JPS60154122A - 赤外線センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は焦電素子と電界効果型トランジスタ（Ｆ　Ｅ　
′ｒ）とが用いられている赤外線センサに関する。

この種の赤外線センサの回路構成を第１図に示す。図に
おいて、■は焦電効果を有する焦電素子、２はＩパＥＴ
で、トレイン電極Ｄ１ソース電極Ｓ及びゲート電極Ｇを
夫々有している。Ｒｇはゲート抵抗とし゛（用いられる
ダイオード、Ｒｓはソース抵抗、３はドレイン電極りに
十Ｂ電源を供給する電源端子、４はソース電極Ｓから検
出電圧■。を取り出す出力端子、５はアース端子である
。

上記構成によれば、焦電素子１で受光される赤外線の変
化に応じてゲート電位が微小に変化し、これによりＦＥ
７２のドレイン電流が変化してこの電流がソース抵抗Ｒ
，を流れることにより、端子４．５間に検出電圧■。を
得ることができる。

このような赤外線センサにおいて、第１図の回路はシー
ルドケース６内に組み込まれており、このシールドケー
ス６から端子３．４．５を夫々リード線を用いて導出し
ている。しかしながら、これらのリード線は高周波に対
してインダクタンスを持っており、このため周囲にＵ　
Ｈｌｉ’　％）の無線通信等による強力な高周波電界が
存在すると、これらのリード線に容易に起電力が誘起さ
れる。このようにして誘起された電圧は、Ｆ　Ｅ　′ｒ
２の検波作゛　用や増幅作用によって端子４．５間にノ
イズとなって現れ、誤検出の大きな原因となっていた。

本出願人は、このような問題点を解決するために、第１
図に示すように、Ｆ　Ｅ　Ｔのドレイン電極りとアース
端子５及びソース電極Ｓとアース端子５との間に小容量
コンデンサＣ１及びＣ２を夫々設けた赤外線センサを既
に提案している。このようなコンデンサＣ＋、Ｃｚを用
いることにより、Ｕ　ＨＦ帯の無線通信によって誘起さ
れた高周波電流番よＦ　Ｅ　’Ｉ’　２の手前でアース
端子５に流れてしまう。従って、焦電素子１による低周
波の検出電圧Ｖｏに対してノイズとなることが防止され
る。

しかしながら、上記のような構成では、ＵＨＦ幣の無線
通信による影響を除去することはできるが、例えば３Ｇ
ＩＩｚ以上のマイクロ波による影響を除去することばで
きなかった。このようなマイクロ波は、ボールや自動車
等の速度検知器や自動ドアの開閉制御用ドアセンサ等に
使用されている。

特に、上記のような赤外線センサを浸入検知器として用
いる場合には、上記ドアセンサに近接して設置されるこ
とがあり、マイクロ波による影響を無視することはでき
ない。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、赤外線センサのシールドケースに設りられた検出用
窓に電気良導体からなる網状部材を取り付けることによ
り、マイクロ波による影響を除去しようとするものであ
る。

以下本発明を実施例につき第２図〜第５図を参照して説
明する。

まず第２図に本発明の第１の実施例を示す。

赤外線センサは、図示のような円筒状のシールドケース
６を具備している。このシールドケース６内には、焦電
素子１、ＦＥＴ２、チップコンデンサＣ，，Ｃ，等から
なる第１図と同様の回路構成が内蔵され”ζいる。そし
てシールドケース６の後端側から電源端子３、出力端子
４及びアース、５：Ａｊ子５が夫々導出されている。一
方シールドヶース６の前面には、焦電素子１と対向する
位置に円形の検出用窓７が設けられており、この検出用
窓７にシリコン等からなる赤外線透過用の光学フィルタ
８が内側から取りイ１けられている。

本例においては、シールドケース６の検出用窓７に図示
のようなシールドネット９が外側から取り付けられてい
る。このシールドネット９は金属線、例えば、０．０５
〜０．１ｍｍφ程度の銅線１０を綱状に組み立てて構成
されており、各銅線ｌＯの交差部はボンディング、半田
イ１等により互いに電気的に接続されている。またシー
ルドネット９の網目の大きさは約１　ｍ１ＩＸ　ｌ　＋
ｎである。

シールドネット９は、シールドネット６の前面に半田付
、ドータイト（商品名）伺け、ボンディング等によって
取りイ」けられている。従ってシールドネット９の各部
がシールドケース６と略同電位（アース電位）となり、
マイクロ波に対して良好なシールド効果（約−２０ｄＢ
程度）を有する。

