JP3399425B2 - サーモパイル型熱電センサ - Google Patents
サーモパイル型熱電センサInfo
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数組の熱電対パ
ターン（以下、熱電パターン）を直列に接続し、中央部
を受光部分として、この受光部分に熱電パターンの温接
点部を配置し、さらに各熱電パターンが放射状に配置さ
れるようにしたサーモパイル型熱電センサに関する。
ターン（以下、熱電パターン）を直列に接続し、中央部
を受光部分として、この受光部分に熱電パターンの温接
点部を配置し、さらに各熱電パターンが放射状に配置さ
れるようにしたサーモパイル型熱電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】サーモパイル型熱電センサは多数の熱電
パターンを直列接続することによって高感度特性を得ら
れるようにしているために、その出力ばらつきを小さく
することが必要であり、このため従来から種々の改良が
なされている。たとえば、特開平１０−１９６６６号公
報に示されるサーモパイル型熱電センサでは、メンブレ
ン端部近傍の熱電パターンの熱抵抗を温接点付近の熱抵
抗よりも小さく設定し、これによってメンブレン端部の
熱電パターンの温度勾配を小さくし、メンブレンの寸法
がばらついても出力ばらつきへの影響が小さくなるよう
にしている。
パターンを直列接続することによって高感度特性を得ら
れるようにしているために、その出力ばらつきを小さく
することが必要であり、このため従来から種々の改良が
なされている。たとえば、特開平１０−１９６６６号公
報に示されるサーモパイル型熱電センサでは、メンブレ
ン端部近傍の熱電パターンの熱抵抗を温接点付近の熱抵
抗よりも小さく設定し、これによってメンブレン端部の
熱電パターンの温度勾配を小さくし、メンブレンの寸法
がばらついても出力ばらつきへの影響が小さくなるよう
にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の構成
では、メンブレンの寸法ばらつきに起因する出力ばらつ
きを低減することができるが、熱電パターンの寸法ばら
つきや、受光部分に配置される赤外線吸収体の寸法ばら
つき及び吸収率ばらつきなどの他のばらつき要因に対し
ては効果がないという問題があった。
では、メンブレンの寸法ばらつきに起因する出力ばらつ
きを低減することができるが、熱電パターンの寸法ばら
つきや、受光部分に配置される赤外線吸収体の寸法ばら
つき及び吸収率ばらつきなどの他のばらつき要因に対し
ては効果がないという問題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、サーモパイル型
センサの構造に起因する全てのばらつき要因に対して有
効な出力ばらつき調整機能を備えるサーモパイル型熱電
センサを提供することにある。
センサの構造に起因する全てのばらつき要因に対して有
効な出力ばらつき調整機能を備えるサーモパイル型熱電
センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下のように構成される。
決するために以下のように構成される。
【０００６】（１）図１は、本発明に係るサーモパイル
型熱電センサの一例を上方から見た図である。１組の熱
電パターンは第１熱電材料パターンと第２熱電材料パタ
ーンで構成され、このパターンが複数組直列に接続され
ることによって熱電パターン１が形成される。熱電パタ
ーン１は、各組の温接点がセンサ中央部に位置するよう
に放射状に配設され、この中央部に受光部分２が形成さ
れ、図外の赤外線吸収体などを介してこの部分の温度を
上昇させて熱電パターン１に熱起電力を発生させる。本
発明では、この熱電パターン１に対し、直列に感度調整
用熱電パターン３を接続している。この感度調整用熱電
パターン３は、パターン間を短絡する短絡パターンを備
えたものであって、この短絡パターンをレーザなどで選
択的に切断することにより熱電パターン出力を調整する
ことができる。感度調整用熱電パターン３は、熱電パタ
ーン１の形成時に同時に形成できるために、製造工程上
も特に煩雑さがない。
型熱電センサの一例を上方から見た図である。１組の熱
電パターンは第１熱電材料パターンと第２熱電材料パタ
ーンで構成され、このパターンが複数組直列に接続され
ることによって熱電パターン１が形成される。熱電パタ
ーン１は、各組の温接点がセンサ中央部に位置するよう
に放射状に配設され、この中央部に受光部分２が形成さ
