JP2013083579A

JP2013083579A - Pyroelectric infrared sensor

Info

Publication number: JP2013083579A
Application number: JP2011224289A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Watanabe; 敬久渡辺
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-05-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pyroelectric infrared sensor which has excellent light use efficiency and high sensitivity, which is easy to process and inexpensive, and which has an infrared transmission filter.SOLUTION: A pyroelectric infrared sensor includes a pyroelectric element for detecting infrared rays, and an infrared rays transmission filter which is positioned on an incident path of the infrared rays and which lets the pyroelectric element transmit the infrared rays. In the infrared transmission filter, a rectangular periodic structure which is constituted by recesses formed at a pitch of equal to or less than a half wavelength of the detected infrared rays is formed on both sides of an infrared rays transmissive substrate, and the recesses on the front and rear faces have the same shape.

Description

本発明は、焦電素子と赤外線透過フィルタからなり、人体等から放射される赤外線を検知する焦電型赤外線センサに関するものである。 The present invention relates to a pyroelectric infrared sensor that includes a pyroelectric element and an infrared transmission filter and detects infrared rays emitted from a human body or the like.

焦電型赤外線センサに用いられる焦電素子は、光を熱源として用いており、焦電素子自体は、光の波長依存性が低いため、光を選択する透過フィルタを用意することにより、必要な波長を容易に選べる特性を有する。従って、人体等を検出する焦電型赤外線センサの性能を最大限に発揮させるために、検知する特定波長の赤外線の光を効率よく焦電素子に到達させることが重要である。 The pyroelectric element used in the pyroelectric infrared sensor uses light as a heat source, and the pyroelectric element itself has a low wavelength dependency of light, so it is necessary to prepare a transmission filter for selecting light. It has the characteristic that the wavelength can be easily selected. Therefore, in order to maximize the performance of a pyroelectric infrared sensor that detects a human body or the like, it is important to efficiently cause infrared light of a specific wavelength to be detected to reach the pyroelectric element.

すなわち、従来の焦電型赤外線センサは、赤外線を検知するための焦電素子と、入射経路に設置された赤外線透過性基板と、赤外線透過性基板の表面または裏面に矩形の形状をした凹凸を有した回折光学レンズを一体に形成して、焦電素子に集光または結像させて赤外線を検知する構造を形成したものが用いられていた（例えば、特許文献１参照。）。 That is, a conventional pyroelectric infrared sensor includes a pyroelectric element for detecting infrared rays, an infrared transmitting substrate installed in an incident path, and a rectangular unevenness on the front or back surface of the infrared transmitting substrate. A diffractive optical lens is integrally formed and condensed or imaged on a pyroelectric element to form a structure for detecting infrared rays (for example, see Patent Document 1).

特開平７−９２０２６号公報（第３頁、図２）JP-A-7-92026 (3rd page, FIG. 2)

しかしながら、特許文献１に示す従来の焦電型赤外線センサは、赤外線透過性基板の表面または裏面に回折光学レンズを形成するものであるが、赤外線透過性基板の表面上に溝を形成する２レベルの回折光学レンズは光利用効率が４０％程度と低いため感度に問題があり、光利用効率を更に向上するためには階段状に８レベルの８段階の段を形成せねばならず、加工が難しく、そして、製造工数が掛かり高価になる問題があった。 However, the conventional pyroelectric infrared sensor shown in Patent Document 1 forms a diffractive optical lens on the front surface or back surface of an infrared transparent substrate, but has two levels for forming a groove on the surface of the infrared transparent substrate. The diffractive optical lens has a problem of sensitivity because the light utilization efficiency is as low as about 40%, and in order to further improve the light utilization efficiency, it is necessary to form eight steps of 8 levels in a stepped manner. There was a problem that it was difficult, and it took a lot of manufacturing steps and was expensive.

そして、赤外線透過性基板に形成した溝を、回折光学レンズの機能に形成したため、赤外線透過フィルタとしての機能を更に形成させるために、その表面と裏面に特定波長領域のみを透過する干渉膜フィルタを形成することが必要であり、従って、製造工数が掛かり高価になる問題があった。 And since the groove formed in the infrared transmissive substrate is formed in the function of the diffractive optical lens, in order to further form the function as an infrared transmissive filter, an interference film filter that transmits only a specific wavelength region is formed on the front and back surfaces thereof. Therefore, there is a problem that the manufacturing process is expensive and expensive.

本発明の目的は、光利用効率がよく、高感度の、加工が容易であって安価な、赤外線透過フィルタを有する焦電型赤外線センサを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pyroelectric infrared sensor having an infrared transmission filter that has good light utilization efficiency, high sensitivity, is easy to process, and is inexpensive.

本発明の焦電型赤外線センサは、上記目的を達成するために、下記記載の構成を採用するものである。
赤外線を検知する焦電素子と、赤外線の入射経路に位置し、焦電素子に赤外線を透過する赤外線透過フィルタを備える焦電型赤外線センサにおいて、赤外線透過フィルタは、赤外線透過性基板の両面に、検知する赤外線の半波長以下のピッチで凹部による矩形周期構造体が形成され、凹部の形状は、表面と裏面が同一形状であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the pyroelectric infrared sensor of the present invention employs the configuration described below.
In a pyroelectric infrared sensor including a pyroelectric element that detects infrared light and an infrared transmission filter that is located in the infrared incident path and transmits infrared light to the pyroelectric element, the infrared transmission filter is formed on both sides of the infrared transmission substrate. A rectangular periodic structure is formed by recesses at a pitch equal to or less than a half wavelength of infrared to be detected, and the shape of the recesses is the same on the front surface and the back surface.

この場合、赤外線透過性基板に形成された前記凹部の形状は、溝部で形成され、赤外線透過性基板の表面と裏面の溝方向が、同一方向であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the shape of the concave portion formed in the infrared transmissive substrate is a groove portion, and the groove directions of the front surface and the back surface of the infrared transmissive substrate are the same direction.

また、焦電素子に形成された受光電極パターンと、赤外線透過性基板に形成された前記溝部の溝方向を整合することにより、焦電素子の感度に指向性を有することが好ましい。 Further, it is preferable that the sensitivity of the pyroelectric element has directivity by matching the light receiving electrode pattern formed on the pyroelectric element with the groove direction of the groove formed on the infrared transmitting substrate.

この場合、矩形周期構造体の溝部の溝幅は、溝ピッチの３分の２であることが好ましい。 In this case, the groove width of the groove portion of the rectangular periodic structure is preferably 2/3 of the groove pitch.