一方赤外線の検出出力ｖ０は約３０％減程度であり、実
用上全く問題はない。

第３Ａ図及び第３Ｂ図に本発明の第２の実施例を示す。

本例においては、シールドケース６の検出用窓７に取り
付けられる赤外線透過用の光学フィルタＩＩに金属薄１
１！　１２が綱状パターンに蒸着されている。光学フィ
ルタ１１０基祠としてはシリコン、ザファイア、ゲルマ
ニウム、ＮａＣｌ　、Ｋ（：Ｊ等を用いることができる
。また、蒸着する金属としては、比抵抗ができるだけ小
さいもの、例えば、Ｎ１、八１、Ｃｒ等が好ましく、コ
スト的な問題が解決されればＡｕも好ましく用い得る。

蒸着パターンは、蒸着マスクのパターンによって変更し
得るが、本発明による効果を得るためには、網状パター
ンの線のピンチ（網目の１１１）が約０．５〜２．５關
、各線の１１が約０．’０１−１鶴、線の１１み（蒸着
膜の厚み）が約５００人〜１μの範囲にあるのが好まし
い。これらの範囲は検出用窓７から赤外光がより多く入
射し、且つマイクロ波をより浸入し難くする条件である
。

上記のような赤外線透過用の光学フィルタ１１を製造す
る場合には、第３Ａ図に示すように、複数の光学フィル
タ１１を同時に製造し、これを分割して各フィルタ１１
を得るのがコスト的に好ましい。即ち、各フィルタ１１
の大きさに合せて予め基盤目状の切り溝を入れた碁打１
３に金属薄膜１２を綱状パターンに蒸着し、しかる後、
これを上記切り溝に沿って分割するのである。

このようにして得られた光学フィルタ１１は、第３Ｂ図
に示すように、赤外線センサのシールドケース６の前面
に設けられた検出用窓７に内側から取り付けられる。こ
のとき、蒸着面を保護するために光学フィルタ１１の金
属蒸着面が内側に向くように配され、かつ、金属薄膜１
２とシールドケース６とが互いに導通されるように、例
えばドータイト付け１４等により固定される。このよう
に金属薄膜１２とシールドケース６とを互いに導通さセ
ることにより、金属薄膜１２の各部がシールドケース６
と略同電位（ア′−ス電位）となり、マイクロ波に対し
て良好なシールド効果（例えば、約−９〜−１５ｄＢ程
度）を有する。−万券外線の検出出力Ｖ。はやはり約３
０％減程度であり、実用１全く問題はない。

第４図に上記実施例による赤外線センサの好ましい使用
例を示す。

図において、１５はＡＩ等からなるシールドボックスで
あり、こシールドボックス１５の中に電源部、プリアン
プ部等が内蔵されている。赤外線センサは、図示のよう
に、このシールドボックス１５の前面部に設けられた筒
状ソケット部１６内に収容されて取り付けられている。

この筒状ソケット部１６の前端面には、銅等からなるア
ース板１７がビス止めされて取り付けられている。この
アース＋７ｉ１７は、赤外線センサのシールドケース６
の前面部と電気的に接触するように設けられている。ま
た、このアース板１７によって、赤外線センサのシール
ドケース６とシールドボックス１５の筒状ソケット部１
６との間の間隙１８が完全に閉塞されるようになされて
いる。アース板１７の中央部には、赤外線センサの検出
用窓７と対応する位置に検出用孔１９が設りられている
。

このような構成によって、シールドボックス１５と赤外
線センサのシールドケース６と光学フィルタ１１に設け
られた綱状パターン１２とが略同型（ｆｆ　（７−Ｘｔ
４Ｑ＞　、！″０゛”゛）Ｉ′１”１８”１　！入する
マイクロ波を完全にシールドすることかできる。この結
果、後述する実験例からも明らかなように、一層良好な
マイクロ波シールド効果（約−４０〜−５０ｄｌｌ程度
）を得ることができる。

次に本発明を実験例につき説明する。

実験は第４図に示したようなシールドボックス１５内に
赤外線センサを挿入して取り付け、このセンサの手前ｌ
Ｑｃｍの距離からｆ　＝ｌＯ，５２５ＧＨｚのマイクロ
波を発信して行った。

結果を第５図のグラフに示す。このグラフにおいて、Ａ
は赤外線センサに綱状部材も前縁アース手段も用いない
従来の状態、Ｂは赤外線センサの検出用窓に第２図に示
したような銅製のシールドネット９をドータイト付けし
た状態、ＣはＢの状態に更に第４図に示したような銅板
のアース手段１７を赤外線センサの前縁部に取り付けた
状態のデータである。焦電素子ｌとしてはボリフ・ノ化
ビニリデン樹脂を用い、又チップコンデンサＣ１、Ｃ２
として２７ＰＦのものを夫々使用した。グラフの縦軸は
対数目盛で表したセンサ出力（ｍＶ　／ｐ−ｐ　＞であ
る。

この結果から分るように、何の処理も施さない従来の状
ｆｌｕ（Ａ）ではマイクロ波によって約３０４ｍＶ／Ｐ
−Ｐの出力が現れるのに対し、本発明によるシールドネ
ットを施した状態（Ｂ）では出力が約２４ｍＶ／Ｐ−Ｐ
　（約−２２ｄＢ）に下がり、更に前縁アースを施した
状態（Ｃ）では約１．１９６　ｍＶ／ｐ−ｐ　＜約−４
８，１ｄＢ　）にまで改善される。

一方、第３Ａ図及び第３Ｂ図に示したような蒸着ネット
を施した赤外線センサ（焦電素子ｌとしてポリフッ化ビ
ニリデン樹脂、チップコンデンサＣ１、Ｃ２として夫々
１００ＦＦのもの、光学フィルタ１１の基材１３として
ＩＯμ厚のシリコン板を夫々用いた）では、次のような
結果を得た。

即ち、処理を施さない従来のものが約１３６ｍＶ　／ｐ
−ｐの出力を示したのに対し、アルミ蒸着ネット付きの
ものは約６７．２　ｍＶ　／　ｐ−ｐ　（約−６，１ｄ
ｌｌ　）であった。同様に、ニッケル蒸着の場合には、
ネット無しのものが約２７．２　ｍＶ　／　ｐ−ρであ
ったのに対し、ニッケル蒸着ネソトイ」きのものは約８
．７９５　ｍＶ／　ｐ−Ｇｌ　（約−９，８ａＢ）　テ
アツタ。又、ニッケル蒸着ネットの他の実験により約−
１５ｄＢ程度の改善が見られた。

一方、赤外線検出出力Ｖ。は、例えば、二ソケル蒸着ネ
ットを施さないもの（但し、チップコンデンサＣ＋、Ｃ
ｚは夫々４７ＰＦ）が約６７５μＶ／ｐ−ｐであったの
に対し、ニッケル蒸着ネットを施したものが約５０５μ
Ｖ／ｐ−Ｐ（約２５％減）であり、実用上全く問題はな
い。

以上説明したように、本発明においては、赤外線センサ
のシールドケースに設けられた検出用窓に電気良導体か
らなる網状部材を取り付けている。

従って、この検出用窓から侵入するマイクロ波を効果的
にシールドすることができ、マイクロ波によるノイズや
誤検出を防止することができる。一方、赤外線の検出出
力の低下は実用上全く問題がない範囲に抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の赤外線センサの回路図である。 第２図は本発明の第１の実施例による赤外線センサの分
解斜視図、第３Ａ図は本発明の第２の実施例による赤外
線センサの分解斜視図、第３Ｂ図は同上の縦断面図、第
４図は本発明の赤外線センサの使用例を示す部分断面図
、第５図は実験例を示すグラフである。 なお図面に用いられた符号において、 ■−・・−・−一−−−−−−−−−−−焦電素子２−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−　Ｆ　Ｅ　Ｔ６
−・−・・・−−−−一・・−・・−シールドケース？
　−−−−−−−−−−−−−−−−一検出用窓９−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−シールドネット１
１−−−−−−−−−−−−−−光学フィルタ１２−−
−−−−−−−−−−−−一金属薄膜（網状パターン）
である。 代理人　上屋　勝 常包芳男 第３Ｂ図 第４図 第５図 浜）定訳翫 （自発）手続補正書 昭和５９年５月１６日 特許庁長官殿 １、事例の表示 昭和５９年特消願第１０８４４　号 東京都中央区日本橋堀留町壱丁目九番拾壱号（１１０）
呉羽化学工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焦電素子と電界効果型トランジスタとがシールドケース
   内に組み込まれてなる赤外線センサにおいて、上記シー
   ルドケースに設けられた検出用窓に電気良導体からなる
   網状部材が取り付けられていることを特徴とする赤外線
   センサ。