JP2003149045A - 熱型赤外線検出器 - Google Patents
熱型赤外線検出器Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲温度が急激に変化するようなことがあっ
ても、出力の変動を防止することができ、精度高い検出
を行うことのできる熱型赤外線検出器を提供すること。 【解決手段】 赤外線透過性窓４を有するキャン２とス
テム３とからなる容器１内に、感温素子８の冷接合部１
３を前記ステム３と熱的に結合するようにして設けた熱
型赤外線検出器において、前記感温素子８の赤外線入射
側に熱伝導性の良好な絞り部材１７を設け、この絞り部
材１７を前記ステム３と熱的に結合している。
ても、出力の変動を防止することができ、精度高い検出
を行うことのできる熱型赤外線検出器を提供すること。 【解決手段】 赤外線透過性窓４を有するキャン２とス
テム３とからなる容器１内に、感温素子８の冷接合部１
３を前記ステム３と熱的に結合するようにして設けた熱
型赤外線検出器において、前記感温素子８の赤外線入射
側に熱伝導性の良好な絞り部材１７を設け、この絞り部
材１７を前記ステム３と熱的に結合している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、キャンとステム
とからなる容器内に感温素子を設けた熱型赤外線検出器
に関する。 【０００２】 【従来の技術】物体の温度を非接触で測定する温度測定
装置の一つに、容器内にサーモパイルよりなる感温素子
を設けた熱型赤外線検出器がある。この熱型赤外線検出
器は、周囲の温度揺らぎなどの影響を少なくするため、
図４に示すように、容器内に収容することが一般に行わ
れている。すなわち、図４において、４０はキャン４１
とステム４２とからなる容器で、キャン４１には赤外線
透過窓４３が形成されている。４４はサーモパイルより
なる感温素子で、ステム４２と熱的に結合された状態で
ステム４２の上面に載置されるようにして容器４０内に
設けられている。なお、４５は赤外線透過窓４３を固定
するための接着剤、４６は信号取り出し用のリードピン
である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
熱型赤外線検出器においては、その周囲温度に急激な変
化があった場合、感温素子４４を載置しているステム４
２よりも熱容量の小さいキャン４１の方が早く温度変化
する。そして、感温素子４４は、その周囲の全ての赤外
線の影響を受けるので、容器４０内部に温度変化が生ず
ると、赤外線透過窓４３から容器４０内に入射する本来
の赤外線に基づく信号以外に出力が生ずることになり、
結果として出力に過渡的な変動が生じ、検出精度が低下
するといった不都合があった。 【０００４】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、周囲温度が急激に変化するよう
なことがあっても、出力の変動を防止することができ、
精度高い検出を行うことのできる熱型赤外線検出器を提
供することである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、赤外線透過性窓を有するキャンとス
テムとからなる容器内に、感温素子の冷接合部を前記ス
テムと熱的に結合するようにして設けた熱型赤外線検出
器において、前記感温素子の赤外線入射側に熱伝導性の
良好な絞り部材を設け、この絞り部材を前記ステムと熱
的に結合している。 【０００６】上記構成よりなる熱型赤外線検出器におい
ては、周囲温度が急激に変化した場合、熱容量の小さい
キャンが最初に温度変化するが、感温素子の冷接合部と
絞り部材とがステムを介して熱的に結合されているの
で、絞り部材と感温素子の冷接合部とはほぼ同じ温度に
なる。したがって、絞り部材によって感温素子に対して
ノイズとなる余分な赤外線が入射されるのが防止され、
感温素子には本来の測定すべき赤外線のみが入射するの
で、過渡的な出力変動は生じず、精度の高い検出を行う
ことができる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの
実施の形態を示す。まず、図１および図２において、１
は下部側が開放された筒状のキャン２と、このキャン２
の下部開口を閉塞するステム３とからなる容器で、両者
２，３は、例えば圧接によって接合される。 【０００８】前記キャン２は、例えば厚さ０．３ｍｍ程
度の銅板をプレス加工によりハット状に形成したもの
で、その外面は鏡面あるいは光沢めっきが施されてい
る。そして、このキャン２の上面中央部には、当該部分
を適宜の大きさだけ例えば矩形状に切除して形成された
開口に、赤外線透過性材料よりなる窓材をはんだ付けす
ることにより赤外線透過性窓４が形成されている。な
お、５はキャン２の開放下端部に形成される鍔部、６は
赤外線透過性窓４の接着剤である。 【０００９】前記ステム３は、例えば厚さ１ｍｍ程度の
銅板からなり、その上面には段部３ａが突設されてい
る。そして、このステム３には、２本の信号取り出し用
のリードピン７が厚み方向に貫設され、その貫通部に
は、図示してないが、リードピン７とステム３とを電気
的に絶縁するためにガラス溶着が施されている。なお、
７ａはステム３の下面に適宜の手法で突設されるアース
用リードピンである。 【００１０】８は感温素子で、図３に示すように、二種
の熱電材料９，１０を接続した複数の熱電対を直列に接
続したサーモパイルよりなり、ベース部材としての例え
ばＳｉ基板１１の上面に形成されるＳｉＯ2 などの絶縁
性薄膜１２上に、冷接合部１３が外側に、温接合部１４
が内側にそれぞれ位置するように環状に形成されてなる
ものであり、その冷接合部１３がステム３と熱的に結合
された状態でステム３の上面に設けられる。なお、１５
は信号取り出しワイヤで、リードピン７に接続されてい
る。また、１６はＳｉ基板１１の下面側に形成される熱
容量を小さくするための開口である。 【００１１】１７は感温素子８の赤外線入射側に位置
し、感温素子８やピン７，７ａの上端を覆うようにして
設けられる絞り部材で、ステム３の段部３ａの上面にこ
れと熱的に結合されるようにして設けられている。この
絞り部材１７は、例えば銅のように熱伝導性の良好な素
材よりなり、例えば円筒状のキャップ状に形成され、そ
の天面１８には、赤外線透過性窓４から入射する赤外線
１９を感温素子８に入射させるための例えば丸孔２０が
開設されている。そして、図示する例では、前記丸孔２
０の下部側（感温素子８側）の周壁２１は下方に開いた
球面凹部状に形成されており、赤外線透過性窓４から入
射する赤外線１８を余すところなく通過させ、感温素子
８に入射することができるようにしてある。 【００１２】上記熱型赤外線検出器においては、感温素
子８を載置するステム３が感温素子８と熱的に結合され
ているとともに、赤外線透過性窓４から入射する赤外線
１９の感温素子８への入射を妨げないようにしてステム
３上に設けられる絞り部材１７がステム３と熱的に結合
されている、したがって、感温素子８の冷接合部１３と
絞り部材１７とがステム３を介して熱的に結合されてい
ることになる。 【００１３】そして、前記熱型赤外線検出器の周囲温度
が急激に変化すると、熱容量の小さいキャン２が最初に
温度変化するが、感温素子８の冷接合部１３と絞り部材
とがステムを介して熱的に結合されているので、絞り部
材１７と感温素子８の冷接合部１３とはほぼ同じ温度に
なる。したがって、絞り部材１７から感温素子８に対し
てノイズとなる余分な赤外線が入射されるのが防止さ
れ、つまり、キャン２から輻射される赤外線が感温素子
８に入射することがなくなり、感温素子８には本来の測
定すべき赤外線透過性窓４から入射する赤外線１９のみ
が入射するので、過渡的な出力変動は生じず、精度の高
い検出を行うことができる。 【００１４】ところで、熱型赤外線検出器は、放射温度
計のセンサとして使用されることがあるが、この場合、
感温素子８の視野（感温素子８に入射する赤外線の入射
角度）が広がっていると、測定距離（温度検出対象と感
温素子８との間の距離）によって視野の大きさが変化
し、温度測定を正確に行うことが困難であるが、上述の
ように、感温素子８の赤外線入射側に絞り部材１７を設
けることにより、感温素子８の視野が制限され、測定距
離による出力の変化がなくなり、より精度の高い温度測
定が可能になる。 【００１５】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく、種々の変形して実施することができる。
例えば、キャン２をアルミニウムやフェルニコなどの鉄
系合金で形成してあってもよい。そして、ステム３を、
銅板とアルミニウム（またはフェルニコなどの鉄系合
金）板などとを適宜重ね合わせた合板構造の金属部材で
形成してもよい。 【００１６】 【発明の効果】この発明は、以上のような形態で実施さ
れ、以下のような効果を奏する。すなわち、この発明の
熱型赤外線検出器においては、容器外の温度が急激に変
化するようなことがあっても、出力の変動を防止するこ
とができ、精度高い検出を行うことができる。また、前
記熱型赤外線検出器を放射温度計のセンサーとして用い
る場合、感温素子の視野が巧みに制限されることによ
り、測定距離によって出力が変化することがなく、温度
測定をより高精度に行うことができる。
とからなる容器内に感温素子を設けた熱型赤外線検出器
に関する。 【０００２】 【従来の技術】物体の温度を非接触で測定する温度測定
装置の一つに、容器内にサーモパイルよりなる感温素子
を設けた熱型赤外線検出器がある。この熱型赤外線検出
器は、周囲の温度揺らぎなどの影響を少なくするため、
図４に示すように、容器内に収容することが一般に行わ
れている。すなわち、図４において、４０はキャン４１
とステム４２とからなる容器で、キャン４１には赤外線
透過窓４３が形成されている。４４はサーモパイルより
なる感温素子で、ステム４２と熱的に結合された状態で
ステム４２の上面に載置されるようにして容器４０内に
設けられている。なお、４５は赤外線透過窓４３を固定
するための接着剤、４６は信号取り出し用のリードピン
である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
熱型赤外線検出器においては、その周囲温度に急激な変
化があった場合、感温素子４４を載置しているステム４
２よりも熱容量の小さいキャン４１の方が早く温度変化
する。そして、感温素子４４は、その周囲の全ての赤外
線の影響を受けるので、容器４０内部に温度変化が生ず
ると、赤外線透過窓４３から容器４０内に入射する本来
の赤外線に基づく信号以外に出力が生ずることになり、
結果として出力に過渡的な変動が生じ、検出精度が低下
するといった不都合があった。 【０００４】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、周囲温度が急激に変化するよう
なことがあっても、出力の変動を防止することができ、
精度高い検出を行うことのできる熱型赤外線検出器を提
供することである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、赤外線透過性窓を有するキャンとス
テムとからなる容器内に、感温素子の冷接合部を前記ス
テムと熱的に結合するようにして設けた熱型赤外線検出
器において、前記感温素子の赤外線入射側に熱伝導性の
良好な絞り部材を設け、この絞り部材を前記ステムと熱
的に結合している。 【０００６】上記構成よりなる熱型赤外線検出器におい
ては、周囲温度が急激に変化した場合、熱容量の小さい
キャンが最初に温度変化するが、感温素子の冷接合部と
絞り部材とがステムを介して熱的に結合されているの
で、絞り部材と感温素子の冷接合部とはほぼ同じ温度に
なる。したがって、絞り部材によって感温素子に対して
ノイズとなる余分な赤外線が入射されるのが防止され、
感温素子には本来の測定すべき赤外線のみが入射するの
で、過渡的な出力変動は生じず、精度の高い検出を行う
ことができる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの
実施の形態を示す。まず、図１および図２において、１
は下部側が開放された筒状のキャン２と、このキャン２
の下部開口を閉塞するステム３とからなる容器で、両者
２，３は、例えば圧接によって接合される。 【０００８】前記キャン２は、例えば厚さ０．３ｍｍ程
度の銅板をプレス加工によりハット状に形成したもの
で、その外面は鏡面あるいは光沢めっきが施されてい
る。そして、このキャン２の上面中央部には、当該部分
を適宜の大きさだけ例えば矩形状に切除して形成された
開口に、赤外線透過性材料よりなる窓材をはんだ付けす
ることにより赤外線透過性窓４が形成されている。な
お、５はキャン２の開放下端部に形成される鍔部、６は
赤外線透過性窓４の接着剤である。 【０００９】前記ステム３は、例えば厚さ１ｍｍ程度の
銅板からなり、その上面には段部３ａが突設されてい
る。そして、このステム３には、２本の信号取り出し用
のリードピン７が厚み方向に貫設され、その貫通部に
は、図示してないが、リードピン７とステム３とを電気
的に絶縁するためにガラス溶着が施されている。なお、
７ａはステム３の下面に適宜の手法で突設されるアース
用リードピンである。 【００１０】８は感温素子で、図３に示すように、二種
の熱電材料９，１０を接続した複数の熱電対を直列に接
続したサーモパイルよりなり、ベース部材としての例え
ばＳｉ基板１１の上面に形成されるＳｉＯ2 などの絶縁
性薄膜１２上に、冷接合部１３が外側に、温接合部１４
が内側にそれぞれ位置するように環状に形成されてなる
ものであり、その冷接合部１３がステム３と熱的に結合
された状態でステム３の上面に設けられる。なお、１５
は信号取り出しワイヤで、リードピン７に接続されてい
る。また、１６はＳｉ基板１１の下面側に形成される熱
容量を小さくするための開口である。 【００１１】１７は感温素子８の赤外線入射側に位置
し、感温素子８やピン７，７ａの上端を覆うようにして
設けられる絞り部材で、ステム３の段部３ａの上面にこ
れと熱的に結合されるようにして設けられている。この
絞り部材１７は、例えば銅のように熱伝導性の良好な素
材よりなり、例えば円筒状のキャップ状に形成され、そ
の天面１８には、赤外線透過性窓４から入射する赤外線
１９を感温素子８に入射させるための例えば丸孔２０が
開設されている。そして、図示する例では、前記丸孔２
０の下部側（感温素子８側）の周壁２１は下方に開いた
球面凹部状に形成されており、赤外線透過性窓４から入
射する赤外線１８を余すところなく通過させ、感温素子
８に入射することができるようにしてある。 【００１２】上記熱型赤外線検出器においては、感温素
子８を載置するステム３が感温素子８と熱的に結合され
ているとともに、赤外線透過性窓４から入射する赤外線
１９の感温素子８への入射を妨げないようにしてステム
３上に設けられる絞り部材１７がステム３と熱的に結合
されている、したがって、感温素子８の冷接合部１３と
絞り部材１７とがステム３を介して熱的に結合されてい
ることになる。 【００１３】そして、前記熱型赤外線検出器の周囲温度
が急激に変化すると、熱容量の小さいキャン２が最初に
温度変化するが、感温素子８の冷接合部１３と絞り部材
とがステムを介して熱的に結合されているので、絞り部
材１７と感温素子８の冷接合部１３とはほぼ同じ温度に
なる。したがって、絞り部材１７から感温素子８に対し
てノイズとなる余分な赤外線が入射されるのが防止さ
れ、つまり、キャン２から輻射される赤外線が感温素子
８に入射することがなくなり、感温素子８には本来の測
