[发明专利]遮光罩结构

说明书

技术领域

本发明涉及盖在热释电传感器(pyroelectric sensor)上的遮光罩结构。尤其是涉及为了提高运动物体的检测灵敏度而套在双系统型(dual type)热释电传感器的检测面上的遮光罩结构。

背景技术

作为在热释电传感器上套上遮光罩的现有技术，已知的有专利文献1。在专利文献1中，通过在热释电传感器镜头上套上遮光罩来设定调节检测区域。

热释电传感器利用如强电介质陶瓷那样的称作热释电体的元件(以下称作“热释电元件”)的热释电效应。所谓热释电效应是指通过动作或人体等(下面简单称作“人体等”)所发射的红外线那样的微弱热能变化，在热释电体的表面诱发电荷，且生成电动势的现象。此外，所谓运动物体包括发射红外线的人体等。

利用图1及图2对热释电元件91的动作原理进行说明。如图1所示，实施了极化处理的热释电元件91的极化在一定温度T℃下稳定。在该状态下，通过静电性质，在各极化(负极面及正极面)中分别吸引正极及负极浮游电荷，在热释电元件91的上面和下面之间没有电位差。

在热释电元件91的入射红外线的一侧具有未图示的黑化膜，当入射红外线时，通过黑化膜将该红外线能量变换为热能，使热释电元件91产生温度变化ΔT℃。热释电元件91的极化具有温度依赖性，如图2所示，随着温度变化，热释电元件91内部极化大小发生变化。此时，基于浮游电荷的表面电荷不能够如极化变化那样快速应对温度变化，在元件表面存在对应于临时极化变化量的电荷。通过该电荷引起的电动势，流过电流。

接着，对双系统型(dual type)热释电传感器90进行说明。图3表示双系统型热释电传感器90的电路图。双系统型热释电传感器90的检测面上配置了不同极性的2个热释电元件91R、91L。2个热释电元件91R、91L的极性相反、且串联连接。设2个热释电元件91R、91L的输出差分为热释电传感器90的输出。因此，具有如下特征。(1)若运动物体在横穿2个热释电元件91R、91L的方向(配设方向)上移动，则依次在+、-方向上生成交流电压变化。由此，传感器电路的输出电压较大。(2)在太阳光等外光同时输入2个热释电元件91R、91L时，由于连接在相反极性上，因此极性相互抵消而不产生输出。因此，能够防止误动作。(3)此外，对振动或温度等周围环境变化适应性强。

这种双系统型热释电传感器90一般与聚光性高的菲涅耳透镜组合使用。但是，在较近距离检测中，已有代替菲涅耳透镜而组合遮光罩来实现小型化的产品，所述遮光罩具有穿孔金属板那样的开口图案。

图4表示安装在液晶显示器下部的遮光罩93的外观图，图5表示遮光罩93的开口图案的示意图，图6表示运动物体81横穿热释电传感器80时的非感应区82(遮光罩的阴影部分)的变化，图7A表示运动物体8位于热释电传感器正面时的非感应区82和2个热释电元件91R、91L之间的位置关系，图7B表示运动物体81相对于热释电传感器80向x方向(左方向)移动时的非感应区82和2个热释电元件91R、91L之间的位置关系，图7C表示由图7A到图7B的非感应区的移动引起的输出图。在图6、图7A及图7B中，为了简化，将开口图案及照射部分不是以圆形表示，而是作为存在开口图案及照射部分的区域表示。

如上，用遮光罩任意制作红外线不射入2个热释电元件91R、91L上的非感应区82，能够提高对运动物体81的运动的检测灵敏度。若为了便于理解设各热释电元件91R、91L的面积共计为90％，则在图7B中，热释电元件91R的照射范围增加30％，热释电元件91L的照射范围减少30％，其差分成为60％。通过利用其差分，能够提高检测灵敏度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平10-162256号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在现有技术中，当运动物体在y方向上移动时，如图7D所示，照射到2个热释电元件91R、91L上的红外线的量不发生变化，因此检测不到运动物体的运动。即，虽然在2个热释电元件91R、91L的排列方向(x方向)上能够检测到运动物体的运动，但是检测不到相对于排列方向垂直的方向(y方向)上的运动物体的运动。

例如，液晶显示器有时用于景观格局(长边水平、短边垂直的状态)，有时用于肖像画格局(短边水平，长边垂直的状态)。若想要在任何一种状态下使用液晶显示器都能够高精度地检测到使用者的运动，则需要安装2个热释电传感器(景观格局用的热释电传感器和肖像画格局用的热释电传感器)，或者需要安装用于将热释电传感器机械地旋转90度的机构等。