また、赤外線透過性基板に形成された凹部の形状は、円柱或いは角柱形状であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the shape of the recessed part formed in the infrared rays transmissive board | substrate is a cylinder or a prism shape.

以上のように本発明によれば、赤外線透過性基板の両面に、赤外線の波長以下のピッチの凹部による矩形周期構造体を形成し、その両面に形成した矩形周期構造体の見かけ上の屈折率を下げることで、赤外線の透過率が向上し、赤外線透過性基板が赤外線透過フィルタの機能を有することが可能となる。
そして、赤外線透過性基板に形成された凹部と、焦電素子の受光電極と整合することで、焦電素子の感度に指向性を有することを可能としたので、小型で、低価格の、光利用効率の高い、高感度の焦電型赤外線センサを提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, a rectangular periodic structure is formed on both surfaces of an infrared transmitting substrate by recesses having a pitch equal to or less than the wavelength of infrared rays, and the apparent refractive index of the rectangular periodic structure formed on both surfaces thereof. By lowering, the infrared transmittance is improved, and the infrared transmissive substrate can have the function of an infrared transmissive filter.
And by aligning the recess formed in the infrared transparent substrate and the light receiving electrode of the pyroelectric element, it is possible to have directivity in the sensitivity of the pyroelectric element. A highly sensitive pyroelectric infrared sensor with high utilization efficiency can be provided.

本発明の焦電型赤外線センサの外観の斜視図である。It is a perspective view of the appearance of the pyroelectric infrared sensor of the present invention. 本発明の焦電型赤外線センサの構成を説明するための分解斜視図である。It is a disassembled perspective view for demonstrating the structure of the pyroelectric infrared sensor of this invention. 本発明の焦電型赤外線センサの構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the pyroelectric infrared sensor of this invention. 本発明の実施例１における赤外線透過性基板に形成された矩形周期構造体を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the rectangular periodic structure formed in the infrared rays transparent substrate in Example 1 of this invention. 本発明の実施例１における赤外線透過フィルタの矩形周期構造体の屈折率と赤外線の透過率の関係を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the relationship between the refractive index of the rectangular periodic structure body of the infrared transmission filter in Example 1 of this invention, and the transmittance | permeability of infrared rays. 本発明の実施例１における溝部の矩形周期構造体と入射光の関係を説明するための部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for demonstrating the relationship between the rectangular periodic structure body of the groove part in Example 1 of this invention, and incident light. 本発明の実施例１における溝部の方向と受光電極の配置による整合を説明するための焦電型赤外線センサの平面図である。It is a top view of the pyroelectric infrared sensor for demonstrating the alignment by the direction of a groove part and arrangement | positioning of a light-receiving electrode in Example 1 of this invention. 本発明の実施例２における赤外線透過性基板に形成された矩形周期構造体の六角柱形状の凹部を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the hexagonal column-shaped recessed part of the rectangular periodic structure formed in the infrared rays transparent substrate in Example 2 of this invention. 本発明の実施例３における赤外線透過性基板に形成された矩形周期構造体の円柱形状の凹部を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the cylindrical recessed part of the rectangular periodic structure formed in the infrared rays transparent substrate in Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
なお、以下に説明する実施例において、人が発する赤外線、すなわち、波長約１０μｍの赤外線を検知する焦電型赤外線センサを例として説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
In the embodiments described below, a pyroelectric infrared sensor that detects infrared rays emitted by humans, that is, infrared rays having a wavelength of about 10 μm will be described as an example.

［実施例１]
図１から図７は、本実施例１の焦電型赤外線センサの構成を説明するための図面であり、図１は、この焦電型赤外線センサの外観を説明するための斜視図である。図２は、この焦電型赤外線センサの構成を説明するための分解斜視図である。図３は、この焦電型赤外線センサの構成を説明するための断面図である。図４は、赤外線透過性基板の表面と裏面に、一定ピッチの溝部により形成された矩形周期構造体を説明するための模式的に示す断面図である。図５は、赤外線透過フィルタの赤外線透過性基板に形成された溝部による矩形周期構造体の見かけ上の屈折率と赤外線透過フィルタの赤外線の透過率の関係を説明するためのグラフである。図６は、赤外線透過性基板に形成された溝部による矩形周期構造体の指向性を説明するための部分断面図である。図７は、赤外線透過性基板に形成された溝部の方向と焦電素子に形成された受光電極との配置による整合を説明するための焦電型赤外線センサの平面図である。 [Example 1]
1 to 7 are drawings for explaining the configuration of the pyroelectric infrared sensor of the first embodiment, and FIG. 1 is a perspective view for explaining the external appearance of the pyroelectric infrared sensor. FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the pyroelectric infrared sensor. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the pyroelectric infrared sensor. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a rectangular periodic structure formed by grooves having a constant pitch on the front and back surfaces of an infrared transmitting substrate. FIG. 5 is a graph for explaining the relationship between the apparent refractive index of the rectangular periodic structure formed by the grooves formed on the infrared transmitting substrate of the infrared transmitting filter and the infrared transmittance of the infrared transmitting filter. FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining the directivity of the rectangular periodic structure formed by the grooves formed on the infrared transmitting substrate. FIG. 7 is a plan view of the pyroelectric infrared sensor for explaining the alignment by the arrangement of the direction of the groove formed in the infrared transmitting substrate and the light receiving electrode formed in the pyroelectric element.

［焦電型赤外線センサの全体構成：図１〜図３］
まず、図１から図３を用いて実施例１の焦電型赤外線センサの全体構成を説明する。
なお、各図において、同一の構成部材には同一の番号を付して重複する説明は省略する。 [Overall configuration of pyroelectric infrared sensor: FIGS. 1 to 3]
First, the overall configuration of the pyroelectric infrared sensor according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
In addition, in each figure, the same number is attached | subjected to the same structural member, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1に示すように、焦電型赤外線センサ１は、いわゆる、表面実装型であって、外形寸法は、幅４ｍｍ、奥行き４ｍｍ、厚さ３ｍｍほどで、非常に小型の形状に形成されている。ケース１２は、その内部に焦電素子と電子回路を内蔵し、ケース１２のケース窓１２１の内側には、シリコン基板からなる平板の赤外線透過フィルタ１１が配置され、赤外線が入射する窓として形成されている。 As shown in FIG. 1, the pyroelectric infrared sensor 1 is a so-called surface mount type, and has outer dimensions of a width of 4 mm, a depth of 4 mm, and a thickness of about 3 mm, and is formed in a very small shape. . The case 12 includes a pyroelectric element and an electronic circuit therein, and a flat infrared transmission filter 11 made of a silicon substrate is disposed inside the case window 121 of the case 12 to form an infrared light incident window. ing.

図２の焦電型赤外線センサ１の分解斜視図に示すように、回路基板１４は、ＢＴレジン（三菱ガス化学の商標名）からなるガラス基材銅張積層板であって、その上面には、固定抵抗素子１５と電界効果トランジスタ１６が実装され、焦電素子の高い出力インピーダンスを下げる働きを担った電子回路を形成している。そして、下面には、端子（図示せず）が形成され、電子回路の駆動電源端子と検出信号の出力端子を備え、表面実装が可能なように配置されている。 As shown in the exploded perspective view of the pyroelectric infrared sensor 1 in FIG. 2, the circuit board 14 is a glass-based copper-clad laminate made of BT resin (trade name of Mitsubishi Gas Chemical). The fixed resistance element 15 and the field effect transistor 16 are mounted to form an electronic circuit that serves to lower the high output impedance of the pyroelectric element. A terminal (not shown) is formed on the lower surface, and includes a drive power supply terminal for an electronic circuit and an output terminal for a detection signal, and is arranged so that surface mounting is possible.

スペーサ基板１３は、回路基板１４と同様の材質からなり、焦電素子１０と回路基板１４を電気的に接続する配線パターン（図示せず）を有し、銀ペーストにて回路基板１４に接着固定されて電気的に接合されている。 The spacer substrate 13 is made of the same material as the circuit board 14, has a wiring pattern (not shown) for electrically connecting the pyroelectric element 10 and the circuit board 14, and is bonded and fixed to the circuit board 14 with silver paste. Have been electrically joined.

焦電素子１０は、ＬｉＴａＯ_３からなり、熱伝導の影響を極力小さくするため、構成部品との接触面積を小さくして、浮かした状態で配設するのが好ましく、スペーサ基板１３の中段に、両端を銀ペーストで接合され、上述したように、スペーサ基板１３の配線パターンを経由して、電気的に電子回路１４と接続されている。
そして、焦電素子１０の両面には、ニッケルを含有する黒体塗料からなる受光電極１０１が形成され、赤外線を吸収し、焦電効果をより発揮する機能を有している。 The pyroelectric element 10 is made of LiTaO ₃ and is preferably arranged in a floating state with a small contact area with the component parts in order to minimize the influence of heat conduction. Both ends are joined with silver paste, and electrically connected to the electronic circuit 14 via the wiring pattern of the spacer substrate 13 as described above.
Then, light receiving electrodes 101 made of a black body paint containing nickel are formed on both surfaces of the pyroelectric element 10 and have a function of absorbing infrared rays and exhibiting the pyroelectric effect more.

焦電素子１０の上部には、赤外線透過フィルタ１１がスペーサ基板１３に位置決め接着され、銀ペーストで接合して配設されている。そして、その赤外線透過フィルタ１１は、入射光に含まれる赤外線を、焦電素子１０の受光電極１０１に透過する。赤外線透過フィルタ１１に付いては、図４〜図６にて詳細に説明する。 On the upper part of the pyroelectric element 10, an infrared transmission filter 11 is positioned and bonded to the spacer substrate 13 and joined with a silver paste. The infrared transmission filter 11 transmits infrared light included in incident light to the light receiving electrode 101 of the pyroelectric element 10. The infrared transmission filter 11 will be described in detail with reference to FIGS.

ケース１２は、ＳＰＣＣ或いはＳＵＳからなり、焦電素子１０を外乱光から遮光すると共に電磁シールドする機能を有し、上述したように、赤外線透過フィルタ１１に赤外線の入射を可能にするように、ケース窓１２１を備えている。 The case 12 is made of SPCC or SUS and has a function of shielding the pyroelectric element 10 from disturbance light and electromagnetically shielding it. As described above, the case 12 is configured to allow infrared rays to be incident on the infrared transmission filter 11. A window 121 is provided.

図３に示すように、赤外線透過フィルタ１１は、焦電型赤外線センサ１に入射する入射光３０のほぼ赤外線だけを透過して、焦電素子１０の受光電極１０１に赤外線の熱を伝達する。すると、焦電素子１０は、入射熱量に応じて分極し、その分極量に応じた焦電電流を発生する。この焦電電流は、固定抵抗素子１５によって電圧値に変換され、その電圧信号は、電界効果トランジスタ１６により赤外線検出信号として出力される。従って、赤外線透過フィルタ１１による赤外線の透過率の向上が、焦電型赤外線センサの感度の向上を可能としている。 As shown in FIG. 3, the infrared transmission filter 11 transmits only the infrared light of the incident light 30 incident on the pyroelectric infrared sensor 1 and transmits infrared heat to the light receiving electrode 101 of the pyroelectric element 10. Then, the pyroelectric element 10 is polarized according to the amount of incident heat and generates a pyroelectric current according to the amount of polarization. This pyroelectric current is converted into a voltage value by the fixed resistance element 15, and the voltage signal is output as an infrared detection signal by the field effect transistor 16. Therefore, the improvement of the infrared transmittance by the infrared transmission filter 11 makes it possible to improve the sensitivity of the pyroelectric infrared sensor.

［実施例１の赤外線透過フィルタの説明：図４〜図６］
図４において、本発明の基本的な考え方を説明する。
一般によく知られているように、入射光の波長以下のピッチの周期構造を持った構造体を物質表面に形成するモスアイ構造においては、空気側からその物質中に光が入射する際、物質表面の矩形の周期構造体の存在により、光は空気とこの物質との中間の屈折率を持つ物質が、矩形の周期構造体に存在すると感じて、その部分の屈折率が低下する。 [Description of Infrared Transmission Filter of Example 1: FIGS. 4 to 6]
In FIG. 4, the basic concept of the present invention will be described.
As is well known, in the moth-eye structure in which a structure having a periodic structure with a pitch equal to or less than the wavelength of incident light is formed on the material surface, when light enters the material from the air side, Due to the presence of the rectangular periodic structure, the light feels that a substance having an intermediate refractive index between air and this substance is present in the rectangular periodic structure, and the refractive index of that part decreases.

