JPH0572969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は赤外放射検出装置、得にパイロ電気赤
外放射検出装置に関するものである。

赤外放射検出用にパイロ電気（焦電）材料を用
いることは周知である。パイロ電気材料は、その
材料の分極方向に対し垂直の互いに反対側に位置
する両平坦面に電極を付けてその材料本体をコン
デンサとすることによつて検出装置に用いられ
る。パイロ電気材料は例えばそれに入射する赤外
放射により温度変化を受けると、その材料の電気
的分極状態が変化する。これにより材料の表面に
て補償電荷が配列し直されて、コンデンサが接続
されている回路に電流が流れる。

パイロ電気赤外放射検出装置は種々の用途に用
いられる。これら検出装置の特性は特に、遠隔ス
イツチングシステム、侵入者検出システム及び一
般的な動作感知システムにおける用途に好都合で
ある。斯種の用途では、検出装置はその装置の視
野を通過する際に生ずる光束の変化を検出するこ
とにより移動物体に応答する。物体が人である場
合には、その移動人物、即ち人体部分によつて放
出される赤外放射が検出装置によつて電子的な信
号に変換され、この信号を用て警報装置を作動さ
せたり、又は光をオンさせたり、オフさせたりす
ることができる。

斯様な目的には種々のパイロ電気材料が用いら
れている。これらの材料には硫酸トリグリシン、
改良チタン酸ジルコン酸鉛、タンタル酸リチウム
及びポリ弗化ビニリデンの如き所定のプラスチツ
クフイルムがある。パイロ電気材料を分極するに
は通常その材料に分極軸方向に数回電界をかけ、
これと同時にその材料の温度を上げて、電気双極
子を整列させるようにして行う。例えば、Ｌ−ア
ラニンをドープした硫酸トリグリシンのような材
料によつては、分極状態が既に存在しているので
敢えて分極する必要はない。

例えば、侵入者検出システムにはパイロ電気材
料製の単一検出素子から成る検出装置を使用する
ことができる。しかし、検出装置の全視野を横切
る僅かな動きを検出する目的のためには、検出装
置を２個以上の検出素子で構成する場合に感度を
高めることができる。斯種の装置は２個のパイロ
電気素子を差動的に接続することによつて周囲温
度や、背景放射の変動により生ずる不所望な信号
に対して装置が殆ど感応しないように使用し得る
ので有利である、或る構成の装置によつては、両
検出素子の視野内にける入力放射の均一な変化、
例えば背景放射の変化によつて一対の素子間に電
圧を発生させ、これらの電圧を互いに反対極性と
なるようにして斯様な入力放射の変動によつては
正規の信号電圧が生成されないように構成したも
のがあるが、斯種の装置では一方の検出素子だけ
の視野内における入力放射の変化によつて異なる
出力信号が発生する。

斯種従来の放射検出装置には、一対の検出素子
をもつて構成し、これらの各検出素子を共通平面
内に配置し、かつ各検出素子は分極したパイロ電
気材料性の本体又はその本体の一部をもつて形成
し、各素子には前記本体の互いに反対側の主表面
にて重なり合う関係で電極を設け、これらの電極
を分極方向に対してほぼ直角に延在させ、これら
の電極を介して検出装置内の検出素子を電気的に
接続して、２個の直列接続のコンデンサ検出器を
形成するようにし、この直列接続におけるパイロ
電気材料の分極方向を互いに反対方向となるよう
にしたものがある。斯種の検出装置は通常「二
重」（デユアル）検出装置と称されている。

二重検出装置の他の形態のものには、２個の検
出素子を直列だけでなく、並列に接続し、分極方
向だけは反対となるようにしたものもある。この
ようにすれば、前述したような検出素子を直列
に、しかも互いに反対の分極方向にて接続する直
列−逆配置の検出装置に較べて通常信号対雑音比
が一層良好となると云う利点がある、上述した並
列−逆配置の検出装置の場合にも前述した直列−
額配置の場合のように、パイロ電気材料製の単一
の共通本体を用いることができる。

二重検出装置は侵入者検出システムに使用する
のに非常に適している。この場合も重要な利点は
背景の温度状態の変動によつても検出装置から出
力信号が発生されないと云うことにある。単一素
子の検出装置では、斯様な温度変動によつて雑音
的な信号が発生し、この信号がアラーム（警報回
路）を誤つて作動させてしまうことになり得る。

二重検出装置にとつて切望される良好な集束像
を得るため、及び作動範囲を適切なものとするた
めに通常は赤外放射を光学系によつて集束させ
る。この光学系は焦点が一致する多数の面を有し
ている成型プラスチツクミラー形態のものとする
ことができ、このミラーは視野を妨げることなく
焦点に検出装置を取付けることのできるように構
成する。侵入者が例えばミラーの視野を横切つて
移動すると、それに対応する多数の別個の像が検
出装置の各素子に個々に集束されて、多数のトリ
ガ信号を発生する。この場合、光学系としては、
フレネルレンズアレイを用いることもできる。

検出装置は通常インピーダンス変換増幅器、代
表的にはゲートが例えば直列接続の検出素子に接
続されるｎ−チヤネル電界効果トランジスタ
（FET）と、FETのゲートを過電圧から保護する
と共に周囲温度の大きな変化によるパイロ電気電
圧を漸次制限して、過負荷を防止せしめるように
する非線形回路網とを具えている。

これらの二重検出装置は、２個の検出素子が周
囲温度、背景温度及び音響雑音の変化による偽ト
リガ瞬時を低減すべく作用する場合に良好に作動
し得るも、これらの検出装置は偽トリガに対して
全く無感応であると云うのではない。パイロ電気
素子及びこれらの素子に関連する回路における熱
的及び電子的な雑音は依然として偽トリガを起生
し得る。また、検出装置及びその関連する回路か
ら出力信号を発生させるのに十分な大きさのラン
ダムな雑音スパイクが時々発生し得る。

上述したような問題点を軽減させる試みが成さ
れている。例えば侵入者検出システムにおいて、
警報発生回路を所定期間内に検出装置からの少な
くとも２つの出力信号に応答すべく設計すること
は既知である。ランダムな雑音スパイクによる偽
トリガはめつたに発生しないため、２つの斯様な
トリガ信号が所定期間内に発生することはごくま
れである。しかし、警報を発生させる前にシステ
ムが少なくとも２つのトリガ信号を発生するよう
にする必要性は状況によつては侵入者検出システ
ムの有効性をそこねることになり、このためにシ
ステムは完全に満足のゆくものとは見なされな
い。

他の従来の装置、所謂２チヤネル検出器では、
検出装置を実際上２個の二重検出器で構成し、こ
れらの各検出器がパイロ電気材料製の２個の離間
したパイロ電気検出素子と、その両面に電極とを
有し、各二重検出器の２個のパイロ電気検出素子
が信号処理回路に差動的に接続されて、その回路
から２つの検出素子間の温度差に依存する出力が
得られるようにしている。

斯かる従来装置では、２個に二重検出器を成す
４個のパイロ電気検出素子を線形アレイ形態で互
いに離間させて、そのアレイの第１及び第３検出
素子を一緒に接続して第１の二重検出器を形成
し、かつアレイの第２及び第４検出素子を同様に
一緒に接続して第２の二重検出器を形成せしめ
る。２個の二重検出器からの出力をモニタし、両
検出器によつて与えられる信号に応答させて警報
信号を発生させる。従つて、例えば侵入者以外の
雑音スパイクのようなものによる一方の検出器だ
けからの信号は警報出力とはならない。双方の二
重検出器に雑音スパイクが同時に発生して、警報
出力を起生せしめる機会はごくまれである、これ
がため、斯様な従来装置は偽トリガの問題を満足
に解決するものであると思えるが、欠点がないと
は言えない。つまり、斯かる従来装置では、その
装置の使用に際し、侵入者の像がアレイの片側か
ら他側へと検出素子を横切る際に、第１二重検出
器の第１素子の上を像が移動すると第１信号が発
生し、ついでその像が斯かる第１素子と、連続ア
レイにおける隣りの検出器である第２二重検出器
の第１素子との間のギヤツプを横切つて移動する
と、像が斯かる第２検出素子に当る前に第２信号
を発生するようになつている。このために像が双
方の二重検出器の検出素子を斯様にして横切るの
にかかる時間が相違する。双方の二重検出器から
の信号は時間的に一致しないので、タイミング期
間、即ち、ウインドウを代表的には数秒のオーダ
に初期設定して、一方の二重検出器からの信号の
発生に伴つて第２二重検出器からの信号が受信さ
れることを予期し得るようにする必要がある、第
２二重検出器からの信号が斯かる予定期間中に発
生する場合にはシステムがそれに応答して警報を
発生する。これに対し、斯かる期間内に第２二重
検出器からの信号が受信されない場合には、シス
テムは第１二重検出器からの信号は例えば雑音ス
パイクによつて生じたように擬似信号であると想
定して、そのシステム自体をリセツトするため、
斯かる第１信号は実際には無視される。しかし、
斯かるタイミング期間は操作に困難性をもたら
す。タイミング期間は侵入者の像を第１二重検出
器の検出素子から第２二重検出器の検出素子に通
過させるのに十分な長さとする必要がある。選定
タイミング期間が短か過ぎる場合には、侵入者の
像が双方の二重検出器の各隣接する検出素子に当
る時点間の遅れがタイミング期間よりも大きくな
つてしまい、侵入者が検出システムによつて検出
されなくなる。また、タイミング期間が不当に長
くなくても、そのタイミング期間によつてシステ
ムに極めて現実的な偽動作をまねくことになる。
その理由は、斯かるタイミング期間中に侵入者以
外の雑音スパイクが双方のチヤネルに依然発生し
て、偽トリガをまねくからである。これがため斯
かるシステムの検出効率は状況によつて損なわれ
る。

本発明の目的は上述したような従来装置の諸欠
点を回避し得るように適切に構成配置した上述し
た種類の赤外放射検出装置を提供することにあ
る。

本発明は２個の二重検出器を具え、これらの各
二重検出器がパイロ電気材料と、該電気材料の両
面における電極とから成る２個の離間したパイロ
電気検出素子を有し、各二重検出器の２つのパイ
ロ電気検出素子を回路に差動的に接続して、該回
路から２個のパイロ電気検出素子間の温度差に依
存する出力を得るようにした赤外放射検出装置に
おいて、前記２個の二重検出器の内の一方の二重
検出器を成す一方のパイロ電気検出素子を他方の
二重検出器を成す一方のパイロ電気検出素子と噛
合させるようにしたことを特徴とする。

これがため本発明による装置は、その装置を温
度及び背景放射の変動や、音響雑音の如き周囲の
影響に対して不感応とするので、二重検出器に通
常関連する利点を共有することになる。また、本
発明装置は２チヤネル装置でもあるため、前述し
た２チヤネル検出器によつて得られる利点と同様
な利点も共有する。従つて、本発明装置を例えば
侵入者検出システムに組込んで、両チヤネル、即
ち双方の二重チヤネル検出回路から出力信号が検
出システムの視野を横切る侵入者を表わすものと
してアラームを差動させるようにする場合に、一
方又は他方のチヤネルに発生する擬似雑音スパイ
クによる偽警報トリガの危険率が低減される。し
かしさらに重要なことは、本発明では２個の二重
検出器のパイロ電気素子の各々を噛合させること
により、つぎのような利点も有すると云うことに
ある。即ち、本発明装置を例えば侵入者検出シス
テムに用い、噛合検出素子を侵入者像の走行通路
及び検出装置に向けられる侵入者の大きさに従つ
て適当に配置する場合に、二重検出器を横切つ
て、これら検出器の噛合検出素子に入射する侵入
射の像によつて検出素子がほぼ同時に、即ち殆ど
同じ時間に応答して両チヤネルが出力信号を発生
する。これにより偽トリガの発生は一層低減され
る。２つのチヤネルに信号が発生する時点間に僅
かの時間的遅れをとるようにタイミングウインド
ウを規定する必要もあるが、本発明による検出素
子の噛合化によれば、前述した従来装置に必要な
相当長いタイミング期間に較べて、タイミング期
間を極めて短く、代表的には１秒の数分の１程度
に規定すれば良い。これがため、必要なタイミン
グ期間が最小となり、また所定のタイミング期間
に擬似雑音スパイクが両チヤネルに生ずるような
ことも低減するため、このような雑音スパイクに
よりシステムに偽トリガを起生せしめることは著
しく低減される。

２個の二重検出器の内の他方のパイロ電気検出
素子も同様に互いに噛合させるのが好適である。
このようにして、装置に例えば侵入者の像がいず
れかの側から横切り、その装置が侵入者から出て
いる到来放射に応答するようにすることができ
る。

装置の構成を簡単とするために、噛合検出素子
の各対をパイロ電気材料製の単一体で構成し、こ
の単一体の第１表面に設ける各検出素子対の各対
の各素子の各第１電極を噛合させるように整形
し、かつ検出素子の第２電極を構成する例えば共
通電極層の形態の電極材料をパイロ電気材料の反
対側の表面に第１電極と重なる関係で配置するよ
うにする。

噛合検出素子の各対が検出すべき放射に対して
ほぼ同時に応答するようにするためには、噛合検
出素子の噛合部を線形アレイ形態に配置して、前
記放射の予想走行通路に対して互いに平行に延在
し、かつほぼ等しい面積となるようにする。

本発明の他の好適例では前記噛合検出素子の噛
合部を矩形状とし、各検出素子の噛合部を該検出
素子の片側の接続部によつて相互接続するように
する。

さらに本発明の他の好適例では、前記各噛合検
出素子の噛合部の形状を三角形とし、これらの噛
合部を前記検出素子の片側の接続部分によつて相
互接続し、噛合検出素子の一方の対又は双方の対
の噛合部をありつぎ形態に配置するようにする。
本発明の他の好適例では前記噛合検出素子の各噛
合部が拡張ヘツド部分に通じるネツク部を具え、
関連する噛合検出素子の一方又は双方の対を互い
に対向させて配置して、一方の検出素子の噛合部
の拡張ヘツド部分が他方の検出素子のネツク部分
に隣接して位置するようにし、各検出素子のネツ
ク部を該検出素子の片側の接続部分によつて相互
接続するようにする。

上述したように電極構造をいずれも互い違いと
すれば、各検出素子対の各噛合部が実際上共通面
積を分け合うため、各検出素子対がそれに当る放
射に対してほぼ同時に応答するようになることは
明らかである。さらに、噛合部の形状、従つてそ
れより規定される各パイロ電気検出素子が到来放
射に当る表面積は、検出すべき入射放射が関連す
る電極を横切ると、検出素子ができるだけ等しい
量応答するように選定する。

以下図面につき本発明を説明する。

第１及び２図を参照するのに、本発明による赤
外放射検出装置は２チヤネル装置であり、各チヤ
ネルは離間したパイロ電気（焦電）検出素子の各
対によつて構成される二重検出器を具えている。
図面ではパイロ電気検出素子を１０，１１，１２
及び１３にて示してある。２個の二重検出器は検
出素子１０及び１２と、１１及び１３によつてそ
れぞれ構成する。

検出素子は関連する回路と一緒に、半導体産業
に通常用いられているようなT0−５構造の４リ
ードヘツダ１６を有している容器内に収納させ
る。この容器内のリード線１７，１８及び１９を
ヘツダの主要金属部２０を経て、その金属部と絶
縁して延在させる。第４のリード線（図面では見
えない）はヘツダ部（金属部）２０を接地し得る
ようにそのヘツダ部に接続する。例えば高密度ア
ルミナのような、絶縁材料製で、かつ表面に導電
性被膜を有しているほぼ方形状の台座２１を中間
部材を介してヘツダ部２０の上側面に取付け、そ
の台座２１の上側面に検出素子１０〜１３を配置
する。これらの検出素子１０〜１３は導電性のエ
ポキシ樹脂によつて台座２１に取付ける。

パイロ電気検出素子１０及び１１は、ランタン
及びマンガンをドープさせたチタン酸ジルコン酸
鉛の如きパイロ電気セラミツク材料製の単一の矩
形体２２で形成する。このようなセラミツク材料
については英国特許第1504283号を参照すること
ができる。パイロ電気材料製の本体２２は厚さが
約150マイクロメータで、主表面の大きさが約3.0
×1.0mmのものとする。台座２１に隣接する側の
本体２２の下側従主表面には、そ下側面全体にわ
たり延在するニクロム製電極２３を設ける。この
共通電極層の部分の検出素子１０及び１１に対す
る各下側電極を構成する。

本体２２の反対側の上側主表面には慣例の写真
食刻技法を用いて、検出すべき赤外放射に対し透
過性のニクロムの如き材料製の他の２つの電極２
５及び２６を画成する、各電極２５及び２６は比
較的細い接続部分によつて片側にて相互接続され
る線形アレイ状に配置された多数（図示の例では
２つの）の互いに離間した長方形の指状部を具え
ている。電極２５及び２６は互いに対向させて、
互いに平行に延在し、しかもほぼ等しい面積の各
電極の指状部が第１図に示すように噛合して、一
方の電極の各指状部が他方の電極の少なくとも１
個の指状部と並んで延在するようにする。電極２
５及び２６の噛合指状部は２個以上、所要に応じ
例えば３個又は５個とすることができる。双方の
電極は小間隙をもつて物理的に離間させる。第１
図に示した例では斯かる間隙の幅を約0.05mmとす
る。各指状部の長さは約0.85mmで、幅は0.40mmの
寸法とし、隣接する指状部間の接続部の幅は約
0.10mmとする。

電極２５及び２６の反対側の端部にはそれぞれ
端子領域２７及び２８を設けてある。

電極２５及び２６は検出素子１０及び１１をそ
れぞれ決定付ける作用をする。特に、電極２５及
び２６の形状は各検出素子１０及び１１の形状を
規定し、例えば素子１０は電極２５と、本体２２
のその電極部分と、本体２２の直ぐ下側にあり、
かつ電極２５の形状に対応する部分の共通背面電
極２３とをもつて構成される。従つて、検出素子
１０及び１１はパイロ電気材料製の単一体により
形成され、しかも共通の背面電極を有している
も、これらの検出素子は電極２５及び２６にそれ
ぞれ一致する形状の別個の噛合検出素子となり、
これら検出素子の背面電極は共通電極２３の中間
部分によつて相互接続される。

パイロで器検出素子１２及び１３は上述した検
出素子１０及び１１と同様に形成する。従つて素
子１２及び１３はランタン及びマンガンをドープ
したチタン酸ジルコン酸鉛の如きパイロ電気材料
製の単一本体３０により形成され、この本体３０
はニクロム製の共通背面電極３１と、それぞれ噛
合させた指状部を有している赤外放射透過材料製
の各上側電極３２及び３３と、端子領域３４及び
３５を具えている。

検出素子１２及び１３は、素子１０〜１３のす
べての指状部が同一方向に延在し、かつ検出素子
１２及び１３が検出素子１０及び１１から約１mm
だけ離間されるように導電性のエポキシ樹脂によ
り台座２１上にて検出素子１０及び１１に対して
平行に取付ける。従つて、背面電極２３及び３１
は台座２１上の導電性被膜を介してヘツダ部２０
に電気的に一緒に接続する。

それぞれ２つの二重検出器を構成する素子対１
０及び１２と、１１及び１３を素子電極の領域２
７，３４及び２８，３５に導電性のエポキシ樹脂
によつて連結される導電性のブリツジ３６により
相互接続する。検出素子のパイロ電気材料は、そ
の材料を約135℃の遷移温度よりも僅かに高い温
度に加熱し、かつその材料に約20KVcm^-1の電界
をかけることにより既知の方法で予め分極してお
く。電界の付与は、検出素子１０及び１１にて達
成される分極方向が一方向を向き、検出素子１２
及び１３の分極方向が反対の方向を向くようにし
て行う。

赤外放射検出装置を成す２つの二重検出器の回
路を第３図の左側にＡ及びＢにて示してある。パ
イロ電気検出素子１０，１１，１２及び１３を慣
例の如くコンデンサとして表わす。各二重検出器
の回路は、その検出器を成す２の検出素子以外に
電界効果トランジスタ（FET）Ｔと、逆並列の
一対のダイオードD₁，D₂を具えている。各回路
の検出素子は基準電位点に接続されるリード線３
７とFETのゲートとの間に逆並列に接続する。
前記ダイオードD₁，D₂もFETのゲートとリード
線３７との間に接続する。この回路の詳細な説明
については英国特許第1580403号明細書を参照す
ることができる。要するに、上記ダイオード回路
はFET用のバイアスゲート漏洩通路を形成し、
かつ増幅器として作用すると共にインピーダンス
整合回路の一部を形成するFETのゲートを過電
圧から保護し、さらに周囲の大きな温度変化によ
るパイロ電気電圧を漸次制限もする。

各二重検出器用の上述したダイオード及び
FET回路は３端子チツプ状のものとするのが好
都合である。再度第１及び２図を参照するのに、
３８及び３９にて示してある２つのチツプはそれ
ぞれ素子１０及び１３の上側面にてこれらの各素
子の端子領域２７及び３５にそれぞれ隣接させて
取付け、チツプ３８が素子１０及び１２を具える
第１二重検出回路の部分となり、これに対しチツ
プ３９が素子１１及び１３を具える第２二重検出
回路の一部分となるようにする。チツプ３８のリ
ード線３７、FETのソース端子及びFETのドレ
イン端子はそれぞれボンデツト−フライングリー
ドによりヘツダ部２０、ヘツダのリード線１７及
び１８に接続する。チツプ３９の対応する端子も
ヘツダ部２０、ヘツダのリード線１９及び１８に
にそれぞれ接続する。或いは又、追加のヘツダリ
ード線を設けて、これにチツプ３９のFETのド
レイン端子を接続して、FETをソースが共通の
増幅器構成並びにソースホロワ構成で使用するこ
とができる。

ヘツダ１６上に支持される２個の二重検出器及
びこれら検出器に関連する回路を金属缶状の容器
カバー部材（第１図には図示せず）によつて慣例
の方法で包囲する。このカバー部材はヘツダのリ
ムに封着し、かつこのカバー部材は多層に被着し
たシリコン製の窓を有しており、この窓は所望波
長範囲内の検出すべき放射を通過させて、その放
射をパイロ電気検出素子の上側面上に入射させ
る。

つぎに本発明検出装置の作動につき説明する。
なお、本発明装置は遠隔制御スイツチのような
種々の用途に要いることができるが、説明の便宜
上本例装置は例えば侵入者検出システムに組込ま
れるものとする。

斯かるシステムの視野によつて保護される領域
内の侵入者を検出するには、その侵入者の動きを
利用して検出素子に達する放射に変化を起生せし
める。第４図に示すように、検出装置のヘツダ１
６及びそれに取付けたカバー部材は包囲体４０の
一方の端部に設けて、検出装置のリード線をプリ
ント回路板４１にはんだ付けすると共に、こ回路
板を通して前記包囲体４０の他端に位置させた警
報回路４２に接続するようにして、警報回路によ
り発生される熱が検出装置の作動を損なわないよ
うにする。入射する放射は第４図に矢印にて示す
ように包囲体４０の一端部に設けた低密度のポリ
エチレン窓を通過する。この到来した放射は彎曲
成型プラスチツクミラー４３により反射され、か
つ集束される。ミラー４３は放射をヘツダカバー
部材の透過窓を経てヘツダ１６におけるパイロ電
気検出素子に向けて集束させる。ヘツダ１６はミ
ラーの視野を妨げないように位置する。侵入者が
システムの視野を通つて移動すると、その侵入者
の集束像がほぼ直線的に移動する。ヘツダ１６は
斯かる侵入者の像の通路が検出素子１１〜１３の
長手方向に対し直角な方向、即ち第１図水平ライ
ンに設けた方向にて検出素子１１〜１３を横切つ
て延在するように配置する。例えば像が第１図の
左側から移動して、検出素子１０及び１１に当る
と、素子１０及び１２と１１及び１３から成る２
個の二重検出器は出力信号をそれぞれ発生する。
像がさらに移動して検出素子１２及び１３に当る
と、各二重検出素子は再び出力信号を発生する。

ミラー４３はマルチセグメントミラー形態のも
のとすることもでき、このミラーの各セグメント
はそれ固有の個別の視野を有し、かつそれらの各
セグメントはそれ固有の視野内に到来する放射を
検出素子に向けて集束するよう装置する。このよ
うにすると、侵入者が各ミラーセグメントの視野
を経て移動する際に、別個の像が検出素子上に集
束され、多重トリガリング用の二重検出器によつ
て複数個の出力信号が発生される。

侵入者の像が常に一方向にしか予期されない場
合には、一方の検出素子対だけを噛合させれば良
く、例えば素子１２及び１３のような他の検出素
子は平行に延在させる細条形態のものとする。

２個の二重検出器を形成する２つの検出素子１
０及び１２又は１１及び１３は前述したように差
動的に一緒に作動させて、周囲温度の変化、背景
放射及び音響雑音によつて発生される放射信号の
如き共通モードの放射信号には反応しないように
する。

検出素子１０及び１１を噛合させるために、電
極２５及び２６によつて規定されるような、それ
ら検出素子の上側面はほぼ同じで、比較的小さな
共通面積を占め、即ちこれら検出素子の全体の縁
部が殆ど一致するようになる。従つて、噛合部の
寸法を放射像の予想寸法にならつて適当に選定す
るか、又はその逆に放射像の予想寸法にならつて
噛合部の大きさを適当に選定するようにすれば、
例えば第１図の左側から移動してくる侵入者の像
によつて２つの検出素子１０及び１１はほぼ同時
に応答するようになる。さらに、検出素子の表面
を特定形状とし、かつこれらの表面を噛合させる
ようにするため、到来放射を受ける各検出素子の
領域は極めて類似し、従つてこれらの検出素子は
その放射に対してほぼ等量だけ応答する。これが
ため上述したような検出素子を内蔵している２個
の二重検出器は検出素子に集束される像に応答し
て、ほぼ等しい出力信号をほぼ同時に発生する。
このことは検出素子１２及び１３についても云え
ることである。集束像が素子１０及び１１から、
素子１１と１２との間のギヤツプを横切つて素子
１２及び１３上を通過するか、或いは又集束像が
第１図の右側から素子１２及び１３上を通過する
際にも素子１２及び１３はほぼ同時に、しかもほ
ぼ等量だけ応答するため、２個の二重検出器から
の出力信号もほぼ等しくなり、しかもこれらの信
号は同時に発生する。

そこで、再度第３図を参照するに、この第３図
における二重検出器Ａ及びＢの右側には侵入者検
出システムに使用するのに適している２個の二重
検出器の各出力に応答させる回路の一例を示して
ある。実際には２チヤネルで構成する二重検出器
Ａ及びＢの各出力は２個直列に接続した増幅器に
よつて増幅され、かつ制御されて各信号レベル限
界値ウンウドウ比較回路４５及び４６に供給され
る。これらの各比較回路は関連する二重検出器か
ら増幅信号が単なる内的又は外的雑音以外の侵入
者を表わす予定した大きさの信号である場合に出
力信号（理論的に高レベルの信号）を発生する。

２個の二重検出器Ａ及びＢが侵入者の像に同時
に応答して、同時に出力信号を発生し得るように
する場合には、比較回路４５及び４６からの出力
を単にANDゲートに供給して、二重検出器Ａ及
びＢからの一致出力に応答させて斯かるANDゲ
ートから警報発生出力信号を発生させるようにす
ることができる。しかし必ずしも両検出器の出力
信号が同時に現れると限らず、検出器ＡとＢから
の信号間には僅かな時間的遅れがある。このため
に、比較回路４５及び４６の出力端子には各チヤ
ネル用の信号スイツチ兼タイミング回路４７及び
４８を接続する。ラツチ兼タイミング回路４７及
び４８は通常は高(1)レベル出力を発生し、かつそ
れらの入力端子に到来する低（０）レベル信号に
よつてトリガされて、プリセツト期間中低出力を
発生する。ラツチ兼タイミング回路の出力端子は
ORゲート５０に接続し、このORゲートの出力
は警報発生回路（図示せず）に供給する。ORゲ
ート５０の出力は通常は高レベルであるが、比較
回路４５及び４６からの高出力又は回路４７及び
４８によりプリセツトされたインターバル内に発
生するスタガ出力に同時に応答して低レベルに切
換わり、警報回路をトリガさせる。従つてこの回
路は両検出器Ａ及びＢからの一致又はほぼ一致す
る出力に応答するのであつて、一方のチヤネルだ
けの二重検出器からの出力によつては警報は発生
しない。

回路４７及び４８によつて規定されるインター
バルは代表的には数分の１秒とする、このように
すれば、検出装置を横切つて各検出素子１０及び
１１に当る侵入者の像に応答して二重検出器Ａ及
びＢの出力端子に出力信号が多少遅れて発生して
も十分である。

前述したような２個の二重検出器の噛合検出素
子特性、特に侵入写像の予期される大きさ及びそ
の走行通路に対する検出素子の形状、寸法及び相
対配置に鑑みて、二重検出器ＡとＢの出力間のい
ずれの時間的遅れも最小とし得ることは明らかで
ある。これがため、前述した従来装置の場合に必
要とされる相当長いタイミング期間に比べて、極
めて短いタイミング期間を必要とするだけであ
る。そのような短い期間内に侵入者以外の雑音信
号が両チヤネルに二重検出器から出力を発生させ
るのに十分な大きさとなる可能性は小さく、従つ
て偽トリガが生ずることは極度に低減される。

検出装置を遠隔スイツチングシステムに用いる
場合には検出装置を同様に作用させるも、斯かる
スイツチングシステムの場合にはそのシステムの
回路を警報回路でなく、例えば光制御スイツチの
ようなスイツチ手段を作動させるのに応答させる
ことは勿論である。

検出装置の噛合検出素子としては種々の構造の
ものを用いることができる。例えば第５ａ図に示
すように、頂部電極によつて規定されるような各
検出素子１０及び１１（同様に素子１２及び１
３）を、頂点間に延在する比較的狭い接続部分に
よつて接続される三角形部分の線形アレイで構成
し、素子を成す各三角形部分をありつぎ形態で噛
合させるようにすることができる。また、第５ｂ
図に示すように、各検出素子は片側に沿つて延在
する比較的狭い接続細条にステムネツク部を介し
て取付けられる球根状拡散ヘツド部分の噛合部を
もつて構成することもできる。

以上、上述した例では特に検出素子にチタン酸
ジルコン酸鉛を使用する場合につき説明したが、
他のパイロ電気材料を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの二重検出器から成るパイロ電気
検出素子及びこれらの素子に関連する回路を示し
ている本発明赤外放射検出装置の一例を示す平面
図；第２図は同じくその側面図；第３図は第１及
び２図の二重検出器用の電気回路の一例を示すブ
ロツク線図；第４図は本発明による検出装置を内
蔵している侵入者警報システムの一例を示す断面
図；第５ａ及び５ｂ図は検出素子の変形例の一部
をそれぞれ示す平面図である。 １０〜１３……パイロ電気検出素子、１６……
ヘツダ、１７，１８，１９……リード線、２０…
…ヘツダの金属部、２１……台座、２２，３０…
…パイロ電気材料製本体、２５，２６，３２，３
３……上側電極、２７，２８，３４，３５……端
子領域、２３，３１……共通背面電極、３６……
導電性ブリツジ、３７……リード線、３８，３９
……３端子チツプ、４０……警報回路、４３……
ミラー、４５，４６……比較回路、４７，４８…
…ラツチ兼タイミング回路、５０……ORゲー
ト、Ｔ……電界効果トランジスタ、D₁，D₂……
ダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２個の二重検出器を具え、これらの各二重検
   出器がパイロ電気材料と、該電気材料の両面にお
   ける電極とから成る２個の離間したパイロ電気検
   出素子を有し、各二重検出器の２つのパイロ電気
   検出素子を回路に差動的に接続して、該回路から
   ２個のパイロ電気検出素子間の温度差に依存する
   出力を得るようにした赤外放射検出装置におい
   て、前記２個の二重検出器の内の一方の二重検出
   器を成す一方のパイロ電気検出素子を他方の二重
   検出器を成す一方のパイロ電気検出素子と噛合さ
   せるようにしたことを特徴とする赤外放射検出装
   置。 ２ 前記２個の二重検出器を成す他方のパイロ電
   気検出素子も互いに噛合させるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の赤外放
   射検出装置。 ３ 前記一方の対、又は双方の噛合検出素子対が
   パイロ電気材料製の単一本体を具え、該本体の第
   １表面に前記各検出素子の各第１電極を設け、こ
   れらの第１電極が噛合部を規定するように該第１
   電極を整形し、かつ前記検出素子の第２電極を構
   成する電極材料を前記パイロ電気材料の反対側の
   表面に前記第１電極と重なる関係で配置するよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１又は
   ２項のいずれか一項に記載の赤外放射検出装置。 ４ 前記検出素子の第２電極を前記パイロ電気材
   料の反対側の表面に設けた共通の電極層をもつて
   構成するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の赤外放射検出装置。 ５ 前記噛合検出素子の噛合部を線形アレイ形態
   に配置して、これらの噛合部が互いに平行に延在
   し、かつ面積もほぼ等しくなるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項又は４項のいず
   れか一項に記載の赤外放射検出装置。 ６ 前記噛合検出素子の噛合部を矩形状とし、各
   検出素子の噛合部を該検出素子の片側の接続部に
   よつて相互接続するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第３〜５項のいずれか一項に記載
   の赤外放射検出装置。 ７ 前記各噛合検出素子の噛合部の形状を三角形
   とし、これらの噛合部を前記検出素子の片側の接
   続部分によつて相互接続し、噛合検出素子の一方
   の対又は双方の対の噛合部をありつぎ形態に配置
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第３〜５項のいずれか一項に記載の赤外放射検出
   装置。 ８ 前記噛合検出素子の各噛合部が拡張ヘツド部
   分に通じるネツク部を具え、関連する噛合検出素
   子の一方又は双方の対を互いに対向させて配置し
   て、一方の検出素子の噛合部の拡張ヘツド部分が
   他方の検出素子のネツク部分に隣接して位置する
   ようにし、各検出素子のネツク部を該検出素子の
   片側の接続部分によつて相互接続するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３〜５項のい
   ずれか一項に記載の赤外放射検出装置。 ９ 前記各二重検出器を構成する２個の検出素子
   のパイロ電気材料が互いに反対方向に分極される
   ように前記検出素子を配置し、各二重検出器を構
   成する検出素子の各対を逆並列の関係で電気的に
   接続するようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１〜８項のいずれか一項に記載の赤外放射
   検出装置。