JPS603528A - 焦電形素子 - Google Patents
焦電形素子Info
- Publication number
- JPS603528A JPS603528A JP58110554A JP11055483A JPS603528A JP S603528 A JPS603528 A JP S603528A JP 58110554 A JP58110554 A JP 58110554A JP 11055483 A JP11055483 A JP 11055483A JP S603528 A JPS603528 A JP S603528A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pyroelectric
- film
- pyroelectric element
- light receiving
- discharge
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
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、焦電形赤外線センサーに使用される焦電形素
子に関する。
子に関する。
従来、電子調理器の温度検知機として例えば第１図に示
す構造の焦電形赤外線センサーが使用されている。図中
１は、円板形のステムである。ステム１の中央部には、
円板形の基板２が同心円状に嵌合されている。基板２の
中央部には、方形の支持枠３が取付けられている。支持
枠３上には、タンタル酸リチウムの単結晶薄片からなる
焦電形素子４が装着されている。焦電形素子４は、主面
の中央部に赤外線を吸収する金属膜からなる円形の受光
部５を有している。
す構造の焦電形赤外線センサーが使用されている。図中
１は、円板形のステムである。ステム１の中央部には、
円板形の基板２が同心円状に嵌合されている。基板２の
中央部には、方形の支持枠３が取付けられている。支持
枠３上には、タンタル酸リチウムの単結晶薄片からなる
焦電形素子４が装着されている。焦電形素子４は、主面
の中央部に赤外線を吸収する金属膜からなる円形の受光
部５を有している。
主面には受光部５に接続した導体配線６が形成されてい
る。主面に対向した゛焦電素子４の裏面側には、金属膜
からなる反射膜（図示せず）が形成されている。焦電形
素子４を囲む基板２の周辺領域には、出力抵抗体８、高
抵抗素子９、電界効果型トランジスタ１０が形成されて
いる。
る。主面に対向した゛焦電素子４の裏面側には、金属膜
からなる反射膜（図示せず）が形成されている。焦電形
素子４を囲む基板２の周辺領域には、出力抵抗体８、高
抵抗素子９、電界効果型トランジスタ１０が形成されて
いる。
また、電界効果型トランジスタ１０の両側部には、ステ
ム１の裏面側から外部に導出するようにしてリード線１
１が取付けられている。電界効果型トランジスタ１０は
、？ンディング線１２を介して導体配線６及びリード線
１１に接続されている。リード線１１と高抵抗素子９間
、導体配線６と出力抵抗体８間には、デンディング線１
２が架設されている。ステム１上には、焦電形素子４を
覆うようにしてキャップ１３が設けられている。受光部
５に対向するキャップ１３の中央部の領域には、シリコ
ンやダルマニウム等の薄膜からなる赤外線透過膜１４が
形成されている。これらは、電気的には第４図のように
結線されている。
ム１の裏面側から外部に導出するようにしてリード線１
１が取付けられている。電界効果型トランジスタ１０は
、？ンディング線１２を介して導体配線６及びリード線
１１に接続されている。リード線１１と高抵抗素子９間
、導体配線６と出力抵抗体８間には、デンディング線１
２が架設されている。ステム１上には、焦電形素子４を
覆うようにしてキャップ１３が設けられている。受光部
５に対向するキャップ１３の中央部の領域には、シリコ
ンやダルマニウム等の薄膜からなる赤外線透過膜１４が
形成されている。これらは、電気的には第４図のように
結線されている。
このように構成された焦電形赤外線センサー１臣は、感
度が高く、受光部５を高抵抗を通して接地しているが、
焦電素子４の上面は接地していない。このため、焦電素
子４全体の温度が上昇した場合、その表面に自発分極電
荷が発生する。この電荷量自体は小さい値であるが、焦
電素子４の電気容量が小さいため、自発分極電荷による
電圧は高電圧（６００ｖ／℃）になる、しかし受光部５
は金属膜よシ成り導体配線６、高抵抗素子９を通して接
地されているので受光部電位は、略接地電位となり主面
