JPS6214028A - 焦電型センサ - 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、不法侵入者検知用など高信頼性を要求される
焦電型センサに関するものである。

不法侵入者検出用に用いられるセンサは高信頼性が要求
されるために、近時、種々の工夫がなされている。

例えば、Ｕ、Ｓ、Ｐａｔｅｎｔ　　Ｎｏ、３，９２８，
８４３号の如く、２体の素子（Ｓｅｎｓｉｎｇ−ｅｌｅ
ｍｅｎｔｓ　）を内蔵したるものも見受けられるが、単
に２枚の素子を組み合わせた構造のセンサでは、そのセ
ンサをとりまく環境の変化があった場合に誤発砲をする
という致命的なる欠陥があった。

上述のような欠陥をなくすべく、４体の素子を組み合わ
せて独立の２つの信号出力を得た後、演算処理技術で有
効なる信号であるか誤発報の原因たる雑音であるか判別
する考案もある。

この場合、独立の２つの信号が一定短時間内に同時に出
力されたとき、有効なる信号と判断するを基本としてお
り、いずれか１系統が雑音を出力しても他の１系統が出
力しない時間内においては、発報しないこととなる。一
般的に誤発報の原因となる雑音の発報確率は、一定時間
内においてその大きさと頻度がガウス分布に従うことは
衆知であり、前述の２系統から同時に雑音の発生する確
率は、それぞれの系統の雑音発生確率の積となるから、
あたかも非常に信頼性が高くなるようであるが、２系統
がまったく同種の性質を備えている故に、環境の変化に
対して特定条件下で一斉に雑音を発生し、実際には同時
に雑音を発生する確率が高く、未だ十分なる信頼性が得
られないという欠陥があった。

これ等の欠陥をなくするべく種々研究したる結果１本発
明を提供するに到った。

以下、その詳細を図を追いながら記述する。

焦電性を有する単結晶、多結晶更には高分子系の樹脂等
からなる薄板１０または１０−ａおよび１０−ｂの一面
に、第１図ａ、ｂ、ｃ、ｄに平面図で示す如く、感受素
体（以下単に素体と記す）を構成させるべく電極を配置
付ける。

この４枚の電極の電気的な接続のために必要なるブリッ
ジあるいはリード線を接着するためのパッドまたはステ
ージ等を所定の位置に配置付けることは記すまでもない
が、図面上は煩雑となるために割愛した。

上述の電極に対応する焦電薄板１０または１０−ａ及び
１ｏ−ｂの裏面にも、それぞれ所定の裏面電極が備えら
れているために１表面の電極は素体の感受面でもある。

換言すると、４枚の電極は４体の素子１１−１．１１−
２．１２−１．１２−２の感受面である。

これ等４体の素子の電気的なる接続は、第２図ａ並びに
ｂにダイヤグラムで示す如く１体の素子１１−１と他の
配置にある素子１１−２を逆直列の１系統とし、別に他
の素子１２−１と他の位置にある素子１２−２を逆直列
に独立なる２系統の逆直列系をそれぞれ独立したＦＥＴ
Ｉ、ＦＥＴ２に接続している。

ＦＥＴの一般的にはドレイン（特殊なる場合はソース）
をハウジング内で結線する場合は、点線で示す如く自由
である。

前者と同様に、各々の素子をそれぞれ逆並列に配置付け
たる例が同図すである。これ等の回路は、ＦＥＴのゲー
ト・ソース間にダイオードを集積して抵抗器１３並びに
１４を省略したる場合の適用に対しても、４体の素子を
前述の如く配置付けたる場合は、すべて発明の範囲に包
含される。従来から単に逆極性の発電体（焦電素子も含
めて）を直列あるいは並列に配置付け、それぞれの発電
体側々の発電力が同レベルであると、相殺しあうために
その両端子間に出力を生じないという事実は衆知のとこ
ろであり、古くから補償の原理としても利用されている
ことは記述を待たない。

本発明の特徴は、この相殺の原理を利用し、更には独立
した２系統を環境変化に対して異なった挙動を示すよう
に構成したる点にある。換言するならば、第２図ａおよ
びｂに示す如く素子１１−１と素子１１−２を直列（並
列）に１系統として抵抗器１３が並列に接続された後、
ＦＥＴ１に導き独立のヘラグーの端子より出力が得られ
、また、素子１２−１と素子１２−２を直列（並列）に
他の１系統として抵抗器１４が並列に接続された後、Ｆ
ＥＴ２に導き、同様に独立したる端子より出力が得られ
、これ等２系統を構成するＦＥＴＩとＦＥＴ２をｇｍの
異なる、例えば２５に２０９と２８に２０８の組み合せ
とし、２系統を各々独立に１つのハウジング内に収納し
た点にある。

