JPH0530105Y2 - - Google Patents
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- JPH0530105Y2 JPH0530105Y2 JP1987082715U JP8271587U JPH0530105Y2 JP H0530105 Y2 JPH0530105 Y2 JP H0530105Y2 JP 1987082715 U JP1987082715 U JP 1987082715U JP 8271587 U JP8271587 U JP 8271587U JP H0530105 Y2 JPH0530105 Y2 JP H0530105Y2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
- G01J5/35—Electrical features thereof
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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-
- G—PHYSICS
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- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本考案は、侵入警報器、自動ドア用人体検知
器、来客報知器、放射温度計などに用いられる焦
電型赤外線センサに関する。 〔従来の技術及び考案が解決しようとする問題
点〕 近年、無線通信器、高周波治療器を始めとして
電磁波発生源を有する機器の利用が増加し、これ
らを発生源とする電磁波ノイズによる焦電型赤外
線センサの誤動作が問題となつている。即ち、焦
電型赤外線センサは、出力が微弱なので該出力を
高ゲインアンプにより増幅して利用するのが普通
であり、そのためノイズの影響を受け易い。これ
に加えて、アンプへの入力スンピーダンスが極め
て高くなるためその入力側の部品がアンテナとし
ての作用を起こし易くなり、その結果電磁波ノイ
ズによる誤動作が発生し易いという問題があつ
た。 第３図は従来の焦電型赤外線センサとそれに接
続された増幅回路を示す回路図である。１はデユ
アルタイプの焦電素子、２は焦電素子１の一方の
電極にゲートＧが接続されたインピーダンス変換
用のFET、３はFET２のゲートＧと焦電素子１
の他方の電極に接続されるアースＥ間に接続され
ていて過大入力があつた場合FET２のゲートが
飽和するのを防ぐリーク抵抗であつて、これらが
同一のパツケージ４内に内蔵されて焦電型赤外線
センサを構成している。l1，l2，l3は夫々FET２
のドレインＤ及びソースＳと上記アースＥに接続
される出力リード線である。５は出力リード線l2
とl3との間に接続されたソースＳから出力信号を
取り出すための出力負荷抵抗、６は同じく出力リ
ード線l2とl3との間に接続された高周波ノイズリ
ーク用のノイズカツトコンデンサ、７は出力リー
ド線l2に接続された高ゲインアンプであつて、こ
れらが増幅回路を構成している。 このように、従来の焦電型赤外線センサにおい
ては、外付けのコンデンサ６により高周波ノイズ
である電磁波ノイズをカツトする試みが行われて
いるが、コンデンサ６だけでは十分なノイズカツ
トは行えないという問題があつた。即ち、第３図
において出力リード線l2とコンデンサ６の接続点
に入力するノイズ電圧をNv、コンデンサ６のイ
ンピーダンスをＺ・、出力リード線l2の抵抗をＲ・と
すると、上記接続点から出力するノイズ電圧
Nv′は、 Nv′＝Ｚ／・／Ｒ／・＋Ｚ／・Nv ……(1) で表わされる。ここで、ノイズ電圧Nvの周波数
が大になるとインピーダンスＺが小になるが、Ｒ・
≒０なので、Nv′≒Nvとなり、十分なノイズカ
ツトは行われない。 又、電磁波ノイズが侵入する経路にはリード線
l1，l2、シリコン製の窓４a′等があり、夫々の侵
入経路ごとにノイズ侵入を防止することも試みら
れている。例えば、リード線ごとにノイズ侵入防
止のフイルターを設けることや、シリコン製の窓
