WO2005116594A1

WO2005116594A1 - 焦電素子および焦電型赤外線センサ

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Publication number: WO2005116594A1
Application number: PCT/JP2005/009325
Authority: WO
Inventors: Shinya Nozu
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2006-11-28
Also published as: JP2007292461A; WO2005116594A8

Abstract

焦電体基板（１）にはシングル素子（３５Ａ），（２４Ａ），（２４Ｂ），（３５Ｂ）が順に水平方向に配列形成されており、シングル素子（２４Ａ），（２４Ｂ）で第１デュアル素子（２４）を形成し、シングル素子（３５Ａ），（３５Ｂ）で第２デュアル素子（３５）を形成する。シングル素子（３５Ａ），（２４Ａ），（２４Ｂ），（３５Ｂ）には、それぞれ異なる略連続した領域（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）で発生する赤外線が集光されて照射される。赤外線が照射されることにより第２デュアル素子（３５）で検知した信号はＦＥＴ２から出力され、第１デュアル素子（２４）で検知した信号はＦＥＴ１から出力される。これにより、第１デュアル素子（２４）に対応した中心領域（Ｄ），（Ｅ）と、該領域（Ｄ），（Ｅ）を挟む第２デュアル素子（３５）に対応した周辺領域（Ｃ），（Ｆ）とにおける人（１００）の検知を行う。

Description

明細書

焦電素子および焦電型赤外線センサ

技術分野

[0001] この発明は、焦電効果を有する基板表面に電極を形成してなる焦電素子、および該焦電素子を用いて所定検知領域内の人および物体の検知を行う焦電型赤外線センサに関するものである。背景技術

[0002] 従来、焦電型赤外線センサは、赤外線を受光することにより検出信号を出力する焦電素子と、該焦電素子に赤外線を受光させる光学系と、を備え、所定検知領域内を移動する物体 (例えば、人）が発生する赤外線を検知することで、この物体の移動を検出するものである。

[0003] このような焦電型赤外線センサに用いられる焦電素子は、強誘電体等からなる焦電体基板と、該焦電体基板の両面に対向して設けられた電極とからなる。

[0004] 焦電体基板は定常時 (基板温度が一定な状態)では両表面間で電荷を発生しな、力基板温度が変化するとこの変化に応じて両表面間に電荷が発生する。これは、強誘電体等力なる焦電体基板が定常時には自発分極しているが外気内の浮遊電荷を引き寄せて中性状態にあるのに対し、基板温度が変化すると自発分極の状態が変化して前記中性状態が崩れるために生じる現象である。焦電素子はこの現象を利用し、焦電体基板の電極が形成された部分に照射された赤外線による温度変化の大きさに応じて変化する電荷変動をこれら表面に形成された電極で取り出すことで、検出信号を出力する。

[0005] このような焦電素子には、前述のように焦電体基板の両面に対向に形成されたそれぞれ単体の電極と焦電体基板とからなる一つのシングル素子を備えるものに対し、このシングル素子を 2つ配列形成したデュアル素子を備えるものが考案されて、る（特許文献 1参照)。このようなデュアル素子を備える焦電素子は、シングル素子を 2つ平行に配置し、各シングル素子の受光面電極または対向面電極を焦電体基板の温度変化により発生する電荷が逆極性となるように直列接続したものであり、シングル素子のみを用いた際に生じる外部温度依存性を補正するものである。この構成は、単にシングル素子が所定の間隔で 2つ配置されたものとしても利用することできる。すなわち、デュアル素子を備える焦電素子を構成する各シングル素子で受光する領域を異ならせることで、異なる位置からの赤外線の放射を検出する焦電素子が構成される。そして、各シングル素子の配列方向を水平方向にすることで、人等の物体の移動方向を検出する焦電型赤外線センサが構成される。

[0006] また、デュアル素子を備えた焦電素子であっても検知領域には限りがあるため、デュアル素子を複数配列形成した焦電素子を用いて、検知領域を拡大させた焦電型赤外線センサが考案されてヽる (特許文献 2参照)。

特許文献 1 :特開平 5— 187918号公報

特許文献 2 :登録実用新案第 3042061号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 防犯システムに用いるような赤外線センサでは、特定の狭、領域を重点的に検知するとともに、その周囲の広い領域に対しても検知を行うことが望ましい。このような例としては、警戒区域 (重点監視区域)と警戒準備区域 (軽監視区域)とを同時に監視（人や物体の検知)する場合などがある。この場合、通常、重点的に検知する中心領域 (重点監視区域)を挟む両側に、周辺領域 (軽監視区域)が位置する。

