KR101353623B1

KR101353623B1 - 초전형 적외선 검지 소자 및 그것을 이용한 적외선 센서

Info

Publication number: KR101353623B1
Application number: KR1020127023344A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 소노; 데루키 하타타니; 스구루 후쿠이; 다카유키 니시카와
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2014-01-20
Also published as: CN102812339A; EP2587233A1; KR20120125351A; WO2011162319A1; SG183455A1; US20120318980A1; JP5838343B2; US8487258B2; EP2587233A4; TWI438410B; JP2012027010A; CN102812339B; TW201215857A

Abstract

초전형 적외선 검지 소자는, 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극과 적외선 흡수부를 구비하는 초전 요소를 구비한다. 상기 제1 전극은 초전체 기판의 두께 방향의 제1면에, 상기 제2 전극은 상기 초전체 기판의 상기 두께 방향의 제2면에, 각각 형성된다. 상기 초전형 적외선 검지 소자는, 또한 상기 초전체 기판에 형성되는 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 갖는 출력 단자부와, 상기 제1 출력 단자를 상기 제1 전극에 접속하는 제1 배선부와, 상기 제2 출력 단자를 상기 제2 전극에 접속하는 제2 배선부를 구비한다. 상기 제1 배선부는, 상기 제1면에 형성되어 상기 제1 출력 단자를 상기 제1 전극에 접속하는 도전층인 접속 배선과, 상기 초전체 기판의 온도 변화에 의해 상기 접속 배선에 발생한 전하를 상쇄하기 위한 상쇄 배선을 구비한다. 상기 상쇄 배선은, 상기 제2 전극으로부터 전기적으로 절연되며, 또한 상기 접속 배선에 전기적으로 접속되도록 상기 제2면에 형성된 도전층이다.

Description

초전형 적외선 검지 소자 및 그것을 이용한 적외선 센서{PYROELECTRIC INFRARED SENSOR ELEMENT AND INFRARED SENSOR USING THE SAME}

본 발명은, 적외선을 검지하는 초전형 적외선 검지 소자 및 그것을 이용한 적외선 센서에 관한 것이다.

초전 효과에 의해 적외선을 검지하는 초전형 적외선 검지 소자(초전 소자)는, 인체의 움직임을 검지하는 인체 검지 센서 등의 적외선 센서에 널리 이용되고 있다.

초전 효과는, 온도 변화에 의해 표면에 전하가 발생하는 현상이며, 초전형 적외선 검지 소자에서는, 자발 분극에 의한 전하가 외기 중의 이온 등에 의해 중화되어 있는 평형 상태에서 적외선이 입사되면, 적외선이 열로 변환되어 초전체 기판의 온도가 변화하며, 이 온도 변화에 의해 전하의 평형 상태가 무너져, 초전체 기판의 표면에 전하가 발생한다.

초전형 적외선 검지 소자를 이용한 적외선 센서로서는, 초전형 적외선 검지 소자와, 초전형 적외선 검지 소자에서 발생한 전하의 이동에 의해 흐르는 전류를 전류 전압 변환하여 전압 신호를 출력하는 전류 전압 변환 회로를 하나의 패키지에 수납한 것이 널리 알려져 있다. 이 종류의 적외선 센서에서는, 초전형 적외선 검지 소자의 임피던스가 100GΩ 정도로 매우 크고, 초전형 적외선 검지 소자로부터 출력되는 전류(출력 전류)가 매우 미약하다. 그래서 전류 전압 변환 회로로서는, 초전형 적외선 검지 소자가 게이트에 접속되는 임피던스 변환용의 전계 효과 트랜지스터(FET)와, 이 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전위를 설정하기 위한 저항을 이용한 것이 널리 알려져 있다.

상술한 초전형 적외선 검지 소자로서는, 1장의 초전체 기판에 2개의 수광부(적외선 수광부)를 형성한 듀얼 소자(듀얼 타입의 초전형 적외선 검지 소자)나, 1장의 초전체 기판에 4개의 수광부를 형성한 쿼드 소자(쿼드 타입의 초전형 적외선 검지 소자)가 널리 실용화되어 있다. 또한 초전형 적외선 검지 소자로서는, 1장의 초전체 기판에 1개의 수광부를 형성한 싱글 소자(싱글 타입의 초전형 적외선 검지 소자)도 실용화되어 있다.

상술한 초전형 적외선 검지 소자는, 초전체 기판의 재료로서 PbTiO₃, PZT(:Pb(Zr,Ti)O₃) 등의 세라믹 재료, LiTaO₃등의 단결정 재료나, PVF₂등의 고분자 재료 등의 초전 재료가 채용되고 있다. 또 수광부는, 초전체 기판의 두께 방향의 양면에 형성되어 서로 대향하는 2개 1쌍의 전극과, 초전체 기판에 있어서 상기 2개 1쌍의 전극 사이에 끼워진 부분으로 구성되어 있다. 또한 각 전극의 재료로서는, NiCr 등의 도전성을 갖는 적외선 흡수 재료가 채용되고 있다.

또 상술한 초전형 적외선 검지 소자로서는, 초전체 기판의 중앙부에서 복수의 수광부가 형성되고, 초전체 기판의 양단부 각각에 출력 단자부가 형성되며, 초전체 기판의 두께 방향의 양면 각각에, 수광부의 전극과 출력 단자부를 접속하는 배선부가 형성된 것이 널리 알려져 있다(예를 들면, 문헌 1 : 일본국 특허 공보 제3773623호). 문헌 1에 개시된 초전형 적외선 검지 소자는, 수광부의 전극, 출력 단자부 및 배선부의 재료로서 NiCr이 채용되고 있다.

그런데 초전형 적외선 검지 소자를 이용한 적외선 센서에서는, 초전형 적외선 검지 소자의 수광부에 대한 검지 대상(예를 들면, 인체 등)으로부터의 적외선의 입사가 없는 상태에서도, 주위 환경(사용 환경)의 온도 변화에 의해 오동작이 발생하는 경우가 있다. 그래서 이 종류의 적외선 센서에서는, 2개의 수광부에 동시에 입력되는 외부 잡음(주위 환경의 온도 변화 등)이 없어지도록 구성된 듀얼 타입의 초전형 적외선 검지 소자가 이용되고 있다(예를 들면, 문헌 2 : 국제 공개 WO2006/120863, 문헌 3 : 국제 공개 WO2006/112122).

여기에서 문헌 3에는, 초전형 적외선 검지 소자를, 일면이 개방된 상자형상의 패키지 본체와, 이 패키지 본체의 상기 일면을 폐색하여 적외선을 투과하는 광학 필터로 구성되는 패키지에 수납한 적외선 센서가 기재되어 있다. 또 문헌 3에는, 패키지 본체로서 금속제의 것을 대신하여, 절연성의 세라믹에 의해 형성된 것을 이용하는 것이 기재되어 있다.

또 종래로부터, 주위 환경의 온도 변화에 의해 돌발적으로 발생하는 팝콘 노이즈를 저감하는 것이 가능한 초전형 적외선 검지 소자가 제안되어 있다(예를 들면, 문헌 4 : 일본국 공개 특허 공보 평10-300570호). 문헌 4에 개시된 초전형 적외선 검지 소자는, 단결정의 LiTaO₃ 기판에 있어서, 2개 1쌍의 전극 사이에 끼워진 제1 부분을, 자발 분극의 방향이 일정한 단분역 구조로 하고, 제1 부분 이외의 제2 부분을, 자발 분극의 방향이 랜덤인 다분역 구조로 하고 있다.

종래의 적외선 센서에 있어서, 주위 환경의 온도 변화가 초전형 적외선 검지 소자에 전달되는 경로로서는, 예를 들면, 패키지로부터 상기 패키지 내의 기체를 통해 초전형 적외선 검지 소자에 전달되는 경로나, 패키지로부터 상기 패키지 내에서 초전형 적외선 검지 소자를 지지하고 있는 물체를 통해 초전형 적외선 검지 소자에 전달되는 경로나, 패키지로부터의 열 방사에 의해 초전형 적외선 검지 소자에 전달되는 경로 등을 생각할 수 있다.

따라서 종래의 적외선 센서에서는, 패키지의 형상이나 재료나, 패키지와 초전형 적외선 검지 소자의 거리, 전류 전압 변환 회로를 구성하는 회로 부품과 초전형 적외선 검지 소자의 상대적인 위치 관계 등에 따라, 주위 환경의 온도 변화가 초전형 적외선 검지 소자의 수광부에 주는 영향은 다른 것이라고 생각된다.

이 때문에 적외선 센서에 있어서, 초전형 적외선 검지 소자로서 단지 듀얼 타입 혹은 쿼드 타입의 초전형 적외선 검지 소자를 이용한 것만으로는, 외부 잡음에 관해, 복수의 수광부에 동시에 입력되는 온도 변화 이외의 온도 변화에 대해서는 영향을 없앨 수 없다. 요컨대 종래의 적외선 센서에서는, 초전형 적외선 검지 소자에 대해 특정 방향으로부터 입력되는 온도 변화의 영향에 대해서는 없앨 수 있었다고 해도, 상기 특정 방향 이외의 방향으로부터 입력되는 온도 변화의 영향을 받아 버린다.

그런데 초전형 적외선 검지 소자는, 초전체 기판의 온도 변화에 따라 초전체 기판의 두께 방향의 양면 전역에서 전하가 발생한다. 따라서 종래의 초전형 적외선 검지 소자에서는, 수광부에서 발생한 전하뿐만 아니라, 수광부 이외에서 발생한 전하도, 출력 단자부로부터 외부 회로인 전류 전압 변환 회로에 출력되므로, 주위 환경의 온도 변화의 영향에 의해 S/N비가 저하해 버리는 경우가 있다.

또 문헌 4에 개시된 초전형 적외선 검지 소자에서는, 제조 시에, 단결정의 LiTaO₃ 기판의 두께 방향의 양면에 전극을 형성한 후, LiTaO₃ 기판을 퀴리 온도에서 가열함으로써 초전성을 소실시키고, 그 후, 대향하는 전극 사이에 고전계를 인가하면서 실온까지 냉각할 필요가 있으므로, 공정수가 증가하여 비용이 높아져 버린다.

