JP3441286B2 - 赤外広角単レンズ、非接触温度測定装置及び空調装置 - Google Patents
赤外広角単レンズ、非接触温度測定装置及び空調装置Info
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- JP3441286B2 JP3441286B2 JP03778296A JP3778296A JP3441286B2 JP 3441286 B2 JP3441286 B2 JP 3441286B2 JP 03778296 A JP03778296 A JP 03778296A JP 3778296 A JP3778296 A JP 3778296A JP 3441286 B2 JP3441286 B2 JP 3441286B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に室内の温度分
布状況などの検出を行なう非接触温度測定装置に用いら
れる赤外広角単レンズ等に関するものである。
布状況などの検出を行なう非接触温度測定装置に用いら
れる赤外広角単レンズ等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、非接触温度測定装置には安価な単
一素子の赤外検出器が用いられ、画角の狭い赤外光学系
によって熱像は赤外検出器上に結像される。広い範囲を
観測する場合には、揺動ミラー等によって走査すること
で、２次元的な領域の温度分布の測定を行っていた。し
かしながら、構成が複雑で小型化、低コスト化が困難と
いう問題点があった。従来例としては、特開昭５３−４
１２７９号公報がある。以下、図面を参照しながら、上
述した従来の非接触温度測定装置の一例について説明す
る。
一素子の赤外検出器が用いられ、画角の狭い赤外光学系
によって熱像は赤外検出器上に結像される。広い範囲を
観測する場合には、揺動ミラー等によって走査すること
で、２次元的な領域の温度分布の測定を行っていた。し
かしながら、構成が複雑で小型化、低コスト化が困難と
いう問題点があった。従来例としては、特開昭５３−４
１２７９号公報がある。以下、図面を参照しながら、上
述した従来の非接触温度測定装置の一例について説明す
る。
【０００３】図７は従来の非接触温度測定装置の構成図
を示すものである。非接触温度測定装置２６は、一定速
度で回転するモータ１３、モータの回転軸１４、回転円
盤１５、ピン１６、走査用反射鏡１７、支持軸１８、連
結アーム１９、測定対象物２０、反射鏡２１、２２、赤
外線を断続する回転セクタ２３、集光レンズ２４、赤外
検出器２５から構成されている。
を示すものである。非接触温度測定装置２６は、一定速
度で回転するモータ１３、モータの回転軸１４、回転円
盤１５、ピン１６、走査用反射鏡１７、支持軸１８、連
結アーム１９、測定対象物２０、反射鏡２１、２２、赤
外線を断続する回転セクタ２３、集光レンズ２４、赤外
検出器２５から構成されている。
【０００４】モータ１３の回転運動は、連結アーム１９
を介し、走査用反射鏡１７に伝えられ、走査用反射鏡１
７は往復揺動運動をする。走査用反射鏡１７の往復揺動
運動により走査された測定対象物２０の各点から放射さ
れる赤外線は、反射鏡２１、２２で反射し、集光レンズ
２４で集光され、赤外検出器２５に送られる。赤外検出
器２５の前面に設けられた回転セクタ２３はモータ１３
により回転し、走査反射鏡１７の往復揺動運動の片道に
おいてのみ赤外線が透過するようにスリットが形成され
ている。
を介し、走査用反射鏡１７に伝えられ、走査用反射鏡１
７は往復揺動運動をする。走査用反射鏡１７の往復揺動
運動により走査された測定対象物２０の各点から放射さ
れる赤外線は、反射鏡２１、２２で反射し、集光レンズ
２４で集光され、赤外検出器２５に送られる。赤外検出
器２５の前面に設けられた回転セクタ２３はモータ１３
により回転し、走査反射鏡１７の往復揺動運動の片道に
おいてのみ赤外線が透過するようにスリットが形成され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、低コスト化と小型化は困難であり機器
への搭載組み込みは大きな制約があった。近年、安価な
アレイ状あるいは２次元状の赤外検出器の研究が進み、
これに用いる光学系では２次元の領域を１度に検出器上
に結像する赤外広角レンズの従来例として特開平６−９
４９９１号公報がある。しかしながら、半画角が３５ｄ
ｅｇと小さく観察範囲が狭かった。
ような構成では、低コスト化と小型化は困難であり機器
への搭載組み込みは大きな制約があった。近年、安価な
アレイ状あるいは２次元状の赤外検出器の研究が進み、
これに用いる光学系では２次元の領域を１度に検出器上
に結像する赤外広角レンズの従来例として特開平６−９
４９９１号公報がある。しかしながら、半画角が３５ｄ
ｅｇと小さく観察範囲が狭かった。
【０００６】本発明は、上記従来の検出器の課題に鑑
み、単レンズでありながら半画角６０ｄｅｇを有し結像
領域全域において良好な結像特性を実現しつつ、周辺光
量比の変化幅が最大でも２０％程度である赤外広角単レ
ンズ等を提供することを目的とするものである。
み、単レンズでありながら半画角６０ｄｅｇを有し結像
領域全域において良好な結像特性を実現しつつ、周辺光
量比の変化幅が最大でも２０％程度である赤外広角単レ
ンズ等を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の赤外広角単レンズは、物体側に絞りを有す
る両凸レンズであって、ｄ０を絞りからレンズ第１面ま
での距離、ｄ１をレンズ中心厚、ｂｆをバックフォーカ
ス、ｎを波長１０μｍにおける硝材の屈折率、ｆを焦点
距離をするとき、 （１）０．１５＜ｄ０／ｆ＜０．３ （２）０．４５＜（ｄ０＋ｄ１／ｎ）／ｆ＜０．６５ （３）１．３＜（ｄ０＋ｄ１／ｎ＋ｂｆ）／ｆ＜１．５ なる条件を満足する構成を備えたものである。
に、本発明の赤外広角単レンズは、物体側に絞りを有す
る両凸レンズであって、ｄ０を絞りからレンズ第１面ま
での距離、ｄ１をレンズ中心厚、ｂｆをバックフォーカ
ス、ｎを波長１０μｍにおける硝材の屈折率、ｆを焦点
距離をするとき、 （１）０．１５＜ｄ０／ｆ＜０．３ （２）０．４５＜（ｄ０＋ｄ１／ｎ）／ｆ＜０．６５ （３）１．３＜（ｄ０＋ｄ１／ｎ＋ｂｆ）／ｆ＜１．５ なる条件を満足する構成を備えたものである。
【０００８】望ましくは、半画角６０ｄｅｇの最大画角
を１としたときの相対画角０．７における歪曲収差をＤ
ｉｓｔ０．７、最大画角における歪曲収差をＤｉｓｔ
１．０とするとき、 （４）−０．２５＜Ｄｉｓｔ０．７＜−０．２ （５）−０．５＜Ｄｉｓｔ１．０＜−０．４５ なる条件を満足する構成を備えたものである。ただし、
Ｄｉｓｔ０．７は、半画角６０ｄｅｇを１としたときの
相対画角０．７における理想像高をｙ０７、実光線の主
光線像高をｙ７、同様に最大画角における理想像高をｙ
０１、実光線の主光線像高をｙ１としたとき、次の式で
定義する歪曲収差である。
を１としたときの相対画角０．７における歪曲収差をＤ
ｉｓｔ０．７、最大画角における歪曲収差をＤｉｓｔ
１．０とするとき、 （４）−０．２５＜Ｄｉｓｔ０．７＜−０．２ （５）−０．５＜Ｄｉｓｔ１．０＜−０．４５ なる条件を満足する構成を備えたものである。ただし、
Ｄｉｓｔ０．７は、半画角６０ｄｅｇを１としたときの
相対画角０．７における理想像高をｙ０７、実光線の主
光線像高をｙ７、同様に最大画角における理想像高をｙ
０１、実光線の主光線像高をｙ１としたとき、次の式で
定義する歪曲収差である。
【０００９】
Ｄｉｓｔ０．７＝（ｙ７−ｙ０７）／ｙ０７
Ｄｉｓｔ１．０＝（ｙ１−ｙ０１）／ｙ０１
さらに望ましくは、ｂｆをバックフォーカスとしたと
き、 （６）０．７＜ｂｆ／ｆ＜１ なる条件を満足する構成を備えたものである。
き、 （６）０．７＜ｂｆ／ｆ＜１ なる条件を満足する構成を備えたものである。
【００１０】本発明は上記した構成によって、適度な負
の歪曲収差を発生させ、これにより、周辺光量比の均一
化を図るものであり、単レンズでありながら半画角６０
ｄｅｇの結像領域全域において、良好な結像特性を実現
しつつ、周辺光量比の変化幅が２０％程度の優れた性能
を満たす赤外広角単レンズを提供することを可能として
いる。特に、周辺光量比が略均一であるために、赤外検
出器を構成する１次元のアレイ状、あるいは２次元状に
配列された複数の赤外検出画素に、測定対象物の温度分
布と同一分布で赤外線を集光することができる。これに
より、赤外検出器の出力を光学系の周辺光量比特性で補
正する必要がなく、画像の周辺部まで高いＳ／Ｎ比を得
ることができる。さらに加えて、結像の中心から周辺部
まで良好な結像特性と均一な周辺光量比特性のため、本
発明にかかる赤外広角単レンズと赤外検出器の光軸合わ
せに多少のディセンタが生じても測定に誤差が発生し難
く、組立調整が容易となる。
の歪曲収差を発生させ、これにより、周辺光量比の均一
化を図るものであり、単レンズでありながら半画角６０
ｄｅｇの結像領域全域において、良好な結像特性を実現
しつつ、周辺光量比の変化幅が２０％程度の優れた性能
を満たす赤外広角単レンズを提供することを可能として
いる。特に、周辺光量比が略均一であるために、赤外検
出器を構成する１次元のアレイ状、あるいは２次元状に
配列された複数の赤外検出画素に、測定対象物の温度分
布と同一分布で赤外線を集光することができる。これに
より、赤外検出器の出力を光学系の周辺光量比特性で補
正する必要がなく、画像の周辺部まで高いＳ／Ｎ比を得
ることができる。さらに加えて、結像の中心から周辺部
まで良好な結像特性と均一な周辺光量比特性のため、本
発明にかかる赤外広角単レンズと赤外検出器の光軸合わ
せに多少のディセンタが生じても測定に誤差が発生し難
く、組立調整が容易となる。
【００１１】これらの優れた光学特性を得るために、本
発明になる赤外広角単レンズは上記各条件を満足する構
成となっている。
発明になる赤外広角単レンズは上記各条件を満足する構
成となっている。
【００１２】条件（１）、（２）、（３）は、良好な結
像特性と均一な周辺光量比特性並びにコンパクト化を同
時に実現する範囲を規定するものである。
像特性と均一な周辺光量比特性並びにコンパクト化を同
時に実現する範囲を規定するものである。
【００１３】条件（１）の下限を越えると、レンズ面へ
の軸外光束の主光線高が小さくなり、歪曲収差を必要な
程度に発生させることが困難となり、周辺光量比が軸外
で減少し、周辺光量比の均一化が困難となる。これを抑
制するために、レンズ第２面の曲率半径を小さくし、歪
曲収差を負の方向に大きく発生させようとするとコマ収
差が発生し、結像特性が劣化する。上限を越えると、歪
曲収差が必要以上に負に偏奇し、周辺光量比が軸外で増
加する傾向が発生する。さらに、軸外光束の上側光線が
補正不足となりコマ収差が劣化する。
の軸外光束の主光線高が小さくなり、歪曲収差を必要な
程度に発生させることが困難となり、周辺光量比が軸外
で減少し、周辺光量比の均一化が困難となる。これを抑
制するために、レンズ第２面の曲率半径を小さくし、歪
曲収差を負の方向に大きく発生させようとするとコマ収
差が発生し、結像特性が劣化する。上限を越えると、歪
曲収差が必要以上に負に偏奇し、周辺光量比が軸外で増
加する傾向が発生する。さらに、軸外光束の上側光線が
補正不足となりコマ収差が劣化する。
【００１４】条件（２）の下限を越えると、絞りからレ
ンズ第２面までの光路長が小さくなり、レンズ第２面で
の軸外光束の主光線高が小さくなる。これにより、負の
歪曲収差が必要な程度に発生せず、周辺光量比が軸外で
減少し、周辺光量比の均一化が困難となる。上限を越え
ると、歪曲収差が必要以上に負に偏奇し易くなったり、
レンズ中心厚が大となり、バックフォーカスを確保する
ことが困難となる。
ンズ第２面までの光路長が小さくなり、レンズ第２面で
の軸外光束の主光線高が小さくなる。これにより、負の
歪曲収差が必要な程度に発生せず、周辺光量比が軸外で
減少し、周辺光量比の均一化が困難となる。上限を越え
ると、歪曲収差が必要以上に負に偏奇し易くなったり、
レンズ中心厚が大となり、バックフォーカスを確保する
ことが困難となる。
【００１５】条件（３）は、絞りから像面までの距離を
規定するもので、下限を越えるとコンパクト化には有利
であるが、絞りとレンズ第１面との間隔やレンズ木端厚
等が小さくなり過ぎ加工や組立が困難となる。上限を越
えるとコンパクト化が困難となる。
規定するもので、下限を越えるとコンパクト化には有利
であるが、絞りとレンズ第１面との間隔やレンズ木端厚
等が小さくなり過ぎ加工や組立が困難となる。上限を越
えるとコンパクト化が困難となる。
【００１６】条件（４）と（５）は、均一な周辺光量比
特性を実現する歪曲収差の発生量の範囲を規定するもの
である。条件（４）の下限を越えると、中間画角帯の負
の歪曲収差が大きくなりすぎ、周辺光量比が中間画角帯
で増加する傾向が発生し、最大画角では周辺光量比が大
きく正に偏奇する。上限を越えると、中間画角帯での負
の歪曲収差が小さくなりすぎ、周辺光量比が不足する傾
向が発生する。条件（５）の下限を越えると、最大画角
で周辺光量比が正に大きく偏奇する。上限を越えると周
辺光量比が不足する。
特性を実現する歪曲収差の発生量の範囲を規定するもの
である。条件（４）の下限を越えると、中間画角帯の負
の歪曲収差が大きくなりすぎ、周辺光量比が中間画角帯
で増加する傾向が発生し、最大画角では周辺光量比が大
きく正に偏奇する。上限を越えると、中間画角帯での負
の歪曲収差が小さくなりすぎ、周辺光量比が不足する傾
向が発生する。条件（５）の下限を越えると、最大画角
で周辺光量比が正に大きく偏奇する。上限を越えると周
辺光量比が不足する。
【００１７】条件（６）は、本発明にかかる赤外広角単
レンズと組み合わせて用いる赤外検出器との空気間隔を
必要量確保する範囲を規定するものである。下限を越え
ると、赤外広角単レンズと組み合わせて用いる赤外検出
器との空気間隔が小さくなりすぎ、組立調整が困難とな
る。上限を越えると、組立調整は容易となるが装置が大
きくなる。
レンズと組み合わせて用いる赤外検出器との空気間隔を
必要量確保する範囲を規定するものである。下限を越え
ると、赤外広角単レンズと組み合わせて用いる赤外検出
器との空気間隔が小さくなりすぎ、組立調整が困難とな
る。上限を越えると、組立調整は容易となるが装置が大
きくなる。
【００１８】本発明にかかる赤外広角単レンズは、シリ
コン（Ｓｉ）からなることが望ましい。一般的に、波長
１０μｍ程度の赤外領域において十分な透過特性を有す
る材料としては、シリコンの他にゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等があるが、コストが
高いという問題点がある。これに反して、シリコンは半
導体材料として大量に生産されており、レンズ素材とし
てのコストが低い。
コン（Ｓｉ）からなることが望ましい。一般的に、波長
１０μｍ程度の赤外領域において十分な透過特性を有す
る材料としては、シリコンの他にゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等があるが、コストが
高いという問題点がある。これに反して、シリコンは半
導体材料として大量に生産されており、レンズ素材とし
てのコストが低い。
【００１９】本発明にかかる赤外広角単レンズと赤外検
出器を組み合わせると、小型で低コストしかも広い測定
範囲の温度分布を正確に測定可能な非接触温度測定装置
を実現することができる。さらに、赤外検出器を冷却不
要な焦電型赤外検出器とすることにより、小型で低コス
トな温度分解能の良好な非接触温度測定装置を実現する
ことができる。
出器を組み合わせると、小型で低コストしかも広い測定
範囲の温度分布を正確に測定可能な非接触温度測定装置
を実現することができる。さらに、赤外検出器を冷却不
要な焦電型赤外検出器とすることにより、小型で低コス
トな温度分解能の良好な非接触温度測定装置を実現する
ことができる。
【００２０】また、上記非接触温度測定装置を用いるこ
とにより、人体位置検出及び室内の各領域ごとの温度分
布を測定し、その測定結果を用いて最適な空調制御を行
なうことができる空調装置を小型、低コストで実現でき
る。
とにより、人体位置検出及び室内の各領域ごとの温度分
布を測定し、その測定結果を用いて最適な空調制御を行
なうことができる空調装置を小型、低コストで実現でき
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、各実施の形態中、ｄ
０は絞りからレンズ第１面までの面間隔、ｄ１はレンズ
中心厚、ｒ１、ｒ２はレンズ第１面と第２面の曲率半
径、ｎはレンズの硝材の波長１０μｍにおける屈折率、
ｆは焦点距離、Ｄｉｓｔ０．７、Ｄｉｓｔ１．０は夫々
最大画角を１としたときの相対画角０．７における歪曲
収差と最大画角における歪曲収差、ｂｆはバックフォー
カスである。次に各実施の形態の条件を示す。
て図面を参照して説明する。なお、各実施の形態中、ｄ
０は絞りからレンズ第１面までの面間隔、ｄ１はレンズ
中心厚、ｒ１、ｒ２はレンズ第１面と第２面の曲率半
径、ｎはレンズの硝材の波長１０μｍにおける屈折率、
ｆは焦点距離、Ｄｉｓｔ０．７、Ｄｉｓｔ１．０は夫々
最大画角を１としたときの相対画角０．７における歪曲
収差と最大画角における歪曲収差、ｂｆはバックフォー
カスである。次に各実施の形態の条件を示す。
【００２２】（第１実施の形態）
Ｆナンバー ：１．４ 半画角＝６０ｄｅｇ
ｆ＝２．１０
ｄ０／ｆ＝０．２５ （ｄ０＋ｄ１／ｎ）／ｆ＝０．５５
（ｄ０＋ｄ１／ｎ＋ｂｆ）／ｆ＝１．４８
Ｄｉｓｔ０．７＝−０．２３２ Ｄｉｓｔ１．０＝−０．４７９
ｂｆ／ｆ＝０．９２
ｄ０＝０．５２
ｒ１＝２０．２７４ ｄ１＝２．１９ ｎ＝３．４１７７
ｒ２＝−６．２５８
（第２実施の形態）
Ｆナンバー ：１．４ 半画角＝６０ｄｅｇ
ｆ＝１．７７
ｄ０／ｆ＝０．２１ （ｄ０＋ｄ１／ｎ）／ｆ＝０．５７
（ｄ０＋ｄ１／ｎ＋ｂｆ）／ｆ＝１．４３
Ｄｉｓｔ０．７＝−０．２３６ Ｄｉｓｔ１．０＝−０．４８９
ｂｆ／ｆ＝０．８６
ｄ０＝０．３８
ｒ１＝１０．７４２ ｄ１＝２．１４ ｎ＝３．４１７７
ｒ２＝−６．１０５
（第３実施の形態）
Ｆナンバー ：１．４ 半画角＝６０ｄｅｇ
ｆ＝１．７８
ｄ０／ｆ＝０．２２ （ｄ０＋ｄ１／ｎ）／ｆ＝０．５７
（ｄ０＋ｄ１／ｎ＋ｂｆ）／ｆ＝１．４１
Ｄｉｓｔ０．７＝−０．２３５ Ｄｉｓｔ１．０＝−０．４８８
ｂｆ／ｆ＝０．８４
ｄ０＝０．３９
ｒ１＝９．３６０ ｄ１＝２．１３ ｎ＝３．４１７７
ｒ２＝−６．６８５
図１は本発明に係る赤外広角単レンズの第１実施の形態
に基づく概略構成を示す。物体側から像面側へと、絞
り、赤外広角単レンズ１の順に配置される。図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る赤外広角単レン
ズの第１実施の形態の収差特性を示す収差図である。図
２（ａ）は球面収差特性を実線、正弦条件を破線で示
し、図２（ｂ）はサジタル像面湾曲を実線、タンジェン
シャル像面湾曲を破線で示す非点収差特性、図２（ｃ）
は歪曲収差特性をそれぞれ示す。同様に、図３（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）と図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明
に係る赤外広角単レンズの第２実施の形態と第３実施の
形態の収差特性を示す収差図である。
に基づく概略構成を示す。物体側から像面側へと、絞
り、赤外広角単レンズ１の順に配置される。図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る赤外広角単レン
ズの第１実施の形態の収差特性を示す収差図である。図
２（ａ）は球面収差特性を実線、正弦条件を破線で示
し、図２（ｂ）はサジタル像面湾曲を実線、タンジェン
シャル像面湾曲を破線で示す非点収差特性、図２（ｃ）
は歪曲収差特性をそれぞれ示す。同様に、図３（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）と図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明
に係る赤外広角単レンズの第２実施の形態と第３実施の
形態の収差特性を示す収差図である。
【００２３】（表１）は、本発明にかかる赤外広角単レ
ンズの第１実施の形態から第３実施の形態の、各相対画
角に対する周辺光量比を示す。（表１）に示されるよう
に、周辺光量比特性の変化幅は２０％程度であり、良好
な周辺光量比特性を実現している。
ンズの第１実施の形態から第３実施の形態の、各相対画
角に対する周辺光量比を示す。（表１）に示されるよう
に、周辺光量比特性の変化幅は２０％程度であり、良好
な周辺光量比特性を実現している。
【００２４】
【表１】
【００２５】図５は上記実施の形態の赤外広角単レンズ
を非接触温度測定装置６に用いた場合の概略構成図であ
る。非接触温度測定装置６は、本発明の赤外広角単レン
ズ１、絞り２、縦方向に８素子アレイ状に配置された焦
電型赤外検出器３、赤外光を断続的に遮蔽するチョッパ
４、ユニット全体を横方向に走査するモータ５で構成さ
れている。このような構成において、チョッパ４により
断続的に遮蔽される赤外光は赤外広角単レンズ１により
焦電型赤外検出器３に結像され、縦方向に８分割された
領域の１次元赤外線像が検出される。そして、モータ５
により横方向に走査することで２次元赤外線像を検出す
る。また、測定した各領域の温度分布から人体位置検出
も可能である。
を非接触温度測定装置６に用いた場合の概略構成図であ
る。非接触温度測定装置６は、本発明の赤外広角単レン
ズ１、絞り２、縦方向に８素子アレイ状に配置された焦
電型赤外検出器３、赤外光を断続的に遮蔽するチョッパ
４、ユニット全体を横方向に走査するモータ５で構成さ
れている。このような構成において、チョッパ４により
断続的に遮蔽される赤外光は赤外広角単レンズ１により
焦電型赤外検出器３に結像され、縦方向に８分割された
領域の１次元赤外線像が検出される。そして、モータ５
により横方向に走査することで２次元赤外線像を検出す
る。また、測定した各領域の温度分布から人体位置検出
も可能である。
【００２６】以上のように本実施の形態によれば、本発
明の赤外広角単レンズと焦電型赤外検出器を用いること
により、被測定物の温度分布を測定することができ、小
型で低コストの非接触温度測定装置を実現することがで
きる。
明の赤外広角単レンズと焦電型赤外検出器を用いること
により、被測定物の温度分布を測定することができ、小
型で低コストの非接触温度測定装置を実現することがで
きる。
【００２７】図６は、上記本発明の非接触温度測定装置
６を用いた空調装置１２の概略構成を示す。空調装置１
２は本発明の非接触温度測定装置６、非接触温度測定装
置６から出力される信号から各領域の温度分布のデータ
を形成するデータ形成部７、データ形成部７から得られ
たデータから空調制御信号を形成するための制御信号形
成部８、空調装置の送風力、風向、排出風の温度などの
制御をする空調制御部９、送風口１１を有する空調装置
筐体１０から構成される。本空調装置１２は、本発明に
かかる赤外広角単レンズを用いた非接触温度測定装置６
を用いることにより、人体位置検出及び室内の各領域ご
との温度分布を測定し、その測定結果を用いて最適な空
調制御を行なうことのできる空調装置を小型で低コスト
で実現できる。
６を用いた空調装置１２の概略構成を示す。空調装置１
２は本発明の非接触温度測定装置６、非接触温度測定装
置６から出力される信号から各領域の温度分布のデータ
を形成するデータ形成部７、データ形成部７から得られ
たデータから空調制御信号を形成するための制御信号形
成部８、空調装置の送風力、風向、排出風の温度などの
制御をする空調制御部９、送風口１１を有する空調装置
筐体１０から構成される。本空調装置１２は、本発明に
かかる赤外広角単レンズを用いた非接触温度測定装置６
を用いることにより、人体位置検出及び室内の各領域ご
との温度分布を測定し、その測定結果を用いて最適な空
調制御を行なうことのできる空調装置を小型で低コスト
で実現できる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の赤外広角単レンズは上記のような構成とするこ
とにより、単レンズでありながら半画角６０ｄｅｇの結
像領域全域において、良好な結像特性を実現しつつ、周
辺光量比の変化幅が２０％程度の優れた性能を満たす赤
外広角単レンズを提供することを可能としている。
本発明の赤外広角単レンズは上記のような構成とするこ
とにより、単レンズでありながら半画角６０ｄｅｇの結
像領域全域において、良好な結像特性を実現しつつ、周
辺光量比の変化幅が２０％程度の優れた性能を満たす赤
外広角単レンズを提供することを可能としている。
【００２９】特に、周辺光量比が略均一であるために、
赤外検出器を構成する１次元のアレイ状、あるいは２次
元状に配列された複数の赤外検出画素に、測定対象物の
温度分布と同一分布で赤外線を集光することができる。
赤外検出器を構成する１次元のアレイ状、あるいは２次
元状に配列された複数の赤外検出画素に、測定対象物の
温度分布と同一分布で赤外線を集光することができる。
【００３０】これにより、赤外検出器の出力を光学系の
周辺光量比特性で補正する必要がなく、画像の周辺部ま
で高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
周辺光量比特性で補正する必要がなく、画像の周辺部ま
で高いＳ／Ｎ比を得ることができる。
【００３１】さらに、結像の中心から周辺部まで良好な
結像特性と均一な周辺光量比特性のため、本発明にかか
る赤外広角単レンズと赤外検出器の光軸合わせに多少の
ディセンタが生じても測定に誤差が発生し難く、組立調
整が容易となる。
結像特性と均一な周辺光量比特性のため、本発明にかか
る赤外広角単レンズと赤外検出器の光軸合わせに多少の
ディセンタが生じても測定に誤差が発生し難く、組立調
整が容易となる。
【００３２】また、本発明の赤外広角単レンズと赤外検
出器を用いることにより小型、低コストの非接触温度測
定装置を実現できる。
出器を用いることにより小型、低コストの非接触温度測
定装置を実現できる。
【００３３】また、本発明の非接触温度測定装置を用い
ることにより、人体位置検出及び室内の各領域ごとの温
度分布を測定し、その測定結果を用いて最適な空調制御
を行なうことのできる空調装置を、小型、低コストで実
現できる。
ることにより、人体位置検出及び室内の各領域ごとの温
度分布を測定し、その測定結果を用いて最適な空調制御
を行なうことのできる空調装置を、小型、低コストで実
現できる。
【図１】本発明の赤外広角単レンズの第１実施の形態に
基づく概略構成図である。
基づく概略構成図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１実施の形態の
収差特性を示す収差図であって、それぞれ、（ａ）は球
面収差特性と正弦条件特性、（ｂ）は非点収差特性、
（ｃ）は歪曲収差特性をそれぞれ示す。
収差特性を示す収差図であって、それぞれ、（ａ）は球
面収差特性と正弦条件特性、（ｂ）は非点収差特性、
（ｃ）は歪曲収差特性をそれぞれ示す。
【図３】図３は第２実施の形態の収差特性を示す収差図
である。
である。
【図４】図４は第３実施の形態の収差特性を示す収差図
である。
である。
【図５】本発明の赤外広角単レンズを用いた非接触温度
測定装置の概略構成図である。
測定装置の概略構成図である。
【図６】本発明の非接触温度測定装置を用いた空調装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図７】従来の非接触温度測定装置の概略構成図であ
る。
る。
１・・・赤外広角単レンズ
２・・・絞り
３・・・焦電型赤外検出器
４・・・チョッパ
５・・・モータ
６・・・非接触温度測定装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−118300（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−94991（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 9/00 - 17/08
G02B 21/02 - 21/04
G02B 25/00 - 25/04
Claims (4)
- 【請求項１】物体側に絞りを有する両凸レンズであっ
て、ｄ０を絞りからレンズ第１面までの面間隔、ｄ１を
レンズ中心厚、ｂｆをバックフォーカス、ｎを波長１０
μｍにおける硝材の屈折率、ｆを焦点距離とするとき、 （１） ０．１５＜ｄ０／ｆ＜０．３ （２） ０．４５＜（ｄ０＋ｄ１／ｎ）／ｆ＜０．６５ （３） １．３＜（ｄ０＋ｄ１／ｎ＋ｂｆ）／ｆ＜１．
５ なる条件（１）、（２）、（３）を満足することを特徴
とする赤外広角単レンズ。 - 【請求項２】ｂｆをバックフォーカスとしたとき、（６） ０．７＜ｂｆ／ｆ＜１ なる条件（６）を満足することを特徴とする請求項１記
載の赤外広角単レンズ。 - 【請求項３】請求項１記載の赤外広角単レンズと、その
レンズを通じて入力される光を検出する赤外検出器とを
備えたことを特徴とする非接触温度測定装置。 - 【請求項４】請求項３記載の非接触温度測定装置と、そ
の装置からの出力に基づいて空調を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする空調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03778296A JP3441286B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 赤外広角単レンズ、非接触温度測定装置及び空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03778296A JP3441286B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 赤外広角単レンズ、非接触温度測定装置及び空調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09230233A JPH09230233A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3441286B2 true JP3441286B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=12507067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03778296A Expired - Fee Related JP3441286B2 (ja) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | 赤外広角単レンズ、非接触温度測定装置及び空調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3441286B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000052511A1 (fr) * | 1999-03-03 | 2000-09-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Systeme optique a infrarouges pour camera a infrarouges |
| JP3603877B2 (ja) | 2002-05-10 | 2004-12-22 | セイコーエプソン株式会社 | 撮像レンズ及びカメラモジュール |
| JP5819271B2 (ja) * | 2012-09-03 | 2015-11-18 | 日立アプライアンス株式会社 | 空気調和機 |
| EP2894503B1 (en) | 2012-09-05 | 2020-11-18 | Nalux Co. Ltd. | Infrared imaging optical system |
| NO337098B1 (no) * | 2013-09-26 | 2016-01-18 | FLIR Unmanned Aerial Systems AS | Linsearrangement |
| JP6832588B2 (ja) * | 2017-05-01 | 2021-02-24 | カンタム・ウシカタ株式会社 | 光学系装置 |
-
1996
- 1996-02-26 JP JP03778296A patent/JP3441286B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09230233A (ja) | 1997-09-05 |
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