JPS61226623A - 熱放射検出器およびその操作方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱エネルギーを検出するための温度依存性を
有する素子を有し、この検出素子は、所定の波長範囲に
おいて実質的に透明な少なくとも１つの可撓性薄膜で支
持′され、この可撓性薄膜は、検出すべき熱放射の入射
方向に対して前記の検出素子の前にあるようにした所定
波長範囲の放射を検出する熱放射検出器に関するもので
ある。本発明は更にこのような熱放射検出器の操作方法
に関するものである。

検出素子が焦電体材料の素子より成る前述のような検出
器は欧州特許出ＥＰ４１２９７Ａより知られている。こ
の欧州特許出願に記載された赤外線検出器の１つの形で
は、焦電体材料の素子は、８〜１４μｍの波長範囲で放
射入力の略々８０％を通す２つの可撓性プラスチック薄
膜の間に支持され、検出器は、前記のプラスチック薄膜
の一方に入射された検出すべき赤外線に適合される。前
記のプラスチック薄膜は、焦電体素子との電気接続を与
える導電層を支持する。この構造によって、検出器に、
低い横熱伝導係数だけでなしにマイクロホニックに対し
て特に低い感受性をもたせることができる。

熱放射検出器に関する問題は、十分な放射入力を吸収す
ることである。例えば、高品質の検出器に適した焦電体
材料は、このような検出器を形成することが望ましい波
長範囲の少なくとも一部にわたって寧ろ低い吸収を有し
、更に、検出器が薄ければ（周囲に対するその熱伝導係
数だけでなしに特に熱容量を低減するために望ましい特
徴）焦電体材料による放射入力の全吸収もそれだけ低下
する。吸収を改良する従来の方法は「黒」を施すことで
あった（黒化）。けれども、適当な材料は施しにくくま
た固着が充分でないという欠点を有する。

［ニス・ピー・アイ・イー（ＳＰＩＥ）　Ｊ第３８０巻
（１９８３）　２６６−２７３頁のベーター・シー・ラ
デルフ（Ｐｅｔｅｒ　Ｃ０ＬａＤｅｌｆｅ）氏外の論文
［ザ−７ブリケーション・オブ・シン・フィルム・アブ
ソーバ−・コーティングズ・ツー・インハンス・ザ・セ
ンスイティヴイティ・オブ・ファースト・パイロエレク
トリック・ディテクターズ（Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎｏｆ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ａｂｓｏｒｂｅｒ　
ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅｔｈｅ　５ｅ
ｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｆａｓｔ　ｐｙｒｏｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ　ｃｌｅｔｅｃｔｏｓｅ）　Ｊには、ヒルサ
ム（Ｉ（ｉ　ｌｓｕｍ）およびシルパーク（Ｓｉｌｂｅ
ｒｇ）氏によって開発されたく　［ジャーナル・オブ・
ジ・オプティカル・ソサイティ・オブ・アメリカ（Ｊｏ
ｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　０ｐｔｉｃａｌ　５ｏｃｉ
ｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ）　Ｊ第４４巻（１９５
４）、　１８８−１９１頁右よび第４７巻（１９５７）
、　５７５−５７８頁の「インフラレッド・アブソープ
ション・オブ・シン・メタル・フィルムズ（Ｉｎｆｒａ
ｒｅｄＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｈ１ｎ　Ｍｅｔ
ａｌ　Ｆｉｌｍｓ）　ｊおよび「インフラレッド・アブ
ソープション・オブ・スリーレイヤ曇フィルムズ（Ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆＴｈｒｅｅ
−１ａｙｅｒ　Ｆｉｌｍｓ）　Ｊに記載されているが、
更に前記の２つの論文において言及された［ジャーナル
・オブ・ジ・オプティカル・ソサイティ・オブ・アメリ
カ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　０ｐｔｉｃａｌ　
５ｏｃｉｅｔｙｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ）　Ｊの第３７巻
（１９４７）、　４５１−４６５頁のエル・エヌ・ハド
レー（Ｌ、Ｎ、　Ｈａｄｌｅｙ）およびディー・エム・
デニソン（Ｄ、　Ｍ、　Ｄｅｎｎｉｓｏｎ）氏の「リフ
レクション・アンド・トランスミッション・インターフ
ィレンスーフィルターズ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎ
ｄＴｒａｎｓｍｉｓｓＩｏｎ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃ
ｅ　Ｆｉｌｔｅｒｓ）　Ｊも参照されるとよい）。２つ
の金属層の間に挟まれた１つの誘電体層より成る３層被
覆の焦電形検出器の応用について言及されている。前記
のラデルフ氏外の論文は、前記のハードレイおよびデニ
ソン氏、ヒルサム環よびシルパーク氏の理論を次のよう
な３層構造すなわち、２つの金属層間に挟まれた誘電体
は焦電体材料自体であって、代表的な動作範囲において
概略２ｚ波長の光学的厚さを与える１０〜１５μｍの厚
さを有する３層構造に適用したものである。ラデルフ氏
外自身は金属層と反射防止層よりなる２層構造を０．２
５ｍｍ厚の焦電体材料のチップに適用した。