定すべき赤外線透過性窓４から入射する赤外線１９のみ
が入射するので、過渡的な出力変動は生じず、精度の高
い検出を行うことができる。 【００１４】ところで、熱型赤外線検出器は、放射温度
計のセンサとして使用されることがあるが、この場合、
感温素子８の視野（感温素子８に入射する赤外線の入射
角度）が広がっていると、測定距離（温度検出対象と感
温素子８との間の距離）によって視野の大きさが変化
し、温度測定を正確に行うことが困難であるが、上述の
ように、感温素子８の赤外線入射側に絞り部材１７を設
けることにより、感温素子８の視野が制限され、測定距
離による出力の変化がなくなり、より精度の高い温度測
定が可能になる。 【００１５】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく、種々の変形して実施することができる。
例えば、キャン２をアルミニウムやフェルニコなどの鉄
系合金で形成してあってもよい。そして、ステム３を、
銅板とアルミニウム（またはフェルニコなどの鉄系合
金）板などとを適宜重ね合わせた合板構造の金属部材で
形成してもよい。 【００１６】 【発明の効果】この発明は、以上のような形態で実施さ
れ、以下のような効果を奏する。すなわち、この発明の
熱型赤外線検出器においては、容器外の温度が急激に変
化するようなことがあっても、出力の変動を防止するこ
とができ、精度高い検出を行うことができる。また、前
記熱型赤外線検出器を放射温度計のセンサーとして用い
る場合、感温素子の視野が巧みに制限されることによ
り、測定距離によって出力が変化することがなく、温度
測定をより高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の熱型赤外線検出器の一例を示す断面
図である。 【図２】前記熱型赤外線検出器の分解斜視図である。 【図３】前記熱型赤外線検出器で用いる感温素子の構成
を概略的に示す平面図である。 【図４】従来の熱型赤外線検出器を示す断面図である。 【符号の説明】 １…容器、２…キャン、３…ステム、４…赤外線透過性
窓、８…感温素子、１３…冷接合部、１７…絞り部材、
１９…赤外光。
図である。 【図２】前記熱型赤外線検出器の分解斜視図である。 【図３】前記熱型赤外線検出器で用いる感温素子の構成
を概略的に示す平面図である。 【図４】従来の熱型赤外線検出器を示す断面図である。 【符号の説明】 １…容器、２…キャン、３…ステム、４…赤外線透過性
窓、８…感温素子、１３…冷接合部、１７…絞り部材、
１９…赤外光。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 野村 俊行
京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地
株式会社堀場製作所内
(72)発明者 大須賀 直博
京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地
株式会社堀場製作所内
Ｆターム(参考） 2G065 AB02 BA11 BB20 BB46 CA21
DA20
2G066 BA08 BA31 BB01 BB11
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 赤外線透過性窓を有するキャンとステム
とからなる容器内に、感温素子の冷接合部を前記ステム
と熱的に結合するようにして設けた熱型赤外線検出器に
おいて、前記感温素子の赤外線入射側に熱伝導性の良好
な絞り部材を設け、この絞り部材を前記ステムと熱的に
結合したことを特徴とする熱型赤外線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351397A JP2003149045A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 熱型赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351397A JP2003149045A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 熱型赤外線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149045A true JP2003149045A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19163716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351397A Pending JP2003149045A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 熱型赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003149045A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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