專利名稱：微型熱釋電紅外傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紅外傳感器，特別涉及用于人體移動(dòng)感應(yīng)探測(cè)的熱釋電紅外傳感器。
目前市場(chǎng)上大量銷售的人體移動(dòng)感應(yīng)被動(dòng)式紅外傳感器，一般由菲涅爾透鏡、熱釋電陶瓷敏感元、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管等組成。當(dāng)紅外傳感器的前方有人體移動(dòng)時(shí)，人體輻射出的紅外線經(jīng)菲涅爾透鏡聚焦到敏感元上，由敏感元將紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由于此電信號(hào)較弱，需外接放大器、閾值比較等電路，才能控制諸如電燈開(kāi)關(guān)、家用電器、報(bào)警器。這種結(jié)構(gòu)的傳感器一般體積較大，其主要原因是放大器、菲涅爾透鏡占有較大的體積，這就限制了它的使用范圍，如果用于家電的自動(dòng)控制，就有可能破壞家電的整體布局和外型美觀，再比如涉及一些需要隱蔽的探測(cè)場(chǎng)合，這種結(jié)構(gòu)就更不合適了。
本實(shí)用新型的目的是提供一種微型熱釋電紅外傳感器，使其體積大大縮小，僅為目前市場(chǎng)上銷售的傳感器的1/8-1/10，特別適合于需要隱蔽的探測(cè)場(chǎng)合。
為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本傳感器由一管座、管座的三個(gè)管腳上置有一三層布有印刷線路的基板，基板的上面置有敏感元，下面置有一片集成電路芯片，敏感元和集成電路芯片通過(guò)基板上的印刷線路實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接，管座上罩有一帶有紅外濾光片窗口的管帽，用于濾去不需要的雜散光，管帽外置有一超微透鏡，將人體輻射信號(hào)聚焦在敏感元上。
所說(shuō)的集成電路芯片是由阻抗變換電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)比較電路組成。
所說(shuō)的超微透鏡是由N個(gè)單元透鏡組合而成，當(dāng)有人體輻射信號(hào)時(shí)，將人體輻射信號(hào)進(jìn)行空間調(diào)制，并聚焦在敏感元上。
超微透鏡的設(shè)計(jì)思想是單元透鏡L1、L2，當(dāng)f2=f1/2，則A2=A1/4,L1、L2為單元透鏡，f1、f2為焦距，等于曲率半徑，A1、A2為單元透鏡面積。它們接收到的能量相同，探測(cè)距離一樣，單元透鏡的面積縮小，則整個(gè)透鏡大大縮小，而形成一個(gè)超微透鏡。
由于傳感器的電學(xué)部分和菲涅爾透鏡的體積大大縮小、使敏感元和集成電路芯片可以方便地組裝在一個(gè)直徑為10mm的管座內(nèi)，使整個(gè)傳感器的體積為目前能夠?qū)崿F(xiàn)相同功能的傳感器體積的1/8-1/10。
本實(shí)用新型的
如下圖1、熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、超微透鏡結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、熱釋電紅外傳感器集成電路圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明如圖1所示的熱釋電紅外傳感器，包括管座1，管座的三個(gè)管腳2上置有一三層布有印制線路的基板3，基板上面置有敏感元4，下面置有集成電路芯片5，敏感元與集成電路芯片通過(guò)基板上的印刷線路實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接，管座上罩有一帶有紅外窗口6的管帽7，紅外窗口6與管帽通過(guò)黑膠粘接，紅外窗口6由透7-14微米的硅基底濾光片組成，管帽外置有一超微透鏡8。
所說(shuō)的超微透鏡是由16個(gè)單元透鏡組合而成，單元透鏡空間位置排列見(jiàn)圖2，單元透鏡最大中心夾角為90°，相鄰單元透鏡α∝sin-10.15，則能保證探測(cè)范圍為90°，在2m的探測(cè)距離范圍，探測(cè)靈敏度達(dá)到30cm，超微透鏡由透紅外輻射的聚乙烯材料制成。
所說(shuō)的集成電路芯片5為一片專用集成電路芯片，其原理圖見(jiàn)圖3，其中，由A2,A5,A10向內(nèi)部電路提供基準(zhǔn)電壓Vref,A1為第一級(jí)的高阻抗輸入運(yùn)放，組成阻抗變換電路；由A3,A7進(jìn)行5000倍的放大，組成信號(hào)放大電路、A4組成低通濾波器，A8,A9組成高通濾波器，A11對(duì)被放大了的信號(hào)進(jìn)行高、低電位的施密特比較，組成信號(hào)比較電路。比較后的信號(hào)經(jīng)A12,A13輸出。
所說(shuō)的敏感元4由熱釋電陶瓷材料鋯鈦酸鉛制成。
本實(shí)用新型的有益效果1．本實(shí)用新型將阻抗變換、信號(hào)放大、信號(hào)比較電路集成在一起構(gòu)成一片專用的集成電路芯片，將透鏡設(shè)計(jì)成超微透鏡，使整個(gè)傳感器的體積大大縮小，使其特別適合于隱蔽場(chǎng)合探測(cè)。
2．本實(shí)用新型的集成電路采用了較好的帶通濾波器及雙施密特比較電路等，使器件具有較好的抗干擾性，可有效地降低雜散信號(hào)的侵入等。
3．本實(shí)用新型傳感器擴(kuò)大了原傳感器的使用范圍，對(duì)用戶所要求的外圍電路更簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效果良好。
權(quán)利要求1．一種微型熱釋電紅外傳感器，包括管座(1)、管座的三個(gè)管腳(2)上置有一三層布有印刷線路的基板(3)，基板的上面置有敏感元(4)，管座上罩有一帶有紅外濾光片窗口(6)的管帽(7)，其特征在于基板的下面置有一片集成電路芯片(5)，敏感元(4)和集成電路芯片(5)通過(guò)基板上的印刷線路實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接，管帽(7)外置有一超微透鏡(8)，所說(shuō)的集成電路芯片是由A2,A5,A10向內(nèi)部電路提供基準(zhǔn)電壓Vref，由A1為第一級(jí)高阻抗輸入運(yùn)放，組成阻抗變換電路；由A3,A7進(jìn)行5000倍的放大，組成信號(hào)放大電路；A4組成低通濾波器，A8,A9組成高通濾波器，A11對(duì)被放大了的信號(hào)進(jìn)行高、低電位的施密特比較，組成信號(hào)比較電路，比較后的信號(hào)經(jīng)A12,A13輸出。
2．根據(jù)權(quán)利要求1一種微型熱釋電紅外傳感器，其特征在于所說(shuō)的超微透鏡是由16個(gè)單元透鏡組合而成，單元透鏡最大中心夾角為90°，相鄰單元透鏡α∝sin-10.15。
3．根據(jù)權(quán)利要求1一種微型熱釋電紅外傳感器，其特征在于所說(shuō)的敏感元(4)由熱釋電陶瓷材料鋯鈦酸鉛制成。
4．根據(jù)權(quán)利要求1一種微型熱釋電紅外傳感器，其特征在于所說(shuō)的超微透鏡是由聚乙烯材料制成。
專利摘要一種特別適合于隱蔽場(chǎng)合探測(cè)的微型熱釋電紅外傳感器,包括一管座、管座的三個(gè)管腳上置有一三層布有印刷線路的基板,基板的上面置有敏感元,下面置有一片專用的集成電路芯片,管座上罩有一帶有紅外濾光窗口的管帽,管帽外置有一超微透鏡,整個(gè)傳感器的體積僅為目前市售的具有相同功能的傳感器體積的1/8—1/10。該器件具有較好的抗干擾性,擴(kuò)大了原傳感器的使用范圍,對(duì)用戶所要求的外圍電路更簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)效果良好。
文檔編號(hào)G01N21/31GK2446517SQ0024922
公開(kāi)日2001年9月5日 申請(qǐng)日期2000年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月14日
發(fā)明者欒長(zhǎng)文, 王云生, 龐曉薇 申請(qǐng)人:上海尼賽拉傳感器有限公司