(57)【要約】【課題】赤外線の検出感度が高い赤外線検出器を提供する。【解決手段】赤外線検出器１は、センサーチップアレイ１０を備えている。センサーチップアレイ１０は、センサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがアレイ状に配列されたものである。センサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、焦電型赤外線センサー１２と、焦電型赤外線センサー１２が内部に収納されたパッケージ１３とを有する。焦電型赤外線センサー１２は、焦電体基板１２ａと、受光面電極１２ｂと、対向電極１２ｃとを有する。受光面電極１２ｂは、焦電体基板１２ａの一方側の表面上に形成されている。対向電極１２ｃは、焦電体基板１２ａの他方側の表面上に、受光面電極１２ｂと対向するように形成されている。【選択図】図１
2011080817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦電体基板と、前記焦電体基板の一方側の表面上に形成されている受光面電極と、前記焦電体基板の他方側の表面上に、前記受光面電極と対向するように形成されている対向電極とを有する焦電型赤外線センサーと、前記焦電型赤外線センサーが内部に収納されたパッケージとを有するセンサーチップがアレイ状に複数配列されたセンサーチップアレイを備える、赤外線検出器。
【請求項２】
前記複数のパッケージのそれぞれには、ひとつの前記焦電型赤外線センサーが収納されている、請求項１に記載の赤外線検出器。
【請求項３】
前記焦電体基板の一方側の表面に赤外線を集光させる光学部材をさらに備える、請求項１または２に記載の赤外線検出器。
【請求項４】
前記光学部材は、ひとつの焦点を有する、請求項３に記載の赤外線検出器。
【請求項５】
前記光学部材は、レンズ部が複数配列されたレンズアレイであり、前記複数のレンズ部は、前記複数の焦電体基板のそれぞれに対応して設けられており、前記対応する焦電体基板の一方側の表面に赤外線を主として集光する、請求項３に記載の赤外線検出器。
【請求項６】
前記複数のレンズ部のそれぞれは、垂直に入射した赤外光を、前記対応する焦電体基板の一方側の表面の中心とは異なる位置に集光する、請求項５に記載の赤外線検出器。
【請求項７】
前記焦電体基板の平面形状は矩形である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の赤外線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出器に関し、詳細には、アレイ状に配置された複数の焦電型赤外線センサーを備える赤外線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、下記の特許文献１，２などにおいて、例えば、人などの被検出物が放出する赤外線を検知することで、被検出物が存在する領域や被検出物の動きを検知する検出器として、複数の焦電型赤外線センサーを備える赤外線検出器が提案されている。
【０００３】
このような赤外線検出器では、特許文献２に記載のように、複数の焦電型赤外線センサーが、相互に異なる検出領域を有している。このため、複数の焦電型赤外線センサーのうちのいずれのセンサーから出力信号が出力されるかを検知することにより、赤外線を放出する被検出物の位置を特定することができる。
【０００４】
ところで、近年、赤外線検出器の使用用途が拡大されつつある中、赤外線検出器に対する小型化の要望が強まってきている。このため、特許文献２にも記載のように、複数の焦電型赤外線センサーを近接してアレイ状に配列すると共に、複数の焦電型赤外線センサーをひとつのパッケージ内に収納した赤外線検出器が一般的に用いられるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９３８８６号公報
【特許文献２】特許第３１２９０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ひとつのパッケージ内に収納されており、アレイ状に配列された複数の焦電型赤外線センサーを備える赤外線検出器では、赤外線の高い検出感度を実現することが困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、赤外線の検出感度が高い赤外線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
アレイ状に配置した複数の焦電型赤外線センサーをひとつのパッケージ内に収納する場合、複数の焦電型赤外線センサーを近接して配置できる。このため、赤外線検出器を小型化できるというメリットと共に、複数の焦電型赤外線センサーが配置されている検出領域内における、隣接する焦電型赤外線センサー間の無感度領域が占める割合を小さくできるというメリットが得られる。従って、従来、アレイ状に配置した複数の焦電型赤外線センサーをひとつのパッケージ内に収納することによって、赤外線検出器の検出感度を高めることができると考えられていた。
【０００９】
しかしながら、本発明者らは、鋭意研究の結果、アレイ状に配置した複数の焦電型赤外線センサーをひとつのパッケージ内に収納した場合、赤外線の検出感度を十分に高めることが困難であることを初めて見出した。また、本発明者らは、その原因が、赤外線を受光した焦電型赤外線センサーが温度上昇することにより、その焦電型赤外線センサーに隣接する焦電型赤外線センサーの温度も上昇し、従って、ノイズが発生することにあることを見出した。本発明者らは、以上の知見を得た結果、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る赤外線検出器は、センサーチップアレイを備えている。センサーチップアレイは、センサーチップがアレイ状に複数配列されたものである。センサーチップは、焦電型赤外線センサーと、焦電型赤外線センサーが内部に収納されたパッケージとを有する。焦電型赤外線センサーは、焦電体基板と、受光面電極と、対向電極とを有する。受光面電極は、焦電体基板の一方側の表面上に形成されている。対向電極は、焦電体基板の他方側の表面上に、受光面電極と対向するように形成されている。
【００１１】
本発明のある特定の局面では、複数のパッケージのそれぞれには、ひとつの焦電型赤外線センサーが収納されている。この構成によれば、赤外線を受光した焦電型赤外線センサーが隣接する焦電型赤外線センサーに対して与える熱の影響をより効果的に抑制することができる。従って、赤外線の検出精度をより高めることができる。
