專利名稱：紅外線攝像元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紅外線攝像元件，尤其涉及在較廣的溫度范圍內(nèi)提高其溫度分辨率的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，防范用的小型監(jiān)控?cái)z像機(jī)或搭載于汽車的暗視攝像機(jī)等、能夠在暗視場(chǎng)中將物體作為圖像識(shí)別的紅外線攝像機(jī)的需求正在提高。伴隨于此，作為紅外線攝像機(jī)的要部的紅外線檢測(cè)器或紅外線攝像元件的開(kāi)發(fā)正在急速地發(fā)展。紅外線的檢測(cè)方式很多，其中具有代表性的方式有利用了熱敏電阻的電阻值隨溫度變化而變化這一性質(zhì)的測(cè)輻射熱計(jì)方式。由此可知，熱敏電阻的電阻值根據(jù)因紅外線的受光而引起的溫度變化而變化，若測(cè)定該電阻值的變化量，則能夠檢測(cè)紅外線的受光量。
作為熱敏電阻的能力通過(guò)表示電阻率伴隨溫度變化而變化的比例的電阻溫度系數(shù)(TCRTemperature Coefficient of Resistance)、電阻率的大小、流動(dòng)電流時(shí)的噪聲特性等來(lái)評(píng)價(jià)。其中，特別是TCR是決定紅外線攝像元件的溫度分辨率(NETDNoise Equivalent Temperature Difference)的重要因素，從而以得到較大的TCR為目的的材料物理性能研究正在盛行。
例如，在特開(kāi)平11-271145號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了如下事實(shí)由于氧化釩薄膜的TCR為2％/K左右，比較大，故適合作為熱敏電阻。進(jìn)而，在特開(kāi)2000-143243號(hào)公報(bào)中記載了如下的事實(shí)通過(guò)將氧化釩中的釩的一部分用其他的金屬置換，可將TCR提高至4％/K左右。于是，一直以來(lái)，作為紅外線攝像元件的熱敏電阻，使用氧化釩類材料或多晶體硅。
另一方面，近年來(lái)，對(duì)具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的過(guò)渡金屬氧化物等強(qiáng)相關(guān)電子類材料，正在研究它們的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變。在金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變溫度附近，TCR非常大(10％/K左右)，從而在紅外線檢測(cè)器中的應(yīng)用受到期待。例如，在特開(kāi)2000-95522號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了將La1-XSrXMnO3+δ作為熱敏電阻利用的紅外線檢測(cè)器。另外，在特開(kāi)2003-42840號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了將YBaCo2OX作為熱敏電阻利用的紅外線檢測(cè)器。還有，關(guān)于A1-XBXMnO3的制造方法已在特開(kāi)2002-284539號(hào)公報(bào)等中公開(kāi)。
雖然，以往的紅外線攝像元件使用氧化釩類材料等作為熱敏電阻，提高了其溫度分辨率，但目前正在謀求具有更高的溫度分辨率的紅外線攝像元件。
另外，以往的紅外線檢測(cè)器通過(guò)使用上述專利文獻(xiàn)中枚舉的物質(zhì)而提高了溫度分辨率，但這些物質(zhì)的顯示較大的TCR的溫度范圍非常狹窄。再者，該溫度范圍通常存在于室溫以下的低溫區(qū)域。因而，為了提高溫度分辨率，需要冷卻紅外線檢測(cè)器，這成為了阻礙紅外線檢測(cè)器的小型化、低成本化的要素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種溫度分辨率比以往高的紅外線攝像元件。
另外，本發(fā)明的第二目的在于提供一種在比以往廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。
本發(fā)明的紅外線攝像元件，其中，具備一維或二維排列的多個(gè)熱敏電阻，所述熱敏電阻由強(qiáng)相關(guān)電子類材料構(gòu)成。
公知的是，強(qiáng)相關(guān)電子類材料在某相轉(zhuǎn)變溫度下引起金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變，且在該相轉(zhuǎn)變溫度附近，伴隨溫度變化的電阻率的變化(TCR)非常大。因而，通過(guò)熱敏電阻采用強(qiáng)相關(guān)電子類材料，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度分辨率高的紅外線攝像元件。
另外，所述熱敏電阻也可以是含有稀土類元素及堿土類元素中的至少一方，且具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。
公知的是，在強(qiáng)相關(guān)電子類材料中，特別是含有稀土類金屬及堿土類金屬中的至少一方的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物展示出較大的TCR。因而，通過(guò)熱敏電阻采用該金屬氧化物，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度分辨率高的紅外線攝像元件。
另外，也可以所述紅外線攝像元件還具備通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，且所述多個(gè)熱敏電阻和所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)形成在共用的半導(dǎo)體基板上。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線攝像元件可以將多個(gè)熱敏電阻和檢測(cè)機(jī)構(gòu)封裝化為一個(gè)組件。由此，在紅外線攝像機(jī)等搭載紅外線攝像元件的產(chǎn)品的組裝工序中，能夠省去多個(gè)熱敏電阻和檢測(cè)機(jī)構(gòu)的配線工序等，因此能夠削減產(chǎn)品成本。還有，該紅外線攝像元件可以通過(guò)半導(dǎo)體工序制造，因此能夠通過(guò)各紅外線檢測(cè)器的細(xì)微化而實(shí)現(xiàn)多像素化。
本發(fā)明的紅外線攝像機(jī)，其具備一維或二維排列的多個(gè)熱敏電阻，且通過(guò)檢測(cè)各熱敏電阻的紅外線的受光量來(lái)生成圖像數(shù)據(jù)，其中，所述熱敏電阻由強(qiáng)相關(guān)電子類材料構(gòu)成。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在紅外線攝像機(jī)中也能夠得到與上述紅外線攝像元件相同的效果。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物Pr1-XCaXMnO3中進(jìn)行了以下所述置換中的至少一方的材料構(gòu)成Pr的一部分置換成其他的稀土類金屬；及Ca的一部分置換成其他的堿土類金屬。
