首页> 中国专利> 热释电传感器阵列以及热释电型红外线检测装置

热释电传感器阵列以及热释电型红外线检测装置

摘要

热释电传感器阵列可安装于电路基板,具备热释电体板、形成于所述热释电体板的多个热释电元件。热释电体板具有用于设置到电路基板上的连接面。多个热释电元件由在规定的配置方向上配置于热释电体板的端缘部的端缘部热释电元件与配置于热释电体板中央部的中央部热释电元件构成。多个热释电元件的各热释电元件分别具备形成在连接面上的相邻的2个连接电极。端缘部热释电元件的2个连接电极间的静电电容比中央部热释电元件的2个连接电极间的静电电容大。

著录项

  • 公开/公告号CN103229028A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-07-31

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 NEC东金株式会社;

    申请/专利号CN201180050560.2

  • 发明设计人 藤原茂美;

    申请日2011-10-18

  • 分类号G01J1/02(20060101);

  • 代理机构11021 中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人吴秋明

  • 地址 日本宫城县

  • 入库时间 2024-02-19 19:33:17

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-08-22

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):G01J1/02 变更前: 变更后: 申请日:20111018

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2016-02-10

    授权

    授权

  • 2013-08-28

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01J1/02 申请日:20111018

    实质审查的生效

  • 2013-07-31

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及根据热释电体表面所感应的电位来检测入射至 热释电体的红外线的热释电传感器阵列以及热释电型红外线检 测装置。

背景技术

这样类型的热释电型红外线检测装置一般具备电路基板、搭 载于电路基板的热释电传感器阵列。热释电传感器阵列由热释电 体板、形成于热释电体板的多个热释电传感器(热释电元件)构 成。在这样构成的热释电型红外线检测装置中,存在因热释电元 件的配置而导致热释电元件的红外线检测灵敏度(检测灵敏度) 出现偏差的情形。

例如,根据专利文献1,配置于热释电体板中央附近的红外 线传感器元件(热释电元件)与配置于热释电体板端部附近的红 外线传感器元件相比,由于因红外线产生的热容易流失(即,热 阻容易变小),由此而导致红外线传感器元件的检测灵敏度出现 偏差。根据专利文献1,能通过在热释电体板的端部附近与中央 附近将红外线传感器元件与电路基板进行连接的焊接凸块的横 截面的大小设为不同,来调整热阻的偏差,由此能够使检测灵敏 度的偏差变小。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:JP实开平7-34334号公报

发明概要

发明所要解决的课题

但是,专利文献1所公开的热释电型红外线检测装置是通过 有损于热释电体板与电路基板的热绝缘来减小检测灵敏度的偏 差。更具体而言,热释电体板产生的热主要从端部附近向电路基 板流失,来减小检测灵敏度的偏差。因此,热释电体板整体的检 测灵敏度降低。

另外,热释电元件的检测灵敏度也较大地受到电路基板中的 静电电容的影响。详细而言,电路基板具备:形成于热释电体板 的外侧的电位检测电路、将热释电元件的连接电极与电位检测电 路分别进行连接的导体图案。将热释电体板的中央附近的热释电 元件与电位检测电路进行连接的中央部的导体图案的长度比将 热释电体板的端部附近的热释电元件与电位检测电路进行连接 的端部的导体图案的长度要长。由此,在中央部的导体图案产生 的静电电容比在端部的导体图案产生的静电电容大。换言之,热 释电体板的端部附近的热释电元件与中央附近的热释电元件产 生相互不同的静电电容,由此,热释电元件的检测灵敏度出现偏 差。

而且,由于上述的静电电容的偏差,热释电元件的连接电极 的电位达到稳定状态为止的时间响应特性也发生偏差。即便能够 通过独立设定电位检测电路的放大率的复杂的操作来调整上述 的检测灵敏度的偏差,却不能调整时间响应特性。

发明内容

本发明的目的在于提供不损害热释电体板和电路基板的热 绝缘,能够使因热释电体板中的热释电元件的配置而引起的检测 灵敏度以及时间响应特性的偏差减小的热释电传感器阵列以及 热释电型红外线检测装置。

解决课题的手段

本发明的一侧面提供一种热释电传感器阵列,其能够安装于 电路基板,且具备热释电体板、形成于所述热释电体板的多个热 释电元件,其中,所述热释电体板具有用于设置到所述电路基板 上的连接面,所述多个热释电元件由在规定的配置方向上配置于 所述热释电体板的端缘部的端缘部热释电元件和配置于所述热 释电体板的中央部的中央部热释电元件构成,所述多个热释电元 件的各热释电元件具备形成在所述连接面上的相邻的2个连接 电极,所述端缘部热释电元件的所述2个连接电极间的静电电容 比所述中央部热释电元件的所述2个连接电极间的静电电容大。

另外,根据本发明的其他的侧面,可获得一种热释电型红外 线检测装置,其具备所述热释电传感器阵列、用于安装所述热释 电传感器阵列的电路基板,其中,所述电路基板具备:用于设置 所述热释电传感器阵列的所述连接面的搭载部;设于所述搭载部 的外侧的多个电位检测电路;接地部;多个导体图案;和多个接 地导体图案,所述导体图案将所述2个连接电极中的一方与所述 电位检测电路进行电连接,所述接地导体图案将所述2个连接电 极中的另一方与所述接地部进行电连接。

