JP3127285B2 - Pyroelectric infrared detector - Google Patents

Pyroelectric infrared detector

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JP3127285B2 JP6767495A JP6767495A JP3127285B2 JP 3127285 B2 JP3127285 B2 JP 3127285B2 JP 6767495 A JP6767495 A JP 6767495A JP 6767495 A JP6767495 A JP 6767495A JP 3127285 B2 JP3127285 B2 JP 3127285B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【産業上の利用分野】本発明は、焦電型赤外線センサを
用いて人体等の被検出体の存在を検出する焦電型赤外線
検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyroelectric infrared detecting apparatus for detecting the presence of an object such as a human body using a pyroelectric infrared sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より焦電型赤外線検出装置は人体な
どの存在を検出する手段として広く用いられているが、
周知の通り焦電型赤外線センサは、温度変化が与えられ
たときのみ出力を発生し、温度変化がないと検出不能に
なる。例えば、室内に人が居るにもかかわらず、指とか
口などの小さい範囲で動くのみで全体として静止状態で
あると、人体から放射された赤外線エネルギーに変化が
なく、このために人体を検出できないということを生じ
る。そこで一般には、焦電型赤外線センサの前方にチョ
ッパ板を配設し、人体からの赤外線エネルギーに強制的
に変化を作るようにして継続的な検出を可能にしてい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, pyroelectric infrared detectors have been widely used as means for detecting the presence of a human body or the like.
As is well known, a pyroelectric infrared sensor generates an output only when a temperature change is given, and becomes undetectable without a temperature change. For example, if there is a person in the room, but only moving in a small area such as a finger or mouth and the whole is still, there is no change in the infrared energy radiated from the human body, which makes it impossible to detect the human body That results. Therefore, in general, a chopper plate is disposed in front of the pyroelectric infrared sensor to make a continuous change in infrared energy from a human body, thereby enabling continuous detection.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、チョッパ機構
によるものでは、例えば、ステッピングモータを駆動回
路を介して駆動してチョッパ板を回転させなければなら
ない。このために装置が大型化しかつ構成も複雑とな
り、コスト高となってしまう。
However, in the case of the chopper mechanism, for example, a stepping motor must be driven via a drive circuit to rotate the chopper plate. For this reason, the apparatus becomes large and the configuration becomes complicated, resulting in high cost.

【0004】そこで、本発明の目的は、人体等の被検出
体が微小な範囲で動いていても全体としては静止してい
る状態であっても、高精度に人体等の被検出体を検出可
能な焦電型赤外線検出装置を簡単な構成で安価に提供す
ることにある。
Accordingly, an object of the present invention is to detect an object such as a human body with high accuracy even if the object such as a human body is moving in a minute range or is stationary as a whole. An object of the present invention is to provide a possible pyroelectric infrared detector with a simple configuration at a low cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の焦電型赤外線検出装置は、赤外線センサ
と、被検出体から発せられる赤外線を赤外線センサへ集
光するフレネルレンズと、フレネルレンズの前方に配設
されているズーム用レンズと、このズーム用レンズを駆
動する駆動手段と、赤外線センサから出力が生じている
間はズーム用レンズを非ズーム位置に位置させ、赤外線
センサからの出力が生じなくなったときにズーム用レン
ズを駆動させるように駆動手段を制御する制御手段と
具備している。
In order to achieve the above object, a pyroelectric infrared detector according to the present invention comprises an infrared sensor, a Fresnel lens for condensing infrared light emitted from an object to be detected on the infrared sensor, and a Fresnel lens. Output is generated from a zoom lens disposed in front of the lens, driving means for driving the zoom lens, and an infrared sensor.
The zoom lens in the non-zoom position during
When the output from the sensor stops, the zoom lens
Control means for controlling the driving means so as to drive the nozzle .

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0007】図1に示すように、焦電型の赤外線センサ
1の前面にフレネルレンズ2が配設してある。フレネル
レンズ2は、複数のマイクロレンズから構成されてお
り、各マイクロレンズの光軸は全て赤外線センサ1へ向
かっている。フレネルレンズ2は、人体等の被検出体か
ら放射される特定の赤外線のみを透過するプラスチック
を用いて前端部が凸状のフィルタを形成し、このフィル
タの前端部内に複数のマイクロレンズを一体的に設けた
ものである。
As shown in FIG. 1, a Fresnel lens 2 is provided on the front surface of a pyroelectric infrared sensor 1. The Fresnel lens 2 is composed of a plurality of micro lenses, and the optical axis of each micro lens is all directed to the infrared sensor 1. The Fresnel lens 2 forms a filter having a convex front end using a plastic that transmits only specific infrared rays radiated from an object to be detected such as a human body, and a plurality of micro lenses are integrally formed in the front end of the filter. It is provided in.

【0008】フレネルレンズ2の焦点位置に、焦電型の
赤外線センサ1が配設されており、このセンサの近傍に
周囲の温度を感知する温度センサ(この実施例ではサー
ミスタ)3が配設してある。
A pyroelectric infrared sensor 1 is provided at the focal position of the Fresnel lens 2, and a temperature sensor (thermistor in this embodiment) 3 for sensing the ambient temperature is provided near the sensor. It is.

【0009】フレネルレンズ2の前方に、ズーム用レン
ズ4が配設してある。ズーム用レンズ4は、固定レンズ
4Aと移動レンズ4Bとから構成され、ズーム用レンズ
4を駆動する駆動手段5を構成するズーム駆動回路50
が設けてある。
A zoom lens 4 is disposed in front of the Fresnel lens 2. Zoom lens 4 is composed of a fixed lens 4A and the moving lens 4B, a zoom driving circuit 50 constituting the drive means 5 that drive the zoom lens 4
Is provided.

【0010】ズーム駆動回路50の出力によって図示し
ない駆動モータが回転駆動され、このモータの駆動歯車
の回転により移動レンズ4Bを前進・後退させてズーミ
ングが行われる。
A drive motor (not shown) is rotationally driven by the output of the zoom drive circuit 50, and the moving gear 4B is moved forward and backward by the rotation of the drive gear of this motor to perform zooming.

【0011】赤外線センサ1の出力は、人体等の被検出
体から放射される赤外線エネルギーが微弱なために、増
幅回路6で増幅され、また周囲の温度が変わると温度差
も変わるので、温度センサ3により感知された周囲の温
度の変動の補正を温度補正回路7で行い、この出力を増
幅回路6の出力と混合して端子11から出力する。また
温度センサ3により検出した周囲の温度は端子31から
出力する。
The output of the infrared sensor 1 is amplified by the amplifier circuit 6 because infrared energy radiated from an object to be detected such as a human body is weak, and the temperature difference changes when the ambient temperature changes. The fluctuation of the ambient temperature sensed by 3 is corrected by the temperature correction circuit 7, and this output is mixed with the output of the amplifier circuit 6 and output from the terminal 11. The ambient temperature detected by the temperature sensor 3 is output from a terminal 31.

【0012】ズーム駆動回路50は制御回路8に制御さ
れて出力を生じるもので、制御回路8には温度補正回路
7の出力が供給され、また端子81からズームの駆動条
件に対応した信号を入力できるようにしてある。
The zoom drive circuit 50 generates an output under the control of the control circuit 8. The output of the temperature correction circuit 7 is supplied to the control circuit 8, and a signal corresponding to the zoom drive condition is input from a terminal 81. I can do it.

【0013】駆動条件の一例として、赤外線センサ1か
らの出力を生じなくなったときにズーム用レンズ4を駆
動させる。
[0013] As an example of the driving conditions, the driving's over beam lens 4 when it is not generated the output from the infrared sensor 1
Move.

【0014】次に動作について説明する。図1に示すよ
うに、例えば室内に人体等の被検出体が入ってきたとき
には、被検出体から放射された赤外線は、ズーム用レン
ズ4,フレネルレンズ2を透過して赤外線センサ1ヘ集
光される。赤外線センサ1に入射した赤外線は、感知素
子表面で熱に変換され、焦電効果により表面電荷が発生
する。発生した表面電荷は、増幅回路6により増幅さ
れ、温度補正回路7を介して電気信号として端子11か
ら出力されると同時に、制御回路8に入力して被検出体
の存在が確認される。室内に入ってきた被検出体が全体
として静止の状態になると、赤外線センサ1に温度変化
が与えられず出力を生じなくなる。これにより温度補正
回路7から制御回路8へ信号が入力せず、この信号の停
止を受けて制御回路8で停止信号を発生し、この停止信
号によりズーム用レンズ4を駆動する。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 1, for example, when a detection target such as a human body enters a room, infrared rays emitted from the detection target pass through the zoom lens 4 and the Fresnel lens 2 and are collected on the infrared sensor 1. Is done. The infrared light incident on the infrared sensor 1 is converted into heat on the surface of the sensing element, and a surface charge is generated by a pyroelectric effect. The generated surface charge is amplified by the amplifier circuit 6 and output as an electric signal from the terminal 11 via the temperature correction circuit 7, and at the same time, is input to the control circuit 8 to confirm the presence of the object to be detected. When the detected object that has entered the room is in a stationary state as a whole, no temperature change is given to the infrared sensor 1 and no output is generated. Thus no input signal to the control circuit 8 from the temperature compensation circuit 7, and generates a stop signal in the control circuit 8 receives the stop of the signal, that to drive the zoom lens 4 by the stop signal.

