして）、赤外線発生源２０から光がショットキー・バリア・ダイオード１に当たっている状態で、逆バイアスされているショットキー・バリア・ダイオード１に流れる電流値Ｂを電流計５に測定させる（ステップＳ１３）。この電流値Ｂはメモリ８に記憶される。なお、以上のステップＳ１１〜Ｓ１３では、スイッチ１２は閉じており、金属薄膜２と電圧源４の正側端子との間が接続されている。
【００４６】
続いて、制御手段１３はシャッタ２２を引き続き開けて赤外線発生源２０からの光がショットキー・バリア・ダイオード１に当たっている状態とする一方、これと同時にスイッチ１２を開いて金属薄膜２と電圧源４の正側端子との間の経路を遮断し、その時の電圧計１１で測定される電圧値（すなわち、ショットキー・バリア・ダイオード１の開放電圧）をメモリ８に記憶する（ステップＳ１４）。
【００４７】
続いて、計算手段９はメモリ８から読み出した上記の開放電圧から光電効果電流を推定し、それを電流値Ｃ’として測定し、メモリ８に記憶する（ステップＳ１５）。そして、計算手段９はメモリ８に記憶されている電流値Ａ，Ｂ，Ｃ’を読み出して、次式の計算を行って電流の変化を計算し、その計算結果を出力手段１０へ出力する（ステップＳ１６）。
【００４８】
電流の変化＝電流値Ｂ−電流値Ｃ’−電流値Ａ        （７）
（７）式の電流値Ｃ’はショットキー・バリア・ダイオード１の開放電圧から推定した光電効果電流値であるから、この電流値Ｃ’を電流値Ｂから差し引けば、それが真の温度変化による電流値の変化であるといえる。
【００４９】
本実施の形態のポイントは、光電効果による電流値Ｃ’の推定の仕方が第１の実施の形態と異なることである。本実施の形態では、まず、光が当たっていない状態でのショットキー・バリア・ダイオード１の順方向のダイオード特性を測定して記憶しておく（ステップＳ１１）。次に、光が当たっている状態、つまり光電変換が起きている状態で、ショットキー・バリア・ダイオード１の開放電圧を測定する（ステップＳ１４）。本実施の形態では、ショットキー・バリア・ダイオード１の界面部分の光電変換で起きたキャリアがたまると、電圧が発生し、その電圧で測定しておいた順方向特性から電流値を読み取ると、それが光電変換で発生している電流値と等しくなる性質を利用している。
【００５０】
例えば、図９は、光が当たっていない状態（ランプＯＦＦ）で測定したショットキー・バリア・ダイオード１の順方向特性を示す。光が当たった状態で、ショットキー・バリア・ダイオード１の開放電圧を測ってみると１７ｍＶであった。測定しておいた図９に示すダイオード特性から１７ｍＶの値を読み取ると、ショットキー・バリア・ダイオード１の電流値（Ｍｏ電流値）は１１.７ｎＡであった。この値は、第１の実施の形態のように短絡して測定した電流値と等しい（ただし、電流値は正負が逆になる）。
【００５１】
光電変換で起こる電流値が小さくなると、その電流値を測定するのが困難になることがある。電流よりも電圧を測定した方が楽な場合が多いので、そのような場合に本実施の形態が有効になる。
【００５２】
なお、電流値Ａ、ダイオードの順方向特性は毎回測定しなくても、温度が変化したことが明らかな場合や決められた所定時間ごとに測定し、メモリ８に記憶しておくという方法でもよい。また、電流値の測定順序は上記の各実施の形態における電流値Ａ、Ｂ、Ｃ（又はＣ’）の順に限定されるものではない。ただし、電流値Ｂ、Ｃ（又はＣ’）を測定した後に電流値Ａを測定する場合は、十分に時間をおいてショットキー・バリア・ダイオード１が周囲温度になるまで待つ必要がある。また、ショットキー・バリア・ダイオード１の開放電圧を測定するステップＳ１４は図８のステップＳ１３の前に実行してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  ショットキー・バリア・ダイオード
２、１０５  金属薄膜
３  ＳＯＩ層
４  電圧源
５  電流計
６、１３  制御手段
７  測定データ処理手段
８  メモリ
９  計算手段
１０  出力手段
１１  電圧計
１２  スイッチ
１００  熱型センサ
１０１  空洞
１０２  シリコン酸化膜
１０３、１０７  配線
１０４  シリコン層（ＳＯＩ層）
１０５  金属薄膜
１０６  熱吸収材料
１０８  支持基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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