JP3223461B2 - Pyroelectric element - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、焦電体により検出され
る赤外線を電気的信号として出力する焦電素子に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyroelectric element for outputting infrared light detected by a pyroelectric body as an electric signal.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、タンタル酸リチウムやチタン酸鉛
のような強誘電体材料が赤外線を熱吸収して素子自体の
温度変化によって生ずる物理変化量を電気的信号として
出力する焦電素子が赤外線検出素子として利用されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a pyroelectric element, which ferroelectric materials such as lithium tantalate and lead titanate thermally absorb infrared rays and output a physical change caused by a temperature change of the element itself as an electric signal, has been known as an infrared ray. It is used as a detection element.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】焦電素子の強誘電体材
料として、ポリフッ化ビニリデンを主材としたコポリマ
（ＰＶＤＦ／ＴｒＦＥ）等のフィルム状の有機高分子材
料を使用する場合、成膜過程における表面をそのまま使
用することになり、平坦な表面で反射ないし通過した赤
外線は、当然熱吸収されない。When a film-like organic polymer material such as a copolymer (PVDF / TrFE) mainly composed of polyvinylidene fluoride is used as a ferroelectric material of a pyroelectric element, a film forming process is required. Is used as it is, and the infrared light reflected or transmitted by the flat surface is not naturally absorbed by heat.

【０００４】また、上記フィルム状の有機高分子材料を
使用する場合、セラミックや焼結体の場合とは異なって
柔軟であり、所定の位置に配置するため、全面を基台に
張り付けるなどの必要があった。Further, when the above-mentioned organic polymer material in the form of a film is used, it is flexible, unlike the case of a ceramic or a sintered body, and is arranged at a predetermined position. Needed.

【０００５】そして、焦電体の全面を基台に張り付ける
と、焦電体が吸収した赤外線の熱が基台に逃げてしまう
問題がある。When the entire surface of the pyroelectric body is adhered to the base, there is a problem that the infrared heat absorbed by the pyroelectric body escapes to the base.

【０００６】更に、半田付けにより導通をとろうとする
と、そのときの熱により焦電体の特性が変化してしまう
という不具合があった。[0006] Further, there is a problem that when conducting by soldering, the characteristics of the pyroelectric body are changed by heat at that time.

【０００７】本発明は、上記の点に鑑み、焦電体と、焦
電体が全周において固定され張設される開口部を有する
基台と、基台が載置されて焦電体により検出される赤外
線を電気的信号として出力する電気回路を備える基板と
を筐体内に組み込んでなる焦電素子において、焦電体、
基台および基板によって空間が形成されて、基板は、基
台とほぼ同じ大きさで電気回路を構成する回路素子が搭
載されて、かつ、基台の開口部に対する位置に微細な貫
通孔を設けてあることを特徴とするものである。In view of the above, the present invention provides a pyroelectric body, a base having an opening in which the pyroelectric body is fixed and stretched over the entire circumference, and a pyroelectric body on which the base is mounted. In a pyroelectric element comprising a substrate having an electric circuit that outputs the detected infrared light as an electric signal, and a pyroelectric element,
A space is formed by the base and the substrate, and the substrate is mounted with a circuit element constituting an electric circuit in substantially the same size as the base, and a fine through hole is provided at a position with respect to the opening of the base. It is characterized by having.

【０００８】[0008]

【０００９】[0009]

【００１２】[0012]

【作用】焦電体を開口部を有する基台に全周において固
定することにより、柔軟な焦電体を所定の位置にたるむ
ことなく配置でき、吸収した赤外線による熱が基台に逃
げるのを防止することができる。[Function] By fixing the pyroelectric body to the base having an opening all around, a flexible pyroelectric body can be arranged at a predetermined position without sagging, and the heat generated by the absorbed infrared rays escapes to the base. Can be prevented.

【００１３】そして、基板に開口部を有する基台を固定
し、基板の開口部の位置に貫通孔を設けることにより、
焦電体の受光面背面に閉じられた空間ができるのを防止
し、焦電体前後の気圧が一定となる。By fixing a base having an opening to the substrate and providing a through hole at the position of the opening of the substrate,
A closed space is prevented from being formed behind the light receiving surface of the pyroelectric body, and the air pressure before and after the pyroelectric body becomes constant.

【００１４】更に、焦電体が電気回路との導通を導電性
接着剤を用いてとることにより、焦電体には、導電性接
着剤が塗布されるだけであるので、製造時に熱が加わる
ことなく特性変化を起こさない。Further, since the pyroelectric body is electrically connected to the electric circuit by using a conductive adhesive, the pyroelectric body is simply coated with the conductive adhesive. No characteristic change occurs without any change.