Pr1-XCaXMnO3進(jìn)行以下所述置換中的至少一方Pr的一部分置換成其他的稀土類金屬；及Ca的一部分置換成其他的堿土類金屬，由此，其相轉(zhuǎn)變溫度及其溫度范圍的幅度變化。該變化根據(jù)置換的元素的種類、其置換量的不同而不同。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇空穴摻雜量、置換的元素的種類、其置換量，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦氧化物L(fēng)aTiO3中La的一部分被置換成堿土類金屬而得到的材料構(gòu)成。
LaTiO3通過(guò)三價(jià)的稀土類金屬La的一部分被置換成二價(jià)的堿土類金屬，其電阻率的溫度特性變化。該電阻率的溫度特性根據(jù)堿土類金屬的摻雜量的增減而較大地不同。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇空穴摻雜量，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由在將釔或稀土類金屬記載為R時(shí)，含有R的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鎳氧化物RNiO3構(gòu)成。
RNiO3通過(guò)改變稀土類金屬R的種類，其絕緣體-金屬相轉(zhuǎn)變溫度變化。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇稀土類金屬R的種類，能夠?qū)崿F(xiàn)在滿足目的的使用溫度范圍內(nèi)具有最佳規(guī)格的熱敏電阻。
另外，也可以在所述鎳氧化物RNiO3的R中復(fù)合有釔或稀土類金屬中的兩種以上的元素。
RNiO3通過(guò)復(fù)合釔或稀土類金屬即R中的兩種以上的元素，其電阻率的溫度特性變化。該電阻率的溫度特性根據(jù)復(fù)合的元素的組合、及其構(gòu)成比而較大地不同。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇復(fù)合的元素的組合、及其構(gòu)成比，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
另外，所述熱敏電阻的鎳氧化物RNiO3中，R的一部分也可以被置換成堿土類金屬。
RNiO3通過(guò)三價(jià)的金屬R的一部分被置換成二價(jià)的堿土類金屬，其電阻率的溫度特性變化。該電阻率的溫度特性根據(jù)堿土類金屬的摻雜量的增加而較大地不同。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇空穴摻雜量，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其中，具備熱敏電阻，其由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成；磁場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述熱敏電阻施加磁場(chǎng)；和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在所述熱敏電阻被所述磁場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加了磁場(chǎng)的狀態(tài)下，通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線檢測(cè)器可以對(duì)熱敏電阻施加磁場(chǎng)。熱敏電阻的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)該磁場(chǎng)的大小而不同。因而，能夠使熱敏電阻的電阻率的溫度特性變化。即，通過(guò)適當(dāng)選擇磁場(chǎng)的大小，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
另外，所述紅外線檢測(cè)器也可以進(jìn)而具備改變由所述磁場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加的磁場(chǎng)的大小的改變機(jī)構(gòu)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線檢測(cè)器可以改變對(duì)熱敏電阻施加的磁場(chǎng)的大小。因而，通過(guò)伴隨紅外線檢測(cè)器的溫度環(huán)境的變化，而適當(dāng)改變?cè)摯艌?chǎng)的大小，紅外線檢測(cè)器能夠得到最佳的TCR。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成，且形成在具有與自身的晶格常數(shù)不同的晶格常數(shù)的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的絕緣物上。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，熱敏電阻由于與成為其襯底的絕緣物的晶格常數(shù)不同，因此產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。熱敏電阻的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)該內(nèi)部應(yīng)力的大小而不同。另外，根據(jù)熱敏電阻和絕緣物的晶格常數(shù)的差異，內(nèi)部應(yīng)力的大小不同。因而，通過(guò)使熱敏電阻和絕緣物的組合不同，能夠使熱敏電阻的電阻率的溫度特性變化。即，通過(guò)適當(dāng)選擇它們的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其中，具備熱敏電阻，其由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成；應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述熱敏電阻施加應(yīng)力；和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在所述熱敏電阻被所述應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)施加了應(yīng)力的狀態(tài)下，通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線檢測(cè)器可以對(duì)熱敏電阻施加應(yīng)力。熱敏電阻的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)該外部應(yīng)力的大小而不同。因而，可以使熱敏電阻的電阻率的溫度特性變化。即，通過(guò)適當(dāng)選擇外部應(yīng)力的大小，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
