JPH11248540A - Pyroelectric infrared detection element - Google Patents
Pyroelectric infrared detection elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物体から幅射され
る赤外線を検知する焦電型赤外線検知素子に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyroelectric infrared detecting element for detecting infrared rays emitted from an object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に人体を赤外線の変化量で検出する
素子には、焦電型赤外線検知素子（焦電素子）と呼ばれ
るものが多くを占めている。このような焦電型赤外線検
知素子を用いた赤外線式人体検知器は、防犯用侵入検知
器の他、照明等の負荷の自動制御用途として急速に普及
しつつある。焦電型赤外線検知素子は、ＰｂＴｉＯ3 ，
ＰＺＴ等のセラミックやＬｉＴａＯ3 等の単結晶、ＰＶ
Ｆ2 等の高分子ような焦電効果を有する材料を利用する
検知素子である。焦電効果とは、分極している焦電素子
に赤外線が入射すると熱に変換され、その温度変化によ
り今まで空気中のイオンと平衡状態にあった状態がバラ
ンスを崩し、これにより電荷を発生する特性のことをい
う。焦電型赤外線検知素子では、通常このときに発生す
る電荷を、ＦＥＴと高抵抗によりインピーダンス変換
し、電圧信号として取り出すものである。2. Description of the Related Art In general, most of devices for detecting a human body by the amount of change of infrared rays are called pyroelectric infrared detecting devices (pyroelectric devices). Infrared human body detectors using such a pyroelectric infrared detecting element are rapidly spreading for use in automatic control of loads such as lighting in addition to security intrusion detectors. The pyroelectric infrared detecting element is composed of PbTiO 3 ,
Ceramic such as PZT, single crystal such as LiTaO 3 , PV
A sensing device using a material having a polymer such pyroelectric effect of F 2 or the like. The pyroelectric effect is that when infrared light is incident on a polarized pyroelectric element, it is converted into heat, and the temperature change breaks the state of equilibrium with ions in the air and generates electric charges. Characteristics. In the pyroelectric infrared detecting element, an electric charge generated at this time is subjected to impedance conversion by an FET and a high resistance, and is taken out as a voltage signal.
【０００３】図６に焦電型赤外線検知素子を実装した赤
外線検知器１００の構造（実装状態を示す斜視図）、図
７（ａ）、（ｂ）に赤外線検知器１００内のＦＥＴ１０
１、高抵抗１０２、焦電体チップ１の接続方式を示す回
路図を示す。尚図７中ＤはＦＥＴ１０１のドレイン、Ｓ
はソースを夫々示し、またＧＮＤはグランドを示す。図
示するように焦電体チップ１上に２つの受光部２ａ，２
ｂを構成している焦電型赤外線検知素子は、一般的にデ
ュアルタイプと呼ばれており、このタイプのものは比較
的大きな動き（人間の移動等）を検出するのに適してい
る。FIG. 6 shows a structure (a perspective view showing a mounted state) of an infrared detector 100 on which a pyroelectric infrared detecting element is mounted, and FIGS. 7A and 7B show an FET 10 in the infrared detector 100.
1 is a circuit diagram showing a connection system of a high resistance 102 and a pyroelectric chip 1. In FIG. 7, D is the drain of the FET 101, S
Indicates a source, and GND indicates a ground. As shown in the figure, two light receiving sections 2a and 2
The pyroelectric infrared detecting element constituting b is generally called a dual type, and this type is suitable for detecting relatively large movements (such as human movement).
【０００４】このような焦電型赤外線検知素子の焦電体
チップ１はＦＥＴ１０１と高抵抗１０２を組み合わせた
インピーダンス変換回路とともにプリント基板１０３上
に実装され、その際焦電体チップ１は両端部に形成され
た電極部を、プリント基板１０３上に設けた支持部１０
４の上に橋渡し状に導電性接着剤等で接着され、インピ
ーダンス変換回路と導通を取った上でプリント基板１０
３との熱的アイソレーションを確保している。プリント
基板１０３はＴＯ−５型のパッケージをキャップ１０５
とともに構成するベース１０６のピン１０７の上端に結
合される。キャップ１０５は赤外線通過用のフィルタ１
０８を装着した窓部を有し、プリント基板１０３を収納
するようにベース１０６に被着される。The pyroelectric chip 1 of such a pyroelectric infrared detecting element is mounted on a printed circuit board 103 together with an impedance conversion circuit combining an FET 101 and a high resistance 102, and the pyroelectric chip 1 is provided at both ends. The formed electrode portion is connected to the support portion 10 provided on the printed circuit board 103.
The printed circuit board 10 is bonded on the printed circuit board 4 in a bridging manner with a conductive adhesive or the like to establish conduction with the impedance conversion circuit.
3 is thermally isolated. The printed circuit board 103 has a TO-5 type package with a cap 105.
It is coupled to the upper end of the pin 107 of the base 106 which is configured together with the base. The cap 105 is a filter 1 for passing infrared rays.
08 is attached to the base 106 so as to accommodate the printed circuit board 103.
【０００５】この例に用いられている焦電体チップ１の
一例を図８に、また焦電体チップ１を表面から見た透視
状態図を図９に示す。図示するような焦電体チップ１
は、焦電効果を有する材料基板の表裏面に、表裏面の夫
々の両端部に形成された電極部（支持部と接着する部
分）３ａ，３ｂから、導電パターン４ａ，４ｂを経て延
びる複数の導電ランドをほぼ同等な形状で形成し、材科
基板の表裏面夫々に形成された極性の異なる導電ランド
で挟み込んだ部分を受光部としている。FIG. 8 shows an example of the pyroelectric chip 1 used in this example, and FIG. 9 shows a perspective view of the pyroelectric chip 1 as viewed from the surface. Pyroelectric chip 1 as shown
Are formed on the front and back surfaces of a material substrate having a pyroelectric effect from a plurality of electrode portions (portions to be bonded to the support portions) 3a and 3b formed at both ends of the front and back surfaces, via a plurality of conductive patterns 4a and 4b. The conductive lands are formed in substantially the same shape, and a portion sandwiched between conductive lands having different polarities formed on the front and back surfaces of the material substrate is used as a light receiving portion.
【０００６】今、図８（ａ）における焦電体チップ１の
上部の電極部３ａを＋極性、下部の電極部３ｂを−極性
と便宜上決めると、２つの受光部２ａ，２ｂのうち表面
において＋極性の電極部３ａに導電パターン４ａを通じ
て結線されている受光部２ａが＋の極性を有し、表面に
おいて−極性の電極部３ｂに導電パターン４ｂを通じて
結線されている受光部２ｂが−の極性を有していること
になる。図８（ｂ）は焦電体チップ１の裏面側を示し、
図９は焦電体チップ１を表面側から透視した状態を示
し、この図９において裏面の導電パターン、電極部に対
応する部位には右下がりの斜線を入れ、また受光部２
ａ，２ｂの表，裏の導電ランドには右上がり、左下がり
の斜線を入れて示している。If the upper electrode 3a and the lower electrode 3b of the pyroelectric chip 1 in FIG. 8A are determined to have a positive polarity and a negative polarity, respectively, for convenience, the surface of the two light receiving portions 2a and 2b is The light receiving portion 2a connected to the positive electrode portion 3a through the conductive pattern 4a has a positive polarity, and the light receiving portion 2b connected to the negative electrode portion 3b through the conductive pattern 4b on the surface has a negative polarity. Will have. FIG. 8B shows the back side of the pyroelectric chip 1,
FIG. 9 shows a state in which the pyroelectric chip 1 is seen through from the front surface side. In FIG.
