JPH0458567B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0458567B2 JPH0458567B2 JP59200015A JP20001584A JPH0458567B2 JP H0458567 B2 JPH0458567 B2 JP H0458567B2 JP 59200015 A JP59200015 A JP 59200015A JP 20001584 A JP20001584 A JP 20001584A JP H0458567 B2 JPH0458567 B2 JP H0458567B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared
- thin film
- detection element
- thermopile
- absorbing layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/81—Structural details of the junction
- H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
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することにより、熱赤
外発生部の位置情報を得るための赤外検出素子に
関するものであり、一例として一定温度の発熱体
の一端を監視し、その端部の位置を測定するのに
用いるものである。
部の面積を熱赤外量で検知することにより、熱赤
外発生部の位置情報を得るための赤外検出素子に
関するものであり、一例として一定温度の発熱体
の一端を監視し、その端部の位置を測定するのに
用いるものである。
従来例の構成とその問題点
従来の熱電堆型赤外検出素子を、第１図によつ
て説明すると、左右の支持台１，１の上に配置さ
れた基板薄膜２に、二種類の金属薄層３，４が交
互にその両端が重積接合されて直列に配置され、
この二種類の金属薄層３，４の重積接合部が一つ
おきに感温接合部５と基準接合部６（第２図ａ参
照）に分離配置され、感温接合部５の上に赤外吸
収層７が配置されている。尚、基準接合部６は、
左右の支持台１，１が位置する基板薄膜２の左右
両側部上面に位置していて、赤外線が入射しても
昇温しないようになつている。８は、直列に接合
配置された二種類の金属薄層３，４の末端部に重
合配置された信号取出電極である。
て説明すると、左右の支持台１，１の上に配置さ
れた基板薄膜２に、二種類の金属薄層３，４が交
互にその両端が重積接合されて直列に配置され、
この二種類の金属薄層３，４の重積接合部が一つ
おきに感温接合部５と基準接合部６（第２図ａ参
照）に分離配置され、感温接合部５の上に赤外吸
収層７が配置されている。尚、基準接合部６は、
左右の支持台１，１が位置する基板薄膜２の左右
両側部上面に位置していて、赤外線が入射しても
昇温しないようになつている。８は、直列に接合
配置された二種類の金属薄層３，４の末端部に重
合配置された信号取出電極である。
斯かる構成の熱電堆型赤外検出素子９は、赤外
吸収層７に赤外線が照射されると、感温接合部５
は昇温し、基準接合部６との温度差に相当した起
電力がゼーベツク効果により信号取出電極８に発
生するが、赤外吸収層７以外の部分に赤外線が照
射された場合でも若干の赤外信号が発生するとい
う問題があり、所謂迷光などの影響を受け易い。
換言すれば、赤外信号強度による赤外輻射物体の
位置測定において誤差の原因となる。
吸収層７に赤外線が照射されると、感温接合部５
は昇温し、基準接合部６との温度差に相当した起
電力がゼーベツク効果により信号取出電極８に発
生するが、赤外吸収層７以外の部分に赤外線が照
射された場合でも若干の赤外信号が発生するとい
う問題があり、所謂迷光などの影響を受け易い。
換言すれば、赤外信号強度による赤外輻射物体の
位置測定において誤差の原因となる。
そこで、迷光を防ぐため、赤外検出素子９の視
野を制限するための開口窓を設置する方法が採用
されるが、赤外検出素子９をパツケージに封入す
るために、赤外検出素子９の直前に視野制限窓を
設置しようとしても、ある程度離れた位置にな
り、それだけ効果が薄れることになる。又開口部
と赤外吸収部分の位置合せも困難が伴う。
野を制限するための開口窓を設置する方法が採用
されるが、赤外検出素子９をパツケージに封入す
るために、赤外検出素子９の直前に視野制限窓を
設置しようとしても、ある程度離れた位置にな
り、それだけ効果が薄れることになる。又開口部
と赤外吸収部分の位置合せも困難が伴う。
発明の目的