另外，所述紅外線檢測(cè)器也可以進(jìn)而具備改變由所述應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)施加的應(yīng)力的大小的改變機(jī)構(gòu)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線檢測(cè)器可以改變對(duì)熱敏電阻施加的應(yīng)力的大小。因而，通過(guò)伴隨紅外線檢測(cè)器的溫度環(huán)境的變化，而適當(dāng)改變?cè)搼?yīng)力的大小，紅外線檢測(cè)器能夠得到最佳的TCR。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其中，具備熱敏電阻，其由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成；電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述熱敏電阻施加電場(chǎng)；和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在所述熱敏電阻被所述電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加了電場(chǎng)的狀態(tài)下，通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線檢測(cè)器可以對(duì)熱敏電阻施加電場(chǎng)。熱敏電阻的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)該電場(chǎng)的大小而不同。因而，可以使熱敏電阻的電阻率的溫度特性變化。即，通過(guò)適當(dāng)選擇電場(chǎng)的大小，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
另外，所述紅外線檢測(cè)器也可以進(jìn)而具備改變由所述電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加的電場(chǎng)的大小的改變機(jī)構(gòu)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，紅外線檢測(cè)器可以改變對(duì)熱敏電阻施加的電場(chǎng)的大小。因而，通過(guò)伴隨紅外線檢測(cè)器的溫度環(huán)境的變化，而適當(dāng)改變?cè)撾妶?chǎng)的大小，紅外線攝像元件能夠得到最佳的TCR。
本發(fā)明的紅外線檢測(cè)器，其檢測(cè)熱敏電阻的紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻通過(guò)在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物Pr1-XCaXMnO3中添加含有Pr以外的稀土類金屬及Ca以外的堿土類金屬中的至少一方的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物而構(gòu)成。
另外，所述金屬氧化物為錳氧化物、鈦氧化物、鋁氧化物、鎵氧化物、鈷氧化物中的任一種。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，熱敏電阻的相轉(zhuǎn)變溫度，與Pr1-XCaXMnO3相比，相轉(zhuǎn)變溫度及其溫度范圍的幅度變化。該變化根據(jù)置換的元素的種類、其置換量的不同而不同。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇空穴摻雜量、置換的元素的種類、其置換量，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。


圖1是表示紅外線攝像元件的主要的電路結(jié)構(gòu)的圖；圖2是表示構(gòu)成紅外線攝像元件的紅外線檢測(cè)器的電路結(jié)構(gòu)的圖；圖3是表示紅外線檢測(cè)器的安裝例的外觀立體圖；圖4是表示La1-XSrXTiO3的電阻率的溫度特性的圖；圖5是表示RNiO3的相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)R的種類而不同的情形的圖；圖6是表示代表性表示CMR的錳氧化物L(fēng)a1-XSrXMnO3的電阻率的溫度特性的圖；圖7是表示紅外線檢測(cè)器的截面的圖；圖8是表示在紅外線攝像元件安裝有永久磁鐵的例的圖；圖9是表示在紅外線攝像元件安裝有電磁鐵的例的截面的圖；圖10是表示紅外線檢測(cè)器的截面的圖；圖11是表示紅外線檢測(cè)器的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的特征在于，作為熱敏電阻采用強(qiáng)相關(guān)電子類材料。公知的是，強(qiáng)相關(guān)電子類材料在某相轉(zhuǎn)變溫度引起金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變，且在該相轉(zhuǎn)變溫度附近，伴隨溫度變化的電阻率的變化(TCR)非常大。因而，通過(guò)熱敏電阻采用強(qiáng)相關(guān)電子類材料，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度分辨率高的紅外線攝像元件。
在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)強(qiáng)相關(guān)電子類材料中的特別是以下所述材料進(jìn)行說(shuō)明(1)在Pr1-XCaXMnO3(PCMO)中，Pr的一部分被其他的稀土類金屬置換，或者，Ca的一部分被其他的堿土類金屬置換而得到的金屬氧化物；(2)La1-XBXTiO3(B為堿土類金屬)；(3)RNiO3(R為釔或稀土類金屬)(4)La1-XSrXMnO3。這些都是含有稀土類金屬或堿土類金屬的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。
(實(shí)施方式1)以下，以紅外線攝像機(jī)為例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
本實(shí)施方式的紅外線攝像機(jī)是具備本發(fā)明的紅外線攝像元件的紅外線攝像機(jī)，其通過(guò)使從被拍攝體射出的紅外線經(jīng)由包含透鏡等的光學(xué)系統(tǒng)而入射到所述紅外線攝像元件，對(duì)靜態(tài)圖像或動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行攝像。
圖1是表示實(shí)施方式的紅外線攝像元件的主要的電路結(jié)構(gòu)的圖。
