JPH0620116Y2 - 焦電型赤外線検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、人体等の移動体から発せられる赤外線を感知
する焦電型赤外線検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、人間の室内侵入を検出する装置として焦電型赤外
線検出器が広く使用されている。この焦電型赤外線検出
器は、人体から発せられる赤外線を感知する受光エレメ
ントを備えており、この受光エレメントから出力される
赤外線量に対応する電気信号を利用して防犯等の管理が
行われている。

第５図にはこの種の焦電型赤外線検出器に使用される受
光エレメント１の構成が示されており、また、第６図に
はこの受光エレメント１を載置固定する各種の支持体２
の構成が示されている。前記受光エレメント１はエレメ
ント基板３に一対の受光素子４ａ，４ｂを印刷すること
によって形成している。一方、第６図に示すように、支
持体２の形態は様々であり、そのうち、第６図（ａ）に
示す支持体２は四角い筒状をしており、この支持体２を
使用して検出器を形成する場合は、この支持体２の筒の
上端面に導体電極５を蒸着等によって形成し、前記受光
エレメント１をこの導体電極５上に載置し、受光エレメ
ント１を導体電極５の上側に導電ペーストを用いて接着
することによって装置の組み立てが行われている。

また、第６図（ｂ）に示す支持体２は円筒状をしてお
り、この支持体２を使用して検出器を形成する場合は、
同様に、この円筒の上端面に導体電極５を形成し、この
導体電極５の上側に受光エレメント１を導電ペーストを
用いて接着固定することによって装置組み立てが行われ
ている。

さらに、第６図（ｃ）に示す支持体２はアルミナ等から
なる基板の上側に導体電極５，５ｂを形成し、これら各
導体電極５ａ，５ｂの両端側に導電ペースト等を用いて
小径の支持柱６を形成したものであり、この支持体２を
用いて検出器を形成する場合は、該支持柱６の上側に受
光エレメント１を載置し、この受光エレメント１を導電
ペースト等を用いて支持柱６に固定することによって装
置組み立てが行われるのである。

この種の焦電型赤外線検出器においては受光エレメント
１に人体等の移動体から赤外線が入射すると、受光素子
４ａ，４ｂが分極して電気信号を発生する。一般に、受
光素子４ａ，４ｂは直列あるいは並列に接続され、この
各受光素子４ａ，４ｂの差動信号が受光エレメント１の
検出信号として出力されるのである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、受光エレメント１を第６図（ａ）に示す
ような支持体２に載置固定したものにあっては、受光エ
レメント１と支持体２との接触面積が大きくなり、しか
も、支持体２の導体電極５が受光素子４ａ，４ｂに近接
するため、受光エレメント１によって検出された赤外線
の検出熱量が支持体２を通って大量に逃げてしまい、赤
外線の検出感度が大きく低下してしまうという問題があ
る。

また、受光エレメント１を第６図（ｂ）に示す支持体２
に載置固定したものにあっては、第７図に示すように、
受光素子４ａ，４ｂの一部が支持体２の円筒上端面に対
向し、この対向する受光素子４ａ，４ｂの斜線の部分か
ら導体電極５に向けて赤外線の検出熱量が逃げやすくな
り、また、この際、受光素子４ａ，４ｂの斜線以外の部
分からも赤外線の検出熱量が斜線の部分よりも時間をず
らして導体電極５側に徐々に逃げるため、受光素子４
ａ，４ｂの熱バランスが悪くなり、検出信号に大きなノ
イズ成分が加わるという問題がある。

さらに、受光エレメント１を第６図（ｃ）に示す支持体
２に載置固定するものにあっては、受光エレメント１は
断面積の小さい支持柱６によって、４点で支持されるか
ら、受光エレメント１から支持柱６を通って導体電極５
ａ，５ｂ側に逃げる熱量は小さくなり、受光素子４ａ，
４ｂの熱バランスの悪化は回避することができる。しか
しその反面、受光エレメント１は断面積の小さい支持柱
６によって支持されるものであるため、構造上、振動に
弱く、また、構造も複雑となるため、装置製造の作業性
が悪くなるという問題がある。