发明效果

根据本发明,通过将配置于热释电体板的端缘部的热释电元 件的2个连接电极间的静电电容设定得比配置于热释电体板的 中央部的热释电元件的2个连接电极间的静电电容大,能够不损 害热释电体板与电路基板的热绝缘地,使热释电元件的检测灵敏 度以及时间响应特性的偏差变小。

通过参照添加的附图对下述的最佳实施方式说明进行研讨, 能够正确地理解本发明的目的,并且能够更完全地理解其构成。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的热释电型红外线检测装 置的分解立体图。其中,以双点划线表示用于搭载热释电传感器 阵列的电路基板的搭载部。

图2是表示图1的热释电传感器阵列的受光面的俯视图。

图3是表示图1的热释电传感器阵列的连接面的俯视图。

图4是表示本发明的第2实施方式的热释电传感器阵列的连 接面的俯视图。

图5是表示本发明的第3实施方式的热释电传感器阵列的受 光面的俯视图。

图6是表示图5的热释电传感器阵列的连接面的俯视图。

图7是表示图5的热释电传感器阵列的电极与电路基板的电 极的对应的模式图。

图8是表示与图7中示意性表示的配置于热释电型红外线检 测装置的端缘部的热释电元件相关的电路图。

图9是表示本发明的第4实施方式的热释电传感器阵列的连 接面的俯视图。

图10是表示本发明的第5实施方式的电路基板的顶面图。 其中,以双点划线表示搭载于电路基板的热释电传感器阵列的外 形。

图11是表示本发明的第6实施方式的热释电传感器阵列的 连接面的俯视图。

图12是表示图11的连接面的一部分的放大俯视图。图12 (a)中表示配置于中央部(图11的虚线A的部分)的连接电 极群。图12(b)中表示配置于端缘部(图11的虚线B的部分) 的连接电极群。

具体实施方式

关于本发明,能够以多种多样的变形、各种的方式来实现, 作为一个示例,以下,对附图所示的特定的实施方式进行详细说 明。附图以及实施方式并不是将本发明限定于在此公开的特定的 方式,在添加的权利要求书中明示的范围内所进行的所有变形 例、均等物、代替例均包含其中。

(第1实施方式)

如图1所示,本发明的第1实施方式的热释电型红外线检测 装置具备热释电传感器阵列1、用于安装热释电传感器阵列1的 电路基板4。换言之,热释电传感器阵列1构成为可安装于电路 基板4。

如图1至图3所示,热释电传感器阵列1具备:由热释电体 构成的热释电体板10、形成于热释电体板10的多个端缘部热释 电元件(热释电元件)20以及多个中央部热释电元件(热释电 元件)30。

本实施方式的热释电体板10按照成为向相互正交的2方向 (第1方向以及第2方向)进行延伸的平板状的方式形成。详细 而言,热释电体板10具有用于接收红外线的矩形形状的受光面 11、设置于电路基板4上的矩形形状的连接面12,受光面11与 连接面12沿着第1方向以及第2方向相互平行地延伸。本实施 方式的热释电体板10在图2以及图3的上下方向(第2方向) 上的两端具有端部13。

如图1所示,根据本实施方式,热释电元件20配置在第2 方向(配置方向)上的端部13附近,热释电元件30配置在配置 方向上的中间部分。换言之,在规定的配置方向(第2方向)上, 热释电元件20配置在热释电体板10的端缘部,热释电元件30 配置在热释电体板10的中央部。根据本实施方式,各端部13 的附近形成有2个热释电元件20,2个端部13的中间部分形成 有4个热释电元件30。

如图1至图3所示,热释电元件20以及热释电元件30分别 由形成于热释电体板10的受光面11的受光电极群25、形成于 连接面12的连接电极群21、以及被受光电极群25与连接电极 群21所夹持的热释电体板10的一部分来形成,由此,作为热释 电传感器而发挥功能。

如图2所示,本实施方式的受光电极群25具备2个矩形形 状的受光电极26、由导体构成且将2个受光电极26相互进行连 接的连接图案28。换言之,受光电极群25的2个受光电极26 通过连接图案28进行电连接。

如图3所示,连接电极群21具备矩形形状的第1连接电极 (连接电极)22、矩形形状的第2连接电极(连接电极)23。根 据本实施方式,连接电极22与连接电极23在与连接面12平行 的第1方向(图3的左右方向)上对置。详细而言,连接电极 22与连接电极23分别具有沿着第2方向延伸的对置边221、对 置边231,对置边221与对置边231在第1方向上相互对置。换 言之,热释电元件20以及热释电元件30分别具备形成在连接面 12上的相邻的连接电极22以及23(即,2个连接电极)。

基于图1至图3理解可知,连接电极22与受光电极26夹着 热释电体板10相对地形成。相同地,连接电极23与受光电极 26夹着热释电体板10相对地形成。基于上述说明理解可知,本 实施方式的热释电元件20以及30分别作为所谓双重型的热释电 传感器而发挥功能。因此,在对受光电极26的1个电极照射红 外线时,在连接电极22与连接电极23之间将产生电位。此时, 对置边221与对置边231作为连接电极22和连接电极23之间的 电容器而发挥功能。换言之,对置边221以及231是在连接电极 22以及23(即,2个连接电极)中使其产生静电电容的部位。

