JPH0455257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、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
発見する焦電形赤外線検出装置の製造方法に関す
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
高くするように工夫している。

従来使用されている上記焦電形赤外線検出装置
は、凹曲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
を凹曲反射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、改良形として第６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１４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の焦電形赤外線検出素子１４ａ，
１４ｂは、第７図に示す回路図のように同極が直
列に接続され、その出力は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される。なお、Ｒ
１，Ｒ２は抵抗である。第７図では焦電形赤外線
検出素子１４ａ，１４ｂの同分極側が直列に接続
されているが、異分極側を接続した並列接続でも
良い。

この様な構成における動作を第８図の動作説明
図及び第９図ａの焦電形赤外線検出素子１４ａ，
１４ｂの出力波形図、第９図ｂのFETの出力波
形を用いて説明する。

熱線すなわち赤外線を放射している人体が、比
較的遠方から到来すると、領域(1)では赤外線は第
１、第２の焦電形赤外線検出素子１４ａ，１４ｂ
に入射しない。領域(2)では第１の赤外線検出素子
１４ａにのみ入射し、FETに出力が現れる。領
域(3)では間隔ｄをおいて配置されている第１、第
２の焦電形赤外線検出素子１４ａ，１４ｂの両方
で検出するがFETには差動出力が現れない。領
域(4)すなわち遮蔽及び反射領域ではミラー片１５
は第１の焦電形検出素子１４ａに対しては赤外線
を遮蔽し、第２の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
用をして、大きい差動出力を得る。領域(5)では、
赤外線は第２の焦電形赤外線検出素子１４ｂに入
射して検出され、第１の焦電形赤外線検出素子１
４ａに対しては人体がミラー片１５による遮蔽領
域に入つているため、第１の焦電形赤外線検出素
子１４ａは赤外線を検出せず、FETに差動出力
が現れる。さらに人体が領域(6)に来たときはミラ
ー片１５の影響を受けずに両方の第１、第２の焦
電形赤外線検出素子１４ａ，１４ｂが検出する
が、差動出力は現れない。領域(7)では、赤外線は
第１の焦電形赤外線検出素子１４ａに入射して検
出され、第２の焦電形赤外線検出素子１４ｂに対
しては人体がミラー片１５による遮蔽領域に入つ
ているため、第２の焦電形赤外線検出素子１４ｂ
は赤外線を検出せず、FETに差動出力が現れる。
また、領域(8)の遮蔽及び反射領域ではミラー片１
５は第１の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、第２の
焦電形赤外線検出素子１４ｂに対しては赤外線を
遮蔽して、大きい差動出力を得る。領域(9)では第
１、第２の焦電形赤外線検出素子１４ａ，１４ｂ
の両方が赤外線を検出し、差動出力を現さない。
領域(10)では第２の赤外線検出素子１４ｂにのみ入
射し、FETに出力が現れる。領域（11）では赤
外線は第１、第２の焦電形赤外線検出素子１４
ａ，１４ｂに入射せずにFETに出力が現れない。
従つて、このときの第１、第２の焦電形赤外線検
出素子１４ａ，１４ｂの出力とFET出力の状態
は第９図ａ，ｂに示すようになり、領域(2)、(4)、
(5)、(7)、(8)、(10)においてFET出力が現れ、人体
が領域(1)から（11）までに移動しなくとも、少な
くとも領域(3)から(6)まで又は領域(9)から(6)までに
移動するだけで大きな差動出力を得ることができ
る。

このときの焦電形赤外線検出素子１４ａ，１４
ｂの出力とFETの連続する正負の出力は図示し
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。

また、上記ミラー片１５を焦電形赤外線センサ
１４の周囲に適当な間隔で複数個配置すれば、よ
り狭い領域で人体の通過を検知することができ
る。

〈発明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、小さなミラー片を筐体上方に
上面と垂直に精度良く固定する必要があるため、
取付け作業に時間がかかり、かつ面倒であつた。
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、ミラー片を所定の間隔
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、その製造組立てには高い精度
が要求され、また加工時間が長くなるなど、検出
装置のコストが高くなる欠点があつた。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明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、前記筐体の前記焦
電形赤外線センサ面上であつて前記焦電形赤外線
センサの周囲に複数のミラー片を立設した焦電形
赤外線検出装置、特に、この装置に使用するミラ
ーの製造方法を提供するものである。

すなわち、矩形状の支持部分と前記支持部分の
一方の長辺から延出する複数のミラー片とを金属
板により一体に形成するプレス打抜き工程と、前
記ミラー片の各々を所定方向に折り曲げる工程
と、前記支持部分の長手方向を前記ミラー片が内
側に位置するように円筒状に曲げ加工する工程
と、前記曲げ加工する工程により円筒状にした前
記支持部分の両端をかしめる工程とを有すること
を特徴とする焦電形赤外線検出装置の製造方法で
ある。

〈実施例〉 まず、本発明に関連する焦電形赤外線検出装置
の実施例を説明する。

一実施例として第２図の正面断面図に示す焦電
形赤外線検出装置１は、金属板からなる円筒状の
支持部３ａ及び前記支持部３ａの長辺から延出し
た複数のミラー片４とからなる一体ミラー３を有
し、焦電形赤外線検出素子２１とFET回路２２
とを備えた焦電形赤外線センサ２３が支持部３ａ
の中央部に位置するように配置し、さらに回路部
品２４を筐体２５内に収容し、赤外線を透過させ
るカバー２６でミラー片４を覆う構成である。一
体ミラー３を筐体２５内に正確に収容配置するた
め、第３図に示すように位置決め溝２７内に各ミ
ラー片４を嵌合している。この様な構成におい
て、赤外線はミラー片４で反射され又は直接に、
赤外線を透過する光学フイルタ２７から焦電形赤
外線センサ２３に入射する。

つぎに、本発明の焦電形赤外線検出装置に使用
するミラーの製造方法の実施例を図面を用いて説
明する。

第１図ａに示す展開図は板厚0.3〜0.5mm程度の
１枚の金属板２からプレス打抜きにより一体ミラ
ー３を得る方法を示している。円筒状に加工可能
な支持部３ａと、前記金属板２の一辺すなわち一
方の長辺２ａから形成した略扇形のミラー片４
と、このミラー片４と支持部３ａの間に設けた切
欠き部２ｂと、ミラー片４と支持部３ａを一体に
連結する連結部２ｃと、支持部３ａの長手方向両
端を接合する接合部２ｄ，２ｅを形成する。

支持部３ａの長さは、これを円筒状とするため
円筒の半径をＲ、接合部２ｅの幅をＬとすると、
2πR＋Ｌである。ここにＲは７〜12mm程度であ
る。

ミラー片４は前記支持部３ａの長辺２ａに長さ
方向でπR／３，2πR／３，πR，4πR／３及び
5πR／３に位置に配設しており、支持部３ａを円
筒形に形成した場合に円周を６等分するようにな
る。そして、赤外線を効率良く反射するためにミ
ラー片４の表面は、例えばアルミニユウム（Al）
メツキ、アルミニユウム蒸着、クローム（Cr）
メツキ等の手段により、鏡面加工する。この鏡面
加工は、前述のプレス加工前でも加工後のいずれ
でも良い。

つぎに、第１図ｂの正面図及び第１図ｃの平面
図に示すように、各ミラー片４を連結部２ｃから
所定方向すなわち円筒状に形成した場合にその中
心方向に向うように折り曲げる。さらに第１図
ｂ，ｃのように、一体ミラー３の支持部３ａを円
筒状に曲げ加工する。この場合、ミラー片の底辺
の長さは約６mm、高さは７〜８mm程度となる。

その後、接合部２ｄ，２ｅを第４図又は第５図
のようにかしめることにより、互いに接合して環
状組立体とする。第４図ａ，ｂ，ｃは接合部２
ｄ，２ｅのかしめ状態を示す斜視図及び平面図で
あり、接合部２ｄには角孔４ａが設けられ、他方
の接合部２ｅには角孔４ａと同程度の大きさのコ
字状の切込み４ｂが施されて、若干円筒内部に曲
げられている。この角孔４ａと切込み４ｂとを合
わせ、両面から力を加え、切込み４ｂを角孔４ａ
に挿入する。この角孔４ａと切込み４ｂは、これ
らが接する面同士によりかしめられているので、
接触面が大きいほど強度が増す。

第５図ａ，ｂ，ｃは他のかしめ方法を示す斜視
図及び平面図であり、かしめる部分を丸い穴によ
り実現したものであり、接合部２ｄの穴５ａの径
を他方の接合部２ｅの穴５ｂの径よりも大きく形
成しておき、通しリベツト加工により、穴５ｂの
部分を穴５ａから円筒の内面まで通してリベツト
のようにかしめる。

〈発明の効果〉 本発明の焦電形赤外線形成装置の製造方法は以
上詳細に述べた通りであり、以下に示す効果を生
じるものである。つまり、支持部の長辺にミラー
片を一体形成するので、複数のミラー片を容易に
形成することができ、また、これを打抜き加工か
ら曲げ加工と一連の加工工程として行うので量産
性が良く、ミラー片同志の位置関係を極めて精度
良く正確に構成することができる。さらに、円筒
を形成するために、支持部の両端をかしめにより
接合しているので迅速かつ安価に生産できる。こ
のかしめの方法として角孔とそれに係合する切り
込み部を用いた場合は、リベツトピンを用いるも
のと比較してかしめの部分の面積を広くして、接
合強度を大きくすることができる。そしてリベツ
トピンの代わりに面で押すことができるので安価
にしかも高品質に加工速度を上げることができ
る。また、他のかしめ方法として、丸穴を設けて
リベツトのようにかしめる場合は円筒の上下方
向、径方向、円周方向に対して強度があり、かし
め用のリベツトを必要としないで強固なものが得
られると伴に、安価でしかも迅速に加工できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明に関連する焦電形赤外線検出
装置に用いる一体ミラーを得るための金属板の展
開図、第１図ｂ，ｃは金属板を加工した環状の一
体ミラーの正面図及び平面図、第２図及び第３図
は本発明に関連する焦電形赤外線検出装置の正面
断面図及び平面図、第４図ａ，ｂ，ｃ及び第５図
ａ，ｂ，ｃはかしめ加工を説明する支持部の一部
斜視図と一部断面、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断面図、第７図は焦
電形赤外線検出装置に適用する電気回路、第８図
は従来の焦電形赤外線検出装置の動作説明図、第
９図は動作波形図である。 １……焦電形赤外線検出装置、２……金属板、
２ａ……長辺、２ｂ……切欠き部、２ｃ……連結
部、２ｄ，２ｅ……接合部、４ａ……角孔、４ｂ
……切込み、５ａ，５ｂ……丸穴、３……一体ミ
ラー、３ａ……支持部、４……ミラー片、２３…
…焦電形赤外線センサ、２４……回路部品、２５
……筐体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   サの周囲に複数のミラー片を有する焦電形赤外線
   検出装置の製造方法において、 矩形状の支持部分と該支持部分の一方の長辺か
   ら延出する複数のミラー片とを金属板により一体
   に形成するプレス打抜き工程と、 前記ミラー片の各々を所定方向に折り曲げる工
   程と、 前記支持部分の長手方向を前記ミラー片が内側
   に位置するように円筒状に曲げ加工する工程と、 前記曲げ加工する工程により円筒状にした前記
   支持部分の両端をかしめる工程と、 を有することを特徴とする焦電形赤外線検出装置
   の製造方法。