本発明は、熱エネルギーを検出するための温度。

依存性を有する素子を有し、この検出素子は、所定の波
長範囲において実質的に透明な少なくとも１つの可撓性
薄膜で支持され、この可撓性薄膜は、検出すべき熱放射
の入射方向に対して前記の検出素子の前にあるようにし
た所定波長範囲の放射を検出する熱放射検出器において
、検出器は、やはり検出素子の前にあり、前記の可撓性
薄膜に直ぐ隣接して配されそして使用時前記の波長範囲
の放射入力の大部分を吸収するようなスケヤ当りの正味
実効抵抗を有する抵抗層を有し、検出素子はこの抵抗層
と熱的に良好に結合され、また、検出素子より前にあっ
て前記の可撓性薄膜を有する実質的に透明な誘電体材料
の光学的厚さは、抵抗層による放射入力の吸収が最大で
あるべきことが望まれる前記の波長範囲の選択された波
長の４分の１であることを特徴とするものである。

前記の１つの可撓性薄膜の光学的厚さは前記の選択され
た波長の４分の１であるのが好適である。

これは、もろいのが普通である適当な誘電体材料の層を
可撓性薄膜上にデポジットして全体の光学的厚さを選択
された波長の４分の１にするとすれば発生し易いであろ
うクラ・ツクのような面倒をなくする。

本発明は、検出素子を支持するのに用いられ且つマイク
ロホニイが低いという機械的利点と熱伝導率が低いとう
熱的利点とを有する可撓性薄膜を、熱放射入力の吸収を
改良するための抵抗層と共に、４分の１波長光学層の厚
さの一部好ましくは全部として使用することもできると
いう認識に基づくものである。若し抵抗層が幾らかの導
電率を有する１つまたはそれ以上の隣接する別の層と電
気的に並列ならば、この別の層のスケヤ当りの抵抗を始
めに述べた抵抗層のスケヤ当りの実効抵抗を実質的に減
少することのないように十分に高くするか、或いはまた
、前記の抵抗層のスケヤ当りの抵抗を、別の層と一緒に
、そのスケヤ当りの正味実効抵抗が所望動作波長範囲に
おいて放射を著しく吸収するのに適した値を有するよう
に選ばねばならない。本発明の検出器はその製造が比較
的容易で、放射の吸収を改良するために用いられる手段
は、検出器に比較的僅かな熱容量を負荷するに過ぎない
。

