JPH0443785Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は赤外線等を集光ミラーにより集光して
検出する焦電型検出装置に関する。

（従来技術） 一般に、赤外線を検出する赤外線センサは、半
導体の光電効果を利用した量子型と、熱電効果や
焦電効果を利用した熱型の２種類に大別される。
量子型は、非常に高感度であるが応答波長領域が
狭く、赤外線の検知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、
熱型は検知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、熱型の赤外線センサ、特
に、焦電型赤外線センサが各種の分野で使用され
ている。

焦電型赤外線センサは、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センサであり、人体
検知、炎検知および温度検知等に使用されてい
る。

ところで、焦電型赤外線センサは、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易いとい
う欠点を有している。そこで、この種の焦電型赤
外線センサを用いた焦電型検出装置では、焦電型
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
型赤外線センサに集光し、Ｓ／Ｎ比を高くするよ
うに工夫している。

従来使用されている、上記焦電型検出装置は、
集光ミラーが取着されるフレーム等に焦電型赤外
線センサを固定し、このフレームの取付角度を調
整可能として赤外線のの入射方向が自在に設定で
きるように構成されていた。

ところで、上記のように、フレームの取付角度
を調整可能として赤外線の入射方向を設定するよ
うにすると、ミラーが取着されているフレームが
比較的大きな形状を有しているため、赤外線の入
射方向の設定範囲が制限されたり、赤外線検出装
置の設置場所に制約を受けるといつた問題があつ
た。

このような問題を解消するため、集光ミラーの
フレームよりも形状が小さい焦電型赤外線センサ
を上記フレームに対して可動な構造とし、赤外線
の入射方向を調整することが考えられる。しかし
ながら、このようにすると、焦電型赤外線センサ
の位置調整に伴つて焦電型赤外線センサからその
出力を増幅する増幅器に至るリード線（通常、シ
ールド線が使用される。）が働き、リード線の浮
遊容量が変化する。焦電型赤外線センサは、上記
したように、インピーダンスが高いので、リード
線の浮遊容量が変化すると、増幅器に入力する雑
音成分の変化が生じ、焦電型赤外線センサの調整
位置により、増幅器に入力信号のＳ／Ｎ比が変化
するといつた不具合が生じる。

（考案の目的） 本考案の目的は、Ｓ／Ｎ比が高く検知する光の
入射方向に対応してこの光を最適な状態で検知で
きるように焦電型センサエレメントの位置を調整
することのできる焦電型検出装置を提供すること
である。

（考案の構成） このため、本考案は、赤外線等の光を検出する
焦電型センサエレメントとその出力信号を増幅し
て低インピーダンスで出力する増幅回路とを１つ
の収納ケース内に収納し、この収納ケースを集光
ミラー部の一部に回動可能に取着したことを特徴
としている。すなわち、本考案は、焦電型センサ
エレメントと増幅回路とを収納ケース内に一体的
に収納することにより、焦電型センサエレメント
と増幅器とを収納ケース内で電気的に接続し、焦
電型センサエレメントと増幅器との間での浮遊容
量の変化をなくすようにしたものである。

（考案の効果） 本考案によれば、焦電型センサエレメントと増
幅器とが集光ミラー部の一部に回動可能に取着さ
れた収納ケース内で電気的に接続されているの
で、焦電型センサエレメントと増幅器との間の浮
遊容量の変化がなく、焦電型センサエレメントの
位置を調整することにより、Ｓ／Ｎ比が高く最適
な状態で赤外線等を検知することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ本考案の実施例を
説明する。

第１図ａ、第１図ｂおよび第１図ｃに夫々平面
図、左側面図および右側面図を示す焦電型検出装
置は人体検知用のもので、長方形状の開口１を有
する樹脂製のフレーム２の底部に、人体から発生
する5μmないし20μmの波長を有する赤外線を集
光するためのミラー３，３，……が取着された集
光ミラー部４と、１つの収納ケース５内に収容さ
れた焦電型センサエレメントとしての焦電型赤外
線センサ６およびその出力を増幅する増幅器７と
からなる。

上記フレーム２は、第１図ｂおよび第１図ｃに
示すように、長方形の隣り合う２つの頂点を含ん
で斜めに切断した六角形状の一対の側板８および
９を有する。側板８の底辺８ａとその両側に位置
する斜辺８ｂ，８ｂにはいずれも切欠き１０，１
０が形成され、同様に、いま１つの側板９の底辺
９ａとその両側に位置する斜辺９ｂ，９ｂにも上
記と同様の切欠き１０，１０が形成されている。

上記側板８の切欠き１０，１０，……および側
板９の切欠き１０，１０，……には、金属板や樹
脂板の表面にメツキ等を施して光の反射率を高め
たミラー３，３，……の爪３ａ，３ａ，……が嵌
め込まれている。ミラー３，３，……は、その各
爪３ａにより、フレーム２の底部に、ほぼ、球面
の一部をなすように固定される。集光ミラー部４
はそのフレーム２の開口１の外周部に突出する固
定突起２ａに形成された取付孔２a₁にて、被取付
物（図示せず。）にねじ等により固定される。人
体から出た赤外線は、上記ミラー３，３，……に
より、フレーム２の開口１のほぼ中央部の上方に
集光される。集光された赤外線は、収納ケース５
に収納された焦電型赤外線センサ６に入射する。

上記焦電型赤外線センサ６は、第２図に示すよ
うに、外来雑音に対するシールド効果を得るため
に、好ましくは、導電性樹脂からなる収納ケース
５内に収容されたプリント基板１１に取り付けら
れている。上記焦電型赤外線センサ６は、その光
入射窓（図示せず。）を有する突出部分６ａが収
納ケース５の底部に設けられた嵌合孔５ａに嵌合
し、収納ケース５の外部から上記光入射窓に光が
入射する。

上記プリント基板１１は、収納ケース５の対向
する一対の内壁に形成された溝５ｂ，５ｂに嵌め
込まれてこの収納ケース５内に固定されている。

上記プリント基板１１にはまた、60dBないし
80dBの増幅度を有するハイブリツドIC（混成集積
回路）からなる増幅器７と、この増幅器７および
焦電型赤外線センサ６の外付け部品であるコンデ
ンサや抵抗器等のCR部品１２も取り付けられて
いる。

上記プリント基板１１からは、増幅器７の出力
を取り出すためのリード線や増幅器７に電源を供
給するための電源ライン等を含むシールド線１３
が引き出されている。このシールド線１３は、収
納ケース５に形成された切欠部１４および次に説
明する収納ケース５の支軸１５の軸心部を通し
て、収納ケース５の外部に導出される。

上記収納ケース５は対向する２つの側面から
夫々突出する支軸１５および１６を有する。支軸
１５および１６のうち、支軸１５は先端部に鍔部
１５ａを有し、この鍔部１５ａの端面から突出す
る円形の突出部分１５a₁が第１図ａに示すよう
に、フレーム２の開口１の一辺を形成する側板８
の辺のほぼ中央部から突出する軸受け部８ｃの２
本の円弧状の軸受片８c₁，８c₁の間に保持され
る。一方、いま１つの支軸１６は、第１図ｃに示
すように、その先端部に形成された鍔部１６ａの
突出部分１６a₁がフレーム２の開口１のいま１つ
の辺を形成する側板９の辺のほぼ中央部から突出
するいま１つの軸受け部９ｃに形成された円孔９
c₁内に嵌入している。これにより、上記収納ケー
ス５は、その支軸１５，１６により、フレーム２
の側板８の軸受け部８ｃおよび側板９の軸受け部
９ｃにて揺動自在に支持される。

収納ケース５のフレーム２に対する角度を調節
した後、収納ケース５がその位置から動かないよ
うにするため、上記支軸１６側には、その鍔部１
６ａの突出部分１６a₁の外周部にほぼ等角度間隔
で、円弧状の凹部１７，１７，……が形成され、
また、上記フレーム２の側板９の軸受け部９ｃ側
には、その基部に形成されたボール穴１８にボー
ル穴１９が出没自在に嵌入され、スプリング２０
により上記支軸１６の軸心に向かつて付勢されて
いる。上記ボール１９は、スプリング２０のバネ
力により、支軸１６の突出部分１６a₁に形成され
た上記凹部１７，１７，……の１つに嵌入し、フ
レーム２に対する角度調整後の収納ケース５の位
置をそに位置に固定する。

上記収納ケース５の切欠部１４から外部に引き
出されたシールド線１３は、第２図に示すよう
に、収納ケース５の支軸１５およびその鍔部１５
ａに夫々形成された溝２１および切欠き２２を通
して外部に導出される。シールド線１３の引き出
し端部は、ラツピングもしくは半田付け等によ
り、図示ないし人体監視装置に接続される。

このような構成であれば、焦電型赤外線センサ
６は、増幅器７とともに、一体的に収納ケース５
の内部に収納されているので、監視領域での人体
進入方向に合わせて、第１図ｂおよび第１図ｃに
，およびで示すように、収納ケース５をフ
レーム２に対して回動させても、焦電型赤外線セ
ンサ６と増幅器７とを接続するリード線の位置が
変化し、その浮遊容量が変化することはない。従
つて、人体の進入方向に合わせて収納ケース５を
回動させ、焦電型赤外線センサ６の光入射窓に入
射する人体からの赤外線の入射方向を決定すると
ともに、所定の通過領域を人体が通過したとき
に、最大感度を得るようにすることができる。

なお、収納ケース５の回動に伴い、シールド線
１３も動くが、シールド線１３は収納ケース５の
回動中心である支軸１５の軸心部から引き出され
るように工夫されているので、シールド線１３の
浮遊容量の変化は極く小さい。しかも、シールド
線１３は、焦電型赤外線センサ６よりも充分出力
インピーダンスの低い増幅器７に接続されてお
り、伝送する信号レベルも高くなつているので、
収納ケース５の回動によるＳ／Ｎ比の変化はほと
んどない。

上記実施例において、フレーム２に対する角度
調整後の収納ケース５の位置を固定するには、た
とえば第３図のようにすることもできる。すなわ
ち、集光ミラー部４のフレーム２の側板９に設け
られた軸受部９ｃの円孔９c₁側に凹部１７′，１
７′，……を形成する一方、支軸１６の鍔部１６
ａの突出部分１６a₁の一部に、この鍔部１６ａに
片持ち支持される２つのばね片２５，２６を形成
し、これらばね片２５，２６の先端部に形成され
たボール状の嵌入部２５ａ，２６ａが上記軸受部
９ｃの円孔９c₁の凹部１７′，１７′，……に嵌入
するようにしてもよい。

上記実施例は、人体検知用の焦電型検出装置で
あるが、本考案はこれに限られるものではない。

また、本考案において、光とは赤外線の他、遠
赤外、近赤外等の焦電型検出センサにより検出さ
れるものをいう。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、第１図ｂおよび第１図ｃは夫々本考
案に係る焦電型検出装置の一実施例の平面図、左
側面図および右側面図、第２図は第１図ａ，第１
図ｂおよび第１図ｃの焦電型検出装置の収納ケー
スの一部破断斜視図、第３図は外装ケースの固定
機構の変形例の説明図である。 ２……フレーム、３……ミラー、４……集光ミ
ラー部、５……外装ケース、６……焦電型赤外線
センサ、７……増幅器、１１……プリント基板、
１３……シールド線、１５，１６……支軸。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 集光ミラー部を備え、この集光ミラー部にて集
   光された光が焦電型センサエレメントに入射され
   るようにした焦電型検出装置において、 上記焦電型センサエレメントはその出力信号を
   増幅して低インピーダンスで出力する増幅器とと
   もに１つの収納ケース内に収容され、上記収納ケ
   ースは焦電型センサエレメントの光入射窓が集光
   ミラー部のミラーに対向して回動可能に集光ミラ
   ー部の一部に取着されていることを特徴とする焦
   電型検出装置。