[0008] このように重点監視区域とこの両側の軽監視区域とを検知する場合には、重点監視区域に対応するデュアル素子と、両側の軽監視区域にそれぞれ対応する 2つのデュアル素子とを焦電素子に形成しなければならない。すなわち、従来の複数のデュアル素子を備えた焦電素子では、検知する領域の数だけデュアル素子を焦電素子に形成しなければならず、焦電素子が大きくなつてしまい、焦電型赤外線センサを小型ィ匕、低コストィ匕することができない。また、検知領域の数に応じて焦電素子を配置した焦電型赤外線センサでも、前述の領域を検知することは可能であるが焦電素子が増加する分、大型になるとともにコストアップしてしまう。

[0009] この発明の目的は、前述のように、特定領域を検知するとともにこの特定領域を挟む両側の領域を検知する焦電型赤外線センサを簡素な構造で構成することにある。課題を解決するための手段

[0010] この発明は、焦電体基板と該焦電体基板の一方面に形成された受光面電極と焦電体基板の他方面に受光面電極に対向して形成された対向面電極とで形成されるシングル素子を複数略 1列に配列形成してなる焦電素子にぉ、て、シングル素子を 4 つ以上の偶数個形成し、配列方向の中心で互いに隣り合う 2つのシングル素子の受光面電極同士または対向面電極同士を導通して形成される第 1デュアル素子と、配列方向で第 1デュアル素子を挟む両側のシングル素子同士を内側から 1組ずつ組み合わせて、組み合わされた各シングル素子の受光面電極同士または対向面電極同士を導通して形成される 1つ以上の第 2デュアル素子と、を備えたことを特徴としている。

[0011] この構成では、焦電素子に複数のシングル素子が配列形成されており、第 1デュアル素子を挟み、この第 1デュアル素子に隣り合うシングル素子が組み合わされて別の第 2デュアル素子が構成され、これら第 1、第 2デュアル素子を挟み外側の第 2デュアル素子の両側に隣り合うシングル素子が組み合わされてさらに別の第 2デュアル素子が構成される。このようなデュアル素子の構成の繰り返しが焦電素子に形成された少なくとも 4つのシングル素子に対して行われる。これにより、挟み込む側のデュアル素子を構成する 2つのシングル素子が挟み込まれる側のデュアル素子の両側に配置される。

[0012] また、この発明の焦電素子は、第 1デュアル素子と、配列方向で第 1デュアル素子を挟む両側のシングル素子の受光面電極同士または対向面電極同士を導通して形成される第 2デュアル素子と、を備えたことを特徴として、る。

[0013] この構成では、第 2デュアル素子の 2つのシングル素子力第 1デュアル素子を挟む両側に配置される。

[0014] また、この発明の焦電型赤外線センサは、前述の焦電素子と、該焦電素子の第 1 デュアル素子の形成位置に特定領域で発生した赤外線を照射させ、第 1デュアル素子以外のデュアル素子に特定領域を挟む領域で発生した赤外線を照射させる光学手段と、を備えたことを特徴としている。

[0015] この構成では、検知領域内で発生した赤外線は、光学手段を介して焦電素子の赤外線が発生された領域に対応する部分に照射される。焦電素子は、前述のように温度変化により電荷を発生するので、赤外線が照射された部分の温度が上昇し、局所電荷が発生する。そして、焦電素子は、シングル素子でこの電荷を検知することで検知信号を出力する。ここで、本発明の焦電素子は前述のように第 1デュアル素子を第 2デュアル素子が挟み込む構造を成しているため、第 1デュアル素子で検知する領域が第 2デュアル素子の各シングル素子で検知するそれぞれの領域に挟まれる。そして、さらに外側に第 2デュアル素子が形成される場合には、挟み込む側の第 2デュアル素子の各シングル素子で検知するそれぞれの領域が挟み込まれる側の第 2デュアル素子で検知する領域の両側に配置される。すなわち、所定領域を検知する第 1 デュアル素子を挟み込む両側のシングル素子力なる第 2デュアル素子が所定領域を挟み込む両側の領域を検知し、 2つのデュアル素子で、内側の 2つの領域とこの領域を挟む外側の 2つの領域とからなる 4つの領域の検知が行われる。