の他の部分は高電位になる。この高電圧は、素子の初期
温度と到達温度との温度差に略比例し、昇温時間にも影
響がある（発生した高電圧が一部主面の固有高抵抗を通
して電流が流れるため昇温時間が長いと発生した電圧は
若干低下する）このようにして発生した電位差により主
面受光部以外の部分よシ受光部５への放電、焦電形素子
裏面、支持枠３〔接地電位〕への放電、その他接地電位
又はそれに近い、素子に近接した配線、又は部品等に対
する火花又はストリーマ放電が発生する。この放電によ
る電流が増幅されてスパイ （クノイズとなシ、温度検
知精度を低下する問題があった。
度が高く、受光部５を高抵抗を通して接地しているが、
焦電素子４の上面は接地していない。このため、焦電素
子４全体の温度が上昇した場合、その表面に自発分極電
荷が発生する。この電荷量自体は小さい値であるが、焦
電素子４の電気容量が小さいため、自発分極電荷による
電圧は高電圧（６００ｖ／℃）になる、しかし受光部５
は金属膜よシ成り導体配線６、高抵抗素子９を通して接
地されているので受光部電位は、略接地電位となり主面
の他の部分は高電位になる。この高電圧は、素子の初期
温度と到達温度との温度差に略比例し、昇温時間にも影
響がある（発生した高電圧が一部主面の固有高抵抗を通
して電流が流れるため昇温時間が長いと発生した電圧は
若干低下する）このようにして発生した電位差により主
面受光部以外の部分よシ受光部５への放電、焦電形素子
裏面、支持枠３〔接地電位〕への放電、その他接地電位
又はそれに近い、素子に近接した配線、又は部品等に対
する火花又はストリーマ放電が発生する。この放電によ
る電流が増幅されてスパイ （クノイズとなシ、温度検
知精度を低下する問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであシ、放電
によるス・やイクノイズの発生を阻止して、温度検知精
度の向上を達成した焦電形赤外線センサーを容易に得る
ことができる焦電素子を提供するものである。
によるス・やイクノイズの発生を阻止して、温度検知精
度の向上を達成した焦電形赤外線センサーを容易に得る
ことができる焦電素子を提供するものである。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第２図は、本発明の一実施例の焦電形素子を組込んだ焦
電形赤外線センサーの略概構成を示す説明図である。図
中４０は、円板形のステムである。ステム４０の中央部
には、円板形の基板４１が同心状に嵌合されている。基
板４１の中央部には、焦電素子４全 焦電形素子、９０の裏側は、素子支持枠２０で形成され
ている。素子支持枠２０は、金属や半導体等の導電性の
良好ガ材質で形成されている。また、素子支持枠２０は
、後述する素子本体２１の熱膨張係数にほぼ等しい熱膨
張係数を有している。素子支持体２０上には、第３図に
示す如く、タンタル酸リチウム等の単結晶薄片からなる
素子本体２１が装着さ５− れている。素子本体２１の肉厚は、通常０．１〜０．０
５ｗｎの範囲のものが用いられている。素子本体２１の
裏面には、金属薄膜からなる反射膜２２が形成されてお
シ、支持枠２０を通して接地電位に保たれる。素子本体
２１の主面の中央部には、赤外線吸収金属膜からなる受
光部２３が形成されている。また、主面には、受光部２
３に接続する導体配線２４が形成されている。導体配線
２４、受光部２３を含む素子本体２１の表面は、赤外線
透過性の放電防止膜２５で形成されている。放電防止膜
２５は、化学的に安定であり、かつ高電圧に耐え得るシ
リコン等の樹脂や、フェス、ゴム等の高絶縁部材、或は
、１０８〜１０Ωんの高抵抗部材等で形成されている。
電形赤外線センサーの略概構成を示す説明図である。図
中４０は、円板形のステムである。ステム４０の中央部
には、円板形の基板４１が同心状に嵌合されている。基
板４１の中央部には、焦電素子４全 焦電形素子、９０の裏側は、素子支持枠２０で形成され
ている。素子支持枠２０は、金属や半導体等の導電性の
良好ガ材質で形成されている。また、素子支持枠２０は
、後述する素子本体２１の熱膨張係数にほぼ等しい熱膨
張係数を有している。素子支持体２０上には、第３図に
示す如く、タンタル酸リチウム等の単結晶薄片からなる
素子本体２１が装着さ５− れている。素子本体２１の肉厚は、通常０．１〜０．０
５ｗｎの範囲のものが用いられている。素子本体２１の
裏面には、金属薄膜からなる反射膜２２が形成されてお
シ、支持枠２０を通して接地電位に保たれる。素子本体
２１の主面の中央部には、赤外線吸収金属膜からなる受