れ、図外の赤外線吸収体などを介してこの部分の温度を
上昇させて熱電パターン１に熱起電力を発生させる。本
発明では、この熱電パターン１に対し、直列に感度調整
用熱電パターン３を接続している。この感度調整用熱電
パターン３は、パターン間を短絡する短絡パターンを備
えたものであって、この短絡パターンをレーザなどで選
択的に切断することにより熱電パターン出力を調整する
ことができる。感度調整用熱電パターン３は、熱電パタ
ーン１の形成時に同時に形成できるために、製造工程上
も特に煩雑さがない。
【０００７】（２）本発明では、感度調整用熱電パター
ン３に短絡パターンを設ける代わりに、パターン中から
引き出しパターンを１つ以上引き出すことも可能であ
る。この引き出しパターンに対し短絡又は開放を適宜選
択することで、熱電パターン１の出力調整を行う。
ン３に短絡パターンを設ける代わりに、パターン中から
引き出しパターンを１つ以上引き出すことも可能であ
る。この引き出しパターンに対し短絡又は開放を適宜選
択することで、熱電パターン１の出力調整を行う。
【０００８】本発明に係るサーモパイル型熱電センサ
は、上記（１）または（２）の構成を主としたものであ
って、（１）の構成については、短絡パターンを次のよ
うに構成することが可能である。
は、上記（１）または（２）の構成を主としたものであ
って、（１）の構成については、短絡パターンを次のよ
うに構成することが可能である。
【０００９】第１には、短絡パターンを、冷接点同志を
短絡するパターンに構成することができる。また、短絡
パターンを、温接点と冷接点間に複数個形成することが
可能である。後者の構成では出力の微調整が可能とな
る。
短絡するパターンに構成することができる。また、短絡
パターンを、温接点と冷接点間に複数個形成することが
可能である。後者の構成では出力の微調整が可能とな
る。
【００１０】また、上記（１）及び（２）の構成におい
て、感度調整用熱電パターンは、それ自身の熱起電力の
方向を次のように決めることができる。
て、感度調整用熱電パターンは、それ自身の熱起電力の
方向を次のように決めることができる。
【００１１】まず、感度調整用熱電パターンを熱電パタ
ーンと同符号の熱起電力を発生するように形成できる。
この場合上記（１）の構成では、短絡パターンを切断す
るほど熱電センサ出力が増加する。また、上記（２）の
構成では引き出しパターンを短絡するほど熱電センサ出
力が減少する。
ーンと同符号の熱起電力を発生するように形成できる。
この場合上記（１）の構成では、短絡パターンを切断す
るほど熱電センサ出力が増加する。また、上記（２）の
構成では引き出しパターンを短絡するほど熱電センサ出
力が減少する。
【００１２】また、前記感度調整用熱電パターンを熱電
パターンと逆符号の熱起電力を発生するように形成する
ことができる。この場合上記（１）の構成では、短絡パ
ターンを切断するほど熱電パターン出力が減少する。ま
た、上記（２）の構成では、引き出しパターンを短絡す
るほど熱電パターン出力が増加する。
パターンと逆符号の熱起電力を発生するように形成する
ことができる。この場合上記（１）の構成では、短絡パ
ターンを切断するほど熱電パターン出力が減少する。ま
た、上記（２）の構成では、引き出しパターンを短絡す
るほど熱電パターン出力が増加する。
【００１３】さらに、感度調整用熱電パターンを、熱電
パターンと同符号の熱起電力を発生するように形成され
たものと逆符号の熱起電力を発生するように形成された
ものとの組み合わせで構成することもできる。
パターンと同符号の熱起電力を発生するように形成され
たものと逆符号の熱起電力を発生するように形成された
ものとの組み合わせで構成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施形態である
サーモパイル型熱電センサを上方から見た図であり、図
３は、その要部の実施例を示している。
サーモパイル型熱電センサを上方から見た図であり、図
３は、その要部の実施例を示している。
【００１５】サーモパイル型熱電センサの構成は、図１
に示す従来のセンサと同様に、正の熱起電力を発生する
（ｐ型）第１熱電材料と負の熱起電力を発生する（ｎ
型）第２熱電材料を直線上に平行配列したものを１組の
熱電パターンとしてこれを直列に複数組接続し、受光部
分２の位置に各熱電パターン組の温接点部を配置して各
熱電パターン組が放射状に配列されるようにしている。
このようにして形成された熱電パターン１に対して、こ
の実施形態のサーモパイル型熱電センサでは、複数の短
