JP2859590B2 - 焦電型赤外線センサ - Google Patents
焦電型赤外線センサInfo
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- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 9
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 230000005685 electric field effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
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- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は焦電型赤外線センサ
に係り、特に電源ノイズ及び外部高周波により外部リー
ド線に誘導されるノイズ(以下、“外部ノイズ”とい
う)のみならず、焦電型赤外線センサの内部から発生す
る内部ノイズまでも取り除ける焦電型赤外線センサに関
する。
に係り、特に電源ノイズ及び外部高周波により外部リー
ド線に誘導されるノイズ(以下、“外部ノイズ”とい
う)のみならず、焦電型赤外線センサの内部から発生す
る内部ノイズまでも取り除ける焦電型赤外線センサに関
する。
【0002】
【従来の技術】図2は電界効果トランジスタ(FET)
を用いた従来の焦電型赤外線センサを表す回路図であ
る。この図面に示されたように、焦電型赤外線センサに
は、焦電素子(pyroelectric element)1、増幅手段の
FET2、ゲート抵抗Rg、ドレインリード線3、ソー
スリード線4、接地リード線5、シールドケース6、赤
外線が透過する窓7、電源8、及び抵抗器rD,rSが具
備されている。ここで、FET2はゲート電極G、ドレ
イン電極D、及びソース電極Sを具備し、抵抗器rD,
rSはシールドケース6内のドレイン電極D及びソース
電極Sにそれぞれ直列に接続されている。
を用いた従来の焦電型赤外線センサを表す回路図であ
る。この図面に示されたように、焦電型赤外線センサに
は、焦電素子(pyroelectric element)1、増幅手段の
FET2、ゲート抵抗Rg、ドレインリード線3、ソー
スリード線4、接地リード線5、シールドケース6、赤
外線が透過する窓7、電源8、及び抵抗器rD,rSが具
備されている。ここで、FET2はゲート電極G、ドレ
イン電極D、及びソース電極Sを具備し、抵抗器rD,
rSはシールドケース6内のドレイン電極D及びソース
電極Sにそれぞれ直列に接続されている。
【0003】このような構成の赤外線検出器の動作にお
いて、窓7を通過した赤外線が焦電素子1に受光される
と、焦電素子1に対する電荷量の変化が発生する。従っ
て、ゲート抵抗Rgの両端のゲート電圧が変化しながら
ソース電流の強さが変化する。このようなソース電流の
変化はシールドケース6の外部に設けられたソース抵抗
Rsの両端のソース電圧の変化を測定することにより検
出され得る。
いて、窓7を通過した赤外線が焦電素子1に受光される
と、焦電素子1に対する電荷量の変化が発生する。従っ
て、ゲート抵抗Rgの両端のゲート電圧が変化しながら
ソース電流の強さが変化する。このようなソース電流の
変化はシールドケース6の外部に設けられたソース抵抗
Rsの両端のソース電圧の変化を測定することにより検
出され得る。
【0004】ところが、このような焦電型赤外線センサ
において、シールドケース6外部のリード線3,4,5
は高周波領域でインダクタンス成分を有しており、外部
高周波による誘導ノイズを発生させる。この誘導ノイズ
は焦電型赤外線センサの内部に流入されてエラーを発生
させる。即ち、高周波領域でFET2のゲート電極Gと
ドレイン電極Dとの間に分布容量が存在し、これによる
誘導ノイズの帰還により、特にドレインリード線3から
発生した高周波ノイズがゲートに分布容量を伝達しゲー
ト電圧に影響を及ぼしてソース電圧検出回路にエラー信
号を印加する。
において、シールドケース6外部のリード線3,4,5
は高周波領域でインダクタンス成分を有しており、外部
高周波による誘導ノイズを発生させる。この誘導ノイズ
は焦電型赤外線センサの内部に流入されてエラーを発生
させる。即ち、高周波領域でFET2のゲート電極Gと
ドレイン電極Dとの間に分布容量が存在し、これによる
誘導ノイズの帰還により、特にドレインリード線3から
発生した高周波ノイズがゲートに分布容量を伝達しゲー
ト電圧に影響を及ぼしてソース電圧検出回路にエラー信
号を印加する。
【0005】このような問題点を改善するために、シー
ルドケース6内のドレイン電極D及びソース電極Sに抵
抗器rD,rSを直列にそれぞれ接続させる方案が試みら
れた。抵抗器rD,rSは高周波誘導ノイズに対してはリ
アクタンス成分により大きいインピーダンスとして作用
するが、1Hz前後の低周波赤外線検出信号に対しては
直流抵抗素子として作用する。従って、外部リード線3
で誘導され電極Dに入力される高周波ノイズは抵抗器r
D,rSにより減殺され、従ってセンサ出力としてソース
リード線4に現れるエラー信号は減少する。
ルドケース6内のドレイン電極D及びソース電極Sに抵
抗器rD,rSを直列にそれぞれ接続させる方案が試みら
れた。抵抗器rD,rSは高周波誘導ノイズに対してはリ
アクタンス成分により大きいインピーダンスとして作用
するが、1Hz前後の低周波赤外線検出信号に対しては
直流抵抗素子として作用する。従って、外部リード線3
で誘導され電極Dに入力される高周波ノイズは抵抗器r
D,rSにより減殺され、従ってセンサ出力としてソース