光部２３が形成されている。また、主面には、受光部２
３に接続する導体配線２４が形成されている。導体配線
２４、受光部２３を含む素子本体２１の表面は、赤外線
透過性の放電防止膜２５で形成されている。放電防止膜
２５は、化学的に安定であり、かつ高電圧に耐え得るシ
リコン等の樹脂や、フェス、ゴム等の高絶縁部材、或は
、１０８〜１０Ωんの高抵抗部材等で形成されている。
つまり、放電防止膜２５は、高絶縁部材のように素子本
体２１の表面に発生した電荷の移動を阻止する機能を備
えたものか、或は、高抵抗部材のように素子本体２１の
表面に発生した電荷を逐次放出して表面電位を下げる機
能を有するものであれば良い。
体２１の表面に発生した電荷の移動を阻止する機能を備
えたものか、或は、高抵抗部材のように素子本体２１の
表面に発生した電荷を逐次放出して表面電位を下げる機
能を有するものであれば良い。
６一
なお、放電防止膜２５は、赤外線不透過性のものを用い
て、受光部２３を除いた素子本体２１０表面領域を覆う
ようにしても良い。
て、受光部２３を除いた素子本体２１０表面領域を覆う
ようにしても良い。
焦電形素子３０を囲む基板４１の周辺領域には、出力抵
抗体４２、電界効果型トランジスタ４３、温度計測素子
４４が形成されている。温度計測素子４４の両側部には
、ステム４０の裏面側から外部に導出するようにしてリ
ード線４５が取付けられている。温度計測素子４４は、
？ンディング線４８を介して導体配線２４及びリード線
４５に接続されている。リード線４５と高抵抗素子４３
間、導体配線２４と出力抵抗体４２間には、？ンディン
グ線４８が架設されている。ステム４０上には、焦電形
素子３０を覆うようにしてキャラｆ４６が設けられてい
る。
抗体４２、電界効果型トランジスタ４３、温度計測素子
４４が形成されている。温度計測素子４４の両側部には
、ステム４０の裏面側から外部に導出するようにしてリ
ード線４５が取付けられている。温度計測素子４４は、
？ンディング線４８を介して導体配線２４及びリード線
４５に接続されている。リード線４５と高抵抗素子４３
間、導体配線２４と出力抵抗体４２間には、？ンディン
グ線４８が架設されている。ステム４０上には、焦電形
素子３０を覆うようにしてキャラｆ４６が設けられてい
る。
受光部２３に対向するキャップ４６の中央部の領域には
、シリコンやゲルマニウム等の薄膜からなる赤外線透過
膜４７が形成されている。
、シリコンやゲルマニウム等の薄膜からなる赤外線透過
膜４７が形成されている。
どのように構成された焦電形赤外線センサー旦によれば
、赤外線透過膜４７を透過し、受呪部２３から素子本体
２１内に入射した赤外線によ多素子内部の温度が上昇し
、その表面に自発分極電荷が発生しても、その電荷は放
電防止膜２５によって移動を阻止されるか、或は、逐次
放出されるので、焦電形素子二の周辺の低電位電極、回
路部間で放電が起きるのを防止できる。その結果、スパ
イクノイズの発生を阻止して焦電形赤外線センサー５０
による温度検知精度を向上させることができる。
、赤外線透過膜４７を透過し、受呪部２３から素子本体
２１内に入射した赤外線によ多素子内部の温度が上昇し
、その表面に自発分極電荷が発生しても、その電荷は放
電防止膜２５によって移動を阻止されるか、或は、逐次
放出されるので、焦電形素子二の周辺の低電位電極、回
路部間で放電が起きるのを防止できる。その結果、スパ
イクノイズの発生を阻止して焦電形赤外線センサー５０
による温度検知精度を向上させることができる。
以上説明した如く、本発明に係る焦電形素子によれば、
放電によるスパイクノイズの発生を阻止して、焦電形赤
外線センサーの温度検知精度を向上させることができる
ものである。
放電によるスパイクノイズの発生を阻止して、焦電形赤
外線センサーの温度検知精度を向上させることができる
ものである。
第１図は、従来の焦電形素子を組込んだ焦電形赤外線セ
ンサーの構造を示す説明図、第２図は、本発明の一実施
例の焦電形素子を組込んだ焦電形赤外線センサーの構造
を示す説明図、第 １半 ２０・・・素子支持枠、２１・・・素子本体、２２・・
・反射膜、２３・・・受光部、２４・・・導体配線、２
５・・・放電防止膜、３０・・・焦電形素子、４０・・
・ステム、４１・・・ヘッダー、４２・・・出力抵抗体
、４３・・・高抵抗素子、４４・・・電界効果型トラン
ジスタ、４５・・・リード線、４６・・・キャップ、４
８・・・ポンディング線、４７・・・赤外線透過膜、５