絡パターンを有する感度調整用熱電パターン３を接続し
ている。感度調整用熱電パターン３の作成時には、全て
の短絡パターンが形成され、調整段階において必要に応
じて短絡パターンがレーザ等によって切断される。
に示す従来のセンサと同様に、正の熱起電力を発生する
（ｐ型）第１熱電材料と負の熱起電力を発生する（ｎ
型）第２熱電材料を直線上に平行配列したものを１組の
熱電パターンとしてこれを直列に複数組接続し、受光部
分２の位置に各熱電パターン組の温接点部を配置して各
熱電パターン組が放射状に配列されるようにしている。
このようにして形成された熱電パターン１に対して、こ
の実施形態のサーモパイル型熱電センサでは、複数の短
絡パターンを有する感度調整用熱電パターン３を接続し
ている。感度調整用熱電パターン３の作成時には、全て
の短絡パターンが形成され、調整段階において必要に応
じて短絡パターンがレーザ等によって切断される。
【００１６】図３は図２の４で示す領域を示し、同図
（Ａ）は上記実施形態での第１の実施例を示す。この実
施例では、熱電パターン１が２組のパターンからなり、
感度調整用熱電パターン３が３組のパターンからなって
いる。各パターンとも熱電対部材としてｐ型の第１熱電
材料とｎ型の第２熱電材料を使用し、これを平行に配列
し、上方に温接点部、下方に冷接点部を形成している。
感度調整用熱電パターン３においては、各パターン間を
短絡する短絡パターン３０が冷接点部に設けられ、この
短絡パターン３０によって冷接点同志を短絡している。
パターン作成時には、同図のように、感度調整用熱電パ
ターン３の全ての組に短絡パターン３０が形成されてい
るが、熱電センサ出力調整時にこの短絡パターンがレー
ザによって必要に応じて切断される。この実施例では、
感度調整用熱電パターンのｐ−ｎ配置が熱電パターン１
のｐ−ｎ配置と同じであるために、感度調整用熱電パタ
ーン３の熱起電力の極性が、熱電パターン１の熱起電力
の極性と同符号となる。したがって、短絡パターン３０
を１つ切断すると熱電センサ出力が増加し、２つ切断す
ると更に増加する。
（Ａ）は上記実施形態での第１の実施例を示す。この実
施例では、熱電パターン１が２組のパターンからなり、
感度調整用熱電パターン３が３組のパターンからなって
いる。各パターンとも熱電対部材としてｐ型の第１熱電
材料とｎ型の第２熱電材料を使用し、これを平行に配列
し、上方に温接点部、下方に冷接点部を形成している。
感度調整用熱電パターン３においては、各パターン間を
短絡する短絡パターン３０が冷接点部に設けられ、この
短絡パターン３０によって冷接点同志を短絡している。
パターン作成時には、同図のように、感度調整用熱電パ
ターン３の全ての組に短絡パターン３０が形成されてい
るが、熱電センサ出力調整時にこの短絡パターンがレー
ザによって必要に応じて切断される。この実施例では、
感度調整用熱電パターンのｐ−ｎ配置が熱電パターン１
のｐ−ｎ配置と同じであるために、感度調整用熱電パタ
ーン３の熱起電力の極性が、熱電パターン１の熱起電力
の極性と同符号となる。したがって、短絡パターン３０
を１つ切断すると熱電センサ出力が増加し、２つ切断す
ると更に増加する。
【００１７】すなわち、図３（Ａ）に示す実施例では、
パターン作成直後の状態では、感度調整用熱電パターン
３全体が短絡パターン３０で短絡されているために、感
度調整用熱電パターン３で発生する熱起電力はサーモパ
イルの出力に寄与しないが、短絡パターン３０を切断す
ることによって、短絡した箇所の熱電パターンで発生す
る熱起電力がサーモパイルの出力に加わるために、これ
によりサーモパイルの出力を増加方向に調整することが
できる。そして、サーモパイルの出力は、切断する短絡
パターン３０の数を増やすほど大きくなる。
パターン作成直後の状態では、感度調整用熱電パターン
３全体が短絡パターン３０で短絡されているために、感
度調整用熱電パターン３で発生する熱起電力はサーモパ
イルの出力に寄与しないが、短絡パターン３０を切断す
ることによって、短絡した箇所の熱電パターンで発生す
る熱起電力がサーモパイルの出力に加わるために、これ
によりサーモパイルの出力を増加方向に調整することが
できる。そして、サーモパイルの出力は、切断する短絡
パターン３０の数を増やすほど大きくなる。
【００１８】図３（Ｂ）は第２の実施例を示す。この実
施例では，感度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置
が熱電パターン１のｐ−ｎ極性配置と逆になっている。
したがって、感度調整用熱電パターン３の熱起電力の極
性は熱電パターン１の熱起電力の極性と逆である。この
ため、図３（Ａ）に示す実施例と逆に、切断する短絡パ
ターン３０の数が増えるほどサーモパイルの出力が減少
する。
施例では，感度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置
が熱電パターン１のｐ−ｎ極性配置と逆になっている。
したがって、感度調整用熱電パターン３の熱起電力の極
性は熱電パターン１の熱起電力の極性と逆である。この
ため、図３（Ａ）に示す実施例と逆に、切断する短絡パ
ターン３０の数が増えるほどサーモパイルの出力が減少
する。
【００１９】図３（Ｃ）は第３の実施例を示す。この実
施例では、感度調整用熱電パターン３を、熱電パターン
１と同符号の熱起電力を発生するパターンと逆符号の熱
起電力を発生するパターンを組み合わせて構成してい
る。したがって、どの短絡パターンを切断するかで、ま
たその切断数によってサーモパイル出力を増加方向と減
少方向の両方向で調整することができる。図３では隣接
するパターン同士を短絡しているが、図７のように１つ
おき、または複数個おきに短絡してもよい。
施例では、感度調整用熱電パターン３を、熱電パターン
１と同符号の熱起電力を発生するパターンと逆符号の熱
起電力を発生するパターンを組み合わせて構成してい
る。したがって、どの短絡パターンを切断するかで、ま
たその切断数によってサーモパイル出力を増加方向と減
少方向の両方向で調整することができる。図３では隣接
するパターン同士を短絡しているが、図７のように１つ
おき、または複数個おきに短絡してもよい。
【００２０】図４は、本発明の他の実施形態を示す。こ
の実施形態では、短絡パターンを冷接点部に設けるので
はなく、パターンの温接点と冷接点間に複数個形成す
る。図４に示す実施例では、感度調整用熱電パターン３
の各組において２個の短絡パターンを形成している。サ
ーモパイル出力調整時には、各組毎に形成されている複
数の短絡パターンの中から、冷接点に一番近いものから
切断していく。本実施形態のサーモパイル型熱電センサ
では、今、感度調整用熱電パターン３に形成されている
全ての短絡パターンが切断されていないとすると、冷接
点に一番近い短絡パターンが温接点として機能し、その
短絡パターンを切断すると、温接点側の隣の短絡パター
ンが温接点として機能する。ここで大切なことは、短絡
パターンを切断する順番であり、最初に、冷接点に最も
近い短絡パターンを切断し、以後、温接点に向かって短
絡パターンを順次切断していくことが必要である。この
ようにして、温接点方向に向かって短絡パターンを順次
切断していくと、図３に示す実施例のような調整方法に
比べて、より細かな調整が可能となる。
の実施形態では、短絡パターンを冷接点部に設けるので
はなく、パターンの温接点と冷接点間に複数個形成す
る。図４に示す実施例では、感度調整用熱電パターン３
の各組において２個の短絡パターンを形成している。サ
ーモパイル出力調整時には、各組毎に形成されている複
数の短絡パターンの中から、冷接点に一番近いものから
切断していく。本実施形態のサーモパイル型熱電センサ
では、今、感度調整用熱電パターン３に形成されている
全ての短絡パターンが切断されていないとすると、冷接
点に一番近い短絡パターンが温接点として機能し、その
短絡パターンを切断すると、温接点側の隣の短絡パター
ンが温接点として機能する。ここで大切なことは、短絡
パターンを切断する順番であり、最初に、冷接点に最も
近い短絡パターンを切断し、以後、温接点に向かって短
絡パターンを順次切断していくことが必要である。この
ようにして、温接点方向に向かって短絡パターンを順次
切断していくと、図３に示す実施例のような調整方法に
比べて、より細かな調整が可能となる。
【００２１】図４（Ａ）は第１の実施例であり、この実
施例では、感度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置
が熱電パターン１のｐ−ｎ極性配置と同じに設定されて
いる。したがって、両方の熱電パターン１、３の熱起電
力の方向が同一である。これにより、切断する短絡パタ
ーン３０の数が多いほどサーモパイルの出力が増加す
る。
施例では、感度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置
が熱電パターン１のｐ−ｎ極性配置と同じに設定されて
いる。したがって、両方の熱電パターン１、３の熱起電
力の方向が同一である。これにより、切断する短絡パタ
ーン３０の数が多いほどサーモパイルの出力が増加す
る。
【００２２】図４（Ｂ）は第２の実施例であり、この実
施例では、感度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置
が熱電パターン１のｐ−ｎ極性配置に対して逆になって
いる。したがって、切断パターン３０の切断数を増やす
ほどサーモパイルの出力が減少する。
施例では、感度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置
が熱電パターン１のｐ−ｎ極性配置に対して逆になって
いる。したがって、切断パターン３０の切断数を増やす
ほどサーモパイルの出力が減少する。
【００２３】図４（Ｃ）は第３の実施例であり、この実
施例では、感度調整用熱電パターン３を、熱電パターン
１と同符号の熱起電力を発生するパターンと逆符号の熱
起電力を発生するパターンの組み合わせで構成したもの
である。したがって、この実施例では、切断パターン３
０の切断箇所及び切断数によってサーモパイル出力を増
加方向と減少方向の両方向で調整することができる。
施例では、感度調整用熱電パターン３を、熱電パターン
１と同符号の熱起電力を発生するパターンと逆符号の熱
起電力を発生するパターンの組み合わせで構成したもの
である。したがって、この実施例では、切断パターン３
０の切断箇所及び切断数によってサーモパイル出力を増
加方向と減少方向の両方向で調整することができる。
【００２４】図５は、本発明のさらに他の実施形態を示
している。この実施形態も図３及び図４と同様に短絡パ
ターンを使用するものであるが、短絡パターン３０はパ
ターンの冷接点部に形成するとともにパターンの途中に
複数個形成している。図５（Ａ）〜（Ｃ）は本実施形態
の各実施例を示している。図５（Ａ）は、感度調整用熱
電パターン３のｐ−ｎ極性配置を熱電パターン１のｐ−
ｎ極性配置と同じに設定して、感度調整用熱電パターン
３の熱起電力の極性を熱電パターン１の熱起電力の極性
と同符号としたものであり、同図（Ｂ）の実施例は、感
度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置を熱電パター
ン１のｐ−ｎ極性配置と逆に設定して、感度調整用熱電
パターン３の熱起電力の極性を熱電パターン１の熱起電
力の極性に対し逆にしたものであり、同図（Ｃ）に示す
実施例は、熱電パターン１に対し熱起電力の極性が同一
のものと逆のものを組み合わせて感度調整用熱電パター
ン３を構成したものである。短絡パターン３０の選択法
は、冷接点同志を短絡する短絡パターン３０を切断する
時は、サーモパイル出力を粗調整するときであり、パタ
ーン途中の短絡パターン３０、すなわち温接点と冷接点
間に複数個形成された短絡パターン３０を切断する時
は、サーモパイル出力を微調整する時である。この実施
形態では、粗調整と微調整をそれぞれ行うことができる
利点がある。
している。この実施形態も図３及び図４と同様に短絡パ
ターンを使用するものであるが、短絡パターン３０はパ
ターンの冷接点部に形成するとともにパターンの途中に
複数個形成している。図５（Ａ）〜（Ｃ）は本実施形態
の各実施例を示している。図５（Ａ）は、感度調整用熱
電パターン３のｐ−ｎ極性配置を熱電パターン１のｐ−
ｎ極性配置と同じに設定して、感度調整用熱電パターン
３の熱起電力の極性を熱電パターン１の熱起電力の極性
と同符号としたものであり、同図（Ｂ）の実施例は、感
度調整用熱電パターン３のｐ−ｎ極性配置を熱電パター
ン１のｐ−ｎ極性配置と逆に設定して、感度調整用熱電
パターン３の熱起電力の極性を熱電パターン１の熱起電
力の極性に対し逆にしたものであり、同図（Ｃ）に示す
実施例は、熱電パターン１に対し熱起電力の極性が同一
のものと逆のものを組み合わせて感度調整用熱電パター
ン３を構成したものである。短絡パターン３０の選択法
は、冷接点同志を短絡する短絡パターン３０を切断する
時は、サーモパイル出力を粗調整するときであり、パタ
ーン途中の短絡パターン３０、すなわち温接点と冷接点
間に複数個形成された短絡パターン３０を切断する時
は、サーモパイル出力を微調整する時である。この実施
形態では、粗調整と微調整をそれぞれ行うことができる
利点がある。
【００２５】図６は、さらに本発明の他の実施形態を示
している。この実施形態では、短絡パターンを使用せず
に引き出しパターン３１を使用する。すなわち、引き出
しパターン３１を感度調整用熱電パターン３のパターン
中から引き出しておき、この引き出しパターン間を選択
的に短絡処理することによってサーモパイル出力の調整
を行う。図６（Ａ）〜（Ｃ）は各実施例を示している。
