JPH049560Y2

JPH049560Y2 -

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Publication number: JPH049560Y2
Application number: JP1985028889U
Authority: JP
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1992-03-10
Also published as: JPS61144447U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は、非接触型温度検知、人体検知等に利
用される熱型赤外線検出器に関する。

＜従来の技術＞熱型赤外線検出器は赤外線を熱源として利用
し、その発熱作用による赤外線検出素子の温度変
化を検出する方式であり、赤外線検出素子として
は、焦電素子、サーモパイル、サーミスタ等が利
用される。何れの赤外線選出素子を使用した場合
でも、熱型赤外線検出器は、検出信号が極めて微
弱でり、入射赤外線をいかに効率良く信号発生の
ための熱エネルギーに変換するかが重要な技術ポ
イトになる。熱型赤外線検出器の感度は一般に赤
外線検出素子の板厚に反比例するから、感度を上
げるためには、赤外線検出素子の板厚をできるだ
け薄くする必要があり、従来より例えば２×２×
0.05（ｍ／ｍ）程度の極く薄い赤外線検出素子が
使用されている。このため、赤外線検出素子は、
機械的強度が非常に低く簡単に破損してしまうか
ら、機械的強度を補強し、動作の安定性を確保す
る必要がある。この場合、入射赤外線の熱作用で
赤外線検出素子に発生した熱が放散してしまう
と、素子に対する熱作用が有効に働かず、結果と
して検出感度が低下してしまうこと、支持台の熱
容量が赤外線選出素子に比べて大き過ぎると、支
持台の放熱作用及び蓄熱作用により、赤外線の急
激な断続変動に対する赤外線検出素子の応答が鈍
くなり、応答時間特性が低下すること等の問題点
を生じる。

これらの問題点を解決する従来技術としては、
米国特許4326663号及び実開昭54−105585号があ
る。まず、米国特許第4326663号明細書に開示さ
れたものは、第３図に示すように、赤外線検出素
子１をループ状のワイヤ２によつて支持し、赤外
線検出素子１を放熱及び蓄熱作用の大きな底板３
から浮かした構造となつている。赤外線検出素子
１の両面に設けた電極１ａ，１ｂはリード線５に
よつてリード端子４に導通接続させてある。６は
ケース、７は赤外線入射窓である。

次に実開昭54−105585号に開示のものは、第４
図に示すように、アルミナ磁器等でなる薄い支持
基板８の中央部に断熱用の貫通孔９を形成すると
共に、この貫通孔９の上に赤外線検出素子１を固
定し、更に、支持基板８に貫通して設けた貫通孔
１０にリード端子４を挿着することにより、この
リード端子４によつて支持基板８をケース６の底
板３に支持した構造となつている。

＜考案が解決しようとする課題＞しかしながら、第３図及び第４図に示した従来
例においては、赤外線検出素子１の電極引出を一
本のリード線５によつて行う構造であるため、電
極引出回路に接続不良を生じ易く、一箇所でも接
続不良を生じた場合には、ノイズの発生原因とな
り、Ｓ／Ｎ比を悪化させる。この種の赤外線検出
素子の検出信号は、例えば焦電素子を用いたもの
を例にとると10^-3Ｖ以下のオーダと極めて微弱な
信号であり、前述のような接続不良によるノイズ
が発生すると、誤信号を発生してしまう。しか
も、赤外線検出素子１からの信号取出しに当つ
て、リード線５やワイヤ２等を赤外線検出素子１
の電極に半田付けする構造であるため、極薄の赤
外線検出素子１が半田付け工程において破壊する
等の問題点もあつた。

そこで、本考案の課題は上述する問題点を解決
し、電極引出回路の接続不良、接続部分における
接着剤のヒビ割れ等に起因するノイズ発生の確率
を著しく低減させ、Ｓ／Ｎ比を改善し、赤外線検
出素子の破壊を防止し、信頼性を向上させると共
に、感度及び応答時間特性を向上させた赤外線検
出器を提供することである。

