JPS6140522A - 熱電堆型赤外線検出素子 - Google Patents
熱電堆型赤外線検出素子Info
- Publication number
- JPS6140522A JPS6140522A JP16182684A JP16182684A JPS6140522A JP S6140522 A JPS6140522 A JP S6140522A JP 16182684 A JP16182684 A JP 16182684A JP 16182684 A JP16182684 A JP 16182684A JP S6140522 A JPS6140522 A JP S6140522A
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- JP
- Japan
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- junctions
- sensitive
- temperature
- temp
- arrangement direction
- 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.)
- Granted
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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)
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】
２ ・＼−
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シ、熱赤外発生部の位置
情報を得るだめの赤外線検出素子に関するものである。
を熱赤外量で検知することによシ、熱赤外発生部の位置
情報を得るだめの赤外線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
従来の熱電堆型赤外線検出素子の構成を第１図に示す。
基板薄膜４の上に二種類の金属薄層１゜２が図の様に交
互にジグザグ状に配置されている。
互にジグザグ状に配置されている。
感温接合部６の上に赤外吸収層３が配置されている。基
準接合部７は、左右の支持台５の上部の基板薄膜４上に
配置されていて、赤外線が入射しても昇温しないように
なっている。赤外吸収層３に赤外線が照射されると感温
接合部６は昇温し、基準接合部７との温度差に相当した
起電力が、ゼーベック効果によシ信号取出電極８に発生
する。ここで、赤外吸収層３の一部に微少面積の点状赤
外線を照射すると、その照射位置によって発生する起電
力が異なる。即ち、感温接合部６に近い位置では発生起
電力は高くなる。
準接合部７は、左右の支持台５の上部の基板薄膜４上に
配置されていて、赤外線が入射しても昇温しないように
なっている。赤外吸収層３に赤外線が照射されると感温
接合部６は昇温し、基準接合部７との温度差に相当した
起電力が、ゼーベック効果によシ信号取出電極８に発生
する。ここで、赤外吸収層３の一部に微少面積の点状赤
外線を照射すると、その照射位置によって発生する起電
力が異なる。即ち、感温接合部６に近い位置では発生起
電力は高くなる。
従って、従来の熱電堆型赤外線検出素子は面内感度の不
均一性が大きいという欠点を有している。
均一性が大きいという欠点を有している。
そのため、赤外照射面積計測検出器として使用する場合
は、その感温接合部６をなるべく一点に集中配置するよ
う々円型構造とし、これに赤外集光器としてオプチカル
コーンを組合せて使用する方法などが採用されている。
は、その感温接合部６をなるべく一点に集中配置するよ
う々円型構造とし、これに赤外集光器としてオプチカル
コーンを組合せて使用する方法などが採用されている。
第２図がその構成の一例であるが、入射赤外線はオプチ
カルコーン２２の入口部の仮想面上で像を結ぶようにし
てあり、この仮想面で赤外発生部の面積に対応した赤外
線を受は入れることになる。
カルコーン２２の入口部の仮想面上で像を結ぶようにし
てあり、この仮想面で赤外発生部の面積に対応した赤外
線を受は入れることになる。
入射した赤外線は、オプチカルコーン２２の内部鏡面で
反射されて、全て最終的には熱電堆２０の感温接合部を
【っている赤外吸収層２１に到達する。
反射されて、全て最終的には熱電堆２０の感温接合部を
【っている赤外吸収層２１に到達する。