４a′に電気良導体からなる網状部材を取付ける方
法である。しかし、これらの方法では、侵入経路
すべてについて十分な誤動作防止効果を得ること
は困難であり、而も部品点数の増加によるコスト
アツプ、装置の大型化、或は感度の低下等を招く
という問題がある。 又、仮に電磁波ノイズの吸収に十分なフイルタ
ーを構成し得たとしても、該フイルターがパツケ
ージ４外にある即ちシールド状態にあると電磁波
のアンテナになることがあるため、ノイズ減衰効
果が小さいという問題がある。又、同一のパツケ
ージ内にセンサ及び増幅回路を全て内蔵すること
により電磁波ノイズの侵入を防ぐことも試みられ
ているが、パツケージには赤外線入射窓が必要な
ため完全なシールドを行うことは困難である。
又、そのために大型のパツケージを用いることは
センサの大型化や製造コストの上昇を招いてしま
うという問題がある。 本考案は、上記問題点に鑑み、センサの大型化
や製造コストの上昇を招かずに電磁波ノイズによ
る誤動作を防止し得る焦電型赤外線センサを提供
することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 本考案は、電磁波ノイズがFET２のソースＳ
からのみ出力されることを見出し、この段階でノ
イズを減衰させることにより、すべての侵入経路
より侵入するノイズを充分に減衰させるようにし
たものである。 即ち、本考案による焦電型赤外線センサは、少
なくとも焦電素子と該焦電素子の一方の電極にゲ
ートが接続されたFETとを同一のパツケージ内
に内蔵し、前記FETのソースと前記焦電素子の
他方の電極に接続されるアースとの間にコンデン
サを接続して成る焦電型赤外線センサにおいて、
上記FETのソースと上記コンデンサとの間に高
周波ノイズ減衰用の抵抗を設け、該高周波ノイズ
減衰用の抵抗を上記パツケージ内に内蔵し、上記
コンデンサを上記パツケージ外に設けたことによ
り、高周波ノイズに対する十分な減衰効果が得ら
れるようにしたものである。 〔実施例〕 以下、図示した実施例に基づき上記従来例と同
一の部材には同一符号を付して本考案を詳細に説
明する。 第１図において、８はFETのソースＳに直列
に接続され且つパツケージ４内に内蔵された高周
波ノイズ減衰用の抵抗であつて、その直流抵抗値
はノイズ減衰性、感度の両面から鑑み0.1Ω〜
10KΩの範囲内に設定されているものとする。
又、６は一端がFET２のソースＳに上記抵抗８
を介して接続され且つ他端がアースＥに接続され
ていると共にパツケージ４外に設けられたコンデ
ンサであつて、これは従来例のノイズカツトコン
デンサ６と同じ作用を果たすものであり、その容
量値は1pF〜1μFの範囲内に設定されているもの
とする。従つて、この場合従来の増幅回路におい
て外付のノイズカツトコンデンサ６をそのまま用
いることができる。 第２図は上記実施例の分解斜視図であつて、焦
電素子１、FET２、リーク抵抗３及び高周波ノ
イズ減衰用の抵抗８がアルミナ基板１０上に固定
されていると共に、これらが例えばTO−５型の
パツケージであつてシリコン製の窓４a′を備えた
キヤツプ４ａとこれと密着嵌合するステム４ｂと
から成るパツケージ４内に内蔵されてシールドさ
れるようになつている。又、抵抗５、コンデンサ
６はステム４ｂの外面に固定されている。尚、各
素子間の配線は厚膜印刷法又はリード線のいずれ
を用いて行つても良い。 本考案による焦電型赤外線センサは上述の如く
構成されているから、抵抗８とコンデンサ６との
協働作用により高周波ノイズに対する十分な減衰
効果が得られる。即ち、上記式(1)において、抵抗
８の抵抗値がＲ・、コンデンサ６のインピーダンス
がＺ・となり、ノイズ電圧Nvの周波数が大になる
とインピーダンスＺ・は小になるが、抵抗Ｒ・は大に
なる。従つて、Nv′≒０となり、十分なノイズカ
ツトが行なわれる。実際2GHz以下の電磁波に対
し十分にノイズを減衰させ得ることが確認され
た。又、2GHz以上の電磁波に対しても相当程度
有効であつた。ここで重要なことは、抵抗８を焦
電素子１、FET２に加えてパツケージ４内に内
蔵し、コンデンサ６をパツケージ４外に設けるこ
