DE3425377A1

DE3425377A1 - Pyroelektrischer detektor

Info

Publication number: DE3425377A1
Application number: DE19843425377
Authority: DE
Inventors: Satoru Nagaokakyo Kyoto Ito
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-07-11
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1985-01-24
Anticipated expiration: 2004-07-11
Also published as: US4598163A; DE3425377C2; JPH0374331B2; JPS6018730A

Description

, BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen pyroelektrlschen Detektor gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei einem pyroelektrischen Detektor wird ein pyroelektrisches Material verwendet, in dem abhängig von der Menge einfallenden, infraroten Lichtes eine elektrische Ladung erzeugt wird. Dadurch· kann die Bewegung, die Temperatur oder ein anderer Zustand des Objektes, wie z. B. eines menschlichen Körpers, festgestellt werden.

Bekannterweise ist die Ansprechempfindlichkeit Rv eines pyroelektrischen Detektors durch folgende Gleichung (1) gegeben:

CJW

«A.R

ρ 1

_r)" 2 ...(D

Uf

A
R
G

Emissionsverhalten

pyroelektrischer Koeffizient (dPs/dPT)

Zerha ckerfrequenz

lichtempfangende Fläche

Widerstand

thermische Diffusionskonstante

elektrische Zeitkonstante

thermische Zeitkonstante

Wie in der US PS 3, 839, 640 und der GB-PS 1,447,372 angegeben, wird in großem Umfang ein duales Element verwendet, bei dem zwei lichtempfangende Elektrodenbereiche in Reihe mit entgegengesetzten Polaritäten auf einem Substrat elektrisch miteinander verbunden sind. Ein solcher Detektor dient z. B. zum Peststellen der Bewegung eines menschlichen Körpers. Er weist gute Ansprechempfindlichkeit bei niedriger Frequenz auf.

Murata Mfg. Co., Ltd. _: - PP-2271 -■

Anhand der Pig. 1 und 2 wird nun eine herkömmlicher pyroelektrischer Detektor vom Dualtyp mit Reihenverbindung mit entgegengesetzter Polarität beschrieben.

Ein Substrat 1 ist aus einem pyroelektrischen Material wie ζ. B. Pb (Zr, Ti)0-,-Keramiken, PbTiO,-Keramiken oder SrBaNb gebildet. Auf der lichtempfangenden Seite des Substrates sind Elektroden 2a und 2b und der Gegenseite sind Elektroden J5a und 3b den Elektroden 2a und 2b gegenüberstehend ausgebildet. Auf den Elektroden 2a und 2b sind Infrarotabsorptionsschichten 5 und 6 ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Elektroden 2a und 2b über einen Leiter 4 miteinander verbunden, während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 die Elektroden 3a und Jb ebenfalls über einen Leiter miteinander verbunden sind. Die Polarisationsachse des pyroelektrischen Substrates 1 ist durch Pfeile dargestellt. Es ist weiterhin ein FET (Feldeffekttransistor) 7 vorhanden, dessen Gate 8 mit der Elektrode 3& beim Aufbau gemäß Fig. 1 in Verbindung steht, während die Elektrode 3b geerdet ist. Beim Aufbau gemäß Fig. 2 ist das Gate 8 mit der Elektrode 2a verbunden, und die Elektrode 2b ist geerdet. Der FET 7 verfügt noch über einen Drain 10 und eine Source 11.

An den Drain 10 wird Gleichspannung angelegt, während Strahlung entweder auf die Elektrode 2a oder die Elektrode 2b oder auf beide nacheinander einwirkt, wodurch eine Tempcraturänderung im pyroelektrischen Substrat in bezug auf die Umgebungstemperatur hervorgerufen wird. Aufgrund der Temperaturänderung wird sofort eine elektrische Ladung im Substrat 1 aufgrund des pyroelektrischen Effekts hervorgerufen.