【００１５】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
先ず第１実施例について説明すると、図１において、赤
外線を検出する焦電体１は、素子基台２を介してＦＥＴ
等の回路素子３ａ、３ｂが配設されたプリント基板４上
に配置され、そのプリント基板４は、ステム５を貫通す
る３本のニールピン６ｓ、６ｅ（１本の図示を省略）の
先端に載置されている。上記構成を覆うように、窓孔７
ａにフィルタ８を有するキャン７が配置され、ステム
５、キャン７およびフィルタ８により外枠が構成されて
いる。An embodiment of the present invention will be described below.
First, a first embodiment will be described. In FIG. 1, a pyroelectric body 1 for detecting infrared rays is connected to an FET via an element base 2.
Are arranged on a printed circuit board 4 on which circuit elements 3a and 3b are arranged. The printed circuit board 4 is mounted on the tips of three neal pins 6s and 6e (one not shown) penetrating the stem 5. Is placed. The window hole 7 covers the above configuration.
A can 7 having a filter 8 is arranged at a, and an outer frame is constituted by the stem 5, the can 7 and the filter 8.

【００１６】焦電体１は、成膜されたＰＶＤＦ／ＴｒＦ
Ｅ等であって、その赤外線受光面である上面１ａが凹凸
になるよう粗面にされたフィルム状で、その上下面に
は、ニクロム等の材質による引出し電極を有する鍵穴状
等の電極９ａ、９ｂが設けられている。焦電体は、図２
および図３に示すように、アルミナ製の素子基台２の略
方形の開口部２ａに張設されるように、全周が基台２に
エポキシ樹脂の接着剤１０により固定されている。素子
基台２は更にほぼ同じ大きさのアルミナ製のプリント基
板４上に搭載されてエポキシ樹脂の接着剤１１により固
定され、焦電体１の電極９ａ、９ｂは、プリント基板４
上で素子基台２の縁部に銀粉体を混入したエポキシ系の
導電性接着剤１２ａ、１２ｂを塗布することによりプリ
ント基板４上の図示しない配線パターンに接続されてい
る。The pyroelectric body 1 is formed of PVDF / TrF
E, etc., in the form of a film having a roughened surface such that the upper surface 1a, which is the infrared light receiving surface, has irregularities, and on its upper and lower surfaces, a keyhole-shaped electrode 9a having an extraction electrode made of a material such as nichrome; 9b is provided. Figure 2
As shown in FIG. 3, the entire periphery is fixed to the base 2 with an epoxy resin adhesive 10 so as to be stretched in the substantially rectangular opening 2 a of the element base 2 made of alumina. The element base 2 is further mounted on a printed circuit board 4 made of alumina having substantially the same size and fixed with an epoxy resin adhesive 11, and the electrodes 9a and 9b of the pyroelectric body 1 are connected to the printed circuit board 4.
By applying an epoxy-based conductive adhesive 12a, 12b mixed with silver powder to the edge of the element base 2 above, it is connected to a wiring pattern (not shown) on the printed circuit board 4.

【００１７】上記焦電体１を素子基台２の開口部２ａに
張設することにより、赤外線を受けた焦電体１の電気的
変化を起こさせる熱が基台２等に逃げることを防止で
き、電極９ａ、９ｂ部分に効率よく分極状態の変化を起
こさせることができる。また、素子基台２を使用しない
と、フィルム状の焦電体１を直接プリント基板４に接着
することになり、放熱を起こさせるとともに工程上扱い
にくく不具合である。By extending the pyroelectric body 1 in the opening 2a of the element base 2, it is possible to prevent the heat which causes the electric change of the pyroelectric body 1 receiving infrared rays from escaping to the base 2 or the like. As a result, it is possible to efficiently change the polarization state of the electrodes 9a and 9b. If the element base 2 is not used, the film-like pyroelectric body 1 is directly adhered to the printed circuit board 4, which causes heat dissipation and is difficult to handle in a process.

