JP3207628B2 - Pyroelectric infrared sensor - Google Patents

Pyroelectric infrared sensor

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JP3207628B2
JP3207628B2 JP21724693A JP21724693A JP3207628B2 JP 3207628 B2 JP3207628 B2 JP 3207628B2 JP 21724693 A JP21724693 A JP 21724693A JP 21724693 A JP21724693 A JP 21724693A JP 3207628 B2 JP3207628 B2 JP 3207628B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、人体などを検知するた
めの赤外線センサのうち、赤外線の吸収による温度変化
を利用した熱型センサに属する焦電型赤外線センサに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyroelectric infrared sensor belonging to a thermal type sensor utilizing a temperature change due to absorption of infrared rays among infrared sensors for detecting a human body or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、室内にいる人間の有無や活動量を
検知することによって、セキュリティや空調制御を行お
うという要求が高まりつつ有る。すなわち、人体から放
出された赤外線を検知することにより人体を検知し、そ
の信号を空気調和機・照明器具等の環境制御機器や防犯
システム等の制御に用いる目的で、赤外線センサを用い
て赤外線発生源を検出する装置が使用されるようになっ
てきた。赤外線センサとしては、赤外線を光子としてと
らえる量子型センサと、赤外光の吸収によって素子の温
度が上昇した結果生じる素子の物性変化を利用する熱型
センサの2種類が知られているが、前者については通常
液体窒素等による冷却が必要であり、高価、取扱が煩雑
であるため、一般的には後者の熱型センサが用いられて
いる。熱型センサの中でも、特に焦電型赤外線センサは
他の赤外線センサに比べて感度が高いため赤外線発生源
検知に適している。この焦電型赤外線センサは基本的に
は赤外線の変化を検出するものであるため、静止した赤
外線発生源を検知しようとした場合、何等かの方法で赤
外線が断続的にセンサ受光部に入射するように工夫する
必要があり、通常はスリット付き円板や平板等のチョッ
パーを回転あるいは振動させることにより赤外線の断続
入射(チョッピング)を実現している。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for performing security and air conditioning control by detecting the presence or absence and the amount of activity in a room. In other words, a human body is detected by detecting infrared rays emitted from the human body, and infrared signals are generated using an infrared sensor for the purpose of using the signals for controlling environmental control devices such as air conditioners and lighting equipment and security systems. Source detecting devices have been used. Two types of infrared sensors are known: a quantum sensor that captures infrared light as a photon, and a thermal sensor that uses a change in the physical properties of an element resulting from an increase in the temperature of the element due to absorption of infrared light. Is generally required to be cooled with liquid nitrogen, etc., and is expensive and complicated in handling. Therefore, the latter thermal sensor is generally used. Among thermal sensors, a pyroelectric infrared sensor is particularly suitable for detecting an infrared source because it has higher sensitivity than other infrared sensors. Since this pyroelectric infrared sensor basically detects a change in infrared light, if an attempt is made to detect a stationary infrared light source, the infrared light intermittently enters the sensor light receiving unit by any method. In general, intermittent incidence (chopping) of infrared rays is realized by rotating or vibrating a chopper such as a disk with a slit or a flat plate.

【0003】図8は、従来の焦電型赤外線センサの焦電
素子の電極パターンを示す概略図であり、同図(a)
は、焦電体基板表面側を示し、同図(b)は、焦電体基
板裏面側を示す。図8の焦電型赤外線センサにおいて、
焦電体基板表面71上には赤外線を受光するための受光
電極72及び、その受光電極72の1つ1つに対応して
補償電極74が形成されており、又、焦電体基板裏面7
6上には、それら受光電極72及び補償電極74に対応
して対向電極77が形成されている。焦電体基板表面7
1の受光電極72のみに赤外線が照射されることによっ
て電位差が生じ、その電圧を検知することにより赤外線
発生源を探知することができる。
FIG. 8 is a schematic view showing an electrode pattern of a pyroelectric element of a conventional pyroelectric infrared sensor.
Shows the front side of the pyroelectric substrate, and FIG. 4B shows the back side of the pyroelectric substrate. In the pyroelectric infrared sensor of FIG.
A light receiving electrode 72 for receiving infrared rays and a compensating electrode 74 corresponding to each of the light receiving electrodes 72 are formed on the surface 71 of the pyroelectric substrate.
A counter electrode 77 is formed on 6 corresponding to the light receiving electrode 72 and the compensation electrode 74. Pyroelectric substrate surface 7
Irradiation of only one light receiving electrode 72 with an infrared ray causes a potential difference. By detecting the voltage, an infrared ray source can be detected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようにして赤外線
を検知する焦電型赤外線センサは、常にセンシングが完
全に正確に行われていることが特に重要である。すなわ
ち、センサ使用中に、センサに使用している焦電体の劣
化や、センサ自身の故障等が起り、センシング不可能と
なった場合、重大な問題が生じ、早急にセンサの交換を
行わなければならないことがある。このような時は、時
間的にもロスが発生し、セキュリテイ・安全上も問題が
ある。そこで、センサの作動状態を常にチェックし、劣
化、故障の発生をいち早く調べ、素早く交換することが
必要となってくる。すなわち、センサの自己診断機能に
よって常にセンサの劣化、故障のチェックを行い、セン
シングが常に正確に行われていることを確認して、もし
行われていない時はすぐにそれを検出できるようにする
ことが必要である。
In the pyroelectric infrared sensor for detecting infrared rays in this manner, it is particularly important that sensing is always performed completely accurately. In other words, if the sensor cannot be used due to deterioration of the pyroelectric body used for the sensor or failure of the sensor itself during the use of the sensor, a serious problem occurs and the sensor must be replaced immediately. There are things you have to do. In such a case, a time loss occurs, and there is a problem in security and safety. Therefore, it is necessary to constantly check the operation state of the sensor, quickly check for deterioration and failure, and quickly replace the sensor. In other words, the sensor's self-diagnosis function always checks for deterioration and failure of the sensor, confirms that sensing is always performed correctly, and if it is not performed, detects it immediately. It is necessary.

【0005】しかしながら、従来の焦電型赤外線センサ
には、このような自己診断機能がないため、劣化、故障
の発生を調べることができず、定期的に交換をするしか
ないという課題がある。
However, since the conventional pyroelectric infrared sensor does not have such a self-diagnosis function, there is a problem that it is not possible to check for the occurrence of deterioration or failure and to replace the sensor periodically.

【0006】さらには存在したとしても、その構造は複
雑である。
[0006] Further, even if it exists, its structure is complicated.

【0007】本発明は、従来の焦電型赤外線センサのこ
のような課題を考慮し、常に正確にセンシングが可能で
あることを確認するための自己診断機能が付与された焦
電型赤外線センサを提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the conventional pyroelectric infrared sensor, and provides a pyroelectric infrared sensor provided with a self-diagnosis function for confirming that accurate sensing is always possible. It is intended to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、焦電体基板の
一面上に配置され、赤外線を受光する受光電極部、前記
焦電体基板の前記一面上に配置され、前記受光電極部に
対応する補償電極部、及び、前記受光電極部と前記補償
電極部の配置位置にそれぞれ対向して、前記焦電体基板
の反対面に配置された各対向電極部とを有する焦電素子
と、 前記焦電素子の動作状態を診断するために、所定の
温度に加熱される加熱手段とを備え、 前記補償電極部又
は前記対向電極部のうちの一部が前記加熱手段を兼ねて
いることを特徴とする焦電型赤外線センサである
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a pyroelectric substrate.
A light-receiving electrode portion that is arranged on one surface and receives infrared light,
It is arranged on the one surface of the pyroelectric substrate, and
A corresponding compensation electrode section, and the light receiving electrode section and the compensation
The pyroelectric substrate is opposed to each of the arrangement positions of the electrode portions.
Element having respective opposite electrode portions arranged on the opposite surface of the pyroelectric element
A predetermined value for diagnosing the operation state of the pyroelectric element.
Heating means heated to a temperature, wherein the compensation electrode portion or
Is a part of the counter electrode part also serving as the heating means.
A pyroelectric infrared sensor .

【0009】また、本発明は、前記焦電素子に赤外線を
集光する集光手段と、前記焦電素子に入射する赤外線を
断続的に遮断することができるチョッピング手段とをさ
らに備え、前記焦電素子と前記集光手段との間、または
前記集光手段と前記チョッピング手 段との間に赤外線発
光素子が設けられていることを特徴とする上記焦電型赤
外線センサである。
[0009] Further , the present invention provides the above-described pyroelectric element with infrared rays.
Focusing means for focusing, and infrared rays incident on the pyroelectric element
Use chopping means that can be intermittently interrupted.
And between the pyroelectric element and the light collecting means, or
Infrared onset between the focusing means and the chopping hand stage
The pyroelectric red, wherein an optical element is provided.
It is an outside line sensor.

【0010】[0010]

【作用】本発明は、加熱手段が、焦電素子の動作状態を
診断するために、所定温度に加熱され赤外線を発する。
その赤外線が焦電素子へ入力される。それによって焦電
素子の劣化が判定できる。
According to the present invention, the heating means controls the operation state of the pyroelectric element.
For diagnosis, it is heated to a predetermined temperature and emits infrared rays.
The infrared light is input to the pyroelectric element. Thereby pyroelectric
The deterioration of the element can be determined.

【0011】また本発明は、赤外線発光素子が、焦電素
子の動作状態を診断するために、焦電素子に赤外線を入
射する。
Further, according to the present invention, the infrared light emitting element is preferably a pyroelectric element.
Infrared light is input to the pyroelectric element to diagnose the operating condition of the
Shoot.

【0012】[0012]

【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing embodiments thereof.

【0013】(実施例1) 図1は、本発明にかかる第1の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの焦電素子の電極パターンを示す概略図であり、同
図(a)は、その焦電体基板表面側を示し、同図(b)
は、焦電体基板裏面側を示す。すなわち、焦電型赤外線
センサの焦電体基板表面31上には赤外線を受光するた
めの受光電極32と、その受光電極32に対応した補償
電極34とがそれぞれ形成され、又、焦電体基板裏面3
6上には、受光電極32及び補償電極34に対向した対
向電極37が形成されている。ここで、前述の補償電極
34は1つの板状になっており、この補償電極34の両
端には、補償電極リード部35が2本取り付けられ、こ
の補償電極34が加熱手段のヒータを構成している。
又、受光電極32には受光電極リード部33が接続され
ている。
Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view showing an electrode pattern of a pyroelectric element of a pyroelectric infrared sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3B shows the electric circuit board surface side, and FIG.
Indicates the back side of the pyroelectric substrate. That is, a light-receiving electrode 32 for receiving infrared rays and a compensation electrode 34 corresponding to the light-receiving electrode 32 are formed on a pyroelectric substrate surface 31 of the pyroelectric infrared sensor, respectively. Back 3
A counter electrode 37 facing the light receiving electrode 32 and the compensation electrode 34 is formed on 6. The compensating electrode 34 is in the form of a single plate, and two compensating electrode leads 35 are attached to both ends of the compensating electrode 34. The compensating electrode 34 constitutes a heater of a heating means. ing.
The light receiving electrode 32 is connected to a light receiving electrode lead 33.

【0014】次に、上記第1の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの動作原理について説明する。
Next, the operation principle of the pyroelectric infrared sensor according to the first embodiment will be described.

【0015】まず、補償電極リード部間に所定の一定電
圧を印加することによって、補償電極34に電流を流
し、温度を所定の一定値に上げる。そうすると、温度が
上昇した補償電極34からは、ある一定量の赤外線が放
出され、この放出された赤外線は隣の受光電極32で検
知することができる。これを定期的に行えば、検知量が
一定の間はセンサの作動状態は正常であると判断でき、
検知量が低下してきた時はセンサの劣化、故障等と判断
できる。従って、検知量が低下してきた時点でセンサを
交換することによって、不良センサの使用による問題を
未然に防ぐことができる。
First, by applying a predetermined constant voltage between the compensating electrode leads, a current flows through the compensating electrode 34 to raise the temperature to a predetermined constant value. Then, a certain amount of infrared rays is emitted from the compensation electrode 34 whose temperature has risen, and the emitted infrared rays can be detected by the adjacent light receiving electrode 32. If this is performed regularly, the operating state of the sensor can be determined to be normal while the detection amount is constant,
When the amount of detection decreases, it can be determined that the sensor has deteriorated or failed. Therefore, by replacing the sensor when the detection amount decreases, it is possible to prevent a problem caused by the use of the defective sensor.

【0016】図2は、上記第1の実施例の焦電型赤外線
センサにおける電気回路を説明するための回路図であ
る。図2において、補償部42を連結し、この補償部に
ある一定の電圧を印加することによって、補償部42を
熱源として用い、この補償部42から赤外線を発生さ
せ、この赤外線を受光部41で検知し、検知量が変化し
てきたら、センサの劣化・故障と判断する。
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an electric circuit in the pyroelectric infrared sensor according to the first embodiment. In FIG. 2, by connecting a compensator 42 and applying a certain voltage to the compensator, the compensator 42 is used as a heat source to generate infrared rays from the compensator 42. When the detection is performed and the detected amount changes, it is determined that the sensor has deteriorated or failed.

【0017】このように、補償電極34をヒーター線と
して使用し、定期的にある一定量の赤外線を放出させ、
これを受光電極32で検知することによって、センサ自
身の性能を容易に判断することができる。さらに、電極
をそのままヒーター線として使用するので、コンパクト
でありコスト的にも安く作製することができ、また、信
頼性も高く、高精度に自己診断を行うことが可能であ
る。
As described above, the compensation electrode 34 is used as a heater wire to periodically emit a certain amount of infrared rays.
By detecting this by the light receiving electrode 32, the performance of the sensor itself can be easily determined. Furthermore, since the electrode is used as a heater wire as it is, it can be made compact and inexpensive, and has high reliability and can perform self-diagnosis with high accuracy.

【0018】以上のように、本実施例によれば、補償電
極34にリード部35を2本形成し、この間に電圧をか
けることによって、補償電極34をヒーター線として使
用することができ、容易に、高精度、高信頼性で自己診
断することができる焦電型赤外線センサを得ることがで
きる。
As described above, according to the present embodiment, by forming two leads 35 on the compensation electrode 34 and applying a voltage between them, the compensation electrode 34 can be used as a heater wire. In addition, a pyroelectric infrared sensor capable of performing self-diagnosis with high accuracy and high reliability can be obtained.

【0019】(実施例2) 図3は、本発明にかかる第2の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの焦電素子の電極パターンの概略図であり、同図
(a)は、その焦電体基板表面側を示し、同図(b)
は、焦電体基板裏面側を示す。本実施例の焦電型赤外線
センサが前述の第1の実施例の焦電型赤外線センサと異
なる点は、焦電体基板表面31上の補償電極34は受光
電極32に対応して形成され、一方、受光電極32及び
補償電極34に対向して、焦電体基板裏面36上に設け
られた対向電極37のうち、補償電極34に対向した対
向電極37が1つの板状に形成され、その対向電極37
の両端に対向電極リード部38が2本取り付けられ、こ
の対向電極37が加熱手段のヒータを構成している点で
ある。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a schematic view of an electrode pattern of a pyroelectric element of a pyroelectric infrared sensor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4B shows the front side of the body substrate.
Indicates the back side of the pyroelectric substrate. The pyroelectric infrared sensor of the present embodiment is different from the pyroelectric infrared sensor of the first embodiment in that the compensation electrode 34 on the pyroelectric substrate surface 31 is formed corresponding to the light receiving electrode 32, On the other hand, of the opposing electrodes 37 provided on the pyroelectric substrate back surface 36 so as to oppose the light receiving electrode 32 and the compensating electrode 34, the opposing electrode 37 opposing the compensating electrode 34 is formed in one plate shape. Counter electrode 37
And two opposite electrode lead portions 38 are attached to both ends of the heater, and the opposite electrode 37 constitutes a heater of a heating means.

【0020】本実施例の動作原理は、基本的には第1の
実施例と同様である。すなわち、対向電極リード部間に
所定の一定電圧を印加することによって、対向電極37
に電流を流し、温度を所定の一定値に上げる。そうする
と、温度が上昇した対向電極37からは、ある一定量の
赤外線が放出され、この放出された赤外線は受光電極3
2で検知することができる。これを定期的に行えば、検
知量が一定の間はセンサの作動状態は正常であると判断
でき、検知量が低下してきた時はセンサの劣化、故障等
と判断できる。従って、検知量が低下してきた時点でセ
ンサを交換することによって、不良センサの使用による
問題を未然に防ぐことができる。
The operation principle of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. That is, by applying a predetermined constant voltage between the opposing electrode lead portions, the opposing electrode 37 is applied.
Current to raise the temperature to a predetermined constant value. Then, a certain amount of infrared rays is emitted from the counter electrode 37 whose temperature has risen, and the emitted infrared rays are
2 can be detected. If this operation is performed regularly, it can be determined that the sensor is operating normally while the detected amount is constant, and it can be determined that the sensor has deteriorated or failed when the detected amount has decreased. Therefore, by replacing the sensor when the detection amount decreases, it is possible to prevent a problem caused by the use of the defective sensor.

【0021】このように、対向電極37をヒーター線と
して使用し、定期的にある一定量の赤外線を放出させ、
これを受光電極32で検知することによって、センサ自
身の性能を容易に判断することができる。さらに、電極
をそのままヒーター線として使用するので、コンパクト
でありコスト的にも安く作製することができ、また、信
頼性も高く、高精度に自己診断を行うことが可能であ
る。
As described above, the counter electrode 37 is used as a heater wire, and a certain amount of infrared rays is periodically emitted.
By detecting this by the light receiving electrode 32, the performance of the sensor itself can be easily determined. Furthermore, since the electrode is used as a heater wire as it is, it can be made compact and inexpensive, and has high reliability and can perform self-diagnosis with high accuracy.

【0022】以上のように、本実施例によれば、対向電
極37にリード部38を2本形成し、この間に電圧をか
けることによって、対向電極37をヒーター線として使
用することができ、容易に、高精度、高信頼性で自己診
断することができる焦電型赤外線センサを得ることがで
きる。
As described above, according to the present embodiment, two lead portions 38 are formed on the counter electrode 37, and a voltage is applied between them, so that the counter electrode 37 can be used as a heater wire. In addition, a pyroelectric infrared sensor capable of performing self-diagnosis with high accuracy and high reliability can be obtained.

【0023】なお、上記実施例では、補償電極に対向し
た対向電極をヒーター線として使用したが、これに代え
て、受光電極に対向した対向電極を1つの板状にして、
ヒーター線として使用してもよい。
In the above embodiment, the counter electrode facing the compensation electrode is used as the heater wire. Alternatively, the counter electrode facing the light receiving electrode may be formed as a single plate.
It may be used as a heater wire.

【0024】(参考例1) 図4は、本発明に関連する第1の参考例の焦電型赤外線
センサの焦電素子の電極パターンの概略図であり、同図
(a)は、その焦電体基板表面側を示し、同図(b)
は、焦電体基板裏面側を示す。本実施例の焦電型赤外線
センサが前述の第1や第2の実施例の焦電型赤外線セン
サと異なる点は、焦電体基板表面21上に形成された受
光電極22及び、その受光電極22に対応した補償電極
25の間に、ヒーター配線24が形成されている点であ
る。なお、焦電体基板裏面27上には、第1の実施例と
同様、受光電極22及び補償電極25に対向した対向電
極28が形成されている。
Reference Example 1 FIG. 4 is a schematic view of an electrode pattern of a pyroelectric element of a pyroelectric infrared sensor according to a first reference example related to the present invention, and FIG. FIG. 3B shows the electric circuit board surface side, and FIG.
Indicates the back side of the pyroelectric substrate. The pyroelectric infrared sensor of the present embodiment is different from the pyroelectric infrared sensors of the first and second embodiments in that the light receiving electrode 22 formed on the pyroelectric substrate surface 21 and the light receiving electrode The point is that the heater wiring 24 is formed between the compensating electrodes 25 corresponding to 22. In addition, on the back surface 27 of the pyroelectric substrate, a counter electrode 28 facing the light receiving electrode 22 and the compensation electrode 25 is formed as in the first embodiment.

【0025】本例では、焦電体基板表面21に設けられ
たヒーター配線24に、所定の一定電圧を印加すること
によって電流を流し、温度を所定の一定値に上げる。そ
うすると、温度が上昇したヒーター配線24からは、あ
る一定量の赤外線が放出され、この放出された赤外線は
受光電極22で検知することができる。これを定期的に
行えば、検知量が一定の間はセンサの作動状態は正常で
あると判断でき、検知量が低下してきた時はセンサの劣
化、故障等と判断できる。従って、検知量が低下してき
た時点でセンサを交換することによって、不良センサの
使用による問題を未然に防ぐことができる。
In this embodiment, a current is applied by applying a predetermined constant voltage to the heater wiring 24 provided on the pyroelectric substrate surface 21 to raise the temperature to a predetermined constant value. Then, a certain amount of infrared rays is emitted from the heater wiring 24 whose temperature has risen, and the emitted infrared rays can be detected by the light receiving electrode 22. If this operation is performed regularly, it can be determined that the sensor is operating normally while the detected amount is constant, and it can be determined that the sensor has deteriorated or failed when the detected amount has decreased. Therefore, by replacing the sensor when the detection amount decreases, it is possible to prevent a problem caused by the use of the defective sensor.

【0026】このように、受光電極22の近傍にヒータ
ー配線24を形成し、定期的に電圧をかけ、温度を上昇
させ、ある一定量の赤外線を放出させ、これを受光電極
22で検知することによって、センサ自身の性能を容易
に判断することができる。さらに、ヒーター配線24の
みを形成すればよいので、コンパクトでありコスト的に
も安く作製することができ、また、信頼性も高く、高精
度に自己診断を行うことが可能である。
As described above, the heater wiring 24 is formed in the vicinity of the light receiving electrode 22, a voltage is applied periodically, the temperature is raised, a certain amount of infrared rays is emitted, and this is detected by the light receiving electrode 22. Thus, the performance of the sensor itself can be easily determined. Further, since only the heater wiring 24 needs to be formed, it can be manufactured compactly and inexpensively, and the self-diagnosis can be performed with high reliability and high accuracy.

【0027】以上のように、本例によれば、基板表面の
受光電極の近傍にヒーター配線を形成することのみによ
って、容易に、高精度、高信頼性で自己診断することが
できる焦電型赤外線センサを得ることができる。
As described above , according to the present embodiment, the pyroelectric type can be easily and highly accurately and reliably diagnosed only by forming the heater wiring near the light receiving electrode on the substrate surface. An infrared sensor can be obtained.

【0028】(参考例2) 図5は、本発明に関連する第2の参考例の焦電型赤外線
センサの焦電素子の電極パターンの概略図であり、同図
(a)は、その焦電体基板表面側を示し、同図(b)
は、焦電体基板裏面側を示す。本例が前述の第1の参考
例と異なる点は、ヒーター配線68が、焦電体基板裏面
66の対向電極67の近傍に形成されている点である。
焦電体基板表面61上に形成された受光電極62と補償
電極64及び、焦電体基板裏面66上に形成された対向
電極67は、従来の焦電体基板の場合と同様である。
(Embodiment 2) FIG. 5 is a schematic view of an electrode pattern of a pyroelectric element of a pyroelectric infrared sensor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3B shows the electric circuit board surface side, and FIG.
Indicates the back side of the pyroelectric substrate. This example is the first reference
The difference from the example is that the heater wiring 68 is formed near the counter electrode 67 on the back surface 66 of the pyroelectric substrate.
The light receiving electrode 62 and the compensation electrode 64 formed on the pyroelectric substrate front surface 61 and the counter electrode 67 formed on the pyroelectric substrate back surface 66 are the same as those of the conventional pyroelectric substrate.

【0029】本例では、焦電体基板裏面66に設けられ
たヒーター配線68に、所定の一定電圧を印加すること
によって電流を流し、温度を所定の一定値に上げる。そ
うすると、温度が上昇したヒーター配線68からは、あ
る一定量の赤外線が放出され、この放出された赤外線は
受光電極62で検知することができる。これを定期的に
行えば、検知量が一定の間はセンサの作動状態は正常で
あると判断でき、検知量が低下してきた時はセンサの劣
化、故障等と判断できる。従って、検知量が低下してき
た時点でセンサを交換することによって、不良センサの
使用による問題を未然に防ぐことができる。
In this embodiment, a current is applied to the heater wiring 68 provided on the back surface 66 of the pyroelectric substrate by applying a predetermined voltage to raise the temperature to a predetermined value. Then, a certain amount of infrared rays is emitted from the heater wiring 68 whose temperature has risen, and the emitted infrared rays can be detected by the light receiving electrode 62. If this operation is performed regularly, it can be determined that the sensor is operating normally while the detected amount is constant, and it can be determined that the sensor has deteriorated or failed when the detected amount has decreased. Therefore, by replacing the sensor when the detection amount decreases, it is possible to prevent a problem caused by the use of the defective sensor.

【0030】このように、対向電極67の近傍にヒータ
ー配線68を形成し、定期的に電圧をかけ、温度を上昇
させ、ある一定量の赤外線を放出させ、これを受光電極
62で検知することによって、センサ自身の性能を容易
に判断することができる。さらに、ヒーター配線68の
みを形成すればよいので、コンパクトでありコスト的に
も安く作製することができ、また、信頼性も高く、高精
度に自己診断を行うことが可能である。
As described above, the heater wiring 68 is formed in the vicinity of the counter electrode 67, a voltage is applied periodically, the temperature is raised, a certain amount of infrared rays is emitted, and this is detected by the light receiving electrode 62. Thus, the performance of the sensor itself can be easily determined. Further, since only the heater wiring 68 needs to be formed, the heater can be made compact and inexpensive, and the self-diagnosis can be performed with high reliability and high accuracy.

【0031】以上のように、本例によれば、基板裏面の
対向電極の近傍にヒーター配線を形成することのみによ
って、容易に、高精度、高信頼性で自己診断することが
できる焦電型赤外線センサを得ることができる。
As described above, according to the present embodiment , the pyroelectric type can be easily and highly accurately and reliably diagnosed only by forming the heater wiring near the counter electrode on the back surface of the substrate. An infrared sensor can be obtained.

【0032】(実施例3) 図6は、本発明にかかる第3の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの略示構成図である。すなわち、本実施例の焦電型
赤外線センサは、焦電体基板11上に受光部を複数個マ
トリックス状に設けた赤外線アレイセンサの電極パター
ンを形成して焦電素子とし、この焦電素子の前面に、
に補償電極部上のみに赤外線遮光板12、網目状のヒー
ター線13、赤外線を焦電素子に集光するためのシリコ
ン製の赤外線透過レンズ14を設け、更に、その赤外線
透過レンズ14の前面に、赤外線透過レンズ14に入射
する赤外線を断続的に遮断するためのチョッパー15を
設ける。このチョッパー15は、例えばステッピングモ
ータに機械的に接続され回転できるようになっている。
前述の赤外線透過レンズ14が集光手段であり、チョッ
パー15がチョッピング手段である。
( Embodiment 3 ) FIG. 6 is a schematic structural view of a pyroelectric infrared sensor according to a third embodiment of the present invention. That is, the pyroelectric infrared sensor according to the present embodiment forms a pyroelectric element by forming an electrode pattern of an infrared array sensor in which a plurality of light receiving portions are provided in a matrix on the pyroelectric substrate 11. On the front, in order
An infrared light shielding plate 12, a mesh-like heater wire 13, and a silicon infrared transmission lens 14 for condensing infrared light on the pyroelectric element are provided only on the compensation electrode portion. And a chopper 15 for intermittently blocking infrared light incident on the infrared transmitting lens 14. The chopper 15 is, for example, mechanically connected to a stepping motor and can rotate.
The aforementioned infrared transmitting lens 14 is a condensing unit, and the chopper 15 is a chopping unit.

【0033】本実施例では、焦電素子の前面に設けられ
たヒーター線13に、定期的に所定の一定電圧を印加す
ることによって電流を流し、温度をある一定値に上げ
る。そうすると、温度が上昇したヒーター線13から
は、ある一定量の赤外線が放出され、この放出された赤
外線は焦電素子の受光電極で検知することができる。こ
れを定期的に行えば、検知量が一定の間はセンサの作動
状態は正常であると判断でき、検知量が低下してきた時
はセンサの劣化、故障等と判断できる。従って、検知量
が低下してきた時点でセンサを交換することによって、
不良センサの使用による問題を未然に防ぐことができ
る。
In this embodiment, a current is caused to flow by applying a predetermined constant voltage to the heater wire 13 provided on the front surface of the pyroelectric element, thereby raising the temperature to a certain constant value. Then, a certain amount of infrared rays is emitted from the heater wire 13 whose temperature has risen, and the emitted infrared rays can be detected by the light receiving electrode of the pyroelectric element. If this operation is performed regularly, it can be determined that the sensor is operating normally while the detected amount is constant, and it can be determined that the sensor has deteriorated or failed when the detected amount has decreased. Therefore, by replacing the sensor when the detection amount decreases,
Problems caused by the use of a defective sensor can be prevented beforehand.

【0034】このように、焦電体基板11と赤外線透過
レンズ14との間にヒーター線13を形成し、定期的に
電圧をかけ、温度を上昇させ、ある一定量の赤外線を放
出させ、これを受光電極で検知することによって、セン
サ自身の性能を容易に判断することができる。さらに、
ヒーター線13のみを取り付ければよいので、コンパク
トでありコスト的にも安く作製することができ、また、
信頼性も高く、高精度に自己診断を行うことが可能であ
る。
As described above, the heater wire 13 is formed between the pyroelectric substrate 11 and the infrared transmitting lens 14, and a voltage is periodically applied to raise the temperature to emit a certain amount of infrared light. Is detected by the light receiving electrode, the performance of the sensor itself can be easily determined. further,
Since only the heater wire 13 needs to be attached, it can be made compact and inexpensive.
It has high reliability and can perform self-diagnosis with high accuracy.

【0035】以上のように、本実施例によれば、焦電体
基板11と赤外線透過レンズ14との間にヒーター線1
3を設けることのみによって、容易に、高精度、高信頼
性で自己診断することができる焦電型赤外線センサを得
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the heater wire 1 is provided between the pyroelectric substrate 11 and the infrared transmitting lens 14.
By merely providing 3, it is possible to easily obtain a pyroelectric infrared sensor capable of performing self-diagnosis with high accuracy and high reliability.

【0036】なお、上記実施例では、焦電体基板11と
赤外線透過レンズ14との間にヒーター線13を取り付
けたが、これに代えて、赤外線透過レンズ14とチョッ
パー15との間に取り付けてもよい。
In the above embodiment, the heater wire 13 is attached between the pyroelectric substrate 11 and the infrared transmitting lens 14, but instead, it is attached between the infrared transmitting lens 14 and the chopper 15. Is also good.

【0037】(実施例4) 図7は、本発明にかかる第4の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの略示構成図である。すなわち、本実施例の焦電型
赤外線センサは、複数個のマトリックス状に設けた赤外
線アレイセンサを形成している焦電体素子81が、キャ
ン構造83の中に設置されており、この素子の前面には
シリコン窓材82が設けられている。更に、このキャン
構造83の中に熱源としてLED(発光ダイドード)8
4がシリコン窓材82以外の領域に取り付けられてい
る。LED84が赤外線発光素子である。
Embodiment 4 FIG. 7 is a schematic structural view of a pyroelectric infrared sensor according to a fourth embodiment of the present invention. That is, in the pyroelectric infrared sensor of the present embodiment, a pyroelectric element 81 forming an infrared array sensor provided in a plurality of matrices is installed in a can structure 83, and A silicon window 82 is provided on the front surface. Further, an LED (light emitting diode) 8 is provided in the can structure 83 as a heat source.
4 is attached to an area other than the silicon window material 82. The LED 84 is an infrared light emitting element.

【0038】本実施例では、赤外線を発射するLED8
4を定期的に点灯させることによって、ある一定量の赤
外線を放出し、この放出された赤外線を焦電体素子81
の受光電極で検知する。これを定期的に行えば、検知量
が一定の間はセンサの作動状態は正常であると判断で
き、検知量が低下してきた時はセンサの劣化、故障等と
判断できる。従って、検知量が低下してきた時点でセン
サを交換することによって、不良センサの使用による問
題を未然に防ぐことができる。
In this embodiment, the LED 8 for emitting infrared rays
4 is periodically turned on to emit a certain amount of infrared rays, and the emitted infrared rays are
Is detected by the light receiving electrode. If this operation is performed regularly, it can be determined that the sensor is operating normally while the detected amount is constant, and it can be determined that the sensor has deteriorated or failed when the detected amount has decreased. Therefore, by replacing the sensor when the detection amount decreases, it is possible to prevent a problem caused by the use of the defective sensor.

【0039】このように、焦電体素子81が入っている
キャン構造83の中にLED84等の熱源を取り付け、
定期的に点灯させ、ある一定量の赤外線を放出させ、こ
れを受光電極で検知することによって、センサ自身の性
能を容易に判断することができる。さらに、LED84
のみを取り付ければよいので、コンパクトでありコスト
的にも安く作製することができ、また、信頼性も高く、
高精度に自己診断を行うことが可能である。
As described above, the heat source such as the LED 84 is mounted in the can structure 83 containing the pyroelectric element 81,
By periodically turning on the light, emitting a certain amount of infrared rays, and detecting this with a light receiving electrode, the performance of the sensor itself can be easily determined. Further, the LED 84
Since only a single unit needs to be attached, it can be made compact and inexpensive, and has high reliability.
Self-diagnosis can be performed with high accuracy.

【0040】以上のように、本実施例によれば、焦電体
素子81が入っているキャン構造83の中に熱源を取り
付けることによって、容易に、高精度、高信頼性で自己
診断することができる焦電型赤外線センサを得ることが
できる。
As described above, according to the present embodiment, the self-diagnosis can be easily performed with high accuracy and high reliability by mounting the heat source in the can structure 83 containing the pyroelectric element 81. Thus, a pyroelectric infrared sensor can be obtained.

【0041】以上のように、自己診断可能な焦電型赤外
線センサにより、容易に即座にセンサの劣化状態や故障
等のチェックを行うことができ、特に、従来使用してい
る補償電極、または対向電極を一定量の赤外線を放出す
ることができるヒーター配線として使用することによっ
て、容易にセンサの劣化状態や故障の判断を、正確に高
信頼性に行うことができる。また、受光部の近傍に一定
量の赤外線を放出するヒーター配線を形成することによ
っても、同様にセンサの状態をモニターすることができ
る。さらに、このようなヒーター配線を形成することに
よって、センサの寿命を判断することができ、寿命がつ
きた時にセンサを交換することができるので、コスト的
にも低くすることができる。また、センサの不良状態が
即座に把握できるので、不良センサの使用による問題を
解消し、セキュリテイ・安全面でも大きな効果を有する
ものである。このように、構造も非常に簡略であり、こ
の焦電型赤外線センサを用いることによって、容易に低
コストに正確な信頼性の高い自己診断を行うことができ
る。従って、本発明を用いることによって、容易に、高
精度に、信頼性・安全性の高い自己診断が付与された焦
電型赤外線センサの製造に大きく寄与することができ
る。
As described above, the pyroelectric infrared sensor capable of self-diagnosis makes it possible to easily and immediately check the deterioration state or failure of the sensor. By using the electrodes as heater wires capable of emitting a certain amount of infrared rays, it is possible to easily and accurately determine the deterioration state or failure of the sensor with high reliability. Also, by forming a heater wiring that emits a certain amount of infrared rays near the light receiving section, the state of the sensor can be monitored similarly. Furthermore, by forming such a heater wiring, the life of the sensor can be determined, and the sensor can be replaced when the life has expired, so that the cost can be reduced. Further, since the defective state of the sensor can be immediately grasped, the problem caused by the use of the defective sensor can be solved, and the security and safety can be greatly improved. As described above, the structure is very simple, and accurate and highly reliable self-diagnosis can be easily performed at low cost by using this pyroelectric infrared sensor. Therefore, by using the present invention, it is possible to greatly contribute to the manufacture of a pyroelectric infrared sensor to which a self-diagnosis with high reliability and safety is easily and accurately provided.

【0042】なお、上記実施例では、いずれも加熱手段
をヒータのみの構成とし、定期的な加熱を行うための加
熱制御部を別に設ける構成としたが、これに代えて、加
熱制御部をヒータと共に設けてもよい。
In each of the above embodiments, the heating means is constituted only by the heater, and the heating control section for performing the periodic heating is separately provided. However, the heating control section may be replaced by the heater. It may be provided together with.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、焦電素子の動作状態を診断するために、電極の
一部が加熱手段をかねているので、構造が極めてシンプ
ルとなり、正確にセンシングが可能であることを確認す
るための自己診断機能を付与することができるという長
所を有する。
As is apparent from the above description, the present invention provides a method for diagnosing the operation state of a pyroelectric element, in which
Partly serves as heating means, so the structure is extremely simple
This has the advantage that a self-diagnosis function for confirming that sensing can be performed accurately can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】同図(a)、(b)は、本発明にかかる第1の
実施例の焦電型赤外線センサの焦電素子の電極パターン
を示す概略図である。
FIGS. 1A and 1B are schematic views showing an electrode pattern of a pyroelectric element of a pyroelectric infrared sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明にかかる第1の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの電気回路を説明するための回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining an electric circuit of the pyroelectric infrared sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】同図(a)、(b)は、本発明にかかる第2の
実施例の焦電型赤外線センサの焦電素子の電極パターン
を示す概略図である。
FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing an electrode pattern of a pyroelectric element of a pyroelectric infrared sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】同図(a)、(b)は、本発明に関連する第1
の参考例の焦電型赤外線センサの焦電素子の電極パター
ンを示す概略図である。
FIGS. 4A and 4B show a first embodiment related to the present invention; FIGS.
It is the schematic which shows the electrode pattern of the pyroelectric element of the pyroelectric infrared sensor of the reference example of FIG.

【図5】同図(a)、(b)は、本発明に関連する第2
の参考例の焦電型赤外線センサの焦電素子の電極パター
ンを示す概略図である。
FIGS. 5A and 5B show a second embodiment related to the present invention .
It is the schematic which shows the electrode pattern of the pyroelectric element of the pyroelectric infrared sensor of the reference example of FIG.

【図6】本発明にかかる第3の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの略示構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a pyroelectric infrared sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明にかかる第4の実施例の焦電型赤外線セ
ンサの略示構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a pyroelectric infrared sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】同図(a)、(b)は、従来の焦電型赤外線セ
ンサの焦電素子の電極パターンを示す概略図である。
FIGS. 8A and 8B are schematic views showing electrode patterns of a pyroelectric element of a conventional pyroelectric infrared sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 焦電体基板 12 赤外線遮光板 13 ヒーター線 14 赤外線透過レンズ 15 チョッパー 22、32、62 受光電極 24、68 ヒーター配線 25、34、64 補償電極 28、37、67 対向電極 40 焦電体 41 受光部 42 補償部 43 対向部 44 増幅回路 84 LED DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Pyroelectric substrate 12 Infrared shielding plate 13 Heater wire 14 Infrared transmission lens 15 Chopper 22, 32, 62 Light receiving electrode 24, 68 Heater wiring 25, 34, 64 Compensation electrode 28, 37, 67 Counter electrode 40 Pyroelectric body 41 Light receiving Unit 42 compensating unit 43 facing unit 44 amplifier circuit 84 LED

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 1/02 G01J 1/42 - 1/44 G01J 5/02 G01J 5/12 - 5/14 G01V 9/04 H01L 37/00 - 37/02 G08B 13/19 - 13/191 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01J 1/02 G01J 1/42-1/44 G01J 5/02 G01J 5/12-5/14 G01V 9 / 04 H01L 37/00-37/02 G08B 13/19-13/191

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】焦電体基板の一面上に配置され、赤外線を
受光する受光電極部、前記焦電体基板の前記一面上に配
置され、前記受光電極部に対応する補償電極部、及び、
前記受光電極部と前記補償電極部の配置位置にそれぞれ
対向して、前記焦電体基板の反対面に配置された各対向
電極部とを有する焦電素子と、 前記焦電素子の動作状態を診断するために、所定の温度
に加熱される加熱手段とを備え、 前記補償電極部又は前記対向電極部のうちの一部が前記
加熱手段を兼ねていることを特徴とする焦電型赤外線セ
ンサ
An infrared light source is disposed on one surface of a pyroelectric substrate and emits infrared light.
A light receiving electrode portion for receiving light, and a light receiving electrode portion disposed on the one surface of the pyroelectric substrate;
Placed, a compensation electrode portion corresponding to the light receiving electrode portion, and
At the positions of the light receiving electrode section and the compensation electrode section, respectively.
Opposing, each opposing disposed on the opposite surface of the pyroelectric substrate
A pyroelectric element having an electrode portion; and a predetermined temperature for diagnosing an operation state of the pyroelectric element.
Heating means to be heated to a part of the compensation electrode portion or the counter electrode portion
A pyroelectric infrared sensor, which also serves as a heating means.
Sensor .
【請求項2】 前記焦電素子に赤外線を集光する集光手
段と、前記焦電素子に入射する赤外線を断続的に遮断す
ることができるチョッピング手段とをさらに備え、 前記焦電素子と前記集光手段との間、または前記集光手
段と前記チョッピング手段との間に赤外線発光素子が設
けられていることを特徴とする請求項1記載の焦電型赤
外線センサ。
2. A focusing means for focusing infrared rays on said pyroelectric element.
And intermittently intercept infrared rays incident on the pyroelectric element.
Further comprising a chopping means capable of detecting a difference between the pyroelectric element and the light condensing means or the light condensing means.
An infrared light emitting element is provided between the step and the chopping means.
2. The pyroelectric red according to claim 1, wherein
Outside line sensor.
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