Pyroelectric Infrared Sensor 焦電型赤外線センサ NICERA（ニッセラ）によって開発、実用化されました焦電型赤外線センサは、世界各国で侵入者警報 器を始めとした防犯用機器を中心に、自動ドア、来客報知器、照明機器等へ数多く採用されており、その 実績をもとに、高品質、低コストで常に市場のニーズに応えてまいります。 The pyrosensor, as developed and supplied to the market by NICERA, is being used world wide for many applications. For example, light switch control, visitor acknowledgement, security systems and burglar alarms. Utilizing our expertism gained by years of state of the art expertise, we satisfy marketing needs for high quality and low cost. 動作原理 Principle of Operation 強誘電体が赤外線を受けると、その熱エネルギーを吸収して、自発分極に変化を起こし、その変化量に 比例して表面に電荷が励起されます。この現象を焦電効果といいます。 焦電型赤外線センサは強誘電体セラミックの焦電効果を利用して人体などから発せられる僅かな赤外線を 鋭く検知します。 Material call ferroelectrics absorb thermal energy which changes spontaneous polarization generating a surface electrical charge. The charge is proportional to polarizarion change. This phenomenon is called the pyroelectric effect. A pyrosensor using fine ceramic materials can detect even the slightest infrared energy charge, such as that from a human body. 赤外線 Infrared 浮遊電荷 Floating electric charge − − − − − ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ − − − − − ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 温度変化 Temp change − ＋ 分極変化 Polarization change 温度安定時 Thermal equilibrium condition Ｔ [Ｋ] NIPPON CERAMIC Co., Ltd. − − ＋ − ＋ − ＋ − ＋ ＋ − − ＋ ＋ 温度変化直後 Immediately after temp change Ｔ＋△Ｔ [Ｋ] -1- 仕 様 Specifications エレメントタイプ Element Type 補償型シングル Compensated Single デュアル Dual クワッド Quad 無方向性デュアル Omni-directional Quad 汎用型デュアル General Purpose Dual 高感度４エレメント デュアル High Sensitivity 4 elements Dual 標準モデル Recommended Model SSAC10−11 SDA02−54 REP05B RE46B RE200B RE431B 特 長 Features 用 途 Applications あらゆる角度からの人の侵入に対して、検知可 能です。環境温度の急激な変化においても補償電 極により、出力はキャンセルされます。 ・人体検知（天井取付け型） ・炎検知 ・ガス分析（NDIR ） ・放射温度計 ・電子レンジ Detection from any angle of intrusion. Compensating element cancels the effects of rapid change in temperature. ・Human body detector ・Flame detector ・NDIR gas detector ・Radiation thermometer ・Microwave oven 人体検知センサとして最も多く使用されていま ・セキュリティー用侵入者警報 器 す。移動する人体をより高感度に検知し、環境温 度の変化、振動、外乱光等に対して強いタイプです。 ・エアコンのコントロール Best choice for human body detector. Highly sensitive to human body while remaining insensitive to ambient temperature change, vibration or optical noise. This is due to configuration which electrically cancels such effects. ・Security burglar alarm ・Air-conditioner ２つのデュアルエレメントを組み合わせた、２ 出力タイプです。光学系と組み合わせる事により 小動物等による出力信号のキャンセルが可能で、 外乱光等による誤報に対しても、より高い信頼性 を誇ります。 ・セキュリティー用 侵入者警報器 （少動物誤報回避） Two independent dual element pyrosensors in combination. By using appropriate optics nuisance alarm from sources such as small animals are much reduce. Provides higher rejection against external noise. ・Security burglar alarm (To avoid false alarm by small animals nuisance alarm ) 特殊な４つのエレメントの配置により無方向を 達成しました。当社独自の新型センサで、シング ルエレメントとデュアルエレメントのそれぞれの 長所を兼ね備えたタイプです。手、頭などの微妙 な動作に対して、より高い検知能力があります。 ・侵入者警報器 （天井取付け型） ・照明器具などの自動スイッチ Omni directional characteristics is achieved by unique 4 element configuration. Technical merits of single and dual type have successfully met on this model. ・Security burglar alarm （For ceiling mount applications ） ・Automatic lighting switches デュアルエレメントタイプのエコノミータイプ です。 ・照明器具などの自動スイッチ ・侵入者警報器 ・玩具 This model satisfies customer's cost reduction need, keeping most performance of dual element type at reasonable level. ・Automatic lighting switches ・Security burglar alarm ・Toys デュアルエレメントタイプを高感度・高Ｓ/Ｎ 比・広視野に改良した新しいＴｙｐｅのセンサで す。エレメント配列の最適化により、優れた人体 検知が可能です。 ・侵入者警報器 ・照明器具などの自動スイッチ A new dual type with high sensitivity and S/N ratio and wide field of view. Excellent human body detection is achieved by optimal element pattern. ・Security burglar alarm ・Automatic lighting switches -2- 日本セラミック株式会社 視野角・外形寸法・等価回路 FOV・Dimension・Equivalent Circuit 素子タイプ Element Type 補償型シングル Compensated Single デュアル Dual クワッド Quad 無方向性デュアル Omni-Directional quad 汎用型デュアル General Purpose Dual 高感度4エレメント デュアル High Sensitivity 4 element Dual SSAC10-11 SDA02-54 REP05B RE46B RE200B RE431B 視野角 FOV 54ﾟ 54ﾟ ﾟ 64ﾟ 64 138ﾟ 132ﾟ 44ﾟ ﾟ 44 111ﾟ X−axis 48ﾟ X-axis 48ﾟ 32ﾟ X,Y-axis 32ﾟ X-axis X-axis 125ﾟ 146ﾟ 33ﾟ 33ﾟ φ1.75 Y−axis 45° Y-axis Y-axis Y-axis 外形寸法 Dimmensions Drawing [mm] 8 3. PCD 5.08 9 3 13.5±1.0 3.3±0.2 4.5±0.2 13.5±1.0 3.3±0.2 4.8±0.2 4.7±0.2 13.5±1.0 13.5±1.0 PCD 5.08 1 1. Source1 2. Drain 3. Source2 4. Ground 2 3 1. Drain 2. Source 3. Ground 45ﾟ 45ﾟ 2 PCD 5.08 45ﾟ 3 1 3 1. Drain 2. Source 3. Ground 45ﾟ 2 φ0.45×3 PCD 5.08 45ﾟ 45ﾟ 2 ELEMENT φ0.45×3 4 1 3 1. Drain 2. Source 3. Ground φ9.2±0.2 φ8.4±0.2 φ8.3±0.2 φ0.45×3 PCD 5.08 PCD 5.08 Ｘ φ9.2±0.2 ELEMENT ELEMENT φ0.45×4 Ｙ Ｘ φ8.4±0.2 φ8.4±0.2 3.7±0.2 4.9±0.2 13.5±1.0 φ0.45×3 1 Ｙ 4.8±0.2 φ9.2±0.2 ELEMENT 3.3±0.2 4.8±0.2 13.5±1.0 3. 3±0. 2 φ0.45×3 45° φ9.2±0.2 φ9.2±0.2 φ8.3±0.2 ELEMENT ELEMENT 3 Ｘ 3.3±0.2 φ9.2±0.2 φ8.3±0.2 Ｙ 4. Ｘ Ｙ Ｙ Ｘ Ｘ 0. 0 3. 3. 8 2 2 8 8 3. a 1 1 ELEMENT 1.0×1.0 Gap 1.0 ELEMENT a 1.375 b 1.00 c 0.25 d 0.8 Ｙ ELEMENT 3 2. 11 9 b 1 1 4. d 1 ELEMENT 1 2 2 2. WINDOW WINDOW 5. b 1 2 φ WINDOW ELEMENT 0 5. ELEMENT 5. WINDOW 4. φ 1. 75 ac WINDOW 3 1 2 1. Drain 2. Source 3. Ground 1 2 1. Drain 2. Source 3. Ground 等価回路 Equivalent Circuit 1 1 1 IR -+ ++-+ RG 2 IR +-+ -+ +- 3 2 RG IR 3 -+ ++-+ -+ ++-+ RG 2 4 IR RG -+ ++-+ -+ ++-+ 2 ※視野角 FOV : Field of View -3- 1 RG IR +-+ 2 RG IR -+ +3 3 3 NIPPON CERAMIC Co., Ltd. 1 1 -+ ++-+ -+ ++-+ 2 RG 3 指向性 Directivity ¡SDA02−54 右エレメント Right element X−X - θ - 0ﾟ 15ﾟ 15ﾟ 30ﾟ 75ﾟ 75ﾟ 40 20 0 20 40 60 80 30ﾟ 45ﾟ 60ﾟ 60ﾟ 60 15ﾟ 45ﾟ 45ﾟ 60ﾟ 80 + 30ﾟ 45ﾟ 90ﾟ θ 0ﾟ 15ﾟ 30ﾟ 100 Y−Y 左エレメント Left element + 60ﾟ 75ﾟ 90ﾟ 100 75ﾟ 90ﾟ 100 80 60 40 相対感度［％］ Relative Sensitivity 20 0 20 40 60 80 90ﾟ 100 相対感度［％］ Relative Sensitivity 定 格 Ratings (25℃ ) 素子タイプ 補償型シングル Element Type Compensated Single デュアル Dual クワッド Quad 無方向性 デュアル Omni-Directional quad 汎用型 デュアル General Purpose Dual 高感度4エレメント デュアル High Sensitivity 4 element Dual SSAC10-11 SDA02-54 REP05B RE46B RE200B RE431B 受光面積(mm) Sensitive Area φ1.75 2×1 2 elements 1.375 × 1 4 elements 1×1 4 elements 2×1 2 elements 1×1 4 elements 応答波長範囲(μm) Spectral Response 7 ∼14 7 ∼14 5 ∼14 5∼14 5∼14 5 ∼14 信号出力(mVp-p) Signal Output 2900 3200 3600 5500 3900 7300 感 度(V/W) Sensitibity 420K,1Hz 2400 3400 3900 4860 3300 6450 1.7×108 1.4 ×108 1.2 ×108 1.7×108 1.5×108 1.7×108 8.9×10−10 1.0 ×10−9 1.0 ×10−9 8.5 ×10−10 9.6×10−10 7.9×10−10 雑音出力（mVp-p ） Noise 60 70 90 90 80 130 オフセット電圧（V） Offset Voltage 0.6 0.8 0.7 0.8 0.7 0.8 供給電圧（V） Supply Voltage 2.2∼15 2.2∼15 2.2∼15 2.2∼15 2.2∼15 2.2 ∼15 使用温度範囲（℃） Operating Temp. −30∼70 −30∼70 −30∼70 −30∼70 −30∼70 −30∼70 保存温度範囲（℃） Storage Temp. −40∼80 −40∼80 −40∼80 −40∼80 −40∼80 −40∼80 項目 Parameters 比検出率(D*) (cmHz1/2 /W) Detectivity (420K,1Hz,1Hz) 等価雑音入力(W) NEP (420K,1Hz,1Hz) -4- 日本セラミック株式会社 信頼性試験 Reliability Standard 試験項目 Test Item 試験条件 Test Conditions 耐湿性 Humidity 60℃, 95%, 500 時間 高温負荷寿命 High Temperature Loading 85℃, 印加電圧5V, 接続負荷抵抗 47kΩ, 1000 時間 60℃, 95%, for 500Hr 85℃, 5V applied, 47kΩ load, 1000Hr 低温放置 Low Temperature −40℃, 1000時間 規 格 Criteria 試験終了後、常温で２時間放置し、 感度・ノイズを測定。初期測定値に 対し、変化率±20％以内であること。 外観に著しい損傷のないこと。 Within ±20% of initial value with naturally normalized at room temperature for 2Hr. No remarkable damage. −40℃ for 1000hr 熱サイクル Heat Shock −10℃、30分←→50℃、30分を1 サイ クルとし、100 サイクル −10℃, 30min ←→50℃, 30min × 100cycles 振動 Vibration 周波数変化：10Hz∼55Hz 全振幅：1.5mm 掃引の割合：10∼55∼10Hz 加振時間：３軸方向２時間 Apply vibration of amplitude of 1.5mm with 10 to 55Hz band to each of 3 perpendicular directions for 120min. 端子引張強度 Lead Strength 軸方向に1kgの張力を加え、5 秒間保 持 1kg strain force along lead, 5sec 半田耐熱性 Soldering Heat 260±5 ℃, 10±1秒, リード根元から 1.5mmまで浸漬 260±5 ℃, 10±1sec. Dipping leads submerge into solder down to 1.5 mm below stem. 気密性 Hermetic Seal NIPPON CERAMIC Co., Ltd. 水中160mmHg, 1分間浸漬 気泡が発生しないこと。 160mmHg water, 1min No bubble visible. -5- 測定方法 Measuring Method 400mm 焦電型赤外線センサ Pyro sensor アンプ レコーダ Amplifier Recorder スリット Slit 黒体炉 420K Black body メカニカルチョッパ Mechanical chopper ・アンプ電圧利得 Amplifier gain ・チョッピング周波数 Chopping frequency ・印加電圧 Supply voltage ・負荷抵抗 Load resistor 72.5［dB］, １ ［Hz］ １ ［Hz］ 5［V］ 47［kΩ］ アンプの周波数特性 Frequency response of amplifier 利 得 Gain [dB] 75 70 65 60 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 周波数 Frequency [Hz] 周波数特性 Frequency Characteristics （SDA02-54） 相対感度 [％] Relative sensitivity 100 50 0 0.1 0.2 0.3 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 10.0 チョッピング周波数 [Hz] Chopping Frequency 一般的デュアルエレメントの信号 Typical signal of dual element detector 熱エネルギーの移動 Heat source movement フレネルレンズ Fresnel lens 検出エリア Detecting area -6- 出力信号 Output signal 日本セラミック株式会社 一般的な使用方法 Typical Configuration 光学レンズ（フレネルレンズ） Optical lens (Fresnel lens) D S G Output 熱エネルギー Thermal energy Amplifier Comparator 応用回路例 Typical Application Circuit 10k + VDD 10μ R 1M 0.1μ 0.1μ 1M C + - D S G 10μ 10k - + 47k LP2902M 10k + - 1M + 4538 2 3 4 5 6 1M Pyro sensor 1 10k Relay 10k 1M 10μ Amplifier Comparator Timer Relay driver LP2902M : Quad operation amplifier 4538 : One shot multi-vibrator ON-Time = R×C sec カスタム製品対応 Custom Products 当社（NICERA）は、カスタム対応にも積極的に取り組んでいます。 特殊形状、特別仕様、アレイ化など様々なお客様のご要望に対応させて頂きます。是非、お問い合わせく ださいませ。 NICERA is aggressively challenging new pyrosensor model development. We are willing to offer for your special specification, element configuration and applications etc. NIPPON CERAMIC Co., Ltd. -7- 関連製品 Related Products ¡光学フィルター Optical Filter 光学フィルター Optical Filter 主な用途 Applications シリコン Silicon 温度計測 Temperature measurement 4.3μm バンドパス 〃 Band-pass 炎検知 Flame detection 5.0μm ロングパス 〃 Long-pass 人体検知 Human body detection 6.5μm ロングパス 〃 Long-pass セキュリティー Security 3 ∼5μm AR コート 〃 AR coated 他フィルターなどとの表面反射を抑制する AR-coating is used to reduce the surface reflection of filter material. ※AR :Anti-Reflection coating （反射防止膜） ¡光学フィルターの波長透過特性 Spectral Response of Window Materials 100 90 3∼5μmARコートフィルタ 80 AR-Coating Filter 4.35μm バンド・パス・フィルタ Band-Pass Filetr 透過率［％］ Transmittance 70 60 50 40 Siフィルタ Si Filter 5μmロングパスフィルタ 30 Long-Pass Filter 6.5μmロングパス・フィルタ Long-Pass Filter 20 10 0 2.5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 20 25 波 長［μｍ］ Wave Length -8- 日本セラミック株式会社 ¡フレネルレンズ Fresnel Lens センサの検知範囲と検知距離を決める為に使われます。お客様のご希望により、様々な検知範囲、検出 距離への対応が可能です。 To determine detection range and area. Custom designs are available for various coverage patterns and detection range. 型 番 Part Number : NL−3 6.71° 14ﾟ 5.71° 6.27° 5.95° 7.4° 2 1 15.9° 32° 0 1 2 12.5° 14° 13.1° 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) 垂直視野パターン Vertical View Pattern 7.7m 8.5m 39.9° 31.92° 9.1m 23.94° 9.6m 15.96° 38.08° デュアルエレメント パイロセンサ DUAL ELEMENT PYRO SENSOR 外形寸法 Dimensional Drawing 2.7m 27.2° 16.32° 32.34° 7.98° 4.2m 5.44° 16.17° 9.9m 4.5m 1.6m 10m 0° 16.17° 5.44° 4.5m 32.34° レンズ LENS 16.32° 38.08° 56.82 MAX.0.67±0.1 46.00 3.5m 27.2° 2.7m 4.2m 7.98° 9.9m 3.5m 15.96° 9.6m 23.94° 40.00 45.00 10.0 10.0 9.1m 31.92° 39.9° 8.5m 7.7m 水平視野パターン Holizontal View Pattern ［mm］ 型 番 Part Number : NL−11 (m) 4 F1,F1' 30゜ 3 C 50゜ F1,F2 40゜ F2,F2' B 0 20゜ 1 A F1 B' A B 22.0 C' E1 C 24.0 D1' D1 D1',D2' -10゜ 1 E2' E2 D2' D2 F2 B' -20゜ F2' E1',E2' -30゜ 2 12 SR C' 11 SR 3 5.2 1 ［mm］ NIPPON CERAMIC Co., Ltd. F1',F2' -40゜ -50゜ 2 3 4 水平視野パターン Horizontal View Pattern -9- 1 2 -30゜ 3 D2,D2' -20゜ 4 垂直視野パターン Vertical View Pattern D1,D2 10゜ 0 E1' A E2,E2' 1 E1,E2 30゜ 2 F1' B,B' 2 3 外形寸法 Dimensional Drawing E1,E1' C,C' (m) D1,D1' 20゜ 5 (m) 5 (m) ¡CdS光センサ CdS Photo Cells 赤外線センサと組み合わせて使われ、周囲環境が暗くなった事を検出し、照明機器を動作させます。 To activate light control device use with infrared sensor, when ambient condition is enough dark. N4BC Series (Base Size:φ4.5mm) 34±2 4.0±0.2 MAX. 3.5 φ0.5 3.4±0.1 MAX. 3.0 RESIN COATED 分光感度特性 Typical Spectral Response 100% RESIN COATED N5AC Series (Base Size:φ5.0mm) 34±2 相対感度 Relative Sensitivity +0.0 4.9 -0.2 MAX. 3.5 4.6±0.2 80% φ0.5 60% 3.4±0.1 5.3±0.25 40% 20% MAX. 3.0 RESIN COATED 0% 400 500 600 700 800 RESIN COATED 900 波 長 Wave Length [nm] （Ta=25℃） 光電特性 Photo-electric Characteristics N5AC Series N4BC Series 型 番 Part Number 明抵抗 Photo Resistance [kΩ] γ 100 10 (Typ.) 最大定格 Maximum Ratings 暗抵抗 Dark Resistance [MΩ ] 供給電圧 Supply Voltage [VDC] 消費電力 Power Dissipation [mW] 周囲温度 Ambient Temp. [℃ ] N4BC-03156 3 ∼ 15 0.6 ＞0.2 100 50 −30 ∼ ＋50 N4BC-03207 3 ∼ 20 0.7 ＞0.5 100 50 −30 ∼ ＋50 N4BC-10207 10 ∼ 20 0.7 ＞0.5 100 50 −30 ∼ ＋50 N4BC-16337 16 ∼ 33 0.7 ＞0.6 100 50 −30 ∼ ＋50 N4BC-25607 25 ∼ 60 0.7 ＞1 100 50 −30 ∼ ＋50 N4BC-309085 30 ∼ 90 0.85 ＞5 100 50 −30 ∼ ＋50 N4BC-50109 50 ∼ 100 0.9 ＞5 100 50 −30 ∼ ＋50 N4BC-80209 80 ∼ 200 0.9 ＞10 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-03107 3 ∼ 10 0.7 ＞0.2 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-08257 8 ∼ 25 0.7 ＞0.5 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-10207 10 ∼ 20 0.7 ＞0.5 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-163375 16 ∼ 33 0.75 ＞0.6 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-20507 20 ∼ 50 0.7 ＞1 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-20508 20 ∼ 50 0.8 ＞1 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-30508 30 ∼ 50 0.8 ＞5 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-30708-5 30 ∼ 70 0.8 ＞5 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-309085 30 ∼ 90 0.85 ＞5 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-50109 50 ∼ 100 0.9 ＞5 100 50 −30 ∼ ＋50 N5AC-80209 80 ∼ 200 0.9 ＞10 100 50 −30 ∼ ＋50 ①測定前提条件：500［Lux］で３時間以上の露光放置後とする ②暗 抵 抗：10［Lux］の光を遮断して10秒後の抵抗値 ③γ 値：10∼100［Lux］間における、標準の抵抗変化率 (特に指定の無い限り±0.1とする） γab ＝ log R b − log R a log E b − log E b ①Pre-measurement condition : Exposed in 500 Lux for more than 3 hours. ②Dark Resistance value measured 10 sec. after shut off 10 Lux source. ③γvalue : Standard gradient rate of resistance ranged by 10∼100 Lux. (±0.1 unless otherwise stated) R x : x［Lux］時の明抵抗値 Photo resistance as lighting x. E x : x［Lux］時の照度 Illuminance lighting x. - 10 - 日本セラミック株式会社
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