본 발명은 상기 사유를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 초전체 기판의 초전성을 변화시키지 않고, 주위 환경의 온도 변화에 의해 발생하는 전하가 출력 단자부로부터 출력되는 것을 억제하는 것이 가능한 초전형 적외선 검지 소자 및 그것을 이용한 적외선 센서를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제1 형태는, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 및 초전성을 가지며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 개재되는 적외선 흡수부를 구비하는 초전 요소와, 온도 변화에 따라 상기 초전 요소에서 발생하는 전류를 취출하기 위한 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 갖는 출력 단자부와, 상기 제1 출력 단자를 상기 제1 전극에 접속하는 제1 배선부와, 상기 제2 출력 단자를 상기 제2 전극에 접속하는 제2 배선부를 구비한다. 상기 제1 전극은, 초전체를 이용하여 형성된 초전체 기판의 두께 방향의 제1면에 형성된다. 상기 제2 전극은, 상기 초전체 기판의 상기 두께 방향의 제2면에 형성된다. 상기 적외선 흡수부는, 상기 초전체 기판에 있어서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 개재되는 부위이다. 상기 제1 출력 단자 및 상기 제2 출력 단자는 상기 초전체 기판에 형성된다. 상기 제1 배선부는, 상기 제1면에 형성되어 상기 제1 출력 단자를 상기 제1 전극에 접속하는 도전층인 접속 배선과, 상기 초전체 기판의 온도 변화에 의해 상기 접속 배선에 발생한 전하를 상쇄하기 위한 상쇄 배선을 구비한다. 상기 상쇄 배선은, 상기 제2 전극에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 상기 접속 배선에 전기적으로 접속되도록 상기 제2면에 형성된 도전층이다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제2 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 형태에 있어서, 상기 상쇄 배선은, 상기 접속 배선과 동일한 전위를 갖도록 상기 접속 배선에 전기적으로 접속된다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제3 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 또는 제2 형태에 있어서, 상기 초전체 기판은, 상기 두께 방향에 직교하는 제1 방향에 있어서의 제1단 및 제2단을 가지며, 상기 초전 요소는, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 초전체 기판의 중앙부에 위치하고, 상기 제1 출력 단자는 상기 제1단에 형성되고, 상기 제2 출력 단자는 상기 제2단에 형성된다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제4 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 내지 제3 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 상쇄 배선은, 상기 제1 출력 단자를 통해 상기 접속 배선에 전기적으로 접속된다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제5 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 내지 제4 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 상쇄 배선은, 상기 접속 배선과 대향하도록 형성된다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제6 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 내지 제5 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 상쇄 배선은 상기 접속 배선과 동일한 폭으로 형성된다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제7 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 내지 제6 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 초전 요소를 N개(단 N은 4 이상의 짝수) 구비한다. 상기 N개의 초전 요소는 m×n의 매트릭스형상(단 m·n=N, 또한 m, n은 모두 짝수)으로 배열된다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제8 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 내지 제7 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 초전체 기판을 두께 방향으로 관통하는 슬릿을 구비한다. 상기 슬릿은, 상기 적외선 흡수부를 둘러싸도록 형성된다.

본 발명의 초전형 적외선 검지 소자의 제9 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 내지 제8 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 제2 배선부는, 상기 제2면에 형성되어 상기 제2 출력 단자를 상기 제2 전극에 접속하는 도전층인 제2 접속 배선과, 상기 초전체 기판의 온도 변화에 의해 상기 제2 접속 배선에 발생한 전하를 상쇄하기 위한 제2 상쇄 배선을 구비한다. 상기 제2 상쇄 배선은, 상기 제1 전극에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 상기 제2 접속 배선에 전기적으로 접속되도록 상기 제1면에 형성된 도전층이다.

본 발명의 적외선 센서의 제1 형태는, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 제1 내지 제9 형태 중 어느 하나를 구비한다.

본 발명의 적외선 센서의 제2 형태는, 상기 적외선 센서의 제1 형태에 있어서, 상기 초전형 적외선 검지 소자의 상기 제1 출력 단자와 상기 제2 출력 단자의 사이에 흐르는 전류에 의거하여 소정 정보를 나타내는 신호를 생성하는 신호 처리 회로와, 상기 초전형 적외선 검지 소자와 상기 신호 처리 회로를 수납하는 패키지를 구비한다. 상기 패키지는, 소정 주파수의 적외선을 상기 초전형 적외선 검지 소자의 상기 초전 요소에 입사시키는 창부를 갖는다. 상기 창부는, 상기 소정 주파수의 적외선을 통과시키는 재료에 의해 형성된다.

도 1은 실시 형태 1의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 2는 상기 실시 형태 1의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 3은 도 1의 C-C 절단선에 있어서의 개략 단면도이다.
도 4는 상기 실시 형태 1의 초전형 적외선 검지 소자의 등가 회로도이다.
도 5는 상기 실시 형태 1의 초전형 적외선 검지 소자의 동작 설명도이다.
도 6은 상기 실시 형태 1의 초전형 적외선 검지 소자의 동작 설명도이다.
도 7은 상기 실시 형태 1의 초전형 적외선 검지 소자의 동작 설명도이다.
도 8은 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 9는 상기 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 10은 상기 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자의 등가 회로도이다.
도 11은 상기 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자의 동작 설명도이다.
도 12는 상기 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자의 동작 설명도이다.
도 13은 상기 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자의 동작 설명도이다.
도 14는 실시 형태 2의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 15는 상기 실시 형태 2의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 16은 비교예 2의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 17은 상기 비교예 2의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 18은 실시 형태 3의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 19는 상기 실시 형태 3의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 20은 비교예 3의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 21은 상기 비교예 3의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 22는 실시 형태 4의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 23은 상기 실시 형태 4의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 24는 도 22의 C-C 절단선에 있어서의 개략 단면도이다.
도 25는 실시 형태 5의 초전형 적외선 검지 소자의 상면도이다.
도 26은 상기 실시 형태 5의 초전형 적외선 검지 소자의 하면을 도시한 상면도이다.
도 27은 실시 형태 6의 적외선 센서의 개략 분해 사시도이다.
도 28은 실시 형태 7의 적외선 센서의 개략 분해 사시도이다.
도 29는 상기 실시 형태 7의 적외선 센서의 주요부 개략 단면도이다.

(실시 형태 1)

이하, 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에 대해 도 1~도 3을 참조하면서 설명하지만, 도 1은 일표면(상면)측에서 본 평면도, 도 2는 상기 일표면측에서 타표면(하면)을 투시한 평면도, 도 3은 도 1의 C-C 개략 단면도이다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체를 이용하여 형성된 기판(초전체 기판)(10)을 이용하여 형성되어 있다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 도 1~도 3에 나타낸 바와 같이 초전 요소(수광부)(20)를 구비한다. 초전 요소(20)는, 전극(제1 전극)(31)과, 제1 전극(31)에 대향하는 전극(제2 전극)(32)과, 초전성을 가지며 제1 전극(31)과 제2 전극(32)의 사이에 개재되는 적외선 흡수부(11)를 구비한다. 또한 제1 전극(31)과 제2 전극(32)을 구별하지 않는 경우에는, 전극(30)이라고 기재한다.

제1 전극(31)은, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 제1면에 형성된다. 제2 전극(32)은, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 제2면에 형성된다. 적외선 흡수부(11)는, 초전체 기판(10)에 있어서 제1 전극(31)과 제2 전극(32)의 사이에 개재되는 부위이다.

초전형 적외선 검지 소자(101)는, 온도 변화에 따라 초전 요소(20)에서 발생하는 전류를 취출하기 위한 출력 단자부(40)를 구비한다. 출력 단자부(40)는, 각각 초전체 기판(10)에 형성되는 출력 단자(제1 출력 단자)(410) 및 출력 단자(제2 출력 단자)(420)를 갖는다.

제1 출력 단자(410)는, 초전체 기판(10)의 두께 방향에 직교하는 제1 방향(도 1에 있어서의 좌우 방향)에 있어서의 제1단(도 1에 있어서의 좌단)에 형성되어 있다. 제1 출력 단자(410)는, 초전체 기판(10) 상면의 제1단에 형성되는 도체 패턴(411)과, 초전체 기판(10) 하면의 제1단에 형성되는 도체 패턴(412)과, 도체 패턴(411)과 도체 패턴(412)을 상호 전기적으로 접속하는 접속부(413)를 구비한다.

제2 출력 단자(420)는, 상기 제1 방향(도 1에 있어서의 좌우 방향)에 있어서의 제2단(도 1에 있어서의 우단)에 형성되어 있다. 제2 출력 단자(420)는, 초전체 기판(10) 상면의 제2단에 형성되는 도체 패턴(421)과, 초전체 기판(10) 하면의 제2단에 형성되는 도체 패턴(422)과, 도체 패턴(421)과 도체 패턴(422)을 상호 전기적으로 접속하는 접속부(423)를 구비한다.

또한 제1 출력 단자(410)와 제2 출력 단자(420)를 구별하지 않는 경우에는, 출력 단자(400)라고 기재한다. 도체 패턴(411, 412, 421, 422)을 구별하지 않는 경우에는, 도체 패턴(430)이라고 기재한다. 접속부(413, 423)를 구별하지 않는 경우에는, 접속부(403)라고 기재한다.

또한 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 제1 출력 단자(410)를 초전 요소(20)의 제1 전극(31)에 접속하는 배선부(제1 배선부)(51)와, 제2 출력 단자(420)를 초전 요소(20)의 제2 전극(32)에 접속하는 배선부(제2 배선부)(52)를 구비한다.