The conductive lands on the front and rear sides of a and 2b are shown with oblique lines rising upward and downward to the left.
【０００７】また、このような焦電体チップ１は１枚の
大きさが約４．６ｍｍ×２．７ｍｍで、その厚さが４０
μｍと非常に小さくい。このため、電極部、導電パター
ン、導電ランドを複数個メタルマスクに形成し、例えば
２．５インチサイズの焦電効果を有する材料のウエハの
表面及び裏面に、厚さ約２００〜５００ÅののＮｉＣｒ
等の材料を蒸着することにより図示するような寸法を持
つ所定の電極部３ａ，３ｂ、導電パターン４ａ，４ｂ、
導電ランドを形成し、更にダイシング等の方法により個
片に切断して１枚のウエハから数百個の焦電体チップ１
が製造されている。Further, such a pyroelectric chip 1 has a size of about 4.6 mm × 2.7 mm and a thickness of 40 mm.
It is very small as μm. Therefore, a plurality of electrode portions, conductive patterns, and conductive lands are formed on a metal mask, and for example, NiCr having a thickness of about 200 to 500 mm is formed on the front and back surfaces of a wafer having a pyroelectric effect of 2.5 inches in size.
The predetermined electrode portions 3a and 3b, the conductive patterns 4a and 4b having the dimensions shown in FIG.
A conductive land is formed, and further cut into individual pieces by a method such as dicing or the like, and several hundred pyroelectric chips 1 are formed from one wafer.
Are manufactured.
【０００８】図１０にこのような焦電型赤外線検知素子
を用いた赤外線検知器１００からなる赤外線式人体検知
器のブロック図を、図１１にその赤外線式人体検知器の
外観図を、図１２に４分割レンズを用いた赤外線式人体
検知器の検知エリアを表す図を夫々示す。図１０におい
て、赤外線検知器１００は集光器１２０を通じて赤外線
を受光する。この受光された赤外線はＦＥＴと高抵抗を
組み合わせたインピーダンス変換回路により微小信号と
して赤外線検知器１００より出力され、外付け回路部２
００のバンドパスアンプ２０１により所望の周波数帯域
のみの信号が増幅される。更に、この出力に対してコン
パレータ２０２を設けてあり、増幅された信号がスレッ
シュレベルより大きい場合に検知信号を出力する。そし
て、タイマー２０３により予め設定されたオフディレイ
タイム（遅延時間）の間、出力回路２０４により負荷２
０５をオンさせるといった処理を行う。FIG. 10 is a block diagram of an infrared human body detector comprising the infrared detector 100 using such a pyroelectric infrared detecting element, FIG. 11 is an external view of the infrared human body detector, and FIG. 2A and 2B respectively show diagrams showing detection areas of an infrared human body detector using a four-divided lens. In FIG. 10, an infrared detector 100 receives infrared light through a light collector 120. The received infrared light is output from the infrared detector 100 as a minute signal by an impedance conversion circuit combining an FET and a high resistance.
The signal of only the desired frequency band is amplified by the bandpass amplifier 201 of 00. Further, a comparator 202 is provided for this output, and outputs a detection signal when the amplified signal is larger than a threshold level. During the off-delay time (delay time) set in advance by the timer 203, the load 2 is output by the output circuit 204.
05 is turned on.
【０００９】このような赤外線式人体検知器の場合に
は、検知エリアはマルチレンズ又はミラー等により構成
される集光器１２０により設定される。尚図１１の示す
赤外線式人体検知器の構造では、外付け回路部２００を
構成するコンデンサ、抵抗等の電子部品３０１やＩＣ３
０２をを実装したプリント基板３００上に赤外線検知器
１００を実装し、上記集光器１２０を赤外線検知器１０
０を覆うようにプリント基板３００上に取り付けてあ
る。In the case of such an infrared type human body detector, the detection area is set by a condenser 120 composed of a multi-lens or a mirror. In the structure of the infrared type human body detector shown in FIG. 11, electronic components 301 such as capacitors and resistors,
02 is mounted on a printed circuit board 300 on which the infrared detector 10 is mounted.
0 is mounted on the printed circuit board 300 so as to cover 0.
【００１０】図１２はマルチレンズからなる集光器１２
０により検知エリアを構成する例を示しており、この場
合例えば４分割のマルチレンズを集光器１２０として備
えた本赤外線式人体検知器４００を廊下の壁面Ｗａに設
置して、本赤外線式人体検知器４００の前方を通過する
人体Ｍを検出するために用いた場合には、Ａ1 〜Ａ4に
４分割された検知エリアが設定される。FIG. 12 shows a condenser 12 composed of multiple lenses.
0 shows an example in which a detection area is formed. In this case, for example, the infrared human body detector 400 provided with a 4-division multi-lens as a light collector 120 is installed on a wall Wa in a corridor, and the infrared human body when used to detect the human body M, which passes in front of the detector 400, the a 1 to a 4 is divided into four detection areas are set.
【００１１】図１２（ａ）は、この赤外線式人体検知器
４００と検知エリアを側面から見た図で、同図における
赤外線式人体検知器４００を設けた壁面Ｗａの向かいの
壁面Ｗｂに構成された検知エリアを正面から見たものが
図１２（ｂ）である。この図１２（ａ）（ｂ）において
示されたＸ方向に人体Ｍが移動した場合には、人体Ｍは
＋極性の受光部２ａによる検知エリアと−極性の受光部
２ｂによる検知エリアを、順番に横切ることになるの
で、検知信号出力が得られ易い。しかし、赤外線式人体
検知器４００の設置ミス等の何らかの原因により、人体
ＭがＹ方向に検知エリアを横切るよう設置された場合に
は、＋極性と−極性の受光部による検知エリアを、人体
Ｍが同時に横切ることになり、＋極性の出力と−極性の
出力がお互いに打ち消しあうので、原理的には出力は発
生しない。但し各受光部２ａ，２ｂの感度にばらつきが
あることや、２つの受光部２ａ，２ｂの検知エリアヘの
赤外線の入射量が全く同じということは、実際上はあり
得ないので、現実的には何らかの出力が発生する。しか
し、Ｘ方向と比較して、Ｙ方向はより出力の得られにく
い方向であることは間違いない。このことが、デュアル
タイプの焦電型赤外線センサが、比較的大きな動作（移
動）を検出するのに適している所以である。言い換えれ
ば、方向性を有している。FIG. 12A is a view of the infrared type human body detector 400 and the detection area as viewed from the side. The infrared type human body detector 400 is formed on a wall surface Wb opposite to the wall surface Wa provided with the infrared type human body detector 400 in FIG. FIG. 12B shows the detected detection area from the front. When the human body M moves in the X direction shown in FIGS. 12A and 12B, the human body M sequentially moves the detection area by the positive polarity light receiving unit 2a and the detection area by the negative polarity light receiving unit 2b. , The detection signal output is easily obtained. However, when the human body M is installed so as to cross the detection area in the Y direction due to some cause such as an installation error of the infrared human body detector 400, the detection area by the positive and negative polar light receiving units is changed to the human body M. Cross at the same time, and the output of the positive polarity and the output of the negative polarity cancel each other, so that no output is generated in principle. However, the fact that the sensitivities of the light receiving sections 2a and 2b vary and the incident amounts of infrared rays to the detection areas of the two light receiving sections 2a and 2b are not exactly the same are practically impossible. Some output occurs. However, there is no doubt that the Y direction is a direction in which it is more difficult to obtain an output than the X direction. This is why the dual type pyroelectric infrared sensor is suitable for detecting a relatively large operation (movement). In other words, it has directionality.
