JPS62119420A - 焦電型赤外検出素子 - Google Patents
焦電型赤外検出素子Info
- Publication number
- JPS62119420A JPS62119420A JP60260049A JP26004985A JPS62119420A JP S62119420 A JPS62119420 A JP S62119420A JP 60260049 A JP60260049 A JP 60260049A JP 26004985 A JP26004985 A JP 26004985A JP S62119420 A JPS62119420 A JP S62119420A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection element
- infrared
- pyroelectric
- infrared detection
- lens
- 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
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- 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】
産業上の利用分野
本発明は赤外線を利用して温度分布計測、地球資源観測
、防犯・防災監視、熱管理などの監視計測を行う焦電型
赤外検出素子に関するものである。
、防犯・防災監視、熱管理などの監視計測を行う焦電型
赤外検出素子に関するものである。
従来の技術
集光レンズに直接赤外検出素子を接着し、集光効率を高
くして赤外検出性能を改善したものとして、イマージョ
ンレンズ付す−ミスタ型赤外検出器がある。（電子枝術
総合研究所調査報告第１７７号ＰＰ６５〜６６）。
くして赤外検出性能を改善したものとして、イマージョ
ンレンズ付す−ミスタ型赤外検出器がある。（電子枝術
総合研究所調査報告第１７７号ＰＰ６５〜６６）。
゛ このサーミスタ型赤外検出器は、物体が熱とともに
放射する赤外線を集光し、それによるサーミスタの抵抗
値変化によって赤外線を検知するもので、第３図（ａ）
（ｂ）にその構造例を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は
底面図である。イマージョン型ゲルマニウムレンズ１に
サーミスタ素子２が接着され、側面に信号取り出しのだ
めの電極３．４が設けられている。５．６はリード線で
ある。
放射する赤外線を集光し、それによるサーミスタの抵抗
値変化によって赤外線を検知するもので、第３図（ａ）
（ｂ）にその構造例を示す。（ａ）は側面図、（ｂ）は
底面図である。イマージョン型ゲルマニウムレンズ１に
サーミスタ素子２が接着され、側面に信号取り出しのだ
めの電極３．４が設けられている。５．６はリード線で
ある。
発明が解決しようとする問題点
サーミスタ型赤外検出素子は、焦電型赤外検出素子と比
較して感度の低いことが欠点としてあげられる。この欠
点を改善するためにイマージョンレンズ１との組合せが
考えられているのであるが、サーミスタ型赤外検出素子
の場合、抵抗値変化読み取りのための電極４．５はサー
ミスタ素子２の側面から取り出すことが可能であり、イ
マージョンレンズ１にサーミスタ素子２を密着した場合
でも、構造的に何ら支障を生じることはない。ところが
、焦電型赤外検出素子にイマージョンレンズを適用する
場合、赤外入射面即ち赤外集光レンズとの密着面及びそ
れと対向する面即ち赤外入射面の裏面に電極を形成する
ことが必要であり、しかも焦電素子そのものは赤外線感
度を高めるための素子容量を小さくすべく極めて薄く加
工しであるので、サーミスタ型のように側面から電極端
子を引き出すことは不可能である。しかも、焦電素子の
薄板そのものは集光レンズとできるだけ近接して設置さ
れることが集光効率上望ましい。本発明は上記問題点を
解決し、製造容易で高感度な集光レンズ付の焦電型赤外
検出素子を提供するものである。
較して感度の低いことが欠点としてあげられる。この欠
点を改善するためにイマージョンレンズ１との組合せが
考えられているのであるが、サーミスタ型赤外検出素子
の場合、抵抗値変化読み取りのための電極４．５はサー
ミスタ素子２の側面から取り出すことが可能であり、イ
マージョンレンズ１にサーミスタ素子２を密着した場合
でも、構造的に何ら支障を生じることはない。ところが
、焦電型赤外検出素子にイマージョンレンズを適用する
場合、赤外入射面即ち赤外集光レンズとの密着面及びそ
れと対向する面即ち赤外入射面の裏面に電極を形成する
ことが必要であり、しかも焦電素子そのものは赤外線感
度を高めるための素子容量を小さくすべく極めて薄く加
工しであるので、サーミスタ型のように側面から電極端
子を引き出すことは不可能である。しかも、焦電素子の
薄板そのものは集光レンズとできるだけ近接して設置さ
れることが集光効率上望ましい。本発明は上記問題点を
解決し、製造容易で高感度な集光レンズ付の焦電型赤外
検出素子を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
本発明はイマージョンレンズと焦電素子の赤外入射面側
のアース電極の一部にインジウム金属をあらかじめ薄く
蒸着しておき、両者を熱圧着することによってイマージ
ョンレンズと焦電素子とが極力近接した状態で設置され
、かつアース電極からの端子取り出しを容易にすること
で上記問題点を解決するものである。
のアース電極の一部にインジウム金属をあらかじめ薄く
蒸着しておき、両者を熱圧着することによってイマージ
ョンレンズと焦電素子とが極力近接した状態で設置され
