JPH0580968B2 - - Google Patents
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- JPH0580968B2 JPH0580968B2 JP62130673A JP13067387A JPH0580968B2 JP H0580968 B2 JPH0580968 B2 JP H0580968B2 JP 62130673 A JP62130673 A JP 62130673A JP 13067387 A JP13067387 A JP 13067387A JP H0580968 B2 JPH0580968 B2 JP H0580968B2
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- JP
- Japan
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- fresnel lens
- sensor element
- heat source
- area
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、デユアル構造の赤外線センサ素子を
用いて、人体などの熱源を検出するための赤外線
検出装置に関する。
用いて、人体などの熱源を検出するための赤外線
検出装置に関する。
最近、人体などを検出するための検出装置とし
ては、LEDを用いた装置に比較して、設置およ
び取り扱いが容易であるという理由で、焦電形赤
外線センサを用いた検出装置が多用されている。
この焦電形センサは、通常焦電板の表裏面に電極
を形成したもので、わずかな温度差でも鋭敏に感
じるので、感度が良い反面、熱的なノイズに弱
く、自動車のライトのような熱線源や周囲温度の
急激な変化で誤動作することもあつた。
ては、LEDを用いた装置に比較して、設置およ
び取り扱いが容易であるという理由で、焦電形赤
外線センサを用いた検出装置が多用されている。
この焦電形センサは、通常焦電板の表裏面に電極
を形成したもので、わずかな温度差でも鋭敏に感
じるので、感度が良い反面、熱的なノイズに弱
く、自動車のライトのような熱線源や周囲温度の
急激な変化で誤動作することもあつた。
このような雑音成分からの誤動作を避けるた
め、分極状態を逆にした2つのエレメントを直列
あるいは並列に結合した(第4図イ,ロ)、いわ
ゆる「デユアルセンサ素子」が提案され、実用さ
れている。このデユアルセンサ素子は、2つのエ
レメントから得られた信号の差動出力を利用する
ものであり、2つのエレメントに同時に加えられ
る温度変化や周囲温度の変化は、2つのエレメン
トから出る信号出力が互いに打ち消すように作用
するから、このような外部雑音による誤動作はな
く、安定した人体検知が行われる。このデユアル
センサ素子を用いると、例えば第5図の様に、第
1、第2のエレメント4,5を集光レンズ10の
焦点F近傍に並置し、物体がα点からβ点へ、さ
らにβ点からγ点へ等速度で移動したとすると、
α点からγ点への移動で第1のエレメント4には
第6図イで示す様な出力信号aが生じ、第2のエ
レメント5には出力信号bが生ずる。この2つの
信号の差動出力は、第6図ロで示す様な信号レベ
ルが得られることになる。
め、分極状態を逆にした2つのエレメントを直列
あるいは並列に結合した(第4図イ,ロ)、いわ
ゆる「デユアルセンサ素子」が提案され、実用さ
れている。このデユアルセンサ素子は、2つのエ
レメントから得られた信号の差動出力を利用する
ものであり、2つのエレメントに同時に加えられ
る温度変化や周囲温度の変化は、2つのエレメン
トから出る信号出力が互いに打ち消すように作用
するから、このような外部雑音による誤動作はな
く、安定した人体検知が行われる。このデユアル
センサ素子を用いると、例えば第5図の様に、第
1、第2のエレメント4,5を集光レンズ10の
焦点F近傍に並置し、物体がα点からβ点へ、さ
らにβ点からγ点へ等速度で移動したとすると、
α点からγ点への移動で第1のエレメント4には
第6図イで示す様な出力信号aが生じ、第2のエ
レメント5には出力信号bが生ずる。この2つの
信号の差動出力は、第6図ロで示す様な信号レベ
ルが得られることになる。
第6図のロで示す様な信号レベルが得られると
いう事は、人体等の熱源が、検出領域に侵入した
時点と抜け出る時点では大きな差動出力が得られ
るが検出領域内での動きに対しては、領域の中心
部Cの差動出力が低くなる為、検出不可能な状態
になる欠点が生じる。
いう事は、人体等の熱源が、検出領域に侵入した
時点と抜け出る時点では大きな差動出力が得られ
るが検出領域内での動きに対しては、領域の中心
部Cの差動出力が低くなる為、検出不可能な状態
になる欠点が生じる。
本発明は上記従来の問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は差動出力信号の中
心部C、すなわち検出領域の中心部に出力レベル
の高い領域をつくり出し、検出可能領域をできる
だけ広くしようとするものである。
されたものであり、その目的は差動出力信号の中
心部C、すなわち検出領域の中心部に出力レベル
の高い領域をつくり出し、検出可能領域をできる
だけ広くしようとするものである。
本発明は上記目的を達成するため、次のように
構成されている。すなわち、本発明は、一対のエ
レメントをもつデユアル構造の焦電形赤外線セン
サ素子と;この焦電形赤外線センサ素子の近傍に
配置され、赤外線を前記焦電形赤外線センサ素子
に導くフレネルレンズと;を備えてなる焦電形赤
外線検出装置において、前記フレネルレンズ中に
は一対の各エレメントの共通検出範囲内に、該一
対のエレメントの配列方向と交差する方向に一方
側エレメントへの赤外線の透過を阻止する遮蔽体
が埋設されていることを特徴として構成されてい
る。
構成されている。すなわち、本発明は、一対のエ
レメントをもつデユアル構造の焦電形赤外線セン
サ素子と;この焦電形赤外線センサ素子の近傍に
配置され、赤外線を前記焦電形赤外線センサ素子
に導くフレネルレンズと;を備えてなる焦電形赤
外線検出装置において、前記フレネルレンズ中に
は一対の各エレメントの共通検出範囲内に、該一
対のエレメントの配列方向と交差する方向に一方
側エレメントへの赤外線の透過を阻止する遮蔽体
が埋設されていることを特徴として構成されてい
る。
上記のように構成されている本発明において、
人体等の熱源が焦電形赤外線センサ素子の検出領
域に入ると、熱源から発せられる赤外線はフレネ
ルレンズに導かれてそれぞれ焦電形赤外線センサ
素子の一対のエレメントに入り込む。この場合、
従来の装置では、既述の如く、各エレメントの検
出領域が重なる部分、すなわち、検出領域の中央
部分に熱源が入り込んだときには、各エレメント
に入り込む赤外線の強さはほぼ等しいから、両エ
レメントの差動出力信号がほぼ零となり、その熱
源の検出が不可能となる。ところが、本発明で
は、フレネルレンズに遮蔽体が設けられているか
ら、たとえ、熱源が検出領域の中央部分に入り込
んだ場合にあつても、一対のエレメントの一方側
には赤外線が入り込み他方側のエレメントには遮
蔽体に遮られて赤外線が入り込まないという領域
がつくり出されることとなる。したがつて、この
領域に熱源が在るときには両エレメントの出力レ
ベルに差が生じ、すなわち差動出力が得られるこ
ととなり、これにより、検出領域の中央部分に熱
源の検出可能領域を容易に作り出すことができ、
検出領域が拡大されるのである。
人体等の熱源が焦電形赤外線センサ素子の検出領
域に入ると、熱源から発せられる赤外線はフレネ
ルレンズに導かれてそれぞれ焦電形赤外線センサ
素子の一対のエレメントに入り込む。この場合、
従来の装置では、既述の如く、各エレメントの検
出領域が重なる部分、すなわち、検出領域の中央
部分に熱源が入り込んだときには、各エレメント
に入り込む赤外線の強さはほぼ等しいから、両エ
レメントの差動出力信号がほぼ零となり、その熱
源の検出が不可能となる。ところが、本発明で
は、フレネルレンズに遮蔽体が設けられているか
ら、たとえ、熱源が検出領域の中央部分に入り込
んだ場合にあつても、一対のエレメントの一方側
には赤外線が入り込み他方側のエレメントには遮
蔽体に遮られて赤外線が入り込まないという領域
がつくり出されることとなる。したがつて、この
領域に熱源が在るときには両エレメントの出力レ
ベルに差が生じ、すなわち差動出力が得られるこ
ととなり、これにより、検出領域の中央部分に熱
源の検出可能領域を容易に作り出すことができ、
検出領域が拡大されるのである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。第1図には本発明に係る焦電形赤外線検出
装置の一実施例の構成が示されている。
する。第1図には本発明に係る焦電形赤外線検出
装置の一実施例の構成が示されている。
図において、ハウジング1は赤外線を遮蔽する
金属材料等によつて形成され、そのハウジング1
の所望位置には開口2が形成されている。そし
て、前記ハウジング1の内部には焦電形赤外線セ
ンサ素子3が配設されている。この焦電形赤外線
センサ素子3は隣接配置された第1のエレメント
4と第2のエレメント5とを有しており、この両
エレメント4,5の受光面は前記開口2に対向し
ている。エレメント4,5は赤外線を受けると分
極状態がくずれ、赤外線の強さに対応する電気信
号を出力するものである。この両エレメント4,
5は従来例と同様に、分極状態を逆にした状態
で、第4図イ,ロに示すごとく、直列あるいは並
列に結合されており、両エレメント4,5の出力
レベルに差が生じたときに焦電形赤外線センサ素
子3から検出信号が出力されるようになつてい
る。
金属材料等によつて形成され、そのハウジング1
の所望位置には開口2が形成されている。そし
て、前記ハウジング1の内部には焦電形赤外線セ
ンサ素子3が配設されている。この焦電形赤外線
センサ素子3は隣接配置された第1のエレメント
4と第2のエレメント5とを有しており、この両
エレメント4,5の受光面は前記開口2に対向し
ている。エレメント4,5は赤外線を受けると分
極状態がくずれ、赤外線の強さに対応する電気信
号を出力するものである。この両エレメント4,
5は従来例と同様に、分極状態を逆にした状態
で、第4図イ,ロに示すごとく、直列あるいは並
列に結合されており、両エレメント4,5の出力
レベルに差が生じたときに焦電形赤外線センサ素
子3から検出信号が出力されるようになつてい
る。
一方、前記開口2には赤外線を透過する透過板
6が嵌め込まれており、さらに該透過板6を挾ん
で前記焦電形赤外線センサ素子と対向する位置に
フレネルレンズ7が配置されている。このフレネ
ルレンズ7は例えば、ポリエチレン等のプラスチ
ツク樹脂によつて形成され、人体等の熱源から発
せられる赤外線を焦電形赤外線センサ素子3(詳
しくはエレメント4,5)に導くものである。
6が嵌め込まれており、さらに該透過板6を挾ん
で前記焦電形赤外線センサ素子と対向する位置に
フレネルレンズ7が配置されている。このフレネ
ルレンズ7は例えば、ポリエチレン等のプラスチ
ツク樹脂によつて形成され、人体等の熱源から発
せられる赤外線を焦電形赤外線センサ素子3(詳
しくはエレメント4,5)に導くものである。
本発明においては、検出領域の中央部分に生ず
る非検出領域内に検出可能領域をつくり出し、熱
源の検出可能範囲を拡大することにある。この本
発明を実現する手段として、本実施例ではフレネ
ルレンズ7内に赤外線を遮蔽する金属製の遮蔽棒
(遮蔽体)8がエレメント4およびエレメント5
の共通検出範囲に、エレメント4,5の配列方向
と交差する方向(この実施例では直角に交差する
方向)に埋設されている。
る非検出領域内に検出可能領域をつくり出し、熱
源の検出可能範囲を拡大することにある。この本
発明を実現する手段として、本実施例ではフレネ
ルレンズ7内に赤外線を遮蔽する金属製の遮蔽棒
(遮蔽体)8がエレメント4およびエレメント5
の共通検出範囲に、エレメント4,5の配列方向
と交差する方向(この実施例では直角に交差する
方向)に埋設されている。
もし、この遮蔽棒8をフレネルレンズ7中に埋
設しない場合には、第2図に示すように、エレメ
ント4の検出領域は領域Aの範囲内(円Aの範囲
内)となり、同様に、第2のエレメント5の検出
領域は領域Bの範囲内(円Bの範囲内)となる。
このとき、領域Aと同Bとの重合部分は両エレメ
ント4,5の出力レベルがほぼ同一となり、レベ
ル差がほとんど生じないから熱源の非検出領域C
となる。これに対し、本実施例のようにフレネル
レンズ7に遮蔽棒8を設けると、例えば第3図に
示すように、第1のエレメント4には赤外線が導
かれるが第2のエレメント5には遮蔽棒8に遮ら
れて赤外線が到達しない領域Dと、逆に、第1の
エレメント4には赤外線が到達しないが第2のエ
レメント5には到達するという領域Eが前記非検
出領域Cの中につくり出される。したがつて、領
域D,Eに熱源が移動して入り込む場合は、両エ
レメント4,5の出力レベルに差が生じるから、
熱源の検出が可能になる。つまり、フレネルレン
ズ7に遮蔽棒8を設けることによつて熱源の検出
可能領域が拡大されるのである。前記フレネルレ
ンズ7中に遮蔽棒8を埋設する場合、その埋設位
置として第2図の非検出領域Cに対応するレンズ
中に遮蔽棒8を埋設することにより、非検出領域
C中に検出可能領域が作り出されることとなる。
換言すれば、遮蔽棒8を焦電形赤外線センサ素子
3のエレメント4および5の共通検出範囲に対応
するレンズ中にエレメント4,5の配列方向と交
差する方向に設けることにより、非検出領域Cか
らフレネルレンズ7に入る赤外線のうち、レンズ
から一方のエレメントに出射する赤外線は遮蔽棒
8により遮られ、他方のエレメントへは赤外線が
遮られることなく出射するので、非検出領域C中
に検出可能領域を作り出すことができる。
設しない場合には、第2図に示すように、エレメ
ント4の検出領域は領域Aの範囲内(円Aの範囲
内)となり、同様に、第2のエレメント5の検出
領域は領域Bの範囲内(円Bの範囲内)となる。
このとき、領域Aと同Bとの重合部分は両エレメ
ント4,5の出力レベルがほぼ同一となり、レベ
ル差がほとんど生じないから熱源の非検出領域C
となる。これに対し、本実施例のようにフレネル
レンズ7に遮蔽棒8を設けると、例えば第3図に
示すように、第1のエレメント4には赤外線が導
かれるが第2のエレメント5には遮蔽棒8に遮ら
れて赤外線が到達しない領域Dと、逆に、第1の
エレメント4には赤外線が到達しないが第2のエ
レメント5には到達するという領域Eが前記非検
出領域Cの中につくり出される。したがつて、領
域D,Eに熱源が移動して入り込む場合は、両エ
レメント4,5の出力レベルに差が生じるから、
熱源の検出が可能になる。つまり、フレネルレン
ズ7に遮蔽棒8を設けることによつて熱源の検出
可能領域が拡大されるのである。前記フレネルレ
ンズ7中に遮蔽棒8を埋設する場合、その埋設位
置として第2図の非検出領域Cに対応するレンズ
中に遮蔽棒8を埋設することにより、非検出領域
C中に検出可能領域が作り出されることとなる。
換言すれば、遮蔽棒8を焦電形赤外線センサ素子
3のエレメント4および5の共通検出範囲に対応
するレンズ中にエレメント4,5の配列方向と交
差する方向に設けることにより、非検出領域Cか
らフレネルレンズ7に入る赤外線のうち、レンズ
から一方のエレメントに出射する赤外線は遮蔽棒
8により遮られ、他方のエレメントへは赤外線が
遮られることなく出射するので、非検出領域C中
に検出可能領域を作り出すことができる。
ところで、フレネルレンズ7の径を大きくし
て、熱源の検出領域を大きくするような場合、遮
蔽棒8のないポリエチレン系のフレネルレンズを
使用すると、経時変化により、レンズが伸縮して
レンズ表面に凹凸が生じ、赤外線が散乱する等、
赤外線の集光作用が損なわれ、熱源検出の信頼性
が失われるという問題が生じるが、本実施例のよ
うに、レンズ内部に遮蔽棒8を埋設すれば、経時
変化によるレンズの変形がおさえられる結果、長
期に渡つて信頼性の高い熱源検出を確保すること
ができ、さらには、レンズの熱変形による検出領
域の変化を防止できる。
て、熱源の検出領域を大きくするような場合、遮
蔽棒8のないポリエチレン系のフレネルレンズを
使用すると、経時変化により、レンズが伸縮して
レンズ表面に凹凸が生じ、赤外線が散乱する等、
赤外線の集光作用が損なわれ、熱源検出の信頼性
が失われるという問題が生じるが、本実施例のよ
うに、レンズ内部に遮蔽棒8を埋設すれば、経時
変化によるレンズの変形がおさえられる結果、長
期に渡つて信頼性の高い熱源検出を確保すること
ができ、さらには、レンズの熱変形による検出領
域の変化を防止できる。
なお、上記実施例では遮蔽体として遮蔽棒8を
用いているが、本発明はこれに限定されることが
なく、反射板や板状の遮蔽板を遮蔽体として用い
てもよい。
用いているが、本発明はこれに限定されることが
なく、反射板や板状の遮蔽板を遮蔽体として用い
てもよい。
さらに、本実施例では、フレネルレンズ7に一
本の遮蔽棒8を埋設しているが、複数の遮蔽棒8
をレンズ7の所望位置に適宜埋設するようにして
もよい。
本の遮蔽棒8を埋設しているが、複数の遮蔽棒8
をレンズ7の所望位置に適宜埋設するようにして
もよい。
本発明は以上説明したように、フレネルレンズ
中には焦電形赤外線センサ素子の一対の各エレメ
ントの共通検出範囲に、該一対のエレメントの配
列方向と交差する方向に一方側エレメントへの赤
外線の透過を阻止する遮蔽体が設けられているか
ら、従来においては、検出不可能であつた領域に
熱源検出可能領域をつくり出すことができ、これ
により、熱源の検出可能領域を大幅に拡大するこ
とが可能となる。また、フレネルレンズの径を大
きくして、熱源の検出領域を大きくするような場
合、遮蔽体のないポリエチレン系のフレネルレン
ズ等を使用すると、経時変化により、レンズが伸
縮してレンズ表面に凹凸が生じ、赤外線が散乱す
る等、赤外線の集光作用が損なわれ、熱源検出の
信頼性が失われるという問題が生じるが、本発明
のように、レンズ内部に遮蔽体を埋設すれば、経
時変化によるレンズの変形がおさえられる結果、
長期に渡つて信頼性の高い熱源検出を確保するこ
とができ、さらには、レンズの熱変形による検出
領域の変化を防止できる。
中には焦電形赤外線センサ素子の一対の各エレメ
ントの共通検出範囲に、該一対のエレメントの配
列方向と交差する方向に一方側エレメントへの赤
外線の透過を阻止する遮蔽体が設けられているか
ら、従来においては、検出不可能であつた領域に
熱源検出可能領域をつくり出すことができ、これ
により、熱源の検出可能領域を大幅に拡大するこ
とが可能となる。また、フレネルレンズの径を大
きくして、熱源の検出領域を大きくするような場
合、遮蔽体のないポリエチレン系のフレネルレン
ズ等を使用すると、経時変化により、レンズが伸
縮してレンズ表面に凹凸が生じ、赤外線が散乱す
る等、赤外線の集光作用が損なわれ、熱源検出の
信頼性が失われるという問題が生じるが、本発明
のように、レンズ内部に遮蔽体を埋設すれば、経
時変化によるレンズの変形がおさえられる結果、
長期に渡つて信頼性の高い熱源検出を確保するこ
とができ、さらには、レンズの熱変形による検出
領域の変化を防止できる。
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2
図は、フレネルレンズに遮蔽棒を設けない場合の
熱源検出領域を示す説明図、第3図はフレネルレ
ンズに遮蔽棒を埋設したときの熱源検出領域を示
す説明図、第4図イ,ロはデユアル構造の焦電形
赤外線検出装置におけるエレメントの結線図、第
5図は従来の赤外線検出装置を示す説明図、第6
図イ,ロは従来例の説明に用いたデユアル形赤外
線センサ素子の出力波形図である。 1……ハウジング、2……開口、3……焦電形
赤外線センサ素子、4……第1のエレメント、5
……第2のエレメント、6……透過板、7……フ
レネルレンズ、8……遮蔽棒(遮蔽体)、10…
…集光レンズ。
図は、フレネルレンズに遮蔽棒を設けない場合の
熱源検出領域を示す説明図、第3図はフレネルレ
ンズに遮蔽棒を埋設したときの熱源検出領域を示
す説明図、第4図イ,ロはデユアル構造の焦電形
赤外線検出装置におけるエレメントの結線図、第
5図は従来の赤外線検出装置を示す説明図、第6
図イ,ロは従来例の説明に用いたデユアル形赤外
線センサ素子の出力波形図である。 1……ハウジング、2……開口、3……焦電形
赤外線センサ素子、4……第1のエレメント、5
……第2のエレメント、6……透過板、7……フ
レネルレンズ、8……遮蔽棒(遮蔽体)、10…
…集光レンズ。
Claims (1)
- 1 一対のエレメントをもつデユアル構造の焦電
形赤外線センサ素子と;この焦電形赤外線センサ
素子の近傍に配置され、赤外線を前記焦電形赤外
線センサ素子に導くフレネルレンズと;を備えて
なる焦電形赤外線検出装置において、前記フレネ
ルレンズ中には一対の各エレメントの共通検出範
囲内に、該一対のエレメントの配列方向と交差す
る方向に一方側エレメントへの赤外線の透過を阻
止する遮蔽体が埋設されていることを特徴とする
焦電形赤外線検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130673A JPS63293425A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 焦電形赤外線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130673A JPS63293425A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 焦電形赤外線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293425A JPS63293425A (ja) | 1988-11-30 |
| JPH0580968B2 true JPH0580968B2 (ja) | 1993-11-11 |
Family
ID=15039878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62130673A Granted JPS63293425A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 焦電形赤外線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63293425A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62153532U (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-29 |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62130673A patent/JPS63293425A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63293425A (ja) | 1988-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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