[0016] また、この発明の焦電型赤外線センサは、光学手段を焦電素子の検知領域側に備えられた赤外線集光レンズで構成することを特徴としている。

[0017] この構成では、検知領域内で発生した赤外線は、単体の赤外線集光レンズで集光され、検知領域の各領域に応じた焦電素子の各部分に照射される。

発明の効果

[0018] この発明によれば、第 1デュアル素子と該第 1デュアル素子を挟むシングル素子で構成された第 2デュアル素子とを備えることにより、特定領域からの赤外線を検出するとともに、この特定領域の両側の領域力発生する赤外線を検出する焦電素子を簡素な構造で構成することができる。

[0019] また、この発明によれば、特定領域力もの赤外線が第 1デュアル素子で検出され、この特定領域を挟む両側の領域の赤外線が第 1デュアル素子を挟み込んで配置されたシングル素子力なる第 2デュアル素子で検出される。これにより、これら 2つのデュアル素子で特定領域内の 2つの領域とこの特定領域を挟む両側の 2つの領域との 4つの領域を検知する焦電型赤外線センサを構成することができる。すなわち、特定領域とその両側の領域を検知する焦電型赤外線センサを簡素な構造で構成することができる。 [0020] また、この発明によれば、検知領域内の赤外線を単体の赤外線集光レンズを用いて焦電素子に照射することで、さらに簡素な構造の焦電型赤外線センサを構成することができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の焦電素子の平面図、断面図、および底面図である。

[図 2]本発明の焦電型赤外線センサの斜視図である。

[図 3]本発明の焦電型赤外線センサの等価回路図である。

[図 4]検知領域の範囲と焦電素子の赤外線照射位置との関係を示す概念図である。

[図 5]本発明の焦電型赤外線センサによる人の移動検出の様子を示す概念図である符号の説明

[0022] 1 焦電体基板

2A, 2B—受光面電極

2C—接続電極

4A, 4B—対向面電極

24A, 24B シングル素子

24 第 1デュアル素子

3A, 3B—受光面電極

3C—接続電極

5A, 5B—対向面電極

35A, 35B—シングル素子

35 第 2デュアル素子

6A, 6B, 7A, 7B—外部接続電極

10—焦電素子

20—ベース基板

30—ステム

31A〜31D 外部接続ピン

40 フィルタ支持体（キャンケース） 50 赤外線通過フィルタ

60 フレネルレンズを備えるレンズドーム

100—人

発明を実施するための最良の形態

[0023] 本発明の実施形態に係る焦電素子およびこの焦電素子を用いた焦電型赤外線センサについて図 1〜図 5を参照して説明する。

図 1 (A)は本発明の実施形態に係る焦電素子の平面図であり、図 1 (B)は (A) , (C )に示す焦電素子の A— A'面断面図であり、図 1 (C)は本実施形態の焦電素子の底面図である。

焦電素子 10は、焦電効果を示す、例えば強誘電体力もなる平板状の焦電体基板 1 と、該焦電体基板 1の表面（図 1 (A)に示す面）に形成された第 1受光面電極 2A, 2B 、第 2受光面電極 3A, 3B、接続電極 2C, 3Cと、焦電体基板 1の裏面（図 1 (C)に示す面）に形成された第 1対向面電極 4A, 4B、第 2対向面電極 5A, 5Bと、焦電体基板 1の裏面に形成された外部接続電極 6A, 6B, 7A, 7Bと力なる。

[0024] 焦電体基板 1の表面の略中央には、平面視した形状が長方形状の受光面電極 2A , 2Bが、所定間隔離間されて長辺が隣り合うように配列形成されている。また、これら 2つの受光面電極 2A, 2Bの長辺方向の略中心には接続電極 2Cが形成されており、受光面電極 2A, 2Bが導通されている。また、焦電体基板 1の表面には、受光面電極 2A, 2Bを挟み込み、所定間隔離間した位置に、受光面電極 2A, 2Bと略同形状の受光面電極 3A, 3Bが形成されている。そして、受光面電極 3Aは受光面電極 2A を中心に受光面電極 2Bと対向する側に配置され、受光面電極 3Bは受光面電極 2B を中心に受光面電極 2Aと対向する側に配置されている。さらに、受光面電極 3A, 3 Bは焦電体基板 1の第 1受光面電極 2A, 2Bおよび接続電極 2Cと重ならない位置に形成された接続電極 3Cにより導通されている。ここで、これら第 1受光面電極 2A, 2 B、第 2受光面電極 3A, 3Bは、外部からの赤外線を吸収して焦電体基板 1を部分的に温度上昇させる材質力なる。

[0025] 焦電体基板 1の裏面には、焦電体基板 1の表面側に設けられた受光面電極 2A, 2 B, 3A, 3Bにそれぞれ対向する位置に、これら受光面電極 2A, 2B, 3A, 3Bと略同形状の対向面電極 4A, 4B, 5A, 5Bが形成されている。これ〖こより、受光面電極 2A と対向面電極 4Aとこれらにより挟まれる焦電体基板 1とでシングル素子 24Aが構成され、受光面電極 2Bと対向面電極 4Bとこれらにより挟まれる焦電体基板 1とでシングル素子 24Bが構成され、受光面電極 3Aと対向面電極 5Aとこれらにより挟まれる焦電体基板 1とでシングル素子 35Aが構成され、受光面電極 3Bと対向面電極 5Bとこれらにより挟まれる焦電体基板 1とでシングル素子 35Bが構成される。そして、シングル素子 24Aとシングル素子 24Bとは接続電極 2Cにより検出する電荷が逆極性となるように導通されており、第 1デュアル素子 24を構成している。また、シングル素子 35A とシングル素子 35Bとは接続電極 3Cにより検出する電荷が逆極性となるように導通されており、第 2デュアル素子 35を構成している。

なお、本実施形態ではシングル素子同士の接続電極を受光面 (焦電体基板 1の表面)側に設けたが、対向面 (焦電体基板 1の裏面)側に接続電極を設けてもょヽ。

[0026] また、焦電体基板 1の裏面には、対向面電極 4A, 4Bのそれぞれに導通する外部接続電極 6A, 6Bと、対向面電極 5A, 5Bのそれぞれに導通する外部接続電極 7A, 7Bとが形成されている。これら外部接続電極 6A, 6B, 7A, 7Bは、焦電体基板 1の裏面において、表面に形成された各電極 2A〜2C, 3A〜3Cのいずれに対しても対向しな、位置に形成されている。

[0027] 焦電体基板 1は焦電効果を備えるので、前述のように、赤外線が照射されたり、照射されて!/、た赤外線が遮断されることで、基板の温度が変化すると電荷の不平衡が生じる。この際、赤外線が照射されて温度が変化する場合と赤外線が遮断されて温度が変化する場合とでは、逆極性の電荷の不平衡が生じる。例えば、赤外線が照射された場合には、焦電体基板 1の受光面側に正電荷が偏り、対向面側に負電荷が偏る。一方、赤外線が遮断された場合には、焦電体基板 1の受光面側に負電荷が偏り、対向面側に正電荷が偏る。この現象を利用し、例えば、焦電体基板 1の受光面電極 2A部分にのみ赤外線が照射した場合、この部分の電荷の不平衡をシングル素子 24Aで検出する。一方、焦電体基板 1の受光面電極 2Bの部分にのみ赤外線が照射された場合、この部分の電荷の不均衡をシングル素子 24Bで検出する。これにより、受光面電極 2A, 2Bの部分への赤外線の照射は、第 1デュアル素子 24により検出される。この際、シングル素子 24Aとシングル素子 24Bとでは、前述のように検出される電荷の極性が逆になるので、第 1デュアル素子 24からの検出信号を観測することで、シングル素子 24A部分に赤外線が照射されたのカゝ、シングル素子 24B部分に赤外線が照射されたのかを検出することができる。

[0028] 第 2デュアル素子 35についても第 1デュアル素子 24と同様の作用が生じるので、受光面電極 3A, 5Aの部分への赤外線の照射は、第 2デュアル素子 35により検出される。そして、シングル素子 35Aとシングル素子 35Bとでも検出される電荷の極性が逆になるので、第 2デュアル素子 35からの検出信号を観測することで、シングル素子 35A部分に赤外線が照射されたの力シングル素子 35B部分に赤外線が照射されたのかを検出することができる。

[0029] すなわち、焦電素子 10は、焦電体基板 1の赤外線が照射された部分に応じて、焦電体基板 1の 2つのデュアル素子で赤外線を検出し、 2つの出力系統から赤外線検出信号を出力することができる。

また、シングル素子 24Aとシングル素子 24Bとで検出する電荷の極性が逆であるので、太陽光のような広い範囲に照射する赤外線の場合には、互いのシングル素子から出力される電圧同士が相殺されて外部には出力されない。この作用はシングル素子 35Aとシングル素子 35Bに対しても適用されるので、これらの作用により、外光による影響を取り除くことができる。

[0030] 次に、前述の焦電素子 10を用いた焦電型赤外線センサについて図 2、図 3を参照して説明する。

図 2は本実施形態の焦電型赤外線センサのフィルタ支持体 40およびレンズドーム 60の一部を切り取った状態での斜視図であり、実際には、フィルタ支持体 40およびレンズドーム 60は焦電素子 10を覆う形状で形成されている。

また、図 3は本実施形態の焦電型赤外線センサの等価回路図である。

[0031] 前述の焦電素子 10は、第 1、第 2受光面電極 2A, 2B, 3A, 3Bが形成されている側を上面として、所定の電極パターンが形成されたベース基板 20上に配置され、電気的、機械的に接続されている。ベース基板 20に形成されている電極パターンには、 FET1, FET2、および抵抗 Rl, R2 (図 2には図示せず）が実装されており、図 3に示す等価回路図に従った回路が形成されている。具体的には、焦電素子 10の外部接続電極 6Aが FET1のゲートに接続され、外部接続電極 6Bが接地電極 GNDに接続されており、この接地電極 GNDと FET1のゲート間に抵抗 R1が接続されている。すなわち、焦電素子 10の第 1デュアル素子 24と抵抗 R1とが FET1のゲートと接地との間に並列接続されている。また、焦電素子 10の外部接続電極 7Aが FET2のゲートに接続され、外部接続電極 7Bが接地電極 GNDに接続されており、この接地電極 GNDと FET2のゲート間に抵抗 R2が接続されている。すなわち、焦電素子 10の第 2 デュアル素子 35と抵抗 R2とが FET2のゲートと接地電極 GNDとの間に並列接続されている。さらに、 FET1のドレインと FET2のドレインとがドレイン端子 Dに接続されており、 FET1のソースが第 1ソース端子 S1に接続され、 FET2のソースが第 2ソース端子 S2に接続されている。そして、ドレイン端子 Dに駆動電圧を印加するとともに、第 1ソース端子 S1、第 2ソース端子 S2と接地電極 GNDとの間に所定の抵抗（図示せず )を接続することで、第 1ソース端子 Sl、第 2ソース端子 S2から電圧型の検出信号を出力する、ソースホロワ型の赤外線検出回路が構成される。なお、この回路の出力部に FETを用いたのは、焦電素子 10側が一般に高インピーダンスであるので、高入力インピーダンスである FETをインピーダンス変換回路としても機能させることで、後段の回路とのインピーダンス整合を行い、検出信号を低損失に伝送するためである。

[0032] ベース基板 20は外部接続ピン 31A〜31Dを備える金属製のステム 30上に載置されており、外部接続ピン 31A〜31Dは前記ドレイン端子 D、第 1ソース端子 Sl、第 2 ソース端子 S2、および接地電極 GNDのそれぞれいずれかに接続されている。ここで、ベース基板 20の接地電極 GNDは、ステム 30に導通する形状 (例えば、ベース基板 20の表裏面ともに形成され、これらをスルーホールで導通させた形状）に形成されており、ステム 30がこの焦電型赤外線センサを実装する基板に実装されて接地されることで、前記外部接続ピンとともに、ベース基板 20の接地電極 GNDも接地される。

[0033] このように、焦電素子 10が設置されたベース基板 20を載置したステム 30の上面側には、焦電素子 10を覆う円筒形状のフィルタ支持体 (キャンケース) 40が設置されており、このフィルタ支持体 40に形成されて開口部には、焦電素子 10と対向する位置に所望波長の赤外線のみを通過させる赤外線通過フィルタ 50が配置されて、る。さらに、このフィルタ支持体 40を覆う形状で、球面フレネルレンズが形成されたレンズドーム 60が配置されている。このレンズドーム 60の天面のドームは、図 4に示すように、検知領域のそれぞれ所定範囲で発生する赤外線をフレネルレンズで集光して、それぞれ焦電素子 10の所定位置に照射させる形状で形成されている。

[0034] 図 4は、検知領域の範囲と焦電素子 10の赤外線照射位置との関係を示す概念図であり、（A)は水平方向（H方向）の関係を示す概念図であり、（B)は垂直方向 (V方向）の関係を示す概念図である。なお、本図に示す関係は、焦電素子 10のシングル素子 24A, 24B, 35A, 35Bの配列方向を水平方向（H方向）とした場合である。

[0035] 受光面電極 2A, 2B, 3A, 3Bの配列方向、すなわちシングル素子 24A, 24B, 35 A, 35Bの配列方向を水平方向にした場合、図 4 (A)に示すように、シングル素子 24 A, 24Bは、焦電体基板 1に垂直でレンズドーム 60の天頂を通る直線の近傍に配置されているので、シングル素子 24A, 24Bからなる部分すなわち第 1デュアル素子 24 は、検知領域の水平軸と前記直線との直交点を中心にて水平方向に所定角 αの範囲の赤外線を検知することができる。一方、シングル素子 35Α, 35Βはシングル素子 24Α, 24Βを挟み込む位置に配置されているので、シングル素子 35Α, 35Βからなる部分すなわち第 2デュアル素子 35は、検知領域の水平軸と前記直線との直交点を中心にて水平方向に、前記所定角 αよりも広い所定角 βの範囲の赤外線を所定角 αの範囲を除いて検知することができる。そして、シングル素子 35Α, 24Α, 24Β, 3 5Βの順に配列されて、ることで、シングル素子 35Αが検出する領域とシングル素子 35Βが検出する領域とは、第 1デュアル素子 24が検出する領域の両側に配置される。すなわち、第 1デュアル素子 24が赤外線を検出する領域は第 2デュアル素子 35が赤外線を検出する領域に挟まれた構成となる。

なお、垂直方向については、シングル素子 24Α, 24Β, 35Α, 35Βは垂直方向には同じ位置に配置されているので、第 1、第 2デュアル素子 24, 35からなる部分は、検知領域の垂直軸と焦電体基板 1に垂直でレンズドーム 60の天頂を通る直線との直交点を中心にて垂直方向に所定角 γの範囲の赤外線を検知することができる。

[0036] ここで、第 1、第 2デュアル素子の垂直方向の大きさを変えることにより、それぞれのデュアル素子の垂直方向の所定角 γを異ならせてもよい。 [0037] このような構成の焦電型赤外線センサを用いた人の移動の検出動作について、図

5を参照して説明する。

図 5は本実施形態の焦電型赤外線センサによる人の移動検出の様子を示す概念図である。なお、本説明では、受光面電極 2A, 3Aの部分すなわちシングル素子 24

A, 35Aの部分に赤外線が照射された場合に、正の電圧の検出信号を発生する回路構成がされた場合について説明する。

図 5に示すように、人 100が検知領域内を水平方向に点 Aから点 Bに向力つて移動する場合、人 100は分割領域 C, D, E, Fを順に通過する。

[0038] (1)まず、人 100が分割領域 C内に入ると、人 100から放射される赤外線はレンズドーム 60を介してシングル素子 35Aの部分に集光され照射される。この部分に赤外線が照射されることで、シングル素子 35Aで検出される電圧 V は正電圧となる。そして

F2

、人 100が分割領域 Cを通過中には常時略同量の赤外線がシングル素子 35A部分に照射され続けるので、前記電圧 V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）

F2

。次に、人 100が分割領域 C外に出るとシングル素子 35A部分への赤外線の照射が無くなるので、シングル素子 35Aで検出される電圧 V は負電圧となる。そして、この

F2

電圧 V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）。そして、この信号は FET2よ

F2

り増幅されて出力される。

[0039] (2)次に、人が分割領域 D内に入ると、人 100から放射される赤外線はレンズドーム 60を介してシングル素子 24Aの部分に集光され照射される。この部分に赤外線が照射されることで、シングル素子 24Aで検出される電圧 V は正電圧となる。そして、

F1

人 100が分割領域 Dを通過中には常時略同量の赤外線がシングル素子 24A部分に照射され続けるので、前記電圧 V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）。

F1

次に、人 100が分割領域 D外に出るとシングル素子 24A部分への赤外線の照射が無くなるので、シングル素子 24Aで検出される電圧 V は負電圧となる。そして、この

F1

電圧 V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）。そして、この信号は FET1よ

F1

り増幅されて出力される。

[0040] (3)次に、人が分割領域 E内に入ると、人 100から放射される赤外線はレンズドーム 60を介してシングル素子 24Bの部分に集光され照射される。この部分に赤外線が照射されることで、シングル素子 24Bで検出される電圧 V は負電圧となる。そして、人