【0015】即ち、被検出体が人の場合、人は横になっ
ていても腕や頭部を動かすなどの微小な動作をしている
ことが多い。ズーミングさせる際には、制御回路8から
停止信号が発生することによりズーム駆動回路50から
ズーム信号が出力し、この信号により図示しない駆動モ
ータを駆動し、図2に示すように、移動レンズ4Bを固
定レンズ4Aとの間隔を広げる方向へ移動させ、微小な
動作をしている部位にズームさせる。このズーム状態で
は上記のような微小な運動が拡大されるので、動いてい
る部位から放射した赤外線A,Bは、ズーム用レンズ
4,フレネルレンズ2を透過して赤外線センサ1ヘ集光
され、温度変化として赤外線センサ1により感知され、
再び出力を生じ、続いて移動レンズ4Bは後退して定位
置(非ズーム位置)へ戻る。即ち、赤外線センサ1から
出力を生じている間は、ズーム用レンズ4は定位置にあ
り、出力を生じなくなると、制御回路8からズーム信号
が出力し、ズーム用レンズ4を駆動する。
That is, when the object to be detected is a person, the person often performs minute movements such as moving his arm or head even when lying down. At the time of zooming, when a stop signal is generated from the control circuit 8, a zoom signal is output from the zoom drive circuit 50, and a drive motor (not shown) is driven by this signal, and as shown in FIG. The lens is moved in a direction to widen the distance from the fixed lens 4A, and a portion where a minute operation is performed is zoomed. In this zoom state, the minute movement as described above is enlarged, and the infrared rays A and B emitted from the moving part are transmitted through the zoom lens 4 and the Fresnel lens 2 and are collected on the infrared sensor 1. It is sensed by the infrared sensor 1 as a temperature change,
The output is generated again, and subsequently, the moving lens 4B moves backward and returns to the home position ( non-zoom position ). That is, while resulting output from the infrared sensor 1, a zoom lens 4 is in place and becomes no longer occur the output, and outputs a zoom signal from the control circuit 8, that drive the zoom lens 4.

【0016】なお、この実施例では、赤外線センサ1か
らの出力が生じなくなったときに、ズーム用レンズ4を
ズーミングさせることにより、再び赤外線出力を生じる
ようにしているが、ズームの駆動条件を、赤外線センサ
1からの出力の有無にかかわりなく一定の時間間隔でズ
ーミングさせるようにすれば、特に、寝たきり老人のよ
うに、全体として静止の状態が続く場合でも、一定の時
間間隔で間歇的にズーム信号が与えられ、ズーム用レン
ズ4がズーム位置と定位置との間を往復するズーミング
が間歇的に行われるので、その度に温度変化を生じて赤
外線出力が発生する。また、常時ズーミングを行なうよ
うにすれば、ズーム用レンズ4はズーム位置と定位置と
の間を繰り返し往復移動されるので、人がそこに居る限
り連続して赤外線出力が発生する。
In this embodiment, when the output from the infrared sensor 1 is no longer generated, the zoom lens 4 is zoomed to generate the infrared output again. If zooming is performed at fixed time intervals regardless of the presence or absence of output from the infrared sensor 1, intermittent zooming is performed at fixed time intervals, especially when the entire body remains stationary, such as a bedridden elderly person. A signal is given, and zooming, in which the zoom lens 4 reciprocates between the zoom position and the home position, is performed intermittently, so that a temperature change occurs each time and an infrared output is generated. If zooming is performed constantly, the zoom lens 4 is repeatedly moved back and forth between the zoom position and the fixed position, so that infrared output is continuously generated as long as the person is there.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明は、ズーム用レンズをズーミング
させるようにしたので、人体等の被検出体が全体として
静止している状態であっても、従来検知できなかった微
小な動作をしている被検出体の一部の部位をズーム状態
にしてその動きを拡大し、これにより赤外線センサが温
度変化を検知するので、放射する赤外線を高精度に検出
することができ、しかも簡単な構成により安価に装置を
提供できる。
According to the present invention, since the zoom lens is zoomed, even if the object to be detected such as a human body is stationary as a whole, it performs a minute operation which cannot be detected conventionally. A part of the object to be detected is zoomed and its movement is enlarged, and the infrared sensor detects temperature changes.This makes it possible to detect infrared radiation with high accuracy and has a simple configuration. The device can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the present invention.

【図2】ズーム用レンズの動作を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the operation of the zoom lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 赤外線センサ 2 フレネルレンズ 4 ズーム用レンズ 5 駆動手段 制御手段(制御回路) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared sensor 2 Fresnel lens 4 Zoom lens 5 Driving means 8 Control means (control circuit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 5/00 - 5/62 G01J 1/00 - 1/46 G01V 8/12 G03B 27/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01J 5/00-5/62 G01J 1/00-1/46 G01V 8/12 G03B 27/34

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 赤外線センサと、 被検出体から発せられる赤外線を上記赤外線センサへ集
光するフレネルレンズと、 上記フレネルレンズの前方に配設されているズーム用レ
ンズと、 上記ズーム用レンズを駆動する駆動手段と 上記赤外線センサから出力が生じている間は上記ズーム
用レンズを非ズーム位置に位置させ、上記赤外線センサ
からの出力が生じなくなったときに上記ズーム用レンズ
を駆動させるように上記駆動手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする焦電型赤外線検出装置。 【0001】
1. An infrared sensor, a Fresnel lens for condensing infrared light emitted from an object to be detected on the infrared sensor, a zoom lens disposed in front of the Fresnel lens, and driving the zoom lens driving means for, while the output from the infrared sensor has occurred the zoom
The infrared lens to the non-zoom position
The above zoom lens when the output from the
Control means for controlling the driving means so as to drive the device. [0001]
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