JPH116761A - 焦電形赤外線センサ - Google Patents
焦電形赤外線センサInfo
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- JPH116761A JPH116761A JP15837397A JP15837397A JPH116761A JP H116761 A JPH116761 A JP H116761A JP 15837397 A JP15837397 A JP 15837397A JP 15837397 A JP15837397 A JP 15837397A JP H116761 A JPH116761 A JP H116761A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は焦電体により赤外線を検出する焦電
型赤外線センサに関するものであり、高感度でかつ低コ
ストのセンサを実現することを目的とする。 【解決手段】 開口部２を有する封止体１と、この封止
体１の開口部２に封着された赤外線入射窓３と、この封
止体１に内蔵された焦電体５と、この焦電体５を実装す
る固定台４とから構成され、封止体１内にフロン１０を
主成分とするガスが封入された構成を有している。
型赤外線センサに関するものであり、高感度でかつ低コ
ストのセンサを実現することを目的とする。 【解決手段】 開口部２を有する封止体１と、この封止
体１の開口部２に封着された赤外線入射窓３と、この封
止体１に内蔵された焦電体５と、この焦電体５を実装す
る固定台４とから構成され、封止体１内にフロン１０を
主成分とするガスが封入された構成を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は焦電体により赤外線
を検出する焦電型赤外線センサに関するものである。
を検出する焦電型赤外線センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、焦電型赤外線センサは非接触で物
体の検知や温度検出ができる点を活かして、電子レンジ
の調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、あるい
は自動ドア、警報装置での人体検知等に利用されてお
り、今後その利用範囲は拡大していくと見られる。
体の検知や温度検出ができる点を活かして、電子レンジ
の調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御、あるい
は自動ドア、警報装置での人体検知等に利用されてお
り、今後その利用範囲は拡大していくと見られる。
【０００３】焦電型赤外線センサは、ＬｉＴａＯ3結晶
等の焦電効果を利用したものである。焦電体は自発分極
を有しており常に表面電荷が発生しているが、大気中に
おける定常状態では大気中の電荷と結びついて電気的に
中性を保っている。これに赤外線が入射すると焦電体の
温度が変化し、これに伴い表面の電荷状態も中性状態が
壊れて変化する。この時表面に発生する電荷を検出し、
赤外線入射量を測定するのが赤外線センサである。一般
に物体はその温度に応じた赤外線を放出しており、この
焦電型赤外線センサを用いることにより物体の存在や温
度を検知できる。
等の焦電効果を利用したものである。焦電体は自発分極
を有しており常に表面電荷が発生しているが、大気中に
おける定常状態では大気中の電荷と結びついて電気的に
中性を保っている。これに赤外線が入射すると焦電体の
温度が変化し、これに伴い表面の電荷状態も中性状態が
壊れて変化する。この時表面に発生する電荷を検出し、
赤外線入射量を測定するのが赤外線センサである。一般
に物体はその温度に応じた赤外線を放出しており、この
焦電型赤外線センサを用いることにより物体の存在や温
度を検知できる。
【０００４】従来、焦電型赤外線センサは実開昭６３−
２５３３６号公報に記載されたものが知られている。図
８において赤外線を検知するセラミックを材料とする焦
電素子チップ１４と、上記焦電素子チップ１４を外乱光
および電磁ノイズから保護するキャップ１５と、上記キ
ャップ１５の開口部１６に取り付けられた窓材１７と、
上記焦電素子チップ１４を支持体１８を介して固定する
ためのアルミナ基板１９と、上記アルミナ基板１９に実
装され外部インピーダンスと整合をとるためのＦＥＴ２
０と、上記キャップ１５を接合することにより機密を確
保するＴＯ−５ステム２１と、上記ＴＯ−５ステム２１
に挿入され配線を行うためのリードピン２２により構成
され、上記キャップ１５内の空間がアルゴン、キセノ
ン、グリプトンの中の一種類から成る単体ガスまたは２
種類以上から成る混合ガスまたは該単体ガスもしくは混
合ガスと窒素とから成る混合ガスで満たされている。
２５３３６号公報に記載されたものが知られている。図
８において赤外線を検知するセラミックを材料とする焦
電素子チップ１４と、上記焦電素子チップ１４を外乱光
および電磁ノイズから保護するキャップ１５と、上記キ
ャップ１５の開口部１６に取り付けられた窓材１７と、
上記焦電素子チップ１４を支持体１８を介して固定する
ためのアルミナ基板１９と、上記アルミナ基板１９に実
装され外部インピーダンスと整合をとるためのＦＥＴ２
０と、上記キャップ１５を接合することにより機密を確
保するＴＯ−５ステム２１と、上記ＴＯ−５ステム２１
に挿入され配線を行うためのリードピン２２により構成
され、上記キャップ１５内の空間がアルゴン、キセノ
ン、グリプトンの中の一種類から成る単体ガスまたは２
種類以上から成る混合ガスまたは該単体ガスもしくは混