前記の選択された波長は、前記の波長範囲にわたっての
検出器による放射入力の吸収を実質的に最大にするよう
なものとすることができる。

本発明の一実施態様では、抵抗層は可撓性薄膜と検出素
子との間に配設され、この抵抗層のスケヤ当りの抵抗は
選択された波長範囲における抵抗層による放射入力吸収
を最大にするように、可撓性薄膜の屈折率に応じて合わ
される。適当な理論値は、ｎを前記の１つの可撓性薄膜
の屈折率とした場合、スケヤ当り３７７／　（１＋ｎ２
）オームである。

英国特許出願ＧＢ　２１０００５８Ａには、２つの可撓
性薄膜の間に支持された焦電体材料の素子を有し更に前
記の可撓性薄膜の一方と、焦電体素子との間に配設され
た放射入力吸収用の層を有し、この層は５００ｎ厚のア
ンチモンとすることができる検出器が開示されているの
は注目に値するといってもよい。けれどもこの検出器で
は、吸収層は約０．５μｍ厚のアルミニウムとすること
ができる同延の別の導電層と隣接している。この導電層
は極めて低いスケヤ当りの抵抗を有するので、吸収層の
スケヤ当りの正味実効抵抗は少なくとも同じ程度に低い
。したがって、吸収層による放射入力の吸収は、この層
の電気抵抗係数と関係ないやり方によって決まる。

本発明の別の実施態様では、検出器は、可撓性薄膜と検
出素子との間に配設された導電反射層を有し、抵抗層は
可撓性薄膜の検出素子と反対の側にあり、これ等の導電
反射層と抵抗層とは実質的に同延である。若し検出すべ
き熱放射の入射方向に対して抵抗層の直ぐ前が自由空間
ならば、抵抗層は自由空間の特性インピーダンスに実質
的に等しいスケヤ当りの抵抗を有するのが都合がよい。

前記の層とこの層と同延の１つの可撓性薄膜との全体の
熱容量は、検出素子の熱容量よりも遥かに小さいのが好
適である。

本発明の更に別の実施態様によれば、検出素子が該検出
素子と１つの可撓性薄膜間に配設された層に隣接する表
面を有しまた前記の層は検出素子の表面全体にわたり且
つその周縁の少な（とも一部を越えて延在するようにし
た検出器において、前記の層は、抵抗層のすべての部分
に入射する放射からの熱エネルギーを検出素子の前記の
表面に供給するようにされる。前記の英国特許出には、
熱エネルギーが、検出素子（この場合は焦電体素子）の
隣接表面よりも大きな検出器の動作表面領域に入射した
放射から焦電素子に供給されるようにした検出器が開示
されている。本発明のこの観点は次のような認識に基づ
くものである、すなわち、本発明の実施態様にふける検
出素子と可撓性薄膜間に配設された層は、検出素子の隣
接表面の周縁の少なくとも一部を越えて延在することが
でき、前記の表面よりも大きな動作表面領域に入射した
放射から熱エネルギーを検出素子の前記の表面に供給す
るのに用いることができる。検出、素子と可撓性薄膜と
の間に配設された層が抵抗層である場合には、この層の
大きさが一般的に検出器の動作領域を形成し、検出素子
と重なってない層部分に入射する放射よりの熱エネルギ
ーは、この層自体に沿ってだけでなく可撓性薄膜に沿っ
て側方に検出素子に供給されることができる。検出素子
と可撓性薄膜との間に配設された層が導電層である場合
には、検出器の動作表面領域は、一般的に可撓性薄膜の
反対側の抵抗層の大きさで形成される。抵抗層に入射す
る放射線よりの熱エネルギーは何れにしても可撓性薄膜
を通過せねばならず、検出素子と重なっていない抵抗層
部分に入射する放射の場合には、この抵抗層に沿ってよ
りもより容易に導電層に沿って検出素子に向かって横方
向に進むことができる。

このような検出器の同じものを等間隔に複数個配して検
出アレーをつくることができ、この場合前記の１つの可
撓性薄膜は全部の検出器に共通で、隣接する検出器の、
検出素子と１つの可撓性薄膜の間に設けられた層の間の
ギャップは、各検出素子間のギャップよりも著しく小さ
い。