【００１２】次に、別の焦電体チップ１の一例を図１３
に、この焦電体チップ１を表面から見た透視状態図を図
１４に示す。この図示する焦電体チップ１は、図８及び
図９に示された焦電体チップ１と同様に、焦電効果を有
する材料基板の表裏面に、表裏面の夫々の両端部に形成
された電極部３ａ、３ｂ（図６に示す支持部１０４と接
着する部分）から、導電パターン４ａ，４ｂを経て延び
る複数の導電ランドをほぼ同等な形状で形成し、材料基
板の表裏面夫々に形成された極性の異なる導電ランドで
挟み込んだ部分を受光部２ａ〜２ｄとしている。前述し
たように、図８及び図９に示した焦電体チップ１がデュ
アルタイプと呼ばれているのに対して、図１３及び図１
４に示した焦電体チップ１は４つの受光部２ａ〜２ｄを
有しているので、一般にクワッドタイプあるいは４エレ
メントタイプと呼ばれており、比較的小さな動き（人体
の微動等）を検出するのに適している。尚図１４におい
て、裏面の導電パターン、電極部に対応する部位には右
下がりの斜線を入れ、また受光部２ａ，２ｂの表，裏の
導電ランドには右上がり、左下がりの斜線を入れて示し
ている。Next, an example of another pyroelectric chip 1 is shown in FIG.
FIG. 14 shows a perspective view of the pyroelectric chip 1 as viewed from the surface. The pyroelectric chip 1 shown in the figure is formed on the front and back surfaces of a material substrate having a pyroelectric effect and at both ends of the front and back surfaces, similarly to the pyroelectric chip 1 shown in FIGS. 8 and 9. A plurality of conductive lands extending through the conductive portions 4a and 4b are formed in substantially the same shape from the electrode portions 3a and 3b (the portions bonded to the support portions 104 shown in FIG. 6), and formed on the front and back surfaces of the material substrate, respectively. The portions sandwiched between the conductive lands having different polarities are light receiving portions 2a to 2d. As described above, the pyroelectric chip 1 shown in FIGS. 8 and 9 is called a dual type, while the pyroelectric chip 1 shown in FIGS.
Since the pyroelectric chip 1 shown in FIG. 4 has four light receiving sections 2a to 2d, it is generally called a quad type or a four element type, and detects relatively small movements (such as slight movements of the human body). Suitable for In FIG. 14, diagonal lines of lower right are inserted in portions corresponding to the conductive patterns and electrode portions on the rear surface, and diagonal lines of upper right and lower left are inserted in the front and rear conductive lands of the light receiving portions 2a and 2b. Is shown.
【００１３】ここで、図１３（ａ）に示す焦電体チップ
１の上部の電極部３ａを＋極性、下部の電極部３ｂを−
極性と便宜上決めると、４つの受光部２ａ〜２ｄのうち
表面において＋極性の電極部２ａに導電パターン４ａを
通じて結線されている受光部２ｂ及び２ｄが＋の極性を
有し、表面において−極性の電極部３ｂに導電パターン
４ｂを通じて結線されている受光部２ａ及び受光部２ｃ
が−の極性を有していることになる。尚図１３（ａ）で
示す焦電体チップ１の表面側の上下位置に対応する裏面
側の位置は図１３（ｂ）では反対側に示されている。Here, the upper electrode portion 3a of the pyroelectric chip 1 shown in FIG. 13A has a positive polarity, and the lower electrode portion 3b has a negative polarity.
When the polarities are determined for convenience, of the four light receiving portions 2a to 2d, the light receiving portions 2b and 2d connected to the positive electrode portion 2a through the conductive pattern 4a on the surface have a positive polarity, and the surface has a negative polarity. Light receiving unit 2a and light receiving unit 2c connected to electrode unit 3b through conductive pattern 4b
Has a negative polarity. The position on the back side corresponding to the vertical position on the front side of the pyroelectric chip 1 shown in FIG. 13 (a) is shown on the opposite side in FIG. 13 (b).
【００１４】さて図１３及び図１４に示した例は、焦電
体チップ１上に受光部２ａ〜２ｄを囲むようにしてスリ
ット６を設けている。これは既に本発明者らが提案（特
願平９−０３２２５４号）しているように、焦電型赤外
線検知素子に温度変化を与えたときに生じるストレス
が、このスリット６により有効に吸収され、焦電型赤外
線検知素子特有の現象であるポップコンノイズを低減さ
せる等の効果がある。In the examples shown in FIGS. 13 and 14, a slit 6 is provided on the pyroelectric chip 1 so as to surround the light receiving sections 2a to 2d. This is because, as already proposed by the present inventors (Japanese Patent Application No. 9-032254), the stress generated when a temperature change is applied to the pyroelectric infrared detecting element is effectively absorbed by the slit 6. This has the effect of reducing pop-con noise which is a phenomenon peculiar to the pyroelectric infrared detecting element.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】前述したが、被検知対
象物の比較的大きな動作、例えば移動する人体を検出す
るといった用途には、図８及び図９に示したようなデュ
アルタイプの素子が用いられる。このようなデュアルタ
イプの素子と４分割のマルチレンズとを用いて検知エリ
アを構成する例を図１２において説明したが、検知エリ
アをもう少し横方向に広げたいという要望があった場
合、レンズ分割数はそのままの４分割で対応しようとす
ると、図１５に示すように隣接する分割レンズによる検
知エリアＡ1，Ａ2 間の間隔が大きくなり、検知ビーム
が構成されない部分Ｂ（検知ビームと検ビームとの間
隙）が広がってしまい、その結果その間隙において被検
知対象物が移動した際に、検出できないといった問題が
生じる。従って、検知エリアを広げたい場合には、レン
ズ分割数を増やすことにより、間隙部分を広げずに、検
知ビームの本数を増やすといった方策が採用されるのが
一般的である。As described above, a dual-type element as shown in FIGS. 8 and 9 is used for relatively large movements of the detection target, for example, for detecting a moving human body. Used. An example in which a detection area is configured using such a dual type element and a four-division multi-lens has been described with reference to FIG. 12, but if there is a request to expand the detection area a little more in the horizontal direction, the number of lens divisions If it is attempted to perform the division by four divisions as it is, as shown in FIG. 15, the interval between the detection areas A 1 and A 2 by the adjacent division lenses becomes large, and the part B where the detection beam is not formed (the detection beam and the detection beam (Gap) is widened, and as a result, when the detection target moves in the gap, there is a problem that the detection cannot be performed. Therefore, when it is desired to widen the detection area, it is common practice to increase the number of detection beams without increasing the gap by increasing the number of lens divisions.
