CN107543617A - 红外线检测装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够抑制因光学系统引起的图像失真的影响的红外线检测装置。具备：透射红外光的透镜；和红外线传感器，其以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过透镜的一部分的扫描旋转轴为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示检测对象范围的热图像的输出信号，红外线传感器的至少2个红外线检测元件配置在相对于扫描旋转轴偏移开的位置，以2个以上的列排列的红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽小的第1红外线检测元件的数量，多于以2个以上的列排列的红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽大的第2红外线检测元件的数量。

Description

红外线检测装置
技术领域
本发明涉及能够检测红外线的红外线检测装置。
背景技术
在室内空调机等空气调节器上搭载红外线传感器并使用由红外线传感器取得的二维热图像数据来进行空气调节的技术已被提出(例如，专利文献1)。
在专利文献1中公开了在安装于与房间的地面距离1800mm的高度处的空调设备上搭载以纵向一列的方式排列了受光元件而成的红外线传感器的技术。
现有技术文献
专利文献1：日本特许第5111417号公报
专利文献2：日本特开2011-174762号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
但是，在专利文献1所公开的技术中，由于红外线传感器设置在比人、热源等测量对象物高的位置，所以存在靠近红外线传感器的下方区域会处于检测对象范围外这一问题。
进而，在由红外线传感器取得热图像的情况下，也存在如下问题：当取得存在因光学系统引起的图像失真的热图像时，会使超分辨率后的图像产生条纹或锯齿的图像噪声。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够扩大靠近设置位置的下方区域的检测对象范围的红外线检测装置。另外，本发明的目的在于，提供一种能够抑制因光学系统引起的图像失真的影响的红外线检测装置。
用于解决问题的技术方案
为了达成上述目的，本发明的一个方式涉及的红外线检测装置，是安装于框体的红外线检测装置，所述框体设置于与空间的底面大致垂直且距离所述底面预定高度的设置面，所述红外线检测装置具备：透射红外光的透镜；和红外线传感器，其以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过所述透镜的一部分的扫描旋转轴为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示所述检测对象范围的热图像的输出信号，所述2个以上的红外线检测元件的排列面配置成相对于所述设置面具有第1角度的倾斜，所述透镜配置在相对于所述红外线传感器偏移的位置，使得连接所述2个以上的红外线检测元件的中央与该透镜的光心的线和与所述的排列面垂直的线所成的角度成为第2角度，所述红外线检测装置的视野中心相比于所述设置面的垂直方向以第3角度朝向下方，所述第3角度是所述第1角度和所述第2角度相加得到的角度。
另外，为了达成上述目的，本发明的一个方式涉及的红外线检测装置，具备：透射红外光的透镜；和红外线传感器，其以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过所述透镜的一部分的扫描旋转轴为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示所述检测对象范围的热图像的输出信号，所述红外线传感器的至少2个红外线检测元件配置在从与所述扫描旋转轴垂直的方向来看偏移的位置，第1红外线检测元件的数量比第2红外线检测元件的数量多，所述第1红外线检测元件是以2个以上的列排列的所述红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比所述扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽小的红外线检测元件，所述第2红外线检测元件是以所述2个以上的列排列的红外线检测元件中的、所述扫描方向的像点强度分布的半宽比所述扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽大的红外线检测元件。
此外，上述总括性或具体的技术方案可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的CD-ROM等记录介质来实现，也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合来实现。
发明的效果
根据本发明，能够提供能扩大靠近设置位置的下方区域的检测对象范围的红外线检测装置。另外，根据本发明，能够提供能抑制因光学系统引起的图像失真的影响的红外线检测装置。
附图说明
图1是示出实施方式1的红外线检测装置的结构的一例的图。
图2是实施方式1的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。
图3是示出设置了搭载有实施方式1的红外线检测装置的框体的情形的图。
图4是示出实施方式1的红外线检测装置的物理结构的图。
图5A是比较例的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。
图5B是用于说明图5A所示的比较例的红外线检测装置的死角区域的图。
图6是用于说明利用实施方式1的红外线传感器扫描出的热图像产生失真的情况的图。
图7是示出实施方式2的红外线传感器的结构的一例的图。
图8A是用于对实施方式2的相邻的红外线检测元件的横边宽度的关系进行说明的图。
图8B是用于对实施方式2的相邻的红外线检测元件的横边宽度的关系进行说明的图。
图8C是用于对实施方式2的相邻的红外线检测元件的横边宽度的关系进行说明的图。
图8D是用于对实施方式2的相邻的红外线检测元件的横边宽度的关系进行说明的图。
图9是示出实施方式2的红外线传感器的结构的另一例的图。
图10是示出实施方式2的变形例1的红外线传感器的结构的一例的图。
图11A是示出实施方式2的变形例2的红外线传感器的结构的一例的图。
图11B是示出实施方式2的变形例2的红外线传感器的结构的另一例的图。
图12A是示出实施方式2的变形例3的红外线传感器的结构的一例的图。
图12B是示出实施方式2的变形例3的红外线传感器的结构的另一例的图。
图13是示出实施方式2的变形例4的红外线传感器的结构的一例的图。
图14是示出实施方式2的变形例5的红外线传感器的结构的一例的图。
图15是示出实施方式2的变形例5的红外线传感器的结构的另一例的图。
图16是示出构成实施方式2的变形例5的红外线传感器的多个红外线检测元件的大小的一例的图。
图17是实施方式3的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。
图18是示出实施方式4的红外线检测装置的结构的一例的图。
图19A是实施方式4的扫描部和红外线检测部的结构的形象图。
图19B是实施方式4的红外线传感器的结构的形象图。
图20是示出实施方式4的实施例的红外线传感器的一例的图。
图21是用于对图20所示的红外线传感器的倾斜进行说明的图。
图22A是用于对使用了比较例的红外线传感器的情况下的红外线检测装置的效果进行说明的图。
图22B是用于对使用了图20所示的红外线传感器的情况下的红外线检测装置的效果进行说明的图。
图23是用于说明实施方式4的红外线检测装置的工作的流程图。
图24是实施方式4的变形例的红外线传感器的结构的形象图。
图25是实施方式4的变形例的另一例的红外线传感器的结构的形象图。
图26是实施方式5的红外线传感器的一例的结构的形象图。
图27是用于对图25所示的红外线传感器的倾斜进行说明的图。
图28是实施方式5的实施例的红外线传感器的结构的形象图。
图29是用于对图28所示的红外线传感器的倾斜进行说明的图。
图30是用于说明使用了图27所示的红外线传感器的情况下的红外线检测装置的效果的图。
图31是示出实施方式6的红外线检测装置的结构的一例的图。
图32是实施方式6的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的局部示意图。
图33A是示出实施方式6的红外线检测装置的物理结构的图。
图33B是示出实施方式6的红外线检测装置的另一物理结构的图。
图34是实施方式6的红外线检测部的分解立体图。
图35是实施方式6的红外线检测部的截面概略图。
图36是实施方式6的IC芯片的电路框图。
图37是示出构成实施方式6的红外线传感器的多个红外线检测元件的排列的一例的图。
图38是示出构成实施方式6的红外线传感器的多个红外线检测元件的排列的一例的图。
图39A是示出构成实施方式6的红外线传感器的多个红外线检测元件的排列的一例的图。
图39B是示出构成实施方式6的红外线传感器的多个红外线检测元件的排列的一例的图。
图39C是示出构成实施方式6的红外线传感器的多个红外线检测元件的排列的一例的图。
图40A是用于说明比较例中的扫描时的因来自IC芯片的热产生的影响的图。
图40B是用于说明实施方式6的红外线检测装置中的扫描时的因来自IC芯片的热产生的影响的图。
图41A是示出实施方式6的热敏电阻的配置例的图。
图41B是示出实施方式6的热敏电阻的配置例的图。
图42A是示出比较例的透镜的光学结构的一例的图。
图42B是示出实施方式6的变形例1的透镜的光学结构的一例的图。
图43A是示出比较例的透镜和红外线传感器的配置的一例的图。
图43B是示出比较例的红外线传感器所取得的热图像的图像失真的形象的图。
图44是用于说明实施方式6的变形例1的红外线传感器的光学特性的一例的图。
图45是用于说明比较例的红外线传感器的各像素的光学特性的图。
图46是用于说明实施方式6的变形例1的红外线传感器的光学特性的图。
图47是用于说明实施方式6的变形例2的红外线检测装置的结构的一例的图。
图48是实施方式7的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。
图49是示出实施方式7的红外线传感器的结构的一例的形象图。
图50是用于说明实施方式7的红外线传感器与透镜的位置关系的图。
图51A是示出实施方式1的比较例的红外线传感器的传感器视野的图。
图51B是示出实施方式1的红外线传感器的传感器视野的图。
图52是示出实施方式7的红外线传感器的传感器视野的图。
图53是实施方式7的变形例的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。
图54是表示实施方式7的变形例的红外线传感器的传感器视野的图。
图55A是构成红外线传感器的多个红外线检测元件的形式的一例。
图55B是构成红外线传感器的多个红外线检测元件的形式的一例。
标号的说明
1、1A、1B 红外线检测装置
2 框体
4 空间
10、20、20A 红外线检测部
11 扫描部
12 控制处理部
41 设置面
42 底面
101、301、501、701、701A、801 传感器模块
102、102A、102a、102b、102c、102d、102e、202、202b、202c、202d、202e、202f、202g、202h、202i、202j、302、402a、402b、402c、402d、402e、502、502a、602、602B、602C、702、702A、802 红外线传感器
103、703、803 罩
104 布线
111、311 马达
112、312、512、712、812 设置台
121 设备控制部
122 图像处理部
201 封装件主体
203 窗孔
204 IC芯片
205 封装件盖
106、206、206B、706、806 透镜
106a、206a、706a、806a 光心
207 热敏电阻
208 反射镜
209 外部连接用电缆
400 物体
602c、602i 热图像
2041 多路复用器
2042a、2042b 放大电路
2043 A/D转换电路
2044 运算部
2045 存储器
2046 控制电路
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个方式所涉及的红外线检测装置等进行具体说明。此外，以下说明的实施方式都表示本发明的一个具体例子。以下的实施方式所示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置等是一个例子，并非限定本发明的意思。另外，关于以下的实施方式的构成要素中的未记载在表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素而说明。
(实施方式1)
[红外线检测装置的结构]
以下，参照附图对实施方式1的红外线检测装置进行说明。
图1是示出实施方式1的红外线检测装置的结构的一例的图。图2是本实施方式的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。图3是示出设置了搭载有本实施方式的红外线检测装置的框体的情形的图。图4是示出本实施方式的红外线检测装置的物理结构的图。
如图3所示，红外线检测装置1安装于框体2，取得检测对象范围的热图像，所述框体2设置在与空间4的底面42大致垂直并且距离底面42预定高度的设置面41。在此，热图像是由表示温度检测对象范围的温度分布的多个像素构成的图像。另外，预定高度例如是指比人、热源等温度检测对象(测量对象)高的高度，例如是1800mm以上的高度。框体2例如是空调机等空调设备。框体2利用红外线检测装置1所取得的热图像对人的位置、热源的位置、冷热度等房间的状态进行分析，基于分析出的房间的状态对风向、风量、温度、湿度中的任一方进行控制。空间4例如是房间，底面42例如是房间的地的表面，设置面41例如是房间的墙壁的表面等。
如图1所示，红外线检测装置1具备红外线检测部10、扫描部11和控制处理部12。
扫描部11具有扫描旋转轴S1，通过使红外线传感器102以该扫描旋转轴S1旋转，使红外线传感器102对空间4进行扫描。扫描旋转轴S1与设置面41大致平行。在本实施方式中，如图2～图4所示，扫描部11具备马达111和设置台112。
马达111受控制处理部12控制，通过使设置台112以扫描旋转轴S1旋转，从而使红外线传感器102以扫描旋转轴S1旋转。在此，马达111例如是步进马达或伺服马达等。
设置台112设置有下述的传感器模块101。设置台112被配置成相对于扫描旋转轴S1具有倾斜。在此，例如，倾斜可以为30度左右。
红外线检测部10通过利用扫描部11以扫描旋转轴S1旋转而对空间4的温度检测对象范围进行扫描。在本实施方式中，如图2～图4所示，红外线检测部10具备搭载有红外线传感器102的传感器模块101和罩103。
传感器模块101搭载有红外线传感器102和透镜(未图示)，利用布线104与框体2电连接。另外，传感器模块101设置于扫描部11的设置台112。
透镜(未图示)由红外线的透射率高的硅和/或ZnS等构成。透镜被设计成从各方向入射到该透镜的红外线(红外光)向构成红外线传感器102的一个以上的红外线检测元件分别入射。
如图4所示，红外线传感器102以扫描旋转轴S1旋转，由此对空间4的温度检测对象范围进行扫描，将扫描出的温度检测对象范围的热图像(红外线)向控制处理部12输出。具体而言，红外线传感器102由一个以上的红外线检测元件以一个以上的列排列而成的红外线传感器102构成，检测被该一个以上的红外线检测元件扫描的空间4的温度检测对象范围的红外线。
该一个以上的红外线检测元件的排列面被配置成相对于设置面41具有倾斜。换言之，该排列面被配置成相对于扫描旋转轴S1具有倾斜。另外，在该排列面的中心(透镜中心)具有红外线传感器102以扫描旋转轴S1旋转时的旋转中心即扫描旋转轴S1通过的旋转中心。进而，该排列面与扫描旋转轴S1交叉。由此，例如图3所示，红外线传感器102的视野中心轴C1比设置面41的垂直方向朝向底面42、即朝下。
在此，对比较例进行说明。
图5A是比较例的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。图5B是用于说明图5A所示的比较例的红外线检测装置的死角区域的图。此外，对与图3同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。
图5A和图5B所示的比较例的红外线检测装置与本实施方式的红外线检测装置1相比较，设置台512、设置在设置台512的传感器模块501、和搭载于传感器模块501的红外线传感器502的配置不同，是沿着扫描旋转轴S1(平行地)配置的。此外，比较例的设置台512、传感器模块501和红外线传感器502的结构除了上述的配置之外，与本实施方式的设置台112、传感器模块101和红外线传感器102相同，因此省略详细的说明。
如图5B所示，红外线传感器502的视野中心轴C2与设置面41的垂直方向平行(与底面42平行)。另外，如图5A和图5B所示，扫描旋转轴S1通过红外线传感器502的排列面，红外线传感器502以通过该排列面的扫描旋转轴S1旋转。因此，与红外线传感器502的有效视野角(视场角)的最靠近底面42的最下端的主光线即最下端主光线V3相比靠下方的区域A1会成为死角即会处于检测对象范围外。
另一方面，如图3和图4所示，本实施方式的红外线传感器102相对于扫描旋转轴S1倾斜地配置，扫描旋转轴S1通过红外线传感器102的中心，并且扫描旋转轴S1与红外线传感器102交叉。因此，红外线传感器102的视野中心轴C1朝下倾斜。即，红外线传感器102的视野中心轴C1比红外线传感器502的视野中心轴C2朝下倾斜。因此，红外线传感器102在使视野中心轴C1相对于底面42维持相同角度的状态下以扫描旋转轴S1旋转。
由此，设置有红外线传感器102的位置附近的下方区域包含于有效视野角(视场角)。换言之，与比较例的红外线传感器502相比，成为与红外线传感器102的有效视野角(视场角)的最靠近底面42的最下端的主光线即最下端主光线V2相比靠下方的死角的区域小。这样，本实施方式的红外线传感器102能够扩大下方区域的检测对象范围。
罩103覆盖红外线传感器102(透镜)，由聚乙烯、硅等红外透射原材料构成。
控制处理部12控制扫描部11，对红外线检测部10所取得的热图像(输入图像)进行处理，并输出至框体2所包括的运算装置。此外，控制处理部12也可以包含于框体2的运算装置中。
在此，控制处理部12在对红外线检测部10所取得的热图像进行了失真修正后，基于进行了失真修正后的热图像进行取得热图像数据的处理，上述热图像数据表示处于温度检测对象范围内的人的位置和/或使用者的手或面部的温度、墙壁的温度等热源的位置和/或温度。这是由于当红外线传感器102以扫描旋转轴S1旋转时，红外线传感器102的从底面42观察的上端与下端的转速(旋转俯仰)不同，因此由红外线传感器102输出的热图像会产生失真。
此外，控制处理部12也可以对红外线检测部10所取得的热图像(输入图像)实施超分辨率处理并重建热图像(输入图像)，由此生成高清晰的热图像(输出图像)。在此情况下，控制处理部12能够输出所生成的高清晰的热图像即超分辨率处理后的热图像。在此，超分辨率处理是能够生成未存在于输入图像的高分辨率的信息(输出图像)的高分辨率化处理之一。对于超分辨率处理，存在从多张图像得到一张高分辨率图像的处理方法和使用了学习数据的处理方法。在本实施方式中，红外线检测部10利用扫描部11进行扫描，由此能够取得温度检测对象范围的热图像并且是子像素单位的位置偏移的热图像即不同采样点的热图像数据。
[实施方式1的效果等]
如上所述，本实施方式的红外线检测装置具备视野中心轴相对于扫描旋转轴S1倾斜的红外线传感器。由此，能够扩大设置有本实施方式的红外线检测装置的位置附近的下方区域的检测对象范围。
(实施方式2)
在实施方式1中，说明了通过控制处理部12对由红外线传感器102输出的热图像的失真进行失真修正处理，但不局限于此。通过考虑构成红外线传感器102的一个以上的红外线检测元件相对于扫描旋转轴S1的倾斜来形成，不需要在控制处理部12中进行失真修正处理。以下，对该情况进行说明。
图6是用于说明在通过实施方式1的红外线传感器扫描出的热图像产生失真的图。
当红外线传感器102以扫描旋转轴S1旋转时，红外线传感器102的从底面42观察的上端和下端的转速(旋转俯仰)不同。例如设为红外线传感器102由行列状的多个红外线检测元件构成，该多个红外线检测元件的大小相等。在此情况下，位于上端的行的多个红外线检测元件的转速比位于下端的行的多个红外线检测元件的转速快，因此上端(图6中的D1)与下端(图6中的D2)相比，扫描密度(分辨率)低。也就是说，上端(图6中的D1)与下端(图6中的D2)相比，一个红外线检测元件所覆盖的扫描区域大。此外，在此情况下，在控制处理部12中，通过对上端与下端之间的红外线检测元件的扫描密度(分辨率)的差异进行修正(失真修正)，使所取得的热图像的分辨率均匀。
在本实施方式中，为了不需要控制处理部12进行失真修正，改变构成红外线传感器的多个红外线检测元件(像素)的横向宽度。以下，具体地进行说明。
[红外线传感器的结构]
图7是示出实施方式2的红外线传感器的结构的一例的图。
关于本实施方式的红外线传感器202，多个红外线检测元件以一个以上的列排列，各个列中的多个红外线检测元件各自的与底面42大致平行的横边的宽度形成为越靠近底面42越窄。在图7中示出了多个红外线检测元件排列成1列、并且多个红外线检测元件各自的与底面42大致平行的横边的宽度形成为越靠近底面42越窄的红外线传感器202的一例。
在此，对相邻的红外线检测元件的横边宽度的关系进行说明。
图8A～图8D是用于对实施方式2的相邻的红外线检测元件的横边宽度的关系进行说明的图。对于与图2和图3同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。图8A概念性地示出红外线传感器202的FOV(Field of View)即有效视野角(视场角)。图8B概念性地示出构成红外线传感器202的n个红外线检测元件排列成1列的例子。
如图8C所示，搭载有红外线传感器202的传感器模块101以相对于扫描旋转轴S1具有θz的角度(顶角)的方式倾斜。另外，图8C所示的红外线检测元件x0示出了图8B所示的n个红外线检测元件中的、例如位于下端的红外线检测元件。红外线检测元件x0的有效视野角(视场角)的最靠近底面42的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的顶角表示为角度θx0。在此情况下，角度θx0＝90-FOV/2-θz-(FOV/2n)的关系成立。
同样地，关于n个红外线检测元件中的例如与位于下端的红外线检测元件x0相邻的(下一个)红外线检测元件x1的有效视野角(视场角)的最靠近底面42的最下端的主光线与扫描旋转轴S1的角度θx1，如下的关系成立。即，角度θx1＝90-FOV/2-θz-(FOV/2n)+1*(FOV/n)的关系成立。
同样地，与红外线检测元件x1相邻的(下一个)红外线检测元件x2的有效视野角(视场角)的最靠近底面42的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角度θx2表示为90-FOV/2-θz-(FOV/2n)+2*(FOV/n)。另外，从红外线检测元件x0开始第m个红外线检测元件xm的有效视野角(视场角)的最靠近底面42的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角度θxm表示为90-FOV/2-θz-(FOV/2n)+m*(FOV/n)。
进而，图8D概念性地示出相邻的红外线检测元件。若设n个红外线检测元件中的从位于下端的红外线检测元件开始第m个红外线检测元件xm的横向宽度为Lm，与红外线检测元件xm在远离底面42一侧相邻的红外线检测元件xm+1的宽度为Lm+1，则以下的式1的关系成立。
Lm+1/Lm+2＝sin(θm)/sin(θm+1) (式1)
将其进行一般化，当设各个列的多个红外线检测元件中的一个红外线检测元件的横边的宽度为Lx，设与该一个红外线检测元件在底面42一侧相邻的红外线检测元件的横边的宽度为Ly，设该一个红外线检测元件的视场角的最靠近底面42的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角为θx，设相邻的红外线检测元件的视场角的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角为θy时，满足Lx/Ly＝sin(θx)/sin(θy)的关系。
通过形成满足如此关系的构成红外线传感器202的多个红外线检测元件，即使各行的多个红外线检测元件存在转速的差异，也能够使从上端至下端的扫描密度(分辨率)恒定。
由此，不必执行在实施方式1中说明的利用控制处理部12的失真修正。也就是说，在控制处理部12中可以不执行失真修正，因此起到不再耗费存储器使用量和运算负荷的效果。
此外，构成红外线传感器202的多个红外线检测元件不局限于图7所示的情况。也可以是图9所示的情况。在此，图9是示出实施方式2的红外线传感器的结构的另一例的图。
在图9所示的红外线传感器202b中，多个红外线检测元件以多个列排列，各列中的多个红外线检测元件各自的与底面42大致平行的横边的宽度形成为越靠近底面42越窄。更具体而言，在图9所示的红外线传感器202b中，多个红外线检测元件以3个以上的列排列，该各个列中的多个红外线检测元件各自的与底面42大致平行的横边的宽度越靠近底面42越窄，在该3个以上的列的相邻的列中，对应的位置的红外线检测元件的中心位置的距离恒定。此外，各列中的相邻的红外线检测元件的横边的宽度的关系如上述那样，因此省略说明。
[实施方式2的效果等]
如上所述，本实施方式的红外线检测装置具备视野中心轴相对于扫描旋转轴S1倾斜的红外线传感器202。由此，能够扩大设置了红外线检测装置的位置附近的下方区域的检测对象范围。
另外，在本实施方式的红外线检测装置中，具有将列中的多个红外线检测元件各自的横边的宽度形成为越靠近底面42越窄的红外线传感器202。由此，即使在视野中心轴相对于扫描旋转轴S1倾斜的红外线传感器202中各行的多个红外线检测元件存在转速的差异，也能够使从上端至下端的扫描密度(分辨率)恒定，因此起到不用进行热图像的失真修正的效果。
此外，构成本实施方式的红外线传感器的多个红外线检测元件不局限于图7和图9所示的情况，因此，以下，作为变形例进行说明。
(变形例1)
图10是示出实施方式2的变形例1的红外线传感器的结构的一例的图。
在图9所示的红外线传感器202b中，对相邻的列的间隔即相邻的列的对应的红外线检测元件的中心和间距恒定的情况进行了说明，但不局限于此。如图10的红外线传感器202c所示，相邻的列的对应的红外线检测元件的中心和间距也可以形成为越靠近底面42越窄。即，也可以是：图10所示的红外线传感器202c中，多个红外线检测元件以3个以上的列排列，上述排列的各个列的多个红外线检测元件各自的与底面42大致平行的横边的宽度越靠近底面42越窄，该3个以上的列的各个列的多个红外线检测元件各自的位置越靠近底面42则越靠近该3个以上的列的成为列方向的中心的位置。此外，各列中的相邻的红外线检测元件的横边的宽度的关系如图7所说明的那样，因此省略说明。
由此，图10的红外线传感器202c与图9所示的红外线传感器202b相比较，能够减小相邻的列的间隔(相邻的列的对应的红外线检测元件的间距)，因此能够增大扫描密度。也就是说，图10的红外线传感器202c起到能够以比图9所示的红外线传感器202b高的灵敏度进行扫描的效果。
(变形例2)
图11A是示出实施方式2的变形例2的红外线传感器的结构的一例的图。图11B是示出实施方式2的变形例2的红外线传感器的结构的另一例的图。
在图9所示的红外线传感器202b中，对于构成红外线传感器202b的多个红外线检测元件分别为长方形的情况进行了说明，但不局限于此。即，如图11A所示，在红外线传感器202d中，构成的多个红外线检测元件也可以是平行四边形。另外，如图11A所示，也可以：在红外线传感器202d中，相邻的列的对应的红外线检测元件的间距恒定，但相邻的列的对应的红外线检测元件的中心的间距形成为越靠近底面42越窄。
由此，图11A的红外线传感器202d与图10所示的红外线传感器202c相比较，能够减小相邻的列的间隔(相邻的列的对应的红外线检测元件的间距)，因此能够增大扫描密度。也就是说，图11A的红外线传感器202d起到能够以比图10所示的红外线传感器202c高的灵敏度进行扫描的效果。
此外，如图11B所示，在红外线传感器202e中，也可以使构成图11A所示的红外线传感器202d的多个红外线检测元件中的旋转方向的两端(在图中为左右端)为无效。由此，能够抑制用于向红外线传感器会聚红外线的透镜的彗差和/或球差的影响。在此，球差是由于透镜的表面为球面的原因引起的像差、即由于透镜的表面为球面，所以光的行进方向在透镜的中心部分和周边部分不同引起的像差。彗差是指在偏离光轴的地方，像点拉长尾巴的现象、即从偏离光轴的1点发出的光在像面没有聚在1点，而成为尾巴拉长的彗星这样的像，并且像点伸长的现象。
(变形例3)
图12A是示出实施方式2的变形例3的红外线传感器的结构的一例的图。图12B是示出实施方式2的变形例3的红外线传感器的结构的另一例的图。
在图11A所示的红外线传感器202d中，对于各列中的多个红外线检测元件形成为与扫描旋转轴S1大致平行、各行中的多个红外线检测元件形成为与扫描旋转轴S1大致垂直的情况进行了说明，但不局限于此。
如图12A所示，构成红外线传感器202f的配置成行列状的多个红外线检测元件也可以相对于扫描旋转轴S1以预定角度倾斜。在此，预定角度是被调整成使得构成红外线传感器202的多个红外线检测元件各自的中心位置成为从与扫描旋转轴S1垂直的方向来看都不同的位置的角度。
由此，当红外线传感器202f以扫描旋转轴S1旋转时，与扫描旋转轴S1垂直的方向的红外线检测元件的数量比相对于扫描旋转轴S1不具有预定角度的情况增加。也就是说，在相对于扫描旋转轴S1以预定角度倾斜的红外线传感器202f中，能够使与扫描旋转轴S1垂直的方向的像素数实质上增加。由此，能够使与扫描旋转轴S1垂直的方向的分辨率提高。
此外，在红外线传感器202f中，也可以与图11B所示的红外线传感器202e同样地使构成红外线传感器202f的多个红外线检测元件中的、旋转方向的两端(在图中为左右端)无效。由此，能够抑制用于向红外线传感器会聚红外线的透镜的彗差和/或球差的影响。
另外，进而，如图12B的红外线传感器202g所示，也可以使成为无效的位于左右端的列的红外线检测元件的一部分(在旋转方向的最前头为下端，在末尾为上端)有效。这是由于该一部分位于也能够减轻透镜变形的影响的位置。通过使该一部分(在旋转方向的最前头为下端，在末尾为上端)有效，与使位于两端的列全部无效的情况相比，能够使与扫描旋转轴S1垂直的方向(纵轴)的红外线检测元件的数量增加，使与扫描旋转轴S1垂直的方向的热图像的像素数提高。
(变形例4)
图13是示出实施方式2的变形例4的红外线传感器202h的结构的一例的图。
在图7所示的红外线传感器202中，对于构成的多个红外线检测元件的形状为长方形的情况进行了说明，但不局限于此。如图13所示的红外线传感器202h所示，也可以将构成的多个红外线检测元件形成为梯形。在此，红外线传感器202h的多个红外线检测元件各自的纵边的宽度恒定。
此外，构成红外线传感器202h的列中的红外线检测元件的横边的宽度的关系如图7所示，因此省略说明。
(变形例5)
图14是示出实施方式2的变形例5的红外线传感器的结构的一例的图。图15是示出实施方式2的变形例5的红外线传感器的结构的另一例的图。图16是示出构成实施方式2的变形例5的红外线传感器的多个红外线检测元件的大小的一例的图。
在图9所示的红外线传感器202b中，对于相邻的列的间隔即相邻的列的对应的红外线检测元件的中心和间距恒定并且相邻的列的对应的红外线检测元件的位置相同的情况进行了说明，但不局限于此。进而，如图14所示的红外线传感器202i，也可以使各列中相邻的列的对应的红外线检测元件的位置偏移。
在图14中示出了第1列的上端的红外线检测元件g11与第2列的上端的红外线检测元件g21偏移1/4像素、第2列的上端的红外线检测元件g21与第3列的上端的红外线检测元件g31偏移1/4像素、第3列的上端的红外线检测元件g31与第4列的上端的红外线检测元件g41偏移1/4像素时的例子。同样地，上端以外的行中的相邻的列的对应的红外线检测元件的位置偏移1/4像素。
换言之，关于图14所示的红外线传感器202i，3个以上的列的从底面42来看成为起始的红外线检测元件的位置以依次靠近底面42的方式偏移。在此，成为起始的红外线检测元件的位置也可以从相邻的列的成为起始的红外线检测元件偏移该相邻的列的成为起始的红外线检测元件的与底面42大致垂直的纵边的宽度的1/4。各列中的相邻的红外线检测元件的横边的宽度的关系如图7中说明的那样，因此省略说明。
由此，当红外线传感器202i以扫描旋转轴S1旋转时，与扫描旋转轴S1垂直的方向的红外线检测元件的数量比图9所示的红外线传感器202b增加。也就是说，在红外线传感器202i中，能够使与扫描旋转轴S1垂直的方向的像素数实质上增加。由此，能够提高与扫描旋转轴S1垂直的方向的分辨率。
此外，在图14所示的红外线传感器202i中，对于相邻的列的间隔即相邻的列的对应的红外线检测元件的中心和间距恒定的情况进行了说明，但不局限于此。进而，如图15所示的红外线传感器202j，各列中相邻的列的对应的红外线检测元件的中心的间距也可以形成为越靠近底面42越窄。
另外，图16中示出了在构成图14和图15的红外线传感器的多个红外线检测元件为16行4列、并且与扫描旋转轴S1的顶角θz为30度的情况下，满足上述的式1的每行的红外线检测元件的横边的宽度(横向宽度)。
关于纵边的宽度(纵向宽度)，也可以如方案1所示使最下端的红外线检测元件的纵边横边的长度之比为2/1。但是，在工序上有制约的情况下，也可以如方案2所示使最下端的红外线检测元件的纵边横边的长度之比为3/2(0.75/0.5)。
(实施方式3)
在实施方式1、实施方式2中，对于具备视野中心轴相对于与设置面41平行的扫描旋转轴倾斜的红外线传感器的红外线检测装置进行了说明，但不局限于此。以下，对于此情况下的例子进行说明。
[红外线检测装置的结构]
以下，参照附图对实施方式3的红外线检测装置进行说明。
图17是实施方式3的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。此外，对于与图1～图4同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。
如图17所示，本实施方式的红外线检测装置安装于设置在与空间4的底面42大致垂直并且距离底面42预定高度的设置面41的框体2，取得检测对象范围的热图像。在此，预定高度是指与实施方式1和实施方式2同样例如比人、热源等温度检测对象(测量对象)高的高度，例如是1800mm以上的高度。
图17所示的本实施方式的红外线检测装置与实施方式1的红外线检测装置1相比较，扫描部(马达311)的扫描旋转轴S3、设置台312、传感器模块301、红外线传感器302的配置不同，配置成与设置面41具有倾斜。此外，关于设置台312、传感器模块301和红外线传感器302的结构，除了配置之外都与实施方式1的设置台112、传感器模块101和红外线传感器102相同，因此省略说明。
在本实施方式中，扫描旋转轴S3和红外线传感器302的排列面配置成与设置面41具有倾斜。因此，如图17所示，红外线传感器302的视野中心轴C3与设置面41的垂直方向不平行(与底面42不平行)。另外，如图17所示，扫描旋转轴S3通过红外线传感器302的排列面，红外线传感器302以通过该排列面的扫描旋转轴S3旋转。
这样，在本实施方式中，连同扫描旋转轴S3一起相对于设置面41倾斜，并且，红外线传感器302的视野中心轴C3与扫描旋转轴S3大致垂直。
[实施方式3的效果等]
由此，当红外线传感器302以扫描旋转轴S3旋转时，红外线传感器302的从底面42观察的上端与下端的转速(旋转俯仰)相同，因此，不再需要实施方式1所说明的利用控制处理部12的失真修正。也就是说，由于在控制处理部12中可以不进行失真修正，因此起到不再耗费存储器使用量和运算负荷的效果。
另外，本实施方式的红外线检测装置具备视野中心轴C3与设置面41的大致垂直相比朝向底面42侧倾斜的红外线传感器302。由此，还起到能够扩大设置了红外线检测装置的位置附近的下方区域的检测对象范围的效果。
(实施方式1～3的变形例)
此外，在实施方式2中，红外线传感器的多个红外线检测元件以一个以上的列排列，各个列中的多个红外线检测元件各自的与底面42大致平行的横边的宽度形成为越靠近底面42越窄。另外，对各个列的相邻的多个红外线检测元件的横边的宽度由上述(式1)规定的情况进行了说明。但是，该横边的宽度不局限于由上述(式1)规定的情况。
也就是说，例如，不局限于满足上述(式1)的Lx/Ly＝sin(θx)/sin(θy)的关系的情况，也可以满足Lx/Ly>sin(θx)/sin(θy)的关系，还可以满足Lx/Ly<sin(θx)/sin(θy)的关系。
更具体而言，当设各个列中的多个红外线检测元件中的一个红外线检测元件的横边的宽度为Lx，设与该一个红外线检测元件在底面42一侧相邻的红外线检测元件的横边的宽度为Ly，设该一个红外线检测元件的视场角的最靠近底面42的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角为θx，设该相邻的红外线检测元件的视场角的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角为θy时，也可以满足Lx/Ly>sin(θx)/sin(θy)的关系。
在此情况下，在构成红外线传感器的各红外线检测元件中越是有效视野角为水平(与底面42平行)的红外线检测元件越起到能够以高灵敏度进行扫描的效果。适合于希望从设置有红外线检测装置的位置以高灵敏度扫描在水平方向上很远的测量对象物的情况。
另外，当设各个列中的多个红外线检测元件中的一个红外线检测元件的横边的宽度为Lx，设与该一个红外线检测元件在底面42一侧相邻的红外线检测元件的横边的宽度为Ly，设该一个红外线检测元件的视场角的最靠近底面42的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角为θx，设该相邻的红外线检测元件的视场角的最下端的主光线与扫描旋转轴S1所成的角为θy时，也可以满足Lx/Ly<sin(θx)/sin(θy)的关系。
在此情况下，起到越是靠近设置红外线检测装置的位置的正下方的红外线检测元件越能够相对于距离提高扫描密度(以高灵敏度)进行扫描的效果。适用于希望以高灵敏度扫描设置红外线检测装置的位置的正下方的区域的情况。
此外，搭载实施方式1～3所说明的红外线检测装置的框体不局限于空调设备。也可以搭载于监控摄像头，还可以搭载于微波炉。
[实施方式1～3的效果等]
本发明的一个方式的红外线检测装置安装于设置在与空间的底面大致垂直并且距离所述底面预定高度的设置面的框体，所述红外线检测装置具备：一个以上的红外线检测元件以一个以上的列排列而成的红外线传感器；以及扫描部，其具有扫描旋转轴，通过使所述红外线传感器以所述扫描旋转轴旋转来使所述红外线传感器对所述空间进行扫描，所述一个以上的红外线检测元件的排列面被配置成相对于所述设置面具有倾斜。
通过上述结构，能够实现能够扩大靠近设置位置的下方区域的检测对象范围的红外线检测装置。
在此，例如，在所述排列面的中心可以具有所述红外线传感器以所述扫描旋转轴旋转时的旋转中心并且是所述扫描旋转轴通过的旋转中心。
进而，例如可以为，所述扫描旋转轴和所述排列面设置成与所述设置面具有所述倾斜，所述扫描旋转轴通过所述排列面，所述红外线传感器以通过所述排列面的所述扫描旋转轴旋转。
另外，例如可以为，所述扫描旋转轴与所述设置面大致平行，所述排列面与所述扫描旋转轴交叉。
在此，例如，在所述红外线传感器中，多个红外线检测元件以一个以上的列排列，所述列的各个列中的多个红外线检测元件各自的与所述底面大致平行的横边的宽度，越靠近所述底面越窄。
进而，例如，当设所述列的各个列中的多个红外线检测元件中的一个红外线检测元件的横边的宽度为Lx，设与所述一个红外线检测元件在所述底面侧相邻的红外线检测元件的横边的宽度为Ly，设所述一个红外线检测元件的视场角的最靠近所述底面的最下端的主光线与所述扫描旋转轴所成的角为θx，设所述相邻的红外线检测元件的视场角的最下端的主光线与所述扫描旋转轴所成的角为θy时，可以满足Lx/Ly＝sin(θx)/sin(θy)的关系。
另外，例如，当设所述列的各个列中的多个红外线检测元件中的一个红外线检测元件的横边的宽度为Lx，设与所述一个红外线检测元件在所述底面侧相邻的红外线检测元件的横边的宽度为Ly，设所述一个红外线检测元件的视场角的最靠近所述底面的最下端的主光线与所述扫描旋转轴所成的角为θx，设所述相邻的红外线检测元件的视场角的最下端的主光线与所述扫描旋转轴所成的角为θy时，可以满足Lx/Ly>sin(θx)/sin(θy)的关系。
另外，例如，当设所述列的各个列中的多个红外线检测元件中的一个红外线检测元件的横边的宽度为Lx，设与所述一个红外线检测元件在所述底面侧相邻的红外线检测元件的横边的宽度为Ly，设所述一个红外线检测元件的视场角的最靠近所述底面的最下端的主光线与所述扫描旋转轴所成的角为θx，设所述相邻的红外线检测元件的视场角的最下端的主光线与所述扫描旋转轴所成的角为θy时，可以满足Lx/Ly<sin(θx)/sin(θy)的关系。
另外，例如可以为，在所述红外线传感器中，多个红外线检测元件以3个以上的列排列，所述列的各个列中的多个红外线检测元件各自的与所述底面大致平行的横边的宽度越靠近所述底面越窄，在所述3个以上的列的相邻的列中，对应的位置的红外线检测元件的中心位置的距离恒定。
另外，例如可以为，在所述红外线传感器中，多个红外线检测元件以3个以上的列排列，所述列的各个列中的多个红外线检测元件各自的与所述底面大致平行的横边的宽度越靠近所述底面越窄，所述3个以上的列的各个列中的多个红外线检测元件各自的位置越靠近所述底面则越靠近所述3个以上的列的成为列方向的中心的位置。
另外，例如可以为，所述3个以上的列的从所述底面来看成为起始的红外线检测元件的位置以依次靠近所述底面的方式偏移。
另外，例如可以为，所述成为起始的红外线检测元件的位置，从相邻的所述列的成为起始的红外线检测元件偏移所述相邻的列的所述成为起始的红外线检测元件的与所述底面大致垂直的纵边的宽度的1/4。
另外，例如可以为，所述红外线传感器配置成使得所述一个以上的列相对于所述扫描旋转轴具有预定角度的倾斜。
另外，例如可以为，所述预定角度是被调整成使得构成所述红外线传感器的多个红外线检测元件各自的中心位置成为从与所述扫描旋转轴垂直的方向来看都不同的位置的角度。
此外，上述的总括性或具体的方式可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的CD-ROM等记录介质来实现，也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合来实现。
(实施方式4)
在本实施方式中，对于不增加红外线检测元件的数量而能够使热图像的分辨率提高的红外线检测装置的具体的方式进行说明。
[红外线检测装置的结构]
以下，参照附图对实施方式4的红外线检测装置进行说明。
图18是示出实施方式4的红外线检测装置1A的结构的一例的图。图19A是本实施方式的红外线检测部10和扫描部11的结构的形象图。图19B是本实施方式的红外线传感器102A的结构的形象图。
如图18所示，红外线检测装置1A具备红外线检测部10、扫描部11和控制处理部12。
扫描部11使红外线检测部10在预定的方向上扫描。更具体而言，扫描部11使红外线传感器102A在预定的方向上移动，由此使红外线传感器102A对检测对象范围进行扫描。在本实施方式中，扫描部11具备图19A所示的马达111。马达111受控制处理部12控制，使传感器模块101的红外线传感器102A在预定的方向上旋转或者移动。在此，马达111例如是步进马达或伺服马达等。预定的方向是图19A中的水平方向，与图19B中的扫描轴的方向(扫描方向)相当。
控制处理部12控制扫描部11，对红外线检测部10所取得的热图像(输入图像)进行处理。如图18所示，控制处理部12具备设备控制部121和图像处理部122。
设备控制部121基于红外线检测部10检测出的信息算出用于进行使扫描部11扫描的控制的控制信息，根据所算出的控制信息对扫描部11进行控制。图像处理部122对红外线检测部10所取得的热图像(输入图像)实施超分辨率处理而重构热图像(输入图像)，由此生成高清晰的热图像(输出图像)。图像处理部122将所生成的高清晰的热图像即超分辨率处理后的热图像输出。
在此，热图像是由表示温度检测对象范围的温度分布的多个像素构成的图像。另外，超分辨率处理是能够生成未存在于输入图像的高分辨率的信息(输出图像)的高分辨率化处理之一。关于超分辨率处理，存在从多张图像得到一张高分辨率图像的处理方法和使用了学习数据的处理方法。在本实施方式中，红外线检测部10利用扫描部11进行扫描，由此能够取得温度检测对象范围的热图像并且是子像素单位的位置偏移的热图像即不同采样点的热图像数据。因此，以下，以使用从多张热图像得到一张高分辨率热图像的处理方法为例进行说明。
此外，图像处理部122还可以基于超分辨率处理后的热图像取得位于温度检测对象范围内的人的位置和/或使用者的手和/或面部的温度、墙壁的温度等表示热源的位置和/或温度的热图像数据，并输出该热图像数据。
红外线检测部10利用扫描部11在预定的方向上进行扫描，由此能够取得温度检测对象范围的热图像。更具体而言，红外线检测部10具有多个红外线检测元件排列成行列状而成的红外线传感器102A，检测由红外线传感器102A扫描的温度检测对象范围的红外线。红外线传感器102A配置成多个红外线检测元件的行列相对于该预定的方向具有预定角度的倾斜。在此，预定角度是被调整成使得构成红外线传感器102A的多个红外线检测元件各自的中心位置成为从该预定的方向来看都不同的位置的角度。
在本实施方式中，红外线检测部10由例如图19A所示的传感器模块101构成。传感器模块101具备红外线传感器102A和未图示的透镜。
透镜由红外线的透射率高的硅和/或ZnS等构成。该透镜被设计成从各方向入射到该透镜的红外线(红外光)向构成红外线传感器102A的各个不同的红外线检测元件入射。
例如图19B所示，红外线传感器102A由以N行M列(N、M为2以上的自然数)排列成行列状的多个红外线检测元件构成。另外，红外线传感器102A沿着水平方向即图19B的扫描轴的方向旋转(移动)，由此能够扫描温度检测对象范围。红外线检测部10对预定的方向(水平方向)执行扫描，由此取得温度检测对象范围的热图像(红外线)并输出至图像处理部122。
更具体而言，红外线传感器102A通过马达111沿着水平方向即图19B所示的扫描轴的方向按子像素单位的位置进行旋转(移动)。由此，红外线传感器102A取得温度检测对象范围的热图像并且是子像素单位的位置偏移的热图像(红外线)，输出至图像处理部122。
另外，红外线传感器102A相对于水平方向即图19B所示的扫描轴的方向以预定角度(图的X°)倾斜。换言之，红外线传感器102A由排列成N行M列的行列状的多个红外线检测元件构成，该多个红外线检测元件的行列排列成与相对于扫描轴具有预定角度(X°)的倾斜的传感器轴平行和垂直。也就是说，预定角度(X°)是被调整成使得构成红外线传感器102A的多个红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置的角度。进而，换言之，预定角度(X°)是被调整成使得当多个红外线检测元件沿着扫描轴的方向旋转(移动)时，与传感器轴平行的M列的红外线检测元件和与它们相邻的行的红外线检测元件在扫描轴的方向上不重叠的角度。
另外，由于红外线传感器102A相对于扫描轴的方向以预定角度(图的X°)倾斜，因此在构成红外线传感器102A的多个红外线检测元件中，以下的关系成立。即，在同一行(例如第1排列)中相邻的红外线检测元件各自的中心位置之间的、与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)上的距离(例如第1距离)相等。另外，该行(第1排列)的位于成为扫描方向的最前头的一端的红外线检测元件(例如第1元件)和与该行(第1排列)相邻的行(例如第2排列)的、与该行(第1排列)的另一端的红外线检测元件相邻的红外线检测元件(例如第2元件)各自的中心位置之间的、与扫描轴垂直的方向(纵向)上的距离(例如第2距离)和上述第1距离相等。
由此，当多个红外线检测元件沿着扫描轴的方向旋转(移动)时，与扫描轴垂直的方向的红外线检测元件的数量比扫描轴与传感器轴平行时的N个增加。也就是说，在传感器轴从扫描轴倾斜了预定角度(X°)的红外线传感器102A中，与传感器轴和扫描轴平行时相比，能够使与扫描轴垂直的方向(纵轴)的热图像的像素数实质上增加。由此能够提高与扫描轴垂直的方向(纵轴)的分辨率。
以下，使用实施例对预定角度的一例进行说明。
(实施例)
接下来，使用图20和图21，对实施例的红外线传感器102A的结构的一例进行说明。
图20是示出实施方式4的实施例的红外线传感器的图。
图20所示的红外线传感器102a是红外线传感器102A的一例，由排列成8行8列的多个红外线检测元件构成。此外，在图20所示的各红外线检测元件的中心示出检测点。各红外线检测元件的检测点处的红外线检测灵敏度高，也可以在该检测点检测红外线。另外，各红外线检测元件虽然在该元件的整个区域检测红外线，但是也可以在检测点主导地检测红外线。另外，该检测点也可以代表各红外线检测元件的区域。在此情况下，该检测点也可以表示各红外线检测元件要检测的红外线的平均。
构成红外线传感器102a的8行8列的多个红外线检测元件的传感器轴相对于水平方向即图20所示的扫描轴的方向以预定角度a倾斜。此外，预定角度a是上述的预定角度x的一例，是被调整成使得8行8列的红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置的角度。换言之，预定角度a是被调整成使得当构成红外线传感器102a的排列为8×8的行列状的多个红外线检测元件沿着扫描轴的方向旋转(移动)时，与传感器轴平行的8列的红外线检测元件和与它们相邻的行的8列的红外线检测元件在扫描轴的方向上不重叠的角度。
图21是用于对图20所示的红外线传感器102a的倾斜进行说明的图。为了便于说明，图21中示出图20所示的排列成8行8列的多个红外线检测元件中的2行的多个红外线检测元件。在此，虚线c1、虚线c2表示与扫描轴平行的虚线。
在图21中，预定角度a为被调整成使得当红外线检测元件a11～红外线检测元件a18和红外线检测元件a21～红外线检测元件a28沿着扫描轴的方向旋转(移动)时在扫描轴的方向上不重叠的角度。
在此，例如红外线检测元件a11和红外线检测元件a12各自的中心位置之间的该纵向的距离h、红外线检测元件a12和红外线检测元件a13各自的中心位置之间的该纵向的距离h、红外线检测元件a13和红外线检测元件a14各自的中心位置之间的该纵向的距离h、红外线检测元件a14和红外线检测元件a15各自的中心位置之间的该纵向的距离h、红外线检测元件a15和红外线检测元件a16各自的中心位置之间的该纵向的距离h、红外线检测元件a16和红外线检测元件a17各自的中心位置之间的该纵向的距离h、红外线检测元件a17和红外线检测元件a18各自的中心位置之间的该纵向的距离h、以及红外线检测元件a18和红外线检测元件a21各自的中心位置之间的该纵向的距离h都相等为第1距离。此外，红外线检测元件a21～红外线检测元件a28的情况也是同样的。
另外，第2距离、即红外线检测元件a18(第1元件)和红外线检测元件a21(第2元件)各自的中心位置之间的该纵向的距离h与第1距离相等。另外，红外线检测元件a11和红外线检测元件a18各自的中心位置之间的该纵向的距离为8h。
另外，满足上述的关系的预定角度a是满足tan-1(1/8)的角度，可以算出为7.125°。
因此，红外线传感器102a由与传感器轴为平行和垂直的8×8的红外线检测元件构成，该传感器轴相对于扫描轴具有7.125°的倾斜(预定角度a)。由此，构成红外线传感器102a的8行8列的红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置。这样，能够使得构成红外线传感器102a的8列的红外线检测元件在扫描轴的方向上都不重叠，因此能够实质上增加与扫描轴垂直的方向(纵轴)的热图像的像素数。
此外，在本实施例中，作为构成红外线传感器102A的排列成N行M列的多个红外线检测元件的一例，对8行8列的红外线检测元件进行了说明，但不局限于此。
可以是4行4列的红外线检测元件，也可以是16行16列的红外线检测元件，还可以是32行32列的红外线检测元件。这是因为只要是N行N列(N为2以上的自然数)的红外线检测元件，就能够作为通用产品获得，因此能够降低红外线传感器的采用成本。
图22A是用于说明使用了比较例的红外线传感器502a的情况下的红外线检测装置的效果的图。图22B是用于说明使用了图20所示的红外线传感器102a的情况下的红外线检测装置的效果的图。
图22A所示的比较例的红外线传感器502a不相对于扫描轴的方向(水平方向)倾斜。即，红外线传感器502a的传感器轴与扫描轴一致。在此情况下，当构成红外线传感器502a的8×8的红外线检测元件沿着扫描轴的方向旋转(移动)时，与扫描轴平行的方向(列方向)的红外线检测元件重叠。因此，与扫描轴垂直的方向的红外线检测元件的数量保持8个不变。
另一方面，图22B所示的红外线传感器102a相对于扫描轴的方向(水平方向)以7.125度倾斜。即，红外线传感器102a的传感器轴相对于扫描轴以7.125度倾斜。在此情况下，当构成红外线传感器102a的8×8的红外线检测元件沿着扫描轴的方向旋转(移动)时，与扫描轴平行的方向(列方向)的红外线检测元件不重叠。由此，与扫描轴垂直的方向的红外线检测元件的数量相比于红外线传感器102a的行方向的红外线检测元件的数量即8个(8vertical levels：8个垂直层次)增加，变为64个(64vertical levels：64个垂直层次)。
这样，红外线检测装置1A具有红外线传感器102a，上述红外线传感器102a由具有相对于扫描轴倾斜了7.125°的传感器轴的红外线检测元件构成，由此，不增加构成红外线传感器102a的红外线检测元件的数量，就可以取得比比较例高8倍的高分辨率的热图像。进而，红外线检测装置1A利用控制处理部12对该热图像实施超分辨率处理，由此能够取得使分辨率进一步提高的热图像。
[红外线检测装置的工作]
接下来，对如上构成的红外线检测装置1A的工作进行说明。
图23是用于说明实施方式4的红外线检测装置1A的工作的流程图。
首先，红外线检测装置1A使红外线检测部10扫描(S10)，取得温度检测对象范围的热图像(S11)。具体而言，红外线检测装置1A使红外线检测部10的红外线传感器102a沿着扫描轴移动(旋转)，由此使红外线传感器102a对温度检测对象范围进行扫描而取得温度检测对象范围的热图像。此外，红外线传感器102a利用扫描部11进行按子像素单位移动的(旋转的)扫描，取得按子像素单位移动后的多个热图像。
接下来，红外线检测装置1A对所取得的热图像实施超分辨率处理(S12)。具体而言，红外线检测装置1对所取得的多张热图像实施处理而重构多张热图像，由此生成一张高清晰的热图像。
接下来，红外线检测装置1A输出所生成的高清晰的热图像即超分辨率处理后的热图像(S13)。
这样，红外线检测装置1A能够以高分辨率取得温度检测对象范围内的热图像。
[实施方式4的效果等]
如上所示，本实施方式的红外线检测装置具备由红外线检测元件构成的红外线传感器，该红外线传感器具有相对于扫描轴倾斜了预定角度的传感器轴。由此，不增加构成红外线传感器的红外线检测元件的数量就能够使热图像的分辨率提高。在此，预定角度是被调整成使得构成红外线传感器的多个红外线检测元件各自的中心位置成为从作为扫描方向的预定的方向来看都不同的位置的角度。例如，在红外线传感器由8行8列的红外线检测元件构成的情况下，上述预定角度为7.125度。
另外，本实施方式的红外线检测装置由于不使构成红外线传感器的红外线检测元件的数量增加而能够取得高分辨率的热图像，所以不需要为了使红外线传感器还沿着垂直于扫描轴的方向移动(扫描)而增设马达。另外，本实施方式的红外线检测装置由于不使构成红外线传感器的红外线检测元件的数量增加而能够取得高分辨率的热图像，所以也不需要采用红外线检测元件的数量更多、且成本高的红外线传感器。也就是说，根据本实施方式的红外线检测装置，起到如下效果：不仅能够削减用于取得高分辨率的热图像的马达的成本，还能够削减用于采用红外线检测元件的数量更多的红外线传感器的成本。
另外，在通过增设马达来增加红外线传感器的扫描方向而能够取得高分辨率的热图像的比较例的红外线检测装置中，与增设马达的量相应地，导致机械上的尺寸也会变大。因此，将比较例的红外线检测装置作为模块，装载在例如空调设备等其他设备中变得困难。另一方面，在本实施方式的红外线检测装置中，由于不需要增设用于增加扫描方向(该垂直方向的扫描)的马达，所以尺寸也不会变大。因此，本实施方式的红外线检测装置还起到作为模块容易装载在例如空调设备等其他设备中这样的效果。
进而，与为了还在垂直于扫描轴的方向上移动(扫描)而增设马达的情况相比较，本实施方式的红外线检测装置，也不需要在扫描轴的方向上扫描后还在该垂直方向上扫描的时间。也就是说，在本实施方式的红外线检测装置中，起到不增加红外线检测时间而能够提高热图像的分辨率这样的效果。
对此具体地进行说明。在比较例的红外线检测装置中，增设马达来增加红外线传感器的扫描方向，由此能够取得高分辨率的热图像，因此，导致用于取得热图像的扫描时间(红外线检测时间)也会与增加了扫描方向的量相应地增加。也就是说，在比较例的红外线检测装置中，由于在温度检测对象范围的热图像的取得上需要时间，所以从扫描开始至热图像取得的时差大，存在导致取得的热图像的分辨率比期待分辨率更低的问题。另一方面，在本实施方式的红外线检测装置中，由于不需要增设用于增加扫描方向(该垂直方向的扫描)的马达，所以不增加红外线检测时间而能够提高热图像的分辨率。
(变形例)
在实施方式4中，针对构成红外线传感器的多个红外线检测元件都为有效的(构成红外线传感器的多个红外线检测元件都被使用)情况进行了说明，但不局限于此。考虑用于向红外线传感器会聚红外线的透镜的彗差和/或球差的影响，可以使构成红外线传感器的多个红外线检测元件中的一部分红外线检测元件有效，使该一部分以外的其它部分的红外线检测元件无效。
以下，以此情况下的例子作为变形例在下文进行说明。
此外，球差，是由于透镜的表面为球面的原因引起的像差、即由于透镜的表面为球面，所以光的行进方向在透镜的中心部分和周边部分不同引起的像差。彗差是指，在偏离光轴的地方，像点拉长尾巴的现象、即从偏离光轴的1点发出的光在像面没有聚在1点，而成为尾巴拉长的彗星这样的像，并且像点伸长的现象。
[红外线传感器的结构]
图24是实施方式4的变形例的红外线传感器102b的结构的形象图。
红外线传感器102b是红外线传感器102A的一例。构成红外线传感器102b的多个红外线检测元件排列成N行N列(N为2以上的自然数)，N列中的位于两端的列的红外线检测元件为无效。也就是说，红外线传感器102b使用除了N列中的位于两端的列的N行L列(L<N，L为2以上的自然数)的红外线检测元件即一部分红外线检测元件。除去N列中的位于两端的列是由于：在用于红外线传感器102b的透镜中，位于距离中心越远的位置的红外线传感器102b的红外线检测元件，其彗差和/或球差的影响会越大。
另外，与实施方式4同样，红外线传感器102b相对于扫描轴的方向以预定角度(图的X1°)倾斜。在此，预定角度X1是被调整成使得构成红外线传感器102b的N行N列的红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置的角度。例如，在红外线传感器102b由8行8列的多个红外线检测元件构成，一部分红外线检测元件为8行6列的红外线检测元件的情况下，预定角度X1为9.462°。
此外，预定角度也可以是被调整成不是构成红外线传感器102b的N行N列的红外线检测元件的全部而是一部分(N行L列)的红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置的角度。
进而，优选预定角度为满足以下的式的值。即，X1＝arctan(1/Ceff)。在此，X1为预定角度。Ceff为像素被利用的列的数量。此外，在该式中，图24的情况下Ceff为6。另外，以下要说明的图25的情况下，Ceff也为6。
[变形例的效果等]
如上所述，根据本变形例的红外线检测装置，不增加构成红外线传感器的红外线检测元件的数量而能够提高热图像的分辨率。进而，在本变形例中，不使用构成红外线传感器的多个红外线检测元件的全部，而使用一部分。由此，起到能够减轻用于向红外线传感器会聚红外线的透镜的彗差和/或球差的影响的效果。
此外，在本变形例中，作为使用构成红外线传感器的多个红外线检测元件的一部分的例子，对于使位于扫描轴方向的两端的列的红外线检测元件无效而不使用的情况进行了说明，但不局限于此。例如，如图25所示，也可以使位于扫描轴方向的两端的列的红外线检测元件中的一部分有效。
图25是实施方式4的变形例的其它例子的红外线传感器的结构的形象图。此外，对于与图24同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。
图25所示的红外线传感器102c是红外线传感器102A的一例，由排列成N行N列(N为2以上的自然数)的红外线检测元件构成。
在红外线传感器102c中，除去N列中的位于两端的列的红外线检测元件的一部分而设为有效。更具体而言，如图25所示，红外线传感器102c使用N列中的除去位于两端的列的N行L列(L<N，L为2以上的自然数)的红外线检测元件、图25中右侧的一端(两端中的扫描时为最前头侧的一端)的下端的红外线检测元件、图25中左侧的一端(两端中的扫描时为末尾侧的一端)的上端的红外线检测元件。除去N列中的位于两端的列是由于如上述那样彗差和/或球差的影响会变大。使N列中的位于两端的列的一部分有效是由于：为了增加与扫描轴垂直的方向(纵轴)的热图像的像素数而使与扫描轴垂直的方向(纵轴)的红外线检测元件的数量增加来扩大纵轴的视野，该一部分位于也可以减轻透镜变形的影响的位置。
(实施方式5)
使构成红外线传感器的所有的红外线检测元件中的一部分红外线检测元件有效的情况的例子不局限于上述的例子。在本实施方式中，对于一部分红外线检测元件的其他结构例进行说明。以下，以与实施方式4不同的部分为中心进行说明。
[红外线传感器的结构]
图26是实施方式5的红外线传感器的一例的结构的形象图。图27是用于对图26所示的红外线传感器的倾斜进行说明的图。
红外线传感器102d是红外线传感器102A的一例。在构成红外线传感器102d的多个红外线检测元件中，多个红外线检测元件中的一部分红外线检测元件为有效，该一部分以外的其它部分的红外线检测元件为无效。
在本实施方式中，构成红外线传感器102d的多个红外线检测元件排列成N行N列(N为2以上的自然数)，一部分红外线检测元件是N行N列中的位于扫描轴的方向的两端部的多个红外线检测元件以外的多个红外线检测元件。
更具体而言，图26所示的一部分红外线检测元件构成为包括：沿着N行N列的2个对角线中的与扫描轴的方向所成的角度大的第1对角线排列的多个红外线检测元件即第1元件列、与第1元件列相邻且沿着第1对角线排列的多个红外线检测元件即第2元件列、与第2元件列相邻且沿着第1对角线排列的多个红外线检测元件即第3元件列、与第3元件列相邻且沿着第1对角线排列的多个红外线检测元件即第4元件列。也就是说，作为一部分红外线检测元件，使构成红外线传感器102d的多个红外线检测元件中的、从第1元件列至第4元件列的红外线检测元件有效，使其他的红外线检测元件无效。
另外，与实施方式4同样地，红外线传感器102d相对于扫描轴的方向以预定角度(图的x2°)倾斜。预定角度x2是被调整成使得上述的一部分红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置的角度。
在此，对于预定角度x2的算出方法，使用提取出例如图26所示的一部分的区域F1的图27进行说明。在图27中，虚线S11、S12和S13表示与扫描轴平行的虚线。虚线L11表示连结红外线检测元件c11、c13和c15且与传感器轴平行的虚线。同样地，虚线L12表示连结红外线检测元件c12和c14并与传感器轴平行的虚线。
在此，例如红外线检测元件c11和红外线检测元件c13各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离h2、红外线检测元件c13和红外线检测元件c15各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离h2、红外线检测元件c12和红外线检测元件c14各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离h2都相等。另外，例如红外线检测元件c11和红外线检测元件c12各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离为作为(元件列的数-1)的P的h2倍(P×h2)。
能够通过算出满足这样的关系的角度x2来算出预定角度x2。具体而言，这样的关系作为sin(x2)＝Ph2/D1，sin(45-x2)＝h3/(√2·D1)表示成关系式。在此，D1是红外线检测元件之间的距离，例如红外线检测元件c11和红外线检测元件c12各自的中心位置之间的距离(传感器轴上的距离)。另外，通过求解上述的关系式，能够算出预定角度x2。即，对上述关系式求解为sin(x2)＝P√2·sin(45-x2)即sin(x2)＝Pcos(x2)-Psin(x2)，变换表达为tan(x2)＝P/(P+1)，由此能够算出预定角度x2＝tan-1(P/P+1)。
以下，使用实施例对预定角度的一例进行说明。
(实施例)
以下，使用图28和图29，对本实施例的红外线传感器102e的结构的一例进行说明。
图28是实施方式5的实施例的红外线传感器的结构的形象图。图29是用于对图28所示的红外线传感器的倾斜进行说明的图。
图27所示的红外线传感器102e是红外线传感器102A的一例，由排列成8行8列的多个红外线检测元件构成。在红外线传感器102e中，多个红外线检测元件中的一部分红外线检测元件被设为有效，该一部分以外的其它部分的红外线检测元件被设为无效。
在本实施例中，构成红外线传感器102e的多个红外线检测元件排列成8行8列，一部分红外线检测元件是8行8列中的位于扫描轴的方向上的两端部的多个红外线检测元件以外的多个红外线检测元件。
更具体而言，图28所示的一部分红外线检测元件构成为包括：沿着8行8列的2个对角线中的与扫描轴的方向所成的角度大的第1对角线排列的多个红外线检测元件即第1元件列、与第1元件列相邻且沿着第1对角线排列的多个红外线检测元件即第2元件列、与第2元件列相邻且沿着第1对角线排列的多个红外线检测元件即第3元件列。也就是说，作为一部分红外线检测元件，使构成红外线传感器102e的多个红外线检测元件中的、从第1元件列至第3元件列的红外线检测元件为有效，使其他的红外线检测元件为无效。
另外，红外线传感器102e相对于扫描轴的方向以预定角度(图的a2°)倾斜。预定角度a2是被调整成使得上述的一部分红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置的角度。
在此，对于预定角度a2的算出方法，使用提取出例如图28所示的一部分的区域F2的图29进行说明。在图29中，虚线S21、S22和S23表示与扫描轴平行的虚线。虚线L21表示连结红外线检测元件c21、c23和c25且与传感器轴平行的虚线。同样地，虚线L22表示连结红外线检测元件c22和c24且与传感器轴平行的虚线。
在此，属于第1元件列的红外线检测元件即第1元件(红外线检测元件c23)的中心位置和沿着与所述扫描轴的方向具有预定角度的行方向排列的与包含第1元件(红外线检测元件c23)的多个红外线检测元件相邻的多个红外线检测元件中的、与第1元件(红外线检测元件c23)相邻的、分别属于第3元件列的红外线检测元件即第2元件(红外线检测元件c21、c25)的中心位置之间的且与扫描轴的方向垂直的方向上的距离即第1距离h3相等。另外，2个第2元件(红外线检测元件c21、c25)中的、作为扫描方向的末尾的一方的第3元件(红外线检测元件c21)的中心位置和在行方向上排列的包含第1元件(红外线检测元件c23)的多个红外线检测元件中的、与第1元件(红外线检测元件c23)相邻但不与第3元件(红外线检测元件c25)相邻的属于第2元件列的红外线检测元件即第4元件(红外线检测元件c24)的中心位置之间的、与扫描轴的方向垂直的方向上的距离即第2距离与第1距离相等。另外，第4元件(红外线检测元件c24)的中心位置和在行方向上排列的包含第3元件(红外线检测元件c21)的多个红外线检测元件中的、与第3元件(红外线检测元件c21)相邻并且属于第2元件列的红外线检测元件即第5元件(红外线检测元件c22)的中心位置之间的、与扫描轴的方向垂直的方向上的距离即第3距离与第1距离相等。
更具体而言，如图29所示，例如红外线检测元件c21和红外线检测元件c23各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离h3、红外线检测元件c23和红外线检测元件c25各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离h3、红外线检测元件c22和红外线检测元件c24各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离h3均相等。另外，例如红外线检测元件c21和红外线检测元件c22各自的中心位置之间的与扫描轴垂直的方向(图中为纵向)的距离为2h3倍((元件列的数-1)×h3)。
能够通过算出满足这样的关系的角度x3来算出预定角度a2。具体而言，将这样的关系作为sin(x3)＝2h3/D2，sin(z)＝h3/(√2·D2)，z＝45-x3，表示为关系式，通过求解上述关系式，可以算出预定角度a2。在此，D2为红外线检测元件之间的距离，例如是红外线检测元件c21和红外线检测元件c22各自的中心位置之间的距离(传感器轴上的距离)。即，将上述关系式求解为sin(x3)＝2√2·sin(z)即sin(x3)＝2cos(x3)-2sin(x3)，变换表达为tan(x3)＝2/3，由此可以求解为x3＝33.69度。由此，预定角度a2能够算出为33.69度。
因此，红外线传感器102e由与传感器轴为平行和垂直的8×8的红外线检测元件构成，该传感器轴相对于扫描轴具有33.69°的倾斜(预定角度a2)。由此，作为构成红外线传感器102e的8行8列的红外线检测元件中的、一部分红外线检测元件为有效的第1元件列～第3元件列的红外线检测元件各自的中心位置成为从扫描轴的方向来看都不同的位置，在扫描轴的方向上不重叠。由此，在红外线传感器102e中能够增加与扫描轴垂直的方向的红外线检测元件的数量，因此能够实质上增加与扫描轴垂直的方向(纵轴)的热图像的像素数。
此外，在本实施例中，以8行8列的红外线检测元件构成红外线传感器102e，但不局限于此。可以是4行4列的红外线检测元件，也可以是16行16列的红外线检测元件，还可以是32行32列的红外线检测元件。这是因为只要是N行N列(N为2以上的自然数)的红外线检测元件，就可以作为通用产品而取得，因此能够降低红外线传感器的采用成本。
图30是用于说明使用图27所示的红外线传感器102e的情况下的红外线检测装置的效果的图。
图30所示的红外线传感器102e相对于扫描轴的方向(水平方向)以33.69度倾斜。即，红外线传感器102e的传感器轴相对于扫描轴以33.69度倾斜。在此情况下，当红外线传感器102e沿着扫描轴的方向旋转(移动)时，与扫描轴平行的方向(列方向)的该一部分红外线检测元件不重叠。由此，与扫描轴垂直的方向的一部分红外线检测元件的数量，比红外线传感器102e的行方向的红外线检测元件的数量即8个(8vertical levels：8个垂直层次)增加，成为34个(34vertical levels：34个垂直层次)。
这样，这样，红外线检测装置1A具有包括红外线检测元件的红外线传感器102e，该红外线传感器102e具有相对于扫描轴倾斜了33.69度倾斜的传感器轴，由此，不会使构成红外线传感器102e的红外线检测元件的数量增加，与比较例相比较，能够取得成为4.25倍的高分辨率的热图像。进而，红外线检测装置1A通过由控制处理单元12对该热图像实施超分辨处理，能够取得分辨率进一步提高的热图像。
[实施方式5的效果等]
如以上那样，根据本实施方式的红外线检测装置，能够不使构成红外线传感器的红外线检测元件的数量增加，而提高热图像的分辨率。进而，在本实施方式中，通过不使用构成红外线传感器的多个红外线检测元件的全部而使用一部分，起到能够降低用于使红外线会聚在红外线传感器的透镜的彗差和/或球差的影响的效果。
在此，预定角度是被调整成使得构成红外线传感器的多个红外线检测元件中的一部分红外线检测元件各自的中心位置成为从作为扫描方向的预定的方向来看都不同的位置的角度。例如，红外线传感器由8行8列的红外线检测元件构成，在作为一部分红外线检测元件而将上述的第1元件列～第3元件列的红外线检测元件设为有效而使用的情况下，该预定角度为33.69度。
该情况下，若与使用8行8列的红外线检测元件的情况相比，3个元件列的红外线检测元件，与扫描轴大致平行地排列的数量少，因此，起到能够缩短扫描时间、即用于扫描温度检测对象范围的时间(红外线检测时间)的效果。由此，还起到更加提高分辨率这样的效果。
另外，本实施方式的红外线检测装置，与实施方式4同样，不仅能够削减用于取得高分辨率的热图像的马达的成本，还能够削减用于采用红外线检测元件的数量更多的红外线传感器的成本。另外，本实施方式的红外线检测装置，与实施方式4同样，还起到作为模块而容易装载在例如空调设备等其他设备中的效果。
此外，在上述的实施方式4和实施方式5中，作为红外线传感器102A的一例，对以8行8列(8×8)排列成行列状的多个红外线检测元件进行了说明，但不局限于此。可以是以16行16列或32行32列排列成行列状的多个红外线检测元件，只要是由以N行M列(N、M为2以上的自然数)排列成行列状的多个红外线检测元件构成即可。
(实施方式6)
[成为实施方式6的基础的见解]
在实施方式1等中，以传感器模块搭载有红外线传感器和透镜为例进行了说明，但不局限于此。传感器模块也可以是容纳有红外线传感器和对红外线传感器的输出信号进行信号处理的IC芯片(IC元件)的封装件。
在此情况下，IC芯片由于驱动而发热，因此需要抑制因IC芯片产生的热所导致的对红外线传感器的检测结果的影响。
于是，例如在专利文献2中提出了在IC芯片与红外线传感器之间设置壁部等结构以不将IC芯片所产生的热传递至红外线传感器。
但是，对于搭载有红外线传感器的传感器模块(封装件)，通过以扫描旋转轴为中心进行旋转，由此对检测对象范围进行扫描。因IC芯片和红外线传感器的配置不同，存在扫描时由IC芯片产生的热经由封装件内的环境到达至红外线传感器并对红外线传感器的检测结果造成不良影响的情况。也就是说，在专利文献2所提出的传感器模块(封装件)中，关于IC芯片与红外线传感器的配置方向(并排设置方向)未进行研究，因此无法抑制在扫描时由IC芯片产生的热对红外线传感器的检测结果造成的影响。因此，因来自IC芯片的热的影响而有可能会导致红外线传感器要扫描的检测对象范围的检测温度上升，红外线传感器的传感器特性降低。
于是，在实施方式6中，对于能够抑制扫描时由来自IC芯片的热而产生的影响的红外线检测装置进行说明。
[红外线检测装置的结构]
以下，参照附图对实施方式6的红外线检测装置进行说明。
图31是示出本实施方式的红外线检测装置1B的结构的一例的图。图32是本实施方式的红外线检测装置1B搭载于框体的情况下的物理结构的局部示意图。图33A是示出本实施方式的红外线检测装置1B的物理结构的图。图33B是示出本实施方式的红外线检测装置的另一物理结构的图。此外，对于与图1～图4同样的要素标注同一标号并省略详细的说明。
与图3所说明的同样，本实施方式的红外线检测装置1B安装于设置在与空间4的底面大致垂直并且距离底面预定高度的设置面41的框体2，取得空间4内的检测对象范围的热图像。
如图31所示，红外线检测装置1B具备红外线检测部20、扫描部11和控制处理部12。此外，图31所示的红外线检测装置1B相对于实施方式1所涉及的红外线检测装置1，红外线检测部20的结构不同。
[扫描部]
首先，对本实施方式的扫描部11的结构等进行说明。
扫描部11具有扫描旋转轴，通过使红外线检测部20以该扫描旋转轴旋转，使构成红外线检测部20的红外线传感器102对空间4进行扫描。
例如图33A所示，扫描部11具备马达111和设置台112，具有与设置面41大致平行的扫描旋转轴S1。马达111受控制处理部12控制，使设置台112以扫描旋转轴S1旋转，由此使红外线检测部20以扫描旋转轴S1旋转。设置台112设置有红外线检测部20。如图33A所示，设置台112被配置成相对于扫描旋转轴S1具有倾斜，与扫描旋转轴S1交叉。
此外也可以例如图33B所示，扫描部11具备马达311和设置台312，具有相对于设置面41具有倾斜的扫描旋转轴S3。在此情况下，马达311受控制处理部12控制，使设置台312以扫描旋转轴S3旋转，由此使红外线检测部20以扫描旋转轴S3旋转。设置台312设置有红外线检测部20。设置台312与扫描旋转轴S3大致平行地配置。
[控制处理部]
接下来，对本实施方式的控制处理部12的结构等进行说明。
控制处理部12控制扫描部11，对红外线检测部20(红外线传感器102)所取得的热图像(输入图像)进行处理，并输出至框体2所包含的运算装置。此外，控制处理部12也可以包含于框体2的运算装置。失真修正处理和/或超分辨率处理等由控制处理部12执行的处理的详细内容如实施方式1所说明的那样，因此，省略在此的说明。此外，失真修正处理和/或超分辨率处理也可以由下述的红外线检测部20的IC芯片204执行。
[红外线检测部]
接下来，对本实施方式的红外线检测部20的结构等进行说明。
图34是本实施方式的红外线检测部20的分解立体图。图35是本实施方式的红外线检测部20的截面概略图。
如图33A或者图33B所示，红外线检测部20通过扫描部11以扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S3旋转，由此对空间4的温度检测对象范围进行扫描。在本实施方式中，红外线检测部20是将红外线传感器102和IC芯片204在沿着红外线传感器102的扫描旋转轴的方向上大致并排设置而容纳的封装件。此外，封装件相当于实施方式1等中的传感器模块的一个方式。更具体而言，如图34所示，红外线检测部20具备：封装件主体201、红外线传感器102、IC芯片204、具有窗孔203的封装件盖205、多个热敏电阻207。
封装件主体201形成为平板状，被安装成在一个表面侧红外线传感器102和IC芯片204在沿着红外线传感器102的扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S3的方向上大致并排设置。另外，封装件主体201沿着扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S3在红外线传感器102的附近配置热敏电阻207。另外，在封装件主体201的该一个表面侧与包围红外线传感器102和IC芯片204的封装件盖205接合。
此外，作为封装件主体201的基材的材料，例如可以采用陶瓷和/或树脂等电绝缘性材料。采用陶瓷作为封装件主体201的电绝缘性材料与采用环氧树脂等有机材料的情况相比，能够提高封装件主体201的耐湿性和耐热性。
另外，在封装件主体201形成有供红外线传感器102、IC芯片204等电连接的布线图案(未图示)。另外，封装件主体201形成有与上述的布线图案适当连接的多个外部连接用电极(未图示)。封装件主体201例如可以由陶瓷基板和/或印刷布线板等构成。在此，外部连接用电极与IC芯片204的距离可以比外部连接用电极与红外线传感器102的距离近。由此，能够设为使经由外部连接用电极向外部散热的热流不经过红外线传感器102的配置，因此能够减轻红外线传感器102内的温度分布。此外，更优选为将外部连接用电极和红外线传感器102配置在相对于IC芯片204相反的位置，能够进一步减轻红外线传感器102内的温度分布。
封装件盖205包围红外线传感器102和IC芯片204，与封装件主体201的该一个表面侧接合。封装件盖205在与红外线传感器102相对的位置具有使红外线通向红外线传感器102的窗孔203。在窗孔203配置有使红外光向红外线传感器102照射的透镜206。
透镜206使得红外线(红外光)向红外线传感器102照射。更具体而言，如上所述，透镜206由红外线的透射率高的硅和/或ZnS等构成。透镜206设计成使得从各方向入射到该透镜206的红外线(红外光)向构成红外线传感器102的一个以上的红外线检测元件分别入射。
在本实施方式中，扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S3穿过透镜206的光心。因此，红外线检测部20(红外线传感器102)和透镜206以穿过透镜206的光心的扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S3为中心被旋转驱动。
此外，不局限于扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S3穿过透镜206的光心的情况。也可以在红外线传感器102的该排列面的中心(透镜中心)具有红外线传感器102以扫描旋转轴S1旋转时的旋转中心并且是扫描旋转轴S1所通过的旋转中心。
热敏电阻207用于检测红外线传感器102的温度，在封装件主体201内与红外线传感器102接近地配置，产生与红外线传感器102的温度相应的模拟的输出电压。在本实施方式中，热敏电阻207配置在红外线传感器102的附近。热敏电阻207将所产生的输出电压向IC芯片204输出。此外，只要能够检测红外线传感器102的温度，不局限于热敏电阻207，也可以是热电偶。
[IC芯片]
接下来，对本实施方式中的IC芯片204的结构等进行说明。
IC芯片204例如是ASIC(Application Specific IC；专用集成电路)，对红外线传感器102的输出信号进行信号处理。此外，IC芯片204不局限于ASIC，只要能够将所希望的信号处理电路集成化即可。IC芯片204也可以使用例如硅基板而形成，例如，也可以使用GaAs基板、InP基板等化合物半导体基板而形成。
在本实施方式中，IC芯片204使用裸芯片。这是由于通过使用裸芯片，与将IC芯片204的裸芯片封装的情况相比，能够实现红外线检测部20的小型化。
另外，如上所述，IC芯片204与红外线传感器102一起安装于封装件主体201。IC芯片204在沿着红外线传感器102的扫描旋转轴的方向上与红外线传感器102大致并排设置。
在此，IC芯片204也可以基于2个以上的热敏电阻207的输出结果对红外线传感器102的输出信号进行修正处理，并且对修正处理后的输出信号进行信号处理。由此，IC芯片204能够使用热敏电阻对热图像的温度进行修正，因此红外线检测部20能够取得噪声更少的清晰的热图像。此外，IC芯片204也可以如上述那样包含有控制处理部12的一部分功能而进行超分辨率处理等。
IC芯片204与红外线传感器102协作。IC芯片204的电路结构根据红外线传感器102的种类等适当设计即可，例如可以采用对红外线传感器102的输出信号进行信号处理的信号处理电路等。以下，对IC芯片204的电路结构的一例进行说明。
图36是本实施方式的IC芯片204的电路框图。
如图36所示，IC芯片204具备：对红外线传感器102的输出电压进行放大的第1放大电路2042a、对热敏电阻207的输出电压进行放大的第2放大电路2042b、将红外线传感器102的多个输出电压择一地输入至第1放大电路2042a的多路复用器2041。另外，IC芯片204具备：将由第1放大电路2042a放大后的红外线传感器102的输出电压和由第2放大电路2042b放大后的热敏电阻207的输出电压转换为数字值的A/D转换电路2043。IC芯片204的运算部2044与红外线传感器102和热敏电阻207的各输出电压对应地使用从A/D转换电路2043输出的数字值来运算物体400的温度。另外，IC芯片204具备存储用于运算部2044中的运算的数据等的存储部即存储器2045。另外，IC芯片204具备控制红外线传感器102的控制电路2046。
[红外线传感器的结构]
接下来，对红外线传感器102的结构进行说明。
如图33A所示，红外线传感器102以扫描旋转轴S1为中心旋转，由此对空间4的温度检测对象范围进行扫描，并将表示所扫描的温度检测对象范围的热图像(红外线)的输出信号向IC芯片204输出。具体而言，在红外线传感器102中，一个以上的红外线检测元件以一个以上的列排列，利用该一个以上的红外线检测元件对所扫描的空间4的温度检测对象范围的红外线进行检测。
该一个以上的红外线检测元件的排列面被配置成相对于设置面41具有倾斜。换言之，该排列面被配置成与扫描旋转轴S1具有倾斜。另外，该排列面与扫描旋转轴S1交叉。由此，例如如图3中所示，红外线传感器102的视野中心轴比设置面41的垂直方向朝向底面、即朝下。
由此，设置有红外线传感器102的位置附近的下方区域包含于有效视野角(视场角)。这样，本实施方式的红外线传感器102能够扩大下方区域的检测对象范围。
此外，在本实施方式中，说明了扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S3穿过透镜206的光心的情况，但是如上所述，也可以不在透镜206的光心而在红外线传感器102的该排列面的中心(透镜中心)具有红外线传感器102以扫描旋转轴S1或者扫描旋转轴S1旋转时的旋转中心并且是扫描旋转轴S1所通过的旋转中心。
另外，构成红外线传感器102的多个红外线检测元件的排列可以采用实施方式2～实施方式5所说明的排列。以下，使用附图对构成红外线传感器102的多个红外线检测元件的排列例进行说明。
图37、图38、图39A～图39C是示出构成本实施方式的红外线传感器的多个红外线检测元件的排列的一例的图。此外，对于与图2、图19A、图20等同样的要素标注同一标号，并省略详细的说明。
(排列例1)
例如，如图37所示，红外线传感器102在沿着红外线传感器102的扫描旋转轴S1(或者扫描旋转轴S3)的方向上与IC芯片204并排设置(或者大致并排设置)，构成红外线传感器102的多个红外线检测元件的列也可以沿着以扫描旋转轴S1为中心的旋转方向排列。
(排列例2)
另外，例如，红外线传感器102可以是图38所示的红外线传感器102a。即，如图38所示，红外线传感器102a在沿着红外线传感器102a的扫描旋转轴S1(或者扫描旋转轴S3)的方向上与IC芯片204并排设置(或者大致并排设置)，构成红外线传感器102a的多个红外线检测元件的列也可以排列成相对于以扫描旋转轴S1(或者扫描旋转轴S3)为中心的旋转方向具有预定角度的倾斜。在此，预定角度是被调整成使得构成红外线传感器102a的多个红外线检测元件各自的中心位置成为从以扫描旋转轴S1(或者扫描旋转轴S3)为中心的旋转方向来看都不同的位置的角度。此外，预定角度和/或红外线传感器102a的详细内容如实施方式4和实施方式5所说明的那样，因此在此省略说明。
如实施方式4等所说明的那样，如此构成的红外线传感器102a能够使与扫描旋转轴S1垂直的方向的像素数实质上增加。也就是说，能够不增加构成红外线传感器的红外线检测元件的实际的数量而提高与扫描旋转轴S1垂直的方向的分辨率。
(排列例3)
另外，例如，红外线传感器102也可以是图39A所示的红外线传感器402a。即，如图39A所示，在红外线传感器402a中，也可以是在红外线传感器402a和IC芯片204的排列方向上，多个红外线检测元件以2个以上的列排列，该2个以上的列的各个列在排列方向上偏移地排列。在图39A的例子中，红外线传感器402a的2个以上的列的各个列以越靠近以扫描旋转轴S1(或者扫描旋转轴S3)为中心的旋转方向上的最前头，则越靠近红外线传感器402a和IC芯片204的排列方向的一端的方式偏移。在图39A中，示出了排列有8行8列的红外线检测元件的例子，示出了相邻的列中的红外线检测元件彼此偏移1/8像素的例子。
此外，相邻的列中的红外线检测元件彼此偏移地排列(像素偏移排列)的例子，不局限于图39A所示的红外线传感器402a。例如，也可以是图39B所示的红外线传感器402b，还可以是图39C所示的红外线传感器402c。更具体而言，也可以是如图39B所示，排列有16行4列的红外线检测元件，相邻的列中的红外线检测元件彼此偏移了1/4像素的红外线传感器402b。另外，还可以是如图39C所示，排列有32行2列的红外线检测元件，相邻的列中的红外线检测元件彼此偏移了1/2像素的红外线传感器402c。
在如此构成的红外线传感器402a等中，如实施方式2所说明的那样，能够实质上增加与扫描旋转轴S1(或者扫描旋转轴S3)垂直的方向的像素数。也就是说，能够不增加实际构成红外线传感器的红外线检测元件的数量而使与扫描旋转轴S1垂直的方向的分辨率提高。
另外，在图39A～图39C中，全都是对全部像素数为64个像素的红外线传感器的配置进行了图示。也就是说，优选使用即使如16行4列(16×4)或32行2列(32×2)那样行和列的像素数不同、全部像素数也为n2(n为自然数)的红外线传感器。由此，能够使用与8×8相同的ASIC即IC芯片204将电信号转换成温度信号，因此能够抑制ASIC开发费用。
(排列例4)
另外，例如也可以是，红外线传感器102如实施方式2所说明的图7、图9、图10、图11A～图15所示的红外线传感器202等那样，多个红外线检测元件以一个以上的列排列，该各个列中的多个红外线检测元件各自的与底面42大致平行的横边的宽度形成为越靠近底面42越窄。此外，详细内容如实施方式2所说明的那样，因此，在此省略说明。
如此构成的红外线传感器202等如实施方式2所说明的那样，在视野中心轴相对于扫描旋转轴S1倾斜的红外线传感器202中，即使各行的多个红外线检测元件存在转速的差异，也能够使从上端至下端的扫描密度(分辨率)恒定。由此起到不用进行热图像的失真修正的效果。
[实施方式6的效果等]
如上所述，根据本实施方式，能够实现能抑制扫描时因来自IC芯片204的热所产生的影响的红外线检测装置1B。
在此，使用附图对能够抑制扫描时因来自IC芯片204的热所产生的影响的效果进行说明。
图40A是用于说明比较例的扫描时因来自IC芯片204的热所产生的影响的图。图40B是用于说明本实施方式的红外线检测装置的扫描时因来自IC芯片的热所产生的影响的图。关于图40A和图40B，可以说对于图38所说明的具有倾斜的(倾斜的)红外线传感器102a、图39A～图39C所说明的相邻的列的红外线检测元件偏移的(像素偏移排列的)红外线传感器402a等而言也是同样的，因此使用图39B所示的红外线传感器402b进行说明。另外，在图40A和图40B中，对于构成红外线传感器402b的红外线检测元件，从上开始依次分配编号(1、2、3、4、5、6、7、8、……63、64)。
例如作为ASIC的IC芯片204发热。在图40A所示的比较例的IC芯片204和红外线传感器402b的配置时，朝向以扫描旋转轴为中心的旋转方向(图中为横向)会产生温度分布。因此，在使用图39B所说明的相邻的列的像素偏离的红外线传感器402b取得热图像并进行超分辨率处理的情况下，存在超分辨率处理后的图像会产生横纹噪声的问题。例如第4红外线检测元件为低温而第5红外线检测元件为高温，在第4和第5之间会产生温度差。也就是说，这是由于在相邻编号的红外线检测元件之间会产生温度差。这样，若在横向(旋转方向/扫描方向)形成温度分布，则在进行超分辨率处理的情况下，会产生出现锯齿等的横纹噪声等，会输出不是很好的处理结果。
另一方面，在图40B所示的本实施方式的IC芯片204和红外线传感器402b的配置下，在沿着扫描旋转轴的方向上(图中为纵向)会产生温度分布。在此情况下，以第1、第2、第3、…第63、第64这样的编号顺序，红外线检测元件的温度变高，因此，相邻编号的红外线检测元件之间的温度差会变小。因此，即使对于所取得的热图像进行了超分辨率处理，也能够抑制在超分辨率处理后的图像上产生的横纹噪声。也就是说，根据本实施方式的红外线检测装置，能够抑制扫描时因来自IC芯片204的热所产生的影响。
此外，图40B中示出了在红外线传感器402b的正下方配置有IC芯片204的例子。即，记载了连结红外线传感器402b的大致中心位置和IC芯片的大致中心位置的线(以下，称为第1线)与扫描旋转轴所成的角度θ(未图示)为0°的例子。但是，不局限于此，红外线传感器402b和IC芯片204在沿着红外线传感器402b的扫描旋转轴的方向上大致并排设置即可。在此，大致并排设置例如是指第1线与扫描旋转轴所成的角度θ为-45°<θ<+45°的配置。换言之，只要为“第1线与扫描旋转轴的角度”<“第1线与同扫描旋转轴垂直方向的角度”的配置即可。此外，若考虑上述的温度分布的影响，则更优选为-15°<θ<+15°。
进而，例如，还可以具备热敏电阻和/或热电偶之类的可检测红外线传感器402b的温度的温度测量单元。由此，IC芯片204能够基于热敏电阻207的输出结果，对红外线传感器402b的输出信号进行修正处理，并且对修正处理后的输出信号进行信号处理。也就是说，IC芯片204能够基于热敏电阻207的输出结果，通过进行修正来抑制IC芯片204所产生的热的影响，由此能够输出更清晰的热图像。因此，起到即使在之后进行了超分辨率处理的情况下也能够取得横纹噪声更少的热图像的效果。
在此，图41A和图41B是示出使用多个热敏电阻的情况下的热敏电阻的配置例的图。也就是说，在本实施方式的红外线检测装置1B使用2个热敏电阻207的情况下，配置成例如图41A所示。在本实施方式的红外线检测装置1B使用6个热敏电阻207的情况下，配置成例如图41B所示。
此外，在图41A以及图41B中，对使用多个热敏电阻的情况进行了图示，但不局限于此。在本实施方式的红外线检测装置1B中使用的热敏电阻也可以是一个。
(变形例1)
[成为本变形例的基础的见解]
如实施方式6中说明的那样，在1个封装件内内置有红外线传感器以及IC芯片这样的发热物的情况下，需要考虑扫描时的因来自IC芯片的热导致的影响。例如如图40A所示，在红外线传感器402b和IC芯片204并排设置的情况下，相对于横向的旋转方向(扫描方向)而产生温度分布。因为：当使用红外线传感器402b取得热图像并进行超分辨率处理时，由于相对于扫描方向的温度分布而会在超分辨率后的图像产生横纹和/或锯齿的图像噪声。
与此同样地，需要考虑因透镜等光学系统引起的图像失真的影响。因为：在通过红外线传感器取得热图像的情况下，当取得存在因光学系统引起的图像失真的热图像时，会在超分辨率后的图像产生条纹和/或锯齿的图像噪声。
因此，在本变形例中，对能够抑制扫描时的因光学系统引起的图像失真的影响的红外线检测装置进行说明。以下，以与实施方式6不同之处为中心来说明。
本变形例的红外线检测装置的结构相比于实施方式6的红外线检测装置1B，透镜206B(未图示)的结构和红外线传感器102等所取得的热图像的特性不同。关于其他结构，与实施方式6同样，因此省略说明。
[透镜206B]
图42A是示出比较例的透镜206的光学结构的一例的图。图42B是示出实施方式6的变形例1的透镜206B的光学结构的一例的图。
透镜206B透射红外光。在本变形例中，透镜206B具有扫描旋转轴方向的长度和扫描方向的长度大致相同的透镜的该扫描方向的端部被砍掉的形状。
更具体而言，实施方式6的红外线检测装置1B所使用的透镜例如如图42A所示，是具有光心206a、并且扫描旋转轴方向的长度和扫描方向的长度大致相同的透镜206。另一方面，本变形例的红外线检测装置所使用的透镜206B如图42B所示，具有图42A的透镜206的扫描方向的端部被砍掉的形状。通过设为这样的形状，透镜206B的灵敏度比透镜206低。但是，能够使红外线传感器102的横向(扫描方向)的PSF(Point Spread Function：像点强度分布)比纵向(扫描旋转轴方向)的PSF小。虽然透镜越小灵敏度就越小但使纵向的透镜直径比横向的透镜直径大，能够一边抑制灵敏度的降低一边减小横向的PSF。
此外，在透镜206B是图42B所示的形状的情况下，也可以将构成红外线传感器102等的红外线检测元件(像素)自身设为在扫描旋转轴方向上长且在扫描方向上短的长方形。
另外，透镜206例如也可以是非(光)轴对称透镜，例如也可以是柱面透镜。
[红外线传感器102等]
红外线传感器102等与实施方式6同样地，以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过透镜的一部分的扫描旋转轴为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示检测对象范围的热图像的输出信号。并且，红外线传感器的至少2个红外线检测元件配置在从与扫描旋转轴垂直的方向来看偏移的位置。
在本变形例中，以2个以上的列排列的红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽小的第1红外线检测元件的数量，多于以2个以上的列排列的红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽大的第2红外线检测元件的数量。在此，第1红外线检测元件也可以包括以2个以上的列排列的红外线检测元件中的四个角上的红外线检测元件。
此外，对于红外线传感器102等，以2个以上的列排列的红外线检测元件中的相邻之行的两端的红外线检测元件中的在扫描顺序上连续的第1位置的红外线检测元件和第2位置的红外线检测元件的扫描方向的像点强度分布的半宽之差，也可以小于相邻之行或相邻之列的两端的红外线检测元件中的第1位置的红外线检测元件和在扫描顺序上与第1位置的红外线检测元件不连续的第3位置的红外线检测元件的扫描方向的像点强度分布的半宽之差。
以下，以图41A为例来具体说明。
例如对于图41A中的像素4和像素5，像素4的PSF的左右(扫描方向)的半宽与像素5的PSF的左右方向的半宽之间的差异越大则越容易产生横纹和/或锯齿的图像噪声。然而，像素4的PSF的上下(旋转轴方向)的半宽与像素5的PSF的上下(旋转轴方向)的半宽之间的差异对图像噪声的影响小。
如此，红外线传感器由于针对扫描方的因光学系统引起的图像失真的影响，会对扫描方向产生横纹和/或锯齿的图像噪声。
因此，在本变形例中，为了抑制针对扫描方向的因光学系统引起的图像失真的影响，在构成红外线传感器的各红外线检测元件(像素)中，使得扫描方向的PSF比旋转轴方向的PSF小。这可通过光学系统即透镜206B的结构来实现。
此外，例如，图41A所示的像素1、4、61、64等，特别是四个角上的像素，容易受到因光学系统引起的失真的影响。因此，例如希望以至少在像素1、4、61、64等至少四个角上的像素中使扫描方向的PSF的宽度比与扫描方向垂直的方向的PSF的宽度小的方式设计光学系统和/或传感器配置。因为：通过如此设计，扫描方向的PSF自身变小，像素4、5的扫描方向的PSF的差异自身也变小。
[变形例1的效果等]
如上所述，根据本变形例，能够实现能抑制扫描时的因光学系统引起的图像失真的影响的红外线检测装置。
此外，在上述的变形例1中，对配置有红外线传感器和IC芯片的红外线检测装置进行了说明，但不局限于此。变形例1的红外线传感器102等也可以不与IC芯片204一起配置。另外，在上述的变形例1中，作为构成红外线传感器102等的多个红外线检测元件配置在从与扫描旋转轴垂直的方向来看偏移的位置的情况进行了说明，但不局限于此。以下，对于此情况进行说明。
图43A是示出比较例的透镜206和红外线传感器602的配置的一例的图。图43B是示出比较例的红外线传感器602所取得的热图像的图像失真的形象的图。图44是用于说明实施方式6的变形例1的红外线传感器602B的光学特性的一例的图。
如图43A所示，红外线传感器602具有4×4的红外线检测元件(像素)。但是，红外线传感器602所取得的热图像602c受到因透镜206的端部的象差等因光学系统引起的失真的影响。此时，越是图43B所示的像素1、4、13、16等四个角上的像素就越容易受到因光学系统引起的失真的影响。
因此，与上述的图41A所示的4×16的像素的情况同样地，对于图44所示的红外线传感器602B，也可以以至少在像素1、4、13、16中使扫描方向的PSF的宽度比与扫描方向垂直的方向的PSF的宽度小的方式设计光学系统和/或传感器配置。也就是说，在本变形例中，在红外线传感器102等中，扫描方向的像点强度分布的半宽比扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽小的第1红外线检测元件，也可以包括以2个以上的列排列的红外线检测元件中的四个角上的红外线检测元件。
图45是用于说明比较例的红外线传感器602的各像素的光学特性的图。即，在红外线传感器602所取得的热图像602i中，配置在对角线上的像素的扫描方向(左右)的PSF的半宽和旋转轴方向(上下)的PSF的半宽相同。另外，对于例如包含在区域P1以及区域P4内的属于旋转轴方向的端部的像素，上下方向(旋转轴方向)的PSF的半宽比左右(扫描方向)的PSF的半宽大。另一方面，对于例如包含在区域P2以及区域P3内的属于扫描方向的端部的像素，左右方向(扫描方向)的PSF的半宽比上下(旋转轴方向)的PSF的半宽大。也就是说，一般而言，在红外线传感器602中，上下(旋转轴方向)的PSF的半宽大的像素的数量和左右(扫描方向)的PSF的半宽大的像素的数量相同。
因此，在本变形例中，设为即使一个也成为左右(扫描方向)的PSF的半宽小的像素的结构即可。更具体而言，在本变形例的红外线传感器102等中，设为第1红外线检测元件的数量比第2红外线检测元件的数量多即可，所述第1红外线检测元件是以2个以上的列排列的红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽小的红外线检测元件，所述第2红外线检测元件是以2个以上的列排列的红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽大的红外线检测元件。由此，可获得能够抑制扫描时的因光学系统引起的图像失真的影响这一效果。
另外，希望传感器左端像素与右端像素的PSF的差异比传感器上端像素与下端像素的PSF的差异小。例如，图46是用于说明实施方式6的变形例1的红外线传感器602C的光学特性的图。即，如图46所示，在红外线传感器602C中，也可以设为像素4和像素5的左右(扫描方向)的PSF的半宽之差比像素4和像素15的左右(扫描方向)的PSF的半宽之差小。通过该结构，扫描方向的PSF自身变小，像素4、5的扫描方向的PSF的差异自身也变小。
更具体而言，在本变形例的红外线传感器102等中，也可以设为：以2个以上的列排列的多个红外线检测元件的相邻之行的两端的红外线检测元件中的在扫描顺序上连续的第1位置的红外线检测元件和第2位置的红外线检测元件的扫描方向的像点强度分布的半宽之差，小于相邻之行或相邻之列的两端的红外线检测元件中的第1位置的红外线检测元件和在扫描顺序上与第1位置的红外线检测元件不连续的第3位置的红外线检测元件的扫描方向的像点强度分布的半宽之差。由此，可获得能够抑制扫描时的因光学系统引起的图像失真的影响这一效果。
(变形例2)
在上述的实施方式6中，红外线检测部20是包含红外线传感器402b和IC芯片204的封装件，以封装件自身进行旋转的结构为例进行了说明，但不局限于此。
图47是用于说明实施方式6的变形例2的红外线检测部20A的结构的一例的图。此外，对与图34等同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。图47所示的红外线检测部20A相对于实施方式6涉及的图34等所示的红外线检测部20，追加了反射镜208，扫描旋转轴穿过的位置不同。
例如如图47所示，对于红外线检测部20A，红外线传感器402b和IC芯片204被固定在封装件中。在此，与实施方式6同样地，对于红外线传感器402b，相对于扫描方向，红外线传感器402b和IC芯片204大致并排设置。进而，外部连接用电缆209被配置成与IC芯片204的距离比与红外线传感器402b的距离近。此外，虽然未图示，但外部连接用电极和红外线传感器402b被配置在相对于IC芯片204相反的位置。
此外，在本变形例中，在红外线传感器和IC芯片相对于扫描方向大致并排设置的结构中，外部连接用电缆被配置成与IC芯片的距离比与红外线传感器的距离近即可。
在图47中，本变形例的红外线传感器以与图40B同样结构的红外线传感器402b作为一例进行了说明，但不局限于此。本变形例的红外线传感器也可以是与图34～图35、图37～图39B、图41A～图41B同样结构的红外线传感器，也可以将外部连接用电缆配置成与IC芯片的距离比与红外线传感器的距离近。另外，在本变形例中，也可以设为将图47所示的红外线传感器402b以及透镜206适当替换为例如图42A～图46所示的红外线传感器和透镜的结构。
在本变形例中，反射镜208对构成红外线传感器402b的各红外线检测元件的检测对象范围进行扫描。反射镜208例如可以是平面反射镜，也可以是具有一定曲率的反射镜。
(实施方式7)
[成为实施方式7的基础的见解]
在实施方式1中，对如下情况进行了说明：例如如图3或图4所示，通过将该1个以上的红外线检测元件的排列面(以下也记载为传感器芯片面)配置成相对于设置面41(扫描旋转轴S1)具有倾斜，能够扩大下方区域的检测对象范围。
然而，因为在从实施方式1的红外线传感器102输出的热图像中包含上述那样的失真，所以需要通过控制处理部12进行失真修正处理。并且，为了该修正处理，需要增加搭载于控制处理部12的微型计算机来增加处理能力等。这与使扫描旋转轴S1和传感器芯片面平行的情况相比会使成本增大。另外，如实施方式2中说明的那样，即使将该1个以上的红外线检测元件的排列设为台形等不需要进行失真修正处理，也会导致红外线传感器102自身的成本增大。
因此，在本实施方式中，对能够在抑制成本增大的同时扩大下方区域的检测对象范围的红外线检测装置进行说明。
[红外线检测装置的结构]
以下，参照附图对实施方式7的红外线检测装置进行说明。
图48是实施方式7的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。图49是示出实施方式7的红外线传感器的结构的一例的形象图。图50是用于说明实施方式7的红外线传感器702与透镜706的位置关系的图。此外，对与图1～图4同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。
图48所示的红外线检测装置1C与图3中说明的同样，安装于框体2，该框体2设置于与空间的底面42大致垂直且距离底面42预定高度的设置面41。
图48所示的本实施方式的红外线检测装置1C与实施方式1的红外线检测装置1相比，设置台712、传感器模块701、红外线传感器702、罩703和透镜706(未图示)的配置不同，配置成与设置面41平行。此外，设置台712、传感器模块701、红外线传感器702、罩703以及透镜706的结构除了它们的配置之外，与实施方式1的设置台112、传感器模块101、红外线传感器102、罩103以及透镜相同，因此省略说明。
红外线传感器702如上所述除了扫描旋转轴S1和传感器芯片面被配置成平行之外，与实施方式1等中说明的红外线传感器102同样。更具体而言，红外线传感器702以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过透镜706的一部分的扫描旋转轴S1为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示检测对象范围的热图像的输出信号。2个以上的红外线检测元件的排列面配置成与设置面41平行。
此外，红外线传感器702也可以是图49所示的红外线传感器702A。即，红外线传感器702A也可以与传感器模块701A一起相对于设置台712具有预定的角度(图中的θg)。关于该情况的例子，与实施方式4等中说明的同样，在此省略说明。
透镜706透射红外光。在本实施方式中，例如如图50所示，透镜706相对于红外线传感器702的排列面偏移地配置，使得连接红外线传感器702的中央与该透镜706的光心706a的l1和与红外线传感器702的排列面垂直的线l2所成的角度成为预定的角度(θi)。在此，预定的角度(θi)为10度以上且60度以下。
此外，关于透镜706的其他结构，与实施方式1～3中说明的同样，因此在此省略说明。
[实施方式7的效果等]
图51A是示出实施方式1的比较例的红外线传感器502的传感器视野的图。图51B是示出实施方式1的红外线传感器102的传感器视野的图。图52是示出实施方式7的红外线传感器702的传感器视野的图。此外，对与图3～图5B、图48～图50同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。
在图51A中，示出了如下情况：红外线传感器502的传感器芯片面与扫描旋转轴S1(图中的垂直方向)平行，连接红外线传感器102的中央与该透镜106的光心106a的线和与红外线传感器102的传感器芯片面垂直的线大致一致。在图51B中，示出了如下情况：红外线传感器102的传感器芯片面与扫描旋转轴(图中的垂直方向)不平行，连接红外线传感器102的中央与该透镜106的光心106a的线和与红外线传感器102的传感器芯片面垂直的线大致一致。在图52中，示出了如下情况：红外线传感器702的传感器芯片面与扫描旋转轴S1(图中的垂直方向)平行，连接红外线传感器702的中央与该透镜706的光心706a的线和与红外线传感器702的传感器芯片面垂直的线成为预定的角度。
对图51A和图51B进行比较，图51B所示的实施方式1的红外线传感器102的传感器视野相比于图51A所示的比较例的红外线传感器502的传感器视野位于下方。另一方面，可知：图52所示的本实施方式的红外线传感器702的传感器视野与图51B所示的实施方式1的红外线传感器102的传感器视野同样地，相比于图51A所示的红外线传感器502的传感器视野位于下方。
以上，根据本实施方式的红外线检测装置IC，通过挪动透镜706的位置，能够在使扫描旋转轴S1与传感器芯片面平行的状态下扩大设置了红外线检测装置1C的位置附近的下方区域的检测对象范围。由此，能够实现能在抑制成本增大的同时扩大设置位置附近的下方区域的检测对象范围的红外线检测装置1C。
(变形例)
在实施方式7中，对通过挪动透镜706的位置，能够在使扫描旋转轴S1与传感器芯片面平行的状态下扩大下方区域的检测对象范围的情况进行了说明，但不局限于此。
也可以对挪动透镜的位置和使扫描旋转轴S1与传感器芯片面不平行进行组合。以下，对该情况作为变形例来说明。
[红外线检测装置的结构]
以下，参照附图对实施方式7的变形例的红外线检测装置进行说明。
图53是实施方式7的变形例的红外线检测装置搭载于框体的情况下的物理结构的示意图。此外，对与图48同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。
图53所示的本实施方式的红外线检测装置1D与实施方式7的红外线检测装置1C相比，设置台812、传感器模块801、红外线传感器8026、罩803和透镜806的配置不同，被配置成与设置面41不平行。此外，设置台812、传感器模块801、红外线传感器802、罩803以及透镜806的结构除了它们的配置之外，与实施方式7的设置台712、传感器模块701、红外线传感器702、罩703以及透镜706相同，因此省略说明。
红外线传感器802除了扫描旋转轴S1和传感器芯片面不平行地配置之外，与实施方式7中说明的红外线传感器702同样。更具体而言，红外线传感器802以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过透镜806的一部分的扫描旋转轴S1为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示检测对象范围的热图像的输出信号。并且，2个以上的红外线检测元件的排列面被配置成相对于设置面41具有第1角度的倾斜。
此外，红外线传感器802也可以与图49所示的红外线传感器702A同样地，相对于设置台812具有预定的角度。
透镜806透射红外光。在本实施方式中，透镜806相对于红外线传感器702的排列面偏移地配置，使得连接红外线传感器802的中央与该透镜806的光心的线和与红外线传感器802的排列面垂直的线所成的角度成为第2角度。
此外，关于透镜806的其他结构，与实施方式1～3中说明的同样，由此在此省略说明。
如上述那样构成的红外线检测装置1D的视野中心相比于设置面41的垂直方向以第1角度和第2角度相加得到的第3角度朝向下方。例如在想要将45度下方设为视野中心的情况下，通过使红外线传感器802倾斜20度并使透镜806的位置倾斜25度来达到总计45度即可。
[效果等]
图54是示出实施方式7的变形例的红外线传感器802的传感器视野的图。此外，对与图53同样的要素标注同一标号，省略详细的说明。
图54中示出了如下情况：红外线传感器802的传感器芯片面与扫描旋转轴(图中的垂直方向)不平行(具有第1角度)，连接红外线传感器802的中央与该透镜806的光心806a的线和与红外线传感器802的传感器芯片面垂直的线所成的角度成为第2角度。
对图51A、图52以及图54进行比较，可知：图54所示的红外线传感器802的传感器视野与图52所示的红外线传感器702的传感器视野同样地，相比于图51A所示的红外线传感器502的传感器视野处于下方。
以上，根据本实施方式的红外线检测装置ID，通过将挪动透镜806的位置和使扫描旋转轴S1与传感器芯片面不平行进行并用，能够扩大设置了红外线检测装置1C的位置附近的下方区域的检测对象范围。
如实施方式7中说明的那样，虽然能够仅通过挪动透镜的位置来扩大下方区域的检测对象范围，但在远离透镜中心的像素会因象差的影响而产生模糊。另一方面，若仅仅如实施方式1中说明的那样对红外线传感器赋予倾斜，则如上述那样用于台形修正的传感器构造变更和/或信号处理会过于复杂化。
因此，如本变形例这样，通过将挪动透镜的位置和使红外线传感器倾斜进行并用，起到如下效果：既能够减轻因象差引起的模糊产生又能够减轻用于台形修正的微型计算机和/或传感器芯片的高成本，取两个方式之优点。
以上，基于实施方式对本发明的一个或者多个方式的红外线检测装置进行了说明，但本发明不局限于上述的实施方式。只要不脱离本发明的主旨，在本实施方式中实施本领域技术人员能想到的各种变形而得到的方式、组合不同实施方式中的构成要素而构建的方式也可以包含于本发明的一个或者多个方式的范围内。例如，以下的情况也包含于本发明。
(1)图55A和图55B是构成红外线传感器的多个红外线检测元件的形状的一例。例如，在实施方式2的图14等中进行了说明，但本发明的一个方式的红外线传感器也可以是如图55A所示那样由每一个的宽度逐渐地变窄的多个红外线检测元件构成的红外线传感器402d。另外，本发明的一个方式的红外线传感器也可以是图55B所示的红外线传感器402e。更具体而言，红外线传感器402e也可以是：在红外线传感器402e和IC芯片204(未图示)的排列方向上，多个红外线检测元件以2个以上的列排列，该2个以上的列的数量按同一数量或者不同数量的行减少并且越靠近红外线传感器402e和IC芯片204的该排列方向的一端就越少。
(2)在上述的实施方式等中，关于红外线传感器的角度、尺寸等作为一例进行了记载，但它们不局限于所记载的例子。即使偏离于所记载的角度和/或尺寸，只要起到同样的效果就包含于本发明的范围。
(3)具体而言，上述的各装置是由微处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示器单元、键盘、鼠标等构成的计算机系统。在所述RAM或者硬盘单元中存储有计算机程序。所述微处理器按照所述计算机程序进行工作，由此各装置达成其功能。在此，计算机程序是为了达成预定的功能而将多个表示针对计算机的指令的命令编码组合而构成的程序。
(4)构成上述的各装置的构成要素的一部分或者全部也可以由1个系统LSI(LargeScale Integration：大规模集成电路)构成。系统LSI是将多个构成部集成于1个芯片上而制造出的超多功能LSI，具体而言，是包含微处理器、ROM、RAM等而构成的计算机系统。所述RAM中存储有计算机程序。所述微处理器按照所述计算机程序进行工作，由此系统LSI达成其功能。
(5)构成上述各装置的构成要素的一部分或者全部也可以由能够装卸于各装置的IC卡或者单体模块构成。所述IC卡或者所述模块是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。所述IC卡或者所述模块也可以包含上述超多功能LSI。微处理器按照计算机程序进行工作，由此所述IC卡或者所述模块达成其功能。上述IC卡或者上述模块也可以具有抗篡改性。
(6)本发明也可以是上述所示的方法。另外，可以是利用计算机实现上述方法的计算机程序，也可以是通过所述计算机程序形成的数字信号。
另外，本发明可以将所述计算机程序或者所述数字信号记录于计算机可读取的记录介质例如软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray(注册商标)Disc)、半导体存储器等。另外，也可以是记录在上述的记录介质中的所述数字信号。
另外，本发明也可以将所述计算机程序或所述数字信号经由电通信线路、无线或有线通信线路、以因特网为代表的网络、数据广播等进行传输。
另外，本发明是具有微处理器和存储器的计算机系统，所述存储器存储上述计算机程序，所述微处理器可以按照所述计算机程序进行工作。
另外，通过将所述程序或所述数字信号记录在所述记录介质中转移，或经由所述网络等将所述程序或所述数字信号进行转移，可以通过独立的其他的计算机系统实施。
(7)也可以将上述实施方式和上述变形例分别组合。
产业上的可利用性
本发明能够利用于用于取得高分辨率的热图像的红外线检测装置，特别是能够利用于作为模块搭载于空调设备等其他设备并且用于控制该其他设备的红外线检测装置。

Claims (9)

1.一种红外线检测装置，具备：
透射红外光的透镜；和
红外线传感器，其以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过所述透镜的一部分的扫描旋转轴为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示所述检测对象范围的热图像的输出信号，
所述红外线传感器的至少2个红外线检测元件配置在从与所述扫描旋转轴垂直的方向来看偏移的位置，
第1红外线检测元件的数量比第2红外线检测元件的数量多，所述第1红外线检测元件是以2个以上的列排列的所述红外线检测元件中的、扫描方向的像点强度分布的半宽比所述扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽小的红外线检测元件，所述第2红外线检测元件是以所述2个以上的列排列的红外线检测元件中的、所述扫描方向的像点强度分布的半宽比所述扫描旋转轴方向的像点强度分布的半宽大的红外线检测元件。
2.根据权利要求1所述的红外线检测装置，
所述第1红外线检测元件包括以所述2个以上的列排列的红外线检测元件中的四个角上的红外线检测元件。
3.根据权利要求1或2所述的红外线检测装置，
以所述2个以上的列排列的多个红外线检测元件中的相邻之行的两端的红外线检测元件中的在扫描顺序上连续的第1位置的红外线检测元件和第2位置的红外线检测元件的扫描方向的像点强度分布的半宽之差，小于所述相邻之行或相邻之列的两端的红外线检测元件中的所述第1位置的红外线检测元件和在所述扫描顺序上与所述第1位置的红外线检测元件不连续的第3位置的红外线检测元件的所述扫描方向的像点强度分布的半宽之差。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的红外线检测装置，
所述透镜是具有所述扫描旋转轴方向的长度和所述扫描方向的长度大致相同的透镜的所述扫描方向的端部被砍掉的形状的透镜。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的红外线检测装置，
所述透镜是柱面透镜。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的红外线检测装置，
还具备信号处理部，所述信号处理部通过对所述红外线传感器的输出信号进行信号处理来运算位于所述检测对象范围的物体的温度，
所述红外线传感器和所述信号处理部在沿着所述红外线传感器的扫描旋转轴的方向上大致并排设置。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的红外线检测装置，
所述透镜相对于所述红外线传感器的排列面偏移地配置，使得连接所述红外线传感器的中央与该透镜的光心的线和与所述红外线传感器的排列面垂直的线所成的角度成为预定角度。
8.根据权利要求7所述的红外线检测装置，
所述预定角度为10度以上且60度以下。
9.一种红外线检测装置，是安装于框体的红外线检测装置，所述框体设置于与空间的底面大致垂直且距离所述底面预定高度的设置面，所述红外线检测装置具备：
透射红外光的透镜；和
红外线传感器，其以2个以上的列排列有红外线检测元件，通过以穿过所述透镜的一部分的扫描旋转轴为中心进行旋转来对检测对象范围进行扫描，输出表示所述检测对象范围的热图像的输出信号，
所述2个以上的红外线检测元件的排列面配置成相对于所述设置面具有第1角度的倾斜，
所述透镜配置在相对于所述红外线传感器偏移的位置，使得连接所述2个以上的红外线检测元件的中央与该透镜的光心的线和与所述的排列面垂直的线所成的角度成为第2角度，
所述红外线检测装置的视野中心相比于所述设置面的垂直方向以所述第1角度和所述第2角度相加得到的第3角度朝向下方。
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