Es fließt dann ein elektrischer Strom im Widerstand, der durch einen Widerstand Rg zwischen den Elektroden 3a und 3b, dem Widerstandswert des pyroelektrischen Substrates 1 und dem Eingangswiderstand des FET 7 gebildet ist. An diesem

Gesamtwiderstand fällt die erzeugte Spannung ab. Die Spannung wird durch eine Sourcefolgerspannung des FET 7 impedanzgewandelt und der Gleichvorspannung als Spannungsänderung am Widerstand Rs überlagert, so daß an der Source Il ein Wechselspannungssignal abgegeben wird.

Beim Beispiel gemäß Flg. 1 hat die Elektrode 3a die Polarität minus (-) in bezug auf das Gate 8. Die ihr gegenüberstehende Elektrode 2a hat positive (+) Polarität. Die Elektrode 2b, die mit der Elektrode 2a über den Leiter 4 verbunden ist, hat negative (-) Polarität. Die ihr gegenüberstehende Elektrode 3b hat positive Polarität (+).

Beim Beispiel gemäß Fig. 2 weist die Elektrode 2a negative Polarität (-) in bezug auf das Gate 8 auf. Die ihr gegenüberstehende Elektrode J>a hat positive Polarität (+). Die mit der Elektrode 3a über den Leiter 4 verbundene Elektrode 3b hat negative Polarität; (-), und die ihr gegenüberstehende Elektrode 2b hat positive Polarität (+).

Ausgehend von obiger Gleichung (1) gilt für den Fall us T_E und UJt^ VS- 1 wegen G = hu^, 1/CR = Ct/^ und h = AC *t folgende Gleichung:

^HY°2

I₀ : absolute Dielektrizitätskonstante

£_r : Dielektrizitätskonstante

C : Kapazität

T^ : Dicke des pyroelektrischen Substrates

C : spezifische Wärme

Ki;rnt:i Mf₁;. Co. . Ltd. ... FP.-2271 - ■.

Aus der Gleichung folgt, daß eine kleine Dielektrizitätskonstante Cf für das Material des pyroelektrischen Substrates 1 zu bevorzugen ist. Jedoch weisen Pb(Ti, Zr)O,-Keramiken, PbTiO-,-Keramiken oder SrBaNb große Dielektrizitätskonstanten £_r mit Werten von 200 und mehr auf, so daß es schwierig ist, die Ansprechempfindlichkeit Rv ausgehend vom Material zu verbessern.

Wie a.us der rechten Seite von Gleichung (2) weiterhin ersichtlich ist, soll die Kapazität C so klein wie möglich sein. Da der pyroeiektrische Detektor mit Temperaturänderungen arbeitet, sollen auch die spezifische.Wärme C und die Dicke t klein sein. Änderungen der Größen £_r , A und t sind aber durch die Charakteristiken begrenzt, wodurch es erforderlich ist, einen Detektor mit kleiner Kapazität C zu bilden.

Da die Detektoren gemäß der Fig. 1 und 2 vom Dualtyp mit Reihenschaltung bei entgegengesetzter Polarität sind, ist die Kapazität C zwischen dem Gate 8 und dem Erdanschluß 9 halb so groß wie die Kapazität bei Einzeltypen, bei denen ein Paar einander gegenüberstehenden Elektroden auf beiden Flächen des Substrates ausgebildet ist. Die Detektoren gemäß den Fig. 1 und 2 sind jedoch dahingehend problematisch, daß die Ausgangsspannung nicht ausreichend hoch ist, da die Kapazität C nach wie vor groß ist und dadurch Aufladung durch den pyroelektrischen Strom zu lange dauert.