【００１６】しかしながら、レンズの大きさ（表面積）
というものは、構造上或いはデザイン上等の理由によ
り、所定の大きさに制限される。従って、レンズ分割数
を増やしたからといって、レンズそのもののサイズは大
きくできないという制約がある。すなわち、この場合に
は、マルチレンズを構成するレンズ全体の大きさはその
ままで、１枚１枚のレンズの表面積が、分割数が増えた
分だけ減少することになる。However, the size (surface area) of the lens
This is limited to a predetermined size for structural or design reasons. Therefore, there is a restriction that the size of the lens itself cannot be increased simply by increasing the number of lens divisions. That is, in this case, the surface area of each lens decreases as the number of divisions increases while the size of the entire lens constituting the multi-lens remains unchanged.
【００１７】この場合、各分割レンズの赤外線集光量と
いうものは、レンズ面積に略比例すると考えてよいの
で、レンズの焦点距離が同じで、同様の検知エリアが構
成されていたとしても、一つの分割レンズの面積が小さ
い分、焦電型赤外線センサの１検知ビームあたりの感度
は低下する。また、検知エリアを広げるための別方策と
して、焦電体チップ１上に形成される受光部の数を増や
すことも考えられる。しかしながら、この方策には以下
のような問題点がある。In this case, the amount of infrared light condensed by each split lens can be considered to be substantially proportional to the lens area. Therefore, even if the focal lengths of the lenses are the same and the same detection area is formed, a single detection area is formed. As the area of the split lens is small, the sensitivity per detection beam of the pyroelectric infrared sensor decreases. As another measure for expanding the detection area, it is conceivable to increase the number of light receiving sections formed on the pyroelectric chip 1. However, this measure has the following problems.
【００１８】すなわち、図８に示すデュアルタイプでは
２つ形成されている受光部を、導電パターンを工夫する
ことにより、それ以上の数に増やすことは可能である
が、焦電体チツプ１の全体のサイズ（図８では４．６×
２．７ｍｍ）は、コスト的な問題や構造的な問題から、
これ以上極端に大きくすることはできない。従って、受
光部の数を増やす場合には、１個当たりの受光部サイズ
と受光部間のギャップを現行よりも小さくせざるを得な
い。受光部のサイズが小さくなるということは、すなわ
ち感度が低下することを意味している。また受光部間の
ギャップが小さくなるということは、一般的にクロスト
ークと呼ばれる熱的な相互干渉が発生しやすいので、よ
り感度が低下する要因になってしまう。尚クロストーク
とは、受光部上に入射した赤外線が、材料基板上を伝搬
していく現象で、その伝搬した熱が、隣接する反対の極
性を有する受光部に到達すると、本来の受光部から発生
する出力を打ち消す方向に働く現象である。That is, in the dual type shown in FIG. 8, it is possible to increase the number of light receiving sections to two or more by devising a conductive pattern. Size (4.6 × in FIG. 8)
2.7mm) is a cost and structural problem,
It cannot be made much larger than this. Therefore, when increasing the number of light receiving sections, the size of each light receiving section and the gap between the light receiving sections have to be smaller than the current one. Decreasing the size of the light receiving section means that the sensitivity is reduced. In addition, a decrease in the gap between the light receiving units is likely to cause thermal mutual interference, generally called crosstalk, which causes a further decrease in sensitivity. Note that crosstalk is a phenomenon in which infrared light incident on a light receiving unit propagates on a material substrate. When the propagated heat reaches an adjacent light receiving unit having the opposite polarity, the original light receiving unit This is a phenomenon that works in the direction to cancel the generated output.
【００１９】このように、上記のような方策では、検知
エリアは広くなっても、検知ビーム１本当たりの感度低
下が発生したり、クロストークが発生してしまうことに
なるので、現実的な方策とはなり得ない。本発明は、上
述の問題点に鑑みえて為されたもので、その目的とする
ところは、検知ビーム間の間隙はそのままで、レンズの
分割数を増加させることなく、検知エリアを広げること
ができ、移動する人体のような被検知対象物を検出する
のに最適な焦電型赤外線検知素子を提供することにあ
る。As described above, in the above-described method, even if the detection area is widened, the sensitivity per one detection beam is reduced or crosstalk is generated. It cannot be a strategy. The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to increase the detection area without increasing the number of lens divisions while maintaining the gap between the detection beams. Another object of the present invention is to provide a pyroelectric infrared detecting element that is optimal for detecting a detection target such as a moving human body.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、焦電効果を有する材料基板の
表裏面に、表裏面の夫々の両端部に形成された電極部か
ら、導電パターンを経て延びる複数の導電ランドをほぼ
同等な形状で形成し、上記材料基板の表裏面の夫々に形
成された上記導電ランドで、上記材料基板の表裏面を挟
み込んだ部分を受光部とした焦電体チップを用い、４個
以上の受光部が上記材料基板上に一例にアレイ状に形成
され、各受光部に隣接する受光部と異なる極性を有し、
隣接する受光部間には、受光部の大きさに応じた孔部や
溝部からなる熱絶縁部を設けて成ることを特徴とする。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a material substrate having a pyroelectric effect is formed on the front and back surfaces of a material substrate by using electrode portions formed at both ends of the front and back surfaces. A plurality of conductive lands extending through the conductive pattern are formed in substantially the same shape, and the conductive lands formed on each of the front and back surfaces of the material substrate, a portion sandwiching the front and back surfaces of the material substrate as a light receiving portion. Using a pyroelectric chip, four or more light receiving portions are formed in an array on the material substrate as an example, and have different polarities from light receiving portions adjacent to each light receiving portion,
It is characterized in that a heat insulating portion composed of a hole or a groove according to the size of the light receiving portion is provided between adjacent light receiving portions.
