DE19923960C2 - Infrarotsensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Infrarot­ sensor und insbesondere auf einen Infrarotsensor, der in ei­ ne Alarmanlage oder dergleichen eingebaut werden soll und der zum Erfassen von Menschen und anderen lebenden Organis­ men verwendet wird.

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Infrarotsensors zeigt, und Fig. 15 ist eine perspektivische Explosionsansicht desselben. Der Infra­ rotsensor 1 weist eine Metallbasis 2 mit einem Stufenab­ schnitt 2a auf, der Insel genannt wird. Durchgangslöcher sind in der Metallbasis 2 gebildet, und drei Zuleitungsan­ schlüsse 3a, 3b, 3c sind durch die Durchgangslöcher geführt. Die Zuleitungsanschlüsse 3a, 3b sind mit einem isolierenden Glas 4 verschlossen, das nahezu den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Metallbasis 2 aufweist, und die Zuleitungsanschlüsse 3a, 3b sind befestigt und sind gleichzeitig von der Metallbasis 2 elektrisch isoliert. Der Massezuleitungsanschluß 3c ist durch Löten, Hineinpressen etc. befestigt, um mit der Metallbasis 2 elektrisch verbun­ den zu sein. Üblicherweise ist die Metallbasis aus einer Me­ tallbasis des hermetisch verschlossenen Typs gebildet, der für Operationsverstärker verwendet wird.

Eine Schaltungsplatine 5 ist auf dem Stufenabschnitt 2a der Metallbasis 2 angeordnet. Die Schaltungsplatine 5 ist aus einem isolierenden Material gebildet. Eine Umwandlungsschal­ tung zum Umwandeln einer elektrischen Ladung, die in einem pyroelektrischen Element erzeugt wird (das später beschrie­ ben werden soll), in ein Signal, ist an der Schaltungsplati­ ne 5 unter Verwendung von beispielsweise einem Feldeffekt­ transistor (FET) 6 gebildet. Diese Umwandlungsschaltung ist mit den Zuleitungsanschlüssen 3a, 3b, 3c verbunden, die von dem Stufenabschnitt 2a der Metallbasis 2 vorstehen. Ferner ist ein pyroelektrisches Element 8, das mit der Umwandlungs­ schaltung verbunden ist, die auf der Schaltungsplatine 5 ge­ bildet ist, auf der Schaltungsplatine 5 durch Träger 7 ange­ ordnet. Eine Metallabdeckung 9 deckt das pyroelektrische Element ab. Ein Fenster ist in der Abdeckung 9 gebildet, und ein optisches Filter 9a ist an dem Fenster befestigt. Infra­ rotstrahlen werden zu dem pyroelektrischen Element 8 durch das optische Filter 9a befördert. Die Abdeckung 9 ist an der Basis 2 durch elektrisches Schweißen sicher befestigt. Die Metallbasis 2 und die Abdeckung 9 schirmen die Umwandlungs­ schaltung elektromagnetisch ab und unterdrücken den Effekt von äußerem Rauschen auf die Umwandlungsschaltung.

Bei diesem Infrarotsensor 1 wird eine elektrische Ladung in dem pyroelektrischen Element 8 durch Infrarotstrahlen er­ zeugt, die durch den Fensterabschnitt der Abdeckung 9 ein­ treten, und die elektrische Ladung wird in ein Signal durch die Umwandlungsschaltung umgewandelt. Durch Messen des Aus­ gangssignals von dem Infrarotsensor 1 kann die Bewegung von Menschen und anderen lebenden Organismen erfaßt werden. Um thermisch und elektromagnetisch eine gute Anwendung des py­ roelektrischen Effekts des pyroelektrischen Elements 8 zu erhalten, wird ein hermetischer Verschluß durch die Metall­ basis 2 und die Abdeckung 9 vorgesehen, und der Effekt des Störrauschens wird durch das elektromagnetische Abschirmen gedämpft.

In jüngster Zeit ist eine große Nachfrage nach Alarmanlagen und dergleichen aufgetreten, die diesen Typ von Infrarotsen­ sor für die Heimanwendung verwenden. Derartige Alarmanlagen müssen für die Heimanwendung kostengünstig sein. Der her­ kömmliche Infrarotsensor ist jedoch kostspielig, da die Füße, die bei derartigen Infrarotsensoren verwendet werden, kostspielig sind, weil dieselben durch ein genaues Herstel­ lungsverfahren erzeugt werden. Ferner verursachen die Zulei­ tungsanschlüsse, die in die Basis vorstehen, Induktivitäts­ komponenten, da der Effekt des äußeren Hochfrequenzrauschens und des Rauschens eine Spannung in dem Hochimpedanzsystem hervorruft, um einen Fehler des Infrarotsensors zu bewirken.