、かつアース電極からの端子取り出しを容易にすること
で上記問題点を解決するものである。
作用
本発明は上記構成によってインジウム金属をイマージョ
ンレンズへの焦電素子の接着剤と焦電素子からの電極端
子取り出しの相方に用いることにより、焦電素子とイマ
ージづンレンズ間の空隙を極力小さくすることで集光し
た赤外線の損失が極めて少なく、電極端子の取り出しを
容易に可能ならしめたものである。
ンレンズへの焦電素子の接着剤と焦電素子からの電極端
子取り出しの相方に用いることにより、焦電素子とイマ
ージづンレンズ間の空隙を極力小さくすることで集光し
た赤外線の損失が極めて少なく、電極端子の取り出しを
容易に可能ならしめたものである。
実施例
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。
する。
第１図に本発明の一実施例における集光レンズ付焦電型
赤外検出素子の構成を示す。図中（ａ）は側面図、（ｂ
）は底面図である。第１図（ａ）（ｂ）において１０は
集光レンズ、１１は焦電素子、１４はアース電極、１３
は信号取出し電極、１２はインジウム金属、１５．１６
はリード線である。
赤外検出素子の構成を示す。図中（ａ）は側面図、（ｂ
）は底面図である。第１図（ａ）（ｂ）において１０は
集光レンズ、１１は焦電素子、１４はアース電極、１３
は信号取出し電極、１２はインジウム金属、１５．１６
はリード線である。
上記構成において、赤外集光レンズ１ｏとして比抵抗が
１０Ω備、直径３朋、曲率半径１．５朋の半球ゲルマニ
ウムレンズを用いた。半球ゲルマニウムレンズ１０の赤
外入射側曲面には厚さ１．５μｍの硫化亜鉛膜を蒸着形
成し、中心波長１０μｍの反射防止膜とすることで反射
による損失を最小限とするようにした。半球ゲルマニウ
ムレンズ１ｏの平面部の中央には巾１００μｍで一辺が
１朋の四角状にインジウム金属２１を厚さ０．５μｍで
蒸着形成した。まだ、この四角状のインジウム金属の一
辺ニハ、アース電極１４を取り出すだめのボンディング
用パッドとして島状にインジウム金属膜１２を形成した
。焦電素子１１としては一辺が１朋で厚さが１０μｍに
研磨成形したチタン酸鉛セラミックの微小薄片を用い、
片面の中央部にアース電極１４として’１０．３ ａｍ
シート抵抗４００ΩｃｒＩＬ２のニクロムを蒸着によっ
て形成し、もう一方の面の中央にアース電極１４と対向
するように信号取出電極１３をアルミニウム蒸着により
、厚さ１μｍにて形成した。この焦電素子１１のアース
電極１４の一部には、半球ゲルマニウムレンズ１０に島
状に形成したボンディング用パッドの一部と重ね合わさ
る様にインジウム金属１８を０．５μｍの厚さで蒸着形
成した。以上のようにして造られた集光レンズ１０と焦
電素子１１は、両者を位置合わせしたのち適当な重量を
加えて、温度１６５℃に加熱したのちは室温になるまで
静置しておいた。このようにして、半球ゲルマニウムレ
ンズ１０を焦電素子１１の一体化が成されたのち、半球
ゲルマニウムレンズ１０の島状インジウムボンディング
バノドと信号取出電極１３のアルミニウム蒸着面から、
超音波ボンディングにより、太さ３０μｍの全７腺をリ
ード線１６として取り出した。
１０Ω備、直径３朋、曲率半径１．５朋の半球ゲルマニ
ウムレンズを用いた。半球ゲルマニウムレンズ１０の赤
外入射側曲面には厚さ１．５μｍの硫化亜鉛膜を蒸着形
成し、中心波長１０μｍの反射防止膜とすることで反射
による損失を最小限とするようにした。半球ゲルマニウ
ムレンズ１ｏの平面部の中央には巾１００μｍで一辺が
１朋の四角状にインジウム金属２１を厚さ０．５μｍで
蒸着形成した。まだ、この四角状のインジウム金属の一
辺ニハ、アース電極１４を取り出すだめのボンディング
用パッドとして島状にインジウム金属膜１２を形成した
。焦電素子１１としては一辺が１朋で厚さが１０μｍに
研磨成形したチタン酸鉛セラミックの微小薄片を用い、
片面の中央部にアース電極１４として’１０．３ ａｍ
シート抵抗４００ΩｃｒＩＬ２のニクロムを蒸着によっ
て形成し、もう一方の面の中央にアース電極１４と対向
するように信号取出電極１３をアルミニウム蒸着により
、厚さ１μｍにて形成した。この焦電素子１１のアース
電極１４の一部には、半球ゲルマニウムレンズ１０に島
状に形成したボンディング用パッドの一部と重ね合わさ
る様にインジウム金属１８を０．５μｍの厚さで蒸着形
成した。以上のようにして造られた集光レンズ１０と焦
電素子１１は、両者を位置合わせしたのち適当な重量を
加えて、温度１６５℃に加熱したのちは室温になるまで
静置しておいた。このようにして、半球ゲルマニウムレ
ンズ１０を焦電素子１１の一体化が成されたのち、半球
ゲルマニウムレンズ１０の島状インジウムボンディング
バノドと信号取出電極１３のアルミニウム蒸着面から、
超音波ボンディングにより、太さ３０μｍの全７腺をリ
ード線１６として取り出した。
上記のようにして造られた集光レンズ付赤外検出素子の
電圧感度を周波数１００ｔ（ｚで泗１定したところ、第
２図の曲約３１のような出力電圧特性が得られ全く同じ
形状の素子で集光レンズと組合わせない場合の電圧感度
特性３０と比較して約８倍の出力電圧が得られた。また
、アース電極１４と信号取出電極１３から十分に離れた
位置で焦電素子１１と集光レンズ１０を結合し、かつア
ース電極部には赤外吸収損失となる接着剤を用いていな
いので、接着剤（エポキシ樹脂製のエポテックＨ５４な
どを使って焦電素子を接着した場合の出力電圧特性３２
と較べて約２倍の感度向上が成された。
電圧感度を周波数１００ｔ（ｚで泗１定したところ、第
２図の曲約３１のような出力電圧特性が得られ全く同じ
形状の素子で集光レンズと組合わせない場合の電圧感度