제1 배선부(51)는, 접속 배선(제1 접속 배선)(511)과, 상쇄 배선(제1 상쇄 배선)(512)을 구비한다. 제1 접속 배선(511)은, 초전체 기판(10)의 상기 제1면에 형성되어 제1 출력 단자(410)를 제1 전극(31)에 접속하는 도전층이다. 제1 상쇄 배선(512)은, 초전체 기판(10)의 온도 변화에 의해 접속 배선(제1 접속 배선)(511)에 발생한 전하를 상쇄하기 위해 설치된다. 상쇄 배선(제1 상쇄 배선)(512)은, 제2 전극(32)에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 접속 배선(제1 접속 배선)(511)에 전기적으로 접속되도록 초전체 기판(10)의 상기 제2면에 형성된 도전층이다.

제2 배선부(52)는, 접속 배선(제2 접속 배선)(521)과, 상쇄 배선(제2 상쇄 배선)(522)을 구비한다. 제2 접속 배선(521)은, 초전체 기판(10)의 상기 제2면에 형성되어 제2 출력 단자(420)를 제2 전극(32)에 접속하는 도전층이다. 제2 상쇄 배선(522)은, 초전체 기판(10)의 온도 변화에 의해 접속 배선(제2 접속 배선)(521)에 발생한 전하를 상쇄하기 위해 설치된다. 상쇄 배선(제2 상쇄 배선)(522)은, 제1 전극(31)에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 접속 배선(제2 접속 배선)(521)에 전기적으로 접속되도록 초전체 기판(10)의 상기 제1면에 형성된 도전층이다.

또한 제1 배선부(51)와 제2 배선부(52)를 구별하지 않는 경우에는 배선부(50)라고 기재한다. 또 접속 배선(511, 521)을 구별하지 않는 경우에는, 접속 배선(501)이라고 기재한다. 동일하게 상쇄 배선(512, 522)을 구별하지 않는 경우에는, 상쇄 배선(502)이라고 기재한다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 2개의 초전 요소(20)를 갖고 있다. 2개의 초전 요소(20)를 서로 구별하기 위해, 필요에 따라, 일방의 초전 요소(도 1에 있어서의 좌측의 초전 요소) 및 이것에 속하는 구성의 부호에 접미사 「A」를 붙이고, 타방의 초전 요소(도 2에 있어서의 우측의 초전 요소) 및 이것에 속하는 구성의 부호에 접미사 「B」를 붙인다.

또 필요에 따라, 초전 요소(20A)를 출력 단자부(40)에 접속하는 배선부(50) 및 이것에 속하는 구성의 부호에 접미사 「A」를 붙이고, 초전 요소(20B)를 출력 단자부(40)에 접속하는 배선부(50) 및 이것에 속하는 구성의 부호에 접미사 「B」를 붙인다.

다음에 초전 요소(20A)에 대해 설명한다. 제1 전극(31A)은, 초전체 기판(10)의 상면(도 3에 있어서의 상면)에 형성된다. 제2 전극(32A)은, 초전체 기판(10)의 하면(도 3에 있어서의 하면)에 형성된다. 적외선 흡수부(11A)는, 초전체 기판(10)에 있어서 제1 전극(31A)과 제2 전극(32A)의 사이에 개재되는 부위이다. 초전 요소(20A)에 관해 말하면, 초전체 기판(10)의 상면이 상기 제1면이고, 초전체 기판(10)의 하면이 상기 제2면이다.

초전 요소(20A)는, 제1 배선부(51A) 및 제2 배선부(52A)를 이용하여, 출력 단자부(40)에 접속되어 있다.

제1 접속 배선(511A)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(411)을 제1 전극(31A)에 접속하도록 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 제1 상쇄 배선(512A)은, 초전체 기판(10)의 하면에 제1 접속 배선(511A)과 대향하도록 형성된다. 단 제1 상쇄 배선(512A)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 전극(32A)에는 직접적으로는 접속되어 있지 않다. 즉 제1 상쇄 배선(512A)은, 제2 전극(32A)으로부터 전기적으로 절연되고 있다고 할 수 있다. 또 제1 상쇄 배선(512A)은, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(412)에 접속되어 있다. 그 때문에 제1 상쇄 배선(512A)은, 제1 출력 단자(410)를 경유하여 제1 접속 배선(511A)에 전기적으로 접속되어 있다.

제2 접속 배선(521A)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(422)을 제2 전극(32A)에 접속하도록 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 제2 상쇄 배선(522A)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 초전체 기판(10)의 상면에 제2 접속 배선(521A)과 대향하도록 형성된다. 단 제2 상쇄 배선(522A)은, 제1 전극(31A)에는 직접적으로는 접속되어 있지 않다. 즉 제2 상쇄 배선(522A)은, 제1 전극(31A)으로부터 전기적으로 절연되어 있다고 할 수 있다. 또 제2 상쇄 배선(522A)은, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(421)에 접속되어 있다. 그 때문에 제2 상쇄 배선(522A)은, 제2 출력 단자(420)를 경유하여 제2 접속 배선(521A)에 전기적으로 접속되어 있다.

다음에 초전 요소(20B)에 대해 설명한다. 제1 전극(31B)은, 초전체 기판(10)의 하면(도 3에 있어서의 하면)에 형성된다. 제2 전극(32B)은, 초전체 기판(10)의 상면(도 3에 있어서의 상면)에 형성된다. 적외선 흡수부(11B)는, 초전체 기판(10)에 있어서 제1 전극(31B)과 제2 전극(32B)의 사이에 개재되는 부위이다. 초전 요소(20B)에 관해 말하면, 초전체 기판(10)의 하면이 상기 제1면이고, 초전체 기판(10)의 상면이 상기 제2면이다.

초전 요소(20B)는, 제1 배선부(51B) 및 제2 배선부(52B)를 이용하여, 출력 단자부(40)에 접속되어 있다.

제1 접속 배선(511B)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(412)을 제1 전극(31B)에 접속하도록 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 제1 상쇄 배선(512B)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 초전체 기판(10)의 상면에 제1 접속 배선(511B)과 대향하도록 형성된다. 단 제1 상쇄 배선(512B)은, 제2 전극(32B)에는 직접적으로는 접속되어 있지 않다. 또 제1 상쇄 배선(512B)은, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(411)에 접속되어 있다.

제2 접속 배선(521B)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(421)을 제2 전극(32B)에 접속하도록 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 제2 상쇄 배선(522B)은, 초전체 기판(10)의 하면에 제2 접속 배선(521B)과 대향하도록 형성된다. 단 제2 상쇄 배선(522B)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(31B)에는 직접적으로는 접속되어 있지 않다. 또 제2 상쇄 배선(522B)은, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(422)에 접속되어 있다.

바꿔 말하면, 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 중앙부에 2개의 수광부(초전 요소)(20)가 형성되고, 초전체 기판(10)의 양단부 각각에 출력 단자(400)가 형성되어 있다. 여기에서 각 수광부(20)는, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 양면(상기 일표면 및 상기 타표면)에 형성되어 서로 대향하는 2개 1쌍의 전극(30)과, 초전체 기판(10)에 있어서 2개 1쌍의 전극(30) 사이에 끼워진 부분(11)으로 구성된다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)이 직사각형 판형상이며, 초전체 기판(10)의 길이 방향의 중앙부에 있어서 2개의 수광부(20)가 초전체 기판(10)의 길이 방향(제1 방향)으로 병설되고, 초전체 기판(10)의 길이 방향의 양단부에 출력 단자(400)가 형성되어 있다. 또 각 전극(30)은, 평면형상이 직사각형 형상이며, 각 전극(30)의 길이 방향이 초전체 기판(10)의 폭 방향과 일치하도록 형성되어 있다. 또 각 전극(30)은, 초전체 기판(10)의 폭 방향의 중앙부에 형성되어 있다. 초전체 기판(10)의 자발 분극의 방향은, 이 초전체 기판(10)의 두께 방향을 따른 일방향이며, 도 3의 위쪽 방향(도 3에 화살표로 나타낸 방향)이다. 따라서 초전 요소(20A)에 대해서는 제1 전극(31A)이 양극, 제2 전극(32A)이 음극이 된다. 초전 요소(20B)에 대해서는 제1 전극(31B)이 음극, 제2 전극(32B)이 양극이 된다. 제1 전극(31A, 31B)은 제1 출력 단자(410)에 접속되고, 제2 전극(32A, 32B)은 모두 제2 출력 단자(420)에 접속되어 있다. 따라서 2개의 초전 요소(20A, 20B)는 역병렬로 접속되어 있다.

또 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 양면 각각에, 수광부(20)의 전극(30)과 출력 단자(400)를 접속하는 접속 배선(501)이 형성되어 있다. 수광부(20)의 2개 1쌍의 전극(30)에 접속되는 2개의 접속 배선(501) 중, 일방의 접속 배선(501)(511A, 521B)은 직선형상으로 형성되고, 타방의 접속 배선(501)(511B, 521A)은 다른 수광부(20)를 피하도록 역J자형상으로 형성되어 있다.

출력 단자(400)는, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 양면에 형성되어 서로 대향하는 2개 1쌍의 도체 패턴(430)과, 쌍을 이루는 도체 패턴(430)들을 전기적으로 접속한 접속부(403)(도 3 참조)로 구성되어 있다. 이 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)이, 단결정의 LiTaO₃ 기판에 의해 구성되고, 각 전극(30), 각 배선부(50) 및 각 도체 패턴(430)이, 적외선 흡수 재료(예를 들면, NiCr 등)로 이루어지는 박막에 의해 형성되어 있으며, 각 접속부(403)가 도전성 접착제에 의해 형성되어 있다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 2개의 수광부(20)를 구비한 듀얼 타입의 초전형 적외선 검지 소자이며, 도 4에 나타낸 등가 회로도와 같이, 2개의 수광부(20)가 역병렬 접속되어 있다. 즉 수광부(20)는, 전기적으로는 극성이 있는 콘덴서이며, 2개의 수광부(20)는 역극성으로 병렬로 접속되어 있다. 또한 도 1, 도 2 중의 각 전극(30)에 부기한 「+」 혹은 「-」의 기호는, 좌측의 출력 단자(제1 출력 단자)(410)의 극성을 「+」, 우측의 출력 단자(제2 출력 단자)(420)의 극성을 「-」로 한 경우의, 각 전극(30)의 극성을 나타내고 있다. 즉 도 1, 2의 「+」, 「-」의 기호는, 어느 전극(30)이 어느 출력 단자(400)에 접속되어 있는지를 나타내기 위해 이용되고 있으며, 수광부(20)의 극성을 나타내고 있는 것은 아니다.