本発明を実現する検出器では、検出素子が焦電体材料の
素子より成るのが好適である。

本発明はまた熱放射検出器の操作方法に関するもので、
熱エネルギーを検出するための温度依存性を有する素子
を有し、この検出素子は、動作時検出すべき波長範囲に
おいて実質的に透明な少なくとも１つの可撓性薄膜で支
持され、この可撓性薄膜は、検出すべき熱放射の入射方
向に対して前記の検出素子の前にあり、更に、やはり検
出素子の前にあり、前記の可撓性薄膜に直ぐ隣接して配
されそして使用時前記の波長範囲の放射入力の大部分を
吸収するよなスケヤ当りの正味実効抵抗を有する導電層
を有し、検出素子は抵抗層と熱的に良好に結合された熱
放射検出器の操作方法において、検出素子の前にあって
可撓性薄膜を有する実質的に透明な誘電体材料の光学的
厚さが抵抗層による放射入力の吸収が最大である前記波
長範囲の波長の四分の１であるように１つの波長範囲の
熱放射を検出することを特徴とするものである。抵抗層
による最大吸収の前記の波長は、前記の波長範囲にわた
る検出器の放射入力の吸収を最適にするようなものとす
ることができる。

以下に本発明を図面の実施例によって説明する。

第１図において、熱放射検出器は、少なくとも１つの可
撓性薄膜２で支持された焦電体材料の素子１を有する。

この検出器は、矢印３の方向に入射する放射を検出すべ
くされれたもので、可撓性薄膜２（この場合は焦電体素
子１より上にある）は、検出器の動作波長範囲の放射入
力の大部分を通す。焦電体素子１の温度が放射入力から
の熱エネルギーの吸収によって変化すると、電荷が素子
の対向面（この場合には夫々上方および下方の表面４右
よび５）に発生し、これ等の表面に形成された電気接続
（図示せず）を経て検出される。この実施例では表面４
と５には夫々電極層６と７が設けられている。電荷は素
子１の温度が変化する間だけ表面４と５に発生されるの
で、放射が検出できるためには検出器の放射入力が時間
と共に変化せねばならない。これは本来は、検出器が例
えば侵入検出器のようにさもなければ実質的に変化のな
い環境での変化に応答すべきことが望まれる場合に当た
るであろう。もっとも代りに、観察すべき場面を横切っ
て検出器を走査しまたは入射入力をチョップすることに
より達成することもできる。

焦電体素子１（特にそれが非常に薄い場合）並びに可撓
性薄膜２は少なくとも動作波長範囲部分に亘って放射入
力の比較的僅かしか吸収できないのが普通なので、検出
器の感度を増すために放射の吸収を増すのが望ましい。

これは、可撓性薄膜の厚さを放射入力の反射を減らすよ
うに選びまたは焦電体素子１と可撓性薄膜２との間に放
射を吸収するのに適したスケヤ当りの抵抗を有する電気
抵抗層８を設けることによって行うことができる。

反射は、薄膜２の光学的厚さ、すなわちその物理的な厚
さとその屈折率ｎの積が奇数の４分の１波長である波長
において最小であり、光学的厚さが偶数の４分の１波長
である波長で最大である。反射が減少される最大の帯域
幅は、光学的厚さを、選ばれた波長の４分の１にするこ
とによって得られる。この波長は、 ｉ〉反射は、放射入力の波長が選択値からこの選択値の
半分に減少するにつれてかなり急速に増加するが、波長
が選択値より増加すると遥かに緩り増加するということ
を心に留め、 ｉｉ）焦電体材料のスペクトル吸収特性すなわち抵抗層
には吸収されないで該抵抗層により伝達される放射の成
るものはこの場合焦電体材料により吸収されることがで
きるということを考慮して、適当に選ばれる。前記ｉ）
からすれば、選択された波長は、例えば、検出器を作動
すべき波長範囲の下限の僅かに下であろう。検出器がそ
の背後に取付けられる窓のスペクトル特性のような他の
ファクタも考慮にいれることもできる。