Die US 5 323 025 A offenbart einen pyroelektrischen IR-Sensor, bei dem ein Substrat an einem Basiselement befestigt ist. Das Substrat weist einen Harz-Abschnitt mit einer Oberfläche auf. Eine leitfähige Schicht ist auf der Oberfläche des Harz-Abschnittes gebildet, so daß die leitfähige Schicht als ein Verdrahtungsmuster dienen kann. Ferner sind Zuleitungsanschlüsse in dem Basiselement angeordnet, um eine elektrische Verbindung zu dem Substrat zu ermöglichen.

Die US 3 757 127 offenbart eine Photodetektoranordnung, die eine Halbleiterscheibe mit einem Photodetektor-Array auf­ weist. Die Halbleiterscheibe ist mit einem Substrat verbun­ den, das ein dielektrisches Material aufweist. Das Substrat weist leitfähige Elektrodenmuster auf einer Oberfläche des­ selben auf. Ferner umfaßt die Anordnung Anschlußbereichs- Bauglieder, die in das Substrat 17 gepreßt oder von demsel­ ben eingeschlossen sind. Das leitfähige Elektrodenmuster erstreckt sich zu den Anschlußbereichs-Baugliedern hin, wo­ durch die Halbleiterscheibe mit einem externen Schaltungs­ aufbau verbunden werden kann.

Die DE 30 35 933 C2 lehrt einen pyroelektrischen Detektor, bei dem auf einer oberen Grundfläche eines Plättchens, das den pyroelektrischen Kristall bildet, eine Aufnahmeelektrode vorgesehen ist, während auf einer unteren Grundfläche des Plättchens eine Schirmelektrode aufgebracht ist. Die Schirm­ elektrode ist mittels eines elektrisch leitenden Klebers auf ein Substrat 15 aus einem Halbleitermaterial aufgeklebt. Ferner ist die Unterseite des Substrats mittels eines elektrisch leitenden Klebers auf einen Sockel geklebt, der einen Anschlußstift aufweist, um die Schirmelektrode mit dem Körper des Sockels zu verbinden. Die auf der oberen Grund­ fläche des Plättchens angeordnete Aufnahmeelektrode ist über elektrisch leitende Halteelemente und damit verbundenen äu­ ßeren Drähten mit einem auf dem Sockel angeordneten Bauele­ ment verbunden. Die Bauelemente weisen ferner eine Verbin­ dung zu den in dem Sockel angeordneten Anschlußstiften auf.

Die EP 283 264 A2 offenbart einen pyroelektrischen Infra­ rotsensor, der einen pyroelektrisches Element aufweist, das eine vordere Elektrode zum Empfangen von Licht und eine Rück-Elektrode aufweist. Das pyroelektrische Element ist auf einem Befestigungsring befestigt, wobei die Rück-Elektrode mittels eines Zuleitungsdrahtes mit Masse verbunden ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Infrarotsensor zu schaffen, der ohne weiteres hergestellt werden kann und und stabile und einfach zu befestigende Zuleitungsanschlüsse aufweist und ferner ein stabiles Hochimpedanzsystem ist, das im wesentlichen nicht durch Rauschen beeinflußt wird und eine kleine Fehlerhäufigkeit zeigt.

Diese Aufgabe wird durch einen Infrarotsensor gemäß Anspruch 1 und einen Infrarotsensor gemäß Anspruch 8 gelöst.

Der Infrarotsensor weist eine Basis, ein pyroelektrisches Element, das auf einer Seite der Basis angeordnet ist, eine Umwandlungsschaltung zum Ändern der elektrischen Ladung, die in dem pyroelektrischen Element erzeugt wird, in ein Signal, und eine Mehrzahl von Zuleitungsanschlüssen auf, die gebil­ det sind, um sich zu der anderen Seite der Basis zu er­ strecken, und um mit der Umwandlungsschaltung elektrisch verbunden zu sein. Die Zuleitungsanschlüsse sind an der Ba­ sis durch Verstemmen befestigt.

Bei diesem Infrarotsensor wird die Basis mit einem isolie­ renden Material gebildet, und eine Umwandlungsschaltung ist auf der Oberfläche einer Seite der Basis gebildet. Ferner ist die Basis aus einer Schicht oder aus einem Mehrschicht- aufbau gebildet, und die Masseelektrode ist auf mindestens einer Seite der Oberfläche der Basis für die elektromagne­ tische Abschirmung gebildet.

Außerdem ist ein Mantel, der aus einem leitfähigen Material besteht und der eine Seite der Basis abdecken soll, vorzugs­ weise umfaßt, und der Mantel und die Basis sind sicher be­ festigt und mit leitfähigem Harzhaftmaterial verschlossen.