如图3所示,热释电元件20的连接电极22以及23(即, 端缘部的连接电极)的面积比热释电元件30的连接电极22以及 23(即,中央部的连接电极)的面积大。更具体而言,根据本实 施方式,热释电元件20的对置边221(或者对置边231)的长度 比热释电元件30的对置边221(或者对置边231)的长度长。换 言之,在与第1方向正交、且与连接面12平行的第2方向上, 热释电元件20的连接电极22以及23的长度比热释电元件30 的连接电极22以及23的长度长。因此,热释电元件20的连接 电极22和连接电极23之间的静电电容比热释电元件30的连接 电极22和连接电极23之间的静电电容大。

如图1所示,电路基板4具备与热释电传感器阵列1的连接 面12对置的基板侧连接面42。在基板侧连接面42设有用于设 置连接面12的搭载部44。电路基板4还具备多个电位检测电路 80、接地部(未图示)、多个电路侧第1电极(电路侧电极)52、 多个电路侧第2电极(电路侧电极)56、多个导体图案60、多 个接地导体图案62。

电位检测电路80是用于对热释电元件20以及30各自产生 的电位进行检测的电路,设于搭载部44的外侧。热释电传感器 阵列1安装于电位检测电路80时,电位检测电路80位于热释电 传感器阵列1的外侧。根据本实施方式,热释电传感器阵列1 的2个端部13的各端部附近配置有4个电位检测电路80。

基于图1以及图3理解可知,电路侧电极52以及56分别形 成在与连接面12的连接电极22以及23对应的位置。更具体而 言,根据本实施方式,由电路侧电极52与电路侧电极56构成的 电路侧电极群(电极对)50形成有8个,电极对50分别与热释 电元件20或者热释电元件30对应。在连接面12设置于搭载部 44时,连接电极22位于对应的电路侧电极52上,连接电极23 位于对应的电路侧电极56上。

基于图1理解可知,导体图案60将电路侧电极52与电位检 测电路80电连接,接地导体图案62将电路侧电极56与接地部 (未图示)电连接。与位于电路基板4的中央部的(即,与热释 电元件30对应的)电路侧电极52连接的导体图案60比位于电 路基板4的电位检测电路80附近的(即,与热释电元件20对应 的)电路侧电极52连接的导体图案60要较长地引绕。

将以上那样构成的热释电传感器阵列1安装到电路基板4 时,在电路侧电极52以及56上涂覆粘接剂(例如,焊接膏或者 主要含有导电粉末与结合材的导电粘接剂)。其次,按照连接面 12与搭载部44隔开规定的间隔并平行地延伸的方式,将连接面 12设置到搭载部44上。详细而言,连接电极22以及23按照位 于对应的电路侧电极52以及56的正上方的方式进行位置对准后 暂时固定。其次,将连接电极22以及23与对应的电路侧电极 52以及56进行电连接/固定。例如,作为粘接剂而使用焊接膏的 情况下,能够通过回流焊来进行连接/固定。作为粘接剂而使用 导电粘接剂的情况下,例如能通过硬化处理来进行连接/固定。 通过以上的操作,能够将热释电传感器阵列1与电路基板4电连 接。

基于图1以及图3理解可知,在热释电传感器阵列1与电路 基板4进行了电连接的连接状态下,导体图案60将连接电极22 (即,连接电极22以及23中的一方)与电位检测电路80电连 接,接地导体图案62将连接电极23(即,连接电极22以及23 中的另一方)与接地部(未图示)电连接。由此,在对热释电元 件20(或者热释电元件30)的受光电极26照射红外线时,导体 图案60与接地导体图案62作为电容器发挥功能,在电路侧电极 52与电路侧电极56之间,产生由导体图案60与接地导体图案 62引起的第1静电电容。换言之,电路侧电极52与电路侧电极 56构成的电极对50在连接状态下具有第1静电电容。

将热释电元件20的连接电极22与电位检测电路80电连接 的导体图案60的长度比将热释电元件30的连接电极22与电位 检测电路80电连接的导体图案60的长度短。因此,与热释电元 件20对应的电极对50的第1静电电容比与热释电元件30对应 的电极对50的第1静电电容小。即,第1静电电容有偏差。

如上所述,连接电极22和连接电极23之间也产生静电电容。 因此,连接状态下,在电路侧电极52与电路侧电极56之间产生 由连接电极22与连接电极23引起的第2静电电容。

基于以上的说明理解可知,连接状态下,电极对50具有由 第1静电电容以及第2静电电容的双方所得到的合计静电电容。 通过调整第2静电电容,能够抵消第1静电电容的偏差。更具体 而言,根据本实施方式,通过使热释电元件30的对置边221以 及231的长度变短(即,减小连接电极22以及23的面积),减 轻或抵消电极对50的合计静电电容的偏差,由此能够减小热释 电元件20以及30的红外线检测灵敏度(检测灵敏度)以及时间 响应特性的偏差。

