JPH0436419Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、例えば防犯の目的に、人体から放射
される熱線、すなわち赤外線の検出によりこれを
発見する赤外線検出装置に関する。

＜従来の技術＞ 一般に、赤外線を利用する赤外線センサは、半
導体の光電効果を利用した量子形と、熱電効果や
焦電効果を利用した熱形の２種類に大別される。

量子形は、非常に高感度であるが応答波長領域
が狭く、赤外線の検出のためには冷却を必要とす
るため、限定された使用にとどまつている。一
方、熱形は検出感度は低いが安価であり、常温で
動作して波長依存性がないなどの特徴を有してい
る。このため、最近では、熱形の赤外線センサ、
特に、焦電形赤外線センサが各種の分野で使用さ
れている。

焦電形赤外線センサは、焦電性結晶に温度変化
を与えたとき、焦電性結晶表面に自発分極の変化
によつて電荷が発生するという焦電効果を利用し
て温度を検出する一種の温度検出等に使用されて
いる。

ところで、焦電形赤外線センサは、焦電性結晶
表面に発生する電荷により温度変化を検出すると
いう上記動作原理からも明らかなように、インピ
ーダンスが高く、外来雑音の影響を受けやすいと
いう欠点を有している。そこで、この種の焦電形
赤外線センサを用いた焦電形赤外線検出装置で
は、焦電形赤外線センサの取付部の周辺に集光ミ
ラーを配置して赤外線の発生源から発せられる赤
外線を焦電形赤外線センサに集光し、Ｓ／Ｎ比を
高くするよう工夫している。

従来使用されている上記焦電形赤外線検出装置
は、凹球状面で形成した集光ミラーに対向して配
置した焦電形赤外線センサに反射光を集光させる
ように構成していた。

ところが、上記のように、焦電形赤外線センサ
を集光ミラーに対向させていたために、装置全体
が大型になり、また集光ミラーとするためミラー
を凹球状面に形成しなければならず製作が容易で
なかつた。

このため、改良形として従来は第６図ａに示す
平面図及び第６図ｂに示す第６図ａのｂ−ｂ
矢視の正面断面図に示すように、筐体１１の上面
１２の開口１３に位置する焦電形赤外線センサ１
４に反射光が投影するように、前記筐体１１の上
面１２に垂直にかつ焦電形赤外線センサ１４を中
央にして取付けたミラー片１５を有する焦電形赤
外線検出装置１０が考えられた。この焦電形赤外
線検出装置１０における焦電形赤外線センサ１４
の赤外線検出素子１４ａ，１４ｂは、第７図に示
す回路図のように同分極側が直列に接続され、そ
の出力が電界効果トランジスタ（FET）による
エミツタホロワのインピーダンス変換回路でイン
ピーダンス変換している。なお、R1，R2は抵抗
である。第７図では焦電形赤外線検出素子１４
ａ，１４ｂの同極同志が直列に接続されている
が、異分極側を接続した並列接続でも良い。

ところで、ミラー片のない場合について、第８
図の動作説明図及び第９図の波形図を用いて説明
する。熱線、すなわち赤外線を放射している人体
が、筐体１１の上面１２の延長方向の比較的遠方
から到来すると、領域では初め筐体１１の上面
１２がその赤外線を遮蔽しているが、さらに焦電
形赤外線検出装置１０に近付いて領域に入る
と、一方の焦電形赤外線検出素子１４ａに赤外線
が入射し検出され、次に領域に入ると前記一方
の焦電形赤外線検出素子１４ａおよびこれと間隔
ｄをおいて配置されている他方の焦電形赤外線検
出素子１４ｂの両方が赤外線を検出する。その後
しばらくの間、両方の焦電形赤外線検出素子１４
ａ，１４ｂで赤外線を検出する状態が続き、人体
がさらに焦電形赤外線検出装置１０を通り過ぎて
遠ざかり、領域にくると焦電形赤外線素子１４
ａへの入射赤外線が遮蔽され、次いで領域にく
ると他方の焦電形赤外線検出素子１４ｂも赤外線
を検出しなくなる。このときの焦電形赤外線検出
素子１４ａ，１４ｂの出力（第９図Ａ）によつて
生ずるFETの連続する正負の出力（第９図Ｂ）
は図示しない帯域通過濾波器、レベル検出器等に
導かれて警報機に接続され、警報機を作動させ
る。

ところで、上記説明でも明らかなように、焦電
形赤外線検出素子１４ａ，１４ｂの両方の出力の
重なる部分が打消されてFETの出力が出てこず
エネルギーが無駄になる。また、人体が焦電形赤
外線検出装置１０を通過せずに途中で引返す場合
は連続した正負の出力が現れないことがある。

そこで、ミラーを取付けた場合の動作を第１０
図の動作説明図及び第１１図の波形図を用いて説
明する。焦電形赤外線センサ１４を中央にして、
ミラー片１５を筐体１１の上面１２に垂直に配置
した場合は、領域では赤外線を検出せず、領域
では焦電形赤外線検出素子１４ａが検出し、領
域では両方の焦電形赤外線検出素子１４ａ，１
４ｂが検出する。ところが、領域ではミラー片
１５は焦電形検出素子１４ａに対しては赤外線を
遮蔽し、焦電形赤外線検出素子１４ｂに対しては
赤外線を反射し投影させて入射させる作用をす
る。さらに人体が領域にきたときはミラー片１
５の影響を受けずに両方の焦電形赤外線検出素子
１４ａ，１４ｂが検出する。また、領域ではミ
ラー片１５は焦電形赤外線検出素子１４ａに対し
ては赤外線を反射して入射させる作用をし、焦電
形赤外線検出素子１４ｂに対しては赤外線を遮蔽
する。領域では焦電形赤外線検出素子１４ａが
検出し、領域では赤外線を検出しなくなる。従
つて、第１１図に示すように、焦電形赤外線検出
素子１４ａ，１４ｂの出力によりFET出力には、
領域，，及びにおいて出力が現れ、人体
が領域からまでに移動しなくとも、少なくと
も領域からまで又は領域からまでに移動
するだけで赤外線を検出することができる。

また、上記ミラー片１５を焦電形赤外線センサ
１４の周囲に複数個配置すれば、より狭い領域で
人体の通過を検知することができる。

＜考案が解決しようとする問題点＞ このようにミラー片を取付けることにより顕著
な利点を有するが、ミラー片を筐体上方に上面と
垂直に固定する必要があるため、取付け作業が面
倒であつた。そして、複数のミラー片を焦電形赤
外線センサの周囲に取り付けるときは、ミラー片
を全て互いに等間隔にし、かつ焦電形赤外線セン
サ面と垂直にしなければならないので、その取付
けは一層の困難を伴なうものであつた。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案は上記問題点を解決するためになされた
もので、筐体の中央に位置する焦電形赤外線セン
サに反射光が投影するように、焦電形赤外線セン
サの周囲に複数のミラー片を立設すると共に、こ
れらミラー片と各接続部において一体連続として
各ミラー片を支持する筐体部を設け、筐体部の内
部に焦電形赤外線センサ及びこのセンサ出力を処
理する回路の構成部品の一部又は全部を収容する
ように構成した焦電形赤外線検出装置を提供する
ものである。

＜実施例＞ 以下、本考案の焦電形赤外線検出装置の実施例
を図面を用いて詳細に説明する。

第１図において、焦電形赤外線検出装置１は、
金属板からなる円筒上の筐体部３及び前記筐体部
３の一辺から延出した複数のミラー片４と筐体部
３の中に収容される焦電形赤外線センサ５及び回
路部品６とからなつている。焦電形赤外線センサ
５はセンサ面と平行に一体に設けられた鍔部５ａ
がミラー片４の下縁に当接することにより、前記
ミラー片４が前記センサ面と垂直にかつ焦電形赤
外線センサの周囲に配置される如くになつてい
る。なお、筐体部３内に収容された焦電形赤外線
センサ５及び回路部品６は、例えばシリコン樹脂
やエポキシ樹脂等を充填することにより、或は成
型品を嵌合することにより封止される。成型品は
プラスチツクで注型され回路部品を収容できる容
器とすることができる。

第２図を用いて筐体部とミラー片の構成方法を
示す。厚さが05〜10mm程度の細長の金属板２を図
の実線で示す如くプレスして打抜き基板部３ａと
ミラー片４を形成する。すなわち、基板部３ａは
金属板２の一方の長辺２ａを基準とし概略細長の
長方形に形成され、またミラー片４は外縁部４ａ
と内縁部４ｂが円弧を有し、底縁部４ｃが幅広
く、先端部４ｄを垂直に切欠した半Ｃ形に形成す
る。ミラー片４の底縁部４ｃと基板部３ａは切欠
部２ｂによりその一部である接続部２ｃを残して
分離されており、接続部２ｃから折り曲げること
によりミラー片４の向きを基板部３ａに対し変え
ることができる。基板部３ａの長辺の長さは、第
１図に示す円筒部の半径をＲとしたとき、2πR＋
Ｌとなる。長さＬは基板部３ａを筒状とすると
き、その短辺同志を接合するため接合部２ｄで、
金属板２が簡単に変形しない厚味であるとき、ま
たは成型品の補助筐体と係合する場合には必要で
ない。

ミラー片４は６個設けられており、各々のミラ
ー片４の接続部２ｃの位置は等間隔となる。すな
わち、接合部２ｄ側の接続部２ｃの位置を原点と
すると、πR／３，2πR／３，πR，4πR／３，
5πR／３の各位置にミラー片４を配設しており、
基板部３ａを円筒形に形成した場合にその円周を
６等分したものとなる。また、ミラー片４の表面
は、赤外線を効率良く反射するために、例えばア
ルミニウム（Al）メツキ、アルミニウム蒸着、
クローム（Cr）メツキ等の手段により、鏡面加
工する。

上記のように形成した金属板２を環状組立体と
して第３図の正面図及び第４図の平面図に示すよ
うに、前記基板部３ａを丸めた後、接合部２ｄ
が、例えば溶接またはカシメなどの方法により接
合されて筐体部３が形成され、さらに各ミラー片
４が円筒上筐体部３の軸線方向に向かつて前記接
続部２ｃより曲げられる。すなわち、筐体部３と
ミラー片４は接続部２ｃにおいてのみ一体連続に
結合しているので、ミラー片４の向きは自由に定
めることができる。第３図においては、ミラー片
４は筐体部３に対し垂直に立設している。

筐体部３には焦電形赤外線検出装置を構成する
焦電形赤外線センサ５及び回路部品６が筐体部３
の下部からミラー片４の低縁部４ｃに当接するよ
うに収容された後、前述したように例えばシリコ
ン樹脂やエポキシ樹脂が充填されて封止される。

＜他の実施例＞ ミラー片４は第５図に示すように筐体部３の軸
線を通らない方向へ折り曲げてもよい。このよう
に構成するとミラー片４に２度反射した赤外線が
更に加算されて赤外線センサに入射する検知領域
を得ることができる。

また、ミラー片４は、筐体部３に対し垂直に立
設するのみならず、所定の方向へ傾斜して立設す
ることができる。このように形成すると、被検出
体を検出する領域を変えることができる。ミラー
片４と筐体部３は接続部２ｃでのみ連続している
のでミラー片４を所定の方向に向けることは容易
にできる。

更に、ミラー片４の枚数は、６枚に限定される
ものではなく２枚から８枚が適切である。ミラー
片の枚数に応じてその形状や面積を設計する必要
がある。要するにミラー片の枚数を限定する要件
は被検出体の検出領域をどのように決めるかによ
り定まる。また、ミラー片４の間隔は等間隔に限
らず片寄らせて配置することができる。このよう
にすると検出領域に指向性を持たせることができ
る。

第１図では回路部品６を筐体部３の内部に収容
しているが、筐体部の高さが十分でない場合には
プラスチツクで作られた補助筐体を係合して回路
部品の収容空間を広げてもよい。

＜考案の効果＞ 本考案の焦電形検出装置は以上詳細に述べた通
りであり、筐体部とミラー片とを一体に加工する
ため、量産性が高い焦電形検出装置を提供するこ
とができる。また、筐体部とミラー片は接続部に
おいてのみ一体となつているから、ミラー片の向
きは所望に設定できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す焦電形赤外線
検出装置の正面断面図、第２図は金属板の展開
図、第３図は金属板を加工した環状組立体の正面
図、第４図は環状組立体の平面図、第５図は金属
板を加工した環状組立体の他の実施例の平面図、
第６図ａ，ｂは従来の焦電形赤外線検出装置の平
面図及び正面図、第７図は焦電形赤外線装置に適
用する電気回路、第８図はミラー片がない場合の
動作説明図、第９図はそのときの波形図、第１０
図はミラー片を付加した場合の動作説明図、第１
１図はそのときの波形図である。 １……焦電形赤外線検出装置、２……金属板、
２ｂ……切欠部、２ｃ……接続部、２ｄ……接合
部、３……筐体部、４……ミラー片、５……焦電
形赤外線センサ、６……回路部品。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筐体の中央に位置する焦電形赤外線センサに反
   射光が投影するように、前記焦電形赤外線センサ
   の周囲に立設して配置した複数のミラー片を有す
   る焦電形赤外線検出装置であつて、筐体部と前記
   複数のミラー片とを接続部において一体に形成
   し、前記筐体内部に焦電形赤外線センサ及び回路
   部品を配置する如く構成したことを特徴とする焦
   電形赤外線検出装置。