JPH0224523A - 焦電型赤外線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は侵入警報器、火災検知器等に用いられ特に天井
等に取り付けて使用される、広視野角を有する検知型の
焦電型赤外線検出器に関するものである。

（従来の技術〉 焦電型赤外線検出器は、赤外線エネルギーを受けて熱エ
ネルギーに換わり、その温度変化に応じて電気信号が表
れる強誘電体物質の焦電効果を利用したものである。

感受電極く以下単に１４掻と記す）が一つの場合室温の
温度変化等があった場合も同様に出力として表れ、人体
炎検知用検出器として使用する場合誤報の原因となるた
め、現在では二つの電極を逆極性でシリースに接続する
方法が主流である。

この場合、第２図に示す平ｔ＠差動型と第３図に示すシ
ングル補償型の２種類が用いられている。

第２図（ｂ）において、人体がら放射された赤外線エネ
ルギーは選択透過フィルター１を通り、電極２ａに入射
し続いて２ｂに入射する。

２ａ、２ｂの電極のアース端子から見た出力信号の極性
は逆極性となっているため、２ａは子方向に、２ｂは一
方向に出力が表れる。

この信号は容量性の高いインピーダンスを持つため、検
出器外部へ信号を取り出すためのバイアス抵抗３及びＦ
ＥＴ４が接続されており、これ等の部品を通して２ａ、
２ｂの合成信号が検出器外部へ出力される。

焦電素子、ＦＥＴ、Ｒｇ等の電気部品は２、−メチツク
シールされた金属パッケージ５に納められている。

第２図（ａ）は検出器の上から見たときの選択透過フィ
ルター１と、一対の電極２ａ、２ｂの位置を表したもの
である。

このタイプは、第２図（ａ）で明らかなように二つの電
極を横切る方向では出力が得られるが、それと９０”回
転したＸ方向では二つの電極から同時に逆位相の同電圧
が発生するため、キャンセルされ出力が得られない。こ
のタイプは壁掛はタイプの侵入警報器に用いられる。

これに対し、天井に取り付け３６０°の警戒エファを持
たせたものに第３図の検出器が用いられる。

第３図の検出器は、赤外線を中心に位置した一つの受光
電極にのみ入射させ、その外周に光が入光しない位置に
、温度補償電極を設けたものである。その低電気部品は
平衡差動型と同等のものが用いられる。

ここでシングル補償型は、平衡差動型と比較して次のよ
うな大きな問題をもっている。

検出器は人体又は炎等検知したい熱源から放射される赤
外線波長帯域（７〜１４μｍ）のみ透過させる選択透過
フィルターが用いられている。

従ってこの必要な波長帯域以外の可視域〜近赤外域の波
長の光は、検出器内部には入光しないようカットされて
いるはずである。

しかし現実にはこのような選択透過フィルターを使用し
ているにもかかわらず、車のヘッドライト、太陽光の直
射等によって出力が表れ誤報が発生する。

これは可視光〜近赤外線の光がフィルターで完全に反射
されるのではなく、一部フイルターに熱として吸収され
、その二次輻射を受けて出力信号が生じているためであ
る。

これは例えば平衡差動型の場合、光を受けてフィルター
の温度が上昇した場合、両方の電極に同じように作用し
キャンセルが働くため大きく問題トハナらないが、シン
グル補償型の場合、受光電極の上のフィルターの温度が
上昇しやすく補償電極の上は金属ケースによって被われ
ているため、輻射熱による温度の上昇がなく、この温度
差によって受光電極に出力が表れる。

このようにシングル補償型は平衡差動型に比ベホワイト
ライトノイズに弱いという大きな欠点を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、車のヘッドライト、太陽光等によるホワイト
ライトノイズに強く、広視野角な検知が可能な平衡差動
型の電極の対をそれぞれ独立に、二組以上−つのハウジ
ングに納めた多機能を有する焦電型赤外線検出器を提供
するものである。

（問題を解決するための手段） 本発明は、少なくとも二組の電価対をそれぞれ独立に平
衡差動型（直列型或は並列型）を接続する訳であるが、
第１図（ｂ）に示す如く内周を極６ａ、６ｂを直列に、
又外周電極７ａ、７ｂをそれぞれの背面の電極Ｒを用い
て直列に接続する。

図面には示していないが、同等の組合せ電極をそれぞれ
並列に接続するも、本発明の平衡差動型の接続方法であ
り、いずれを選択するも自由である。

今一つ他の電極の組合せの方法として、外周電極の一つ
と内周電極を対応させて二つ以上の対を第１図（ｃ）に
示す如く組むことも、本発明の特徴である。

このような二通りの組合せをすることによって二組以上
の独立した信号群を得ることが出来る。

その信号の多くの処理の仕方によって単一の組合せ電極
では得られなかった効果が得られる。

（作用） 例えば信号の時間的な順位によって侵入者の方向を知る
こと、或は完全に独立した二つ以上の信号が所定の時間
内に入った時のみ侵入者を看做して警報を発生するなど
、多機能な警報装置用の赤外線検出器が得られる。

上記方法によれば、広い視野角に於いて内外周電極を横
切る（例えばＸ方向）ことによって出力が得られる。

又内外周電極は両方とも赤外線が入射するため車のヘッ
ドライト、太陽光のような両方の電極に対し、同時に入
光する場合はキャンセルが動き、出力が表れない。又そ
れぞれの組合せられた一対のｔ掻から独立信号が得られ
るために多機能となる。

（実施例） 以下に図面を用いてさらに詳しく説明する。

第１図は、本発明を実施する一実施例を示す。

内周電極６ａ、６ｂは、それぞれの共通の裏面電極Ｒを
通して接地端子より見ると、同一の入力赤外線エネルギ
ーに対してその出力電圧は、一方が千振性６ａ、他方が
一橋性６ｂとなっている。

これに対し外周電極は中心より二つに分割する軸が内周
電極の軸と９０°回転しており、Ｘ軸にそって分割され
ている。そして前述と同一の条件の時、一方が子種性７
ａ、他方が一種性７ｂとなっている。

ここで電極６ａと７ａ、６ｂと７ｂは第２図（Ｃ）に示
す如く電気的に接続されているため、基本的に平衡差動
型電極を構成している。従ってＸ方向に熱源が移動すれ
ば内周電極の電極６ａ、６ｂを横切り出力が表れる。こ
の時外周を橿の電極７ａ、７ｂはキャンセルされ出力に
帰寄することなく接合コンデンサとして作用する。

又Ｙ方向に熱源が移動すると内周電極はキャンセルが働
き出力に帰寄しなくなるが、今度は外周電極７ａ、７ｂ
を横切る形となり、出力がそれぞれの出力端子に独立し
て表れる。

さらに第１図の方向で４５°の傾きを持って横切る場合
、電極７ｂ→６ａ→６ｂ→７ａと移動しこの時も出力が
表れる。従って広視野の検知が可能となる。

！極の概ねの面積は各１掻が同等であるので、ヘンドラ
イド、太陽光等のような画電極に同時に入射する光に対
しては、＋と−のキャンセルが動くようになっている。

ｔＩｆｉパターンは第４．５，６．７図に示すようなパ
ターンも考えられる。

（発明の効果） １）二つ以上の外周電極を一対とした出力信号と二つ以
上の内周電極を対とした独立信号を単一のハウジングに
納めた検出器は、侵入者の方向をそれぞれの出力信号の
時間的な差を解析することによって知ることが可能であ
る。

又それぞれの信号が所定の時間内に発生した場合にのみ
警報を発生するなど、高信頼性の警報器用赤外線検出素
子どしての適用が見込める。

２）二つ以上ある外周を橿の一つと、二つ以上で外周を
掻の数と同数の内周電極を、一つを適正に組合せて平衡
差動型に対を作り、同一のハウジングに納めたそれぞれ
の肘より独立の信号を得ることが可能な赤外線検出器は
、ｌと同等の効果が見込める。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるｌ実施例の電極構成と電気的結
線を示す。第２図は従来法における平衛差動型検出器の
電極パターンとモデル的な電気回路図、同じく第３図は
従来法におけるシングル補償型の電極パターンと、モデ
ル的な電気回路図を示す。第４．５，６．７図は本発明
を実施する他の実施例の電極パターンを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）それぞれ一対の外周感受電極と内周感受電極が、一
   対の平衡差動型に接続され、一つのハウジングに少なく
   とも二組納められた事を特徴とする焦電型赤外線検出器
   。 ２）内外の感受電極が、それぞれ一対の平衡差動型に接
   続され、その対が少なくとも二組み一つのハウジングに
   納められた事を特徴とする焦電型赤外線検出器。