別の実施例は、前述２系統の抵抗器１３と抵抗器１４の
抵抗値をそれぞれ例えばｌＸｌ０”オームと５Ｘ１０”
オームの組み合せとし、２系統を各々独立に１つのハウ
ジング内に収納してもよい。

更に別の実施例は、第１図ｄに示す如く前述２系統を焦
電性薄板１０−　ａと１０−ｂの２枚で構成し、各々独
立に１つのハウジング内に収納してもよい。この場合、
焦電性薄板１０−ａの比誘電率εと焦電性薄板１０−ｂ
の比誘電率Ｅを異なった値としてもよい。

上述の如く、系統毎に異なった性質を付与して出力を得
た場合、不法侵入者検知器にあっては有効なる信号を出
力すべき条件、即ち不法侵入者から放射される赤外線照
射を本焦電型センサが受けたとき、２つの系統から時間
的、電気的に同じ信号を出力せしめるよう容易に構成で
き、且つ有効なる信号を出力すべきでない条件。

即ち監視状態下で自然環境または人為的環境の変化があ
っても、時間的に同時に雑音を出力する確率は、非常に
小さくすることができる。

組立品の例を縦断面で第３図に示した如く、予め所定の
ＦＥＴＩ並びにＦＥＴ２、更に抵抗器あるいはコナデン
サ等を装着した基板３２の表面に、４体の素子を備えた
焦電性薄板１０が電気的に接続された状態でマウントさ
れ、複数の端子が植立されたヘッダー３１の上に装着さ
れ、最後に頭部に光学フィルタ３３を装着したカン１５
を、前述のへラダー上に乾燥した窒素雰囲気中で覆せ、
その袖部分を溶着封印する。

このようにして完成された焦電型センサは、環境条件、
例えば気温、気圧、振動等が時間とともに変化したる時
でも、第４図に示す如くｌ系統から雑音を発生し、出力
１に有効信号と誤認するレベルの電気信号が伝達されて
も、他の１系統が同時に雑音を発生しないから演算処理
出力たる総合出力は零となり、結果として誤発報につな
がらないこととなる。

２系統の環境変化追従程度に差をつけることにより、本
発明による焦電型センサは信頼性の高いセンサとしての
利用が見込め、工業的なる価値がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂ、ｃ、ｄは、本発明の焦電性を有する薄板
１０並びに１０−　ａ及び１０−ｂ上の４体の素子１１
−１．１１−２．１２−１．１２−２を示した。 第２図ａ、ｂは、本発明の電気接続を示し、数寄１３．
１４は抵抗器 １５　　　はカン その他は、第１図と同様である。 第３図は、本発明の焦電型センサの縦断面図である。 数寄３１はへラダー ３２は基板 ３３はフィルター その他は第２図と同様である。 第４図は、本発明の動作状態を示す曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焦電特性を備えた少なくとも４体の素子を一枚また
   はそれ以上の枚数の薄板上に設け、それぞれ１体毎逆直
   列又は逆並列に少なくとも２系統を独立に構成せしめた
   る後、各々独立の電気特性例えばｇｍの異なるＦＥＴに
   接続し、他の周辺部品とともに頭部に所定の光学フィル
   タを装着したハウジングに収納し封入したることを特徴
   とする焦電型センサ。 ２、前記特許請求の範囲１の記載において、４体の素子
   をそれぞれ１体毎逆直列または逆並列に２系統を独立に
   構成せしめたる後、異なる抵抗値を有する抵抗器を並列
   に接続し、各々の独立のＦＥＴに接続し、他の周辺部品
   とともに頭部に所定の光学フィルタを装着したハウジン
   グに収納し封入したることを特徴とする焦電型センサ。 ３、前記特許請求の範囲１の記載において、２体の素子
   を逆直列または逆並列に接続された焦電性薄板の少なく
   とも２枚を独立に構成せしめたる後、各々独立のＦＥＴ
   に接続し、他の周辺部品とともに頭部に所定の光学フィ
   ルタを装着したハウジングに取納し封入したることを特
   徴とする焦電型センサ。 ４、前記特許請求の範囲３の記載において、２体の素子
   を逆直列または逆並列に接続された焦電特性例えば比誘
   電率εの異なる焦電性薄板２枚を独立に構成せしめたる
   後、各々独立のＦＥＴに接続し、他の周辺部品とともに
   頭部に所定の光学フィルタを装着したハウジングに収納
   し封入したることを特徴とする焦電型センサ。