JPH01314929A - 赤外線検出素子 - 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〕 本発明は、物体の温度を非接触で計測する場合などに使
用する赤外線検出素子に関する。

〔従来の技術〕

物体などの温度を非接触で計測する赤外線検出デバイス
には、熱望とよばれるものと、量子型とよばれるものが
あシ、熱望とよばれるものには、被検出物が放射する赤
外線を吸収する吸収体の熱量を熱起゛電力に変換して取
り出す方式のもの（サーモパイル〕と、吸収体の熱量に
応じた抵抗の変化を検出する方式のもの（サーミスタボ
ロメータ〕などがある。

通常、これら熱型赤外線検出デバイスは、ヘッダに取付
け、キャップで覆った状態で使用することが多く、そし
て、被検出物が放射する光線のうち赤外線（熱線）のみ
がデバイスに到達するように、光の通路に赤外線透過フ
ィルタを配置し、赤外線を吸収する吸収体を金属黒など
で形成した黒体をデバイスがもつ構造を採ることが多い
。

第６図に従来のこの種赤外線検出素子の一例の構造を示
す。

図において１はヘッダ、２はヘッダ１に取付けた熱型赤
外線検出デバイス、２１はデバイス２の赤外線を吸収す
る黒体部、３はキャップ、４は開口部、５は赤外線透過
フィルタである。

ヘッダ１に取付けた熱型赤外線検出デバイス２の黒体部
２１が開口部４から赤外線透過フィルタ５を透過して入
射する被検出物が放射する赤外線を吸収し、発生する熱
量による熱起電力または抵抗などの変化によって、被検
出物の温度を検出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の上記構造の赤外線検出素子では、例えば、図中（
イ）で示すような入射角のものは黒体部２１に達せず、
キャップ開口部４を通過した赤外線のうち黒体部２１に
吸収されないものが生じ、感度面で損をするという問題
があった。

また、図中（ロ）で示すような入射角のものはキャップ
３内壁に当って反射し黒体部２１に吸収されるので、黒
体部２１の視界がきわめて広く、被検出物以外からの赤
外線を吸収することになることもあシ、さらに、キャッ
プ３内壁の大部分が黒体部２１の視界内に入っているた
めに、キャップ３−内壁の温度が上昇すると、黒体部２
１の被検出体からの熱量増大に、キャップ３内壁の温度
上昇が加わり、正確な値が得られなくなるという問題が
あった。

本発明は上記の問題を解消するためになされたもので、
感度がよく、かつ、被検出物が放射する赤外線以外の赤
外線の影響が少なく、正確な値が得られるものを提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の赤外線検出素子は、キャップ上部の開口部に配
置する赤外線透過フィルタをキャップ上部開口部からヘ
ッダに取付けた熱型赤外線検出デバイスの黒体部上部に
まで延びる円柱または角柱形状とし、外周面に赤外線を
反射する膜を被覆したものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す。

図において１．２．２１．３．４は第６図の同一符号と
同一または相当する部分を示し、５ａは赤外線ファイバ
や赤外線透過結晶からなる円柱形状の赤外線透過フィル
タで、キャップ３の開口部４周辺に保持され、底面部が
黒体部２１に非常に近接する状態に取付けられておシ、
外周面にはＡｕなどのような反射率の高い膜５５を被覆
しである。

赤外線透過フィルタ５ａの上面部から入射した赤外線ｒ
−３は、周辺部から外に出ることがなく、入射した全て
が黒体部２１に吸収される。

また、フィルタ５ａと黒体部２１間の間隔が狭く、黒体
部２１の視界内にキャップ内壁が入ることが殆んどない
。

さらに、第２図に示すように、赤外線透過フィルタ５ｂ
を、光の入射する上面がキャップ開口部４から突出した
構造にすると、フィルタ５ｂの周辺面の被膜によって視
界を大幅に狭くでき、よシ正確な検出ができる。

また、第３図、第４図に示すように、赤外線透過フィル
タ５　ｃ　ｙ　５　ｄを、キャップ３の開口部４周辺側
に突起部を有する構造にすると、赤外線透過フィルタ５
　ｃ　ｓ　５　ｄの取付けが容易になる。

第５図に第３図、第４図に示す構造の赤外線透過フィル
タ５ｃ、５ｄの製作方法を示す。

両面鏡面のシリコンウェハ５０の両面にＳｉＯ□膜ッチ
ノツチング、スク、ライブライン５３を浅く掘る〔図（
ａ）〕。次に、゛膜５２に所定の広さの穴を開け、膜５
１側をカバーした状態で所望の深さにまでエツチングし
、溝部５４をつくる〔図（ｂ）　ｍｌ　、膜５２下にア
ンダーエッチができた状態のまま、Ｃｒ／Ａｕなどの垂
直蒸着によシ、赤外線反射被膜５５を形成し〔図（Ｃ）
〕、膜５１．５２をエツチング除去し〔図（ｄ）　）　
％スクライブライン５３に沿ってスクライブすることに
よって容易に赤外線透過フィルタ５ｅ、５ｄが得られる
。

ＣＣ２２Ｆ２などを使うリアクティブ・イオン・エツチ
ング法に、より深くエツチングする場合は、フィルタ形
状を円柱にでも角柱にでもすることができる。エチレン
ジアミン、ピロカテコール、水からなるエツチング液に
よる場合は、ｓｉに対するエッチャントの面異方性を利
用することとなシ、（１１０）面などを使うと、容易に
角柱となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、赤外線収される
ので、感度が向上し、また、キャップの内壁が黒体部の
視界内に殆んど入ることがなく、黒体部の赤外線透過フ
ィルタを介しての視界が狭く、被検出物以外からの赤外
線が吸収されることが殆んどなく、正確な検出ができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図、第３
図、第４図は本発明の他の実施例を示す模式図、第５図
は第３図、第４図に示す構造の赤外紛透過フィルタの製
作方法を示す断面図、第６図は従来のこの種赤外線検出
素子の一例の構造を示す模式図である。 １・・・ヘッダ、２・・・熱望赤外録検出デバイス、２
１・・・黒体部、３・・・キャップ、４・・・開口部、
５゜５　ａ　ｅ　５　ｂ　ｇ　５　ｃ　ｇ　５　ｄ・・
・赤外線透過フィルタ、５５・・・反射膜。 なお図中同一符号は同一または相当する部分を示す。 特許出願人　　新日本無線株式会社 第１図 第２図 ］ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヘッダに取付けた熱型赤外線検出デバイスの黒体部がキ
   ャップ上部の開口部から赤外線透過フィルタを透過して
   入射する赤外線を捕えて被検出物が放射する赤外線を検
   出する赤外線検出素子において、上記赤外線透過フィル
   タを上記キャップ上部の開口部から上記黒体部上部にま
   で延びる円柱または角柱形状とし、上記円柱または角柱
   形状の外周面を赤外線を反射する膜を被覆したことを特
   徴とする赤外線検出素子。