JPH0425485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は例えば被検知部の温度を赤外線にて検
知するための赤外線検出器に関する。

(ロ) 従来技術 最近、第１図に示す如き赤外線検出器が提案さ
れている。

１は表、裏面電極２，３を有し、入射赤外線変
化量に応じて電荷を発生する、タンタル酸リチウ
ム（LiTaO₃）単結晶からなる焦電型赤外線検出
体、４は燐青銅などからなる金属支持台、５は導
電接着剤、６は上記赤外線検出体１を外来ノイズ
に対してシールドするシールド体で、その前面に
は検出体１に対向して開口７が穿設されている。

８は金属性のキヤツプ９及びヘツダ１０からな
る収納体で、該収納体内の上記ヘツダ１０上には
上記支持台４が固定されている。１１は上記ヘツ
ダ１０に直接植設され、上記支持台４及び接着剤
５を介して上記裏面電極３に電気的に連なるアー
ス端子、１２は上記ヘツダ１０に絶縁材を介して
植設され、上記表面電極２に電気的に連なり、上
記検出体１に発生した電荷を外部へ取出すための
信号端子、１３は上記検出体１に表面電極２側か
ら赤外線を入射せしめるべく上記キヤツプ９の前
面に穿設された開口、１４は該開口を閉塞する赤
外線透過フイルタである。

１５は上記収納体８内に配置され、上記開口１
３を通過する収納体８外の被検知部からの赤外線
を断続するための断続手段である。該断続手段に
おいて、１６，１７は上記検出体１への赤外線の
入射域、即ち上記検出体１と開口１３との間に互
いに平行にして配置された平面状の第１、第２対
向体である。斯る第１、第２対向体１６，１７は
夫々第２図ａ及びｂに示す如く、アルミニウムな
どの赤外線非透過材料からなり紙面にほぼ平行な
方向（第１図）にて扇形線状に延設された複数の
第１赤外線非透過部１８，１８…及び第２赤外線
非透過部１９，１９…が形成され、そして斯る第
１赤外線非透過部１８，１８…の各々の間及び第
２赤外線非透過部１９，１９…の各々の間には
夫々第１赤外線透過部２０，２０…及び第２赤外
線透過部２１，２１…が形成されている。上記非
透過部１８，１８…及び１９，１９…と上記透過
部２０，２０…及び２１，２１…共に同一寸法形
状であり、幅W₁、W₂は夫々100μｍ、120μｍであ
る。

２２は上記第１対向体１６を振動せしめるため
の第１振動体で、該振動体の後方（第１図）には
第３図に示す如く上記第２対向体１７を振動せし
めるための第２振動体２３が配置されている。斯
る第１、第２振動体２２，２３の構成は次の通り
である。即ち、燐青銅、ステンレスなどから導電
体が中央電極２４となり、斯る電極２４の両側に
は、チタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛な
どからなり分極された圧電体２５が、その分極方
向（矢印Ｐ）が同一となるように配置され、そし
て上記圧電体２５の片側表面には銀などからなる
表面電極２６が形成されている。上記第１、第２
対向体１６，１７は夫々第１、第２振動体２２，
２３の右端に絶縁性の第１、第２基台２７，２８
を介して取着されている。

２９，３０は夫々上記ヘツダ１０上に絶縁層３
１を介して配置され、上記第１、第２振動体２
２，２３を固定支持し、各振動体２２，２３の表
面電極２６，２６と電気的に連なる金属性の第
１、第２固定台、３２，３３は夫々上記ヘツダ１
０に絶縁材を介して植設された第１、第２振動端
子で、該第１振動端子には上記第１振動体２２の
中央電極２４及び上記第２固定台３０が接続さ
れ、上記第２振動端子３３には上記第１固定台２
９及び上記第２振動体２３の中央電極２４が接続
されている。

而して、上記第１振動端子３２には−20Vの一
定電圧が印加され、上記第２振動端子３３には±
10Vの電圧が交互に周期的に印加される。

斯る＋10Vの電圧の印加時には、上記第１振動
体２２においては外側の圧電体２５が縮むと共に
内側の圧電体２５が伸び、従つて第１振動体２２
は、矢印ａ方向に撓む。又、上記第２振動体２３
においては内側の圧電体２５が伸びると共に外側
の圧電体２５が縮み、従つて第２振動体２３は矢
印ｂ方向に撓む。

一方、第２振動端子３３に−10Vの電圧が印加
されると、第１、第２振動体２２，２３は夫々上
述とは逆にｂ、ａ方向に撓む。

これにより、上記第１、第２振動体２２，２３
は互いに逆方向に周期的に振動し、斯る振動に基
づいて、第１対向体１６の第１赤外線透過部２
０，２０…及び第１赤外線非透過部１８，１８…
と第２対向体１７の第２赤外線非透過部１９，１
９…及び第２赤外線透過部２１，２１…が夫々重
畳する状態と、赤外線透過部２０，２０…，２
１，２１…どうし及び赤外線非透過部１８，１８
…，１９，１９…どうしが重畳する状態とが、交
互に繰返され、即ち開口１３を通過した外部の被
検知部からの赤外線が検出体１に断続的に入射
し、従つて検出体１は入射赤外線量が変化し、被
検知部の温度に応じた電荷を発生する。

ところで、上記第１、第２振動体２２，２３は
中央電極２４に対して完全に対称構造となるもの
が最も好ましい。即ち、この様な構造の場合、中
央電極２４両側の夫々の構造の平均熱膨脹係数が
同一となり、これにより周囲温度が変化しても斯
る変化に基づいて第１、第２振動体２２，２３が
同様に伸縮するから不所望に撓むことがない。そ
して、この様な撓みのない状態においては、第
１、第２振動体２２，２３の振動に際し上述の２
つの重畳が確実に繰返されて、赤外線断続が確実
に行なわれ、これにより検出体１から被検知部の
温度に応じた所望の電荷が発生され、精度良い温
度測定が行なえるのである。

しかるに、上述の如き完全な対称構造を得るこ
とは実際甚だ困難であり、例えば中央電極２４両
側の圧電体２５及び表面電極２６の厚みを精度良
く一致させることが困難であり、すると中央電極
２４両側の構造の平均熱膨脹係数が異なることと
なり、この場合第１、第２振動体２２，２３は周
囲温度の変化に基づいて不所望に撓んでしまう。

而して、上記赤外線検出器においては、第１、
第２振動体２２，２３が周囲温度変化により撓ん
でも、第１、第２対抗体１６，１７の相互関係が
上述の如き撓みがない場合と較べてあまり変わら
ないように、第１、第２振動体２２，２３は周囲
温度変化に伴なつて同一方向ａ又はｂに同程度に
撓むようなものが選択されている。しかし乍ら、
周囲温度変化による第１、第２振動体２２，２３
の撓みにおいて、第１、第２対向体１６，１７の
相互関係は実際は第４図に詳細に示す如くずれ
る。

即ち、第１、第２振動体２２，２３は夫々その
支点としての第１、第２固定台２９，３０がヘツ
ダ１０上で離間しているために、第１、第２振動
体２２，２３が周囲温度変化により例えばａ方向
に実線の位置から破線の位置に撓むと、第１、第
２対向体１６，１７はその中央線Ｃ，C′を参照す
ると寸法ｌだけずれてしまう。

ここに、斯るずれが生じた状態においては、第
１、第２振動体２２，２３の振動に際し、上述の
如き２つの重畳が確実に行なわれないので、赤外
線断続が確実に行なわれず、これにより検出体１
から被検知部の温度に応じた所望とする電荷が発
生されず、精度良い温度測定が行なえない。

(ハ) 発明の目的 本発明は、赤外線断続が確実に行なわれるよう
にして、例えば温度測定においては斯る温度測定
が精度良く行なえる様にすることを目的とする。

(ニ) 発明の構成 本発明赤外線検出器は、上記目的を達成すべ
く、入射赤外線変化量に応じて電荷を発生する赤
外線検出体、該検出体への赤外線入射域に配置さ
れ赤外線透過部及び赤外線非透過部を共に有する
第１、第２対向体、該第１対向体の赤外線透過部
及び赤外線非透過部と上記第２対向体の赤外線非
透過部及び赤外線透過部が夫々重畳する状態と、
上記第１、第２対向体の赤外線透過部どうし及び
赤外線非透過部どうしが重畳する状態とを交互に
繰返せしめるべく、上記第１、第２対向体を各々
振動せしめる第１、第２振動体を備え、該第１、
第２振動体における各々の振動方向に垂直な面が
同一平面上に位置するように、上記第１、第２振
動体を配置したことを特徴とする。

(ホ) 実施例 以下本発明実施例赤外線検出器を第５図及び第
６図に基づいて説明する。尚、従来例と同一部分
には同一符号を記してその説明を省略する。

３４，３５は夫々右側の下端及び上端に取付け
られた第１、第２対向体１６，１７を周期的に振
動せしめるための第１、第２振動体で、該第１、
第２振動体はその圧電体２５が各々Ｐ，P′方向に
分極されている以外は従来のものと同様である。
３６は、上記第１、第２振動体３４，３５におけ
る各々の振動方向ａ，ｂに垂直な面、Ａ，Ｂが同
一平面上に位置するように、上記第１、第２振動
体３４，２５を固定支持するための金属性の固定
台であり、上記第１振動端子３２には第１、第２
振動体３４，３５の中央電極２４が接続され、上
記第２振動端子３３には上記固定台３６が接続さ
れている。

而して、第１振動端子３２には−20Vの一定電
圧が印加され、上記第２振動端子３３には±10V
の電圧が交互に印加される。

斯る＋10Vの電圧印加時には、第１、第２振動
体３４，３５は各々ａ，ｂ方向に撓み、−10Vの
電圧印加時には、第１、第２振動体３４，３５は
各々ｂ，ａ方向に撓み、これにより第１、第２振
動体３４，３５は従来と同様に周期的に振動し、
赤外線断続が行なわれる。

ここに、第１、第２振動体３４，３５は夫々そ
の支点が固定台３６にて同一直線上に存在し縦に
重なつているから、第１、第２振動体３４，３５
が周囲温度変化により撓んでも、それにより第
１、第２対向体１６，１７の両者間にずれが生じ
ることはない。

従つて、斯る撓みが生じた状態において、第
１、第２振動体３４，３５の振動に際し、確実な
赤外線断続が行なわれ、検出体１から被検知部の
温度に応じた所望とする電荷が発生される。

(ヘ) 発明の効果 以上の説明から明らかな如く、本発明によれ
ば、周囲温度変化が生じても赤外線断続を確実に
行なうことができるから、例えば温度測定におい
ては、それを精度良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は最近提案された赤外線検出器の断面
図、第２図ａ，ｂは夫々同検出器の第１、第２対
向体の平面図、第３図は同検出器を第１図におい
て矢印方向から見た要部平面図、第４図は同検
出器の断続手段の動作を説明するための要部平面
図、第５図は本発明実施例赤外線検出器の断面
図、第６図は同検出器を矢印方向から見た要部
平面図である。 １……焦電型赤外線検出体、１６，１７……第
１、第２対向体、３４，３５……第１、第２振動
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入射赤外線変化量に応じて電荷を発生する赤
   外線検出体、該検出体への赤外線入射域に配置さ
   れ赤外線透過部及び赤外線非透過部を共に有する
   第１、第２対向体、該第１対向体の赤外線透過部
   及び赤外線非透過部と上記第２対向体の赤外線非
   透過部及び赤外線透過部が夫々重畳する状態と、
   上記第１、第２対向体の赤外線透過部どうし及び
   赤外線非透過部どうしが重畳する状態とを交互に
   繰返せしめるべく、上記第１、第２対向体を各々
   振動せしめる第１、第２振動体を備え、該第１、
   第２振動体における各々の振動方向に垂直な面が
   同一平面上に位置するように、上記第１、第２振
   動体を配置したことを特徴とする赤外線検出器。