JP2738523B2 - Pyroelectric infrared detector with frequency transfer function - Google Patents
Pyroelectric infrared detector with frequency transfer functionInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数移転機能を
備えた焦電型赤外線検出器を提供するものであり、その
製法において製造工程中、支柱に低熱伝導材料を焼付
け、また本体ケースの内壁に熱絶縁材料を塗布する焦電
型赤外線検出器に関する。特に、熱絶縁材料および熱伝
導率の低い材質を利用して焦電型赤外線検出器の熱伝導
を抑制し、焦電型赤外線検出器に周波数移転（Frequenc
y Transfer）の性能を賦与し、これにより焦電型赤外線
検出器の低周波レスポンス（Low-Frequency Response）
を向上して移動速度の遅い物体の検出を可能にし、感
度、安定性および検出能力を向上させた焦電型赤外線検
出器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a pyroelectric infrared detector having a frequency transfer function. The present invention relates to a pyroelectric infrared detector for applying a heat insulating material to a substrate. In particular, the thermal conduction of the pyroelectric infrared detector is suppressed by using a heat insulating material and a material with low thermal conductivity, and the frequency transfer to the pyroelectric infrared detector (Frequenc
y Transfer), which provides the low-frequency response of the pyroelectric infrared detector.
The present invention relates to a pyroelectric infrared detector that has improved sensitivity, stability, and detection capability by enabling detection of an object having a slow moving speed by improving the sensitivity.
【０００２】[0002]
【従来の技術】焦電型赤外線検出器は、犯罪および災害
予防などのために広く応用されている。例えば侵入者の
発見、危険場所への人の進入の偵察、火災検知等の犯罪
や災害予防、照明系統の自動点滅、門の自動開閉や厨房
器具への応用等である。2. Description of the Related Art Pyroelectric infrared detectors are widely used for crime and disaster prevention. For example, detection of an intruder, reconnaissance of a person entering a dangerous place, prevention of crime and disaster such as fire detection, automatic blinking of a lighting system, automatic opening and closing of a gate, application to kitchen appliances, and the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】焦電型赤外線検出器の
計測し得る波長は広く、かつ室温下に於いて計測するこ
とができる。従来の焦電型赤外線検出器は、それ自身の
有するエレメントや外部電気回路の制限を受け、その周
波数レスポンスにはバンドパス（Band Pass）の現象が
みられる。すなわち、その周波数レスポンスによれば、
低周波カットオフ値よりも低い周波数帯および高周波カ
ットオフ値よりも高い周波数帯は濾過される。したがっ
て、移動速度が緩慢な物体を検出するためには良好な低
周波レスポンスが必要なので、従来の焦電型赤外線検出
器では検出が困難であるという問題がある。The wavelength that can be measured by a pyroelectric infrared detector is wide and can be measured at room temperature. The conventional pyroelectric infrared detector is limited by its own elements and external electric circuits, and its frequency response shows a band pass phenomenon. That is, according to its frequency response,
Frequency bands lower than the low frequency cutoff value and frequency bands higher than the high frequency cutoff value are filtered. Therefore, a good low-frequency response is necessary to detect an object having a slow moving speed, and therefore, there is a problem that it is difficult to detect with a conventional pyroelectric infrared detector.
【０００４】従来の焦電型赤外線検出器において、熱量
散逸には二種の経路がある。その一つは、図１および図
２に実線矢印で示すように、焦電型赤外線検出器のパイ
ロ電気エレメントから本体ケースの金属導線を経て熱伝
導することによる熱量散逸である。もう一つは、図１お
よび図２に点線矢印で示すように、対流および輻射によ
って焦電型赤外線検出器のパイロ電気エレメントから直
接生じる熱量散逸である。In a conventional pyroelectric infrared detector, there are two types of heat dissipation. One is heat dissipation by conducting heat from the pyroelectric element of the pyroelectric infrared detector via the metal conductor of the main body case, as indicated by solid arrows in FIGS. 1 and 2. The other is the heat dissipation directly from the pyroelectric element of the pyroelectric infrared detector due to convection and radiation, as indicated by the dotted arrows in FIGS.