Weiterhin treten manchmal Unregelmäßigkeiten in bezug auf die Kapazitäten der zwei Teile beim Ausbilden der Elektroden oder der Dicke der absorbierenden Schichten auf, was zu unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit der beiden Teile führt. Pyroeiektrische Detektoren mit Reihenschal-

_ ₃ J 3Λ25377

tungen von Elektroden entgegengesetzter Polarität können also wegen folgender Tatsachen nicht voll zufriedenstellend verwendet werden:

1. Von außen eindringendes Licht wie Sonnenlicht kann durch die zwei Teile nicht ausreichend ausgeschaltet werden,

2. Schwingungsrauschen kann durch die zwei Teile nicht ausreichend ausgeschaltet werden und

3. auf Grund von Änderungen in der Umgebungstemperatur hervorgerufene elektrische Ladungen können durch die zwei Teile nicht ausreichend aufgehoben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pyroelektrischen Detektor mit verbessertem Ansprechverhalten, insbesondere besserer spezifischer Nachweisempfindlichkeit D anzugeben.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß mehrere Bereiche lichtempfangender Elektroden vorhanden sind, die jeweils in bezug auf Geradzahligkeit bzw. Ungeradzahligkeit gruppiert sind. Dadurch ist es möglich, verschiedene Einflüsse wie Änderungen in den Umgebungsbedingungen, z. B. von mechanischen Schwingungen oder Temperaturänderungen herrührend auszuschließen. Die Gesamtkapazität des Detektors ist gering, was zu verbessertem Ansprechverhalten, insbesonders besserer spezifischer Nachweisempfindlichkeit D wie auch zu den ausgezeichneten Eigenschaften in bezug auf Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen führt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. In der Figurenkurzbeschreibung sind auch die zum Stand der Technik bereits erläuterten Fig. 1 und 2 enthalten. Es zeigen:

Murata Mfg. Co., Ltd. • "■ 'PP-2571-' '

Pig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines herkömmlichen pyroelektrischen Detektors mit einem Dualelement mit Reihenschaltung von Elektroden entgegengesetzter Polarität;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer

weiteren bekannten Ausführungsform;

Pig. 3 eine schematisehe perspektivische Ansicht zum Erläutern einer erfindungsgemaßen Ausführungsform;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie I-I von

Fig. 3 in einem Zustand, in dem zusätzlich infrarotabsorbierende Schichten auf der Struktur gemäß Fig. 3 ausgebildet sind;

Fig. 5 ein Anschlußdiagramm für den Detektor gemäß den Fig. 3 und 4;

Fig. 6 ein Ersatzschaltbild für den pyroelektrischen Detektor gemäß den Fig. 3 und 4;

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein pyroelektrisches Bauteil mit einem Detektor gemäß den Fig. 3 und 4 in einem Gehäuse;

Fig. 8 ein Diagramm über die Beziehung zwischen Zerhackerfrequenz und Ausgangsspannung für den Detektor gemäß Fig. 7;

Fig. 9 Rauschverhalten eines bekannten und eines erfindungsgemäßen Detektors abhängig von der Um-

gebungs t emperatur;

Fig. 10-12 Ansichten weiterer erfindungsgemäßer Detektoren; und

Fig. 13 einen Querschnitt durch einen Detektor, in den das pyroelektrische Bauteil gemäß Fig. 11 eingebaut ist.

Das Detektorbauteil gemäß den Fig. 3-6, das in eingebautem Zustand in Fig. 7 dargestellt ist, weist ein pyroelektrisches Substrat 101 mit einer ersten Oberfläche auf, auf der Elektroden 111, 114, II5 und 118 ausgebildet sind. Auf der gegenüberliegenden Oberfläche sind Elektroden 112, 113, 116 und II7 ausgebildet. Die Elektroden 111 - 118 weisen jeweils in etwa Dreiecksform auf. Von den Elektrodax stehen sich die Elektroden 111 und 112, 113 und 114, II5 und II6 sowie II7 und IIS jeweils durch das Substrat 101 voneinander getrennt gegenüber. Auf der ersten Oberfläche des Substrates 101,