本考案は上記従来の課題を解決するためになされたもの
であり、その目的は、赤外線の検出感度を高め、さらに
受光素子の熱バランスの悪化を防止し、併せて振動等に
対する機械的強度にも優れた装置製造の容易な焦電型赤
外線検出器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本考案は、赤外線を検出する受光
エレメントが支持体によって載置固定されている焦電型
赤外線検出器において、前記受光エレメントを載置する
支持体の載置面は底部から上方部に向かって開拡する一
対の対向斜面によって構成されており、該一対の対向斜
面間に前記受光エレメントが架橋配置され、該斜面に対
して受光エレメントの端部が線接触状態で載置固定され
ていることを特徴として構成されている。

〔作用〕

本考案においては、受光エレメントは支持体の載置面す
なわち、支持体の一対の対向斜面間に架橋配置される。
この架橋配置により、受光エレメントの両端部は前記斜
面上に線接触状態で載置固定される結果、この斜面と受
光エレメントの接触面積は非常に小さくなり、このた
め、受光エレメント側から斜面に逃げる赤外線の熱量は
非常に小さなものとなる。このように、斜面側に逃げる
熱量が小さい上に、受光エレメントの両端部は前記両斜
面に対してほぼ対称に載置されるので、受光素子の熱バ
ランスの不均衡は生じない。その上、受光エレメントは
線接触状態で斜面上に配置されるから、接触面積が小さ
いにもかかわらず、振動等に対する機械的強度に対して
も強いものとなる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本考案に係る焦電型赤外線検出器の一実施例
が示されている。同図において、ステム７にはキャップ
状のケース８が嵌合固定されている。このケース８の中
央部は開口部10となっており、この開口部10は単結晶シ
リコン等からなる光学フィルタ11によって閉鎖されてい
る。前記ステム７にはアース側端子12aと、出力端子12b
と、電源端子12cとが固定されている。前記アース側端
子12aと電源端子12cはステム７から上方に突出し、その
突出先端部にアルミナあるいはセラミック等からなる支
持体２が固定されている。この支持体２の表面側中央部
には中心部、つまり底部から上側に向かって開拡する一
対の対向斜面3a,13bが形成されており、この斜面13a,13
bが受光エレメント１の載置面となっている。この受光
エレメント１は、前記第５図に示す従来の受光エレメン
トと同様に、エレメント基板３の上側（表面側）に一対
の受光素子４ａ，４ｂを形成したものである。

本実施例において特徴的なことは、受光エレメント１を
斜面13a,13b間に架橋状態で載置したことである。本実
施例においては、第２図に示すように、支持体２には斜
面13a,13bの上方側から上端面にかけて、導体電極14a,1
4bが蒸着等により形成されており、また、下面側にも電
極パターン（パターン形状は図示せず）20が形成されて
いる。そして、前記受光エレメント１の両端部は斜面13
a,13b側の導体電極14a,14b上に線接触状態で接触し、こ
の接触位置で受光エレメント１は導電ペースト等を用い
て導体電極14a,14b上に接着固定されている。

また、支持体２の中央裏面側には導通端子15と接続端子
21,22とが下方向に突設されており、この導通端子15の
先端部にはＦＥＴ(Field Effect Transisitor)16が固定
されている。また、支持体２にはスルーホール17が穿設
されており、このスルーホール17にスルーホール電極18
が嵌め込まれ、このスルーホール電極18の上端側は導体
電極14bに導通している。また、電極パターン20とＦＥ
Ｔ16は前記導通端子15と接続端子21,22とを介して導通
接続状態となっている。

第３図には受光エレメント１とＦＥＴ16との結線態様が
等価回路によって示されている。本実施例では、受光エ
レメント１の受光素子４ａ，４ｂは直列に接続されてお
り、受光素子４ａ側は導体電極14aとアース側端子12aと
を介してアース側に接続されている。さらに、このアー
ス側端子12aは電極パターン20と接続端子21を介してＦ
ＥＴ16のリーク抵抗器23の一端側に接続されている。一
方、受光素子４ｂ側は導体電極14bと、スルーホール電
極18と、導通端子15を介してＦＥＴ16の前記リーク抵抗
器23の他端側に接続されている。また、電源端子12cは
前記電極パターン20と、接続端子22とを介してＦＥＴ16
の電源側に接続されている。さらに、出力端子12bはＦ
ＥＴ16の信号取り出し側に接続されている。

