JPS59120831A - 赤外線検出装置 - Google Patents
赤外線検出装置Info
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- JPS59120831A JPS59120831A JP57234643A JP23464382A JPS59120831A JP S59120831 A JPS59120831 A JP S59120831A JP 57234643 A JP57234643 A JP 57234643A JP 23464382 A JP23464382 A JP 23464382A JP S59120831 A JPS59120831 A JP S59120831A
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-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は焦電効果を利用した焦電型の赤外線検出器に関
し、更に詳しくは赤外線検出器にdB)る焦電素子の分
極及び接続の構成に関りるものである。
し、更に詳しくは赤外線検出器にdB)る焦電素子の分
極及び接続の構成に関りるものである。
焦電型の赤外線検出器には分極を施した焦電素子を用い
るが、ぞの分極方法には、第1図に示すように赤外線受
光面に対して分極方向を垂直にする方法、及び第2図に
承りように赤外線受光面に対しC分極方向を平行にり゛
る方法があり、伺れの場合にも赤外線検出器の出力電圧
は焦電素子の熱容量及び静電容量に反比例する。赤外線
受光面に対して分極方向を垂直にした場合には素子を薄
くした場合に質量が減少するために熱容量は低減り゛る
が極板間の距離の減少により静電容量が増加し出力電圧
は向上しない。赤外線受光面に対して分極方向を平行に
した場合には素子を薄くした場合に熱容量は減少し、静
電容量は増加しないので出力電圧は向上するが、赤外線
吸収膜と電極を兼用::1できない雫で赤外!吸収、膜
を電極の他、に設、、、ける、、、、、a 、 ::1
、 ■ 、、 、 、1 。
るが、ぞの分極方法には、第1図に示すように赤外線受
光面に対して分極方向を垂直にする方法、及び第2図に
承りように赤外線受光面に対しC分極方向を平行にり゛
る方法があり、伺れの場合にも赤外線検出器の出力電圧
は焦電素子の熱容量及び静電容量に反比例する。赤外線
受光面に対して分極方向を垂直にした場合には素子を薄
くした場合に質量が減少するために熱容量は低減り゛る
が極板間の距離の減少により静電容量が増加し出力電圧
は向上しない。赤外線受光面に対して分極方向を平行に
した場合には素子を薄くした場合に熱容量は減少し、静
電容量は増加しないので出力電圧は向上するが、赤外線
吸収膜と電極を兼用::1できない雫で赤外!吸収、膜
を電極の他、に設、、、ける、、、、、a 、 ::1
、 ■ 、、 、 、1 。
要がある。 □
本発明は従来技術に63’&jる上記の問題に鑑みなさ
れ、小型でかつ出力電圧、が向上した赤外線検出器を提
供づることを目的どする。
れ、小型でかつ出力電圧、が向上した赤外線検出器を提
供づることを目的どする。
本発明に係る赤外線検出器は、焦電素子の分極方向を赤
外線受光面に垂直にし、1デツプの焦電素子内で互いに
逆(又は専、逆)の各分外、方す、を有づる複数個の部
分:今、設け、:、焦!効果検出回路上では焦電素子の
上記の如、く分煉された各部分を分極方向が同一 とな
、るように直、列に接続する。ように構成される。焦電
素子9分極方向・を第1図に示すように赤外線受光面々
垂、直にしであるので:、分極された焦電素子部分につ
いての赤外線受光による出力電圧は単位面積当りの受光
量に関係し受光面積の大小に関係しない。従って分極方
向が互いに逆の各部分を焦電効果検出口゛路上で分極方
向が同一になるように接続することにより、分極方向を
赤外線受光面に垂直にした各分極部分に相当する“、焦
電素子1直列に接続したものと等価になり、焦、型素子
の:出j?電圧を大幅に向上させることができ、1.1
、・、: :る1:。□′1□反、−第1′I□の如く赤外線を電
極で受光“づる構成を□とることに:よ、虻赤外線吸収
模を電・極で兼用できる。
外線受光面に垂直にし、1デツプの焦電素子内で互いに
