JP2561671Y2 - 赤外線検知用サーモパイル - Google Patents
赤外線検知用サーモパイルInfo
- Publication number
- JP2561671Y2 JP2561671Y2 JP10070191U JP10070191U JP2561671Y2 JP 2561671 Y2 JP2561671 Y2 JP 2561671Y2 JP 10070191 U JP10070191 U JP 10070191U JP 10070191 U JP10070191 U JP 10070191U JP 2561671 Y2 JP2561671 Y2 JP 2561671Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermopile
- infrared
- infrared absorber
- thermocouple
- junction
- 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 - Lifetime
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、熱電対を利用した赤外
線検知用サーモパイルに関する。
線検知用サーモパイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動ドアの開閉等に用いられる赤外線検
知用装置として、サーモパイルが用いられている。
知用装置として、サーモパイルが用いられている。
【０００３】図６には従来のサーモパイルの断面構造が
示されており、図７にはこの種のサーモパイルに用いる
熱電対４のパターン図が示されている。
示されており、図７にはこの種のサーモパイルに用いる
熱電対４のパターン図が示されている。
【０００４】これらの図において、このサーモパイル１
はパッケージ14内に収容され、パッケージ14の下端側に
は基体３が設けられている。この基体３上にはシリコン
基板16が設けられ、このシリコン基板16の上面には蒸着
等によって窒化シリコン薄膜の絶縁基板18が形成されて
いる。この窒化シリコン薄膜の絶縁基板18上の中央部に
は金黒等の金属からなる赤外線吸収体20が設けられてい
る。そして、赤外線吸収体20の周りには複数の熱電対４
が図７に示すように放射状に配設されている。
はパッケージ14内に収容され、パッケージ14の下端側に
は基体３が設けられている。この基体３上にはシリコン
基板16が設けられ、このシリコン基板16の上面には蒸着
等によって窒化シリコン薄膜の絶縁基板18が形成されて
いる。この窒化シリコン薄膜の絶縁基板18上の中央部に
は金黒等の金属からなる赤外線吸収体20が設けられてい
る。そして、赤外線吸収体20の周りには複数の熱電対４
が図７に示すように放射状に配設されている。
【０００５】前記熱電対４はビスマス（Ｂｉ）によって
構成された第１の熱電パターン10とアンチモン（Ｓｂ）
によって構成された第２の熱電パターン12とからなり、
第１の熱電パターン10と第２の熱電パターン12は図示の
ように放射状に配設されており、第１の熱電パターン10
は赤外線吸収体20に近い側で第２の熱電パターン12と接
合され、この両者10，12の接合部が温接合部13を形成
し、同様に赤外線吸収体20と遠い側での接合部が冷接合
部15を形成している。そして、この複数の熱電対４は直
列に接続されている。直列接続された熱電対４はＡｌ配
線26を介して信号取り出し電極28に接続され、さらにボ
ンディングワイヤ30を介してリード線ターミナル32に接
続されて、パッケージ14の外側に引き出されている。ま
た、パッケージ14の天井中央部には外部から赤外線が入
射するための窓24が設けられている。
構成された第１の熱電パターン10とアンチモン（Ｓｂ）
によって構成された第２の熱電パターン12とからなり、
第１の熱電パターン10と第２の熱電パターン12は図示の
ように放射状に配設されており、第１の熱電パターン10
は赤外線吸収体20に近い側で第２の熱電パターン12と接
合され、この両者10，12の接合部が温接合部13を形成
し、同様に赤外線吸収体20と遠い側での接合部が冷接合
部15を形成している。そして、この複数の熱電対４は直
列に接続されている。直列接続された熱電対４はＡｌ配
線26を介して信号取り出し電極28に接続され、さらにボ
ンディングワイヤ30を介してリード線ターミナル32に接
続されて、パッケージ14の外側に引き出されている。ま
た、パッケージ14の天井中央部には外部から赤外線が入
射するための窓24が設けられている。
【０００６】図４，図５には従来のサーモパイル１の赤
外線吸収体20と熱電対４の温接合部13との各種配設状態
が示されている。図４では、赤外線吸収体20は熱電対４
の温接合部13の近傍に間隔６を介して配設され、図５で
は、赤外線吸収体20は温接合部13に絶縁層22を介して一
部重なって形成されている。
外線吸収体20と熱電対４の温接合部13との各種配設状態
が示されている。図４では、赤外線吸収体20は熱電対４
の温接合部13の近傍に間隔６を介して配設され、図５で
は、赤外線吸収体20は温接合部13に絶縁層22を介して一
部重なって形成されている。
【０００７】上記構成のサーモパイルにおいて、前記パ
ッケージ14の窓24から例えば人体の赤外線が入射する
と、この赤外線を赤外線吸収体20が受けて、その赤外線
を熱エネルギ（温度、熱量）に変換し、間隔６又は絶縁
層22を介して温接合部13に伝達する。これによって熱電
対４の温接合部13と冷接合部15との間に温度差ΔＴが生
じ、これにより熱電対４に電位差ΔＶが発生する。そし
て直列に接続されている熱電対４の数に相当する電位差
は、図７に示されるようにＡｌ配線26を介して接続され
た信号取り出し電極28に送られ、その電位差に基づいて
赤外線の検知が行われる。
ッケージ14の窓24から例えば人体の赤外線が入射する
と、この赤外線を赤外線吸収体20が受けて、その赤外線
を熱エネルギ（温度、熱量）に変換し、間隔６又は絶縁
層22を介して温接合部13に伝達する。これによって熱電
対４の温接合部13と冷接合部15との間に温度差ΔＴが生
じ、これにより熱電対４に電位差ΔＶが発生する。そし
て直列に接続されている熱電対４の数に相当する電位差
は、図７に示されるようにＡｌ配線26を介して接続され
た信号取り出し電極28に送られ、その電位差に基づいて
赤外線の検知が行われる。
【０００８】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のサーモパイル１は、図４においては赤外線吸収体20
と熱電対４の温接合部13とは間隔６を介して配設されて
おり、赤外線吸収体20と温接合部13との対向面積は極め
て小さい。また、図５においても、赤外線吸収体20は周
縁部の一部を絶縁層22を介して温接合部13に一部重なっ
ており、図４に示すものよりも対向面積が大きくなる
が、まだ、必要とする対向面積の大きさが不十分であ
り、赤外線吸収体20から温接合部13へ伝達される熱量が
小さく、したがって、赤外線吸収体20から熱電対４の温
接合部13への熱エネルギの伝達がどうしても遅くなり、
そのために、感度が悪く、応答速度が遅いという欠点が
あった。その対策として、パッケージ14に集光レンズを
取り付けて赤外線を集光する方法等が提案されている
が、この場合装置全体の製造作業が煩雑となるとともに
製造コストも高くなるという問題がある。
来のサーモパイル１は、図４においては赤外線吸収体20
と熱電対４の温接合部13とは間隔６を介して配設されて
おり、赤外線吸収体20と温接合部13との対向面積は極め
て小さい。また、図５においても、赤外線吸収体20は周
縁部の一部を絶縁層22を介して温接合部13に一部重なっ
ており、図４に示すものよりも対向面積が大きくなる
が、まだ、必要とする対向面積の大きさが不十分であ
り、赤外線吸収体20から温接合部13へ伝達される熱量が
小さく、したがって、赤外線吸収体20から熱電対４の温
接合部13への熱エネルギの伝達がどうしても遅くなり、
そのために、感度が悪く、応答速度が遅いという欠点が
あった。その対策として、パッケージ14に集光レンズを
取り付けて赤外線を集光する方法等が提案されている
が、この場合装置全体の製造作業が煩雑となるとともに
製造コストも高くなるという問題がある。
【０００９】本考案は上記従来の課題を解決するための
ものであり、その目的は、高感度で応答速度の速い赤外
線検知用サーモパイルを提供することにある。
ものであり、その目的は、高感度で応答速度の速い赤外
線検知用サーモパイルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
考案は、絶縁基板上に赤外線吸収体を備え、この赤外線
吸収体に近い側を温接合部とし遠い側を冷接合部とした
複数の熱電対パターンが形成されている赤外線検知用サ
ーモパイルにおいて、前記赤外線吸収体の周縁部には挟
み込み形状部が形成され、この挟み込み形状部の壁面間
に前記熱電対パターンの温接合部が絶縁層を介して挟ま
れていることを特徴として構成されている。
するために、次のように構成されている。すなわち、本
考案は、絶縁基板上に赤外線吸収体を備え、この赤外線
吸収体に近い側を温接合部とし遠い側を冷接合部とした
複数の熱電対パターンが形成されている赤外線検知用サ
ーモパイルにおいて、前記赤外線吸収体の周縁部には挟
み込み形状部が形成され、この挟み込み形状部の壁面間
に前記熱電対パターンの温接合部が絶縁層を介して挟ま
れていることを特徴として構成されている。
【００１１】
【作用】熱電対の温接合部を赤外線吸収体の挟み込み形
状部が挟み込むことによって赤外線吸収体の熱伝達領域
（面積）が拡大する。これにより伝達熱量が増大して赤
外線吸収体から熱電対の温接合部へ熱が敏速かつ効率良
く伝達する。
状部が挟み込むことによって赤外線吸収体の熱伝達領域
（面積）が拡大する。これにより伝達熱量が増大して赤
外線吸収体から熱電対の温接合部へ熱が敏速かつ効率良
く伝達する。
【００１２】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
名称部分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省
略する。本実施例において特徴的なことは、赤外線吸収
体20が熱電対４の温接合部13を挟み込む構造にしたこと
であり、それ以外の構成は前記従来例と同様である。図
１にはこの赤外線吸収体20と熱電対４の温接合部13との
特有な熱伝達構造の断面構造が示されている。図２には
図１のＡ部の拡大断面図が示されている。これらの図に
おいて、絶縁基板18上には第１の熱電パターン10と第２
の熱電パターン12からなる熱電対４を複数直列接続した
パターンが形成され、赤外線吸収体20の周縁部には挟み
込み形状部としての上下に二股状に形成された感熱部２
ａ，２ｂが形成されている。この感熱部２ａ，２ｂの壁
面間の空間部５には熱伝導率の低い絶縁層22が形成さ
れ、この絶縁層22を介して熱電対４の温接合部13は赤外
線吸収体20によって挟み込まれている。
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
名称部分には同一符号を付し、その詳細な重複説明は省
略する。本実施例において特徴的なことは、赤外線吸収
体20が熱電対４の温接合部13を挟み込む構造にしたこと
であり、それ以外の構成は前記従来例と同様である。図
１にはこの赤外線吸収体20と熱電対４の温接合部13との
特有な熱伝達構造の断面構造が示されている。図２には
図１のＡ部の拡大断面図が示されている。これらの図に
おいて、絶縁基板18上には第１の熱電パターン10と第２
の熱電パターン12からなる熱電対４を複数直列接続した
パターンが形成され、赤外線吸収体20の周縁部には挟み
込み形状部としての上下に二股状に形成された感熱部２
ａ，２ｂが形成されている。この感熱部２ａ，２ｂの壁
面間の空間部５には熱伝導率の低い絶縁層22が形成さ
れ、この絶縁層22を介して熱電対４の温接合部13は赤外
線吸収体20によって挟み込まれている。
【００１３】本実施例では、赤外線検知用サーモパイル
に用いる赤外線吸収体20の周縁部に設けた二股形状の感
熱部２ａ，２ｂが、絶縁層22を介して熱電対４の温接合
部13を上下に挟み込む構造としたので、パッケージ14の
窓24から例えば、人体の赤外線がこの赤外線吸収体20に
入り込むと、赤外線吸収体20はこの赤外線を熱エネルギ
に変換して周縁部の感熱部２ａ，２ｂから温接合部13へ
熱を伝達する。このとき、感熱部２ａ，２ｂは熱電対４
の温接合部13を上下よりサンドイッチ状に挟んでいるの
で、温接合部13と赤外線吸収体20との熱伝達面積が大き
くなることに対応して、伝達熱量は増加し、感熱部２
ａ，２ｂから温接合部13への熱の伝達は効率良く、か
つ、敏速に行われ、温接合部13と冷接合部15との温度差
ΔＴを大きくすることができる。よって高感度で応答速
度の速いサーモパイルを得ることができる。
に用いる赤外線吸収体20の周縁部に設けた二股形状の感
熱部２ａ，２ｂが、絶縁層22を介して熱電対４の温接合
部13を上下に挟み込む構造としたので、パッケージ14の
窓24から例えば、人体の赤外線がこの赤外線吸収体20に
入り込むと、赤外線吸収体20はこの赤外線を熱エネルギ
に変換して周縁部の感熱部２ａ，２ｂから温接合部13へ
熱を伝達する。このとき、感熱部２ａ，２ｂは熱電対４
の温接合部13を上下よりサンドイッチ状に挟んでいるの
で、温接合部13と赤外線吸収体20との熱伝達面積が大き
くなることに対応して、伝達熱量は増加し、感熱部２
ａ，２ｂから温接合部13への熱の伝達は効率良く、か
つ、敏速に行われ、温接合部13と冷接合部15との温度差
ΔＴを大きくすることができる。よって高感度で応答速
度の速いサーモパイルを得ることができる。
【００１４】また、この実施例によれば、このサーモパ
イルは集光レンズを用いることなく簡単な構造とするこ
とができ、これにより、高感度で応答速度の速いサーモ
パイルを、安価で、かつ、簡単に作製することが可能と
なる。
イルは集光レンズを用いることなく簡単な構造とするこ
とができ、これにより、高感度で応答速度の速いサーモ
パイルを、安価で、かつ、簡単に作製することが可能と
なる。
【００１５】なお、本考案は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、赤外線吸収体20の周縁部に二股状の感熱部
２ａ，２ｂを設けたが、これを、図３に示されるよう
に、入口がトンネル状で奥部が閉鎖（又は開口）された
空間部５を有する挟み込み形状部としての構造８とし、
熱電対４の温接合部13を包み込むような構造としてもよ
い。
