JP2012117836A - サーモパイル型赤外線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広いエリアを検知しながらサーモパイル型赤外線検出装置の格納スペースとして小さく提供する事。
【解決手段】小さい格納スペースにて広い検知エリアを形成するにあたり、サーモパイル型赤外線検出装置の光路上に筒形状の内側部をミラー加工し対象のエリアに対応した曲率を有したミラー部を必要なサイズにカットしたミラー５を設置し、ミラーを固定とし、サーモパイル型赤外線検出装置６をスライド移動する事で、広いエリアを検知可能としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学系としてミラーを用いたサーモパイル型赤外線検出装置に関する。

従来用いられている一般的なサーモパイル型赤外線検出装置は、サーモパイル型赤外線検出装置内部に配置された赤外線受光素子へ検出対象領域内からの放射赤外線を集光させる光学レンズとして一般にシリコン等の赤外線透過材を用いた、例えば、平凸片レンズ等のものが多く使用されており、赤外線を透過させる透過窓を有した金属製缶ケースへ接着固定し、サーモパイルチップを電気的接続したリード端子を備えたヘッダーへ抵抗溶接される事で、サーモパイル型赤外線検出装置を構成している。

サーモパイル型赤外線検出装置において、広いエリアを検知する為に、サーモパイル型赤外線検出装置自身を回転軸中心として首振りスキャンする事で対象物となるエリアを検知する構造にて提供されている。

また、サーモパイル型赤外線検出装置の前方に回転軸中心を取り、首振りスキャンする事で、筐体へのサーモパイル型赤外線検出装置を設置時の検出窓サイズを小さく抑えた構造体としながら、サーモパイル型赤外線検出装置を首振りスキャンする事で広いエリアを検知する構造にて提供されている。（特許文献１参照）

しかしながら、従来の手法ではサーモパイル型赤外線検出装置内部に配置された赤外線受光素子へ検出対象領域内からの放射赤外線を集光させる光学設計とする必要性から、広いエリアを検知する為に、サーモパイル型赤外線検出装置自身を回転軸中心として首振りスキャンする必要がある為に、サーモパイル型赤外線検出装置を首振りスキャンしても周辺部品と干渉しない為の大きな格納スペースの確保が必要であった。

また、サーモパイル型赤外線検出装置が筐体に組み込まれる構造とした際、サーモパイル型赤外線検出装置自身を回転軸中心として首振りスキャンする事で、筐体の検知窓を大きくする必要があり、意匠的な部分への影響が大きい事が問題であった。

また、筐体に組み込まれる構造とした際、サーモパイル型赤外線検出装置の前方に位置する検出窓を回転軸中心として首振りスキャンする構造に於いては、サーモパイル型赤外線検出装置の首振りスキャンによりサーモパイル型赤外線検出装置の移動距離が大きくなる為に、格納スペースとして大きく確保する必要がある事が問題であった。

また、サーモパイル型赤外線検出装置を首振りスキャンする構造に於いて、回転軸中心の位置だしにて広いエリアを位置精度良くとらえる為に、サーモパイル型赤外線検出装置を格納するＣＡＳＥ、回転駆動する為のモータ、回転駆動する為のモータを固定する固定土台の各寸法精度の他、各部材の組込精度を高くする必要があり、使用上の難易度が高い事が問題であった。

特開平６−１０１８４６

本発明は、上記課題を解決するものであり、サーモパイル型赤外線検出装置が筐体に組み込まれる構造とした際、広いエリアを検知しながらサーモパイル型赤外線検出装置の格納スペースとして小さくする事を目的とする。

本発明は、上記課題を顧みてなされたものであり、格納スペースを小さくする事と広い検知エリアを形成するにあたり、従来技術の様にサーモパイル型赤外線検出装置自身を首振りスキャンしての使用ではなく、サーモパイル型赤外線検出装置の光路上にミラーを設置した事を特徴としている。

サーモパイル型赤外線検出装置の光路上に設置するミラーとしては、筒形状の内側部をミラー加工し、対象のエリアに対応した曲率を有したミラー部を必要なサイズにカットした形状体にて提供される事を特徴としている。

また、ミラーを固定とし、サーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド移動する事でミラーにて光路変更後のサーモパイル型赤外線検出装置として広いエリア検知する事を特徴としている。

本発明は、サーモパイル型赤外線検出装置の光路上に、筒形状の内側部をミラー加工し、対象のエリアに対応した曲率を有したミラー部を必要なサイズにカットしたミラーを設置し、サーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド移動する事で任意の方向へ光路変更を行い、広いエリアを検知することが可能である。

また、筒形状の内側部をミラー加工し、対象のエリアに対応した曲率を有したミラー部を必要なサイズにカットしたミラーを用い、サーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド移動し、サーモパイル型赤外線検出装置の光路変更する事で、サーモパイル型赤外線検出装置として、格納スペースを小さくする事が可能となる。

また、サーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド移動とする事で広いエリアを位置精度良くとらえる為に、サーモパイル型赤外線検出装置を格納するＣＡＳＥの寸法精度、及び一軸と直線的にスライド移動させるための機構との組込精度を考慮した設計のみである事から、使用上の難易度を低くする事が可能となる。

本発明の実施例１に係るサーモパイル型赤外線検出装置を示す斜視外観図である。 図１の筐体へ設置時の対象物投影エリア形状概略図である。 従来の首振りスキャンの形態のサーモパイル型赤外線検出装置を示す斜視概略図である。 従来の首振りスキャンの形態のサーモパイル型赤外線検出装置の概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。
本発明は、広いエリアを検出するサーモパイル型赤外線検出装置において、サーモパイル型赤外線検出装置と対象となるエリアとの光路の間に、筒形状の内側部をミラー加工し、対象のエリアに対応した曲率を有したミラー部を必要なサイズにカットしたミラーを配置し、サーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド移動させる形状にて提供される。本発明のサーモパイル型赤外線検出装置として図１に斜視外観図、図２に検出エリア図を示す。

本実施例では、赤外線を受光することにより対象物の放射赤外線量を測定し対象物の温度を検出する事を可能にするサーモパイルチップへの赤外線入射量を対象物投影エリアより規定した赤外線検出領域を光学設計により導くシリコンからなる集光レンズを使用し、赤外線透過窓を有する金属製缶ケース、サーモパイルチップを電気的接続したリード端子を備えたヘッダーと共に外来からの環境的変化や電磁障害を防止するためにハーメチックシールとした一般的な構造であるサーモパイルセンサを用いた構造となっている。

また、サーモパイルセンサと対象物投影エリアとの光路上に、筒形状の内側部をミラー加工し対象のエリアに対応した曲率、本実施例では曲率Ｒ２８．４７を有したミラー部を必要なサイズ、本実施例では２３×２８ｍｍにカットしたミラーを設置した構造となっている。

対象となる検出エリア、本実施例では9０°視野角に対応してサーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド、本実施例では±９ｍｍ幅移動する構造であることから、サーモパイル型赤外線検出装置の格納スペースとして、従来のサーモパイル型赤外線検出装置自身が首振りスキャンする構造体、約５０×４０×６０ｍｍと比較し、小型化、本実施例では５０×２５×５０ｍｍが可能であることを確認した。

サーモパイル型赤外線検出装置の前方へ筒形状の内側部をミラー加工し対象のエリアに対応した曲率を有したミラー部を必要なサイズにカットしたミラーを設置し、サーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド移動することで、検出エリアを形成する光路の方向を任意に曲げることが可能であり、図２に示すように、広いエリアを検知することが可能であることを確認した。

１ シリコンレンズ
２ 金属缶
３ 実装基板
４ コネクタ
５ ミラー
６ 一軸の直線的にスライド移動後のサーモパイル型赤外線検出装置
７ 実施例１のサーモパイル型赤外線検出装置
８ 筐体
９ 筐体検出窓
１０ 実施例１のサーモパイル型赤外線検出装置によるミラー使用時の検出エリア
１１ 実施例１のサーモパイル型赤外線検出装置での一軸の直線的にスライド移動後の検出エリア
１２ 従来の検出窓を回転軸中心として首振りを行うサーモパイル型赤外線検出装置
１３ 従来の筐体検出窓
１４ 従来のサーモパイル型赤外線検出装置による検出エリア
１５ 従来のサーモパイル型赤外線検出装置の首振りスキャン後の検出エリア
１６ 首振りスキャン後のサーモパイル型赤外線検出装置

Claims (1)

1. サーモパイル型赤外線検出装置に於いて、ミラーによる反射を用いて光路変更を行う際、サーモパイル型赤外線検出装置を一軸の直線的にスライド移動する事を特徴とするサーモパイル型赤外線検出装置。

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