【００１８】プリント基板４は、ＦＥＴ３ａや高抵抗の
ゲート抵抗３ｂ等の回路素子が搭載され、その中央部分
には、焦電体１と素子基台２とにより密閉空間を形成し
ないように貫通孔４ａが設けられている。そして、プリ
ント基板４は、ステム５を貫通するニールピン６ｓ、６
ｅに対抗する位置に設けられた接続孔４ｓ、４ｅによ
り、所定の位置に半田付け等により固定される。The printed circuit board 4 has mounted thereon circuit elements such as an FET 3a and a high-resistance gate resistor 3b, and a through hole is formed in a central portion thereof so that the pyroelectric body 1 and the element base 2 do not form a closed space. 4a is provided. The printed circuit board 4 is provided with neil pins 6 s and 6
The connection holes 4s and 4e provided at positions opposing the position e are fixed at predetermined positions by soldering or the like.

【００１９】このプリント基板４の貫通孔４ａがない場
合には、焦電体１、素子基台２およびプリント基板４に
より閉じられた空間ができる。このような空間を形成し
てしまうと、焦電体１が赤外線を検出するときに、焦電
体１に起こる熱がその空間を膨張させ、歪みによる分極
状態の変化を焦電体１に生じさせる。その場合には正確
な赤外線量が検出できない。このため、プリント基板４
に貫通孔４ａを設けてキャン７等による外枠内部の空気
の圧力と均一として、焦電体１に不要な歪みが加わらな
いようにしている。When there is no through hole 4a of the printed board 4, a space closed by the pyroelectric body 1, the element base 2 and the printed board 4 is formed. When such a space is formed, when the pyroelectric body 1 detects infrared rays, the heat generated in the pyroelectric body 1 expands the space, and a change in the polarization state due to distortion occurs in the pyroelectric body 1. Let it. In that case, an accurate infrared amount cannot be detected. Therefore, the printed circuit board 4
A through-hole 4a is provided to make the pressure of the air inside the outer frame by the can 7 and the like uniform so that unnecessary distortion is not applied to the pyroelectric body 1.

【００２０】ステム５とキャン７は、表面処理された金
属製であって、ステム５の段部５ｂには小さな周壁５ａ
が形成されていて、両者の段部５ｂとキャンの鍔部７ｂ
を対向させ、周壁５ａを抵抗溶接等により密封する。ス
テム５には段部５ｂによる段が形成されているので、キ
ャン７を合わせたときにほぼ所定の位置に配置され、が
たつきによりプリント基板４等に接触し、衝撃を与える
ことはない。The stem 5 and the can 7 are made of surface-treated metal, and the step 5b of the stem 5 has a small peripheral wall 5a.
Are formed, and both step portions 5b and can flange portions 7b are formed.
And the peripheral wall 5a is sealed by resistance welding or the like. Since the stem 5 has a step formed by the step portion 5b, it is arranged at a substantially predetermined position when the can 7 is fitted, and does not contact the printed circuit board 4 or the like due to rattling and does not give an impact.

【００２１】フィルタ８はシリコン製等の導電性を有す
るものであって、キャン７の窓孔７ａを効果的に封じる
ため、３層の接着剤により固定されている。先ずエポキ
シ樹脂による接着剤１３がフィルタ８の外周をキャン７
の窓孔７ａの周囲に固定させている。そして、図４に示
すように、キャン７とフィルタ８とを導通をとるため、
全周にわたってもよいが２か所等の局所的に、銀粉体を
混入したエポキシ系の導電性接着剤１４が塗布されてい
る。そして最後に上記導電性接着剤１４を覆い隠すよう
に、フィルタ８の外周にエポキシ樹脂による接着剤１５
を塗布してフィルタ８を強固に固定している。The filter 8 is made of silicon or the like and has conductivity, and is fixed with a three-layer adhesive to effectively seal the window 7a of the can 7. First, an adhesive 13 made of epoxy resin is used to cover the outer periphery of the filter 8.
Is fixed around the window hole 7a. Then, as shown in FIG. 4, in order to establish conduction between the can 7 and the filter 8,
An epoxy-based conductive adhesive 14 mixed with silver powder is applied to two places or the like locally over the entire circumference. Finally, an adhesive 15 made of epoxy resin is applied to the outer periphery of the filter 8 so as to cover the conductive adhesive 14.
Is applied to fix the filter 8 firmly.

