JPH0518817A - 焦電センサ - Google Patents
焦電センサInfo
- Publication number
- JPH0518817A JPH0518817A JP16848991A JP16848991A JPH0518817A JP H0518817 A JPH0518817 A JP H0518817A JP 16848991 A JP16848991 A JP 16848991A JP 16848991 A JP16848991 A JP 16848991A JP H0518817 A JPH0518817 A JP H0518817A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- chopper
- sensor
- pyroelectric
- measuring
- Prior art date
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- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度測定誤差の少なく信頼性の高い輻射温度
測定装置用センサを提供する。 【構成】 チョッパー２０の温度もしくはチョッパー２
０近傍部の温度を測定する測温手段２５を備えた焦電セ
ンサである。この測温手段２５によって、チョッパー２
０の温度を正確に測りこれを基準に温度補償を行なうこ
とにより、温度測定における測定誤差の低減を可能にす
る。
測定装置用センサを提供する。 【構成】 チョッパー２０の温度もしくはチョッパー２
０近傍部の温度を測定する測温手段２５を備えた焦電セ
ンサである。この測温手段２５によって、チョッパー２
０の温度を正確に測りこれを基準に温度補償を行なうこ
とにより、温度測定における測定誤差の低減を可能にす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線を検知する焦電
センサ、特にその赤外線を断続的に遮断するチョッパー
を備えた焦電センサに関するものである。
センサ、特にその赤外線を断続的に遮断するチョッパー
を備えた焦電センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、赤外線、特に熱線を検知する焦電
センサは焦電効果を有する基材を焦電素子とし、赤外線
照射による焦電素子温度変化に起因する焦電出力を検出
するものである。このとき、赤外線を適当なチョッピン
グ装置により断続的に入射させることにより焦電出力を
得る方式が一般的であり、また焦電素子に入射される赤
外線の経路には、赤外線以外の光線による影響を避ける
ためシリコン薄板等を赤外線選択透過基板として設置し
たり、集光効率を上げるため赤外線透過レンズを設けた
りする場合もある。
センサは焦電効果を有する基材を焦電素子とし、赤外線
照射による焦電素子温度変化に起因する焦電出力を検出
するものである。このとき、赤外線を適当なチョッピン
グ装置により断続的に入射させることにより焦電出力を
得る方式が一般的であり、また焦電素子に入射される赤
外線の経路には、赤外線以外の光線による影響を避ける
ためシリコン薄板等を赤外線選択透過基板として設置し
たり、集光効率を上げるため赤外線透過レンズを設けた
りする場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、赤外線
はチョッパーにより断続的に遮断されて焦電素子に入射
するので、焦電素子が検出する焦電出力は、上記チョッ
パーと被検出物との相対的な放射赤外線量差に起因する
ものである。従って、上述の原理によって被検出物の温
度を測る場合には、本来であればチョッパー温度を基準
に温度補償を行なう必要がある。しかし、従来チョッパ
ーの温度は気温に等しいとみなされ気温を基準に温度補
償が行なわれているか、あるいは全く温度補償が行なわ
れないことが多かった。
はチョッパーにより断続的に遮断されて焦電素子に入射
するので、焦電素子が検出する焦電出力は、上記チョッ
パーと被検出物との相対的な放射赤外線量差に起因する
ものである。従って、上述の原理によって被検出物の温
度を測る場合には、本来であればチョッパー温度を基準
に温度補償を行なう必要がある。しかし、従来チョッパ
ーの温度は気温に等しいとみなされ気温を基準に温度補
償が行なわれているか、あるいは全く温度補償が行なわ
れないことが多かった。
【０００４】しかしながら、チョッパーは熱発生源であ
るチョッパー駆動部と機械的に接続されているため、特
にセンサを小型化するため両者を近接して配置する場合
には昇温してしまうことがあり、こうした場合にはチョ
ッパー温度は気温とかけ離れてしまい測定誤差の原因と
なるという課題があった。
るチョッパー駆動部と機械的に接続されているため、特
にセンサを小型化するため両者を近接して配置する場合
