JPH0637306Y2 - 赤外線センサ - Google Patents
赤外線センサInfo
- Publication number
- JPH0637306Y2 JPH0637306Y2 JP16884088U JP16884088U JPH0637306Y2 JP H0637306 Y2 JPH0637306 Y2 JP H0637306Y2 JP 16884088 U JP16884088 U JP 16884088U JP 16884088 U JP16884088 U JP 16884088U JP H0637306 Y2 JPH0637306 Y2 JP H0637306Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- sub
- main electrode
- infrared sensor
- pyroelectric material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、赤外線を熱としてとらえ、吸収波長の全エネ
ルギに対して応答し得る赤外線センサに係り、特に外乱
補償型無指向性のものに関する。
ルギに対して応答し得る赤外線センサに係り、特に外乱
補償型無指向性のものに関する。
（従来の技術） 従来より、焦電型の赤外線センサとして、１素子型と２
素子型とが良く知られている。
素子型とが良く知られている。
１素子型の赤外線センサは、焦電素材の表面側に円形状
（又は矩形状）に形成された表面電極と、この表面電極
に対応して当該焦電素材の裏面側に形成された裏面電極
とを有して単一の素子を形成したものである。この１素
子型赤外線センサは無指向性であるが、周囲温度変化、
振動、外乱光照射、視野内温度変化等の種々の外乱に対
して原理的に弱く、現在では余り使用されていない。
（又は矩形状）に形成された表面電極と、この表面電極
に対応して当該焦電素材の裏面側に形成された裏面電極
とを有して単一の素子を形成したものである。この１素
子型赤外線センサは無指向性であるが、周囲温度変化、
振動、外乱光照射、視野内温度変化等の種々の外乱に対
して原理的に弱く、現在では余り使用されていない。
一方、２素子型の赤外線センサは、後に詳述するように
主素子と副素子とを電気的に逆直列接続あるいは逆並列
接続して成るもので、外乱成分を相殺でき、外乱に対し
て強いという利点を有する。このような２素子型の赤外
線センサとしてUSP3453432,USP3839640等に開示されて
いるように、焦電素材上に矩形状の電極板を並設し、そ
れらを逆直列接続あるいは逆並列接続して成るものがあ
る。しかし、この赤外線センサには、電極板が矩形状で
あるため、感度に指向性があり、用途が制限されるとい
う欠点がある。
主素子と副素子とを電気的に逆直列接続あるいは逆並列
接続して成るもので、外乱成分を相殺でき、外乱に対し
て強いという利点を有する。このような２素子型の赤外
線センサとしてUSP3453432,USP3839640等に開示されて
いるように、焦電素材上に矩形状の電極板を並設し、そ
れらを逆直列接続あるいは逆並列接続して成るものがあ
る。しかし、この赤外線センサには、電極板が矩形状で
あるため、感度に指向性があり、用途が制限されるとい
う欠点がある。
また、２素子型の赤外線センサとして実開昭58-93834号
公報に開示されているように、円形状に形成された主電
極と、この電極を包囲するようにリング状に形成された
副電極とを有して成るものがある。以下、この種の赤外
線センサについて詳述する。
公報に開示されているように、円形状に形成された主電
極と、この電極を包囲するようにリング状に形成された
副電極とを有して成るものがある。以下、この種の赤外
線センサについて詳述する。
第５図（ａ）は２素子型赤外線センサ素体の平面図、第
５図（ｂ）はこのセンサ素体を有して成る２素子型赤外
線センサの断面図である。
５図（ｂ）はこのセンサ素体を有して成る２素子型赤外
線センサの断面図である。
１はセンサ素体であり、このセンサ素体１は、主素子２
と副素子３とを有して成る。
と副素子３とを有して成る。
主素子２は、正方形平板状の焦電素材４の表面側中央部
に円形状に形成された表面主電極2aと、この表面主電極
2aに対応して焦電素材４の裏面側に円形状に形成された
裏面主電極2bとを有して成る。
に円形状に形成された表面主電極2aと、この表面主電極
2aに対応して焦電素材４の裏面側に円形状に形成された
裏面主電極2bとを有して成る。
また、副素子３は、前記焦電素材４の表面側であって、
前記表面主電極2aを包囲するようにリング状に形成され
た表面副電極3aと、この表面副電極3aに対応して前記焦
電素材４の裏面側にリング状に形成された裏面副電極3b
とを有して成る。
前記表面主電極2aを包囲するようにリング状に形成され
た表面副電極3aと、この表面副電極3aに対応して前記焦
電素材４の裏面側にリング状に形成された裏面副電極3b
とを有して成る。
６は円形状に形成された受光窓であり、赤外線は、この
受光窓６に設けられた窓材８を透過して表面主電極2aに
照射される。
受光窓６に設けられた窓材８を透過して表面主電極2aに
照射される。
（考案が解決しようとする課題） 上述したように、１素子型赤外線センサでは、外乱に対
して弱いという欠点があり、矩形状の電極板を並設して
成る２素子型赤外線センサでは、感度に指向性があり、
用途が制限されるという欠点がある。
して弱いという欠点があり、矩形状の電極板を並設して
成る２素子型赤外線センサでは、感度に指向性があり、
用途が制限されるという欠点がある。
また、第５図（ａ），（ｂ）に示す２素子型赤外線セン
サでは、受光窓６の端部７が、表面主電極2aと表面副電
極3aとのほぼ中間部上に位置しており、直接入射光が表
面副電極3aに照射されない構造であるため外乱光や視野
内温度変化に対する補償が困難であり、誤動作を生じ易
いという欠点がある。
サでは、受光窓６の端部７が、表面主電極2aと表面副電
極3aとのほぼ中間部上に位置しており、直接入射光が表
面副電極3aに照射されない構造であるため外乱光や視野
内温度変化に対する補償が困難であり、誤動作を生じ易
いという欠点がある。
そこで本考案は上記の欠点を除去するもので、その目的
とするところは、無指向性であり、しかも種々の外乱に
対して強く信頼性の高い赤外線センサを提供することに
ある。
とするところは、無指向性であり、しかも種々の外乱に
対して強く信頼性の高い赤外線センサを提供することに
ある。
［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本考案では、焦電素材の表面
側に円形状に形成された表面主電極及びこの表面主電極
に対応して前記焦電素材の裏面側に円形状に形成された
裏面主電極を有してなる主素子と、前記焦電素材の表面
側であって前記表面主電極を包囲するようにリング状に
形成された表面副電極及びその表面副電極に対応して前
記焦電素材の裏面側にリング状に形成された裏面副電極
を有して成る副素子とを電気的に接続し、前記表面主電
極側に位置する円形状受光窓を介して外部より入射する
赤外線を電気信号に変換して取出すようにした赤外線セ
ンサにおいて、前記表面主電極の面積をS1とし、前記表
面副電極の面積をS2としたとき、 が成立し、且つ、前記円形状受光窓の直径寸法をたと
き、 D2＜D1＜D3 が成立するようにしている。
側に円形状に形成された表面主電極及びこの表面主電極
に対応して前記焦電素材の裏面側に円形状に形成された
裏面主電極を有してなる主素子と、前記焦電素材の表面
側であって前記表面主電極を包囲するようにリング状に
形成された表面副電極及びその表面副電極に対応して前
記焦電素材の裏面側にリング状に形成された裏面副電極
を有して成る副素子とを電気的に接続し、前記表面主電
極側に位置する円形状受光窓を介して外部より入射する
赤外線を電気信号に変換して取出すようにした赤外線セ
ンサにおいて、前記表面主電極の面積をS1とし、前記表
面副電極の面積をS2としたとき、 が成立し、且つ、前記円形状受光窓の直径寸法をたと
き、 D2＜D1＜D3 が成立するようにしている。
（作用） 上記のように本考案では、円形状に形成された表面主電
極を包囲するようにリング状に表面副電極を設け、更に
これら各電極に対応して裏面主電極及び裏面副電極を設
けているので、感度に指向性がなく、無指向性である。
また、前（１），（２）式の条件を満たすことにより、
表面主電極のみならず、表面副電極へも直接入射光が照
射されることになるので、外乱要素を表面主電極及び表
面副電極の双方で検知でき、外乱要素を相殺できる。
極を包囲するようにリング状に表面副電極を設け、更に
これら各電極に対応して裏面主電極及び裏面副電極を設
けているので、感度に指向性がなく、無指向性である。
また、前（１），（２）式の条件を満たすことにより、
表面主電極のみならず、表面副電極へも直接入射光が照
射されることになるので、外乱要素を表面主電極及び表
面副電極の双方で検知でき、外乱要素を相殺できる。
（実施例） 以下、本考案を実施例により具体的に説明する。
第１図（ａ），（ｂ）及び第２図は本考案の一実施例を
示し、第１図（ａ）はセンサ素体の平面図、第１図
（ｂ）はこのセンサ素体を有して成る赤外線センサの断
面図、第２図はその等価回路図である。
示し、第１図（ａ）はセンサ素体の平面図、第１図
（ｂ）はこのセンサ素体を有して成る赤外線センサの断
面図、第２図はその等価回路図である。
11はセンサ素体であり、このセンサ素体11は、主素子12
と副素子13とを有して成る。
と副素子13とを有して成る。
主素子12は、正方形平板状の焦電素材14の表面側中央部
に円形状に形成された表面主電極12aと、この表面主電
極12aに対応して焦電素材14の裏面側に円形状に形成さ
れた裏面主電極12bとを有して成る。また、副素子13
は、前記焦電部材14の表面側であって、前記表面主電極
12aを包囲するようにリング状に形成された表面副電極1
3aと、この表面副電極13aに対応して前記焦電素材14の
裏面側にリング状に形成された裏面副電極13bとを有し
て成る。
に円形状に形成された表面主電極12aと、この表面主電
極12aに対応して焦電素材14の裏面側に円形状に形成さ
れた裏面主電極12bとを有して成る。また、副素子13
は、前記焦電部材14の表面側であって、前記表面主電極
12aを包囲するようにリング状に形成された表面副電極1
3aと、この表面副電極13aに対応して前記焦電素材14の
裏面側にリング状に形成された裏面副電極13bとを有し
て成る。
更に、上記のように形成されたセンサ素体11は、第１図
（ｂ）に示すように、上部に円形状受光窓16が設けられ
たTO-5型ケース15内にインピーダンス変換回路とともに
収納される。このインピーダンス変換回路は、第１図
（ｂ）では省略しているが、第１図（ｃ）に示すよう
に、FET（電界効果トランジスタ）22と、このFFT22のゲ
ートに接続された抵抗21とを有して成る。そして主素子
12と副素子13とが電気的に逆直列接続され、それがFET2
2のゲート及びリード端子20との間に接続されている。F
ET22のドレイン及びソースはリード端子18及び19によっ
て引出されている。尚、主素子12と副素子13との逆直列
接続は、表面主電極12aと表面副電極13aとを導電パター
ンによりあるいはリード線等で電気的に接続することで
可能となる。
（ｂ）に示すように、上部に円形状受光窓16が設けられ
たTO-5型ケース15内にインピーダンス変換回路とともに
収納される。このインピーダンス変換回路は、第１図
（ｂ）では省略しているが、第１図（ｃ）に示すよう
に、FET（電界効果トランジスタ）22と、このFFT22のゲ
ートに接続された抵抗21とを有して成る。そして主素子
12と副素子13とが電気的に逆直列接続され、それがFET2
2のゲート及びリード端子20との間に接続されている。F
ET22のドレイン及びソースはリード端子18及び19によっ
て引出されている。尚、主素子12と副素子13との逆直列
接続は、表面主電極12aと表面副電極13aとを導電パター
ンによりあるいはリード線等で電気的に接続することで
可能となる。
ここで、表面主電極12aの面積S1と表面副電極13aの面積
S2との間には前（１）式の関係が成立し、また、これと
同時に、円形状受光窓16の直径寸法D1と、表面副電極13
aの内径寸法D2、外形寸法D3との間には前（２）式の関
係が成立する。
S2との間には前（１）式の関係が成立し、また、これと
同時に、円形状受光窓16の直径寸法D1と、表面副電極13
aの内径寸法D2、外形寸法D3との間には前（２）式の関
係が成立する。
かかる条件の下では、円形状受光窓16の端部17が表面副
電極13a上に位置する。従って、円形状受光窓16の窓材1
8を透過して入射する外乱光は、表面主電極12aのみなら
ず、表面副電極13aへも照射されることになる。この外
乱光照射により両電極に同時に発生する電荷は、主素子
12と副素子13と逆直列接続により相殺され、大幅に減衰
される。
電極13a上に位置する。従って、円形状受光窓16の窓材1
8を透過して入射する外乱光は、表面主電極12aのみなら
ず、表面副電極13aへも照射されることになる。この外
乱光照射により両電極に同時に発生する電荷は、主素子
12と副素子13と逆直列接続により相殺され、大幅に減衰
される。
このように本実施例センサは、円形状に形成された表面
主電極12aを包囲するようにリング状に表面副電極13aを
設け、更にこれら各電極12a,13aに対応して裏面主電極1
2b及び裏面副電極13bを設けて成るので、無指向性であ
り、このため、本センサが組込まれるユニットにおいて
光学的制約が少ないという利点がある。また、前
（１），（２）式の条件を満すことにより、外乱要素を
表面主電極12a及び表面副電極13aの双方で検知でき、外
乱要素を相殺できるので、従来の２素子型赤外線センサ
に比して、種々の外乱要素に起因する誤動作が少なく、
信頼性が向上する。故に本センサは、侵入警報装置、来
客検知装置、照明制御装置等の人体検知部に適用するも
のとして極めて良好なものとなる。
主電極12aを包囲するようにリング状に表面副電極13aを
設け、更にこれら各電極12a,13aに対応して裏面主電極1
2b及び裏面副電極13bを設けて成るので、無指向性であ
り、このため、本センサが組込まれるユニットにおいて
光学的制約が少ないという利点がある。また、前
（１），（２）式の条件を満すことにより、外乱要素を
表面主電極12a及び表面副電極13aの双方で検知でき、外
乱要素を相殺できるので、従来の２素子型赤外線センサ
に比して、種々の外乱要素に起因する誤動作が少なく、
信頼性が向上する。故に本センサは、侵入警報装置、来
客検知装置、照明制御装置等の人体検知部に適用するも
のとして極めて良好なものとなる。
尚、本考案は上記実施例に限定されない。
例えば上記実施例では主素子12と副素子13とを逆直列接
続したものについて説明したが、それらを逆並列接続す
るようにしてもよい。
続したものについて説明したが、それらを逆並列接続す
るようにしてもよい。
また、第３図に示すように、表面副電極13a及び裏面副
電極13bの双方に対して、該電極を２分割するように電
極切欠部19,20を設けるようにしてもよい。この電極切
欠部19,20は、電極形成時のマスキングによって容易に
形成できる。このように表面副電極13a及び裏面副電極1
3bの双方に切欠部19,20を設けた場合には、第４図の等
価回路から明らかなように、第１の副素子13Aと第２の
副素子13Bとが形成される。そしてこの第1,第２の副素
子13A,13Bとは並列接続され、これに主素子12が逆直列
接続される。このようにしても、前（１），（２）式の
条件を満す限り、上記実施例と同様の効果を奏する。
電極13bの双方に対して、該電極を２分割するように電
極切欠部19,20を設けるようにしてもよい。この電極切
欠部19,20は、電極形成時のマスキングによって容易に
形成できる。このように表面副電極13a及び裏面副電極1
3bの双方に切欠部19,20を設けた場合には、第４図の等
価回路から明らかなように、第１の副素子13Aと第２の
副素子13Bとが形成される。そしてこの第1,第２の副素
子13A,13Bとは並列接続され、これに主素子12が逆直列
接続される。このようにしても、前（１），（２）式の
条件を満す限り、上記実施例と同様の効果を奏する。
［考案の効果］ 以上詳述したように本考案によれば、無指向性であり、
しかも種々の外乱に対して強く信頼性の高い赤外線セン
サを提供することができる。
しかも種々の外乱に対して強く信頼性の高い赤外線セン
サを提供することができる。
第１図（ａ），（ｂ）及び第２図は本考案の一実施例を
示すもので、第１図（ａ）は赤外線センサ素体の平面
図、第１図（ｂ）はこの赤外線センサ素体を有して成る
赤外線センサの断面図、第２図はこの赤外線センサの等
価回路図、第３図及び第４図は他の実施例を示すもの
で、第３図は赤外線センサ素体の平面図、第４図はこの
赤外線センサ素体を有して成る赤外線センサの等価回路
図、第５図（ａ），（ｂ）は従来例を示すもので、第５
図（ａ）は赤外線センサ素体の平面図、第５図（ｂ）は
この赤外線センサ素体を有して成る赤外線センサの断面
図である。 12…主素子、12a…表面主電極、 12b…裏面主電極、13…副素子、 13a…表面副電極、13b…裏面副電極、 14…焦電素材、16…円形状受光窓。
示すもので、第１図（ａ）は赤外線センサ素体の平面
図、第１図（ｂ）はこの赤外線センサ素体を有して成る
赤外線センサの断面図、第２図はこの赤外線センサの等
価回路図、第３図及び第４図は他の実施例を示すもの
で、第３図は赤外線センサ素体の平面図、第４図はこの
赤外線センサ素体を有して成る赤外線センサの等価回路
図、第５図（ａ），（ｂ）は従来例を示すもので、第５
図（ａ）は赤外線センサ素体の平面図、第５図（ｂ）は
この赤外線センサ素体を有して成る赤外線センサの断面
図である。 12…主素子、12a…表面主電極、 12b…裏面主電極、13…副素子、 13a…表面副電極、13b…裏面副電極、 14…焦電素材、16…円形状受光窓。
Claims (1)
- 【請求項１】焦電素材の表面側に円形状に形成された表
面主電極及びこの表面主電極に対応して前記焦電素材の
裏面側に円形状に形成された裏面主電極を有して成る主
素子と、前記焦電素材の表面側であって前記表面主電極
を包囲するようにリング状に形成された表面副電極及び
この表面副電極に対応して前記焦電素材の裏面側にリン
グ状に形成された裏面副電極を有して成る副素子とを電
気的に接続し、前記表面主電極側に位置する円形状受光
窓を介して外部より入射する赤外線を電気信号に変換し
て取出すようにした赤外線センサにおいて、前記表面主
電極の面積をS1とし、前記表面副電極の面積をS2とした
とき、 １＜S2／S1＜２ が成立し、且つ、前記円形状受光窓の直径寸法をD1と
し、前記表面副電極の内径寸法及び外径寸法をそれぞれ
D2，D3としたとき、 D2＜D1＜D3 が成立することを特徴とする赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16884088U JPH0637306Y2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16884088U JPH0637306Y2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 赤外線センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0289334U JPH0289334U (ja) | 1990-07-16 |
| JPH0637306Y2 true JPH0637306Y2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=31458370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16884088U Expired - Lifetime JPH0637306Y2 (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637306Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP16884088U patent/JPH0637306Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0289334U (ja) | 1990-07-16 |
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