그런데 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 양면에 있어서 접속 배선(501)과는 반대의 면측에 형성되어 접속 배선(501)과 쌍을 이루는 상쇄 배선(더미 배선)(502)이 설치되어 있다. 상쇄 배선(502)은, 적외선 흡수 재료(예를 들면, NiCr 등)로 이루어지는 박막에 의해 형성되어 있으며, 수광부(20)에 직접 접속되지 않고 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 동전위로 접속되어 있다. 여기에서, 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 상기 일표면측의 전극(30)(31A, 32B), 접속 배선(501)(511A, 5521B), 도체 패턴(430)(411, 421) 및 상쇄 배선(502)(512B, 522A)이, 증착법이나 스퍼터법 등에 의해 동시에 형성되어 있다. 또 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 상기 타표면측의 전극(30)(31B, 32A), 접속 배선(501)(511B, 521A), 도체 패턴(430)(412, 422) 및 상쇄 배선(502)(512A, 522B)이 동시에 형성되어 있다. 그리고 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)은, 접속 배선(501)이 접속되어 있는 출력 단자(400)에 있어서 동전위로 접속되어 있다. 구체적으로는, 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502) 중, 접속 배선(501)이, 출력 단자(400)의 쌍을 이루는 도체 패턴(430, 430)의 일방의 도체 패턴(430) 및 상기 접속 배선(501)에 접속되는 전극(30)과 일체로 형성되어 전기적으로 접속되며, 상쇄 배선(502)이, 출력 단자(400)의 쌍을 이루는 도체 패턴(430, 430)의 타방의 도체 패턴(430)과 일체로 형성되어 전기적으로 접속되어 있다.

또 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)이 서로 대향하여 배치되어 있다. 또 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)은 선폭을 동일하게 하고 있다.

또 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 양면 각각에 있어서, 각 전극(30), 각 접속 배선(501), 각 도체 패턴(430) 및 각 상쇄 배선(502)이, 초전체 기판(10)의 중심을 통과하는 대칭축의 둘레에서 2회 회전 대칭이 되도록 배치되어 있다.

또 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 두께 방향에 직교하는 일면을 대칭면으로 하여, 상쇄 배선(502)과 접속 배선(501)이 대략 면대칭이 되도록 상쇄 배선(502)을 형성하고 있다. 단 이 경우, 접속 배선(501)에 있어서 상쇄 배선(502)과 면대칭이 되는 것은, 상기 접속 배선(501)에 있어서의 전극(30)측의 단부를 제외한 부분이다.

초전체 기판(10)의 두께 방향에 직교하는 일면을 대칭면으로 하여, 상쇄 배선(502)과 접속 배선(501)이 면대칭이 되도록 상쇄 배선(502)을 형성하는 것이 바람직하지만, 상쇄 배선(502)과 접속 배선(501)이 동전위로 접속되어 있으면 되고, 반드시 상쇄 배선(502)과 접속 배선(501)이 면대칭이 아니어도 된다.

접속 배선(501)의 선폭과 상쇄 배선(502)의 선폭은 동일한 것이 바람직하지만, 대략 동일하면 되고, 또 상쇄 배선(502)의 선폭이 접속 배선(501)의 선폭보다 좁아도 넓어도 된다.

이상 설명한 초전형 적외선 검지 소자(101)의 등가 회로도는, 상술한 도 4와 같이 되며, 4개의 접속 배선(501) 각각을 구성 요소로서 포함하는 4개의 콘덴서(60) 각각의 양단이 2개의 출력 단자(400) 중 어느 하나에 접속된 회로 구성이 된다. 여기에서 각 콘덴서(60)는, 접속 배선(501)과, 상기 접속 배선(501)과 쌍을 이루는 상쇄 배선(502)과, 초전체 기판(10)에 있어서의 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502) 사이의 부분(12)(도 3 참조)으로 구성되는 기생 콘덴서이다. 따라서 4개의 콘덴서(60) 중, 2개의 콘덴서(60)가 일방의 출력 단자(400)에 접속되고, 나머지 2개의 콘덴서(60)가 타방의 출력 단자(400)에 접속되어 있다. 또한 도 4에 있어서, 기호 「+」, 「-」는, 수광부(20) 및 콘덴서(60) 각각의 극성을 나타내고 있다.

또한 초전체 기판(10)의 재료는 LiTaO₃에 한정되지 않으며, 예를 들면, LiNbO₃ 등의 다른 단결정 재료나, PbTiO₃, PZT, PZT-PMN(:Pb(Zr,Ti)O₃-Pb(Mn,Nb)O₃) 등의 세라믹 재료, PVF₂ 등의 고분자 재료 등을 채용해도 된다. 또 상술한 적외선 흡수 재료는 NiCr에 한정되지 않으며, 예를 들면, Ni, 금흑(金黑) 등을 채용해도 된다.

그런데 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에 있어서의 상쇄 배선(502)을 설치한 것에 의한 효과에 대해 설명하기 전에, 상쇄 배선(502)을 구비하고 있지 않은 것 이외는 도 1과 동일한 구조를 갖는 도 8, 도 9의 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자(101P)에 대해 설명한다. 즉 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자(101P)의 배선부(50)는, 접속 배선(501)만으로 구성되어 있다.

비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자(101P)에 대해서도, 2개의 수광부(20)가 역병렬로 접속되어 있는 점은, 도 10의 등가 회로도에 나타낸 바와 같이 동일하다. 그러나 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자(101P)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 4개의 접속 배선(501)(511A, 511B, 521A, 521B) 각각을 구성 요소로서 포함하는 4개의 콘덴서(60P)가 한 쌍의 출력 단자부(410, 420) 사이에 접속된 등가 회로가 된다. 각 콘덴서(60P)는, 접속 배선(501)과, 상기 접속 배선(501)에 접속된 출력 단자(400)와는 별도의 출력 단자(400)의 1쌍의 도체 패턴(430, 430) 중 상기 접속 배선(501)과는 다른 면에 형성된 도체 패턴(430)과, 초전체 기판(10)으로 구성된다.

여기에서 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자(101P)에 대해, 도 11(a)에 나타낸 바와 같이 초전체 기판(10)의 온도가 상승하는 온도 변화를 부여한 경우에 발생하는 전하의 시간 변화에 대해, 도 11~도 13을 참조하면서 설명한다.

온도 변화 시에 초전체 기판(10)에 발생하는 전하 중, 수광부(20)에서 발생하는 전하는, 도 12에 나타낸 모식도와 같이 상기 수광부(20)에 접속된 접속 배선(511, 521)을 통과해 출력 단자(410, 420)에 방전되므로, 온도 변화가 없어지면, 도 11(b)에 나타낸 바와 같이 순식간에 없어진다(짧은 시정수가 아니게 된다). 이에 반해, 배선부(50)(접속 배선(501))에서 발생하는 전하는, 도 13에 나타낸 모식도와 같이 상기 접속 배선(501)이 접속되어 있는 출력 단자(400)에 방전된다. 이 방전된 전하는 출력 전류로서 그대로, 외부 회로인 전류 전압 변환 회로에 출력된다. 여기에서 접속 배선(501)은, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 양면 중 일방의 면에밖에 형성되어 있지 않으므로, 초전체 기판(10)의 타방의 면에서 발생한 전하의 방전 시간이 초전체 기판(10)의 표면 저항(시트 저항)의 값에 의해 결정된다(율속된다). 여기에서 초전체 기판(10)의 표면 저항의 값이 매우 높으므로, 접속 배선(501)에서 발생하는 전하가 없어질 때까지의 시정수가 도 11(c)에 나타낸 바와 같이 길어진다. 이와 같이 비교예 1의 초전형 적외선 검지 소자(101P)에서는, 주위 환경의 온도 변화에 의해 배선부(50)에 발생한 전하가 출력 단자부(40)로부터 출력 전류(신호)로서 출력된다.

다음에 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에 대해, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 초전체 기판(10)의 온도가 상승하는 온도 변화를 부여한 경우에 발생하는 전하의 시간 변화에 대해, 도 5~도 7을 참조하면서 설명한다.

온도 변화 시에 초전체 기판(10)에 발생하는 전하 중, 수광부(20)에서 발생하는 전하는, 도 6에 나타낸 모식도와 같이 상기 수광부(20)에 접속된 2개의 접속 배선(511, 521) 각각을 통과해 출력 단자(410, 420)에 방전되므로, 온도 변화가 없어지면, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이 순식간에 없어진다(짧은 시정수가 아니게 된다).

이에 반해, 접속 배선(510) 및 상기 접속 배선(501)과 쌍을 이루는 상쇄 배선(502)에서 발생하는 전하는, 도 7에 나타낸 모식도와 같이 상기 접속 배선(501) 및 상기 상쇄 배선(502)이 접속되어 있는 출력 단자(400)에 방전되므로, 도 5(c)에 나타낸 바와 같이 순식간에 없어진다(짧은 시정수가 아니게 된다). 여기에서 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 접속 배선(501)에서 발생하는 전하의 극성과 상쇄 배선(502)에서 발생하는 전하의 극성이 다르고, 또한 서로 극성이 다른 전하가 동전위의 출력 단자(400)에 대략 동일한 시정수로 방전되므로, 접속 배선(501)에서 발생한 전하와 상쇄 배선(502)에서 발생한 전하가 상쇄되게 되어, 출력 전류로서 출력되는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 또한 도 5(c)에서는, 접속 배선(501)에서 발생하는 전하의 시간 변화를 「A」, 상쇄 배선(502)에서 발생하는 전하의 시간 변화를 「B」로 나타내고 있다.