合ガスと窒素とから成る混合ガスで満たされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この焦電形赤外線セン
サにおいては、高感度化かつ照明や空調機器等の家庭商
品に用いられるため低コスト化が強く求められている。
サにおいては、高感度化かつ照明や空調機器等の家庭商
品に用いられるため低コスト化が強く求められている。
【０００６】本発明は、高感度かつ低コストである焦電
形赤外線センサを提供することを目的とする。
形赤外線センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、封止体にフロンを主成分とするガスを封入
した構成としたものである。
に本発明は、封止体にフロンを主成分とするガスを封入
した構成としたものである。
【０００８】この発明によれば高感度かつ家庭商品に用
いられるように低コストで焦電形赤外線センサを提供す
ることができる。
いられるように低コストで焦電形赤外線センサを提供す
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、開口部を有する封止体と、上記封止体の開口部に封
着された赤外線入射窓と、上記封止体に内蔵された焦電
体と、上記焦電体を実装する固定部より構成され、上記
封止体にはフロンを主成分とするガスが封入されてお
り、フロンの分子量は大きく、結果熱伝導率が小さくな
るため、入射赤外線により蓄熱した焦電体の雰囲気ガス
への熱伝導が抑制されるためセンサ出力の高感度化が実
現でき、かつフロンは安価のため低コストになると言う
作用を有する。
は、開口部を有する封止体と、上記封止体の開口部に封
着された赤外線入射窓と、上記封止体に内蔵された焦電
体と、上記焦電体を実装する固定部より構成され、上記
封止体にはフロンを主成分とするガスが封入されてお
り、フロンの分子量は大きく、結果熱伝導率が小さくな
るため、入射赤外線により蓄熱した焦電体の雰囲気ガス
への熱伝導が抑制されるためセンサ出力の高感度化が実
現でき、かつフロンは安価のため低コストになると言う
作用を有する。
【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１の構成において、封止体にはフロンを主成分とするガ
スとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１種類を主成分とするガス
の混合ガスが封入されており、ＸｅおよびＫｒは共に低
熱伝導率ガスであり、封止体にそれぞれ単体で封入した
場合、センサ出力の高感度化が実現できるが高価なた
め、低熱伝導率ガスでかつ安価であるフロン系ガスと混
合することにより低コストになるという作用を有する。
１の構成において、封止体にはフロンを主成分とするガ
スとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１種類を主成分とするガス
の混合ガスが封入されており、ＸｅおよびＫｒは共に低
熱伝導率ガスであり、封止体にそれぞれ単体で封入した
場合、センサ出力の高感度化が実現できるが高価なた
め、低熱伝導率ガスでかつ安価であるフロン系ガスと混
合することにより低コストになるという作用を有する。
【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１の構成において、封止体にはフロンを主成分とするガ
スとＮ2を主成分とするガスの混合ガスまたは上記混合
ガスとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１種類を主成分とするガ
スの混合ガスが封入されており、フロンを主成分とする
ガスは安価かつ低熱伝導率ガスであり、センサ出力の高
感度化、低コスト化が実現できるがＮ2と混合すること
によりさらに低コスト化が実現でき、またＸｅおよびＫ
ｒは共に低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が
実現できるが高価なため、フロンを主成分とするガスと
Ｎ2を主成分とするガスで混合することによりさらに低
コスト化が実現できるという作用を有する。
１の構成において、封止体にはフロンを主成分とするガ
スとＮ2を主成分とするガスの混合ガスまたは上記混合
ガスとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１種類を主成分とするガ
スの混合ガスが封入されており、フロンを主成分とする
ガスは安価かつ低熱伝導率ガスであり、センサ出力の高
感度化、低コスト化が実現できるがＮ2と混合すること
によりさらに低コスト化が実現でき、またＸｅおよびＫ
ｒは共に低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が
実現できるが高価なため、フロンを主成分とするガスと
Ｎ2を主成分とするガスで混合することによりさらに低
コスト化が実現できるという作用を有する。
【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１〜３の構成において、フロンを主成分とするガスとし
てＨＣＦＣ系としたものであり、フロン系ガスの中でも
低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が実現でき
るという作用を有する。
１〜３の構成において、フロンを主成分とするガスとし
てＨＣＦＣ系としたものであり、フロン系ガスの中でも
低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が実現でき
るという作用を有する。