このような構成にすれば、赤外吸収層２１での赤外線は
ほゞ均一に分布するので、面内不均一の欠点を解決する
ことができる。
ほゞ均一に分布するので、面内不均一の欠点を解決する
ことができる。
しかし、余分なオプチカルコーン２２を採用しなければ
ならず、これは検出部の寸法増大につながる。更に赤外
結像面が大きく々るので、光学設計にも大きな影響を与
える。即ち、同一分解能を達成しようとすれば、結像面
が大きいほど焦点距離の長い光学系が必要となり、同一
の明るさを達成しようとすれば、口径の大きな集光系が
必要となる。
ならず、これは検出部の寸法増大につながる。更に赤外
結像面が大きく々るので、光学設計にも大きな影響を与
える。即ち、同一分解能を達成しようとすれば、結像面
が大きいほど焦点距離の長い光学系が必要となり、同一
の明るさを達成しようとすれば、口径の大きな集光系が
必要となる。
発明の目的
本発明は、熱電堆型赤外線検出素子における面内感度不
均一性を解消し、オプチカルコーン等の光学的設計上の
制約となるような構成要素を用いずに赤外照射面積計測
が可能な熱電堆型赤外線検出素子を実現することを目的
とする。
均一性を解消し、オプチカルコーン等の光学的設計上の
制約となるような構成要素を用いずに赤外照射面積計測
が可能な熱電堆型赤外線検出素子を実現することを目的
とする。
発明の構成
本発明は基板薄膜の一方の面上にゼーベック効果を有す
る二種類の金属薄層を両端を重ね合わせて直列に接続し
、その接合部を１つおきに感温接合部と基準接合部に分
離されており、感温接合部がその配列方向に対して傾斜
した方向に延びる分 ：ｉ離帯で分離されて
いる熱電堆型赤外線検出素子である。
る二種類の金属薄層を両端を重ね合わせて直列に接続し
、その接合部を１つおきに感温接合部と基準接合部に分
離されており、感温接合部がその配列方向に対して傾斜
した方向に延びる分 ：ｉ離帯で分離されて
いる熱電堆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。
る。
本発明による熱電堆型赤外線検出素子の構成を第３図に
示す。ゼーベック効果を有する二種類の金属薄層３１．
３２の感温接合部３６は基板薄膜３４の中央部にほゞ長
方形に集合配置されその全面を相隣る感温接合部３６の
間の間隙も含めて、赤外吸収層３３がおおっている。
示す。ゼーベック効果を有する二種類の金属薄層３１．
３２の感温接合部３６は基板薄膜３４の中央部にほゞ長
方形に集合配置されその全面を相隣る感温接合部３６の
間の間隙も含めて、赤外吸収層３３がおおっている。
感温接合部３６の間隙３９は感温接合部３６の配列方向
（第３図のだて方向）に対して傾斜した斜め方向に延び
るように配置され、一本の斜め間隙３９が終るところの
反対側の辺で、次の斜め間隙３９がはじまるように形成
すれば、感温接合部の配列方向に直交する方向（第３図
（２Ｌ）の横方向）での巾はどの部分でも一定である。
（第３図のだて方向）に対して傾斜した斜め方向に延び
るように配置され、一本の斜め間隙３９が終るところの
反対側の辺で、次の斜め間隙３９がはじまるように形成
すれば、感温接合部の配列方向に直交する方向（第３図
（２Ｌ）の横方向）での巾はどの部分でも一定である。
例えば第３図（＆）のＢ −Ｂ’でのその巾は、ほゞ中
夫に分離帯３９があるので、その左右の感温接合部分の
巾の和でちるが、とのＢ −Ｂ’の位置が、長方形の感
温接合部集合体のどの位置にあっても一定である。
夫に分離帯３９があるので、その左右の感温接合部分の
巾の和でちるが、とのＢ −Ｂ’の位置が、長方形の感
温接合部集合体のどの位置にあっても一定である。
６ ペーノ
従って、このような構成の赤外線検出素子はＢＢ／線に
相当する線状赤外光源を観測する場合又は、赤外光源が
二次元面でその端部がＢ−Ｂ’線に相当する条件の時は
、Ｂ−Ｂ’に直交する方向の感度分布を一定にすること
が可能である。
相当する線状赤外光源を観測する場合又は、赤外光源が
二次元面でその端部がＢ−Ｂ’線に相当する条件の時は
、Ｂ−Ｂ’に直交する方向の感度分布を一定にすること
が可能である。
次に具体的実施例を説明する。
二種類の金属薄層３１．３２はビスマスとアンチモンと
し、基板薄膜３４は６〜６０μｍの耐熱性有機フィルム
、例えば厚さ２０μｍのカプトンフィルムとし、支持台
３６は銅ブロック、信号取出電極３８は金の蒸着膜とす
る。
し、基板薄膜３４は６〜６０μｍの耐熱性有機フィルム
、例えば厚さ２０μｍのカプトンフィルムとし、支持台
