JPS62276422A - 赤外線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明　発明の詳細な説明本発明は、赤
外線センサに関するものである。

人体を検知する赤外線センサは、その応用分野が自動ド
アー、或は防犯用、更には省エネルギー用など応用分野
が開発されるに従って、より高侶頼性の製品が必要とな
った。

この市場の要求に応えるべく、種々赤外線センサの基礎
的な研究がされ、大幅なる改良はなされたが、より一層
の信頼性を向上させた検知器とする為に、赤外線センサ
を他のマイクロウェーブ式、或は超音波式のセンナと組
合せてデアルセンサ、又は赤外線センサを二部組合して
、それ等の独立した出力信号を２人力のアンド回路に入
れ、いずれかの一つのセンサが誤報を生じるも、二つの
センナが同時に誤報を生じる確立が極めて少ない為に検
知器としての誤報は、実用上問題にならない平均誤報時
間で約１０６時間（常温）と改良きれた。

然しなから、赤外線センサと他の方式のセンサの組合せ
による検知器に於いては、それ等の二組のセンサの重複
したる検知範囲に限定きれ、広い範囲を検知対象空間と
する事が困難であると云う欠陥があり、赤外線センサを
一つのハウジングの内部に独立に二つの収納する方式が
開発された。

この方式では、赤外線センサの特徴を存分に生かせた検
知範囲を有するものが作成されたが、人体検知器の体積
を小型化するべく、市場の要求から大型の集光部材を使
用する事が不可能であり、一般には、ＴＯ５型のハウジ
ングに二枚の赤外線感受素子を一対に組合せたものを二
通り収納して構成されている。

従来は一枚、或は複数枚のサブストレート１１とに同面
積の感受電極を有する感受素子を四枚構成するのが常で
あったが、赤外線センサの小型化が要求きれる関係上、
充分なる感受電極の面積を設ける事が出来ない為に、赤
外線センサとして感度が不足すると云う重大なる欠陥が
あった。

この点について色々と研究したる結果、本発明を提供す
るに至ったので、以下図を追い乍ら詳記する。

従来は、第１図ａに平面図で示す如く、一枚或は多数枚
のサブストレート１１に同面積を有する感受素子の電極
１２１Ｅ、１２２Ｅ、１２３Ｅ。

１２４Ｅを設け、それ等の上部の二枚の感受素子１２１
．１２２をパラレル、オポジット（或はシリーズオボシ
ット）に組合せ、残る下部の二枚の感受電極も同様にパ
ラレルオポジット（或はシリーズオポジット）に結線さ
れるのが常であった。

本発明に於いては、同図すに示す如く焦電材料からなる
、一枚或は多数枚の（図中は一枚の場合のみに就いて描
写している）サブストレート１１上の、上側電極１３１
Ｅ、１３２Ｅを下側電極１３３Ｅ、１３４Ｅよりも大き
く設計する事によって、壁掛型の人体検知用赤外線セン
サとしての感度を向上させる事が可能となった。

原理的には、第２ｒｙＪに壁掛型人体検知器用赤外感受
エレメントと、その検知範囲をモデル的に示した。

上側の感受電極の中心線がレンズＬを通して所定の床に
達した点を線で結び、その腺と壁との角度をθ、とし下
側のそれをθ、とする。

この場合、二つの上下感受電極からそれぞれの対象の検
出点Ｄ＋、Ｄｔまでの距離の比は、１対上 （ｃｏｓ’　ＣＬ　＋ｓｉｎ”　ｅ＊　）”である。

更にその距離の差による受光エネルギーは、距離の自乗
に反比例して減衰する為に長距離用の感受素子の感度を
高める必要がある事にヒントを得た。

一つの例を数値的に代入して具体的なる感受電極の大き
さを求める。

壁掛型検出器の床からの高さを２ｍとする。

レンズを通した赤外線センサの上側感受電極から対象の
検出点り、までの水平距離を８ｍ、又下側の感受電極の
対象点り、までの水平距離を６ｍとすると、θ、キ７６
°　、θ、−７１．５’で赤外線センサＳからそれぞれ
の対象点までの距離の自乗の比は、ＳＤ”　／ＳＤ″−
（６，３）”／（８，２）’　キ０．５９すなわち下側
感受電極面積の大きさは上側電極面積の約６０％で、対
象とする距離にある被検出物を感受する事が可能である
。

換言するならば、従来の上下の感受電極面積が等しい赤
外線センサの感受不良の原因は、上側感受電極の面積が
不適正であった為であり、実例の条件で使用するに適し
たる赤外線センサの上下の電極面積比は、１：０．６で
ある為に上下の感受！極面績の合計が３．２ｍ／ｍＸ１
．０ｍ／ｍである場合は、上側の感受電極面積を２．０
ｍ／ｍｘ１．０ｍ／ｍ、下側のそれを１．２ｍ／ｍＸ１
゜０ｍ／ｍとする。

結果的に、従来は１．６ｍ／ｍＸ１．０ｎ／ｍの上下の
感受゛電極面積であった為に上側の感受１極面積がネッ
クとなり感度不良を発生していた。

本発明によると、上側感受電極面積を従来の１゜６ｍ／
ｍＸ　１．０ｍ／ｍから２．０ｍ／ｍＸ１゜０ｍ／ｍと
２５％面積を増加して、その増加率に比例した感度を向
と言す事が出来た効率は大きい。

同様の原理を応用して三人カアンド回路用のより高信頼
性の壁掛型検出器用赤外線センサとして第１図Ｃに示す
如く、感受電極の大きさを上、中、下に於いてそれぞれ
大、中、小とする事も本発明の範囲に包含される。

次に、感受素子の電気的なる結線の方法に就いて記述す
る。

周知の通り、感受素子１２１，１２２，１２３゜１２４
の結線の仕方は感度が低く雑音に対して強いパラレルオ
ポジット法と、感度が高く逆に雑音に対して弱い性質が
あるシリーズオポジットの二つの方法がある。

本発明では、壁掛型人体検知器用赤外線センサの上側並
びに下側の感受素子の検知に必要なる感度に就いて、既
に詳記した如く上側の感受素子の感度が約１１０．６−
１．６６倍下側の感度よりも高い事が望まれる。

一方、二枚の感受素子の電気的な結線の仕方によって赤
外線センサとしての感受特性は、シリーズオポジット型
を基準にして、パラレルオボジット型の場合は次条件で
６０．４％であった。

焦電性のセラミックからなる０、０７１１１０厚のサブ
ストレートのその誘電率は３２０．感受電極の面積２ｍ
／ｍＸ１ｍ／ｍ、赤外線熱源の温度−４２０’に、赤外
線エネルギーのチョッパースピード−ＬＨｚである。

この結果から二枚の感受素子をパラレルオボジット型に
電気結線をした対を下側感受電極側に、又シリーズオポ
ジット型に結線をした対を上側感受電極として組合せた
る赤外線センサをアンド回路Ｂを用いて使用するならば
、比較的感度が低くても使用上問題のない下側感受電極
のノイズを抑制する。

結果として、従来型と同等の感度ではあるが、特に雑音
に対して耐久力のある高信頼性の壁掛型検知器用赤外線
センサを第３図に示す如き電気回路の構成により提供す
る事ができた。

最後に、前述の二つの特徴を合わせて利用する事も本発
明の範囲に属するものである。

（り１えば、上下の感受素子の必要とする感度の差が充
分大きい場合に於いては、極端に上下の電極面積比を大
きくするとそれ等の時常数が大幅に偏れてしまい電気的
に支障がある。

この場合、電極面積の太き芒による調整を、併せて感受
素子の電気的結線の仕方を同時に用いる事が出来る。

本発明による赤外線センサは、従来型に比較して感度の
向上、或は靴音の抑制などの効果が見られ工業的に価値
がある。

４、図面の簡単な説明　図−１）ｆｆｌｉｔｕ？！説明
第１図ａは、従来のす、ｃ、ｄは本発明のサブストレー
ト１１と感受素子の感受電極１２１Ｅ。

１２２Ｅ、１２３に、１２４Ｅ、１３１Ｅ、１３２Ｅ、
１３３Ｅ、１３４Ｅを示している。

第２図は、壁掛型人体検知器用赤外線センサＳの側面図
をモデル的に示したものである。

第３図は、本発明の赤外線センサの電気回路の一例を示
すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二枚の赤外線感受素子から構成された複数対の感受
   電極の面積を各対毎に差を与え、一つのハウジングに収
   納し各対毎に独立の出力端子を設けたる事を特徴とする
   赤外線センサ。 ２、二枚の赤外線感受素子の一対をシリーズオポジット
   型に結線し、他の二枚の一対をパラレルオポジット型に
   結線して、一つのハウジングに収納し、各対毎に独立の
   出力端子を設けたる事を特徴とする赤外線センサ。 ３、二枚の赤外線感受素子から構成された対の電気結線
   を、パラレルオポジット型と、他の前述の感受素子と感
   受面積の相違する二枚の赤外線感受素子の対をシリーズ
   オポジット型に結線して、一つのハウジングに収納し各
   対毎に独立端子を設けた事を特徴とする赤外線センサ。