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专利名称：红外线接收元件以及使用该种元件的红外线传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于接收由物体幅射出的红外线(以下简称为IR)的热电式红外线接收元件，以及使用该红外线接收元件的红外线传感器。
热电式IR接收元件传统上应用在用于感知热，温度，人体的接近等方面的传感器中。现有技术的热电式IR接收传感器的结构如图36所示。
如图36中所示，两对电极2A和2B，以及2C和2D面对面形成在一基底1的上表面和下表面1A和1B上。基底1的二侧均由导电性粘接物4A和4B固定在位于基座3上的台面3A和3B上。
基底1可以是例如PbTiO3或Pb(Ti+Zr)O3陶瓷的铁电性材料，LiTaO3的单晶体，或是高分子化合物(compound)PVF2。箭头P的方向为基底1材料中热电系数最大的方向，在下面的描述中，箭头P所指引的方向被称为是“极化方向”。
电极2A至2D是由例如NiCr等IR吸收材料制成的。电极2A至2D用蒸气沉积法，溅射法或网板印刷法制成。位于基底1的上表面1A上的电极2A和2C分别用做为IR传感部。电极2A至2D分别具有相同的矩形形状。电极2A至2D由导线或图中未示出的导电图案同外部电路相连接。二套电极2A和2B，以及2C和2D分别构成电容器的形式，图37中示出了现有技术IR接收元件的等效电路。
当IR到达电极2A和2C表面的时候，IR的能量被转化为热能，且电极2A和2C的表面温度上升。当基底1温度变化时由于热电材料的自发极性的变化而使基底1中产生了热电电荷。基底材料1中热电电荷的发生可以经图37中所示的等效电路中的场效应管FET和电阻R通过电压信号的变化而被感知。其结果是，可以探测到IR进入到IR接收元件。
当基底1周边的温度发生了变化时，由于基底1与基座3的热胀系数有所不同，如图38所示，基底1产生翘曲。由于基底1的热电材料也表现出压电效应，所以基底1的翘曲导致产生了所不希望产生的电荷。当由于基底1的压电效应而使局部充电的电荷被放电时，这种放电在观察中表现为一种所不期望的，被称为是“爆米花”的噪声信号。
为了减少“爆米花”噪声的发生，发明人已提出了如在日本专利申请公告Hei10-2793中描述的，以悬臂形式构造IR接收部的的方法。具体地说，U型的狭缝形成于基底1上并围绕着电极2A至2D的三个边。通过这种构造，IR接收部被基本上形成在悬臂之上，所以既使在基底1局部翘曲的情况下，在IR接收部也不会有应力产生。其结果是，可以降低“爆米花”噪声的发生。
然而，只采用上述U型狭缝很难完全防止“爆米花”噪声的发生。如图4所示，现有技术的基底1是由各部分极化方向相同的一致极化材料构成的。当基底1在除了以悬臂方式形成的IR接收部之外的地方因基底1与基座3间的热胀系数不同而发生局部翘曲时，由于在无导体图案形成的翘曲部分上发生压电效应而产生了所不希望的电荷。这些不期望的电荷通常因与基底1周围流动的离子相偶合而消失。有时，这些所不期望的电荷放电至邻近的导体图案，电路基底或是金属壳体中，所以很少观察到“爆米花”噪声。
发明人已经仔细试验并考虑了“爆米花”噪声的发生原因，并且发现当因基底1和粘接剂4A,4B的底座3之间热胀系数不同有应力而施加到基底1上，或当有外部机械振动施加于基底1时，基底1材料的压电效应成为排出所不期望的电荷的瞬时触发器。
本发明的目的是提供一种IR接收元件，其中很少会产生“爆米花”噪声，同时提供一种使用该接收元件的IR传感器。
根据本发明的红外线接收元件包括一用热电材料制造且具有至少一个被狭缝所围绕的悬臂部分的基底，其中，基底中至少一部分的悬臂部以同一方向被均匀极化，同时基底的其余部分上包含有被以随机方式极化的部分；而且至少有一对电极分别放置在悬臂部分的上，下表面上。
根据本发明的红外线传感器包括一红外线接受元件；一底座，用于固定红外线接受元件；一与红外线接收元件相连的电路板，其中红外线接受元件用于检测到达红外线接收元件的红外接收部的红外线；一基架，用来支撑红外线接收元件、基座、电路基底，以及一个带可允许红外线穿过的窗口的盖体，其中基底由热电材料制成并具有至少一由狭缝所环绕的悬臂部分，其中基底中的悬臂部分上至少有一部分被在同一方向上一致极化，且基底的其余部分中包括有被随机极化的部分；以及至少一对电极，其分别位于悬臂部分的上，下表面之上。
