特許 6409959 焦電型赤外線検出器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6409959

(24)【登録日】2018年10月5日

(45)【発行日】2018年10月24日

(54)【発明の名称】焦電型赤外線検出器

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20181015BHJP

【ＦＩ】

   G01J1/02 Y

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-511508(P2017-511508)

(86)(22)【出願日】2016年3月9日

(86)【国際出願番号】JP2016057269

(87)【国際公開番号】WO2016163195

(87)【国際公開日】20161013

【審査請求日】2017年8月23日

(31)【優先権主張番号】特願2015-77387(P2015-77387)

(32)【優先日】2015年4月6日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(74)【代理人】

【識別番号】100145023

【弁理士】

【氏名又は名称】川本 学

(72)【発明者】

【氏名】南 雅人

(72)【発明者】

【氏名】松崎 哲治

(72)【発明者】

【氏名】市丸 正幸

(72)【発明者】

【氏名】岡野 恵一

(72)【発明者】

【氏名】松井 正嗣

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２５４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１２５５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１８４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１０８７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０３４４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１３３６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００４２３２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ １／００−１／６０、５／００−５／６２

Ｈ０１Ｌ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

グランドパターンが形成された基板と、
前記基板に実装された焦電素子と、
前記基板に実装され、前記焦電素子に発生した電圧に依存する電気信号を出力する電子回路素子と、
前記基板を支持するステムと
を有し、
前記ステムは、前記電子回路素子からの電気信号を出力するリード端子、前記グランドパターンに外部からグランド電位を与えるグランドリード端子、及び前記グランドリード端子に電気的に接続されている支持台、及び前記支持台から上方に突出し、平坦な上面を持つスタッドを含み、前記グランドパターンは、少なくとも２か所において前記支持台に電気的に接続されており、そのうちの１か所は前記スタッドの上面である焦電型赤外線検出器。

【請求項2】

前記スタッドが、前記グランドパターンに電気的に接触している請求項１に記載の焦電型赤外線検出器。

【請求項3】

グランドパターンが形成された基板と、
前記基板に実装された焦電素子と、
前記基板に実装され、前記焦電素子に発生した電圧に依存する電気信号を出力する電子回路素子と、
前記基板を支持するステムと
を有し、
前記ステムは、前記電子回路素子からの電気信号を出力するリード端子、前記グランドパターンに外部からグランド電位を与えるグランドリード端子、及び前記グランドリード端子に電気的に接続されている支持台を含み、前記グランドパターンは、少なくとも２か所において前記支持台に電気的に接続されており、
前記ステムは、さらに、前記支持台から上方に突出し、前記基板を支持するスタッドを含み、
前記スタッドが、前記グランドパターンに電気的に接触しており、
前記グランドリード端子は、前記支持台から上方に突出した突出部を含み、
前記グランドリード端子の前記突出部の一部は、前記基板の第１のスルーホールに挿入されて前記グランドパターンに電気的に接続されており、
前記スタッドは、該スタッドの上面において前記グランドパターンに接続されている焦電型赤外線検出器。

【請求項4】

前記グランドパターンは、前記基板の上面及び下面に配置されており、前記基板の上面の前記グランドパターンと、前記基板の下面の前記グランドパターンとが、前記第１のスルーホール及び、前記第１のスルーホールとは異なる位置に配置された第２のスルーホールを介して相互に接続されておおり、
前記スタッドと前記グランドパターンとの接続箇所から前記第２のスルーホールまでの距離が、前記スタッドと前記グランドパターンとの接続箇所から前記第１のスルーホールまでの距離より短い請求項３に記載の焦電型赤外線検出器。

【請求項5】

前記スタッドが、前記グランドリード端子の前記突出部より太い請求項３または４に記載の焦電型赤外線検出器。

【請求項6】

前記焦電素子と前記リード端子とを接続する配線パターンに誘起されたノイズ電流を前記グランドパターンに流すノイズ除去回路を、さらに有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焦電型赤外線検出器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焦電型赤外線検出器に関する。