図６（Ａ）の第１の実施例では、感度調整用熱電パター
ン３の冷接点部から引き出しパターン３１が下方に引き
出されている。パターン作成時にこの引き出しパターン
３１が同時に形成され、パターン作成直後においては各
引き出しパターンが開放状態にある。そして、サーモパ
イルの出力調整時において、この引き出しパターン３１
を選択的に短絡する。たとえば、図６（Ａ）に示す第１
の実施例において４つの引き出しパターン３１の内、左
側から２つの引き出しパターン３１を短絡することによ
って感度調整用熱電パターン３の中の１組の熱電パター
ンが短絡される。また、左から３つの引き出しパターン
３１を短絡することによって、感度調整用熱電パターン
３の２つのパターンが短絡される。このようにして、選
択的に引き出しパターン３１を短絡することにより、サ
ーモパイル出力の調整を行うことができる。なお、図６
（Ａ）の第１の実施例では、感度調整用熱電パターン３
の熱起電力の極性が熱電パターン１と同じであり、図６
（Ｂ）の第２の実施例では、感度調整用熱電パターン３
の熱起電力の極性が熱電パターン１の極性と逆になって
いる。また図６（Ｃ）の第３の実施例では、熱電パター
ン１の熱起電力の極性に対して、同一の熱起電力を発生
するパターンと逆の熱起電力を発生するパターンを組み
合わせて感度調整用熱電パターン３を構成する。
している。この実施形態では、短絡パターンを使用せず
に引き出しパターン３１を使用する。すなわち、引き出
しパターン３１を感度調整用熱電パターン３のパターン
中から引き出しておき、この引き出しパターン間を選択
的に短絡処理することによってサーモパイル出力の調整
を行う。図６（Ａ）〜（Ｃ）は各実施例を示している。
図６（Ａ）の第１の実施例では、感度調整用熱電パター
ン３の冷接点部から引き出しパターン３１が下方に引き
出されている。パターン作成時にこの引き出しパターン
３１が同時に形成され、パターン作成直後においては各
引き出しパターンが開放状態にある。そして、サーモパ
イルの出力調整時において、この引き出しパターン３１
を選択的に短絡する。たとえば、図６（Ａ）に示す第１
の実施例において４つの引き出しパターン３１の内、左
側から２つの引き出しパターン３１を短絡することによ
って感度調整用熱電パターン３の中の１組の熱電パター
ンが短絡される。また、左から３つの引き出しパターン
３１を短絡することによって、感度調整用熱電パターン
３の２つのパターンが短絡される。このようにして、選
択的に引き出しパターン３１を短絡することにより、サ
ーモパイル出力の調整を行うことができる。なお、図６
（Ａ）の第１の実施例では、感度調整用熱電パターン３
の熱起電力の極性が熱電パターン１と同じであり、図６
（Ｂ）の第２の実施例では、感度調整用熱電パターン３
の熱起電力の極性が熱電パターン１の極性と逆になって
いる。また図６（Ｃ）の第３の実施例では、熱電パター
ン１の熱起電力の極性に対して、同一の熱起電力を発生
するパターンと逆の熱起電力を発生するパターンを組み
合わせて感度調整用熱電パターン３を構成する。
【００２６】したがって、図６（Ａ）の第１の実施例で
は、引き出しパターン３１の短絡数を増やすほどサーモ
パイル出力が減少し、図６（Ｂ）に示す第２の実施例で
は、引き出しパターン３１の短絡数を増やすほどサーモ
パイル出力が増加し、図６（Ｃ）に示す実施例では、引
き出しパターン３１の短絡箇所または短絡数によってサ
ーモパイル出力を増加方向と減少方向の両方向で調整す
ることができる。
は、引き出しパターン３１の短絡数を増やすほどサーモ
パイル出力が減少し、図６（Ｂ）に示す第２の実施例で
は、引き出しパターン３１の短絡数を増やすほどサーモ
パイル出力が増加し、図６（Ｃ）に示す実施例では、引
き出しパターン３１の短絡箇所または短絡数によってサ
ーモパイル出力を増加方向と減少方向の両方向で調整す
ることができる。
【００２７】なお、上記の各実施形態では、感度調整用
熱電パターン３の全てのパターンを短絡できるようにし
ているが、この中の任意のパターンについてのみ短絡可
能にするようにしてもよい。
熱電パターン３の全てのパターンを短絡できるようにし
ているが、この中の任意のパターンについてのみ短絡可
能にするようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、短絡パターンの切断数
や切断箇所、あるいは引き出しパターンの短絡箇所また
は短絡数によって、サーモパイル出力を調整するように
しているため、熱電パターンの寸法ばらつき、赤外線吸
収体の寸法ばらつき、吸収率ばらつきなどを含む全ての