이상 설명한 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 양면에 형성되어 서로 대향하는 2개 1쌍의 전극(30, 30)과 초전체 기판(10)에 있어서 2개 1쌍의 전극(30, 30) 사이에 끼워진 부분(11)으로 구성되는 수광부(20)와, 초전체 기판(10)의 양단부에 형성된 한 쌍의 출력 단자(400, 400)와, 초전체 기판(10)의 양면 각각에 형성되어 수광부(20)와 한 쌍의 출력 단자(400, 400)를 접속하는 2개 1쌍의 접속 배선(501, 501)을 구비하며, 초전체 기판(10)의 양면에 있어서 접속 배선(501)과는 반대의 면측에 형성되어 접속 배선(501)과 쌍을 이루는 상쇄 배선(502)이 설치됨과 더불어, 상쇄 배선(502)이, 수광부(20)에 직접 접속되지 않고 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 동전위로 접속되어 있다.

바꿔 말하면, 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 제1 전극(31), 제1 전극(31)에 대향하는 제2 전극(32), 및 초전성을 가지며 제1 전극(31)과 제2 전극(32)의 사이에 개재되는 적외선 흡수부(11)를 구비하는 초전 요소(수광부)(20)와, 온도 변화에 따라 초전 요소(20)에서 발생하는 전류를 취출하기 위한 제1 출력 단자(410) 및 제2 출력 단자(420)를 갖는 출력 단자부(40)와, 제1 출력 단자(410)를 제1 전극(31)에 접속하는 제1 배선부(51)와, 제2 출력 단자(420)를 제2 전극(32)에 접속하는 제2 배선부(52)를 구비한다. 제1 전극(31)은, 초전체를 이용하여 형성된 초전체 기판(10)의 두께 방향의 제1면에 형성된다. 제2 전극(32)은, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 제2면에 형성된다. 적외선 흡수부(11)는, 초전체 기판(10)에 있어서 제1 전극(31)과 제2 전극(32)의 사이에 개재되는 부위이다. 제1 출력 단자(410) 및 제2 출력 단자(420)는 초전체 기판(10)에 형성된다.

제1 배선부(51)는, 제1면에 형성되어 제1 출력 단자(410)를 제1 전극(31)에 접속하는 도전층인 (제1) 접속 배선(511)과, 초전체 기판(10)의 온도 변화에 의해 접속 배선(511)에 발생한 전하를 상쇄하기 위한 (제1) 상쇄 배선(512)을 구비한다. 제1 상쇄 배선(512)은, 제2 전극(32)에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 제1 접속 배선(511)에 전기적으로 접속되도록 제2면에 형성된 도전층이다.

제2 배선부(52)는, 제2면에 형성되어 제2 출력 단자(420)를 제2 전극(32)에 접속하는 도전층인 제2 접속 배선(521)과, 초전체 기판(10)의 온도 변화에 의해 제2 접속 배선(521)에 발생한 전하를 상쇄하기 위한 제2 상쇄 배선(522)을 구비한다. 제2 상쇄 배선(522)은, 제1 전극(31)에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 제2 접속 배선(521)에 전기적으로 접속되도록 제1면에 형성된 도전층이다.

이에 의해, 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 접속 배선(501)에서 발생하는 전하를 상쇄 배선(502)에서 발생하는 전하에 의해 상쇄하는 것이 가능해진다. 그리고 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 초전체 기판(10)의 초전성을 변화시키지 않고, 주위 환경의 온도 변화에 의해 발생하는 전하가 각 출력 단자(400)로부터 출력되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

또한 초전체 기판(10)은, 두께 방향에 직교하는 제1 방향(본 실시 형태에서는, 길이 방향)에 있어서의 제1단 및 제2단을 갖는다. 초전 요소(20)는, 상기 제1 방향에 있어서의 초전체 기판(10)의 중앙부에 위치하고 있다. 제1 출력 단자(410)는 제1단에 형성되고, 제2 출력 단자(420)는 제2단에 형성되어 있다.

또 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 제1 배선부(51)와 제2 배선부(52)의 양쪽이 상쇄 배선(502)을 구비하고 있지만, 제1 배선부(51)와 제2 배선부(52) 중 적어도 일방이 상쇄 배선(502)을 구비하고 있어도 된다. 단 제1 배선부(51)와 제2 배선부(52)의 양쪽이 상쇄 배선(502)을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 역병렬로 접속된 2개의 초전 요소(20A, 20B)를 구비한다. 즉 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는 듀얼 타입이므로, 초전형 적외선 검지 소자(101) 전체에 온도 변화가 발생한 경우, 수광부(20)에서 발생한 전하는 출력 단자부(40)로부터 출력 전류로서 출력되지 않으므로, 주위 환경의 온도 변화의 영향에 의해 출력 전류가 흐르는 것을 보다 억제하는 것이 가능해진다.

또 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 상쇄 배선(502)(512A, 512B, 522A, 522B)은, 접속 배선(501)(511A, 511B, 521A, 521B)과 동일한 전위를 갖도록 접속 배선(501)(511A, 511B, 521A, 521B)에 전기적으로 접속된다. 특히 제1 상쇄 배선(512)은, 제1 출력 단자(410)를 통해 제1 접속 배선(511)에 전기적으로 접속된다. 또 제2 상쇄 배선(522)은, 제2 출력 단자(420)를 통해 제2 접속 배선(521)에 전기적으로 접속된다. 즉 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 출력 단자부(40)에 있어서 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)을 동전위로 접속하고 있다. 그 때문에 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)을 최단거리로 접속하는 것이 가능해진다.

또 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 상쇄 배선(502)은, 접속 배선(501)과 대향하도록 형성된다. 예를 들면 제1 상쇄 배선(512A, 512B)은, 제1 접속 배선(511A, 511B)과 대향하도록 형성된다. 제2 상쇄 배선(522A, 522B)은, 제2 접속 배선(521A, 521B)과 대향하도록 형성된다.

바꿔 말하면, 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)이 서로 대향하여 배치되어 있다. 그 때문에 접속 배선(501)에서 발생한 전하가, 초전체 기판(10)의 표면 저항의 값에 의존하지 않고, 신속하게 방전된다. 요컨대 상술한 바와 같이, 초전체 기판(10)의 두께 방향에 직교하는 일면을 대칭면으로 하여, 상쇄 배선(502)과 접속 배선(501)이 대략 면대칭이 되도록 상쇄 배선(502)을 형성하면, 주위 환경의 온도 변화 시에 접속 배선(501)에서 발생한 전하가, 초전체 기판(10)의 표면 저항의 값에 의존하지 않고, 순식간에 방전된다.

또 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 상쇄 배선(502)은 접속 배선(501)과 동일한 폭으로 형성된다. 예를 들면 제1 상쇄 배선(512A, 512B)은 제1 접속 배선(511A, 511B)과 동일한 폭으로 형성된다. 제2 상쇄 배선(522A, 522B)은 제2 접속 배선(521A, 521B)과 동일한 폭으로 형성된다.

바꿔 말하면, 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)에서는, 쌍을 이루는 접속 배선(501)의 선폭과 상쇄 배선(502)의 선폭을 대략 동일하게 하고 있다. 그 때문에 접속 배선(501)에서 발생하는 전하의 양과, 상쇄 배선(502)에서 발생하는 전하의 양을 대략 동일하게 하는 것이 가능해져, 주위 환경의 온도 변화에 의해 발생하는 전하가 각 출력 단자(400)로부터 출력되는 것을 보다 억제하는 것이 가능해진다.

또 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(101)는, 상술한 바와 같이, 초전체 기판(10)의 두께 방향의 양면 각각에 있어서, 각 전극(30), 각 접속 배선(501), 각 도체 패턴(430) 및 각 상쇄 배선(502)이, 초전체 기판(10)의 중심을 통과하는 대칭축의 둘레에서 2회 회전 대칭이 되도록 배치되어 있으므로, 도 1의 좌우를 바꾸어 사용해도 동등한 성능이 얻어지기 때문에, 패키지나 실장 기판, 회로 기판 등에 실장할 때에, 한 쌍의 출력 단자(410, 420)의 극성에 관계없이 실장하는 것이 가능해진다.

(실시 형태 2)

도 14, 15에 나타낸 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)의 기본 구성은 실시 형태 1과 대략 동일하며, 1장의 초전체 기판(10)에 4개의 수광부(20)가 형성된 쿼드 타입인 점이 상이하다. 또한 실시 형태 1과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)는, 4개의 초전 요소(20)(20A, 20B, 20C, 20D)를 갖고 있다. 4개의 초전 요소(20A, 20B, 20C, 20D)는, 2×2의 매트릭스형상으로 배열되어 있다. 또한 4개의 초전 요소(20)를 서로 구별하기 위해, 필요에 따라, 초전 요소(20A) 및 이것에 관련되는 구성의 부호에 접미사 「A」를 붙이고, 초전 요소(20B) 및 이것에 속하는 구성의 부호에 접미사 「B」를 붙이고, 초전 요소(20C) 및 이것에 속하는 구성의 부호에 접미사 「C」를 붙이며, 초전 요소(20D) 및 이것에 속하는 구성의 부호에 접미사 「D」를 붙인다.

우선 초전 요소(20A, 20D)에 대해 설명한다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 각 제1 전극(31A, 31D)은, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 각 제2 전극(32A, 32D)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 초전 요소(20A, 20D)에 관해 말하면, 초전체 기판(10)의 상면이 상기 제1면이고, 초전체 기판(10)의 하면이 상기 제2면이다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 제1 접속 배선(511A, 511D)은, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 제1 접속 배선(511A)은 제1 전극(31A)을, 제1 접속 배선(511D)은 제1 전극(31D)을, 각각 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(411)에 접속한다. 제1 상쇄 배선(512A)은 제1 접속 배선(511A)에, 제1 상쇄 배선(512D)은 제1 접속 배선(511D)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 또 각 제1 상쇄 배선(512A, 512D)은, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(412)에 전기적으로 접속된다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 제2 접속 배선(521A, 521D)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 제2 접속 배선(521A)은 제2 전극(32A)을, 제2 접속 배선(521D)은 제2 전극(32D)을, 각각 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(422)에 접속한다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 제2 상쇄 배선(522A)은 제2 접속 배선(521A)에, 제2 상쇄 배선(522D)은 제2 접속 배선(521D)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 또 각 제2 상쇄 배선(522A, 522D)은, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(421)에 전기적으로 접속된다.

