JPH0221223A - 焦電型赤外線検出器 - 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） 本発明は侵入警報器、火災検知器等に用いられ特に天井
等に取り付けて使用される３６０°検知型の焦電型赤外
線検出器に関するらのである。

（従来の技術） 焦電型赤外線検出器は、赤外線エネルギーを受けて熟エ
ネルギーに換わり、その温度変化に応じて電気信号が表
れる強誘電体物質の焦電効果を利用したものである。

ここでエレメントが１つの場合、室温の温度変化等があ
った場合も同様に出力として表れ、人体炎検知用検出器
として使用する場合、誤報の原因となるため、現在では
２つのエレメントを逆極性でシリースに接続する方法が
主流である。

この場合、第２図に示す平衡差動型と第３図に示すシン
グル補償型の２種類が用いられている。

第２図（ｂ）において、人体から放射された赤外線エネ
ルギーは選択透過フィルター１を通り、エレメント２ａ
に入射し続いて２ｂに入射する。

２ａ、２ｂのエレメントの極性は逆極性となっているた
め、２ａは中方向に、少し遅れて２ｂは一方向に出力が
表れる。

この信号は容量性の高いインピーダンスを持つため、検
出器外部へ信号を取り出すためのバイアス抵抗３及びＦ
ＥＴ４が接続されており、これ等の部品を通して２ａ、
２ｂの合成信号が検出器外部へ出力される。

焦ｔＸ子、ＦＥＴ、Ｒｇ等の電気部品はハーメチックシ
ールされた金属パッケージ５に納められている。

第２図（ａ）は検出器の上から見たときの選択透過フィ
ルター１と、エレメント２ａ、２ｂの位置を表したもの
である。

このタイプは、第２図（ａ）で明らかなように２つのエ
レメントを横切る方向では出力が得られるが、それと９
０°回転した方向では２つのエレメントに同時に入射す
るため、キャンセルが働き出力が得られない。このタイ
プは壁掛はタイプの侵入警報器に用いられる。

これに対し、天井に取り付け３６０°の警戒エファを持
たせたものに第３図の検出器が用いられる。

第３図の検出器は、赤外線を中心に位置した１つの受光
エレメントにのみ入射させ、その外周に光が入光しない
位置に温度補償エレメントを設けたものである。その低
電気部品は平衡差動型と同等のものが用いられる。

ここでシングル補償型は、平衡差動型と比較して次のよ
うな大きな問題をもっている。

検出器は人体又は炎等検知したい熱源から放射される赤
外線波長帯域（７〜１４μｍ）のみ透過させる選択透過
フィルターが用いられている。

従ってこの必要な波長帯域以外の可視域〜近赤外域の波
長の光は、検出器内部には入光しないようカントされて
いるはずである。

しかし現実にはこのような選択透過フィルターを使用し
ているにもかかわらず、車のヘッドライト、太陽光の直
射等によって出力が表れ誤報が発生する。

これは可視光〜近赤外線の光がフィルターで完全に反射
されるのではなく、一部フイルターに熱として吸収され
、その２次輻射を受けて出力信号が生じているｔ：めで
ある。

これは例えば平衡差動型の場合、光を受けてフィルター
の温度が上昇した場合、両方のエレメントに同じように
作用しキャンセルが働くため大きく問題とはならないが
、シングル補償型の場合、受光エレメントの上のフィル
ターの温度が上昇しやすく補償エレメントの上は金属ケ
ースによって被われているため、温度の上昇がなく、こ
の温度差によって受光エレメントに出力が表れる。

このようにシングル補償型は平衡差動型に比ベホワイト
ライトノイズに弱いという大きな欠点を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、車のヘッドライト、太陽光等によるホワイト
ライトノイズに強く、３６０°検知が可能な平衡差動型
の焦電型赤外線検出器を提供するものである。

（問題を解決するための手段） 本発明においては、同心円上に内周環と外周環の２つの
エレメントを設け、それぞれ２つに分割し、その両者の
分割軸は例えば９０°回転している。

そして内周環の半分のエレメントと外周環の半分のエレ
メント（方向が９０°ずれている）を同極性に接続し、
平衡差動型の一方のエレメントを構成し、内周環の他の
半分のエレメントと外周環の他の半分のエレメント（や
はり９０°ずれている）を前記エレメントと逆極性に接
続し、平衡差動型の他の一方のエレメントを構成する。

そして両方のエレメントをシリースに接続し、平衡差動
型エレメントを構成している。

又内周環と外周環は完全に円形でなくてもコの字型のよ
うな形状でもよい。又赤外線は内周環、外周環共に入射
するように選択透過フィルターを設けている。

（作用） 上記方法によれば、内周環の２つのエレメントを横切る
（例えばＸ方向）ことによって出力が得られ、外周環の
２つのエレメントを横切る（例えばＹ方向）ことによっ
ても出力が得られる。もちろんその他の角度においても
出力が表れるため、基本的に３６０°検知が可能である
。

又内周環と外周環は両方とも赤外線が入射するため、車
のヘッドライト、太陽光のような両方のエレメントに対
し、同時に入光する場合はキャンセルが動き、出力が表
れない。

（実施例） 以下に図面を用いてさらに詳しく説明する。

第１図は、本発明を実施する一実施例を示す。

内周環６は中心よりＹ軸にそって２つに分割され、一方
が子種性６ａ、他方が一極性６ｂとなっている。

これに対し外周環は中心より２つに分割する軸が内周環
の軸と９０°回転しており、Ｘ軸にそって分割されてい
る。そして一方が中極性７ａ、他方が一極性７ｂとなっ
ている。

ここでエレメント６ａと７ａ、６ｂと７ｂは電気的に接
続されているため、基本的に平衡差動型エレメントを構
成している。従ってＸ方向に熱源が移動すれば内周環の
ニレメン）６ａ、６ｂを横切り出力が表れる。この時外
周環のエレメント７ａ、７ｂはキャンセルされ出力に帰
寄しない。

又Ｙ方向に熱源が移動すると内周環のエレメントはキャ
ンセルが働き、出力に帰寄しなくなるが今度は外周環の
ニレメン）７ａ、７ｂを横切る形となり出力が表れる。

さらに第１図の方向で４５°の傾きを持って横切る場合
、エレメント７ｂ→６ａ→６ｂ→７ａと移動し、この時
も出力が表れる。従って３６０゜検知が可能となる。

エレメント面積は６ａ＋７ａと６ｂ＋７ｂ、又６　ａ＋
６　ｂと７ａ＋７ｂは等しくなっているためヘッドライ
ト、太陽光等のような両エレメントに同時に入射する光
に対しては十と−のキャンセルが働くようになっている
。

この面積のバランスは内周環と外周環のヒートバランス
によって多少の調整が行われる場合もある。

エレメントパターンは第４図に示すように、内周環と外
周環の分割軸が４５°傾いたものでも同様な効果が得ら
れる。又第５図に示すようなコの字型のパターンも考え
られる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、同心円上に２つの内周環と外
周環を設け、それぞれの環を２つに分割し内周環の一方
のエレメントと外周環の一方のエレメントが同極性で電
気的に接続され、また内周環の他方のエレメントと外周
環の他方のエレメントが、前者エレメントの極性と逆極
性で電気的に接続され、この２組のエレメントがシリー
スに接続されていることにより、どの角度から侵入して
きた熱ＴＡ（人等）に対しても出力が得られ、又内周環
と外周環の両方のエレメントに同時に入射するホワイト
ライトノイズ（車のヘッドライト、太陽光等）に対して
は出力が表れず、誤報をなくすことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における１実施例のエレメントパターン
を示す。第２図は従来法における平衡差動型検出器のエ
レメントパターンと電気回路図、同じく第３図は従来法
におけるシングル補償型のエレメントパターンと電気回
路図を示す。第４図第５図は本発明を実施する他の実Ｎ
例のエレメントパターンを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２つの逆極性のエレメントが、シリース接続されて配置
   されてなる平衡差動型の焦電型赤外線検出器において、
   そのエレメント構成が中心から２つに分割された内周環
   と外周環を持ち、内周環のの半分のエレメントと外周環
   の半分のエレメントが同極性で接続され、平衡差動型の
   一方のエレメントを構成し、内周環と外周環の他の半分
   のエレメントが前記エレメントの極性と逆極性で平衡差
   動型の他方のエレメントを構成し、且つ両者がシリース
   接続されていることを特徴とする焦電型赤外線検出器。