ばらつき要因に対して有効であり、出力ばらつきの小さ
い且つ高精度なサーモパイル型熱電センサを実現でき
る。
や切断箇所、あるいは引き出しパターンの短絡箇所また
は短絡数によって、サーモパイル出力を調整するように
しているため、熱電パターンの寸法ばらつき、赤外線吸
収体の寸法ばらつき、吸収率ばらつきなどを含む全ての
ばらつき要因に対して有効であり、出力ばらつきの小さ
い且つ高精度なサーモパイル型熱電センサを実現でき
る。
【図１】本発明に係るサーモパイル型熱電センサの構成
図
図
【図２】本発明の実施形態であるサーモパイル型熱電セ
ンサの構成図
ンサの構成図
【図３】本発明の第１の実施形態を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図
【図５】本発明の第３の実施形態を示す図
【図６】本発明の第４の実施形態を示す図
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例を示す図
１−熱電パターン
２−受光部分
３−感度調整用熱電パターン
３０−短絡パターン
３１−引き出しパターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−260310（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−44745（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−19666（ＪＰ，Ａ)
実開 昭54−86642（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−53006（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 1/00 - 1/60
G01J 5/00 - 5/62
H01L 27/16
H01L 35/00 - 37/04
H01C 17/00 - 17/30
Claims (9)
- 【請求項１】 サーモパイルを構成する複数組の熱電パ
ターンに直列接続され、パターン間を短絡する短絡パタ
ーンを１つ以上有する感度調整用熱電パターンを備えた
サーモパイル型熱電センサにおいて、 前記感度調整用熱電パターンの短絡パターンは、該感度
調整用熱電パターンの温接点と冷接点間に複数個形成さ
れた ことを特徴とするサーモパイル型熱電センサ。 - 【請求項２】 前記感度調整用熱電パターンは、前記熱
電パターンと同符号の熱起電力を発生するように形成さ
れた請求項１に記載のサーモパイル型熱電センサ。 - 【請求項３】 前記感度調整用熱電パターンは、前記熱
電パターンと逆符号の熱起電力を発生するように形成さ
れた請求項１に記載のサーモパイル型熱電センサ。 - 【請求項４】 前記感度調整用熱電パターンは、前記熱
電パターンと同符号の熱起電力を発生するように形成さ
れた感度調整用熱電パターンと逆符号の熱起電力を発生
するように形成された感度調整用熱電パターンとの組み
合わせからなる請求項１に記載のサーモパイル型熱電セ
ンサ。 - 【請求項５】 サーモパイルを構成する複数組の熱電パ
ターンに直列接続され、パターン間を短絡する短絡パタ
ーンを１つ以上有する感度調整用熱電パターンを備えた
サーモパイル型熱電センサにおいて、 前記感度調整用熱電パターンは、前記熱電パターンと逆
符号の熱起電力を発生するように形成されたことを特徴
とする サーモパイル型熱電センサ。 - 【請求項６】 サーモパイルを構成する複数組の熱電パ
ターンに直列接続され、パターン間を短絡する短絡パタ
ーンを１つ以上有する感度調整用熱電パターンを備えた
サーモパイル型熱電センサにおいて、 前記感度調整用熱電パターンは、前記熱電パターンと同
符号の熱起電力を発生するように形成された感度調整用
熱電パターンと逆符号の熱起電力を発生するように形成
された感度調整用熱電パターンとの組み合わせからなる
ことを特徴とする サーモパイル型熱電センサ。 - 【請求項７】 前記感度調整用熱電パターンの短絡パタ
ーンは、パターンの冷接点同士を短絡するパターンであ
る、請求項１〜６のいずれかに記載のサーモパイル型熱
電センサ。 - 【請求項８】 サーモパイルを構成する複数組の熱電パ
ターンに直列接続され、パターン中から引き出された引
き出しパターンを１つ以上有する感度調整用熱電パター
ンを備えたサーモパイル型熱電センサにおいて、 前記感度調整用熱電パターンは、前記熱電パターンと逆
符号の熱起電力を発生するように形成されたことを特徴