另外,在由于热释电元件20以及30的热阻不同而引起的检 测灵敏度的偏差较大而无法忽视的情况下,通过有意地使合计静 电电容发生偏差来使检测灵敏度均衡化。更具体而言,连接状态 下,按照与热释电元件20对应的电极对50的合计静电电容比与 热释电元件30对应的电极对50的合计静电电容大的方式进行调 整即可。其中,通过进行这样的调整的情况下,需要考虑对时间 响应特性的影响。

而且,通过利用导电粘接剂将连接电极22以及23和电路侧 电极52以及56进行连接,能够提高热释电传感器阵列1与电路 基板4的热绝缘性。因此,能够进一步提高检测灵敏度。

(第2实施方式)

基于图4理解可知,本发明的第2实施方式的热释电型红外 线检测装置具备与第1实施方式的电路基板4相同地构成的电路 基板(未图示)、搭载于电路基板的热释电传感器阵列1a。

本实施方式的热释电传感器阵列1a与热释电传感器阵列1 相同地呈平板状地形成。详细而言,热释电传感器阵列1a具备 与第1实施方式相同地构成的热释电体板10。

在热释电体板10形成8个端缘部热释电元件(热释电元件) 20a、4个中央部热释电元件(热释电元件)30a,热释电元件20a 以及30a沿规定的配置方向(第2方向)而配置。详细而言,热 释电元件20a在配置方向上配置于热释电体板10的端部13附近 (即,热释电体板10的端缘部),热释电元件30a在配置方向 上配置在热释电元件20a之间(即,热释电体板10的中央部)。

热释电元件20a以及30a分别与第1实施方式的热释电元件 20以及30相同地,按照由形成于受光面11的受光电极群(未 图示)、形成于连接面12的连接电极群21a夹持热释电体板10 的一部分的方式来形成。

连接电极群21a具有在第1方向上对置的第1连接电极(连 接电极)22a和第2连接电极(连接电极)23a。详细而言,连 接电极22a与连接电极23a分别具有沿第2方向相互平行地进行 延伸的对置边221a和对置边231a。在热释电传感器阵列1a与 电路基板(未图示)相连接的连接状态下,连接电极22a是与形 成于电路基板的电位检测电路(未图示)进行电连接的部位,在 连接状态下,连接电极23a是与形成于电路基板的接地部(未图 示)电连接的部位。基于以上的说明理解可知,连接状态下,对 置边221a和对置边231a之间产生静电电容。

根据本实施方式,与第1实施方式相同地,热释电元件20 的对置边221a(对置边231a)比热释电元件30的对置边221a (对置边231a)长。而且,热释电元件20的对置边221a和对 置边231a之间的距离(D20a)比热释电元件30的对置边221a 和对置边231a之间的距离(D30a)短。换言之,在第1方向上, 热释电体板10的端缘部附近的连接电极22a与连接电极23a之 间的距离(间隔)比热释电体板10的中央部的连接电极22a和 连接电极23a之间的距离(间隔)短。连接电极22a以及23a的 间隔变小时静电电容变大。因此,在配置于热释电体板10的端 缘部附近的热释电元件20a所产生的静电电容比在配置于热释 电体板10的中央部的热释电元件30a所产生的静电电容大。基 于以上的说明理解可知,通过调整热释电元件20a以及30a的连 接电极22a以及23a中使静电电容产生的部位(对置边221a以 及231a)之间的距离,与第1实施方式相同地,能够减轻或抵 消合计静电电容的偏差。

(第3实施方式)

如图5至图7所示,本发明的第3实施方式的热释电型红外 线检测装置具备电路基板4b、搭载于电路基板4b的热释电传感 器阵列1b。热释电传感器阵列1b与热释电传感器阵列1以及1a 相同地,呈平板状地形成。

在热释电体板10形成4个端缘部热释电元件(热释电元件) 20b、2个中央部热释电元件(热释电元件)30b。热释电元件20b 以及30b沿规定的配置方向(第2方向)进行配置。详细而言, 根据本实施方式,在热释电体板10的配置方向上的端部13附近, 2个热释电元件20b在第1方向上相邻地配置,在热释电体板10 的配置方向上的中央部,按照2个热释电元件30b在第1方向上 相邻的方式配置。

热释电元件20b以及30b分别由形成在受光面11的受光电 极群25b、形成在连接面12的连接电极群21b、和在受光电极群 25b与连接电极群21b之间被夹持的热释电体板10的一部分构 成。

如图5所示,本实施方式的受光电极群25b具有分别位于假 设的矩形的4角部的4个受光电极26、由导体构成的4个连接 图案28。连接图案28将相邻的2个受光电极26相互地连接。 换言之,受光电极群25的4个受光电极26通过连接图案28而 进行电连接。

如图6所示,本实施方式的连接电极群21b具有2个第1 连接电极(连接电极)22b、2个第2连接电极(连接电极)23b。 在热释电传感器阵列1b和电路基板4b连接的连接状态下,连接 电极22b是与形成于电路基板4b的电位检测电路(未图示)进 行电连接的部位,在连接状态下,连接电极23b是与形成于电路 基板4b的接地部(未图示)电连接的部位。连接电极22b以及 23b分别经由热释电体板10而与受光电极26相对地配置,连接 电极22b与连接电极23b在与连接面12平行的第2方向上进行 对置。详细而言,连接电极22b与连接电极23b分别具有沿第1 方向相互平行地延伸的对置边221b和对置边231b。