【背景技術】

【0002】

ノイズ低減効果を高めた焦電型赤外線検出器が、特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１に開示された焦電型赤外線検出器においては、三層に積層されたプリント配線板に焦電素子が支持されている。グランドパターンと電源パターンとが、二層目以下のプリント配線板にベタパターンで形成され、それぞれ別の層に配置される。この構成により、高周波に対するインピーダンスを効果的に低減することができる。最上層の高インピーダンス部分の浮遊容量の安定化が図られることにより、ノイズ低減効果が得られる。

【0003】

特許文献２に開示された焦電型赤外線検出器においては、ＦＥＴが実装された基板に自己診断回路が形成されている。この自己診断回路とＦＥＴのゲート部との間に、グランドパターンが配置されている。グランドパターンにより、自己診断回路からゲート部への電流のリークを防止することができる。さらに、自己診断回路で発生する電界と磁界の、ゲート部への作用を低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−１１７９２６号公報

【特許文献2】実開平６−４９９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ノイズの低減効果を高めることができる焦電型赤外線検出器が望まれている。本発明の目的は、ノイズの低減効果を高めることができる焦電型赤外線検出器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の観点による焦電型赤外線検出器は、
グランドパターンが形成された基板と、
前記基板に実装された焦電素子と、
前記基板に実装され、前記焦電素子に発生した電圧に依存する電気信号を出力する電子回路素子と、
前記基板を支持するステムと
を有し、
前記ステムは、前記電子回路素子からの電気信号を出力するリード端子、前記グランドパターンに外部からグランド電位を与えるグランドリード端子、及び前記グランドリード端子に電気的に接続されている支持台、及び前記支持台から上方に突出し、平坦な上面を持つスタッドを含み、前記グランドパターンは、少なくとも２か所において前記支持台に電気的に接続されており、そのうちの１か所は前記スタッドの上面である。

【0007】

本発明の第２の観点による焦電型赤外線検出器は、第１の観点による焦電型赤外線検出器の構成に加えて、前記スタッドが、前記グランドパターンに電気的に接触しているという構成を有する。

【0008】

本発明の第３の観点による焦電型赤外線検出器は、
グランドパターンが形成された基板と、
前記基板に実装された焦電素子と、
前記基板に実装され、前記焦電素子に発生した電圧に依存する電気信号を出力する電子回路素子と、
前記基板を支持するステムと
を有し、
前記ステムは、前記電子回路素子からの電気信号を出力するリード端子、前記グランドパターンに外部からグランド電位を与えるグランドリード端子、及び前記グランドリード端子に電気的に接続されている支持台を含み、前記グランドパターンは、少なくとも２か所において前記支持台に電気的に接続されており、
前記ステムは、さらに、前記支持台から上方に突出し、前記基板を支持するスタッドを含み、
前記スタッドが、前記グランドパターンに電気的に接触しており、
前記グランドリード端子が、前記支持台から上方に突出した突出部を含み、
前記グランドリード端子の前記突出部の一部は、前記基板の第１のスルーホールに挿入されて前記グランドパターンに電気的に接続されており、
前記スタッドは、該スタッドの上面において前記グランドパターンに接続されている。

【0009】

本発明の第４の観点による焦電型赤外線検出器は、第３の観点による赤外線検出器の構成に加えて、
前記グランドパターンが、前記基板の上面及び下面に配置されており、前記基板の上面の前記グランドパターンと、前記基板の下面の前記グランドパターンとが、前記第１のスルーホール及び、前記第１のスルーホールとは異なる位置に配置された第２のスルーホールを介して相互に接続されておおり、
前記スタッドと前記グランドパターンとの接続箇所から前記第２のスルーホールまでの距離が、前記スタッドと前記グランドパターンとの接続箇所から前記第１のスルーホールまでの距離より短い。

【0010】

本発明の第５の観点による焦電型赤外線検出器は、第３または第４の観点による赤外線検出器の構成に加えて、前記スタッドが、前記グランドリード端子の前記突出部より太い。

【0011】

本発明の第６の観点による焦電型赤外線検出器は、第１乃至第５の観点による赤外線検出器の構成に加えて、前記焦電素子と前記リード端子とを接続する配線パターンに誘起されたノイズ電流を前記グランドパターンに流すノイズ除去回路を、さらに有する。

【発明の効果】

【0012】

第１の観点による焦電型赤外線検出器においては、グランドパターンが、少なくとも２か所において支持台に電気的に接続されているため、グランドを強化することができる。これにより、ノイズ耐性を高めることができる。