０−・・赤外線センサー。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦９− 第 １ 図 匹 ３０ ４０ ３４８２４ ４
ンサーの構造を示す説明図、第２図は、本発明の一実施
例の焦電形素子を組込んだ焦電形赤外線センサーの構造
を示す説明図、第 １半 ２０・・・素子支持枠、２１・・・素子本体、２２・・
・反射膜、２３・・・受光部、２４・・・導体配線、２
５・・・放電防止膜、３０・・・焦電形素子、４０・・
・ステム、４１・・・ヘッダー、４２・・・出力抵抗体
、４３・・・高抵抗素子、４４・・・電界効果型トラン
ジスタ、４５・・・リード線、４６・・・キャップ、４
８・・・ポンディング線、４７・・・赤外線透過膜、５
０−・・赤外線センサー。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦９− 第 １ 図 匹 ３０ ４０ ３４８２４ ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 焦電材の上に形成された赤外線吸収金属膜を有す
る焦電素子を受光部とする素子本体と、該素子本体の前
記主面に対向する裏面に形成された反射膜と、前記素子
本体の表面を覆う赤外線透過性の放電防止膜と、前記受
光部に接続して設けられた導体配線とを具備することを
特徴とする焦電形素子 ２、焦電素子が焦電効果を利用するタンタル３、放電防
止膜が樹脂、フェス、ゴムから選ばれた高絶縁部材であ
る特許請求の範囲第１項、毎 または第２項記載の焦電素子。 ４、放電防止膜が、１０〜１０ｒＶｃ１ｎの抵抗を有す
る高抵抗部材で形成されている特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の焦電形素子。 ５、受光部を除いた主面を放電防止膜により被覆した特
許請求の範囲第３項または第４項記載の焦電形素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110554A JPS603528A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 焦電形素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110554A JPS603528A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 焦電形素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603528A true JPS603528A (ja) | 1985-01-09 |
Family
ID=14538768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58110554A Pending JPS603528A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | 焦電形素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603528A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6239109A (ja) * | 1985-08-13 | 1987-02-20 | Kobe Steel Ltd | 圧延材のクロップ及びコブリング処理装置 |
| US4704534A (en) * | 1985-03-29 | 1987-11-03 | U.S. Philips Corporation | Thermal radiation detector |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58110554A patent/JPS603528A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4704534A (en) * | 1985-03-29 | 1987-11-03 | U.S. Philips Corporation | Thermal radiation detector |
| JPS6239109A (ja) * | 1985-08-13 | 1987-02-20 | Kobe Steel Ltd | 圧延材のクロップ及びコブリング処理装置 |
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