JPH09329500A - 焦電型赤外線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電チョッパの基本特性を確保し、信頼性の
高い焦電型赤外線センサを実現する。 【解決手段】 物体から放出される赤外線１６を検出す
る赤外線検出部１５と、赤外線検出部１５へ入射する赤
外線１６を遮蔽する遮蔽板１２と、一端を固定し他端に
遮蔽板１２を取付けた平板状の弾性シム材１０と、弾性
シム材１０の一部の領域を除いて両面に形成した圧電セ
ラミック１１ａ，１１ｂとを備えている。弾性シム材１
０と圧電セラミック１１ａ，１１ｂと遮蔽板１２とによ
り、赤外線検出部１５への赤外線１６の入射および遮蔽
を制御する圧電チョッパを構成している。遮蔽板１２を
取り付けた弾性シム材１０を、圧電セラミック１１ａ，
１１ｂを形成していない腕部１０ａと、圧電セラミック
１１ａ，１１ｂを形成した駆動部１０ｂとからなる２つ
の部位に分けたことにより、遮蔽板１２を大きく変位さ
せ、圧電チョッパの基本特性を確保し、高い信頼性を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、物体から放出さ
れる赤外線を非接触で検知する焦電型赤外線センサに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、焦電型赤外線センサは、電子レン
ジにおける調理物の温度測定や、エアコンにおける人体
の位置検出などの幅広い分野で利用されている。この焦
電型赤外線センサは、ＬｉＴａＯ₃ 単結晶等の焦電体に
よる焦電効果を利用したものである。

【０００３】焦電体は自発分極を有しており常に表面電
荷を発生しているが、大気中における定常状態では大気
中の電荷と結びついて電気的に中性を保っている。この
焦電体に赤外線が入射すると焦電体の温度が変化し、こ
れにともない表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化す
る。この表面に発生する電荷を検知して、赤外線入射量
を測定するのが焦電型赤外線センサである。

【０００４】物体はその温度に応じた赤外線を放射して
おり、このセンサを用いることにより、物体の温度や位
置を測定することができる。焦電効果は赤外線の入射量
の変化に起因するものであり、焦電型赤外線センサとし
て物体の温度を検出する場合には赤外線入射量を変化さ
せる必要がある。この手段として用いられるのがチョッ
パであり、入射する赤外線を強制的に断続し検出物体の
温度を検出する。従来のチョッパとしては、電磁モータ
および圧電アクチュエータ等を利用したチョッパが主に
用いられていた。

【０００５】このチョッパとして用いられる圧電アクチ
ュエータは、金属等の弾性薄板に圧電セラミックを接着
して貼合わせ素子を構成して片端を保持固定し、圧電セ
ラミックに電圧を印加した時のひずみにより屈曲運動を
発生させるようにしている。一般に、弾性薄板の両面に
圧電セラミックを接着したものはバイモルフ型、片面に
のみ接着したものはユニモルフ型と呼ばれ、また、弾性
薄板は弾性シム材と呼ばれており、以下、そのように記
すことにする。

【０００６】図１５は、バイモルフ型の圧電アクチュエ
ータをチョッパとして用いた従来の焦電型赤外線センサ
の構成を示す斜視図である。図１５において、１０は弾
性シム材、１１ａ，１１ｂは圧電セラミック、１２は遮
蔽板、１３は台座、１４は固定具、１５は赤外線検出
部、１６は対象物から放射される赤外線である。弾性シ
ム材１０の両面には、圧電セラミック１１ａ，１１ｂが
それぞれ接着され、バイモルフ型素子が構成されてい
る。圧電セラミック１１ａ，１１ｂはそれぞれの表面に
電極（図示せず）が形成され、また厚さ方向に分極処理
が施されており、圧電セラミック１１ａ，１１ｂそれぞ
れの分極の方向は、弾性シム材１０と圧電セラミック１
１ａ，１１ｂそれぞれの間に加えられる電界の向きによ
り異なるが、圧電セラミック１１ａ，１１ｂが常に互い
に逆の方向にひずみを発生するように決められる。すな
わち、圧電セラミック１１ａ，１１ｂのうち一方が伸び
る方向で歪むとき、他方は縮むように、印加電界の方向
と分極方向が決められる。

【０００７】バイモルフ型素子は台座１３と固定具１４
とにより、弾性シム材１０の一部分と圧電セラミック１
１ａ，１１ｂの一部分が同時に挟み込まれることにより
保持されている。バイモルフ型素子の自由端の先端部分
には遮蔽板１２が取り付けられている。遮蔽板１２の近
傍には赤外線検出部１５が遮蔽板１２およびバイモルフ
型素子に接触しないように配置されている。

【０００８】弾性シム材１０と圧電セラミック１１ａ，
１１ｂの間にそれぞれ電界が印加されると、バイモルフ
型素子は片端固定の屈曲運動を発生し、先端に取り付け
られた遮蔽板１２は電界の印加方向の変化に応じて往復
運動を行う。この遮蔽板１２の往復運動により赤外線検
出部１５に入射する赤外線１６が断続される。なお、遮
蔽板１２は、その全面で赤外線１６を遮蔽するものであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の焦電型赤外
線センサは、弾性シム材１０と圧電セラミック１１ａ，
１１ｂと遮蔽板１２とからなる圧電チョッパの駆動周波
数と共振周波数がある関係を満たせば、目的の振動と異
なる振動も励振され、いわゆるチョッパの暴走状態に陥
る。その結果、圧電チョッパの基本特性と信頼性の確保
に大きな妨げとなっていた。ここで、チョッパの基本特
性は、所定の周波数で透過−非透過を繰り返すことと、
所定の透過から非透過への移行時間でチョッピング動作
を繰り返すことであり、これを上記の圧電チョッパの基
本特性として言い換えると、所定周波数で駆動すること
と、所定変位量を確保することである。図１６に、チョ
ッパが暴走状態に陥った場合の変位量と経過時間の関係
を示すが、チョッパが暴走状態に陥ると、駆動周波数に
別の周波数が付加されるとともに、変位量の大きな揺ら
ぎも同時に発生する。このため、圧電チョッパの基本特
性である所定周波数で駆動することと、所定変位量を確
保することは不可能である。また、駆動周波数に別の周
波数が付加されることにより、素子には複数個の振動モ
ードの発生による極端な応力集中や、変位量の急激な増
大により、バイモルフ型素子部でのひずみが限界値を超
えることが起こるため、信頼性を確保することは非常に
困難であった。

【００１０】また、上記従来の焦電型赤外線センサは、
対象物から放射される赤外線１６と遮蔽板１２との温度
差を検出するものであり、対象物の温度を正確に計測す
るためには遮蔽板１２の温度を正確に測定することが重
要である。従来、遮蔽板１２から大きく離れた部分の赤
外線検出部１５付近などに設置した温度検出素子で温度
を測定し、それを遮蔽板１２の温度と仮定していたた
め、対象物の正確な温度を測定するができなかった。

【００１１】また、圧電チョッパを駆動するためには、
圧電体（圧電セラミック１１ａ，１１ｂ）に電力の供給
を行わなければならない。従来、電力供給用の配線とし
て電線を用い、その電線をはんだあるいは導電性ペース
トを用いて、圧電体の表面の電極に接続し、電力の供給
を行っていた。また、他の方法としては、図１７，図１
８に示すように、フレキ板２１を用い、そのフレキ板２
１をはんだあるいは導電性ペーストを用いて、圧電体の
表面の電極に接続し、電力の供給を行っていた。これら
の電力供給用の配線が圧電チョッパの基本特性を左右す
ることが判った。また、長時間の連続振動により配線と
圧電体との接合部が剥離を起こすことも判った。

【００１２】この発明の第１の目的は、圧電チョッパの
基本特性を確保し、信頼性の高い焦電型赤外線センサを
提供することである。また、この発明の第２の目的は、
第１の目的に加え、遮蔽板等の温度を正確に測定して、
対象物の温度を正確に測定できる焦電型赤外線センサを
提供することである。

【００１３】また、この発明の第３の目的は、第１また
は第２の目的に加え、圧電体へ信頼性の高い電力供給を
行える焦電型赤外線センサを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の焦電型赤
外線センサは、物体から放出される赤外線を検出する焦
電センサ部と、焦電センサ部へ入射する赤外線を遮蔽す
る遮蔽板と、一端を固定し他端に遮蔽板を鉤状に取付け
た平板状の弾性薄板と、弾性薄板の一端から他端までの
間の一部領域を除く両面または片面に形成され、電圧印
加により伸縮して弾性薄板を屈曲運動させる圧電体とを
備え、弾性薄板を赤外線の入射方向と平行に配置し、弾
性薄板の屈曲運動により遮蔽板が物体から焦電センサ部
へ放出される赤外線の遮蔽およびその解除を行うように
している。

【００１５】この構成によれば、遮蔽板を取り付けた弾
性薄板を、圧電体を形成していない部位と、圧電体を形
成した部位とに分けたことにより、遮蔽板を大きく変位
させ、圧電チョッパの基本特性を確保し、信頼性の高い
焦電型赤外線センサを実現することができる。請求項２
記載の焦電型赤外線センサは、物体から放出される赤外
線を検出する焦電センサ部と、焦電センサ部へ入射する
赤外線を遮蔽する遮蔽板と、平板をＵ字形に折り曲げて
一端を固定し他端に遮蔽板を鉤状に取付けた弾性薄板
と、弾性薄板の一端から他端までの間の一部領域を除く
両面または片面に形成され、電圧印加により伸縮して弾
性薄板を屈曲運動させる圧電体とを備え、弾性薄板のＵ
字形の対向する２片のうち遮蔽板を取付けた片を赤外線
の入射方向と平行に配置し、弾性薄板の屈曲運動により
遮蔽板が物体から焦電センサ部へ放出される赤外線の遮
蔽およびその解除を行うようにしている。

【００１６】この構成によれば、請求項１と同様の効果
に加え、弾性薄板をＵ字形とし、Ｕ字形の対向する２片
の振動を別々に設計することができるため、設計精度が
向上する。また、Ｕ字形の対向する２片の振動を別々に
制御することも可能であるため、振幅をより大きくする
ように駆動条件を設定することが可能である。また、弾
性薄板をＵ字形にしたことにより、装置の小型化を図る
ことができる。

【００１７】請求項３記載の焦電型赤外線センサは、物
体から放出される赤外線を検出する焦電センサ部と、焦
電センサ部へ入射する赤外線を遮蔽する遮蔽板と、平板
をＬ字形に折り曲げて一端を固定し他端に遮蔽板を鉤状
に取付けた弾性薄板と、弾性薄板の一端から他端までの
間の一部領域を除く両面または片面に形成され、電圧印
加により伸縮して弾性薄板を屈曲運動させる圧電体とを
備え、弾性薄板のＬ字形となる２片のうち遮蔽板を取付
けた片を赤外線の入射方向と平行に配置し、弾性薄板の
屈曲運動により遮蔽板が物体から焦電センサ部へ放出さ
れる赤外線の遮蔽およびその解除を行うようにしてい
る。

【００１８】この構成によれば、請求項２と同様の効果
を得ることができる。さらに、弾性薄板をＬ字形とした
ことにより、Ｌ字形を構成する２片の振動の方向を９０
度ずらせて振動を分離しているため、より設計精度を向
上させることができる。請求項４記載の焦電型赤外線セ
ンサは、請求項１，２または３記載の焦電型赤外線セン
サにおいて、遮蔽板の弾性薄板への取付角を直角にした
ことを特徴とする。

【００１９】このように、遮蔽板の弾性薄板への取付角
を直角にすることにより、弾性薄板の振動（遮蔽板の長
さ方向の運動）に対して、遮蔽板の長さ方向の移動量
（赤外線入射方向と直角方向の移動量）が最大になる。
したがって、赤外線を焦電センサ部に入射させた状態か
ら赤外線を焦電センサ部に入射させない状態への移行時
間を短くでき、優れたチョッパ特性を実現することがで
きる。また、遮蔽板の移動量を最大にすることができる
ため、素子印加電圧を小さく抑えることが可能となり、
信頼性の向上や消費電力の削減が可能となる。

【００２０】請求項５記載の焦電型赤外線センサは、請
求項１，２または３記載の焦電型赤外線センサにおい
て、遮蔽板の弾性薄板への取付角を鋭角にしたことを特
徴とする。このように、遮蔽板の取付角を鋭角のうち所
定の角度に設定することにより、基本モードと高次モー
ドの位置をそれぞれ独立的に変化させ、高次モードの発
生を抑制することができる。

【００２１】請求項６記載の焦電型赤外線センサは、請
求項１，２または３記載の焦電型赤外線センサにおい
て、遮蔽板の弾性薄板への取付角を鈍角にしたことを特
徴とする。このように、遮蔽板の取付角を鈍角のうち所
定の角度に設定することにより、基本モードと高次モー
ドの位置をそれぞれ独立的に変化させ、高次モードの発
生を抑制することができる。

【００２２】請求項７記載の焦電型赤外線センサは、請
求項１，２，３，４，５または６記載の焦電型赤外線セ
ンサにおいて、遮蔽板の少なくとも焦電センサ部と対向
する面の赤外線に対する反射率を低くするとともに、遮
蔽板の近傍に温度検出素子を設置したことを特徴とす
る。この構成により、遮蔽板の温度を温度検出素子によ
り正確に測定でき、遮蔽板と赤外線を放出する物体（対
象物）との温度差を焦電センサ部で検出することによ
り、対象物の温度を正確に計測することができる。

【００２３】請求項８記載の焦電型赤外線センサは、請
求項１，２，３，４，５または６記載の焦電型赤外線セ
ンサにおいて、遮蔽板の少なくとも焦電センサ部と対向
する面の赤外線に対する反射率を高くするとともに、焦
電センサ部の近傍に温度検出素子を設置したことを特徴
とする。この構成により、焦電センサ部の近傍の温度を
温度検出素子により正確に測定でき、焦電センサ部の近
傍と赤外線を放出する物体（対象物）との温度差を焦電
センサ部で検出することにより、対象物の温度を正確に
計測することができる。

【００２４】請求項９記載の焦電型赤外線センサは、請
求項１，２，３，４，５，６，７または８記載の焦電型
赤外線センサにおいて、弾性薄板を絶縁性樹脂で形成
し、絶縁性樹脂の表面に圧電体の一方の電極を形成する
とともに他方の電極を圧電体の表面に形成したことを特
徴とする。このように、弾性薄板を絶縁性樹脂で形成す
ることにより、金属薄板を用いた場合に比べて、同特性
で小型化が可能となる。

【００２５】請求項１０記載の焦電型赤外線センサは、
請求項１，２，３，４，５，６，７または８記載の焦電
型赤外線センサにおいて、弾性薄板を導電性樹脂で形成
し、導電性樹脂が圧電体の一方の電極を兼ねるとともに
他方の電極を圧電体の表面に形成したことを特徴とす
る。このように、弾性薄板を導電性樹脂で形成すること
により、金属薄板を用いた場合に比べて、同特性で小型
化が可能となる。また、導電性樹脂からなる弾性薄板が
電極を兼ね、絶縁性樹脂を用いた場合のように電極を形
成する必要がなく、製造が容易になる。

【００２６】請求項１１記載の焦電型赤外線センサは、
請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９または１０
記載の焦電型赤外線センサにおいて、圧電体に電力を供
給するための配線および電極を形成し先端が２つに分か
れた可撓板を、弾性薄板および圧電体の横側に配置し
て、可撓板の２つに分かれた先端で弾性薄板および圧電
体を挟み込むようにしたことを特徴とする。

【００２７】このように、電力供給用の可撓板を、弾性
薄板および圧電体の横側に配置して、可撓板の２つに分
かれた先端で弾性薄板および圧電体を挟み込むようにし
たことにより、圧電チョッパのヤング率が支配的とな
り、共振周波数に大きな影響がみられず、素子特性に及
ぼす影響が小さく、信頼性の高い電力供給を実現するこ
とができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。 〔第１の実施の形態〕図１はこの発明の第１の実施の形
態の焦電型赤外線センサの第１の構成を示す斜視図であ
る。図１において、１０ａは弾性シム材１０の腕部、１
０ｂは弾性シム材１０の駆動部であり、その他、従来例
の図１５と対応する部分には同一符号を付している。

【００２９】この焦電型赤外線センサは、バイモルフ型
の圧電アクチュエータを圧電チョッパとして利用したも
のであり、物体から放出される赤外線１６を検出する赤
外線検出部（焦電センサ部）１５と、赤外線検出部１５
へ入射する赤外線１６を遮蔽する遮蔽板１２と、一端を
固定し他端に遮蔽板１２を取付けた平板状の弾性シム材
（弾性薄板）１０と、弾性シム材１０の一部の領域を除
いて両面に形成した圧電セラミック（圧電体）１１ａ，
１１ｂとを備えている。ここで、弾性シム材１０と圧電
セラミック１１ａ，１１ｂと遮蔽板１２とにより、赤外
線検出部１５への赤外線１６の入射および遮蔽を制御す
る圧電チョッパを構成している。

【００３０】この実施の形態では、弾性シム材１０とし
て金属薄板を用い、この金属薄板のみからなる部分を腕
部１０ａとし、弾性シム材１０を中央にして表面と裏面
に圧電セラミック１１ａ，１１ｂを貼り合わせてバイモ
ルフ型素子を構成して駆動部１０ｂとしている。弾性シ
ム材１０はその平板面が赤外線１６の入射方向と平行に
なるように、その一端を圧電セラミック１１ａ，１１ｂ
とともに台座１３に固定具１４で取り付けている。そし
て、遮蔽板１２を、赤外線検出部１５へ入射する赤外線
１６を遮蔽するように弾性シム材１０の腕部１０ａに対
し直角に取り付けている。

【００３１】なお、圧電セラミック１１ａ，１１ｂのそ
れぞれの両表面には電極（図示せず）が形成され、厚さ
方向に分極がなされており、弾性シム材１０への貼り合
わせに際しては分極の方向は印加する電界の向きを加味
し、圧電セラミック１１ａ，１１ｂは互いに逆方向のひ
ずみを発生するようにそれぞれ一方の電極面で弾性シム
材１０と貼り合わされている。ところが、通常、接着層
（接合層）は数ミクロン〜１０ミクロン程度であり、電
極面には数ミクロン〜１０ミクロン程度の凹凸が存在す
る。このため、例え接着層（接合層）が非導電性であっ
ても接合面の電極と接着層（接合層）の間に電気的な接
合があり、弾性シム材１０と接合面の電極は電気的に同
一となる。

【００３２】この構成により、弾性シム材１０と圧電セ
ラミック１１ａの間に電界を印加し、弾性シム材１０と
圧電セラミック１１ｂの間に電界を印加すると、駆動部
１０ｂには撓み振動が励起され、その振動が腕部１０ａ
に伝播し、先端の遮蔽板１２を駆動する。このように、
赤外線検出部１５に向かう赤外線１６は、駆動された遮
蔽板１２によって断続的に赤外線検出部１５に入射す
る。

【００３３】以上の機能を実現するには、２種類の駆動
方法がある。１つは、駆動部１０ｂに励振された振動を
腕部１０ａの共振を利用して拡大し、遮蔽板１２を大き
く駆動する駆動法で、他の一つは、駆動部１０ｂの共振
と腕部１０ａの共振を近くに設定することにより、駆動
部１０ｂに励振された振動と腕部１０ａの振動の結合を
利用して大振幅を取り出し、遮蔽板１２を大きく駆動す
る駆動法である。前者では、取り出し変位量を大きくし
ても、圧電セラミック１１ａ，１１ｂに発生するひずみ
をセラミックの脆性破壊ひずみに比べ十分に小さくで
き、圧電セラミック１１ａ，１１ｂが脆性破壊すること
を防止することができる。また、後者では、大きな取り
出し変位量を得ることのできる周波数範囲が大きくな
り、材料のばらつき、加工のばらつき、組立のばらつき
などを相殺することができる。

【００３４】この実施の形態によれば、先端に遮蔽板１
２を取り付けた弾性シム材１０を、圧電セラミック１１
ａ，１１ｂを形成していない腕部１０ａと、圧電セラミ
ック１１ａ，１１ｂを形成した駆動部１０ｂとからなる
２つの部位に分けたことにより、遮蔽板１２を大きく変
位させ、圧電チョッパの基本特性を確保し、信頼性の高
い焦電型赤外線センサを実現することができる。圧電チ
ョッパの基本特性は、従来例でも述べたように、所定周
波数で駆動することと、所定変位量を確保することであ
るが、これは、上記２つのいずれの駆動方法によって
も、印加する駆動波形の周波数でチョッピング周波数が
決定され、所定周波数で駆動することを確保できる。ま
た、いずれの駆動方法によっても、数ｍｍと大きな変位
量を確保することができるため、必要変位量が大きくて
も所定の変位量を確保することができる。また、必要変
位量が０．５ｍｍ程度と大きくない場合には、印加電圧
を小さく抑えることが可能となり、信頼性の向上や消費
電力の削減が可能となる。また、必要変位量が小さくて
も圧電チョッパの変位量を大きく維持することにより、
赤外線１６を赤外線検出部１５に入射させない遮断状態
から入射させる非遮断状態への移行時間を短くし、赤外
線検出部１５に入射させる時間を長くすることにより、
赤外線検出部１５を飽和状態にし検出精度を向上するこ
とができる。

【００３５】また、遮蔽板１２の弾性シム材１０への取
付角を直角にしたことにより、弾性シム材１０の振動
（遮蔽板１２の長さ方向の運動）に対して、遮蔽板１２
の長さ方向の移動量（赤外線１６の入射方向と直角方向
の移動量）が最大になる。したがって、赤外線１６を赤
外線検出部１５に入射させない遮断状態から入射させる
非遮断状態への移行時間を短くでき、より優れたチョッ
パ特性を実現することができる。そして、遮蔽板１２の
移動量を最大にすることができることにより、素子印加
電圧を小さく抑えることが可能となり、信頼性の向上や
消費電力の削減に寄与する。

【００３６】また、図２は第１の実施の形態の焦電型赤
外線センサの第２の構成を示す斜視図である。図２にお
いて、１０ｃは金属薄板の弾性シム材１０のみからなる
脚部であり、その他、図１と対応する部分には同一の符
号を付している。この図２の焦電型赤外線センサは、圧
電セラミック１１ａ，１１ｂの貼り付け位置が図１と異
なる。具体的には、弾性シム材１０は、腕部１０ａと駆
動部１０ｂと脚部１０ｃの３つの部分より構成され、腕
部１０ａの先端には遮蔽板１２が取り付け固定され、駆
動部１０ｂには、弾性シム材１０を中央にして表面と裏
面に圧電セラミック１１ａ，１１ｂが貼り合わされてい
る。そして、脚部１０ｃは台座１３に固定具１４で取り
付けられている。

【００３７】以上の構成により、図１と同等の効果が得
られるとともに、圧電セラミック１１ａ，１１ｂを台座
１３および固定具１４に直接固定していないため、固定
部近傍での圧電セラミック１１ａ，１１ｂの脆性破壊を
防止することができる。また、図３は第１の実施の形態
の焦電型赤外線センサの第３の構成を示す斜視図であ
る。図３において、１０ｃは金属薄板の弾性シム材１０
のみからなる脚部であり、その他、図１と対応する部分
には同一の符号を付している。

【００３８】この図３の焦電型赤外線センサは、圧電セ
ラミック１１ａ，１１ｂの貼り付け位置が図１と異な
る。具体的には、弾性シム材１０は、駆動部１０ｂと脚
部１０ｃの２つの部分より構成され、駆動部１０ｂは弾
性シム材１０を中央にして表面と裏面に圧電セラミック
１１ａ，１１ｂが貼り合わされ、先端には遮蔽板１２が
取り付け固定されている。そして、脚部１０ｃは台座１
３に固定具１４で取り付けられている。

【００３９】以上の構成により、図１と同等の効果が得
られるとともに、圧電セラミック１１ａ，１１ｂを台座
１３および固定具１４に直接固定していないため、固定
部近傍での圧電セラミック１１ａ，１１ｂの脆性破壊を
防止することができる。なお、上記図１〜図３に示す実
施の形態では、駆動部１０ｂをバイモルフ型素子とした
が、ユニモルフ型素子にしても同様の効果が得られる。

【００４０】また、上記図１〜図３に示す実施の形態で
は、１つの圧電チョッパと赤外線検出部１５とで構成し
たが、圧電チョッパを赤外線検出部１５を挟んで両側に
設け、２つの圧電チョッパと赤外線検出部１５とで構成
し、２つの圧電チョッパの遮蔽板１２により赤外線検出
部１５上を遮蔽するようにしてもよく、その場合は、２
つの圧電チョッパの駆動部１０ｂへの印加電圧を１つの
圧電チョッパを用いた場合と同じにして、２つの遮蔽板
１２による赤外線検出部１５上の開閉口径を２倍にする
ことができ、また、１つの圧電チョッパを用いた場合と
開閉口径を同じにして、２つの駆動部１０ｂへの印加電
圧を１／２にすることができる。

【００４１】また、圧電セラミック１１ａ，１１ｂの代
わりに、同様に圧電性を有する高分子材料などを用いて
も同様の効果が得られることは言うまでもなく、このこ
とは、以下の各実施の形態においても同様である。 〔第２の実施の形態〕図４はこの発明の第２の実施の形
態の焦電型赤外線センサの構成を示す斜視図であり、図
１と対応する部分には同一の符号を付している。

【００４２】この第２の実施の形態における第１の実施
の形態との基本的な違いは、弾性シム材１０の形状であ
る。具体的には、弾性シム材１０をＵ字形に折り曲げ、
Ｕ字形の対向する２つの片を腕部１０ａと駆動部１０ｂ
としている。なお、腕部１０ａの先端に遮蔽板１２を、
赤外線検出部１５へ入射する赤外線１６を遮蔽するよう
に腕部１０ａに対し直角に取り付け、駆動部１０ｂに
は、弾性シム材１０を中央にして表面と裏面に圧電セラ
ミック１１ａ，１１ｂを貼り合わせ、駆動部１０ｂの端
を台座１３に固定具１４で取り付けていることは、図１
と同様である。また、弾性シム材１０をＵ字形にしたこ
とにより、台座１３および固定具１４の配置および駆動
部１０ｂの取付方を図１とは変えている。

【００４３】この第２の実施の形態によれば、第１の実
施の形態と同様の効果に加え、腕部１０ａの振動と駆動
部１０ｂの振動とを別々に設計することができるため、
設計精度が向上する。また、腕部１０ａの振動と駆動部
１０ｂの振動とを別々に制御することも可能であるた
め、振幅をより大きくするように駆動条件を設定するこ
とが可能である。また、弾性シム材１０をＵ字形にした
ことにより、装置の小型化を図ることができる。

【００４４】また、第１の実施の形態同様、弾性シム材
１０のＵ字形の対向する２つの片を、腕部１０ａと〔駆
動部１０ｂ＋脚部１０ｃ〕とすれば、図２の場合と同様
の効果が得られ、駆動部１０ｂと脚部１０ｃとすれば、
図３の場合と同様の効果が得られる。なお、第１の実施
の形態同様、駆動部１０ｂをバイモルフ型素子にする場
合だけでなくユニモルフ型素子にしても同様の効果が得
られることや、圧電チョッパを２つにすることにより開
閉口径を変えずに印加電圧を１／２にしたり、印加電圧
を変えずに開閉口径を２倍にすることができることや、
圧電セラミックの代わりに同様に圧電性を有する高分子
材料などを用いても同様の効果が得られることは言うま
でもない。

【００４５】〔第３の実施の形態〕図５はこの発明の第
３の実施の形態の焦電型赤外線センサの構成を示す斜視
図であり、図１，図４と対応する部分には同一の符号を
付している。この第３の実施の形態における第１，第２
の実施の形態との基本的な違いは、弾性シム材１０の形
状である。具体的には、弾性シム材１０をＬ字形に折り
曲げ、Ｌ字形を構成する２つの片を腕部１０ａと駆動部
１０ｂとしている。なお、腕部１０ａの先端に遮蔽板１
２を、赤外線検出部１５へ入射する赤外線１６を遮蔽す
るように腕部１０ａに対し直角に取り付け、駆動部１０
ｂには、弾性シム材１０を中央にして表面と裏面に圧電
セラミック１１ａ，１１ｂを貼り合わせ、駆動部１０ｂ
の端を台座１３に固定具１４で取り付けていることは、
図１と同様である。また、弾性シム材１０をＬ字形にし
たことにより、台座１３の形状および駆動部１０ｂの取
付方を図１，図４とは変えている。

【００４６】この第３の実施の形態によれば、第２の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。また、第２
の実施の形態では、腕部１０ａの振動と駆動部１０ｂの
振動が同一方向の振動であったため、僅かではあるが駆
動部１０ｂの振動が腕部１０ａの振動の固定条件に影響
を及ぼしていた。具体的には、腕部１０ａの振動の設計
では、支持条件を一義的に決めることは困難であり、そ
れにより設計がやや困難であった。そこで、この第３の
実施の形態では、Ｌ字形の弾性シム材１０を用いること
により、腕部１０ａの振動と駆動部１０ｂの振動の方向
を９０度ずらせて振動を分離しているため、第２の実施
の形態よりも設計精度を向上させることができる。

【００４７】また、第１の実施の形態同様、弾性シム材
１０のＬ字形の対向する２つの面を、腕部１０ａと〔駆
動部１０ｂ＋脚部１０ｃ〕とすれば、図２の場合と同様
の効果が得られ、駆動部１０ｂと脚部１０ｃとすれば、
図３の場合と同様の効果が得られる。なお、第１の実施
の形態同様、駆動部１０ｂをバイモルフ型素子にする場
合だけでなくユニモルフ型素子にしても同様の効果が得
られることや、圧電チョッパを２つにすることにより開
閉口径を変えずに印加電圧を１／２にしたり、印加電圧
を変えずに開閉口径を２倍にすることができることや、
圧電セラミックの代わりに同様に圧電性を有する高分子
材料などを用いても同様の効果が得られることは言うま
でもない。

【００４８】〔第４，第５の実施の形態〕図６はこの発
明の第４の実施の形態の焦電型赤外線センサの構成を示
す斜視図であり、図１と対応する部分には同一の符号を
付している。図６に示す第４の実施の形態では、遮蔽板
１２の弾性シム材１０への取付角が、図１に示す第１の
実施の形態と異なっている。すなわち、第１の実施の形
態では、遮蔽板１２の取付角を直角にしていたが、この
第４の実施の形態では、遮蔽板１２の取付角を鋭角にし
てあり、その他の構成は図１と同様である。

【００４９】また、図７はこの発明の第５の実施の形態
の焦電型赤外線センサの構成を示す斜視図であり、図１
と対応する部分には同一の符号を付している。図７に示
す第５の実施の形態では、遮蔽板１２の弾性シム材１０
への取付角が、図１に示す第１の実施の形態と異なって
いる。すなわち、第１の実施の形態では、遮蔽板１２の
取付角を直角にしていたが、この第５の実施の形態で
は、遮蔽板１２の取付角を鈍角にしてあり、その他の構
成は図１と同様である。

【００５０】以上の第４および第５の実施の形態によれ
ば、第１の実施の形態と同様の効果に加えて、第１の実
施の形態での問題点である駆動時の高次モードの発生に
対して、遮蔽板１２の取付角を鋭角または鈍角として適
切に選択することにより、基本モードと高次モードの位
置をそれぞれ独立的に変化させ、高次モードの発生を抑
制することができる。これにより、基本振動の動作が安
定し、信頼性を向上することができる。通常、遮蔽板１
２を鈍角に取り付けた場合には、直角に取り付けた場合
に比べ、高次の共振を殆ど移動させず、基本共振を低く
することができる。また、鋭角に取り付けた場合には、
その逆の効果、すなわち、直角に取り付けた場合に比
べ、高次の共振を殆ど移動させず、基本共振を高くする
ことができる。

【００５１】また、ここでは、図１に示す第１の実施の
形態の構成を基に、第４，第５の実施の形態を適用した
場合について述べたが、図２，図３に示す第１の実施の
形態や、第２の実施の形態および第３の実施の形態に適
用しても同様の効果を得ることができる。 〔第６の実施の形態〕図８はこの発明の第６の実施の形
態の焦電型赤外線センサの構成を示す斜視図である。図
８において、１８は遮蔽板１０の温度を検出するための
サーミスタ等の温度検出素子であり、その他、図１と対
応する部分には同一の符号を付している。

【００５２】この第６の実施の形態では、遮蔽板１２の
少なくとも赤外線検出部１５に向かい合う面の赤外線１
６に対する反射率を低くし、遮蔽板１２の近傍に温度検
出素子１８を設けたことが、図１に示す第１の実施の形
態と異なり、その他の構成は図１と同様である。具体的
には、遮蔽板１２を、赤外線１６に対して低い反射率を
有する材料、例えば、カーボンを含有した材料を用いた
ものとしたり、あるいは遮蔽板１２の少なくとも赤外線
検出部１５に向かい合う面に、赤外線１６に対して低い
反射率を有する材質を、印刷法やそれに類する手法（艶
消し処理）により塗布したものを用いる。また、遮蔽板
１２の近傍に、サーミスタ等の温度検出素子１８を設置
する。

【００５３】この実施の形態によれば、遮蔽板１２が赤
外線検出部１５への赤外線１６を遮断している際には、
遮蔽板１２の温度が赤外線検出部１５で検出される。ま
た、赤外線１６が赤外線検出部１５に入射している際に
は、計測対象物から放射される赤外線が検出されてい
る。したがって、赤外線検出部１５は、遮蔽板１２と計
測対象物との温度差を検出し、遮蔽板１２の温度は温度
検出素子１８により正確に測定されるため、計測対象物
の温度を正確に計測することができ、高性能な焦電型赤
外線センサを実現できる。

【００５４】また、ここでは、図１に示す第１の実施の
形態の構成を基に、第６の実施の形態を適用した場合に
ついて述べたが、図２，図３に示す第１の実施の形態
や、第２，第３，第４，第５の実施の形態に適用して
も、同様の効果を得ることができる。 〔第７の実施の形態〕図９はこの発明の第７の実施の形
態の焦電型赤外線センサの構成を示す斜視図である。図
９において、１８は赤外線検出部１５の近傍の温度を検
出するためのサーミスタ等の温度検出素子であり、その
他、図１と対応する部分には同一の符号を付している。

【００５５】この第７の実施の形態では、遮蔽板１２の
少なくとも赤外線検出部１５に向かい合う面の赤外線１
６に対する反射率を高くし、赤外線検出部１５の近傍に
温度検出素子１８を設けたことが、図１に示す第１の実
施の形態と異なり、その他の構成は図１と同様である。
具体的には、遮蔽板１２を、赤外線１６に対して高い反
射率を有する材料、例えば、金などの金属材料を用いた
ものとしたり、あるいは遮蔽板１２の少なくとも赤外線
検出部１５に向かい合う面に、赤外線１６に対して高い
反射率を有する材質を、印刷法やそれに類する手法によ
り塗布したものを用いる。また、赤外線検出部１５の近
傍に、サーミスタ等の温度検出素子１８を設置する。

【００５６】この実施の形態によれば、遮蔽板１２が赤
外線検出部１５への赤外線１６を遮断している際には、
赤外線検出部１５付近の発熱による赤外線を遮蔽板１２
で反射し、赤外線検出部１５で検出する。また、赤外線
１６が赤外線検出部１５に入射している際には、計測対
象物が放射する赤外線が検出されている。したがって、
赤外線検出部１５は、赤外線検出部１５近傍と計測対象
物との温度差を検出し、赤外線検出部１５近傍の温度は
温度検出素子１８により正確に測定されるため、遮蔽板
１２近傍の温度を測定することなしに、計測対象物の温
度を正確に計測することができ、高性能な焦電型赤外線
センサを実現できる。また、温度検出素子１８を赤外線
検出部１５近傍に設置することにより、遮蔽板１２の近
傍に設置するより構成が容易となる。

【００５７】また、ここでは、図１に示す第１の実施の
形態の構成を基に、第７の実施の形態を適用した場合に
ついて述べたが、図２，図３に示す第１の実施の形態
や、第２，第３，第４，第５の実施の形態に適用して
も、同様の効果を得ることができる。 〔第８の実施の形態〕図１０はこの発明の第８の実施の
形態の焦電型赤外線センサの要部の構成を示す斜視図で
あり、１９は電極である。この第８の実施の形態は、上
記第１〜第７の実施の形態に適用できるものである。

【００５８】前述した第１〜第７の実施の形態では、弾
性シム材１０は金属薄板からなるものとしたが、この実
施の形態では、弾性シム材１０が絶縁性樹脂からなり、
その表面と裏面にそれぞれ圧電セラミック１１ａ，１１
ｂの一方の電極１９を形成している。なお、前述したよ
うに圧電セラミック１１ａ，１１ｂの表面に他方の電極
（図示せず）が形成されている。

【００５９】具体的には、弾性シム材１０は、例えば、
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などのエンジニ
アリングプラスチックなどの絶縁性を有する樹脂であ
り、その表面と裏面に、例えば、スクリーン印刷などの
手法により電極１９が形成されている。この実施の形態
によれば、弾性シム材１０に樹脂を用いることにより、
射出成形法などの手法で形成することが可能となり、均
一な弾性シム材１０を得ることが容易となる。また、弾
性シム材１０に樹脂を用いることにより、金属薄板を用
いた場合に比べて、同特性で小型化が可能となる。これ
は、バイモルフ型素子の特性を決定する要素である共振
周波数は、材質のヤング率の１／２乗に比例し、素子の
全長の２乗に反比例するため、ヤング率の小さい樹脂を
弾性シム材１０として用いることにより、弾性シム材１
０に金属薄板を用いた場合と同じ共振周波数に設定する
には素子の全長を短くすることができるためである。な
お、バイモルフ型素子の代わりに、ユニモルフ型素子の
場合も、同様に、共振周波数は、材質のヤング率の１／
２乗に比例し、素子の全長の２乗に反比例する。

【００６０】〔第９の実施の形態〕図１１はこの発明の
第９の実施の形態の焦電型赤外線センサの要部の構成を
示す斜視図である。この第９の実施の形態は、上記第１
〜第７の実施の形態に適用できるものである。

【００６１】前述した第１〜第７の実施の形態では、弾
性シム材１０は金属薄板からなるものとしたが、この実
施の形態では、弾性シム材１０が導電性樹脂からなる。
これは、例えば、ＰＰＳに炭素や銀の粉体を含有するこ
とにより導電性を持たせた樹脂である。この導電性樹脂
からなる弾性シム材１０は、金属薄板を用いた場合と同
様、圧電セラミック１１ａ，１１ｂの一方の電極とな
り、また、前述したように圧電セラミック１１ａ，１１
ｂの表面に他方の電極（図示せず）を形成している。

【００６２】この実施の形態によれば、第８の実施の形
態と同様の効果が得られる。加えて、導電性樹脂を用い
たことにより、第８の実施の形態のように樹脂製の弾性
シム材１０に電極１９（図１０）を形成する必要がな
く、製造工法が容易になる。 〔第１０の実施の形態〕図１２はこの発明の第１０の実
施の形態の焦電型赤外線センサの要部の構成を示す斜視
図であり、１７は電力供給用の配線２０を形成したフレ
キ板（可撓板）、２０ａは配線２０の先端の電極部であ
る。この第１０の実施の形態は、上記第１〜第９の実施
の形態に適用できるものである。

【００６３】この実施の形態は、上記第１〜第９の実施
の形態において、圧電セラミック１１ａ，１１ｂの表面
に形成した電極（図示せず）への電力供給を、フレキ板
１７を用いて行うようにしている。フレキ板１７は、弾
性シム材１０および圧電セラミック１１ａ，１１ｂから
なるバイモルフ型素子の横に、バイモルフ型素子の平面
と平行に配置され、フレキ板１７の先端が２つに分割し
てあり、その２つに分割された先端で、バイモルフ型素
子（弾性シム材１０および圧電セラミック１１ａ，１１
ｂ）を挟み込むようにしてバイモルフ型素子を保持す
る。また、フレキ板１７の２つに分割されたそれぞれの
先端に１個以上の電極部２０ａが形成されている。そし
て、それぞれの先端の電極部２０ａはそれぞれ圧電セラ
ミック１１ａ，１１ｂの表面に形成した電極（図示せ
ず）に接続される。このフレキ板１７の電極部２０ａと
圧電セラミック１１ａ，１１ｂの表面の電極（図示せ
ず）との接続には、半田付け、導電性の接着剤を用いる
ことにより高い信頼性を得ることができる。

【００６４】なお、配線２０の本数については、圧電セ
ラミック１１ａ，１１ｂの分極方向と貼り合わせ方向に
依存する。圧電セラミック１１ａ，１１ｂを弾性シム材
１０に貼り合わせた状態で、分極方向がそれぞれの圧電
セラミック１１ａ，１１ｂで異なる場合、すなわち、そ
れぞれの圧電セラミック１１ａ，１１ｂの分極方向が弾
性シム材１０の方向を向いている場合やそれぞれの圧電
セラミック１１ａ，１１ｂの分極方向が弾性シム材１０
の方向と反対の方向を向いている場合には、２つの電極
部２０ａをそれぞれ別の配線２０に接続し、配線間に交
流的な信号を印加することにより、たわみ振動をバイモ
ルフ型素子に励起することができる。また、圧電セラミ
ック１１ａ，１１ｂを弾性シム材１０に貼り合わせた状
態で、分極方向がそれぞれの圧電セラミック１１ａ，１
１ｂで同一の場合には、２つの電極部２０ａを同一の配
線２０に接続し、配線２０と弾性シム材１０間に交流的
な信号を印加することにより、たわみ振動をバイモルフ
型素子に励起することができる。

【００６５】なお、従来例における図１８に示すよう
に、電力供給用のフレキ板２１を板厚方向に設置した場
合には、特性を支配する共振周波数はフレキ板２１の板
厚に比例し、大きくなるが、この実施の形態では、フレ
キ板１７をバイモルフ型素子の横に配置して、２つの先
端でバイモルフ型素子を挟み込むようにしているため、
圧電チョッパのヤング率が支配的となり、共振周波数に
大きな影響がみられない。したがって、素子特性に及ぼ
す影響が小さく、信頼性の高い電力供給を実現すること
ができる。

【００６６】また、電力供給用のフレキ板１７をバイモ
ルフ型素子の一方の横に配置するだけでなく、左右の両
側に１つずつ配置してもよいことは言うまでもない。な
お、第８の実施の形態や第９の実施の形態のように、樹
脂製の弾性シム材１０を用いる場合には、図１３，図１
４に示すように、弾性シム材１０に、フレキ板１７の役
割である電力供給機能を付加することも可能である。図
１３では、絶縁性樹脂からなる弾性シム材１０を用いた
第８の実施の形態において、電極１９に接続した取り出
し電極１９ａを設けるとともに、圧電セラミック１１
ａ，１１ｂの表面に形成した電極（図示せず）に接続す
る電極取り出し部２２および取り出し電極２２ａを設け
ている。また、図１４では、導電性樹脂からなる弾性シ
ム材１０を用いた第９の実施の形態において、圧電セラ
ミック１１ａ，１１ｂの表面に形成した電極（図示せ
ず）に接続する電極取り出し部２４を設け、絶縁性樹脂
層２３を形成して電極取り出し部２４に接続する取り出
し電極２４ａを設けている。

【００６７】また、バイモルフ型素子の代わりに、弾性
シム材１０の片面にのみ圧電セラミック等の圧電体を接
着したユニモルフ型素子を用いる場合にも、先端を２つ
に分割した電力供給用のフレキ板１７をユニモルフ型素
子の一方の横または両側に配置して、２つに分割された
先端でユニモルフ型素子を挟み込むようにして保持する
とともに、圧電セラミックの表面の電極とフレキ板１７
に形成された電極部２０ａとを接続することにより、同
様の効果が得られる。なお、このユニモルフ型素子の場
合、電極部２０ａを２つに分割された先端の少なくとも
一方に形成し、フレキ板１７と弾性シム材１０間で電力
供給を行うようにするか、または、電極部２０ａを２つ
に分割された先端の両方に形成し、フレキ板１７のみで
電力供給を行うようにする。

【００６８】

【発明の効果】請求項１記載の焦電型赤外線センサは、
物体から放出される赤外線を検出する焦電センサ部と、
焦電センサ部へ入射する赤外線を遮蔽する遮蔽板と、一
端を固定し他端に遮蔽板を鉤状に取付けた平板状の弾性
薄板と、弾性薄板の一端から他端までの間の一部領域を
除く両面または片面に形成され、電圧印加により伸縮し
て弾性薄板を屈曲運動させる圧電体とを備え、弾性薄板
を赤外線の入射方向と平行に配置し、弾性薄板の屈曲運
動により遮蔽板が物体から焦電センサ部へ放出される赤
外線の遮蔽およびその解除を行うようにしている。

【００６９】この構成によれば、遮蔽板を取り付けた弾
性薄板を、圧電体を形成していない部位と、圧電体を形
成した部位とに分けたことにより、遮蔽板を大きく変位
させ、圧電チョッパの基本特性を確保し、信頼性の高い
焦電型赤外線センサを実現することができる。また、請
求項２記載の焦電型赤外線センサは、弾性薄板をＵ字形
にしてあり、請求項１と同様の効果に加え、弾性薄板の
Ｕ字形の対向する２片の振動を別々に設計することがで
きるため、設計精度が向上する。また、Ｕ字形の対向す
る２片の振動を別々に制御することも可能であるため、
振幅をより大きくするように駆動条件を設定することが
可能である。また、弾性薄板をＵ字形にしたことによ
り、装置の小型化を図ることができる。

【００７０】また、請求項３記載の焦電型赤外線センサ
は、弾性薄板をＬ字形にしてあり、請求項２と同様の効
果を得ることができ、さらに、弾性薄板のＬ字形となる
２片の振動の方向を９０度ずらせて振動を分離している
ため、より設計精度を向上させることができる。さら
に、請求項４記載の焦電型赤外線センサは、遮蔽板の弾
性薄板への取付角を直角にしたことにより、弾性薄板の
振動（遮蔽板の長さ方向の運動）に対して、遮蔽板の長
さ方向の移動量（赤外線入射方向と直角方向の移動量）
が最大になる。したがって、赤外線を焦電センサ部に入
射させた状態から赤外線を焦電センサ部に入射させない
状態への移行時間を短くでき、優れたチョッパ特性を実
現することができる。また、遮蔽板の移動量を最大にす
ることができるため、素子印加電圧を小さく抑えること
が可能となり、信頼性の向上や消費電力の削減が可能と
なる。

【００７１】また、請求項５記載の焦電型赤外線センサ
は、遮蔽板の弾性薄板への取付角を鋭角にしてあり、遮
蔽板の取付角を鋭角のうち所定の角度に設定することに
より、基本モードと高次モードの位置をそれぞれ独立的
に変化させ、高次モードの発生を抑制することができ
る。また、請求項６記載の焦電型赤外線センサは、遮蔽
板の弾性薄板への取付角を鈍角にしてあり、遮蔽板の取
付角を鈍角のうち所定の角度に設定することにより、基
本モードと高次モードの位置をそれぞれ独立的に変化さ
せ、高次モードの発生を抑制することができる。

【００７２】さらに、請求項７記載の焦電型赤外線セン
サは、遮蔽板の少なくとも焦電センサ部と対向する面の
赤外線に対する反射率を低くするとともに、遮蔽板の近
傍に温度検出素子を設置したことにより、遮蔽板の温度
を温度検出素子により正確に測定でき、遮蔽板と赤外線
を放出する物体（対象物）との温度差を焦電センサ部で
検出することにより、対象物の温度を正確に計測するこ
とができる。

【００７３】また、請求項８記載の焦電型赤外線センサ
は、遮蔽板の少なくとも焦電センサ部と対向する面の赤
外線に対する反射率を高くするとともに、焦電センサ部
の近傍に温度検出素子を設置したこと焦電センサ部の近
傍の温度を温度検出素子により正確に測定でき、焦電セ
ンサ部の近傍と赤外線を放出する物体（対象物）との温
度差を焦電センサ部で検出することにより、対象物の温
度を正確に計測することができる。

【００７４】さらに、請求項９記載の焦電型赤外線セン
サは、弾性薄板を絶縁性樹脂で形成し、絶縁性樹脂の表
面に圧電体の一方の電極を形成するとともに他方の電極
を圧電体の表面に形成したことにより、弾性薄板に金属
薄板を用いた場合に比べて、同特性で小型化が可能とな
る。また、請求項１０記載の焦電型赤外線センサは、弾
性薄板を導電性樹脂で形成し、導電性樹脂が圧電体の一
方の電極を兼ねるとともに他方の電極を圧電体の表面に
形成したことにより、弾性薄板に金属薄板を用いた場合
に比べて、同特性で小型化が可能となる。また、導電性
樹脂からなる弾性薄板が電極を兼ね、絶縁性樹脂を用い
た場合のように電極を形成する必要がなく、製造が容易
になる。

【００７５】さらに、請求項１１記載の焦電型赤外線セ
ンサは、圧電体に電力を供給するための配線および電極
を形成し先端が２つに分かれた可撓板を、弾性薄板およ
び圧電体の横側に配置して、可撓板の２つに分かれた先
端で弾性薄板および圧電体を挟み込むようにしたことに
より、圧電チョッパのヤング率が支配的となり、共振周
波数に大きな影響がみられず、素子特性に及ぼす影響が
小さく、信頼性の高い電力供給を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの第１の構成を示す斜視図である。

【図２】この発明の第１の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの第２の構成を示す斜視図である。

【図３】この発明の第１の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの第３の構成を示す斜視図である。

【図４】この発明の第２の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの構成を示す斜視図である。

【図５】この発明の第３の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの構成を示す斜視図である。

【図６】この発明の第４の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの構成を示す斜視図である。

【図７】この発明の第５の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの構成を示す斜視図である。

【図８】この発明の第６の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの構成を示す斜視図である。

【図９】この発明の第７の実施の形態の焦電型赤外線セ
ンサの構成を示す斜視図である。

【図１０】この発明の第８の実施の形態の焦電型赤外線
センサの要部の構成を示す斜視図である。

【図１１】この発明の第９の実施の形態の焦電型赤外線
センサの要部の構成を示す斜視図である。

【図１２】この発明の第１０の実施の形態の焦電型赤外
線センサの要部の構成を示す斜視図である。

【図１３】第８の実施の形態における弾性シム材に電力
供給機能を付加した構成を示す図である。

【図１４】第９の実施の形態における弾性シム材に電力
供給機能を付加した構成を示す図である。

【図１５】従来例の焦電型赤外線センサの構成を示す斜
視図である。

【図１６】従来例においてチョッパが暴走状態に陥った
場合の変位量と経過時間の関係を示す図である。

【図１７】従来例において電力供給用のフレキ板を用い
た構成を示す図である。

【図１８】従来例において電力供給用のフレキ板を用い
た構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ 弾性シム材（弾性薄板） １０ａ 腕部 １０ｂ 駆動部 １０ｃ 脚部 １１ａ，１１ｂ 圧電セラミック（圧電体） １２ 遮蔽板 １３ 台座 １４ 固定具 １５ 赤外線検出部 １６ 赤外線 １７ フレキ板（可撓板） １８ 温度検出素子 １９ 電極 ２０ 配線 ２０ａ 配線の電極部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体から放出される赤外線を検出する焦
   電センサ部と、 前記焦電センサ部へ入射する赤外線を遮蔽する遮蔽板
   と、 一端を固定し他端に前記遮蔽板を鉤状に取付けた平板状
   の弾性薄板と、 前記弾性薄板の前記一端から前記他端までの間の一部領
   域を除く両面または片面に形成され、電圧印加により伸
   縮して前記弾性薄板を屈曲運動させる圧電体とを備え、 前記弾性薄板を赤外線の入射方向と平行に配置し、前記
   弾性薄板の屈曲運動により前記遮蔽板が前記物体から前
   記焦電センサ部へ放出される赤外線の遮蔽およびその解
   除を行うようにした焦電型赤外線センサ。
2. 【請求項２】 物体から放出される赤外線を検出する焦
   電センサ部と、 前記焦電センサ部へ入射する赤外線を遮蔽する遮蔽板
   と、 平板をＵ字形に折り曲げて一端を固定し他端に前記遮蔽
   板を鉤状に取付けた弾性薄板と、 前記弾性薄板の前記一端から前記他端までの間の一部領
   域を除く両面または片面に形成され、電圧印加により伸
   縮して前記弾性薄板を屈曲運動させる圧電体とを備え、 前記弾性薄板のＵ字形の対向する２片のうち前記遮蔽板
   を取付けた片を赤外線の入射方向と平行に配置し、前記
   弾性薄板の屈曲運動により前記遮蔽板が前記物体から前
   記焦電センサ部へ放出される赤外線の遮蔽およびその解
   除を行うようにした焦電型赤外線センサ。
3. 【請求項３】 物体から放出される赤外線を検出する焦
   電センサ部と、 前記焦電センサ部へ入射する赤外線を遮蔽する遮蔽板
   と、 平板をＬ字形に折り曲げて一端を固定し他端に前記遮蔽
   板を鉤状に取付けた弾性薄板と、 前記弾性薄板の前記一端から前記他端までの間の一部領
   域を除く両面または片面に形成され、電圧印加により伸
   縮して前記弾性薄板を屈曲運動させる圧電体とを備え、 前記弾性薄板のＬ字形となる２片のうち前記遮蔽板を取
   付けた片を赤外線の入射方向と平行に配置し、前記弾性
   薄板の屈曲運動により前記遮蔽板が前記物体から前記焦
   電センサ部へ放出される赤外線の遮蔽およびその解除を
   行うようにした焦電型赤外線センサ。
4. 【請求項４】 遮蔽板の弾性薄板への取付角を直角にし
   たことを特徴とする請求項１，２または３記載の焦電型
   赤外線センサ。
5. 【請求項５】 遮蔽板の弾性薄板への取付角を鋭角にし
   たことを特徴とする請求項１，２または３記載の焦電型
   赤外線センサ。
6. 【請求項６】 遮蔽板の弾性薄板への取付角を鈍角にし
   たことを特徴とする請求項１，２または３記載の焦電型
   赤外線センサ。
7. 【請求項７】 遮蔽板の少なくとも焦電センサ部と対向
   する面の赤外線に対する反射率を低くするとともに、前
   記遮蔽板の近傍に温度検出素子を設置したことを特徴と
   する請求項１，２，３，４，５または６記載の焦電型赤
   外線センサ。
8. 【請求項８】 遮蔽板の少なくとも焦電センサ部と対向
   する面の赤外線に対する反射率を高くするとともに、前
   記焦電センサ部の近傍に温度検出素子を設置したことを
   特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の焦
   電型赤外線センサ。
9. 【請求項９】 弾性薄板を絶縁性樹脂で形成し、前記絶
   縁性樹脂の表面に圧電体の一方の電極を形成するととも
   に他方の電極を前記圧電体の表面に形成したことを特徴
   とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８記載
   の焦電型赤外線センサ。
10. 【請求項１０】 弾性薄板を導電性樹脂で形成し、前記
    導電性樹脂が圧電体の一方の電極を兼ねるとともに他方
    の電極を前記圧電体の表面に形成したことを特徴とする
    請求項１，２，３，４，５，６，７または８記載の焦電
    型赤外線センサ。
11. 【請求項１１】 圧電体に電力を供給するための配線お
    よび電極を形成し先端が２つに分かれた可撓板を、弾性
    薄板および圧電体の横側に配置して、前記可撓板の２つ
    に分かれた先端で前記弾性薄板および圧電体を挟み込む
    ようにしたことを特徴とする請求項１，２，３，４，
    ５，６，７，８，９または１０記載の焦電型赤外線セン
    サ。