JPS5858425A - 焦電型赤外線検出装置 - Google Patents
焦電型赤外線検出装置Info
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- JPS5858425A JPS5858425A JP56157873A JP15787381A JPS5858425A JP S5858425 A JPS5858425 A JP S5858425A JP 56157873 A JP56157873 A JP 56157873A JP 15787381 A JP15787381 A JP 15787381A JP S5858425 A JPS5858425 A JP S5858425A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は防犯用、防火用に供される焦電型赤外線検出装
置に関する。
置に関する。
焦電型赤外線検出素子を増幅回路等と共に−りのパッケ
ージに収納して人体等の検出を行わせるようにしたセン
サが公知であるが、このセンサは火炎も検出するので、
センサ出力からは人体、火炎の区別ができない。このた
めに防犯用に人体を検出するものと、防火用に火炎を検
出するものとの２つを用いることが行われ′ている。即
ち第４図は火炎（■）Ｉｋひ人体（＠）夫々の赤外線ス
ペクトルを示しているが、これら夫々を識別検知できる
ようにしたセンナを各１個用いるのである。このため赤
外線検出素子自体及び回路系のために広いスペースを要
する難点がある。そしてこれらのセンサは雰囲気温度変
化、雰囲気圧力変化によっても出力電気信号が変化し、
このような雑音出力によって誤報を発することがあると
いう問題点もあった。
ージに収納して人体等の検出を行わせるようにしたセン
サが公知であるが、このセンサは火炎も検出するので、
センサ出力からは人体、火炎の区別ができない。このた
めに防犯用に人体を検出するものと、防火用に火炎を検
出するものとの２つを用いることが行われ′ている。即
ち第４図は火炎（■）Ｉｋひ人体（＠）夫々の赤外線ス
ペクトルを示しているが、これら夫々を識別検知できる
ようにしたセンナを各１個用いるのである。このため赤
外線検出素子自体及び回路系のために広いスペースを要
する難点がある。そしてこれらのセンサは雰囲気温度変
化、雰囲気圧力変化によっても出力電気信号が変化し、
このような雑音出力によって誤報を発することがあると
いう問題点もあった。
本発明は所かる事情に鑑みてなされたものであって、防
犯用及び火災検知用の素子を１つのパッケージに組込ん
で小型化し、しかも上述の如き雑−音出力を相殺して誤
報発生を防止できるようにした焦電型赤外線検出装置の
提供を１釣とする。以下本発明をその実施例を示す図面
に基き具体−的に説明する。
犯用及び火災検知用の素子を１つのパッケージに組込ん
で小型化し、しかも上述の如き雑−音出力を相殺して誤
報発生を防止できるようにした焦電型赤外線検出装置の
提供を１釣とする。以下本発明をその実施例を示す図面
に基き具体−的に説明する。
第１図は本発明に係る焦電型赤外線検出装置の模式的構
造図であり、３１け赤外線検出素子１０及び２０を取付
けるための金属製のステムであって、素子１０．２０Ｈ
金属キヤツプ３２にてハーメチックシールされた空間内
に在る。金属キャップ３２の上面部（ステム３１と対向
する８１５分）には過大の窓３２ａが開設さｈており、
この窓３２ａは赤外線透過性素材よりなる窓板３３にて
封じられている。この窓３２ａに監視対象空間から金属
キャップ３２内部へ赤外線を入射させるためのものであ
り、この装置を部屋の天井に取付ける場合は窓３２ｇ側
が例えば下側になる。窓板３３としてｔｉｏ、８〜１５
μｍの波長の赤外線を効率よく透過させる厚さ数百μｍ
の３ｉ、Ｇｅ板が適当である。
造図であり、３１け赤外線検出素子１０及び２０を取付
けるための金属製のステムであって、素子１０．２０Ｈ
金属キヤツプ３２にてハーメチックシールされた空間内
に在る。金属キャップ３２の上面部（ステム３１と対向
する８１５分）には過大の窓３２ａが開設さｈており、
この窓３２ａは赤外線透過性素材よりなる窓板３３にて
封じられている。この窓３２ａに監視対象空間から金属
