JPH04175623A - 熱画像検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭内の居室の温度分布及び人体の挙動検出な
ど熱画像による輻射温度検出及び人体挙動検出に関すも 従来の技術 従来　非接触で温度を測定する方式としては量子形赤外
線センサによるもＱ　熱形赤外線センサによるものがあ
り九　量子形赤外線センサは感度は高く、応答速度は速
いが冷却が必要であり（−２００℃程度）、民生用には
不向きであモー人熱形赤外線センサは比較的感度が低く
、応答速度は遅いが冷却が不要なため民生市場では実用
化されていも 熱形赤外線センサの中で焦電効果を利用した焦電形赤外
線センサがよく使われていも　第１図にその実施例を示
す。第５図（ａ）は人体検知に使われる焦電形赤外線セ
ンサユニットの構造図であリｌは焦電形赤外線センサ２
はポリエチレン樹脂を使用したフレネルレンズであム フレネルレンズ２は視野角に配光特性を持たせていも 焦電形赤外線センサ１は微分変化出力特性を持っており
、入射温度が変化したときのみ出力を発生すム　この焦
電形赤外線センサユニットの前を人体が横切ったとき、
フレネルレンズ２の配光特性により、焦電形赤外線セン
サｌには人体の放射温度が出現−消滅−出現・・・・と
いう時間変化人力として入力されも　したがって焦電形
赤外線センサの出力はこの時間変化入力に同期して出力
されも また温度分布を測定するための手段としては焦電形赤外
線センサを２次元に配置する方式も考えられていた 発明が解決しようとする課題 第５図に示す従来例では人体の存在検出は出来るが位置
及び温度分布の測定は不可能であり、焦電形赤外線セン
サを２次元に配置する方式ではシステム構成が複雑にな
るという問題があっ連木発明は比較的簡単なシステム構
成で熱画像を検出するシステムを提供するものであム課
題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明（よ　直線軸上に一次
元に配置された複数の焦電形熱検出素子群と前記直線軸
に平行あるいは一定の角度だけ傾斜させた回転軸を持ち
、　前記回転軸を中心として前記焦電形熱検出素子群を
回転させて２次元画像を得るものである。

また本発明は　回転による熱画像検出時間を概ね１秒以
内としたものであ翫 また本発明Ｃ友　　焦電形熱検出素子群には焦電薄膜を
用いたものである。

さらに本発明ζよ　回転方向を略水平方向としたもので
あム また本発明（よ　前記焦電形熱検出素子群の各素子にそ
れぞれ独立した視野角を割り当てた１系統の光学系を有
するものである。

また本発明は　透過形の光学系を用いたものであａ また本発明１表　反射形の光学系を用いたものであム 作用 本発明は一次元に配置した焦電形熱検出素子群を回転さ
せることにより比較的単純な構成で熱画像を検出し　検
出エリア内の温度分布および人体の位置　動作等を検出
するものであム 実施例 本発明の実施例について第２図から第５図までを用いて
説明すも 第１図は本発明の実施例の構成図であａ第１図において
３ａ〜３ｅは焦電形熱検出素子（以也　素子と呼ぶ）、
４は焦電形熱検出素子群５は回転軸であ翫　第１図（ａ
）は回転軸５が焦電形熱検出素子群４に平行の場合、第
１図（ｂ）は回転軸５が焦電形熱検出素子群４と一定の
角度θだけ傾斜している場合を示す。角度θは組み込ま
れる機器の内部構造と検出視野角の設定により選択すａ つぎに第２図により焦電形熱検出素子群４を用いて熱画
像を得る仕組みを説明すも　第２図（ａ）は検出する熱
画像の立体視野角を表し　第２図（ｂ）は検出熱画像を
示す。

焦電形熱検出素子群４は５個の素子を持っており、垂直
方向に視野角を５分割し　受は持っていも 焦電形熱検出素子群４は一水平方向には視野角を狭く設
定しており、回転軸５の回転と共に水平方向の視野角を
順次移動させも　順次移動させる毎に焦電形熱検出素子
群４が温度を計測することにより、第２図（ｂ）に示す
２次元の熱画像が得られも ここで検出する立体視野角内の人体の位置および挙動を
検出するためには通常人体の動きは１〜２Ｈｚと言われ
ているので回転による熱画像検出時間を概ね１秒以内と
するのが有効であもまた　通常使われている焦電形赤外
線センサは焦電厚膜の焼結体を用いたいわゆるバルク形
である力（このバルク形は熱時定数を小さくできず応答
が追いつかないという問題点を持ってい４　そこでＰｂ
Ｔｉ０＊などによる焦電薄膜を用いた焦電形熱検出素子
を用いることにより応答時間をバルク形の１／１０程度
にすることが可能になる。この焦電薄膜を用いた焦電形
熱検出素子を使用し応答時間の短縮を図ることにより精
度よく人体の挙動を検出することができる。さらに焦電
薄膜を使用すれば素子をさらに小型化することが可能で
あ４ 、また居住空間などの温度分売および人体挙動を検出す
る場合一般に検出空間は垂直方向よりも水平方向の方が
視野角が広い場合が多（℃　この場合、回転方向を水平
方向に取ることにより焦電形熱検出素子−群４の受持ち
視野角を小さくすることができ、素子数の消滅　あるい
は精度向」二に寄与することができも つぎに第３図及び第４図により光学系を用いた熱画像検
出装置の実施例について説明ずも第３図は透過形のレン
ズを用いた場合、第５図は反射形のレンズを用いた場合
を示机　いずれの場合も焦電形熱検出素子群４に対して
ｌ系統の光学系とし　素子３ａ〜３ｅにそれぞれ分割さ
れた視野角が割り当てられていも　光学系を１系統とす
ることによりシステムが小型化され　各素子の受持ち視
野角の精度が簡単に得られも 第３図の透過形レンズ６を使用すれば光学系が小型に設
計することができも　さらに素子に前述したように焦電
薄膜を使用すれば超小型のシステムが可能となム また透過形のレンズ６の場合赤外光を透過する材料がき
わめて限定されるのに対し　第４図に示す反射形レンズ
７を使用すれば赤外光反射材料はアルミコーティングな
どで簡単に得られるので容易に　しかも安価に光学系が
構成できる。

発明の効果 本発明によれば１次元に配置された焦電形熱検出素子群
を回転させることにより比較的簡単なシステム構成で熱
画像が検出できも また回転による熱画像検出時間を略１秒以内とすること
により人体の位置　挙動を精度よく検出できも さらに焦電薄膜の焦電形熱検出素子群を使用することに
より熱画像の応答速度を向上することができ、さらにシ
ステムの小型化が図れもまた回転方向を水平方向とする
ことにより通常の場合システムの小型化あるいは精度向
」−に寄与することができも また光学系を１系統とすることにより、システムの小型
化　各素子の受持ち視野角の精度向上が図れム また透過形のレンズを使用することにより、さらに光学
系の小型化が図れも また反射形のレンズにより、容易にしかも安価に光学系
が構成できも

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の実施例の構成阻　
第２図（ａ）、　　（ｂ）は熱画像を得る仕組みの説明
は　第３図は透過形レンズを用いた構成は第４図は反射
形レンズを用いた構成は　第５図（ａ）、　　（ｂ）は
従来の人体検出用焦電形赤外線ユニットの構造図であも １・・・・焦電形赤外線センサ、　２・・・・フレネル
レンズ　３ａ〜３ｅ・・・・焦電形熱検出素子、　４・
・・・焦電形熱検出素子群　５・・・・回転ａ　６・・
・・透過形レンＸ　７・・・・反射形レン人 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名＝１図 嶌２図 Ｐ） 時開 ｗｈｓ図 １４図 第５図 （ｂ＞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）直線軸上に一次元に配置された複数の焦電形熱検
   出素子群と、前記直線軸に平行あるいは一定の角度だけ
   傾斜させた回転軸とを持ち、前記回転軸を中心として前
   記焦電形熱検出素子群を回転させて二次元画像を得る熱
   画像検出装置。 （２）回転による熱画像検出時間を概ね１秒以内とした
   請求項１記載の熱画像検出装置。（３）焦電形熱検出素
   子群には焦電薄膜を用いた請求項１記載の熱画像検出装
   置。 （４）回転方向を略水平方向とした請求項１記載の熱画
   像検出装置。 （５）焦電形熱検出素子群の各素子にそれぞれ独立した
   視野角を割り当てた１系統の光学系を有する請求項１記
   載の熱画像検出装置。 （６）透過形の光学系を用いた請求項５記載の熱画像検
   出装置。 （７）反射形の光学系を用いた請求項５記載の熱画像検
   出装置。