JP5431694B2

JP5431694B2 - Pyroelectric infrared detector

Info

Publication number: JP5431694B2
Application number: JP2008193228A
Authority: JP
Inventors: 隆仲村
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2028-07-28
Also published as: JP2010032292A

Description

本発明は、人体等の熱源から発せられた赤外線を検出して、非接触で熱源を検知できる焦電型赤外線検出器に関するものである。 The present invention relates to a pyroelectric infrared detector capable of detecting an infrared ray emitted from a heat source such as a human body and detecting the heat source in a non-contact manner.

人体等の熱源から発せられた赤外線を検出する赤外線検出器は、現在数多く提供されているが、その多くは感度性や応答性等の点から焦電型である。ところが、焦電型赤外線検出器は、赤外線の変化に応じた信号を出力する微分検出タイプであるので、一定の赤外線を受け続けてしまった場合には熱源を検出することができなかった。つまり、熱源が静止している場合には、再度動いて赤外線が変化しない限り熱源を検知することができなかった。 Many infrared detectors for detecting infrared rays emitted from a heat source such as a human body are currently provided, but most of them are pyroelectric types in terms of sensitivity and responsiveness. However, since the pyroelectric infrared detector is a differential detection type that outputs a signal corresponding to a change in the infrared rays, the heat source cannot be detected if the infrared rays are continuously received. That is, when the heat source is stationary, the heat source could not be detected unless it moved again and the infrared rays changed.

そこで、このような問題を解消するための対策が施されたものがいくつか知られている。その１つとして、液晶チョッパを利用して焦電センサに入射してくる赤外線を所定の周波数に変調するものが知られている。これによれば、液晶チョッパにより赤外線をチョッピングできるので、熱源が仮に静止している場合であっても該熱源を検知し続けることが可能である。
また、別の対策を施したものとして、焦電センサが組み込まれたユニット全体を、焦電センサの向きが変化するように駆動するものが知られている。これによれば、焦電センサ自体の向きを常時変化させることができるので、やはり赤外線をチョッピングでき、静止している熱源を検知し続けることができる。
特開平１０−１０４０８５号公報特開２００７−１０１４８３号公報 Therefore, there are some known measures for solving such a problem. As one of them, there is known one that modulates infrared light incident on a pyroelectric sensor to a predetermined frequency using a liquid crystal chopper. According to this, since infrared rays can be chopped by the liquid crystal chopper, the heat source can be continuously detected even if the heat source is stationary.
Further, as another measure taken, there is known one that drives an entire unit incorporating a pyroelectric sensor so that the direction of the pyroelectric sensor changes. According to this, since the direction of the pyroelectric sensor itself can be constantly changed, infrared rays can be chopped, and a stationary heat source can be continuously detected.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-104085 JP 2007-101483 A

しかしながら、上述した従来のものには、以下の課題がまだ残されていた。
まず、液晶チョッパを利用するものは、小型化が難しいうえ温度条件に性能が左右され易いものであった。即ち、液晶は反応速度が温度に依存するという特性を有している。そのため、温度条件によってチョッピング性能が左右されてしまい、結果的に性能にムラがでてしまう恐れがあった。
また、液晶チョッパを焦電センサから予め所定距離だけ離間させておく必要があった。仮に液晶チョッパが焦電センサに近接した状態である場合には、液晶チョッパで本来遮光するべき赤外線の一部が、拡散する前に焦電センサに入射してしまい、感度の低下を招いてしまう可能性が高かった。そのため、上述したように液晶チョッパと焦電センサとを予め所定距離だけ離間させておく必要がある。従って、構成上どうしても小型化を図ることが難しかった。 However, the conventional problems described above still have the following problems.
First, those using liquid crystal choppers are difficult to miniaturize and their performance is easily affected by temperature conditions. That is, the liquid crystal has a characteristic that the reaction rate depends on the temperature. Therefore, the chopping performance is affected by the temperature condition, and as a result, the performance may be uneven.
In addition, the liquid crystal chopper needs to be separated from the pyroelectric sensor by a predetermined distance in advance. If the liquid crystal chopper is close to the pyroelectric sensor, part of the infrared light that should be shielded from light by the liquid crystal chopper enters the pyroelectric sensor before diffusion, leading to a decrease in sensitivity. The possibility was high. Therefore, as described above, the liquid crystal chopper and the pyroelectric sensor need to be separated from each other by a predetermined distance in advance. Therefore, it has been difficult to reduce the size of the structure.

一方、焦電センサが組み込まれたユニットを駆動するものに関しても、小型化を図ることが難しいものであった。即ち、焦電センサが組み込まれたユニットを駆動する必要があるので、構成が大掛かりになり易くコンパクトな設計にし難かった。
加えて、熱源が大きい場合には、焦電センサの向きを変化させたとしても、センサの検出可能範囲が熱源にあたったままの状態になってしまう恐れがあった。つまり、赤外線が変化する状況を擬似的に作り出すことができない恐れがあった。従って、熱源を検知することができない可能性があった。 On the other hand, it is difficult to reduce the size of a device that drives a unit incorporating a pyroelectric sensor. That is, since it is necessary to drive a unit incorporating a pyroelectric sensor, the configuration tends to be large and it is difficult to make a compact design.
In addition, when the heat source is large, there is a possibility that even if the direction of the pyroelectric sensor is changed, the detectable range of the sensor remains in contact with the heat source. That is, there is a fear that a situation where infrared rays change cannot be created in a pseudo manner. Therefore, there is a possibility that the heat source cannot be detected.

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、小型化を図ることができるうえ、熱源の大きや温度等の環境条件に左右されることなく均一な性能で、静止或いは移動のどちらの状態であっても熱源を正確に検知す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。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object thereof can be reduced in size and with uniform performance regardless of environmental conditions such as the size and temperature of the heat source, It is an object of the present invention to provide a pyroelectric infrared detector capable of accurately detecting a heat source regardless of whether it is stationary or moving.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明に係る焦電型赤外線検出器は、赤外線を検出して熱源を検知する焦電型赤外線検出器であって、前記赤外線を集光するレンズと、該レンズを支持すると共に該レンズで集光された赤外線を外部に射出させる開口が形成された支持体と、を有し、赤外線に対して光学的に透明な半導体材料からなる本体部と、該本体部を前記レンズの径方向にスライド可能に保持する保持体と、前記本体部と前記保持体との間に設けられ、前記開口が一定距離離間した第１の地点と第２の地点との間で周期的に往復移動するように前記本体部を前記径方向にスライド移動させる移動手段と、前記開口が前記第１の地点に移動した際に前記レンズの焦点位置に一致するように配置され、開口から射出された前記赤外線を受光すると共に、赤外線による温度変化が生じたときに検出信号を出力する焦電センサと、を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
A pyroelectric infrared detector according to the present invention is a pyroelectric infrared detector that detects infrared rays to detect a heat source, and supports a lens that collects the infrared rays, and supports and collects the lenses. A main body made of a semiconductor material that is optically transparent to infrared rays, and the main body is slid in the radial direction of the lens. A holding body that can be held, and provided between the main body and the holding body, so that the opening periodically reciprocates between a first point and a second point that are separated by a certain distance. Moving means for sliding the main body portion in the radial direction, and the infrared ray emitted from the opening are arranged so as to coincide with the focal position of the lens when the opening moves to the first point. Temperature change due to infrared rays Characterized in that it comprises a pyroelectric sensor for outputting a detection signal when the has occurred.

