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非冷却型遠赤外線カメラ

非冷却遠赤外線ディテクタの素子構造

弊社が非冷却型遠赤外線カメラでの赤外線センサーは、マイクロボロメータ方式と言われるものを使用しており、 MEMS技術を利用してシリコンウハー上にスタットと呼ばれる柱を立て、0.1μm(マイクロメートル)の薄い薄膜を空中に成型しています。

薄膜面がレンズを通して赤外線を受ける面になり、赤外線を受けることにより薄膜は上下に温度変化します。 この温度変化により抵抗値が変わり、電流を流しその抵抗値を測定することにより、赤外線のエネルギー量が計測できます。

写真「マイクロボロメータ・ピクセルの構造」

ボロメータの周りは、真空状態になっています。 真空状態にすることで熱の移動を防ぎ、受けた赤外線エネルギーを外に逃げないようになっています。

センサーの真空漏れが発生するとセンサーとしての感度が下がります。 ボロメータで受光したエネルギーが空気によって外に伝達されるためです。

ボロメータとしては、真空状態が感度を左右させる大きなファクターになっています。

赤外吸収 → 温度上昇 → 抵抗値減少 → 電流増加

温度が上がると、ボロメータの素材は半導体ですので、抵抗が減少します。
抵抗が減少すると、電流を流した際に電流が増加します。
その電流の変化を読みだして入射している赤外線エネルギーとして換算します。

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