JP6107993B2 - 赤外線検出装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る赤外線検出装置1の構成を示す図である。レンズ11は、観測対象となる物体から放射された赤外線を受熱部12の受熱面S1に集光するためのレンズである。レンズ11の材料としては、赤外線に対する透過率が比較的高い例えばポリエチレンなどの樹脂材料により構成することができる。またレンズ11は、赤外線を透過させ、赤外線よりも波長の短い可視光を透過させないゲルマニウムレンズであってもよい。
ΔT=Q/CT ・・・(1)
と表すことができる。
Δn=(δn/δT)×ΔT ・・・(2)
と表わすことができる。すなわち、受熱面S1に形成された温度分布に対応した同心円状の屈折率分布が形成される。ここで、受熱部12の温度t1〜t5に対応する屈折率をn1〜n5とする。
Δl=2nxd ・・・(3)
と表すことができる。
Δl=2nxd=mλ ・・・(5)
図5は、上記した本発明の第1の実施形態に係る赤外線検出装置1の第1の変形例に係る赤外線検出装置1aの構成を示す図である。赤外線検出装置1aは、受熱部12の端部近傍に設けられた温度センサ16と、温度センサ16から出力される測温信号およびイメージセンサ15から出力される明暗パターン(干渉縞)の画像データに基づいて測定対象物の温度を推定する温度推定部17と、を更に有している。
図7は、上記した本発明の第1の実施形態に係る赤外線検出装置1の第2の変形例に係る赤外線検出装置1bの構成を示す図である。赤外線検出装置1bは、観測対象物を2つの異なる方向から同時に観測することにより、観測対象物である熱源までの距離を測定する。すなわち、赤外線検出装置1bは、熱源を検出するとともに、所謂ステレオカメラの原理に基づいて熱源までの距離を測定する機能を備えている。以下、赤外線検出装置1bが上記した赤外線検出装置1と異なる部分について説明する。
以下に、本発明の第2の実施形態に係る赤外線検出装置について説明する、本発明の第2の実施形態に係る赤外線検出装置は、受熱部の構成が、上記した本発明の第1の実施形態に係る受熱部12と異なる。以下において、本発明の第2の実施形態に係る受熱部の構成について詳述する。
Δl=2dx ・・・(7)
と表すことができる。
Δl=2dx=mλ ・・・(9)
以下に、本発明の第3の実施形態に係る赤外線検出装置について説明する、本発明の第3の実施形態に係る赤外線検出装置は、受熱部の構成が、上記した本発明の第1の実施形態に係る受熱部12と異なる。以下において、本発明の第3の実施形態に係る受熱部の構成について詳述する。図13は、本発明の第3の実施形態に係る受熱部12dの構成を示す断面図である。
11 レンズ
12、12a、12b、12c、12d 受熱部
13 観測用光源
14 レンズ
15 イメージセンサ
16 温度センサ
17 温度推定部
18 距離測定部
21 基板
22 支持体
23、23c 反射膜
31 基板層
32 中間層
S1 受熱面
S2 観測面
S3 反射面
Claims (5)
- 特定波長域の光を透過可能な基板と、
前記基板上に設けられて、受熱面において赤外線を受光して温度変化を生じさせ且つ前記受熱面と反対側に反射面を有する反射膜と、
前記基板と前記反射膜との間に設けられて前記反射膜を支持し且つ前記反射膜から伝わる熱の量に応じた膨張量で膨張することにより前記反射面を変位させる複数の支持体と、
外部から照射される赤外線を前記受熱面に集光する集光部と、
前記基板を透過する波長域のプローブ光を前記反射膜に向けて照射する光源と、
前記プローブ光の、前記基板の表面で反射された反射光と、前記基板を透過して前記反射面で反射された反射光との干渉によって生じる明暗パターンを撮像して画像データを生成する撮像部と、
を含む赤外線検出装置。 - 前記反射膜は、線膨張係数の互いに異なる2つの金属膜を積層して構成される請求項1に記載の赤外線検出装置。
- 前記受熱面上の所定の基準点の温度を検出して測温信号を生成する温度センサと、
前記撮像部において生成される前記明暗パターンの画像データと前記測温信号とに基づいて熱源の温度を推定する温度推定部と、
を更に含む請求項1または2に記載の赤外線検出装置。 - 前記集光部は、単一の基板上に互いに離間して設けられた2つのレンズを含み、
前記反射膜は、前記2つのレンズの各々によって集光された赤外線が互いに異なる位置に照射される単一の受熱面を有し、
前記撮像部は、前記プローブ光の反射光の干渉によって生じる2つの明暗パターンを撮像する請求項1又は2に記載の赤外線検出装置。 - 前記撮像部から供給される前記2つの明暗パターンの画像データに基づいて熱源までの距離を測定する距離測定部を更に含む請求項4に記載の赤外線検出装置。
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