JPH09126885A - 焦電型赤外線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出素子を安定に支持する。 【解決手段】 ケース１４内に電子部品を搭載した回路
基板１３と、赤外線検出素子１１とを有している。回路
基板１３は、ケース１４の底板１５に支持されたリード
端子１９ａ及び複数本の外部リード端子１９ｂ〜１９ｄ
に取付けられている。検出素子１１は、受光電極１１ａ
をケース１４の受光窓１６ａに向き合わせて配置するも
のであり、四隅に取付孔１２ａ〜１２ｄが開口され、基
板１３上に突出したリード端子１９ａ及び外部リード端
子１９ｂ〜１９ｄに挿し込まれて導電性樹脂接着剤２０
で固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焦電型赤外線検出
器の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】焦電型赤外線検出器は、被検出物体から
放射される赤外線の吸収によって生ずる焦電材料の温度
変化に起因する自然分極の変化を信号として利用するも
のである。

【０００３】焦電型赤外線検出器は、焦電素子を５０〜
１００μｍ程度に薄くして熱容量を軽減し、赤外線熱エ
ネルギーの変化に速やかに応答するようにして検出感度
の向上を図っている。

【０００４】図４〜図７に熱容量の増加を防ぐために用
いられる焦電型赤外線検出素子（以下検出素子という）
の支持構造を示す。各図中、１は検出素子，１ａは受光
電極，１ｂは接地電極，２はケース３に取付けたリード
端子を示している。検出素子１は、回路を構成する電子
部品を搭載した基板と共に受光窓４を有するケース３内
に収容されたものであるが、各図中基板に搭載した電子
部品は図示を省略してある。図４は検出素子１の電極１
ａ，１ｂとリード端子２とをリード線５で接続して検出
素子１を宙吊りに支えた例、図５はケース３内に設置し
たマウント台６上に絶縁基板７を介して検出素子１を設
置した例、図６はリード端子２に支えた絶縁基板７上
に、部分的に突出させて断熱パターン８を付し、検出素
子１を断熱パターン８上に支えた例、図７はリード端子
２に取付けた有孔絶縁基板９上に検出素子１を設置した
例である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４の支持
構造によるときには、熱容量の増大を防ぐには有効であ
るが、検出素子１の支持の安定性に欠き、また、検出素
子１が極めて薄いために取扱いや組立てが厄介であると
いう問題がある。図５の支持構造では検出素子１の支持
の安定性に優れているが、絶縁基板７の断熱作用が十分
ではないうえ、逆に熱容量の増大をもたらし、感度及び
応答性が低下する欠点がある。さらに、図６の支持構造
では、絶縁基板７上に部分的に突出する断熱パターン８
の高さを一定に揃えることが難しく、検出素子１が斜め
に傾いて取付けられたり、また、各検出器毎に絶縁基板
７と検出素子１間の隙間に不揃いが生ずると断熱作用が
素子毎に異なり、各検出器の感度，応答性にばらつきが
生ずるという欠点となる。

【０００６】図７の支持構造ではこの欠点は一応解消さ
れるが、検出素子１の設置に或る程度の面積を要するた
め、熱容量の減少にも限度があり、さらに図６の支持構
造では、絶縁基板７の裏面側を抵抗器及びＦＥＴなどの
回路を構成する電子部品の実装面に利用できるところ、
図７の支持構造では絶縁基板の平面積の減少となって実
装スペースを確保することができない。

【０００７】上記のような問題が生ずる根本的な原因
は、検出素子の製法にも大きな原因がある。検出素子は
通常、スライス法によって作られている。この方法は強
誘電体磁器組成物粒子を柱状にプレス加工して１２００
℃で焼成し、得られた焼成体を約０．２ｍｍにスライス
した後、０．１ｍｍに研磨仕上げを施して検出素子素材
に仕上げる方法である。この方法によるときには仕上げ
られた素子素材は焼成によって焼結しているため、改め
て素材に孔あけ加工をすることは殆ど不可能である。し
たがって、スライス法によって製作された素子素材を使
用する限り、図４〜図７に示した支持構造によらざるを
得ない。

【０００８】本発明の目的は、上記課題を解決し、赤外
線検出器の回路の構築が容易であり、外部振動，衝撃に
対する強度が大きく、検出素子に対する断熱効果が大き
い焦電型赤外線検出器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による焦電型赤外線検出器においては、赤外
線検出素子と、複数本のリード端子とを有する焦電型赤
外線検出器であって、赤外線検出素子は、素子面を貫通
して複数の取付孔又は切欠きを有し、取付孔又は切欠き
は、リード端子を取付けるものであり、複数本のリード
端子は、電気的に互いに絶縁して赤外線検出素子の取付
孔又は切欠きに挿通され、導電性接着剤をもって赤外線
検出素子を電気的に接続するとともに定位置に保持する
ものである。