通过上述结构，IR接收部被形成于悬臂部分之上，这样既使当基底周边温度发生了变化IR接收部也不易翘曲。这样，在IR接收部分上不会因热电材料制成的基底产生压电效应而产生电荷。此外，基底上除IR接收部分以外的大部分区域是以随机方式极化的，所以当基底被局部弯曲时，由于压电效应在各个小区域所产生的电荷将因极化的随机方向而被消除。这样，所不期望的电离子不易在基底上被充电，并且，既使当因基底与基座或支撑基底的粘性物间热胀系数不同而产生的应力被施加到基底上时，或是当有外部机械振动施加于基底上时，也很少发生所不期望的电荷放电的情况。其结果是，很少观察到有“爆米花”噪声产生。


图1是一平面图，示出的本发明第一实施例中的热电式IR接收元件的基底的上表面的结构；图2是一底视图，示出了第一实施例的基底的下表面的结构；图3示出了第一实施例基底上的极化区域；图4是一象征性视图，示出了基底上单一极化区域的极化向量的方向；图5是一象征性视图，示出了基底上多极化区域的极化向量的方向；图6是一剖面图，示出了第一实施例中极化基底的方法；图7是一剖面图，示出了第一实施例中的热电式IR接收元件的结构；图8是一剖面图，示出了当基底翘曲时，第一实施例中的IR接收元件发生的效应；图9是一透视图，示出了第一实施例中的IR传感器的结构；图10是一电路图，示出了第一实施例中的IR接收元件的等效电路；图11是一平面视图，示出了本发明第二实施例中热电式IR接收元件的基底的上表面的结构；图12是一底视图，示出了第二实施例中基底的下表面的结构；图13示出了第二实施例中基底的极化区域；图14是一剖面图，示出了第二实施例中的基底的极化方法；图15是一透视图，示出了第二实施例中的IR传感器的结构；图16是一电路图，示出了第二实施例中的IR接收元件的等效电路；图17是一平面图，示出了本发明第三实施例中的热电式IR接收元件的基底上表面结构；图18是一底视图，示出了第三实施例中基底的下表面的结构；图19示出了第三实施例中基底的极化区域；图20是一剖面图，示出了第三实施例中用于极化基底的方法；图21是一平面图，示出了本发明第四实施例中的热电式IR接收元件的基底的上表面结构；图22是一底视图，示出了第四实施例中基底的下表面的结构；图23示出了第四实施例中基底的极化区域；图24是一剖面图，示出了第四实施例中对基底进行极化的方法；图25是一电路图，示出了第四实施例中IR接收元件的等效电路图；图26是一平面图，示出了本发明第五实施例中的热电式IR接收元件基底的上表面的结构；图27是一底视图，示出了第五实施例中基底的下表面的结构；图28示出了第五实施例中基底的极化区域；图29是一剖面图，示出了第五实施例中基底的极化方法；图30是一图表，示出了在用来证明本发明效果的实验中对样本所施加的一个热周期的波形图；图31是一图表，示出了在示波器上观察到的“爆米花”噪声的波形图；图32是一表格，示出了实验中使用的样本的屈强比；图33是一个平面图，示出了在上述实施例中对U形狭缝的修改方式；图34是一平面图，示出了上述实施例中的U形狭缝的另一种修改方式；图35是一平面图，示出了上述实施例中的U形狭缝的再一种修改方式；图36是一剖面图，示出了现有技术热电式IR接收元件的结构；图37是一电路图，示出了现有技术IR接收元件的等效电路图；且图38是一剖面图，示出了现有技术IR接收元件基底的翘曲问题。
下面将描述本发明第一实施例，图1示出了根据第一实施例的热电式IR接收元件的基底的平面视图。图2示出了基底的底视图。