とであり、これ以外の場合は、FET２のソース
Ｓから出力される電磁波ノイズに対して充分な減
衰効果は得られない。例えば、抵抗８をパツケー
ジ４外に設けた場合、シールド効果が不十分即ち
抵抗８がアンテナとなるので、十分なノイズ減衰
効果が得られない。又、コンデンサ６はリード線
l2のアンテナ効果を除去する作用を有している
が、パツケージ４内に設けた場合その作用は十分
に発揮されない。又、コンデンサ６を抵抗５より
FET２側に設けた場合、FET２のソースＳ側か
ら見て、上記式(1)においてＲ・≒０となるので、
Nv′≒Nvとなり、充分なノイズカツトは行われ
ない。従つて、本実施例の如き構成によれば、電
磁波ノイズが十分減衰せしめられ、電磁波ノイズ
による誤動作が確実に防止され得る。而も、パツ
ケージ４内には増幅回路がほとんど含まれないの
で、センサの大型化や製造コストの上昇を招くこ
とはない。 尚、抵抗８は、リード線、チツプ部品、厚膜印
刷、メツキ、蒸着、スパツタのいずれの方法で作
成されても良い。 次に本考案に係るセンサの実験例について説明
する。抵抗８として1KΩのチツプ抵抗を、出力
負荷抵抗５として47KΩのチツプ抵抗を、コンデ
ンサ６として0.01μFのチツプセラミツクコンデン
サを、高ゲインアンプ７として増幅度60dB、バ
ンド幅0.5〜５Hzのものを夫々用い、電磁波発生
源としてクラリオン（登録商標）JC9 JC900JB
5W 900MHzの無線器とMASPRO（登録商標）パ
ーソナル無線モービルテナーP3S 3dBのアンテ
ナを用い、センサとアンテナとの距離を20mmとし
た場合のアンプ出力と、これと同じ条件で従来の
センサを用いた場合のアンプ出力とを比較した。
その結果を下記表に示す。
器、来客報知器、放射温度計などに用いられる焦
電型赤外線センサに関する。 〔従来の技術及び考案が解決しようとする問題
点〕 近年、無線通信器、高周波治療器を始めとして
電磁波発生源を有する機器の利用が増加し、これ
らを発生源とする電磁波ノイズによる焦電型赤外
線センサの誤動作が問題となつている。即ち、焦
電型赤外線センサは、出力が微弱なので該出力を
高ゲインアンプにより増幅して利用するのが普通
であり、そのためノイズの影響を受け易い。これ
に加えて、アンプへの入力スンピーダンスが極め
て高くなるためその入力側の部品がアンテナとし
ての作用を起こし易くなり、その結果電磁波ノイ
ズによる誤動作が発生し易いという問題があつ
た。 第３図は従来の焦電型赤外線センサとそれに接
続された増幅回路を示す回路図である。１はデユ
アルタイプの焦電素子、２は焦電素子１の一方の
電極にゲートＧが接続されたインピーダンス変換
用のFET、３はFET２のゲートＧと焦電素子１
の他方の電極に接続されるアースＥ間に接続され
ていて過大入力があつた場合FET２のゲートが
飽和するのを防ぐリーク抵抗であつて、これらが
同一のパツケージ４内に内蔵されて焦電型赤外線
センサを構成している。l1，l2，l3は夫々FET２
のドレインＤ及びソースＳと上記アースＥに接続
される出力リード線である。５は出力リード線l2
とl3との間に接続されたソースＳから出力信号を
取り出すための出力負荷抵抗、６は同じく出力リ
ード線l2とl3との間に接続された高周波ノイズリ
ーク用のノイズカツトコンデンサ、７は出力リー
ド線l2に接続された高ゲインアンプであつて、こ
れらが増幅回路を構成している。 このように、従来の焦電型赤外線センサにおい
ては、外付けのコンデンサ６により高周波ノイズ
である電磁波ノイズをカツトする試みが行われて
いるが、コンデンサ６だけでは十分なノイズカツ
トは行えないという問題があつた。即ち、第３図
において出力リード線l2とコンデンサ６の接続点
に入力するノイズ電圧をNv、コンデンサ６のイ
ンピーダンスをＺ・、出力リード線l2の抵抗をＲ・と
すると、上記接続点から出力するノイズ電圧
Nv′は、 Nv′＝Ｚ／・／Ｒ／・＋Ｚ／・Nv ……(1) で表わされる。ここで、ノイズ電圧Nvの周波数
が大になるとインピーダンスＺが小になるが、Ｒ・
≒０なので、Nv′≒Nvとなり、十分なノイズカ