【0013】

第２の観点による焦電型赤外線検出器においては、スタッドが、基板を支持する機能と、グランドパターンにグランド電位を与える機能とを併せ持つ。

【0014】

第３の観点による焦電型赤外線検出器においては、グランドパターンからグランドリード端子を経由して支持台に至る電流経路と、グランドパターンからスタッドを経由して支持台に至る電流経路とが形成される。これにより、グランドを強化することができる。

【0015】

第４の観点による焦電型赤外線検出器においては、上面に形成されたグランドパターンから、第１のスルーホールを経由して支持台に至る電流経路と、第２のスルーホールを経由して支持台に至る電流経路とが形成される。スタッドとグランドパターンとの接続箇所から第２のスルーホールまでの距離が、スタッドとグランドパターンとの接続箇所から第１のスルーホールまでの距離より短いため、上面に形成されたグランドパターンから第２のスルーホール及びスタッドを経由して支持台に至る電流経路が短くなる。これにより、グランドを強化することができる。

【0016】

第５の観点による焦電型赤外線検出器においては、スタッドが太いため、スタッドを経由する電流経路のインピーダンスを小さくすることができる。このため、高周波ノイズ電流が流れやすくなる。

【0017】

第６の観点による焦電型赤外線検出器においては、配線パターンに誘起されたノイズ電流がノイズ除去回路を経由してグランドパターンに流れるため、ノイズ耐性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施例１による焦電型赤外線検出器の分解斜視図である。

【図2】図２Ａは、実施例１による焦電型赤外線検出器の２つのスタッドの中心を通過する断面図であり、図２Ｂは、グランドリード端子及び第１のリード端子の中心を通過する断面図である。

【図3】図３は、実施例１による焦電型赤外線検出器、及び焦電型赤外線検出器の出力信号処理回路の等価回路図である。

【図4】図４Ａは、実施例１による焦電型赤外線検出器の部分断面図であり、図４Ｂは、比較例による焦電型赤外線検出器の部分断面図である。

【図5】図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ｂに示した比較例による赤外線検出器のノイズ耐性の評価実験の結果を示すグラフであり、図５Ｃ及び図５Ｄは、実施例１による赤外線検出器のノイズ耐性の評価実験の結果を示すグラフである。

【図6】図６Ａ〜図６Ｃは、実施例１の変形例による赤外線検出器の等価回路図である。

【図7】図７は、実施例２による焦電型赤外線検出器の等価回路図である。

【図8】図８Ａは、実施例３による焦電型赤外線検出器のステム及び基板の平面図であり、図８Ｂは、図８Ａの一点鎖線８Ｂ−８Ｂにおける断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１に、実施例１による焦電型赤外線検出器の分解斜視図を示す。基板２０は、ステム１０に支持され、固定される。ステム１０は、支持台１１、グランドリード端子１２、第１のリード端子１３、第２のリード端子１４、及び２つのスタッド１５を含む。支持台１１は円形の平面形状を有する。

【0020】

グランドリード端子１２は、支持台１１から上方に向かって突出した突出部、及び下方に向かって延びる引出部を含み、支持台１１に電気的に接続（短絡）されている。スタッド１５の各々は、支持台１１の上面から上方に向って突出しており、グランドリード端子１２の上方に突出した突出部よりも低い。さらに、スタッド１５の各々は、グランドリード端子１２よりも太く、かつ平坦な上面を有する。支持台１１、グランドリード端子１２、及びスタッド１５は、単一の導電性材料（例えば金属材料）で形成することができる。

【0021】

第１のリード端子１３及び第２のリード端子１４は、支持台１１に設けられた貫通孔を上下方向に貫通する。第１のリード端子１３及び第２のリード端子１４は、貫通孔に埋め込まれた絶縁材１６により支持台１１に固定されており、支持台１１から電気的に絶縁されている。

【0022】

基板２０の上面にグランドパターン２１が形成されており、下面にもグランドパターン（図１には現れていない）が形成されている。さらに、基板２０の上面に、一対のパッド２３、２４が形成されている。一方のパッド２３は、グランドパターン２１に連続する。他方のパッド２４に信号配線パターン３０が連続する。