【０００５】以上の事実に鑑みて、本発明による周波数
移転機能を備えた焦電型赤外線検出器は、焦電型赤外線
検出器の低周波数域におけるレスポンスを向上させるこ
とにより、移動速度が緩慢な物体の検出を可能にし、感
度、安定性および検出能力を向上させた焦電型赤外線検
出器を提供することを目的とする。In view of the above facts, the pyroelectric infrared detector having the frequency transfer function according to the present invention has a slow moving speed by improving the response of the pyroelectric infrared detector in a low frequency range. An object of the present invention is to provide a pyroelectric infrared detector capable of detecting an object and having improved sensitivity, stability, and detection ability.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１記載の焦電型赤外線検出器は、
金属材質から形成され、下端が開口した円柱形であり、
上端面には矩形の開口窓が設けられた本体ケースと、 前
記本体ケースの内側から前記開口窓に取付けられ、７〜
１４μｍの波長を有する赤外線のみを通しこの範囲外の
波長を有する可視光を濾過する赤外線フィルタと、 上側
面にクロム等の吸熱性物質が焼付けられ、赤外線を吸収
することによりパイロ電気反応を達成するパイロ電気エ
レメントと、 前記パイロ電気エレメントを支持する二本
の四角柱状の支柱と、 上面に設けられた溶接点に前記支
柱が接合され、下面にはＦＥＴ等の回路エレメントが設
けられており、前記溶接点の背面には三本の電気接続用
足部が接合された基板と、 円板形であり、外周端の一箇
所には凸点が形成され、前記電気接続用足部を貫通させ
る三つの貫通孔が設けられた底板と、 を有する焦電型赤
外線検出器であって、 前記本体ケースの内壁表面の全面
に熱絶縁材料を塗布して前記パイロ電気エレメントから
輻射および対流によって散逸する熱量を低減するととも
に、前記支柱を熱伝導率の低い材質から形成して前記支
柱の熱抵抗を高めて前記パイロ電気エレメントから熱伝
導により散逸する熱量を低減することにより、低周波レ
スポンスを向上させたことを特徴とする。これにより、
移動速度の緩慢な物体の検出が可能となり、焦電型赤外
線検出器の感度、安定性、および検出能力が向上する。 In order to solve the above-mentioned problems, a pyroelectric infrared detector according to claim 1 of the present invention comprises:
It is formed of a metal material and has a cylindrical shape with an open lower end.
A main body case rectangular opening window is provided on the upper end face, before
It is attached to the opening window from the inside of the main body case.
Pass only infrared rays having a wavelength of 14 μm and out of this range
An infrared filter for filtering visible light having a wavelength, upper
Endothermic material such as chrome is baked on the surface and absorbs infrared rays
Pyroelectric reaction to achieve Pyroelectric reaction
And Remento, two for supporting the pyroelectric element
Of the rectangular column and the welding point provided on the upper surface
Pillars are joined, and circuit elements such as FETs are
On the back of the welding point for three electrical connections
A board with a foot bonded to it and a disc-shaped outer edge
A convex point is formed at the place, and the electric connection foot is penetrated.
Pyroelectric red having a bottom plate three through holes are provided that, the
An external line detector, the entire surface of an inner wall surface of the main body case.
Apply thermal insulation material to the pyroelectric element
Reduces the amount of heat dissipated by radiation and convection
The support is formed from a material having low thermal conductivity, and
Heat transfer from the pyroelectric element is increased by increasing the thermal resistance of the column.
By reducing the amount of heat dissipated by conduction, low-frequency
It is characterized by improved sponge. This allows
Objects with slow moving speeds can be detected, and pyroelectric infrared
The sensitivity, stability, and detection capability of the line detector are improved.
【０００７】[0007]
【０００８】[0008]
【０００９】本発明による周波数移転機能を備えた焦電
型赤外線検出器は、その製法において、製造工程中、支
柱の構成材料に熱伝導率の低い材質を使用し、また、本
体ケース内壁には熱絶縁材料を塗布している。このよう
に、熱絶縁材料および熱伝導率の低い材質を使用するこ
とにより、焦電型赤外線検出器のパイロ電気エレメント
の熱量が輻射や対流で散逸することを抑制し、また焦電
型赤外線検出器のパイロ電気エレメントの熱量がパイロ
電気エレメント自身の導線と本体ケースの金属導線を経
て伝導して散逸することを減少させている。これによ
り、焦電型赤外線検出器の低周波レスポンス性が向上す
る。すなわち、焦電型赤外線検出器の熱対流および熱伝
導を抑制することにより、焦電型赤外線検出器の周波数
レスポンスにおけるカットオフ周波数を偏移させること
ができるので、焦電型赤外線検出器の低周波数域におけ
る応答性を向上させて移動速度が緩慢な物体を検出する
ことが可能となる。A pyroelectric infrared detector having a frequency transfer function according to the present invention uses a material having a low thermal conductivity as a constituent material of a column during a manufacturing process in a method of manufacturing the pyroelectric infrared detector. Heat insulating material is applied. In this way, by using a heat insulating material and a material having a low thermal conductivity, the heat of the pyroelectric element of the pyroelectric infrared detector is suppressed from being dissipated by radiation or convection, and the pyroelectric infrared detection is performed. The amount of heat of the pyroelectric element of the vessel is reduced by conducting and dissipating through the lead of the pyroelectric element itself and the metal lead of the main body case. Thereby, the low frequency response of the pyroelectric infrared detector is improved. That is, by suppressing the heat convection and heat conduction of the pyroelectric infrared detector, the cutoff frequency in the frequency response of the pyroelectric infrared detector can be shifted. It is possible to detect an object having a slow moving speed by improving the response in the frequency range.
【００１０】本発明の技術原理を了解するため、焦電型
赤外線検出器の周波数レスポンス公式（Responsivity o
f Pyroelectric Infrared Radiation Detector)を挙げ
て詳細に説明する。焦電型赤外線検出器の周波数レスポ
ンスは、下記（１）式で表される。 Ｒυ＝Ｒo(１＋ω2 τt 2)-1/2 (１＋ω2 τe 2 ) -1/2 ・・・（１） また、焦電型赤外線検出器の周波数レスポンス強度は、
下記（２）式で表される。In order to understand the technical principle of the present invention, the frequency response formula (responsivity of pyroelectric infrared detector)
f Pyroelectric Infrared Radiation Detector). The frequency response of the pyroelectric infrared detector is expressed by the following equation (1). Rυ = Ro (1 + ω 2 τ t 2 ) -1/2 (1 + ω 2 τ e 2 ) -1/2 (1) Also, the frequency response strength of the pyroelectric infrared detector is
It is expressed by the following equation (2).
【００１１】 Ｒo＝ωＡＰηＲ/Ｇ ・・・（２） ここで、上記（１）式および（２）式において、 Ｒυ：焦電型赤外線検出器の周波数レスポンス Ｒo ：焦電型赤外線検出器の周波数レスポンス強度 ω ：角周波数 τt ：熱時間定数、τt ＝Ｈ/Ｇ τe ：電気時間定数、τe ＝ＲＣ Ａ ：赤外線に対するＰＩＲエレメントの吸収面積 Ｐ ：焦電定数 η ：赤外線に対するＰＩＲエレメントの吸収率 Ｇ ：熱伝導 Ｈ ：熱容量 Ｒ ：ＰＩＲエレメントと外部電気回路の等価抵抗 Ｃ ：ＰＩＲエレメントと外部電気回路の等価静電容量 上記の焦電型赤外線検出器の周波数レスポンスの公式か
ら判るように、焦電型赤外線検出器のカットオフ周波数
は焦電型赤外線検出器の熱特性、焦電型赤外線検出器自
身および外部回路の電気特性により決められる。Ro = ωAPηR / G (2) Here, in the above equations (1) and (2), Rυ: frequency response of the pyroelectric infrared detector Ro: frequency of the pyroelectric infrared detector Response intensity ω: angular frequency τ t : thermal time constant, τ t = H / G τ e : electric time constant, τ e = RC A: absorption area of PIR element for infrared rays P: pyroelectric constant η: PIR element for infrared rays G: Thermal conductivity H: Heat capacity R: Equivalent resistance of PIR element and external electric circuit C: Equivalent capacitance of PIR element and external electric circuit As can be seen from the frequency response formula of the pyroelectric infrared detector described above. The cutoff frequency of the pyroelectric infrared detector is determined by the thermal characteristics of the pyroelectric infrared detector and the electrical characteristics of the pyroelectric infrared detector itself and external circuits.
【００１２】図３に示す特性図において、符号ａで示し
たのは従来の焦電型赤外線検出器のＲυのボード線図
（Bode Plot）である。ここで、 Ｈ/Ｇ＞ＲＣのとき、 ω1 ＝（Ｈ/Ｇ) -1、ω2 ＝１/ＲＣ ・・・（ａ） Ｈ/Ｇ＜ＲＣのとき、 ω1 ＝１/ＲＣ、ω2 ＝（Ｈ/Ｇ) -1 ・・・（ａ′) もし、外部回路の設計が低周波減衰を引き起こさなけれ
ば、焦電型赤外線検出器の熱伝導Ｇの減少によりＲoを
向上させることができる。また、焦電型赤外線検出器の
他の特性を変更しないのみならず、焦電型赤外線検出器
のカットオフ周波数の偏移を起こさせ、これによりＲυ
の低周波レスポンスを向上できる。In the characteristic diagram shown in FIG. 3, what is indicated by the symbol a is a Bode plot of Rode of a conventional pyroelectric infrared detector. Here, when H / G> RC, ω 1 = (H / G) −1 , ω 2 = 1 / RC (a) When H / G <RC, ω 1 = 1 / RC, ω 2 = (H / G) -1 (a ') If the external circuit design does not cause low frequency attenuation, it is possible to improve Ro by reducing the heat conduction G of the pyroelectric infrared detector. it can. Also, not only does the other characteristic of the pyroelectric infrared detector not change, but it also causes a shift in the cutoff frequency of the pyroelectric infrared detector.
Can improve the low frequency response.
【００１３】また、 （Ｈ/Ｇ) -1＝ω1 ・・・（ｂ） のとき、ω1 はω1 ′に移行しω2 は不変であり、Ｒυ
は図３の符号ｂで示す特性となる。したがって、上記式
（ｂ）において、熱伝導Ｇを減少すれば焦電型赤外線検
出器が検出可能な周波数帯の幅が増加し、熱時間定数τ
t は延長し、周波数レスポンスの強度Ｒo′は向上して
比較的良好な低周波レスポンスが得られる。When (H / G) -1 = ω 1 (b), ω 1 shifts to ω 1 ′, ω 2 remains unchanged, and Rυ
Is the characteristic indicated by the symbol b in FIG. Therefore, in the above equation (b), if the thermal conduction G is reduced, the width of the frequency band that can be detected by the pyroelectric infrared detector increases, and the thermal time constant τ
t is prolonged, and the frequency response strength Ro 'is improved to obtain a relatively good low frequency response.
【００１４】また、 （Ｈ/Ｇ) -1＝ω2 ・・・（ｃ） のとき、ω2 はω2 ″に移行しω1 は不変であり、Ｒυ
は図３の符号ｃで示す特性となる。したがって、上記式
（ｃ）において、熱伝導Ｇを減少すれば焦電型赤外線検
出器の検出可能な周波数帯の幅が縮小し、熱時間定数τ
t は延長し、焦電型赤外線検出器の高周波数域における
カットオフ周波数は小さくなり、周波レスポンス強度Ｒ
o″は向上して比較的良好な低周波レスポンスが得られ
る。When (H / G) -1 = ω 2 ... (C), ω 2 shifts to ω 2 ″, ω 1 is unchanged, and Rυ
Is the characteristic indicated by reference numeral c in FIG. Therefore, in the above equation (c), if the heat conduction G is reduced, the width of the frequency band detectable by the pyroelectric infrared detector is reduced, and the thermal time constant τ
t is prolonged, the cutoff frequency of the pyroelectric infrared detector in the high frequency range is reduced, and the frequency response intensity R
o "is improved to obtain a relatively good low frequency response.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の一実施例による焦電型赤外線
検出器を図４〜図９に示す。この焦電型赤外線検出器
は、本体ケース１、赤外線フィルタ２、パイロ電気エレ
メント３、二本の支柱４、基板５、底板６、および三本
の電気接続用足部７からなる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 4 to 9 show a pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention. This pyroelectric infrared detector includes a main body case 1, an infrared filter 2, a pyroelectric element 3, two columns 4, a substrate 5, a bottom plate 6, and three electric connection feet 7.
【００１６】図５に示すように、本体ケース１は下端が
開口した円柱状であって金属から形成され、本体ケース
１の上端面には一つの矩形の開口窓１１が設けられてい
る。赤外線フィルタ２は、開口窓１１を被うように本体
ケース１の内壁に取付けられ、これにより不必要な可視
光を濾過し、波長７〜１４μｍの赤外線のみを通す。As shown in FIG. 5, the main body case 1 is formed of a metal having a columnar shape with an open lower end, and one rectangular opening window 11 is provided on the upper end surface of the main body case 1. The infrared filter 2 is attached to the inner wall of the main body case 1 so as to cover the opening window 11, thereby filtering unnecessary visible light and passing only infrared light having a wavelength of 7 to 14 μm.
【００１７】パイロ電気エレメント３の上側面には、例
えばクロム（Cr）のような吸熱物質３１を焼付け、これ
により赤外線を吸収してパイロ電気エレメント３のパイ
ロ電気反応を達成させる。二本の支柱４は四角柱形状で
あり、この支柱４によりパイロ電気エレメント３を支持
している。On the upper surface of the pyroelectric element 3, a heat absorbing substance 31 such as chromium (Cr) is baked, thereby absorbing infrared rays to achieve a pyroelectric reaction of the pyroelectric element 3. The two columns 4 have a quadrangular prism shape, and support the pyroelectric element 3 with the columns 4.
【００１８】基板５は円板状であり、その上面には二本
の支柱４が載置され、下面にはＦＥＴ（Field Effect T
ransistor）などの回路エレメント５２が装着されてお
り、この回路エレメント５２を利用して焦電型赤外線検
出器の信号を収受する。基板５の上面には、その上部に
配置された支柱４と接合する溶接点５１が設けられてい
る。また、溶接点５１の背面には、電気接続に使用され
る三本の電気接続用足部７が接合されている。The substrate 5 has a disk shape, on which two columns 4 are mounted on the upper surface, and an FET (Field Effect T) is mounted on the lower surface.
A circuit element 52 such as a ransistor is mounted, and the circuit element 52 is used to receive a signal of a pyroelectric infrared detector. A welding point 51 is provided on the upper surface of the substrate 5 to be joined to the column 4 disposed on the upper surface thereof. Also, three electrical connection feet 7 used for electrical connection are joined to the back surface of the welding point 51.
【００１９】底板６は円板形であり、外周端の一箇所に
は凸点６１が形成されている。底板６には電気接続用足
部７を貫通させる三つの貫通孔６２が設けられている。
この焦電型赤外線検出器は、支柱の材質として銀（Ag）
メッキ材質のものを使用していた従来技術とは異なり、
本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器では支柱４
の材料を熱伝導率の低い材質、例えばクロムメッキ材質
に変更したという特徴を有する。これにより支柱４の熱
抵抗を高め、熱伝導による熱の散逸を抑制している。The bottom plate 6 has a disk shape, and a convex point 61 is formed at one position on the outer peripheral end. The bottom plate 6 is provided with three through holes 62 through which the electric connection foot 7 penetrates.
This pyroelectric infrared detector uses silver (Ag)
Unlike conventional technology that used plating materials,
In the pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention, the support 4
Is changed to a material having a low thermal conductivity, for example, a chrome-plated material. As a result, the thermal resistance of the column 4 is increased, and heat dissipation due to heat conduction is suppressed.
【００２０】また、赤外線フィルタ２を除いた本体ケー
ス１の内壁表面に熱絶縁材料１２、例えば合成樹脂を塗
布して、輻射や対流により熱が散逸するのを抑制し、こ
れにより焦電型赤外線検出器の周波数特性においてカッ
トオフ周波数を低周波数側に偏移させ、焦電型赤外線検
出器の低周波レスポンス強度を高めて、焦電型赤外線検
出器の低周波レスポンスを向上させる。これにより、移
動速度の緩慢な物体の検出を可能とし、焦電型赤外線検
出器の感度、安定性および検出能力を向上させている。Further, a heat insulating material 12, for example, a synthetic resin is applied to the inner wall surface of the main body case 1 excluding the infrared filter 2, so that heat is prevented from being dissipated due to radiation or convection. In the frequency characteristics of the detector, the cutoff frequency is shifted to the lower frequency side, the low frequency response strength of the pyroelectric infrared detector is increased, and the low frequency response of the pyroelectric infrared detector is improved. This makes it possible to detect an object having a slow moving speed, thereby improving the sensitivity, stability and detection capability of the pyroelectric infrared detector.
【００２１】この焦電型赤外線検出器は、下記(1) 〜
(7) の製造工程により製造される。 (1)基板５を電気回路板と溶接する。 (2)基板５内にＦＥＴ回路エレメント５２を装着し、溶
接および洗浄を行った後、基板５上に導電性接着剤を塗
布する。 (3)支柱４は、裁断、洗浄、焼付および再裁断を行った
後、基板５表面の前記導電性接着剤上に支柱４を載置す
る。前記導電性接着剤が硬化した後、基板５を分割す
る。 (4)基板５と底板６とを溶接し、洗浄して溶接点を検査
した後、支柱４に導電性接着剤を塗布する。 (5)パイロ電気エレメント３は、裁断、洗浄、焼付を行
った後、支柱４に塗布された導電性接着剤上に粘着させ
る。 (6)赤外線フィルタ２は、裁断した後、接着剤を塗布し
た本体ケース１に粘着される。 (7)本体ケース１と底座６とを電気溶接する。This pyroelectric infrared detector has the following (1) to
It is manufactured by the manufacturing process of (7). (1) The board 5 is welded to the electric circuit board. (2) After mounting the FET circuit element 52 in the substrate 5 and performing welding and cleaning, a conductive adhesive is applied onto the substrate 5. (3) The post 4 is cut, washed, printed and recut, and then placed on the conductive adhesive on the surface of the substrate 5. After the conductive adhesive is cured, the substrate 5 is divided. (4) The substrate 5 and the bottom plate 6 are welded, washed and inspected for welding points, and then a conductive adhesive is applied to the columns 4. (5) The pyroelectric element 3 is cut, washed, and baked, and then adhered to the conductive adhesive applied to the support 4. (6) After being cut, the infrared filter 2 is adhered to the main body case 1 coated with an adhesive. (7) The main body case 1 and the bottom seat 6 are electrically welded.
【００２２】この製造方法の特徴は、工程(3)に示した
ように支柱４を裁断、洗浄した後、低熱伝導材料、例え
ばクロムのような材質を焼付け、これにより支柱４の熱
抵抗を高め、熱伝導による熱の散逸を抑制する点にあ
る。ここで、支柱４に熱伝導率の低い材料、例えばクロ
ムメッキのような材料を用いても支柱４の導電特性が低
下することはない。また、工程(6)に示したように本体
ケース１上に接着剤を塗布して赤外線フィルタ２を粘着
した後、赤外線フィルタ２を除く本体ケース１内壁に熱
絶縁材料１２、例えば合成樹脂塗料を塗布して、図７お
よび図８に点線矢印で示す対流や輻射によりパイロ電気
エレメント３の熱が散逸することを抑制する。The feature of this manufacturing method is that, as shown in the step (3), after cutting and washing the column 4, a material having a low thermal conductivity, such as chromium, is baked, thereby increasing the thermal resistance of the column 4. In other words, heat dissipation due to heat conduction is suppressed. Here, even if a material having low thermal conductivity, for example, a material such as chromium plating is used for the support 4, the conductive characteristics of the support 4 will not be reduced. Further, as shown in the step (6), after applying an adhesive on the main body case 1 and sticking the infrared filter 2, a heat insulating material 12, for example, a synthetic resin paint, is applied to the inner wall of the main case 1 except the infrared filter 2. The coating prevents the heat of the pyroelectric element 3 from being dissipated by convection and radiation indicated by dotted arrows in FIGS. 7 and 8.
【００２３】なお、図９は上記(1) 〜(7) の工程を含む
本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器の製造方法
を示すフローチャートである。本発明の一実施例による
焦電型赤外線検出器は、その製造工程において熱絶縁材
料および熱伝導率の低い材質を使用することにより、焦
電型赤外線検出器のパイロ電気エレメントの熱量が図７
および図８に点線矢印で示す輻射や対流で散逸すること
を抑制し、また焦電型赤外線検出器のパイロ電気エレメ
ントの熱量が、図７および図８に実線矢印で示すよう
に、パイロ電気エレメント自身の導線と金属ケースの導
線を経て熱伝導により散逸することを低減する。すなわ
ち、このように熱絶縁材料および熱伝導率の低い材質を
使用することにより焦電型赤外線検出器の熱流および熱
伝導を抑制し、焦電型赤外線検出器の周波数レスポンス
においてカットオフ周波数を低周波数側に偏移させ、こ
れにより焦電型赤外線検出器の低周波レスポンス強度を
高めて焦電型赤外線検出器の低周波レスポンスを向上さ
せて、移動速度が緩慢な物体の検出を可能とし、焦電型
赤外線検出器の感度、安定性および検出能力を向上させ
る。FIG. 9 is a flowchart showing a method of manufacturing a pyroelectric infrared detector according to an embodiment of the present invention, including the above-mentioned steps (1) to (7). The pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention uses a heat insulating material and a material having low thermal conductivity in the manufacturing process, so that the pyroelectric element of the pyroelectric infrared detector has a calorific value of FIG.
And dissipates due to radiation and convection indicated by dotted arrows in FIG. 8, and reduces the amount of heat of the pyroelectric element of the pyroelectric infrared detector as indicated by the solid arrows in FIGS. 7 and 8. Dissipation due to heat conduction through its own conductor and the conductor of the metal case is reduced. That is, by using such a heat insulating material and a material having a low thermal conductivity, the heat flow and heat conduction of the pyroelectric infrared detector are suppressed, and the cutoff frequency is reduced in the frequency response of the pyroelectric infrared detector. Shift to the frequency side, thereby increasing the low frequency response strength of the pyroelectric infrared detector and improving the low frequency response of the pyroelectric infrared detector, enabling the detection of slow moving objects, Improve the sensitivity, stability and detection ability of pyroelectric infrared detector.
【００２４】図１０は、本発明の一実施例による焦電型
赤外線検出器を用いて実際に計測した誘起電圧を示す特
性図である。赤外線は一つのチョッパー（chopper）を
経て設定された周波数で採取され、チョッパーの後の焦
電型赤外線検出器により赤外線を検出し、信号を増幅回
路に送出する。出力電圧の振幅値は増幅回路を経て出力
され、その増幅率は約２５倍である。チョッパーの周波
数と検出器で検出した信号とから周波数レスポンス対出
力電圧の曲線図が描かれる。Ｘ軸をチョッパーの周波数
（Hz）、Ｙ軸を検出された電圧の振幅値（Vpp）とす
る。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the induced voltage actually measured using the pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention. Infrared rays are collected at a set frequency through one chopper, the infrared rays are detected by a pyroelectric infrared detector after the chopper, and a signal is sent to an amplifier circuit. The amplitude value of the output voltage is output through an amplifier circuit, and the amplification factor is about 25 times. From the chopper frequency and the signal detected by the detector, a curve diagram of frequency response versus output voltage is drawn. The X axis is the frequency (Hz) of the chopper, and the Y axis is the amplitude value (Vpp) of the detected voltage.
【００２５】従来の焦電型赤外線検出器（Type）を用
いて５回計測した測定結果を表１に示す。Table 1 shows the measurement results obtained five times using a conventional pyroelectric infrared detector (Type).
【００２６】[0026]
【表１】 [Table 1]
【００２７】また、本発明の一実施例による焦電型赤外
線検出器（Type）を用いて１０回計測した測定結果を
表２に示す。Table 2 shows the measurement results obtained ten times using the pyroelectric infrared detector (Type) according to one embodiment of the present invention.
【００２８】[0028]
【表２】 [Table 2]
【００２９】図１０には、表１および表２に示す測定結
果の平均曲線が示されている。TypeとTypeの曲線を
比較して見ると、本発明の一実施例による焦電型赤外線
検出器（Type）が低周波時に検出した電圧信号は従来
（Type）に比べて顕著に向上していることが判る。こ
れは、本発明による焦電型赤外線検出器の実用性を証明
するものである。FIG. 10 shows an average curve of the measurement results shown in Tables 1 and 2. Comparing the curves of Type and Type, the voltage signal detected by the pyroelectric infrared detector (Type) according to one embodiment of the present invention at a low frequency is significantly improved as compared with the conventional (Type). You can see that. This proves the practicality of the pyroelectric infrared detector according to the present invention.
【図１】従来の焦電型赤外線検出器およびその熱移動を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a conventional pyroelectric infrared detector and its heat transfer.
【図２】従来の焦電型赤外線検出器およびその熱移動を
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional pyroelectric infrared detector and its heat transfer.
【図３】焦電型赤外線検出器のボード線図である。FIG. 3 is a Bode diagram of a pyroelectric infrared detector.
【図４】本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器を
示す分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view showing a pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器を
示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器を
示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器お
よびその熱移動を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a pyroelectric infrared detector and heat transfer thereof according to an embodiment of the present invention.
【図８】本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器お
よびその熱移動を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a pyroelectric infrared detector and heat transfer thereof according to an embodiment of the present invention.
【図９】本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器の
製造方法を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の一実施例による焦電型赤外線検出器
を用いて計測した誘起電圧を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing an induced voltage measured using a pyroelectric infrared detector according to one embodiment of the present invention.
１ 本体ケース ２ 赤外線フィルタ ３ パイロ電気エレメント ４ 支柱 ５ 基板 ６ 底板 ７ 電気接続用足部 １１ 開口窓 １２ 熱絶縁材料 ３１ 吸熱物質 ５１ 溶接点 ５２ 回路エレメント ６１ 凸点 ６２ 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body case 2 Infrared filter 3 Pyroelectric element 4 Prop 5 Substrate 6 Bottom plate 7 Electric connection foot 11 Opening window 12 Thermal insulation material 31 Endothermic substance 51 Welding point 52 Circuit element 61 Convex point 62 Through hole
Claims (3)
円柱形であり、上端面には矩形の開口窓が設けられた本
体ケースと、 前記本体ケースの内側から前記開口窓に取付けられ、７
〜１４μｍの波長を有する赤外線のみを通しこの範囲外
の波長を有する可視光を濾過する赤外線フィルタと、 上側面に吸熱性物質が焼付けられ、赤外線を吸収するこ
とによりパイロ電気反応を達成するパイロ電気エレメン
トと、 前記パイロ電気エレメントを支持する二本の四角柱状の
支柱と、 上面に設けられた溶接点に前記支柱が接合され、下面に
は回路エレメントが設けられており、前記溶接点の背面
には三本の電気接続用足部が接合された基板と、 円板形であり、外周端の一箇所には凸点が形成され、前
記電気接続用足部を貫通させる三つの貫通孔が設けられ
た底板と、 を有する焦電型赤外線検出器であって、 前記本体ケースの内壁表面の全面に熱絶縁材料を塗布し
て前記パイロ電気エレメントから輻射および対流によっ
て散逸する熱量を低減するとともに、前記支柱を熱伝導
率の低い材質から形成して前記支柱の熱抵抗を高めて前
記パイロ電気エレメントから熱伝導により散逸する熱量
を低減することにより、低周波レスポンスを向上させた
ことを特徴とする焦電型赤外線検出器。1. A main body case which is formed of a metal material, has a cylindrical shape with an open lower end, and has a rectangular opening window on an upper end surface, and is attached to the opening window from the inside of the main body case.
An infrared filter that passes only infrared rays having a wavelength of about 14 μm and filters visible light having a wavelength outside this range; and a pyroelectric element that has an endothermic substance baked on its upper surface and absorbs infrared rays to achieve a pyroelectric reaction. Element, two square pillar-shaped pillars supporting the pyroelectric element, the pillar is joined to a welding point provided on the upper surface, a circuit element is provided on the lower surface, and a back surface of the welding point is provided. Is a substrate to which three electrical connection feet are joined, and is a disc-shaped, and a convex point is formed at one position of an outer peripheral end, and three through holes are provided to penetrate the electrical connection feet. A pyroelectric infrared detector having a bottom plate, wherein a thermal insulating material is applied to the entire inner wall surface of the main body case and dissipated from the pyroelectric element by radiation and convection. Along with reducing the amount, the struts are formed from a material having low thermal conductivity to increase the thermal resistance of the struts and reduce the amount of heat dissipated by heat conduction from the pyroelectric element, thereby improving low frequency response. A pyroelectric infrared detector .
なることを特徴とする請求項１記載の焦電型赤外線検出
器。2. A pyroelectric infrared detector according to claim 1, wherein said post is characterized in that it consists of a material which is chrome-plated.
用することを特徴とする請求項１記載の焦電型赤外線検
出器。3. A pyroelectric infrared detector according to claim 1, wherein the use of synthetic resin coating as the thermal insulating material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28884095A JP2738523B2 (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Pyroelectric infrared detector with frequency transfer function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28884095A JP2738523B2 (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Pyroelectric infrared detector with frequency transfer function |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145470A JPH09145470A (en) | 1997-06-06 |
| JP2738523B2 true JP2738523B2 (en) | 1998-04-08 |
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|---|---|---|---|
| JP28884095A Expired - Fee Related JP2738523B2 (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Pyroelectric infrared detector with frequency transfer function |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-11-07 JP JP28884095A patent/JP2738523B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH09145470A (en) | 1997-06-06 |
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