JP3062590B2 - 走査型赤外線検出器 - Google Patents
走査型赤外線検出器Info
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- JP3062590B2 JP3062590B2 JP9090341A JP9034197A JP3062590B2 JP 3062590 B2 JP3062590 B2 JP 3062590B2 JP 9090341 A JP9090341 A JP 9090341A JP 9034197 A JP9034197 A JP 9034197A JP 3062590 B2 JP3062590 B2 JP 3062590B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、背景の赤外線放射
中に存在する熱源からの赤外線放射を、赤外線センサを
走査することにより効果的に検出可能とした走査型赤外
線検出器に関するものである。
中に存在する熱源からの赤外線放射を、赤外線センサを
走査することにより効果的に検出可能とした走査型赤外
線検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、赤外線を検出する方法としては、
単素子赤外線センサ、１次元赤外線検出素子アレイ、赤
外線画像センサが用いられており、いずれも背景からの
赤外線放射に熱源からの赤外線放射が重畳した赤外線放
射を検出するものである。また、赤外線センサの出力信
号から目的の赤外線放射のみを抽出するためには、複雑
な信号処理回路が必要であった。さらに、赤外線検出素
子の応答性能が焦電型のように比較的遅いものと量子型
のように応答性能の比較的早いものでは用途別に検出素
子を使い分ける必要があった。
単素子赤外線センサ、１次元赤外線検出素子アレイ、赤
外線画像センサが用いられており、いずれも背景からの
赤外線放射に熱源からの赤外線放射が重畳した赤外線放
射を検出するものである。また、赤外線センサの出力信
号から目的の赤外線放射のみを抽出するためには、複雑
な信号処理回路が必要であった。さらに、赤外線検出素
子の応答性能が焦電型のように比較的遅いものと量子型
のように応答性能の比較的早いものでは用途別に検出素
子を使い分ける必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した複
雑な信号処理回路を必要とせず、赤外線センサ構成に工
夫を加えることにより、これらの問題点を解決し、赤外
線センサに用いる赤外線検出素子の応答性能に関係な
く、簡単な演算回路で背景の赤外線放射から目的の赤外
線放射のみを効果的に検出可能とした走査型赤外線検出
器を提供することを目的とするものである。
雑な信号処理回路を必要とせず、赤外線センサ構成に工
夫を加えることにより、これらの問題点を解決し、赤外
線センサに用いる赤外線検出素子の応答性能に関係な
く、簡単な演算回路で背景の赤外線放射から目的の赤外
線放射のみを効果的に検出可能とした走査型赤外線検出
器を提供することを目的とするものである。
【０００４】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
の実施の形態において明らかにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の走査型赤外線検出器は、赤外線検出素子を
直線配列した赤外線検出素子アレイを走査方向に間隔を
あけて複数平行に配置して構成され、それら複数の赤外
線検出素子アレイが熱源に対して平行にかつ同時に走査
されて熱源からの赤外線放射をレンズを介して検知する
赤外線センサと、互いに異なる赤外線検出素子アレイに
属していて前記走査の方向の平行線上にある対をなす赤
外線検出素子同士の赤外線検出信号を差分演算する演算
回路とを備えた構成としている。
に、本発明の走査型赤外線検出器は、赤外線検出素子を
直線配列した赤外線検出素子アレイを走査方向に間隔を
あけて複数平行に配置して構成され、それら複数の赤外
線検出素子アレイが熱源に対して平行にかつ同時に走査
されて熱源からの赤外線放射をレンズを介して検知する
赤外線センサと、互いに異なる赤外線検出素子アレイに
属していて前記走査の方向の平行線上にある対をなす赤
外線検出素子同士の赤外線検出信号を差分演算する演算
回路とを備えた構成としている。