【００１２】
本発明の他の特定の局面では、焦電体基板の一方側の表面に赤外線を集光させる光学部材をさらに備えている。
【００１３】
本発明の別の特定の局面では、光学部材は、ひとつの焦点を有する。この構成によれば、赤外線を放出する被検出物の温度をより正確に検出することができる。
【００１４】
本発明のさらに他の特定の局面では、光学部材は、レンズ部が複数配列されたレンズアレイであり、複数のレンズ部は、複数の焦電体基板のそれぞれに対応して設けられており、対応する焦電体基板の一方側の表面に赤外線を主として集光する。この構成によれば、より広い領域の赤外線を検出することができる。また、赤外線を放出する被検出物の位置をより正確に検出することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の特定の局面では、複数のレンズ部のそれぞれは、垂直に入射した赤外光を、対応する焦電体基板の一方側の表面の中心とは異なる位置に集光する。この構成によれば、赤外線を放出する被検出物の位置、特に移動をより正確に検出することができる。
【００１６】
本発明のまた他の特定の局面では、焦電体基板の平面形状は矩形である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、隣接する焦電型赤外線センサーがパッケージにより隔離されているため、赤外線を受光した焦電型赤外線センサーが隣接する焦電型赤外線センサーに対して与える熱の影響をより効果的に抑制することができ、従って、赤外線の検出精度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる赤外線検出器の略図的側面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるセンサーチップアレイの略図的平面図である。
【図３】本発明の一実施形態における焦電型赤外線センサーの略図的断面図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるレンズアレイの略図的平面図である。
【図５】変形例におけるレンズアレイの略図的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１に示す赤外線検出器１を例に挙げて説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２０】
図１は、第１の実施形態に係る赤外線検出器の略図的側面図である。図１に示すように、赤外線検出器１は、センサーチップアレイ１０を備えている。図１及び図２に示すように、センサーチップアレイ１０は、基板３０と、基板３０上に実装されている複数のセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを備えている。図２に示すように、複数のセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、アレイ状に配列されている。具体的には、本実施形態では、複数のセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、正方行列状に配置されている。すなわち、複数のセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、センサーチップアレイ１０の中心Ｃ０を中心とする円周に沿って配列されている。
【００２１】
図１及び図２に示すように、複数のセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのそれぞれは、矩形状のひとつの焦電型赤外線センサー１２と、そのひとつの焦電型赤外線センサー１２を収納するパッケージ１３とを備えている。すなわち、本実施形態では、複数の焦電型赤外線センサー１２は、それぞれ異なるパッケージ１３内に収納されている。従って、隣接する焦電型赤外線センサー１２は、パッケージ１３によって隔離されている。
【００２２】
なお、パッケージ１３の材質は、赤外線を透過させるものである限りにおいて、特に限定されるものではない。パッケージ１３は、例えば、樹脂、金属、セラミック及びそれらの組み合わせなどからなるものであってもよい。
【００２３】
図３は、焦電型赤外線センサーの略図的断面図である。図３に示すように、焦電型赤外線センサー１２は、焦電体基板１２ａを備えている。焦電体基板１２ａは、赤外線を受光した際に電圧を発生させる焦電体からなるものである。焦電体の具体例としては、ＬｉＴａＯ３などが挙げられる。
【００２４】
焦電体基板１２ａの平面形状は、矩形状である。焦電体基板１２ａの一方側の表面、具体的には、赤外線１４の受光面の上には、赤外線を透過する受光面電極１２ｂが形成されている。焦電体基板１２ａの他方側の表面、具体的には、実装側の表面の上には、受光面電極１２ｂと、焦電体基板１２ａを介して対向するように、対向電極１２ｃが形成されている。
【００２５】
なお、受光面電極１２ｂと対向電極１２ｃとの材質は特に限定されないが、受光面電極１２ｂと対向電極１２ｃとは、例えば、Ｎｉ合金やＣｕ合金などにより形成することができる。
【００２６】
図１に示すように、センサーチップアレイ１０の前方には、光学部材としてのレンズアレイ２０が配置されている。レンズアレイ２０は、図示しない被検出物から発せられた赤外線をセンサーチップアレイ１０に含まれる複数の焦電体基板１２ａの受光面に集光させる機能を有している。
【００２７】
本実施形態では、具体的には、図１及び図４に示すように、レンズアレイ２０は、複数のレンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを備えている。図４に示すように、複数のレンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、複数のセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対応して正方行列状に配置されている。具体的には、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、それぞれセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対応した位置に配置されている。すなわち、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの光軸Ｃ１〜Ｃ４が、それぞれ対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａ上に位置するようにレンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが配置されている。従って、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面に赤外線を主として集光する。
【００２８】
より具体的には、本実施形態では、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの光軸Ｃ１〜Ｃ４が、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面の中心とは異なる位置に、位置するように設けられている。すなわち、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに垂直に入射した赤外線が、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面の中心とは異なる位置に集光されるように配置されている。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態では、複数の焦電型赤外線センサー１２が、それぞれ異なるパッケージ１３内に収納されている。このため、隣接する焦電型赤外線センサー１２は、パッケージ１３によって隔離されている。よって、赤外線を受光した焦電型赤外線センサー１２の熱が、その焦電型赤外線センサー１２に隣接する焦電型赤外線センサー１２に伝わることが、パッケージ１３によって阻害される。従って、赤外線を受光した焦電型赤外線センサー１２の熱の影響により、隣接する焦電型赤外線センサー１２からノイズ信号が出力されることが抑制される。その結果、ノイズが発生しにくく、赤外線の高い検出精度を実現することができる。
【００３０】
また、複数の焦電型赤外線センサー１２が、それぞれ異なるパッケージ１３内に収納されているため、本実施形態においては、焦電型赤外線センサー１２の配置自由度が高い。
【００３１】
また、本実施形態では、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面に赤外線を主として集光する。このため、より広い領域の赤外線を検知することができる。すなわち、赤外線検知可能領域を拡大することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに垂直に入射した赤外線が、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面の中心とは異なる位置に集光されるように配置されている。このため、赤外線を放出する被検出物の位置、特に移動をより正確に検出することができる。
【００３３】
（変形例）
上記実施形態では、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに垂直に入射した赤外線が、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面の中心とは異なる位置に集光されるように配置されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図５に示すように、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに垂直に入射した赤外線が、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面の中心に集光されるように配置されていてもよい。
【００３４】
上記実施形態では、レンズ部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、対応するセンサーチップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの焦電体基板１２ａの受光面に赤外線を主として集光する場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。本発明において、光学部材は、ひとつの焦点を有するものであってもよい。その場合、赤外線を放出する被検出物の温度をより正確に検出することができる。
【００３５】
上記実施形態では、複数のセンサーチップが正方行列状に配列されている場合について説明した。但し、本発明において、複数のセンサーチップの配列は、正方行列状に限定されない。例えば、複数のセンサーチップを、斜方行列状に配置してもよい。
【００３６】
上記実施形態では、焦電体基板の平面形状が矩形状である場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、焦電体基板の平面形状は、多角形状であってもよい。
【００３７】
上記実施形態では、ひとつのパッケージ内にひとつの焦電型赤外線センサーが収納されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、ひとつのパッケージ内に複数の焦電型赤外線センサーが収納されていてもよい。この場合であっても、赤外線を受光した焦電型赤外線センサーとは異なるパッケージに収納された焦電型赤外線センサーには、赤外線を受光した焦電型赤外線センサーの熱が伝わることを抑制することができる。従って、赤外線の検出精度を向上することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…赤外線検出器
２…焦電型赤外線センサー
１０…センサーチップアレイ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…センサーチップ
１２…焦電型赤外線センサー
１２ａ…焦電体基板
１２ｂ…受光面電極
１２ｃ…対向電極
１３…パッケージ
１４…赤外線
２０…レンズアレイ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ…レンズ部
３０…基板
【図１】
2011080817.tif 000003
【図２】
2011080817.tif 000004
【図３】
2011080817.tif 000005
【図４】
2011080817.tif 000006
【図５】
2011080817.tif 000007