如图1和2所示，二条U形狭缝12A和12B以对称方式形成在基底10上，以便两个矩形区域11A和11B以悬臂方式被基底10所支撑。以下将矩形区域11A和11B称为“悬臂部”。U形狭缝12A和12B分别具有一对侧狭缝和一与其相连的底缝。一对矩形电极13A和13B被设置于基底10的上表面10A和下表面10B的悬臂部11A的大致中心位置。类似地，一对矩形电极13C和13D被设置于基底10的上表面10A和下表面10B的悬臂部的大致中心位置。电极13A至13D具有大致相同的尺寸。电极13A和13C作为IR接收部。电极13A和电极13B在基底上下二侧彼此相对，电极13C和与电极13D也在基底上下二侧彼此相对设置。U形狭缝12A和12B环绕电极13A至13D的三边，以使IR接收部被以悬臂方式支撑于基底10上。电极13A至13D是靠蒸气沉降法，溅射法或网板印刷法形成的。
一对端子14A和14B，其分别与外电路相连，被设置在上表面10A上和基底10的二端的附近。电极13A与端子14A由一导电平电缆(导电图案)15相连，且电极13C经导电平电缆15B与端子14B相连接。电极13B和13D被导电平电缆15C相连接。图10示出了第一实施例中的IR接收元件的等效电路，其为二电容之串连。
图3示出了基底10的极化分布情况，二块阴影区域10C分别与作为IR接收部的电极13A和13C相对应，被如图4所示一致地极化，并被称为“被一致极化的单一性区域”。未带阴影的剩余区域10D如图5所示是一些由被以随机方式极化的或是未被极化的小块区域混合而成的区域，被称为“多样性区域”。
下面参照图6描述极化图3中所示的基底10的方法。在图6中示出的基底10是在沿图1和图2中的A-A线做剖切之后所看到的。一具有足以极化热电材料的预定电压的直流电源20被连接在端子14A和电极13B，以及端子14B和电极13D之间，一加热器21被用来在必要时加热基底10。
基底10由铁电性材料例如PbTiO3或Pb(Ti+Zr)O3陶瓷，LiTaO3的单晶体或是高分子化合物PVF2构成。基底10的厚度例如在几十μm至几百μm范围内。基底10事先已被处理成以随机方式极化。当基底10被加热到等于或高于居里点的温度时，基底10的材料由铁电相转化成顺电相，以致基底10的极性成为随机状态。另一种方法是，在热电基底刚刚完成晶体成长或煅烧过之后随机极化状态也是可用的。
利用上述结构，当直流电源20提供了电压时，电场只产生于电极13A和13B以及电极13C和13D之间，以使基底10上与IR接收部相对应的区域被一致地极化。极化条件通常取决于热电基底10的材料。发明人已经试验过并发现例如当以商品化的锂钽单晶体作为基底10的材料时，在温度区域为150至200摄氏度的条件下，有必要施加一个等于或大于107V/m的非常大的电场。
由于基底10的厚度非常薄，大约为几十μm至几百μm所以当高电压在大气压条件下施加到基底10的上表面10A和下表面10B之间时，很容易发生电介质被击穿的问题。因此最好是在真空环境下，或是在电绝缘气体例如N2,CO2,SF6等环境下对基底10进行极化处理。
图7示出了使用上述基底10的热电式IR接收元件的结构，如在图7中所见到的，基底10的二侧由导电粘接物32A和32B固定在形成于基座30上的台面31A和13B上。端子14A和14B依靠导电粘接物32A和32B分别与外电路相连接。热电式IR接收元件的等效电路图的结构与图37中所示的结构大致相同，因此不再赘述。
即使当基底10的环境温度发生变化，且基底10如图8所示因基底10与及基座30间的热胀系数差异而发生了翘曲时，悬臂部11A,11B被分别以悬臂方式支持，所以悬臂部11A和11B也不会翘曲。不会因基底10产生的压电效应而有电荷在悬臂部11A和11B处起电。再有，10C区域以外的基底10上的区域10D如图5中所示由以随机方式极化的各小块区域所构成，所以因基底弯曲时的压电效应而产生的电荷可以被随机极化方式所消灭。这样，根据本发明第一实施例的热压式IR接收元件很难产生“爆米花”噪声。
图9示出了第一实施例中的上述热电式IR接收元件的IR传感器结构。IR传感器100包括IR接收元件101；一三维电路块102，其上安装有IR接收元件101；一安装架103，有三根销子104A至104C自其上伸出；以及一个带有可透过IR的窗口106的盖体105。电路块102的顶端起到具有台面31A和31B的基座30的作用。一IC芯片107固定在位于电路块前壁上的IC芯片固持器上。一对稳定器108形成在前壁的下端，电路块102靠这对固定器固定在安装架103上。
当IR透过窗口106到达IR接收元件101时，IR的能量转化成热能，同时电极13A和13C的温度上升。当基底10的温度发生变化时，由于热电材料的自发极化的变化而导致热电电荷的产生。基底10中的热电电荷的产生可以经由等效电路中的电阻R与场效应管FET的电压信号的变化而被感知，如图37所示。其后果是，可以检测到IR进入到IR接收元件之中。
下面描述本发明的第二实施例，在上述第一实施例中，使用的IR接收传感器具有二个IR接收部，通常被称为“双重式IR接收元件”。第二实施例中的IR接收传感器具有4个IR接收部，被称为是“4重式IR接收元件”。下面将主要解释第一与第二实施例之间的差异，共同之处不再赘述。
图11示出了根据第二实施例的热电式IR接收元件的基底的平面图。图12示出了基底的底视图。如图11和12所示，4个U形狭缝112A至112D形成在基底110上，所以在基底110上构成了4个悬臂部111A至111D。各U形狭缝112A至112D大致与U形狭缝12A或12B相同。4对矩形电极113A和113B,113C和113D,113E和113F，以及113G和113H分别被设置在基底110的上表面110A和下表面110B的悬臂部111A至111D的大致中心的位置上。电极113A,113C,113E和113G起到IR接收部的作用。
一对端子114A和114B，其分别与外部电路相连，被设置在基底110的上表面110A两端附近。电极113A和113C被导电平电缆115A连接在端子114A，且电极113E和113G被导电平电缆115B连至端子114B。类似地，一对与外部电路相连接的端子114C和114D被设置在基底110的下表面110B两端附近。电极113B和113D由导电平电缆115D连接至端子114D，且电极113F和113H由导电平电缆115C连接至端子114C。二对端子114A和114C，以及114B和114D在例如导电性粘接处理之后被短路。图16中示出了第二实施例中的IR接收元件的等效电路，其为4个电容器的并联电路。
图13示出了基底110的极化方式。4块阴影区域110C其分别与作为IR接收部的电极113A,113C,113E和113G相对应，被如图4所示一致地极化，未标阴影的其余区域110D是如图5所以分别以随机方式极化的许多小区域的混合体。
一种极化图14所示的第二实施例中基底110所用的方法与第一实施例中所述的方法大致相同。然而，电极113E与113G与端子114B相连接，且电极113F和113H与端子114C相连，所以直流电源20连接于端子114B和114C之间，至于图14中未示出的电极113A至114D，其应用方式大致相同。
图15中示出了第二实施例的IR传感器，第二实施例中的IR传感器的多数细节与第一实施例(见图9)相同，只是IR接收部数目不一致。对于此IR传感器在此不再赘述。
下面将描述本发明的第三实施例，第三实施例是关于双重式IR接收元件，是对第一实施例的一个修正。以下描述第一实施例与第三实施例之间的不同之处，相同点则不再赘述。
图17示出了根据第三实施例的热电式IR接收元件的基底平面图。图18示出了基底的底视图。图17与图1相同。图18进一步示出了设置在基底10的下表面10B上的二个端子14C和14D。端子14C和14D分别具有朝向导电平电缆15A和15B的凸出部。第三实施例中的IR接收元件的等效电路图与图10中示出的第一实施例的相同。
图19示出了基底10的极化方式。阴影区域10C,10E和10F分别与做为IR接收部的电极13A,13C相对应，端子14A(或14C)与14B(或14D)，以及电缆15A和15B被如图4所示一致极化。未带阴影的剩余区域10D是如图5所示的以随机方式分别极化的许多小区域的混合体。
下面结合图20描述对图19所示的基底10进行极化的方法。在图20中，基底10呈现的是沿图17和18中的A-A线剖切后的情况。一个可移动的带有一加热器21的扁平电极22与电极13B和13D的表面以及端子14C和14D表面紧密地接触。具有足以极化热电材料的预定电压的直流电源20经地线连接于端子14A,14D和扁平电极22之间，加热器用于在必要时加热基底10。
利用上述结构，当施加来自直流电源20的电压时，在上表面10A上的导电图案(即，电极13A和13B，端子14A和14B以及平电缆15A和15B)与扁平电极22之间产生了电场。基底10上被一致极化的区域扩展到大于IR接收部。然而端子对14A和14C以及14B与14D将分别被例如导电粘接物所短路。这样，既使由于环境变化引起一致极化区域产生了能引起“爆米花”噪声的电荷，电荷也会在那些短路区域上很快地与其他离子相偶合，这样就不会观察到由所不期望的电荷引起的电信号。
下面将描述本发明的第四实施例，首先，图25示出了第四实施例的IR接收元件的等效电路图。将图10和图25相对比，第四实施例中的等效电路是二个电容的并联电路，而在第一实施例中是二个电容的串联。下面将主要描述第一实施例与第四实施例之间的差别，共同之处不再赘述。
图21示出了根据本发明第四实施例的热电式IR接收元件的基底的平面图。图22示出了基底的底视图。如在图21中所见到的，一位于基底210的上表面210A上左端处定位的端子214A与位于右端处定位的电极213C依靠一导电性平电缆215A相连接，同时在基底210的上表面210A的右端处定位的端子214B与在左侧定位的电极213A依靠导电平电缆215B相连接。如图22所示，在基底210的下表面210B的下表面的左端定位的端子214C与在左侧定位的电极213B依靠导电平电缆215C相连接，同时在基底210的下表面210B的右端定位的端子214D与在右侧定位的电极213D依靠导电平电缆215D相连接。利用这种结构，形成在二对电极214A和214B与214C与214D之间的二对电容以并联方式连接，U形狭缝212A和212B与第一实施例中的12A和12B大致相同。
图23示出了基底210的极化方式。分别与做为IR接收部的电极213A和213C相对应的阴影区域210C,210E和210F，端子214A(或214C)和214B(或214D)以及电缆215C和215D，如图4所示被一致极化。未加阴影的剩余部分210D为如图5所示被分别以随机方式极化的许多小区域的混合体。
下面参照图24，对图23中所示基底210的极化方法进行说明。图24中所示为将图21和图22沿C-C线剖切的的基底10。一个带加热器21的可移扁平电极22同电极213A和213C的表面，以及端子214A和214B的表面紧密接触。一具有足以极化热电材料的预定电压的直流电源20经地连接在电极213B和213D或端子214C和214D与平电极22之间，加热器在必要时用于加热基底210。
利用上述结构，当施加直流电源20的电压时，电场产生在扁平电极22与下表面210B的导电图案(即，电极213B和213D，端子214C和214D以及平电缆215C和215D)之间。被一致极化的基底210部分扩展至大于IR接收部分。但是，端子对214A和214C，以及214B和214D将例如被导电粘接物所短路。因此，即使因环境的变化导致产生“爆米花”噪声的电荷发生于一致极化区域之上，电荷也会很快地在那些短路区域上很快地与其他离子等相偶合，所以不会观察到由所不期望的电荷引起的电信号。
下面将描述本发明的第五实施例，第五实施例是对上述第二实施例的一种修正。第五实施例的IR接收元件的等效电路与图16所示第二实施例的相同。下面主要介绍第五实施例与第二实施例的不同，相同之处不再赘述。
图26示出了根据第五实施例的热电式IR接收元件的基底的平面图，图27示出了基底的底视图，如图26和27所示，基底的上表面110A和下表面110B的导电图案大致相同。
在基底110的上表面110A的左端定位的端子114A通过导电平电缆115A与电极113A和113G相连接。位于基底110的上表面110A右端的端子114B经导电平电缆115B与电极113C和113E相连接。位于基底110下表面110B左端的端子114C经导电平电缆115C与电极113D和113F相连接。位于基底110的下表面110B的右端的端子114D通过导体平电缆115D与电极113B和113H相连接。
图28示出了基底110的极化方式。4个与做为IR接收部的电极113A，113C,113E和113G相对应的阴影区域110C，二个与端子114A(或114C)与114B(或114D)相对应的阴影区110E，与电缆115A和115C重叠区相对应的阴影区110F，以及与电缆115B和115D的重叠区相对应的阴影区110G均被如图4所示一致极化。剩下的未带阴影的区域110D是如图5所示以随机方式分别极化的多个小区域的混合体。
图29示出了极化第五实施例中基底110的方法。在图29中，示出了沿图26,27中D-D线剖切的基底110。在端子114A和114C之间以及端子114B和114D之间连接有一直流电源20，加热器21用于在必要时对基底110进行加热。
利用上述结构，当施加上直流电源20的电压时，在电极113A和113B,113C和113D,113E和113F,113G和113H之间，在端子114A和114C,114B和114D之间，在平电缆115A和115C的重叠区域，以及在平电缆115B和115D的重叠区之间产生了电场。基底110被一致地板化的部分扩展为大于IR接收区。然而端子对114A和114C，以及114B和114D将分别被例如导电粘接剂短路。这样，既使由于环境变化使能引起“爆米花”噪声的电荷产生于一致极化区域，电荷也会很快地在那些短路区域与其他离子等相偶合，因此不会观察到由所不期望的电荷引起的电信号。
发明人已经进行了试验来证明本发明的效果。图30示出了一个施加到本实验样品上的加热周期。在图30中，温度梯度保持为1.0℃/min，时间T1,T3和T4分别为30min，同时时间段T2为0min，图31示出了从示波器观察到的“爆米花”噪声的波形。图32示出了该样品的屈强比。对于图32被至少观察出一次噪声的样品被认为是有缺陷的样品。
样品1对应于一预定数量的不含有U形狭缝的现有技术4重性IR接收元件，其中整个热电基底区域被一致极化。样品2对应于一预定数量的带有U形狭缝的现有技术的4重性IR接收元件。其中整个热电基底被一致极化。样品3对应于预定数目的不带U形狭缝的现有技术4重性IR接收元件，其中与IR接收部分对应的基底被一致极化，而剩余部分以随机方式极化。样品4对应于预定数目的根据如图26所示第五实施例的4重性IR接收元件。在样品4中，U形狭缝围绕IR接收部形成。与IR接收部相对应的基底部分，端子及平电缆的重叠部分，如图28所示，均被一致极化。端子与平电缆的重叠部在基底上，下表面之间被短路。基底其余部分被随机极化。样本的其他条件如尺寸，导电图案和安装结构均一样，这种样本被气密容纳于一隔室之中且室中温度变化的控制如图30所示。
如图32所示，具有本发明特征结构的样本4的屈强有明显提高。还发现，U形狭槽与热电基底的极化图案相结合有助于减少在热电式IR接收元件中发生“爆米花”噪声。特别是当基底材料为具有低导电性材料如LiTaO3单晶片时，应用本发明很有效。据认为基底材料的导电性越低，所不期望的电荷越容易在基底中被充电。
在上述实施例中，对U形狭缝的端部没进行详细描述，可以将U形狭缝112A...(12A...)的端部112X构造成圆形以降低应力集中，如图33所示。另外，也可以将U形狭缝112A...(12A...)的二端112Y弯向狭缝内部，如图34所示。另一种方法是如图35所示，在U形狭缝112A...(12A...)的二端构造直径大于缝宽度的圆孔112Z。通过这种结构，当在基底110(10)与安装基底的底座之间存在热胀系数差而使基底110发生翘曲时，施加到悬臂部111A...(11A...)端部的应力可以被U形狭槽112A...(12A...)的圆形端部112X，弯曲端112Y或圆孔112Z有效地吸收。
此外，在上述实施例中，对基底的极化是在各基底10或110完成构造如电极13A或113A，端子14A或114A等导电图案后进行的，然而也可以同时对形成在同一片热电材料单晶片上形成的带有导体图案的基底进行极化，然后再用切割方法从晶片上切出各基底10或110。
还有，也可以对包含有在图33至35中以交叉线区域表示出的U型狭缝12A或112A二个端部的悬臂部11A或111A的悬臂端附近进行随机极化，通过这种结构，可以减少“爆米花”噪声的产生。
在上述实施例中，红外线传感器最好是温度传感器，热传感器或人体传感器。
虽然已参照附图通过实例对本发明进行了全面描述，但应当明白，本领域技术人员还可以作出各种修改，除非这种修改已脱离了本发明的精神实质，否则都将落入本发明当中。
本申请基于日本专利申请，序列号No.HEI 11-360043，该申请于1999年12月17日在日本提交，其内容在此引为参考。
权利要求
1．一种红外线接收元件，包括一由热电材料制成的基底，该基底具有至少一被狭缝环绕的悬臂部分其中至少基底悬臂部的一部分被在同一方向上一致极化，且基底的其余部分包括一以随机方式极化的部分；且至少一对电极分别设置在悬臂部的上，下表面上。
2．根据权利要求1所述的红外线接收元件，其中基底剩余部分的全部被以随机方式极化。
3．根据权利要求1所述的红外线接收元件，其中与电极相连的导电图案被进一步设置在基底的上，下表面上，位于导电图案之间的基底中的部分被在同一方向上一致极化，同时通过基底彼此相面对的二个导电图案被在外部短路。
4．根据权利要求1所述的红外线接收元件，其中至少在包含狭缝二端的悬臂部分的悬臂端部附近被以随机方式极化。
5．根据权利要求1所述的红外线接收元件，其中基底整体在电极构成之前被以随机方式极化，同时通过向电极之间施加预定电压来将电极之间的基底部分一致极化。
6．根据权利要求3所述的红外线接收元件，其中，在形成电极之前整个基底被以随机方式极化，并且通过向导电图案之间施加预定电压来对电极之间和导电图案之间的基底部分进行一致极化。
7．根据权利要求1所述的红外线接收元件，其中，狭缝的二端被弯向悬臂部内侧。
8．根据权利要求1所述的红外线接收元件，其中，在狭缝二端形成有圆孔。
9．根据权利要求1所述的红外线接收元件，其中，狭缝是一环绕矩形悬臂部分的三个边的U形狭缝。
10．根据权利要求3所述的红外线接收元件，其中，设置有多个悬臂部，用以构成多个红外线接收部，并且形成有导电图案用来串联连接至少二个红外线接收部分。
11．根据权利要求3所述的红外线接收元件，其中，设有多个悬臂部，用以构成多个红外线接收部，并且形成有导电图案，用来并联连接至少二个红外线接收部。
12．根据权利要求3所述的红外线接收元件，其中多个悬臂部对称设置以构成多个红外线接收部。
13．一种红外线传感器，包括一红外线接收元件；一用来固定红外线接收元件的基座；一同红外线接收元件相连，用来检测红外线到达红外线接收元件的红外线接收部的电路基底；一用来支撑红外线接收元件的支架；基座，电路基底，以及带有允许红外线穿过的窗口的盖体，其中红外线接收元件包括由热电材料制成，并且具有一个被狭缝所包围的悬臂的基底，其中基底上的悬臂部的至少一部分在同一方向上被一致极化，且基底的其余部分包括以随机方式极化的部分；还有至少一对电极，分别位于悬臂部的上，下表面上。
14．根据权利要求13所述的红外线传感器，其中基底上全部剩余部分都被以随机方式极化。
15．根据权利要求13所述的红外线传感器，其中，在基底的上，下表面上还进一步设置有与电极相连的导电图案，导电图案间的基底部分被在同一方向上一致极化，并且经基底彼此面对面设置的二导电图案被在外部短路。
16．根据权利要求13所述的红外线传感器，其中至少在含有狭缝二端部的悬臂部的悬臂端附近被以随机方式进行了极化。
17．根据权利要求13所述的红外线传感器，其中，整个基底在形成电极之前被以随机方式极化，且通过在电极之间施加一预定电压来使电极之间的基底区域被一致极化。
18．根据权利要求17所述的红外线传感器，其中整个基底在形成电极之前被以随机方式极化，并且通过在导电图案之间施加预定电压使电极与导电图案之间的基底部分被一致极化。
全文摘要
在一种用于感受温度,热或人体接近的红外线传感器中,红外线接收部被形成在由热电材料制成的悬臂部上。各悬臂部的三条边被U形狭缝所包围,以使红外线接收部即使在基底因温度变化而翘曲的情况下也不会出现问题。做为红外线接收部的基底悬臂部被在同一方向上被一致极化,并且其余部分被以随机方式极化以减少噪声的发生。
文档编号G01J5/34GK1300934SQ00135550
公开日2001年6月27日 申请日期2000年12月18日 优先权日1999年12月17日
发明者柳生博之, 松嶋朝明, 井狩素生, 高田裕司, 谷口良, 西村真, 宫川展幸, 川岛雅人 申请人:松下电工株式会社