キャップ３２内部へ赤外線を入射させるためのものであ
り、この装置を部屋の天井に取付ける場合は窓３２ｇ側
が例えば下側になる。窓板３３としてｔｉｏ、８〜１５
μｍの波長の赤外線を効率よく透過させる厚さ数百μｍ
の３ｉ、Ｇｅ板が適当である。
赤外線検出素子１０及び２０Ｆｉ、Ｌ ｉ Ｔａ Ｏｓ
（タンタル酸リチウム）等の焦電体薄板４１の一側半
分の領域４１１及び他側半分の領域４１２夫々の表面に
適長離隔させて各別の電極層１２．２２を、また裏面に
画素子共通の電、極層４２をいずれもＮｉ−Ｃｒ蒸着の
方法にて５００〜１０００への厚さに形成してなるもの
であって、裏面電極層４２１にステム３１の上面に固着
した例えば銅製（絶縁材料でもよい）の支持台３４にエ
ポキシ樹脂等の絶縁層３５を介して固定しである。
（タンタル酸リチウム）等の焦電体薄板４１の一側半
分の領域４１１及び他側半分の領域４１２夫々の表面に
適長離隔させて各別の電極層１２．２２を、また裏面に
画素子共通の電、極層４２をいずれもＮｉ−Ｃｒ蒸着の
方法にて５００〜１０００への厚さに形成してなるもの
であって、裏面電極層４２１にステム３１の上面に固着
した例えば銅製（絶縁材料でもよい）の支持台３４にエ
ポキシ樹脂等の絶縁層３５を介して固定しである。
窓板３３における、赤外線検出素子１’ ０ 、２０夫
々の上方のｆＲ域、即ち表面電極層１２．２２と対向す
る［には、ＰｂＴｅ 、 Ｚｎ Ｓ等を多層蒸着してな
る光学フィルタ１３，２３が表面電極層１２゜２２を覆
うようにして設けられている。これらの光学フィルタ１
３．２３＃：を透過波長を異にしており、光学フィルタ
１３ｉ１人体検知用として５μｍ以上の波長の赤剰線を
選択的に透過させ、それよりも短い波長の赤外線を実質
的にカットするローカット（バイパス）フィルタ、光学
フィルタ２３は火災検知用として０．８〜７μｍの範囲
の波長の赤外線を選択的に透過させ、この範囲外の波長
の赤外線を実質的にカットするノ（ンドノイスフイルり
である。両光学フィルタ’ｌ ３ 、２３の面積及び位
１ｗ１ａ赤外線検出素子１６，２ｏの夫々が光学フィル
タ１３．２３夫々を透過した赤外線を選択的に捉え、窓
板３３のみを透過した赤外線等を可及的に捉えないよう
に定められるっ 画素子１０．２０の表面電極層１２．２２Ｆｉ金線等を
用いてなるリード線１４．２４夫々の一噛に接続されて
いる。ステム３１上には接合型のＦＥＴ （電界効果ト
ランジスタ）３６が設けられており前記リード線１４の
他端はこのＦＥＴ３６のゲートに接続されている。″ま
たリード線２４の他端はステム３１に接続されている１
、ＦＥＴ３６のドレイン、ソースはステム３１と絶縁し
たリード線３７゜３８に連なっており、もう一本のリー
ド線３９けステム３１と同電位としである。これらのリ
ード線は外部回路との接続のためのものである。
々の上方のｆＲ域、即ち表面電極層１２．２２と対向す
る［には、ＰｂＴｅ 、 Ｚｎ Ｓ等を多層蒸着してな
る光学フィルタ１３，２３が表面電極層１２゜２２を覆
うようにして設けられている。これらの光学フィルタ１
３．２３＃：を透過波長を異にしており、光学フィルタ
１３ｉ１人体検知用として５μｍ以上の波長の赤剰線を
選択的に透過させ、それよりも短い波長の赤外線を実質
的にカットするローカット（バイパス）フィルタ、光学
フィルタ２３は火災検知用として０．８〜７μｍの範囲
の波長の赤外線を選択的に透過させ、この範囲外の波長
の赤外線を実質的にカットするノ（ンドノイスフイルり
である。両光学フィルタ’ｌ ３ 、２３の面積及び位
１ｗ１ａ赤外線検出素子１６，２ｏの夫々が光学フィル
タ１３．２３夫々を透過した赤外線を選択的に捉え、窓
板３３のみを透過した赤外線等を可及的に捉えないよう
に定められるっ 画素子１０．２０の表面電極層１２．２２Ｆｉ金線等を
用いてなるリード線１４．２４夫々の一噛に接続されて
いる。ステム３１上には接合型のＦＥＴ （電界効果ト
ランジスタ）３６が設けられており前記リード線１４の
他端はこのＦＥＴ３６のゲートに接続されている。″ま
たリード線２４の他端はステム３１に接続されている１
、ＦＥＴ３６のドレイン、ソースはステム３１と絶縁し
たリード線３７゜３８に連なっており、もう一本のリー
ド線３９けステム３１と同電位としである。これらのリ
ード線は外部回路との接続のためのものである。
第２図は本発明装置の踵気回路図であり、上述のステム
３１．リード線３９を接地レベルとし、ＦＥＴ３６のド
レイン又はリード線３７ＶｃＦｉ正の電位′ｖＤＤを与
え、そのソース又はリード線３８から出力Ｖ を得るよ
うにしている。ＦＥＴ３６のゲｕｔ −ト及びソースと接地レベルのステム３１又はリード線
３’９ト１７）闇には、１ｃＰ〜１ｏ１１Ωノオータの
ゲート抵抗４３及びＩＯＫΩ程度のソース抵抗４４を夫
々接続して自己バイアスをかけである。
３１．リード線３９を接地レベルとし、ＦＥＴ３６のド
レイン又はリード線３７ＶｃＦｉ正の電位′ｖＤＤを与
え、そのソース又はリード線３８から出力Ｖ を得るよ
うにしている。ＦＥＴ３６のゲｕｔ −ト及びソースと接地レベルのステム３１又はリード線
３’９ト１７）闇には、１ｃＰ〜１ｏ１１Ωノオータの
ゲート抵抗４３及びＩＯＫΩ程度のソース抵抗４４を夫
々接続して自己バイアスをかけである。
なおゲート抵抗４３Ｆｉキヤツプ３２内にＦＥＴ３６と
共に配してあり、ソース抵抗４４け外付は抵抗としてい
る。本発明装置では画素子１０，２０が焦電体薄板４１
を共用しており、また裏面電極層４２を共通にしている
ので画素子は分極方向が逆になるように直列接続されて
いることになる。
共に配してあり、ソース抵抗４４け外付は抵抗としてい
る。本発明装置では画素子１０，２０が焦電体薄板４１
を共用しており、また裏面電極層４２を共通にしている
ので画素子は分極方向が逆になるように直列接続されて
いることになる。
斯かる構成の本発明装置の動作は次のとおりである。即
ち窓板３３を介して人体が放出する赤外線（第４図に示
すように５μｍ以上）が装置内に入ると、この赤外線の
殆んどはフィルタ１３のみを透過し、素手１ｏの表面電
極層１２側に負電荷が生じ、出力Ｖｏｕｔは常態時のレ
ベルｉわ低下することになる。また火災が発生して例え
ば炎からの赤外線（第４図に示すように２μｍ程度・を
ビークとし０．８〜７μｍ程度に分布）が窓板３３を介
して装置内に入ると、この赤外線の殆んどはフィルタ２
３のみを透過し、素子２ｏの表面電極層２２側に負電荷
が生じ、その結果出方Ｖｏｕｔは常態時のレベルより上
昇することになる。このようなレベル変化を利用して遠
隔報知或は警報器の動作を行わせ得ることは勿論である
。
ち窓板３３を介して人体が放出する赤外線（第４図に示
すように５μｍ以上）が装置内に入ると、この赤外線の
殆んどはフィルタ１３のみを透過し、素手１ｏの表面電
極層１２側に負電荷が生じ、出力Ｖｏｕｔは常態時のレ
ベルｉわ低下することになる。また火災が発生して例え
ば炎からの赤外線（第４図に示すように２μｍ程度・を
ビークとし０．８〜７μｍ程度に分布）が窓板３３を介
して装置内に入ると、この赤外線の殆んどはフィルタ２
３のみを透過し、素子２ｏの表面電極層２２側に負電荷
が生じ、その結果出方Ｖｏｕｔは常態時のレベルより上
昇することになる。このようなレベル変化を利用して遠
隔報知或は警報器の動作を行わせ得ることは勿論である
。
而して暖房等による雰囲気温度の変柁があった場合にけ
焦電体薄板４１の両領域４１１，４１２Ｆｉ共にその影
響を受けて焦電効果を示すが、本発明装置では両者の分
極方向を逆にして夫々を含む素子を直列接続してあり、
しかも両者は等面積としであるので、この直列回路内で
その帯電効果が相殺され、ＦＥＴ出力の変化は殆んどな
い。また焦電体は公知のように圧電効果も示すので、こ
の装置を取付けた密閉性に優れた部屋の扉を急激に閉め
たような場合には画素子１０．２０に圧電効果が現れる
が、これも分極方向が逆であるので上記同様に相殺され
その影響がない。なお画素子の受光面積は厳密に等しい
必要はなく［ｇ１路動作に悪影１１を及ぼさない範囲の
受光面積の差ａｒｔ許容できる。
焦電体薄板４１の両領域４１１，４１２Ｆｉ共にその影
響を受けて焦電効果を示すが、本発明装置では両者の分
極方向を逆にして夫々を含む素子を直列接続してあり、
しかも両者は等面積としであるので、この直列回路内で
その帯電効果が相殺され、ＦＥＴ出力の変化は殆んどな
い。また焦電体は公知のように圧電効果も示すので、こ
の装置を取付けた密閉性に優れた部屋の扉を急激に閉め