＜課題を解決するための手段＞上述する課題を解決するため、本考案は、支持
基板と、赤外線検出素子とを含む赤外線検出器で
あつて、前記支持基板は、一面上の相対応する両端側に
互いに間隔を隔てて対向する導電パターンを有し
ており、前記赤外線検出素子は、平板矩形状の焦電素子
であつて、厚み方向の両面の略中央部に対の電極
を有し、前記電極の一方がその外周部から隣接す
る両角部に向う２つの取出電極と有し、前記電極
の他方がその外周部から他の隣接する両角部に向
う２つの取出電極を有し、前記両角部が前記導電
パターンのそれぞれの上に位置するように前記支
持基板上に配置され、前記支持基板との間に少な
くとも前記導体パターンの厚みによる間隔を保
ち、前記２つの取出電極が前記両角部の部分で前
記導電パターンにそれぞれ接続固定されている。

＜作用＞支持基板は、一面上の相対向する両端側に互い
に間隔を隔てて対向する導電パターンを有してお
り、赤外線検出素子は、厚み方向の両面の略中央
部に対の電極を有し、電極の一方が２つの取出電
極を有し、電極の他方が２つの取出電極を有し、
２つの取出電極が支持基板に設けられた導電パタ
ーンにそれぞれ接続固定されているから、赤外線
検出素子の電極を外部に引出すに当り、複数個の
取出電極を利用して、複数個の電極引出回路を形
成できる。これらの複数個の電極引出回路が同時
に接続不良等の故障を起す確率は、一個の電極引
出回路の場合に比べて著しく低くなる。従つて、
本考案によれば、電極引出回路の接続不良に起因
するノイズ発生の確率を大幅に低減できる。

また、赤外線検出素子の取出電極を支持基板上
に形成された導電パターンに半田付けする等の手
段によつて導通させる構造の場合、赤外線検出素
子に振動、熱サイクル等が加わると、赤外線検出
素子と導電パターンとの間の接続部分に、接続不
良或いは接着材のヒビ割れ等の故障が発生し易く
なり、これらの故障に起因して信号出力に比較し
て無視できないノイズが発生する危険性がある。
これに対して、本考案においては、赤外線検出素
子の一の電極に複数個の取出電極を設けてあるか
ら、複数個の取出電極の全てが、同時故障を生じ
る確率は非常に低い。従つて、上述のような故障
に対しても、ノイズ発生確率を著しく低減でき
る。

しかも、赤外線検出素子からの信号取出しを取
出電極によつて行なう構成であつて、電極にワイ
ヤーまたはリード線等の信号取出し線を半田付け
する必要がなくなるから、赤外線検出素子の破壊
を起すことがなくなり、信頼性が向上する。

赤外線検出素子は、平板矩形状の焦電素子であ
つて、電極の一方がその外周部から隣接する両角
部に向う２つの取出電極を有し、電極の他方がそ
の外周部から他の隣接する両角部に向う２つの取
出電極を有し、両角部が導電パターンのそれぞれ
の上に位置するように支持基板上に配置されてい
るから、赤外線検出素子を４点支持で支持基板上
に支持できる。このため、赤外線検出素子の支持
安定性が高くなり、破損等が生じにくくなると共
に、１点で接触不良を生じても、他の点で良好な
接触を保つ限り、安定した電気的接触を確保でき
る。このため、赤外線検出素子と支持基板上の導
体パターンとの間の電気的接触不良を生じる確率
が低くなり、信頼性が向上する。

支持基板は、一面上の相対向する両端側に互い
に間隔を隔てて対向する導電パターンを有してお
り、赤外線検出素子は、平板矩形状の焦電素子で
あつて、支持基板との間に少なくとも導体パター
ンの厚みによる間隔を保つているので、間隔が赤
外線検出素子に対する断熱層として働く。このた
め、支持基板に貫通孔等による断熱構造を設ける
必要のない簡単な構造で、赤外線検出素子に発生
した熱が支持基板に逃げるのを阻止し、感度及び
応答時間特性を向上させることができる。

＜実施例＞第１図は本考案に係る赤外線検出器の平面図、
第２図は同じくその部分断面図である。図におい
て、第３図及び第４図と同一の参照符号は同一性
ある構成部分を示している。この実施例では、赤
外線検出素子１として平板矩形状の焦電素子を使
用し、その厚み方向の両面の略中央部に、円形状
の電極１ａ及び１ｂを形成してある。電極１ａに
は外周部から角部イ，ロに向う２つの取出電極１
a₁，１a₂を連設してあり、電極１ｂには角部ハ，
ニに向う２つの取出電極１b₁，１b₂を連設させて
ある。

一方、赤外線検出素子１を支持する支持基板８
は、アルミナ磁器等を用いて平板状に形成され、
その一面上の相対向する両端側に、一対の平面状
の導電パターン１１及び１２を形成し、導電パタ
ーン１１及び１２の上に赤外線検出素子１を取付
けてある。このような導電パターン１１及び１２
は、適当な金属粉末と、ガラスフリツトと、有機
質ビヒクルとを混合させて調製した導電性ペース
トを、スクリーン印刷等の手段によつて塗布し、
かつ焼付ける等の周知の技術によつて、一定のパ
ターン及び一定の塗布厚みとなるように、高精度
で量産性良く形成できる。

また、赤外線検出素子１の角部イおよびロが導
電パターン１１上に位置し、角部ハ及びニが導電
パターン１２上に位置するように配置し、電極１
ａに連設させた２つの取出電極１a₁及び１a₂を、
角部イ及びロの部分で導電パターン１１に半田等
の導電性接着材１３，１４によつて接続し、電極
１ｂに連設させた２つの取出電極１b₁及び１b₂
を、角部ハ及びニの部分で導電パターン１２に導
電性接着材１５，１６によつて接続固定する。

更に、この実施例では、支持基板８の背面側に
も、導電パターン１７〜２０を形成してある。導
電パターン１７，２０は、支持基板８の側端面に
形成された導電部２１，２２によつて、それぞ
れ、表面側の導電パターン１１，１２に導通接続
されている。導電部２１，２２は例えば導電性樹
脂の塗布または導電性ペーストの塗布焼付による
ものによつて形成する。

そして、背面側の導電パターン１７〜２０を利
用して、電界効果トランジスタFETやその入力
抵抗Rg等の増幅回路部品をマウントすると共に、
リード端子４を半田付け等の手段によつて接続固
定する。

上述した実施例の場合には、電極１ａと導電パ
ターン１１との間に取出電極１a₁，１a₂による２
つの電極引出回路が形成され、電極１ｂと導電パ
ターン１２との間にも取出電極１b₁，１b₂による
２つの電極引出回路が形成される。赤外線検出素
子１に振動、熱サイクル等が加わつたとしても、
これらの２つの電極引出回路が同時に接続不良や
接着材のヒビ割れ等の故障を起す確率は非常に低
い。従つて、接続不良或いは接着材のヒビ割れ等
の故障に起因するノイズ発生の確率を著しく低減
できる。しかも、赤外線検出素子１からの信号取
出しを取出電極１a₁，１a₂及び１b₁，１b₂によつ
て行なう構成であつて、赤外線検出素子１の電極
１ａ，１ｂにワイヤーまたはリード線等を半田付
けする必要がなくなるから、赤外線検出素子１の
破壊を起すことがなくなり、信頼性が向上する。

また、実施例では、赤外線検出素子１を支持基
板８の一面上に配置して支持固定する構造である
から、赤外線検出素子１の支持安定性及び支持強
度が大きく、外部振動及び衝撃に対する強度が増
大する。

更に、赤外線検出素子１を支持基板８に配置す
る場合に、赤外線検出素子１を導電パターン１
１，１２の上に載せる構造としたことにより、赤
外線検出素子１と支持基板８の面との間に導電パ
ターンの厚さに応じた間隙が形成され、この間隙
が断熱層となり、赤外線入射により赤外線検出素
子１に発生した熱が支持基板８に逃げるのを阻止
し、感度及び応答時間特性を向上させることがで
きる。

しかも、導体パターン１１，１２の厚みに依存
して、赤外線検出素子１と支持基板８との間に発
生する間隙を断熱層として活用できるので、従来
のように、断熱用の貫通孔を設ける必要がなくな
り、電界効果トランジスタFETや入力抵抗Rg等
の回路部品の実装スペースが実質的に拡大された
状態になると共に、これらの各部品を支持基板８
の背面側に実装した場合にも、その発熱が赤外線
検出素子１に伝わることもなくなり、熱による赤
外線検出素子１の誤信号の発生を防止できる。

また、導電パターン１１，１２は、スクリーン
印刷法等の手段によつて、その塗布厚み精度を非
常に高精度に保つことができるから、支持基板８
に対する赤外線検出素子１の平行度、ひいてはケ
ース底板３に対する赤外線検出素子１の平行度を
高精度に保ち、その視野角度を高精度化すること
ができる。

＜考案の効果＞以上述べたように、本考案によれば、次のよう
な効果が得られる。

(A) 支持基板は、一面上の相対向する両端側に互
いに間隔を隔てて対向する導電パターンを有し
ており、赤外線検出素子は、厚み方向の両面の
略中央部に対の電極を有し、電極の一方が２つ
の取出電極を有し、電極の他方が２つの取出電
極を有し、２つの取出電極が支持基板に設けら
れた導電パターンにそれぞれ接続固定されてい
るから、赤外線検出素子の電極に対して複数の
電極引出回路を形成し、電極引出回路の接続不
良、接続部分における接着材のヒビ割れ等に起
因するノイズ発生の確率を著しく低減させ、
Ｓ／Ｎ比を改善すると共に、赤外線検出素子の
破壊を防止し、信頼性を向上させた赤外線検出
器を提供できる。

(B) 赤外線検出素子は、平板矩形状の焦電素子で
あつて、電極の一方がその外周部から隣接する
両角部に向う２つの取出電極を有し、電極の他
方がその外周部から他の隣接する両角部に向う
２つの取出電極を有し、両角部が導電パターン
のそれぞれの上に位置するように支持基板上に
配置されているから、赤外線検出素子の支持安
定性が高く、破損等が生じにくく、しかも、赤
外線検出素子と支持基板上の導体パターンとの
間の電気的接触不良を生じる確率が低く、信頼
性の高い赤外線検出器を提供できる。

(C) 支持基板は、一面上の相対向する両端側に互
いに間隔を隔てて対向する導電パターンを有し
ており、赤外線検出素子は、平板矩形状の焦電
素子であつて、支持基板との間に少なくとも導
体パターンの厚みによる間隔を保つているの
で、支持基板に貫通孔等による断熱構造を設け
る必要のない簡単な構造で、赤外線検出素子に
発生した熱が支持基板に逃げるのを阻止し、感
度及び応答時間特性を向上させた赤外線検出器
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る赤外線検出器の要部の平
面図、第２図は同じく正面部分断面図、第３図は
従来の赤外線検出器の正面部分断面図、第４図は
同じく別の従来例の正面部分断面図である。１……赤外線検出素子、８……支持基板、１
１，１２……導電パターン、１ａ，１ｂ……電
極、１a₁，１a₂，１b₁，１b₂……取出電極。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】支持基板と、赤外線検出素子とを含む赤外線検
出器であつて、前記支持基板は、一面上の相対向する両端側に
互いに間隔を隔てて対向する導電パターンを有し
ており、前記赤外線検出素子は、平板矩形状の焦電素子
であつて、厚み方向の両面の略中央部に対の電極
を有し、前記電極の一方がその外周部から隣接す
る両角部に向う２つの取出電極を有し、前記電極
の他方がその外周部から他の隣接する両角部に向
う２つの取出電極を有し、前記両角部が前記導電
パターンのそれぞれの上に位置するように前記支
持基板上に配置され、前記支持基板との間に少な
くとも前記導電パターンの厚みによる間隔を保
ち、前記２つの取出電極が前記両角部の部分で前
記導電パターンにそれぞれ接続固定されている赤
外線検出器。