JPH0519789Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、人体から放射される熱線、すなわち
赤外線を検出するために用いる赤外線検出装置に
関する。

〈従来の技術〉 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センサであり、人体
検知、炎検知及び温度検知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焦電形赤外線検出装置は、
球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配置していたために、
装置全体が大形になり、また集光ミラーとするた
めミラーを球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に垂直にかつ焦電形赤外線セ
ンサ１４を中間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の焦電形検出素子１４ａ，１４ｂ
は、第７図に示す回路図のように同種の分極側が
直接接続され、その差分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
ダンス変換回路から出力される。なお、Ｒ１，Ｒ
２は抵抗である。第７図では焦電形赤外線検出素
子１４ａ，１４ｂの同分極側が直接に接続されて
いるが、異分極側を接続した並列接続でもよい。

この構成において、動作を第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、比較的遠方か
らに到来すると、一方の焦電形赤外線検出素子
１４ａとそれと間隔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とが赤外線を検
知するが、差分出力はFETに出力しない。次に、
領域すなわち遮蔽及び反射領域において、ミラ
ー片１５は、焦電形赤外線検出素子１４ｂに対し
ては赤外線を遮蔽し、焦電形赤外線検出素子１４
ａに対しては赤外線を反射し投影させて入射させ
る作用をして直接入射分に加算されるので、大き
い差分出力を得る。領域では、焦電形赤外線検
出素子１４ａが赤外線を検知し、人体がミラー片
１５による遮蔽領域に入つているため、焦電形赤
外線検出素子１４ｂは赤外線を検知せず、差分出
力が現われる。さらに人体が領域に来たときは
ミラー片１５の影響を受けずに両方の焦電形赤外
線検出素子１４ａ，１４ｂが検知するが、差分出
力は現われない。領域では、焦電形赤外線検出
素子１４ｂが検知し、人体がミラー片１５による
遮蔽領域に入つているため、焦電形赤外線検出素
子１４ａは赤外線を検知せず、差分出力が現われ
る。また、領域の遮蔽及び反射領域ではミラー
片１５は焦電形赤外線検出素子１４ｂ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１４ａに対しては赤外線を遮蔽し
て、大きい差分出力を得る。領域では両方の焦
電形赤外線検出素子１４ａ，１４ｂが赤外線を検
知し、差分出力を現さない。従つて、このときの
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，，，においてFETに出力が
現われ、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知することが
できる。

また、第１０図のようにミラー片１５を赤外線
センサ１４の周囲に所定間隔に複数個配置すれ
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焦電形赤外線検出素子を
中心にして略放射上に配置することにより顕著な
利点を有するが、ミラー片が筐体に固定されてい
るので、焦電形赤外線検出素子の差分出力の生ず
る検出領域を容易には増やすことができなかつ
た。そのため、検出領域内での手や腕の細かな動
きを検出することができなかつた。

〈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、一対の焦電形赤外線検出素子を中間にし
て複数のミラー片を配設しミラー片の一つから一
対の焦電形赤外線検出素子の近くでかつ両端子の
間を通る平面上に位置する如く補助体を延出し
て、焦電形検出素子に入射する赤外線の一部を遮
る構成の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
を図面を参照して詳細に説明する。第１図に於
て、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、支持部３ａの長辺から延出
し等間隔（60度）に配置した複数のミラー片４ａ
から延出した補助体４ｂとを有する一体ミラー３
と、焦電形赤外線検出素子２１ａ，２１ｂと
FET回路２２とを備えた焦電形赤外線センサ２
３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。赤外線はミラー片４及び焦電形赤外線検出素
子２１ａ，２１ｂの間を通る平面に位置して両者
を分ける補助体４ｂで反射遮蔽され、赤外線を透
過する光学フイルタ２７から焦電形赤外線検出素
子２１ａ，２１ｂに入射する補助体４ｂはその機
能を高めるため赤外線センサ２３に接近して設け
られる。一体ミラー３を筐体内に正確に収容配置
するため、位置決め溝２８内に各ミラー片４を嵌
合している。

次に、支持部３ａ、複数のミラー片４及び一つ
のミラー片４ａから延出した補助体４ｂとを有す
る一体ミラー３の製造方法について説明する。第
２図に示す展開図は板厚0.3mm程度の１枚の金属
板２をプレス打抜きにより一体ミラー３を得るた
めのものであり、矩形部分が円筒状に加工可能な
支持部３ａと、支持部３ａを構成する矩形の一辺
すなわち一方の長辺２ａから切欠き部２ｂを有す
る連結部２ｃを介して一体に延出した扇形のミラ
ー片４、右端部のミラー片４ａの下方から切欠き
部２ｂと平行に形成した補助体４ｂ及び矩形の短
辺部同士を接合する接合部２ｄ１，２ｄ２からな
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２ｄ２の幅をＬとする
と、2πR＋Ｌである。

ミラー片４は支持部３ａを構成する矩形の長辺
２ａに長さ方向で（π／３）Ｒ、（2π／３）Ｒ、
πR（4π／３）Ｒ及び（5π／３）Ｒの位置に配設し
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よい。

次に第３図ａ，ｂ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に向かうように曲げ、それと
ともに補助体４ｂも中心を横切るように形成され
る。さらに一体ミラー３の支持部３ａを円筒状に
曲げ加工する。

その後、接合部２ｄ１，２ｄ２を適当な手段に
よりかしめて互いに接合して環状組立体とする。

次に補助体４ｂを配置した実施例について第４
図の動作図、第５図ａの焦電形検出素子２１ａ，
２１ｂの出力波形図、第５図ｂのFET出力の波
形図により動作を説明する。

この実施例において、補助体４ｂの配置により
第４図に示すように焦電形赤外線検出素子２１
ａ，２１ｂが補助体４ｂを見込む範囲が新たな遮
蔽領域となる。

領域では、発熱源からの赤外線は焦電形赤外
線検出素子２１ａ，２１ｂにより検出され、その
FETの差分出力は０となる。次に新たな生じた
遮蔽領域の領域では、赤外線は第１の焦電形赤
外線検出素子２１ａによつてのみ検出され、第２
の焦電形赤外線検出素子２１ｂでは補助体４ｂに
よつて赤外線が遮蔽され検出しないので、FET
に差分出力が現れる。領域では赤外線は焦電形
赤外線検出素子２１ａ，２１ｂの両方により検出
され、FETに差分出力が現れない。さらに発熱
源が進んで、遮蔽及び反射領域の領域にくる
と、第２の焦電形赤外線検出素子２１ｂにはミラ
ー片４により遮蔽されて赤外線が入射しないが、
第１の焦電形赤外線検出素子２１ａには直接の赤
外線とミラー片４により反射された赤外線とが入
射するので、FETに大きな出力が現れる。領域
の遮蔽領域では赤外線が直接に第１の焦電形赤
外線検出素子２１ａに入射し、第２の焦電形赤外
線検出素子２１ｂにはミラー片４により遮蔽され
て入力しない。このときFETに出力が現れる。
領域では赤外線はミラー片４及び補助体４ｂに
よつて遮蔽されないで第１、第２の焦電形赤外線
検出素子２１ａ，２１ｂに入射し、検出され
FETに差分出力が現れない。さらに領域の遮
蔽領域では、第２の焦電形赤外線検出素子２１ａ
への赤外線はミラー片４により遮蔽されて入射し
ないで、第２の焦電形赤外線検出素子２１ｂのみ
に検出され、FETに差分出力が現れる。領域
の遮蔽及び反射領域では第１の焦電形赤外線検出
素子２１ａにはミラー片４により遮蔽され赤外線
が入射せず、第２の焦電形赤外線検出素子２１ｂ
には直接の赤外線とミラー片４により反射された
赤外線とが入射するので、FETに大きな出力が
現れる。領域では焦電形赤外線検出素子２１
ａ，２１ｂの両方により赤外線が検出され、
FETに差分出力が現れない。領域の遮蔽領域
では赤外線は第２の焦電形赤外線検出素子２１ｂ
によつてのみ検出され、第１の焦電形赤外線検出
素子２１ａでは補助体４ｂによつて赤外線が遮蔽
され検出されないのでFETに差分出力が現れる。
さらに領域では赤外線は焦電形赤外線検出素
子２１ａ，２１ｂにより検出され、そのFETの
差分出力は現れない。

〈考案の効果〉 本考案の焦電形赤外線検出装置は以上詳細に述
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、一対の焦電形赤外線検出素子を中
間にして複数のミラー片を配設した焦電形赤外線
検出装置に、一対の焦電形検出素子に入射する赤
外線の一部を遮るように補助体を配設したので、
差分出力の生ずる検出領域を比較的簡単に増やす
ことができる。そして、補助体を設けるだけで良
いので、遮蔽領域を増設することができる。ま
た、ミラー片による遮蔽及び反射検出領域内に細
かな遮蔽領域を比較的簡単に増設することがで
き、またそのことによつて反射検出領域内での手
や腕の細かな動きを感度良く検出することができ
る。この補助体はミラーと一体化しているので、
ミラーの配設位置が決まれば補助体の位置規制も
容易に行うことができ、また焦電形赤外線検出素
子との位置規制も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本考案の焦電形赤外線検出装置
の一実施例を示す平面図及び正面断面図、第２図
はミラーの展開図、第３図ａ，ｂは金属板を加工
した環状の一体ミラーの平面図及び正面断面図、
第４図は本考案装置の動作説明図、第５図ａは焦
電形赤外線検出素子の出力を示す波形図、第５図
ｂはFETの出力を示す波形図、第６図ａ，ｂは
従来の焦電形赤外線装置の一例の平面図及び正面
断面図、第７図は焦電形赤外線検出装置に適用す
る電気回路図、第８図は従来の動作説明図、第９
図ａ，ｂは赤外線センサの素子とFETとの出力
を示す波形図、第１０図は従来の焦電形赤外線検
出装置の他の平面図である。 図中の１は焦電形赤外線検出装置、２は金属
板、２ａは長辺、２ｂは切欠き部、２ｃは連結
部、２ｄ１，２ｄ２は接合部、３ａは支持部、
４，４ａはミラー片、４ｂは補助体、３は一体ミ
ラー、２１ａ，２１ｂは焦電形赤外線検出素子、
２２はFET回路、２３は焦電形赤外線センサ、
２４は回路部品、２５は筐体、２６はカバー、２
７は光学フイルタ、２８は位置決め溝である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一対の焦電形赤外線検出素子を中間にして複数
   のミラー片を配設した焦電形赤外線検出装置にお
   いて、前記ミラー片の内の一つから延出して前記
   一対の焦電形赤外線検出素子間を二分するように
   設けて、前記焦電形赤外線検出素子に入射する赤
   外線の一部を遮る補助体を配置したことを特徴と
   する焦電形赤外線検出装置。