【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１〜４の構成において、フロンを主成分とするガスとし
てＣＦ3Ｉとしたものであり、フロン系ガスの中で最も
低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が実現でき
るという作用を有する。
１〜４の構成において、フロンを主成分とするガスとし
てＣＦ3Ｉとしたものであり、フロン系ガスの中で最も
低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が実現でき
るという作用を有する。
【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１〜５の構成において、封止体には減圧状態でガスが封
入されており、減圧状態ではガス分子が焦電体表面に衝
突する絶対数が減少するため、雰囲気ガスへの熱伝導が
抑制され、焦電体の蓄熱が維持ためセンサ出力の高出力
化が実現できるという作用を有する。また減圧にともな
いガスの必要量の減少し低コスト化が可能となるという
作用を有する。
１〜５の構成において、封止体には減圧状態でガスが封
入されており、減圧状態ではガス分子が焦電体表面に衝
突する絶対数が減少するため、雰囲気ガスへの熱伝導が
抑制され、焦電体の蓄熱が維持ためセンサ出力の高出力
化が実現できるという作用を有する。また減圧にともな
いガスの必要量の減少し低コスト化が可能となるという
作用を有する。
【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
６の構成において、焦電体としてＬａまたはＭｇの少な
くとも１種類を含むＰｂＴｉＯ3薄膜であり、焦電体と
して薄膜にすることにより小型化されるがこれにより焦
電体からの熱の逃げは、支持体よりも表面の雰囲気ガス
への熱の逃げが大きくなる。このため薄膜の方が減圧状
態にすることにより、センサ出力の高出力化の効果がよ
り得られるという作用を有する。
６の構成において、焦電体としてＬａまたはＭｇの少な
くとも１種類を含むＰｂＴｉＯ3薄膜であり、焦電体と
して薄膜にすることにより小型化されるがこれにより焦
電体からの熱の逃げは、支持体よりも表面の雰囲気ガス
への熱の逃げが大きくなる。このため薄膜の方が減圧状
態にすることにより、センサ出力の高出力化の効果がよ
り得られるという作用を有する。
【００１６】本発明の請求項８に記載の発明は、開口部
を有する封止体と、上記封止体の開口部に封着された赤
外線入射窓と、上記封止体に内蔵された焦電体と、上記
焦電体を実装する固定部より構成され、上記封止体には
減圧状態でＣＯ2を主成分とするガスが封入されてお
り、ＣＯ2は減圧状態で低熱伝導率化するためセンサ出
力の高感度化が実現できるという作用を有する。
を有する封止体と、上記封止体の開口部に封着された赤
外線入射窓と、上記封止体に内蔵された焦電体と、上記
焦電体を実装する固定部より構成され、上記封止体には
減圧状態でＣＯ2を主成分とするガスが封入されてお
り、ＣＯ2は減圧状態で低熱伝導率化するためセンサ出
力の高感度化が実現できるという作用を有する。
【００１７】本発明の請求項９に記載の発明は、開口部
を有する封止体と、上記封止体の開口部に封着された赤
外線入射窓と、上記封止体に内蔵された焦電体と、上記
焦電体を実装する固定部と、上記封止体内部に内蔵され
フロンを主成分とするガスまたは液体の含有体より構成
されており、フロンを主成分とするガスまたは液体が封
止体内部に拡散することにより、封止体内部ガスの平均
熱伝導率が低下するため、センサ出力の高感度化が実現
できるという作用を有する。
を有する封止体と、上記封止体の開口部に封着された赤
外線入射窓と、上記封止体に内蔵された焦電体と、上記
焦電体を実装する固定部と、上記封止体内部に内蔵され
フロンを主成分とするガスまたは液体の含有体より構成
されており、フロンを主成分とするガスまたは液体が封
止体内部に拡散することにより、封止体内部ガスの平均
熱伝導率が低下するため、センサ出力の高感度化が実現
できるという作用を有する。
【００１８】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項９の構成において、封止体は減圧状態で封止されてお
り、減圧状態ではフロンを主成分とするガスまたは液体
の含有体からより多くのガスの放出がおこり、封止体内
部ガスのフロンの割合が多くなる。これにより平均熱伝
導率が大きく低下するため、センサ出力の高感度化が実
現できる。また減圧状態ではガス分子が焦電体表面に衝
突する絶対数が減少するため、雰囲気ガスへの熱伝導が
抑制されるためセンサ出力の高出力化が実現できるとい
う作用を有する。
項９の構成において、封止体は減圧状態で封止されてお
り、減圧状態ではフロンを主成分とするガスまたは液体
の含有体からより多くのガスの放出がおこり、封止体内
部ガスのフロンの割合が多くなる。これにより平均熱伝
導率が大きく低下するため、センサ出力の高感度化が実
現できる。また減圧状態ではガス分子が焦電体表面に衝
突する絶対数が減少するため、雰囲気ガスへの熱伝導が
抑制されるためセンサ出力の高出力化が実現できるとい
う作用を有する。
【００１９】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項６，８および１０記載の構成において、封止体内部に
焦電体等より放出される出ガスを吸着するための吸着剤
を設けており、封止体内の出ガスによる圧力上昇を抑え
ることができ、減圧状態が維持できるという作用を有す
る。