【０００６】
【０００７】また、前記赤外線検出素子アレイが、焦電
型の赤外線検出素子を配列して構成されていてもよい。
型の赤外線検出素子を配列して構成されていてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る走査型赤外線
検出器の実施の形態を図面に従って説明する。
検出器の実施の形態を図面に従って説明する。
【０００９】図１は本発明に係る走査型赤外線検出器の
実施の形態であって、背景１０の赤外線放射１２中に含
まれる熱源１１（背景よりも低温のものも含む）の赤外
線放射１３を検出する模式図である。この図において、
８は赤外線検知部であり、走査方向９（例えば横方向に
等速）に走査されている。赤外線検知部８は、そのケー
ス８ａ内に、レンズ１を支持するともに赤外線センサ２
を内蔵したハウジング４を有し、さらに赤外線センサ２
の出力信号を増幅するアンプ５及び該アンプ５の出力を
演算する演算回路６を具備している。７は演算回路６の
演算出力である。なお、ケース８ａのレンズ１の前面に
当たる部分には穴３が形成されている。
実施の形態であって、背景１０の赤外線放射１２中に含
まれる熱源１１（背景よりも低温のものも含む）の赤外
線放射１３を検出する模式図である。この図において、
８は赤外線検知部であり、走査方向９（例えば横方向に
等速）に走査されている。赤外線検知部８は、そのケー
ス８ａ内に、レンズ１を支持するともに赤外線センサ２
を内蔵したハウジング４を有し、さらに赤外線センサ２
の出力信号を増幅するアンプ５及び該アンプ５の出力を
演算する演算回路６を具備している。７は演算回路６の
演算出力である。なお、ケース８ａのレンズ１の前面に
当たる部分には穴３が形成されている。
【００１０】図２は本発明を実現するための実験に用い
た５素子２列配列の赤外線センサ２を用いた例である。
この図に示すように、前記赤外線センサ２は赤外線検出
素子１８〜２２を１列に直線配列した第１の赤外線検出
素子アレイ１４と、これと平行に赤外線検出素子２３〜
２７を１列に直線配列した第２の赤外線検出素子アレイ
１５とからなっている。なお、各アレイ１４，１５の配
列方向は走査方向９と直交する方向である。従って、赤
外線センサ２を走査したとき、赤外線検出素子１８と２
３の対は一定時間遅れて同じ検出出力を出す。赤外線検
出素子１９と２４の対、…、赤外線検出素子２２と２７
の対についても同様である。
た５素子２列配列の赤外線センサ２を用いた例である。
この図に示すように、前記赤外線センサ２は赤外線検出
素子１８〜２２を１列に直線配列した第１の赤外線検出
素子アレイ１４と、これと平行に赤外線検出素子２３〜
２７を１列に直線配列した第２の赤外線検出素子アレイ
１５とからなっている。なお、各アレイ１４，１５の配
列方向は走査方向９と直交する方向である。従って、赤
外線センサ２を走査したとき、赤外線検出素子１８と２
３の対は一定時間遅れて同じ検出出力を出す。赤外線検
出素子１９と２４の対、…、赤外線検出素子２２と２７
の対についても同様である。
【００１１】アンプ５は、第１の赤外線検出素子アレイ
１４の各赤外線検出素子１８〜２２の検出出力をそれぞ
れ増幅するアンプ部１６−１〜１６−５と、第２の赤外
線検出素子アレイ１５の各赤外線検出素子２３〜２７の
検出出力をそれぞれ増幅するアンプ部１７−１〜１７−
５とからなっている。
１４の各赤外線検出素子１８〜２２の検出出力をそれぞ
れ増幅するアンプ部１６−１〜１６−５と、第２の赤外
線検出素子アレイ１５の各赤外線検出素子２３〜２７の
検出出力をそれぞれ増幅するアンプ部１７−１〜１７−
５とからなっている。
【００１２】演算回路６は、対をなす赤外線検出素子１
８，２３のアンプ部１６−１，１７−１で増幅された出
力を受ける演算部６−１と、対をなす赤外線検出素子１
９，２４のアンプ部１６−２，１７−２で増幅された出
力を受ける演算部６−２と、対をなす赤外線検出素子２
０，２５のアンプ部１６−３，１７−３で増幅された出
力を受ける演算部６−３と、対をなす赤外線検出素子２
１，２６のアンプ部１６−４，１７−４で増幅された出
力を受ける演算部６−４と、対をなす赤外線検出素子２
２，２７のアンプ部１６−５，１７−５で増幅された出
力を受ける演算部６−５とを内蔵しており、各演算部６
−１〜６−５からそれぞれ演算出力７−１〜７−５が得
られるようになっている。
８，２３のアンプ部１６−１，１７−１で増幅された出