Durch Verstemmen der Zuleitungsanschlüsse sind die Zulei­ tungsanschlüsse an der Basis befestigt, und die Durchgangs­ löcher für die Zuleitungsanschlüsse, die in der Basis gebil­ det sind, sind verschlossen. Durch Verstemmen der Zulei­ tungsanschlüsse erstrecken sich die Zuleitungsanschlüsse ferner nicht auf einer Seite der Basis, und es ist dement­ sprechend unwahrscheinlich, daß Spannungen in den Zulei­ tungsanschlüssen innerhalb der Basis durch Störrauschen her­ vorgerufen werden.

Wenn die Basis durch ein isolierendes Material gebildet ist, und eine Umwandlungsschaltung auf einer Oberfläche der Basis gebildet ist, ist es unnötig, daß eine andere Schaltungspla­ tine verwendet wird, und die Größe des Infrarotsensors kann reduziert werden.

Außerdem kann es durch Bilden der Masseelektrode auf der Ba­ sis möglich sein, eine elektromagnetische Abschirmung zu er­ reichen, wodurch der Effekt des Störrauschens reduziert wird. Außerdem kann die Masseelektrode auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Basis gebildet sein, und wenn die Ba­ sis aus mehreren Schichten besteht, kann die Masseelektrode in einer Schicht einer Mehrzahl von Schichten der Basis ge­ bildet sein.

Durch Vorsehen eines Mantels über einer Hauptoberfläche der Basis, durch Verschließen des Mantels und der Basis mit ei­ nem leitfähigen Harzhaftmittel und durch Verschließen der Basis durch Verstemmen der Zuleitungsanschlüsse sind das py­ roelektrische Element und die Umwandlungsschaltung herme­ tisch verschlossen. Durch Bilden der Abdeckung aus einem leitfähigen Material und durch Bilden einer Masseelektrode auf der Basis wird ein ausgezeichneter elektromagnetischer Abschirmeffekt vorgesehen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel ei­ nes Infrarotsensors der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht, die das Innere eines Infrarotsen­ sors in Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die den Infrarotsensor in Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die zeigt, daß ein Zu­ leitungsanschluß, der durch eine Spannvorrichtung gehalten wird, durch ein Durchgangsloch in einer Basis geführt ist;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die den Spitzenabschnitt eines Zuleitungsanschlusses zeigt, der auf der Seite einer Oberfläche einer Basis, die in Fig. 4 gezeigt ist, gequetscht wird;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die einen Zuleitungsan­ schluß zeigt, der bei einer Position weg von der anderen Oberfläche einer Basis durch eine Spann­ vorrichtung gehalten wird;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht, die den Zuleitungsan­ schluß zeigt, der auf einer Seite der anderen Oberfläche einer Basis gequetscht wird;

Fig. 8 eine Draufsicht, die ein Beispiel eines pyroelek­ trischen Elements zeigt, das bei einem Infrarot­ sensor, der in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, verwendet werden soll;

Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm eines Infrarotsensors, der in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist;

Fig. 10 eine Draufsicht, die das Innere eines weiteren Beispiels eines Infrarotsensors der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht eines Infrarotsensors, der in Fig. 10 gezeigt ist;

Fig. 12 ein Schaltungsdiagramm eines Infrarotsensors, der in Fig. 10 und 11 gezeigt ist;

Fig. 13 eine Querschnittsansicht eines Infrarotsensors, die eine weitere Art zum Anbringen einer Abdeckung zeigt;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Infrarotsensors; und

Fig. 15 eine perspektivische Explosionsansicht eines her­ kömmlichen Infrarotsensors, der in Fig. 14 gezeigt ist.

Wie es am besten in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, umfaßt der In­ frarotsensor 10 eine Schaltungsplatine 12, die beispielswei­ se eine quadratische Form aufweist. Wie es im folgenden er­ klärt ist, funktioniert die Schaltungsplatine 12 als eine Basis des Infrarotsensors 10. Die Schaltungsplatine 12 ist unter Verwendung von beispielsweise einem isolierenden Mate­ rial, wie z. B. einer isolierenden Keramik, einem Glasepo­ xidharz etc. gebildet. Drei Durchgangslöcher 14a, 14b, 14c sind in der Schaltungsplatine 12, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, gebildet. Eine Umwandlungsschaltung 16, die eine elektrische Ladung, die in einem pyroelektrischen Element 36 erzeugt wird, in ein Signal umwandelt, ist auf einer Haupt­ oberfläche der Schaltungsplatine 12 gebildet.

