JPH01111299A - 赤外線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば人体から放射される熱線、すなわち赤
外線を検出する赤外線センサに間する。

〈従来の技術〉 一般に、焦電形赤外線素子を用いた赤外線センサは、窓
を有する金属ケースの中に焦電形赤外線素子とインピー
ダンス変換を行う電界効果トランジスタ（Ｆ　Ｅ　Ｔ）
を収納し、窓は赤外線透過窓部材で密封して構成してい
る。

焦電形赤外線素子は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ
２）結晶等の焦電材料を用いており、波長が１ＱＱ７．
ｔ’ｎ’１程度までの赤外線に感応する。しかるに、人
体から放射される赤外線の波長は７〜１５、ｌ＝である
から、人体を検出対象とする赤外線センサの赤外線透過
窓部材には、一般に波長１〜２０Ｐ７７′ｌの赤外線を
透過するシリコン単結晶板が使用される。所で、シリコ
ン単結晶板はシリコンのインゴットからウェハーを切り
出し、このウェハーを加工して作るから高価になる。そ
のため、赤外線透過窓部材として波長麿工生〜ｌ　５　
ｐ飛の赤外線を透過するポリプロピレン樹脂板等の使用
が検討されている。

また、焦電形赤外線素子は、焦電材料からなる焦電体に
ニクロム蒸着膜電極を設けて構成されるため高出力イン
ピーダンスとなる。このため、電界効果トランジスタ（
Ｆ　Ｅ　Ｔ）を用いたインピーダンス変換回路を赤外線
素子に接続したまま金属ケース内部に収納し、外部回路
に対する赤外線センサの接続を容易にしている。

上述のような赤外線センサを利用すると、検出領域に入
った人体を検出して検出出力を発生させることができる
。従って、このような特徴から、例えば、室内灯や扇風
機等各種のスイッチセンサとして、或は防犯装置の人体
検出センサとして利用される気運にある。

所で、屋内には、各種の電気・電子機器が使用されてお
り、これら機器からは各種波長の電磁波が発生し、また
屋外ではミリ波帯乃至ギガ波帯の電波がとびかい、これ
が電磁波として赤外線センサに作用する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかるに、赤外線センサの金属ケースは外部から飛来す
る電磁波を遮断することができるが、樹脂材の赤外線透
過窓部材は金属ではない□ため電磁波が金属ケースの窓
から内部に侵入しＦＥＴのゲート回路に誘導してノイズ
を発生させる。

すなわち、人体が検出領域に存在しなくても焦電形赤外
線素子が出力信号を出し、または、人体が検出領域にあ
る場合にはノイズとして作用し赤外線センサからの出力
信号のＳ／Ｎ　を悪化させる欠点があった。

本発明は上述の欠点を解決するもので、赤外線センサの
窓に電磁波の影響を遮断或は軽減する部材を設けて電磁
波によるノイズを低減した赤外線センサを提供するもの
である。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の赤外線センサは、上部に窓を設けると共に下部
に開口を有する筒状の金属ケースと、開口を密封する金
属底板と、窓を密封する赤外線透過窓部材と、金属ケー
ス内に収納した焦電形赤外線素子と、該素子に接続され
たインピーダンス変換回路を備える赤外線センサにおい
て、窓部分に導電体の格子状部材を配設して構成したも
のである。

〈作用〉 赤外線センサの慾に飛来した電磁波は格子状部材により
遮断されるので、電磁波は殆ど金属ケースの内部に侵入
することができず、インピーダンス変換回路からの出力
のＳ／Ｎ　は著しく改善される。

〈実施例１〉 以下本発明の赤外線センサを添付図面を用いて詳細に説
明する。第１図は赤外線センサの断面を示す。金属ケー
ス１は筒状に形成され、その一端部（図面上の上部Ｈｂ
は筒体部１ａの内側に折曲げられて筒体部の直径より小
さい直径の窓２を有し、また他端部（図面上の下部）Ｉ
ｃは筒体部１ａの外側に折曲げられて鍔部となっている
。窓２は厚さ１００〜４００Ｐ７７７のポリプロピレン
やポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂板の赤外線透
過窓部材４で筒体部１ａの内側から塞ぎエポキシ樹脂系
接着材で密封している。この場合、赤外線透過窓部材４
の外側、すなわち窓２に面した側には、アルミニウム、
燐青銅等の導電材から作られた格子状部材５を設けてい
る。格子状部材５は金属ケース１に電気的に接続され、
金属ケース１をアース電位としたときはアース電位とな
る。

また、格子状部材５は、阻止すべき電磁波の波長の１／
８程度の導線間隔となる如く配置した網目とし、導線の
端部を、第３図のように、円形枠５ａで終端させている
。

金属ケース１の内側には、焦電形赤外線素子６゜７が収
納される。赤外線素子６，７は、窓２側のセラミック基
板８の表面に固定され、セラミック基板８は３本の端子
柱９，１０．１１により金属ケース１の内側の空中に支
持し、外部からの熱伝導を小さくしている。

金属ケース１の他端部１ｃには金属底板３を重合して熔
接し金属ケース下部の開口を密封し内部にはＮ２ガスで
満している。端子柱９，１０．１１は底板３に設けた透
孔３ａを貫通し、例えばガラス材等の絶縁材で底板から
電気的に絶縁している。

セラミック基板８の背面、すなわち窓２と反対側表面に
は、抵抗とＦＥＴからなるインピーダンス変換回路１２
を取付けている。すなわち、第４図に示すように、ＦＥ
Ｔ１２ａのゲートとアース間に抵抗１２ｂが接続され、
これと並列に直列接６一 された赤外線素子６，７が接続されている。ＦＥＴのソ
ースには電源端子が、またドレーンは抵抗１２ｃを介し
てアースされると共に出力端子が設けられている。

〈実施例２〉 格子状部材５は、第５図に示す如く、赤外線透過窓部材
１４と１５で挟む構成でもよく、また第６図に示す如く
透過窓部材１６の中に埋設した構成でもよい。更に、格
子状部材５は、線材で構成する場合に代え、導体板をエ
ツチングし、或は透過窓部材の上に蒸着またはスパッタ
リングで形成した網目部材１３でもよい。また格子状部
材５は、網目に限らず、導体の平行状配置でもよい。

く効果〉 本発明は上述の構成であるから、金属ケースの窓から侵
入せんとする電磁波によるノイズを低減するので、赤外
線透過窓部材としてシリコン単結晶板を使用した場合と
同様のＳ／Ｎ　の良い出力特性の赤外線センサを安価に
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明赤外線センサの構成断面図、第２図は本
発明赤外線センサの正面図、第３図は格子状部材の平面
図、第４図は赤外線センサの接続回路図、第５図および
第６図は透過窓部材と格子状部材の他の実施例図、第７
図は格子状部材の他の実施例図である。 図中の１は金属ケース、２は息、３は金属底板、４は赤
外線透過部材、５は格子状部材、６，７は赤外線素子、
８はセラミック基板、１２はＦＥＴである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上部に窓を設けると共に下部に開口を有する筒状の金属
   ケースと、前記開口を密封する金属底板と、前記窓を密
   封する赤外線透過窓部材と、前記金属ケース内に収納し
   た焦電形赤外線素子と、該素子に接続されたインピーダ
   ンス変換回路を備える赤外線センサにおいて、前記窓部
   分に導電体の格子状部材を配設したことを特徴とする赤
   外線センサ。