JPH0694522A - 自己診断型焦電検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出器の感度を微弱な電流で自己診断でき自
己診断後待ち時間をほとんど要することなく再使用でき
るコンパクトな自己診断型焦電検出器を提供する。 【構成】 焦電素材１の一面に一対の電極２，３が被着
される一方、その他面に共通の電極４が被着され、前記
焦電素材１の一面に被着された片方の電極２のアース接
続端子近傍部分2aに付加的な抵抗体Ｒを一体的に形成し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自己診断型焦電検出器に
係り、詳しくは侵入者警報装置等として建屋内に設けら
れる自己診断が可能な焦電検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】人の出入を検知して照明装置を作動させ
る自動照明センサーや侵入者を検知して警報する侵入者
警報器には焦電検出器が広く用いられ、これらは建屋内
の天井や壁面に設置されることが多い。

【０００３】その焦電検出器は人体から放出される赤外
線に微妙に感応するものであり、検出感度維持のために
一定期間ごとに、正常に作動するかどうかの点検が必要
とされる。

【０００４】しかし、多数のセンサーが設けられている
場合には、作業者が個別に点検して廻ると多大の手間と
時間を要する。そのため、センサー自体に自己診断機能
を具備させることが望ましく、従来より種々の自己診断
型焦電検出器が提案されている。

【０００５】例えば、検出器の標準視野角と最大視野角
との間に位置する近傍箇所に別途、発熱体としてダイオ
ード等の抵抗体を設け、その抵抗体に通電して、そのと
きの発熱を検出器が正常に感知するか否かによって、検
出感度のチェックを行えるようにしたもの等があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来の自己診断型焦電検出器では、その抵抗体を設け
るために別途スペースを要しセンサーが大型化するとい
う難点があった。

【０００７】また、このように、別途、抵抗体を検出器
の近傍に設ける場合、受光部電極に対して輻射による加
熱がおこなわれるため比較的大きな熱容量を要し、診断
用の電流値が大きくなるとともに、診断後再使用できる
までの冷却に要する時間が比較的長くなるという難点も
あった。

【０００８】本発明はこのような実情に鑑みてなされ、
微弱な電流で自己診断でき自己診断後待ち時間をほとん
ど要することなく再使用できるコンパクトな自己診断型
焦電検出器を提供することを目的としている。

【０００９】

【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、第１の発明では、焦電素材の一面に一対の電極が被
着される一方、その他面に共通の電極が被着され、前記
焦電素材の一面に被着された片方の電極のアース接続端
子近傍部分に付加的な抵抗体が一体的に形成されている
ことを特徴としている。

【００１０】第２の発明では、焦電素材の一面に一対の
電極が被着される一方、その他面に共通の電極が被着さ
れ、前記焦電素材が取り付けられている基板上には、チ
ェック電流印加用の電極パッドが、前記対をなす片方の
電極に近接して設けられていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】第１の発明では、対をなす片方の電極のアース
接続端子近傍部分に一体的に形成された抵抗体に微弱な
電流を印加することによって、その電極を直ちに加熱昇
温させることができる。これにより、共通の電極との間
に温度差を生じさせ、その温度差に基づく出力を検知す
ることによって検出感度のチェックができる。つまり、
微弱な電流によって応答性よく検出感度のチェックがで
きる。

【００１２】そして、その加熱は熱伝導によるため熱量
はきわめてわずかでよい。そのため、チェック後の冷却
に要する時間が少なくてよく、再使用可能な状態になる
までの待ち時間をほとんど必要としない。

【００１３】また、その抵抗体が焦電素材の一面に被着
された片方の電極の一部に一体的に形成されていること
により、検出器のコンパクト化が可能となる。

【００１４】第２の発明においても、片方の電極と近接
した位置の基板上に設けられた電極パッドにより、小さ
な熱量でその片方の電極を直ちに加熱することができる
ので、微弱な電流の印加で応答性よく検出感度のチェッ
クができ、かつチェック後待ち時間を要することなく再
使用できる。

【００１５】また、その電極パッドが片方の電極と近接
した位置の基板上に設けられていることにより、検出器
のコンパクト化が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ焦電素材１
の表面（一面）と裏面（他面）とを示し、その焦電素材
１は自発分極性を有し、ＰＺＴやＬｉＴａＯ₃ 等の強誘
電体結晶によりペレット状に形成されている。図１
（Ａ）にて、符号２，３は焦電素材１の表面にＣｒ，Ｎ
ｉ，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た厚さ１００Å程度の受光
部電極（上部電極）で、互いに同一の形状・受光面積を
有して受光感度が相等しく、かつ片方の受光部電極２の
アース接続端子近傍部分2aには付加的な抵抗体Ｒが一体
的に形成されている。他方、その焦電素材１の裏面に
は、図１（Ｂ）に示すように受光部電極２，３と同様の
金属よりなる厚さ１０００Å程度の共通の反射電極（下
部電極）が被着形成されており、その基本的な等価回路
７は図２に示される。

【００１７】上述の受光部電極２，３は、図２に示され
るように、共通の反射電極４に対して互いに分極方向を
対向させて直列に接続されてインピーダンス変換用のＦ
ＥＴ（電昇効果トランジスタ）６とゲート抵抗Ｒg に接
続され、出力端子Ｖout から検出信号を取り出せるとと
もに、抵抗体Ｒ〔図１（Ａ）参照〕が一体的に形成され
た片方の受光部電極２のアース接続端近傍部分2aが感度
チェック用端子Ｖc に接続され、その抵抗体Ｒに微弱な
電流を印加できるようになっている。なお、図２中、Ｖ
ddは電源端子、ＧＮＤはアース接続端子である。

【００１８】このような等価回路７を有する自己診断型
焦電検出器１０の全体構造は図３に示され、電源入力端
子２１、検出出力端子２２、アース接続端子２３および
感度チェック用入力端子２４を一体に備えた金属ステム
１１の上部に取り付けられたプリアンプ基板１２に、受
光部電極２，３と反射電極４とを表裏両面に被着形成し
た焦電素材１が上載固定される一方、金属ステム１１に
溶着された金属キャップ１３の上底部に開設された開口
には光学フィルタ１４が嵌装されており、その金属キャ
ップ１３によってプリアンプ基板１２および焦電素材１
が覆われ、両受光部電極２，３が光学フィルタ１４を介
して監視領域に臨むようにその金属ステム１１が天井や
壁面に取り付けられる。

【００１９】このような構成により、両受光部電極２，
３は互いに受光感度が相等しいので、光学フィルタ１４
を介して両受光部電極２，３に同時に入射する太陽光や
各種照明、あるいは周囲の温度変化や振動等のいわゆる
コモンモードのノイズは出力差が生じないことにより相
殺され、デュアルタイプ特有のノイズ除去効果を奏する
ことができ、侵入者があると焦電素材１の表面と裏面に
温度差が生じ、出力端子Ｖout から検出信号を取り出す
ことができる。

【００２０】そして、自己診断を要する際には、感度チ
ェック用端子Ｖc にチェック用の微弱な電流を印加し、
片方の受光部電極２を抵抗体Ｒによって加熱昇温させ、
これにより反射電極４との間に温度差を生じさせ、その
温度差に基づいて発生する焦電流を検出することで、応
答性よく検出感度のチェックを行なえる。

【００２１】その加熱は抵抗体Ｒからの熱伝導によるた
めきわめて効率がよく、わずかの熱量でよい。そのた
め、診断後の冷却に要する時間はごくわずかでよく、再
使用可能な状態になるまでの待ち時間をほとんど必要と
しない。

【００２２】また、その抵抗体Ｒが焦電素材１の一面に
被着された片方の受光部電極２の一部に一体的に形成さ
れているので、別途スペースを要することなく自己診断
型焦電検出器１０をコンパクトに形成することができ
る。

【００２３】ちなみに、片方の受光部電極２のアース接
続端子近傍部分2aと一体的に形成される抵抗体Ｒは、例
えば銀ペーストやカーボンペーストあるいは酸化ルテニ
ウム（ＲｕＯ₂ ）等の導体ペーストをそのアース接続端
子近傍部分2aに塗着して形成してもよい（図６参照）。

【００２４】なお、焦電素材１は表裏を逆にして倒置さ
れた状態、つまり共通の電極４を表面に一対の電極２，
３を裏面に被着させた態様を採ることもできる。

【００２５】上述のように自己診断をおこなうための微
弱な電流を外部から供給する場合、例えば図４に示すよ
うに、プリアンプ基板１２上に、電源入力端子２１と電
源端子Ｖddの間に接続された電源入力処理回路１５、検
出出力端子２２と出力端子Ｖout の間に接続させた増幅
回路１６、比較回路１７、タイマ回路１８および出力処
理回路１９、および感度チェック用入力端子２４と感度
チェック用端子Ｖc の間に接続させたパルス発生回路２
０等を設けた回路構成を採用することができる。

【００２６】このような回路により、検出感度のチェッ
クをおこなうときには、感度チェック用入力端子２４に
チェック開始の信号を入力すると、パルス発生回路２０
が起動して例えば０．１ｍＡ程度の微弱な電流が０．５
秒間程度だけ片方の受光部電極２のアース接続端子近傍
部分2aに形成された抵抗体Ｒに印加される。これにより
その抵抗体Ｒが発熱し、すぐに受光部電極２の本体も昇
温し、反射電極４との間で温度差を生じる。このとき、
自己診断型焦電検出器１０が正常であれば、その温度差
によって発生した焦電流がＦＥＴ６によって電圧に変換
された後増幅されて基準電圧と比較された後パルス化さ
れ、検出出力端子２２から所定レベルの検出出力を得る
ことができ、正常であることを確認することができる。
一方、何らかのトラブルつまり検出感度の低下、断線等
によって自己診断型焦電検出器１０が正常に作動しない
ときには所定レベルの検出出力を得ることができず、異
常状態であると判断できる。

【００２７】また、例えば図５に示すような回路構成を
採れば、自己診断型焦電検出器１０そのものに自己診断
機能を自発的に発揮させることができる。つまり、この
場合は、出力端子Ｖout に接続された増幅回路１６、Ａ
／Ｄ変換回路２５、パルス発生回路を備えたマイクロコ
ンピュータ２６をプリアンプ基板１２上に設け、そのマ
イクロコンピュータ２６に予め自己診断プログラムを記
憶させておき、例えば所定時間おきにチェック用のパル
スを抵抗体Ｒに印加して、そのときに発生した焦電流を
電圧に変換して増幅するとともにＡ／Ｄ変換し、これを
マイクロコンピュータ２６内の比較回路で比較し、所定
レベルの検出出力が得られた場合には正常信号、得られ
なかった場合には、異常信号を診断情報出力端子２７か
ら取り出せるようにするのである。

【００２８】図７は異なる実施例を示し、焦電素材１が
取り付けられているプリアンプ基板１２上に、片方の受
光部電極２に近接させて電極パッドＰを被着し、その電
極パッドＰに感度チェック用の微弱な電流を印加できる
ようにしたものである。その電極パッドＰは、導体ペー
ストや金属箔でプリアンプ基板１２上に容易に形成で
き、前実施例と略同様の作用効果を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、焦電素材の一面に一対の電極を被着させる一方、そ
の他面に共通の電極を被着させ、前記焦電素材の一面に
被着された片方の電極のアース接続端子近傍部分に付加
的な抵抗体を一体的に形成しているので、その抵抗体に
微弱な電流を印加することによって自己診断でき、かつ
自己診断後待ち時間をほとんど要することなく再使用を
開始することができる。また、その抵抗体を設けるため
に別途スペースを要さずコンパクト化が可能となる。

【００３０】第２の発明では、電極パッドを、焦電素材
が取り付けられている基板上の片方の電極に近接させた
箇所に設けているので、第１の発明と略同様の効果を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は第１の発明の一実施例における焦電素
材の一面を示す平面図、（Ｂ）はその他面を示す平面図
である。

【図２】同基本的な等価回路を示す構成図である。

【図３】同自己診断型焦電検出器の構成を示す分解組立
図である。

【図４】同自己診断型焦電検出器の全体の回路構成の一
例を示す図である。

【図５】同自己診断型焦電検出器の全体の回路構成の他
の例を示す図である。

【図６】同別の焦電素材の一面を示す平面図である。

【図７】同異なる実施例における自己診断型焦電検出器
の要部斜視図である。

【符号の説明】

１…焦電素材、２，３，４…電極、2a…アース接続端子
近傍部分、１２…基板、Ｒ…抵抗体、Ｐ…電極パッド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦電素材の一面に一対の電極が被着され
   る一方、その他面に共通の電極が被着され、前記焦電素
   材の一面に被着された片方の電極のアース接続端子近傍
   部分に付加的な抵抗体が一体的に形成されていることを
   特徴とする自己診断型焦電検出器。
2. 【請求項２】 焦電素材の一面に一対の電極が被着され
   る一方、その他面に共通の電極が被着され、前記焦電素
   材が取り付けられている基板上には、チェック電流印加
   用の電極パッドが、前記対をなす片方の電極に近接して
   設けられていることを特徴とする自己診断型焦電検出
   器。