CN102812339B - 热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器 - Google Patents

热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN102812339B
CN102812339B CN201180012828.3A CN201180012828A CN102812339B CN 102812339 B CN102812339 B CN 102812339B CN 201180012828 A CN201180012828 A CN 201180012828A CN 102812339 B CN102812339 B CN 102812339B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
wiring
substrate
pyroelectrics
detecting element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201180012828.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102812339A (zh
Inventor
园孝浩
畑谷光辉
福井卓
西川尚之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN102812339A publication Critical patent/CN102812339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102812339B publication Critical patent/CN102812339B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N15/00—Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect
    • H10N15/10—Thermoelectric devices using thermal change of the dielectric constant, e.g. working above and below the Curie point
    • 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
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • 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
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/12—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G01J5/14—Electrical features thereof
    • G01J5/16—Arrangements with respect to the cold junction; Compensating influence of ambient temperature or other variables
    • 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
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

热电型红外线检测元件具备热电要素，该热电要素具备相互对置的第一电极以及第二电极、和红外线吸收部。上述第一电极形成在热电体基板的厚度方向的第一面上，上述第二电极形成在上述热电体基板的上述厚度方向的第二面上。上述热电型红外线检测元件还具备：输出端子部，具有形成在上述热电体基板上的第一输出端子以及第二输出端子；第一布线部，将上述第一输出端子与上述第一电极连接；以及第二布线部，将上述第二输出端子与上述第二电极连接。上述第一布线部具备：连接布线，形成在上述第一面上，是将上述第一输出端子与上述第一电极连接的导电层；以及抵消布线，用于抵消由于上述热电体基板的温度变化而在上述连接布线上产生的电荷。上述抵消布线是以与上述第二电极电绝缘、并与上述连接布线电连接的方式形成在上述第二面上的导电层。

Description

热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器
技术领域
本发明涉及检测红外线的热电型红外线检测元件以及使用其的红外线传感器。
背景技术
通过热电效应检测红外线的热电型红外线检测元件（热电元件），被广泛地用于检测人体活动的人体检测传感器等的红外线传感器中。
热电效应是通过温度变化在表面产生电荷的现象，在热电型红外线检测元件中，如果在基于自发极化的电荷被外部空气中的离子等中和的平衡状态下射入红外线，则红外线被转换成热而热电体基板的温度变化，由于该温度变化，使电荷的平衡状态崩溃，在热电体基板的表面产生电荷。
作为使用了热电型红外线检测元件的红外线传感器，广泛知晓有在一个封装中收纳热电型红外线检测元件、和对通过热电型红外线检测元件中产生的电荷的移动而流动的电流进行电流电压转换来输出电压信号的电流电压转换电路的传感器。在这种红外线传感器中，热电型红外线检测元件的阻抗为非常大的100GΩ左右，从热电型红外线检测元件输出的电流（输出电流）非常微弱。因此，作为电流电压转换电路，广泛知晓有使用了在栅极上连接热电型红外线检测元件的阻抗转换用场效应晶体管（FET）、和用于设定该场效应晶体管的栅极电位的电阻的电路。
作为上述热电型红外线检测元件，在一张热电体基板上形成了两个受光部（红外线受光部）的双元元件（双元型的热电型红外线检测元件）、以及在一张热电体基板上形成了四个受光部的四元元件（四元型的热电型红外线检测元件）被广泛实用化。此外，作为热电型红外线检测元件，在一张热电体基板上形成了一个受光部的单一元件（单一型的热电型红外线检测元件）也被实用化。
上述热电型红外线检测元件，采用PbTiO3、PZT（：Pb（Zr、Ti）O3）等陶瓷材料、LiTaO3等单结晶材料以及PVF2等高分子材料等的热电材料来作为热电体基板的材料。而且，受光部由形成在热电体基板厚度方向的两面上并相互对置的两个为一组的电极、以及在热电体基板上被该两个为一组的电极夹着的部分构成。此外，采用NiCr等具有导电性的红外线吸收材料来作为各电极的材料。
而且，作为上述热电型红外线检测元件，广泛知晓有在热电体基板的中央部形成多个受光部、在热电体基板的两端部分别形成输出端子部、在热电体基板厚度方向的两面上分别形成将受光部的电极与输出端子部连接的布线部的元件（例如，文献1：日本专利公报第3773623号）。文献1所公开的热电型红外线检测元件采用NiCr来作为受光部的电极、输出端子部以及布线部的材料。
可是，在使用了热电型红外线检测元件的红外线传感器中，即使在不存在来自检测对象（例如，人体等）的红外线射入热电型红外线检测元件的受光部的状态下，也存在由于周围环境（使用环境）的温度变化而产生误动作的情况。因此，在这种红外线传感器中，使用如下双元型的热电型红外线检测元件：构成为同时输入到两个受光部中的外部噪声（周围环境的温度变化等）被消除（例如，文献2：国际公开WO2006／120863，文献3：国际公开WO2006／112122）。
在此，在文献3中，记载有如下红外线传感器：将热电型红外线检测元件收纳到由一面开放的箱状封装主体、和堵塞该封装主体的上述一面并使红外线透过的光学滤波器构成的封装中。而且，在文献3中，记载有使用由绝缘性的陶瓷形成的部件来取代金属制的部件而作为封装主体。
而且，以往以来提出有能够减小由于周围环境的温度变化而突发产生的爆裂噪声的热电型红外线检测元件（例如，文献4：日本公开专利公报平10－300570号）。文献4所公开的热电型红外线检测元件为，在单结晶的LiTaO3基板中，将被两个为一组的电极夹着的第一部分作成自发极化的方向恒定的单区域构造，将第一部分以外的第二部分作成自发极化的方向随机的多区域构造。
在以往的红外线传感器中，作为将周围环境的温度变化传递给热电型红外线检测元件的路径，例如考虑有：从封装经由该封装内的气体传递给热电型红外线检测元件的路径、从封装经由在该封装内支撑热电型红外线检测元件的物体传递给热电型红外线检测元件的路径、以及通过来自封装的热辐射而传递给热电型红外线检测元件的路径等。
因此，在以往的红外线传感器中，考虑有：由于封装的形状或材料、封装与热电型红外线检测元件之间的距离、以及构成电流电压转换电路的电路元件与热电型红外线检测元件之间的相对位置关系等，而使周围环境的温度变化对热电型红外线检测元件的受光部带来的影响不同。
所以，在红外线传感器中，只是使用双元型或四元型的热电型红外线检测元件来作为热电型红外线检测元件，对于外部噪声而言，对同时输入多个受光部的温度变化以外的温度变化不能消除影响。也就是说，在以往的红外线传感器中，即使消除了从确定方向对热电型红外线检测元件输入的温度变化的影响，也受到从上述确定方向以外的方向输入的温度变化的影响。
热电型红外线检测元件伴随着热电体基板的温度变化而在热电体基板厚度方向的两面的整个区域中产生电荷。因此，在以往的热电型红外线检测元件中，不仅是在受光部中产生的电荷，而且在受光部以外产生的电荷，也从输出端子部向作为外部电路的电流电压转换电路输出，所以存在由于周围环境的温度变化的影响而S／N比降低的情况。