Eine Mehrzahl von Elektroden 18a, 18b, 18c, 18d sind auf der einen Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 12 gebildet. Die Elektrode 18a ist auf der oberen Oberfläche der Schaltungs­ platine 12 gebildet, um sich in einer geschlossenen Schleife entlang des äußeren Umfangs der Schaltungsplatine 12 zu er­ strecken. Ein erster Abschnitt 18a-1 der Elektrode 18a er­ streckt sich zu dem Durchgangsloch 14c, wie es in dem unte­ ren linken Quadranten von Fig. 2 gezeigt ist. Ein zweiter Abschnitt 18a-2 steht hin zu dem Mittelabschnitt der Schal­ tungsplatine 12 an einer Position zwischen den Durchgangs­ löchern 14a, 14b vor. Die Elektroden 18b, 18c, 18d sind ge­ bildet, um sich in dem Mittelabschnitt der Schaltungsplatine 12 einander zu nähern. Die Elektrode 18b erstreckt sich zu dem Durchgangsloch 14a und zu einer Position, die hin zu dem vorstehenden Abschnitt 18a-2 der Elektrode 18a gerichtet ist. Die Elektrode 18c erstreckt sich durch das Durchgangs­ loch 14b und zu einer Position, die hin zu dem vorstehenden Abschnitt 18a-2 der Elektrode 18a gerichtet ist. Außerdem erstreckt sich die Elektrode 18d zu einer Position, die hin zu einem Abschnitt 18a-3 der Elektrode 18a gerichtet ist, die sich von dem Durchgangsloch 14c erstreckt. Außerdem ist eine Masseelektrode 20 auf der gesamten Oberfläche des unte­ ren Endes der Schaltungsplatine 12, außer in dem Abschnitt, der die Durchgangslöcher 14a, 14b umgibt, gebildet. Eine Elektrode ist auf der inneren Oberfläche des Elektroden­ durchgangslochs 14c gebildet, um die Elektrode 18a auf der oberen Seite einer Seite der Schaltungsplatine 12 mit der Masseelektrode 20 an der unteren Seite derselben zu verbin­ den.

Die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c sind durch die Durch­ gangslöcher 14a, 14b bzw. 14c geführt. Die Zuleitungsan­ schlüsse 22a, 22b, 22c sind bevorzugterweise durch Verstem­ men auf beiden Seiten der Schaltungsplatine 12 befestigt. Insbesondere weisen die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c ein Paar von Vorstandsabschnitten 61a und 62a, 61b und 62b und 61c und 62c auf, die jeweils durch Verstemmen gebildet sind, und die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c sind an der Schaltungsplatine durch Klemmen der Schaltungsplatine 12 mit dem Paar von Vorstandsabschnitten 61a und 62a, 61b und 62b bzw. 61c und 62c befestigt.

Bezugnehmend auf die Fig. 4 bis 7 ist das bevorzugte Verfah­ ren zum Befestigen der Zuleitungsanschlüsse 22a an der Schaltungsplatine 12 erklärt. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird der Zuleitungsanschluß 22a, der anfänglich eine einfache Stabform aufweist, durch das Durchgangsloch 14a geführt. Der Zuleitungsanschluß 22a wird an der unteren Seite der Schal­ tungsplatine 12 durch eine Spannvorrichtung gehalten. Als nächstes, wie in Fig. 5 gezeigt, wird der Spitzenabschnitt des Zuleitungsanschlusses 22a, der auf der oberen Oberfläche der Schaltungsplatine 12 positioniert ist, beispielsweise durch einen Stempel gequetscht, um einen Vorstandsabschnitt 61a an einem Ende des Zuleitungsanschlusses 22a zu bilden. Der Vorstandsabschnitt 61a ist üblicherweise in eine flache kreisförmige Form gebildet, derselbe kann jedoch andere For­ men aufweisen. Der Zuleitungsanschluß 22a wird ferner, wie in Fig. 6 gezeigt, an der unteren Seite der Schaltungspla­ tine 12 bei einer Position gehalten, die von der Oberfläche der anderen Seite der Schaltungsplatine 12 durch die Spann­ vorrichtung 24 entfernt ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird, wenn der Vorstandsabschnitt 61a des Zuleitungsanschlusses 22a, der durch den Metallstempel 24 gequetscht wurde, nach unten gedrückt wird, der Zuleitungsanschluß 22a an der Seite der anderen Seite der Schaltungsplatine 12 durch Drücken der Spannvorrichtung 24 hin zu der Seite der Schaltungsplatine 12 gequetscht, um einen Vorstandsabschnitt 62a, wie in Fig. 7 gezeigt, zu bilden. Auf diese Art und Weise wird der Zu­ leitungsanschluß 22a auf beiden Seiten der Schaltungsplatine 12 gequetscht. Als ein Resultat ist das Durchgangsloch 14a durch die Vorstandsabschnitte 61a und 62a hermetisch ver­ schlossen, und der Zuleitungsanschluß 22a ist an der Schal­ tungsplatine 12 durch die Vorstandsabschnitte 61a und 62a befestigt. Wie übertrieben in Fig. 7 gezeigt, dehnt sich der Zuleitungsanschluß 22a in dem Durchgangsloch 14a durch Ver­ stemmen derart aus, daß der Zuleitungsanschluß 22a einen Raum verschließt, der zwischen der äußeren Oberfläche des Zuleitungsanschlusses 22a und der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 14 existieren kann, was daher weiter den Verschluß des Durchgangsloches 14a sicherstellt.