従って、赤外線透過性基板の表面上に、赤外線の波長以下のピッチで複数個の溝を形成し、矩形の矩形周期構造体を形成することで、赤外線透過性基板本体の屈折率より低い屈折率の部分を、この矩形周期構造体で形成することが可能となる。 Accordingly, a plurality of grooves are formed on the surface of the infrared transparent substrate with a pitch equal to or less than the wavelength of infrared rays to form a rectangular rectangular periodic structure, thereby lowering the refractive index lower than the refractive index of the infrared transparent substrate body. This portion can be formed of this rectangular periodic structure.

図４（ａ）は、図２に示す赤外線透過フィルタ１１の溝の長手方向に対して垂直方向の模式的な断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ部の拡大断面図である。
図４（ａ）に示すように、赤外線透過フィルタ１１は、赤外線透過性基板２０の表面と裏面に同一方向に、赤外線の波長以下のピッチで複数個の溝を形成して、矩形周期構造体２３が構成されている。 4A is a schematic cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction of the groove of the infrared transmission filter 11 shown in FIG. 2, and FIG. 4B is a cross-sectional view of part A in FIG. It is an expanded sectional view.
As shown in FIG. 4A, the infrared transmission filter 11 has a rectangular periodic structure in which a plurality of grooves are formed in the same direction on the front and back surfaces of the infrared transmission substrate 20 at a pitch equal to or less than the wavelength of infrared rays. 23 is configured.

図４（ｂ）のＡ部拡大断面図に示すように、この矩形周期構造体２３は、赤外線透過性基板２０の表面に、凹部として、一定間隔のピッチＰで一定深さＬの溝幅Ｗを有する溝部２１と、凸部である矩形壁部２２が形成されており、溝深さＬは、入射光の波長に対しＬ＞λ／（Ｎ−１）（赤外線透過性基板の屈折率をＮ）が望ましい。そして、矩形周期構造体２３は、入射光の波長よりも短い周期構造を持っているから、赤外線に対するこの矩形周期構造体２３の屈折率Ｎｘは、溝部のピッチをＰ、溝の幅をＷ、物質の屈折率をＮ、空気の屈折率をｎとすると、Ｎｘ＝（ｎ×Ｗ＋Ｎ×（Ｐ−Ｗ））／Ｐで表される。 As shown in the enlarged cross-sectional view of part A in FIG. 4B, the rectangular periodic structure 23 is formed as a recess on the surface of the infrared transmitting substrate 20, with a groove width W having a constant depth L and a pitch P of a constant interval. And a rectangular wall portion 22 that is a convex portion, and the groove depth L is L> λ / (N−1) (the refractive index of the infrared transmitting substrate with respect to the wavelength of the incident light). N) is preferred. Since the rectangular periodic structure 23 has a periodic structure shorter than the wavelength of incident light, the refractive index Nx of the rectangular periodic structure 23 with respect to infrared rays is such that the groove pitch is P, the groove width is W, When the refractive index of the substance is N and the refractive index of air is n, Nx = (n × W + N × (P−W)) / P.

上記の式により、矩形周期構造体２３の屈折率は、溝部２１のピッチＰを一定にして、溝部２１の溝幅Ｗをパラメータとすることで、所定の屈折率に設定することが可能となり、また、溝部２１の溝幅Ｗを一定にして、ピッチＰをパラメータとすることであっても、所定の屈折率に設定することが可能となる。すなわち、赤外線透過性基板２０の材質による屈折率Ｎから空気の屈折率＝１まで、屈折率Ｎｘを設定することが可能となる。 From the above formula, the refractive index of the rectangular periodic structure 23 can be set to a predetermined refractive index by making the pitch P of the groove 21 constant and using the groove width W of the groove 21 as a parameter. Even if the groove width W of the groove portion 21 is constant and the pitch P is used as a parameter, it can be set to a predetermined refractive index. That is, the refractive index Nx can be set from the refractive index N depending on the material of the infrared transparent substrate 20 to the refractive index of air = 1.

図４（ａ）に示すように、入射光３０は、空気層から矩形周期構造体２３に入射し、そして、赤外線透過性基板２０を透過し、再び、矩形周期構造体２３を透過して、空気層に赤外線３１を出射して、焦電センサの受光電極に達する。 As shown in FIG. 4A, the incident light 30 enters the rectangular periodic structure 23 from the air layer, passes through the infrared transparent substrate 20, and passes through the rectangular periodic structure 23 again. The infrared ray 31 is emitted to the air layer and reaches the light receiving electrode of the pyroelectric sensor.

一般に知られているように、フレンネルの法則から界面の２つの屈折率をｎ１、ｎ２とすると、反射率Ｒと透過率Ｔは、Ｒ＝（（ｎ２／ｎ１）−１）^２／（（ｎ２／ｎ１）＋１）^２、Ｔ＝１−Ｒ、で表される。例えば、Ｓｉからなる赤外線透過性基板（屈折率＝３．４）そのものに直接赤外線を透過した場合は、上記関係式から、空気層から赤外線透過性基板の透過率＝７０％、赤外線透過性基板から空気層の透過率＝７０％、従って、赤外線透過性基板そのものを透過する赤外線の透過率は、０．７×０．７＝０．４９となり、４９％である。 As is generally known, when the two refractive indexes of the interface are n1 and n2 from Frennel's law, the reflectance R and the transmittance T are R = ((n2 / n1) −1) ² / ((n2 / N1) +1) ² , T = 1−R. For example, when infrared rays are directly transmitted through an infrared transparent substrate made of Si (refractive index = 3.4) itself, the transmittance from the air layer to the infrared transparent substrate is 70%, the infrared transparent substrate from the above relational expression. Thus, the transmittance of the air layer = 70%, and therefore, the transmittance of the infrared light transmitted through the infrared transparent substrate itself is 0.7 × 0.7 = 0.49, which is 49%.

図５のグラフに示すように、赤外線透過性基板の両面に矩形周期構造体を形成した場合は、矩形周期構造体の屈折率Ｎｘを横軸にパラメータとしたとき、赤外線透過フィルタを透過する赤外線の透過率は、矩形周期構造体の屈折率Ｎｘ＝１．８のとき、最大値０．６９を有する曲線となる。すなわち、空気層から矩形周期構造体の透過率＝９２％、矩形周期構造体から赤外線透過性基板の透過率＝９０．５％、赤外線透過性基板から矩形周期構造体の透過率＝９０．５％、矩形周期構造体から空気層の透過率＝９２％、故、０．９２×０．９０５×０．９０５×０．９２＝０．６９となり、６９％の最大値を得る。 As shown in the graph of FIG. 5, when the rectangular periodic structure is formed on both surfaces of the infrared transmitting substrate, the infrared rays that pass through the infrared transmitting filter when the refractive index Nx of the rectangular periodic structure is a parameter on the horizontal axis. Is a curve having a maximum value of 0.69 when the refractive index Nx = 1.8 of the rectangular periodic structure. That is, the transmittance of the rectangular periodic structure from the air layer = 92%, the transmittance of the infrared transmitting substrate from the rectangular periodic structure = 90.5%, and the transmittance of the rectangular periodic structure from the infrared transmitting substrate = 90.5. %, The transmittance of the air layer from the rectangular periodic structure = 92%, and thus 0.92 × 0.905 × 0.905 × 0.92 = 0.69, and a maximum value of 69% is obtained.