３６は銅ブロック、信号取出電極３８は金の蒸着膜とす
る。
ビスマス、アンチモンの各薄層３１，３２は蒸着によっ
て形成された薄層で、感温接合部３６０寸法はＢ −Ｂ
’力方向０．１１１Ｍ直交する方向が０．０８酎、不感
帯の分離部３９は感温接合部３６の直列配列方向および
その直角方向のいずれに対しても０．０２朋以下である
。又両端は、Ｂ−Ｂ’力方向びそれに直交する方向が各
々共に、ｏ、ｏ ｓ ｍｙｒｒ の二等辺直角三角形状
とする。感温接合部３６の数は３１ケとする。
て形成された薄層で、感温接合部３６０寸法はＢ −Ｂ
’力方向０．１１１Ｍ直交する方向が０．０８酎、不感
帯の分離部３９は感温接合部３６の直列配列方向および
その直角方向のいずれに対しても０．０２朋以下である
。又両端は、Ｂ−Ｂ’力方向びそれに直交する方向が各
々共に、ｏ、ｏ ｓ ｍｙｒｒ の二等辺直角三角形状
とする。感温接合部３６の数は３１ケとする。
このような形状、寸法、配置により、感温接合部集合体
は０．１ｆｆｌｌｌＸ２．９８ｆｆ１１の直方形を形成
することになる。
は０．１ｆｆｌｌｌＸ２．９８ｆｆ１１の直方形を形成
することになる。
Ｂ−Ｂ’方向の感温接合部の巾はｏ、ｏ ｓ ｍｙであ
る。基準接合部３７の数は３０ケで、左右に１６ケづつ
配置され、その寸法は０．０６Ｍ×０．１８！ＩＩＷＩ
である。Ｂ −Ｂ’に直交する方向は、感温接合部３６
の寸法形状から、０．１８ｆｆｌｌ＋に決定される。Ｂ
Ｂ／方向については、設計上自由度があり、最適な数値
を選択する余地がある。
る。基準接合部３７の数は３０ケで、左右に１６ケづつ
配置され、その寸法は０．０６Ｍ×０．１８！ＩＩＷＩ
である。Ｂ −Ｂ’に直交する方向は、感温接合部３６
の寸法形状から、０．１８ｆｆｌｌ＋に決定される。Ｂ
Ｂ／方向については、設計上自由度があり、最適な数値
を選択する余地がある。
感温接合部集合パターン上には、赤外吸収層３３である
カーボン微粉をバインダーで混合した黒化剤を３０μｍ
塗布する。
カーボン微粉をバインダーで混合した黒化剤を３０μｍ
塗布する。
このようにして作成した熱電堆型赤外線検出素子に、波
長１５μｍ帯の線状赤外ビーム（ビーム巾３０μｍ）を
照射して、感温接合部３６の直列並び方向（Ｂ−Ｂ’に
直交する方向）の感度均一性を測定したところ、そのバ
ラツキは、０．５％以内であった。
長１５μｍ帯の線状赤外ビーム（ビーム巾３０μｍ）を
照射して、感温接合部３６の直列並び方向（Ｂ−Ｂ’に
直交する方向）の感度均一性を測定したところ、そのバ
ラツキは、０．５％以内であった。
これは、従来の１００μｍピッチの熱電堆型赤外線検出
素子のバラツキ２０％より１．５桁低い値で、充分感度
均一性が達成されたといえる。
素子のバラツキ２０％より１．５桁低い値で、充分感度
均一性が達成されたといえる。
尚バラツキの評価条件としては、波長１６μｍの２倍の
３０μｍ幅は、実現可能な最小幅に近く、この幅で、３
闘長さの素子を評価したということは３ ＭＭ７０．０
３Ｍ＝１００本の分解能を確保している点から考えても
、ほゞ妥当な評価基準といえる。
３０μｍ幅は、実現可能な最小幅に近く、この幅で、３
闘長さの素子を評価したということは３ ＭＭ７０．０
３Ｍ＝１００本の分解能を確保している点から考えても
、ほゞ妥当な評価基準といえる。
発明の効果
以上のように、本発明は耐熱性の基板薄膜の一方の面上
に二種類の金属薄層を両端を重ね合わせて直列に接続し
、その接合部を１つおきに感温接合部と基準接合部に分
離されており、感温接合部がその配列方向に対して傾斜
した斜め方向に延びる分離帯で分離した熱電堆型赤外線
検出素子で、面内感度の不均一性のない小型の赤外線検
出素子を得ることができる。
、。
に二種類の金属薄層を両端を重ね合わせて直列に接続し
、その接合部を１つおきに感温接合部と基準接合部に分
離されており、感温接合部がその配列方向に対して傾斜
した斜め方向に延びる分離帯で分離した熱電堆型赤外線
検出素子で、面内感度の不均一性のない小型の赤外線検
出素子を得ることができる。
、。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は従来の熱電堆型赤外線検出
素子の一例を示す平面図およびその人−Ａ′断面図、９
・・ ′ 第２図は従来の熱電堆型赤外線検出素子の使用例を示す
概略断面図、第３図（ａ）、φ）は本発明による熱電堆
型赤外線検出素子の実施例を示す平面図およびその人−