다음에 초전 요소(20B, 20C)에 대해 설명한다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 각 제1 전극(31B, 31C)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 각 제2 전극(32B, 32C)은, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 초전 요소(20B, 20C)에 관해 말하면, 초전체 기판(10)의 상면이 상기 제2면이고, 초전체 기판(10)의 하면이 상기 제1면이다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 제1 접속 배선(511B, 511C)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 제1 접속 배선(511B)은 제1 전극(31B)을, 제1 접속 배선(511C)은 제1 전극(31C)를, 각각 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(412)에 접속한다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 제1 상쇄 배선(512B)은 제1 접속 배선(511B)에, 제1 상쇄 배선(512C)은 제1 접속 배선(511C)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 또 각 제1 상쇄 배선(512B, 512C)은, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(411)에 전기적으로 접속된다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 제2 접속 배선(521B, 521C)은, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 제2 접속 배선(521B)은 제2 전극(32B)을, 제2 접속 배선(521C)은 제2 전극(32C)을, 각각 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(421)에 접속한다. 제2 상쇄 배선(522B)은 제2 접속 배선(521B)에, 제2 상쇄 배선(522C)은 제2 접속 배선(521C)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 또 각 제2 상쇄 배선(522B, 522C)은, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(422)에 전기적으로 접속된다.

이상 서술한 바와 같이, 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)는, 초전체 기판(10)에 있어서 짝수개×짝수개의 수광부(20)가 매트릭스형상으로 배열되어 있다. 구체적으로는, 1장의 초전체 기판(10)에 4개의 수광부(20)가 2×2의 어레이형상으로 배열되어 있다. 여기에서 각 수광부(20)의 전극(30)은, 평면에서 보았을 때의 형상을 정사각형 형상으로 하고 있으며, 초전체 기판(10)의 중앙부에 있어서 초전체 기판(10)의 외주선보다 내측의 가상 정사각형의 모서리에 수광부(20)의 중심이 위치하도록 배치되어 있다.

또 초전형 적외선 검지 소자(102)는, 4개의 수광부(20) 중, 대각 위치에 있는 2개의 수광부(20)들이 병렬 접속되고, 서로 다른 대각에 위치하는 2개의 수광부(20)들은 역병렬로 접속되어 있다. 즉 수광부(20A, 20D)에 서로 병렬로 접속되고, 또 수광부(20B, 20C)는 서로 병렬로 접속되어 있다. 요컨대 초전형 적외선 검지 소자(102)는, 초전체 기판(10)의 양면에 평행한 일평면 내에서, 한 쌍의 출력 단자(410, 420)의 병설 방향을 X 방향(수평 방향), 상기 일평면 내에서 한 쌍의 출력 단자(410, 420)의 병설 방향에 직교하는 방향을 Y 방향(수직 방향)으로 하면, X 방향을 따라 나열되어 형성되어 있는 2개의 수광부(20)들이 역병렬로 접속되고, 또한 Y 방향을 따라 나열되어 형성되어 있는 2개의 수광부(20)들이 역병렬로 접속되어 있다.

그리고 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)에서는, 역병렬로 접속되어 있는 수광부(20, 20)들에서, 주위 환경의 온도 변화에 의해 2개의 수광부(20)에 발생하는 전하가 상쇄된다. 또 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)는 쿼드 타입이므로, 초전형 적외선 검지 소자(102) 전체에 온도 변화가 발생한 경우, 각 수광부(20)에서 발생한 전하는 신호로서 출력되지 않는다.

그리고 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)에서는, 역병렬로 접속되어 있는 수광부(20, 20)들에서, 주위 환경의 온도 변화 등에 의해 2개의 수광부(20)에 발생하는 전하가 상쇄된다. X 방향 및 Y 방향 어느 방향으로부터의 온도 변화에 대해서나 출력 전류가 출력되는 것을 억제하는 것이 가능하다.

또한 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)에서는, 실시 형태 1과 동일한 더미 배선(상쇄 배선)(502)을 구비하고 있으므로, 초전체 기판(10)의 초전성을 변화시키지 않고, 초전형 적외선 검지 소자(102) 전체적으로, X 방향 및 Y 방향 어느 방향으로부터의 온도 변화에 대해서나 출력 전류가 출력되는 것을 보다 억제하는 것이 가능해진다. 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(102)의 실시예에서는, 상쇄 배선(502)을 구비하고 있지 않은 도 16, 17에 나타낸 비교예 2의 초전형 적외선 검지 소자(102P)에 비해, 온도 변화 시의 출력 전류를 억제하는 것을 확인할 수 있었다.

(실시 형태 3)

도 18, 19에 나타낸 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(103)의 기본 구성은 실시 형태 2와 대략 동일하고, 초전체 기판(10)의 평면 형상이 정사각형 형상이며, 접속 배선(501) 및 상쇄 배선(502)의 레이아웃이 상이할 뿐이다. 또한 실시 형태 1과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(103)는, 실시 형태 2와 동일하게, 4개의 초전 요소(20)(20A, 20B, 20C, 20D)를 갖고 있다. 4개의 초전 요소(20A, 20B, 20C, 20D)는, 2×2의 매트릭스형상으로 배열되어 있다.

우선 초전 요소(20A, 20D)에 대해 설명한다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 각 제1 전극(31A, 31D)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 각 제2 전극(32A, 32D)은, 도 18에 나타낸 바와 같이, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 초전 요소(20A, 20D)에 관해 말하면, 초전체 기판(10)의 상면이 상기 제2면이며, 초전체 기판(10)의 하면이 상기 제1면이다.

도 19에 나타낸 바와 같이, 제1 접속 배선(511A, 511D)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 제1 접속 배선(511A)은 제1 전극(31A)을, 제1 접속 배선(511D)은 제1 전극(31D)을, 각각 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(412)에 접속한다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 제1 상쇄 배선(512A)은 제1 접속 배선(511A)에, 제1 상쇄 배선(512D)은 제1 접속 배선(511D)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 또 각 제1 상쇄 배선(512A, 512D)은, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(411)에 전기적으로 접속된다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 제2 접속 배선(521A, 521D)은, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 제2 접속 배선(521A)은 제2 전극(32A)을, 제2 접속 배선(521D)은 제2 전극(32D)을, 각각 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(421)에 접속한다. 제2 상쇄 배선(522A)은 제2 접속 배선(521A)에, 제2 상쇄 배선(522D)은 제2 접속 배선(521D)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 또 각 제2 상쇄 배선(522A, 522D)은, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(422)에 전기적으로 접속된다.

다음에 초전 요소(20B, 20C)에 대해 설명한다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 각 제1 전극(31B, 31C)은, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 각 제2 전극(32B, 32C)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 초전 요소(20B, 20C)에 관해 말하면, 초전체 기판(10)의 상면이 상기 제1면이고, 초전체 기판(10)의 하면이 상기 제2면이다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 제1 접속 배선(511B, 511C)은, 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 제1 접속 배선(511B)은 제1 전극(31B)을, 제1 접속 배선(511C)은 제1 전극(31C)을, 각각 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(411)에 접속한다. 제1 상쇄 배선(512B)은 제1 접속 배선(511B)에, 제1 상쇄 배선(512C)은 제1 접속 배선(511C)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 또 각 제1 상쇄 배선(512B, 512C)은, 제1 출력 단자(410)의 도체 패턴(412)에 전기적으로 접속된다.

도 19에 나타낸 바와 같이, 제2 접속 배선(521B, 521C)은, 초전체 기판(10)의 하면에 형성된다. 제2 접속 배선(521B)은 제2 전극(32B)을, 제2 접속 배선(521C)은 제2 전극(32C)을, 각각 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(422)에 접속한다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 제2 상쇄 배선(522B)은 제2 접속 배선(521B)에, 제2 상쇄 배선(522C)은 제2 접속 배선(521C)에, 각각 대향하도록 초전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 또 각 제2 상쇄 배선(522B, 522C)은, 제2 출력 단자(420)의 도체 패턴(421)에 전기적으로 접속된다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(103)에서는, 더미 배선(상쇄 배선)(502)을 구비하고 있지 않은 도 20, 21에 나타낸 비교예 3의 초전형 적외선 검지 소자(103P)에 비해, 초전체 기판(10)의 초전성을 변화시키지 않고, 주위 환경의 온도 변화에 의해 발생하는 전하가 각 출력 단자(400)로부터 출력되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.

(실시 형태 4)

도 22~도 24에 나타낸 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(104)의 기본 구성은 실시 형태 1과 대략 동일하며, 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 더미 배선(상쇄 배선)(502)을, 출력 단자(400) 이외에서, 도전성 접착제로 이루어지는 접속부(70)에 의해 동전위로 접속하고 있는 점이 상이하다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(104)에서는, 제1 접속 배선(511)은, 제1 전극(31)을 제1 출력 단자(410)에 접속하는 전극 접속부(제1 전극 접속부)(5111)와, 제1 상쇄 배선(512)에 접속하기 위한 배선 접속부(제1 배선 접속부)(5112)를 구비한다. 제1 배선 접속부(5112A)는, 도 22에 나타낸 바와 같이, 제1 전극 접속부(5111A)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향(초전체 기판(10)의 두께 방향 및 제1 방향 각각에 직교하는 방향)의 제1단(도 22에 있어서의 하단)까지 연장되어 있다. 제1 배선 접속부(5112B)는, 제1 전극 접속부(5111B)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제2단(도 23에 있어서의 상단)까지 연장되어 있다.

제1 상쇄 배선(512)은, 제1 접속 배선(511)의 제1 전극 접속부(5111)에 대향하는 대향부(제1 대향부)(5121)와, 제1 접속 배선(511)에 접속하기 위한 연장부(제1 연장부)(5122)를 구비한다. 제1 연장부(5122A)는, 제1 배선 접속부(5112A)와 대향하도록 하여, 제1 대향부(5121A)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제1단(도 23에 있어서의 하단)까지 연장되어 있다. 제1 연장부(5122B)는, 제1 배선 접속부(5112B)와 대향하도록 하여, 제1 대향부(5121B)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제2단(도 22에 있어서의 상단)까지 연장되어 있다.

제2 접속 배선(521)은, 제2 전극(32)을 제2 출력 단자(410)에 접속하는 전극 접속부(제2 전극 접속부)(5211)와, 제2 상쇄 배선(522)에 접속하기 위한 배선 접속부(제2 배선 접속부)(5212)를 구비한다. 제2 배선 접속부(5212A)는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 제2 전극 접속부(5211A)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제1단(도 23에 있어서의 하단)까지 연장되어 있다. 제2 배선 접속부(5212B)는, 제2 전극 접속부(5211B)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제2단(도 22에 있어서의 상단)까지 연장되어 있다.

제2 상쇄 배선(522)은, 제2 접속 배선(521)의 제2 전극 접속부(5211)에 대향하는 대향부(제2 대향부)(5221)와, 제2 접속 배선(521)에 접속하기 위한 연장부(제2 연장부)(5222)를 구비한다. 제2 연장부(5222A)는, 제2 배선 접속부(5212A)와 대향하도록 하여, 제2 대향부(5221A)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제1단(도 22에 있어서의 하단)까지 연장되어 있다. 제2 연장부(5222B)는, 제2 배선 접속부(5212B)와 대향하도록 하여, 제2 대향부(5221B)로부터, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제2단(도 23에 있어서의 상단)까지 연장되어 있다.

제1 접속 배선(511A)의 제1 배선 접속부(5112A)는, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제1단(도 22, 23에 있어서의 하단)에 형성된 접속부(70)에 의해, 제1 상쇄 배선(512A)의 제1 연장부(5122A)에 전기적으로 접속된다(도 24 참조). 동일하게 제1 접속 배선(511B)의 제1 배선 접속부(5112B)는, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제2단(도 22, 23에 있어서의 상단)에 형성된 접속부(70)에 의해, 제1 상쇄 배선(512B)의 제1 연장부(5122B)에 전기적으로 접속된다.

제2 접속 배선(521A)의 제2 배선 접속부(5212A)는, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제1단(도 22, 23에 있어서의 하단)에 형성된 접속부(70)에 의해, 제2 상쇄 배선(522A)의 제2 연장부(5222A)에 전기적으로 접속된다. 동일하게 제2 접속 배선(521B)의 제2 배선 접속부(5212B)는, 초전체 기판(10)의 제2 방향의 제2단(도 22, 23에 있어서의 상단)에 형성된 접속부(70)에 의해, 제2 상쇄 배선(522B)의 제2 연장부(5222B)에 전기적으로 접속된다(도 24 참조).

단 실시 형태 2, 3에서 설명한 쿼드 타입의 초전형 적외선 검지 소자(102, 103)와 같이 듀얼 타입의 초전형 적외선 검지 소자(1)에 비해 접속 배선(501)의 수가 많아져 접속 배선(501)의 레이아웃이 복잡해지는 경우에는, 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)을, 출력 단자(400)에 있어서 동전위로 접속하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상쇄 배선(502)의 레이아웃 설계의 자유도가 높아져, 쌍을 이루는 접속 배선(501)과 상쇄 배선(502)을 대향하여 배치시키는 레이아웃 설계가 용이해진다.

(실시 형태 5)

도 25, 26에 나타낸 본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(105)의 기본 구성은 실시 형태 3과 대략 동일하며, 초전체 기판(10)에, 각 수광부(20) 각각을 상기 초전체 기판(10)의 다른 부위와 열절연하기 위한 슬릿(13)이 형성되어 있는 점이 상이하다. 또한 실시 형태 3과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 초전형 적외선 검지 소자(105)는, 초전체 기판(10)을 두께 방향으로 관통하는 4개의 슬릿(13)(13A~13D)을 구비한다. 슬릿(13A)은 초전 요소(20A)의 적외선 흡수부(11A)를, 슬릿(13B)은 초전 요소(20B)의 적외선 흡수부(11B)를, 슬릿(13C)은 초전 요소(20C)의 적외선 흡수부(11C)를, 슬릿(13D)은 초전 요소(20D)의 적외선 흡수부(11D)를, 각각 둘러싸도록 형성된다.

이와 같이, 초전형 적외선 검지 소자(105)에 있어서, 초전체 기판(10)은, 평면에서 보았을 때에 수광부(20)를 둘러싸며 초전체 기판(10)을 두께 방향으로 관통하는 슬릿(13)이 형성되어 이루어진다.

초전체 기판(10)은, 각 수광부(20)마다, 평면에서 보았을 때에 수광부(20)의 4변 중 3변을 둘러싸도록 상술한 슬릿(13)이 형성되어 있다. 따라서 초전형 적외선 검지 소자(1)는, 각 수광부(20)가, 초전체 기판(10)의 일부에서 외팔보 지지된 구조로 되어 있으며, 슬릿(13)이 형성됨으로써, 초전체 기판(10)을 통과해 수광부(20)에 열이 전달되는 방향이 단일 방향이 되어, 각 수광부(20)와 접속 배선(501) 및 상쇄 배선(502)이 열적으로 상호 간섭하는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 또 초전형 적외선 검지 소자(105)는, 슬릿(13)이 형성됨으로써, 주위 환경의 온도 변화에 의해 각 수광부(20)에서 발생하는 전하가 방전될 때의 시정수가 수광부(20)마다 불균일해지는 것을 억제하는 것이 가능해져, 주위 환경의 온도 변화에 의해 발생하는 전하가 각 출력 단자(400)로부터 출력되는 것을 보다 억제하는 것이 가능해진다.

또한 다른 실시 형태 1~4의 초전형 적외선 검지 소자(101~104)에 있어서, 초전체 기판(10)에 슬릿(13)을 형성해도 된다. 또 듀얼 타입이나 쿼드 타입에 한정되지 않으며, 싱글 타입에서도 동일한 슬릿(13)을 형성해도 된다.

(실시 형태 6)

본 실시 형태의 적외선 센서는, 도 27에 나타낸 바와 같이, 초전형 적외선 검지 소자(102)와, 이 초전형 적외선 검지 소자(101)의 출력 전류를 신호 처리하는 신호 처리 회로를 형성한 IC 소자(200)와, IC 소자(2)에 외측 부착되는 콘덴서(도시 생략)와, 초전형 적외선 검지 소자(101), IC 소자(2), 상기 콘덴서 등이 실장된 MID(Molded Interconnect Devices) 기판(120)으로 구성되는 3차원 회로 블록(130)이 패키지(3)에 수납되어 있다. MID 기판(120)은, 수지 성형품(121)의 표면에 회로 패턴(122)이 형성되어 있다. 또한 본 실시 형태에서는, IC 소자(2)와 상기 콘덴서와 MID 기판(120)으로, 초전형 적외선 검지 소자(102)의 출력 전류를 신호 처리하는 신호 처리부를 구성하고 있다. 또 이 신호 처리부의 회로 구성으로서는, 예를 들면 상기 특허 문헌 1 등에 개시된 주지의 회로 구성을 채용하면 된다.

본 실시 형태에 있어서의 패키지(3)는, 이른바 캔 패키지이다. 이 패키지(3)는, 원반형상의 스템(131)과, 이 스템(131)에 접합되는 바닥이 있는 원통형상의 캡(132)과, 이 캡(132)의 바닥부에 형성된 개구부(132a)를 폐색하도록 배치되어 적외선을 투과하는 기능을 갖는 창부(적외선 투과 부재)(133)로 구성되어 있다. 스템(131) 및 캡(132)은 모두 금속제이다. 적외선 투과 부재(133)로서는, 실리콘 기판의 양면 혹은 일면에 광학 다층막 등으로 이루어지는 필터부를 설치한 평판형상의 광학 필터를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않으며, 예를 들면, 양극 산화 기술을 응용한 반도체 렌즈의 제조 방법(일본국 공개 특허 공보 제3897055호, 일본국 공개 특허 공보 제3897056호 참조)에 의해 형성한 반도체 렌즈를 이용해도 된다. 스템(131)은, 상기 신호 처리부에 전기적으로 접속되는 3개의 리드 핀(140)(도 27에는 2개만 도시되어 있다)을 유지하고 있다. 각 리드 핀(140)은, MID 기판(120)에 결합되어 상기 신호 처리부와 전기적으로 접속된다. 또한 3개의 리드 핀(140)은, 1개가 IC 소자(2)에 대한 급전용, 다른 1개가 신호 출력용, 나머지 1개가 그라운드용이다.

이상 서술한 바와 같이, 적외선 센서에 있어서, 초전형 적외선 검지 소자(102)의 출력 전류를 신호 처리하는 신호 처리부와, 초전형 적외선 검지 소자(102) 및 신호 처리부가 수납된 패키지(3)를 구비하며, 패키지(3)의 일부가 초전형 적외선 검지 소자(102)에서의 검지 대상의 적외선을 투과하는 적외선 투과 부재(133)에 의해 구성되어 이루어진다.

바꿔 말하면, 본 실시 형태의 적외선 센서는, 초전형 적외선 검지 소자(101)와, 초전형 적외선 검지 소자(101)의 제1 출력 단자(410)와 제2 출력 단자(420)의 사이에 흐르는 전류에 의거하여 소정 정보(예를 들면 사람의 존재 여부)를 나타내는 신호를 생성하는 신호 처리 회로(신호 처리부)와, 초전형 적외선 검지 소자(101)와 신호 처리부를 수납하는 패키지(3)를 구비한다. 패키지(3)는, 소정 주파수의 적외선을 초전형 적외선 검지 소자(101)의 초전 요소(수광부)(20)에 입사시키는 창부(133)를 갖는다. 창부(133)는, 소정 주파수의 적외선을 통과시키는 재료에 의해 형성된다.

본 실시 형태의 적외선 센서는 인체 검지 센서이며, 초전형 적외선 검지 소자로서, 실시 형태 2에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(101)를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않으며, 실시 형태 3에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(103)나 실시 형태 5에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(105)를 이용해도 된다.

그리고 본 실시 형태의 적외선 센서에 있어서도, 실시 형태 2에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(101)를 이용함으로써, 주위 환경의 온도 변화의 영향을 받기 어려워지므로, 주위 환경의 온도 변화의 영향을 억제하는 것이 가능해진다(여기에서는, 인체의 오검지를 억제하는 것이 가능해진다).

또 본 실시 형태의 적외선 센서에 있어서, 실시 형태 5에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(105)와 같이 각 수광부(20)의 각각을 둘러싸는 슬릿(13)이 형성된 것을 이용하면, 각 수광부(20)의 평면에서 보았을 때의 형상이 정사각형 형상이며, 평면에서 보았을 때에 슬릿(13)이 수광부(20)의 4변 중 3변을 둘러싸고 있으므로, 실시 형태 2에서 설명한 X 방향 및 Y 방향의 어느 방향으로부터의 인체의 움직임도 안정적으로 검지하는 것이 가능해진다.

(실시 형태 7)

본 실시 형태의 적외선 센서는, 도 28 및 도 29에 나타낸 바와 같이, 초전형 적외선 검지 소자(105)와, 이 초전형 적외선 검지 소자(1)의 출력 전류를 신호 처리하는 신호 처리부(200)와, 초전형 적외선 검지 소자(1) 및 신호 처리부(200)가 수납된 패키지(3)를 구비하고 있다.

본 실시 형태에 있어서의 신호 처리부(200)는, 초전형 적외선 검지 소자(105)가 게이트에 접속되는 임피던스 변환용의 전계 효과 트랜지스터(202)와, 이 전계 효과 트랜지스터(202)의 게이트 전위를 설정하기 위한 고저항치의 저항(203)을 이용한 전류 전압 변환 회로이다. 즉 신호 처리부(200)는, 초전형 적외선 검지 소자(105)와, 전계 효과 트랜지스터(202)와, 저항(203)과, 이들이 실장된 프린트 배선 기판으로 이루어지는 회로 기판(201)으로 구성되어 있다. 회로 기판(201)은, 원판형상으로 형성되어 있다.

본 실시 형태의 적외선 센서는 인체 검지 센서이며, 초전형 적외선 검지 소자로서, 실시 형태 5에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(105)를 이용하고 있지만, 이것에 한정되지 않으며, 실시 형태 2에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(102)나 실시 형태 3에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(103)를 이용해도 된다. 초전형 적외선 검지 소자(105)는, 회로 기판(201)의 일표면 상에 배치된 2개의 지지대(204, 204)에 의해 지지되어 있다.

패키지(3)의 구성은 실시 형태 6과 대략 동일하며, 금속제의 스템(131)과, 금속제의 캡(132)과, 적외선 투과 부재(133)로 구성되어 있다. 또한 스템(131)은, 신호 처리부(200)의 출력을 외부에 취출하기 위한 3개의 리드 핀(140)을 유지하고 있다. 각 리드 핀(140)은, 회로 기판(201)에 결합되어 신호 처리부(200)와 전기적으로 접속된다.

이상 설명한 본 실시 형태의 적외선 센서에 있어서도, 실시 형태 5에서 설명한 초전형 적외선 검지 소자(105)를 이용함으로써, 주위 환경의 온도 변화의 영향을 받기 어려워지므로, 주위 환경의 온도 변화의 영향을 억제하는 것이 가능해진다(여기에서는, 인체의 오검지를 억제하는 것이 가능해진다).

실시 형태 2, 3, 5에 있어서의 초전형 적외선 검지 소자(102, 103, 105)는, 2개×2개의 수광부(20)가 매트릭스형상으로 배열되어 있지만, 이것에 한정되지 않으며, 짝수개×짝수개의 수광부(20)가 매트릭스형상으로 배열된 것이면 되고, 예를 들면, 4개×4개의 수광부(20)가 매트릭스형상으로 배열된 것이어도 되며, 6개×6개의 수광부(20)가 매트릭스형상으로 배열된 것이어도 된다. 즉 초전형 적외선 검지 소자(102, 103, 105)는, 초전 요소(20)를 N개(단 N은 4 이상의 짝수) 구비하며, N개의 초전 요소(20)는 m×n의 매트릭스형상(단 m·n=N, 또한 m, n은 모두 짝수)으로 배열되어 있어도 된다. 여기에서 m은 n과 동일한 것이 바람직하다.

또 실시 형태 6, 7에서는, 적외선 센서로서 인체 검지 센서를 예시하였지만, 적외선 센서는 이것에 한정되지 않으며, 예를 들면, 가스 센서, 화염 센서 등이어도 되고, 용도에 따라, 초전형 적외선 검지 소자(101~105)의 타입을, 듀얼 타입, 쿼드 타입, 싱글 타입 중에서 적절히 선택하면 된다.

여기에서 적외선 센서를 인체 검지 센서로서 이용하여, 조명 부하와 전원의 사이에 설치한 스위치 요소(스위칭 소자, 릴레이 등)를 인체 검지 센서의 출력에 의거하여 온 오프시키는 제어 회로 등과 합쳐 이용하도록 하면, 초전형 적외선 검지 소자(101, 102, 103, 104 또는 105)의 주위 환경의 온도 변화가 있었을 때에, 인체 검지 센서의 검지 영역 내에 인체가 존재하지 않음에도 불구하고 조명 부하가 점등하여 버리는 오동작이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해져, 에너지 절약화를 도모할 수 있다.

또 적외선 센서를 가스 센서나 화염 센서로서 이용하는 경우, 초전형 적외선 검지 소자(101, 102, 103, 104 또는 105)의 주위 환경의 온도 변동이 있었을 때에, 검지 영역 내에 검지 대상의 가스나 화염이 존재하지 않음에도 불구하고 경고를 발하여 버리는 오동작이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능해져, 신뢰성을 높이는 것이 가능해진다.

Claims

제1 전극, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 및 초전성을 가지며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 개재되는 적외선 흡수부를 구비하는 초전 요소와,
온도 변화에 따라 상기 초전 요소에서 발생하는 전류를 취출하기 위한 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자를 갖는 출력 단자부와,
상기 제1 출력 단자를 상기 제1 전극에 접속하는 제1 배선부와,
상기 제2 출력 단자를 상기 제2 전극에 접속하는 제2 배선부를 구비하는 초전형 적외선 검지 소자로서,
상기 제1 전극은, 초전체를 이용하여 형성된 초전체 기판의 두께 방향의 제1면에 형성되고,
상기 제2 전극은, 상기 초전체 기판의 상기 두께 방향의 제2면에 형성되고,
상기 적외선 흡수부는, 상기 초전체 기판에 있어서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 사이에 개재되는 부위이며,
상기 제1 출력 단자 및 상기 제2 출력 단자는 상기 초전체 기판에 형성되고,
상기 제1 배선부는, 상기 제1면에 형성되어 상기 제1 출력 단자를 상기 제1 전극에 접속하는 도전층인 접속 배선과, 상기 초전체 기판의 온도 변화에 의해 상기 접속 배선에 발생한 전하를 상쇄하기 위한 상쇄 배선을 구비하며,
상기 상쇄 배선은, 상기 제2 전극에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 상기 접속 배선에 전기적으로 접속되도록 상기 제2면에 형성된 도전층인 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1에 있어서,
상기 상쇄 배선은, 상기 접속 배선과 동일한 전위를 갖도록 상기 접속 배선에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 초전체 기판은, 상기 두께 방향에 직교하는 제1 방향에 있어서의 제1단 및 제2단을 가지며,
상기 초전 요소는, 상기 제1 방향에 있어서의 상기 초전체 기판의 중앙부에 위치하고,
상기 제1 출력 단자는 상기 제1단에 형성되고,
상기 제2 출력 단자는 상기 제2단에 형성되는 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 상쇄 배선은, 상기 제1 출력 단자를 통해 상기 접속 배선에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 상쇄 배선은, 상기 접속 배선과 대향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 상쇄 배선은 상기 접속 배선과 동일한 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 초전 요소를 N개(단 N은 4 이상의 짝수) 구비하며,
상기 N개의 초전 요소는 m×n의 매트릭스형상(단 m·n=N, 또한 m, n은 모두 짝수)으로 배열되는 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 초전체 기판을 두께 방향으로 관통하는 슬릿을 구비하며,
상기 슬릿은, 상기 적외선 흡수부를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2 배선부는, 상기 제2면에 형성되어 상기 제2 출력 단자를 상기 제2 전극에 접속하는 도전층인 제2 접속 배선과, 상기 초전체 기판의 온도 변화에 의해 상기 제2 접속 배선에 발생한 전하를 상쇄하기 위한 제2 상쇄 배선을 구비하며,
상기 제2 상쇄 배선은, 상기 제1 전극에 직접적으로 접속되지 않고, 또한 상기 제2 접속 배선에 전기적으로 접속되도록 상기 제1면에 형성된 도전층인 것을 특징으로 하는 초전형 적외선 검지 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 초전형 적외선 검지 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 적외선 센서.
청구항 10에 있어서,
상기 초전형 적외선 검지 소자의 상기 제1 출력 단자와 상기 제2 출력 단자의 사이에 흐르는 전류에 의거하여 소정 정보를 나타내는 신호를 생성하는 신호 처리 회로와,
상기 초전형 적외선 검지 소자와 상기 신호 처리 회로를 수납하는 패키지를 구비하며,
상기 패키지는, 소정 주파수의 적외선을 상기 초전형 적외선 검지 소자의 상기 초전 요소에 입사시키는 창부를 갖고,
상기 창부는, 상기 소정 주파수의 적외선을 통과시키는 재료에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 센서.