热释电元件20b的连接电极22b具有从对置边221b沿着第 2方向延伸的梳齿图案222b。相同地,热释电元件20b的连接电 极23b具有从对置边231b沿着第2方向延伸的梳齿图案232b。 换言之,热释电元件20b的连接电极22b以及23b分别具有朝着 对置的连接电极23b或者22b沿着第2方向进行延伸的梳齿图案 222b或者232b。另一方面,在热释电元件30b的连接电极22b 以及23b未设梳齿图案222b以及232b。

本实施方式的梳齿图案222b以及232b分别由3根导体图案 (梳齿)形成,梳齿图案222b与梳齿图案232b按照在一方的梳 齿之间插入另一方的梳齿的方式进行组合。换言之,连接电极 22b的(即,2个连接电极22b以及23b的一方的)梳齿图案222b 和连接电极23b的(即,2个连接电极22b以及23b的另一方的) 梳齿图案232b与第2方向正交、且在与连接面12平行的第1 方向上对置。

如基于以上的说明理解可知,连接状态下,对置边221b和 对置边231b之间产生静电电容,并且,梳齿图案222b与梳齿图 案232b之间产生更大的静电电容。梳齿图案222b与梳齿图案 232b是连接电极22b以及连接电极23b中最接近的部位。因此, 通过增大由梳齿图案222b与梳齿图案232b规定的区域,能够进 一步增大静电电容。更具体而言,例如,通过增加梳齿的根数, 或者增长梳齿的长度,能够进一步增大静电电容。如上所述,通 过仅在热释电元件20b设置梳齿图案222b以及232b,与第1实 施方式相同地,能够减轻或抵消合计静电电容的偏差。

如基于图5至图7理解可知,在本实施方式的电路基板4b 形成有分别与热释电元件20b以及30b对应的电路侧电极群 50b。电路侧电极群50b具有2个电路侧第1电极(电路侧电极) 52以及53、2个电路侧第2电极(电路侧电极)56以及57。电 路侧电极52以及53分别与2个电位检测电路(未图示)电连接, 连接状态下,分别与2个连接电极22b电连接。另一方面,电路 侧电极56以及57与接地部(未图示)电连接,在连接状态下, 分别与2个连接电极23b电连接。如基于以上的说明理解可知, 根据本实施方式,通过热释电元件20b以及30b,分别形成所谓 的四重型的热释电传感器。

具体来说,例如关于热释电元件20b,如图8(a)所示,电 路侧电极52以及53与高电阻R1的一端、以及由FET(Field effect  transistor:场效应晶体管)构成的FET1的栅极进行连接,电路 侧电极56以及57与高电阻R1的另一端、以及接地部连接。而 且,在热释电元件20b的电路侧电极52与电路侧电极56之间, 主要产生与在梳齿图案222b与梳齿图案232b之间的间隙所相应 的较大的静电电容C1。相同地,在热释电元件20b的电路侧电 极53与电路侧电极57之间也产生静电电容C1。通过上述的电 路配置,热释电元件20将在受光电极26中作为电连接的2个双 重型热释电传感器发挥功能。在这样地进行电路配置的情况下, 只要对4个受光电极26的任意一个电极入射红外线,则能够通 过FET1检测出。

如图8(b)所示的电路是在图8(a)的电路中追加了高电 阻R2与FET2的电路。电路侧电极57与高电阻R2的一端、以 及FET2的栅极进行连接,高电阻R2的另一端与电路侧电极56 连接。而且,在电路侧电极56与电路侧电极57之间产生静电电 容C2(参照图7的配置)。在这样地进行电路配置的情况下, 能够增大红外线入射范围。更具体而言,例如即使对与电路侧电 极53对应的受光电极26和与电路侧电极57对应的受光电极26 的双方同时入射了红外线的情况下,也能够通过FET2检测出。

而且,通过略微对图5所示的受光电极群25b的构成进行变 更(详细而言,通过在第1方向上将用于连接相邻的2个受光电 极26的连接图案28进行切断),能够构成图8(c)所示的电 路。图8(c)所示的电路是对图8(a)的电路追加了高电阻R3 与FET3的电路。电路侧电极53与高电阻R3的一端、以及FET3 的栅极进行连接,高电阻R3的另一端与电路侧电极56连接。 而且,在电路侧电极53与电路侧电极56之间产生静电电容C3。 在这样地进行电路配置的情况下,能够增大红外线入射范围。更 具体而言,例如即使对与电路侧电极53对应的受光电极26、与 电路侧电极56对应的受光电极26的双方同时入射红外线的情况 下,也能够通过FET3来检测出。

即使在图8(a)~(c)的任意一种电路中,使用FET以外 的电子部件也能够对热释电传感器的电位进行检测。例如,能够 使用其中利用了OP放大器的高输入阻抗的电位检测元件来检测 出电位。

(第4实施方式)

根据图9理解可知,本发明的第4实施方式的热释电型红外 线检测装置与已经说明的实施方式的热释电型红外线检测装置 相同地构成。更具体而言,第4实施方式的热释电型红外线检测 装置具有:平板状的热释电传感器阵列1c、用于搭载热释电传 感器阵列1c的电路基板(未图示)。第4实施方式的热释电体 板10具有以图9的假想线(IL)为边界线的第1区域和第2区 域。

如图9所示,在热释电体板10的第1区域中形成2个端缘 部热释电元件(热释电元件)20c、1个中央部热释电元件(热 释电元件)30c,热释电元件30c在规定的配置方向(第2方向) 上配置于2个热释电元件20c之间。热释电元件20c以及30c分 别与已经说明的实施方式相同地,具备形成在受光面11的受光 电极群(未图示)、形成在连接面12的连接电极群21c。

连接电极群21c与3实施方式相同地,具有2个第1连接电 极(连接电极)22c与第2连接电极(连接电极)23c的对。连 接电极22c及连接电极23c与第1以及第2实施方式相同地,在 与连接面12平行的第1方向上进行对置。在热释电传感器阵列 1c和电路基板(未图示)进行连接的连接状态下,连接电极22c 是与形成于电路基板的电位检测电路(未图示)进行电连接的部 位,在连接状态下,连接电极23c是与形成于电路基板的接地部 (未图示)进行电连接的部位。

连接电极22c以及23c分别具有延长图案223c以及233c。 延长图案223c(延长图案233c)从连接电极22c(连接电极23c) 导出,沿着连接电极22c(连接电极23c)的外周而延伸,由此, 第1方向上形成在接近的位置相互平行地延伸的对置部224c(对 置部234c)。换言之,延长图案223c(延长图案233c)从连接 电极22c(连接电极23c)起围绕连接电极22c(连接电极23c) 的方式进行延伸,在第1方向上部分地进行对置。基于以上的说 明理解可知,连接状态下,延长图案223c的对置部224c与延长 图案233c的对置部234c之间将产生静电电容。

热释电元件20c的(即,形成于热释电体板10的端部13 的附近的)连接电极22c(连接电极23c)的延长图案223c(延 长图案233c)按照沿着连接电极22c(连接电极23c)的外周而 折返的方式进行延伸。另一方面,关于热释电元件30c的(即, 形成于热释电体板10的中央部的)连接电极22c(连接电极23c) 的延长图案223c(延长图案233c),通过对按照沿着连接电极 22c(连接电极23c)的外周而折返的方式进行延伸的导体图案 在中途进行切断来形成。由此,热释电元件30c的延长图案223c (延长图案233c)的附近形成有切断片225c(切断片235c)。

根据图9理解可知,热释电元件20c的延长图案223c以及 233c的面积比热释电元件30c的延长图案223c以及233c的面积 大。详细而言,热释电元件20c的对置部224c以及234c的长度 比热释电元件30c的对置部224c以及234c的长度长。换言之, 热释电元件20c的延长图案223c以及233c中的相对置的部分的 长度比热释电元件30c的延长图案223c以及233c中的相对置的 部分的长度长。而且,热释电元件20c的连接电极22c与连接电 极23c之间的距离比热释电元件30c的连接电极22c与连接电极 23c之间的距离小。详细而言,热释电元件20的对置部224c与 对置部234c之间的距离(D20c)比热释电元件30的对置部224c 与对置部234c之间的距离(D30c)短。换言之,在第1方向上, 热释电元件20的延长图案223c以及233c中的相对置的部分之 间的距离比热释电元件30的延长图案223c以及233c中的相对 置的部分之间的距离短。因此,能够将配置于热释电体板10的 端缘部附近的热释电元件20c所产生的静电电容设为比配置在 热释电体板10的中央部的热释电元件30c所产生的静电电容大。 基于以上的说明理解可知,即使根据本实施方式,也能够取得与 第1至第3实施方式相同的效果。

而且,根据本实施方式,热释电元件30c的连接电极22c以 及23c中的相互的电场干扰通过与任意一连接电极22c以及23c 都绝缘的切断片225c以及235c而进行屏蔽,由此能够抑制电位 的相互干扰(电位干扰)。

本实施方式的切断片225c以及235c在热释电元件30c的连 接电极22c(连接电极23c)形成与热释电元件20c的延长图案 223c(延长图案233c)相同长度的导体图案,能够通过将其前 端部分由诸如激光修整器来实施切断,进而形成。通过上述那样 地形成,能够同时形成热释电元件30c的延长图案223c(延长 图案233c)与切断片225c(切断片235c)。

在切断长的导体图案的前端部分时,首先,关于连接电极 22c以及23c的各连接电极,在使热释电体板10整体均一地发 生温度变化时获得在受光电极(未图示)之间发生的电位差。其 次,基于取得的电位差,获得配置于热释电体板10的热释电元 件20c以及30c的检测灵敏度分布(即,热释电体板10自身的 检测灵敏度分布)。其次,获得热释电型红外线检测装置整体的 检测灵敏度的偏差变小的切断位置。更具体而言,考虑电路基板 (未图示)中的静电电容同时调整热释电体板10自身的材料特 性分布(即,检测灵敏度分布),由此获得切断位置。

切断片225c以及235c也可以通过将导体图案进行局部切断 以外的方法来形成。例如,也可以形成为延长图案223c、延长 图案233c、切断片225c以及切断片235c分别相分离的图案。 这样,能够以更单纯的工序来形成切断片225c以及235c。在此, 通过对导体图案局部地切断的方法形成的情况更能使检测灵敏 度分布变得均匀。

根据图9理解可知,在热释电体板10的第2区域配置有与 第1区域相同地形成的2个端缘部热释电元件(热释电元件)、 1个中央部热释电元件(热释电元件)。在连接面12的第2区 域形成与上述的3个热释电元件对应的3个连接电极群21d。

如图9所示,连接电极群21d与连接电极群21c相同地构成。 更具体而言,连接电极群21d具备在第1方向上对置的2个第1 连接电极(连接电极)22d和2个第2连接电极(连接电极)23d。 连接电极22d以及23d分别具备按照围绕连接电极22d以及23d 的方式导出的延长图案223d以及233d。另外,在形成于热释电 体板10的配置方向(第2方向)上的中央部的连接电极22d以 及23d的附近,形成与延长图案223d以及233d分别切断的切断 片225d以及235d。

根据图9理解可知,形成于热释电体板10的端部13附近的 延长图案223d以及233d的面积比形成于热释电体板10的中央 部的延长图案223d以及233d的面积要大。详细而言,形成于热 释电体板10的端部13附近的延长图案223d以及233d的相对置 的部位的长度比形成于热释电体板10的中央部的延长图案223d 以及233d的相对置的部位的长度要长。而且,形成于热释电体 板10的端部13附近的连接电极22d与连接电极23d之间的距离 比形成于热释电体板10的中央部的连接电极22d和连接电极 23d之间的距离要小。基于以上的说明理解可知,通过第2区域 的构成,也能够获得与第1区域的构成相同的效果。

如图9所示,连接电极22d与连接电极23d之间,设有屏蔽 图案(电场屏蔽物)16d。电场屏蔽物16d按照围绕连接电极22d 以及连接电极23d的各个电极的方式形成。详细而言,电场屏蔽 物16d具备:围绕延长图案223d以及233d的外侧(即,连接电 极群21d的外侧)的部位、在延长图案223d与延长图案233d 之间延伸的部位、在2个延长图案223d(延长图案233d)之间 延伸的部位。通过形成上述的电场屏蔽物16d,与形成切断片 225c以及235c的情况相同地,能够抑制在连接电极22d与连接 电极23d之间以及2个连接电极22d(连接电极23d)之间所产 生的电位干扰。

在连接面12形成有诸如与电路基板的接地部(未图示)连 接的接地电极14d。通过将电场屏蔽物16d与接地电极14d进行 连接,能够使电场屏蔽物16d接地,由此能够防止由外部电场所 产生的连接电极22d以及23d的噪声。

本实施方式中,在连接面12的第1区域与第2区域形成相 互不同的导体图案。但是,也可以将第1区域与第2区域相同地 形成。

(第5实施方式)

根据图10理解可知,本发明的第5实施方式的热释电型红 外线检测装置具备:具有热释电体板10的热释电传感器阵列(未 图示)、用于搭载热释电传感器阵列的电路基板4c。

如图10所示,本实施方式的电路基板4c具备:用于搭载热 释电体板10的搭载部44、12个电位检测电路80、接地部(未 图示)、8个电路侧第1电极(电路侧电极)52、4个电路侧第 1电极(电路侧电极)52c、8个电路侧第2电极(电路侧电极) 56、4个电路侧第2电极(电路侧电极)56c、8根导体图案60、 4根导体图案60c、1根接地导体图案62。本实施方式的电路基 板4c相对于接地导体图案62而呈镜对称地构成。

根据图10理解可知,电路侧电极52、52c、56以及56c形 成在与形成于热释电体板10的连接面的连接电极(未图示)分 别对应的位置,在热释电传感器阵列和电路基板4c的连接状态 下,将与对应的连接电极进行电连接。根据本实施方式,形成有 由电路侧电极52与电路侧电极56构成的8个电极对。该电极对 与形成于热释电体板10的端部13附近的热释电元件(未图示) 对应。另外,形成有由电路侧电极52c和电路侧电极56c构成的 4个电极对。该电极对与形成于热释电体板10的中央部的热释 电元件(未图示)对应。

电路侧电极52以及52c通过导体图案60以及60c分别与对 应的电位检测电路80电连接。详细而言,导体图案60c与热释 电体板10的中央部热释电元件(未图示)的连接电极(未图示)、 电位检测电路80进行电连接,导体图案60与热释电体板10的 端缘部热释电元件(未图示)的连接电极(未图示)、电位检测 电路80进行电连接。另一方面,电路侧电极56以及56c通过接 地导体图案62与接地部(未图示)进行电连接。

如图10所示,从1个导体图案60c至其他的导体图案60c、 导体图案60以及接地导体图案62为止之间的距离比从1个导体 图案60至其他的导体图案60、导体图案60c以及接地导体图案 62为止之间的距离长。详细而言,根据本实施方式,在矩形形 状的电路基板的4角部分别配置3个电位检测电路80,1根导体 图案60c、2根导体图案60分别朝着3个电位检测电路80进行 并列延伸。根据本实施方式,上述的导体图案60c被设计成在电 路基板4c的端缘部附近延伸,与相邻的导体图案60之间的距离 变长。更具体而言,通过减小彼此相邻的2根导体图案60之间 的距离,来扩大导体图案60c与导体图案60之间的距离。

通过上述那样地构成,能够减小连接状态下在电路侧电极 52c产生的静电电容。如已经说明的那样,热释电传感器的静电 电容不仅因热释电体板10的连接电极而产生,而且在电路基板 4c的导体图案60以及60c较长引绕的情况下也将产生。通过将 与热释电体板10的中央部的连接电极(未图示)电连接的导体 图案60c,与电路基板4c上的其他的导体相分离,能够减小静 电电容。

如图10所示,在与接地导体图案62连接的8个电路侧电极 56中的4个电路侧电极56具有电路侧屏蔽图案66c。电路侧屏 蔽图案66c从电路侧电极56导出,1根电路侧屏蔽图案66c位 于导体图案60c和导体图案60之间,另外的1根电路侧屏蔽图 案66c位于2根导体图案60之间。由于具备上述的电路侧屏蔽 图案66c,能够防止导体图案60以及60c的相互的电位干扰。

(第6实施方式)

根据图11理解可知,本发明的第6实施方式的热释电型红 外线检测装置具备呈半球形状地形成的热释电传感器阵列1e、 用于搭载热释电传感器阵列1e的电路基板(未图示)。

如图11所示,热释电传感器阵列1e具备:由热释电体构成 的热释电体板10e、形成于热释电体板10e的多个端缘部热释电 元件(热释电元件)20e以及多个中央部热释电元件(热释电元 件)30e。

本实施方式的热释电体板10e形成为中央部隆起的半球形 状。详细而言,热释电体板10具有接收红外线的诸如凸面状的 受光面11e、在受光面11e的相反侧的面即电路基板(未图示) 上设置的连接面12e。热释电体板10e在径向上的周缘具有端部 (周缘部)13e。

热释电元件20e配置于径向上的端部13e附近,热释电元件 30e配置于径向上的中心部附近。换言之,根据本实施方式,热 释电元件20e以及30e的配置方向是热释电体板10e的径向。

根据图11以及图12理解可知,本实施方式的热释电元件 20e以及30e分别具备连接电极群21e。连接电极群21e具有2 个在与连接面12实质平行的第1方向上相对置的第1连接电极 (连接电极)22e和第2连接电极(连接电极)23e的电极对。 与已经说明的实施方式相同地,连接电极22e是在热释电传感器 阵列1e和电路基板(未图示)进行了连接的连接状态下,与形 成于电路基板的电位检测电路(未图示)电连接的部位,连接电 极23e是在连接状态下与形成于电路基板的接地部(未图示)电 连接的部位。

在连接电极22e以及23e分别形成有延长图案223e以及 233e。在热释电体板10e的周缘部的连接电极群21e所形成的延 长图案223e以及233e的长度比在热释电体板10e的中央部的连 接电极群21e所形成的延长图案223e以及233e的长度长。因此, 能够使配置于热释电体板10e的周缘部的连接电极群21e的静电 电容比配置于热释电体板10e的中央部的连接电极群21e的静电 电容要大。

基于以上的说明理解可知,根据本实施方式,与已经说明的 实施方式相同地,不会使得热释电传感器阵列1e和电路基板(未 图示)之间的热绝缘受损,减轻或抵消静电电容的偏差,由此, 能够减小热释电元件20e以及30e的红外线检测灵敏度(检测灵 敏度)以及时间响应特性的偏差。

本发明基于2010年10月25日向日本国特许厅提出的日本 专利申请第2010-238221号,参照其内容而得到本说明书的一 部分。

关于本发明的最佳实施方式进行了说明,如本领域技术人员 如所知那样,在未脱离本发明的精神的范围能够对实施方式进行 变形,这样的实施方式也包含在本发明的范围内。

标号说明

1、1a、1b、1c、1e    热释电传感器阵列

10、10e    热释电体板

11、11e    受光面

12、12e    连接面

13    端部

13e    端部(周缘部)

14d    接地电极

16d    屏蔽图案(电场屏蔽物)

20、20a、20b、20c、20e    端缘部热释电元件(热释电 元件)

21、21a、21b、21c、21d、21e    连接电极群

22、22a、22b、22c、22d、22e    第1连接电极(连接电 极)

23、23a、23b、23c、23d、23e    第2连接电极(连接电 极)

221、221a、221b    (第1连接电极的)对置边

231、231a、231b    (第2连接电极的)对置边

222b、232b    梳齿图案

223c、223d、223e    (第1连接电极的)延长图案

233c、233d、233e    (第2连接电极的)延长图案

224c、234c    对置部

225c、225d、235c、235d    切断片

25、25b    受光电极群

26    受光电极

28    连接图案

30、30a、30b、30c、30e    中央部热释电元件(热释电 元件)

4、4b、4c    电路基板

42    基板侧连接面

44    搭载部

50    电路侧电极群(电极对)

50b    电路侧电极群

52、52c、53    电路侧第1电极(电路侧电极)

56、56c、57    电路侧第2电极(电路侧电极)

60、60c    导体图案

62    接地导体图案

66c    电路侧屏蔽图案

80    电位检测电路

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号