JPH0230740Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は被検出体の温度などを赤外線にて検知
するための赤外線センサに関する。

(ロ) 従来技術 第１図は従来の赤外線センサを内蔵した電子レ
ンジを示す。

１は被検出体としての食品２を収納する加熱
室、３は該加熱室に食品２を加熱するためのマイ
クロ波を供給するマグネトロン、４は上記加熱室
１の上壁に形成された上壁口、５は該上壁口部に
固定されたマイクロ波遮断リングで、該リングは
加熱室１からのマイクロ波の通過を遮断する半
面、食品２からの赤外線を通過せしめるものであ
る。６は上記リング５を通過した食品２からの赤
外線を受光して食品温度を検知するための赤外線
センサである。

第２図は斯るセンサ６の詳細を示す。

７は入射赤外線変化量に基づいて電荷を発生す
る焦電型赤外線検出体８を含む赤外線検出部、９
は上記赤外線検出体８に入射する赤外線を変化せ
しめるべく斯る入射赤外線を断続する断続手段、
１０は上記赤外線検出部７及び断続手段９を共に
収納する金属収納体、１１は食品２からの赤外線
を上記赤外線検出体８へ入射せしめるべく上記収
納体１０に穿設された開口、１２は該開口を閉塞
する赤外線透過フイルタである。

而して、食品２からの赤外線はリング５を通過
し、そして断続手段９にて断続されて赤外線検出
体８に入射し、これにより赤外線検出体８からは
食品温度に応じた信号が出力される。斯る信号は
マグネトロン３のマイクロ波発振を食品温度制御
するために用いられる。

さて、上記赤外線センサ６では、赤外線検出部
７の赤外線検出体８は赤外線入射範囲が角度θと
広く、赤外線検出体８には食品２、リング５周辺
部及び収納体１０の開口１１周辺部からの赤外線
が断続手段９にて断続されて入射し、従つて赤外
線センサ６としては食品２、リング５周辺部及び
収納体１０の開口１１周辺部の温度が混合した状
態の温度に応じた信号を出力し、これによりセン
サ６は食品２の温度を大きな誤差を有して検知し
てしまうと云う欠点がある。この場合食品２の形
状が破線の如く小さいと、赤外線検出体８には更
に皿１３からの赤外線も断続されて入射し、従つ
てセンサ６は食品２の温度をより大きな誤差を有
して検知してしまうと云う欠点がある。

そこで、上記センサ６を更に考察するに、上記
収納体１０と断続手段９とは同一センサ６の構成
物にして互いに近接配置されており両者の温度は
ほぼ同一であり、収納体１０と断続手段９とから
の赤外線量はほぼ同一である。すると、上述の如
く収納体１０からの赤外線を断続手段９にて断続
する状態においては、赤外線検出体８には収納体
１０と断続手段９からの赤外線が交互に入射する
のであるが、この場合両者の赤外線量は上述の如
くほぼ同一であるから赤外線検出体８の入射赤外
線量は何ら変化せず、よつて上記センサ６は収納
体１０に基づいた信号出力はなく、収納体１０の
影響がないことが判明した。

そして、斯る考察に基づき、収納体１０の開口
１１を１１′の如く小さくし、而して収納体１０
の開口１１′周辺部にて赤外線検出体８のセンサ
６外の視野をθ₁の如く食品２にのみ対応するよう
に限定し、赤外線検出体８の視野にリング５周辺
部或いは皿１３が入らないようにすることが考え
られる。

しかるに、斯る構成であると、経年使用時にお
いて開口１１′とフイルタ１２とによる段部に塵
芥１４が溜まつた場合、検出体８のセンサ６外の
食品２に対する視野角がθ₁からθ₂へとかなり小さ
くなつてしまい、検出体８は食品２からの赤外線
の入射量が減少し、赤外線センサ６はこの点で温
度検知精度が著しく劣つてましまう。

(ハ) 考案の目的 本考案は赤外線検出体の赤外線センサ外の視野
を食品などの被検出体に限定し且つ塵芥により斯
る視野が減少しないようにして、赤外線センサに
よる温度検知が正確に行なえる様にすることを目
的とする。

(ニ) 考案の構成 本考案の構成としては、上記目的を達成すべ
く、入射赤外線変化量に基づいた信号を発生する
赤外線検出体、該検出体へ入射する赤外線を断続
する断続手段、上記検出体及び断続手段を共に収
納する収納体、被検出体からの赤外線を上記検出
体へ入射せしめるべく上記収納体に穿設された開
口、該開口を閉塞する赤外線透過フイルタ、該フ
イルタを透過する赤外線の透過範囲を上記開口よ
り小さく限定すべく上記フイルタの内面に形成さ
れた赤外線非透過膜が備えられる。

(ホ) 実施例 以下、例えば電子レンジに搭載される本考案実
施例の赤外線センサを説明する。

第３図及び第４図において、１５は赤外線検出
部で、該検出部において、１６はタンタル酸リチ
ウム（LiTaO₃）単結晶から成り入射赤外線変化
量に応じて温度信号としての電荷を発生する焦電
型の赤外線検出体、１７及び１８は夫々該赤外線
検出体の表、裏面にニクロム蒸着膜にて形成され
た表、裏面電極、１９は銅、燐青銅などからなる
金属性支持台で、該支持台上には、上記裏面電極
１８を支持台１９上面に対向するようにして、上
記赤外線検出体１６が銀ペーストなどの導電性接
着剤２０にて固着されている。

２１は上記赤外線検出体１６などをノイズに対
してシールドするシールド体で、その前面には検
出体１６に対向して開口２２が穿設されている。

２３は金属性のキヤツプ２４及びヘツダ２５か
らなる収納体で、該収納体内の上記ヘツダ２５上
には上記支持台１９が固定されている。２６は上
記ヘツダ２５に直接的に植設されたアース端子
で、該端子は上記支持台１９及び接着剤２０を介
して上記裏面電極１８に電気的に接続されてい
る。２７は上記ヘツダ２５に絶縁材を介して植設
された信号端子で、該信号端子は上記表面電極１
７に接続され上記検出体１６に発生した電荷を外
部へ取出すためのものである。２８は上記検出体
１６に表面電極１７側から赤外線を入射せしめる
べく上記キヤツプ２４の前面に穿設された開口、
２９は該開口を閉塞する赤外線透過フイルタで、
該フイルタは波長２〜15μｍの赤外線に対する透
過率が高い厚さ数100μｍのシリコン又はゲルマ
ニウム板からなつている。

３０は上記赤外線検出体１６と共に収納体２３
内に配置され、上記開口２８を通過する収納体２
３外の被検出体即ち食品３１からの赤外線を断続
するための断続手段である。該断続手段におい
て、３２，３３は上記検出体１６と開口２８との
間に互いに平行にして配置された平面状の第１、
第２対向体である。斯る第１、第２対向体３２，
３３は夫々第５図ａ及びｂに示す如く、アルミニ
ウム、金、銀などの赤外線非透過材料からなり紙
面に平行な方向（第３図）にて扇形線状に延設さ
れた複数の第１赤外線非透過部３４及び第２赤外
線非透過部３５が形成され、そして斯る第１赤外
線非透過部３４の各々の間及び第２赤外線非透過
部３５の各々の間にて夫々第１赤外線透過部３６
及び第２赤外線透過部３７が形成されている。上
記非透過部３４及び３５と上記透過部３６及び３
７は共に同一寸法形状であり、幅W₁，W₂は夫々
100μｍ、120μｍである。

３８は上記第１対向体３２を振動せしめるため
の第１振動子で、該振動子の後方（第３図）には
第４図に示す如く上記第２対向体３３を振動せし
めるための第２振動子３９が配置されている。斯
る第１、第２振動子３８，３９は共に、次に示す
如き構成がなされている。即ち、燐青銅、ステン
レスなどからなる導電体が中央電極４０となり、
斯る電極４０の両側には、チタン酸バリウム、ジ
ルコン酸チタン酸鉛などからなり分極された圧電
体４１が、その分極方向（矢印Ｐ）が同一となる
ように（しかも第１、第２振動子３８，３９どう
しにおいては逆になるように）配置され、そして
上記圧電体４１の片側表面には銀などからなる表
面電極４２が形成されている。

４３，４４は夫々上記ヘツダ２５上に配置され
上記第１、第２振動子３８，３９を固定支持する
ための第１、第２絶縁台、４５，４６は夫々上記
ヘツダ２５に絶縁材を介して植設された第１、第
２振動端子で、第１振動端子４５には上記第１、
第２振動子３８，３９の各表面電極４２が接続さ
れ、第２振動端子４６には上記第１、第２振動子
３８，３９の中央電極４０が接続されている。

而して、上記第１振動端子４５には−20Vの一
定電圧が印加され、上記第２振動端子４６には±
10Vの電圧が交互に周期的に印加される。

斯る＋10Vの電圧の印加時には、上記第１振動
子３８においては外側の圧電体４１が縮むと共に
内側の圧電体４１が伸び、従つて第１振動子３８
は、矢印Ａ方向に撓む。又、上記第２振動子３９
においては内側の圧電体４１が伸びると共に外側
の圧電体４１が縮み、従つて第２振動子３９は矢
印Ｂ方向に撓む。

一方、第２振動端子４６に−10Vの電圧が印加
されると、第１、第２振動子３８，３９は夫々上
述とは逆にＢ，Ａ方口に撓む。

これにより、上記第１、第２振動子３８，３９
は互いに逆方向に周期的に振動し、斯る振動に基
づいて、第１対向体３２の第１赤外線透過部３６
及び第１赤外線非透過部３４と第２対向体３３の
第２赤外線非透過部３５及び第２赤外線透過部３
７が夫々重畳する状態と、赤外線透過部３６，３
７どうし及び赤外線非透過部３４，３５どうしが
重畳する状態とが、交互に繰返され、即ち開口２
８を通過した外部の食品３１からの赤外線が検出
体１６に断続的に入射し、従つて検出体１６は入
射赤外線量が変化し、食品３１の温度に応じた電
荷を発生する。

さて、上記赤外線センサにおいて、収納体２３
を構成しているキヤツプ２４の開口２８はかなり
大きく、斯る開口２８を基準にすると赤外線検出
体１６のセンサ外の視野は角度θ′の如く食品３１
以外の部分を含んでいる。

而して、更に上記フイルタ２９の内面には第６
図にも示す如く、上記開口２８と同心円にして斯
る開口より小さな小孔４７を有すべく、赤外線非
透過性のアルミニウム蒸着膜４８が形成されてい
る。斯る蒸着膜４８にて上記フイルタ２９を透過
する赤外線の透過範囲は上季開口２８内にてこの
開口２８より小さく限定されている。これによ
り、上記赤外線検出体１６のセンサ外の視野は角
度θ′₁となり食品３１のみに対応するようになつ
ている。

斯る構成において、上記蒸着膜４８はセンサ内
にあり上記断続手段である第１、第２対向体３
２，３３とほぼ同じ温度であり、上記赤外線検出
体１６のセンサ外の視野を限定している上記蒸着
膜４８からの赤外線が赤外線検出体１６に断続さ
れて入射したところで、センサ出力がこれによる
悪影響を受けることはない。更に、経年使用時に
上記開口２８とフイルタ２９とによる段部に塵芥
４９が溜まつても、これは蒸着膜４８にて限定さ
れた視野角θ′₁外にあり、視野角θ′₁が減少するこ
とはない。

(ヘ) 考案の効果 以上の説明から明らかな如く、本考案によれ
ば、赤外線検出体の赤外線センサ外の視野を食品
などの被検出体に限定し、且つ塵芥により斯る視
野が減少しないようにしたから、正確に温度検知
が行なえ精度の高い赤外線センサを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の赤外線センサを搭載した電子レ
ンジの断面図、第２図は同赤外線センサの断面
図、第３図は本考案実施例赤外線センサの断面
図、第４図は第３図を矢印方向から見た平面
図、第５図ａ，ｂは夫々同赤外線センサの要部平
面図、第６図は同赤外線センサの要部斜視図であ
る。 １６……赤外線検出体、２３……収納体、３２
……第１対向体、３３……第２対向体、２８……
開口、２９……赤外線透過フイルタ、４８……ア
ルミニウム蒸着膜。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入射赤外線変化量に基づいた信号を発生する赤
   外線検出体、該検出体へ入射する赤外線を断続す
   る断続手段、上記検出体及び断続手段を共に収納
   する収納体、被検出体からの赤外線を上記検出体
   へ入射せしめるべく上記収納体に穿設された開
   口、該開口を閉塞する赤外線透過フイルタ、該フ
   イルタを透過する赤外線の透過範囲を上記開口よ
   り小さく限定すべく上記フイルタの内面に形成さ
   れた赤外線非透過膜を備えたことを特徴とする赤
   外線センサ。