矩形周期構造体の屈折率Ｎｘ＝１．８となるのは、上述した式から、矩形周期構造体のピッチＰと溝幅Ｗの関係が、Ｐ：Ｗ＝３：２である。すなわち、赤外線透過性基板の両面に、矩形周期構造体のピッチＰに対し溝幅Ｗが３分の２の矩形周期構造体を形成することで、２０％も透過率が向上する。 The relationship between the pitch P and the groove width W of the rectangular periodic structure is P: W = 3: 2 from the above-described equation that the refractive index Nx of the rectangular periodic structure is 1.8. That is, by forming a rectangular periodic structure having a groove width W of two-thirds of the pitch P of the rectangular periodic structure on both surfaces of the infrared transmitting substrate, the transmittance is improved by 20%.

次に、図６において、溝部により形成した矩形周期構造体の入射光に対する特性について説明する。図６（ａ）は、図４（ａ）と同様に、矩形周期構造体と入射光の関係を説明するための溝の長手方向に垂直な面と入射光を示す部分拡大断面図であり、図６（ｂ）は、溝の長手方向に平行な面と入射光を示す部分拡大断面図である Next, with reference to FIG. 6, the characteristics of the rectangular periodic structure formed by the grooves with respect to incident light will be described. FIG. 6A is a partially enlarged cross-sectional view showing the plane perpendicular to the longitudinal direction of the groove and the incident light for explaining the relationship between the rectangular periodic structure and the incident light, as in FIG. FIG. 6B is a partially enlarged cross-sectional view showing a plane parallel to the longitudinal direction of the groove and incident light.

図６（ａ）において、赤外線透過性基板２０に形成された矩形周期構造体２３の長手方向に垂直な断面で示すように、上方から垂直に入射する垂直入射光３２は、溝部とそのピッチによって形成された矩形周期構造体２３の溝深さＬの奥にまで入射し、矩形周期構造体２３を認識して、図５で説明したように透過率が高くなる。しかし、斜め上方から入射する斜め入射光３３は、見た目上必要な溝深さＬ（Ｌ＞λ／（Ｎ−１））が得られないため、矩形周期構造体２３が形成されているにも拘わらず認識できず、赤外線透過性基板２０自体の屈折率と認識して、屈折率が変化せず、透過率が向上しない。 In FIG. 6A, as shown in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular periodic structure 23 formed on the infrared transmissive substrate 20, the vertically incident light 32 incident perpendicularly from above depends on the groove and its pitch. Incidence is made to the depth of the groove depth L of the formed rectangular periodic structure 23, the rectangular periodic structure 23 is recognized, and the transmittance increases as described with reference to FIG. However, since the obliquely incident light 33 incident from obliquely above cannot obtain a groove depth L (L> λ / (N−1)) that is necessary for appearance, the rectangular periodic structure 23 is formed. Regardless, it cannot be recognized and is recognized as the refractive index of the infrared transmissive substrate 20 itself, the refractive index does not change, and the transmittance is not improved.

図６（ｂ）において、赤外線透過性基板２０に形成された矩形周期構造体２３の長手方向に平行な断面で示すように、上方から垂直に入射する垂直入射光３４は、図６（ａ）の垂直入射光３２と同様に、溝深さＬの奥にまで入射し、矩形周期構造体２３と認識して、矩形周期構造体２３の屈折率によって、透過率が高くなる。そして、斜め上方から入射する斜め入射光３５も、見た目上必要な溝深さＬの奥まで入射するから、矩形周期構造体２３を認識して、垂直入射光３４と同様に、透過率が高くなる。 In FIG. 6B, as shown in a cross section parallel to the longitudinal direction of the rectangular periodic structure 23 formed on the infrared transmissive substrate 20, the vertically incident light 34 incident vertically from above is shown in FIG. As in the case of the normal incident light 32, the light is incident to the depth of the groove depth L, is recognized as the rectangular periodic structure 23, and the transmittance is increased by the refractive index of the rectangular periodic structure 23. Further, the obliquely incident light 35 incident from obliquely above is also incident to the depth of the groove depth L that is apparently necessary. Therefore, the rectangular periodic structure 23 is recognized, and similarly to the vertically incident light 34, the transmittance is high. Become.

すなわち、赤外線透過性基板２０に形成された矩形周期構造体２３の溝の長手方向に対して平行な斜め方向の入射光は透過率が高い、しかし、溝の長手方向に対して直交する斜め方向の入射光は、透過率が低いことにより、赤外線透過フィルタ１１が指向性の特徴を有することになる。従って、赤外線透過性基板の両面に形成される溝部を有する矩形周期構造体は表面と裏面の溝方向が同一であることが、指向性の特徴をより発揮する必須条件となる。
更に、赤外線透過性基板２０に溝部２１を形成することは、２レベルの単なる凹凸であるから加工が容易で、製造工数が短く、安価に製造することが可能となる。 That is, incident light in an oblique direction parallel to the longitudinal direction of the grooves of the rectangular periodic structure 23 formed on the infrared transparent substrate 20 has a high transmittance, but an oblique direction orthogonal to the longitudinal direction of the grooves. Because of the low transmittance of the incident light, the infrared transmission filter 11 has directivity characteristics. Therefore, the rectangular periodic structure having grooves formed on both surfaces of the infrared transmitting substrate has the same groove direction on the front surface and the back surface, which is an indispensable condition for exhibiting more directivity characteristics.
Furthermore, forming the groove 21 in the infrared transmissive substrate 20 is easy to process because it is a simple concavo-convex of two levels, so that the number of manufacturing steps is short and it can be manufactured at low cost.

図７は、焦電型赤外線センサ１の平面図であって、赤外線透過フィルタ１１を透過して焦電素子の受光電極１０１と赤外線透過性基板の溝部の配置を示した模式的な図である。
図７に示すように、ＸＹ軸に対して、赤外線透過フィルタ１１は、両面に同一方向に形成された溝部２１の長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向として配置されている。受光電極１０１は、Ｈ形に形成され、受光左電極１０１Ｌと受光右電極１０１ＲがＸ軸方向に並んで配置されている。そして、受光左電極１０１Ｌと受光右電極１０１Ｒのいずれか一方の電極に赤外線が入射した場合、あるいは、左右の電極間に赤外線入射の差がある場合は、赤外線の入射に応じた検出信号を出力する。そして、受光左電極１０１Ｌと受光右電極１０１Ｒに同時に赤外線が入射した場合、あるいは、左右の電極間に赤外線入射の差がない場合は、気温の上昇などの誤検出対策のため、検出信号を出力しない構成となっている。 FIG. 7 is a plan view of the pyroelectric infrared sensor 1, and is a schematic diagram showing the arrangement of the light receiving electrode 101 of the pyroelectric element and the groove portion of the infrared transmitting substrate through the infrared transmitting filter 11. .
As shown in FIG. 7, with respect to the XY axis, the infrared transmission filter 11 is arranged with the longitudinal direction of the groove portion 21 formed on both surfaces in the same direction as the X-axis direction and the short direction as the Y-axis direction. The light receiving electrode 101 is formed in an H shape, and a light receiving left electrode 101L and a light receiving right electrode 101R are arranged side by side in the X-axis direction. When infrared light is incident on one of the light receiving left electrode 101L and the light receiving right electrode 101R, or when there is a difference in infrared light incident between the left and right electrodes, a detection signal corresponding to the incident infrared light is output. To do. When infrared rays are incident on the left light receiving electrode 101L and the right light receiving electrode 101R at the same time, or when there is no difference in the incidence of infrared light between the left and right electrodes, a detection signal is output to prevent erroneous detection such as a rise in temperature. It has a configuration that does not.

すなわち、Ｈ形に形成された受光電極１０１を有する焦電素子１０は、Ｘ軸方向の右から左、或いは左から右に赤外線が走査する入射に感度を有し、Ｙ軸方向で受光電極１０１に左右同時に赤外線が走査する入射には反応しない。
従って、本実施例１の赤外線透過フィルタ１１の赤外線の透過率の高い溝部２１の長手方向と、焦電素子１０のＸ軸方向と、を一致して配置することで整合させて、Ｘ軸方向に対して一段と感度が高い焦電型赤外線センサを提供することが可能となる。更に、赤外線透過フィルタの透過率の低いＹ軸方向と、受光電極のＹ軸方向と、一致して配置することで、斜め上下方向の感度を押えて、誤検出、及び、小動物の動きなどに対しても、感度を低く押える特徴を有することが可能となる。 That is, the pyroelectric element 10 having the light receiving electrode 101 formed in an H shape has sensitivity to incidence of infrared scanning from right to left in the X axis direction or from left to right, and the light receiving electrode 101 in the Y axis direction. It does not react to the incidence of infrared scanning at the same time.
Therefore, the longitudinal direction of the groove portion 21 having a high infrared transmittance of the infrared transmission filter 11 of the first embodiment and the X-axis direction of the pyroelectric element 10 are aligned and aligned so that the X-axis direction. Therefore, it is possible to provide a pyroelectric infrared sensor with higher sensitivity. Furthermore, by arranging the Y-axis direction with the low transmittance of the infrared transmission filter and the Y-axis direction of the light receiving electrode to coincide with each other, the sensitivity in the diagonally up and down direction can be suppressed, and erroneous detection and movement of small animals In contrast, it is possible to have a feature that can suppress the sensitivity to a low level.

［実施例２の赤外線透過フィルタの説明：図８］
図８は、本発明の実施例２における赤外線透過性基板に形成された矩形周期構造体の一部を拡大して示す図であり、実施例１に説明した溝部の替わりに六角柱形状の凹部を形成した矩形周期構造体の一部分の斜視図である。 [Description of Infrared Transmission Filter of Example 2: FIG. 8]
FIG. 8 is an enlarged view of a part of the rectangular periodic structure formed on the infrared transmitting substrate according to the second embodiment of the present invention, and a hexagonal column-shaped concave portion instead of the groove described in the first embodiment. It is a perspective view of a part of a rectangular periodic structure in which is formed.

図８（ａ）は、赤外線透過性基板の表面に六角柱形状の凹部で形成された矩形周期構造体の一部を抜き出して模式的に示す部分的な斜視図であり、実際は、この斜視図の周囲に同様の構造体が連続して広がって形成されている。図８（ｂ）は、この矩形周期構造体のＢ部を更に拡大して示した平面図である。 FIG. 8A is a partial perspective view schematically showing a part of a rectangular periodic structure formed with hexagonal column-shaped recesses on the surface of an infrared transmitting substrate. A similar structure is continuously spread around the periphery of each other. FIG. 8B is a plan view showing the B portion of the rectangular periodic structure further enlarged.

図８（ａ）に示すように、矩形周期構造体２３は、赤外線透過性基板２０の表面に凹部として、実施例１の溝部に相当する六角柱形状の穴部２５が、赤外線の波長以下のピッチＰ（図８（ｂ）参照）で連続して形成され、そして、穴部２５の周囲の壁部２６と共に、いわゆる、ハニカム構造の形状で構成されている。穴部２５の周囲の壁部２６は、実施例１で説明した矩形壁部２２に相当し凸部を形成している。 As shown in FIG. 8 (a), the rectangular periodic structure 23 has a concave portion on the surface of the infrared transmitting substrate 20, and a hexagonal column-shaped hole portion 25 corresponding to the groove portion of Example 1 has a wavelength equal to or less than the wavelength of infrared rays. It is formed continuously at a pitch P (see FIG. 8B), and is formed in a so-called honeycomb structure together with the wall portion 26 around the hole portion 25. The wall portion 26 around the hole portion 25 corresponds to the rectangular wall portion 22 described in the first embodiment and forms a convex portion.

