JP3008210B2 - アレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大きさ測定装置 - Google Patents
アレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大きさ測定装置Info
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- JP3008210B2 JP3008210B2 JP23065090A JP23065090A JP3008210B2 JP 3008210 B2 JP3008210 B2 JP 3008210B2 JP 23065090 A JP23065090 A JP 23065090A JP 23065090 A JP23065090 A JP 23065090A JP 3008210 B2 JP3008210 B2 JP 3008210B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，人体の検出あるいは非接触温度検出に用い
られる被測定物の大きさあるいは移動速度の検出が可能
なアレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大き
さ測定装置に関する。
られる被測定物の大きさあるいは移動速度の検出が可能
なアレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大き
さ測定装置に関する。
［従来の技術］ 第５図は従来のサーモパイルの構成を示す図で，第５
図は平面図で赤外線吸収層および絶縁層は取り除いてあ
り，第５図（ｂ）は断面図である。
図は平面図で赤外線吸収層および絶縁層は取り除いてあ
り，第５図（ｂ）は断面図である。
これらの図において,10μｍ前後の厚みのポリエステ
ル，ポリイミドフィルム等からなる絶縁フィルムからな
る基板101上に蒸着あるいは，スパッタ等の手段により
薄膜熱電パターン110が形成されている。ヒートシンク
基板120の中央部には，中空穴121が設けられ，前記薄膜
熱電対パターン110の温接点部111は中空穴121の上方位
置となるようにセットされており，一方，冷接点部112
は中空穴121から外れた位置となるように配置されてお
り，冷接点部112の温度はほぼヒートシンク基板120の温
度に保持されている。ヒートシンク基板120の材質は，
通常アルミナ（Al2O3）が用いられる。
ル，ポリイミドフィルム等からなる絶縁フィルムからな
る基板101上に蒸着あるいは，スパッタ等の手段により
薄膜熱電パターン110が形成されている。ヒートシンク
基板120の中央部には，中空穴121が設けられ，前記薄膜
熱電対パターン110の温接点部111は中空穴121の上方位
置となるようにセットされており，一方，冷接点部112
は中空穴121から外れた位置となるように配置されてお
り，冷接点部112の温度はほぼヒートシンク基板120の温
度に保持されている。ヒートシンク基板120の材質は，
通常アルミナ（Al2O3）が用いられる。
前記温接点部111の円周領域を含む形にてポリイミド
のコーティング層あるいはSiO2層からなる絶縁層130が
形成され，その上に赤外線吸収層140が形成されてい
る。赤外線吸収層140は一般に金黒が用いられている。
前記サーモパイルの動作原理は以下のようである。
のコーティング層あるいはSiO2層からなる絶縁層130が
形成され，その上に赤外線吸収層140が形成されてい
る。赤外線吸収層140は一般に金黒が用いられている。
前記サーモパイルの動作原理は以下のようである。
被測定物からの赤外線150が赤外線吸収層140に入射す
ると赤外線吸収層140の温度が上昇し，絶縁層130を通じ
て，薄膜熱電対パターン110の温接点部111の温度が上昇
し，温度T2となり，冷接点部の温度T1との温度差ΔＴ＝
T2−T1が生じ，これにより出力電圧Ｖ＝（熱電対の熱電
能α）×（対数Ｎ）×（温度差ΔＴ）が生じ，端子部11
3・114に発生して，赤外線の入射パワーを検知する。
ると赤外線吸収層140の温度が上昇し，絶縁層130を通じ
て，薄膜熱電対パターン110の温接点部111の温度が上昇
し，温度T2となり，冷接点部の温度T1との温度差ΔＴ＝
T2−T1が生じ，これにより出力電圧Ｖ＝（熱電対の熱電
能α）×（対数Ｎ）×（温度差ΔＴ）が生じ，端子部11
3・114に発生して，赤外線の入射パワーを検知する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら，従来のサーモパイルには，被測定物の
温度は検知できるが，被測定物の大きさは検知できない
こと，および，被測定物の移動方向および速度を検知で
きないという欠点を有する。
温度は検知できるが，被測定物の大きさは検知できない
こと，および，被測定物の移動方向および速度を検知で
きないという欠点を有する。
そこで，本発明の技術的課題は，アレイ型サーモパイ
ルに被測定物の大きさ検知，移動速度の検知等の機能を
付加したアレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及
び大きさ測定装置を提供することにある。