には昇温してしまうことがあり、こうした場合にはチョ
ッパー温度は気温とかけ離れてしまい測定誤差の原因と
なるという課題があった。
【０００５】本発明は、このような従来の焦電センサの
課題を考慮し、チョッパーの温度によって測定誤差が出
来ない焦電センサを提供することを目的とするものであ
る。
課題を考慮し、チョッパーの温度によって測定誤差が出
来ない焦電センサを提供することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、チョッパーの
温度もしくはチョッパー近傍部の温度を測定する測温手
段を備えた焦電センサである。
温度もしくはチョッパー近傍部の温度を測定する測温手
段を備えた焦電センサである。
【０００７】
【作用】測温手段によって、チョッパー温度を正確に測
りこれを基準に温度補償を行なうことにより、温度測定
における測定誤差の低減を可能にする。
りこれを基準に温度補償を行なうことにより、温度測定
における測定誤差の低減を可能にする。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】実施例１
以後、上述の焦電素子、赤外線選択透過基板、赤外線透
過レンズおよびチョッピング装置等をまとめてセンサー
ヘッドと呼ぶ。図１、図２は本発明の１実施例におけ
る、焦電センサのセンサヘッド機構部の概略図である。
被検出物から放射された赤外線１００は、センサヘッド
カバー１０に開けられた赤外線通過窓１１よりセンサヘ
ッド内に入り、その後チョッパー２０により断続的に入
射され、赤外線透過レンズ３０により集光され、さらに
赤外線選択透過板４０を透過して焦電素子５０に入射さ
れる。以後簡便のためセンサヘッド１０の赤外線１００
入射側を前面、逆側を背面と呼ぶ。チョッパー２０はシ
ャフト２１を介して機械的に駆動部２２に接続され、該
シャフト２１の往復回転に応じて赤外線１００の入射経
路を遮断することによりチョッピング効果を発現する。
チョッパー２０の背面には温度センサ２５が設けられ
（図２参照）、前記温度センサ２５は引出し線２７を介
して電気的に温度測定および温度補償を行なう回路部に
接続される。通常用いられる温度センサとしては、熱電
対、サーミスタ、白金測温抵抗体などがあるが、この場
合は以上のどれを用いてもよい。温度センサをチョッパ
ー背面に設置する理由は、赤外線の照射による直接の温
度センサ昇温をさけるためと、焦電素子はチョッパー背
面からの赤外線放射を検知するので、背面温を測定した
方がより正確な温度補償が行なわれるためである。ま
た、チョッパー２０は熱分布の不均一をなくすため、熱
伝導率の高い金属材料を用いて形成することが望まし
い。
過レンズおよびチョッピング装置等をまとめてセンサー
ヘッドと呼ぶ。図１、図２は本発明の１実施例におけ
る、焦電センサのセンサヘッド機構部の概略図である。
被検出物から放射された赤外線１００は、センサヘッド
カバー１０に開けられた赤外線通過窓１１よりセンサヘ
ッド内に入り、その後チョッパー２０により断続的に入
射され、赤外線透過レンズ３０により集光され、さらに
赤外線選択透過板４０を透過して焦電素子５０に入射さ
れる。以後簡便のためセンサヘッド１０の赤外線１００
入射側を前面、逆側を背面と呼ぶ。チョッパー２０はシ
ャフト２１を介して機械的に駆動部２２に接続され、該
シャフト２１の往復回転に応じて赤外線１００の入射経
路を遮断することによりチョッピング効果を発現する。
チョッパー２０の背面には温度センサ２５が設けられ
（図２参照）、前記温度センサ２５は引出し線２７を介
して電気的に温度測定および温度補償を行なう回路部に
接続される。通常用いられる温度センサとしては、熱電
対、サーミスタ、白金測温抵抗体などがあるが、この場
合は以上のどれを用いてもよい。温度センサをチョッパ
ー背面に設置する理由は、赤外線の照射による直接の温
度センサ昇温をさけるためと、焦電素子はチョッパー背
面からの赤外線放射を検知するので、背面温を測定した
方がより正確な温度補償が行なわれるためである。ま
た、チョッパー２０は熱分布の不均一をなくすため、熱
伝導率の高い金属材料を用いて形成することが望まし
い。
【００１０】本機構による焦電センサを実際に製作し、
気温とチョッパー温度の関係を調べたところ、チョッパ
ー温度は気温に比して３−５度高く、従来の気温による
温度補償法のままでは不十分であることが判明した。
気温とチョッパー温度の関係を調べたところ、チョッパ
ー温度は気温に比して３−５度高く、従来の気温による
温度補償法のままでは不十分であることが判明した。
【００１１】また、（表１）は従来例と本実施例につい
て、人体を測定した場合の測定値を比較したものであ
る。なお、このときの人体表面温は３４度であり、これ
は熱電対により測定した値である。（表１）より明らか
なように、チョッパー温度を測定して温度補償を行なう
ことにより測定誤差を大幅に低減することが可能であっ
