JPH0528940U - 焦電型赤外線検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 警戒エリア内に止まっている人体の検知が可
能な焦電型赤外線検出器を提供する。 【構成】 従来電圧モードの回路で信号変換を行ってい
た焦電素子１の焦電電流を電流モードの回路で信号変換
する。 【効果】 検出器の信号の立上がり、立下がり時間が従
来の検出器の少なくとも１／２以下となるので、警戒エ
リア内に止まっている人体の、高周波で、微小な動きを
検知することが可能となった。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主として人体検知に用いられる焦電型赤外線検出器に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、焦電型の赤外線検出器は、量子型等のそれと比べ素子の冷却が不要、 装置が簡便という特長をもち、人体検知、非接触の温度検知に広く実用化されて いる。このような赤外線検出器に於いて、焦電素子に入射するエネルギーの増加 、又は減少時に発生する焦電電流は、図２に示されるような電界効果型トランジ スタ３を含む電圧モード回路により出力される。

【０００３】 最近、広範囲の主に室内を中心とした人体の検知が要望されており、このよう な場合には、一次元又は多次元に配置された焦電素子を使用しそれぞれの素子ご とに警戒エリアの赤外線が入射するように検出器、及び光学系を設定する。焦電 素子は入射エネルギーの変化分に応じて焦電電流を発生するので警戒エリアに人 体が侵入した場合、又、警戒エリアより人体が出た場合に、前述の電圧モード回 路を使用して焦電電流を出力として取り出すことが可能となる。

【０００４】 しかし、人体が警戒エリア内に止まっている場合、焦電素子に入射するエネル ギー変化は、人体の微小な１０Ｈｚ近辺の比較的高い周波数の動きによるもので 、このような条件での人体の存在検知は従来の赤外線検出器では非常に困難であ った。これは、電圧モード回路により出力を行なう従来の検出器の応答性が緩慢 で、１０Ｈｚ近辺の比較的高周波な入射エネルギー変動に検出器が対応しきれな いことに起因している。

【０００５】 この対策として、焦電素子に入射するエネルギーをチョッピングし、連続的に 出力をとり出す方法があるが、チョッパを付加することによる検出器の大型化、 そしてコストアップを招くことが多く、実用的でなかった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

解決しようとする課題は、従来の焦電型赤外線検出器では警戒エリア内に止ま っている人体の検知が非常に困難な点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

課題を解決するため、本考案は、従来電圧モード回路により行なわれていた焦 電型赤外線検出器の焦電素子より発生する焦電電流の出力変換を、電流モード回 路にて行なうことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案は、従来電圧モード回路にて行なわれていた焦電型赤外線検出器に於い て、焦電電流の出力変換を電流モード回路にて行なうため、検出器の発する出力 信号の立上がり時間、立下がり時間即ち時定数を図３のように従来の検出器の少 なくとも１／２以下にすることが可能となり、検出器の警戒エリア内に止まって いる人体の比較的高周波で微小な動きを検出することが可能となった。

【０００９】

【実施例】

図１に本考案によるｎ素子の焦電素子及び信号処理回路の１実施例を示す。ｎ は３以上の自然数である。検出器の警戒エリアを設定し、個々のエリアより焦電 素子１に赤外線が入射するように光学系を設定する。図４に人体が警戒エリアを 横切ったときの焦電素子１への入射エネルギー量と電流モード、電圧モードに於 ける出力波形の違いを示し、図５に人体が警戒エリア内に止まっているときの焦 電素子１への入射エネルギー量と電流モード、電圧モードに於ける出力波形の違 いを示した。

【００１０】 図６，７は、図１に示した赤外線受光用の焦電素子１に対し、温度補償用の焦 電素子１３を逆極性にシリーズ或いはパラレルに接続を行なった実施例の回路図 である。このような素子配列を行なった場合、検出器近辺の環境温度が変化して 、赤外線受光用素子１より焦電電流が発生しても、同時に温度補償用素子１３か ら逆極性の焦電電流が発生するので検出器は出力せず、環境温度ドリフトによる 検出器の誤動作を抑えることができる。

【００１１】 図１，６，７に於いてオペアンプ８は片電源にて駆動が行われているが両電源 にて駆動を行ってもよく、電流モードでの増幅が行われていれば、特に回路形態 を制限しない。

【００１２】 図８に示す実施例は、温度補償用素子部１６とその電流モード回路部１７を、 受光用素子１５とその電流モード回路部１７とは別に設け両方の出力を比較する ことで検出器の温度補償を行なった状態を示す検出器のブロック図である。この 実施例の方法を用いると、１つの温度補償用素子のみによって、個々の受光用素 子１５の温度補償を行うことができる。

【００１３】 図９に示す実施例は、最終的な人体の存在判定、そしてその表示等を行う後処 理回路部１９を含む装置全体を同一パッケージ２０に収めた状態のブロック図を 図１０は、受光用素子部１５と電流モード回路部１７即ち検出器部分を後処理回 路部とは別のパッケージ２０に収めた状態のブロック図を示す。そして図１１の 実施例は、受光素子部１５のみを電流モード回路部１７、後処理回路部１９とは 別のパッケージ２０に収めた状態のブロック図を示す。図９〜１１に示すように 、焦電素子より発生する焦電電流を、電流モード回路により出力を行うのであれ ば、パッケージの範囲を特に制限しない。

【００１４】

【発明の効果】

以上説明したように、本考案による焦電型赤外線検出器は、従来の電圧モード 回路を採用した焦電型赤外線検出器に比べ立上がり、立下がり時間を少なくとも １／２以下とできるので、従来非常に困難であった警戒エリア内に止まっている 人体の検知を可能とした。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による焦電型赤外線検出器の電子回路の
１例である。

【図２】従来の電圧モード回路を使用した焦電型赤外線
検出器の電子回路図である。

【図３】焦電素子１に赤外線が入射したときの、電流モ
ード回路による出力と電圧モード回路による出力の違い
を示すグラフである。

【図４】人体が警戒エリアを横切ったときの焦電素子１
への入射エネルギー量と電流モード、電圧モードに於け
る出力波形の違いを示すグラフである。

【図５】人体が警戒エリア内に止まっているときの焦電
素子１への入射エネルギー量と電流モード、電圧モード
に於ける出力波形の違いを示すグラフである。

【図６】本考案

【図１】の電子回路図に於いて、受光用焦電素子１に温
度補償用焦電素子１３をシリーズに接続したときの電子
回路図である。

【図７】本考案

【図１】の受光用焦電素子１に温度補償用焦電素子１３
をパラレルに接続したときの電子回路図である。

【図８】温度補償用素子部１６とその電流モード回路部
１７を、受光用素子部１５とその電流モード回路部１７
とは別に設け、両方の出力を比較することで検出器の温
度補償を行なった状態を示すブロック図である。

【図９】検出器部分と後処理回路部１９を含む装置全体
を同一パッケージ２０に収めた状態を示すブロック図で
ある。

【図１０】検出器部分を後処理回路１９とは別のパッケ
ージ２０に収めた状態を示すブロック図である。

【図１１】検出器の受光用素子部１５のみを電流モード
回路部１７、そして後処理回路部１９とは別のパッケー
ジ２０に収めた状態を示すブロック図である。

【００１６】

【符号の説明】

１ ：赤外線受光用焦電素子 ２ ：リーク抵抗 ３ ：電界効果型トランジスタ ４ ：電圧印加用端子（ドレイン端子） ５ ：信号出力端子 （ソース端子） ６ ：グランド ７ ：フィードバック用抵抗 ８ ：オペアンプ ９ ：出力端子１ １０：出力端子２ １１：出力端子ｎ １２：オフセット電圧印加端子 １３：温度補償用焦電素子 １４：ブラインダ １５：受光用素子部 １６：温度補償用素子部 １７：電流モード回路部 １８：出力比較器 １９：後処理回路部 ２０：パッケージ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３個以上の一次元、又は多次元配置され
   た赤外線受光用焦電素子の焦電電流を電流モード回路を
   用いて出力することを特徴とする焦電型赤外線検出器。
2. 【請求項２】 赤外線受光用素子部と電流モード回路部
   を同一パッケージ内に収めたことを特徴とする請求項１
   記載の焦電型赤外線検出器。
3. 【請求項３】 電流モード回路部を赤外線受光用素子を
   収納するパッケージ外に設けたことを特徴とする請求項
   １記載の焦電型赤外線検出器。