JPH05187918A - 焦電素子 - Google Patents
焦電素子Info
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- JPH05187918A JPH05187918A JP4021918A JP2191892A JPH05187918A JP H05187918 A JPH05187918 A JP H05187918A JP 4021918 A JP4021918 A JP 4021918A JP 2191892 A JP2191892 A JP 2191892A JP H05187918 A JPH05187918 A JP H05187918A
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- pyroelectric
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焦電基板の裏面に形成される電極の面積を小
さくすることにより、熱容量及び静電容量（素子容量）
を低減して電圧感度を向上させる。 【構成】 焦電基板１０の一方の主面である受光面に、
接続電極５により接続された２つの受光電極１ａ，１ｂ
を配設し、焦電基板１０の他方の主面に、受光電極１
ａ，１ｂと略同一の形状を有し、受光電極１ａ，１ｂと
対向する２つの対向電極２ａ，２ｂを配設するととも
に、焦電基板１０の他方の主面の両端部に外部接続用の
取付電極３ａ，３ｂを配設し、対向電極２ａ，２ｂと取
付電極３ａ，３ｂとを対向電極２ａ，２ｂより幅の狭い
リード電極４ａ，４ｂで接続する。
さくすることにより、熱容量及び静電容量（素子容量）
を低減して電圧感度を向上させる。 【構成】 焦電基板１０の一方の主面である受光面に、
接続電極５により接続された２つの受光電極１ａ，１ｂ
を配設し、焦電基板１０の他方の主面に、受光電極１
ａ，１ｂと略同一の形状を有し、受光電極１ａ，１ｂと
対向する２つの対向電極２ａ，２ｂを配設するととも
に、焦電基板１０の他方の主面の両端部に外部接続用の
取付電極３ａ，３ｂを配設し、対向電極２ａ，２ｂと取
付電極３ａ，３ｂとを対向電極２ａ，２ｂより幅の狭い
リード電極４ａ，４ｂで接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、焦電素子に関し、詳
しくは、焦電型赤外線センサなどに用いられる焦電素子
に関する。
しくは、焦電型赤外線センサなどに用いられる焦電素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】焦電型赤外線センサは、例えば、図３に
示すように、上面に電極２６が形成された基板２２を、
端子２７を有する金属製のステム２８上に載置し、基板
２２上に、焦電素子２３、抵抗チップ（リーク用抵抗）
２４、ＦＥＴ２５などを配設するとともに、リフロー半
田などの方法により、ステムピン２７ａ，抵抗チップ２
４，ＦＥＴ２５などを電極２６に半田付けし、これらの
各素子を、目的の波長を通過させるシリコン系材料など
からなる光学フィルタ（窓）２９を取り付けた金属製の
キャン３０を用いて封止することにより形成されてい
る。
示すように、上面に電極２６が形成された基板２２を、
端子２７を有する金属製のステム２８上に載置し、基板
２２上に、焦電素子２３、抵抗チップ（リーク用抵抗）
２４、ＦＥＴ２５などを配設するとともに、リフロー半
田などの方法により、ステムピン２７ａ，抵抗チップ２
４，ＦＥＴ２５などを電極２６に半田付けし、これらの
各素子を、目的の波長を通過させるシリコン系材料など
からなる光学フィルタ（窓）２９を取り付けた金属製の
キャン３０を用いて封止することにより形成されてい
る。
【０００３】このような焦電型赤外線センサにおいて用
いられる焦電素子２３は、図４に示すように、焦電体
（焦電基板）４０の一方の主面（受光面）に２つの受光
電極３１ａ，３１ｂを配設し、これを接続電極３５で接
続するとともに、図５に示すように、他方の主面（裏
面）に、上記受光電極３１ａ及び３１ｂと対向するとと
もに、焦電基板４０の端部にまで達する２つの裏面電極
（対向電極）３２ａ，３２ｂを配設することにより形成
されている。
いられる焦電素子２３は、図４に示すように、焦電体
（焦電基板）４０の一方の主面（受光面）に２つの受光
電極３１ａ，３１ｂを配設し、これを接続電極３５で接
続するとともに、図５に示すように、他方の主面（裏
面）に、上記受光電極３１ａ及び３１ｂと対向するとと
もに、焦電基板４０の端部にまで達する２つの裏面電極
（対向電極）３２ａ，３２ｂを配設することにより形成
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の焦
電素子においては、焦電基板４０の他方の主面（裏面）
に形成された裏面電極（対向電極）３２ａ，３２ｂが、
受光電極３１ａ，３１ｂと対向する対向電極部、取付電
極部（ＦＥＴなどの外部の素子との電気的接続のために
半田付けや導電ペーストの塗布などが行われる電極部）
及び対向電極部と取付電極部を接続するリード電極部を
兼ねており、その寸法が大きく、広い面積に形成されて
いる。そのため、大きなストレー容量が形成され、焦電