本発明は、熱電堆型赤外検出素子における視野
感度を一掃し、赤外照射面積計測を高精度で行う
ことのできる熱電堆型赤外検出素子を提供するこ
とを目的とするものである。
感度を一掃し、赤外照射面積計測を高精度で行う
ことのできる熱電堆型赤外検出素子を提供するこ
とを目的とするものである。
発明の構成
本発明の熱電堆型赤外検出素子は、基板薄膜上
に、二種類の金属薄膜が交互にその両端が重積接
合されて直列に配置され、この二種類の金属薄層
の重積接合部が一つおきに感温接合部と基準接合
部に区分され、基板薄膜上の感温接合部群の反対
側の赤外入射面に赤外吸収層が配置され、直列に
配置された二種類の金属薄層の末端に信号取出電
極が配置され、基板薄膜は赤外吸収層側で熱吸収
用の金属板に接着され、この金属板は赤外吸収層
の周辺が座ぐられて当該赤外吸収層に接触しない
ようになされ、基準接合部に対向する面及びその
周辺で基板薄膜に接着され、且つ赤外吸収層に対
向する部分が視野制限窓として開口され、この金
属板に開口された視野制限窓と赤外吸収層とが幾
何学的合同となつていることを特徴とするもので
ある。
に、二種類の金属薄膜が交互にその両端が重積接
合されて直列に配置され、この二種類の金属薄層
の重積接合部が一つおきに感温接合部と基準接合
部に区分され、基板薄膜上の感温接合部群の反対
側の赤外入射面に赤外吸収層が配置され、直列に
配置された二種類の金属薄層の末端に信号取出電
極が配置され、基板薄膜は赤外吸収層側で熱吸収
用の金属板に接着され、この金属板は赤外吸収層
の周辺が座ぐられて当該赤外吸収層に接触しない
ようになされ、基準接合部に対向する面及びその
周辺で基板薄膜に接着され、且つ赤外吸収層に対
向する部分が視野制限窓として開口され、この金
属板に開口された視野制限窓と赤外吸収層とが幾
何学的合同となつていることを特徴とするもので
ある。
実施例の説明
本発明による熱電堆型検出素子の一実施例を第
２図ａ，ｂによつて説明すると、銅ブロツクの左
右の支持台１，１に、銅よりなる金属板１０が支
持され、この金属板１０は厚さ0.5mmで、中間部
が前後両端部を残して座ぐりされて厚さ0.25mmに
なされ、さらにその中央部が視野制御窓として開
口されている。金属板１０には座ぐり部１１の左
右両側部に架渡して厚さ10μｍのカプトンフイル
ムによりなる基板薄膜２が接着されて配置され、
この基板薄膜２の前記金属板１０とは反対側の面
には、ビスマスとアンチモンの二種類の蒸着膜よ
りなる金属薄層３，４が交互にその両端が重積接
合されて直列に配列されていて、この二種類の金
属薄層３，４の重積接合部が一つおきに感温接合
部５と基準接合部６に分離され、感温接合部５が
基板薄膜２上の中央部の長手方向に集合配置さ
れ、基準接合部６が基板薄膜２上の左右両側部に
配置されている。前記感温接合部５群の反対側の
基板薄膜２上には、金属板１０の視野制限窓とし
ての開口部１２から蒸着された金属蒸着膜の赤外
吸収層７が配置されていて、開口部１２と赤外吸
収層７が同一面積で同一位置、すなわち双方は幾
学的に合同の関係にある。直列に接続配置された
二種類の金属薄層３，４の末端には、金の蒸着膜
からなる信号取出電極８が重積接合されて配置さ
れている。
２図ａ，ｂによつて説明すると、銅ブロツクの左
右の支持台１，１に、銅よりなる金属板１０が支
持され、この金属板１０は厚さ0.5mmで、中間部
が前後両端部を残して座ぐりされて厚さ0.25mmに
なされ、さらにその中央部が視野制御窓として開
口されている。金属板１０には座ぐり部１１の左
右両側部に架渡して厚さ10μｍのカプトンフイル
ムによりなる基板薄膜２が接着されて配置され、
この基板薄膜２の前記金属板１０とは反対側の面
には、ビスマスとアンチモンの二種類の蒸着膜よ
りなる金属薄層３，４が交互にその両端が重積接
合されて直列に配列されていて、この二種類の金
属薄層３，４の重積接合部が一つおきに感温接合
部５と基準接合部６に分離され、感温接合部５が
基板薄膜２上の中央部の長手方向に集合配置さ
れ、基準接合部６が基板薄膜２上の左右両側部に
配置されている。前記感温接合部５群の反対側の
基板薄膜２上には、金属板１０の視野制限窓とし
ての開口部１２から蒸着された金属蒸着膜の赤外
吸収層７が配置されていて、開口部１２と赤外吸
収層７が同一面積で同一位置、すなわち双方は幾
学的に合同の関係にある。直列に接続配置された
二種類の金属薄層３，４の末端には、金の蒸着膜
からなる信号取出電極８が重積接合されて配置さ
れている。
このように構成された熱電堆型赤外検出素子
９′は、支持台１，１を介して図示せぬパツケー
ジ内に設置され、信号取出電極８′からパツケー