特性３０と比較して約８倍の出力電圧が得られた。また
、アース電極１４と信号取出電極１３から十分に離れた
位置で焦電素子１１と集光レンズ１０を結合し、かつア
ース電極部には赤外吸収損失となる接着剤を用いていな
いので、接着剤（エポキシ樹脂製のエポテックＨ５４な
どを使って焦電素子を接着した場合の出力電圧特性３２
と較べて約２倍の感度向上が成された。
発明の効果
以上のように、本発明は焦電型赤外検出素子を集光レン
ズと結合する際、その接着とアース電極からの電極端子
取り出しの２つの用途でインジウム金属を蒸着して用い
ることにより、著しく感度の高い焦電型赤外検出器を提
供しうるものである。
ズと結合する際、その接着とアース電極からの電極端子
取り出しの２つの用途でインジウム金属を蒸着して用い
ることにより、著しく感度の高い焦電型赤外検出器を提
供しうるものである。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明による集光レンズ付の焦
電型赤外検出素子の実施例を示す側面図および底面図、
第２図は、本発明による焦電型赤外検出器の出力特性図
、第３図（ａ）（ｂ）は従来の赤外集光レンズ付サーミ
スタ型赤外検出器の構造を示す側面図および底面図であ
る。 １０・・・赤外集光レンズ、１１・・・焦電型赤外検出
１２・・・インジウム金属、１３・・・信号取出電極、
１４・・・アース電極、１５．１６川リード線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第
１ 図 第２図 園液収Ｅｌ−１ｚ３
電型赤外検出素子の実施例を示す側面図および底面図、
第２図は、本発明による焦電型赤外検出器の出力特性図
、第３図（ａ）（ｂ）は従来の赤外集光レンズ付サーミ
スタ型赤外検出器の構造を示す側面図および底面図であ
る。 １０・・・赤外集光レンズ、１１・・・焦電型赤外検出
１２・・・インジウム金属、１３・・・信号取出電極、
１４・・・アース電極、１５．１６川リード線。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第
１ 図 第２図 園液収Ｅｌ−１ｚ３
Claims (2)
- （１）赤外集光用レンズの平面側と、焦電型赤外検出素
子の赤外入射側電極面にインジウム金属を蒸着し、両者
を熱圧着したことを特徴とする焦電型赤外検出素子。 - （２）赤外集光用レンズに形成されるインジウム金属は
焦電型赤外検出素子の周辺形状に対応して形成された特
許請求の範囲第１項記載の焦電型赤外検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260049A JPS62119420A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 焦電型赤外検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260049A JPS62119420A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 焦電型赤外検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119420A true JPS62119420A (ja) | 1987-05-30 |
Family
ID=17342592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60260049A Pending JPS62119420A (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 焦電型赤外検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62119420A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103855237A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-06-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种正入射浸没式非制冷薄膜型红外探测器 |
| CN103855238A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-06-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种背入射浸没式热敏薄膜型红外探测器 |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP60260049A patent/JPS62119420A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103855237A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-06-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种正入射浸没式非制冷薄膜型红外探测器 |
| CN103855238A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-06-11 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种背入射浸没式热敏薄膜型红外探测器 |
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