JPH04262212A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、赤外線検出器に関し
、さらに詳しくは、焦電体赤外線検知素子を用いた放射
温度検知用の赤外線検出器に関する。

【０００２】

【従来技術】従来のこの種の赤外線検出器としては、特
開昭５６−１２８４３２号公報や，特開昭５８−１２９
３３４号公報に開示のものがある。

【０００３】特開昭５６−１２８４３２号公報に開示の
赤外線検出器を図１０に示す。

【０００４】この赤外線検出器５１は、モータ５２と，
そのモータ５２に駆動される羽根車状の回転円盤形遮光
板５３とにより構成されたチョッパー装置を備えている
。赤外線検知素子５４に入射する入射赤外線Ｌは、回転
円盤形遮光板５３の回転により断続される。

【０００５】特開昭５８−１２９３３４号公報に開示の
赤外線検出器を図１１に示す。

【０００６】この赤外線検出器６１は、固定された遮光
体６２ａと，圧電バイモルフ振動体６３と，その圧電バ
イモルフ振動体６３に駆動される遮光体６２ｂとにより
構成されたチョッパー装置を備えている。赤外線検知素
子６４に入射する入射赤外線Ｌは、遮光板６２ｂが駆動
されて２つの遮光板６２ａ，６２ｂのスリットの位置が
ずれることにより断続される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の赤外線検出
器５１は、回転円盤形遮光板５３を回転させるために機
構が複雑になると共に、前記回転円盤形遮光板５３の面
積上の制約やモータ５２の体積上の制約により小型化が
難しい問題点がある。また、低周波数での急峻な遮光特
性を得るために、モータ５２として、通常のＤＣモータ
ではなく，ステッピングモータの使用が望ましいため、
コストが上昇する問題点がある。

【０００８】また、従来の赤外線検出器６１は、バイモ
ルフ振動体６３に所定の変位量を発生させるために数十
〜数百ボルトの高い印加電圧を用いるため、前記赤外線
検出器６１を組み込む機器にとって大きな負担となると
共に、ノイズを誘起する問題点がある。

【０００９】そこで、この発明の目的は、小型かつ安価
であると共に、組み込む機器にとって負担が少なく、ノ
イズの少ない赤外線検出器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の赤外線検出器
は、入射赤外線量の変化に基づいて電荷を発生する焦電
体を用いた赤外線検知素子と，その赤外線検知素子に入
射する赤外線を周期的に遮断するチョッパー機構とを備
えた赤外線検出器において、一端側に発条体作用部を有
し他端側に赤外線遮断部を有し両端間に永久磁石または
磁性体あるいは電磁コイルを係止した弾性体と、前記永
久磁石または磁性体あるいは電磁コイルとの磁力作用に
より前記弾性体を駆動する電磁コイルあるいは永久磁石
または磁性体とによりチョッパー機構を構成したことを
特徴とするものである。

【００１１】なお、弾性体に永久磁石または磁性体を係
止した場合は、これらと電磁コイルにより弾性体を駆動
し、弾性体に電磁コイルを係止した場合は、これらと永
久磁石または磁性体により弾性体を駆動する。

【００１２】

【作用】磁力作用により弾性体が駆動されると、弾性体
の他端側の赤外線遮断部が変位して、赤外線を断続する
。この断続は、弾性体の一端側の発条体作用部のバネ定
数により好ましい周波数に設定できる。また、小さい駆
動力でも弾性体を変位させうる設定も可能である。この
ように、簡便な構成，小さい駆動力で赤外線のチョッピ
ングを可能としているため、小型で安価となる。また、
組み込む機器にとって負担が少なく，ノイズもなくなる
。

【００１３】

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を
さらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限
定されるものではない。図１は、この発明の一実施例の
赤外線検出器１の説明図である。

【００１４】この赤外線検出器１は、一端側に弦巻バネ
１１を有し，他端側に遮光板１２を有し，両端間に永久
磁石部材２０を係止した竿状弾性体１０と、前記永久磁
石部材２０との磁力作用により前記竿状弾性体１０を駆
動する電磁コイル３０と、焦電体を用いた赤外線検知素
子４０と、温度検知素子５０と、基板６０と、赤外線通
過用の窓７１を有するケース７０と、カバーケース８０
とから構成されている。