ジピンに30μｍの微細金線で結線される。接続は
導電性接着剤ドータイト又はシルバーペイントに
て接着固定される。前記パツケージは赤外線透過
板ゲルマニウムで気密封止され、排気銅パイプに
て真空に排気された後、排気銅パイプがチツプオ
フされて真空封止が完了する。
９′は、支持台１，１を介して図示せぬパツケー
ジ内に設置され、信号取出電極８′からパツケー
ジピンに30μｍの微細金線で結線される。接続は
導電性接着剤ドータイト又はシルバーペイントに
て接着固定される。前記パツケージは赤外線透過
板ゲルマニウムで気密封止され、排気銅パイプに
て真空に排気された後、排気銅パイプがチツプオ
フされて真空封止が完了する。
次に本発明の熱電堆型赤外検出素子９′の他の
実施例を第３図によつて説明すると、第３図ａに
示す熱電堆型赤外検出素子９′は、金属板１０の
開口部１２の周縁形状を下側傾斜面のナイフエツ
ジ１３となし、開口部１２と赤外吸収層７との距
離を0.5mmとなしたものであり、第３図ｂに示す
熱電堆型赤外検出素子９′は、金属板１０の開口
部１２の周縁形状を上側傾斜目のナイフエツジ１
３′となし、開口部１２と赤外吸収層７との距離
を0.25mmとなしたものであつて、その他の構成は
第２図の実施例と同一である。
実施例を第３図によつて説明すると、第３図ａに
示す熱電堆型赤外検出素子９′は、金属板１０の
開口部１２の周縁形状を下側傾斜面のナイフエツ
ジ１３となし、開口部１２と赤外吸収層７との距
離を0.5mmとなしたものであり、第３図ｂに示す
熱電堆型赤外検出素子９′は、金属板１０の開口
部１２の周縁形状を上側傾斜目のナイフエツジ１
３′となし、開口部１２と赤外吸収層７との距離
を0.25mmとなしたものであつて、その他の構成は
第２図の実施例と同一である。
以上の如く構成された第２図に示す熱電堆型赤
外検出素子９は、基板薄膜２が金属板１０の座ぐ
り部１１に左右両側部に架渡されて、パツケージ
内で中空に浮いていて、感温接合部５はどこにも
接触しない状態にあり、この感温接合部５の反対
側基板薄膜２上に配置された赤外吸収層７と同一
面積で同一位置にある金属板１０の開口部１２
は、赤外吸収層７に対する視野を制限する働きを
する。そして赤外吸収層７と開口部１２との距離
は、0.25mmと極めて短かいので、視野外感度をほ
ぼ完全に解消できるものである。
外検出素子９は、基板薄膜２が金属板１０の座ぐ
り部１１に左右両側部に架渡されて、パツケージ
内で中空に浮いていて、感温接合部５はどこにも
接触しない状態にあり、この感温接合部５の反対
側基板薄膜２上に配置された赤外吸収層７と同一
面積で同一位置にある金属板１０の開口部１２
は、赤外吸収層７に対する視野を制限する働きを
する。そして赤外吸収層７と開口部１２との距離
は、0.25mmと極めて短かいので、視野外感度をほ
ぼ完全に解消できるものである。
また第３図ａに示す熱電堆型赤外検出素子９′
は、金属板１０の開口部１２の周縁形状を下側傾
斜面のナイフエツジ１３となしてあるので、外来
入射光が開口部１２の内周面で反射して混入する
所謂迷光が防止されて、視野外感度を解消できる
ものである。
は、金属板１０の開口部１２の周縁形状を下側傾
斜面のナイフエツジ１３となしてあるので、外来
入射光が開口部１２の内周面で反射して混入する
所謂迷光が防止されて、視野外感度を解消できる
ものである。
さらに第３図ｂに示す熱電堆型赤外検出素子
９′は、金属板１０の開口部１２の周縁形状を上
側傾斜面のナイフエツジ１３′となしてあつて、
その傾斜角が小さいので、迷光が完全に防止され
て、視野外感度を完全に解消できるものである。
９′は、金属板１０の開口部１２の周縁形状を上
側傾斜面のナイフエツジ１３′となしてあつて、
その傾斜角が小さいので、迷光が完全に防止され
て、視野外感度を完全に解消できるものである。
かくして、本発明の熱電堆型赤外検出素子９′，
９″により、赤外照射面積の計測を高精度で行う
ことができる。
９″により、赤外照射面積の計測を高精度で行う
ことができる。
また、従来の構成の熱電堆型赤外検出素子９で
は、赤外吸収層７と開口部１２との間に0.1mm程
度の位置誤差があつたが、本発明による第１図
ａ，ｂに示す熱電堆型赤外検出素子９′では、赤
外吸収層７と開口部１２との間で0.02mmの精度を
確保できた。これは焦点距離50mmの集光系で、距
離５ｍの物体を測定した場合、0.02mm×5000mm／50mm ＝２mmの測定精度となる。然るに従来の熱電堆型
赤外検出素子９では、同一条件でその誤差は約10
mm程度であり、測定精度が低いものである。
は、赤外吸収層７と開口部１２との間に0.1mm程
度の位置誤差があつたが、本発明による第１図