この発明に係る焦電型赤外線検出器においては、熱源が検出範囲内に侵入してきた場合、熱源から発せられた赤外線がレンズに入射する。この入射した赤外線は、レンズで集光された後に開口から支持体の外部に射出される。なお、初期状態として開口が第１の地点に位置しているとして説明する。開口から射出された赤外線は、レンズの焦点位置に配置された焦電センサに入射する。すると、焦電センサは、赤外線による熱エネルギーによって温度変化するので内部で自発分極が生じる。そして焦電センサは、この自発分極が生じたときに検出信号を出力する。つまり、焦電センサは、赤外線の変化により熱源が検出範囲内に侵入してきたことを検出し、検出信号を出力する。従って、この検出信号をモニタすることで、非接触で熱源を検知することができる。 In the pyroelectric infrared detector according to the present invention, when a heat source enters the detection range, infrared rays emitted from the heat source enter the lens. The incident infrared rays are collected by the lens and then emitted from the opening to the outside of the support. In the following description, it is assumed that the opening is located at the first point as an initial state. Infrared light emitted from the aperture is incident on a pyroelectric sensor disposed at the focal position of the lens. Then, since the pyroelectric sensor changes in temperature due to thermal energy by infrared rays, spontaneous polarization occurs inside. The pyroelectric sensor outputs a detection signal when this spontaneous polarization occurs. That is, the pyroelectric sensor detects that the heat source has entered the detection range due to a change in infrared rays, and outputs a detection signal. Therefore, by monitoring this detection signal, the heat source can be detected in a non-contact manner.

ところで、熱源が検出範囲内で静止した場合には、赤外線が変化しないので、焦電センサの温度が一定してしまう。よって、焦電センサは自発分極が中和され、検出信号を出力することができない。しかしながら、本発明によれば、熱源が静止している場合であっても、検知を行うことができる。まず、移動手段はスライド可能に保持されている本体部をレンズの径方向に往復移動させる。これにより、支持体の開口は、第１の地点と該地点から一定距離離間した第２の地点との間を周期的に往復移動する。そのため、熱源が静止したとしても、焦電センサに赤外線を周期的に入射させることができる。つまり、赤外線を強制的に変化させることができ、焦電センサの温度変化を引き起こして自発分極を周期的に生じさせることができる。その結果、熱源が静止していたとしても、検出信号を周期的に出力させ続けることができ、やはり非接触で熱源を検知することができる。 By the way, when the heat source is stationary within the detection range, since the infrared rays do not change, the temperature of the pyroelectric sensor becomes constant. Therefore, the pyroelectric sensor is neutralized in spontaneous polarization and cannot output a detection signal. However, according to the present invention, detection can be performed even when the heat source is stationary. First, the moving means reciprocates the main body that is slidably held in the radial direction of the lens. As a result, the opening of the support periodically reciprocates between the first point and the second point spaced apart from the point by a certain distance. Therefore, even if the heat source is stationary, infrared rays can be periodically incident on the pyroelectric sensor. That is, infrared rays can be forcibly changed, and spontaneous polarization can be periodically generated by causing a temperature change of the pyroelectric sensor. As a result, even if the heat source is stationary, the detection signal can be continuously output, and the heat source can be detected without contact.

このように、本発明に係る焦電型赤外線検出器によれば、熱源が静止或いは移動のどちらの状態であっても、熱源を正確に検知することができる。しかも、従来の液晶チョッパのように温度によって性能が左右されるものではなく、本体部を往復移動させるだけの構成であるので、温度等の環境条件によって性能が左右される恐れがない。また、検出範囲を超えるほど熱源が大きい場合であっても、本体部を往復移動させる構成であるので、焦電センサに入射する赤外線を確実に変化させることができる。従って、熱源の大きさに影響されることなく、正確に検知することができる。 Thus, according to the pyroelectric infrared detector of the present invention, the heat source can be accurately detected regardless of whether the heat source is stationary or moving. In addition, the performance is not affected by the temperature as in a conventional liquid crystal chopper, but the configuration is merely a reciprocating movement of the main body, so that the performance is not affected by environmental conditions such as temperature. In addition, even when the heat source is large enough to exceed the detection range, the infrared ray incident on the pyroelectric sensor can be reliably changed because the main body is reciprocated. Therefore, it can detect correctly, without being influenced by the magnitude | size of a heat source.

更に、レンズ及び支持体を有する本体部は、半導体材料で形成されているので、ＭＥＭＳ技術や半導体技術を応用して容易に小型化を図ることができる。従って、全体のサイズを非常にコンパクトで小型にすることができる。しかも、レンズの設計段階で焦点距離を自在に調整できるので、レンズと焦電センサとの距離を極力接近させることが可能である。この点においても、小型化を図り易い。 Furthermore, since the main body having the lens and the support is made of a semiconductor material, it can be easily reduced in size by applying MEMS technology or semiconductor technology. Therefore, the overall size can be made very compact and small. In addition, since the focal length can be freely adjusted at the lens design stage, it is possible to make the distance between the lens and the pyroelectric sensor as close as possible. In this respect, it is easy to reduce the size.

また、本発明に係る焦電型赤外線検出器は、上記本発明の焦電型赤外線検出器において、前記支持体には、前記赤外線が前記開口以外を経由して前記焦電センサに入射することを防止する遮光膜が形成されていることを特徴とする。 The pyroelectric infrared detector according to the present invention is the pyroelectric infrared detector according to the present invention, wherein the infrared ray is incident on the pyroelectric sensor via the opening other than the opening. A light-shielding film for preventing the above is formed.

この発明に係る焦電型赤外線検出器においては、開口以外の領域が遮光膜によって遮光されているので、開口を通過する以外のルートで赤外線が焦電センサに入射してしまうことを防止することができる。開口以外を経由して焦電センサに入射する赤外線は、外乱となってしまうが、遮光膜によって外乱となってしまう赤外線を遮光することができる。よって、検出に必要な赤外線（開口を通過する赤外線）だけを焦電センサに確実に入射させることができる。従って、ノイズ等をできるだけ抑えた検出信号を出力することができ、より正確に熱源の検知を行うことができる。 In the pyroelectric infrared detector according to the present invention, since the region other than the opening is shielded by the light shielding film, it is possible to prevent infrared rays from entering the pyroelectric sensor through a route other than passing through the opening. Can do. Infrared rays incident on the pyroelectric sensor via other than the aperture are disturbed, but the infrared rays that are disturbed by the light shielding film can be shielded. Therefore, only infrared rays necessary for detection (infrared rays passing through the aperture) can be reliably incident on the pyroelectric sensor. Therefore, it is possible to output a detection signal that suppresses noise or the like as much as possible, and to detect the heat source more accurately.

また、本発明に係る焦電型赤外線検出器は、上記本発明の焦電型赤外線検出器において、前記焦電センサが、前記開口が前記第２の地点に移動した際に前記レンズの焦点位置に一致するようにさらに配置されて、開口が前記２つの地点のいずれに移動してきたときにも前記赤外線を受光可能とされ、前記第１の地点に対応した前記焦電センサから出力された検出信号と、前記第２の地点に対応した前記焦電センサから出力された検出信号とを、差動増幅する差動増幅回路を備えていることを特徴とする。 The pyroelectric infrared detector according to the present invention is the pyroelectric infrared detector of the present invention described above, wherein the pyroelectric sensor has a focal position of the lens when the opening moves to the second point. Is detected so that the infrared light can be received when the aperture has moved to any of the two points, and the detection is output from the pyroelectric sensor corresponding to the first point. A differential amplifier circuit that differentially amplifies a signal and a detection signal output from the pyroelectric sensor corresponding to the second point is provided.