素子全体の静電容量（素子容量）が増大するとともに、
裏面電極（対向電極）全体の面積が大きいため、熱容量
が大きくなり電圧感度が低下するという問題点がある。
電素子においては、焦電基板４０の他方の主面（裏面）
に形成された裏面電極（対向電極）３２ａ，３２ｂが、
受光電極３１ａ，３１ｂと対向する対向電極部、取付電
極部（ＦＥＴなどの外部の素子との電気的接続のために
半田付けや導電ペーストの塗布などが行われる電極部）
及び対向電極部と取付電極部を接続するリード電極部を
兼ねており、その寸法が大きく、広い面積に形成されて
いる。そのため、大きなストレー容量が形成され、焦電
素子全体の静電容量（素子容量）が増大するとともに、
裏面電極（対向電極）全体の面積が大きいため、熱容量
が大きくなり電圧感度が低下するという問題点がある。
【０００５】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、熱容量及び静電容量が小さく、電圧感度に優れた
焦電型赤外線センサなどに用いられる焦電素子を提供す
ることを目的とする。
あり、熱容量及び静電容量が小さく、電圧感度に優れた
焦電型赤外線センサなどに用いられる焦電素子を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の焦電素子は、焦電基板の一方の主面であ
る受光面に、接続電極により接続された２つの受光電極
を配設し、焦電基板の他方の主面に、前記受光電極と略
同一の形状を有し、前記受光電極と対向する２つの対向
電極を配設するとともに、焦電基板の他方の主面の両端
部に外部接続用の取付電極を配設し、前記対向電極と前
記取付電極とを前記対向電極より幅の狭いリード電極に
より接続したことを特徴とする。
に、この発明の焦電素子は、焦電基板の一方の主面であ
る受光面に、接続電極により接続された２つの受光電極
を配設し、焦電基板の他方の主面に、前記受光電極と略
同一の形状を有し、前記受光電極と対向する２つの対向
電極を配設するとともに、焦電基板の他方の主面の両端
部に外部接続用の取付電極を配設し、前記対向電極と前
記取付電極とを前記対向電極より幅の狭いリード電極に
より接続したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】焦電基板の裏面に配設された対向電極が、焦電
基板の一方の主面に配設された受光電極と略同一の形状
に形成され、上記受光電極と対向する位置に配設されて
いるとともに、取付電極が焦電基板の裏面の両端側に配
設され、かつ、対向電極と取付電極が対向電極よりも幅
の狭いリード電極により接続されているため、焦電基板
の裏面（他方の主面）に形成される電極全体の面積が、
前述の従来の焦電素子の裏面電極の面積と比べて小さく
なり、熱容量が減少するとともに、形成されるストレー
容量が小さくなり、素子全体としての静電容量（素子容
量）が減少して焦電素子の電圧感度が向上する。
基板の一方の主面に配設された受光電極と略同一の形状
に形成され、上記受光電極と対向する位置に配設されて
いるとともに、取付電極が焦電基板の裏面の両端側に配
設され、かつ、対向電極と取付電極が対向電極よりも幅
の狭いリード電極により接続されているため、焦電基板
の裏面（他方の主面）に形成される電極全体の面積が、
前述の従来の焦電素子の裏面電極の面積と比べて小さく
なり、熱容量が減少するとともに、形成されるストレー
容量が小さくなり、素子全体としての静電容量（素子容
量）が減少して焦電素子の電圧感度が向上する。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。この実施例の焦電型赤外線センサ用の焦電素子に
おいては、図２に示すように、焦電体（焦電基板）１０
の一方の主面（受光面）に２つの受光電極１ａ，１ｂが
配設され、この２つの受光電極１ａ，１ｂが接続電極５
により接続されている。そして、焦電基板１０の他方の
主面（裏面）には、図１に示すように、上記受光電極１
ａ及び１ｂと略同一の形状を有し、かつ、受光電極１
ａ，１ｂと対向する対向電極２ａ，２ｂが配設されてい
る。さらに、焦電基板１０の裏面の両端部には、外部の
素子（ＦＥＴなど）と電気的接続を行うための取付電極
３ａ，３ｂが配設されており、この取付電極３ａ，３ｂ
と上記対向電極２ａ及び２ｂがリード電極４ａ，４ｂに
より電気的に接続されている。
する。この実施例の焦電型赤外線センサ用の焦電素子に
おいては、図２に示すように、焦電体（焦電基板）１０
の一方の主面（受光面）に２つの受光電極１ａ，１ｂが
配設され、この２つの受光電極１ａ，１ｂが接続電極５
により接続されている。そして、焦電基板１０の他方の
主面（裏面）には、図１に示すように、上記受光電極１
ａ及び１ｂと略同一の形状を有し、かつ、受光電極１
ａ，１ｂと対向する対向電極２ａ，２ｂが配設されてい
る。さらに、焦電基板１０の裏面の両端部には、外部の
素子（ＦＥＴなど）と電気的接続を行うための取付電極
３ａ，３ｂが配設されており、この取付電極３ａ，３ｂ
と上記対向電極２ａ及び２ｂがリード電極４ａ，４ｂに
より電気的に接続されている。
【０００９】このように、上記実施例の焦電素子は、焦
電基板１０の裏面に形成される電極の全体の面積が、図