ａ，ｂに示す熱電堆型赤外検出素子９′では、赤
外吸収層７と開口部１２との間で0.02mmの精度を
確保できた。これは焦点距離50mmの集光系で、距
離５ｍの物体を測定した場合、0.02mm×5000mm／50mm ＝２mmの測定精度となる。然るに従来の熱電堆型
赤外検出素子９では、同一条件でその誤差は約10
mm程度であり、測定精度が低いものである。
発明の効果
以上詳記した通り本発明の熱電堆型赤外検出素
子は、赤外吸収層と開口部とが同一面積で同一位
置、すなわち双方は幾何学的に合同の関係でに精
度良く設けられていて、しかも両者の間の距離が
短いので、開口部は視野制限機能が有効に働き、
視野外感度がほぼ完全に解消され、とりわけ開口
部の周縁形状をナイフエツジにした場合は、外来
入射光が開口部内周面で反射して混入する所謂迷
光が防止されて、視野外感度が一掃され、赤外照
射面積計測を高精度で行うことができて、赤外発
生物体の位置を高精度で検知できるという効果が
ある。
子は、赤外吸収層と開口部とが同一面積で同一位
置、すなわち双方は幾何学的に合同の関係でに精
度良く設けられていて、しかも両者の間の距離が
短いので、開口部は視野制限機能が有効に働き、
視野外感度がほぼ完全に解消され、とりわけ開口
部の周縁形状をナイフエツジにした場合は、外来
入射光が開口部内周面で反射して混入する所謂迷
光が防止されて、視野外感度が一掃され、赤外照
射面積計測を高精度で行うことができて、赤外発
生物体の位置を高精度で検知できるという効果が
ある。
また、本発明の熱電堆型赤外検出素子の構成に
よれば、製造上赤外吸収層と開口部との位置合せ
精度を容易に確保でき、従来の熱電堆型赤外検出
素子の赤外吸収層と開口部との位置合せ不良によ
り歩留の低かつた点が改善され、量産化、低価格
化が達成できるという効果がある。
よれば、製造上赤外吸収層と開口部との位置合せ
精度を容易に確保でき、従来の熱電堆型赤外検出
素子の赤外吸収層と開口部との位置合せ不良によ
り歩留の低かつた点が改善され、量産化、低価格
化が達成できるという効果がある。
第１図は従来の熱電堆型赤外検出素子の断面
図、第２図ａ，ｂは本発明による熱電堆型赤外検
出素子の一例を示し、同図ａは平面図、同図ｂは
同図ａのＡ−Ａ断面図、第３図ａ，ｂはそれぞれ
本発明の他の例を示す断面図である。 １……支持台、２……基板薄膜、３，４……金
属薄層、５……感温接合部、６……基準接合部、
７……赤外吸収層、８……信号取出電極、９′…
…本発明の熱電堆型赤外検出素子、１０……金属
板、１１……座ぐり部、１２……開口部、１３，
１３′……ナイフエツジ。
図、第２図ａ，ｂは本発明による熱電堆型赤外検
出素子の一例を示し、同図ａは平面図、同図ｂは
同図ａのＡ−Ａ断面図、第３図ａ，ｂはそれぞれ
本発明の他の例を示す断面図である。 １……支持台、２……基板薄膜、３，４……金
属薄層、５……感温接合部、６……基準接合部、
７……赤外吸収層、８……信号取出電極、９′…
…本発明の熱電堆型赤外検出素子、１０……金属
板、１１……座ぐり部、１２……開口部、１３，
１３′……ナイフエツジ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板薄膜上に、二種類の金属薄層が交互にそ
の両端が重積接合されて直列に配置され、この二
種類の金属薄層の重積接合部が一つおきに感温接
合部と基準接合部に区分され、基板薄膜上の感温
接合部群の反対側の赤外入射面に赤外吸収層が配
置され、直列に配置された二種類の金属薄層の末
端に信号取出電極が配置され、基板薄膜は赤外吸
収層側で熱吸収用の金属板に接着され、 この金属板は赤外吸収層の周辺が座ぐられて当
該赤外吸収層に接触しないようになされ、基準接
合部に対向する面及びその周辺で基板薄膜に接着
され、且つ赤外吸収層に対向する部分が視野制限
窓として開口され、 この金属板に開口された視野制限窓と赤外吸収
層とが幾何学的合同となつている ことを特徴とする熱電堆型赤外検出素子。 ２ 視野制限窓がナイフエツジになされているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱電