放射は抵抗層で吸収されるので、吸収された放射の熱エ
ネルギーによって素子の温度が変えられるように焦電体
素子が前記の抵抗層と良く熱的に結合されることが必要
なのは云う迄もない。

理論的な解析によれは、選択された波長の４分の１の光
学的厚さを有する誘電体材料が先にある抵抗層による前
記波長での放射の吸収Ａは次の式％式％ この場合りは誘電体材料の屈折率であり、玉を抵抗層の
スケヤ当りの抵抗とした時Ｃ＝３７７／Ｒである。した
がって、抵抗層のスケヤ当りの抵抗を誘電体材料の屈折
率に応じて適合させると改良された吸収が得られるべき
であり、特に Ｒｏｐｔ　＝　３７７／（１＋　ｎ２）ならば最大であ
るべきである。この場合、吸収に対する式は次のように
簡単化される Ａ１１ａＸ　＝ｎ”／（１＋　ｎ’） 若し、ｎ＝１．８ならば、Ｒａｐｔの値は約９０オーム
毎スケヤで、Ａ、。の値は約７６％である。

前述した理論解析は、抵抗層に直接自由空間が続く場合
だけ厳密に当嵌る。抵抗層に例えば焦電体素子より成る
別の材料が続く場合には、Ａの実際値は周波数と共に交
互の局所的最大と最小（波長内におけるこれ等の間隔は
例えば焦電体素子の厚さに依存する）の間で変化するで
あろう。この場合これ等の最大はＡの理論曲線上にある
。

焦電体素子ｌは、この焦電体素子が薄膜間に挟まれるよ
うに該焦電体素子の下面５に隣接して第２の可撓性薄膜
（図示せず）を適当に用い、前記の欧州特許出願８Ｐ　
４１２９７　Ａに記載した方法で取付けることができる
。焦電体材料は例えばＰＬＭＺＴでもよく、焦電体素子
１は例えば−辺０．５ｍｍの正方形である表面を有し、
焦電体材料の厚いスライスを研摩して得られた２０μｍ
の厚さを有するものでもよい。可撓性薄膜はポリイミド
樹脂より成るものでもよい。ｎに対して１．８の値を取
り、８μｍの波長で抵抗層による放射の最大吸収が望ま
れる検出器の場合には、可撓性薄膜の厚さは１．１μｍ
であるべきである。焦電体材料がセラミックの場合、こ
の焦電体材料の表面と良好な電気接触を保証するために
適当に設けられる電極６と７は、スパッタされたニッケ
ル／クロム合金でもよい。抵抗層８もまた、焦電体素子
がそのデポジットれた電極と共に薄膜２に取付けられる
前にこの薄膜上に蒸着またはスパッタリングにより設け
られたニッケル／クロム合金でもよい。電極６と抵抗層
８間の良好な電気および熱接触は、次いで薄膜を経て透
過により蒸発する有機溶剤で表面を湿潤することによっ
て得ることができる。

前述の解析は、隣接する同延の電極層６の抵抗層８のス
ケヤ当りの抵抗への影響を無視している。

好ましくは、電極層６のスケヤ当りの抵抗が抵抗層８の
スケヤ当りの正味実効抵抗を実質的に低減しないように
十分高くあるべきか（これは焦電体素子のような高イン
ピーダンス検出素子に対しては全く都合がよい）或いは
また、抵抗層８自身のスケヤ当りの抵抗が、電極層６と
並列にそのスケヤ当りの正味実効抵抗が放射を吸収する
のに適当な値を有するようなものであるべきである。

第２図は本発明の第２実施例の断面図で第１図と対応す
る部分には同一符号を用いである。この実施例では、導
電反射層９が焦電体素子１と可撓性薄膜２の間に配設さ
れ、この導電反射層と同延の抵抗層１０が薄膜２の反対
側に配設されている。

この結果、抵抗層１０で吸収されずに伝達された熱放射
入力は、導電反射層すで反射して戻されて抵抗層１０で
更に吸収されることができる。この場合薄膜２の光学的
厚さはやはり選択された波長の４分の１である。この実
施例におけるように抵抗層１０の前が直接に自由空間で
ある場合には、抵抗層のスケヤ当りの抵抗は自由空間の
特性インピーダンスすなわち略々３７７オームに等しい
のが好適である。導電反射層９に対し、１オ一ム台のス
ケヤ当りの抵抗が相応な低さであるべきものと考えられ
る。この実施例は第１図の実施例と同様につくることが
できる。すなわち導電反射層９は金の層で被覆されたニ
ッケル／クロム「種（ｓｅｅｄ）　Ｊ層（両者共裏空蒸
着で形成される）より成るのが適当である。

第１図の実施例では、上方の電極層６との電気接続は、
抵抗層８に延長部を設けてこのような接続を与えること
によって形成してもよ炉。この延長部の寸法は、熱伝導
係数の最小化（検出器よりの熱エネルギー損失を低減す
るため）と接続に基づくジョンソン雑音の最小化との間
のかね合いである。接続（例えば増幅器との）のため抵
抗はおおまかに云って１キロオ一ム台が適当であろう。

第２図の実施例では、導電反射Ｂ９の縁′部とオーバー
ラツプする可撓性薄膜２上の別の抵抗層によって同様な
接続を設けることができる。何れの実施例においても、
下方の電極層５との接続は、例えば前記の欧州特許出願
ＨＰ　４１２９７　Ａに記載れた方法で設けることがで
きる。

第１図の実施例とくらべると、第２図の実施例は、抵抗
層１０に吸収された放射の熱エネルギーが検出素子（焦
電体素子１）に到達するためには可撓性薄膜２を通過せ
ねばならないという欠点を有するが、放射入力をより良
く吸収できるという利点を有する。可撓性薄膜に用いら
れる典型的なプラスチック材料は低い熱伝導率を有する
が、薄膜の厚さは一般に非常に薄いので（典型的には約
１μｍ）熱導電係数は可なり高く、全体的に見ると普通
は利点の方が欠点を凌駕すると考えられる。

第１図と第２図の実施例では、入射した放射から熱エネ
ルギーを焦電体素子１に供給する面積は、焦電体素子の
上方の表面の面積と略々等しい。より大きな面積に入射
した放射から熱エネルギーを集めるのが望ましいことも
あるが、第３図と第４図はこのような場合における第１
図と第２図に夫々対応した実施例を示す。第３図の実施
例にふいては抵抗層８Ａがまた第４図の実施例において
は導電反射層９Ａおよび同延の抵抗層１０Ａが、焦電体
素子の全表面上をその周縁を越えて、この場合には周縁
の２つの対向側（すなわち図では左と右）を越えて延在
する。焦電体素子は層に対して略々中心に位置させるの
がよいが、これは決して決定的なものではない。けれど
も、前記の英国特許出願ＧＯ２１０００５８号で論じら
れているように、検出素子より離れた検出器部分に入射
する放射よりの熱エネルギーは、熱拡散距離（検出器の
動作の最大周波数に依存する）よりも小さな距離で熱伝
導により検出素子に供給さるべきことは大切である。前
記の層は焦電体素子の隣接表面と必ずしも同じ形である
必要はなく、例えは焦電体素子の隣接表面が正方形（前
述したように）の場合層が矩形または円形でもよい。第
３図および第４図の実施例は第１図および第２図と同様
の方法でつくることができる。第３図の実施例では、抵
抗層８Ａが電極層６を越えて延在しているので、抵抗層
８Ａのスケヤ当りの正味実効抵抗が該抵抗層を横切って
大きく変化することのないように電極層がスケヤ当り比
較的高い抵抗を有するのが望ましいであろう。

検出素子と可撓性薄膜の間に設けられた層が検出素子の
隣接表面の周縁を著しく越えて延在するようにした本発
明の実施例は、検出器のアレーの形成に特に適しており
、２つの隣接検出器間のギャップを小さくすべきことが
望ましい場合には特にそうである。第５図と第６図は夫
々が第３図に示した形の検出器の線形アレーの一部分の
断面図と下側からの平面図である。図示の３つの検出器
は夫々焦電体素子１１．１２および３１と抵抗層１８Ａ
、　２８Ａおよび３８Ａを有し、１つの共通な可撓性薄
膜２に支持されている。隣接する各２つの抵抗層は狭い
ギャップ４０で夫々分離されている。これ等のギャップ
は、マスクを経ての抵抗金属の蒸発または全アレーに対
する連続した抵抗被覆のフォトエツチングによりつくる
ことができる。

焦電体素子は夫々１辺０．５順の正方形とすることもで
き、抵抗層の寸法は０．５　ｍｍＸ０．６　ｎ＋ｍすな
わち関係の焦電体素子の２つの対向辺の平均オーバーラ
ツプが５０μｍとなるらうにすることができ、隣接する
抵抗層間のギャップが２０μｍであるようにすることも
できる。

本発明の実施に当たっては、焦電体素子以外の熱検出素
子、例えば、容量が温度と共に変化し、この容量の変化
が測定される誘電体素子を用いてもよい。

以上説明した図面の実施例では可撓性薄膜２はすべて検
出素子の前にある略々透明な誘電体材料であるが、この
ような材料（その全体の光学的厚さは選択波長の４分の
１）は別の誘電体材料をも有してもよく、したがってこ
の場合可撓性薄膜の厚さは低減される。例えば、別の誘
電体材料の層は、可撓性薄膜の熱検出素子がデポジット
された側と反対の側に真空蒸着することもでき、この別
の誘電体材料が可撓性薄膜の材料よりも高い屈折率を有
するならば、このことは、誘電体材料の全体の物理的厚
さが減少されることを意味することになる。これは、抵
抗層が可撓性薄膜の検出素子と反対の側にあるようにし
た実施例においては、抵抗層から検出素子への熱エネル
ギーの伝達路の長さが短くなる（別の誘電体材料の熱伝
導率も無油考慮に入れねばならない）ことを意味すると
いう点で有利である。けれども、可撓性薄膜上への比較
的もろい誘電体材料の薄い層の付着は、この薄い層の崩
壊またはクラックを生じ易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱放射検出器の第１実施例の断面図、 第２図は第２実施例の断面図、 第３図と第４図は夫々第１図と第２図に対応した更に別
の実施例の断面図、 第５図は検出器アレーの一部の断面図、第６図は第５図
のアレーの平面図である。 １、１１．２１．３１・・・焦電体素子２・・・可撓性
薄膜　　　　４，５・・・焦電体の表面６．７・・・電
極層 ８、８Ａ、　ｔｏ、　ＩＯＡ、　１８Ａ、　２８八、３
８Ａ・・・抵抗層４０・・・ギャップ 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱エネルギーを検出するための温度依存性を有する
   素子を有し、この検出素子は、所定の波長範囲において
   実質的に透明な少なくとも１つの可撓性薄膜で支持され
   、この可撓性薄膜は、検出すべき熱放射の入射方向に対
   して前記の検出素子の前にあるようにした所定波長範囲
   の放射を検出する熱放射検出器において、検出器は、や
   はり検出素子の前にあり、前記の可撓性薄膜に直ぐ隣接
   して配されそして使用時前記の波長範囲の放射入力の大
   部分を吸収するようなスケヤ当りの正味実効抵抗を有す