項６，８および１０記載の構成において、封止体内部に
焦電体等より放出される出ガスを吸着するための吸着剤
を設けており、封止体内の出ガスによる圧力上昇を抑え
ることができ、減圧状態が維持できるという作用を有す
る。
【００２０】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項１１の構成において、焦電体としてＬａまたはＭｇの
少なくとも１種類を含むＰｂＴｉＯ3薄膜であり、焦電
体として薄膜にすることにより小型化されるがこれによ
り焦電体からの熱の逃げは、支持体よりも表面の雰囲気
ガスへの熱の逃げが大きくなる。このため薄膜の方が減
圧状態にすることにより、センサ出力の高出力化の効果
がより得られるという作用を有する。
項１１の構成において、焦電体としてＬａまたはＭｇの
少なくとも１種類を含むＰｂＴｉＯ3薄膜であり、焦電
体として薄膜にすることにより小型化されるがこれによ
り焦電体からの熱の逃げは、支持体よりも表面の雰囲気
ガスへの熱の逃げが大きくなる。このため薄膜の方が減
圧状態にすることにより、センサ出力の高出力化の効果
がより得られるという作用を有する。
【００２１】以下本発明の一実施の形態について図１か
ら図３を用いて説明する。 （実施の形態１）以下本発明の第１の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態における焦電型赤外線センサの概略を示す
ものである。図１において封止体１は外乱光や電磁ノイ
ズを遮断するものであり、例えばＦｅまたはコバールま
たはＳｉにより構成される。上記封止体１には開口部２
を有し、赤外線を上記封止体１に導く入り口となる。赤
外線入射窓３は上記開口部２に取り付けられており、赤
外線を透過し上記封止体１内に導くものであり、例えば
Ｓｉまたは表面にＧｅおよびＺｎＳで作成されたフィル
タが設けられたＳｉにより構成されている。
ら図３を用いて説明する。 （実施の形態１）以下本発明の第１の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態における焦電型赤外線センサの概略を示す
ものである。図１において封止体１は外乱光や電磁ノイ
ズを遮断するものであり、例えばＦｅまたはコバールま
たはＳｉにより構成される。上記封止体１には開口部２
を有し、赤外線を上記封止体１に導く入り口となる。赤
外線入射窓３は上記開口部２に取り付けられており、赤
外線を透過し上記封止体１内に導くものであり、例えば
Ｓｉまたは表面にＧｅおよびＺｎＳで作成されたフィル
タが設けられたＳｉにより構成されている。
【００２２】固定台４は上記封止体１と接合することに
より機密封止を実現するものであり、例えばＦｅまたは
コバールまたはガラスにより構成される。焦電体５は上
記固定台４上に実装され、焦電効果を利用し入射赤外線
の量に応じたセンサ出力を発する。すなわち焦電体は自
発分極を有しており常に表面電荷が発生しているが、大
気中における定常状態では大気中の電荷と結びついて電
気的に中性を保っている。これに赤外線が入射すると焦
電体の温度が変化し、これに伴い表面の電荷状態も中性
状態が壊れて変化する。この時表面に発生する電荷を検
出し、赤外線入射量を測定するものである。焦電体５と
して、例えば焦電材料であるＰｂ1-(X+Y )ＬａXＭｇ
1-(X+Y)/4Ｏ3やＬｉＴａＯ3で構成されている。高抵抗
６は上記固定台４上に実装され、焦電体５の電荷の放電
を安定化することによりセンサ出力を安定化する。ＦＥ
Ｔ７は上記固定台４上に実装され、外部回路とのインピ
ーダンスを整合させる。リードピン８は上記固定台４に
挿入され、上記焦電体５、高抵抗６およびＦＥＴ７との
電気的接合を行う。空間９にはフロン１０を主成分とす
るガスが封入されており、上記焦電体５からの熱伝導を
抑制することによりセンサ出力の高感度化を実現する。
フロン１０として、例えば代替フロンからなる。
より機密封止を実現するものであり、例えばＦｅまたは
コバールまたはガラスにより構成される。焦電体５は上
記固定台４上に実装され、焦電効果を利用し入射赤外線
の量に応じたセンサ出力を発する。すなわち焦電体は自
発分極を有しており常に表面電荷が発生しているが、大
気中における定常状態では大気中の電荷と結びついて電
気的に中性を保っている。これに赤外線が入射すると焦
電体の温度が変化し、これに伴い表面の電荷状態も中性
状態が壊れて変化する。この時表面に発生する電荷を検
出し、赤外線入射量を測定するものである。焦電体５と
して、例えば焦電材料であるＰｂ1-(X+Y )ＬａXＭｇ
1-(X+Y)/4Ｏ3やＬｉＴａＯ3で構成されている。高抵抗
６は上記固定台４上に実装され、焦電体５の電荷の放電
を安定化することによりセンサ出力を安定化する。ＦＥ
Ｔ７は上記固定台４上に実装され、外部回路とのインピ
ーダンスを整合させる。リードピン８は上記固定台４に
挿入され、上記焦電体５、高抵抗６およびＦＥＴ７との
電気的接合を行う。空間９にはフロン１０を主成分とす
るガスが封入されており、上記焦電体５からの熱伝導を
抑制することによりセンサ出力の高感度化を実現する。
フロン１０として、例えば代替フロンからなる。
【００２３】なお本実施の形態では空間９にはフロン１
０を主成分とするガスが封入されているが、これはフロ
ンを主成分とするガスとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１種類
を主成分とするガスの混合ガスとしても良い。この場合
はＸｅおよびＫｒは共に低熱伝導率ガスであり、封止体
にそれぞれ単体で封入した場合、センサ出力の高感度化
が実現できるが高価なため、低熱伝導率ガスでかつ安価
であるフロン系ガスと混合することにより低コストにな
るという作用を有する。
０を主成分とするガスが封入されているが、これはフロ
ンを主成分とするガスとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１種類
を主成分とするガスの混合ガスとしても良い。この場合
はＸｅおよびＫｒは共に低熱伝導率ガスであり、封止体
にそれぞれ単体で封入した場合、センサ出力の高感度化
が実現できるが高価なため、低熱伝導率ガスでかつ安価
であるフロン系ガスと混合することにより低コストにな
るという作用を有する。
【００２４】なお、本実施の形態では空間９にはフロン
１０を主成分とするガスが封入されているが、これはフ
ロンを主成分とするガスとＮ2を主成分とするガスの混
合ガスまたは上記混合ガスとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１
種類を主成分とするガスの混合ガスとしても良い。この
場合はフロンを主成分とするガスは安価かつ低熱伝導率
ガスであり、センサ出力の高感度化、低コスト化が実現
できるがＮ2と混合することによりさらに低コスト化が
実現でき、またＸｅおよびＫｒは共に低熱伝導率ガスで
ありセンサ出力の高感度化が実現できるが高価なため、
フロンを主成分とするガスとＮ2を主成分とするガスで
混合することによりさらに低コスト化が実現できるとい
う作用を有する。
１０を主成分とするガスが封入されているが、これはフ
ロンを主成分とするガスとＮ2を主成分とするガスの混
合ガスまたは上記混合ガスとＸｅ，Ｋｒの少なくとも１
種類を主成分とするガスの混合ガスとしても良い。この
場合はフロンを主成分とするガスは安価かつ低熱伝導率
ガスであり、センサ出力の高感度化、低コスト化が実現
できるがＮ2と混合することによりさらに低コスト化が
実現でき、またＸｅおよびＫｒは共に低熱伝導率ガスで
ありセンサ出力の高感度化が実現できるが高価なため、
フロンを主成分とするガスとＮ2を主成分とするガスで
混合することによりさらに低コスト化が実現できるとい
う作用を有する。
【００２５】なお、本実施の形態では空間９にはフロン
１０を主成分とするガスが封入されているが、特にＨＣ
ＦＣ系を主成分とするガス、例えばＣＨＣｌＦ2，ＣＨ
Ｃｌ2ＣＦ3，ＣＨ3ＣＣｌ2Ｆ，ＣＨ3ＣＣｌＦ3，Ｃ3Ｈ
Ｃｌ3Ｆ3としてもよい。上記ガスはそれぞれ熱伝導率が
０．０１ｋｃａｌ／ｍｈＫ以下とフロン系ガスの中でも
低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が実現でき
るという作用を有する。
１０を主成分とするガスが封入されているが、特にＨＣ
ＦＣ系を主成分とするガス、例えばＣＨＣｌＦ2，ＣＨ
Ｃｌ2ＣＦ3，ＣＨ3ＣＣｌ2Ｆ，ＣＨ3ＣＣｌＦ3，Ｃ3Ｈ
Ｃｌ3Ｆ3としてもよい。上記ガスはそれぞれ熱伝導率が
０．０１ｋｃａｌ／ｍｈＫ以下とフロン系ガスの中でも
低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化が実現でき
るという作用を有する。
【００２６】なお、本実施の形態では空間９にはフロン
１０を主成分とするガスが封入されているが、特にＣＦ
3Ｉを主成分とするガスとしてもよい。上記ＣＦ3Ｉの熱
伝導率が約０．００６ｋｃａｌ／ｍｈＫとフロン系ガス
の中で最も低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化
が実現できるという作用を有する。
１０を主成分とするガスが封入されているが、特にＣＦ
3Ｉを主成分とするガスとしてもよい。上記ＣＦ3Ｉの熱
伝導率が約０．００６ｋｃａｌ／ｍｈＫとフロン系ガス
の中で最も低熱伝導率ガスでありセンサ出力の高感度化
が実現できるという作用を有する。
【００２７】なお、本実施の形態では、焦電体５とし
て、ＬａまたはＭｇの少なくとも１種類を含むＰｂＴｉ
Ｏ3薄膜としてもよい。薄膜にすることにより小型化さ
れるがこれにより焦電体からの熱の逃げは、支持体より
も表面の雰囲気ガスへの熱の逃げが大きくなる。このた
め薄膜の方が減圧状態にすることにより、センサ出力の
高出力化の効果がより得られるという作用を有する。
て、ＬａまたはＭｇの少なくとも１種類を含むＰｂＴｉ
Ｏ3薄膜としてもよい。薄膜にすることにより小型化さ
れるがこれにより焦電体からの熱の逃げは、支持体より
も表面の雰囲気ガスへの熱の逃げが大きくなる。このた
め薄膜の方が減圧状態にすることにより、センサ出力の
高出力化の効果がより得られるという作用を有する。
【００２８】（実施の形態２）以下本発明の第２の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。図２は
本発明の第２の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。
の形態について、図面を参照しながら説明する。図２は
本発明の第２の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。
【００２９】図２に示す本発明の実施の形態は、基本的
には図１に示した実施の形態１と同じ構成であるので、
同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。実施の形態１と違う点は、封止体１の空間９には減
圧状態でガスが封入されていることである。減圧状態で
はガス分子が焦電体表面に衝突する絶対数が減少するた
め、雰囲気ガスへの熱伝導が抑制されるためセンサ出力
の高出力化が実現でき、また例えば１／１０に減圧する
ことによりガスの使用量が１／１０となり、結果１／１
０の低コスト化が可能となる。図３に封入ガス圧とセン
サ出力の関係を示す。図より例えばＮ2の場合７６０Tor
r（大気圧）を基準として、１Torrに減圧すると約２倍
に高感度化が実現できるという作用を有する。
には図１に示した実施の形態１と同じ構成であるので、
同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。実施の形態１と違う点は、封止体１の空間９には減
圧状態でガスが封入されていることである。減圧状態で
はガス分子が焦電体表面に衝突する絶対数が減少するた
め、雰囲気ガスへの熱伝導が抑制されるためセンサ出力
の高出力化が実現でき、また例えば１／１０に減圧する
ことによりガスの使用量が１／１０となり、結果１／１
０の低コスト化が可能となる。図３に封入ガス圧とセン
サ出力の関係を示す。図より例えばＮ2の場合７６０Tor
r（大気圧）を基準として、１Torrに減圧すると約２倍
に高感度化が実現できるという作用を有する。
【００３０】（実施の形態３）以下本発明の第３の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。図４は
本発明の第３の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。
の形態について、図面を参照しながら説明する。図４は
本発明の第３の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。
【００３１】図４に示す本発明の実施の形態は、基本的
には図１に示した実施の形態１と同じ構成であるので、
同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。実施の形態１と違う点は、封止体１の空間９には減
圧状態でＣＯ2１１を主成分とするガスが封入されてい
ることである。図３より７６０TorrではＮ2と比較して
約１．３倍であるが１Torrに減圧するとフロンであるＨ
ＦＣ１３４ａとほぼ同等のセンサ出力となり、０．１To
rrではＣＨＣｌＦ2よりセンサ出力が大きくなるという
作用を有する。
には図１に示した実施の形態１と同じ構成であるので、
同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略す
る。実施の形態１と違う点は、封止体１の空間９には減
圧状態でＣＯ2１１を主成分とするガスが封入されてい
ることである。図３より７６０TorrではＮ2と比較して
約１．３倍であるが１Torrに減圧するとフロンであるＨ
ＦＣ１３４ａとほぼ同等のセンサ出力となり、０．１To
rrではＣＨＣｌＦ2よりセンサ出力が大きくなるという
作用を有する。
【００３２】（実施の形態４）以下本発明の第４の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。図５は
本発明の第４の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。図５に示す本発明の実施の形
態は、基本的には図１に示した実施の形態１と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な
説明を省略する。実施の形態１と違う点は、封止体１内
部に内蔵されたフロンを主成分とするガスまたは液体の
含有体１２を有することである。フロンを主成分とする
ガスまたは液体が封止体内部に拡散することにより、封
止体内部ガスの平均熱伝導率が低下するため、センサ出
力の高感度化が実現できるという作用を有する。フロン
を主成分とするガスとして、例えば代替フロン、特に低
熱伝導率であるＨＣＦＣ系を主成分とするガス、例え
ば、ＣＨＣｌＦ2，ＣＨＣｌ2ＣＦ3，ＣＨ3ＣＣｌ2Ｆ，
ＣＨ3ＣＣｌＦ3としてもよい。またフロン系ガスの中で
最も低熱伝導率であるＣＦ3Ｉとしてもよい。
の形態について、図面を参照しながら説明する。図５は
本発明の第４の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。図５に示す本発明の実施の形
態は、基本的には図１に示した実施の形態１と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な
説明を省略する。実施の形態１と違う点は、封止体１内
部に内蔵されたフロンを主成分とするガスまたは液体の
含有体１２を有することである。フロンを主成分とする
ガスまたは液体が封止体内部に拡散することにより、封
止体内部ガスの平均熱伝導率が低下するため、センサ出
力の高感度化が実現できるという作用を有する。フロン
を主成分とするガスとして、例えば代替フロン、特に低
熱伝導率であるＨＣＦＣ系を主成分とするガス、例え
ば、ＣＨＣｌＦ2，ＣＨＣｌ2ＣＦ3，ＣＨ3ＣＣｌ2Ｆ，
ＣＨ3ＣＣｌＦ3としてもよい。またフロン系ガスの中で
最も低熱伝導率であるＣＦ3Ｉとしてもよい。
【００３３】（実施の形態５）以下本発明の第５の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。図６は
本発明の第５の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。図６に示す本発明の実施の形
態は、基本的には図１に示した実施の形態１と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な
説明を省略する。実施の形態１と違う点は、封止体は減
圧状態で封止されていることである。減圧状態ではフロ
ンを主成分とするガスまたは液体の含有体からより多く
のガスの放出がおこり、封止体内部ガスのフロンの割合
が多くなる。これにより平均熱伝導率が大きく低下する
ため、センサ出力の高感度化が実現できる。また減圧状
態ではガス分子が焦電体表面に衝突する絶対数が減少す
るため、雰囲気ガスへの熱伝導が抑制されるためセンサ
出力の高出力化が実現できるという作用を有する。
の形態について、図面を参照しながら説明する。図６は
本発明の第５の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。図６に示す本発明の実施の形
態は、基本的には図１に示した実施の形態１と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な
説明を省略する。実施の形態１と違う点は、封止体は減
圧状態で封止されていることである。減圧状態ではフロ
ンを主成分とするガスまたは液体の含有体からより多く
のガスの放出がおこり、封止体内部ガスのフロンの割合
が多くなる。これにより平均熱伝導率が大きく低下する
ため、センサ出力の高感度化が実現できる。また減圧状
態ではガス分子が焦電体表面に衝突する絶対数が減少す
るため、雰囲気ガスへの熱伝導が抑制されるためセンサ
出力の高出力化が実現できるという作用を有する。
【００３４】（実施の形態６）以下本発明の第６の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。図７は
本発明の第６の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。図７に示す本発明の実施の形
態は、基本的には図１に示した実施の形態１と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な
説明を省略する。実施の形態１と違う点は、封止体１内
部に吸着剤１３を設けていることである。吸着剤１３に
より焦電体５等より放出される出ガスが吸着されるため
封止体１内の出ガスによる圧力上昇を抑えることがで
き、減圧状態が維持できるという作用を有する。
の形態について、図面を参照しながら説明する。図７は
本発明の第６の実施の形態における焦電型赤外線センサ
の概略を示すものである。図７に示す本発明の実施の形
態は、基本的には図１に示した実施の形態１と同じ構成
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳細な
説明を省略する。実施の形態１と違う点は、封止体１内
部に吸着剤１３を設けていることである。吸着剤１３に
より焦電体５等より放出される出ガスが吸着されるため
封止体１内の出ガスによる圧力上昇を抑えることがで
き、減圧状態が維持できるという作用を有する。
【００３５】なお、本発明の実施の形態では、焦電体５
として、ＬａまたはＭｇの少なくとも１種類を含むＰｂ
ＴｉＯ3薄膜としてもよい。薄膜にすることにより小型
化されるがこれにより焦電体からの熱の逃げは、支持体
よりも表面の雰囲気ガスへの熱の逃げが大きくなる。こ
のため薄膜の方が減圧状態にすることにより、センサ出
力の高出力化の効果がより得られるという作用を有す
る。
として、ＬａまたはＭｇの少なくとも１種類を含むＰｂ
ＴｉＯ3薄膜としてもよい。薄膜にすることにより小型
化されるがこれにより焦電体からの熱の逃げは、支持体
よりも表面の雰囲気ガスへの熱の逃げが大きくなる。こ
のため薄膜の方が減圧状態にすることにより、センサ出
力の高出力化の効果がより得られるという作用を有す
る。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、封止体に
低熱伝導率ガスであるフロンを主成分とするガスを封入
することにより、焦電体からの熱伝導を抑制することに
よりセンサ出力の高感度化ができ、かつフロンは安価の
ため低コスト化できるという効果を得ることができる。
低熱伝導率ガスであるフロンを主成分とするガスを封入
することにより、焦電体からの熱伝導を抑制することに
よりセンサ出力の高感度化ができ、かつフロンは安価の
ため低コスト化できるという効果を得ることができる。
【図１】本発明の実施の形態１による焦電形赤外線セン
サを示す概略図
サを示す概略図
【図２】本発明の実施の形態２による焦電形赤外線セン
サを示す概略図
サを示す概略図
【図３】本発明の実施の形態２および実施の形態３によ
る封入ガス圧とセンサ出力の関係図
る封入ガス圧とセンサ出力の関係図
【図４】本発明の実施の形態３による焦電形赤外線セン
サを示す概略図
サを示す概略図
【図５】本発明の実施の形態４による焦電形赤外線セン
サを示す概略図
サを示す概略図
【図６】本発明の実施の形態５による焦電形赤外線セン
サを示す概略図
サを示す概略図
【図７】本発明の実施の形態６による焦電形赤外線セン
サを示す概略図
サを示す概略図
【図８】従来の焦電形赤外線センサを示す概略図
１ 封止体 ２ 開口部 ３ 赤外線入射窓 ４ 固定台 ５ 焦電体 ６ 高抵抗 ７ ＦＥＴ ８ リードピン ９ 空間 １０ フロン １１ ＣＯ2 １２ 含有体 １３ 吸着剤
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 園田 信雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】 開口部を有する封止体と、上記封止体の
開口部に封着された赤外線入射窓と、上記封止体に内蔵
された焦電体と、上記焦電体を実装する固定部より構成
され、上記封止体にはフロンを主成分とするガスが封入
