(57)【要約】【課題】焦電型赤外線検出器内部の容積に対し、実装部材が少なく、熱容量が小さい事から、急激な温度変化が加わった際に、焦電素子が受ける熱影響が大きく、温度変化に対し、出力信号のドリフトに限界がある。【解決手段】熱容量を大きくし、急激な温度変化が加わった際に於いても、焦電素子が受ける熱影響を小さく、温度変化に対し、出力信号のドリフトを抑制するために、焦電型赤外線検出器内部へ基板を２つ内蔵した２階建て基板構造とすることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦電型赤外線検出装置内部に、表面に導体パターン等を形成した基板を２つ格納した２階建て基板構造を用いることにより、熱アブソーバーとなる部材を配置し、内部部材体積・熱容量を増加させ、赤外線透過材を具備した金属缶ケースと、ヘッダーにより、ＴＯ−５型パッケージに格納した事を特徴とする焦電型赤外線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体検知、照明器具制御等に用いられる焦電型赤外線検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の焦電型赤外線検出装置は、図２に示すように、赤外線を受光し、赤外線入射量の変化により電荷を生じる焦電素子と、前述焦電素子より生じた電荷を電圧に変換するＦＥＴと、抵抗、オペアンプＩＣ、抵抗及びコンデンサからなる増幅回路が、赤外線透過材を具備した金属缶ケースと電気的接続を成すリード端子を備えたヘッダーにハーメチックされたＴＯ−５型にパッケージされた構成が従来技術として知られている。
【０００３】
また、従来の焦電型赤外線装置の内部構造は、片面にコンデンサ等の部品を実装し、もう片面には赤外線を受光し、赤外線入射量の変化により電荷を生じる焦電素子と、焦電素子を支える支持台と、前述焦電素子より生じた電荷を電圧に変換するＦＥＴと、抵抗、及びオペアンプＩＣが、具備された表面に導体パターン等を形成した基板が、電気的接続を成すリード端子を備えたヘッダー上面へ機械的に設置されており、前述表面に導体パターン等を形成した基板と電気的接続を成すリード端子を備えたヘッダーとを、ＡＵワイヤーにて電気的に接続している構造となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２００９−１２６４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来技術は、焦電型赤外線検出器内部の容積に対し、実装部材が少なく、熱容量が小さい事から、急激な温度変化が加わった際に、焦電素子が受ける熱影響が大きく、温度変化に対し、出力信号がドリフトしてしまうと云う課題がある。
【０００６】
図２に示す通り、従来のＴＯ−５型パッケージ焦電型赤外線検出器内部構造は、１つの基板の片面にコンデンサ等の部品を実装し、もう片面には赤外線を受光し、赤外線入射量の変化により電荷を生じる焦電素子と、焦電素子を支える支持台と、前述焦電素子より生じた電荷を電圧に変換するＦＥＴと、抵抗、及びオペアンプＩＣをマウントしている。図３に示す、従来のフラットパック型パッケージ焦電型赤外線検出器と比較すると、図２に示す、従来のＴＯ−５型パッケージ焦電型赤外線検出器の急激な温度変化に対する出力信号は、大幅に改善されているが、図４に示す通り、図２に示す、従来のＴＯ−５型パッケージ焦電型赤外線検出器に於いても急激な温度変化に対し、出力信号の安定性が不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明は、熱容量を大きくし、急激な温度変化が加わった際に於いても、焦電素子が受ける熱影響を小さく、温度変化に対する出力信号のドリフトを抑制するために、焦電型赤外線検出器内部へ基板を２つ内蔵した２階建て基板構造とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、焦電型赤外線検出器内部へ、内部配線を形成した基板の片面側にアンプ増幅ゲイン周波数特性を決める為のコンデンサ４点と焦電素子より生じた電荷を電圧に変換するＦＥＴ及び抵抗と、焦電型赤外線検出装置に印加する電圧を安定させる為のレギュレーター回路と、前記増幅回路及び、前記コンパレーター回路を１パッケージに格納したオペアンプＩＣを搭載し、前述基板の上面に更にもう１つ片面側に赤外線を受光し、赤外線入射量の変化により電荷を生じる焦電素子を実装した内部配線を形成・配置した基板を、赤外線透過材を具備した金属缶ケースと、前記基板との電気的接続を成すリード端子を備えたヘッダーにてハーメチックシールする事で、焦電型赤外線検出器内部に於ける実装部材容積増加、つまりは、焦電型赤外線検出器自身の熱容量を増加させる事が可能であり、外来からの熱変動耐力を有す事で、温度ドリフト性能が向上する。
【０００９】
また、本発明の焦電型赤外線検出装置は、一般的なＴＯ−５型パッケージに格納可能な為、従来の焦電型赤外線検出装置と特異することなく、従来の焦電型赤外線検出装置との置き換え等も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１の焦電型赤外線検出装置を示す分解外観図である。
【図２】従来のＴＯ−５型パッケージ焦電型赤外線検出装置を示す分解外観図である。
【図３】従来のフラットパック型パッケージ焦電型赤外線検出装置を示す分解外観図である。
【図４】本発明の実施例１の焦電型赤外線検出装置、及び、従来のＴＯ−５型焦電型赤外線検出装置の急激な周囲温度変化時の出力変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明について図を参照して詳細な説明を行う。
図１は、本発明に関わる焦電型赤外線検出装置の分解外観図である。赤外線を入射透過させるフィルタ材１を具備した金属缶ケース２と、焦電素子３、焦電素子を支える支持台５を形成し、且つ、内部配線を形成した基板９ａ、また、前述基板９ａの下面に、ＦＥＴ８、抵抗７、オペアンプＩＣ６、コンデンサ１０、前述基板９ａを電気的・機械的に固定させる為の支柱１４を搭載した内部配線を形成した基板９ｂ、前記基板との電気的接続を成すリード端子１２を備えたヘッダー１１により、外来からの環境的変化や、電磁傷害を防止する為にハーメチックシールとした構成となっている。
【００１２】
基板９ａは、内部配線（図１では、配線が複雑な為、割愛した。）を形成されている薄型基板である。また、焦電素子３は赤外線を受光する電極４を形成しており、この基板９ａの片面側には、焦電素子３を支える支持台５を備えて、支持台５上に前記焦電素子を搭載し、導電接着剤等により機械的・電気的接続を行い、赤外線を受光し温度変化により赤外線を受光する電極４から生じた電荷を取り出している。
【００１３】
また、基板９ｂへは、電荷を電圧変換として取り出す為のインピーダンス変換用のＦＥＴ８及び抵抗７を設けて、さらに、焦電型赤外線検出装置に印加する電圧を安定させる為のレギュレーター回路、インピーダンス変換された信号を増幅する為の増幅回路と、増幅回路より取り出した信号出力レベルを基に、検知・非検知を判定する為のコンパレーターを１パッケージとしたオペアンプＩＣ６と前記増幅回路を構成し、アンプ増幅ゲインの周波数特性を決める為のコンデンサ４点１０を搭載している。
【００１４】
尚、基板９ｂと基板９ｂへ実装されている電荷を電圧変換として取り出す為のインピーダンス変換用のＦＥＴ８、抵抗７、焦電型赤外線検出装置に印加する電圧を安定させる為のレギュレーター回路、インピーダンス変換された信号を増幅する為の増幅回路と、増幅回路より取り出した信号出力レベルを基に、検知・非検知を判定する為のコンパレーターを１パッケージとしたオペアンプＩＣ６、前記増幅回路を構成し、アンプ増幅ゲインの周波数特性を決める為のコンデンサ４点１０と前記基板９ｂとの電気的接続を成すリード端子１２を備えたヘッダー１１は、ＡＵワイヤー１３によって、電気的接続を行っている。
【００１５】
基板９ｂには、基板９ａと基板９ｂとを電気的・機械的に接続及び固定するための支柱４本１４が具備されている。この基板９ａと基板９ｂとを電気的・機械的に接続及び固定するための支柱４本１４の上部へ基板９ａを装着することで、基板９ａの実装位置・高さ・平衡を保っている。
【００１６】
更には、基板９ａと基板９ｂとを電気的・機械的に接続及び固定するための支柱４本１４の内、１本は基板９ｂへ実装されている電荷を電圧変換として取り出す為のインピーダンス変換用のＦＥＴ８及び抵抗７と、基板９ａへ実装されている焦電素子３とを電気的接続を成している。尚、その他の３本は、シールド性の向上のため、グラウンドとしている。
【００１７】
上記焦電素子３、焦電素子を支える支持台５を形成し、且つ、内部配線を形成した基板９ａ、及び、前述基板９ａの下面に、ＦＥＴ８、抵抗７、焦電型赤外線検出装置に印加する電圧を安定させる為のレギュレーター回路、インピーダンス変換された信号を増幅する為の増幅回路及び、増幅回路より取り出した信号出力レベルを基に、検知・非検知を判定する為のコンパレーター回路を１パッケージとしたオペアンプＩＣ６、前記増幅回路を構成し、増幅回路の周波数特性を決める為の帰還コンデンサ４点１０を搭載した内部配線を形成した基板９ｂは、金属缶ケース２及び、前述基板９ｂとの電気的接続を成すリード端子１２を備えたヘッダー１１にハーメチックシールされる。これらは、一般的なＴＯ−５型パッケージに格納している為、焦電素子の受光電極部へ赤外線を集光させる光学レンズ及び、ミラーのデザイン並びに、使用自由度が格段にアップし、既存製品との置き換え等も可能な構造となる。また、後回路にて制御等を行う接続基板の縮小化にも繋がり、焦電型赤外線検出装置自体の低コスト化及び、小型化が可能な構造となる。さらには、金属缶ケース２及び、前記基板９との電気的接続を成すリード端子１２を備えたヘッダー１１が、焦電型赤外線検出装置のグランドと接続されており、アースへ接地されている為、外来からの環境的変化や、電磁傷害に対して、シールドされている構造となる。
【００１８】
図４は本発明の焦電型赤外線検出装置、従来の焦電型赤外線検出装置へ急激な温度変化（約４℃／ｍｉｎ．)を与えた場合の出力変化を示したグラフである。図２に示す従来構造では、焦電型赤外線検出器内部構造は、１つの基板を使用していることに対し、図１に示す本発明の焦電型赤外線検出装置は、２つの基板を使用している為、熱容量が大きくなり、急激な温度変化が加わった際に於いても、焦電素子が受ける熱影響を小さくすることが可能となる。よって、図４に見られるように、環境温度変化時の出力信号のドリフトが１／３に改善されている事を確認した。
【００１９】
尚、本実施例の焦電型赤外線検出装置では、赤外線受光電極４を２エレメントデュアルタイプとしているが、種〃の焦電素子サイズ且つ、受光電極パターンにて、赤外線検出回路を構成する事も出来る。また、焦電素子３の受光電極４へ赤外線を集光させる光学系の具備も容易である。これらは、従来の製造技術及び、組立工程から特異することなく構成されている。
【符号の説明】
【００２０】
１    フィルタ材
２    金属缶ケース
３    焦電素子
４    電極
５    支持台
６    オペアンプＩＣ
７    抵抗
８    ＦＥＴ
９    基板
１０    コンデンサ
１１    ヘッダー
１２    リード端子
１３    ＡＵワイヤー
１４    支柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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