d. h. auf der hinteren Fläche in den Zeichnungen, sind die Elektroden 111 und II5 durch einen Schlitz 124 voneinander getrennt.Die Umrißlinie der beiden Elektroden zusammen ist in etwa rechteckig. Ebenso sind die Elektroden 114 und HS durch einen Schlitz 127 voneinander getrennt. Auch sie weisen rechteckige Umrißform auf. Die Elektroden 112 und II6 auf der anderen Fläche sind durch einen Schlitz 125 und die Elektroden 113 und II7 sind durch einen Schlitz 126 voneinander getrennt. Auch diese Elektrodenpaare weisen jeweils insgesamt Rechteckform auf. Die Elektroden 112 und II3 sind über einen Leiter II9, die Elektroden 114 und II5 über einen Leiter 120 und die Elektroden 116 und II7 über einen Leiter 121 miteinander verbunden. Die Elektroden 111 und 118 sind über Zuleitungselektroden 122 bzw. 123 kontaktiert.

Murata Mfg. Co., Ltd. FP--22-71

Die einander gegenüberstehenden Elektroden 111 und 112 bilden einen lichtempfangenden Elektrodenbereich a, die Elektroden 113 und 114 einen Bereich b, die Elektroden 115 und 116 einen Bereich c und die ebenfalls einander gegenüberstehenden Elektroden 117 und 118 bilden einen lichtempfangenden Elektrodenbereich d.

Wenn diese Bereiche a - d in Richtung von a - d durchnumeriert werden, sind die ungeradzahligen Bereiche die Bereiche a und c und die geradzahligen Bereiche sind die Bereiche b und d. Die ungeradzahligen Bereiche a und c sind am einen Ende in Längsrichtung des Substrates 101 zu einer Gruppe A angeordnet, während die geradzahligen Bereiche b und d am anderen Ende zu einer Gruppe B angeordnet sind. Die lichtempfangenden Elektrodenbereiche sind also in zwei Gruppen aufgeteilt.

Die Verbindung der Elektrodenbereiche a - d ist so ausgeführt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die lichtempfangenden Bereiche a und c der Gruppe A und die Bereiche b und d der Gruppe B sind elektrisch in der Reihenfolge a, b, c und d angeschlossen. Wenn davon ausgegangen wird, daß die lichtempl'angenden Elektrodenbereiche a - d jeweils individuelle pyroelektrische Bauteile sind, ergibt sich ein Ersatzschaltbild, wie dies in Pig. 6 dargestellt ist. In den Fig. 5 und 6 geben die Pfeile jeweils die Polarisationsachse des pyroelektronen Substrates wieder. Die Polarisationsaehsen stehen rechtwinklig zu den einander gegenüberstehenden Elektroden 111 - 118.

In den Fig. 4 und 5, jedoch nicht in Fig. 3, sind infrarotabsorbierende Schichten 128 und 129 dargestellt, die auf der Gruppe A bzw. der Gruppe B ausgebildet sind. Die infrarot-

absorbierende Schicht 128 ist im Bereich mit den Elektroden 112 und 116 und die Schicht 129 ist im Bereich der Elektroden 113 und HJ ausgebildet. Als Material für die Schichten 128 und 129 kommt ein solches mit hoher Leitfahigkeit wie z. B. Ni-Cr nicht in Frage, da die einander gegenüberstehenden Elektroden dicht beieinander angeordnet sind und daher ein organisches Material wie Acrylharz oder Nitrozelluloseharz mit ausgezeichneten Isoliereigenschaften zu bevorzugen ist.

An das Bauteil ist ein FET 130 mit einem Gate I3I, einem Drain 132 und einer Source I33 angeschlossen. Es liegt weiterhin ein Erdanschluß lj>k vor. Die Elektrode 111 weist negative Polarität (-) in bezug auf das Gate I3I auf. Die folgende Elektrode 112 weist positive Polarität (+), die Elektrode II3 negative Polaritäü (-), die Elektrode 114 positive Polarität, die Elektrode II5 negative Polarität, die Elektrode 116 positive Polarität, die Elektrode II7 negative Polarität und die Elektrode II8 positive Polarität auf. Dementsprechend weisen die Elektroden 111 und II5 der Gruppe A auf der Rückseite des Substrates 101 negative Polarität und die diesen auf der Vorderseite gegenüberliegenden Elektroden 112 und 116 positive Polarität auf. Andererseits weisen die Elektroden 114 und 113 der Gruppe B auf der Rückseite des Substrates 101 positive Polarität und die diesen gegenüberliegenden Elektroden II3 und II7 auf der Vorderfläche negative Polarität auf.