力を受ける演算部６−１と、対をなす赤外線検出素子１
９，２４のアンプ部１６−２，１７−２で増幅された出
力を受ける演算部６−２と、対をなす赤外線検出素子２
０，２５のアンプ部１６−３，１７−３で増幅された出
力を受ける演算部６−３と、対をなす赤外線検出素子２
１，２６のアンプ部１６−４，１７−４で増幅された出
力を受ける演算部６−４と、対をなす赤外線検出素子２
２，２７のアンプ部１６−５，１７−５で増幅された出
力を受ける演算部６−５とを内蔵しており、各演算部６
−１〜６−５からそれぞれ演算出力７−１〜７−５が得
られるようになっている。
【００１３】この実施の形態において、赤外線検知部８
を、背景１０及び熱源１１に対向させて走査方向９に直
線的に走査することにより、熱源１１から放射される赤
外線放射１３が該赤外線検知部８のレンズ１を通して赤
外線センサ２に入射し、これをアンプ５で一定レベルに
増幅し、演算回路６で演算した結果を演算出力７として
出力する。ここで、前述した如く赤外線センサ２は２列
の赤外線検出素子アレイ１４，１５を有するものであっ
て、アンプ５は赤外線検出素子アレイ１４，１５の個々
の赤外線検出素子１８〜２２，２３〜２７の出力をアン
プ部１６−１〜１６−５，１７−１〜１７−５でそれぞ
れ一定レベルに増幅する機能を持ち、演算回路６は赤外
線検出素子１４，１５の対をなす赤外線検出素子の増幅
後の出力同士をそれぞれ演算部６−１〜６−５で演算
（具体的には差分を取る）した演算出力７−１〜７−
５、つまり熱源１１に対応した目的の赤外線検出信号を
出力する機能を持つ。
を、背景１０及び熱源１１に対向させて走査方向９に直
線的に走査することにより、熱源１１から放射される赤
外線放射１３が該赤外線検知部８のレンズ１を通して赤
外線センサ２に入射し、これをアンプ５で一定レベルに
増幅し、演算回路６で演算した結果を演算出力７として
出力する。ここで、前述した如く赤外線センサ２は２列
の赤外線検出素子アレイ１４，１５を有するものであっ
て、アンプ５は赤外線検出素子アレイ１４，１５の個々
の赤外線検出素子１８〜２２，２３〜２７の出力をアン
プ部１６−１〜１６−５，１７−１〜１７−５でそれぞ
れ一定レベルに増幅する機能を持ち、演算回路６は赤外
線検出素子１４，１５の対をなす赤外線検出素子の増幅
後の出力同士をそれぞれ演算部６−１〜６−５で演算
（具体的には差分を取る）した演算出力７−１〜７−
５、つまり熱源１１に対応した目的の赤外線検出信号を
出力する機能を持つ。
【００１４】この場合、２つの赤外線検出素子アレイ１
４，１５は、熱源１１に対して平行にかつ同時に走査さ
れることにより、検出時間に差が生じ、すなわち両アレ
イの間隔により定まる走査時間の位相遅れが生じ、検出
信号波形に位相のずれが生じることを利用し、演算回路
において２つの出力の差分をとるようにして目的の熱源
１１を検出する。
４，１５は、熱源１１に対して平行にかつ同時に走査さ
れることにより、検出時間に差が生じ、すなわち両アレ
イの間隔により定まる走査時間の位相遅れが生じ、検出
信号波形に位相のずれが生じることを利用し、演算回路
において２つの出力の差分をとるようにして目的の熱源
１１を検出する。
【００１５】図３は、前記赤外線センサ２を構成する平
行配置の赤外線検出素子アレイ１４，１５において、走
査方向９の平行線上にある対をなす赤外線検出素子２０
と赤外線検出素子２５の赤外線検出信号及び演算結果の
模式図であり、同図（Ａ）は対をなす赤外線検出素子２
０と赤外線検出素子２５の赤外線検出信号を個別に示
し、同図（Ｂ）は両赤外線検出信号の差分を演算回路６
（演算部６−３）で演算した後の演算出力である。同図
（Ａ）の如く、背景に対して温度差のある目標となる熱
源があると、第１の赤外線検出素子アレイ１４と第２の
赤外線検出素子アレイ１５の間隔分の時間差が生じて検
出され、同図（Ｂ）の如く、それらの検出信号の差分を
とることにより０レベルとクロスする点で目標となる熱
源を検出することになる。
行配置の赤外線検出素子アレイ１４，１５において、走
査方向９の平行線上にある対をなす赤外線検出素子２０
と赤外線検出素子２５の赤外線検出信号及び演算結果の
模式図であり、同図（Ａ）は対をなす赤外線検出素子２
０と赤外線検出素子２５の赤外線検出信号を個別に示
し、同図（Ｂ）は両赤外線検出信号の差分を演算回路６
（演算部６−３）で演算した後の演算出力である。同図