ルに被測定物の大きさ検知，移動速度の検知等の機能を
付加したアレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及
び大きさ測定装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば，赤外線吸収部と，熱電対パターンと
からなるサーモパイル素子の複数を同一基板上に配列し
たアレイ型サーモパイルを用い，前記サーモパイルに対
向してスリットを配置し，前記スリットの前方を移動す
る物体の速度を検出することを特徴とする速度検出装置
が得られる。
からなるサーモパイル素子の複数を同一基板上に配列し
たアレイ型サーモパイルを用い，前記サーモパイルに対
向してスリットを配置し，前記スリットの前方を移動す
る物体の速度を検出することを特徴とする速度検出装置
が得られる。
また，本発明によれば，赤外線吸収部と，熱電対パタ
ーンとからなるサーモパイル素子の複数を同一基板上に
配列したアレイ型サーモパイルを用い，前記サーモパイ
ルに対向してスリットを配置し，前記スリットの前方に
置かれた物体の大きさを測定することを特徴とする大き
さ測定装置が得られる。
ーンとからなるサーモパイル素子の複数を同一基板上に
配列したアレイ型サーモパイルを用い，前記サーモパイ
ルに対向してスリットを配置し，前記スリットの前方に
置かれた物体の大きさを測定することを特徴とする大き
さ測定装置が得られる。
［実施例］ 以下の本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明に係るアレイ型サーモパイルの一例を
示す図で，第１図（ａ）は平面図，第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図，第１図（ｃ）は底面
図である。
示す図で，第１図（ａ）は平面図，第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図，第１図（ｃ）は底面
図である。
第１図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）において，絶縁性フ
ィルムからなる基板１の上に蒸着あるいはスパッタリン
グにより，複数の薄膜熱電対素子パターン21・22・23・
24・25・26・27・28が設けられている。素子幅W,素子間
ピッチＰのアレイ化である。薄膜熱電対素子パターン21
・22と,23・24と,25・26と,27・28とは互いに中空穴31
・32・33・34に関して，互いに対称に配置されている。
ィルムからなる基板１の上に蒸着あるいはスパッタリン
グにより，複数の薄膜熱電対素子パターン21・22・23・
24・25・26・27・28が設けられている。素子幅W,素子間
ピッチＰのアレイ化である。薄膜熱電対素子パターン21
・22と,23・24と,25・26と,27・28とは互いに中空穴31
・32・33・34に関して，互いに対称に配置されている。
第２図は第１図（ａ）及び（ｂ）の薄膜熱電対パター
ン21の拡大図である。第２図において，第１の熱電材料
21aと第２の熱電材料21bとが互い違いにコの字状につな
がっており，蛇行して符号21hの部分が温接点，符号21c
部分が冷接点を構成する。符号71a・71bは引出端子であ
る。他の薄膜熱電対パターン22・23・24・25・26・27・
28も同様な構成を有する。
ン21の拡大図である。第２図において，第１の熱電材料
21aと第２の熱電材料21bとが互い違いにコの字状につな
がっており，蛇行して符号21hの部分が温接点，符号21c
部分が冷接点を構成する。符号71a・71bは引出端子であ
る。他の薄膜熱電対パターン22・23・24・25・26・27・
28も同様な構成を有する。
第１図（ａ），（ｂ）および（ｃ）に戻ってヒートシ
ンク基板30には，複数の中空穴31・32・33・34を設け，
丁度，薄膜熱電対素子パターン21・22・23・24・25・26
・27・28の温接点部分が，中空穴31・32・33・34上に配
置される大きさに設定されている。各熱電対パターンの
温接点部には，夫々の絶縁層41・42・43・44を介して赤
外線吸収層51・52・53・54が夫々形成されている。これ
ら，赤外線吸収層および薄膜熱電対パターンによって，
サーモパイル素子が構成される。
ンク基板30には，複数の中空穴31・32・33・34を設け，
丁度，薄膜熱電対素子パターン21・22・23・24・25・26
・27・28の温接点部分が，中空穴31・32・33・34上に配
置される大きさに設定されている。各熱電対パターンの
温接点部には，夫々の絶縁層41・42・43・44を介して赤
外線吸収層51・52・53・54が夫々形成されている。これ
ら，赤外線吸収層および薄膜熱電対パターンによって，
サーモパイル素子が構成される。
次に，本発明の実施例に係るアレイ型サーモパイルを
用いて被測定物の大きさを検知する構成例を第３図を用
いて説明する。第３図において，アレイ型サーモパイル
は，箱体60内に配置されている。このサーモパイルに対
向して，箱体60の壁部にスリットＳが設けられている。
物体Ａがスリット前方にある場合は，赤外線がスリット
Ｓで回折し，赤外線吸収層51・52・53・54に赤外線入射
パワーが入り，これに対応する熱電対パターン素子対21
・22,及び23・24,及び25・26,及び27・28全体から出力
電圧が検出される。
用いて被測定物の大きさを検知する構成例を第３図を用
いて説明する。第３図において，アレイ型サーモパイル
は，箱体60内に配置されている。このサーモパイルに対
向して，箱体60の壁部にスリットＳが設けられている。
物体Ａがスリット前方にある場合は，赤外線がスリット
Ｓで回折し，赤外線吸収層51・52・53・54に赤外線入射
パワーが入り，これに対応する熱電対パターン素子対21
・22,及び23・24,及び25・26,及び27・28全体から出力
電圧が検出される。
一方，物体ＢがスリットＳの前方にある場合は，物体
からの赤外線吸収層が前記同様にスリットＳで回折する
が，赤外線全体の幅が小さいので，赤外線吸収層52・53
にのみ入射し，これに対応する熱電対パターン素子対23
・24及び27・28からのみ出力電圧が検出される。
からの赤外線吸収層が前記同様にスリットＳで回折する
が，赤外線全体の幅が小さいので，赤外線吸収層52・53
にのみ入射し，これに対応する熱電対パターン素子対23
・24及び27・28からのみ出力電圧が検出される。
したがって，このように，各素子21・22,及び23・24,
及び25・26,及び27・28からの出力電圧を検出すること
により，物体の大きさを検出することが可能である。
及び25・26,及び27・28からの出力電圧を検出すること
により，物体の大きさを検出することが可能である。
本発明の実施例に係るアレイ型サーモパイルを用い
て，被測定物の移動方向，速度を検出する例を第４図を
用いて説明する。
て，被測定物の移動方向，速度を検出する例を第４図を
用いて説明する。
第４図において，第３図と同様にスリットＳを有する
箱体内61にアレイ型サーモパイルが配置されている。こ
のサーモパイルに対向して箱体61の壁部にスリットＳが
設けられている。C1の位置の測定を行う場合，赤外線吸
収部52・53・54に赤外線入射パワーが入る。ついで,t秒
後にC2に移動した場合は，赤外線吸収層51・52・53に赤
外線入射パワーが入る。
箱体内61にアレイ型サーモパイルが配置されている。こ
のサーモパイルに対向して箱体61の壁部にスリットＳが
設けられている。C1の位置の測定を行う場合，赤外線吸
収部52・53・54に赤外線入射パワーが入る。ついで,t秒
後にC2に移動した場合は，赤外線吸収層51・52・53に赤
外線入射パワーが入る。
従って・ｔ秒間の各素子からの出力の時間経過を検出
することにより，被測定物の移動方向および移動速度を
検出することができる。
することにより，被測定物の移動方向および移動速度を
検出することができる。
但し，移動速度の検出の場合は，距離d1（赤外線吸収
層とスリットとの距離）および距離d2（被測定とスリッ
トとの距離）を予め設定しておくことが必要である。
層とスリットとの距離）および距離d2（被測定とスリッ
トとの距離）を予め設定しておくことが必要である。
［発明の効果］ 以上説明したように，本発明によれば，物体の大きさ
を検知および物体の移動方向，移動速度検知機能をもっ
たアレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大き
さ測定装置を提供することができる。
を検知および物体の移動方向，移動速度検知機能をもっ
たアレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大き
さ測定装置を提供することができる。
第１図（ａ）は本発明によるアレイ型サーモパイルの一
例を示す図，第１図（ｂ）は第１図（ａ）のアレイ型サ
ーモパイルの断面図，第１図（ｃ）は第１図（ａ）のア
レイ型サーモパイルの底面図，第２図は第１図（ａ）の
薄膜熱電対パターンを示す図，第３図は本発明の実施例
に係る大きさ測定装置を示す図，第４図は本発明の実施
例に係る速度検出装置を示す図，第５図（ａ）は従来の
サーモパイルの一例を示す平面図，第５図（ｂ）は第５
図（ａ）のサーモパイルの断面図である。 図中,1……基板,21・22・23・24・25・26・27・28……
薄膜熱電素子パターン,31・32・33・34……中空穴,21a
……第１の熱電材料,21b……第２の熱電材料,21h……温
接点,21c……冷接点,41・42・43・44……絶縁層,51・52
・53・54……赤外線吸収層,60・61……箱体,71a・71b…
…端子。
例を示す図，第１図（ｂ）は第１図（ａ）のアレイ型サ
ーモパイルの断面図，第１図（ｃ）は第１図（ａ）のア
レイ型サーモパイルの底面図，第２図は第１図（ａ）の
薄膜熱電対パターンを示す図，第３図は本発明の実施例
に係る大きさ測定装置を示す図，第４図は本発明の実施
例に係る速度検出装置を示す図，第５図（ａ）は従来の
サーモパイルの一例を示す平面図，第５図（ｂ）は第５
図（ａ）のサーモパイルの断面図である。 図中,1……基板,21・22・23・24・25・26・27・28……
薄膜熱電素子パターン,31・32・33・34……中空穴,21a
……第１の熱電材料,21b……第２の熱電材料,21h……温
接点,21c……冷接点,41・42・43・44……絶縁層,51・52
・53・54……赤外線吸収層,60・61……箱体,71a・71b…
…端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｖ 8/20 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｐ (56)参考文献 特開 昭63−67532（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−196931（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−20801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285014（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−90261（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−158202（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 3/68 G01P 3/42 G01B 11/02 G01J 1/02 G01J 5/02 H01L 35/28 - 35/32
Claims (2)
- 【請求項１】赤外線吸収部と，熱電対パターンとからな
るサーモパイル素子の複数を同一基板上に配列したアレ
イ型サーモパイルを用い，前記サーモパイルに対向して
スリットを配置し，前記スリットの前方を移動する物体
の速度を検出することを特徴とする速度検出装置。 - 【請求項２】赤外線吸収部と，熱電対パターンとからな
るサーモパイル素子の複数を同一基板上に配列したアレ
イ型サーモパイルを用い，前記サーモパイルに対向して
スリットを配置し，前記スリットの前方に置かれた物体
の大きさを測定することを特徴とする大きさ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23065090A JP3008210B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | アレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大きさ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23065090A JP3008210B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | アレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大きさ測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04113237A JPH04113237A (ja) | 1992-04-14 |
| JP3008210B2 true JP3008210B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=16911122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23065090A Expired - Fee Related JP3008210B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | アレイ型サーモパイルを用いた速度検出装置及び大きさ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008210B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5691921A (en) * | 1996-01-05 | 1997-11-25 | Xerox Corporation | Thermal sensors arrays useful for motion tracking by thermal gradient detection |
| DE60237615D1 (de) * | 2001-07-12 | 2010-10-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Infrarot-array-detektionseinrichtung |
| NL1036510A1 (nl) * | 2008-02-21 | 2009-08-24 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus with temperature sensor and device manufacturing method. |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP23065090A patent/JP3008210B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04113237A (ja) | 1992-04-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |