JPS63124925A - 焦電形赤外線検出装置の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば防犯の目的に、人体から放射される熱
線、すなわち赤外線の検出によりこれを発見する焦電形
赤外線検出装置の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 一般に、赤外線を利用する赤外線センサは、半導体の光
電効果を利用した量子形と、熱電効果や焦電効果を利用
した熱形の２種類に大別される。

量子形は、非常に高感度であるが応答波長領域が狭く、
赤外線の検出のためには冷却を必要とするため、限定さ
れた使用にとどまっている。一方、熱形は検出感度は低
いが安価であり、常温で動作して波長依存性がないなど
の特徴を有している。

このため、最近では、熱形の赤外線センサ、特に、焦電
形赤外線センサが各種の分野で使用されている。

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って電荷が
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
の温度検出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上記動作原
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の周辺に集
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
よう工夫している。

従来使用されている上記焦電形赤外線検出装置は、凹曲
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
ラーに対向させていたために、装置全体が大型になり、
また集光ミラーとするためミラーを凹曲反射面に形成し
なければならず製作が容易でなかった。

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の開口１３に位置する焦電形赤外線センサ１
４に反射光が投影するように、前記筐体１１の上面１２
に垂直にかつ焦電形赤外線センサ１４を中央にして取付
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の焦電形赤外線検出素子１４ａ。

１４ｂは、第７図に示す回路図のように同極が直列に接
続され、その出力は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ”）
によるエミッタホロワのインピーダンス変換回路でイン
ピーダンス変換される。なお、Ｒ１，Ｒ２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
分極側が直列に接続されているが、異分極側を接続した
並列接続でも良い。

この様な構成における動作を第８図の動作説明図及び第
９図（ａ）の焦電形赤外線検出素子１４ａ、１４ｂの出
力波形図、第９図（ｂ）のＦＥＴの出力波形図を用いて
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
から到来すると、領域（１）では赤外線は第１、第２の
焦電形赤外線検出素子１４ａ、１４ｂに入射しない、領
域（２）では第１の赤外線検出素子１４ａにのみ入射し
、ＦＥＴに出力が現れる。領域（３）では間隔ｄをおい
て配置されている第１、第２の焦電形赤外線検出素子１
４ａ。

１４ｂの両方で検出するがＦＥＴには差動出力が現れな
い。領域（４）すなわち遮蔽及び反射領域ではミラー片
１５は第１の焦電形検出素子１４ａに対しては赤外線を
遮蔽し、第２の焦電形赤外線検出素子１４ｂ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、大き
い差動出力を得る。領域（５）では、赤外線は第２の焦
電形赤外線検出素子１４ｂに入射して検出され、第１の
焦電形赤外線検出素子１４ａに対しては人体がミラー片
１５による遮蔽領域に入っているため、第１の焦電形赤
外線検出素子１４ａは赤外線を検出せず、ＦＥＴｚ差動
出力が現れる。さらに人体が領域（６）に来たときはミ
ラー片１５の影響を受けずに両方の第１．第２の焦電形
赤外線検出素子１４ａ、１４ｂが検出するが、差動出力
は現れない。

領域（７）では、赤外線は第１の焦電形赤外線検出素子
１４ａに入射して検出され、第２の焦電形赤外線検出素
子１４ｂに対しては人体がミラー片１５による遮蔽領域
に人っているため、第２の焦電形赤外線検出素子１４ｂ
は赤外線を検出せず、ＦＥＴに差動出力が現れる。また
、領域（８）の遮蔽及び反射領域ではミラー片１５は第
１の焦電形赤外線検出素子１４ａに対しては赤外線を反
射して入射させる作用をし、第２の焦電形赤外線検出素
子１４ｂに対しては赤外線を遮蔽して、大きい差動出力
を得る。領域（９）では第１、第２の焦電形赤外線検出
素子１４ａ、１４ｂの両方が赤外線を検出し、差動出力
を現さない。領域（１０）では第２の赤外線検出素子１
４ｂにのみ入射し、ＦＥＴに出力が現れる。領域（１１
）では赤外線は第１、第２の焦電形赤外線検出素子１４
ａ、１４ｂに入射せずにＦＥＴに出力が現れない。従っ
て、このときの第１、第２の焦電形赤外線検出素子１４
ａ、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（２）、（４）、（５）
、（７）、（８）、（１０）においてＦＥＴ出力が現れ
、人体が領域（１）から（１１）までに移動しなくとも
、少なくとも領域（３）から（６）まで又は領域（９）
から（６）までに移動するだけで大きな差動出力を得る
ことができる。

このときの焦電形赤外線検出素子１４ａ、１４ｂの出力
とＦＥＴの連続する正負の出力は図示しない帯域通過濾
波器、レベル検出器等に導かれて警報機に接続され、警
報機を作動させる。

また、上記ミラー片１５を焦電形赤外線センサ１４の周
囲に適当な間隔で複数個配置すれば、より狭い領域で人
体の通過を検知することができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このようにミラー片を取付けることにより顕著な利点を
有するが、小さなミラー片を筐体上方に上面と垂直に精
度良く固定する必要があるため、取付は作業に時間がか
かり、かつ面倒であった。

そして、複数のミラー片を焦電形赤外線センサの周囲に
取り付けるときは、ミラー片を所定の間隔にし、かつ焦
電形赤外線センサ面と垂直にしなければならないので、
その製造組立てには高い精度が要求され、また加工時間
が長くなるなど、検出装置のコストが高くなる欠点があ
った。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
筐体の中央に位置する焦電形赤外線センサに反射光が投
影するように、前記筐体の前記焦電形赤外線センサ面上
であって前記焦電形赤外線センサの周囲に複数のミラー
片を立設した焦電形赤外線検出装置特に、この装置に使
用するミラーの製造方法を提供するものである。

すなわち、矩形状の支持部分と前記支持部分の一方の長
辺から延出する複数のミラー片とを金属板により一体に
形成するプレス打抜き工程と、前記ミラー片の各々を所
定方向に折り曲げる工程と、前記支持部分の長手方向を
前記ミラー片が内側に位置するように円筒状に曲げ加工
する工程と、前記曲げ加工する工程により円筒状にした
前記支持部分の両端をかしめる工程とを有することを特
徴とする焦電形赤外線検出装置の製造方法である。

〈実施例〉 まず、本発明に関連する焦電形赤外線検出装置の実施例
を説明する。

一実施例として第２図の正面断面図に示す焦電形赤外線
検出装置１は、金属板からなる円筒状の支持部３ａ及び
前記支持部３ａの長辺から延出した複数のミラー片４と
からなる一体ミラー３を有し、焦電形赤外線検出素子２
１とＦＥＴ回路２２とを備えた焦電形赤外線センサ２３
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を覆う構成である。−体ミラ
ー３を筐体２５内に正確に収容配置するため、第３図に
示すように位置決め溝２７内に各ミラー片４を嵌合して
いる。この様な構成において、赤外線はミラー片４で反
射され又は直接に、赤外線を透過する光学フィルタ２７
から焦電形赤外線センサ２３に入射する。

つぎに、本発明の焦電形赤外線検出装置に使用するミラ
ーの製造方法の実施例を図面を用いて説明する。

第１図（ａ）に示す展開図は板厚０．３〜０．５　ｍｍ
程度の１枚の金属板２からプレス打抜きにより一体ミラ
ー３を得る方法を示している０円筒状に加工可能な支持
部３ａと、前記金属板２の一辺すなわち一方の長辺２ａ
から形成した略扇形のミラー片４と、このミラー片４と
支持部３ａの間に設けた切欠き部２ｂと、ミラー片４と
支持部３ａを一体に連結する連結部２ｃと、支持部３ａ
の長手方向両端を接合する接合部２ｄ、２ｅを形成する
。

支持部３ａの長さは、これを円筒状とするため円筒の半
径なＲ５接合部２ｅの幅をＬとすると、２πＲ＋Ｌであ
る。ここにＲは７〜１２ｍｍ程度である。

ミラー片４は前記支持部３ａの長辺２ａに長さ方向でπ
Ｒ／３，２πＲ／３．πＲ，４πＲ／３及び５πＲ／３
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
ルミニュウム（ＡＩ　）メッキ、アルミニュウム蒸着、
クローム（Ｃｒ）メッキ等の手段により、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
れでも良い。

つぎに、第１図（ｂ）の正面図及び第１図（ｃ）の平面
図に示すように、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方向に向か
うように折り曲げる。さらに第１図（ｂ）、（Ｃ）のよ
うに、一体ミラー３の支持部３ａを円筒状に曲げ加工す
る。この場合、ミラー片の底辺の長さは約５ｍｍ、高さ
は７〜８ｍｍ程度となる。

その後、接合部２ｄ、２ｅを第４図又は第５図のように
かしめることにより、互いに接合して環状組立体とする
。第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は接合部２ｄ、２ｅの
かしめ試態を示す斜視図及び平面図であり、接合部２ｄ
には角孔４ａが設けられ、他方の接合部２ｅには角孔４
ａと同程度の大きさのコ字状の切込み４ｂが施されて、
若干円筒内部に曲げられている。この角孔４ａと切込み
４ｂとを合わせ、両面から力を加え、切込み４ｂを角孔
４ａに挿入する。この角孔４ａと切込み４ｂは、これら
が接する面同士によりかしめられているので、接触面が
大きいほど強度が増す。

第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は他のかしめ方法を示す
斜視図及び平面図であり、かしめる部分を丸い穴により
実現したものであり、接合部２ｄの穴５ａの径を他方の
接合部２ｅの穴５ｂの径よりも大きく形成しておき、通
しリベット加工により、穴５ｂの部分を穴５ａから円筒
の内面まで通してリベットのようにかしめる。

〈発明の効果〉 本発明の焦電形赤外線検出装置の製造方法は以上詳細に
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、支持部の長辺にミラー片を一体形成するので
、複数のミラー片を容易に形成することができ、また、
これを打抜き加工から曲げ加工と一連の加工工程として
行うので量産性が良く、ミラー片同志の位置関係を極め
て精度良く正確に構成することができる。さらに、円筒
を形成するために、支持部の両端をかしめにより接合し
ているので迅速かつ安価に生産できる。このかしめの方
法として角孔とそれに係合する切り込み部を用いた場合
は、リベットビンを用いるものと比較してかしめの部分
の面積を広くして、接合強度を大きくすることができる
。そしてリベットビンの代わりに面で押すことができる
ので安価にしかも高品質に加工速度を上げることができ
る。

また、他のかしめ方法として、丸穴を設けてリベットの
ようにかしめる場合は円筒の上下方向、径方向、円周方
向に対して強度があり、かしめ用のリベットを必要とし
ないで強固なものが得られると伴に、安価でしかも迅速
に加工できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に関連する焦電形赤外線検出装置
に用いる一体ミラーを得るための金属板の展開図、第１
図（ｂ）、（ｃ）は金属板を加工した環状の一体ミラー
の正面図及び平面図、第２図及び第３図は本発明に関連
する焦電形赤外線検出装置の正面断面図及び平面図、第
４図（ａ）。 （ｂ）、（Ｃ）及び第５図（ａ　）、　　（ｂ　Ｌ　　
（ｃ　）はかしめ加工を説明する支持部の一部斜視図と
一部断面、第６図（ａ）、（ｂ）は従来の焦電形赤外線
検出装置の平面図及び断面図、第７図は焦電形赤外線検
出装置に適用する電気回路、第８図は従来の焦電形赤外
線検出装置の動作説明図、第９図は動作波形図である。 １・・・焦電形赤外線検出装置、２・・・金属板、２ａ
・・・長辺、２ｂ・・・切欠き部、２ｃ・・・連結部、
２ｄ。 ２ｅ・・・接合部、４ａ・・・角孔、４ｂ・・・切込み
、５　ａ　＋５ｂ・・・丸穴、３・・・一体ミラー、３
ａ・・・支持部、４・・・ミラー片、２３・・・焦電形
赤外線センサ、２４・・・回路部品、２５・・・筐体。 特許出、願人　　株式会社　村田製作所第２図 第３図 第６図 第９図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 筐体の中央に位置する焦電形赤外線センサに反射光が投
   影するように、前記焦電形赤外線センサの周囲に複数の
   ミラー片を有する焦電形赤外線検出装置の製造方法にお
   いて、 矩形状の支持部分と該支持部分の一方の長辺から延出す
   る複数のミラー片とを金属板により一体に形成するプレ
   ス打抜き工程と、 前記ミラー片の各々を所定方向に折り曲げる工程と、 前記支持部分の長手方向を前記ミラー片が内側に位置す
   るように円筒状に曲げ加工する工程と、前記曲げ加工す
   る工程により円筒状にした前記支持部分の両端をかしめ
   る工程と、 を有することを特徴とする焦電形赤外線検出装置の製造
   方法。