されていることを特徴とする焦電形赤外線センサ。 - 【請求項２】 封止体にはフロンを主成分とするガスと
Ｘｅ，Ｋｒの少なくとも１種類を主成分とするガスの混
合ガスが封入されていることを特徴とする請求項１記載
の焦電形赤外線センサ。 - 【請求項３】 封止体にはフロンを主成分とするガスと
Ｎ2を主成分とするガスの混合ガスまたは上記混合ガス
とＸｅ，Ｋｒの少なくとも１種類を主成分とするガスの
混合ガスが封入されていることを特徴とする請求項１記
載の焦電形赤外線センサ。 - 【請求項４】 フロンガスとしてＨＣＦＣ系を主成分と
するガスであることを特徴とする請求項１から３のいず
れか１つに記載の焦電形赤外線センサ。 - 【請求項５】 フロンガスとしてＣＦ3Ｉを主成分とす
るガスであることを特徴とする請求項１から３のいずれ
か１つに記載の焦電形赤外線センサ。 - 【請求項６】 封止体には減圧状態でガスが封入されて
いることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに
記載の焦電形赤外線センサ。 - 【請求項７】 焦電体としてＬａまたはＭｇの少なくと
も１種類を含むＰｂＴｉＯ3薄膜であることを特徴とす
る請求項６記載の焦電形赤外線センサ。 - 【請求項８】 開口部を有する封止体と、上記封止体の
開口部に封着された赤外線入射窓と、上記封止体に内蔵
された焦電体と、上記焦電体を実装する固定部より構成
され、上記封止体には減圧状態でＣＯ2を主成分とする
ガスが封入されていることを特徴とする焦電形赤外線セ
ンサ。 - 【請求項９】 開口部を有する封止体と、上記封止体の
開口部に封着された赤外線入射窓と、上記封止体に内蔵
された焦電体と、上記焦電体を実装する固定部と、上記
封止体内部に内蔵されフロンを主成分とするガスまたは
液体の含有体より構成されていることを特徴とする焦電
形赤外線センサ。 - 【請求項１０】 封止体は減圧状態で封止されているこ
とを特徴とする請求項８記載の焦電形赤外線センサ。 - 【請求項１１】 封止体内部に焦電体等より放出される
出ガスを吸着するための吸着剤を設けていることを特徴
とする請求項６又は８又は１０記載の焦電形赤外線セン
サ。 - 【請求項１２】 焦電体としてＬａまたはＭｇの少なく
とも１種類を含むＰｂＴｉＯ3薄膜であることを特徴と
する請求項１１記載の焦電形赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15837397A JPH116761A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 焦電形赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15837397A JPH116761A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 焦電形赤外線センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116761A true JPH116761A (ja) | 1999-01-12 |
Family
ID=15670292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15837397A Pending JPH116761A (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 焦電形赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH116761A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403959B1 (en) | 1998-02-13 | 2002-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared detector element, and infrared sensor unit and infrared detecting device using it |
| CN102175328A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-09-07 | 郑州炜盛电子科技有限公司 | 双通道热释电红外传感器 |
-
1997
- 1997-06-16 JP JP15837397A patent/JPH116761A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403959B1 (en) | 1998-02-13 | 2002-06-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared detector element, and infrared sensor unit and infrared detecting device using it |
| CN1318827C (zh) * | 1998-02-13 | 2007-05-30 | 松下电器产业株式会社 | 红外线检测元件、使用该红外线检测元件的红外线传感器装置和红外线检测装置 |
| CN102175328A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-09-07 | 郑州炜盛电子科技有限公司 | 双通道热释电红外传感器 |
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