【0023】

基板２０の、グランドリード端子１２に対応する位置に、第１のスルーホール２５が設けられている。グランドパターン２１またはパッド２３の内側に、第２のスルーホール２６が設けられている。グランドパターン２１は、第１のスルーホール２５及び第２のスルーホール２６内を経由して、基板２０の下面のグランドパターンに電気的に接続される。第１のリード端子１３及び第２のリード端子１４に対応する位置に、それぞれ第３のスルーホール２７及び第４のスルーホール２８が形成されている。その他に、必要に応じて、上面の導電パターンと下面の導電パターンとを接続するためのスルーホール２９が形成されている。

【0024】

基板２０の下面に、電子回路素子３３が実装されている。グランドリード端子１２、第１のリード端子１３、及び第２のリード端子１４の上端が、それぞれ第１のスルーホール２５、第３のスルーホール２７、及び第４のスルーホール２８に挿入され、半田によって固定される。基板２０の上面に、焦電素子４０が実装される。焦電素子４０の一対の端子が、それぞれパッド２３、２４に接続される。

【0025】

基板２０の下面に形成されているグランドパターンが、スタッド１５の上面に接触することにより、基板２０が一定の高さに支持される。さらに、基板２０の下面に形成されているグランドパターンがスタッド１５に電気的に接続される。

【0026】

図２Ａ及び図２Ｂに、実施例１による焦電型赤外線検出器の断面図を示す。図２Ａは、２つのスタッド１５の中心を通過する縦断面図であり、図２Ｂは、グランドリード端子１２及び第１のリード端子１３の中心を通過する縦断面図である。

【0027】

図２Ａに示すように、支持台１１の上面から上方に向って、２つのスタッド１５が突出している。基板２０の上面に、グランドパターン２１、及びパッド２３、２４が形成されており、下面に、グランドパターン２２が形成されている。下面のグランドパターン２２が、スタッド１５の上面に接触し、電気的に接続されている。下面のグランドパターン２２と、上面のグランドパターン２１とが、第２のスルーホール２６内の導電材を介して相互に接続されている。基板２０の下面に電子回路素子３３が実装されている。基板２０の上面に、焦電素子４０が実装されている。焦電素子４０の一対の端子が、それぞれパッド２３、２４に接続されている。

【0028】

ステム１０に支持された基板２０及び焦電素子４０が、キャップ４１で覆われて、封止されている。キャップ４１の天面に、赤外線透過窓４２が設けられている。赤外線が赤外線透過窓４２を透過して、焦電素子４０に入射する。

【0029】

図２Ｂに示すように、支持台１１、スタッド１５、及びグランドリード端子１２が、単一の金属材料で形成されている。支持台１１に設けられた貫通孔を第１のリード端子１３が上下に貫通している。この貫通孔内に充填された絶縁材１６により、第１のリード端子１３が支持台１１に固定されている。

【0030】

グランドリード端子１２の一部（上端）が、基板２０の第１のスルーホール２５に挿入されており、第１のリード端子１３の一部（上端）が、基板２０の第３のスルーホール２７に挿入されている。第１のスルーホール２５に充填された半田３５により、グランドリード端子１２がグランドパターン２１、２２に接続されている。第３のスルーホール２７に充填された半田３６により、第１のリード端子１３が、基板２０に形成された信号配線パターン３０に接続されている。外部からグランドリード端子１２を通して、グランドパターン２１、２２にグランド電位が与えられる。

【0031】

焦電素子４０の一方の端子が、基板２０の上面の一方のパッド２３に固定されている。パッド２３は、グランドパターン２１に連続している。

【0032】

図３に、実施例１による焦電型赤外線検出器５０、及び焦電型赤外線検出器５０の出力信号の処理回路の等価回路図を示す。焦電型赤外線検出器５０は、基板２０に実装された電子回路素子３３（図１、図２Ａ）として、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）５１、インダクタ５３、及びキャパシタ５４を含む。

【0033】

焦電素子４０として、焦電体セラミック板に二組の電極対が設けられたデュアル素子が採用される。二組の電極対は、相互に逆向きの極性で直列に接続される。その他に、焦電素子４０として、一組の電極対を設けたシングル素子と採用してもよいし、四組の電極対を設けたクワッド素子を採用してもよい。さらに、その他に、種々の構造の焦電素子を採用することが可能である。