逆(又は専、逆)の各分外、方す、を有づる複数個の部
分:今、設け、:、焦!効果検出回路上では焦電素子の
上記の如、く分煉された各部分を分極方向が同一 とな
、るように直、列に接続する。ように構成される。焦電
素子9分極方向・を第1図に示すように赤外線受光面々
垂、直にしであるので:、分極された焦電素子部分につ
いての赤外線受光による出力電圧は単位面積当りの受光
量に関係し受光面積の大小に関係しない。従って分極方
向が互いに逆の各部分を焦電効果検出口゛路上で分極方
向が同一になるように接続することにより、分極方向を
赤外線受光面に垂直にした各分極部分に相当する“、焦
電素子1直列に接続したものと等価になり、焦、型素子
の:出j?電圧を大幅に向上させることができ、1.1
、・、: :る1:。□′1□反、−第1′I□の如く赤外線を電
極で受光“づる構成を□とることに:よ、虻赤外線吸収
模を電・極で兼用できる。
次に図面を参”照して本発明に係る赤外線検出器の実施
例を説明覆る。第3図は本発明に係る赤外線検出器の一
実施例における焦電素子の断面図、第4図は該焦電素子
の平面図、第5図は赤外町検1 □′旨 □ 1′
:: 吊器の回路図で焦電素子の出力側でインピーダンス変換
を行う回路を小茅。第3jiQ)、焦電素子9分極方向
の部分、を、、直列1.、、埠続したヤのと等−工あり
、第5図には各焦電素、・子部分を直列c4続したもの
・を丞・::ず。 、、。
例を説明覆る。第3図は本発明に係る赤外線検出器の一
実施例における焦電素子の断面図、第4図は該焦電素子
の平面図、第5図は赤外町検1 □′旨 □ 1′
:: 吊器の回路図で焦電素子の出力側でインピーダンス変換
を行う回路を小茅。第3jiQ)、焦電素子9分極方向
の部分、を、、直列1.、、埠続したヤのと等−工あり
、第5図には各焦電素、・子部分を直列c4続したもの
・を丞・::ず。 、、。
第3.4.5図に於い1.1ΔおJ:びIBは赤外線の
受光電極、即ち赤外線吸収膜を兼ねた電極であり、RU
02等の黒化膜を印刷、またはN+−Or等をスパッ
タや蒸着によって取付ける。2は焦電素子で、材料とし
ては、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)焼結体、チタン
酸鉛(pb Ti Oa )等が好適である。1′は裏
面電極で、、j、A、 1.、Bと同様の方法で焦電素
子に取、付りられて:お、す1.、材質はAI Atl
、II等が良い。、分極憾、受、光、電極IA・と1
Bの間に直流、電、圧を印、加す、ること、により、矢
印4で示す分極方向、になさ、れる。〃、積極。を::
wAした後、電極jA、 L、、、13.か1.らリ
ード、、線3Δ、3.9を取り出し、リード線3A、3
Bを夫々第5図の接続点8.9.に接続する。、こ、の
、場合、すニー下線3Δを接、続点8、リード呻、3B
を接続点8に埠、、続してもよい。5畔入用赤外線、(
lイ:ンビーダンス変換回路の入力抵抗、6′は吊り抵
抗、7は、インピーダンス変換用のFE、Tであφ。・
、、甲β図の構成の焦電素子に赤外線が、照…、さ袢、
:+と1.焦電素子。
受光電極、即ち赤外線吸収膜を兼ねた電極であり、RU
02等の黒化膜を印刷、またはN+−Or等をスパッ
タや蒸着によって取付ける。2は焦電素子で、材料とし
ては、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)焼結体、チタン
酸鉛(pb Ti Oa )等が好適である。1′は裏
面電極で、、j、A、 1.、Bと同様の方法で焦電素
子に取、付りられて:お、す1.、材質はAI Atl
、II等が良い。、分極憾、受、光、電極IA・と1
Bの間に直流、電、圧を印、加す、ること、により、矢
印4で示す分極方向、になさ、れる。〃、積極。を::
wAした後、電極jA、 L、、、13.か1.らリ
ード、、線3Δ、3.9を取り出し、リード線3A、3
Bを夫々第5図の接続点8.9.に接続する。、こ、の
、場合、すニー下線3Δを接、続点8、リード呻、3B
を接続点8に埠、、続してもよい。5畔入用赤外線、(
lイ:ンビーダンス変換回路の入力抵抗、6′は吊り抵
抗、7は、インピーダンス変換用のFE、Tであφ。・
、、甲β図の構成の焦電素子に赤外線が、照…、さ袢、