堆型赤外検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200015A JPS6177728A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 熱電堆型赤外検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200015A JPS6177728A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 熱電堆型赤外検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177728A JPS6177728A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH0458567B2 true JPH0458567B2 (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=16417380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59200015A Granted JPS6177728A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 熱電堆型赤外検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177728A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0765936B2 (ja) * | 1986-05-16 | 1995-07-19 | アンリツ株式会社 | 輻射波検出素子とその製法 |
| JP5406083B2 (ja) * | 2010-03-15 | 2014-02-05 | セイコーインスツル株式会社 | サーモパイル型赤外線センサおよびその製造方法 |
| JP5406082B2 (ja) * | 2010-03-15 | 2014-02-05 | セイコーインスツル株式会社 | サーモパイル型赤外線センサおよびその製造方法 |
| JP5658059B2 (ja) * | 2011-03-03 | 2015-01-21 | 株式会社堀場製作所 | 熱型赤外線センサ |
| KR101319639B1 (ko) * | 2011-12-19 | 2013-10-17 | 삼성전기주식회사 | 광조도와 광량 측정 모듈 및 이를 이용한 멀티 채널 측정기 |
| JP2014077854A (ja) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Ntt Electornics Corp | 光学回路 |
| JP2015083995A (ja) * | 2015-02-04 | 2015-04-30 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 赤外線センサ |
| FR3048128B1 (fr) * | 2016-02-18 | 2018-05-18 | Centre National De La Recherche Scientifique | Dispositif thermoelectrique |
| FI20195772A1 (en) * | 2019-09-16 | 2021-03-17 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Thermal detector |
| JP7709266B2 (ja) * | 2019-10-04 | 2025-07-16 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分光ユニット及び分光モジュール |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52134786A (en) * | 1976-05-06 | 1977-11-11 | Fuji Electric Co Ltd | Radiation detector |
| JPS5739338U (ja) * | 1980-08-14 | 1982-03-03 | ||
| JPS57113332A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Horiba Ltd | Compensating thermopile detector |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59200015A patent/JPS6177728A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6177728A (ja) | 1986-04-21 |
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