【0034】

焦電素子４０の一方の端子が、グランドパターン２１、２２を介してグランドリード端子１２に接続されており、他方の端子がＦＥＴ５１のゲート端子に接続されている。ＦＥＴのドレイン端子が、第２のリード端子１４に接続されており、ソース端子が、インダクタ５３を介して第１のリード端子１３に接続されている。

【0035】

ＦＥＴ５１は、焦電素子４０に発生した電圧に依存する電気信号を出力する。ＦＥＴ５１は、焦電素子４０の高い出力インピーダンスを低下させる機能を有する。第１のリード端子１３とインダクタ５３との接続点が、キャパシタ５４を介してグランドパターン２１、２２に接続されている。インダクタ５３とキャパシタ５４とにより、ノイズ除去回路５２が構成される。ノイズ除去回路５２は、焦電素子４０、基板２０に形成されている信号配線パターンに誘起された高周波ノイズ電流をグランドパターン２１、２２に流す機能を有する。

【0036】

次に、焦電型赤外線検出器５０の外部の回路について説明する。第２のリード端子１４を介してＦＥＴ５１のドレイン端子に電源電圧ＶＤＤが印加される。グランドリード端子１２が接地される。第１のリード端子１３とグランドリード端子１２との間にソース抵抗６０が挿入される。

【0037】

第１のリード端子１３が、増幅器６２に接続される。増幅器６２には、例えばオペアンプのボルテージフォロワ回路が用いられる。増幅器６２の出力信号が、比較器６３に入力される。比較器６３の出力電圧は、入力電圧が参照電圧以上のときハイ（Ｈ）レベルとなり、入力電圧が参照電圧未満のときロー（Ｌ）レベルとなる。

【0038】

次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、上記実施例１による焦電型赤外線検出器の優れた効果について説明する。

【0039】

図４Ａに、実施例１による焦電型赤外線検出器の部分断面図を示す。基板２０の上面にグランドパターン２１が形成されており、下面にグランドパターン２２が形成されている。第１のスルーホール２５の位置において、上面のグランドパターン２１及び下面のグランドパターン２２が、グランドリード端子１２に接続されている。下面のグランドパターン２２がスタッド１５に接続されている。上面のグランドパターン２１が、第２のスルーホール２６内を経由して下面のグランドパターン２２に接続されている。基板２０に形成されたグランドパターン２１、２２は、グランドリード端子１２が配置された位置、及びスタッド１５が配置された位置の少なくとも２か所で、支持台１１に電気的に接続されている。

【0040】

スタッド１５と下面のグランドパターン２２との接続箇所Ｐから第２のスルーホール２６までの距離は、接続箇所Ｐから第１のスルーホール２５までの距離より短い。

【0041】

下面のグランドパターン２２内の点Ａから支持台１１に至る電流経路として、グランドパターン２２、点Ｐ、及びスタッド１５を経由する電流経路７０、及びグランドパターン２２、グランドリード端子１２を経由する電流経路７１が形成される。上面のグランドパターン２１内の点Ｂから支持台１１に至る電流経路として、グランドパターン２１、第２のスルーホール２６、グランドパターン２２、点Ｐ、及びスタッド１５を経由する電流経路７２、グランドパターン２１、第２のスルーホール２６、グランドパターン２２、及びグランドリード端子１２を経由する電流経路７３、及びグランドパターン２１、第１のスルーホール２５、及びグランドリード端子１２を経由する電流経路７４が形成される。

【0042】

図４Ｂに、比較例による焦電型赤外線検出器の部分断面図を示す。比較例においては、下面のグランドパターン２２がスタッド１５に電気的に接続されていない。下面のグランドパターン２２内の点Ａから支持台１１に至る電流経路として、グランドパターン２２及びグランドリード端子１２を経由する電流経路７１のみが形成される。上面のグランドパターン２１内の点Ｂから支持台１１に至る電流経路として、グランドパターン２１、第１のスルーホール２５、及びグランドリード端子１２を経由する電流経路７４のみが形成される。

【0043】

図４Ａに示した実施例１においては、点Ａが２つの電流経路７０、７１により、支持台１１に接続され、点Ｂが３つの電流経路７２、７３、７４により支持台１１に接続される。これに対して、図４Ｂに示した比較例においては、点Ａは、１つの電流経路７１のみにより支持台１１に接続され、点Ｂは、１つの電流経路７３のみにより支持台１１に接続される。実施例１においては、グランドパターン２１、２２内の点Ａ、点Ｂが、比較例と比べてより多くの電流経路で支持台１１に接続される。このため、グランドを強化することができる。これにより、ノイズ耐性を高めることができる。

【0044】

上側のグランドパターン２１内の点Ｂから支持台１１に至る電流経路をできるだけ短くするために、点Ｐから第２のスルーホール２６までの最短の電流経路を、点Ｐから第１のスルーホール２５までの最短の電流経路より短くすることが好ましい。

【0045】

上記実施例では、基板２０のグランドパターン２１、２２が、１本のグランドリード端子１２、及び２つのスタッド１５を介して、合計３か所において支持台１１に電気的に接続されていた。その他の構成として、基板２０のグランドパターン２１、２２を、２か所において支持台１１に電気的に接続してもよい。例えば、１本のグランドリード端子１２及び１つのスタッド１５を介して、グランドパターン２１、２２を支持台１１に電気的に接続してもよい。または、グランドリード端子１２の上端は、グランドパターン２２に接続せず、２つのスタッド１５をグランドパターン２２に接続してもよい。さらに、４か所以上において、グランドパターン２１、２２を支持台１１に電気的に接続してもよい。

【0046】

図５Ａ〜図５Ｄを参照して、図１〜図３、及び図４Ａに示した実施例１による赤外線検出器、及び図４Ｂに示した比較例による赤外線検出器のノイズ耐性を評価した実験結果について説明する。比較例による赤外線検出器は、スタッド１５が基板２０の下面のグランドパターン２２に接続されていない点を除いて、実施例１による赤外線検出器と同一の構成を有する。

【0047】

赤外線検出器を電波暗室に配置し、赤外線検出器に高周波電磁ノイズを照射して、比較器６３（図３）の出力信号をオシロスコープでモニタした。高周波電磁ノイズの周波数は１ＧＨｚから２．７ＧＨｚの範囲で変化させた。赤外線検出器が配置されている位置における電界強度は、１５Ｖ／ｍまたは２０Ｖ／ｍとした。高周波電磁ノイズは、周波数１Ｈｚ、デューティ５０％の変調パルスでオンオフ変調した。変調時間は３秒とした。

【0048】

図５Ａ及び図５Ｂは、比較例による赤外線検出器の評価結果を示し、図５Ｃ及び図５Ｄは、実施例１による赤外線検出器の評価結果を示す。図５Ａ及び図５Ｃは、高周波電磁ノイズの電界強度が１５Ｖ／ｍのときの評価結果を示し、図５Ｂ及び図５Ｄは、高周波電磁ノイズの電界強度が２０Ｖ／ｍのときの評価結果を示す。図５Ａ〜図５Ｄの横軸は高周波電磁ノイズの周波数を単位「ＧＨｚ」で表し、縦軸は、比較器６３（図３）の出力レベルを表す。出力レベルがＬレベルであることは、誤検出が無かったことを意味し、出力レベルがＨレベルであることは、誤検出が有ったことを意味する。

【0049】

比較例による赤外線検出器においては、誤検出が発生したが、実施例１による赤外線検出器においては、誤検出は発生しなかった。実施例１による赤外線検出器において、グランドを強化することにより、ノイズ耐性が向上したことが実験により確認された。

【0050】

図６Ａ〜図６Ｃを参照して、図１〜図３に示した実施例１の変形例について説明する。以下、図１〜図３に示した実施例１との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。図６Ａ〜図６Ｃは、各変形例による赤外線検出器の等価回路図を示す。

【0051】

図６Ａに示した変形例では、ＦＥＴ５１のドレインと第２のリード端子１４との間に、インダクタ５５が挿入されている。さらに、インダクタ５５と第２のリード端子１４との接続点が、キャパシタ５６を介してグランドパターン２１、２２に接続されている。インダクタ５３、５５、及びキャパシタ５４、５６が、ノイズ除去回路５２を構成する。