た。以上の説明より明らかなように、本発明は焦電セン
サにおける測定誤差の低減に非常に有効であった。
て、人体を測定した場合の測定値を比較したものであ
る。なお、このときの人体表面温は３４度であり、これ
は熱電対により測定した値である。（表１）より明らか
なように、チョッパー温度を測定して温度補償を行なう
ことにより測定誤差を大幅に低減することが可能であっ
た。以上の説明より明らかなように、本発明は焦電セン
サにおける測定誤差の低減に非常に有効であった。
【００１２】（以下余白）
実施例２
図３は本発明の別の実施例における、焦電センサのセン
サヘッド機構部の概略図である。チョッパー２０はシャ
フト２１を介して機械的に駆動部２２に接続され、該シ
ャフト２１の回転に応じて赤外線１００の入射経路を遮
断することによりチョッピング効果を発現する。また、
前記シャフト２１に接触するよう引出し端子２６が設け
られ、さらに前記引出し端子２６は引出し線２７を介し
て回路部に電気的に接続される構成としている。図４は
チョッパー形状およびシャフト形状を示すものである。
シャフト２１には埋め込み端子２３が埋設され、チョッ
パー２０の背面に固定された温度センサ２５はリード線
２４を介して電気的に前記埋め込み端子２３に電気的に
接続される。その埋め込み端子２３と前記引きだし端子
２６は図５に示すように互いに接触し得る位置に設計さ
れている。この場合温度センサとしては、チョッパーの
回転を妨げない程度に小型であるという理由により、サ
ーミスタもしくは白金測温抵抗体などが望ましい。図５
は本実施例における温度測定原理を示すものであり、シ
ャフト２１の回転に応じて前記埋め込み端子２３と引出
し端子２６が接触することを表している。これは上述の
説明より明らかなように、温度センサ２５がシャフト２
１の回転に応じて断続的に、リード線２４、埋め込み端
子２３、引出し端子２６および引出し線２７を介して回
路部に電気的に接続されることを意味し、もって温度測
定が可能になる。実際に本機構を用いて焦電センサを製
作し実施例１と同様の測定を行い、同様の良好な結果を
得た。
サヘッド機構部の概略図である。チョッパー２０はシャ
フト２１を介して機械的に駆動部２２に接続され、該シ
ャフト２１の回転に応じて赤外線１００の入射経路を遮
断することによりチョッピング効果を発現する。また、
前記シャフト２１に接触するよう引出し端子２６が設け
られ、さらに前記引出し端子２６は引出し線２７を介し
て回路部に電気的に接続される構成としている。図４は
チョッパー形状およびシャフト形状を示すものである。
シャフト２１には埋め込み端子２３が埋設され、チョッ
パー２０の背面に固定された温度センサ２５はリード線
２４を介して電気的に前記埋め込み端子２３に電気的に
接続される。その埋め込み端子２３と前記引きだし端子
２６は図５に示すように互いに接触し得る位置に設計さ
れている。この場合温度センサとしては、チョッパーの
回転を妨げない程度に小型であるという理由により、サ
ーミスタもしくは白金測温抵抗体などが望ましい。図５
は本実施例における温度測定原理を示すものであり、シ
ャフト２１の回転に応じて前記埋め込み端子２３と引出
し端子２６が接触することを表している。これは上述の
説明より明らかなように、温度センサ２５がシャフト２
１の回転に応じて断続的に、リード線２４、埋め込み端
子２３、引出し端子２６および引出し線２７を介して回
路部に電気的に接続されることを意味し、もって温度測
定が可能になる。実際に本機構を用いて焦電センサを製
作し実施例１と同様の測定を行い、同様の良好な結果を
得た。
【００１３】実施例３
チョッパー自体の温度を測定する場合、実施例２に示し
たようにチョッパーあるいはシャフト部の機構は複雑に
なるため、生産性の観点からは好ましくない。そこで、
複雑な機構部を持たずに簡便に精度を向上させ、もって
低コスト化をはかことを目的として、図６に示すように
チョッパー２０のごく近傍の気温を基準として温度補償
する形式の焦電センサを製作した。温度センサ２５とチ
ョッパー２０の距離は小さいほどよく、望ましくは0.5m
m以下である。また、温度センサ２５は赤外線の入射を
妨げないよう充分な位置の配慮が必要である。本機構に
よる焦電センサを実施例１と同様に人体表面温測定に供
したところ、（表２）に示すように従来例に比してはる
かに良好な結果を得た。なお、このときの人体表面温は
実施例１と同じく３４度であり、これは熱電対により測
定した値である。
たようにチョッパーあるいはシャフト部の機構は複雑に
なるため、生産性の観点からは好ましくない。そこで、
複雑な機構部を持たずに簡便に精度を向上させ、もって
低コスト化をはかことを目的として、図６に示すように
チョッパー２０のごく近傍の気温を基準として温度補償
する形式の焦電センサを製作した。温度センサ２５とチ
ョッパー２０の距離は小さいほどよく、望ましくは0.5m