人′断面図である。 １．３１・・・・・・金属薄層、２，３２・・・・・・
金属薄層、３．２１，３３・・・・・・赤外吸収層、４
，３４・・・・・・基板薄膜、５，３５・・・・・・基
板薄膜支持台、６，３６・・・・・・感温接合部、７，
３７・・・・・・基準接合部、８゜３８・・・・・・信
号取出し電極、３９・・・・・・分離帯。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 Ｂ
素子の一例を示す平面図およびその人−Ａ′断面図、９
・・ ′ 第２図は従来の熱電堆型赤外線検出素子の使用例を示す
概略断面図、第３図（ａ）、φ）は本発明による熱電堆
型赤外線検出素子の実施例を示す平面図およびその人−
人′断面図である。 １．３１・・・・・・金属薄層、２，３２・・・・・・
金属薄層、３．２１，３３・・・・・・赤外吸収層、４
，３４・・・・・・基板薄膜、５，３５・・・・・・基
板薄膜支持台、６，３６・・・・・・感温接合部、７，
３７・・・・・・基準接合部、８゜３８・・・・・・信
号取出し電極、３９・・・・・・分離帯。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 Ｂ
Claims (3)
- （１）基板薄膜上に二種類の金属薄層が交互にその両端
が重なるように直列に配置され、二種類の金属層の接合
部がひとつおきに、感温接合部と基準接合部に分離配置
されており、前記感温接合部がその直列配列方向に対し
斜めの分離帯で分離配列され、直列配列方向に直交する
方向での感温接合部の幅が同一であることを特徴とする
熱電堆型赤外線検出素子。 - （２）相隣る感温接合部の直列配列方向及びこの方向と
直交する方向の間隙が２０μｍ以下であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の熱電堆型赤外線検出素
子。 - （３）感温接合部の集合形状が、ほゞ長方形になってい
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
型赤外線検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16182684A JPS6140522A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 熱電堆型赤外線検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16182684A JPS6140522A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 熱電堆型赤外線検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140522A true JPS6140522A (ja) | 1986-02-26 |
| JPH0476061B2 JPH0476061B2 (ja) | 1992-12-02 |
Family
ID=15742644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16182684A Granted JPS6140522A (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 熱電堆型赤外線検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0497835A (ja) * | 1990-08-13 | 1992-03-30 | Misawa Homes Co Ltd | 軽量コンクリートパネルの製造方法 |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP16182684A patent/JPS6140522A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0497835A (ja) * | 1990-08-13 | 1992-03-30 | Misawa Homes Co Ltd | 軽量コンクリートパネルの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0476061B2 (ja) | 1992-12-02 |
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