:+と1.焦電素子。
の各分極部分の両端電極、間に、焦電、:効果、暢、よ
:る軍、、、圧が発生し、第5図の回路で(れらの重用
の和が、、、接続端子8.9間に焦電素子の中力、電圧
、と皆で表われる。この電圧によりFET7(9グーF
l−1J< l1ilJ H,され−U F E −r
7のソース・ドレイン間の抵抗力)Φす岬され、焦電
素子の出力電圧に応じた。出力がi妄m oh子10と
出力端子11との間の電圧として取出される。焦電素子
の出力電圧は、焦電素子の分極方向を受光面に垂直にす
る構造をとった場合、受光面積には依存しない。従って
、第3図の様に、焦電素子1.チップ内に:分極方向が
互に逆の、各部分を設、G″)・、、こ、拝ら・の部、
分を第5図の様に分、極方向が同一にな:、、る。様に
接続すれば、各分極部分に相当する翫分極:方向を受、
、光面に、垂直にした各焦、電素子を直列に、接、続、
・し・、、lここ、・とど同一とな・す、出力電:圧は
大幅に向上、する。 ・、・ ・
、、・。
:る軍、、、圧が発生し、第5図の回路で(れらの重用
の和が、、、接続端子8.9間に焦電素子の中力、電圧
、と皆で表われる。この電圧によりFET7(9グーF
l−1J< l1ilJ H,され−U F E −r
7のソース・ドレイン間の抵抗力)Φす岬され、焦電
素子の出力電圧に応じた。出力がi妄m oh子10と
出力端子11との間の電圧として取出される。焦電素子
の出力電圧は、焦電素子の分極方向を受光面に垂直にす
る構造をとった場合、受光面積には依存しない。従って
、第3図の様に、焦電素子1.チップ内に:分極方向が
互に逆の、各部分を設、G″)・、、こ、拝ら・の部、
分を第5図の様に分、極方向が同一にな:、、る。様に
接続すれば、各分極部分に相当する翫分極:方向を受、
、光面に、垂直にした各焦、電素子を直列に、接、続、
・し・、、lここ、・とど同一とな・す、出力電:圧は
大幅に向上、する。 ・、・ ・
、、・。
実際に、第1図に示す従来例と第3図に示す、木実、施
・例・・の、合焦・1電、素;子を作・′製、して比較
し、:従来例に比、べ、]、木、実・・施、例は出力・
電圧□・が、40%大□きくなるという実、・、験:枯
・果が、得られた。:尚、素子の□形状・i、第□1・
図、1.第、、3図の各、場・合ども・:に・、受光、
面、、が・31Bm×3 mm、素子1!7):厚、・
み:が2..10.0・μ和である。第31図で、受光
電極IAとIBの間隔は1mmである。
・例・・の、合焦・1電、素;子を作・′製、して比較
し、:従来例に比、べ、]、木、実・・施、例は出力・
電圧□・が、40%大□きくなるという実、・、験:枯
・果が、得られた。:尚、素子の□形状・i、第□1・
図、1.第、、3図の各、場・合ども・:に・、受光、
面、、が・31Bm×3 mm、素子1!7):厚、・
み:が2..10.0・μ和である。第31図で、受光
電極IAとIBの間隔は1mmである。
本・発明によ、、る焦、電・::素子・′ど:、しては
上記、の実施例に・限、ら、ず辷以下の様な、変形円が
可能である。 □(1) 第3図の夫々:の分極
され:焦・電素子部分1十に設【Jられる受光電極IA
、1Bと分極される各部分を接続りる裏面電極1′を逆
にしたもの、?JなわIう第8図に示した構造とする。
上記、の実施例に・限、ら、ず辷以下の様な、変形円が
可能である。 □(1) 第3図の夫々:の分極
され:焦・電素子部分1十に設【Jられる受光電極IA
、1Bと分極される各部分を接続りる裏面電極1′を逆
にしたもの、?JなわIう第8図に示した構造とする。
この場合、1が受光電極で、人q]赤外線は5の1j向
である。
である。
受光電極の材質は1<u02等の黒化膜を印刷、または
NiCr等をスパッタや蒸着により取付ける。
NiCr等をスパッタや蒸着により取付ける。
1′が裏面電極で1と同様の方法ぐ焦電索子に取イーH
ノられ祠買はAn、ALI 、Ag等である。尚、分極
の方法、分極の方向4、リード線3△、313、回路の
接続Ij法は、第3図と同じであり、第5図の回路も同
じCある。第8図の様に焦電素子を構成した場合は、第
3図に比ベーC1赤外線が照射され1「1目^が広いの
ぐ、第3図のものよりさらに出力型1i]が向上りる。
ノられ祠買はAn、ALI 、Ag等である。尚、分極