たような場合には画素子１０．２０に圧電効果が現れる
が、これも分極方向が逆であるので上記同様に相殺され
その影響がない。なお画素子の受光面積は厳密に等しい
必要はなく［ｇ１路動作に悪影１１を及ぼさない範囲の
受光面積の差ａｒｔ許容できる。
また、上述の実施例では２つの赤外線検出素子１０．２
０の焦電体薄板４１及び裏面電極層４２を両者に共通の
ものとしたがこれらを別個に構成してもよいことは勿論
であり、重要なことにキャンプ３１内の画素子の分極方
向が逆になるように直列接続されている点である。第３
図は焦電体薄板及び裏面電極層を別体きしたものであり
、表面電極層１２，２２、焦電体薄板１１．２１及び裏
面電極４２１，４２２夫々からなる２つの赤外線検出素
子１’０’ 、 ２０’を絶縁性の支持台３４′上に形
成した導通層４５上に銀ペースト等の導電性接着剤を用
いて接着して裏面電極層４２１，４２２同士を接続した
ものである。そしてこの実施例でＦ１２種類の・光学フ
ィルタ１３’、 ２３’を各素子１０’、 ２０’の表
面電極層１２．２２上に直接付着形成しである。
０の焦電体薄板４１及び裏面電極層４２を両者に共通の
ものとしたがこれらを別個に構成してもよいことは勿論
であり、重要なことにキャンプ３１内の画素子の分極方
向が逆になるように直列接続されている点である。第３
図は焦電体薄板及び裏面電極層を別体きしたものであり
、表面電極層１２，２２、焦電体薄板１１．２１及び裏
面電極４２１，４２２夫々からなる２つの赤外線検出素
子１’０’ 、 ２０’を絶縁性の支持台３４′上に形
成した導通層４５上に銀ペースト等の導電性接着剤を用
いて接着して裏面電極層４２１，４２２同士を接続した
ものである。そしてこの実施例でＦ１２種類の・光学フ
ィルタ１３’、 ２３’を各素子１０’、 ２０’の表
面電極層１２．２２上に直接付着形成しである。
その他１１１１図の実施例のものと同様のものには同符
号を付して説明を省略する。このように光学フィルタを
素子に直接付着形成することは第１図の如く焦電体薄板
４１及び裏面電極層４２を画素子に共用する構成におい
ても勿論可能である。
号を付して説明を省略する。このように光学フィルタを
素子に直接付着形成することは第１図の如く焦電体薄板
４１及び裏面電極層４２を画素子に共用する構成におい
ても勿論可能である。
以上のように本発明に係る焦電型赤外線検出装置は、被
検体からの赤外線を入射させる窓を有する一つのパッケ
ージ内に、焦電体を用いた２つの赤外線検出素子を収め
てあり、各赤外線検出素子はその分極方向が逆になるよ
うに直列的に接続さねでおり、一方の赤外線検出素子に
は５μｍ以上の波長の赤外線が、また他方の赤外線検出
素子には０．８〜７μｍの範囲の波長の赤外線が、夫々
選択的に受光されるように光学フィルタを配してなるも
のであるから、雰囲気温度、圧力の変化による雑音出力
がなく、誤報知、警報器誤動作が解消される。そして従
来は人体検知用と、火災検知用とが別個に形成されてい
たために取付スペースに多くを要したのに対し、本発明
装置は両者を一つのパッケージ内に収納しであるので小
型化され取付スペースが節減さね、それだけ取付場所の
制約が少くなる。そして第１図に示すように構成する場
合は焦電体薄板、裏面電極層を画素子に共用でき製造が
容易であるなど本発明は優れた効果を奏する。
検体からの赤外線を入射させる窓を有する一つのパッケ
ージ内に、焦電体を用いた２つの赤外線検出素子を収め
てあり、各赤外線検出素子はその分極方向が逆になるよ
うに直列的に接続さねでおり、一方の赤外線検出素子に
は５μｍ以上の波長の赤外線が、また他方の赤外線検出
素子には０．８〜７μｍの範囲の波長の赤外線が、夫々
選択的に受光されるように光学フィルタを配してなるも
のであるから、雰囲気温度、圧力の変化による雑音出力
がなく、誤報知、警報器誤動作が解消される。そして従
来は人体検知用と、火災検知用とが別個に形成されてい
たために取付スペースに多くを要したのに対し、本発明
装置は両者を一つのパッケージ内に収納しであるので小
型化され取付スペースが節減さね、それだけ取付場所の
制約が少くなる。そして第１図に示すように構成する場
合は焦電体薄板、裏面電極層を画素子に共用でき製造が
容易であるなど本発明は優れた効果を奏する。