（Ａ）の如く、背景に対して温度差のある目標となる熱
源があると、第１の赤外線検出素子アレイ１４と第２の
赤外線検出素子アレイ１５の間隔分の時間差が生じて検
出され、同図（Ｂ）の如く、それらの検出信号の差分を
とることにより０レベルとクロスする点で目標となる熱
源を検出することになる。
【００１６】図４は、実際に本発明を実証する実験結果
であり、熱源から５０ｍ離した位置において背景中に含
まれている該熱源を走査した時に得られる互いに対をな
す２個の赤外線検出素子の検出出力と両者の差分を取っ
た演算出力である。このように対をなす赤外線検出素子
の出力の差分をとるだけの単純な演算回路構成で所望の
演算出力の結果を得ることができる。
であり、熱源から５０ｍ離した位置において背景中に含
まれている該熱源を走査した時に得られる互いに対をな
す２個の赤外線検出素子の検出出力と両者の差分を取っ
た演算出力である。このように対をなす赤外線検出素子
の出力の差分をとるだけの単純な演算回路構成で所望の
演算出力の結果を得ることができる。
【００１７】なお、図２の回路では、演算出力として７
−１〜７−５の５個が得られるが、例えば演算出力７−
１〜７−５のいずれか１つが図４の如き目標検出を示せ
ば、目標有りとすることができる。
−１〜７−５の５個が得られるが、例えば演算出力７−
１〜７−５のいずれか１つが図４の如き目標検出を示せ
ば、目標有りとすることができる。
【００１８】この実施の形態によれば、実証実験の結果
からも明らかなように、平行に並べられた２列の赤外線
検出素子アレイ１４，１５を同時に走査することによ
り、検出時間差を利用して背景中に含まれる熱源の赤外
線放射のみを信号強調して検出するのに極めて有効であ
る。
からも明らかなように、平行に並べられた２列の赤外線
検出素子アレイ１４，１５を同時に走査することによ
り、検出時間差を利用して背景中に含まれる熱源の赤外
線放射のみを信号強調して検出するのに極めて有効であ
る。
【００１９】また、検出素子の応答性能に無関係な赤外
線検出器の実現が可能であり、例えば赤外線検出素子と
して応答特性が比較的遅い焦電型の赤外線センサにおい
ても、２列の赤外線検出素子アレイ１４，１５の出力を
演算回路６において差分演算を施すことにより、高速応
答の赤外線検出素子と同等の検出が可能である。
線検出器の実現が可能であり、例えば赤外線検出素子と
して応答特性が比較的遅い焦電型の赤外線センサにおい
ても、２列の赤外線検出素子アレイ１４，１５の出力を
演算回路６において差分演算を施すことにより、高速応
答の赤外線検出素子と同等の検出が可能である。
【００２０】さらに、検出後の演算回路が簡単な構成で
実現できる。
実現できる。
【００２１】なお、図２では赤外線センサ２の各赤外線
検出素子アレイとして実験的に５素子の場合を例示した
が、各赤外線検出素子アレイの素子個数は任意である。
検出素子アレイとして実験的に５素子の場合を例示した
が、各赤外線検出素子アレイの素子個数は任意である。
【００２２】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る走査
型赤外線検出器によれば、複雑な信号処理回路を必要と
せず、赤外線センサに用いる赤外線検出素子の応答性能
に関係なく、簡単な演算回路で背景の赤外線放射から目
的の赤外線放射のみを効果的に検出可能である。
型赤外線検出器によれば、複雑な信号処理回路を必要と
せず、赤外線センサに用いる赤外線検出素子の応答性能
に関係なく、簡単な演算回路で背景の赤外線放射から目
的の赤外線放射のみを効果的に検出可能である。
【図１】本発明に係る走査型赤外線検出器の実施の形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】実施の形態における赤外線センサ及びその後段
の回路のブロック図である。
の回路のブロック図である。
【図３】実施の形態において得られる赤外線センサの対
をなす赤外線検出素子出力と演算出力の模式図である。
をなす赤外線検出素子出力と演算出力の模式図である。
【図４】実験において得られた背景と熱源の赤外線放射
の検出結果と演算出力を示す信号波形図である。
の検出結果と演算出力を示す信号波形図である。