Die anderen Zuleitungsanschlüsse 22b, 22c sind ebenfalls in den Durchgangslöchern 14b, 14c auf eine ähnliche Art und Weise befestigt. Da die Durchgangslöcher 14a, 14b in den Ab­ schnitten positioniert sind, in denen die Elektroden 18b, 18c jeweils gebildet sind, sind die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b mit den Elektroden 18b, 18c an dem Vorstandsab­ schnitt 61a bzw. 61b elektrisch verbunden. Ferner ist, da das Durchgangsloch 14c in dem Abschnitt positioniert ist, in dem die Elektrode 18a gebildet ist, der Zuleitungsanschluß 22c mit der Elektrode 18a an dem Vorstandsabschnitt 61c elektrisch verbunden. Zu diesem Zeitpunkt ist, da die Elek­ trode 18a und die Masseelektrode 20 verbunden sind, der Zu­ leitungsanschluß 22 ebenfalls mit dem Masseanschluß 20 ver­ bunden.

In dem Mittelabschnitt auf einer Oberflächenseite der Schal­ tungsplatine 12 ist ein Feldeffekttransistor (FET) 28 ange­ bracht. Die Drain und die Source des FET 28 sind mit der Elektrode 18b bzw. 18c verbunden, und das Gate (das Tor) ist mit der Elektrode 18d verbunden. Ferner ist in der Umgebung des Durchgangslochs 14c ein Leckwiderstand 30 zwischen die Elektrode 18a und die Elektrode 18d geschaltet. Zwischen den Durchgangslöchern 14a, 14b sind Umgehungskondensatoren 32a, 32b zwischen die Elektroden 18a, 18b bzw. zwischen die Elek­ troden 18a, 18c geschaltet. Ein Verbindungsteil 34a, das aus einem leitfähigen Material besteht, ist an der Elektrode 18a sich von dem Durchgangsloch 14c erstreckend gebildet, und in dem Mittelabschnitt der Elektrode 18d ist ein Verbindungsab­ schnitt 34b, der aus einem leitfähigen Material besteht, ge­ bildet. Zwischen diesen Verbindungsabschnitten 34a, 34b ist ein pyroelektrisches Element 36 angebracht.

Das pyroelektrische Element 36 enthält vorzugsweise einen plattenähnlichen pyroelektrischen Körper 38, wie in Fig. 8 gezeigt. Der pyroelektrische Körper 38 besteht beispiels­ weise aus einem Bleizirkonattitanat. Auf einer Seitenober­ fläche des pyroelektrischen Materials 38 sind Elektroden 40a, 40b mit einer Beabstandung zwischen denselben gebildet.

Diese Elektroden sind durch eine schmale Elektrode 42 ver­ bunden. Ferner sind an der anderen Seitenoberfläche des py­ roelektrischen Materials 38 Elektroden 44a, 44b (die phan­ tommäßig gezeigt sind) an den Positionen gebildet, die hin zu den Elektroden 40a, 40b gerichtet sind. Und die Elektro­ den 44a, 44b an der anderen Seitenoberfläche des pyroelek­ trischen Materials 38 sind an den Verbindungsabschnitten 34a, 34b durch leitfähiges Harzhaftmittel 46 oder derglei­ chen befestigt. Dementsprechend ist das pyroelektrische Ele­ ment 36 an den Verbindungsteilen 34a, 34b befestigt, und die Elektroden 44a, 44b sind mit den Verbindungsteilen 34a, 34b elektrisch verbunden.

Wie es am besten in Fig. 3 gezeigt ist, ist ferner eine Ab­ deckung 48 über einer Hauptoberfläche der Schaltungsplatine 12 plaziert, um die Umwandlungsschaltung 16 und das pyro­ elektrische Element 36 abzudecken. Die Abdeckung 48 besteht aus einem leitfähigen Material, wie z. B. Metall. Ein Durch­ gangsloch ist in dem Mittelabschnitt der Abdeckung 48 gebil­ det, und ein optisches Filter 50 ist darin angebracht. Die­ ses optische Filter 50 leitet und befördert äußere Infrarot­ strahlen zu dem pyroelektrischen Element 36. Die Abdeckung 48 ist vorzugsweise an der Elektrode 18a der Schaltungspla­ tine 12 durch ein leitfähiges Harzhaftmittel 52 befestigt. Durch dieses leitfähige Harzhaftmittel 52 ist die Abdeckung 48 an der Schaltungsplatine 12 befestigt, und zur gleichen Zeit ist die Abdeckung 48 mit der Elektrode 18a und der Mas­ seelektrode 20 elektrisch verbunden.