【００１５】弦巻バネ１１と竿状弾性体１０には、直径
０．３ｍｍのバネ用燐青銅線を１本使用している。弦巻
バネ１１は、外形３ｍｍ，巻き数５に形成されており、
両端側に腕を出している。一方の腕は、長さが３０ｍｍ
であり、竿状弾性体１０を形成している。他方の腕は、
長さが５ｍｍであり、基板６０上に半田付けされている
。

【００１６】遮光板１２は、竿状弾性体１０の先端部に
、幅２ｍｍ，長さ３ｍｍ，厚さ０．３ｍｍの洋白板をス
ポット溶接にて固定して形成している。前記洋白板は、
熱電導率が低く、その表面を鏡面にして、遮光時に入射
する赤外線によって前記遮光板１２の温度が上昇するこ
とを防いでいる。

【００１７】永久磁石部材２０と電磁コイル３０とは、
図２，図３に示すように、永久磁石部材２０が電磁コイ
ル３０内に半ば挿入された状態に配置されている。

【００１８】永久磁石部材２０は、直径２ｍｍ，厚さ１
．５ｍｍのサマリウム・コバルト系の永久磁石２２を樹
脂２１でインジェクションモールドしたものであり、前
記竿状弾性体１０の先端から２０ｍｍの位置に固定され
ている。

【００１９】電磁コイル３０は、鍔付き円筒状のボビン
３１と，そのボビン３１に周回させた巻線３２とからな
る。電磁コイル３０の底面部には突起部３３が形成され
ている。この突起部３３を基板６０の位置ぎめ用の穴に
嵌合した状態で、電磁コイル３０は基板６０に固着され
ている。ボビン３１は、円筒部の高さ３ｍｍ，内径３．
５ｍｍ，鍔の外形５ｍｍ，肉厚０．３ｍｍの形状にポリ
アセタール樹脂を切削加工したものである。巻線３２は
、直径０．０５ｍｍのポリウレタン被覆銅線をボビン３
１の回りに４００回巻いて形成されている。

【００２０】赤外線検知素子４０は、ケース７０の赤外
線通過用の窓部７１に検知面を対面させて配置されてい
る。検知対象体から放射された赤外線は、ケース７０の
赤外線通過用の窓部７１を透過して赤外線検知素子４０
の検知面に入射するが、前記永久磁石部材２０が前記電
磁コイル３０に吸引されると、前記竿状弾性体１０が撓
んで遮光板１２の位置が下がり、赤外線を遮断する。赤
外線検知素子４０には、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛
）セラミックを焦電材料に用い、インピーダンス変換用
ＦＥＴを内蔵したシリコン窓付きシングルタイプの焦電
型赤外線検知素子を用いている。

【００２１】温度検知素子５０は、遮光板１２に近接し
て配置されている。これは、遮光板１２が赤外線を遮断
したときに、遮光板１２から放射される赤外線が赤外線
検知素子４０に入射することよって発生するバックグラ
ウンド信号を補正するために用いられる。温度検知素子
５０には、ガラス封止の検波用シリコンダイオードを用
いている。

【００２２】基板６０には、所定の固定用パターンが形
成された銅張りガラスエポキシ板を用いている。

【００２３】ケース７０には、赤外線通過用の窓部７１
として、１．５×３ｍｍの角穴が穿設されている。カバ
ーケース８０には、入出力用のワイヤーを導出するため
の切り欠き部８１が設けられている。前記ケース７０，
カバーケース８０は、エッチングにて所定の形状に成形
されたＳＰＣＣ板材にニッケル鍍金を施したのち曲げ加
工にて形成されている。

【００２４】図４は、上記赤外線検出器１の回路図であ
る。発振部９２からの出力を受けて、電磁コイル駆動部
９３が、電磁コイル３０に定電流を断続的に供給して、
磁力を断続的に発生させる。すると、電磁コイル３０と
永久磁石部材２０の間に吸引力が断続的に作用し、永久
磁石部材２０が上下に振動する。その永久磁石部材２０
の上下に伴って、竿状弾性体１０が振動し、その竿状弾
性体１０に固定された遮光板１２が上下に振動する。そ
こで、検知対象物Ｔから放射された赤外線Ｌは、遮光板
１２により断続されて赤外線検知素子４０に入射する。

【００２５】赤外線検知素子４０は、入射する赤外線量
の変化に応じた信号を表面温度演算部９１へ出力する。 表面温度演算部９１は、前記赤外線検知素子４０からの
信号を温度検知素子５０からの信号により補正（バック
グラウンド信号の補正）し、検知対象物Ｔの表面温度を
算出し、その結果を出力する。

【００２６】前記表面温度演算部９１，発振部９２，電
磁コイル駆動部９３は、表面実装技術により基板６０に
搭載され、ケース７０，カバーケース８０の中に収納さ
れている。

【００２７】数値例を挙げると、電磁コイル３０に流す
定電流は例えば２０ｍＡで、このとき電磁コイル３０の
直上部に発生する磁束密度は約１３ガウスである。また
、永久磁石部材２０の変位量は約０．６３ｍｍ，遮光部
１２の変位量は約１．９ｍｍである。永久磁石部材２０
による磁束密度は、直近で約７５０ガウスである。表面
温度演算部９１の出力は、例えば、約１０ｍＶ／Ｋであ
る。

【００２８】上記赤外線検出器１の変形例としては、前
記永久磁石部材２０に代えて電磁コイルを竿状弾性体１
０に係止し、且つ、前記電磁コイル３０に代えて永久磁
石部材を基板６０に固設したものが挙げられる。

【００２９】この発明の他の実施例としては、前記弦巻
バネ１１に代えて、図５に示すようなコイルバネや，図
６に示すようなトーションバーを用いたものが挙げられ
る。

【００３０】また、棒状の弾性体の一部を細くして発条
体の機能を持たせたものや、ナイロン，ＰＰＯ樹脂でイ
ンジェクションモールドした板バネ状の発条体を用いて
も良い。

【００３１】この発明のまた他の実施例としては、前記
永久磁石部材２０に代えて、図７に示すように、モール
ドされる部位に曲げ加工等を施した竿状弾性体１０にモ
ールドにてプラスチック磁石２３を固定したものや，図
８に示すように、竿状弾性体１０に永久磁石２４を接着
またはスポット溶接したものが挙げられる。

【００３２】この発明のさらにまた他の実施例としては
、遮光板１２が固定された竿状弾性体１０の先端部を、
図９に示すような構造を有する拘束部材１００で拘束し
たものが挙げられる。拘束部材１００は、その切り欠き
部１０１により竿状弾性体１０の変位範囲を制限し、外
部衝撃による誤動作や破損を回避する効果を奏する。

【００３３】

【発明の効果】この発明の赤外線検出器によれば、簡便
な構成，小さい駆動力で赤外線のチョッピングを可能と
しているため、小型で安価となる。また、組み込む機器
にとって負担が少なくなると共にノイズが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の赤外線検出器の説明図で
ある。

【図２】図１の装置の永久磁石部材と電磁コイルの斜視
図である。

【図３】図２の永久磁石部材と電磁コイルの断面図であ
る。

【図４】図１の装置の回路図である。

【図５】この発明の他の実施例に係る発条体作用部の例
示図である。

【図６】この発明のさらに他の実施例に係る発条体作用
部の例示図である。

【図７】この発明のまた他の実施例に係る永久磁石部材
の例示図である。

【図８】この発明のまた他の実施例に係る永久磁石部材
の例示図である。

【図９】この発明のさらにまた他の実施例に係る拘束部
材の例示図である。

【図１０】従来の赤外線検出器の一例の説明図である。

【図１１】従来の赤外線検出器の他の一例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　赤外線検出器 １０　　　　竿状弾性体 １１　　　　弦巻バネ １２　　　　遮光板 ２０　　　　永久磁石部材 ３０　　　　電磁コイル ４０　　　　赤外線検知素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入射赤外線量の変化に基づいて電荷を
   発生する焦電体を用いた赤外線検知素子と，その赤外線
   検知素子に入射する赤外線を周期的に遮断するチョッパ
   ー機構とを備えた赤外線検出器において、一端側に発条
   体作用部を有し他端側に赤外線遮断部を有し両端間に永
   久磁石または磁性体あるいは電磁コイルを係止した弾性
   体と、前記永久磁石または磁性体あるいは電磁コイルと
   の磁力作用により前記弾性体を駆動する電磁コイルある
   いは永久磁石または磁性体とによりチョッパー機構を構
   成したことを特徴とする赤外線検出器。