１ レンズ ２ 赤外線センサ ３ 穴 ４ ハウジング ５ アンプ ６ 演算回路 ７ 演算出力 ８ 赤外線検出部 ９ 走査方向 １０ 背景 １１ 熱源 １２ 背景からの赤外線放射 １３ 熱源からの赤外線放射 １４ 第１の赤外線検出素子アレイ １５ 第２の赤外線検出素子アレイ １８〜２７ 赤外線検出素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/02 - 1/04 G01J 1/42 - 1/44 G01J 5/02 G01J 5/62 G01V 9/04 G04N 5/33 - 5/335
Claims (2)
- 【請求項１】 赤外線検出素子を直線配列した赤外線検
出素子アレイを走査方向に間隔をあけて複数平行に配置
して構成され、それら複数の赤外線検出素子アレイが熱
源に対して平行にかつ同時に走査されて熱源からの赤外
線放射をレンズを介して検知する赤外線センサと、 互いに異なる赤外線検出素子アレイに属していて前記走
査の方向の平行線上にある対をなす赤外線検出素子同士
の赤外線検出信号を差分演算する演算回路とを備えるこ
とを特徴とする走査型赤外線検出器。 - 【請求項２】 前記赤外線検出素子アレイが、焦電型の
赤外線検出素子を配列して構成されている請求項１記載
の走査型赤外線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9090341A JP3062590B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 走査型赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9090341A JP3062590B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 走査型赤外線検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10267754A JPH10267754A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3062590B2 true JP3062590B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=13995831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9090341A Expired - Lifetime JP3062590B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 走査型赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3062590B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2075188A2 (en) | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Straddle-type vehicle |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5470997B2 (ja) * | 2009-04-15 | 2014-04-16 | パナソニック株式会社 | マイクロ波加熱装置 |
| CN108909407B (zh) * | 2013-05-17 | 2022-02-11 | 松下电器（美国）知识产权公司 | 控制装置及方法、空气调节机以及车辆 |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP9090341A patent/JP3062590B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2075188A2 (en) | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Straddle-type vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10267754A (ja) | 1998-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
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