JPS6135319A - 焦電型赤外検出素子 - 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】 産業上の利用分野 ２／、一 本発明は、熱赤外線計測において、熱赤外発生部の面積
を熱赤外量で検知して、それにより、熱赤外発生部の位
置情報が得られるような焦電型赤外検出素子に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 従来の焦電型赤外検出素子の構成を第１図に示す。焦電
材料より成る焦電素子２の一方の面に赤外吸収層兼信号
取出し電極１が形成され、他方の面にはＡｌ蒸着膜によ
る裏面電極３が形成される。

焦電素子２はセラはツクマウント板８上に載置され、フ
リント配線６，７に各電極１，３がリード線４，５によ
り接続されている。９はパッケージ、１０はパッケージ
の開口部である。

焦電素子２は、赤外線を熱吸収して、温度変化にともな
う表面電荷の変化を電気信号として取り出すことにより
、赤外線を検出できるものである。

しかし、この構成では赤外吸収層１以外の焦電材表面が
露出している部分も若干赤外線を吸収し、赤外線検出感
度があるため、熱赤外発生部の面積を計測する場合には
誤差の原因となる。

この対策として、視野制限の機能をもたせるだめ、パッ
ケージ９の開口部１０をなるべく焦電素子２に近づける
設計にするが、組立精度、製造歩留等の関係で接近距離
に限度があり、十分な視野制限機能を実現できない。こ
れは電磁シールド機能の点でも問題である。

又、赤外吸収層１と開口部１ｏは赤外入射方向から見て
、位置が一致していることが望ましいが、これも組立精
度に負うところが大で、かならずしも十分な精度が実現
されていない。

焦電素子２は、分極の関係で、薄板の厚さ方向に信号発
生させるのが一般的で、その場合薄板の両面に信号取出
し電極１，３を設けなければならない。従って赤外線入
射側は、信号取出し電極と赤外吸収機能を兼ねそなえた
層が必要である。

面素子としては、赤外吸収層１は精度の高い仕上り寸法
が要求されるが、信号取出の点でどうしても赤外吸収層
１０寸法は制限を受ける。例えば、ニクロムの赤外吸収
層と人ｌの信号電極の組合せの場合、蒸着マスク作業の
ズレで円形のニクロムの土にＡＩ電極が重なり、寸法形
状が円形でなくなる場合もあり、測定精度に大きな影響
を与えるという問題点を有していた。

発明の目的 本発明は、上記欠点に鑑み焦電型赤外検出素子において
、視野性感度を一掃し、かつ開口部と赤外吸収層との位
置ずれによる感度低下を防いで、赤外照射面積計測を高
精度で実現できる焦電型赤外検出素子を提供するもので
ある。

発明の構成 上記目的を達成するため本発明は一方の面に赤外吸収層
、他方の面に電極が形成された焦電素子を赤外吸収層側
に近接した位置に開口部を有する視野制限板に固定した
構成の焦電型赤外線検出素子である。

実施例の説明 以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明す
る。

本発明による焦電型赤外検出素子の構成を第２図に示す
。

Ａ− 焦電素子２は赤外吸収層１と同一寸法の開口部１２を有
する視野制限板１１に固定され、赤外吸収層１と開口部
１２の位置は赤外入射側から見て一致している。この視
野制限板１１は、セラミックマウント板８に固定されパ
ッケージ９内に設置されている。

開口部１２と赤外吸収層１の距離は視野制限板１１の厚
さのＡなので、その視野制限効果は十分であり、かつ顕
微鏡で位置合せを行なうことも容易である。

次に具体的実施例について説明する。

実施例１ 直径２ｍｍ、厚さ３０μｍの分極処理済のチタン酸鉛セ
ラεツクを焦電素子２として視野制限板１１に接する側
の中心１ｍｍφ及びそこから周辺に延びる巾０．２　ｍ
ｍの腕状部をニクロム蒸着する。この厚さは、シート抵
抗で約３００Ω／Ｕになるようにする。これは赤外吸収
層１としての機能を有している。

次ニ巾０．２ｍｍの腕状部のニクロムに重ネて、ＪＪ６
１、−７ 蒸着を行なう。この人ｌは約１μｍの厚さで、腕状部か
ら更に視野制限板１１に接触する素子の周辺で０．２ｍ
ｍ巾の環状に蒸着される。第３図に示すように信号取出
し電極４を形成する。

