JPH0641146Y2 - 赤外線検出器 - Google Patents

赤外線検出器

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JPH0641146Y2
JPH0641146Y2 JP1993050631U JP5063193U JPH0641146Y2 JP H0641146 Y2 JPH0641146 Y2 JP H0641146Y2 JP 1993050631 U JP1993050631 U JP 1993050631U JP 5063193 U JP5063193 U JP 5063193U JP H0641146 Y2 JPH0641146 Y2 JP H0641146Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、円孔をそなえ且つ焦電
検出素子を中に入れた円筒より成る密封ハウジングを有
する赤外線検出器であって、前記の焦電検出素子は、前
記の円筒の内部で露出され且つ検出赤外線がその上に向
けられる表面を有する該赤外線検出器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】焦電（Pyroelectric) 検出素子を有する
赤外線検出器は、焦電検出器と短縮して呼ばれることが
多い。この焦電検出器は種々の目的、例えば遠隔スイン
チングシステム、侵入者警報、および一般に運動センサ
等に対して用いられる。このようなセンサは、人間が歩
き回る時または例えば手を振ることによってその一部だ
けを動かす時でも自然に赤外線の移動源となるというこ
とによつているものである。人間の発する放射線は焦電
検出計によつて電気信号に変換され、この電気信号は例
えば警報を出させたり光を付けたりまたは消したりする
のに用いられる。
【０００３】焦電検出素子は、周囲の影響よりしや蔽す
るためにこれを密封ハウジングに入れるのが普通であ
る。このハウジングは、円孔をそなえた円筒とこの円孔
をおおつた固定された窓とを有する。この窓は、赤外線
に対して透明なシリコンのような材料よりつくられる。
検出すべき放射線は、例えばハウジング外側の凹面鏡ま
たは凸レンズのような集光手段によつて検出素子上に集
光することができる。この外部の鏡やレンズは比較的大
きく、離れた存在として、焦電検出器に対してアライメ
ントされまたアライメント状態を維持せねばならない。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】本考案の目的は、比較
的小さなレンズを用いていることができ、このレンズの
アライメント及びアライメントの維持を簡単且つ正確に
行うことのできる赤外線検出器を供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本考案は、冒頭に記載した種類の赤外線検出器に
おいて、検出すべき放射線を焦電検出素子表面に集光す
るフレネル・レンズが、円筒内側に円孔をおおって固定
され、前記の表面より離間されたことを特徴とするもの
である。
【０００６】本考案の焦電検出器は、検出すべき赤外線
がフレネル・レンズにより検出素子上に集光され、この
フレネル・レンズは、検出素子に対して固定され、検出
器ハウジングの一体部分を形成するため外部の集光手段
が不用となるので、従来の検出システムにくらべると比
較的コンパクトで安価であるという利点を有する。更
に、フレネル・レンズは円筒内側に円孔をおおつて固定
されるので、この検出器は明確な視野をもつ。
【０００７】フレネル・レンズは人間より放射される波
長範囲即ち8 〜14μm の波長範囲の赤外線を通すポリエ
チレンのようなプラスチック材より成るのが好ましい。
フレネル・レンズは円筒に直接的または間接的に固定す
ることができる。何れの場合にも、円筒は、円孔の周囲
に内向きのフランジを有するのが好ましい。直接的な固
定のためには、フレネル・レンズを円筒の内側で押嵌め
環状部材によつてフランジに保持するようにすることが
できる。間接的な固定のためには、フレネル・レンズを
例えば接着剤で別の窓に固定し、この窓自身はフランジ
に固定されるようにすることができる。
【０００８】フレネル・レンズは、非集光フレーム部分
と一体の、中央に位置する集光部分を有することができ
る。この場合集光部分は円孔をおおつて位置し、一方非
集光フレーム部分は、有効なレンズ部分をむだにするこ
となしにフランジに直接的かまたは間接的に固定するこ
とができる。集光部分を円孔に正確に位置決めし易いよ
うに、フレネル・レンズの形状および全直径を円筒の開
口と略々同じにすることができる。
【０００９】検出器が十分にコンパクトであるために
は、フレネル・レンズの集光部分の直径と焦点距離は何
れも最大で10mmであるのが好ましい。集光部分が略々５
mmの直径と焦点距離を有するフレネル・レンズが特に好
ましく、TO-5外形を有する通常の焦電検出器に匹敵す
る。
【００１０】
【実施例】以下に本考案を添附の図面を参照して実施例
により説明する。第１図に示した焦電検出器は、ランタ
ンおよびマンガンをドープしたジルコン酸・チタン酸鉛
のような焦電セラミック材料の焦電体２より形成された
焦電検出素子１を有する（この材料の詳細については英
国特許GB 1.504.283号明細書を参照され度い）。前記の
焦電体２（長さ２mm, 幅１mmおよび厚さ150 μm のもの
でよい）は２つのニクロム電極4a, 4bの間に挟まれ、こ
れ等のニクロム電極は、検出器が反応する波長の赤外線
に対して透明である。
【００１１】上方電極4aは、例えば通常のTO-5外形を有
するものでよい密封ハウジングのベース９の表面８にワ
イヤボンド７によつて接続されている。前記のハウジン
グはまた開放端状の円筒20の形のカバー部材を有し、ベ
ース９の縁に公知の方法で固定されている。このハウジ
ングは、排気するかまたはこのハウジング内の検出器の
成分に対して比較的不活性な乾燥窒素のようなガスを充
填するかしてもよい。
【００１２】前記の円筒20は、直径が５mmで端面の中心
に位置する円孔10を有する。端面は前記の円孔の周囲に
内向きのフランジ17を有する。ポリエチレンのフレネル
・レンズ18が以下に更に詳しく述べるように円筒20の内
側に円孔10をおおつて固定される。ここでポリエチレン
は８〜14μm の波長範囲の赤外線を最もよく通すという
ことに留意され度い。フレネル・レンズ18は、周縁の非
集光フレーム部分18bと一体をなす中央の集光部分18a
を有する。この集光部分18a は、略々5 mmの直径と略々
５mmの焦点距離を有するものでよく、検出素子１の正面
はフレネル・レンズの後方略々５mmのところにある。フ
レネル・レンズ18の集光部分18a は円孔10と正しく合わ
されている。この合致は、フレネル・レンズ18の全体の
直径が円筒20の開孔と略々同じなので簡単に行える。こ
のように円筒20は組立て時にフレネル・レンズ18が挿入
されるとその位置決めガイドとなるので、フレネル・レ
ンズ18がフランジ17に対して平らならば集光部分18a は
円孔10と正しく合う。
【００１３】公知のように、フレネル・レンズは同心的
なプリズムの配列を有し、各プリズムは、普通の形の凸
レンズの相当部分と同じ曲率の凸面を有するが、普通の
形の凸レンズにくらべると屈折面間の材料が少なくな
る。このフレネル・レンズ18はその平面を検出器の外側
に向けた平凸面タイプのものである。隣接プリズムはく
ぼみまたは所謂「溝(groove)」によつて分けられてい
る。この実施例ではフレネル・レンズ18は集光部分18a
の全直径中に略々25の溝を有する。レンズの中心近くで
はこれ等の溝の傾斜面は平面に対して略々平行である。
周縁のフレーム部分18b に行くにしたがってこれ等の傾
斜面は急になる。フレネル・レンズの厚さは１mmより小
さいのが好ましく、例えば略々0.25mmである。
【００１４】フレネル・レンズ18は円筒20内側の押嵌め
リング21によつてフランジ17に対してしっかりと保持さ
れ、かくて気密封止が得られる。前記のリングのフラン
ジ17に向する側の尖った環状突起22がレンズのフレーム
部分18b 内に食込み、堅固な締着を保証する。見易いよ
うに第１図には突起22を大きな寸法比で示してあり、リ
ング21の主体はフレネル・レンズ18より離して示してあ
る。けれども実際には、突起は、リング21の主体がフレ
ーム部分18b と同一面になる深さ迄フレーム部分18b 内
に押込まれる。押嵌めなので、リング21は円筒20の内壁
との摩擦接触によつてしつかりと保持される。
【００１５】３つの導電性リード11a, 11b, 11c がハウ
ジングのベース９より延び、検出器の外部電気接続を行
う。リードのうちの２つ11a, 11bはベース９を通つて延
長して表面８上に突出する端子（図示せず）を形成し、
一方第３のリード11c は表面８したがつて検出素子の上
方電極4aとも導電的に接続される。
【００１６】検出素子１は、２つの同じ高さの支柱12,
13によつてベース上方にスペースをおいて支持される。
絶縁性である支柱12は、高密度アルミナのようなセラミ
ック製のものでよく、その上端と下端に夫々絶縁製接着
剤14a, 14bを用いて検出素子１とベース９の表面８との
間に固定してもよい。導電性である支柱13は、導電材料
またはその代りに例えば金の導電被覆を有するアルミナ
ような絶縁材料よりつくつたものでもよい。この支柱13
の上端は導電性接着剤15a によつて検出素子１の下方電
極4bに固定され、導電接続される。下端は絶縁性接着剤
15b によつてベース９の表面８に固定される。ここで使
用する導電性接着剤は米国のアブレステイック・ラボラ
トリーズ(Ablestick Laboratories)より出されているAb
lebond 36/2 （商標名）でよく、また非導電性接着剤は
普通のエポキシ接着剤でよい。
【００１７】第１図に線図的に示したように、検出素子
１の下方電極4bは支柱13を経て電界効果トランジスタＴ
のゲートに接続されている。逆並列の２つのダイオード
D1とD2がトランジスタＴのゲートと（表面８を経て）リ
ード11c の間に接続され、トランジスタＴのゲート漏洩
路を与える。トランジスタＴのソースとドレインは、前
述したように表面８上に突出している端子（図示せず）
を経てリード11a と11b に接続される。トランジスタＴ
およびダイオードD1, D2を有する回路は例えばプラスチ
ックカプセル封じマイクロミニチュア(micromi- niatur
e)パッケージのようなカプセル封じパッケージ16内に包
含された単一半導体チップの形に形成することができ
る。
【００１８】第２図の焦電検出器は、第１図とは異なる
方法即ち押嵌めリングを用いないで固定されたフレネル
・レンズを示す。この検出器はその他の点については第
１図の検出器と同じなので、同じ素子には同じ符号を附
してある。
【００１９】この場合にはフレネル・レンズ18は接着剤
によつてシリコン窓25のフランジ17と反対の側に固定さ
れる。前記の窓は円筒20の円孔10をおおって固定され
る。略々１μｍから15μｍの波長範囲内の放射線を通す
フイルタとして働く前記のシリコン窓自身はフレネル・
レンズと同じ直径を有し、接着剤は、このシリコン窓25
とフレネル・レンズ18との間の境界面全体に亘つて施さ
れる。シリコン窓25もその周縁全体を接着剤によりフラ
ンジ17に固定され、かくして気密封じが得られる。この
ようにフレネル・レンズ18は円孔10をおおつて円筒20に
直接に固定される。
【００２０】以上述べた実施例は説明のためのものであ
つて、本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が
あることは勿論である。例えば、第１図の実施例におい
て押嵌めリング21の連続した突起の代りにこれを個別の
歯状の突起とし、これ等の突起が同一の機能を果してフ
レネル・レンズに食込んでしつかり固定するようにして
もよい。別の例としては、第２図の実施例においてフレ
ネル・レンズと窓を第１図で説明した押嵌めリングを附
加するかまたはこれに代えて固定することもできる。更
に本考案の焦電検出器は、唯１個の焦電検出素子の代り
に、差動的に接続された２個またはそれ以上の焦電検出
素子を有し、周囲の温度変化に基く間違った警報を大幅
に除くようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の赤外線検出器の一実施例の一部断面側
面図である。
【図２】別の実施例の同様側面図である。
【符号の説明】
１ 焦電検出素子 ２ 焦電体 4a 上方電極 4b 下方電極 ９ ハウジングのベース 10 円孔 14a, 14b, 15b 絶縁性接着剤 15a 導電性接着剤 17 フランジ 18 フレネル・レンズ 18a 集光部分 18b 非集光フレーム部分 20 円筒 21 押嵌めリング 22 環状環状 25 窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 マーチン レナルズ イギリス国 サザンプトン ディブデン パーリュー ヒーザーストーン アベニュ ー 94 (56)参考文献 実開 昭56−82627（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 円孔をそなえ且つ焦電検出素子を中に入
    れた円筒より成る密封ハウジングを有する赤外線検出器
    であって、前記の焦電検出素子は、前記の円筒の内部で
    露出され且つ検出赤外線がその上に向けられる表面を有
    する該赤外線検出器において、検出すべき放射線を焦電
    検出素子表面に集光するフレネル・レンズが、円筒内側
    に円孔をおおって固定され、前記の表面より離間された
    ことを特徴とする赤外線検出器。
  2. 【請求項２】 フレネル・レンズは、非集光フレーム部
    分と一体の、中央に位置する集光部分を有する請求項１
    記載の赤外線検出器。
  3. 【請求項３】 円筒は円孔の周囲に内向きのフランジを
    有し、フレネル・レンズは前記の円筒の内側で押嵌め環
    状部材によつて前記のフランジに対してしつかりと保持
    された請求項１または２記載の赤外線検出器。
  4. 【請求項４】 ハウジングは、円筒の内側に円孔をおお
    って固定された窓を有し、フレネル・レンズがこの窓に
    固定された請求項１乃至３の何れか１項記載の赤外線検
    出器。
JP1993050631U 1984-08-24 1993-09-17 赤外線検出器 Expired - Lifetime JPH0641146Y2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8421507 1984-08-24
GB08421507A GB2165639B (en) 1984-08-24 1984-08-24 Pyroelectric infra-red detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0649975U JPH0649975U (ja) 1994-07-08
JPH0641146Y2 true JPH0641146Y2 (ja) 1994-10-26

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Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60183131A Pending JPS6161021A (ja) 1984-08-24 1985-08-22 赤外線検出器
JP1993050631U Expired - Lifetime JPH0641146Y2 (ja) 1984-08-24 1993-09-17 赤外線検出器

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JP60183131A Pending JPS6161021A (ja) 1984-08-24 1985-08-22 赤外線検出器

Country Status (5)

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US (1) US4682030A (ja)
EP (1) EP0172594B1 (ja)
JP (2) JPS6161021A (ja)
DE (1) DE3576997D1 (ja)
GB (1) GB2165639B (ja)

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