かかる構成において、人体等の移動体から赤外線が光学
フィルタ11を通って受光エレメント１に入射すると、受
光素子４ａ，４ｂは赤外線量に対応して分極し、この分
極電荷に対応した信号を出力する。受光エレメント１は
受光素子４ａ，４ｂから出力する信号の差動出力を求
め、これを赤外線量の検出信号としてＦＥＴ16に供給す
る。ＦＥＴ16は前記受光エレメント１からの検出信号
（電流信号）をインピーダンス変換によって電圧信号に
変換し、この電圧信号に基づき前記受光エレメント１か
ら外部へ出力される電流をオン・オフ制御するのであ
る。

上記のように構成されている本実施例によれば、受光エ
レメント１は支持体２の斜面13a,13bに線接触状態で支
持されるものであるから、その接触面積は非常に小さ
く、その上、受光エレメント１と支持体２の間には受光
エレメント１からの熱伝導を防止する大きな空間部24が
形成されることから、受光エレメント１から支持体２側
に逃げる熱量は非常に小さなものとなり、感度が向上す
る。この効果を本考案者が実験により確認したところ、
本実施例の装置構成とすることにより従来の装置に較べ
約10％の感度向上を達成することができた。

また、受光エレメント１は第１図に示すように、左右の
端部が対称的に支持されるものであるから、受光素子４
ａ，４ｂの熱バランスが非常によく、実験の結果によれ
ば、スパイク状ノイズの発生は従来の装置に較べ30％以
上抑えることができた。しかも、前記の如く受光エレメ
ント１は線接触状態で支持されているから、前記従来例
の第６図（ｃ）に示す４点支持方式に比べ耐振動性を大
幅に向上することも可能となった。

なお、本考案は上記実施例に限定されることはなく、様
々な実施の態様を採り得るものである。例えば、上記実
施例では、受光エレメント１を支持する支持体２の載置
面をくさび状の斜面によって形成したが、受光エレメン
ト１の端部を線接触状態で支持できる斜面形状であれば
どのようなものでもよく、例えば、第４図（ａ）に示す
ように円弧面の斜面にしてもよく、あるいは、第４図
（ｂ）に示すように逆台型形状にしてもよく、斜面の形
状は仕様に応じ様々な形態を採り得るものである。

〔考案の効果〕

本考案は以上説明したように、受光エレメントを支持体
の斜面上に線接触状態で載置固定したものであるから、
受光エレメントの検出熱量が支持体側に逃げる度合いが
非常に小さく、これにより赤外線の検出感度を大幅に高
めることが可能となる。その上、受光エレメント上の受
光素子の熱バランスをよくすることができるため、ノイ
ズの発生が非常に小さく、これにより、信頼性の高い赤
外線量の検出を行うことが可能となる。しかも、受光エ
レメントは線接触状態で支持されているから、機械的構
造の上でも、耐振動性を高くすることができる。また、
受光エレメントの載置構造が簡易であるから、装置製作
も容易となり、装置コストの低減化を大幅に図ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る焦電型赤外線検出器の一実施例を
示す断面図、第２図は同実施例における受光エレメント
の支持体の斜視構成図、第３図は同実施例における受光
エレメントとＦＥＴとの結線を示す等価回路図、第４図
は受光エレメントを支持する支持体の各種斜面形状を示
す説明図、第５図は受光エレメントの外観説明図、第６
図は従来の焦電型赤外線検出器に使用されている支持体
の各種態様を示す斜視説明図、第７図は第６図（ｂ）の
支持体上に受光エレメントが載置固定されている状態を
示す説明図である。 １…受光エレメント、２…支持体、３…エレメント基
板、４ａ，４ｂ…受光素子、５，５ａ，５ｂ…導体電
極、６…支持柱、７…ステム、８…ケース、10…開口
部、11…光学フィルタ、12a…アース側端子、12b…出力
端子、12c…電源端子、13a,13b…斜面、14a,14b…導体
電極、15…導通端子、16…ＦＥＴ(Field Effect Transi
sitor)、17…スルーホール、18…スルーホール電極、20
…電極パターン、21,22…接続端子、23…リーク抵抗
器、24…空間部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】赤外線を検出する受光エレメントが支持体
   によって載置固定されている焦電型赤外線検出器におい
   て、前記受光エレメントを載置する支持体の載置面は底
   部から上方部に向かって開拡する一対の対向斜面によっ
   て構成されており、該一対の対向斜面間に前記受光エレ
   メントが架橋配置され、該斜面に対して受光エレメント
   の端部が線接触状態で載置固定されていることを特徴と
   する焦電型赤外線検出器。