この発明に係る焦電型赤外線検出器においては、焦電センサが２つ設けられているので、移動手段により第１の地点と第２の地点との間で開口を周期的に往復移動させた際に、開口がどちらの地点にあっても、焦電センサに赤外線を入射させることができる。そして、２つの焦電センサからそれぞれ出力された検出信号は、差動増幅回路に送られる。すると、差動増幅回路は、送られてきた２つの検出信号の差をとりながら増幅する。この際、２つの焦電センサから出力される検出信号は、同一周期で且つ逆位相となっている。 In the pyroelectric infrared detector according to the present invention, since two pyroelectric sensors are provided, the opening is periodically reciprocated between the first point and the second point by the moving means. In any case, infrared rays can be incident on the pyroelectric sensor regardless of where the opening is located. The detection signals output from the two pyroelectric sensors are sent to the differential amplifier circuit. Then, the differential amplifier circuit amplifies the difference between the two detection signals sent. At this time, the detection signals output from the two pyroelectric sensors have the same period and opposite phases.

そのため、差動増幅回路によって２つの検出信号の差をとりながら増幅することで、信号レベルを略２倍に増幅することができる。従って、より正確に熱源を検知することができる。しかも、何らかの理由によって２つの焦電センサからそれぞれ出力される検出信号にノイズ等が乗ってしまった場合であっても、差動増幅することでノイズを打ち消してキャンセルことができる。従って、この点においても正確に熱源を検知することができる。 Therefore, it is possible to amplify the signal level almost twice by amplifying the difference between the two detection signals by the differential amplifier circuit. Therefore, the heat source can be detected more accurately. Moreover, even if noise or the like is added to the detection signals output from the two pyroelectric sensors for some reason, the noise can be canceled and canceled by differential amplification. Accordingly, the heat source can be accurately detected in this respect.

また、本発明に係る焦電型赤外線検出器は、上記本発明の焦電型赤外線検出器において、前記移動手段が、駆動電圧が印加されたときに前記本体部を静電力によって引き寄せる電極と、該電極に所定のタイミングで駆動電圧を印加する印加手段と、を備えていることを特徴とする。 Further, the pyroelectric infrared detector according to the present invention is the pyroelectric infrared detector according to the present invention, wherein the moving means draws the main body portion by electrostatic force when a driving voltage is applied; Applying means for applying a driving voltage to the electrode at a predetermined timing.

この発明に係る焦電型赤外線検出器においては、本体部を移動させる場合、まず印加手段が電極に駆動電圧を印加する。すると電極は、半導体材料からなる本体部と電極との間に発生する静電力を利用して本体部を引き寄せる。これにより、本体部を確実に移動させることができる。特に、モータ等の大掛かりな構成とは違い、電極を利用するだけの容易な構成で移動手段を実現できるので、小型化を図りやすい。また、駆動電圧を印加するだけで瞬時且つ滑らかに本体部を移動させることができるので、赤外線を早い周期で正確に変化させることができる。よって、熱源の検知を安定して行うことができる。 In the pyroelectric infrared detector according to the present invention, when moving the main body, first, the applying means applies a driving voltage to the electrodes. Then, an electrode draws a main-body part using the electrostatic force which generate | occur | produces between the main-body part which consists of semiconductor materials, and an electrode. Thereby, a main-body part can be moved reliably. In particular, unlike a large-scale configuration of a motor or the like, the moving means can be realized with an easy configuration using only electrodes, so that it is easy to reduce the size. Further, since the main body can be moved instantaneously and smoothly only by applying the driving voltage, the infrared rays can be accurately changed at an early cycle. Therefore, the heat source can be detected stably.

また、本発明に係る焦電型赤外線検出器は、上記本発明の焦電型赤外線検出器において、前記レンズに入射する前記赤外線の波長を、予め決められた範囲に調整する波長調整手段を備えていることを特徴とする。 Further, the pyroelectric infrared detector according to the present invention is the pyroelectric infrared detector according to the present invention, further comprising wavelength adjusting means for adjusting the wavelength of the infrared light incident on the lens to a predetermined range. It is characterized by.

この発明に係る焦電型赤外線検出器においては、波長調整手段によって予め決められた範囲に収まった波長の赤外線だけをレンズに入射させることができる。そのため、例えば人体が発する赤外線を検知するといったことが可能である。このように、検知する熱源の種類を自由に設定することができ、使い易い高品質な検出器とすることができる。 In the pyroelectric infrared detector according to the present invention, only infrared rays having a wavelength within a range predetermined by the wavelength adjusting means can be incident on the lens. Therefore, for example, it is possible to detect infrared rays emitted by a human body. In this way, the type of heat source to be detected can be freely set, and a high-quality detector that is easy to use can be obtained.

本発明に係る焦電型赤外線検出器によれば、小型化を容易に図ることができるうえ、熱源の大きさや温度等の環境条件に左右されることなく均一な性能を確保でき、静止或いは移動のどちらの状態であっても熱源を正確に検知することができる。 According to the pyroelectric infrared detector of the present invention, it is possible to easily reduce the size, and to ensure uniform performance regardless of environmental conditions such as the size and temperature of the heat source, and can be stationary or moving. In either state, the heat source can be accurately detected.

（第１実施形態）
以下、本発明に係る焦電型赤外線検出器の第１実施形態について、図１から図９を参照して説明する。
本実施形態の焦電型赤外線検出器１は、人体等の図示しない熱源から発せられた赤外線ＩＲを検出することで、熱源を検知する検出器であって、図１から図４に示すように本体部２と、保持体３と、移動手段４と、焦電センサ５とで主に構成されている。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a pyroelectric infrared detector according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The pyroelectric infrared detector 1 of the present embodiment is a detector that detects a heat source by detecting infrared IR emitted from a heat source (not shown) such as a human body, as shown in FIGS. 1 to 4. The main body 2, the holding body 3, the moving means 4, and the pyroelectric sensor 5 are mainly configured.

本体部２は、赤外線ＩＲに対して光学的に透明な半導体材料であるＳｉを利用して一般的な半導体技術により形成されたものであって、一体的に形成されたレンズ１０と該レンズ１０を支持する支持体１１とで主に構成されている。なお、半導体材料はＳｉに限定されるものではなく、赤外線ＩＲに対して光学的に透明なものであれば、自由に選択して構わない。 The main body 2 is formed by a general semiconductor technology using Si, which is a semiconductor material that is optically transparent with respect to the infrared IR. The main body 2 is formed integrally with the lens 10 and the lens 10. And a support 11 that supports the main body. The semiconductor material is not limited to Si, and may be freely selected as long as it is optically transparent to infrared IR.

レンズ１０は、球面平凸状に形成されており、入射してくる赤外線ＩＲを集光する役割を担っている。支持体１１は、上面視略正方形状に形成されており、略中心に支持体１１を貫通する貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２は、支持体１１の上面から下面に向かって漸次径が縮径する断面テーパー状に形成されている。そして、レンズ１０は、この貫通孔１２を塞ぐように支持体１１の上面側に一体的に形成されている。また、支持体１１の下面側には、貫通孔１２の開口１３が形成されている。この開口１３は、直径が略１５０μｍ程度のサイズであり、レンズ１０で集光された赤外線ＩＲを支持体１１の外部に射出させる開口として機能する。
このように構成されているので、レンズ１０で集光された赤外線ＩＲは、支持体１１の下面側に向けて貫通孔１２内を進んだ後、開口１３から射出されるようになっている。 The lens 10 is formed in a spherical plano-convex shape and plays a role of collecting incident infrared IR. The support 11 is formed in a substantially square shape when viewed from above, and a through hole 12 penetrating the support 11 is formed at a substantially center. The through-hole 12 is formed in a cross-sectional taper shape in which the diameter gradually decreases from the upper surface to the lower surface of the support 11. The lens 10 is integrally formed on the upper surface side of the support 11 so as to close the through hole 12. An opening 13 of the through hole 12 is formed on the lower surface side of the support 11. The opening 13 has a diameter of about 150 μm and functions as an opening for emitting the infrared IR condensed by the lens 10 to the outside of the support 11.
Since it is configured in this way, the infrared IR condensed by the lens 10 travels through the through-hole 12 toward the lower surface side of the support 11, and is then emitted from the opening 13.

また、支持体１１の４つの側面のうちレンズ１０を挟んで対向する２つの側面には、外方に突出した鍔部１１ａがそれぞれ形成されている。この鍔部１１ａは、支持体１１の上部側において、レンズ１０の径方向（図１及び２に示す矢印Ｌ方向）に延在するように形成されている。このように構成された本体部２は、電気的にグランドに接続されている。 Further, out of the four side surfaces of the support 11, two side surfaces facing each other across the lens 10 are respectively formed with flange portions 11 a that protrude outward. The flange 11a is formed on the upper side of the support 11 so as to extend in the radial direction of the lens 10 (the direction of the arrow L shown in FIGS. 1 and 2). The main body 2 configured in this way is electrically connected to the ground.

上記保持体３は、本体部２をレンズ１０の径方向にスライド可能に保持するものであって、本体部２の周囲を囲む上面視略正方形状の枠体１５と、枠体１５の底部を塞ぐ底板１６と、で主に構成されている。枠体１５の４つの側面のうち対向する２つの側面の内面には、スライド溝１７ａが形成されたガイド部１７が形成されている。そして、これらスライド溝１７ａ内に支持体１１の鍔部１１ａがそれぞれスライド自在に嵌り込んでいる。これにより、本体部２は、保持体３によって径方向にスライド可能に保持されている。なお、鍔部１１ａがスライド溝１７ａに嵌り込んでいる状態において、支持体１１の下面と底板１６との間には所定の隙間が空くように設計されている。 The holding body 3 holds the main body 2 so as to be slidable in the radial direction of the lens 10, and includes a frame 15 having a substantially square shape in top view surrounding the periphery of the main body 2 and a bottom of the frame 15. It is mainly composed of a bottom plate 16 to be closed. A guide portion 17 in which a slide groove 17a is formed is formed on the inner surfaces of two opposing side surfaces of the four side surfaces of the frame body 15. And the flange part 11a of the support body 11 is slidably fitted in these slide grooves 17a, respectively. Thus, the main body 2 is held by the holding body 3 so as to be slidable in the radial direction. In addition, it is designed such that a predetermined gap is provided between the lower surface of the support 11 and the bottom plate 16 in a state where the flange portion 11a is fitted in the slide groove 17a.

また、枠体１５の４つの側面のうち残りの２つの側面には、駆動電圧が印加されたときに本体部２を静電力によって引き寄せる一対の電極１８、１９がそれぞれ形成されている。これら電極１８、１９は、図示しない制御部によって制御されるスイッチ２０を介して電源２１に電気的に接続されている。よって、制御部がスイッチ２０の切り替えタイミングを制御することで、一対の電極１８、１９に対して所定のタイミングで交互に駆動電圧を印加することができるようになっている。
このように構成されているので、本体部２を一対の電極１８、１９間、即ち径方向に沿って往復移動させることができるようになっている。なお、スイッチ２０、電源２１及び制御部は、電極１８、１９に所定のタイミングで駆動電圧を印加する印加手段２２として機能する。 A pair of electrodes 18 and 19 are formed on the remaining two side surfaces of the four side surfaces of the frame 15 to attract the main body 2 by electrostatic force when a driving voltage is applied. These electrodes 18 and 19 are electrically connected to a power source 21 via a switch 20 controlled by a control unit (not shown). Therefore, the control unit controls the switching timing of the switch 20 so that the drive voltage can be alternately applied to the pair of electrodes 18 and 19 at a predetermined timing.
Since it is configured in this way, the main body 2 can be reciprocated between the pair of electrodes 18, 19, that is, along the radial direction. The switch 20, the power source 21, and the control unit function as an application unit 22 that applies a driving voltage to the electrodes 18 and 19 at a predetermined timing.

また、本体部２の往復移動に伴って、支持体１１に形成された開口１３は、互いに一定距離離間した第１の地点と第２の地点との間を周期的に往復移動する。なお、第１の地点とは、本体部２が一方の電極１８による引き寄せによって移動したときに、開口１３が位置する地点であり、第２の地点とは、本体部２が他方の電極１９による引き寄せによって移動したときに、開口１３が位置する地点である。つまり、支持体１１の開口１３は、第１の地点又は第２の地点のいずれかの地点に位置するようになっている。
なお、上述した一対の電極１８、１９及び印加手段２２は、支持体１１の開口１３が第１の地点と第２の地点との間で周期的に往復移動するように本体部２を径方向にスライド移動させる上記移動手段４として機能する。 As the main body 2 reciprocates, the opening 13 formed in the support 11 periodically reciprocates between a first point and a second point that are separated from each other by a certain distance. The first point is a point where the opening 13 is located when the main body part 2 is moved by drawing by one electrode 18, and the second point is the main part 2 by the other electrode 19. This is the point where the opening 13 is located when moved by pulling. That is, the opening 13 of the support 11 is located at either the first point or the second point.
Note that the pair of electrodes 18 and 19 and the application means 22 described above move the main body 2 in the radial direction so that the opening 13 of the support 11 periodically reciprocates between the first point and the second point. It functions as the moving means 4 for sliding and moving.

なお、上述した保持体３及び一対の電極１８、１９を、Ｓｉ等の半導体材料を利用して一体的に形成しても構わない。この場合には、枠体１５を介して一対の電極１８、１９間が導通しないように、例えば電極１８、１９と枠体１５との間に絶縁膜を形成しておけば良い。 The holding body 3 and the pair of electrodes 18 and 19 described above may be integrally formed using a semiconductor material such as Si. In this case, for example, an insulating film may be formed between the electrodes 18 and 19 and the frame 15 so that the pair of electrodes 18 and 19 are not electrically connected via the frame 15.

上記焦電センサ５は、支持体１１の底板１６上に固定されたプレート２５上に載置されている。この際、焦電センサ５は、支持体１１の開口１３が第１の地点に移動した際に、開口１３に対向し且つレンズ１０の焦点位置に一致するように配置されている。つまり、この焦電センサ５は、本体部２が一方の電極１８による引き寄せによって移動して開口１３が第１の地点に達したときに、開口１３から射出された赤外線ＩＲを受光するようになっている。また、焦電センサ５は、赤外線ＩＲによる温度変化が生じたときに検出信号（検出電圧）Ｖ₁を出力するようになっている。
なお、この焦電センサ５は、直径略１５０μｍ程度の開口１３と略同じ大きさかそれより小さいサイズのものが好ましい。本実施形態では、上面視略正方形状で対角の長さが略１５０μｍ程度のサイズの焦電センサ５を図示している。 The pyroelectric sensor 5 is placed on a plate 25 fixed on the bottom plate 16 of the support 11. At this time, the pyroelectric sensor 5 is disposed so as to face the opening 13 and coincide with the focal position of the lens 10 when the opening 13 of the support 11 moves to the first point. That is, the pyroelectric sensor 5 receives the infrared IR emitted from the opening 13 when the main body 2 is moved by being attracted by the one electrode 18 and the opening 13 reaches the first point. ing. The pyroelectric sensor 5 outputs a detection signal (detection voltage) V ₁ when a temperature change due to the infrared IR occurs.
The pyroelectric sensor 5 preferably has a size substantially equal to or smaller than the opening 13 having a diameter of about 150 μm. In the present embodiment, a pyroelectric sensor 5 having a substantially square shape in a top view and a diagonal length of approximately 150 μm is illustrated.

ところで、本実施形態の支持体１１の内面（テーパー面）には、図３及び図４に示すように、レンズ１０を介して入射してくる赤外線ＩＲを遮光するアルミ等の遮光膜２６が形成されている。これにより、赤外線ＩＲが開口１３以外を経由して焦電センサ５に入射してしまうことを防止している。なお、図１においては遮光膜２６の図示を省略している。 Incidentally, on the inner surface (tapered surface) of the support 11 of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a light shielding film 26 made of aluminum or the like that shields infrared IR incident through the lens 10 is formed. Has been. This prevents the infrared IR from entering the pyroelectric sensor 5 via other than the opening 13. In FIG. 1, the light shielding film 26 is not shown.

次に、このように構成された焦電型赤外線検出器１を利用して、熱源を検知する場合について説明する。
なお、初期状態として、図５及び図６に示すように支持体１１の開口１３が既に第１の地点に移動しているものとして説明する。つまり、一方の電極１８に駆動電圧が印加されるようにスイッチ２０が切り替わり、一方の電極１８が静電力により本体部２を引き寄せている状態であるとして説明する。 Next, the case where a heat source is detected using the pyroelectric infrared detector 1 configured as described above will be described.
In addition, as an initial state, it demonstrates as the opening 13 of the support body 11 has already moved to the 1st point as shown in FIG.5 and FIG.6. That is, the description will be made assuming that the switch 20 is switched so that the drive voltage is applied to one electrode 18 and the one electrode 18 is attracting the main body 2 by electrostatic force.

まず、このような初期状態のもと、熱源が検出範囲内に侵入してきた場合について説明する。この場合には、熱源の侵入に伴って、熱源から発せられた赤外線ＩＲがレンズ１０に入射してくる。すると、入射した赤外線ＩＲは、レンズ１０で集光されてスポットサイズが直径１００μｍ程度に小さくなった後、開口１３から支持体１１の外部に射出される。そして、開口１３から射出された赤外線ＩＲは、レンズ１０の焦点位置に配置された焦電センサ５に入射する。すると、焦電センサ５は、赤外線ＩＲによる熱エネルギーによって温度変化するので、内部で自発分極が生じる。焦電センサ５は、この自発分極が生じたときに検出信号Ｖ₁を出力する。
つまり、焦電センサ５は、赤外線ＩＲの変化により熱源が検出範囲内に侵入してきたことを検出し、検出信号Ｖ₁を出力する。従って、この検出信号Ｖ₁をモニタすることで、非接触で熱源を検知することができる。 First, the case where the heat source has entered the detection range under such an initial state will be described. In this case, infrared IR emitted from the heat source enters the lens 10 as the heat source enters. Then, the incident infrared IR is condensed by the lens 10 and the spot size is reduced to about 100 μm in diameter, and then emitted from the opening 13 to the outside of the support 11. The infrared IR emitted from the opening 13 enters the pyroelectric sensor 5 disposed at the focal position of the lens 10. Then, since the pyroelectric sensor 5 changes in temperature due to the thermal energy generated by the infrared IR, spontaneous polarization occurs inside. The pyroelectric sensor 5 outputs a detection signal V ₁ when this spontaneous polarization occurs.
That is, the pyroelectric sensor 5 detects that the heat source has entered the detection range due to a change in the infrared IR, and outputs the detection signal V ₁ . Therefore, the heat source can be detected in a non-contact manner by monitoring the detection signal V ₁ .

ところで、検出範囲内に侵入してきた熱源が静止した場合には、レンズ１０に入射してくる赤外線ＩＲが変化しないので、焦電センサ５の温度が一定してしまう。よって、焦電センサ５は、自発分極が中和され、検出信号を出力することができない。
しかしながら、本実施形態の焦電型赤外線検出器１によれば、熱源が静止した場合であっても検知を行うことができる。まず、移動手段４によりスライド移動可能に保持されている本体部２をレンズ１０の径方向に往復移動させる。 By the way, when the heat source that has entered the detection range is stationary, the infrared light IR incident on the lens 10 does not change, so that the temperature of the pyroelectric sensor 5 becomes constant. Accordingly, the pyroelectric sensor 5 cannot neutralize the spontaneous polarization and output a detection signal.
However, according to the pyroelectric infrared detector 1 of the present embodiment, detection can be performed even when the heat source is stationary. First, the main body 2 that is slidably held by the moving means 4 is reciprocated in the radial direction of the lens 10.

具体的には、図５及び図６に示す状態から、制御部によってスイッチ２０を切り替えて、図７及び図８に示すように、他方の電極１９に駆動電圧を印加する。すると、本体部２は、静電力によって引き寄せられ、他方の電極１９側に移動する。これにより、支持体１１の開口１３は、第２の地点に移動する。そして、移動した瞬間に再度制御部によってスイッチ２０を切り替えて一方の電極１８に駆動電圧を印加し、本体部２を一方の電極１８側に再度移動させる。
このように、図９に示すごとく一対の電極１８、１９に所定のタイミングで駆動電圧を交互に印加することで、本体部２を一対の電極１８、１９間、即ち径方向に往復移動させることができる。これにより、支持体１１の開口１３は、第１の地点と第２の地点との間を往復移動する。そのため、熱源が静止したとしても、焦電センサ５に赤外線ＩＲを周期的に入射させることができる。
なお、本体部２を往復移動させるタイミングとしては、例えば、検出範囲内に熱源が侵入し、焦電センサ５に赤外線ＩＲが入射した時点で往復移動を開始しても構わないし、検出範囲内に熱源が侵入した後、焦電センサ５の温度変化が一定となった時点で往復移動を開始させても構わない。 Specifically, the switch 20 is switched by the control unit from the state shown in FIGS. 5 and 6, and the drive voltage is applied to the other electrode 19 as shown in FIGS. 7 and 8. Then, the main body 2 is attracted by the electrostatic force and moves to the other electrode 19 side. Thereby, the opening 13 of the support body 11 moves to the second point. Then, at the moment of movement, the switch 20 is switched again by the control unit to apply a driving voltage to one electrode 18, and the main body 2 is moved again to the one electrode 18 side.
In this way, as shown in FIG. 9, by alternately applying a driving voltage to the pair of electrodes 18 and 19 at a predetermined timing, the main body 2 is reciprocated between the pair of electrodes 18 and 19, that is, in the radial direction. Can do. Thereby, the opening 13 of the support 11 reciprocates between the first point and the second point. Therefore, even if the heat source is stationary, the infrared IR can be periodically incident on the pyroelectric sensor 5.
As the timing for reciprocating the main body 2, for example, the reciprocation may be started when the heat source enters the detection range and the infrared IR is incident on the pyroelectric sensor 5. After the heat source has entered, the reciprocation may be started when the temperature change of the pyroelectric sensor 5 becomes constant.

上述したように、熱源が静止したとしても焦電センサ５に赤外線ＩＲを周期的に入射させることができるので、赤外線ＩＲを強制的に変化させることができ、焦電センサ５の温度変化を引き起こして自発分極を周期的に生じさせることができる。その結果、熱源が静止していたとしても、図９に示すように検出信号Ｖ₁を周期的（例えば、１Ｈｚ〜５Ｈｚの周波数で）に出力させ続けることができる。従って、やはり非接触で熱源を検知することができる。 As described above, even when the heat source is stationary, the infrared IR can be periodically incident on the pyroelectric sensor 5, so that the infrared IR can be forcibly changed, causing a temperature change of the pyroelectric sensor 5. Thus, the spontaneous polarization can be generated periodically. As a result, even if the heat source is stationary, the detection signal V ₁ can be continuously output periodically (for example, at a frequency of ₁ Hz to 5 Hz) as shown in FIG. Therefore, the heat source can be detected without contact.

このように本実施形態の焦電型赤外線検出器１によれば、熱源が静止状態或いは移動状態のどちらの状態であっても、熱源を正確に検知することができる。しかも、従来液晶チョッパのように温度によって性能が左右されるものではなく、本体部２を往復移動させるだけの構成であるので、温度等の環境条件によって性能が左右される恐れがない。また、検出範囲を超えるほど熱源が大きい場合であっても、本体部２を往復移動させる構成であるので、焦電センサ５に入射する赤外線ＩＲを確実に変化させることができる、従って、熱源の大きさに影響されることなく、正確に検知することができる。 Thus, according to the pyroelectric infrared detector 1 of the present embodiment, the heat source can be accurately detected regardless of whether the heat source is in a stationary state or a moving state. In addition, the performance is not affected by the temperature as in the conventional liquid crystal chopper, but the structure is merely configured to reciprocate the main body 2, so that the performance is not affected by environmental conditions such as temperature. Even when the heat source is large enough to exceed the detection range, the infrared ray IR incident on the pyroelectric sensor 5 can be reliably changed because the main body 2 is reciprocally moved. It is possible to detect accurately without being influenced by the size.

しかも、支持体１１の内面には遮光膜２６が形成されているので、開口１３を通過する以外のルートで赤外線ＩＲが支持体１１を透過して焦電センサ５に入射することがない。開口１３以外を通過する以外のルートで焦電センサ５に入射する赤外線ＩＲは、外乱となってしまうが、遮光膜２６によって外乱の原因となる赤外線ＩＲを遮光できるので、検出に必要な赤外線ＩＲ（開口１３を通過する赤外線ＩＲ）だけを焦電センサ５に確実に入射させることができる。例えば、開口１３が第２の地点に移動しているときに、支持体１１を透過して赤外線ＩＲが焦電センサ５に入射することがない。従って、ノイズ等がない検出信号を出力することができ、正確に熱源の検知を行うことができる。 In addition, since the light shielding film 26 is formed on the inner surface of the support 11, infrared IR does not pass through the support 11 and enter the pyroelectric sensor 5 through a route other than passing through the opening 13. Infrared IR incident on the pyroelectric sensor 5 through a route other than passing through the opening 13 becomes a disturbance, but the infrared IR that causes the disturbance can be shielded by the light-shielding film 26, so that the infrared IR necessary for detection is used. Only (infrared IR passing through the opening 13) can be reliably incident on the pyroelectric sensor 5. For example, when the opening 13 is moved to the second point, the infrared ray IR does not enter the pyroelectric sensor 5 through the support 11. Therefore, a detection signal free from noise or the like can be output, and the heat source can be accurately detected.

また、レンズ１０及び支持体１１で主に構成される本体部２は、半導体材料で形成されているので、ＭＥＭＳ技術や半導体技術を応用して容易に小型化を図ることができる。従って、全体のサイズを非常にコンパクトで小型、例えば、５ｍｍ角程度にすることができる。しかも、レンズ１０の設計段階で焦点距離を自在に調整できるので、レンズ１０と焦電センサ５との距離を極力接近させることが可能である。この点においても、小型化を図り易い。 Moreover, since the main body 2 mainly composed of the lens 10 and the support 11 is formed of a semiconductor material, it can be easily reduced in size by applying MEMS technology or semiconductor technology. Therefore, the overall size can be made very compact and small, for example, about 5 mm square. Moreover, since the focal length can be freely adjusted at the design stage of the lens 10, the distance between the lens 10 and the pyroelectric sensor 5 can be made as close as possible. In this respect, it is easy to reduce the size.

更に、モータ等の大掛かりな構成とは違い、電極１８、１９を利用するだけの容易な構成で移動手段４を実現できるので、小型化を図り易い。また、駆動電圧を印加するだけで瞬時且つ滑らかに本体部２を移動させることができるので、赤外線ＩＲを早い周期で正確に変化させることができる。よって、熱源の検知を安定して行うことができる。 Furthermore, unlike the large-scale configuration of a motor or the like, the moving means 4 can be realized with an easy configuration that only uses the electrodes 18 and 19, and therefore it is easy to reduce the size. In addition, since the main body 2 can be moved instantaneously and smoothly only by applying the drive voltage, the infrared IR can be accurately changed at an early cycle. Therefore, the heat source can be detected stably.

（第２実施形態）
次に、本発明に係る焦電型赤外線検出器の第２実施形態を、図１０から図１７を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では焦電センサが１つだけであったのに対し、第２実施形態では焦電センサが２つ設けられている点である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the pyroelectric infrared detector according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that only one pyroelectric sensor is provided in the first embodiment, whereas two pyroelectric sensors are provided in the second embodiment. It is.

即ち、本実施形態の焦電型赤外線検出器３０は、図１０及び図１１に示すように、プレート２５上に焦電センサ５、３１が２つ並んだ状態で載置されている。詳細には、追加した焦電センサ３１は、支持体１１の開口１３が第２の地点に移動した際に、該開口１３に対向する位置で且つレンズ１０の焦点位置に一致する位置に配置されている。従って、本実施形態では、支持体１１の開口１３が第１の地点及び第２の地点のいずれに移動してきたとしても赤外線ＩＲを受光できるようになっている。 That is, the pyroelectric infrared detector 30 of this embodiment is placed on the plate 25 in a state where two pyroelectric sensors 5 and 31 are arranged side by side as shown in FIGS. Specifically, the added pyroelectric sensor 31 is disposed at a position that faces the opening 13 and coincides with the focal position of the lens 10 when the opening 13 of the support 11 moves to the second point. ing. Therefore, in this embodiment, the infrared ray IR can be received regardless of whether the opening 13 of the support 11 has moved to either the first point or the second point.

また、本実施形態の焦電型赤外線検出器３０は、第１の地点に対応した焦電センサ５から出力された検出信号Ｖ₁と、第２の地点に対応した焦電センサ３１から出力された検出信号Ｖ₂とを、差動増幅する差動増幅回路３２を備えている。
この差動増幅回路３２は、図１２に示すように回路構成されており、同位相信号に関しては打ち消し合う共に、逆位相信号に関しては加算する回路となっている。 Moreover, the pyroelectric infrared detector 30 of this embodiment is output from the detection signal V ₁ output from the pyroelectric sensor 5 corresponding to the _first point and the pyroelectric sensor 31 corresponding to the second point. A differential amplifier circuit 32 for differentially amplifying the detected signal V ₂ is provided.
The differential amplifier circuit 32 is configured as shown in FIG. 12, and is a circuit that cancels out the in-phase signals and adds up the opposite-phase signals.

このように構成された焦電型赤外線検出器３０においては、検出範囲内に熱源が侵入してきた場合の作用効果は、第１実施形態と同一である。一方、熱源が検出範囲内で静止した場合には、２つの焦電センサ５、３１を備えているので、移動手段４により支持体１１の開口１３を第１の地点と第２の地点との間で周期的に往復移動させた際に、開口１３がどちらの地点にあってもいずれかの焦電センサ５、３１に赤外線ＩＲを入射させることができる。 In the pyroelectric infrared detector 30 configured as described above, the operation and effects when the heat source enters the detection range are the same as those in the first embodiment. On the other hand, when the heat source is stationary within the detection range, since the two pyroelectric sensors 5 and 31 are provided, the opening 13 of the support 11 is moved between the first point and the second point by the moving means 4. Infrared IR can be incident on one of the pyroelectric sensors 5 and 31 regardless of the position of the opening 13.

つまり、図１３及び図１４に示すように、一方の電極１８に駆動電圧を印加して静電力により本体部２を該電極１８側に移動させると、焦電センサ５に赤外線ＩＲが入射する。これにより、焦電センサ５は、図１５に示すように検出信号Ｖ₁を出力する。一方、図１６及び図１７に示すように、他方の電極１９に駆動電圧を印加して静電力により本体部２を該電極１９側に移動させると、焦電センサ３１に赤外線ＩＲが入射する。これにより、焦電センサ３１は、図１５に示すように検出信号Ｖ₂を出力する。この際、赤外線ＩＲは、必ずどちらか一方の焦電センサ５、３１にしか入射しないので、２つの焦電センサ５、３１からそれぞれ出力される検出信号Ｖ₁、Ｖ₂は同一周期で且つ逆位相の信号となっている。 That is, as shown in FIGS. 13 and 14, when a drive voltage is applied to one electrode 18 and the main body 2 is moved toward the electrode 18 by electrostatic force, infrared IR is incident on the pyroelectric sensor 5. Thereby, the pyroelectric sensor 5 outputs the detection signal V ₁ as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIGS. 16 and 17, when a driving voltage is applied to the other electrode 19 and the main body 2 is moved toward the electrode 19 by electrostatic force, infrared IR is incident on the pyroelectric sensor 31. Thereby, the pyroelectric sensor 31 outputs a detection signal V ₂ as shown in FIG. At this time, since the infrared IR always enters only one of the pyroelectric sensors 5 and 31, the detection signals V ₁ and V ₂ output from the two pyroelectric sensors 5 and 31, respectively, have the same period and reverse. It is a phase signal.

そして、これら２つの焦電センサ５、３１から出力された検出信号Ｖ₁、Ｖ₂は、差動増幅回路３２に送られる。すると、差動増幅回路３２は、送られてきた２つの検出信号Ｖ₁、Ｖ₂の差をとりながら増幅するので、図１５に示すように出力信号Ｖ_outのレベルを略２倍に増幅することができる。従って、より正確に熱源を検知することができる。
しかも、何らかの理由（例えば、電源ノイズ、振動や衝撃等によるノイズ、電磁界ノイズ等）によって２つの焦電センサ５、３１からそれぞれ出力される検出信号Ｖ₁、Ｖ₂にノイズＮが乗ってしまった場合であっても、これらノイズＮは同位相であるので差動増幅により打ち消してキャンセルすることができる。従って、出力信号Ｖ_outからノイズＮを消すことができるので、この点においても正確に熱源を検知することができる。 The detection signals V ₁ and V ₂ output from the two pyroelectric sensors 5 and 31 are sent to the differential amplifier circuit 32. Then, the differential amplifier circuit 32 amplifies while taking the difference between the _two detection signals V ₁ and V ₂ sent thereto, so that the level of the output signal V _out is approximately doubled as shown in FIG. be able to. Therefore, the heat source can be detected more accurately.
In addition, for some reason (for example, power supply noise, noise due to vibration or shock, electromagnetic field noise, etc.), the noise N is added to the detection signals V ₁ and V ₂ output from the two pyroelectric sensors 5 and 31, respectively. Even in this case, these noises N have the same phase and can be canceled and canceled by differential amplification. Therefore, since the noise N can be eliminated from the output signal _Vout , the heat source can be accurately detected also in this respect.

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記各実施形態では、レンズを球面平凸型のレンズとしたが、この形状に限定されるものではなく、自由に設計して構わない。また、貫通孔の内面に遮光膜を形成したが、内面に限定されるものではない。例えば、開口を除く支持体の下面に遮光膜を形成しても良い。この場合であっても、赤外線が開口以外を経由して焦電センサに入射してしまうことを防止できるので、同様の作用効果を奏することができる。
また、支持体に断面テーパー状の貫通孔を形成することで、赤外線を射出するための開口を形成したが、貫通孔は必須ではない。例えば、図１８に示すように、支持体１１を箱形状に形成し、底面に開口１３を形成しても構わない。この場合であっても同様の作用効果を奏することができる。 For example, in each of the above embodiments, the lens is a spherical plano-convex lens. However, the lens is not limited to this shape, and may be freely designed. Moreover, although the light-shielding film is formed on the inner surface of the through hole, it is not limited to the inner surface. For example, a light shielding film may be formed on the lower surface of the support excluding the opening. Even in this case, it is possible to prevent the infrared rays from entering the pyroelectric sensor via other than the opening, so that the same effect can be obtained.
Moreover, although the opening for injecting infrared rays was formed by forming a through-hole having a tapered cross section in the support, the through-hole is not essential. For example, as shown in FIG. 18, the support 11 may be formed in a box shape and the opening 13 may be formed on the bottom surface. Even in this case, the same effect can be obtained.

また、上記各実施形態では、一対の電極で移動手段を構成したが、図１９に示すように、１つの電極４１とばね等の弾性部材４２とで移動手段４３を構成した焦電型赤外線検出器４０としても構わない。このように構成された焦電型赤外線検出器４０であっても、電極１９による静電力と、弾性部材４２の弾性力とを利用して、本体部２をやはり径方向（矢印Ｌ方向）に周期的に往復移動させることができる。従って、同様の作用効果を奏することができる。 In each of the above embodiments, the moving means is constituted by a pair of electrodes. However, as shown in FIG. 19, the pyroelectric infrared detection in which the moving means 43 is constituted by one electrode 41 and an elastic member 42 such as a spring. The container 40 may be used. Even in the pyroelectric infrared detector 40 configured as described above, the main body 2 is also moved in the radial direction (in the direction of the arrow L) using the electrostatic force generated by the electrode 19 and the elastic force of the elastic member 42. It can be reciprocated periodically. Accordingly, similar effects can be achieved.

また、上記各実施形態では、スライド溝が形成されたガイド部を利用して本体部をスライド可能に保持した構成にしたが、スライド可能に保持できればこのような構成に限定されるものではない。例えば、図２０に示すように、径方向（矢印Ｌ方向）に対して変位可能な支持体５１を利用して本体部２を支持する焦電型赤外線検出器５０としても構わない。このように構成された焦電型赤外線検出器５０であっても、同様の作用効果を奏することができる。特に、本体部２に鍔部１１ａを形成する必要がないので、本体部２の構成をより簡略化することができる。 Moreover, in each said embodiment, although it was set as the structure which hold | maintained the main-body part slidably using the guide part in which the slide groove | channel was formed, if it can hold | maintain so that a slide is possible, it will not be limited to such a structure. For example, as shown in FIG. 20, a pyroelectric infrared detector 50 that supports the main body 2 using a support body 51 that is displaceable in the radial direction (the direction of the arrow L) may be used. Even if it is the pyroelectric infrared detector 50 comprised in this way, there can exist the same effect. In particular, since it is not necessary to form the flange part 11a in the main body part 2, the configuration of the main body part 2 can be further simplified.

また、上記各実施形態において、電極と焦電センサとの間に静電シールド膜を形成しても構わない。このようにすることで、焦電センサに対して電界の影響を与えてしまうことを防止できるので、より好ましい。例えば、図２１に示すように、支持体１１の側面に静電シールド５５を形成すれば良い。 In each of the above embodiments, an electrostatic shield film may be formed between the electrode and the pyroelectric sensor. By doing in this way, since it can prevent giving the influence of an electric field with respect to a pyroelectric sensor, it is more preferable. For example, as shown in FIG. 21, an electrostatic shield 55 may be formed on the side surface of the support 11.

更に、上記実施形態において、図２２に示すように、レンズ１０に入射する赤外線ＩＲの波長を、予め決められた範囲に調整するバンドパスフィルタ（波長調整手段）５６を設けても構わない。この場合には、バンドパスフィルタ５６が予め決められた範囲の波長の赤外線ＩＲだけを通過させるので、この範囲内に収まった波長の赤外線ＩＲだけをレンズ１０に入射させることができる。例えば、８μｍ〜１２μｍだけの波長を通過させるバンドパスフィルタ５６にすることで、人体が発する赤外線ＩＲをレンズ１０に入射させることができる。この場合には、特に人体の検知に適した検出器とすることができる。従って、防犯等のセキュリティに最適な検出器として利用することができる。
このように、用途に応じたバンドパスフィルタを利用することで、検知する熱源の種類を自由に設定することができ、使い易い高品質な検出器とすることができる。 Furthermore, in the above embodiment, as shown in FIG. 22, a band pass filter (wavelength adjusting means) 56 for adjusting the wavelength of the infrared IR incident on the lens 10 to a predetermined range may be provided. In this case, since the band-pass filter 56 passes only the infrared IR having a wavelength in a predetermined range, only the infrared IR having a wavelength falling within this range can be incident on the lens 10. For example, by using the band-pass filter 56 that allows only wavelengths of 8 μm to 12 μm to pass, infrared IR emitted from the human body can be incident on the lens 10. In this case, it can be set as the detector especially suitable for the detection of a human body. Therefore, it can be used as an optimum detector for security such as crime prevention.
Thus, by using a bandpass filter according to the application, the type of heat source to be detected can be freely set, and a high-quality detector that is easy to use can be obtained.

本発明に係る焦電型赤外線検出器の第１実施形態を示す側面図である。1 is a side view showing a first embodiment of a pyroelectric infrared detector according to the present invention. 図１に示す焦電型赤外線検出器の上面図である。It is a top view of the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 図１に示す焦電型赤外線検出器のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 図１に示す焦電型赤外線検出器のＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 図１に示す焦電型赤外線検出器の作動を説明する図であって、本体部を一方の電極側に移動させたときの断面図である。It is a figure explaining the action | operation of the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 1, Comprising: It is sectional drawing when a main-body part is moved to the one electrode side. 図５に示す状態の上面図である。It is a top view of the state shown in FIG. 図５に示す状態から、本体部を他方の電極側に移動させた断面図である。It is sectional drawing which moved the main-body part to the other electrode side from the state shown in FIG. 図６に示す状態の上面図である。FIG. 7 is a top view of the state shown in FIG. 6. 図１に示す焦電型赤外線検出器の作動を説明する図であって、一対の電極に駆動電圧を印加するタイミングと、焦電センサが出力する検出信号との関係を示した関係図である。It is a figure explaining the action | operation of the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 1, Comprising: It is the relationship figure which showed the relationship between the timing which applies a drive voltage to a pair of electrodes, and the detection signal which a pyroelectric sensor outputs. . 本発明に係る焦電型赤外線検出器の第２実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the pyroelectric infrared detector which concerns on this invention. 図１０に示す焦電型赤外線検出器を構成する焦電センサの配置を示す図であって、矢印Ｃ−Ｃ方向から見た図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the pyroelectric sensor which comprises the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 10, Comprising: It is the figure seen from the arrow CC direction. 図１０に示す焦電型赤外線検出器を構成する作動増幅回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the action | operation amplifier circuit which comprises the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 図１０に示す焦電型赤外線検出器の作動を説明する図であって、本体部を一方の電極側に移動させたときの断面図である。It is a figure explaining the action | operation of the pyroelectric infrared detector shown in FIG. 10, Comprising: It is sectional drawing when a main-body part is moved to the one electrode side. 図１３に示す状態の上面図である。It is a top view of the state shown in FIG. 一対の電極に駆動電圧を印加するタイミングと、２つの焦電センサがそれぞれ出力する検出信号との関係を示した関係図である。It is the relationship figure which showed the relationship between the timing which applies a drive voltage to a pair of electrode, and the detection signal which each two pyroelectric sensors output. 図１３に示す状態から、本体部を他方の電極側に移動させた断面図である。It is sectional drawing which moved the main-body part to the other electrode side from the state shown in FIG. 図１６に示す状態の上面図である。It is a top view of the state shown in FIG. 本発明に係る焦電型赤外線検出器の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the pyroelectric infrared detector which concerns on this invention. 本発明に係る焦電型赤外線検出器の別の変形例を示す上面図である。It is a top view which shows another modification of the pyroelectric infrared detector which concerns on this invention. 本発明に係る焦電型赤外線検出器のさらに別の変形例を示す上面図である。It is a top view which shows another modification of the pyroelectric infrared detector which concerns on this invention. 電極と焦電センサとの間に静電シールド膜を形成した場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of forming an electrostatic shielding film between an electrode and a pyroelectric sensor. レンズに入射する赤外線の波長を調整するバンドパスフィルタを設けた場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of providing the band pass filter which adjusts the wavelength of the infrared rays which inject into a lens.

Explanation of symbols

Ｌ…レンズの径方向
ＩＲ…赤外線
１、３０、４０、５０…焦電型赤外線検出器
２…本体部
３…保持体
４…移動手段
５、３１…焦電センサ
１０…レンズ
１１…支持体
１３…支持体の開口
１８、１９、４１…電極
２２…印加手段
２６…遮光膜
３２…差動増幅回路
５５…バンドパスフィルタ（波長調整手段） L: Radial direction of lens IR: Infrared 1, 30, 40, 50 ... Pyroelectric infrared detector 2 ... Main body 3 ... Holding body 4 ... Moving means 5, 31 ... Pyroelectric sensor 10 ... Lens 11 ... Support 13 ... Openings 18, 19, 41 ... Electrodes 22 ... Applying means 26 ... Light shielding film 32 ... Differential amplifier circuit 55 ... Band pass filter (wavelength adjusting means)

Claims

A pyroelectric infrared detector that detects infrared rays and detects a heat source,
A lens that condenses the infrared light, and a support that supports the lens and has an opening that emits the infrared light collected by the lens to the outside, and is optically transparent to the infrared light. A main body made of a semiconductor material;
A holding body that holds the main body so as to be slidable in the radial direction of the lens;
The body part is provided between the body part and the holding body, and the body part is moved in the radial direction so that the opening periodically reciprocates between a first point and a second point separated by a certain distance. A moving means for sliding,
The aperture is arranged so as to coincide with the focal position of the lens when the aperture is moved to the first point, receives the infrared ray emitted from the aperture, and detects a detection signal when a temperature change due to the infrared ray occurs. A pyroelectric sensor for output,
The moving means includes an electrode that draws the main body portion by electrostatic force when a driving voltage is applied, and an applying means that applies the driving voltage to the electrode at a predetermined timing.
An electrostatic shield film is formed between the pyroelectric sensor and the electrode ,
The pyroelectric infrared detector, wherein the holding body is made of an elastic member that can be displaced with respect to a radial direction of the lens .

The pyroelectric infrared detector according to claim 1,
A pyroelectric infrared detector, wherein the support is formed with a light-shielding film that prevents the infrared light from entering the pyroelectric sensor via other than the opening.

The pyroelectric infrared detector according to claim 1 or 2,
The pyroelectric sensor is further arranged so as to coincide with the focal position of the lens when the opening moves to the second point, and the opening is moved to any of the two points. Infrared light can be received,
A differential amplifier circuit that differentially amplifies a detection signal output from the pyroelectric sensor corresponding to the first point and a detection signal output from the pyroelectric sensor corresponding to the second point; A pyroelectric infrared detector.

The pyroelectric infrared detector according to any one of claims 1 to 3,
A pyroelectric infrared detector comprising wavelength adjusting means for adjusting the wavelength of the infrared light incident on the lens to a predetermined range.