而且，在文献4所公开的热电型红外线检测元件中，在制造时，在单结晶的LiTaO3基板的厚度方向两面上形成了电极后，通过将LiTaO3基板在居里温度下加热而使热电性消失，然后，需要一边对对置的电极间施加高电场一边使其冷却到室温，所以工序数增加，成本提高。
发明内容
本发明是鉴于上述原因而完成的，其目的在于提供一种不使热电体基板的热电性变化，就能够抑制由于周围环境的温度变化而产生的电荷从输出端子部输出的热电型红外线检测元件以及使用它的红外线传感器。
本发明的热电型红外线检测元件的第1方案为，具备：热电要素，具备第一电极、与上述第一电极对置的第二电极、以及具有热电性并夹在上述第一电极和上述第二电极之间的红外线吸收部；输出端子部，具有用于取出根据温度变化而在上述热电要素中产生的电流的第一输出端子以及第二输出端子；第一布线部，将上述第一输出端子与上述第一电极连接；以及第二布线部，将上述第二输出端子与上述第二电极连接。上述第一电极形成在使用热电体而形成的热电体基板的厚度方向的第一面上。上述第二电极形成在上述热电体基板的上述厚度方向的第二面上。上述红外线吸收部是在上述热电体基板上夹在上述第一电极和上述第二电极之间的部位。上述第一输出端子以及上述第二输出端子形成在上述热电体基板上。上述第一布线部具备：连接布线，形成在上述第一面上，是将上述第一输出端子与上述第一电极连接的导电层；以及抵消布线，用于抵消由于上述热电体基板的温度变化而在上述连接布线上产生的电荷。上述抵消布线是以不与上述第二电极直接连接、而与上述连接布线电连接的方式形成在上述第二面上的导电层。
本发明的热电型红外线检测元件的第2方案为，在上述热电型红外线检测元件的第一方案中，上述抵消布线以具有与上述连接布线相同的电位的方式与上述连接布线电连接。
本发明的热电型红外线检测元件的第3方案为，在上述热电型红外线检测元件的第一或者第二方案中，上述热电体基板具有与上述厚度方向正交的第一方向上的第一端以及第二端；上述热电要素位于上述第一方向上的上述热电体基板的中央部；上述第一输出端子形成在上述第一端；上述第二输出端子形成在上述第二端。
本发明的热电型红外线检测元件的第4方案为，在上述热电型红外线检测元件的第1～第3中的任一个方案中，上述抵消布线经由上述第一输出端子与上述连接布线电连接。
本发明的热电型红外线检测元件的第5方案为，在上述热电型红外线检测元件的第1～第4中的任一个方案中，上述抵消布线以与上述连接布线对置的方式形成。
本发明的热电型红外线检测元件的第6方案为，在上述热电型红外线检测元件的第1～第5中的任一个方案中，上述抵消布线以与上述连接布线相同的宽度形成。
本发明的热电型红外线检测元件的第7方案为，上述热电型红外线检测元件的第1～第6中的任一个方案中，具备N个上述热电要素，其中，N为4以上的偶数。上述N个热电要素以m×n的矩阵状排列，其中，m·n＝N，并且，m、n都为偶数。
本发明的热电型红外线检测元件的第8方案为，在上述热电型红外线检测元件的第1～第7中的任一个方案中，具备沿厚度方向贯通上述热电体基板的狭缝。上述狭缝以包围上述红外线吸收部的方式形成。
本发明的热电型红外线检测元件的第9方案为，在上述热电型红外线检测元件的第1～第8中的任一个方案中，上述第二布线部具备：第二连接布线，形成在上述第二面上，是将上述第二输出端子与上述第二电极连接的导电层；以及第二抵消布线，用于抵消由于上述热电体基板的温度变化而在上述第二连接布线上产生的电荷。上述第二抵消布线是以不与上述第一电极直接连接、而与上述第二连接布线电连接的方式形成在上述第一面上的导电层。
本发明的红外线传感器的第1方案为，具备上述热电型红外线检测元件的第1～第9方案中的任一个。
本发明的红外线传感器的第2方案为，在上述红外线传感器的第1方案中，具备：信号处理电路，基于在上述热电型红外线检测元件的上述第一输出端子和上述第二输出端子之间流动的电流，生成示出规定信息的信号；以及封装，收纳上述热电型红外线检测元件和上述信号处理电路。上述封装具有使规定频率的红外线向上述热电型红外线检测元件的上述热电要素射入的窗部。上述窗部由使上述规定频率的红外线通过的材料形成。
附图说明
图1是实施方式1的热电型红外线检测元件的俯视图。
图2是图示出上述实施方式1的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图3是图1的C－C剖切线的概略剖面图。
图4是上述实施方式1的热电型红外线检测元件的等价电路图。
图5是上述实施方式1的热电型红外线检测元件的动作说明图。
图6是上述实施方式1的热电型红外线检测元件的动作说明图。
图7是上述实施方式1的热电型红外线检测元件的动作说明图。
图8是比较例1的热电型红外线检测元件的俯视图。
图9是图示出上述比较例1的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图10是上述比较例1的热电型红外线检测元件的等价电路图。
图11是上述比较例1的热电型红外线检测元件的动作说明图。
图12是上述比较例1的热电型红外线检测元件的动作说明图。
图13是上述比较例1的热电型红外线检测元件的动作说明图。
图14是实施方式2的热电型红外线检测元件的俯视图。
图15是图示出上述实施方式2的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图16是比较例2的热电型红外线检测元件的俯视图。
图17是图示出上述比较例2的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图18是实施方式3的热电型红外线检测元件的俯视图。
图19是图示出上述实施方式3的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图20是比较例3的热电型红外线检测元件的俯视图。
图21是图示出上述比较例3的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图22是实施方式4的热电型红外线检测元件的俯视图。
图23是图示出上述实施方式4的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图24是图22的C－C剖切线的概略剖面图。
图25是实施方式5的热电型红外线检测元件的俯视图。
图26是图示出上述实施方式5的热电型红外线检测元件的下面的俯视图。
图27是实施方式6的红外线传感器的概略分解立体图。
图28是实施方式7的红外线传感器的概略分解立体图。
图29是上述实施方式7的红外线传感器的主要部分概略剖面图。
具体实施方式
（实施方式1）
以下，参照图1～图3说明本实施方式的热电型红外线检测元件101，图1是从一个表面（上面）侧观察的俯视图，图2是从上述一个表面侧透视另一个表面（下面）的俯视图，图3是图1的C－C概略剖面图。
本实施方式的热电型红外线检测元件101利用使用热电体形成的基板（热电体基板）10而形成。
本实施方式的热电型红外线检测元件101，如图1～图3所示那样，具备热电要素（受光部）20。热电要素20具备电极（第一电极）31、与第一电极31对置的电极（第二电极）32、以及具有热电性并夹在第一电极31和第二电极32之间的红外线吸收部11。此外，在不区别第一电极31和第二电极32的情况下，记载为电极30。
第一电极31形成在热电体基板10的厚度方向的第一面上。第二电极32形成在热电体基板10的厚度方向的第二面上。红外线吸收部11是在热电体基板10上夹在第一电极31和第二电极32之间的部位。
热电型红外线检测元件101具备用于取出根据温度变化而在热电要素20中产生的电流的输出端子部40。输出端子部40具有分别在热电体基板10上形成的输出端子（第一输出端子）410以及输出端子（第二输出端子）420。
第一输出端子410形成在与热电体基板10的厚度方向正交的第一方向（图1的左右方向）上的第一端（图1的左端）。第一输出端子410具备：导体图案411，形成在热电体基板10的上面的第一端；导体图案412，形成在热电体基板10的下面的第一端；以及连接部413，将导体图案411和导体图案412相互电连接。
第二输出端子420形成在上述第一方向（图1的左右方向）上的第二端（图1的右端）。第二输出端子420具备：导体图案421，形成在热电体基板10的上面的第二端；导体图案422，形成在热电体基板10的下面的第二端；以及连接部423，将导体图案421和导体图案422相互电连接。
此外，在不区别第一输出端子410和第二输出端子420的情况下，记载为输出端子400。在不区别导体图案411、412、421、422的情况下，记载为导体图案430。在不区别连接部413、423的情况下，记载为连接部403。
另外，热电型红外线检测元件101具备：布线部（第一布线部）51，将第一输出端子410连接在热电要素20的第一电极31上；以及布线部（第二布线部）52，将第二输出端子420连接在热电要素20的第二电极32上。
第一布线部51具备连接布线（第一连接布线）511和抵消布线（第一抵消布线）512。第一连接布线511是形成在热电体基板10的上述第一面并将第一输出端子410连接在第一电极31上的导电层。第一抵消布线512是为了使由于热电体基板10的温度变化而在连接布线（第一连接布线）511上产生的电荷抵消而设置的。抵消布线（第一抵消布线）512是以不与第二电极32直接连接、而与连接布线（第一连接布线）511电连接的方式形成在热电体基板10的上述第二面上的导电层。
第二布线部52具备连接布线（第二连接布线）521和抵消布线（第二抵消布线）522。第二连接布线521是形成在热电体基板10的上述第二面并将第二输出端子420连接在第二电极32上的导电层。第二抵消布线522是为了使由于热电体基板10的温度变化而在连接布线（第二连接布线）521上产生的电荷抵消而设置的。抵消布线（第二抵消布线）522是以不与第一电极31直接连接、而与连接布线（第二连接布线）521电连接的方式形成在热电体基板10的上述第一面上导电层。
此外，在不区别第一布线部51和第二布线部52的情况下，记载为布线部50。而且，在不区别连接布线511、521的情况下，记载为连接布线501。同样，在不区别抵消布线512、522的情况下，记载为抵消布线502。
本实施方式的热电型红外线检测元件101具有两个热电要素20。为了相互区别两个热电要素20，根据需要，对一个热电要素（图1左侧的热电要素）以及属于它的结构的标记标注后缀“A”，对另一个热电要素（图2右侧的热电要素）以及属于它的结构的标记标注后缀“B”。
而且，根据需要，对将热电要素20A连接在输出端子部40上的布线部50以及属于它的结构的标记标注后缀“A”，对将热电要素20B连接在输出端子部40上的布线部50以及属于它的结构的标记标注后缀“B”。
接下来，说明热电要素20A。第一电极31A形成在热电体基板10的上面（图3中的上面）上。第二电极32A形成在热电体基板10的下面（图3中的下面）上。红外线吸收部11A是在热电体基板10上夹在第一电极31A和第二电极32A之间的部位。对于热电要素20A而言，热电体基板10的上面为上述第一面，热电体基板10的下面为上述第二面。
热电要素20A使用第一布线部51A以及第二布线部52A而与输出端子部40连接。
第一连接布线511A，如图1所示那样，以将第一输出端子410的导体图案411连接在第一电极31A上的方式形成在热电体基板10的上面上。第一抵消布线512A以与第一连接布线511A对置的方式形成在热电体基板10的下面上。但是，第一抵消布线512A，如图2所示那样，不与第二电极32A直接连接。即，可以说第一抵消布线512A与第二电极32A电绝缘。而且，第一抵消布线512A与第一输出端子410的导体图案412连接。因此，第一抵消布线512A经由第一输出端子410与第一连接布线511A电连接。
第二连接布线521A，如图2所示那样，以将第二输出端子420的导体图案422与第二电极32A连接的方式形成在热电体基板10的下面上。第二抵消布线522A，如图1所示那样，以与第二连接布线521A对置的方式形成在热电体基板10的上面上。但是，第二抵消布线522A不与第一电极31A直接连接。即，可以说第二抵消布线522A与第一电极31A电绝缘。而且，第二抵消布线522A与第二输出端子420的导体图案421连接。因此，第二抵消布线522A经由第二输出端子420与第二连接布线521A电连接。
接下来，说明热电要素20B。第一电极31B形成在热电体基板10的下面（图3中的下面）上。第二电极32B形成在热电体基板10的上面（图3中的上面）上。红外线吸收部11B是在热电体基板10上夹在第一电极31B和第二电极32B之间的部位。对于热电要素20B而言，热电体基板10的下面为上述第一面，热电体基板10的上面为上述第二面。
热电要素20B使用第一布线部51B以及第二布线部52B与输出端子部40连接。
第一连接布线511B，如图2所示那样，以将第一输出端子410的导体图案412与第一电极31B连接的方式形成在热电体基板10的下面上。第一抵消布线512B，如图1所示那样，以与第一连接布线511B对置的方式形成在热电体基板10的上面上。但是，第一抵消布线512B不与第二电极32B直接连接。而且，第一抵消布线512B与第一输出端子410的导体图案411连接。
第二连接布线521B，如图1所示那样，以将第二输出端子420的导体图案421连接在第二电极32B上的方式形成在热电体基板10的上面上。第二抵消布线522B以与第二连接布线521B对置的方式形成在热电体基板10的下面上。但是，第二抵消布线522B，如图2所示那样，不与第一电极31B直接连接。而且，第二抵消布线522B与第二输出端子420的导体图案422连接。
换言之，热电型红外线检测元件101在热电体基板10的中央部形成两个受光部（热电要素）20，在热电体基板10的两端部分别形成输出端子400。在此，各受光部20由在热电体基板10的厚度方向的两面（上述一个表面以及上述另一个表面）上形成并相互对置的两个为一组的电极30、和在热电体基板10上被两个为一组的电极30夹着的部分11构成。
本实施方式的热电型红外线检测元件101为，热电体基板10呈矩形板状，在热电体基板10的长边方向的中央部，两个受光部20沿着热电体基板10的长边方向（第一方向）并列设置，在热电体基板10的长边方向的两端部形成有输出端子400。而且，各电极30为，平面形状呈矩形状，以各电极30的长边方向与热电体基板10的短边方向一致的方式形成。而且，各电极30形成在热电体基板10的短边方向的中央部。热电体基板10的自发极化的方向是沿着该热电体基板10的厚度方向的一个方向，是图3的上方向（图3中箭头所示的方向）。因此，对于热电要素20A而言，第一电极31A为正极，第二电极32A为负极。对于热电要素20B而言，第一电极31B为负极，第二电极32B为正极。第一电极31A、31B与第一输出端子410连接，第二电极32A、32B都与第二输出端子420连接。因此，两个热电要素20A、20B反并联连接。
而且，热电型红外线检测元件101，在热电体基板10的厚度方向的两面上分别形成有将受光部20的电极30与输出端子400连接的连接布线501。与受光部20的两个为一组的电极30连接的两条连接布线501中，一条连接布线501（511A、521B）形成为直线状，另一条连接布线501（511B、521A）形成为倒J字状以便避开另一个受光部20。
输出端子400由在热电体基板10的厚度方向的两面上形成并相互对置的两个为一组的导体图案430、和将成组的导体图案430彼此电连接的连接部403（参照图3）构成。该热电型红外线检测元件101为，热电体基板10由单结晶的LiTaO3基板构成，各电极30、各布线部50以及各导体图案430由红外线吸收材料（例如，NiCr等）构成的薄膜形成，各连接部403由导电性粘合剂形成。
本实施方式的热电型红外线检测元件101是具备两个受光部20的双元型的热电型红外线检测元件，如图4示出的等价电路图所示，两个受光部20反并联连接。即，受光部20是在电气上具有极性的电容器，两个受光部20以反极性并联连接。此外，对图1、图2中的各电极30附加的“＋”或“－”的符号，示出了使左侧的输出端子（第一输出端子）410的极性为“＋”、使右侧的输出端子（第二输出端子）420的极性为“－”时的各电极30的极性。即，图1、2的“＋”、“－”符号，是为了表示哪个电极30与哪个输出端子400连接而使用的，而并不是表示受光部20的极性。
可是，热电型红外线检测元件101设有抵消布线（虚拟布线）502，该抵消布线502在热电体基板10的两面中形成在与连接布线501相反的面侧，并与连接布线501成对。抵消布线502由红外线吸收材料（例如，NiCr等）构成的薄膜形成，不与受光部20直接连接而与构成对的连接布线501同电位连接。在此，热电型红外线检测元件101为，热电体基板10的上述一个表面侧的电极30（31A、32B）、连接布线501（511A、5521B）、导体图案430（411、421）以及抵消布线502（512B、522A）通过蒸镀法或溅射法等同时形成。而且，热电型红外线检测元件101为，热电体基板10的上述另一个表面侧的电极30（31B、32A）、连接布线501（511B、521A）、导体图案430（412、422）以及抵消布线502（512A、522B）同时形成。然后，成对的连接布线501和抵消布线502，在连接有连接布线501的输出端子400上被同电位连接。具体地说，成对的连接布线501和抵消布线502之中，连接布线501与输出端子400的成组的导体图案430、430中的一个导体图案430、以及与该连接布线501连接的电极30一体形成并电连接，抵消布线502与输出端子400的成组的导体图案430、430中的另一个导体图案430一体形成并电连接。
而且，热电型红外线检测元件101为，成对的连接布线501和抵消布线502相互对置地配置。而且，成对的连接布线501和抵消布线502的线宽相同。
而且，热电型红外线检测元件101为，各电极30、各连接布线501、各导体图案430以及各抵消布线502，以围绕通过热电体基板10的中心的对称轴两次旋转对称的方式分别配置在热电体基板10的厚度方向的两面上。
而且，热电型红外线检测元件101为，将与热电体基板10的厚度方向正交的一个面作为对称面，以抵消布线502和连接布线501呈大致面对称的方式形成有抵消布线502。但是，在该情况下，在连接布线501中与抵消布线502呈面对称的部分为，该连接布线501中的除去电极30侧的端部的部分。
优选将与热电体基板10的厚度方向正交的一个面作为对称面、以抵消布线502和连接布线501呈面对称的方式形成抵消布线502，但抵消布线502和连接布线501被同电位连接即可，可以不必须使抵消布线502和连接布线501呈面对称。
优选连接布线501的线宽和抵消布线502的线宽相同，但只要大致相同即可，而且，也可以是抵消布线502的线宽比连接布线501的线宽窄或宽。
以上所说明的热电型红外线检测元件101的等价电路图为如上述图4所示那样，为如下电路构成：将四条连接布线501分别作为构成要素而包含在内的四个电容器60各自的两端连接在两个输出端子400的任一个上。在此，各电容器60为由连接布线501、与该连接布线501成对的抵消布线502、以及热电体基板10上的连接布线501与抵消布线502之间的部分12（参照图3）构成的寄生电容器。因此，四个电容器60中，两个电容器60与一个输出端子400连接，剩余的两个电容器60与另一个输出端子400连接。此外，在图4中，符号“＋”、“－”示出受光部20以及电容器60各自的极性。
此外，热电体基板10的材料并不局限于LiTaO3，例如，也可以采用LiNbO3等其他单结晶材料、PbTiO3、PZT、PZT-PMN（：Pb（Zr，Ti）O3－Pb（Mn，Nb）O3）等陶瓷材料料、或PVF2等高分子材料等。而且，上述红外线吸收材料并不局限于NiCr，例如，也可以采用Ni、黑化金箔等。
在说明本实施方式的热电型红外线检测元件101中设置抵消布线502所带来的效果之前，对除了不具备抵消布线502以外具有与图1相同的构造的图8、图9的比较例1的热电型红外线检测元件101P进行说明。即，比较例1的热电型红外线检测元件101P的布线部50只由连接布线501构成。
对于比较例1的热电型红外线检测元件101P，在两个受光部20反并联连接这一点上，如图10的等价电路图所示那样是相同的。然而，比较例1的热电型红外线检测元件101P，如图10所示那样，为将四条连接布线501（511A、511B、521A、521B）分别作为构成要素而包含在内的四个电容器60P连接在一对输出端子部410、420间的等价电路。各电容器60P由连接布线501、导体图案430以及热电体基板10构成，该导体图案430为与该连接布线501所连接的输出端子400不同的输出端子400的1组导体图案430、430之中、形成在与该连接布线501不同的面上的导体图案430。
在此，参照图11～图13说明对比较例1的热电型红外线检测元件101P施加如图11（a）所示那样的热电体基板10温度上升的温度变化时产生的电荷的时间变化。
在温度变化时热电体基板10所产生的电荷中、在受光部20中产生的电荷，如图12所示的示意图那样通过与该受光部20连接的连接布线511、521而向输出端子410、420放电，所以如果温度变化消失，则如图11（b）所示那样瞬时消失（以短的时间常数消失）。与此相对，在布线部50（连接布线501）中产生的电荷，如图13所示的示意图那样向该连接布线501所连接的输出端子400放电。该被放电的电荷以输出电流而保持原样地向作为外部电路的电流电压转换电路输出。在此，连接布线501只形成在热电体基板10的厚度方向的两面中的一个面上，所以在热电体基板10的另一个面上产生的电荷的放电时间由热电体基板10的表面电阻（片电阻）的值决定（决定速率（律速される））。在此，因为热电体基板10的表面电阻的值非常高，所以直到连接布线501中产生的电荷消失为止的时间常数如图11（c）所示那样变大。这样，在比较例1的热电型红外线检测元件101P中，由于周围环境的温度变化而在布线部50中产生的电荷从输出端子部40作为输出电流（信号）而被输出。
接下来，参照图5～图7说明对本实施方式的热电型红外线检测元件施加101如图5（a）所示那样d热电体基板10温度上升的温度变化时产生的电荷的时间变化。
在温度变化时热电体基板10所产生的电荷中、在受光部20中产生的电荷，如图6所示的示意图那样，分别通过与该受光部20连接的两条连接布线511、521向输出端子410、420放电，所以如果温度变化消失，则如图5（b）所示那样瞬时消失（以短的时间常数消失）。
与此相对，在连接布线510以及与该连接布线501成对的抵消布线502中产生的电荷，如图7所示的示意图那样向连接有该连接布线501以及该抵消布线502的输出端子400放电，所以如图5（c）所示那样瞬时消失（以短的时间常数消失）。在此，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，在连接布线501中产生的电荷的极性与在抵消布线502中产生的电荷的极性不同，并且，相互极性不同的电荷以大致相同的时间常数向同电位的输出端子400放电，所以在连接布线501中产生的电荷与在抵消布线502中产生的电荷抵消，能够抑制作为输出电流而输出的情况。此外，在图5（c）中，将在连接布线501中产生的电荷的时间变化以“A”示出，将在抵消布线502中产生的电荷的时间变化以“B”示出。
以上说明的本实施方式的热电型红外线检测元件101具备：受光部20，由在热电体基板10的厚度方向的两面上形成并相互对置的两个为一组的电极30、30、和在热电体基板10上被两个为一组的电极30、30夹着的部分11构成；一对输出端子400、400，形成在热电体基板10的两端部；以及两个为一组的连接布线501、501，该连接布线501、501分别形成在热电体基板10的两面上并将受光部20和一对输出端子400、400连接；设有抵消布线502，该抵消布线502在热电体基板10的两面中形成在与连接布线501相反的面侧，并与连接布线501构成对，并且，抵消布线502不与受光部20直接连接而与成对的连接布线501同电位连接。
换言之，本实施方式的热电型红外线检测元件101具备：热电要素（受光部）20，具有第一电极31、与第一电极31对置的第二电极32、和具有热电性并夹在第一电极31与第二电极32之间的红外线吸收部11；输出端子部40，具有用于取出根据温度变化而在热电要素20中产生的电流的第一输出端子410以及第二输出端子420；第一布线部51，将第一输出端子410连接在第一电极31上；以及第二布线部52，将第二输出端子420连接在第二电极32上。第一电极31形成在使用热电体而形成的热电体基板10的厚度方向的第一面上。第二电极32形成在热电体基板10的厚度方向的第二面上。红外线吸收部11是在热电体基板10中夹在第一电极31与第二电极32之间的部位。第一输出端子410以及第二输出端子420形成在热电体基板10上。
第一布线部51具备：（第一）连接布线511，是形成在第一面上并将第一输出端子410连接在第一电极31上的导电层；以及（第一）抵消布线512，用于抵消由于热电体基板10的温度变化而在连接布线511上产生的电荷。第一抵消布线512是以不与第二电极32直接连接、而与第一连接布线511电连接的方式形成在第二面上的导电层。
第二布线部52具备：第二连接布线521，是形成在第二面上并将第二输出端子420连接在第二电极32上的导电层；以及第二抵消布线522，用于抵消由于热电体基板10的温度变化而在第二连接布线521上产生的电荷。第二抵消布线522是以不与第一电极31直接连接、而与第二连接布线521电连接的方式形成在第一面上的导电层。
由此，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，能够通过在抵消布线502中产生的电荷抵消在连接布线501中产生的电荷。于是，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，能够不使热电体基板10的热电性变化，而抑制由于周围环境的温度变化而产生的电荷从各输出端子400输出的情况。
此外，热电体基板10具有在与厚度方向正交的第一方向（在本实施方式中为长边方向）上的第一端以及第二端。热电要素20位于上述第一方向上的热电体基板10的中央部。第一输出端子410形成在第一端，第二输出端子420形成在第二端。
而且，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，第一布线部51和第二布线部52这两方具备抵消布线502，但也可以是第一布线部51和第二布线部52中的至少一方具备抵消布线502。但是，优选第一布线部51和第二布线部52这两方具备抵消布线502。
而且，本实施方式的热电型红外线检测元件101具备反并联连接的两个热电要素20A、20B。即，因为本实施方式的热电型红外线检测元件101为双元型，所以在热电型红外线检测元件101整体产生了温度变化的情况下，在受光部20中产生的电荷不作为输出电流从输出端子部40输出，所以能够更加抑制通过周围环境的温度变化的影响而流出输出电流的情况。
而且，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，抵消布线502（512A、512B、522A、522B）以具有与连接布线501（511A、511B、521A、521B）相同的电位的方式与连接布线501（511A、511B、521A、521B）电连接。特别是，第一抵消布线512经由第一输出端子410与第一连接布线511电连接。而且，第二抵消布线522经由第二输出端子420与第二连接布线521电连接。即，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，在输出端子部40上将连接布线501与抵消布线502以同电位连接。因此，能够以最短距离连接连接布线501与抵消布线502。
而且，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，抵消布线502与连接布线501对置地形成。例如，第一抵消布线512A、512B与第一连接布线511A、511B对置地形成。第二抵消布线522A、522B与第二连接布线521A、521B对置地形成。
换言之，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，成对的连接布线501和抵消布线502相互对置地配置。因此，在连接布线501中产生的电荷不依赖于热电体基板10的表面电阻的值而迅速放电。总之，如上述那样，若将与热电体基板10的厚度方向正交的一个面作为对称面、以抵消布线502和连接布线501呈大致面对称的方式形成抵消布线502，则周围环境的温度变化时在连接布线501中产生的电荷，不依赖于热电体基板10的表面电阻的值而瞬时放电。
而且，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，抵消布线502形成为与连接布线501相同的宽度。例如，第一抵消布线512A、512B形成为与第一连接布线511A、511B相同的宽度。第二抵消布线522A、522B形成为与第二连接布线521A、521B相同的宽度。
换言之，在本实施方式的热电型红外线检测元件101中，使成对的连接布线501的线宽与抵消布线502的线宽大致相同。因此，能够使连接布线501中产生的电荷的量与抵消布线502中产生的电荷的量大致相等，能够更加抑制由于周围环境的温度变化而产生的电荷从各输出端子400输出的情况。
而且，本实施方式的热电型红外线检测元件101，如上述那样，各电极30、各连接布线501、各导体图案430以及各抵消布线502，以围绕通过热电体基板10的中心的对称轴两次旋转对称的方式分别配置在热电体基板10的厚度方向的两面上，所以即使将图1的左右调换地使用也获得同等的性能，所以在向封装、安装基板或电路基板等进行安装时，能够与一对输出端子410、420的极性无关地进行安装。
（实施方式2）
图14、15示出的本实施方式的热电型红外线检测元件102的基本构成与实施方式1大致相同，在如下点上不同：是在一张热电体基板10上形成有四个受光部20的四元型。此外，对与实施方式1相同的构成要素标注相同的标记而省略说明。
本实施方式的热电型红外线检测元件102具有四个热电要素20（20A、20B、20C、20D）。四个热电要素20A、20B、20C、20D以2×2的矩阵状排列。此外，为了相互区别四个热电要素20，根据需要，对热电要素20A以及与它相关联的结构的标记标注后缀“A”，对热电要素20B以及属于它的结构的标记标注后缀“B”，对热电要素20C以及属于它的结构的标记标注后缀“C”，对热电要素20D以及属于它的结构的标记标注后缀“D”。
首先，说明热电要素20A、20D。如图14所示那样，各第一电极31A、31D形成在热电体基板10的上面上。各第二电极32A、32D形成在热电体基板10的下面上。对于热电要素20A、20D而言，热电体基板10的上面为上述第一面，热电体基板10的下面为上述第二面。
如图14所示那样，第一连接布线511A、511D形成在热电体基板10的上面上。第一连接布线511A将第一电极31A与第一输出端子410的导体图案411连接，第一连接布线511D将第一电极31D与第一输出端子410的导体图案411连接。第一抵消布线512A以与第一连接布线511A对置的方式形成在热电体基板10的下面上，第一抵消布线512D以与第一连接布线511D对置的方式形成在热电体基板10的下面上。而且，各第一抵消布线512A、512D与第一输出端子410的导体图案412电连接。
如图15所示那样，第二连接布线521A、521D形成在热电体基板10的下面上。第二连接布线521A将第二电极32A与第二输出端子420的导体图案422连接，第二连接布线521D将第二电极32D与第二输出端子420的导体图案422连接。如图14所示那样，第二抵消布线522A以与第二连接布线521A对置的方式形成在热电体基板10的上面上，第二抵消布线522D以与第二连接布线521D对置的方式形成在热电体基板10的上面上。而且，各第二抵消布线522A、522D与第二输出端子420的导体图案421电连接。
接下来，说明热电要素20B、20C。如图14所示那样，各第一电极31B、31C形成在热电体基板10的下面上。各第二电极32B、32C形成在热电体基板10的上面上。对于热电要素20B、20C而言，热电体基板10的上面为上述第二面，热电体基板10的下面为上述第一面。
如图15所示那样，第一连接布线511B、511C形成在热电体基板10的下面上。第一连接布线511B将第一电极31B与第一输出端子410的导体图案412连接，第一连接布线511C将第一电极31C与第一输出端子410的导体图案412连接。如图14所示那样，第一抵消布线512B以与第一连接布线511B对置的方式形成在热电体基板10的上面上，第一抵消布线512C以与第一连接布线511C对置的方式形成在热电体基板10的上面上。而且，各第一抵消布线512B、512C与第一输出端子410的导体图案411电连接。
如图14所示那样，第二连接布线521B、521C形成在热电体基板10的上面上。第二连接布线521B将第二电极32B与第二输出端子420的导体图案421连接，第二连接布线521C将第二电极32C与第二输出端子420的导体图案421连接。第二抵消布线522B以与第二连接布线521B对置的方式形成在热电体基板10的下面上，第二抵消布线522C以与第二连接布线521C对置的方式形成在热电体基板10的下面上。而且，各第二抵消布线522B、522C与第二输出端子420的导体图案422电连接。
如以上所述那样，本实施方式的热电型红外线检测元件102为，偶数个×偶数个的受光部20以矩阵状排列在热电体基板10上。具体地说，四个受光部20以2×2的阵列状排列在一张热电体基板10上。在此，各受光部20的电极30将俯视形状作成正方形形状，在热电体基板10的中央部配置成受光部20的中心位于比热电体基板10的外周线靠内侧的假想正方形的角上。
而且，热电型红外线检测元件102为，四个受光部20中，处于对角位置的两个受光部20彼此并联连接，相互位于不同对角的两个受光部20彼此反并联连接。即，受光部20A、20D相互并联连接，而且，受光部20B、20C相互并联连接。总之，热电型红外线检测元件102为，若设在与热电体基板10的两面平行的一个平面内，设一对输出端子410、420的并列设置方向为X方向（水平方向）、设在上述一个平面内与一对输出端子410、420的并列设置方向正交的方向为Y方向（垂直方向），则沿X方向排列形成的两个受光部20彼此反并联连接，并且，沿Y方向排列形成的两个受光部20彼此反并联连接。
于是，在本实施方式的热电型红外线检测元件102中，在反并联连接的受光部20、20彼此中，由于周围环境的温度变化而在两个受光部20中产生的电荷抵消。而且，因为本实施方式的热电型红外线检测元件102为四元型，所以在热电型红外线检测元件102整体中产生温度变化的情况下，在各受光部20中产生的电荷不作为信号输出。
于是，在本实施方式的热电型红外线检测元件102中，在反并联连接的受光部20、20彼此中，由于周围环境的温度变化等而在两个受光部20中产生的电荷抵消。能够抑制相对于来自X方向以及Y方向中任一方向的温度变化的输出电流被输出的情况。
并且，在本实施方式的热电型红外线检测元件102中，因为具备与实施方式1同样的虚拟布线（抵消布线）502，所以能够不改变热电体基板10的热电性，而更加抑制作为热电型红外线检测元件102整体、相对于来自X方向以及Y方向中的任一方向的温度变化的输出电流被输出的情况。在本实施方式的热电型红外线检测元件102的实施例中，与不具备抵消布线502的图16、17中示出的比较例2的热电型红外线检测元件102P相比，确认了抑制温度变化时的输出电流的情况。
（实施方式3）
图18、19示出的本实施方式的热电型红外线检测元件103的基本构成与实施方式2大致相同，热电体基板10的平面形状为正方形形状，只是在连接布线501以及抵消布线502的布局上不同。此外，对与实施方式1相同的构成要素标注相同的标记而省略说明。
本实施方式的热电型红外线检测元件103与实施方式2同样，具有四个热电要素20（20A、20B、20C、20D）。四个热电要素20A、20B、20C、20D以2×2的矩阵状排列。
首先，说明热电要素20A、20D。如图19所示那样，各第一电极31A、31D形成在热电体基板10的下面上。各第二电极32A、32D，如图18所示那样，形成在热电体基板10的上面上。对于热电要素20A、20D而言，热电体基板10的上面为上述第二面，热电体基板10的下面为上述第一面。
如图19所示那样，第一连接布线511A、511D形成在热电体基板10的下面上。第一连接布线511A将第一电极31A与第一输出端子410的导体图案412连接，第一连接布线511D将第一电极31D与第一输出端子410的导体图案412连接。如图18所示那样，第一抵消布线512A以与第一连接布线511A对置的方式形成在热电体基板10的上面上，第一抵消布线512D以与第一连接布线511D对置的方式形成在热电体基板10的上面上。而且，各第一抵消布线512A、512D与第一输出端子410的导体图案411电连接。
如图18所示那样，第二连接布线521A、521D形成在热电体基板10的上面上。第二连接布线521A将第二电极32A与第二输出端子420的导体图案421连接，第二连接布线521D将第二电极32D与第二输出端子420的导体图案421连接。第二抵消布线522A以与第二连接布线521A对置的方式形成在热电体基板10的下面上，第二抵消布线522D以与第二连接布线521D对置的方式形成在热电体基板10的下面上。而且，各第二抵消布线522A、522D与第二输出端子420的导体图案422电连接。
接下来，说明热电要素20B、20C。如图18所示那样，各第一电极31B、31C形成在热电体基板10的上面上。各第二电极32B、32C形成在热电体基板10的下面上。对于热电要素20B、20C而言，热电体基板10的上面为上述第一面，热电体基板10的下面为上述第二面。
如图18所示那样，第一连接布线511B、511C形成在热电体基板10的上面上。第一连接布线511B将第一电极31B与第一输出端子410的导体图案411连接，第一连接布线511C将第一电极31C与第一输出端子410的导体图案411连接。第一抵消布线512B以与第一连接布线511B对置的方式形成在热电体基板10的下面上，第一抵消布线512C以与第一连接布线511C对置的方式形成在热电体基板10的下面上。而且，各第一抵消布线512B、512C与第一输出端子410的导体图案412电连接。
如图19所示那样，第二连接布线521B、521C形成在热电体基板10的下面上。第二连接布线521B将第二电极32B与第二输出端子420的导体图案422连接，第二连接布线521C将第二电极32C与第二输出端子420的导体图案422连接。如图18所示那样，第二抵消布线522B以与第二连接布线521B对置的方式形成在热电体基板10的上面上，第二抵消布线522C以与第二连接布线521C对置的方式形成在热电体基板10的上面上。而且，各第二抵消布线522B、522C与第二输出端子420的导体图案421电连接。
在本实施方式的热电型红外线检测元件103中，与不具备虚拟布线（抵消布线）502的图20、21示出的比较例3的热电型红外线检测元件103P相比，能够不使热电体基板10的热电性变化，而抑制由于周围环境的温度变化产生的电荷从各输出端子400输出的情况。
（实施方式4）
图22～图24示出的本实施方式的热电型红外线检测元件104的基本构成与实施方式1大致相同，在如下点上不同：除了将成对的连接布线501与虚拟布线（抵消布线）502连接到输出端子400上以外，还通过由导电性粘合剂构成的连接部70连接成同电位。
在本实施方式的热电型红外线检测元件104中，第一连接布线511具备：电极连接部（第一电极连接部）5111，将第一电极31与第一输出端子410连接；以及布线连接部（第一布线连接部）5112，用于与第一抵消布线512连接。第一布线连接部5112A，如图22所示那样，从第一电极连接部5111A延伸到热电体基板10的第二方向（与热电体基板10的厚度方向以及第一方向分别正交的方向）的第一端（图22的下端）。第一布线连接部5112B，从第一电极连接部5111B延伸到热电体基板10的第二方向的第二端（图23的上端）。
第一抵消布线512具备：对置部（第一对置部）5121，与第一连接布线511的第一电极连接部5111对置；以及延伸设置部（第一延伸设置部）5122，用于与第一连接布线511连接。第一延伸设置部5122A与第一布线连接部5112A对置，从第一对置部5121A延伸到热电体基板10的第二方向的第一端（图23的下端）。第一延伸设置部5122B与第一布线连接部5112B对置，从第一对置部5121B延伸到热电体基板10的第二方向的第二端（图22的上端）。
第二连接布线521具备：电极连接部（第二电极连接部）5211，将第二电极32与第二输出端子410连接；以及布线连接部（第二布线连接部）5212，用于与第二抵消布线522连接。第二布线连接部5212A，如图23所示那样，从第二电极连接部5211A延伸到热电体基板10的第二方向的第一端（图23的下端）。第二布线连接部5212B，从第二电极连接部5211B延伸到热电体基板10的第二方向的第二端（图22的上端）。
第二抵消布线522具备：对置部（第二对置部）5221，与第二连接布线521的第二电极连接部5211对置；以及延伸设置部（第二延伸设置部）5222，用于与第二连接布线521连接。第二延伸设置部5222A与第二布线连接部5212A对置，从第二对置部5221A延伸到热电体基板10的第二方向的第一端（图22的下端）。第二延伸设置部5222B与第二布线连接部5212B对置，从第二对置部5221B延伸到热电体基板10的第二方向的第二端（图23的上端）。
第一连接布线511A的第一布线连接部5112A，通过形成在热电体基板10的第二方向的第一端（图22、23的下端）上的连接部70，与第一抵消布线512A的第一延伸设置部5122A电连接（参照图24）。同样，第一连接布线511B的第一布线连接部5112B，通过形成在热电体基板10的第二方向的第二端（图22、23的上端）上的连接部70，与第一抵消布线512B的第一延伸设置部5122B电连接。
第二连接布线521A的第二布线连接部5212A，通过形成在热电体基板10的第二方向的第一端（图22、23的下端）上的连接部70，与第二抵消布线522A的第二延伸设置部5222A电连接。同样，第二连接布线521B的第二布线连接部5212B，通过形成在热电体基板10的第二方向的第二端（图22、23的上端）上的连接部70，与第二抵消布线522B的第二延伸设置部5222B电连接（参照图24）。
但是，在如实施方式2、3中说明的四元型的热电型红外线检测元件102、103那样，与双元型的热电型红外线检测元件1相比，连接布线501的数量增多、连接布线501的布局变复杂的情况下，优选将成对的连接布线501和抵消布线502在输出端子400上连接为同电位。由此，抵消布线502的布局设计的自由度提高，使成对的连接布线501和抵消布线502对置配置的布局设计变得容易。
（实施方式5）
图25、26示出的本实施方式的热电型红外线检测元件105的基本构成与实施方式3大致相同，在如下点上不同：在热电体基板10上，形成用于使各受光部20分别与该热电体基板10的其他部位热绝缘的狭缝13。此外，对与实施方式3相同的构成要素标注相同的标记而省略说明。
本实施方式的热电型红外线检测元件105具备在厚度方向上贯通热电体基板10的四条狭缝13（13A～13D）。狭缝13A将热电要素20A的红外线吸收部11A包围地形成，狭缝13B将热电要素20B的红外线吸收部11B包围地形成，狭缝13C将热电要素20C的红外线吸收部11C包围地形成，狭缝13D将热电要素20D的红外线吸收部11D包围地形成。
这样，在热电型红外线检测元件105中，热电体基板10形成狭缝13而构成，该狭缝13在俯视中包围受光部20，在厚度方向上贯通热电体基板10。
热电体基板10，对各受光部20以俯视中包围受光部20的4边中的3边的方式形成上述狭缝13。因此，热电型红外线检测元件1为，各受光部20由热电体基板10的一部分单臂支撑的构造，通过形成狭缝13，通过热电体基板10向受光部20传递热的传递方向成为单一方向，能够抑制各受光部20与连接布线501和抵消布线502之间热的相互干涉。而且，通过热电型红外线检测元件105形成狭缝13，能够抑制由于周围环境的温度变化而在各受光部20中产生的电荷放电时的时间常数按照每个受光部20产生偏差的情况，能够更加抑制由于周围环境的温度变化而产生的电荷从各输出端子400输出的情况。
此外，在其他实施方式1～4的热电型红外线检测元件101～104中，也可以在热电体基板10上形成狭缝13。而且，不仅是双元型或四元型，即使是单一型也可以形成同样的狭缝13。
（实施方式6）
本实施方式的红外线传感器，如图27所示那样，在封装3中收纳有三维电路块130，该三维电路块130由如下部件构成：热电型红外线检测元件102；IC元件200，形成对该热电型红外线检测元件101的输出电流进行信号处理的信号处理电路；电容器（未图示），外装于IC元件2；以及MID（模制互连组件（Molded Interconnect Devices））基板120，安装有热电型红外线检测元件101、IC元件2和上述电容器等。MID基板120在树脂成型品121的表面形成有电路图案122。此外，在本实施方式中，由IC元件2、上述电容器和MID基板120构成对热电型红外线检测元件102的输出电流进行信号处理的信号处理部。而且，作为该信号处理部的电路构成，例如可以采用上述专利文献1等公开的公知的电路构成。
本实施方式中的封装3是所谓的CAN封装。该封装3由如下部分构成：圆盘状心柱131；有底圆筒状帽132，与该心柱131接合；以及窗部（红外线透过部件）133，配置成堵塞在该帽132的底部所形成的开口部132a，并具有使红外线透过的功能。心柱131以及帽132都是金属制。作为红外线透过部件133，使用了在硅基板的两面或一面上设置有由光学多层膜等构成的滤波器部的平板状光学滤波器，但并不局限于此，例如，也可以使用通过应用了阳极氧化技术的半导体透镜的制造方法（参照日本公开专利公报第3897055号、日本公开专利公报第3897056号）形成的半导体透镜。心柱131保持着与上述信号处理部电连接的三根引线销140（在图27中仅图示出两根）。各引线销140与MID基板120结合并与上述信号处理部电连接。此外，三根引线销140中，一根为向IC元件2供电用，另一根为信号输出用，剩余的一根为接地用。
如以上所述那样，在红外线传感器中，具备：信号处理部，对热电型红外线检测元件102的输出电流进行信号处理；以及封装3，收纳有热电型红外线检测元件102以及信号处理部；封装3的一部分由红外线透过部件133构成，该红外线透过部件133使热电型红外线检测元件102的检测对象的红外线透过。
换言之，本实施方式的红外线传感器具备：热电型红外线检测元件101；信号处理电路（信号处理部），基于在热电型红外线检测元件101的第一输出端子410和第二输出端子420之间流动的电流，生成示出规定信息（例如人是否存在）的信号；以及封装3，收纳热电型红外线检测元件101和信号处理部。封装3具有使规定频率的红外线向热电型红外线检测元件101的热电要素（受光部）20射入的窗部133。窗部133由使规定频率的红外线通过的材料形成。
本实施方式的红外线传感器是人体检测传感器，作为热电型红外线检测元件，使用在实施方式2中说明的热电型红外线检测元件101，但并不局限于此，也可以使用在实施方式3中说明的热电型红外线检测元件103或在实施方式5中说明的热电型红外线检测元件105。
于是，在本实施方式的红外线传感器中，也通过使用在实施方式2中说明的热电型红外线检测元件101，而变得难以受到周围环境的温度变化的影响，所以能够抑制周围环境的温度变化的影响（在此，为能够抑制人体的误检测）。
而且，在本实施方式的红外线传感器中，若使用形成了如实施方式5中说明的热电型红外线检测元件105那样包围各个受光部20的狭缝13的红外线传感器，则因为各受光部20的俯视形状为正方形形状，在俯视中狭缝13包围受光部20的四个边中的三个边，所以也能够稳定地检测在实施方式2中说明的来自X方向以及Y方向中任一方向的人体的活动。
（实施方式7）
本实施方式的红外线传感器，如图28以及图29所示那样，具备：热电型红外线检测元件105；信号处理部200，对该热电型红外线检测元件1的输出电流进行信号处理；以及封装3，收纳热电型红外线检测元件1以及信号处理部200。
本实施方式的信号处理部200为使用了阻抗转换用的场效应晶体管202和高电阻值的电阻203的电流电压转换电路，该场效应晶体管202为，热电型红外线检测元件105与栅极连接，该电阻203用于设定该场效应晶体管202的栅极电位。即，信号处理部200由如下部分构成：热电型红外线检测元件105；场效应晶体管202；电阻203；以及安装这些部件的由印刷布线基板构成的电路基板201。电路基板201形成为圆板状。
本实施方式的红外线传感器为人体检测传感器，作为热电型红外线检测元件，使用了在实施方式5中说明的热电型红外线检测元件105，但并不局限于此，也可以使用在实施方式2中说明的热电型红外线检测元件102或在实施方式3中说明的热电型红外线检测元件103。热电型红外线检测元件105通过在电路基板201的一个表面上配置的两个支撑台204、204支撑。
封装3的构成与实施方式6大致相同，由金属制的心柱131、金属制的帽132、以及红外线透过部件133构成。此外，心柱131保持着用于将信号处理部200的输出取出到外部的三根引线销140。各引线销140与电路基板201结合并与信号处理部200电连接。
在以上说明的本实施方式的红外线传感器中，也通过使用在实施方式5中说明的热电型红外线检测元件105，而变得难以受到周围环境的温度变化的影响，所以能够抑制周围环境的温度变化的影响（在此，为能够抑制人体的误检测）。
实施方式2、3、5中的热电型红外线检测元件102、103、105为，2个×两个受光部20以矩阵状排列，但并不局限于此，也可以是偶数个×偶数个受光部20以矩阵状排列，例如，可以是四个×四个受光部20以矩阵状排列，也可以是6个×6个受光部20以矩阵状排列。即，热电型红外线检测元件102、103、105可以是，具备N个（其中，N为4以上的偶数）热电要素20，N个热电要素20以m×n的矩阵状（其中，m·n＝N，并且，m、n都是偶数）排列。在此，优选m与n相等。
而且，在实施方式6、7中，作为红外线传感器，例示了人体检测传感器，但红外线传感器并不局限于此，例如，也可以是气体传感器，火焰传感器等，也可以根据用途，从双元型、四元型、单一型中适当选择热电型红外线检测元件101～105的类型。
在此，若将红外线传感器作为人体检测传感器使用，并配合基于人体检测传感器的输出使设在照明负载和电源之间的开关要素（开关元件、继电器等）开或关的控制电路等使用，则在存在热电型红外线检测元件101、102、103、104或者105的周围环境的温度变化时，尽管在人体检测传感器的检测区域内不存在人体，也能够防止产生照明负载点亮这一误动作，实现节能化。
而且，在将红外线传感器作为气体传感器或火焰传感器使用的情况下，在存在热电型红外线检测元件101、102、103、104或者105的周围环境的温度变动时，尽管在检测区域内不存在检测对象的气体或火焰，也能够防止产生通报这一误动作，能够提高可靠性。

Claims (11)

1.一种热电型红外线检测元件，具备：
热电要素，具备第一电极、与上述第一电极对置的第二电极、以及具有热电性并夹在上述第一电极和上述第二电极之间的红外线吸收部；
输出端子部，具有用于取出根据温度变化而在上述热电要素中产生的电流的第一输出端子以及第二输出端子；
第一布线部，将上述第一输出端子与上述第一电极连接；以及
第二布线部，将上述第二输出端子与上述第二电极连接；
该热电型红外线检测元件的特征在于，
上述第一电极形成在使用热电体而形成的热电体基板的厚度方向的第一面上；
上述第二电极形成在上述热电体基板的上述厚度方向的第二面上；
上述红外线吸收部是在上述热电体基板上夹在上述第一电极和上述第二电极之间的部位；
上述第一输出端子以及上述第二输出端子形成在上述热电体基板上；
上述第一布线部具备：连接布线，形成在上述第一面上，是将上述第一输出端子与上述第一电极连接的导电层；以及抵消布线，用于抵消由于上述热电体基板的温度变化而在上述连接布线上产生的电荷；
上述抵消布线是以不与上述第二电极直接连接、而与上述连接布线电连接的方式形成在上述第二面上的导电层。
2.如权利要求1所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
上述抵消布线以具有与上述连接布线相同的电位的方式与上述连接布线电连接。
3.如权利要求1或2所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
上述热电体基板具有在与上述厚度方向正交的第一方向上的第一端以及第二端；
上述热电要素位于上述第一方向上的上述热电体基板的中央部；
上述第一输出端子形成在上述第一端；
上述第二输出端子形成在上述第二端。
4.如权利要求1~3中任一项所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
上述抵消布线经由上述第一输出端子与上述连接布线电连接。
5.如权利要求1~4中任一项所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
上述抵消布线以与上述连接布线对置的方式形成。
6.如权利要求1~5中任一项所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
上述抵消布线以与上述连接布线相同的宽度形成。
7.如权利要求1~6中任一项所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
具备N个上述热电要素，其中，N为4以上的偶数；
上述N个热电要素以m×n的矩阵状排列，其中，m·n＝N，并且，m、n都为偶数。
8.如权利要求1~7中任一项所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
具备沿厚度方向贯通上述热电体基板的狭缝；
上述狭缝以包围上述红外线吸收部的方式形成。
9.如权利要求1~8中任一项所述的热电型红外线检测元件，其特征在于，
上述第二布线部具备：第二连接布线，形成在上述第二面上，是将上述第二输出端子与上述第二电极连接的导电层；以及第二抵消布线，用于抵消由于上述热电体基板的温度变化而在上述第二连接布线上产生的电荷；
上述第二抵消布线是以不与上述第一电极直接连接、而与上述第二连接布线电连接的方式形成在上述第一面上的导电层。
10.一种红外线传感器，其特征在于，
具备权利要求1～9中任一项所述的热电型红外线检测元件。
11.如权利要求10所述的红外线传感器，其特征在于，具备：
信号处理电路，基于在上述热电型红外线检测元件的上述第一输出端子和上述第二输出端子之间流动的电流，生成示出规定信息的信号；以及
封装，收纳上述热电型红外线检测元件和上述信号处理电路；
上述封装具有使规定频率的红外线向上述热电型红外线检测元件的上述热电要素射入的窗部；
上述窗部由使上述规定频率的红外线通过的材料形成。
CN201180012828.3A 2010-06-25 2011-06-23 热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器 Expired - Fee Related CN102812339B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010145393 2010-06-25
JP2010-145393 2010-06-25
PCT/JP2011/064348 WO2011162319A1 (ja) 2010-06-25 2011-06-23 焦電型赤外線検知素子およびそれを用いた赤外線センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102812339A CN102812339A (zh) 2012-12-05
CN102812339B true CN102812339B (zh) 2015-07-08

Family

ID=45371491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180012828.3A Expired - Fee Related CN102812339B (zh) 2010-06-25 2011-06-23 热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8487258B2 (zh)
EP (1) EP2587233A4 (zh)
JP (1) JP5838343B2 (zh)
KR (1) KR101353623B1 (zh)
CN (1) CN102812339B (zh)
SG (1) SG183455A1 (zh)
TW (1) TWI438410B (zh)
WO (1) WO2011162319A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2947432A4 (en) * 2013-01-21 2016-07-20 Panasonic Ip Man Co Ltd INFRARED DETECTION ELEMENT, INFRARED SENSOR, AND INFRARED GAS SENSOR
JP6179858B2 (ja) * 2013-10-08 2017-08-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 赤外線検出素子、赤外線検出器及び赤外線式ガスセンサ
JP2015170396A (ja) * 2014-03-05 2015-09-28 日立アプライアンス株式会社 誘導加熱調理器
US10113912B2 (en) 2015-05-30 2018-10-30 Pixart Imaging Inc. Thermopile module
TWI652457B (zh) 2016-03-16 2019-03-01 原相科技股份有限公司 穿戴式裝置
US10168220B2 (en) 2015-03-20 2019-01-01 Pixart Imaging Inc. Wearable infrared temperature sensing device
JP2016191610A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 人体検知装置
WO2017094280A1 (ja) * 2015-11-30 2017-06-08 国立大学法人東京大学 ボロメータ型テラヘルツ波検出素子およびボロメータ型テラヘルツ波検出素子アレイ
JP6868828B2 (ja) * 2017-11-08 2021-05-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 焦電素子及びそれを備える赤外線検出装置
KR102335989B1 (ko) * 2017-11-29 2021-12-07 현대자동차주식회사 열전 모듈 시트 및 이를 포함하는 열전 모듈 조립체
EP3734242B1 (en) * 2017-12-28 2023-12-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Photodetector
WO2020174732A1 (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 赤外線センサ及び赤外線センサアレイ
TWI721826B (zh) * 2020-03-17 2021-03-11 高爾科技股份有限公司 紅外線熱反應式控制面板

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300934A (zh) * 1999-12-17 2001-06-27 松下电工株式会社 红外线接收元件以及使用该种元件的红外线传感器
CN1441252A (zh) * 2002-02-28 2003-09-10 株式会社村田制作所 加速度传感器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9009117D0 (en) * 1990-04-24 1990-08-08 Emi Plc Thorn Pyroelectric detector and method of manufacturing the same
JPH0550329U (ja) * 1991-12-03 1993-07-02 日本セラミック株式会社 焦電型赤外線検出器
TW346688B (en) 1996-04-15 1998-12-01 Matsushita Electric Works Ltd Pyroelectric-type IR receiving element and IR sensor using the same
JP3372180B2 (ja) * 1996-04-15 2003-01-27 松下電工株式会社 焦電型赤外線検知素子及び焦電型赤外線センサ
JPH10300570A (ja) 1997-04-30 1998-11-13 Matsushita Electric Works Ltd 焦電型赤外線検出素子
JPH116763A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 焦電型赤外線検出素子
JP3773623B2 (ja) * 1997-06-25 2006-05-10 松下電工株式会社 焦電素子
JP2000121431A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Mitsubishi Materials Corp 焦電型赤外線センサ
JP2003166877A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Daishinku Corp 焦電型検出素子の製造方法。
WO2006112122A1 (ja) 2005-04-07 2006-10-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. 赤外線センサ
EP1884754B1 (en) 2005-05-11 2015-11-04 Murata Manufacturing Co., Ltd. Infrared sensor
JP3897056B1 (ja) 2005-05-18 2007-03-22 松下電工株式会社 半導体レンズの製造方法
JP3897055B1 (ja) 2005-05-18 2007-03-22 松下電工株式会社 半導体レンズの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300934A (zh) * 1999-12-17 2001-06-27 松下电工株式会社 红外线接收元件以及使用该种元件的红外线传感器
CN1441252A (zh) * 2002-02-28 2003-09-10 株式会社村田制作所 加速度传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CN102812339A (zh) 2012-12-05
EP2587233A1 (en) 2013-05-01
KR20120125351A (ko) 2012-11-14
WO2011162319A1 (ja) 2011-12-29
SG183455A1 (en) 2012-09-27
US20120318980A1 (en) 2012-12-20
JP5838343B2 (ja) 2016-01-06
US8487258B2 (en) 2013-07-16
EP2587233A4 (en) 2015-07-01
TWI438410B (zh) 2014-05-21
KR101353623B1 (ko) 2014-01-20
JP2012027010A (ja) 2012-02-09
TW201215857A (en) 2012-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102812339B (zh) 热电型红外线检测元件及使用其的红外线传感器
CN102625907B (zh) 红外线传感器
US10775407B2 (en) Sensor system and cover device for a sensor system
JP4702366B2 (ja) 赤外線センサ
US20070264422A1 (en) Magnetoresistive sensor module and method of manufacturing the same
US20140061845A1 (en) Serpentine ir sensor
EP2975371B1 (en) Infrared sensor with sensor temperature compensation
US8523427B2 (en) Sensor device with improved sensitivity to temperature variation in a semiconductor substrate
US20150115160A1 (en) Thermally Shorted Bolometer
JP2012220419A (ja) 検知装置
JPH0374331B2 (zh)
US9360375B2 (en) Photon radiation detector comprising an array of antennas and a spiral resistive support
JPH03110427A (ja) パイロ電気材料に基づく赤外線探知器
KR102054312B1 (ko) 인체 적외선 감지소자 및 그를 구비한 전자장치
US8607631B2 (en) Heated air mass WCSP package and method for accelerometer
US20150241281A1 (en) Bolometer device for sensing electromagnetic radiation
JP5290505B2 (ja) 光センサの製造方法
US6765209B1 (en) IR sensor with enhanced electrical interference protection
RU2339011C2 (ru) Тепловой инфракрасный датчик со схемой считывания
JP6007477B2 (ja) 焦電型光検出器、焦電型光検出装置および電子機器
JP6868828B2 (ja) 焦電素子及びそれを備える赤外線検出装置
JPH07198479A (ja) 焦電型赤外線センサ
JP2011112508A (ja) 焦電型赤外線検出装置
CN103185810A (zh) 无线式热气泡式加速仪及其制备方法
GB2507306A (en) An antenna-coupled bolometer device for sensing electromagnetic radiation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150708

Termination date: 20190623

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee