專利名稱：紅外線檢測元件、使用該紅外線檢測元件的紅外線傳感器裝置和紅外線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用熱電體檢測紅外線的紅外線檢測元件、使用該紅外線檢測元件的紅外線傳感器裝置(unit)和紅外線檢測裝置。
背景技術(shù)：
近年來，充分利用熱電型紅外線傳感器能非接觸進行物體檢測和溫度檢測的性能，用于微波爐的烹調(diào)物溫度測定、空調(diào)器的室內(nèi)溫度控制、或者自動門及報警裝置的人體檢測等，可以預見今后其利用范圍會不斷地擴大。
一般紅外線傳感器利用由LiTaO3結(jié)晶等構(gòu)成的熱電體的熱電效果，利用這種熱電體的自發(fā)極化，不斷地產(chǎn)生表面電荷。在大氣中的穩(wěn)定狀態(tài)下，與大氣中的電荷結(jié)合，在電氣上保持中性。當紅外線一射入該傳感器，熱電體的溫度就變化，與此相應，熱電體表面的電荷狀態(tài)也并發(fā)生變化，中性狀態(tài)被破壞。這時，通過檢測在熱電體表面產(chǎn)生的電荷，能測定紅外線入射量，這就是紅外線傳感器。一般物體放出與其溫度相應的紅外線，因此利用這種紅外線傳感器能檢測物體的存在或溫度。
下面，參照附圖對作為本發(fā)明的背景技術(shù)的紅外線檢測元件進行說明。


圖11(a)表示說明本發(fā)明的背景技術(shù)的紅外線檢測元件平面圖。圖11(b)表示說明本發(fā)明的背景技術(shù)的紅外線檢測元件剖視圖。
在圖中，1是熱電體，在其上面具有極性為相反極性的、電連接的作為紅外線的吸收膜功能的一對矩形第1電極2、3，同時在其下面具有與第1電極2、3形狀相同的第2電極4、5。
由這種第2電極4、5和第1電極2、3構(gòu)成紅外線檢測單元。將紅外線檢測單元的2個第2電極4、5相反極性相反進行串聯(lián)或者并聯(lián)連接，第2電極4、5間的間隔通常與受光電極相同或者在0.8mm以上，這樣構(gòu)成沒有交調(diào)失真(cross talk)影響的雙元素(dual element)型紅外線檢測元件。
這種紅外線元件對紅外線檢測單元進行隔熱，同時利用熱電體1和熱電體支承體6與布線基板7連接。
在使用這樣構(gòu)成的紅外線檢測元件時，使用菲涅耳(Fresnel)透鏡等的光學系統(tǒng)，在檢測區(qū)域內(nèi)構(gòu)成多個元件形狀投影的檢測區(qū)域。這時，在例如人體等檢測對象沿著橫穿紅外線檢測單元的方向(X方向)移動時，因緊接著“+輸出”后立即產(chǎn)生“-輸出”，所以得到“峰對峰”的最大輸出。但是，在檢測對象平行于紅外線檢測單元(Y方向)移動時，因“+輸出”和“-輸出”同時產(chǎn)生，所以由于抵消(cancel)效果，而沒有輸出。
在日本特開平2-201228號公報中，公開了以直角三角形形狀作為紅外線檢測單元形狀的傳感器。
這種情況下，雖然沿X方向與Y方向都能得到輸出，但檢測對象在45度方向移動時，與前述的具有矩形紅外線檢測單元的紅外線元件相同，因“+輸出”和“-輸出”同時產(chǎn)生，所以由于抵消效果，而沒有輸出。
如前所述紅外線檢測元件，因用于照明和空調(diào)機等的家用商品中，所以要求對于檢測對象的運動是無方向性的。
本發(fā)明的目的在于提供無論對于任何方向的檢測對象的運動都能得到輸出的無方向性的紅外線檢測元件發(fā)明概述為達到前述目的，本發(fā)明的紅外線檢測元件，包括熱電體；和設置在這種熱電體上的極性為相反極性的、電連接的大致梯形的一對紅外線檢測單元，將一個所述紅外線檢測單元的大致梯形的上底和另一個所述紅外線檢測單元的大致梯形的下底沿同一方向配置。
本發(fā)明的紅外線傳感器裝置，包括在熱電體上將一個大致梯形的上底和另一個大致梯形的下底沿同一方向配置而構(gòu)成的紅外線檢測單元，和通過熱電體支承體與所述紅外線檢測單元電連接的布線基板。
本發(fā)明的紅外線檢測裝置，包括具有引出電極的固定底座，由極性為相反極性的、電連接的一對紅外線檢測單元組成的紅外線檢測元件，所述一對紅外線檢測單元配置在安裝于所述固定底座上的熱電體上，使一個大致梯形的上底和另一個大致梯形的下底沿同一方向配置，或者使一個大致三角形的長邊和另一個大致三角形的長邊相對配置，至少包圍住所述紅外線檢測元件而設置的圓筒形的密封體，覆蓋所述密封體的開口部分而設置的紅外線入射窗，由離開所述紅外線入射窗的上方而設置的、在像點距離附近具有所述紅外線元件的多個衍射型光學元件構(gòu)成的透鏡陣列。
本發(fā)明的紅外線檢測裝置，包括具有引出電極的固定底座，由極性為相反極性的、電連接的一對紅外線檢測單元組成的紅外線檢測元件，所述一對紅外線檢測單元配置在安裝于所述固定底座上的熱電體上，使一個大致梯形的上底和另一個大致梯形的下底沿同一方向配置，或者使一個大致三角形的長邊和另一個大致三角形的長邊相對配置，至少包圍住所述紅外線檢測元件而設置的圓筒形的密封體，由覆蓋所述密封體的開中口部分、在像點距離附近具有所述紅外線元件的多個衍射型光學元件構(gòu)成的紅外線入射窗透鏡陣列。
借助于具有前述的結(jié)構(gòu)，無論來自哪個方向的檢測對象進入，都因橫穿各紅外線檢測單元的面積不相同，所以即使同時產(chǎn)生相反極性的輸出，也不會抵消而能夠有輸出。
附圖簡要說明圖1(a)表示本發(fā)明實施例1的紅外線檢測元件的俯視圖。
圖1(b)表示本發(fā)明實施例1的紅外線檢測元件的A-A剖視圖。
圖2表示本發(fā)明實施例2的紅外線檢測元件的俯視圖。
圖3表示本發(fā)明其它實施例的紅外線檢測元件的俯視圖。
圖4表示本發(fā)明其它實施例的紅外線檢測元件的俯視圖。
圖5(a)表示本發(fā)明實施例3的紅外線傳感器裝置的俯視圖。
圖5(b)表示本發(fā)明實施例3的紅外線傳感器裝置的B-B剖視圖。
圖6(a)表示本發(fā)明其它實施例的紅外線傳感器裝置的俯視圖。
圖6(b)表示本發(fā)明其它實施例的紅外線傳感器裝置的B-B剖視圖。
圖7(a)表示本發(fā)明實施例4的紅外線傳感器裝置的俯視圖。
圖7(b)表示本發(fā)明實施例4的紅外線傳感器裝置的側(cè)視圖。
圖8表示本發(fā)明實施例5的紅外線傳感器裝置的側(cè)視圖。
圖9表示本發(fā)明實施例5的紅外線傳感器裝置的關(guān)鍵部分即衍射光學元件的剖視圖。
圖10表示本發(fā)明實施例6的紅外線傳感器裝置的側(cè)視圖。
圖11(a)表示說明本發(fā)明的背景技術(shù)的紅外線檢測元件平面圖。
圖11(b)表示說明本發(fā)明的背景技術(shù)的紅外線檢測元件剖視圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，參照附圖對實施本發(fā)明的最佳實施例進行說明。
實施形態(tài)1下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例1的紅外線檢測元件進行說明。
圖1(a)表示本發(fā)明實施例1的紅外線檢測元件的俯視圖。圖1(b)表示本發(fā)明實施例1的紅外線檢測元件的A-A剖視圖。
在圖中，11是由LiTaO3結(jié)晶構(gòu)成的熱電體。在這種熱電體11的上面是極性為相反極性的、電連接的濺射Ti、Cr、Pt、Au等所構(gòu)成的大致梯形的一對第1電極12、13，是將一個第1電極12的大致梯形的上底和另一個第1電極13的大致梯形的下底沿同一方向配置，具有作為紅外線吸收膜的功能。在這種第1電極12、13的隔一層熱電體11的下面具有濺射Ti、Cr、Pt、Au等所構(gòu)成的第2電極14、15，利用這種第2電極14、15和第1電極12、13，構(gòu)成紅外線檢測單元。最好是使紅外線檢測單元的第2電極14、15的形狀與隔一層熱電體11設置在上面的第1電極12、13相同，這樣就沒有寄生電容。
將紅外線檢測單元即第1電極12、13和第2電極14、15極性相反進行串聯(lián)或者并聯(lián)連接，第1電極12、13間的間隔通常與第1電極12、13相同或者在0.8mm以上，這樣構(gòu)成沒有交調(diào)失真(cross talk)影響的雙元素(dualelement)型紅外線檢測元件。
這種紅外線元件對紅外線檢測單元進行隔熱，同時利用熱電體11和熱電體支承體16與布線基板17連接。
下面，對如前所述構(gòu)成的紅外線檢測元件的動作進行說明。
在人體等檢測對象沿橫穿紅外線檢測單元的方向(X方向)移動時，第1電極12、13和第2電極14、15輸出極性是相反極性，檢測對象首先在進入第1電極12、13形成的檢測區(qū)域時輸出“+方向輸出”，接著，在進入第2電極14、15形成的檢測區(qū)域時輸出“-方向輸出”。傳感器輸出則得到“+輸出峰值”和“-輸出峰值”之間的寬度輸出。
另一方面，在檢測對象對于紅外線檢測單元(Y方向)移動時，雖然，檢測對象同時進入第1、第2電極12、13、14、15形成的檢測區(qū)域，但因第1電極12、13形成的檢測區(qū)域和第2電極14、15形成的檢測區(qū)域其大小有差別，所以前半部分為“+方向輸出”。然后，各檢測區(qū)域的大小連續(xù)變化，在后半部分為“一方向輸出”。傳感器輸出則得到“+輸出峰值”和“-輸出峰值”之間的寬度輸出。
在檢測對象沿45度方向移動時，檢測對象開始進入第1電極12、13形成的檢測區(qū)域，則“+方向輸出”。接著進入第1、第2電極12、13、14、15形成的檢測區(qū)域，開始第1電極12、13形成的檢測區(qū)域大，則“+方向輸出”，慢慢地第2電極14、15形成的檢測區(qū)域增大，則“一方向輸出”。然后，進入到僅由第2電極14、15形成的檢測區(qū)域，則“-方向輸出”。傳感器輸出則得到“+輸出峰值”和“-輸出峰值”之間的寬度輸出。
這樣，即使檢測對象從任何的方向進入，因橫穿紅外線檢測單元的面積不相同，所以即使同時產(chǎn)生“+輸出”和“-輸出”，都不會抵消而能夠有輸出。由此，對于來自任何方向的檢測對象的運動都能得到輸出。
實施例2下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例2的紅外線檢測元件進行說明。
圖2表示本發(fā)明實施例2的紅外線檢測元件的俯視圖。因圖2所示的本實施例與圖1所示的實施例1結(jié)構(gòu)上基本相同，所以相同結(jié)構(gòu)的部分附以相同的標號并省略其說明。本實施例與實施例1不同的地方在于在紅外線檢測單元的相對的大致梯形的斜邊上設置切口部21。
在圖2中，11是熱電體。在這種熱電體11的上面是極性為相反極性的、電連接的大致梯形的一對第1電極12、13，是將一個第1電極12的大致梯形的上底和另一個第1電極13的大致梯形的下底沿同一方向配置，具有作為紅外線吸收膜的功能。最好在這種第1電極12、13的隔一層熱電體11的下面具有與第1電極12、13大致相同形狀的第2電極14、15(在本圖中未圖示)，利用這種第1電極12、13和第2電極14、15構(gòu)成紅外線檢測單元。在作為這種紅外線檢測單元的至少第1電極12、13的相對的大致梯形的斜邊22上具有切口部21。
這樣，借助于至少在紅外線檢測單元的第1電極12、13上設置切口部21，在作為紅外線檢測單元的紅外線吸收膜功能的第1電極12、13的間隔之間即使人體等檢測對象出現(xiàn)微動，由第1電極12、13產(chǎn)生的檢測輸出因檢測對象不會同時移動相同面積，所以不會同時輸出，因此，即使檢測對象出現(xiàn)微動也能得到輸出。
此外，在本實施例中說明的切口部21也可如圖3所示，為與梯形的斜邊22垂直的大致矩形的切口部23，通過這樣，因檢測對象不會同時移動相同面積，所以由第1電極12、13產(chǎn)生的檢測輸出不會由于切口部23的變化量的差而抵消，能確保輸出。
此外，如圖4所示，也可在梯形的斜邊22上設置大致圓弧形的切口部23作為在本實施例中說明的切口部21，也能得到與大致矩形的切口部23相同的效果。
實施例3下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例3的紅外線傳感器裝置進行說明。
圖5(a)表示本發(fā)明實施例3的紅外線傳感器裝置的俯視圖。圖5(b)表示本發(fā)明實施例3的紅外線傳感器裝置的B-B剖視圖。
在圖5(a)和圖5(b)中，31是至少由單晶的氧化鎂構(gòu)成的基板，在基板31的表層部分的下部包括凹型的空洞32。在基板31的空洞的上方包括極性為相反極性的、電氣連接的由Pt等構(gòu)成的大致梯形的一對第2電極33、34。在這種第2電極33、34的上面包括電氣連接的由LiTaO2、PbTiO3、PzT單晶等組成的熱電薄膜35。在這種熱電薄膜35的上面包括由極性為相反極性的、電氣連接的具有作為紅外線吸收膜功能的NiCr等構(gòu)成的第1電極36、37，并將一個第1電極36的大致梯形的上底和另一個第1電極37的大致梯形的下底沿同一方向配置。用這種第1電極36、37及熱電薄膜35和第2電極33、34構(gòu)成紅外線檢測單元，為了對于外部雜光及傳感器本身的溫度變化具有抵消效果，所以形狀完全相同為佳。
另外具有由聚酰亞胺等構(gòu)成的層間絕緣膜38，使這種紅外線檢測單元的一個第1電極36、熱電薄膜35和第2電極33與相鄰的紅外線檢測單元的另一個第1電極37、熱電薄膜35和第2電極34在電氣上絕緣，同時保持在基板31的空洞32上方。此外，具有由聚酰亞胺等構(gòu)成的保護膜39，以便至少覆蓋基板31一側(cè)的紅外線檢測單元。這里，在相鄰的紅外線檢測單元間僅為層間絕緣膜38和保護膜39，熱傳導非常小。此外，紅外線檢測單元大小不超過約750μm的正方形，其厚度約3μm，是一種小型結(jié)構(gòu)。采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于紅外線檢測單元之間進行隔熱，因此特別不會在第1電極36、37間產(chǎn)生熱沖擊(stroke)，能改善熱電薄膜35的熱響應性，同時能實現(xiàn)小型及薄型化。此外，借助于以氧化鎂為主要成分的單晶作為基板31，因此不需要對熱電薄膜35進行自然配光用的強制取向工序。
此外，在本實施例中，紅外線檢測單元的第1電極36、37的形狀為大致梯形，但如圖6(a)及(b)所示那樣配置，即與一個大致三角形的長邊相對，也能達到相同的效果。
實施例4下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例4的紅外線傳感器裝置進行說明。
圖7(a)表示本發(fā)明實施例4的紅外線傳感器裝置的俯視圖。圖7(b)表示本發(fā)明實施例4的紅外線傳感器裝置的側(cè)視圖。
因圖7(a)及(b)所示的本發(fā)明的實施例4基本上與圖5(a)及(b)所示的本發(fā)明的實施例3結(jié)構(gòu)相同，所以對相同的結(jié)構(gòu)部分附以相同的標號并省略其說明。
與實施例3不同的地方在于包括一直貫穿到基板31相對的一對側(cè)面的空洞41。
31是由單晶的氧化鎂等構(gòu)成的基板，在基板31的表層部分的下部包括一直貫穿到相對的一對側(cè)面的空洞41。其它的結(jié)構(gòu)因與圖5所示的實施例3相同，所以省略其說明。
這樣，借助于包括一直貫穿到相對的一對側(cè)面的空洞41，因紅外線傳感器裝置整個面積小，能用薄片基板制作多個傳感器，所以有能降低成本的效果。
實施例5下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例5的紅外線傳感器裝置進行說明。
圖8表示本發(fā)明實施例5的紅外線傳感器裝置的側(cè)視圖。
在圖8中，61是具有引出電極(在本圖中未圖示)的固定底座。在這種固定底座61的上面安裝實施例1和實施例2中說明了的紅外線檢測元件62，以便與引出電極電連接。這種紅外線檢測元件62是至少由極性為相反極性的、電連接的一對紅外線檢測單元(在該圖中未圖示)組成的紅外線檢測元件，所述紅外線檢測單元配置在熱電體(在本圖中未圖示)上，并將一個大致梯形的上底和另一個大致梯形的下底沿同一方向配置，或者一個大致三角形的長邊和另一個大致三角形的長邊相對配置，在固定底座61的側(cè)面上至少包括包圍住這種紅外線檢測元件62的圓筒形密封體64，這種密封體63由鐵、鐵鎳鈷合金(Kovar)或者硅等構(gòu)成，用于屏蔽外部雜光和電磁噪聲。此外，利用硅或者在表面上設置用鍺和硫化鋅制成的濾光片的硅，設置紅外線入射窗65以覆蓋所述密封體64上面的開口部分。由這種紅外線入射窗65、密封體64和固定底座61圍住的空間66將紅外線67引入到紅外線檢測元件62中。
在這種空間66內(nèi)將低熱傳導氣體在大氣壓以下封入到空間66內(nèi)，形成以Xe、Kr或者氟利昂各單體或者它們的混合體為主要成分的低熱傳導氣體和氧氣加以混合的氣氛。如果作為低熱傳導氣體的氟利昂氣體是以CHClF2、CHCl2CF3、CH3CClF、CH3CClF3、C3HCl3F3等組成的HCFC系列為主要成分，則即使在氟利昂系列的氣體中低熱傳導率也在0.012W/mk以下，因在氟利昂系列的氣體中也是低熱傳導氣體，所以有能提高傳感器靈敏度的效果。同樣，如果作為低熱傳導氣體的氟利昂氣體是以CF3I為主要成分的CF3I系列，則即使在氟利昂系列的氣體中低熱傳導率也為0.0069W/mk，因在氟利昂系列的氣體中是最低熱傳導氣體，所以具有更加提高傳感器靈敏度的效果。
此外，在空間66內(nèi)包括用于吸附在空間66內(nèi)放出的游離氣體的由SiO2等組成的凝膠狀吸附劑(在本圖中未圖示)，借助于抑制游離氣體，能得到實現(xiàn)穩(wěn)定的傳感器檢測動作的效果。
此外，在離開紅外線入射窗65的上方的像點距離附近還包括由具有與前述紅外線檢測元件62相同的光學元件(在本圖中未圖示)的多個衍射型光學元件68構(gòu)成的透鏡陣列69。這種透鏡陣列69的衍射型光學元件68具有對應于透鏡的相位調(diào)制量的凹凸，例如，凹凸的圖案按照外周進行，周期變小，根據(jù)衍射現(xiàn)象聚光在一點上。這時，凹凸的槽的深度在衍射型光學元件68的整個區(qū)域中是一樣的，按照入射紅外線的波長設置這種凹凸槽的深度及表面形狀。其間距在幾～幾百微米，是深度為2-4微米的薄型結(jié)構(gòu)，利用干法刻蝕很容易進行制作。
如圖9所示，這種衍射型光學元件68具有凹凸形狀70，剖面為m級的階梯狀，這里，m＝8。如果這種入射紅外線的波長為λ，所述衍射型光學元件68的折射率為n，則這種凹凸形狀70的槽的最大深度t為(m-1)/m×λ/(n-1)。此外，隨著階梯數(shù)m增大，聚光效率增大，在m為16時，聚光效率提高到最大99％左右。這時，凹凸形狀70的槽的最佳的最大深度t大致為λ/(n-1)。因此，有能利用干法刻蝕法很容易進行制作的效果。
此外，在本實施例中，采用折射率3以上、至少包含Si或者Ge的物質(zhì)，或者包含Ga或者In的至少一種和As或者P的至少一種物質(zhì)，作為透鏡陣列的材料，能使槽深度變淺，使加工變得容易。這是因為這種折射率3以上，而槽的深度取決于波長/(折射率-1)的緣故。
實施例6下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例6的紅外線傳感器裝置進行說明。
圖10表示本發(fā)明實施例6的紅外線傳感器裝置的側(cè)視圖。因圖10所示的實施例基本上與圖8所示的實施例6結(jié)構(gòu)相同，所以在相同結(jié)構(gòu)的部分附以相同的標號并省略其說明。本實施例與實施例6不同的地方在于對于在實施例6中說明了的紅外線入射窗，在本實施例中是直接由多個衍射光學元件構(gòu)成的透鏡陣列組成的紅外線入射窗透鏡陣列。
在圖10中，64是至少包圍住這種紅外線檢測元件62的圓筒形密封體，置于固定底座61的側(cè)面。設置紅外線入射窗透鏡陣列71，以便覆蓋所述密封體64上面的開口部分。這種紅外線入射窗透鏡陣列71是在硅或者在表面上設置用鍺和硫化鋅制成的濾光片的硅上，構(gòu)成由多個衍射型光學元件68構(gòu)成的透鏡陣列69。
采用前述的結(jié)構(gòu)，則因包括使透鏡陣列和紅外線入射窗成為一個整體的紅外線入射窗透鏡陣列71，所以能降低成本，有能提供更加小型化的紅外線傳感器裝置的效果。
此外，在實施例5和實施例6中，將衍射光學元件68的凹凸圖案形狀做成橢圓形，借助于隨著這種橢圓形的中心位置向外部移動，慢慢地偏離所述橢圓形的一個長軸方向，校正光學象差。因此，即使在平面上制作衍射型光學元件也能達到?jīng)]有象差的效果。
工業(yè)上的實用性如前所述，本發(fā)明具有某一種紅外線檢測單元，所述紅外線檢測單元是極性為相反極性連接的大致梯形，該紅外線檢測單元的大致梯形的上底和另一個前述紅外線檢測單元的大致梯形的下底沿同一方向配置，或者是大致三角形的長邊和另一個大致三角形的長邊相對配置，通過這樣達到無論對于來自哪一個方向的檢測對象的運動，都能得到輸出的效果。
權(quán)利要求
1.一種紅外線檢測元件，其特征在于，包括熱電體；和設置在這種熱電體上的極性為相反極性的、電連接的大致梯形的一對紅外線檢測單元，將一個所述紅外線檢測單元的大致梯形的上底和另一個所述紅外線檢測單元的大致梯形的下底沿同一方向配置。
2.如權(quán)利要求1所述的紅外線檢測元件，其特征在于，紅外線檢測單元包括設置在所述熱電體某一面上的極性為相反極性的、電連接的大致梯形的具有吸收紅外線功能的第1電極，和設置在所述熱電體的其它面上的電連接的一對第2電極。
3.如權(quán)利要求1或2所述的紅外線檢測元件，其特征在于，在紅外線檢測單元的相對的大致梯形的斜邊上具有切口部。
4.如權(quán)利要求1或2所述的紅外線檢測元件，其特征在于，具有與紅外線檢測單元的相對的大致梯形的斜邊垂直的大致矩形的切口部。
5.如權(quán)利要求1或2所述的紅外線檢測元件，其特征在于，在紅外線檢測單元的相對的大致梯形的斜邊上具有大致圓弧形的切口部。
6.如權(quán)利要求3至5任一項所述的紅外線檢測元件，其特征在于，紅外線檢測單元至少具有第1電極。
7.如權(quán)利要求2所述的紅外線檢測元件，其特征在于，用同一形狀構(gòu)成第1電極和第2電極。
8.一種紅外線傳感器裝置，其特征在于，包括在熱電體上將一方大致梯形的上底和另一方大致梯形的下底沿同一方向配置的紅外線檢測單元，和與所述紅外線檢測單元通過熱電體支承體電連接的布線基板。
9.如權(quán)利要求8所述的紅外線傳感器裝置，其特征在于，紅外線檢測元件包括設置在熱電體某一面上的極性為相反極性的、電連接的大致梯形的具有吸收紅外線功能的第1電極，和設置在所述熱電體的其它面上的電連接的一對第2電極。
10.一種紅外線傳感器裝置，其特征在于，包括在表層部分具有空洞的基板，將設置在所述基板上方的一個大致梯形的上底和另一個大致梯形的下底沿同一方向配置的紅外線檢測單元，將相鄰的所述紅外線檢測單元電絕緣、并保持在所述基板的空洞上方而設置的層間絕緣膜，和至少設置成覆蓋所述層間絕緣膜和相對側(cè)的所述紅外線檢測單元的保護膜。
11.一種紅外線傳感器裝置，其特征在于，在表層部分具有空洞的基板，將設置在所述基板上方的一個大致三角形的長邊和另一個大致三角形的長邊相對配置的紅外線檢測單元，將相鄰的所述紅外線檢測單元電絕緣、并保持在所述基板的空洞上方而設置的層間絕緣膜，和至少設置成覆蓋所述層間絕緣膜和相對側(cè)的所述紅外線檢測單元的保護膜。
12.如權(quán)利要求10或11所述的紅外線傳感器裝置，其特征在于，紅外線檢測元件包括熱電薄膜，設置在所述熱電薄膜的上面的極性為相反極性的、電連接的大致梯形的具有吸收紅外線功能的第1電極，和設置在所述熱電薄膜的其它面上的電連接的一對第2電極。
13.如權(quán)利要求8至12任一項所述的紅外線檢測元件，其特征在于，在紅外線檢測單元的相對的大致梯形的斜邊上具有切口部。
14.如權(quán)利要求8至12任一項所述的紅外線檢測元件，其特征在于，具有與紅外線檢測單元的相對的大致梯形的斜邊垂直的大致矩形的切口部。
15.如權(quán)利要求8至12任一項所述的紅外線檢測元件，其特征在于，在紅外線檢測單元的相對的大致梯形的斜邊上具有大致圓弧形的切口部。
16.如權(quán)利要求9或權(quán)利要求12至15任一項所述的紅外線檢測元件，其特征在于，紅外線檢測單元至少具有第1電極。
17.如權(quán)利要求9或權(quán)利要求12至15任一項所述的紅外線檢測元件，其特征在于，用同一形狀構(gòu)成第1電極、熱電薄膜和第2電極。
18.如權(quán)利要求10或11所述的紅外線傳感器裝置，其特征在于，將空洞一直貫穿到基板的相對的一對側(cè)面。
19.如權(quán)利要求10或11所述的紅外線傳感器裝置，其特征在于，用至少以氧化鎂為主要成分的單晶構(gòu)成基板。
20.一種紅外線檢測裝置，其特征在于，包括具有引出電極的固定底座，由極性為相反極性的、電連接的一對紅外線檢測單元組成的紅外線檢測元件，所述一對紅外線檢測單元配置在安裝于所述固定底座上的熱電體上，使一個大致梯形的上底和另一個大致梯形的下底沿同一方向配置，或者使一個大致三角形的長邊和另一個大致三角形的長邊相對配置，至少包圍住所述紅外線檢測元件而設置的圓筒形的密封體，覆蓋所述密封體的開口部分而設置的紅外線入射窗，由離開所述紅外線入射窗的上方而設置的、在像點距離附近具有所述紅外線元件的多個衍射型光學元件構(gòu)成的透鏡陣列。
21.一種紅外線檢測裝置，其特征在于，包括具有引出電極的固定底座，由極性為相反極性的、電連接的一對紅外線檢測單元組成的紅外線檢測元件，所述一對紅外線檢測單元配置在安裝于所述固定底座上的熱電體上，使一個大致梯形的上底和另一個大致梯形的下底沿同一方向配置，或者使一個大致三角形的長邊和另一個大致三角形的長邊相對配置，至少包圍住所述紅外線檢測元件而設置的圓筒形的密封體，由覆蓋所述密封體的開口部分、在像點距離附近具有所述紅外線元件的多個衍射型光學元件構(gòu)成的紅外線入射窗透鏡陣列。
22.如權(quán)利要求20或21所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，衍射型光學元件具有大致橢圓形的凹凸形狀，隨著這種橢圓形的中心位置向外部移動，慢慢地偏離所述橢圓形的一個長軸方向。
23.如權(quán)利要求20或21所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，衍射型光學元件的凹凸形狀為剖面是m級階梯狀，如果入射紅外線的波長為λ，所述衍射型光學元件的折射率為n，則所述凹凸形狀的槽的最大深度為(m-1)/m×λ/(n-1)。
24.如權(quán)利要求20或21所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，透鏡陣列的折射率為3以上，至少由包含Si或者Ge的物質(zhì)、或者由包含Ga或者In的至少一種和As或者P的至少一種物質(zhì)構(gòu)成。
25.如權(quán)利要求20或21所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，以固定底座、密封體和紅外線入射窗圍住的空間形成低熱傳導氣體和氧氣的混合氣氛。
26.如權(quán)利要求25所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，低熱傳導氣體為Xe、Kr或者氟利昂單體、或者以它們的混合氣體為主要成分的氣體。
27.如權(quán)利要求26所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，作為氟利昂氣體，以HCFC系作為其主要成分。
28.如權(quán)利要求26所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，作為氟利昂氣體，以CF3I系作為其主要成分。
29.如權(quán)利要求25所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，在大氣壓以下將低熱傳導氣體密封入空間內(nèi)。
30.如權(quán)利要求25所述的紅外線檢測裝置，其特征在于，包括用于吸附在空間內(nèi)放出的游離氣體的吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用熱電體檢測紅外線的紅外線檢測元件、使用該紅外線檢測元件的紅外線傳感器裝置和紅外線檢測裝置,其目的在于,提供無論對于任何方向的檢測對象的運動都能得到輸出的無方向性的紅外線檢測元件。為達到這種目的,所述紅外線檢測元件包括設置在熱電體(11)上的極性為相反極性的、電連接的大致梯形的具有吸收紅外線功能的第1電極(12,13)和設置在熱電體(11)的其它面上的電連接的一對第2電極(14,15),將一個第1電極(12,13)的大致梯形的下底和另一個第2電極(14,15)的大致梯形的下底沿同一方向配置,達到無論對于來自任何方向的檢測對象的運動都能得到輸出的效果。
文檔編號G01J5/08GK1255970SQ99800122
公開日2000年6月7日 申請日期1999年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月13日
發(fā)明者藤川和彥, 增谷武, 中西努, 梅田真司, 小牧一樹, 三木勝政, 野村幸治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社