図面は本発明の実施例を示すものであって第１図はその
模式的構造図、第２図はその電気回路図、！ＩＰ＋３図
は本発明の他の実施例を示す模式的構造図、第４図は火
炎及び人体夫々の赤外線スペクトルて′ある。 １０．２０・・・赤外線検出素子 ４１・・・焦電体薄
板１２．２２・・・表面電極層 １３．２３・・・光学
フィルタ特許出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 岡 野 登 犬尊 １ 図 ３＃３ 回 シ皮 長 （μｍ） 菩 ４ 図
模式的構造図、第２図はその電気回路図、！ＩＰ＋３図
は本発明の他の実施例を示す模式的構造図、第４図は火
炎及び人体夫々の赤外線スペクトルて′ある。 １０．２０・・・赤外線検出素子 ４１・・・焦電体薄
板１２．２２・・・表面電極層 １３．２３・・・光学
フィルタ特許出願人 三洋電機株式会社 代理人 弁理士 岡 野 登 犬尊 １ 図 ３＃３ 回 シ皮 長 （μｍ） 菩 ４ 図
Claims (1)
- １、被検体からの赤外線を入射させる窓を有する一つの
パッケージ内に、焦電体を用いた２つの赤外線検出素子
を収めてあり、各赤外線検出素子はその分極方向が逆に
なるように直列的に接続されており、一方の赤外線検出
素子に＃′ｉ５μｍ以上の波長の赤外線が、また他方の
赤外線検出素子にＦｉｏ、ｓ〜７μｍの範囲の波長の赤
外線が、夫々選択的に受光されるように光学フィルタを
配してなることを特徴とする焦電型赤外線検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157873A JPS5858425A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 焦電型赤外線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157873A JPS5858425A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 焦電型赤外線検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858425A true JPS5858425A (ja) | 1983-04-07 |
Family
ID=15659267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56157873A Pending JPS5858425A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 焦電型赤外線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858425A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5497003A (en) * | 1995-02-15 | 1996-03-05 | Servo Corporation Of America | Pyroelectric detector array with optical filter elements |
| US5834776A (en) * | 1995-06-07 | 1998-11-10 | Texas Instruments Incorporated | Microbolometer cell structure |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5621023A (en) * | 1979-07-27 | 1981-02-27 | Siemens Ag | Pyroelectric detector |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP56157873A patent/JPS5858425A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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