Es sind also insgesamt vier pyroelektrische Bauteile gebildet, die in Reihe geschaltet sind, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Die Kapazität ist nur halb so groß wie die Kapazität des oben beschriebenen herkömmlichen Bauteils gemäß den Fig. 1 und 2. Damit folgt aus Gleichung (2), daß das An-

_ ι

Murata Mf g. Co., Ltd. PP-2271 ■

sprechverhalten Rv verbessert ist. Darüberhinaus wirken sich Unregelmäßigkeiten in den Kapazitäten der lichtempfangenden Elektrodenberelche a - d weniger aus, und die Absorption von Infrarotstrahlen wird gleichmäßiger. Dadurch ist es möglich, Differenzen im Ansprechverhalten der lichtempfangenden Elektroden A und B zu verringern und die Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungsbedingungen wie mechanischen Schwingungen, und Rauschverhalten aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur zu verbessern. Der Aufbau, bei dem gestreute Infrarotstrahlung in den unterteilten Elektrodengruppen A und B leicht absorbiert werden kann, läßt sich gut in einem optischen System mit Vielfachspiegeln, Linsen und dergleichen anwenden.

In Fig. 7 ist der Einbau des Bauteils gemäß den Fig. 3-6 in ein Detektorgehäuse schematisch dargestellt. Das Bauteil 201 ist auf einem isolierenden Substrat 202 aus Keramik oder dergleichen befestigt. Ein FET 203 ist so mit dem Bauteil 201 verbunden, daß sich die Schaltung gemäß den Fig. 5 und 6 ergibt. Das isolierende Substrat 202 ist an Pinansehlüssen 205* 206 und 207 angeschlossen, die durch eine kalte Platte 204 hindurchtreten. Die Pinterminals 205, 206 und 207 sind an den Drain 132, die Source I33 bzw. den Erdanschluß 134 angeschlossen. Auf der Halteplatte 204 ist eine Gehäusekappe 203 befestigt, in deren oberen Teil ein infrarotdurchlässiges Fenster 209 eingesetzt ist.

Es wird nun ein konkretes Ausführungsbeispiel beschrieben. Für das Substrat wurde das pyroelektrische Material Pb (Sn|sb|)0,-PbZrO-,-PbTiO, mit folgenden Eigenschaften verwendet: Dielektrizitätskonstante £ = 380, Verlustfaktor tan ei= 1,4 %, Fv =AA,-cp = 1.95 x lO"¹¹ (c.cm/J), F_n =/1/ CP V£_ttancT = 3.21 χ ΙΟ"⁸ (c.cm/J).

Bei Bestrahlung durch Infrarotstrahlung von einem schwarzen Körper-Ofen von 500 K (= 227 °C) mit einer Strahlungsstärke von 0,87 mW/cm wurde die Ausgangsspannung gemäß Pig. S gemessen. Linie 1 zeigt das Meßergebnis für ein anmeldegemäßes Bauteil, und Linie 2 zeigt das Ergebnis für den bekannten Detektor gemäß Fig. 1. Die Ausgangsspannung entspricht dem Wert Spitze - Spitze für das abgegebene Wechselspannungssignal.

Wie es aus Fig. S ersichtlich ist, ist bei einer Zerhackerfrequenz von 1 Hz die Ausgangsspannung um 30 % und damit die Empfindlichkeit verbessert.