【００２１】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、受光部の形状を略四角形状とするとともに、その
長辺と短辺の長さの比率を、短辺を１とした場合長辺を
３以上とすることを特徴とする。而して請求項ｌの発明
では、４個以上の受光部が焦電チップ上に１列にアレイ
状に形成され、各受光部は隣接する受光部と異なる極性
を有しているので、受光部の数を４個とした場合、従来
のデュアルタイプと比較して、マルチレンズの分割数を
半減でき、例えば受光部の数を４個と仮定すれば、デュ
アルタイプの焦電型赤外線検出素子と４分割レンズによ
り構成される検知エリアは、２分割のマルチレンズによ
り同等の検知エリアが構成される。また、デュアルタイ
プの場合と同じ４分割のマルチレンズを採用することに
より、１枚のレンズ面積はそのままで（すなわち、１枚
のレンズの赤外線の集光量はそのままで）、デュアルタ
イプの場合よりもより広い検知エリアを構成することが
できる。また、各受光部と各受光部の間には、受光部サ
イズに応じた孔部や溝部からなる熱絶縁部を設けている
ため、各受光部間の熱絶縁性が良く、その結果受光部の
熱的相互干渉（クロストーク）が発生しにくく、デュア
ルタイプの場合と比較して１つの受光部の面積が減少し
たにもかかわらず、同等以上の感度を有することができ
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the shape of the light receiving portion is substantially rectangular and the ratio of the length of the long side to the short side is set to 1 when the short side is 1. The number of sides is three or more. In the invention of claim 1, four or more light receiving portions are formed in an array on the pyroelectric chip in an array, and each light receiving portion has a different polarity from the adjacent light receiving portion. When the number of parts is four, the number of divisions of the multi-lens can be reduced by half as compared with the conventional dual type. For example, assuming that the number of light receiving parts is four, a dual type pyroelectric infrared detecting element The detection area constituted by the four divided lenses constitutes an equivalent detection area by the multi-lens divided into two. Also, by employing the same four-division multi-lens as in the case of the dual type, the area of one lens is kept as it is (that is, the amount of infrared rays collected by one lens is kept as it is), and the A wider detection area can be configured. In addition, since a heat insulating portion composed of a hole or a groove according to the size of the light receiving portion is provided between each light receiving portion, the heat insulation between the light receiving portions is good. Is less likely to cause thermal mutual interference (crosstalk), and the sensitivity can be equal to or higher than that of the dual type even though the area of one light receiving unit is reduced.
【００２２】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、受光部の形状を略四角形状とするとともに、その
長辺と短辺の長さの比率を、短辺を１とした場合長辺を
３以上とするので、従来の２：１程度の比率よりも、側
而から見た人体の縦横比により近く、効率的に人体から
の赤外線を入射することができるので、移動する人体を
検出するのに適している。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the shape of the light receiving portion is substantially rectangular, and the ratio of the length of the long side to the short side is 1 when the short side is 1. Since the number of sides is 3 or more, the aspect ratio of the human body as viewed from the side is closer to that of the conventional ratio of about 2: 1 and infrared rays from the human body can be efficiently incident. Suitable for detection.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により詳
説する。 （実施形態１）図１に本実施形態における焦電体チップ
１を表裏から夫々見た平面図を、図２に本実施形態の焦
電体チッ プ１の表面から見た透視状態図を示す。本実
施形態では、焦電体チップ１上に４つの受光部２ａ〜２
ｂを図において上下方向に一列に形成するともに各受光
部２ａ〜２ｃの両側に従来例と同様な熱絶縁部を構成す
る孔部（以下スリットと言う）６を夫々設けてある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. (Embodiment 1) FIG. 1 is a plan view of the pyroelectric chip 1 of the present embodiment viewed from the front and back, and FIG. 2 is a perspective view of the pyroelectric chip 1 of the present embodiment viewed from the surface. . In this embodiment, four light receiving sections 2 a to 2
b are formed in a row in the vertical direction in the figure, and holes (hereinafter, referred to as slits) 6 are formed on both sides of each of the light receiving sections 2a to 2c to constitute a heat insulating section similar to the conventional example.
【００２４】ここで焦電体チップ１の各部の寸法は図示
する寸法により形成しており、受光部２ａ〜２ｄの寸法
を１．３５ｍｍ×０．２５ｍｍとし、またスリット６の
寸法は、１．６ｍｍ×０．２５ｍｍとしてある。さて受
光部２ａ〜２ｄの内互いに隣り合う受光部は、夫々の極
性が異なるように配列されている。つまり交互に異なる
極性となっている。言わば図９に示したようなデュアル
タイプが２つ横方向に列設されていると考えてよい。従
って本実施形態の場合も、人体Ｍ等被検出物体の比較的
大きな動き（移動）を検出するのに適しており、一般的
に４エレメントリニアアレイと呼ばれている。Here, the dimensions of each part of the pyroelectric chip 1 are formed as shown in the figure, the dimensions of the light receiving parts 2a to 2d are 1.35 mm × 0.25 mm, and the dimensions of the slit 6 are 1. 6 mm x 0.25 mm. The light receiving units adjacent to each other among the light receiving units 2a to 2d are arranged so as to have different polarities. That is, the polarities are alternately different. In other words, it can be considered that two dual types as shown in FIG. 9 are arranged in the horizontal direction. Therefore, this embodiment is also suitable for detecting a relatively large movement (movement) of the detected object such as the human body M, and is generally called a four-element linear array.
【００２５】焦電体チップ１の表面は、図１に示すよう
に焦電体チップ１の両端に形成された電極部（インピー
ダンス変換回路やＩＣを実装した基板に設けられた支持
部との接続部）３ａ，３ｂから導電パターン４ａ，４ｂ
を延ばし、その先に受光部２ａ〜２ｄを構成する導電ラ
ンドを形成している。焦電体チップ１においては、焦電
体材料の表面と裏面で異極性の導電ランドで挟み込んだ
部分が受光部として機能する。すなわち、焦電体チップ
１の表面側の上部の電極部３ａを＋極性、また表面側の
下部の電極部３ｂを−極性と便宜上決めると、導電パタ
ーン４ａを介して上部の＋極性の電極部３ａに接続され
ている受光部２ａ及び受光部２ｃは、裏面では導電パタ
ーン４ｂを介して下部の−極性の電極部３ｂに接続され
ている。そして、これら受光部２ａと受光部２ｃは、＋
極性を有していると見なすことができる。As shown in FIG. 1, the surface of the pyroelectric chip 1 is connected to electrode portions formed at both ends of the pyroelectric chip 1 (connection to a supporting portion provided on a substrate on which an impedance conversion circuit or an IC is mounted). Parts) 3a, 3b to conductive patterns 4a, 4b
And conductive lands constituting the light receiving sections 2a to 2d are formed at the tip of the extension. In the pyroelectric chip 1, a portion sandwiched between conductive lands of different polarities on the front and back surfaces of the pyroelectric material functions as a light receiving portion. That is, if the upper electrode portion 3a on the front surface side of the pyroelectric chip 1 is determined to have a positive polarity and the lower electrode portion 3b on the front surface side is determined to be a negative polarity for convenience, the upper positive electrode portion via the conductive pattern 4a. The light receiving portion 2a and the light receiving portion 2c connected to 3a are connected to the lower negative polarity electrode portion 3b via the conductive pattern 4b on the back surface. The light receiving unit 2a and the light receiving unit 2c are
It can be considered as having polarity.
【００２６】同様に導電パターン４ｂを介して下部の−
極性の電極部３ｂに接続されている受光部２ｂ及び受光
部２ｄは、裏面では導電パターン４ａを介して上部の＋
極性の電極部３ａに接続されている。そして、これら受
光部２ｂと受光部２ｄＤは、−極性を有していると見な
すことができる。尚図２において右下がりの斜線の入っ
た電極部３ａ，３ｂ、導電パターン４ａ，４ｂは焦電体
チップの裏面側のものを示し、受光部２ａ〜２ｄの表裏
の導電ランドは右上がり、右下がりの斜線を入れて示し
ている。Similarly, through the conductive pattern 4b,
The light receiving portion 2b and the light receiving portion 2d connected to the polar electrode portion 3b are connected to the +
It is connected to the polar electrode portion 3a. The light receiving unit 2b and the light receiving unit 2dD can be regarded as having negative polarity. In FIG. 2, the electrode portions 3a and 3b and the conductive patterns 4a and 4b, which are hatched in the lower right direction, are the ones on the back side of the pyroelectric chip. It is shown with a downward slash.