ツトは行われない。 又、電磁波ノイズが侵入する経路にはリード線
l1，l2、シリコン製の窓４a′等があり、夫々の侵
入経路ごとにノイズ侵入を防止することも試みら
れている。例えば、リード線ごとにノイズ侵入防
止のフイルターを設けることや、シリコン製の窓
４a′に電気良導体からなる網状部材を取付ける方
法である。しかし、これらの方法では、侵入経路
すべてについて十分な誤動作防止効果を得ること
は困難であり、而も部品点数の増加によるコスト
アツプ、装置の大型化、或は感度の低下等を招く
という問題がある。 又、仮に電磁波ノイズの吸収に十分なフイルタ
ーを構成し得たとしても、該フイルターがパツケ
ージ４外にある即ちシールド状態にあると電磁波
のアンテナになることがあるため、ノイズ減衰効
果が小さいという問題がある。又、同一のパツケ
ージ内にセンサ及び増幅回路を全て内蔵すること
により電磁波ノイズの侵入を防ぐことも試みられ
ているが、パツケージには赤外線入射窓が必要な
ため完全なシールドを行うことは困難である。
又、そのために大型のパツケージを用いることは
センサの大型化や製造コストの上昇を招いてしま
うという問題がある。 本考案は、上記問題点に鑑み、センサの大型化
や製造コストの上昇を招かずに電磁波ノイズによ
る誤動作を防止し得る焦電型赤外線センサを提供
することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 本考案は、電磁波ノイズがFET２のソースＳ
からのみ出力されることを見出し、この段階でノ
イズを減衰させることにより、すべての侵入経路
より侵入するノイズを充分に減衰させるようにし
たものである。 即ち、本考案による焦電型赤外線センサは、少
なくとも焦電素子と該焦電素子の一方の電極にゲ
ートが接続されたFETとを同一のパツケージ内
に内蔵し、前記FETのソースと前記焦電素子の
他方の電極に接続されるアースとの間にコンデン
サを接続して成る焦電型赤外線センサにおいて、
上記FETのソースと上記コンデンサとの間に高
周波ノイズ減衰用の抵抗を設け、該高周波ノイズ
減衰用の抵抗を上記パツケージ内に内蔵し、上記
コンデンサを上記パツケージ外に設けたことによ
り、高周波ノイズに対する十分な減衰効果が得ら
れるようにしたものである。 〔実施例〕 以下、図示した実施例に基づき上記従来例と同
一の部材には同一符号を付して本考案を詳細に説
明する。 第１図において、８はFETのソースＳに直列
に接続され且つパツケージ４内に内蔵された高周
波ノイズ減衰用の抵抗であつて、その直流抵抗値
はノイズ減衰性、感度の両面から鑑み0.1Ω〜
10KΩの範囲内に設定されているものとする。
又、６は一端がFET２のソースＳに上記抵抗８
を介して接続され且つ他端がアースＥに接続され
ていると共にパツケージ４外に設けられたコンデ
ンサであつて、これは従来例のノイズカツトコン
デンサ６と同じ作用を果たすものであり、その容
量値は1pF〜1μFの範囲内に設定されているもの
とする。従つて、この場合従来の増幅回路におい
て外付のノイズカツトコンデンサ６をそのまま用
いることができる。 第２図は上記実施例の分解斜視図であつて、焦
電素子１、FET２、リーク抵抗３及び高周波ノ
イズ減衰用の抵抗８がアルミナ基板１０上に固定
されていると共に、これらが例えばTO−５型の
パツケージであつてシリコン製の窓４a′を備えた
キヤツプ４ａとこれと密着嵌合するステム４ｂと
から成るパツケージ４内に内蔵されてシールドさ
れるようになつている。又、抵抗５、コンデンサ
６はステム４ｂの外面に固定されている。尚、各
素子間の配線は厚膜印刷法又はリード線のいずれ
を用いて行つても良い。 本考案による焦電型赤外線センサは上述の如く
構成されているから、抵抗８とコンデンサ６との
協働作用により高周波ノイズに対する十分な減衰
効果が得られる。即ち、上記式(1)において、抵抗
８の抵抗値がＲ・、コンデンサ６のインピーダンス
がＺ・となり、ノイズ電圧Nvの周波数が大になる
とインピーダンスＺ・は小になるが、抵抗Ｒ・は大に
なる。従つて、Nv′≒０となり、十分なノイズカ
ツトが行なわれる。実際2GHz以下の電磁波に対