m以下である。また、温度センサ２５は赤外線の入射を
妨げないよう充分な位置の配慮が必要である。本機構に
よる焦電センサを実施例１と同様に人体表面温測定に供
したところ、（表２）に示すように従来例に比してはる
かに良好な結果を得た。なお、このときの人体表面温は
実施例１と同じく３４度であり、これは熱電対により測
定した値である。
【００１４】
【００１５】
【発明の効果】上述の説明より明らかなように、本発明
によると従来の測温部を持たない焦電センサに比べ測定
誤差の少ない信頼性の高いセンサを提供することが出来
る。
によると従来の測温部を持たない焦電センサに比べ測定
誤差の少ない信頼性の高いセンサを提供することが出来
る。
【図１】本発明の１実施例の機構の概略斜視図である。
【図２】本発明の１実施例の機構の概略前面・正面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の別の実施例の機構の概略斜視図であ
る。
る。
【図４】同実施例の温度測定原理を説明するための概略
構成図である。
構成図である。
【図５】同実施例の温度測定原理を説明するための概略
構成図である。
構成図である。
【図６】本発明の別の実施例の機構の概略側面図であ
る。
る。
１０ センサヘッドカバー
１１ 赤外線通過窓
２０ チョッパー
２１ シャフト
２２ 駆動部
２３ 埋め込み端子
２４ リード線
２５ 温度センサ
２６ 引出し端子
２７ 引出し線
３０ 赤外線透過レンズ
４０ 赤外線選択透過板
５０ 焦電素子
１００ 赤外線
Claims (2)
- 【請求項１】 焦電素子と、その焦電素子へ入射される
赤外線を断続的に遮断するチョッパーと、そのチョッパ
ーを駆動する駆動手段とを備えた焦電センサにおいて、
前記チョッパーの温度もしくはチョッパー近傍部の温度
を測定する測温手段を備えたことを特徴とする焦電セン
サ。 - 【請求項２】 測温手段によって測定された温度信号に
基づいて、検知した焦電素子による検知信号を補正する
ことを特徴とする請求項１の焦電センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16848991A JPH0518817A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 焦電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16848991A JPH0518817A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 焦電センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518817A true JPH0518817A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15869040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16848991A Pending JPH0518817A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 焦電センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518817A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06241893A (ja) * | 1993-02-23 | 1994-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電形赤外線センサ |
| JP2007271413A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Casio Comput Co Ltd | 温度測定装置、腕時計及び温度測定方法 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP16848991A patent/JPH0518817A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06241893A (ja) * | 1993-02-23 | 1994-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電形赤外線センサ |
| JP2007271413A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Casio Comput Co Ltd | 温度測定装置、腕時計及び温度測定方法 |
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