【００２７】また表裏判別マーカ５は焦電体チップ１の
表面にのみ形成しており、実装の際にこの焦電体チップ
１の表裏を識別するためのマーカとなるものである。本
実施形態における焦電体チップ１の外形は略八角形状
で、コーナー部１ａを例えば半径１ｍｍの円弧形状（ア
ール）に形成することによって、切断の際にコーナー部
１ａに発生することの多いチッピングやマイクロクラッ
クの発生を防止する効果を有している。尚焦電効果を有
した材料のウエハを、このような形状の焦電体チップ１
に切断するためには、従来用いられていたダイシングに
よる切断では、直線的にしか切断できないので不可能で
ある。したがって、このような形状の焦電体チップを得
るためにサンドブラスト加工等の工法を用いる。The front / back discrimination marker 5 is formed only on the surface of the pyroelectric chip 1 and serves as a marker for identifying the front and back of the pyroelectric chip 1 at the time of mounting. The outer shape of the pyroelectric chip 1 in the present embodiment is substantially octagonal, and the corner portion 1a is formed in, for example, an arc shape (R) having a radius of 1 mm, so that chipping often occurs in the corner portion 1a when cutting. And the effect of preventing the occurrence of microcracks. A wafer made of a material having a pyroelectric effect is placed on the pyroelectric chip 1 having such a shape.
Conventionally, dicing is not possible, because cutting can be performed only linearly. Therefore, a method such as sandblasting is used to obtain a pyroelectric chip having such a shape.
【００２８】より具体的には、表裏両に所定の導電パタ
ーン４ａ，４ｂや導電ランドが形成された焦電体ウエハ
の裏側をガラス等の平面度の高い基板に固定し、焦電体
ウエハの表面上に、例えば感光性ドライフィルムレジス
ト等の砥粒に対して充分耐性のあるレジスト膜を形成
し、フォトリソグラフィーにより回路パターンを保護す
るとともに、所望の無電体チップ１の形状になるように
焦電体ウエハの表面に達する孔部を有するレジストパタ
ーンを形成し、次にレジストパターンに従って焦電体ウ
エハに微細な砥粒を一定の圧力で吹き付けて、所望の形
状の焦電体チップ１を得る。More specifically, the back side of a pyroelectric wafer having predetermined conductive patterns 4a and 4b and conductive lands formed on both sides is fixed to a substrate having high flatness, such as glass, to form the pyroelectric wafer. On the surface, for example, a resist film having sufficient resistance to abrasive grains such as a photosensitive dry film resist is formed, and the circuit pattern is protected by photolithography. A resist pattern having a hole reaching the surface of the electric wafer is formed, and then fine abrasive grains are sprayed at a constant pressure on the pyroelectric wafer according to the resist pattern to obtain a pyroelectric chip 1 having a desired shape. .
【００２９】ここにサンドブラスト加工とは、微細な砥
粒を一定の圧力で被加工物に吹き付けることにより、被
加工物を切断したり溝を開けたりする方法で、サンドブ
ラスト加工以外にも、半導体の製造に用いられるドライ
エッチング（イオンミリング、ＲＩＥ）法や、ウエット
エッチング法等のエッチング方法を用いて形成してもよ
い。Here, sand blasting is a method in which fine abrasive grains are sprayed at a constant pressure onto a workpiece to cut or groove the workpiece. It may be formed by using an etching method such as a dry etching (ion milling, RIE) method or a wet etching method used for manufacturing.
【００３０】図１及び図２に示すように各受光部２ａ〜
２ｂの両側に設けるスリット６は、同様の方法により形
成する。このように、各受光部２間にスリット６を設け
て、受光部２間の熱絶縁性を上げることにより、前述し
たクロストークが減少し、受光部２に入射した赤外線エ
ネルギーをより効率良く出力に変換することができるの
で、従来例と比較して１つの受光部の面積が小さくなっ
たにもかかわらず、同等の感度を得ることができる。As shown in FIG. 1 and FIG.
The slits 6 provided on both sides of 2b are formed by the same method. As described above, by providing the slits 6 between the light receiving sections 2 to increase the thermal insulation between the light receiving sections 2, the crosstalk described above is reduced, and the infrared energy incident on the light receiving sections 2 is output more efficiently. Therefore, the same sensitivity can be obtained even though the area of one light receiving unit is smaller than that of the conventional example.
【００３１】図３（ａ）（ｂ）は本実施形態の焦電体チ
ップ１を用いた赤外線式人体検知器４００を廊下に一方
側の壁面Ｗａに設置した時に対向する壁面Ｗｂの廊下長
手方向に形成される検知エリアを示す図である。図１２
に示した従来例の検知エリア構成と比較すれば分かるよ
うに、同じ４分割のマルチレンズを用いた場合でも、検
知ビーム間の間隙部を大きくすることなく、より大きな
検知エリアを構成することができる。図においてＡ1 〜
Ａ4 はマルチレンズの夫々の分割レンズにより構成され
る検知エリアを示す。FIGS. 3 (a) and 3 (b) show longitudinal directions in the corridor of the wall surface Wb facing when the infrared type human body detector 400 using the pyroelectric chip 1 of this embodiment is installed on one wall surface Wa in the corridor. FIG. 5 is a diagram showing a detection area formed in FIG. FIG.
As can be seen from the comparison with the conventional detection area configuration shown in FIG. 1, even when the same four-division multi-lens is used, a larger detection area can be configured without increasing the gap between the detection beams. it can. In the figure, A 1-
A 4 represents a detection area formed by each of the split lens multi-lens.
【００３２】また一つの受光部の形状は長方形状で、そ
の長辺と短辺の長さの比率を従来よりも大きく（従来
２：ｌに対して、本実施形態では約５：１）しているの
で、壁面等に設置した場合に、赤外線式人体検知器の前
方を通過する被検知対象物である人体Ｍの表面から放射
される赤外線を、より効率よく受けることができ、移動
する人体Ｍを検出するのに最適である。なぜなら、人体
Ｍを側面から見た際の、高さと幅の比率は、従来の受光
部２の縦横比２：ｌよりも充分に大きい。従って、図１
２に示したように、実際には検知エリアにはかからない
人体Ｍの部分が多く、せっかく存在する人体Ｍ表面から
放射される赤外線のパワーをロスしていると考えられ
る。そこで、受光部の長辺と短辺の比率をより大きくす
ることにより、側面から見た人体の縦横比に近付けて、
前述した 人体表面から放射される赤外線のロスをより
少なくして、効率的に検出しようとするものである。The shape of one light receiving section is rectangular, and the ratio of the length of the long side to the length of the short side is made larger than that of the conventional one (about 2: 1 in the conventional example, about 5: 1 in the present embodiment). Therefore, when installed on a wall or the like, it is possible to more efficiently receive infrared rays radiated from the surface of a human body M, which is an object to be detected, passing in front of an infrared human body detector, and to move a human body. Ideal for detecting M. This is because the ratio between the height and the width when the human body M is viewed from the side is sufficiently larger than the aspect ratio of the conventional light receiving unit 2 of 2: 1. Therefore, FIG.