F1

100が分割領域 Eを通過中には常時略同量の赤外線がシングル素子 24B部分に照射され続けるので、前記電圧 V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）。次

F1

に、人 100が分割領域 E外に出るとシングル素子 24B部分への赤外線の照射が無くなるので、シングル素子 24Bで検出される電圧 V は正電圧となる。そして、この電圧

F1

V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）。そして、この信号は FET1より増

F1

幅されて出力される。

[0041] (4)次に、人が分割領域 F内に入ると、人 100から放射される赤外線はレンズドーム 60を介してシングル素子 35Bの部分に集光され照射される。この部分に赤外線が照射されることで、シングル素子 35Bで検出される電圧 V は負電圧となる。そして、人

F2

100が分割領域 Fを通過中には常時略同量の赤外線がシングル素子 35B部分に照射され続けるので、前記電圧 V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）。次

F2

に、人 100が分割領域 F外に出るとシングル素子 35B部分への赤外線の照射が無くなるので、シングル素子 35Bで検出される電圧 V は正電圧となる。そして、この電圧

F2

V は所定の時定数で減衰していく（0値に近づく）。そして、この信号は FET2より増

F2

幅されて出力される。

[0042] このように、 FET1, FET2からの出力信号を観測することで、人の移動を検出することができる。また、シングル素子を複数配列することで、検知領域を分割し、それぞれの分割領域での人の移動を検出することができる。

[0043] さらに、前述のようにシングル素子 24A, 24Bすなわち第 1デュアル素子 24を挟み込む形状でシングル素子 35A、 35Bすなわち第 2デュアル素子 35を配置することで、例えば、第 1デュアル素子 24が検知する領域を警戒領域とし、第 2デュアル素子 3 5が検知する領域を警戒準備領域に設定して、警戒領域内の 2つの領域とこれを挟む両側の警戒準備領域とからなる 4つの領域を 2組のデュアル素子で検知することができる。このため、従来のように、検知する領域毎にデュアル素子を用いる必要が無くなり、複数分割された 1つの中心領域とその周辺領域とを検知する焦電型赤外線センサを簡素な構造で実現することができる。これにより、従来と同じ検知領域に対して、部品点数が少なくコストが抑制された、小型の焦電型赤外線センサで検知することができる。

なお、前述の実施形態では、第 1デュアル素子を 1つの第 2デュアル素子が挟み込む、 2つのデュアル素子力なる構造の焦電型赤外線センサが説明した力第 1デュアル素子に対して、内側力順に複数の第 2デュアル素子でそれぞれ順に挟み込む構造の焦電型赤外線センサを構成することもでき、前述と同様の効果を奏することができる。ここで、形成する第 2デュアル素子の数は、必要とする仕様に応じて適宜設定すればよい。

Claims

請求の範囲

[1] 焦電体基板と、該焦電体基板の一方面に形成された受光面電極と、前記焦電体基板の他方面に前記受光面電極に対向して形成された対向面電極とで形成されるシングル素子を複数略 1列に配列形成してなる焦電素子において、

前記シングル素子は 4つ以上の偶数個形成され、

配列方向の中心で互いに隣り合う 2つの前記シングル素子の受光面電極同士または対向面電極同士を導通して形成される第 1デュアル素子と、

前記配列方向で前記第 1デュアル素子を挟む両側の前記シングル素子同士を内側から 1組ずつ組み合わせて、組み合わされた各シングル素子の受光面電極同士または対向面電極同士を導通して形成される 1つ以上の第 2デュアル素子と、を備えたことを特徴とする焦電素子。

[2] 前記第 1デュアル素子と、前記配列方向で前記第 1デュアル素子を挟む両側の前記シングル素子の受光面電極同士または対向面電極同士を導通して形成される第 2 デュアル素子と、を備えた請求項 1に記載の焦電素子。

[3] 請求項 1または請求項 2に記載の焦電素子と、

該焦電素子の前記第 1デュアル素子に特定領域で発生した赤外線を照射させ、前記第 1デュアル素子以外のデュアル素子に前記特定領域を挟む領域で発生した赤外線を照射させる光学手段と、を備えたことを特徴とする焦電型赤外線センサ。

[4] 前記光学手段は、前記焦電素子の受光面側に備えられた赤外線集光レンズである請求項 3に記載の焦電型赤外線センサ。