の方法、分極の方向4、リード線3△、313、回路の
接続Ij法は、第3図と同じであり、第5図の回路も同
じCある。第8図の様に焦電素子を構成した場合は、第
3図に比ベーC1赤外線が照射され1「1目^が広いの
ぐ、第3図のものよりさらに出力型1i]が向上りる。
実際(J第1図に承り従来例と、第8図に承り木実施例
の各焦電素子を作製して比較し、従来例に比べ−く木実
施例は出力電圧が約2倍になるという実験結果が1すら
れた。尚、素子の形状は、第1゜8図の各場合どもに受
光面が3 mix 3 mm、素子のI+7みが200
μmである。第8図で、裏面電極1AとIBの間隔は1
mmである。
の各焦電素子を作製して比較し、従来例に比べ−く木実
施例は出力電圧が約2倍になるという実験結果が1すら
れた。尚、素子の形状は、第1゜8図の各場合どもに受
光面が3 mix 3 mm、素子のI+7みが200
μmである。第8図で、裏面電極1AとIBの間隔は1
mmである。
(2)1−記の実施例では、焦電素子11ツブ内で分極
方向の異なる2つの部分を設けているが、第6.第7図
に示す様に、分極方向の異なる部分を3つ双子どし、検
出回路上では、分極方向が同一となるように直列に接続
し−CもJ、い。尚、第6図番よ焦電素子の断面図、第
7図は平面図で゛、1は受光電極、1′は裏面電極、2
は焦電素子、3はリード線、4は分極lj向で゛ある。
方向の異なる2つの部分を設けているが、第6.第7図
に示す様に、分極方向の異なる部分を3つ双子どし、検
出回路上では、分極方向が同一となるように直列に接続
し−CもJ、い。尚、第6図番よ焦電素子の断面図、第
7図は平面図で゛、1は受光電極、1′は裏面電極、2
は焦電素子、3はリード線、4は分極lj向で゛ある。
第6図におい−(1′を受光電極、1を裏面型1−とし
−U ’bよい。
−U ’bよい。
本発明によれば、焦電IJIIの赤外線検出器において
焦電素子の分極f)向を赤外線受光面に垂直に17、(
杢す 1チツプの焦電素子内nいに逆の各分極方向を右りる複
数個の部分を設G)、焦電効果検出回路上で・は焦電索
子の各分極部分を分極jj向が同一どなるように直列に
接続するように構成し−Cあり、これにより焦電素子の
各分極された部分についての焦電効果により得られた電
1丁を加え合Uたものが焦電素子の出力電圧として得ら
れ、焦電索子の数を増やりことなく大きな出力電圧をI
rJることができ、S4f?’?の小型化及び出力電圧
の向」−を図ることが可(11[どtにる。又、赤外線
吸収膜を電極で兼用づることが(゛さ装置価格の低減化
を図ることがぐぎる。
焦電素子の分極f)向を赤外線受光面に垂直に17、(
杢す 1チツプの焦電素子内nいに逆の各分極方向を右りる複
数個の部分を設G)、焦電効果検出回路上で・は焦電索
子の各分極部分を分極jj向が同一どなるように直列に
接続するように構成し−Cあり、これにより焦電素子の
各分極された部分についての焦電効果により得られた電
1丁を加え合Uたものが焦電素子の出力電圧として得ら
れ、焦電索子の数を増やりことなく大きな出力電圧をI
rJることができ、S4f?’?の小型化及び出力電圧
の向」−を図ることが可(11[どtにる。又、赤外線
吸収膜を電極で兼用づることが(゛さ装置価格の低減化
を図ることがぐぎる。
第1図は分極り向を赤外線受光面に対し垂直にした従来
の焦電素子の断面図、第2図は分極方向を赤外線受光面
に対し平行にした従来の焦電索子の断面図、第3図は本
発明に係る赤外線検出器にお(Jる焦電索子の一実施例
の断面図、第4図は第3図の焦電索子の平面図、第5図
は本発明に係る赤外線検出器の一実施例の回路図、第6
図及び第8図は焦電索子の他の実施例の断面図、第7図
は第6図の焦電素子の平面図である。 1.1Δ、1B・・・受光電極 1′・・・裏面電極 2・・・焦電素子 3.3Δ、313・・・リード線 4・・・分極方向 5・・・入用赤外線 6.6′・・・抵抗 7・・・に=「]− 8,9・・・接続点 10.11・・・端子 代理人 浅 村 皓 外4名 オ8図
の焦電素子の断面図、第2図は分極方向を赤外線受光面
に対し平行にした従来の焦電索子の断面図、第3図は本
発明に係る赤外線検出器にお(Jる焦電索子の一実施例
の断面図、第4図は第3図の焦電索子の平面図、第5図