又裏面は中心１　ｍｍφに約１μ厚の人ｌを蒸着して裏
面電極３を形成し、これに超音波ポンディングにて、３
ｏμφの金線５を接続できる。

一方視野制限板１１は厚さ０．１ｍｍのステンレス板と
し焦電素子２と接する面には、あらかじめＡ７！が１μ
の厚さで蒸着されている。両者を重ね合せ、接合部を超
音波ポンディング接合する。或は視野制限板１１と焦電
素子２の接触面にインジウムを蒸着して熱圧着によ多接
合させてもよい。焦電素子２を接合した視野制限板１１
はセラミックマウント板８に、Ａｌ蒸着膜の超音波ボン
ディング技術で、電気的導通をとりつつ固定する。

裏面の金線５も超音波ボンディングにてセラミックマウ
ント板８にあらかじめプリント配線されタハターン７に
接続される。このセラミックマウント板８をパッケージ
９に設置すれば焦電型赤外検出素子は完成する。尚、Ｆ
ＥＴ、入力抵抗を組込めば、赤外検出器としての機能を
持つことになる。又、赤外吸収層１をアース側として、
電磁シールド効果を視野制限板１１にもたせることがで
きる。

実施例２ 実施例１において、第４図に示すようにニクロムのかわ
りにあらかじめ１．１ｍｍφ１０，９ｍｍφのリング状
にＡ１４を蒸着しておき、視野制限板１１に固定してか
ら視野制限板１１の開口部１２から全黒１３を蒸着する
。

これにより、開口部とびたり一致した位置に全黒蒸着膜
の赤外吸収層１が実現できた。

発明の効果 以上のように、本発明は一方の面に赤外吸収層、他方の
面に電極を形成した焦電素子を赤外吸収層側に近接した
位置に開口部を有する視野制限板に固定した焦電型赤外
検出素子で、赤外吸収層と視野制限機能を有する開口部
との距離は従来の構成（約１ｍｍ’）と比較して、非常
に接近でき、実施例では０．０５ｍｍであった。これに
より視野性感度をほぼ完全に解消でき、高精度で赤外発
生物体の位置を計測できるようになった。

また従来の構成では、赤外検出素子上で０．０．５ｍｍ
程度の位置誤差があったが、本発明による素子では０．
０１５ｍｍの精度を達成できた。これは焦点距離５０ｍ
ｍの集光系で、距離１０ｍの物体を測定した場合、３ｍ
ｍの測定精度であるが、従来の検出素子では１０ｍｍで
あり、本発明により高精度計測が可能になった。

又、開口部から赤外吸収層を蒸着する方法により、両者
の位置合せが非常に精度がよくかり、精度向上とともに
、パターンずれによる歩留低下を防ぐ効果を得た。

尚、視野制限板をアース側に選定した場合には、外部か
らの電磁誘導ノイズを防ぐことができ、その電磁シール
ド効果は、従来より６倍改善され電磁誘導ノイズは％と
なった。これは実施例で開口部が１ｍｍφに対し、従来
では約２．５ｍｍφであることから、はぼ２乗で効いて
いることがわかる。

９、−７・

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の焦電型赤外検出素子の断面図、検出素子
の赤外吸収層と信号取出電極の実施例のパターン図であ
る。 １・・・・・・赤外吸収層、２・・・・・・焦電素子、
３・・・・・・裏面電極、４・・・・・・信号取出用リ
ード線、５・・・・・・リード線、６，７・・・・・・
プリント配線、８・・・・・・セラミックマウント板、
９・・・・・・パッケージ、１０・・・・・・開口部、
１１・・・・・・視野制限板、１２・・・・・・開口部
、１３・・・・・・全黒膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ＠２図 第３図 ｍ４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）焦電素子の両面に赤外吸収層及び金属蒸着膜電極
   とを形成し、前記赤外吸収層に近接した位置に開口部を
   有する視野制限板に、前記焦電素子が固定されたことを
   特徴とする焦電型赤外検出素子。
2. （２）赤外吸収層は低融点金属薄膜で構成され、焦電素
   子が視野制限板に熱圧着で固定されると同時に、電気的
   接続がなされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の焦電型赤外検出素子。
3. （３）視野制限板に焦電素子が固定された後、赤外吸収
   層が視野制限板の開口部より蒸着されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の焦電型赤外検出素子。