As shown in FIG. 2, it is considered that there are many portions of the human body M that do not actually reach the detection area, and the power of infrared rays radiated from the surface of the human body M that has been present has been lost. Therefore, by increasing the ratio of the long side and the short side of the light receiving section, the aspect ratio of the human body as seen from the side is approached,
It is intended to reduce the loss of infrared rays radiated from the surface of the human body and to detect the infrared rays efficiently.
【００３３】本実施形態においては、被検知対象物を人
体Ｍと設定し、受光部の長辺と短辺の比率を約５：１と
設定したが、被検知対象物の形状に応じてこの比率を変
えれば、より効率の良い検出ができることは言うまでも
ない。また人体に対応する場合には短辺を１とした場合
３以上あれば良い。 （実施形態２）図４に本実施形態における焦電体チップ
１を、図５に本実施形態の焦電体チップ１の表面から見
た透視状態図を示す。本実施形態は、実施形態１と全く
同じ導電パターン４ａ，４ｂ、受光部２ａ〜２ｄを形成
するとともに、スリット６を形成してほぼ同じ焦電体チ
ップ１の形状としたものであるが、焦電体チップ１の幅
寸法を図示するように２．５ｍｍとした点で実施形態１
と相違する。In the present embodiment, the object to be detected is set as the human body M, and the ratio of the long side to the short side of the light receiving section is set to about 5: 1. However, this ratio is set according to the shape of the object to be detected. If the ratio is changed, it goes without saying that more efficient detection can be performed. In addition, when it corresponds to a human body, it is sufficient that the short side is 1 and 3 or more. (Embodiment 2) FIG. 4 shows a perspective view of the pyroelectric chip 1 of the present embodiment, and FIG. 5 shows a perspective view of the pyroelectric chip 1 of the present embodiment as viewed from the surface. In the present embodiment, the conductive patterns 4a and 4b and the light receiving portions 2a to 2d which are exactly the same as those of the first embodiment are formed, and the slit 6 is formed to have substantially the same shape of the pyroelectric chip 1. Embodiment 1 in that the width of the electronic chip 1 is 2.5 mm as shown in the drawing.
Is different from
【００３４】尚本実施形態の焦電型赤外線検知素子とし
ての作用は実施形態１と同じであるので説明を省略する
が、焦電体チップ１の幅を２．５ｍｍにしたことによ
り、衝撃（落下等）の際にかかる応力をより低減できる
構造となっている。また、本実施形態において表裏判別
マーカ５を焦電体チップ１の表面の２ヶ所に形成してい
るのは、実施形態１に示した焦電体チップ１と、本実施
形態の焦電体チップ１を同一の焦電体ウエハ上に形成し
た場合に、両者を区別するためである。The operation of the pyroelectric infrared detecting element of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted. However, since the width of the pyroelectric chip 1 is set to 2.5 mm, the impact ( ). Further, in this embodiment, the front / back discrimination marker 5 is formed at two places on the surface of the pyroelectric chip 1 because the pyroelectric chip 1 shown in the first embodiment and the pyroelectric chip according to the present embodiment are used. This is for discriminating both when 1 is formed on the same pyroelectric wafer.
【００３５】[0035]
【発明の効果】請求項１の発明は、焦電効果を有する材
料基板の表裏面に、表裏面の夫々の両端部に形成された
電極部から、導電パターンを経て延びる複数の導電ラン
ドをほぼ同等な形状で形成し、上記材料基板の表裏面の
夫々に形成された上記導電ランドで、上記材料基板の表
裏面を挟み込んだ部分を受光部とした焦電体チップを用
い、４個以上の受光部が上記材料基板上に一例にアレイ
状に形成され、各受光部に隣接する受光部と異なる極性
を有するので、検知ビーム間の間隙はそのままで、１枚
のレンズ面積、つまり１枚のレンズの赤外線の集光量を
そのままとして１検知ビーム当たりの感度の低下を招く
ことなくより広い検知エリアを構成することができ、ま
た、隣接する受光部間には、受光部の大きさに応じた孔
部や溝部からなる熱絶縁部を設けてあるので、各受光部
間の熱絶縁性が良く、そのため、受光部の熱的相互干渉
（クロストーク）が発生しにくく、デュアルタイプの場
合と比較して１つの受光部の面積が減少したにもかかわ
らず、同等以上の感度を有することができるという効果
がある。According to the first aspect of the present invention, a plurality of conductive lands extending through conductive patterns from electrode portions formed at both ends of the front and back surfaces are substantially formed on the front and back surfaces of a material substrate having a pyroelectric effect. Formed in an equivalent shape, the conductive lands formed on each of the front and back surfaces of the material substrate, using a pyroelectric chip having a light receiving portion between the front and back surfaces of the material substrate, using four or more The light-receiving portions are formed in an array on the material substrate as an example, and have a different polarity from the light-receiving portions adjacent to each light-receiving portion. A wider detection area can be formed without lowering the sensitivity per detection beam while keeping the amount of infrared light condensed by the lens as it is. Consists of holes and grooves Since the insulating portion is provided, the thermal insulation between the light receiving portions is good, so that thermal mutual interference (crosstalk) of the light receiving portions is less likely to occur. Even though the area is reduced, there is an effect that the sensitivity can be equal or higher.
【００３６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、受光部の形状を略四角形状とするとともに、その長
辺と短辺の長さの比率を、短辺を１とした場合長辺を３
以上とするので、従来の２：１程度の比率よりも、側而
から見た人体の縦横比により近く、効率的に人体からの
赤外線を入射することができ、その結果移動する人体を
検出するのに最適な焦電型赤外線検知器を実現できると
いう効果がある。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the shape of the light receiving portion is substantially rectangular, and the ratio of the length of the long side to the short side is 1 when the short side is 1. 3 sides
As described above, the aspect ratio of the human body as viewed from the lateral side is closer to the aspect ratio of the human body than the conventional ratio of about 2: 1 and the infrared ray from the human body can be efficiently incident, and as a result, the moving human body is detected. This has the effect that the most suitable pyroelectric infrared detector can be realized.
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１の焦電体チップの
表面側から見た平面図である。（ｂ）は同上の焦電体チ
ップの裏面側から見た平面図である。（ｃ）は同上の焦
電体チップの側面図である。FIG. 1A is a plan view of a pyroelectric chip according to a first embodiment of the present invention as viewed from the front side. FIG. 2B is a plan view of the pyroelectric chip as viewed from the back side. (C) is a side view of the pyroelectric chip of the above.