   る抵抗層を有し、検出素子はこの抵抗層と熱的に良好に
   結合され、また、検出素子より前にあって前記の可撓性
   薄膜を有する実質的に透明な誘電体材料の光学的厚さは
   抵抗層による放射入力の吸収が最大であるべきことが望
   まれる前記の波長範囲の選択された波長の４分の１であ
   ることを特徴とする熱放射検出器。 ２、可撓性薄膜の光学的厚さは、選択された波長の４分
   の１である特許請求の範囲第１項記載の熱放射検出器。 ３、選択された波長は、前記の波長範囲にわたっての検
   出器による放射入力の吸収を実質的に最大にするような
   ものである特許請求の範囲第１項または第２項記載の熱
   放射検出器。 ４、抵抗層は可撓性薄膜と検出素子との間に配設され、
   この抵抗層のスケヤ当りの抵抗は、選択された波長範囲
   における抵抗層による放射入力吸収を最大にするように
   、可撓性薄膜の屈折率に応じて合わされる特許請求の範
   囲第２項または第３項記載の熱放射検出器。 ５、可撓性薄膜の屈折率はｎで、前記のスケヤ当りの抵
   抗は３７７／（１＋ｎ＾２）オーム毎スケヤである特許
   請求の範囲第４項記載の熱放射検出器。 ６、検出器は、可撓性薄膜と検出素子との間に配設され
   た導電反射層を有し、抵抗層は可撓性薄膜の検出素子と
   反対の側にあり、これ等の導電反射層と抵抗層とは同延
   である特許請求の範囲第２項または第３項記載の熱放射
   検出器。 ７、検出すべき熱放射入力の方向に対し、抵抗層は直ぐ
   前が自由空間で、この自由空間の特性インピーダンスと
   等しいスケヤ当りの抵抗を有する特許請求の範囲第６項
   記載の熱放射検出器。 ８、抵抗層とこれと同延の可撓性薄膜の全熱容量は、検
   出素子の熱容量よりも遥かよ小さい特許請求の範囲第１
   項から第６項の何れか１項記載の熱放射検出器。 ９、検出素子はこの検出素子と１つの可撓性薄膜間に配
   設された層に隣接する表面を有し、前記の層は、検出素
   子の前記の表面全体にわたり且つその周縁の少なくとも
   一部を越えて延在し、動作時、前記の層は、抵抗層のす
   べての部分に入射する放射からの熱エネルギーを検出素
   子の前記の表面に供給する特許請求の範囲第１項から第
   ８項の何れか１項記載の熱放射検出器。 １０、検出素子は焦電体素子より成る特許請求の範囲第
   １項から第９項の何れか１項記載の熱放射検出器。 １１、熱エネルギーを検出するための温度依存性を有す
   る素子を有し、この検出素子は、動作時検出すべき波長
   範囲において実質的に透明な少なくとも１つの可撓性薄
   膜で支持され、この可撓性薄膜は、検出すべき熱放射の
   入射方向に対して前記の検出素子の前にあり、更に、や
   はり検出素子の前にあり、前記の１つの可撓性薄膜に直
   ぐ隣接して配されそして使用時前記の波長範囲の放射入
   力の大部分を吸収するようなスケヤ当りの正味実効抵抗
   を有する導電層を有し、検出素子は抵抗層と熱的に良好
   に結合された熱放射検出器の操作方法において、検出素
   子の前にあって可撓性薄膜を有する実質的に透明な誘電
   体材料の光学的厚さが抵抗層による放射入力の吸収が最
   大である前記波長範囲の波長の４分の１であるように１
   つの波長範囲の熱放射を検出することを特徴とする熱放
   射検出器の操作方法。 １２、抵抗層による最大吸収波長は、前記の波長範囲に
   わたる検出器による放射入力の吸収を実質的に最大にす
   る特許請求の範囲第１１項記載の熱放射検出器の操作方
   法。