とするサーモパイル型熱電センサ。 - 【請求項９】 サーモパイルを構成する複数組の熱電パ
ターンに直列接続され、パターン中から引き出された引
き出しパターンを１つ以上有する感度調整用熱電パター
ンを備えたサーモパイル型熱電センサにおいて、 前記感度調整用熱電パターンは、前記熱電パターンと同
符号の熱起電力を発生するように形成された感度調整用
熱電パターンと逆符号の熱起電力を発生するように形成
された感度調整用熱電パターンとの組み合わせからなる
ことを特徴とするサーモパイル型熱電センサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33039799A JP3399425B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | サーモパイル型熱電センサ |
| GB0028140A GB2362266B (en) | 1999-11-19 | 2000-11-17 | Thermopile-type thermoelectric sensor |
| KR10-2000-0068921A KR100373956B1 (ko) | 1999-11-19 | 2000-11-20 | 열전대열 형태의 열전기 센서 |
| US09/716,726 US6388186B1 (en) | 1999-11-19 | 2000-11-20 | Thermopile-type thermoelectric sensor |
| DE10057403A DE10057403C2 (de) | 1999-11-19 | 2000-11-20 | Thermoelektrischer Sensor des Thermosäulentyps |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33039799A JP3399425B2 (ja) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | サーモパイル型熱電センサ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3399425B2 true JP3399425B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=18232156
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| GB0424934D0 (en) * | 2004-11-12 | 2004-12-15 | Qinetiq Ltd | Infrared detector |
| US20080273572A1 (en) * | 2006-06-02 | 2008-11-06 | James Madison University | Thermal detector for chemical or biological agents |
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| FR2978871B1 (fr) * | 2011-08-02 | 2013-07-19 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de refroidissement muni d'un capteur thermoelectrique |
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| DE102012220019B3 (de) * | 2012-11-02 | 2014-02-13 | Continental Automotive Gmbh | Luftmassenmesser |
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| JP7428186B2 (ja) * | 2019-07-05 | 2024-02-06 | 住友電気工業株式会社 | 光センサ |
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|---|---|---|---|---|
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-
2000
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