し十分にノイズを減衰させ得ることが確認され
た。又、2GHz以上の電磁波に対しても相当程度
有効であつた。ここで重要なことは、抵抗８を焦
電素子１、FET２に加えてパツケージ４内に内
蔵し、コンデンサ６をパツケージ４外に設けるこ
とであり、これ以外の場合は、FET２のソース
Ｓから出力される電磁波ノイズに対して充分な減
衰効果は得られない。例えば、抵抗８をパツケー
ジ４外に設けた場合、シールド効果が不十分即ち
抵抗８がアンテナとなるので、十分なノイズ減衰
効果が得られない。又、コンデンサ６はリード線
l2のアンテナ効果を除去する作用を有している
が、パツケージ４内に設けた場合その作用は十分
に発揮されない。又、コンデンサ６を抵抗５より
FET２側に設けた場合、FET２のソースＳ側か
ら見て、上記式(1)においてＲ・≒０となるので、
Nv′≒Nvとなり、充分なノイズカツトは行われ
ない。従つて、本実施例の如き構成によれば、電
磁波ノイズが十分減衰せしめられ、電磁波ノイズ
による誤動作が確実に防止され得る。而も、パツ
ケージ４内には増幅回路がほとんど含まれないの
で、センサの大型化や製造コストの上昇を招くこ
とはない。 尚、抵抗８は、リード線、チツプ部品、厚膜印
刷、メツキ、蒸着、スパツタのいずれの方法で作
成されても良い。 次に本考案に係るセンサの実験例について説明
する。抵抗８として1KΩのチツプ抵抗を、出力
負荷抵抗５として47KΩのチツプ抵抗を、コンデ
ンサ６として0.01μFのチツプセラミツクコンデン
サを、高ゲインアンプ７として増幅度60dB、バ
ンド幅0.5〜５Hzのものを夫々用い、電磁波発生
源としてクラリオン（登録商標）JC9 JC900JB
5W 900MHzの無線器とMASPRO（登録商標）パ
ーソナル無線モービルテナーP3S 3dBのアンテ
ナを用い、センサとアンテナとの距離を20mmとし
た場合のアンプ出力と、これと同じ条件で従来の
センサを用いた場合のアンプ出力とを比較した。
その結果を下記表に示す。
上述の如く、本考案による焦電型赤外線センサ
は、センサの大型化や製造コストの上昇を招かず
に電磁波ノイズによる誤動作を防止し得るという
実用上重要な利点を有している。
は、センサの大型化や製造コストの上昇を招かず
に電磁波ノイズによる誤動作を防止し得るという
実用上重要な利点を有している。
第１図は本考案による焦電型赤外線センサとそ
れに接続された増幅回路を示す回路図、第２図は
本考案による焦電型赤外線センサの分解斜視図、
第３図は従来例とそれに接続された増幅回路を示
す回路図である。 １……焦電素子、２……FET、３……リーク
抵抗、４……パツケージ、５……出力負荷抵抗、
６……ノイズカツトコンデンサ、７……高ゲイン
アンプ、８……高周波ノイズ減衰用の抵抗、１０
……アルミナ基板。
れに接続された増幅回路を示す回路図、第２図は
本考案による焦電型赤外線センサの分解斜視図、
第３図は従来例とそれに接続された増幅回路を示
す回路図である。 １……焦電素子、２……FET、３……リーク
抵抗、４……パツケージ、５……出力負荷抵抗、
６……ノイズカツトコンデンサ、７……高ゲイン
アンプ、８……高周波ノイズ減衰用の抵抗、１０
……アルミナ基板。
Claims (1)
- 少なくとも焦電素子と該焦電素子の一方の電極
にゲートが接続されたFETとを同一のパツケー
ジ内に内蔵し、前記FETのソースと前記焦電素
子の他方の電極に接続されるアースとの間にコン
デンサを接続して成る焦電型赤外線センサにおい
て、上記FETのソースと上記コンデンサとの間
に高周波ノイズ減衰用の抵抗を設け、該高周波ノ
イズ減衰用の抵抗を上記パツケージ内に内蔵し、
上記コンデンサを上記パツケージ外に設けたこと
を特徴とする焦電型赤外線センサ。
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| JP1987082715U JPH0530105Y2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 |
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