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、赤外線吸収体20の周縁部に二股状の感熱部
２ａ，２ｂを設けたが、これを、図３に示されるよう
に、入口がトンネル状で奥部が閉鎖（又は開口）された
空間部５を有する挟み込み形状部としての構造８とし、
熱電対４の温接合部13を包み込むような構造としてもよ
い。
【００１６】また、赤外線吸収体20の二股形状の壁面間
に熱伝導率の低い絶縁層22を用いたが、この絶縁層22を
用いなくともよい。
に熱伝導率の低い絶縁層22を用いたが、この絶縁層22を
用いなくともよい。
【００１７】
【考案の効果】本考案は、熱電対の温接合部を赤外線吸
収体がサンドイッチ状に挟んだ構造としたので、外部よ
り受光した赤外線を赤外線吸収体が熱エネルギに変換
し、温接合部と赤外線吸収体との熱伝達面積が大きくな
ることに対応して伝達熱量が増大して、この熱エネルギ
を温接合部に敏速に、かつ、効率良く伝達することがで
きるので、温接合部と冷接合部との温度差ΔＴは大きく
なる。したがって高感度で応答速度の速いサーモパイル
を得ることができる。
収体がサンドイッチ状に挟んだ構造としたので、外部よ
り受光した赤外線を赤外線吸収体が熱エネルギに変換
し、温接合部と赤外線吸収体との熱伝達面積が大きくな
ることに対応して伝達熱量が増大して、この熱エネルギ
を温接合部に敏速に、かつ、効率良く伝達することがで
きるので、温接合部と冷接合部との温度差ΔＴは大きく
なる。したがって高感度で応答速度の速いサーモパイル
を得ることができる。
【図１】本実施例に係る赤外線検知用サーモパイルの要
部構成の断面図である。
部構成の断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大断面図である。
【図３】本実施例に係る赤外線検知用サーモパイルに使
用する赤外線吸収体の他の実施例の斜視図である。
用する赤外線吸収体の他の実施例の斜視図である。
【図４】従来の赤外線検知用サーモパイルの熱伝達部分
の断面図である。
の断面図である。
【図５】従来の赤外線検知用サーモパイルの熱伝達部分
の他構造の断面図である。
の他構造の断面図である。
【図６】従来の赤外線検知用サーモパイルの断面図であ
る。
る。
【図７】従来の赤外線検知用サーモパイルの熱電パター
ンの平面図である。
ンの平面図である。
４ 熱電対 ５ 空間部 13 温接合部 15 冷接合部 18 絶縁基板 20 赤外線吸収体 22 絶縁層
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁基板上に赤外線吸収体を備え、この
赤外線吸収体に近い側を温接合部とし遠い側を冷接合部
とした複数の熱電対パターンが形成されている赤外線検
知用サーモパイルにおいて、前記赤外線吸収体の周縁部
には挟み込み形状部が形成され、この挟み込み形状部の
壁面間に前記熱電対パターンの温接合部が絶縁層を介し
て挟まれていることを特徴とする赤外線検知用サーモパ
イル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10070191U JP2561671Y2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 赤外線検知用サーモパイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10070191U JP2561671Y2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 赤外線検知用サーモパイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543038U JPH0543038U (ja) | 1993-06-11 |
| JP2561671Y2 true JP2561671Y2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=14281016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10070191U Expired - Lifetime JP2561671Y2 (ja) | 1991-11-11 | 1991-11-11 | 赤外線検知用サーモパイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561671Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-11 JP JP10070191U patent/JP2561671Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0543038U (ja) | 1993-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |