[发明专利]红外线传感器、热检测元件及使用了它的热检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外线传感器、热检测元件及使用了它的热检测方法。

背景技术

红外线传感器基于其检测原理大致分为量子型和热型。其中，热型由于不需要用于应对噪声的冷却，所以备受注目，在人体感应传感器等中普及。这样的热型的红外线传感器具备吸收红外线的热能并产生温度变化而使电性质变化的热检测元件。

近年来，从高灵敏度化、高响应性等观点考虑，希望热检测元件的一个像素的大小非常小，期望电介质材料的薄膜化。因此，提出了以利用旋涂法制造的PZT为电介质材料的热释电传感器（参照专利文献1）。专利文献

专利文献1：日本特表2003-530538号公报

发明内容

然而，专利文献1中记载的红外线传感器还不能说是灵敏度充分的，从而寻求一种灵敏度更良好的红外线传感器。

本发明是鉴于上述状况而作出的，其目的在于提供能够提高红外线传感器的灵敏度的红外线传感器、热检测元件及使用了它的热检测方法。

解决上述课题的本发明的方式涉及一种红外线传感器，其特征在于，具备依次层叠有第1电极、电介质膜和第2电极的热检测元件以及电荷检测机构，上述电介质膜显示反铁电性，且在规定的测定环境下具有自发极化，上述电荷检测机构算出在上述自发极化变化的过程中流通的电流量，基于上述电流量的温度依赖性，检测上述热检测元件的热。

在上述方式中，使用显示反铁电性、且在规定的测定环境下具有自发极化的电介质膜，能够提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选上述电介质膜以在上述规定的测定环境下上述自发极化缓慢变化的方式构成。

由此，能够降低因自发极化而流通的电流的速度，可精度良好地算出电流量。

另外，优选上述电介质膜在（111）面优先取向。由此，能够抑制引起相变所需的电压的消耗量。

另外，优选上述第1电极和上述第2电极中的一方与电源连接，上述第1电极和上述第2电极中的另一方与上述电荷检测机构连接。

由此，能够以简易的构成实现基于上述电流量的温度依赖性的热检测。

另外，本发明的另一个方式涉及一种热检测元件，其特征在于，是依次层叠有第1电极、电介质膜和第2电极的热检测元件，上述电介质膜显示反铁电性，且在规定的测定环境下具有自发极化。

在上述方式中，使用显示反铁电性、且在规定的测定环境下具有自发极化的电介质膜，能够提高红外线传感器的灵敏度。

另外，本发明的另一个方式涉及一种使用了热检测元件的热检测方法，其特征在于，是使用了设置在第1电极和第2电极之间的电介质膜显示反铁电性、且在规定的测定环境下具有自发极化的热检测元件的热检测方法，具有对上述电介质膜施加使上述自发极化产生的电压的工序、和算出因上述自发极化而流通的电流量，基于上述电流量的温度依赖性，检测上述热检测元件的热的工序。

在上述方式中，使用显示反铁电性、且在规定的测定环境下具有自发极化的电介质膜，能够提高红外线传感器的灵敏度。

另外，优选使用将算出的上述电流量与基准值比较而得的差分来检测上述热检测元件的热。由此，可以基于所得到的差分的温度依赖性，进行热检测元件的热检测。

另外，优选上述基准值是在遮挡红外线的状态下由上述热检测元件产生的电流量、或者由不产生基于红外线的电阻变化的参照用热检测元件产生的电流量。由此，能够求出电流量之间的差分，能够减小每次测定产生的误差所带来的影响，因此能够提高红外线传感器的灵敏度。应予说明，得到上述差分的方法有利用电路构成来抵消的方法、通过运算处理来减去取得的数据的方法等。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的红外线传感器的简要构成的图。

图2是表示本发明的实施方式涉及的红外线传感器的简要构成的图。

图3是对规定测定环境下的电介质膜的能量状态图进行说明的示意图。

图4是表示实施例1的测定结果的时间图。

图5是表示实施例1～6的P-E曲线的图。

图6是对于实施例表示松弛电流的量的时间依赖性的图。

图7是对于实施例2～6表示电流-时间曲线的图。

图8是对于实施例2～4表示电荷量和温度的关系的图。

具体实施方式

以下，基于图1～图8，对本发明的实施方式详细进行说明。所述实施方式是本发明的一个方式，并不限定该发明，可以在本发明的范围内任意变更。应予说明，对图1～图8的构成部件中相同的部件标记相同符号，适当地省略了说明。