紅外線攝像元件具備多個(gè)紅外線檢測(cè)器(1a、1b、1c、1d)、和對(duì)各紅外線檢測(cè)器的熱敏電阻的電阻率的變化量進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)電路，它們形成在共用的半導(dǎo)體基板上。在此，檢測(cè)電路包括水平移位寄存器3、垂直移位寄存器4、定時(shí)信號(hào)發(fā)生器5、及配線等。還有，為了便于說(shuō)明，用水平兩個(gè)像素、垂直兩個(gè)像素共計(jì)四個(gè)像素的紅外線攝像元件來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。
各紅外線檢測(cè)器(1a、1b、1c、1d)具備電源端子24、柵極端子28、及源極端子29。其他將在后面詳述(圖2、圖3)。
水平移位寄存器3依次切換信號(hào)線3a、3b中的電壓成為高電平的信號(hào)線。
垂直移位寄存器4依次切換信號(hào)線4a、4b中的電壓成為高電平的信號(hào)線。
定時(shí)信號(hào)發(fā)生器5產(chǎn)生掃描開(kāi)始信號(hào)和掃描時(shí)鐘信號(hào)，并將它們傳遞到垂直移位寄存器4及水平移位寄存器3。進(jìn)而，定時(shí)信號(hào)發(fā)生器5產(chǎn)生讀出信號(hào)并通過(guò)信號(hào)線73傳遞到AND電路6a、6b。
AND電路6a將信號(hào)線4a和信號(hào)線73的邏輯積輸出到信號(hào)線74a。AND電路6b將信號(hào)線4b和信號(hào)線73的邏輯積輸出到信號(hào)線74b。
信號(hào)線4a連接在位于相同行的紅外線檢測(cè)器(1a、1b)的各自的電源端子24，信號(hào)線74a連接在位于相同行的紅外線檢測(cè)器(1a、1b)的各自的柵極端子28。信號(hào)線4b、信號(hào)線74b也同樣連接在相同行的紅外線檢測(cè)器(1c、1d)。
另外，信號(hào)線75a連接在位于相同列的紅外線檢測(cè)器(1a、1c)的各自的源極端子29。信號(hào)線75b也同樣連接在相同列的紅外線檢測(cè)器(1b、1d)。還有，信號(hào)線75a、75b分別經(jīng)由晶體管7a、7b連接在輸出端子8。晶體管7a、7b分別通過(guò)信號(hào)線3a、3b的電壓控制其導(dǎo)通和不導(dǎo)通。
以下，說(shuō)明這樣構(gòu)成的紅外線攝像元件的動(dòng)作。
(1)如果掃描開(kāi)始信號(hào)從定時(shí)信號(hào)發(fā)生器5輸出到垂直移位寄存器4，則垂直移位寄存器4開(kāi)始掃描，信號(hào)線4a首先成為高電平。此時(shí)，信號(hào)線4b為低電平。
(2)在信號(hào)線4a保持高電平的期間，信號(hào)線73通過(guò)來(lái)自定時(shí)信號(hào)發(fā)生器5的讀出信號(hào)而成為高電平。此時(shí)，信號(hào)線74a通過(guò)AND電路6a而成為高電平。另外，信號(hào)線74b通過(guò)AND電路6b而成為低電平。
(3)如果信號(hào)線4a和信號(hào)線74a成為高電平，則紅外線檢測(cè)器1a、1b的電源端子24和柵極端子28成為高電平，各自的電壓信號(hào)從源極端子29輸出。
(4)在信號(hào)線4a和信號(hào)線74a保持高電平的期間，掃描開(kāi)始信號(hào)從定時(shí)信號(hào)發(fā)生器5輸出到水平移位寄存器3，水平移位寄存器3開(kāi)始掃描，信號(hào)線3a首先成為高電平。此時(shí)，信號(hào)線3b為低電平。由此，晶體管7a導(dǎo)通，紅外線檢測(cè)器1a的電壓信號(hào)被傳遞到輸出端子8。之后，信號(hào)線3a成為低電平，并且信號(hào)線3b成為高電平。由此，晶體管7b導(dǎo)通，紅外線檢測(cè)器1b的電壓信號(hào)被傳遞到輸出端子。
(5)接著，垂直移位寄存器4設(shè)信號(hào)線4a為低電平，并且設(shè)信號(hào)線4b為高電平。之后，重復(fù)上述(1)至(4)的操作。由此，各紅外線檢測(cè)器的電壓信號(hào)被依次傳遞到輸出端子8。
輸出端子8的輸出信號(hào)依次被存儲(chǔ)在紅外線攝像機(jī)的存儲(chǔ)器中。然后，在存儲(chǔ)器中已積蓄一幀面量的輸出信號(hào)時(shí)，進(jìn)行圖像處理，生成圖像數(shù)據(jù)。
圖2是表示構(gòu)成本實(shí)施方式的紅外線攝像元件的紅外線檢測(cè)器的電路結(jié)構(gòu)的圖。
紅外線檢測(cè)器的各端子(24、28、29)分別對(duì)應(yīng)于圖1中的各端子。
在電源端子24和地線25之間，熱敏電阻21和基準(zhǔn)電阻22串聯(lián)連接。熱敏電阻21的電阻率根據(jù)其溫度而變化。因而，分壓點(diǎn)23的電壓也對(duì)應(yīng)于此而變化。分壓點(diǎn)23的電壓變化為與該紅外線檢測(cè)器的紅外線的受光量對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。電壓信號(hào)被放大器26放大，經(jīng)過(guò)晶體管27被輸出到源極端子29。晶體管27具有作為在柵極端子28為高電平時(shí)使漏極-源極之間導(dǎo)通，在低電平時(shí)使漏極-源極之間不導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)的功能。
圖3是表示本實(shí)施方式的紅外線檢測(cè)器的安裝例的外觀立體圖。
隔膜(membrane)12被設(shè)在基板11上的支撐腳13a、13b支撐。熱敏電阻14是形成在隔膜12上的薄膜，通過(guò)金屬配線15a、15b與外部的電路連接。還有，支撐腳13a、13b為了將熱敏電阻14與基板11熱隔離，而優(yōu)選熱阻較大。
在本實(shí)施方式中，作為熱敏電阻14，采用在Pr1-XCaXMnO3(PCMO)中，Pr的一部分被其他的稀土類金屬置換，或者，Ca的一部分被其他的堿土類金屬置換而得到的金屬氧化物。
公知的是，在強(qiáng)相關(guān)電子類材料中，特別是由A1-XBXMnO3(A為稀土類金屬，B為堿土類金屬)的化學(xué)式記載的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物，在鐵磁性轉(zhuǎn)變溫度的附近，引起從低溫的金屬相向高溫的絕緣相的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變。該金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變因Mn的3d電子而引起，因此電子向3d軌道的供給量或3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)等成為決定其相轉(zhuǎn)變溫度的要素。
因而，像Pr1-XCaXMnO3一樣，通過(guò)在PrMnO3中將三價(jià)的稀土類金屬Pr的一部分置換成二價(jià)的堿土類金屬Ca，能夠減少電子向3d軌道的供給量(與摻雜空穴等效)，從而使其相轉(zhuǎn)變溫度變化。
進(jìn)而，通過(guò)在Pr1-XCaXMnO3中，將Pr的一部分置換成其他的稀土類金屬，或者，將Ca的一部分置換成其他的堿土類金屬，能夠使3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)變化，從而使其相轉(zhuǎn)變溫度變化。這是因?yàn)椋绻麑r的一部分置換成其他的稀土類金屬，則由于它們的離子半徑不同，因此鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶格產(chǎn)生變形，從而3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)變化。
還有，該置換可以通過(guò)下述操作來(lái)實(shí)現(xiàn)利用激光蒸發(fā)法、CVD法、溶膠-凝膠法等，將在Pr1-XCaXMnO3中添加了例如LaTiO3而得到的復(fù)合材料成膜。在這種情況下，將Pr的一部分被La置換而得到的Pr1-X-YLaYCaXMnO3成膜。
還有，不限于LaTiO3，只要是由RNiO3(R為稀土類金屬或堿土類金屬，M為過(guò)渡金屬)記載的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物，就同樣可以置換。
另外，例如，將Ca的一部分置換成Sr或Ba，也能夠得到同樣的效果。作為RNiO3中的過(guò)渡金屬M(fèi)，可以枚舉Mn、Ti、Al、Ga、Co。
于是，通過(guò)熱敏電阻采用TCR大的強(qiáng)相關(guān)電子類材料，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度分辨率高的紅外線攝像元件。另外，通過(guò)在強(qiáng)相關(guān)電子類材料中，尤其采用在Pr1-XCaXMnO3中Pr的一部分被其他的稀土類金屬置換，或者，Ca的一部分被其他的堿土類金屬置換而得到的金屬氧化物，能夠得到以下的效果。
(1)通過(guò)增減Pr1-XCaXMnO3的空穴摻雜量X，能夠使其相轉(zhuǎn)變溫度及其溫度范圍變化。
(2)通過(guò)在Pr1-XCaXMnO3中，將Pr的一部分置換成其他的稀土類金屬，或者，將Ca的一部分置換成其他的堿土類金屬，能夠使其相轉(zhuǎn)變溫度及其溫度范圍變化。還有，該變化根據(jù)置換的元素的種類、其置換量的不同而不同。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇空穴摻雜量、置換的元素的種類、其置換量，能夠?qū)崿F(xiàn)在較廣的溫度范圍內(nèi)溫度分辨率高的紅外線檢測(cè)器。即，能夠拓寬紅外線檢測(cè)器的使用溫度范圍。
(實(shí)施方式2)本實(shí)施方式的紅外線攝像機(jī)具備與實(shí)施方式1的紅外線攝像機(jī)大致相同的結(jié)構(gòu)，但在熱敏電阻的材料的選擇上不同。
在實(shí)施方式2中，作為熱敏電阻14，采用La1-XBXTiO3(B為堿土類金屬)。
鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaTiO3是一個(gè)電子占有3d軌道的代表性莫特絕緣體(Mott Insulator)。該莫特轉(zhuǎn)變因Ti的3d電子而引起，因此電子向3d軌道的供給量或3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)等成為決定其相轉(zhuǎn)變溫度的要素。
因而，像La1-XBXTiO3一樣，通過(guò)在LaTiO3中將三價(jià)的稀土類金屬La的一部分置換成二價(jià)的堿土類金屬Ca，能夠減少電子向3d軌道的供給量(與摻雜空穴等效)，從而使其相轉(zhuǎn)變溫度變化。
還有，該置換可以通過(guò)下述操作來(lái)實(shí)現(xiàn)在原料階段將La和堿土類金屬B按規(guī)定的摩爾比混合，并使之熔化，使結(jié)晶生長(zhǎng)。
圖4是表示La1-XSrXTiO3的電阻率的溫度特性的圖。
還有，(a)至(e)是空穴摻雜量各不同的情況下的電阻率的溫度特性，按空穴摻雜量大的順序?yàn)?a)＞(b)＞(c)＞(d)＞(e)。圖4表示電阻率的溫度特性因空穴摻雜量的差異而較大地不同的情況。進(jìn)而，表示經(jīng)由0K至300K的較廣溫度范圍內(nèi)TCR因空穴摻雜量而較大的情況。(參考文獻(xiàn)，十倉(cāng)好紀(jì)著“強(qiáng)相關(guān)電子和氧化物”ISBN4-00-011132-9)
還有，在被置換的元素不是Sr，而是其他的堿土類金屬的情況下也能夠得到同樣的效果。在這種情況下，如果堿土類金屬B的元素不同，則離子半徑也不同，因此可以預(yù)測(cè)到電阻率的溫度特性與圖4不同。因而，通過(guò)作為熱敏電阻14，采用La1-XBXTiO3(B為堿土類金屬)，能夠得到以下的效果。
(1)通過(guò)增減La1-XBXTiO3的空穴摻雜量X，能夠使其電阻率的溫度特性變化。
(2)通過(guò)La1-XBXTiO3中的堿土類金屬B的種類，能夠使其電阻率的溫度特性變化。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇空穴摻雜量、及置換的元素的種類，能夠制造在滿足目的的使用溫度范圍內(nèi)具有最佳規(guī)格的熱敏電阻。
(實(shí)施方式3)本實(shí)施方式的紅外線攝像機(jī)具備與實(shí)施方式1的紅外線攝像機(jī)大致相同的結(jié)構(gòu)，但在熱敏電阻的材料的選擇上不同。
在實(shí)施方式3中，作為熱敏電阻14，采用RNiO3(R為釔或稀土類金屬)。
公知的是，金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變也在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物以外發(fā)生。作為其代表的有以RNiO3記載的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鎳氧化物。
RNiO3是金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變的相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)R的種類的不同而不同的典型的莫特絕緣體。
相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)R的種類的不同而不同是因?yàn)?，鄰接的Ni間的3d電子的傳遞能量根據(jù)R的離子半徑的不同而不同。相轉(zhuǎn)變溫度由電子間的庫(kù)侖排斥能量和電子間的傳遞能量的平衡來(lái)確定，因此對(duì)應(yīng)于R的離子半徑而不同。
圖5是表示RNiO3的相轉(zhuǎn)變溫度根據(jù)R的種類的不同而不同的情形的圖。31是順磁性絕緣相，32是反鐵磁性絕緣相，33是金屬相。圖5表示，絕緣體-金屬相轉(zhuǎn)變溫度在PrNiO3中為100K左右，在NdNiO3中為150K左右，在SmNiO3中為300K左右。(參考文獻(xiàn)，十倉(cāng)好紀(jì)著“強(qiáng)相關(guān)電子和氧化物”ISBN4-00-011132-9)于是，絕緣體-金屬相轉(zhuǎn)變溫度依賴于R部位的離子半徑而在100K以下、400K以上的廣范圍內(nèi)變化。
因而，作為熱敏電阻14，通過(guò)采用RNiO3(R為釔或稀土類金屬)，能夠得到以下的效果。
(1)通過(guò)RNiO3中的稀土類金屬R的種類，可以使其絕緣體-金屬相轉(zhuǎn)變溫度變化。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇金屬R的種類，能夠制造在滿足目的的使用溫度范圍內(nèi)具有最佳規(guī)格的熱敏電阻。
還有，像實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?一樣，通過(guò)將RNiO3中的R的一部分置換成釔、稀土類金屬及堿土類金屬中的與R不同的元素，能夠使絕緣體-金屬相轉(zhuǎn)變溫度及其溫度范圍變化。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇空穴摻雜量、置換的元素的種類、其置換量，能夠制造在更滿足目的的使用溫度范圍內(nèi)具有最佳規(guī)格的熱敏電阻。
(實(shí)施方式4)本實(shí)施方式的紅外線攝像機(jī)具備與實(shí)施方式1的紅外線攝像機(jī)大致相同的結(jié)構(gòu)，但在熱敏電阻的材料的選擇上不同，進(jìn)而，在具備施加磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)這一點(diǎn)上不同。
在實(shí)施方式4中，作為熱敏電阻14，采用La1-XSrXMnO3。
近年來(lái)，在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物中，發(fā)現(xiàn)了被稱為巨大磁阻(CMRCollosal Magnetic Resistance)的現(xiàn)象。CMR是指錳氧化物的磁性質(zhì)依賴于外部磁場(chǎng)的大小而變化，伴隨于此電阻率較大地變化的現(xiàn)象。
圖6是表示代表性表示CMR的錳氧化物L(fēng)a1-XSrXMnO3的電阻率的溫度特性的圖。
La1-XSrXMnO3伴隨溫度的降低而電阻率增大，但在300K附近轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁性體，伴隨于此電阻率急劇下降，在低溫展示出金屬特性。另外，在磁場(chǎng)下，伴隨磁場(chǎng)的增大，鐵磁性轉(zhuǎn)變溫度(居里溫度)向高溫側(cè)漂移，從更高溫側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘贍顟B(tài)。(參考文獻(xiàn)，十倉(cāng)好紀(jì)著“強(qiáng)相關(guān)電子和氧化物”ISBN4-00-011132-9)通常，由于La1-XSrXMnO3的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變?cè)诜浅＊M窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生，因此能夠得到非常大的TCR。
但是，在將其作為熱敏電阻而采用的情況下，需要使紅外線檢測(cè)器的溫度對(duì)應(yīng)于其溫度范圍的溫度補(bǔ)償裝置(例如，珀耳帖元件或斯特林冷卻裝置)。因此，通過(guò)將La1-XSrXMnO3置于磁場(chǎng)下，與未施加磁場(chǎng)的情況相比TCR減小，但能夠經(jīng)由非常廣的溫度范圍使電阻率變化。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)可用單個(gè)熱敏電阻經(jīng)由廣的溫度范圍使用的紅外線攝像元件。
圖7是表示紅外線檢測(cè)器的截面的圖。
隔膜53被設(shè)在基板51上的支撐腳52隔著空間56支撐。熱敏電阻54是形成在隔膜53上的薄膜，在其上形成有紅外線吸收膜55。另外，熱敏電阻54的正下方的基板51上形成有磁性薄膜57和紅外線反射膜58。紅外線從紙面上部入射到紅外線吸收膜55而被吸收。熱敏電阻54的電阻率伴隨紅外線吸收膜55的溫度變化而變化，其變化量由外部的讀出電路讀出。另外，未被紅外線吸收膜55吸收而透射的紅外線由紅外線反射膜58反射，并再次入射到紅外線吸收膜55。磁性薄膜57是用于對(duì)熱敏電阻54施加磁場(chǎng)的磁性體。還有，支撐腳52為了將隔膜53與基板51熱隔離，而優(yōu)選熱阻較大。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在各紅外線檢測(cè)器的下部配置磁性薄膜57，因此能夠減少磁場(chǎng)對(duì)外部電路等的影響。另外，由于磁性薄膜57和熱敏電阻54接近，因此能夠?qū)崦綦娮?4有效地施加均勻的磁場(chǎng)。
在上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)作為熱敏電阻54，采用La1-XSrXMnO3，能夠得到以下的效果。
(1)通過(guò)使磁性薄膜57產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小不同，能夠使La1-XSrXMnO3的電阻率的溫度特性變化。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇磁場(chǎng)的大小，能夠制造在滿足目的的使用溫度范圍內(nèi)具有最佳規(guī)格的熱敏電阻。
另外，磁場(chǎng)的大小越大，越能夠在更廣的溫度范圍內(nèi)制作展示出大的TCR的熱敏電阻。
還有，在實(shí)施方式4中，對(duì)La1-XSrXMnO3進(jìn)行了說(shuō)明，但以其他的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物中也能夠得到同樣的效果。因而，例如也可以是Pr1-XCaXMnO3。
還有，對(duì)熱敏電阻施加磁場(chǎng)的施加機(jī)構(gòu)不限于上述例，也可以是以下的施加機(jī)構(gòu)。
圖8是表示在紅外線攝像元件安裝有永久磁鐵的例的圖根據(jù)圖8可知，紅外線攝像元件82安裝在永久磁鐵81的上部。還有，83是紅外線攝像元件的攝像部，紅外線入射到該面。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以在該狀態(tài)下封裝化。另外，能夠在不需要將磁鐵微細(xì)化的情況下，廉價(jià)且簡(jiǎn)便地制造紅外線攝像元件。
圖9是表示在紅外線攝像元件安裝有電磁鐵的例的截面的圖。
根據(jù)圖9可知，紅外線攝像元件85安裝在電路基板84上，并由電極86電連接。電磁鐵87安裝在電路基板84的下部。
電磁鐵87可以根據(jù)施加于線圈的電流的大小，使產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小變化。如果采用圖7或圖8的結(jié)構(gòu)，則由于使用永久磁鐵，因此在紅外線攝像機(jī)出廠后用戶難以改變磁場(chǎng)的大小。但是，如果采用圖9的結(jié)構(gòu)，則通過(guò)改變線圈電流，即使在紅外線攝像機(jī)出廠后也能夠改變磁場(chǎng)的大小。因而，能夠根據(jù)設(shè)置紅外線攝像機(jī)的溫度環(huán)境，來(lái)調(diào)節(jié)最佳的磁場(chǎng)大小。
(實(shí)施方式5)在實(shí)施方式1～4中，在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物中，使3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)變化，從而使相轉(zhuǎn)變溫度變化?？梢酝ㄟ^(guò)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶格的變形而使3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)不同。
在實(shí)施方式5中，通過(guò)采用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物作為熱敏電阻，并對(duì)該熱敏電阻施加應(yīng)力，來(lái)使3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)變化，從而使相轉(zhuǎn)變溫度變化。
具體來(lái)說(shuō)，將熱敏電阻形成在具有與其晶格常數(shù)不同的晶格常數(shù)的絕緣物上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，原子在熱敏電阻和絕緣物的接合面上移動(dòng)，獲得晶格常數(shù)的匹配性，從而在兩者之間產(chǎn)生強(qiáng)的內(nèi)部應(yīng)力。因該晶格常數(shù)的差異而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，使得熱敏電阻的金屬-絕緣體相轉(zhuǎn)變溫度變化。
于是，通過(guò)采用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物作為熱敏電阻，并形成在具有與自身的晶格常數(shù)不同的晶格常數(shù)的絕緣物上，能夠獲得以下的效果。
(1)通過(guò)使熱敏電阻和絕緣物的組合不同，能夠使熱敏電阻的電阻率的溫度特性變化。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇它們的組合，能夠制造在滿足目的的使用溫度范圍內(nèi)具有最佳規(guī)格的熱敏電阻。
還有，并不限于內(nèi)部應(yīng)力，通過(guò)施加外部應(yīng)力，也能夠得到相同的效果。
圖10是表示紅外線檢測(cè)器的截面的圖。
壓電元件42用其一部分與基板41接合，其大部分由空間47與基板41隔開(kāi)。這是因?yàn)?，如果增大壓電元?2和基板41的熱阻，則可以確保壓電元件42的變形的自由度。熱敏電阻44是形成在絕緣體43上的薄膜，在其上形成有紅外線吸收膜45。紅外線從紙面上部入射到紅外線吸收膜45而被吸收。熱敏電阻44的電阻率伴隨紅外線吸收膜45的溫度變化而變化，其變化量經(jīng)過(guò)讀出電極46由外部的讀出電路讀出。還有，優(yōu)選與絕緣體43進(jìn)行面接觸的結(jié)構(gòu)，以便對(duì)熱敏電阻54均勻地施加外部應(yīng)力。另外，熱敏電阻44不需要與壓電元件42直接接觸，可以在它們之間存在異種材料。
在上述結(jié)構(gòu)中，壓電元件42根據(jù)被賦予的電壓而對(duì)熱敏電阻44施加外部應(yīng)力。由此，熱敏電阻的電阻率的溫度特性變化。
壓電元件42可以通過(guò)被賦予的電壓的大小，使應(yīng)力的大小變化。如果是圖10的結(jié)構(gòu)，則通過(guò)改變電壓，即使在紅外線攝像機(jī)出廠后也能夠改變應(yīng)力的大小。因而，可以根據(jù)設(shè)置紅外線攝像機(jī)的溫度環(huán)境，調(diào)節(jié)為最佳的應(yīng)力的大小。
(實(shí)施方式6)在實(shí)施方式1～5中，通過(guò)使鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物的3d電子的能帶結(jié)構(gòu)變化，來(lái)使它們的磁性質(zhì)變化，從而使電阻率的溫度特性變化。
在實(shí)施方式6中，通過(guò)采用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物作為熱敏電阻，并對(duì)該熱敏電阻施加電場(chǎng)，來(lái)使3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)變化，從而使電阻率的溫度特性變化。
圖11是紅外線檢測(cè)器的俯視圖。
隔膜61被設(shè)在基板上的支撐腳62支撐。熱敏電阻63是形成在隔膜61上的薄膜。紅外線從紙面上面入射。熱敏電阻63的電阻率伴隨因紅外線的入射而引起的溫度變化而變化，其變化量由外部的讀出電路讀出。
電極64a、64b以?shī)A著熱敏電阻63的方式沿?zé)崦綦娮?3配置。如果對(duì)電極64a、64b賦予電壓，則在它們之間產(chǎn)生電場(chǎng)，從而對(duì)熱敏電阻63施加電場(chǎng)。電極64a、64b由于沿?zé)崦綦娮?3配置，因此可以對(duì)熱敏電阻63施加均勻的電場(chǎng)。另外，在紅外線從紙面面前入射的過(guò)程中，電極64a、64b不成為紅外線的障礙。還有，電極64a、64b和熱敏電阻63分別被絕緣物65a、65b絕緣。另外，熱敏電阻63與讀出其電阻率的讀出電路經(jīng)由讀出電極電連接。施加外部電場(chǎng)的方向優(yōu)選與由該讀出電極施加的電場(chǎng)的方向垂直的方向。另外，支撐件62為了將隔膜61與基板熱隔離，而優(yōu)選熱阻較大。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果對(duì)電極64a、64b施加電壓，則產(chǎn)生電場(chǎng)。公知的是，就3d軌道退化的能量而言，該退化在電場(chǎng)下因斯塔克(Stark)效應(yīng)而消除。由此，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物的3d軌道的能帶結(jié)構(gòu)變化，電阻率的溫度特性變化。
于是，通過(guò)采用鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物作為熱敏電阻，并施加電場(chǎng)，能夠得到以下的效果。
(1)通過(guò)使電場(chǎng)的大小不同，能夠使熱敏電阻的電阻率的溫度特性變化。
因而，通過(guò)適當(dāng)選擇電場(chǎng)的大小，能夠制造在滿足目的的使用溫度范圍內(nèi)具有最佳規(guī)格的熱敏電阻。
進(jìn)而，電極64a、64b可以通過(guò)被賦予的電壓的大小，使電場(chǎng)的大小變化。如果是圖11的結(jié)構(gòu)，則通過(guò)改變電壓，即使在紅外線攝像機(jī)出廠后也能夠改變應(yīng)力的大小。因而，可以根據(jù)設(shè)置紅外線攝像機(jī)的溫度環(huán)境，調(diào)節(jié)為最佳的電場(chǎng)的大小。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明可以應(yīng)用在防范用的小型監(jiān)控?cái)z像機(jī)或搭載于汽車的暗視攝像機(jī)等、能夠在暗視場(chǎng)中將物體作為圖像識(shí)別的紅外線攝像機(jī)等。
權(quán)利要求
1.一種紅外線攝像元件，其中，具備一維或二維排列的多個(gè)熱敏電阻，所述熱敏電阻由強(qiáng)相關(guān)電子類材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線攝像元件，其中，所述熱敏電阻是含有稀土類元素及堿土類元素中的至少一方，且具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線攝像元件，其中，所述紅外線攝像元件還具備通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所述多個(gè)熱敏電阻和所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)形成在共用的半導(dǎo)體基板上。
4.一種紅外線攝像機(jī)，其具備一維或二維排列的多個(gè)熱敏電阻，并通過(guò)檢測(cè)各熱敏電阻的紅外線的受光量來(lái)生成圖像數(shù)據(jù)，其中，所述熱敏電阻由強(qiáng)相關(guān)電子類材料構(gòu)成。
5.一種紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物Pr1-XCaXMnO3中進(jìn)行了以下所述置換中的至少一方而得到的材料構(gòu)成Pr的一部分置換成其他的稀土類金屬；及Ca的一部分置換成其他的堿土類金屬。
6.一種紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦氧化物L(fēng)aTiO3中La的一部分被置換成堿土類金屬而得到的材料構(gòu)成。
7.一種紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由在將釔或稀土類金屬記載為R時(shí)，含有R的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鎳氧化物RNiO3構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紅外線檢測(cè)器，其中，所述鎳氧化物RNiO3中的R復(fù)合有釔或稀土類金屬中的兩種以上的元素。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紅外線檢測(cè)器，其中，所述熱敏電阻的鎳氧化物RNiO3中，R的一部分被置換成堿土類金屬。
10.一種紅外線檢測(cè)器，其中，具備熱敏電阻，其由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成；磁場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述熱敏電阻施加磁場(chǎng)；和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在所述熱敏電阻被所述磁場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加了磁場(chǎng)的狀態(tài)下，通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的紅外線檢測(cè)器，其中，所述紅外線檢測(cè)器還具備改變由所述磁場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加的磁場(chǎng)的大小的改變機(jī)構(gòu)。
12.一種紅外線檢測(cè)器，其通過(guò)熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成，且形成在具有與自身的晶格常數(shù)不同的晶格常數(shù)的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的絕緣物上。
13.一種紅外線檢測(cè)器，其中，具備熱敏電阻，其由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成；應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述熱敏電阻施加應(yīng)力；和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在所述熱敏電阻被所述應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)施加了應(yīng)力的狀態(tài)下，通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的紅外線檢測(cè)器，其中，所述紅外線檢測(cè)器還具備改變由所述應(yīng)力施加機(jī)構(gòu)施加的應(yīng)力的大小的改變機(jī)構(gòu)。
15.一種紅外線檢測(cè)器，其中，具備熱敏電阻，其由鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物構(gòu)成；電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述熱敏電阻施加電場(chǎng)；和檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其在所述熱敏電阻被所述電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加了電場(chǎng)的狀態(tài)下，通過(guò)所述熱敏電阻檢測(cè)紅外線的受光量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的紅外線檢測(cè)器，其中，所述紅外線檢測(cè)器還具備改變由所述電場(chǎng)施加機(jī)構(gòu)施加的電場(chǎng)的大小的改變機(jī)構(gòu)。
17.一種紅外線檢測(cè)器，其檢測(cè)熱敏電阻的紅外線的受光量，其中，所述熱敏電阻通過(guò)在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物Pr1-XCaXMnO3中添加含有Pr以外的稀土類金屬及Ca以外的堿土類金屬中的至少一方的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬氧化物而構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的紅外線檢測(cè)器，其中，所述金屬氧化物為錳氧化物、鈦氧化物、鋁氧化物、鎵氧化物、鈷氧化物中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明的紅外線攝像元件的特征在于，具備一維或二維排列的多個(gè)像素單元(1a－1d)，各像素單元包含熱敏電阻，該熱敏電阻由強(qiáng)相關(guān)電子類材料構(gòu)成。由此，能夠提供溫度分辨率比以往高的紅外線攝像元件。
文檔編號(hào)H01L27/14GK1918459SQ20048004170
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者吉田真治, 上田大助 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社