５に示す従来の焦電素子の裏面電極（対向電極）の面積
より小さくなっている。
電基板１０の裏面に形成される電極の全体の面積が、図
５に示す従来の焦電素子の裏面電極（対向電極）の面積
より小さくなっている。
【００１０】ところで、一般的に知られる焦電型赤外線
センサの出力電圧の評価方法としては、角周波数ωで変
調された入射赤外線エネルギーの実効値ＩWに対する出
力電圧の実効値Ｖ0の比で与えられる電圧感度ＲVの値の
大きさで評価する方法があり、電圧感度ＲVは、下記の
式(1)から求められる。
センサの出力電圧の評価方法としては、角周波数ωで変
調された入射赤外線エネルギーの実効値ＩWに対する出
力電圧の実効値Ｖ0の比で与えられる電圧感度ＲVの値の
大きさで評価する方法があり、電圧感度ＲVは、下記の
式(1)から求められる。
【００１１】 ＲV＝（η・ρ）／（ω・ＣV・ｔ・Ｃ） ……(1) 但し、η ：放射効率 ρ ：焦電係数 ＣV：熱容量 ｔ ：焦電素子の厚み Ｃ ：素子容量
【００１２】そして、上記実施例の焦電素子を、前述の
図４，５に示した従来の焦電素子と比較すると、放射効
率η，焦電係数ρ，角周波数ω，焦電素子の厚みｔは一
定であるが、熱容量ＣVと素子容量Ｃが異なる。
図４，５に示した従来の焦電素子と比較すると、放射効
率η，焦電係数ρ，角周波数ω，焦電素子の厚みｔは一
定であるが、熱容量ＣVと素子容量Ｃが異なる。
【００１３】まず、熱容量ＣVについて検討すると、従
来の焦電素子の裏面電極の面積を１とした場合に、上記
実施例の焦電基板の裏面に形成された電極の全面積は約
０．６８となり、電極の面積が小さくなる分だけ熱容量
ＣVも小さくなる。これを焦電素子全体で考えると、従
来の焦電素子の熱容量ＣVを１とした場合に、上記実施
例の焦電素子の熱容量ＣVは０．９８となる。
来の焦電素子の裏面電極の面積を１とした場合に、上記
実施例の焦電基板の裏面に形成された電極の全面積は約
０．６８となり、電極の面積が小さくなる分だけ熱容量
ＣVも小さくなる。これを焦電素子全体で考えると、従
来の焦電素子の熱容量ＣVを１とした場合に、上記実施
例の焦電素子の熱容量ＣVは０．９８となる。
【００１４】次に、素子容量Ｃについて検討すると、従
来の焦電素子のストレー容量ＣSを１とした場合に、上
記実施例の焦電素子のストレー容量ＣSは０．４５とな
る。これを焦電素子全体の素子容量Ｃで考えると、従来
の焦電素子の素子容量Ｃを１とした場合に、上記実施例
の焦電素子の素子容量Ｃは０．９３となる。
来の焦電素子のストレー容量ＣSを１とした場合に、上
記実施例の焦電素子のストレー容量ＣSは０．４５とな
る。これを焦電素子全体の素子容量Ｃで考えると、従来
の焦電素子の素子容量Ｃを１とした場合に、上記実施例
の焦電素子の素子容量Ｃは０．９３となる。
【００１５】したがって、上記実施例の電圧感度Ｒ
V1は、 ＲV1＝（η・ρ）／（０．９８×０．９３・ω・ＣV・ｔ・Ｃ） ≒１．１０×（η・ρ）／（ω・ＣV・ｔ・Ｃ） ＝１．１０ＲV となり、従来の焦電素子に比べて約１０％電圧感度が向
上することがわかる。
V1は、 ＲV1＝（η・ρ）／（０．９８×０．９３・ω・ＣV・ｔ・Ｃ） ≒１．１０×（η・ρ）／（ω・ＣV・ｔ・Ｃ） ＝１．１０ＲV となり、従来の焦電素子に比べて約１０％電圧感度が向
上することがわかる。
【００１６】上記実施例における焦電基板の他方の主面
（裏面）の電極の形状は、あくまでもこの発明の一実施
例に過ぎず、この発明の焦電基板の裏面に形成される取
付電極やリード電極などの具体的形状は、上記実施例の
形状に限定されるものではなく、この発明の効果を損わ
ない範囲において、種々の形状に形成することが可能で
ある。したがって、電圧感度ＲVは、上記実施例の値と
は異なる値をとる場合があるが、いずれにしても、従来
の焦電素子と比べて焦電基板の裏面に形成される電極全
体の面積を減少させることが可能であり、熱容量及び静
電容量（素子容量）を低減して電圧感度を向上させるこ
とができる。
（裏面）の電極の形状は、あくまでもこの発明の一実施
例に過ぎず、この発明の焦電基板の裏面に形成される取
付電極やリード電極などの具体的形状は、上記実施例の
形状に限定されるものではなく、この発明の効果を損わ
ない範囲において、種々の形状に形成することが可能で
ある。したがって、電圧感度ＲVは、上記実施例の値と
は異なる値をとる場合があるが、いずれにしても、従来
の焦電素子と比べて焦電基板の裏面に形成される電極全
体の面積を減少させることが可能であり、熱容量及び静
電容量（素子容量）を低減して電圧感度を向上させるこ
とができる。
【００１７】
【発明の効果】上述のように、この発明の焦電素子は、
焦電基板の受光面に配設された受光電極と略同一の形状
を有する対向電極を、焦電基板の裏面（他方の主面）
の、上記受光電極と対向する位置に配設するとともに、
焦電基板の裏面の両端側に取付電極を配設し、かつ、対
向電極と取付電極とを対向電極よりも幅の狭いリード電
極により接続するようにしているので、焦電基板の裏面
に形成される電極全体の面積が減少し、熱容量が小さく
なるとともに、ストレー容量の形成が抑制され、素子全
体としての静電容量（素子容量）が減少して焦電素子の
電圧感度が向上する。
焦電基板の受光面に配設された受光電極と略同一の形状
を有する対向電極を、焦電基板の裏面（他方の主面）
の、上記受光電極と対向する位置に配設するとともに、
焦電基板の裏面の両端側に取付電極を配設し、かつ、対
向電極と取付電極とを対向電極よりも幅の狭いリード電
極により接続するようにしているので、焦電基板の裏面
に形成される電極全体の面積が減少し、熱容量が小さく
なるとともに、ストレー容量の形成が抑制され、素子全
体としての静電容量（素子容量）が減少して焦電素子の
電圧感度が向上する。
【図１】この発明の一実施例にかかる焦電素子の他方の
主面（受光面の裏面）を示す図である。
主面（受光面の裏面）を示す図である。
【図２】この発明の一実施例にかかる焦電素子の受光面
を示す図である。
を示す図である。
【図３】焦電型赤外線センサの構成を示す分解斜視図で
ある。
ある。
【図４】従来の焦電素子の受光面を示す図である。
【図５】従来の焦電素子の他方の主面（受光面の裏面）
を示す図である。
を示す図である。
１ａ，１ｂ 受光電極 ２ａ，２ｂ 対向電極 ３ａ，３ｂ 取付電極 ４ａ，４ｂ リード電極 １０ 焦電基板
Claims (1)
- 【請求項１】 焦電基板の一方の主面である受光面に、
接続電極により接続された２つの受光電極を配設し、焦
電基板の他方の主面に、前記受光電極と略同一の形状を
有し、前記受光電極と対向する２つの対向電極を配設す
るとともに、焦電基板の他方の主面の両端部に外部接続
用の取付電極を配設し、前記対向電極と前記取付電極と
を前記対向電極より幅の狭いリード電極により接続した
ことを特徴とする焦電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021918A JPH05187918A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 焦電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021918A JPH05187918A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 焦電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187918A true JPH05187918A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=12068461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4021918A Pending JPH05187918A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 焦電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05187918A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102822646A (zh) * | 2011-02-24 | 2012-12-12 | 日本碍子株式会社 | 热电元件及其制造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0227530B2 (ja) * | 1982-04-16 | 1990-06-18 | Horton Ind | |
| JPH04293277A (ja) * | 1991-03-22 | 1992-10-16 | Horiba Ltd | 焦電型赤外検出器 |
| JPH04346037A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-01 | Daishinku Co | 焦電型赤外線センサ |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP4021918A patent/JPH05187918A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0227530B2 (ja) * | 1982-04-16 | 1990-06-18 | Horton Ind | |
| JPH04293277A (ja) * | 1991-03-22 | 1992-10-16 | Horiba Ltd | 焦電型赤外検出器 |
| JPH04346037A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-01 | Daishinku Co | 焦電型赤外線センサ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102822646A (zh) * | 2011-02-24 | 2012-12-12 | 日本碍子株式会社 | 热电元件及其制造方法 |
| CN102822646B (zh) * | 2011-02-24 | 2014-12-17 | 日本碍子株式会社 | 热电元件及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980512 |