JPH06117925A - 差出力型デュアルツイン焦電検出器 - Google Patents
差出力型デュアルツイン焦電検出器Info
- Publication number
- JPH06117925A JPH06117925A JP4286962A JP28696292A JPH06117925A JP H06117925 A JPH06117925 A JP H06117925A JP 4286962 A JP4286962 A JP 4286962A JP 28696292 A JP28696292 A JP 28696292A JP H06117925 A JPH06117925 A JP H06117925A
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- Japan
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- Radiation Pyrometers (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出死角のない良好な感度が得られ、かつそ
の応答波形が簡素である焦電検出器を提供する。 【構成】 焦電素材１の上に互いに同一形状、同一受光
面積かつ同一受光感度を有する２対の受光エレメント
２，３，４，５を設け、その２対の各受光エレメント
２，３と４，５がそれぞれ９０度ずつ位相を異にした巴
状の回転対称に配置され、かつ対称の中心Ｏを挟んで対
向する２対または隣り合う２対の受光エレメントがそれ
ぞれ逆極に接続されるとともに、その２つの受光エレメ
ント対２，３，と４，５からの出力の差を検出出力とし
て得られる回路７が設けられている。
の応答波形が簡素である焦電検出器を提供する。 【構成】 焦電素材１の上に互いに同一形状、同一受光
面積かつ同一受光感度を有する２対の受光エレメント
２，３，４，５を設け、その２対の各受光エレメント
２，３と４，５がそれぞれ９０度ずつ位相を異にした巴
状の回転対称に配置され、かつ対称の中心Ｏを挟んで対
向する２対または隣り合う２対の受光エレメントがそれ
ぞれ逆極に接続されるとともに、その２つの受光エレメ
ント対２，３，と４，５からの出力の差を検出出力とし
て得られる回路７が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２対の各受光エレメント
が９０度ずつ位相を異にした巴状の回転対称に配置され
ている差出力型デュアルツイン焦電検出器に関する。
が９０度ずつ位相を異にした巴状の回転対称に配置され
ている差出力型デュアルツイン焦電検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】焦電検出器を用いた人体検知センサは、
建屋の天井や壁面に取り付けられ、従来は、検知エリア
を、主として面警戒型に設定されていたので、焦電素材
の上に互いに同一形状、同一受光面積かつ同一受光感度
を有する１対の受光エレメントを設けたデュアルタイプ
の焦電検出器が多く用いられていた。
建屋の天井や壁面に取り付けられ、従来は、検知エリア
を、主として面警戒型に設定されていたので、焦電素材
の上に互いに同一形状、同一受光面積かつ同一受光感度
を有する１対の受光エレメントを設けたデュアルタイプ
の焦電検出器が多く用いられていた。
【０００３】しかし、近時は自動照明センサなど新しい
用途が開かれるにつれ、検知エリアが立体警戒型に設定
されることが多くなり、従来のデュアルタイプでは感度
の方向依存性があり、検出死角が発生するため、本出願
人は、２つのデュアル素子を複合化したデュアルツイン
（またはクァッド）タイプの焦電検出器をすでに提案し
ている。
用途が開かれるにつれ、検知エリアが立体警戒型に設定
されることが多くなり、従来のデュアルタイプでは感度
の方向依存性があり、検出死角が発生するため、本出願
人は、２つのデュアル素子を複合化したデュアルツイン
（またはクァッド）タイプの焦電検出器をすでに提案し
ている。
【０００４】これは、焦電素材の上に互いに同一形状、
同一受光面積かつ同一受光感度を有する２対の受光エレ
メントを設け、その２対の各受光エレメントをそれぞれ
９０度ずつ位相を異にした巴状の回転対称に配置したも
のである。
同一受光面積かつ同一受光感度を有する２対の受光エレ
メントを設け、その２対の各受光エレメントをそれぞれ
９０度ずつ位相を異にした巴状の回転対称に配置したも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のデュアルツイン
タイプの焦電検出器では、感度の方向依存性は大きく改
善されたが、検出出力が低下するとともに応答波形がや
や複雑化するため、とりわけ移動方向判定のための信号
処理回路を形成する場合、その回路構成が複雑になる等
の難点があった。
タイプの焦電検出器では、感度の方向依存性は大きく改
善されたが、検出出力が低下するとともに応答波形がや
や複雑化するため、とりわけ移動方向判定のための信号
処理回路を形成する場合、その回路構成が複雑になる等
の難点があった。
【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされ、
検出死角のない良好な感度が得られ、かつその応答波形
が簡素である焦電検出器を得ることを目的としている。
検出死角のない良好な感度が得られ、かつその応答波形
が簡素である焦電検出器を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、焦電素材の上に互いに同一形状、同一受光面積かつ
同一受光感度を有する２対の受光エレメントが設けら
れ、その２対の各受光エレメントがそれぞれ９０度ずつ
位相を異にした巴状の回転対称に配置され、かつ対称の
中心を挟んで対向する２対または隣り合う２対の受光エ
レメントがそれぞれ逆極に接続されるとともに、その２
つの受光エレメント対からの出力の差を検出出力として
得られる回路が設けられていることを特徴としている。
決するための手段を以下のように構成している。すなわ
ち、焦電素材の上に互いに同一形状、同一受光面積かつ
同一受光感度を有する２対の受光エレメントが設けら
れ、その２対の各受光エレメントがそれぞれ９０度ずつ
位相を異にした巴状の回転対称に配置され、かつ対称の
中心を挟んで対向する２対または隣り合う２対の受光エ
レメントがそれぞれ逆極に接続されるとともに、その２
つの受光エレメント対からの出力の差を検出出力として
得られる回路が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
【作用】各受光エレメントが９０度ずつ位相を異にした
巴状の回転対称に配置されているので、いかなる角度か
ら移動体が接近しても各対となっている受光エレメント
間では必ず赤外線の受光量に差を生じ、検出死角が発生
しない。
巴状の回転対称に配置されているので、いかなる角度か
ら移動体が接近しても各対となっている受光エレメント
間では必ず赤外線の受光量に差を生じ、検出死角が発生
しない。
【０００９】そして、２つの受光エレメント対からの出
力Ｓ1 とＳ2 は、例えば、図３のＡおよびＢに示される
ように、若干の位相の遅れを伴いつつ逆向きに形成され
る応答波形として現れる。従って、差演算回路で両出力
Ｓ1 とＳ2 の差を求めることにより、図３のＣに示すよ
うに、なめらかで変曲点のない大きな振幅の比較的シン
プルな波形を得ることができる。これにより良好な感度
（検出出力）が得られ、かつ人の移動方向の判定のため
の信号処理が容易となる。
力Ｓ1 とＳ2 は、例えば、図３のＡおよびＢに示される
ように、若干の位相の遅れを伴いつつ逆向きに形成され
る応答波形として現れる。従って、差演算回路で両出力
Ｓ1 とＳ2 の差を求めることにより、図３のＣに示すよ
うに、なめらかで変曲点のない大きな振幅の比較的シン
プルな波形を得ることができる。これにより良好な感度
（検出出力）が得られ、かつ人の移動方向の判定のため
の信号処理が容易となる。
【００１０】一方、コモンモードのノイズ除去効につい
ては、同一形状、同一受光面積かつ同一受光感度を有す
る両受光エレメントが互いに逆極に接続されていること
から、たとえ赤外多層膜干渉フィルタ（図示省略）を介
して強い可視光が検出器に洩れ込むようなことがあって
も、また振動や衝撃が伝播されても両受光エレメント対
内で打消されて出力が発生せず、たとえ結果として各受
光エレメント対から微小なノイズ出力が出力されても、
上述の差演算回路によってその差が求められるため、二
重のノイズ相殺効果が得られ、いわゆるコモンモードの
ノイズをより効果的に除去することができる。
ては、同一形状、同一受光面積かつ同一受光感度を有す
る両受光エレメントが互いに逆極に接続されていること
から、たとえ赤外多層膜干渉フィルタ（図示省略）を介
して強い可視光が検出器に洩れ込むようなことがあって
も、また振動や衝撃が伝播されても両受光エレメント対
内で打消されて出力が発生せず、たとえ結果として各受
光エレメント対から微小なノイズ出力が出力されても、
上述の差演算回路によってその差が求められるため、二
重のノイズ相殺効果が得られ、いわゆるコモンモードの
ノイズをより効果的に除去することができる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の差出力型デュアルツイン焦
電検出器の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図
２は差出力型デュアルツイン焦電検出器10（図８参照）
の素子構成を示す平面図で、符号１は自発分極性を有す
る焦電素材で、ＰＺＴやＬｉＴａＯ3 等の強誘電体結晶
によりペレット状（４×４×０．１mm）に形成され、そ
の表面には互いに同一形状、同一受光面積かつ受光感度
の等しい２対の受光エレメント２，３および４，５が、
Ｃｒ，Ｎｉ，ＡｌやＮｉ−Ｃｒ等の金属を蒸着やスパッ
タリングすることにより被着形成されている。
電検出器の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図
２は差出力型デュアルツイン焦電検出器10（図８参照）
の素子構成を示す平面図で、符号１は自発分極性を有す
る焦電素材で、ＰＺＴやＬｉＴａＯ3 等の強誘電体結晶
によりペレット状（４×４×０．１mm）に形成され、そ
の表面には互いに同一形状、同一受光面積かつ受光感度
の等しい２対の受光エレメント２，３および４，５が、
Ｃｒ，Ｎｉ，ＡｌやＮｉ−Ｃｒ等の金属を蒸着やスパッ
タリングすることにより被着形成されている。
【００１２】その各受光エレメント２，３，４，５は中
央部位に配置される中央部2a，3a，4a，5aと、その外側
に配置される外側部2b，3b，4b，5bとが接続されてな
り、それぞれ互いに９０度位相を異にした巴状の回転対
称に配置されている。そして、図１に示すように、隣り
合う受光エレメント２と３および４と５がそれぞれ互い
に逆極に接続されて、両受光エレメント対Ｅ1 （２と
３）とＥ2 （４と５）からの出力Ｓ1 ，Ｓ2 が差演算回
路７によってその差分が演算されて検出出力として出力
端子ＶOUT から送出される。このような差演算回路７
は、例えば、オペアンプを用いて図６に示すような回路
に構成することができる。なお、図示は省略するが、両
受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 には不要な可視光を遮断す
る機能を有する赤外多層膜干渉フィルタを介して移動体
からの赤外線を入射させるようにしている。図１中、符
号６はインピーダンス変換用のＦＥＴ、Ｒはゲート抵
抗、ＶD は供給端子、ＶOUT は出力端子、Ｅはアース端
子である。ちなみに、上述の差演算回路７は焦電検出器
10の外部に設けられてもよい。
央部位に配置される中央部2a，3a，4a，5aと、その外側
に配置される外側部2b，3b，4b，5bとが接続されてな
り、それぞれ互いに９０度位相を異にした巴状の回転対
称に配置されている。そして、図１に示すように、隣り
合う受光エレメント２と３および４と５がそれぞれ互い
に逆極に接続されて、両受光エレメント対Ｅ1 （２と
３）とＥ2 （４と５）からの出力Ｓ1 ，Ｓ2 が差演算回
路７によってその差分が演算されて検出出力として出力
端子ＶOUT から送出される。このような差演算回路７
は、例えば、オペアンプを用いて図６に示すような回路
に構成することができる。なお、図示は省略するが、両
受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 には不要な可視光を遮断す
る機能を有する赤外多層膜干渉フィルタを介して移動体
からの赤外線を入射させるようにしている。図１中、符
号６はインピーダンス変換用のＦＥＴ、Ｒはゲート抵
抗、ＶD は供給端子、ＶOUT は出力端子、Ｅはアース端
子である。ちなみに、上述の差演算回路７は焦電検出器
10の外部に設けられてもよい。
【００１３】このような構成では、各受光エレメントが
それぞれ９０度ずつ位相を異にして巴状の回転対称に配
置されていることにより、いかなる方向から移動体が接
近しても、各受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 内では両受光
エレメント２と３および４と５間に必ず入射赤外線の光
量に差異が生じ、その差分を出力差として検出すること
ができ、検出死角を生じることなく失報のない高い信頼
性を得ることができる。
それぞれ９０度ずつ位相を異にして巴状の回転対称に配
置されていることにより、いかなる方向から移動体が接
近しても、各受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 内では両受光
エレメント２と３および４と５間に必ず入射赤外線の光
量に差異が生じ、その差分を出力差として検出すること
ができ、検出死角を生じることなく失報のない高い信頼
性を得ることができる。
【００１４】そして、上述の２つの受光エレメント対Ｅ
1 ，Ｅ2 からの出力Ｓ1 とＳ2 の応答波形は、図３の
Ａ，Ｂに示すように、若干の位相の遅れを伴いつつ逆向
きに形成される。従って、前述のように、差演算回路７
によって両出力Ｓ1 とＳ2 の差を求めることにより、図
３のＣに示すように、なめらかで変曲点のない大きな振
幅の比較的シンプルな波形を得ることができる。これに
より、良好な検出感度が得られ、従来のこの種のデュア
ルツインタイプの難点を見事に解消することができた。
1 ，Ｅ2 からの出力Ｓ1 とＳ2 の応答波形は、図３の
Ａ，Ｂに示すように、若干の位相の遅れを伴いつつ逆向
きに形成される。従って、前述のように、差演算回路７
によって両出力Ｓ1 とＳ2 の差を求めることにより、図
３のＣに示すように、なめらかで変曲点のない大きな振
幅の比較的シンプルな波形を得ることができる。これに
より、良好な検出感度が得られ、従来のこの種のデュア
ルツインタイプの難点を見事に解消することができた。
【００１５】ちなみに、本焦電検出器10の方向依存性を
示す感度指向特性線図を各受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2
の検出出力Ｓ1 ，Ｓ2 と比較すると、図４の極座標に示
すようになる。個々の出力Ｓ1 ，Ｓ2 は方向依存性のな
い無方向特性が得られているが、差出力（Ｓ1 −Ｓ2 ）
はより大きな検出感度が得られることが判る。また、図
５に示す直角座標でも、明確な差異が認められる。
示す感度指向特性線図を各受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2
の検出出力Ｓ1 ，Ｓ2 と比較すると、図４の極座標に示
すようになる。個々の出力Ｓ1 ，Ｓ2 は方向依存性のな
い無方向特性が得られているが、差出力（Ｓ1 −Ｓ2 ）
はより大きな検出感度が得られることが判る。また、図
５に示す直角座標でも、明確な差異が認められる。
【００１６】一方、振動や衝撃が作用しても各受光エレ
メントの振動特性が相等しいことから、各受光エレメン
トからは絶対値の等しい圧電信号が発生し、各受光エレ
メント対Ｅ1 （２と３）、Ｅ2 （４と５）内で相殺され
る。また、赤外多層膜干渉フィルタから強い可視光が洩
れ込むことがあっても各受光エレメント２，３，４，５
での受光量が相等しいので、各受光エレメント対Ｅ1 ，
Ｅ2 内で出力差が生じることがなく相殺される。しか
も、たとえ結果として各受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 か
ら微小なノイズ出力Ｓn1，Ｓn2が出力されても、差演算
回路７によってその差が求められるため、二重のノイズ
相殺効果が得られ、いわゆるコモンモードのノイズをよ
り効果的に除去することができる。
メントの振動特性が相等しいことから、各受光エレメン
トからは絶対値の等しい圧電信号が発生し、各受光エレ
メント対Ｅ1 （２と３）、Ｅ2 （４と５）内で相殺され
る。また、赤外多層膜干渉フィルタから強い可視光が洩
れ込むことがあっても各受光エレメント２，３，４，５
での受光量が相等しいので、各受光エレメント対Ｅ1 ，
Ｅ2 内で出力差が生じることがなく相殺される。しか
も、たとえ結果として各受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 か
ら微小なノイズ出力Ｓn1，Ｓn2が出力されても、差演算
回路７によってその差が求められるため、二重のノイズ
相殺効果が得られ、いわゆるコモンモードのノイズをよ
り効果的に除去することができる。
【００１７】また、人の移動方向の判定は差出力（Ｓ1
−Ｓ2 ）の極性を判別することにより可能であるが、本
実施例によれば、前述のように、移動方向による検出感
度の低下が少なく、かつ振幅の大きいシンプルな応答波
形（図３のＣ参照）が得られるので、移動方向判定用の
信号処理回路を比較的簡易に構成できる利点もある。な
お、図７に示す素子構成でも同様の作用効果が得られる
ことが確認されている。
−Ｓ2 ）の極性を判別することにより可能であるが、本
実施例によれば、前述のように、移動方向による検出感
度の低下が少なく、かつ振幅の大きいシンプルな応答波
形（図３のＣ参照）が得られるので、移動方向判定用の
信号処理回路を比較的簡易に構成できる利点もある。な
お、図７に示す素子構成でも同様の作用効果が得られる
ことが確認されている。
【００１８】上述のような差出力型デュアルツイン焦電
検出器10の構成は図８に示され、電源入力端子11、検出
出力端子12、アース接続端子13を一体に備えた金属ステ
ム14の上部に取り付けられた支持基板15の上に、２つの
受光エレメント対Ｅ1 （２と３）と受光エレメント対Ｅ
2 （４と５）とが表面に被着形成されている焦電素材１
が上載固定される一方、その金属ステム14に対して溶着
固定される金属キャップ17の上底部に開設された開口に
は光学フィルタ16が嵌装されており、その金属キャップ
17によって支持基板15および焦電素材１が覆われ、両受
光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 が光学フィルタ16を介して監
視領域に臨むようにその金属ステム14が天井や壁面に取
り付けられる。
検出器10の構成は図８に示され、電源入力端子11、検出
出力端子12、アース接続端子13を一体に備えた金属ステ
ム14の上部に取り付けられた支持基板15の上に、２つの
受光エレメント対Ｅ1 （２と３）と受光エレメント対Ｅ
2 （４と５）とが表面に被着形成されている焦電素材１
が上載固定される一方、その金属ステム14に対して溶着
固定される金属キャップ17の上底部に開設された開口に
は光学フィルタ16が嵌装されており、その金属キャップ
17によって支持基板15および焦電素材１が覆われ、両受
光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 が光学フィルタ16を介して監
視領域に臨むようにその金属ステム14が天井や壁面に取
り付けられる。
【００１９】このような差出力型デュアルツイン焦電検
出器10を用いることにより、いかなる方向から移動体が
検知エリア内に接近しても感度よく検出することがで
き、いわゆる検出死角が発生することがなく洩れのない
監視体制を敷くことができる。なお、図示は省略する
が、受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 は、対称の中心Ｏを挟
んで対向し合う２対、つまり受光エレメント２と４およ
び３と５をそれぞれ逆極に接続させて形成してもよいこ
とはいうまでもない。
出器10を用いることにより、いかなる方向から移動体が
検知エリア内に接近しても感度よく検出することがで
き、いわゆる検出死角が発生することがなく洩れのない
監視体制を敷くことができる。なお、図示は省略する
が、受光エレメント対Ｅ1 ，Ｅ2 は、対称の中心Ｏを挟
んで対向し合う２対、つまり受光エレメント２と４およ
び３と５をそれぞれ逆極に接続させて形成してもよいこ
とはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の差出力型
デュアルツイン焦電検出器によれば、各受光エレメント
をそれぞれ９０度ずつ位相を異にした巴状の回転対称に
配置し、かつ対称の中心を挟んで対向する２対または隣
り合う２対の受光エレメントをそれぞれ逆極に接続する
とともに、その２つの受光エレメント対からの出力の差
を検出出力として得られる回路を設けているので、検出
死角のない良好な検出感度が得られ、かつその応答波形
が簡素となるので、移動方向判定のための回路を簡易に
構成することもできる。
デュアルツイン焦電検出器によれば、各受光エレメント
をそれぞれ９０度ずつ位相を異にした巴状の回転対称に
配置し、かつ対称の中心を挟んで対向する２対または隣
り合う２対の受光エレメントをそれぞれ逆極に接続する
とともに、その２つの受光エレメント対からの出力の差
を検出出力として得られる回路を設けているので、検出
死角のない良好な検出感度が得られ、かつその応答波形
が簡素となるので、移動方向判定のための回路を簡易に
構成することもできる。
【図１】本発明の差出力型デュアルツイン焦電検出器の
一実施例における回路図である。
一実施例における回路図である。
【図２】同素子構造の一実施例を示す平面図である。
【図３】応答波形を示す説明図である。
【図４】同差出力（Ｓ1 −Ｓ2 ）と個々の出力Ｓ1 ，Ｓ
2 の検出感度を極座標で比較して示したグラフである。
2 の検出感度を極座標で比較して示したグラフである。
【図５】同差出力（Ｓ1 −Ｓ2 ）と個々の出力Ｓ1 ，Ｓ
2 の検出感度を直角座標で比較して示したグラフであ
る。
2 の検出感度を直角座標で比較して示したグラフであ
る。
【図６】同差出力回路の一例を示す図である。
【図７】同異なる素子構造の平面図である。
【図８】同全体構成を示す分解組立図である。
【符号の説明】 １…焦電素材、２，３，４，５…受光エレメント、７…
回路、Ｏ…中心。
回路、Ｏ…中心。
Claims (1)
- 【請求項１】 焦電素材の上に互いに同一形状、同一受
光面積かつ同一受光感度を有する２対の受光エレメント
が設けられ、その２対の各受光エレメントがそれぞれ９
０度ずつ位相を異にした巴状の回転対称に配置され、か
つ対称の中心を挟んで対向する２対または隣り合う２対
の受光エレメントがそれぞれ逆極に接続されるととも
に、その２つの受光エレメント対からの出力の差を検出
出力として得られる回路が設けられていることを特徴と
する差出力型デュアルツイン焦電検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4286962A JPH06117925A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 差出力型デュアルツイン焦電検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4286962A JPH06117925A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 差出力型デュアルツイン焦電検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117925A true JPH06117925A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17711210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4286962A Pending JPH06117925A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 差出力型デュアルツイン焦電検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117925A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005069222A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2008-04-24 | 旭化成株式会社 | 情報認識装置、情報認識方法、情報認識プログラム及び警報システム |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP4286962A patent/JPH06117925A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005069222A1 (ja) * | 2004-01-15 | 2008-04-24 | 旭化成株式会社 | 情報認識装置、情報認識方法、情報認識プログラム及び警報システム |
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