【００１０】また回路基板を有し、回路基板は、回路を
構成する電子部品を搭載したものであり、リード端子に
支持され、回路基板と、赤外線検出素子とはリード端子
を通じて電気的に接続されるものである。

【００１１】また赤外線検出素子は、強誘電体素子組成
物の粒子をシート状に成形し、プレス加工後、取付孔又
は切欠きを形成して焼結されたものである。

【００１２】また赤外線検出素子は、板状をなし、各隅
にリード端子の取付孔又は切欠きを有し、一面には受光
電極，他面には接地電極のパターンが、それぞれ対とな
るリード端子の取付孔又は切欠きの周囲に延長して形成
されている。

【００１３】

【作用】本発明においては、従来のスライス法とは異な
り、図２は得られた赤外線検出素子を示している。検出
素子１１は板状で各隅にリード端子の取付孔１２ａ〜１
２ｄを有し、一面には受光電極１１ａ、他面には接地電
極１１ｂのパターンがそれぞれ対となるリード端子の取
付孔１２ａ，１２ｂの周囲まで延ばして付設している。

【００１４】本発明においては、リード端子を検出素子
の各取付孔内に挿し込み、導電性樹脂でシールしてリー
ド端子の定位置に検出素子を支持させるものである。本
発明による焦電型赤外線検出器は、検出素子が直接リー
ド端子に支持されるため、検出素子の支持安定性，支持
強度が高く、同じくリード端子に取付けられる回路基板
と検出素子との間に隙間を形成して断熱性を容易に確保
でき、あわせてリード端子を利用して回路基板と検出素
子との電気的接続を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図によっ
て説明する。

【００１６】図２は、前記シート法によって製造された
赤外線検出素子である。検出素子１１はこの実施形態に
おいては、角形板状体であり、四隅に取付孔１２ａ〜１
２ｄが開口されている。検出素子１１の一面には受光電
極１１ａ，他面には接地電極１１ｂのパターンが付さ
れ、各々のパターンは対応する取付孔１２ａ，１２ｂを
囲んで一隅まで延設されている。

【００１７】図１において、焦電型赤外線検出器は、赤
外線検出素子１１と、回路を構成する電子部品を搭載し
た回路基板１３とをケース１４内に組み込んだものであ
る。ケース１４は、底板１５をカバー１６で覆ったもの
であり、カバー１６の上面一部には受光窓１６ａが形成
されている。回路基板１３はアルミナ磁器を用いた板状
体であり、基板１３上に形成された配線パターンには抵
抗器１７，半導体素子１８などを搭載している。

【００１８】３本のリード端子１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ
は、ケース１４の底板１５に支えられ、底板１５上にそ
れぞれ垂直に突出し、回路基板１３は、底板１５上に突
出する各リード端子１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに挿通保持
され、導電性樹脂によって定位置に固定されている。検
出素子１１は、受光電極１１ａをケース１４の受光窓１
６ａに向き合わせて基板１３の上方に配置される。検出
素子１１に設けた各取付孔１２ａ〜１２ｄの開口位置
は、リード端子による回路基板１３の支持位置に対応さ
せたものであり、検出素子１１は、その取付孔１２ｂ，
１２ｃ，１２ｄにそれぞれ基板１３上に突出した各リー
ド端子１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが挿し込まれ、リード端
子１９ｂ，１９ｃ，１９ｄと検出素子１１間に塗布した
導電性樹脂接着剤２０により基板１３上の定位置に基板
１３と平行の姿勢に固定されている。基板１３と検出素
子１１との間隔Ｈは、格別限定されるものではないが、
５０μｍ以上の高さに設定するのが適当である。

【００１９】上記３本のリード端子１９ｂ，１９ｃ，１
９ｄは、外部リード端子であり、この実施形態では赤外
線検出器の入，出力端子とアース端子とになるものであ
るが、検出素子１１の受光電極１１ａの端子のパターン
を周囲に付した取付孔１２ａと、回路基板１３の回路パ
ターン通ずる取付孔とはそれぞれ導電性樹脂接着剤２０
にてリード端子１９ａに固定され、基板１３の回路パタ
ーンと検出素子の受光電極１１ａのパターンとを互いに
導通させる。検出素子１１の接地電極１１ｂは回路基板
１３の接地電極パターンとともに外部リード線１９ｂに
直接導通接続されることになる。

【００２０】なお、必要により、検出素子１１と基板１
３の配線パターンとを接続するリード端子１９ａとケー
ス１４の底板１５間に絶縁性樹脂２１を介在させてもよ
い。

【００２１】さらに取付孔は完全な円形に限らず、一部
を端縁に開放したもの、或いはリード端子を係止しうる
形状、例えば隅の一部を切欠いたものであってもよい。

【００２２】以上実施形態において、検出素子１１は回
路基板１３とともに３本のリード端子１９ｂ，１９ｃ，
１９ｄに安定に固定支持され、検出素子１１の取付位置
は、回路基板１３上に突出するリード端子の長さの範囲
内で自由に設定して平行に固定できる。

【００２３】検出素子１１を支えるリード端子の数は限
定されるものではない。検出素子１１の受光電極１１ａ
と回路基板１３の回路パターン間を接続するリード端子
１９ａについても、これはケース１４外へ引き出すもの
ではないが、ケース１４にリード端子の引出し用の孔を
４個有しているときには図３のようにこの孔内にリード
端子１９ａを挿通してケース１４の底板１５に保持さ
せ、その外方への突出端を絶縁性樹脂２１で覆い、さら
にノイズ対策として導電性樹脂２２にて被覆してもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によるときには、赤
外線検出器に備えたリード端子に検出素子を通し、導電
性樹脂で固めてリード端子の定位置に固定するものであ
るため、検出素子を安定に支持出器、外部振動，衝撃に
対しても導電性樹脂が緩衝材となって検出素子に影響が
なく、また、検出素子と回路基板間の間隔を調整して検
出素子の断熱に必要な間隔を確保することができる。

【００２５】また、本発明によるときには、回路基板
と、赤外線検出素子とは、リード端子を通じて接続さ
れ、必要な内部回路を構成できるために回路構成を簡略
化できる。さらに赤外線検出素子はスライス法によって
成形されるが、焼成前に取付孔又は切欠きを形成するた
め、取付孔又は切欠きを利用してリード端子への取付け
が可能となり、複数本のリード端子が平行である限り、
各リード端子間に跨って検出素子を容易に水平に取付け
ることができ、基板に対して平行に取付けて、両者の間
隔を一定に保たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す焦電型赤外線検出器
の断面図である。

【図２】検出素子の平面図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す焦電型赤外線検出
器の断面図である。

【図４】焦電型赤外線検出器の従来例である。

【図５】焦電型赤外線検出器の従来例である。

【図６】焦電型赤外線検出器の従来例である。

【図７】焦電型赤外線検出器の従来例である。

【符号の説明】

１１ 検出素子 １２ａ〜１２ｄ 取付孔 １３ 回路基板 １４ ケース １９ａ〜１９ｄ リード端子 ２０ 導電性樹脂接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 友宏 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 気田 光朗 埼玉県狭山市新狭山１丁目11番４号 株式 会社大泉製作所内 (72)発明者 田中 陽一 埼玉県狭山市新狭山１丁目11番４号 株式 会社大泉製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線検出素子と、複数本のリード端子
   とを有する焦電型赤外線検出器であって、 赤外線検出素子は、素子面を貫通して複数の取付孔又は
   切欠きを有し、 取付孔又は切欠きは、リード端子を取付けるものであ
   り、 複数本のリード端子は、電気的に互いに絶縁して赤外線
   検出素子の取付孔又は切欠きに挿通され、導電性接着剤
   をもって赤外線検出素子を電気的に接続するとともに定
   位置に保持するものであることを特徴とする焦電型赤外
   線検出器。
2. 【請求項２】 回路基板を有し、 回路基板は、回路を構成する電子部品を搭載したもので
   あり、リード端子に支持され、 回路基板と、赤外線検出素子とはリード端子を通じて電
   気的に接続されるものであることを特徴とする請求項１
   に記載の焦電型赤外線検出器。
3. 【請求項３】 赤外線検出素子は、強誘電体素子組成物
   の粒子をシート状に成形し、プレス加工後、取付孔又は
   切欠きを形成して焼結されたものであることを特徴とす
   る請求項１に記載の焦電型赤外線検出器。
4. 【請求項４】 赤外線検出素子は、板状をなし、各隅に
   リード端子の取付孔又は切欠きを有し、一面には受光電
   極，他面には接地電極のパターンが、それぞれ対となる
   リード端子の取付孔又は切欠きの周囲に延長して形成さ
   れていることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の
   焦電型赤外線検出器。