【００２２】このように、導電性接着剤１４を混入して
キャン７とフィルタ８との導通をとるのは、外部からの
電磁誘導ノイズを遮断するためであって、外枠を構成す
るステム５、キャン７、フィルタ８によって外部ノイズ
は全てニールピン６ｅのアースに落ち、内部の電気回路
には影響を与えない。従って、他のニールピン６ｓは絶
縁体１６を介してステム５を貫通しているが、ニールピ
ン６ｅはステム５に接続されている。なお、導電性接着
剤１４を用いることによるキャン−フィルタ間の電気抵
抗値は、最大４．８ＭΩ、最小２．７ＭΩ、平均４．１
ＭΩ（サンプル数８個）であった。The reason why the conductive adhesive 14 is mixed to conduct the can 7 and the filter 8 is to cut off electromagnetic induction noise from outside, and the stem 5 constituting the outer frame is provided. , The can 7, and the filter 8, all external noise falls to the ground of the neal pin 6e, and does not affect the internal electric circuit. Therefore, the other neal pin 6 s penetrates the stem 5 via the insulator 16, but the neal pin 6 e is connected to the stem 5. The electrical resistance value between the can and the filter by using the conductive adhesive 14 is 4.8 MΩ at the maximum, 2.7 MΩ at the minimum, and 4.1 on average.
MΩ (8 samples).

【００２３】以上、第１実施例の構造について説明して
きたが、その組立工程について説明すると、回路素子３
ａ、３ｂを搭載したプリント基板４と、焦電体１が張設
された素子基台２と、フィルタ８を設けたキャン７とを
用意して、順次ステム５に組み立てていく。The structure of the first embodiment has been described above. The assembling process will now be described.
A printed circuit board 4 on which a and 3b are mounted, an element base 2 on which a pyroelectric body 1 is stretched, and a can 7 provided with a filter 8 are prepared and sequentially assembled to the stem 5.

【００２４】粗面上で成膜された焦電体１のフィルム、
あるいは成膜された焦電体１のフィルムの片面をサンド
ブラッシング等により粗面化したフィルムを作成して、
その上下面に鍵穴状の電極９ａ、９ｂとなるようにニク
ロムを例えば５０〜２００オングストロームの厚みに蒸
着し、素子基台２となるよう予め開口部２ａ等を設けて
あるアルミナ板上にフィルムの粗面が上を向くように接
着剤１０を用いて接着固定し、１枚の焦電体１が張設さ
れた素子基台２とする。また、プリント基板４にも、そ
の上下面に予め回路素子３ａ、３ｂを搭載しておく。A film of the pyroelectric body 1 formed on the rough surface,
Alternatively, a film is formed by roughening one surface of the formed pyroelectric body 1 film by sand brushing or the like,
Nichrome is vapor-deposited on the upper and lower surfaces so as to have keyhole-shaped electrodes 9a and 9b, for example, in a thickness of 50 to 200 angstroms, and a film is formed on an alumina plate provided with an opening 2a or the like in advance so as to become the element base 2. The element base 2 on which one pyroelectric body 1 is stretched is bonded and fixed using an adhesive 10 so that the rough surface faces upward. The circuit elements 3a and 3b are also mounted on the printed circuit board 4 on the upper and lower surfaces thereof in advance.

【００２５】フィルタ８の片面外周部分に接着剤１３を
塗布し、キャン７の窓孔７ａに当接させて乾燥させ接着
固定する。そのフィルタ８外周の対向する２か所に導電
性接着剤１４を局所的に塗布する。乾燥後、更にフィル
タ８の外周部分を覆うように接着剤１５を塗布し乾燥さ
せ、フィルタ８を設けたキャン７とする。An adhesive 13 is applied to the outer peripheral portion of one surface of the filter 8, brought into contact with the window 7 a of the can 7, dried and bonded and fixed. The conductive adhesive 14 is locally applied to two opposing locations on the outer periphery of the filter 8. After the drying, the adhesive 15 is further applied so as to cover the outer peripheral portion of the filter 8 and then dried to obtain the can 7 provided with the filter 8.

【００２６】各部を構成した後、先ずステム５のニール
ピン６ｓ、６ｅの先端にプリント基板４を載せ半田付け
により固定する。そして、素子基台２の焦電体１の張設
されていない面に接着剤１１を塗布し、プリント基板４
の所定の配置に当接し接着固定する。その後、焦電体１
の上下面の電極９ａ、９ｂとプリント基板４上の図示を
省略した配線パターンとの間に導電性接着剤１２ａ、１
２ｂを塗布して内部電気回路を完成させる。After constructing each part, first, the printed circuit board 4 is mounted on the tips of the neal pins 6s and 6e of the stem 5 and fixed by soldering. Then, an adhesive 11 is applied to the surface of the element base 2 where the pyroelectric body 1 is not stretched, and
And fixed by bonding. Then, pyroelectric body 1
Between the electrodes 9a and 9b on the upper and lower surfaces and the wiring pattern (not shown) on the printed circuit board 4,
2b is applied to complete the internal electrical circuit.

【００２７】ステム５上に内部構成を完成させた後、不
活性ガス雰囲気下でキャン７を被せてステム５の段部５
ｂとキャン７の鍔部７ｂを合わせ、抵抗溶接により外周
を溶着する。この外枠となる各部の接続部は、気密に構
成されているので、内部に不活性ガスを封入することが
でき、また、外部からガスや水分が進入して焦電体１等
を腐食させることはない。After completing the internal structure on the stem 5, the can 5 is placed under an inert gas atmosphere to cover the step 5 of the stem 5.
b and the flange 7b of the can 7 are joined together, and the outer periphery is welded by resistance welding. Since the connecting portion of each portion serving as the outer frame is formed airtight, an inert gas can be sealed therein, and gas and moisture enter from the outside and corrode the pyroelectric body 1 and the like. Never.

【００２８】以上のように構成された第１実施例の焦電
素子は、炎や熱源等からの赤外線をフィルタ８を通して
焦電体１で受け、その焦電体１の電気的変化をプリント
基板４に構成した回路で検出し外部に信号として送りだ
すことができる。The pyroelectric element of the first embodiment having the above-described configuration receives infrared rays from a flame, a heat source or the like through the filter 8 and receives the electric change of the pyroelectric body 1 on the printed circuit board. 4 and can be sent to the outside as a signal.

【００２９】本実施例のように、焦電体１の上面１ａを
粗面にしておくと、図１０に示す結果の如く出力感度が
増大してノイズ出力が減少し、総合的に赤外線の受光効
率が向上する。即ち、図６に示すように、焦電体１の受
光面が従来の平面では、焦電体１が感じることのできる
赤外線は、主に電極９ｃを通過した量だけであるが、本
実施例のように受光面を凹凸のある粗面にしておくと、
図５に示すように、電極９ａにおいて反射した赤外線が
再度電極面に進行する。従って表面散乱を起こさせるこ
とにより、従来反射ないし通過されていた分量の赤外線
まで焦電体１が感じることが可能になる。その結果、素
子として高感度になるとともに、炎を検出する火災感知
器として使用する場合には、早期に火災を発見できると
いう効果がある。If the upper surface 1a of the pyroelectric body 1 is made rough as in this embodiment, the output sensitivity increases and the noise output decreases as shown in FIG. Efficiency is improved. That is, as shown in FIG. 6, when the light receiving surface of the pyroelectric body 1 is a conventional flat surface, the infrared light that can be sensed by the pyroelectric body 1 is mainly only the amount that has passed through the electrode 9c. If the light receiving surface is made rough with irregularities like
As shown in FIG. 5, the infrared light reflected on the electrode 9a advances to the electrode surface again. Therefore, by causing surface scattering, the pyroelectric body 1 can sense even the amount of infrared rays that have been reflected or passed through in the past. As a result, the element becomes highly sensitive, and when used as a fire detector for detecting a flame, there is an effect that a fire can be found early.

【００３０】次に、第２実施例について説明するが、第
１実施例と同一部分については同一符号を付与し、その
素材や作用についても同様であるので説明を省略する。Next, the second embodiment will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and their materials and functions are the same, so that the description will be omitted.

【００３１】図７において、第１実施例と同様に、赤外
線を検出する焦電体１が素子基台２を介してプリント基
板４上に配置され、そのプリント基板４は、ステム５を
貫通するニールピン６ｓ、６ｅの先端に載置されてい
て、上記構成を覆うように、キャン７が配置されてい
る。そして、この第２実施例では、キャン７の窓孔７ａ
に上下面に、バンドパスフィルタ２１ａ、２１ｂが構成
されたシリコン製のフィルタ２２が設けられている。In FIG. 7, as in the first embodiment, a pyroelectric element 1 for detecting infrared rays is arranged on a printed board 4 via an element base 2, and the printed board 4 penetrates a stem 5. The can 7 is placed on the tips of the neal pins 6s and 6e and covers the above configuration. In the second embodiment, the window hole 7a of the can 7 is provided.
On the upper and lower surfaces, a silicon filter 22 having band pass filters 21a and 21b is provided.

【００３２】このバンドパスフィルタ２１ａ、２１ｂ
は、シリコン製の基板部２３の両面にＰｂＴｅとＺｎＳ
を蒸着積層した膜層が形成されていて、片面は４．６５
μｍ以下の波長の光を透過させ、他面は４．２５μｍ以
上の波長の光を透過させるように構成されている。従っ
てこのフィルタ２２は、中心波長４．４５μｍの帯域を
透過させるものとなっている。ここで、積層されるＰｂ
ＴｅやＺｎＳの代わりに例えばＧｅやＳｉＯ層等を用い
てもよいことは勿論である。The band pass filters 21a and 21b
Are PbTe and ZnS on both sides of the silicon substrate 23.
Is formed, and one side is 4.65.
The other surface is configured to transmit light having a wavelength of not more than μm, and the other surface is configured to transmit light having a wavelength of not less than 4.25 μm. Therefore, the filter 22 transmits a band having a center wavelength of 4.45 μm. Here, the stacked Pb
Needless to say, for example, a Ge or SiO layer or the like may be used instead of Te or ZnS.

【００３３】この第２実施例についても、第１実施例と
同様に、その組立工程について説明すると、回路素子３
ａ、３ｂを搭載したプリント基板４と、焦電体１が張設
された素子基台２と、フィルタ２２を設けたキャン７と
を用意して、順次ステム５に組み立てていく。従って、
フィルタ２２は、第１実施例のフィルタ８と同様に、片
面外周部分に接着剤１３を塗布し、キャン７の窓孔７ａ
に当接させて接着固定する。そして２か所に導電性接着
剤１４を局所的に塗布し、更にフィルタ２２の外周部分
を覆うように接着剤１５を全周にわたって塗布し乾燥さ
せ、フィルタ２２を設けたキャン７とする。そしてステ
ム５上に内部構成を完成させた後、キャン７を被せて外
周を溶着する。In the second embodiment, as in the first embodiment, the assembling process will be described.
A printed circuit board 4 on which a and 3b are mounted, an element base 2 on which a pyroelectric body 1 is stretched, and a can 7 provided with a filter 22 are prepared and sequentially assembled to the stem 5. Therefore,
As in the case of the filter 8 of the first embodiment, the filter 22 is formed by applying an adhesive 13 to an outer peripheral portion on one side and forming a window hole 7 a of the can 7.
And fixed by bonding. Then, the conductive adhesive 14 is locally applied to two places, and the adhesive 15 is further applied over the entire periphery so as to cover the outer peripheral portion of the filter 22 and dried to obtain the can 7 provided with the filter 22. Then, after completing the internal structure on the stem 5, the can 7 is covered and the outer periphery is welded.

【００３４】以上のように構成された第２実施例の焦電
素子は、フィルタ２２を通して特に炎からの赤外線を選
択して焦電体１で受け、その焦電体１の電気的変化をプ
リント基板４に構成した回路で検出し外部に信号として
送りだすことができ、火災感知器等の炎を検出する場合
に有用である。The pyroelectric element according to the second embodiment having the above-described configuration selects infrared rays particularly from flames through the filter 22 and receives the infrared rays from the pyroelectric element 1, and prints the electrical change of the pyroelectric element 1. It can be detected by a circuit configured on the substrate 4 and sent out as a signal to the outside, which is useful when detecting a flame of a fire detector or the like.

【００３５】最後に、第３実施例について説明するが、
第２実施例同様、第１実施例と同一部分については同一
符号を付与し、その素材や作用について説明を省略す
る。Finally, a third embodiment will be described.
As in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the materials and functions thereof will be omitted.

【００３６】図８において、第１実施例と同様に、赤外
線を検出する焦電体１が素子基台２を介してプリント基
板４上に配置され、そのプリント基板４は、ステム５を
貫通するニールピン６ｓ、６ｅの先端に載置されてい
て、上記構成を覆うように、キャン７が配置されてい
る。そして、この第３実施例では、キャン７の窓孔７ａ
に、上下面にバンドパスフィルタ３１ａ、３１ｂが構成
されたサファイヤ製のフィルタ３２が設けられている。
このフィルタ３２は、シリコン製の場合のように導電性
を有していないので、その表面に導電層としてインジウ
ム酸化スズ（ＩＴＯ）膜３３が形成されている。In FIG. 8, as in the first embodiment, a pyroelectric element 1 for detecting infrared rays is arranged on a printed circuit board 4 via an element base 2, and the printed circuit board 4 penetrates a stem 5. The can 7 is placed on the tips of the neal pins 6s and 6e and covers the above configuration. In the third embodiment, the window hole 7a of the can 7 is provided.
In addition, a sapphire filter 32 having band-pass filters 31a and 31b on the upper and lower surfaces is provided.
Since the filter 32 does not have conductivity as in the case of silicon, an indium tin oxide (ITO) film 33 is formed on the surface thereof as a conductive layer.

【００３７】このフィルタ３２のバンドパスフィルタ３
１ａ、３１ｂは、第２実施例同様、サファイヤを基板部
３４としてその両面にＰｂＴｅとＺｎＳを蒸着積層した
膜層が形成されていて、中心波長４．４５μｍの帯域を
透過させるものとなっている。また、ＩＴＯ膜３３は、
厚くすると赤外線の透過を遮断してしまうので、極薄層
に形成されている。The band-pass filter 3 of the filter 32
As in the second embodiment, 1a and 31b are formed by depositing PbTe and ZnS on both surfaces of the substrate portion 34 using sapphire as the substrate portion 34 and transmitting a band having a center wavelength of 4.45 μm. . In addition, the ITO film 33
If it is too thick, it blocks the transmission of infrared rays, so it is formed in an extremely thin layer.

【００３８】この第３実施例についても、第１実施例と
同様に、その組立工程について説明すると、回路素子３
ａ、３ｂを搭載したプリント基板４と、焦電体１が張設
された素子基台２と、フィルタ３２を設けたキャン７と
を用意して、順次ステム５に組み立てていく。In the third embodiment, as in the first embodiment, the assembling process will be described.
A printed circuit board 4 on which a and 3b are mounted, an element base 2 on which a pyroelectric body 1 is stretched, and a can 7 provided with a filter 32 are prepared and sequentially assembled to the stem 5.

【００３９】このフィルタ３２をキャン７に固定する場
合には、先ず第１実施例のフィルタ８と同様に、フィル
タ３２のＩＴＯ膜３３を有する面外周部分に接着剤３５
を塗布し、キャン７の窓孔７ａに当接させて接着固定す
る。そして図９に示すように、ＩＴＯ膜３３とキャン７
とを導通させるように窓孔７ａに沿って環状に導電性接
着剤３６を塗布乾燥させる。このＩＴＯ膜３３は接着剤
３５との接着性が落ちるので、窓孔７ａより小さい径の
円形に形成されているが、全面であってもよいことは勿
論である。そしてキャン内部にフィルタ３２の外周部分
を覆うように接着剤３７を塗布し乾燥させ、フィルタ３
２を設けたキャン７とする。そしてステム５上に内部構
成を完成させた後、キャン７を被せて外周を溶着する。When the filter 32 is fixed to the can 7, first, like the filter 8 of the first embodiment, an adhesive 35 is applied to the outer peripheral portion of the filter 32 having the ITO film 33.
Is applied, and is brought into contact with the window hole 7a of the can 7 to be bonded and fixed. Then, as shown in FIG.
The conductive adhesive 36 is applied and dried in a ring shape along the window hole 7a so as to make the conduction. The ITO film 33 is formed in a circular shape having a smaller diameter than the window hole 7a because the adhesiveness with the adhesive 35 is reduced, but it is needless to say that the ITO film 33 may be formed on the entire surface. Then, an adhesive 37 is applied to the inside of the can so as to cover the outer peripheral portion of the filter 32 and dried, and
It is assumed that a can 7 having 2 is provided. Then, after completing the internal structure on the stem 5, the can 7 is covered and the outer periphery is welded.

【００４０】このＩＴＯ膜３３は、フィルタ３２に導電
性を持たせるために形成しているので、フィルタ３２の
上面側である必要はなく、下面側に形成し第１実施例と
同様に３層の接着剤により固定してもよい。また、第１
実施例において、シリコン製のフィルタ８をサファイヤ
製とする場合に、このＩＴＯ膜３３を形成してキャン７
と接続すれば、シリコン製の場合と同様の電磁シールド
効果を得ることができる。The ITO film 33 is formed on the upper surface side of the filter 32 because it is formed to impart conductivity to the filter 32. The ITO film 33 is formed on the lower surface side and has three layers as in the first embodiment. May be fixed with an adhesive. Also, the first
In the embodiment, when the filter 8 made of silicon is made of sapphire, this ITO film 33 is formed and the can 7 is formed.
, It is possible to obtain the same electromagnetic shielding effect as in the case of silicon.

【００４１】以上のように構成された第３実施例の焦電
素子は、第２実施例同様、フィルタ３２を通して特に炎
からの赤外線を選択して焦電体１で受け、その焦電体１
の電気的変化をプリント基板４に構成した回路で検出し
外部に信号として送りだすことができ、火災感知器等の
炎を検出する場合に有用である。The pyroelectric element of the third embodiment having the above-described configuration, similarly to the second embodiment, receives infrared rays from a flame through the filter 32 and receives them with the pyroelectric body 1.
Can be detected by a circuit formed on the printed circuit board 4 and sent to the outside as a signal, which is useful for detecting a flame of a fire detector or the like.

【００４２】なお、上記各実施例では、焦電体１の上面
１ａのみを粗面としたものを示したが、上下面であって
もよいことは勿論である。In each of the above embodiments, only the upper surface 1a of the pyroelectric body 1 is roughened. However, it is needless to say that the upper and lower surfaces may be formed.

【００４３】[0043]

【００４４】[0044]

【発明の効果】焦電体により検出される赤外線を電気的
信号として出力する焦電素子において、焦電体が張設さ
れる開口部を有する基台に全周において固定されている
ので、柔軟な焦電体を所定の位置にたるむことなく配置
できるという効果を有する。The pyroelectric element which outputs infrared rays detected by the pyroelectric body as an electric signal is fixed to a base having an opening in which the pyroelectric body is stretched, so that it is flexible. There is an effect that a pyroelectric body can be arranged at a predetermined position without sagging.

【００４５】そして、焦電体が全周において固定され張
設される開口部を有する基台を備え、基板には開口部に
対する位置に貫通孔を設けてあるので、焦電体の受光面
背面に閉じられた空間ができるのを防止し、焦電体前後
の気圧が一定となり、正確な赤外線検出が行えるという
効果を有する。The pyroelectric body is provided with a base having an opening which is fixed and stretched over the entire circumference, and a through hole is provided in the substrate at a position corresponding to the opening. This has the effect of preventing the formation of a closed space, making the pressure before and after the pyroelectric body constant, and enabling accurate infrared detection.

【００４６】[0046]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明を利用する焦電素子の第１実施例の縦断
面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a pyroelectric element utilizing the present invention.

【図２】図１に使用される焦電体および素子基台の状態
を示す縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state of a pyroelectric body and an element base used in FIG.

【図３】図２の平面図。FIG. 3 is a plan view of FIG. 2;

【図４】図１のフィルタの接続状態を示す上向きの横断
面図。FIG. 4 is an upward cross-sectional view showing a connection state of the filter of FIG. 1;

【図５】図１の焦電体への赤外線散乱状態を示す概略断
面図。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a state in which infrared rays are scattered on the pyroelectric body of FIG. 1;

【図６】図５と比較するための従来の焦電体への赤外線
散乱状態を示す概略断面図。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a state of infrared scattering on a conventional pyroelectric body for comparison with FIG. 5;

【図７】本発明を利用する焦電素子の第２実施例の縦断
面図。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of a pyroelectric element utilizing the present invention.

【図８】本発明を利用する焦電素子の第３実施例の縦断
面図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of a pyroelectric element utilizing the present invention.

【図９】図８のフィルタの接続状態を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing a connection state of the filter of FIG. 8;

【図１０】焦電体表面による電圧感度とノイズ出力の比
較表。FIG. 10 is a comparison table of voltage sensitivity and noise output by the pyroelectric body surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 焦電体 １ａ 上面 ２ 素子基台 ２ａ 開口部 ４ プリント基板 ４ａ 貫通孔 １２ａ、１２ｂ 導電性接着剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pyroelectric body 1a Upper surface 2 Element base 2a Opening 4 Printed circuit board 4a Through hole 12a, 12b Conductive adhesive

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 焦電体と、該焦電体が全周において固定
され張設される開口部を有する基台と、該基台が載置さ
れて前記焦電体により検出される赤外線を電気的信号と
して出力する電気回路を備える基板とを筐体内に組み込
んでなる焦電素子において、前記焦電体、基台および基
板によって空間が形成されて、前記基板は、前記基台と
ほぼ同じ大きさで前記電気回路を構成する回路素子が搭
載されて、かつ、前記基台の開口部に対する位置に微細
な貫通孔を設けてあることを特徴とする焦電素子。1. A pyroelectric body, a base having an opening fixed and stretched around the entire circumference of the pyroelectric body, and an infrared light detected by the pyroelectric body on which the base is placed. In a pyroelectric element in which a substrate including an electric circuit that outputs an electric signal is incorporated in a housing, a space is formed by the pyroelectric body, the base, and the substrate, and the substrate is substantially the same as the base. A pyroelectric element on which a circuit element having a size and constituting the electric circuit is mounted, and a fine through-hole is provided at a position with respect to an opening of the base.