In bezug auf die Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungsbedingungen wurde das durch Änderungen in der Umgebungstemperatur hervorgerufene Rauschen gemessen. Die Meßergebnisse sind in Fig. 9 dargestellt. Bei einem anmeldegemäßen Bauteil ist die Rauschspannung beim Erhöhen oder beim Erniedrigen der Temperatur geringer als beim herkömmlichen Detektor.

Außerdem wurde festgestellt, daß ein erfindungsgemäßer pyroelektrischer Detektor gegen mechanische Schwingungen weniger empfindlich ist als ein bekannter Detektor. Das hervorgerufene Rauschen kann um 20 % bei einer Frequenz von 20 Hz, 1,2 G und einer Amplitude von 1,5 mm verringert werden.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 10 und 11 sind die Form und die Anordnung einander gegenüberliegender Elektroden gegenüber der bisher beschriebenen Ausführungsform abgeändert. Es'wird daher nur auf diese Änderung abgehoben.

Murati MfG- Co., Ltd". PP--2-271-

Beim Detektor gemäß Pig. 10 weisen die Elektroden 111 - 118 rechteckige Form auf. Ansonsten weist der Detektor 10 denselben Aufbau wie der Detektor gemäß.Pig. 3 auf, der über vier lichtempfangende Elektrodenbereiche verfügt, bei dem jeweils ungeradzahlige Bereiche und geradzahlige Bereiche zu jeweils einer Gruppe mit abwechselnder Polarität in Reihenschaltung zusammengefaßt sind.

Beim Detektor gemäß Fig. 11 mit rechteckigen Elektroden wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist die Elektrodenzahl so erhöht, daß jede lichtempfangende Elektrodengruppe 3 lichtempfangende Elektrodenbereiche aufweist. Elektrodenl36 und 137 sind zusätzlich auf der Rückseite des Substrates 101 und Elektroden 135 und I38 sind auf der Vorderfläche ausgebildet. Die Elektrode 135 ist mit der Elektrode 114 übereinen Leiter 120, die Elektrode 136 mit der Elektrode I37 über einen Leiter I39 und die Elektrode I38 mit der Elektrode II5 über einen Leiter l40 verbunden. Die Elektroden und 136 stehen einander durch das Substrat 101 getrennt gegenüber. Entsprechendes gilt für die Elektroden 137 und I38.

Bei dieser Ausführungsform ist die Kapazität auf ein Drittel der Kapazität der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 verringert. Die Unempfindlichkeit gegenüber Änderungen der Umgebungsbedingungen wie auch das Ansprechverha.lten und die spezifische Nachweisempfindlichkeit D sind verbessert. Auch bei dieser Ausführungsform kann die anhand der Pig. 3-7 erläuterte Struktur gebildet werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 sind mehrere Funktionsbereiche auf einem pyroelektrischen Substrat 301 in Längsrichtung des Substrates angeordnet, die jeweils so aufgebaut ■ sind, wie die Ausführungsform gemäß Fig. 3· Ein erfindungsgemäßer pyroelektrischer Detektor kann also eine Vielzahl

von Funktionsbereichen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, nebeneinander aufweisen. Zwischen jedem Funktionsbereich auf dem Substrat 301 liegt jeweils ein Schlitz 301a vor, der dazu dient, den Wärmeübergang zwischen benachbarten Funktionsbereichen zu verhindern.

Bei der Struktur gemäß Fig. 12 sind die Funktionsbereiche in Längsrichtung auf dem Substrat 301 nebeneinander angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Funktionsbereiche um jeweils 90° verdreht anzuordnen. Darüberhinaus ist es möglich, das Substrat in Richtung X in Fig. 12 zu verlängern, so daß Funktionsbereiche in einer Matrix in Längsrichtung und quer da;',u auf dem Substrat 301 angeordnet werden können.

Beim Detektor gemäß Fig. 13 ist ein pyroelektrisches Bauteil gemäß Fig. 12 in einem Gehäuse eingebaut. Die Funktionsbereiche sind als einzelnes Bauteil eingebaut, jedoch getrennt voneinander strukturiert. Die Ausgangsspannungen der einzelnen Funktionsbereiche werden jeweils an Pinanschlüssen 205 207 abgegeben.

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Claims

TER M E E R-M Ü L L E R- S T E INM EISTER PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS 3 A ? 5 3 7 Dipl.-Chem. Dr. N. tar Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Dipl.-Ing, F. E. Müller A . , . . . _. TriftctrJoc=.= * Artur-Ladebeck-Strasse 51 Triftstrasse 4, D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1 PP-2271 Mü/J/ho /b 10. Juli 1984 MURATA MANUFACTURING COMPANY, LTD. 26-10 Tenjin 2-chome Nagaokakyo-shi, Kyoto-fu, Japan Pyroelektrischer Detektor Priorität: 11. Juli I983, Japan, Nr. 126430/1983 (P) PATENTANSPRÜCHE

1. Pyroelektrischer Detektor mit einem funktioneilen Teil mit

- einem Substrat (101) aus pyroelektrischem Material und - einander gegenüberliegenden Elektroden (111 - 118), die auf den beiden Oberflächen des Substrates (101) so ausgebildet sind, daß die Polarisationsachse rechtwinklig zu den Elektrodenflächen steht,

dadurch gekennzeichnet, daß - die einander gegenüberliegenden Elektroden (111 - 118) vier oder eine andere größere gerade Anzahl von lichtempfangenden Elektrodenbereichen (a, b, c, und d) bilden, wobei

-- die ungeradzahligen Bereiche (a und c) eine erste lichtempfangende Elektrodengruppe A und die geradzahligen Bereiche (b und d) eine zweite lichtempfangende Elektrodengruppe B bilden und -- die ungeradzahligen Bereiche und die geradzahligen

Bereiche abwechselnd elektrisch in Reihe angeschlossen sind, so daß die lichtempfangende Elektrodengruppe A und die lichtempfangende Elektrodengruppe B von zueinander entgegengesetzter Polarität sind.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungeradzahligen lichtempfangenden Elektrodenbereiche (a und c) und die geradzahligen Bereiche (b und d) weiter voneinander entfernt sind als benachbarte Elekirodenbereiche in jeder der beiden Gruppen (A und B).

3· Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier lichtempfangende Elektrodenbereiche (a, b, c und d) vorliegen, wobei der erste und der dritte Bereich (a und c) am einen Ende in Längsrichtung des Substrates (101) liegen und der zweite und der vierte Bereich (b und d) am anderen Ende liegen.

4. Detektor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Elektroden (111 - 118), die die lichtempfangenden Elektrodenbereiche bilden, in etwa Dreiecksform aufweisen, urn daß die einander gegenüberliegenden Elektroden, die den ersten Bereich (a) und den dritten Bereich (c) bilden, jeweils nahe beieinander auf solche Weise angeordnet sind, daß die Umfangsform der beiden Elektroden auf jeder Substratoberfläche im wesentlichen rechteckig ist.

Murata Mfg. Co., Ltd.

- 3 - ■■:

5. Detektor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß einander gegenüberliegende Elektroden, die die lichtempfangenden Elektrodenbereiche (a, b, c und d) bilden, im wesentlichen rechteckförmig sind.

6. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende Elektrodengruppe A drei lichtempfangende Elektrodenbereiche aufweist, die am einen Ende in Längsrichtung des Substrates (101) angeordnet sind, und daß die andere . Gruppe B drei lichtempfangende Elektrodenbereiche auf-. weist, die am anderen Ende angeordnet sind.

7· Detektor nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Funktionsbereiche in Längsrichtung des Substrates (301) angeordnet sind.

8. Detektor nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktionsbereiche in einer Matrix entlang der Längsrichtung des Substrates (30I) und rechtwinklig dazu angeordnet sind.