【図２】同上の焦電体チップの透視状態図である。FIG. 2 is a perspective view of the pyroelectric chip according to the first embodiment;
【図３】同上を用いた赤外線式人体検知器による検知エ
リアの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a detection area by an infrared human body detector using the same as above.
【図４】（ａ）は本発明の実施形態２の焦電体チップの
表面側から見た平面図である。（ｂ）は同上の焦電体チ
ップの裏面側から見た平面図である。（ｃ）は同上の焦
電体チップの側面図である。FIG. 4A is a plan view of a pyroelectric chip according to a second embodiment of the present invention as viewed from the front surface side. FIG. 2B is a plan view of the pyroelectric chip as viewed from the back side. (C) is a side view of the pyroelectric chip of the above.
【図５】同上の焦電体チップの透視状態図である。FIG. 5 is a perspective view of the pyroelectric chip of the above.
【図６】従来のデュアルタイプの焦電型赤外線検知素子
を用いた赤外線検知器の分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of a conventional infrared detector using a dual-type pyroelectric infrared detection element.
【図７】（ａ）は同上の回路例を示す回路図である。
（ｂ）は同上の別の回路例を示す回路図である。FIG. 7A is a circuit diagram showing a circuit example of the above.
(B) is a circuit diagram showing another circuit example of the above.
【図８】（ａ）は同上の焦電体チップの表面側から見た
平面図である。（ｂ）は同上の焦電体チップの裏面側か
ら見た平面図である。（ｃ）は同上の焦電体チップの側
面図である。FIG. 8A is a plan view of the pyroelectric chip as viewed from the front side. FIG. 2B is a plan view of the pyroelectric chip as viewed from the back side. (C) is a side view of the pyroelectric chip of the above.
【図９】同上の焦電体チップの透視状態図である。FIG. 9 is a perspective view of the pyroelectric chip of the above.
【図１０】同上の赤外線検知器を用いた赤外線式人体検
知器の回路構成図である。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of an infrared human body detector using the above infrared detector.
【図１１】同上の赤外線検知器を用いた赤外線式人体検
知器の分解斜視図である。FIG. 11 is an exploded perspective view of the infrared human body detector using the above infrared detector.
【図１２】従来の赤外線式人体検知器による検知エリア
の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a detection area by a conventional infrared human body detector.
【図１３】（ａ）は同上の焦電体チップの表面側から見
た平面図である。（ｂ）は同上の焦電体チップの裏面側
から見た平面図である。（ｃ）は同上の焦電体チップの
側面図である。FIG. 13A is a plan view of the pyroelectric chip as viewed from the front side. FIG. 2B is a plan view of the pyroelectric chip as viewed from the back side. (C) is a side view of the pyroelectric chip of the above.
【図１４】同上の焦電体チップの透視状態図である。FIG. 14 is a perspective view of the pyroelectric chip of the above.
【図１５】従来の課題の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional problem.
１ 焦電体チップ １ａ コーナー部 ２ａ〜２ｄ 受光部 ３ａ，３ｂ 電極部 ４ａ，４ｂ 導電パターン ５ 表裏判別マーク ６ スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pyroelectric chip 1a Corner part 2a-2d Light receiving part 3a, 3b Electrode part 4a, 4b Conductive pattern 5 Front / back discrimination mark 6 Slit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内沢 克裕 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Katsuhiro Uchizawa 1048 Odakadoma, Kadoma City, Osaka Inside Matsushita Electric Works, Ltd.
Claims (2)
裏面の夫々の両端部に形成された電極部から、導電パタ
ーンを経て延びる複数の導電ランドをほぼ同等な形状で
形成し、上記材料基板の表裏面の夫々に形成された上記
導電ランドで、上記材料基板の表裏面を挟み込んだ部分
を受光部とした焦電体チップを用い、４個以上の受光部
が上記材料基板上に一例にアレイ状に形成され、各受光
部に隣接する受光部と異なる極性を有し、隣接する受光
部間には、受光部の大きさに応じた孔部や溝部からなる
熱絶縁部を設けて成ることを特徴とする焦電型赤外線検
知素子。A plurality of conductive lands extending through a conductive pattern from electrode portions formed at both ends of the front and back surfaces are formed in substantially the same shape on the front and back surfaces of a material substrate having a pyroelectric effect, A pyroelectric chip having a light receiving portion between the conductive lands formed on each of the front and back surfaces of the material substrate, with the portion sandwiching the front and back surfaces of the material substrate being used. An example is formed in an array, having a different polarity from the light receiving portion adjacent to each light receiving portion, and a heat insulating portion formed of a hole or a groove according to the size of the light receiving portion between the adjacent light receiving portions. A pyroelectric infrared detection element characterized by being provided.
に、その長辺と短辺の長さの比率を、短辺を１とした場
合長辺を３以上とすることを特徴とする請求項１記載の
焦電型赤外線検知素子。2. The light-receiving portion has a substantially square shape, and the ratio of the length of the long side to the length of the short side is three or more when the short side is one. Item 4. The pyroelectric infrared detecting element according to Item 1.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10048417A JPH11248540A (en) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Pyroelectric infrared detection element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10048417A JPH11248540A (en) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Pyroelectric infrared detection element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11248540A true JPH11248540A (en) | 1999-09-17 |
Family
ID=12802747
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10048417A Pending JPH11248540A (en) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Pyroelectric infrared detection element |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11248540A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008149926A1 (en) | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Infrared ray detector |
| JP2008304384A (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Infrared light detector |
| JP2010117264A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Infrared detector |
| JP2011027645A (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Pyroelectric infrared detector |
| JP2015129717A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | Detector, sensing device, and control system |
| JP2016510398A (en) * | 2012-12-28 | 2016-04-07 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | IR sensor with increased surface area |
| JP2016191611A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Human body detector and program used therefor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444884A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Direction detecting type pyroelectric sensor |
| JPH01259224A (en) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pyroelectric linear array infrared detecting element |
| JPH102793A (en) * | 1996-04-15 | 1998-01-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Pyroelectric infrared detection element and pyroelectric infrared sensor |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP10048417A patent/JPH11248540A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6444884A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Direction detecting type pyroelectric sensor |
| JPH01259224A (en) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Pyroelectric linear array infrared detecting element |
| JPH102793A (en) * | 1996-04-15 | 1998-01-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Pyroelectric infrared detection element and pyroelectric infrared sensor |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008149926A1 (en) | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Infrared ray detector |
| JP2008304384A (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Infrared light detector |
| EP2157413A1 (en) * | 2007-06-08 | 2010-02-24 | Panasonic Electric Works Co., Ltd | Infrared ray detector |
| EP2157413A4 (en) * | 2007-06-08 | 2013-06-26 | Panasonic Corp | Infrared ray detector |
| US8648307B2 (en) | 2007-06-08 | 2014-02-11 | Panasonic Corporation | Infrared ray detector |
| JP2010117264A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Infrared detector |
| JP2011027645A (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Pyroelectric infrared detector |
| JP2016510398A (en) * | 2012-12-28 | 2016-04-07 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | IR sensor with increased surface area |
| JP2015129717A (en) * | 2014-01-09 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | Detector, sensing device, and control system |
| JP2016191611A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Human body detector and program used therefor |
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