図８（ｂ）に示すように、矩形周期構造体２３は、穴部２５とその周囲の六角形の壁部２６（二点差線で示す）からなるセル２４の集合体により形成される。隣り合った六角形のセル２４は、赤外線の波長以下の一定ピッチＰで配列している。従って、この矩形周期構造体２３の屈折率Ｎｘは、平面図上の穴部２５の表面積をＳ１、壁部２６の表面積をＳ２、および、赤外線透過性基板の屈折率をＮ、穴部の屈折率をｎとすると、Ｎｘ＝（ｎ×Ｓ１＋Ｎ×Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）で表される。 As shown in FIG. 8B, the rectangular periodic structure 23 is formed by an assembly of cells 24 including a hole portion 25 and a hexagonal wall portion 26 (shown by a two-dot chain line) around the hole portion 25. Adjacent hexagonal cells 24 are arranged at a constant pitch P equal to or less than the wavelength of infrared rays. Therefore, the refractive index Nx of the rectangular periodic structure 23 is such that the surface area of the hole 25 on the plan view is S1, the surface area of the wall 26 is S2, and the refractive index of the infrared transmitting substrate is N, and the refractive index of the hole. When the rate is n, Nx = (n × S1 + N × S2) / (S1 + S2).

上記の式により、矩形周期構造体２３の屈折率Ｎｘは、一定ピッチで形成された穴部２５の表面積Ｓ１をパラメータとすることで、すなわち、壁部２６の外形形状を一定にして穴部の形状をパラメータとして、所定の屈折率に設定することが可能であり、他方、一定表面積で形成された穴部２５のピッチを、赤外線の波長以下の値で、パラメータとすること、すなわち、壁部２６の外形形状をパラメータとして、実施例１と同様に、透過率が最大となる所定の屈折率に設定することが可能となる。 From the above formula, the refractive index Nx of the rectangular periodic structure 23 can be determined by using the surface area S1 of the holes 25 formed at a constant pitch as a parameter, that is, with the outer shape of the wall 26 being constant. The shape can be set as a parameter to a predetermined refractive index, and the pitch of the holes 25 formed with a constant surface area can be set as a parameter with a value equal to or less than the wavelength of infrared rays. Similarly to the first embodiment, the outer shape of 26 can be set as a parameter to set a predetermined refractive index that maximizes the transmittance.

そして、斜めから入射する様々な方向からの赤外線は、図６（ａ）において説明した斜め入射光３３のように、溝部２１に相当する凹部が六角形の穴部２５であるから、見た目上必要な溝深さが得られないため、矩形周期構造体２３を認識できず、赤外線透過性基板２０そのものの屈折率と認識して、矩形周期構造体２３があっても屈折率が変化せず、透過率が向上しない。 Infrared rays incident from various directions are apparently necessary because the concave portion corresponding to the groove portion 21 is a hexagonal hole portion 25 as in the case of the oblique incident light 33 described with reference to FIG. Since the rectangular groove structure 23 cannot be obtained, the rectangular periodic structure 23 cannot be recognized, and the refractive index of the infrared transmitting substrate 20 itself is recognized, and the refractive index does not change even if the rectangular periodic structure 23 is present. The transmittance is not improved.

従って、図８に示す六角形状の穴部２５で形成された矩形周期構造体２３を表面と裏面に有する赤外線透過フィルタは、垂直方向の入射光に対してだけ透過率が高く、指向性の高い特徴を有する。すなわち、この六角柱の凹部を持つ赤外線透過フィルタを組み込んだ焦電型赤外線センサ１は、非常に狭い範囲に感度が絞られから、ノイズに強く、誤動作の少ない、高い感度を有することが可能となる。そして、赤外線透過性基板に単に２レベルの凹凸として、六角柱の凹部を形成するだけの、加工の容易な安価な赤外線透過フィルタを得ることが可能となる。 Therefore, the infrared transmission filter having the rectangular periodic structure 23 formed by the hexagonal holes 25 shown in FIG. 8 on the front and back surfaces has high transmittance only for incident light in the vertical direction and high directivity. Has characteristics. That is, since the pyroelectric infrared sensor 1 incorporating the infrared transmission filter having the hexagonal column concave portion is sensitive to a very narrow range, the pyroelectric infrared sensor 1 can be highly sensitive to noise and have low malfunction. Become. Then, it is possible to obtain an inexpensive infrared transmission filter that can be easily processed by forming a concave portion of a hexagonal column as a two-level unevenness on the infrared transmission substrate.

［実施例３の赤外線透過フィルタの説明：図９］
図９は、本発明の実施例３における赤外線透過性基板に形成された矩形周期構造体の一部を拡大して示す斜視図であり、実施例２に説明した六角柱の凹部の替わりに円柱形の凹部を形成した矩形周期構造体の一部分の斜視図である。 [Description of Infrared Transmission Filter of Example 3: FIG. 9]
FIG. 9 is an enlarged perspective view showing a part of the rectangular periodic structure formed on the infrared transmitting substrate according to the third embodiment of the present invention, and a cylinder instead of the hexagonal column recess described in the second embodiment. It is a perspective view of a part of a rectangular periodic structure in which a concave portion is formed.

図９（ａ）は、赤外線透過性基板の表面に円柱形状の凹部で形成された矩形周期構造体の一部を抜き出して模式的に示す部分的な斜視図であり、実際は、この斜視図の周囲に同様の構造体が連続して広がって形成されている。図９（ｂ）は、この矩形周期構造体のＣ部を更に拡大して示した平面図である。 FIG. 9A is a partial perspective view schematically showing a part of a rectangular periodic structure formed by cylindrical concave portions on the surface of an infrared transmitting substrate. Similar structures are continuously spread around the periphery. FIG. 9B is a plan view showing a further enlarged portion C of the rectangular periodic structure.

図９（ａ）に示すように、矩形周期構造体２３は、凹部として、実施例２の六角柱形状の穴部に相当する円柱形状の穴部２８が、赤外線の波長以下のピッチＰ（図９（ｂ）参照）で連続して形成されて構成されている。穴部２８の周囲の壁部２９は、実施例２で説明した壁部２６に相当し凸部を形成している。 As shown in FIG. 9A, the rectangular periodic structure 23 has, as a recess, a cylindrical hole portion 28 corresponding to the hexagonal column-shaped hole portion of the second embodiment at a pitch P (see FIG. 9 (b)). A wall portion 29 around the hole portion 28 corresponds to the wall portion 26 described in the second embodiment and forms a convex portion.

図９（ｂ）に示すように、矩形周期構造体２３は、穴部２８とその周囲の壁部２９（二点差線で示す）からなるセル２７の集合体により形成される。隣り合ったセル２７は、赤外線の波長以下の一定ピッチＰで配列している。従って、この矩形周期構造体２３の屈折率Ｎｘは、実施例２と同様に、平面図上の穴部２８の表面積をＳ１、壁部２９の表面積をＳ２、および、赤外線透過性基板の屈折率をＮ、穴部の屈折率をｎとすると、Ｎｘ＝（ｎ×Ｓ１＋Ｎ×Ｓ２）／（Ｓ１＋Ｓ２）で表される。 As shown in FIG. 9B, the rectangular periodic structure 23 is formed by an aggregate of cells 27 including a hole 28 and a surrounding wall 29 (indicated by a two-dot chain line). Adjacent cells 27 are arranged at a constant pitch P equal to or less than the infrared wavelength. Accordingly, the refractive index Nx of the rectangular periodic structure 23 is similar to that of the second embodiment, in which the surface area of the hole 28 on the plan view is S1, the surface area of the wall 29 is S2, and the refractive index of the infrared transmitting substrate. Is N and the refractive index of the hole is n, Nx = (n × S1 + N × S2) / (S1 + S2).

従って、矩形周期構造体２３の屈折率Ｎｘは、実施例２と同様に、透過率が最大となる所定の屈折率に設定することが可能となる。
そして、実施例２と同様に、斜めから入射する様々な方向の赤外線は、矩形周期構造体２３を認識できず、赤外線透過性基板２０そのものの屈折率と認識して、矩形周期構造体２３であっても屈折率が変化せず、透過率が向上しない。 Therefore, the refractive index Nx of the rectangular periodic structure 23 can be set to a predetermined refractive index that maximizes the transmittance, as in the second embodiment.
As in the second embodiment, the infrared rays incident in various directions from an oblique direction cannot recognize the rectangular periodic structure 23 and recognize the refractive index of the infrared transmissive substrate 20 itself. Even if it exists, a refractive index does not change and the transmittance | permeability does not improve.

従って、図９に示す円柱の穴で形成された矩形周期構造体２３は、垂直方向の入射光に対してだけ透過率が高く形成された赤外線透過フィルタを形成し、指向性の高いノイズに強い特徴を有する。すなわち、この円柱の凹部を持つ赤外線透過フィルタを組み込んだ焦電型赤外線センサ１は、実施例２と同様に、非常に狭い範囲に感度が絞られ、誤動作の少ない高い感度を有することが可能となる。 Accordingly, the rectangular periodic structure 23 formed by the cylindrical holes shown in FIG. 9 forms an infrared transmission filter having a high transmittance only with respect to incident light in the vertical direction, and is resistant to noise with high directivity. Has characteristics. In other words, the pyroelectric infrared sensor 1 incorporating the infrared transmission filter having the cylindrical concave portion can be highly sensitive in a very narrow range and with high sensitivity with few malfunctions, as in the second embodiment. Become.

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、シリコン基板からなる赤外線透過性基板は、ゲルマニュウム基板であっても同様に、赤外線に対して透過フィルタが形成可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this. For example, an infrared transmitting substrate made of a silicon substrate may be infrared light even if it is a germanium substrate. On the other hand, a transmission filter can be formed.

更に、赤外線透過性基板の両面に形成される矩形周期構造体の凹部の形状に関して、実施例２と実施例３で説明したように、穴部の六角柱形状と円柱形状は、全く同等の効果が得られている。従って、表面側の矩形周期構造体の凹部を六角形状に形成し、裏面側の矩形周期構造体の凹部を円柱形状に形成しても、同等の効果があることは言うまでもない。
更に、凹部の六角柱形状は、角柱であれば、四角柱、八角柱形状であっても、良いことは明らかである。 Further, regarding the shape of the concave portion of the rectangular periodic structure formed on both surfaces of the infrared transmitting substrate, as described in Example 2 and Example 3, the hexagonal column shape and the cylindrical shape of the hole part have the same effect. Is obtained. Therefore, it goes without saying that the same effect can be obtained even if the concave portion of the rectangular periodic structure on the front side is formed in a hexagonal shape and the concave portion of the rectangular periodic structure on the back side is formed in a cylindrical shape.
Further, it is obvious that the hexagonal prism shape of the recess may be a quadrangular prism or an octagonal prism as long as it is a prism.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されることはなく、それらの全てを行う必要もなく、特許請求の範囲の各請求項に記載した内容の範囲で種々変更や省略をすることが出来ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is not necessary to perform all of them. Various changes and omissions may be made within the scope of the contents described in the claims. It goes without saying that we can do it.

１：焦電型赤外線センサ
１０：焦電素子
１１：赤外線透過フィルタ
１２：ケース
１３：スペーサ基板
１４：回路基板
１５：固定抵抗素子
１６：電界効果トランジスタ
２０：赤外線透過性基板
２１：溝部
２２：矩形壁部
２３：矩形周期構造体
２４、２７：セル
２５、２８：穴部
２６、２９：壁部
３０：入射光
３１：赤外線
３２、３４：垂直入射光
３３、３５：斜め入射光
１０１：受光電極
１２１：ケース窓 1: Pyroelectric infrared sensor 10: Pyroelectric element 11: Infrared transmission filter 12: Case 13: Spacer substrate 14: Circuit board 15: Fixed resistance element 16: Field effect transistor 20: Infrared transparent substrate 21: Groove 22: Rectangular Wall 23: Rectangular periodic structure 24, 27: Cell 25, 28: Hole 26, 29: Wall 30: Incident light 31: Infrared 32, 34: Vertical incident light 33, 35: Oblique incident light 101: Light receiving electrode 121: Case window

Claims

In a pyroelectric infrared sensor including a pyroelectric element that detects infrared rays and an infrared transmission filter that is located in an infrared incident path and transmits infrared rays to the pyroelectric element,
In the infrared transmission filter, a rectangular periodic structure is formed on both surfaces of the infrared transmission substrate by concave portions at a pitch equal to or less than a half wavelength of infrared to be detected.
The shape of the recess is a pyroelectric infrared sensor characterized in that the front surface and the back surface have the same shape.

2. The pyroelectric device according to claim 1, wherein the shape of the concave portion formed in the infrared transmissive substrate is a groove portion, and the groove directions of the front surface and the back surface of the infrared transmissive substrate are the same direction. Type infrared sensor.

The light receiving electrode pattern formed on the pyroelectric element and the groove direction of the groove formed on the infrared transmissive substrate are aligned to provide directivity to the sensitivity of the pyroelectric element. Item 5. A pyroelectric infrared sensor according to Item 2.

4. The pyroelectric infrared sensor according to claim 1, wherein a groove width of the groove portion of the rectangular periodic structure is two-thirds of a groove pitch.

The pyroelectric infrared sensor according to claim 1, wherein a shape of the recess formed in the infrared transmissive substrate is a cylinder or a prism.