Der Infrarotsensor 10 umfaßt die Schaltung, die in Fig. 9 gezeigt ist. Das heißt, das pyroelektrische Element 36 be­ steht aus zwei pyroelektrischen Körpern, die in entgegenge­ setzten Richtungen polarisiert sind, wenn dieselben von den Elektroden 44a, 44b betrachtet werden, die seriell geschal­ tet sind, um ein pyroelektrisches Element eines Doppeltyps zu bilden. Ein Leckwiderstand 30 ist zwischen die Elektroden 44a, 44b des pyroelektrischen Elements 36 geschaltet, und gleichzeitig ist die Elektrode 44a mit dem Zuleitungsan­ schluß 22c verbunden, und die Elektrode 44b ist mit dem Gate des FET 28 verbunden. Ferner sind die Drain und die Source des FET 28 mit den Zuleitungsanschlüssen 22a bzw. 22b ver­ bunden. Umgehungskondensatoren 32a, 32b sind zwischen die Drain und die Source des FET 28 bzw. den Zuleitungsanschluß 22c geschaltet.

Wenn Infrarotstrahlen durch das optische Filter 50 eintre­ ten, wird elektrische Ladung in dem pyroelektrischen Element 36 erzeugt. Diese elektrische Ladung wird in eine Spannung durch den Leckwiderstand 30 geändert, und diese Spannung wird in das Gate des FET 28 eingegeben. Eine Leistungsquelle ist mit der Drain des FET 28 durch den Zuleitungsanschluß 22a verbunden, und ein Signal, das proportional zu dem Span­ nungseingangssignal zu dem Gate ist, wird aus der Source ausgegeben. Daher wird durch Messen des Ausgangssignals von dem Zuleitungsanschluß 22b die Änderung der Infrarotstrah­ len, die in den Infrarotsensor 10 eingegeben werden, erfaßt.

Bei diesem Infrarotsensor 10 sind die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c vorzugsweise mittels Verstemmen von gegenüber­ liegenden Seiten der Schaltungsplatine 12 befestigt, und die Durchgangslöcher 14a, 14b, 14c der Schaltungsplatine 12 sind vorzugsweise mittels Verstemmen von gegenüberliegenden Sei­ ten der Schaltungsplatine 12 verschlossen. Aufgrund dessen wird die Befestigung der Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c mehr als bei dem Fall erleichtert, bei dem die Zuleitungsan­ schlüsse, wie bei herkömmlichen Infrarotsensoren, unter Ver­ wendung von Verschlußglas befestigt und verschlossen werden. Sowie die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c an der Schal­ tungsplatine 12 durch Verstemmen befestigt werden, er­ strecken sich ferner die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c nicht entlang der Seite einer Oberfläche der Schaltungspla­ tine 12. Aufgrund dieser Struktur, die sich von den herkömm­ lichen Infrarotsensoren unterscheidet, ist es nicht wahr­ scheinlich, daß die inneren Abschnitte der Zuleitungsan­ schlüsse eine Induktivität verursachen, und der Effekt der Induktivität, die in den Zuleitungsanschlüssen 22a, 22b, 22c erzeugt wird, auf den Infrarotsensor 10 ist klein. Daher ist es möglich, das Auftreten eines Fehlers des Infrarotsensors zu reduzieren.

Da ferner die Durchgangslöcher 14a, 14b, 14c der Schaltungs­ platine 12 vorzugsweise durch Verstemmen der Anschlüsse 22a, 22b, 22c verschlossen sind, und die Schaltungsplatine 12 und die Abdeckung 48 vorzugsweise durch ein leitfähiges Harz­ haftmittel 52 verschlossen sind, sind das pyroelektrische Element und die Umwandlungsschaltung 16 hermetisch ver­ schlossen. Außerdem wird, da die Abdeckung 48 vorzugsweise aus einem leitfähigen Material besteht und mit der Elektrode 18a verbunden ist, die entlang dem äußeren Umfang auf der Oberfläche einer Seite der Schaltungsplatine 12 durch leit­ fähiges Harzhaftmittel gebildet ist, und da außerdem die Elektrode 18a vorzugsweise mit der Masseelektrode 20 verbun­ den ist, der Effekt der elektromagnetischen Abschirmung er­ reicht. Daher wird der Einfluß von Störrauschen reduziert.

Auf der Oberfläche einer Seite der Schaltungsplatine 12, die vorzugsweise aus einem isolierenden Material hergestellt ist, ist ferner eine Umwandlungsschaltung gebildet, und es besteht keine Notwendigkeit, eine Schaltungsplatine mit ei­ ner Umwandlungsschaltung 16, die auf derselben gebildet ist, einzubauen. Als ein Resultat kann der innere Raum klein sein, um die Größe des Infrarotsensors zu reduzieren. Auf diese Art und Weise ist es, da es keine Notwendigkeit gibt, eine Schaltungsplatine einzubauen, nicht notwendig, die Schaltungsplatine 12 auf eine genaue Art und Weise zu ver­ arbeiten, und es ist einfach, die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c zu befestigen. Dementsprechend wird die Herstellung des Infrarotsensors 10 vereinfacht, und es ist möglich, die Infrarotsensoren 10 kostengünstiger herzustellen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 10 bis 11 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist in vieler Hinsicht ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 3. Ähnliche Elemente sind mit ähnlichen Bezugsziffern bezeichnet, und dieselben werden nicht bezüglich dieses Aus­ führungsbeispiels neu beschrieben. Bei diesem Infrarotsensor 10 ist eine Elektrode 60a entlang des äußeren Umfangs auf einer Hauptseitenoberfläche der Schaltungsplatine 12 gebil­ det. Die Schaltungsplatine 12 besteht aus einem isolierenden Material. Die Elektrode 60a ist gebildet, um einen Abschnitt 60a-1, der sich durch das Durchgangsloch 14c erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 60a-2 zu umfassen, der sich weg von dem Durchgangsloch 14c erstreckt. Ferner ist bei diesem In­ frarotsensor 10 eine Elektrode auf der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 14c gebildet, und die Elektrode 60a und die Masseelektrode 20 sind miteinander elektrisch verbunden. In dem Raum zwischen den Durchgangslöchern 14a, 14b sind die Elektroden 60a, 60b, 60c gebildet, um sich einander anzu­ nähern. Die Elektrode 60b erstreckt sich durch das Durch­ gangsloch 14a und die Elektrode 60c erstreckt sich durch das Durchgangsloch 14b. Die Elektrode 60d erstreckt sich zu ei­ ner Position, bei der dieselbe hin zu dem Abschnitt 60a-2 der Elektrode 60a gerichtet ist.

Bei diesem Infrarotsensor 10 sind die Zuleitungsanschlüsse 22a, 22b, 22c vorzugsweise an den Durchgangslöchern 14a, 14b, 14c durch Verstemmen befestigt. In dem Raum zwischen den Durchgangslöchern 14a, 14b ist ein FET 28 angeordnet, und die Drain ist mit der Elektrode 60b verbunden, die Sour­ ce ist mit der Elektrode 60c verbunden, und das Gate ist mit der Elektrode 60d verbunden. Ferner ist ein pyroelektrisches Element 36 in dem Abschnitt angebracht, der hin zu den Elek­ troden 60a, 60d gerichtet ist. Die Elektroden 44a, 44b des FET 28 sind mit den Elektroden 60a, 60d der Schaltungsplati­ ne 12 durch ein leitfähiges Harzhaftmittel verbunden. Eine Abdeckung 48 ist über der oberen Hauptoberfläche der Schal­ tungsplatine 12 plaziert, um die Umwandlungsschaltung 16 und das pyroelektrische Element 28 zu bedecken. Bei diesem In­ frarotsensor wird die Schaltung, wie in Fig. 12 gezeigt, er­ halten. Obwohl kein unabhängiger Widerstand vorgesehen ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wird der Festkörperwiderstand des pyroelektrischen Elements selbst als ein Leckwiderstand verwendet.

Dieser Infrarotsensor 10 erreicht die gleichen Effekte wie der Infrarotsensor 10, der in Fig. 2 gezeigt ist. Da der FET 28 ebenfalls in dem Raum zwischen den Durchgangslöchern 14a, 14b angeordnet ist und nicht in dem Mittelabschnitt der Schaltungsplatine 12 positioniert ist, gerät der FET 28, so­ gar wenn das pyroelektrische Element in dem Mittelabschnitt angeordnet ist, nicht zwischen das pyroelektrische Element und die Schaltungsplatine 12. Da es keine Notwendigkeit von Verbindungsteilen gibt, um das pyroelektrische Element 36 zu befestigen, kann aufgrund dieser Tatsache die Höhe des In­ frarotsensors 10 abgesenkt werden.

Als ein alternativer Aufbau kann, wenn die Abdeckung 48 auf der Schaltungsplatine 12 plaziert ist, dieselbe den Seiten­ abschnitt der Schaltungsplatine 12, wie in Fig. 13 gezeigt, bedecken. In diesem Fall sind die Abdeckung 48 und die Mas­ seelektrode 20 der Schaltungsplatine 12 durch ein leitfähi­ ges Harzhaftmittel 62 elektrisch verbunden. Auf diese Art und Weise wird, da der Bereich, der die Umwandlungsschaltung 16 und das pyroelektrische Element 36 umgibt, durch ein leitfähiges Material abgedeckt ist, eine gute elektromagne­ tische Abschirmung vorgesehen. Ferner kann die Basis einen Mehrschichtaufbau aufweisen. Bei diesem Fall wird durch Bil­ den einer Schicht oder einer Mehrzahl von elektrischen Schichten innerhalb und durch Verbinden dieser Elektroden­ schichten mit der Masseelektrode 20 ein besserer elektroma­ gnetischer Abschirmeffekt verfügbar gemacht.

Claims (9)

1. Infrarotsensor (10), mit folgenden Merkmalen:
einer Basis (12);
einem pyroelektrischen Element (36), das auf einer Seite der Basis (12) angeordnet ist;
einer Umwandlungsschaltung (16) zum Ändern der elek­ trischen Ladung, die in dem pyroelektrischen Element (36) erzeugt wird, in ein Signal;
einer Masseelektrode (20), die auf der anderen Seite der Basis (12) vorgesehen ist; und
einer Mehrzahl von Zuleitungsanschlüssen (22a, 22b, 22c), die gebildet sind, um sich zu der anderen Seite der Basis (12) zu erstrecken, und die mit der Umwand­ lungsschaltung (16) elektrisch verbunden sind, wobei die Zuleitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) durch Ver­ stemmen an der Basis (12) befestigt sind, derart, daß die Zuleitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) an der Basis (12) durch jeweilige abgeflachte Abschnitte (61a, b, c, 62a, b, c) der Zuleitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) befestigt sind, die auf gegenüberliegenden Seiten der Basis (12) positioniert sind.

2. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die Ba­ sis (12) aus einem isolierenden Material besteht, und bei dem die Umwandlungsschaltung (16) auf einer Haupt­ oberfläche der Basis (12) positioniert ist.

3. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Masseelektrode (20), die eine elektromagnetische Abschirmung vorsieht, auf mindestens einer weiteren Hauptoberfläche der Basis (12) gebildet ist.

4. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, der ferner einen Mantel (48) aufweist, der aus einem leit­ fähigen Material besteht, wobei der Mantel (48) und die Basis (12) durch ein leitfähiges Harzhaftmittel (52) verschlossen sind, und der Mantel (48) das pyro­ elektrische Element (36) bedeckt.

5. Infrarotsensor (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Zuleitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) an der Basis (12) durch Verformen der Anschlüsse be­ festigt sind.

6. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 5, bei dem die je­ weiligen abgeflachten Abschnitte (61a, b, c, 62a, b,

• a) die Basis (12) zwischen sich anordnen.

7. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 6, bei dem die Zu­ leitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) an die Basis (12) durch das Verstemmen hermetisch verschlossen sind.

8. Infrarotsensor (10), mit folgenden Merkmalen:
einer Schaltungsplatine (12), die aus einem isolieren­ den Material besteht und die eine erste und eine zwei­ te Hauptoberfläche und eine Mehrzahl von Durchgangs­ löchern (14a, b, c) aufweist, die sich von der ersten Hauptoberfläche zu der zweiten Hauptoberfläche er­ strecken;
einem pyroelektrischen Element (36), das auf der ersten Hauptoberfläche der Schaltungsplatine (12) an­ geordnet ist, wobei das pyroelektrische Element (36) einen Infrarotstrahl empfängt und eine elektrische La­ dung anspechend auf den Infrarotstrahl erzeugt;
einer Umwandlungsschaltung (16), die mit dem pyroelek­ trischen Element (36) elektrisch verbunden ist, zum Umwandeln der elektrischen Ladung in ein Signal, wobei die Umwandlungsschaltung (16) auf der ersten Haupt­ oberfläche der Schaltungsplatine (12) gebildet ist;
einer Masseelektrode (20), die auf der zweiten Haupt­ oberfläche der Schaltungsplatine (12) vorgesehen ist;
und
einer Mehrzahl von Zuleitungsanschlüssen (22a, 22b, 22c), die jeweils einen ersten (61a, b, c) und einen zweiten (62a, b, c) Vorstandabschnitt aufweisen, und die mit der Umwandlungsschaltung (16) elektrisch ver­ bunden sind, wobei jeder der Zuleitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) in einem jeweiligen der Durchgangs­ löcher (14a, b, c) der Schaltungsplatine (12) positio­ niert ist, derart, daß der erste Vorstandabschnitt (61a, b, c) derselben und der zweite Vorstandabschnitt (62a, b, c) derselben auf der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche vorgesehen sind und das jeweilige Durchgangsloch (14a, b, c) hermetisch verschließen, derart, daß die Zuleitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) an der Schaltungsplatine (12) durch jeweilige abgeflachte Abschnitte (61a, b, c, 62a, b, c) der Zuleitungsanschlüsse (22a, 22b, 22c) befestigt sind, die jeweils auf der ersten bzw. zweiten Hauptoberfläche der Schaltungsplatine (12) positio­ niert sind.

9. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 8, der ferner einen Mantel (48) aufweist, der das pyroelektrische Element (36) und die Umwandlungsschaltung (16) bedeckt, wobei der Mantel (48) aus einem leitfähigen Material besteht und mit der Schaltungsplatine (12) durch ein leitfähiges Harzhaftmittel (52) derart verbunden ist, daß der Mantel (48) und die Schaltungsplatine (12) das pyroelektrische Element (36) und die Umwandlungs­ schaltung (16) hermetisch verschließen.