【0052】

図６Ｂに示した変形例では、図６Ａに示した変形例のインダクタ５３、５５が省略されている。図６Ｃに示すように、図６Ｂに示した変形例の焦電素子４０に並列にゲート抵抗５７を挿入してもよい。

【0053】

図６Ａ〜図６Ｂに示した実施例においても、実施例１と同様に、ノイズ耐性を高めることができる。

【0054】

図７を参照して、実施例２による赤外線検出器について説明する。以下、図１〜図３に示した実施例１との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。

【0055】

図７に、実施例２による焦電型赤外線検出器５０の等価回路図を示す。焦電素子４０の一方の端子がグランドパターン２１、２２に接続され、他方の端子がＡ／Ｄコンバータ５８の入力端子に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ５８は、焦電素子４０の端子間電圧をＡ／Ｄ変換する。焦電素子４０の端子間電圧をＡ／Ｄ変換されて得られたパラレルデジタル信号が、パラレルシリアル変換回路５９に入力される。パラレルシリアル変換回路５９でパラレルシリアル変換されたシリアルデジタル信号が、第１のリード端子１３から出力される。第２のリード端子１４から、Ａ／Ｄコンバータ５８及びパラレルシリアル変換回路５９に、電源電圧ＶＤＤが供給される。

【0056】

図１〜図３に示した実施例１では、焦電素子４０に発生した電圧がアナログ信号として出力された。これに対し、図７に示した実施例では、焦電素子４０に発生した電圧が、デジタル信号として出力される。図７に示した実施例においても、基板２０に形成されたグランドパターン２１、２２を、少なくとも２か所において支持台１１（図１）に電気的に接続することにより、高周波ノイズ耐性を高めることができる。

【0057】

次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、実施例３による赤外線検出器について説明する。以下、図１〜図３に示した実施例１との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。

【0058】

図８Ａに、実施例３による焦電型赤外線検出器のステム１０及び基板２０の平面図を示す。ステム１０及び基板２０は、長方形または正方形の平面形状を有する。基板２０に、第１のスルーホール２５、第３のスルーホール２７、及び第４のスルーホール２８が形成されている。基板２０の上面に焦電素子４０が実装されている。

【0059】

図８Ｂに、図８Ａの一点鎖線８Ｂ−８Ｂにおける断面図を示す。ステム１０の支持台１１が、長方形または正方形の底板１７、底板１７の縁から上方に立ち上がった側板１８、及び側板１８の上端から外側に張り出した鍔部１９を含む。実施例１のステム１０に設けられていたスタッド１５（図１）は、実施例３のステム１０には設けられていない。基板２０の下面のグランドパターン２２が、基板２０の縁の近傍まで広がっている。グランドパターン２２が、縁の近傍領域において、支持台１１の鍔部１９の上面に電気的に接続されている。

【0060】

実施例３においても、グランドパターン２２は、グランドリード端子１２との接続箇所、及び鍔部１９との接続箇所の少なくとも２か所において、支持台１１に電気的に接続される。このため、実施例１の場合と同様に、ノイズ耐性を高めることができる。

【0061】

各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0062】

１０ ステム
１１ 支持台
１２ グランドリード端子
１３ 第１のリード端子
１４ 第２のリード端子
１５ スタッド
１６ 絶縁材
１７ 底板
１８ 側板
１９ 鍔部
２０ 基板
２１ 上面のグランドパターン
２２ 下面のグランドパターン
２３、２４ パッド
２５ 第１のスルーホール
２６ 第２のスルーホール
２７ 第３のスルーホール
２８ 第４のスルーホール
２９ スルーホール
３０ 信号配線パターン
３３ 電子回路素子
３５、３６ 半田
４０ 焦電素子
４１ キャップ
４２ 赤外線透過窓
５０ 焦電型赤外線検出器
５１ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
５２ ノイズ除去回路
５３ インダクタ
５４ キャパシタ
５５ インダクタ
５６ キャパシタ
５７ ゲート抵抗
５８ Ａ／Ｄコンバータ
５９ パラレルシリアル変換回路
６０ ソース抵抗
６２ 増幅器
６３ 比較器
７０、７１、７２、７３、７４ 電流経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】