は本発明に係る赤外線検出器の一実施例の回路図、第6
図及び第8図は焦電索子の他の実施例の断面図、第7図
は第6図の焦電素子の平面図である。 1.1Δ、1B・・・受光電極 1′・・・裏面電極 2・・・焦電素子 3.3Δ、313・・・リード線 4・・・分極方向 5・・・入用赤外線 6.6′・・・抵抗 7・・・に=「]− 8,9・・・接続点 10.11・・・端子 代理人 浅 村 皓 外4名 オ8図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〈1) 赤外線を受光りる焦電素子を用いた赤外線検出
装置であつ−C1焦電素子の分極方向を赤外線受光面に
垂直にし、1ヂツゾの焦電素子内で互いに逆の各分極方
向を有する複数個の部分を設()、焦電効果検出回路上
では分極方向が同一になるように前記各部分を接続した
ことを特徴とする赤外線検出装置。 (2)−特72′[請求の範囲第1項に記載の赤外線検
出装置であって、前記焦電素子は、赤外線受光面側に前
記分極される各部分上に夫々赤外線吸収膜を兼ねた電極
を備え、裏面側に前記各部分を接続づるように電極を備
えたことを特徴とする赤外線検出装置。 (3) Q:i訂請求の範囲第1項に記載の赤外線検
出装置であつ(、前記焦電素子は、赤外線受光面側に前
記の分極される各部分を接続するように赤外線吸収膜を
兼ねた電極を備え、裏面側に前記各部分上に夫々電極を
備えたことを特徴とする赤外線検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57234643A JPS59120831A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 赤外線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57234643A JPS59120831A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 赤外線検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59120831A true JPS59120831A (ja) | 1984-07-12 |
Family
ID=16974234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57234643A Pending JPS59120831A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 赤外線検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59120831A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6145937A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-06 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 赤外線センサ−の構造 |
JPH02197747A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気調和機 |
JPH03179228A (ja) * | 1989-12-07 | 1991-08-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電センサ |
US5834776A (en) * | 1995-06-07 | 1998-11-10 | Texas Instruments Incorporated | Microbolometer cell structure |
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1982
- 1982-12-27 JP JP57234643A patent/JPS59120831A/ja active Pending
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