リード線4に現れるエラー信号は減少する。
【0006】図3は従来の更に他の焦電型赤外線センサ
を表す回路図である。図2と同一な参照符号は同一な構
成要素を示す。図面を参照すると、本焦電型赤外線セン
サは高周波ノイズによるエラー信号を抑制するために抵
抗器(図2のrD,rS)の代りにキャパシタ9が具備さ
れている。ところが、前記のように焦電型赤外線センサ
に具備された高周波ノイズ除去用の抵抗器rD,rSやキ
ャパシタ9は外部ノイズを効率よく取り除くことはでき
るが、焦電素子から発生する内部のノイズは取り除けな
い問題点があって、焦電型赤外線センサのエラー信号の
原因となっている。
を表す回路図である。図2と同一な参照符号は同一な構
成要素を示す。図面を参照すると、本焦電型赤外線セン
サは高周波ノイズによるエラー信号を抑制するために抵
抗器(図2のrD,rS)の代りにキャパシタ9が具備さ
れている。ところが、前記のように焦電型赤外線センサ
に具備された高周波ノイズ除去用の抵抗器rD,rSやキ
ャパシタ9は外部ノイズを効率よく取り除くことはでき
るが、焦電素子から発生する内部のノイズは取り除けな
い問題点があって、焦電型赤外線センサのエラー信号の
原因となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した従
来の問題点を解決するために案出されたものであり、外
部のノイズのみならず焦電素子から発生する内部のノイ
ズも取り除ける焦電型赤外線センサを提供することを目
的とする。
来の問題点を解決するために案出されたものであり、外
部のノイズのみならず焦電素子から発生する内部のノイ
ズも取り除ける焦電型赤外線センサを提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明の焦電型赤外線センサは、焦電素子と、前記
焦電素子から検出された信号を増幅するための電界効果
トランジスタと、前記電界効果トランジスタに対し、前
記検出された信号をバイアス電圧として提供するための
バイアス用の抵抗器と、前記焦電素子と前記バイアス用
の抵抗器との間に設けられ、前記焦電素子の一端子及び
前記電界効果トランジスタのゲート電極に接続された第
1抵抗器と、前記ゲート電極及び前記焦電素子の他の端
子が接続された接地点に接続された第1キャパシタとを
含み、人体感知信号のみを通過させることにより前記焦
電素子の内部ノイズを遮る第1フィルタと、前記電界効
果トランジスタと電源との間に設けられ、前記電界効果
トランジスタのドレイン電極及び前記電源に接続された
第2抵抗器と、前記電源及び接地点に接続された第2キ
ャパシタとを含み、外部リード線により誘導された外部
ノイズを取り除くための第2フィルタと、前記焦電素
子、電界効果トランジスタ、バイアス用の抵抗器、第1
フィルタ、及び第2フィルタを内部に含むシールドケー
スとを含むことを特徴とする。
めに本発明の焦電型赤外線センサは、焦電素子と、前記
焦電素子から検出された信号を増幅するための電界効果
トランジスタと、前記電界効果トランジスタに対し、前
記検出された信号をバイアス電圧として提供するための
バイアス用の抵抗器と、前記焦電素子と前記バイアス用
の抵抗器との間に設けられ、前記焦電素子の一端子及び
前記電界効果トランジスタのゲート電極に接続された第
1抵抗器と、前記ゲート電極及び前記焦電素子の他の端
子が接続された接地点に接続された第1キャパシタとを
含み、人体感知信号のみを通過させることにより前記焦
電素子の内部ノイズを遮る第1フィルタと、前記電界効
果トランジスタと電源との間に設けられ、前記電界効果
トランジスタのドレイン電極及び前記電源に接続された
第2抵抗器と、前記電源及び接地点に接続された第2キ
ャパシタとを含み、外部リード線により誘導された外部
ノイズを取り除くための第2フィルタと、前記焦電素
子、電界効果トランジスタ、バイアス用の抵抗器、第1
フィルタ、及び第2フィルタを内部に含むシールドケー
スとを含むことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を更に詳細に説明する。図1は本発明による焦電型赤
外線センサの実施例を示す回路図である。この図面に示
されたように、本実施例の焦電型赤外線センサは一つの
焦電素子11と、ゲート電極G、ドレイン電極D、及び
ソース電極Sを有する増幅手段のFET12と、FET
12のゲート電極Gと接地点20に接続されたバイアス
用の抵抗器Rgと、第1フィルタ13と、第2フィルタ
14と、シールドケース19とを含む。
明を更に詳細に説明する。図1は本発明による焦電型赤
外線センサの実施例を示す回路図である。この図面に示
されたように、本実施例の焦電型赤外線センサは一つの
焦電素子11と、ゲート電極G、ドレイン電極D、及び
ソース電極Sを有する増幅手段のFET12と、FET
12のゲート電極Gと接地点20に接続されたバイアス
用の抵抗器Rgと、第1フィルタ13と、第2フィルタ
14と、シールドケース19とを含む。
【0010】ここで、第1フィルタ13は焦電素子11
の一端子及びFET12のゲート電極Gに接続された第
1抵抗器R1と、FET12のゲート電極G及び接地点
20に接続された第1キャパシタC1とから構成され
る。前記第1フィルタ13は焦電素子11から発生され
た人体感知信号のみを通過させるように設計され、焦電
素子11から発生された高周波ノイズを遮る。前記第2
フィルタ14はFET12のドレイン電極D及び電源2
1に接続された第2抵抗器R2と、前記電源21及び接
地点22に接続された第2キャパシタC2とから構成さ
れ、外部リード線15で電源と共に流入される高周波誘
導ノイズを取り除く。
の一端子及びFET12のゲート電極Gに接続された第
1抵抗器R1と、FET12のゲート電極G及び接地点
20に接続された第1キャパシタC1とから構成され
る。前記第1フィルタ13は焦電素子11から発生され
た人体感知信号のみを通過させるように設計され、焦電
素子11から発生された高周波ノイズを遮る。前記第2
フィルタ14はFET12のドレイン電極D及び電源2
1に接続された第2抵抗器R2と、前記電源21及び接
地点22に接続された第2キャパシタC2とから構成さ
れ、外部リード線15で電源と共に流入される高周波誘
導ノイズを取り除く。
【0011】前記のような構成を有する本実施例による
焦電型赤外線センサの動作において、窓18を通過した
赤外線が焦電素子11に受光されると、焦電素子11の
電荷量の変化による信号、即ち人体感知信号が発生され
る。この電荷量の変化によりバイアス用の抵抗器Rgに
形成されるゲート電圧が変化しながらソース電流の大き
さが変化する。このようなソース電流の変化はセンサの
外部に設けられたソース抵抗器RSを通してソース電圧
の変化を測定することにより検出される。
焦電型赤外線センサの動作において、窓18を通過した
赤外線が焦電素子11に受光されると、焦電素子11の
電荷量の変化による信号、即ち人体感知信号が発生され
る。この電荷量の変化によりバイアス用の抵抗器Rgに
形成されるゲート電圧が変化しながらソース電流の大き
さが変化する。このようなソース電流の変化はセンサの
外部に設けられたソース抵抗器RSを通してソース電圧
の変化を測定することにより検出される。
【0012】この際、内部高周波ノイズは第1フィルタ
13で遮断され、焦電素子11から発生された人体感知
信号のみがFET12のゲート電極Gに伝達される。か
つ、シールドケース19の外部のリード線15,16,
17のインダクタンス成分による外部高周波により誘導
された外部ノイズは第2フィルタ14により取り除かれ
る。
13で遮断され、焦電素子11から発生された人体感知
信号のみがFET12のゲート電極Gに伝達される。か
つ、シールドケース19の外部のリード線15,16,
17のインダクタンス成分による外部高周波により誘導
された外部ノイズは第2フィルタ14により取り除かれ
る。
【0013】本発明による焦電型赤外線センサにおい
て、内部高周波ノイズが第1フィルタ13により取り除
かれ、外部ノイズが第2フィルタ14により取り除かれ
るので、一つの焦電素子を以っても十分な最終検出回路
信号を得ることができる。
て、内部高周波ノイズが第1フィルタ13により取り除
かれ、外部ノイズが第2フィルタ14により取り除かれ
るので、一つの焦電素子を以っても十分な最終検出回路
信号を得ることができる。
【0014】
【発明の効果】本発明による焦電型赤外線センサは、外
部リード線のインダクタンス成分による外部高周波の誘
導ノイズのみならず焦電素子の内部から発生する高周波
ノイズまで取り除くので、一つの焦電素子を用いて十分
な人体感知信号を得ることができる。
部リード線のインダクタンス成分による外部高周波の誘
導ノイズのみならず焦電素子の内部から発生する高周波
ノイズまで取り除くので、一つの焦電素子を用いて十分
な人体感知信号を得ることができる。
【図1】 本発明による焦電型赤外線センサを示した回
路図である。
路図である。
【図2】 従来の焦電型赤外線センサを示した回路図で
ある。
ある。
【図3】 従来の他の焦電型赤外線センサを示した回路
図である。
図である。
11 焦電素子 12 FET(増幅手段) Rg 抵抗器 13 第1フィルタ 21 電源 15 外部リード線 14 第2フィルタ G ゲート電極 R1 第1抵抗器 20 接地点 C1 第1キャパシタ D ドレイン電極 R2 第2抵抗器 22 接地点 C2 第2キャパシタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01J 1/42 G01J 5/02
Claims (1)
- 【請求項1】 焦電素子と、 前記焦電素子から検出された信号を増幅するための電界
効果トランジスタと、 前記電界効果トランジスタに対し、前記検出された信号
をバイアス電圧として提供するためのバイアス用の抵抗
器と、 前記焦電素子と前記バイアス用の抵抗器との間に設けら
れ、前記焦電素子の一端子及び前記電界効果トランジス
タのゲート電極に接続された第1抵抗器と、前記ゲート
電極及び前記焦電素子の他の端子が接続された接地点に
接続された第1キャパシタとを含み、人体感知信号のみ
を通過させることにより前記焦電素子の内部ノイズを遮
る第1フィルタと、 前記電界効果トランジスタと電源との間に設けられ、前
記電界効果トランジスタのドレイン電極及び前記電源に
接続された第2抵抗器と、前記電源及び接地点に接続さ
れた第2キャパシタとを含み、外部リード線により誘導
された外部ノイズを取り除くための第2フィルタと、 前記焦電素子、電界効果トランジスタ、バイアス用の抵
抗器、第1フィルタ、及び第2フィルタを内部に含むシ
ールドケースと を含むことを特徴とする焦電型赤外線セ
ンサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2019950055241U KR0131569Y1 (ko) | 1995-12-30 | 1995-12-30 | 초전형 적외선 센서 |
KR199555241 | 1995-12-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09196755A JPH09196755A (ja) | 1997-07-31 |
JP2859590B2 true JP2859590B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=19443662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8270328A Expired - Lifetime JP2859590B2 (ja) | 1995-12-30 | 1996-10-11 | 焦電型赤外線センサ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5684303A (ja) |
JP (1) | JP2859590B2 (ja) |
KR (1) | KR0131569Y1 (ja) |
GB (1) | GB2308887A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10809130B2 (en) | 2016-11-14 | 2020-10-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Infrared detection circuit and infrared sensor |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100301747B1 (ko) * | 1997-03-26 | 2001-09-03 | 이마이 기요스케 | 초전형적외선검출장치 |
US6340816B1 (en) | 1998-02-27 | 2002-01-22 | Honeywell International, Inc. | Pyroelectric detector with feedback amplifier for enhanced low frequency response |
FR2777080B1 (fr) * | 1998-04-07 | 2002-01-18 | Alain Maurice Ange Magagnini | Dispositif electronique de detection a tres faible consommation pour exploiter de maniere continue un capteur a tres haute impedance interne: pyro-electrique, piezo-electrique, micro electrostatique |
CN102959371B (zh) * | 2010-07-01 | 2015-01-21 | 松下电器产业株式会社 | 对象物体检测装置 |
JP2015049043A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-16 | セイコーインスツル株式会社 | 赤外線検出装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60125530A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-04 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 赤外線センサ |
JPS62282230A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 焦電型赤外線検知器 |
JPH0530105Y2 (ja) * | 1987-05-29 | 1993-08-02 | ||
JPH0682073B2 (ja) * | 1988-08-30 | 1994-10-19 | 株式会社村田製作所 | 焦電型赤外線センサ |
US4947874A (en) * | 1988-09-08 | 1990-08-14 | R. J. Reynolds Tobacco Company | Smoking articles utilizing electrical energy |
-
1995
- 1995-12-30 KR KR2019950055241U patent/KR0131569Y1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-09-05 US US08/708,773 patent/US5684303A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-20 GB GB9619692A patent/GB2308887A/en not_active Withdrawn
- 1996-10-11 JP JP8270328A patent/JP2859590B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10809130B2 (en) | 2016-11-14 | 2020-10-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Infrared detection circuit and infrared sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2308887A (en) | 1997-07-09 |
JPH09196755A (ja) | 1997-07-31 |
US5684303A (en) | 1997-11-04 |
GB9619692D0 (en) | 1996-11-06 |
KR0131569Y1 (ko) | 1998-12-01 |
KR970045282U (ko) | 1997-07-31 |
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