JPH05281021A - 熱型検出器の感度評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱型検出器を組み立てる前に、その感度評価
を行うことが可能な熱型検出器の感度評価方法をうる。 【構成】 熱型検出素子の光線入射側に配置する光学フ
イルタの分光スペクトルと黒体分光放射曲線との波長ご
との透過率を掛け合わせて、それらを積分した値を求
め、この求めた積分値とあらかじめ設定した積分値とか
ら光学フイルタの分光特性を評価し、この光学フイルタ
の評価に基づいて熱型検出器の感度を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体の検出その他の用
途に使用される熱型検出器において、その感度を検出器
として組み立てる前に評価することが可能な熱型検出器
の感度評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体の検出その他の用途に使用されるパ
イロセンサその他の熱型検出器は、例えば、図２に示し
たものが知られている。図２において、１は熱型検出
器、２は熱型検出器１を構成するケースで、その一部に
光線を透過する窓としての光学フイルタ３が設けられて
いる。４は光学フイルタ３を透過した光線が入射可能に
ケース２内に配置された熱型検出素子である。前記光学
フイルタ３としては、例えば、６μｍ以上の波長を透過
し、それ以下の波長を反射する６μｍカットオンフイル
タが使用されるが、この光学フイルタ３は、その立ち上
がり波長と平均透過率から評価した分光特性において満
足できるものが使用されている。

【０００３】そして、前記のように構成した熱型検出器
１の感度の評価は、図３に示したように、絞り６とチョ
ッパ７が設けられた黒体炉８と相対して前記熱型検出器
１を配置する。そして、黒体炉８の放射をチョッパ７で
断続的に熱型検出器１に入射し測定して、その測定感度
に基づいて行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、熱型検
出器１は、それに使用する光学フイルタ３の立上がり波
長や平均透過率などの分光特性をあらかじめ評価して、
その光学フイルタ３を組み込んで構成している。しか
し、組立てた熱型検出器１の感度を前記のようにして実
際に測定すると、その測定感度にはかなりのばらつきが
生じるのが現状であって、光学フイルタ３の前記評価で
は不十分であるから、その品質管理が困難であるととも
に、測定感度のばらつきのために検出器の歩留まりが低
下するので、コストが上昇するなどの課題がある。

【０００５】本発明は、上記のような課題を解決するも
のであって、熱型検出器の感度評価を、それを組み立て
る前に行うことを可能にして、部材の品質管理を容易に
するとともに、検出器の歩留まりの向上を可能にするこ
とができる熱型検出器の感度評価方法をうることを目的
とする。

【０００６】本発明者は、前記熱型検出器における測定
感度のばらつき原因を解明するために種々研究を行っ
て、前記のように、立ち上がり波長と平均透過率から分
光特性を評価すると、その分光特性が満足できた製造ロ
ット番号が、下記表１に示したように異なる６μｍカッ
トオンフイルタ５個をサンプルとして準備した。

【０００７】

【表１】

【０００８】前記光学フイルタサンプルにおいて、ロッ
ト番号０２３，０３１，０５２の各光学フイルタサンプ
ルの分光スペクトルは、図４のとおりであった。そし
て、５００°Ｋと３００°Ｋの各黒体分光放射曲線と前
記５個の各光学フイルタサンプルの分光スペクトルとの
波長ごとの透過率を掛け合わせて、それらの積分値を、
次に示した数１で求めた。この数１において、Ｉo は黒
体分光放射曲線の透過率、Ｔは光学フイルタの透過率、
λは波長である。

【数１】

【０００９】この数１で求めた各光学フイルタサンプル
の積分値の平均値を“１００”として、各光学フイルタ
サンプルの分光特性を前記各積分値から評価した結果
は、表１のとおりであった。この表１から明らかなよう
に、前記５個の各光学フイルタサンプルの分光特性の評
価結果には、±９％程度のばらつきが存在することが判
明した。しかも、前記各光学フイルタサンプルの分光特
性のばらつきが、熱型検出器の感度のばらつきの要因で
あると考察することができた。本発明は、前記黒体分光
放射曲線を用いた複数の光学フイルタサンプルの評価結
果から完成したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の熱型検出器の感
度評価方法は、熱型検出素子の光線入射側に光学フイル
タを配置して構成された熱型検出器の感度評価方法にお
いて、黒体分光放射曲線と前記光学フイルタの分光スペ
クトルとの波長ごとの透過率を掛け合わせて、それらを
積分した値を求め、この求めた積分値とあらかじめ設定
した積分値とから光学フイルタの分光特性を評価し、こ
の光学フイルタの評価に基づいて熱型検出器の感度を評
価することを特徴とする。

【００１１】前記黒体分光放射曲線としては、例えば、
５００°Ｋ、３００°Ｋの各黒体分光放射曲線を挙げる
ことができるが、他の絶対温度の黒体分光放射曲線を使
用することも可能である。そして、熱型検出器の用途が
人体を検出するものであるときは、使用する光学フイル
タの設定透過帯域が５〜８μｍ程度であることなどから
３００°Ｋの各黒体分光放射曲線を使用することが、そ
の光学フイルタの分光特性の評価に対して適する。前記
設定積分値は、例えば、適数の光学フイルタの前記積分
値の平均値、または熱型検出器に組み込んだときに、そ
の熱型検出器が適切な感度を示す光学フイルタの前記積
分値を求めるなど、任意に選択することが可能である。
また、前記検出素子は、熱型の任意のものを選択して使
用できるものである。

【００１２】

【作用】前記本発明の評価方法は、熱型検出器に使用す
る光学フイルタの分光スペクトルと黒体分光放射曲線と
の波長ごとの各透過率を、前記数１に示したように、波
長ごとに掛け合わせて、それらを積分した値を求める。
このようにして求めた積分値とあらかじめ設定された積
分値との関係から、その光学フイルタの分光特性を評価
して、その評価値が設定範囲に属する光学フイルタを熱
型検出素子の光線入射側に組み込み、前記光学フイルタ
の評価を熱型検出器の感度評価とするものである。

【００１３】

【実施例】本発明の熱型検出器の感度評価方法の実施例
を次に示す。ロット番号６Ｃと７Ｃの２個の６μｍカッ
トオンフイルタを評価対象とした。この２個の光学フイ
ルタの各分光スペクトルは、図１に示したものであっ
て、この２個の光学フイルタの各分光スペクトルと５０
０°Ｋの黒体分光放射曲線との各波長ごとの透過率を掛
け合わせて、それらの積分値を求めた。一方、ロット番
号が異なる１０個の６μｍカットオンフイルタのそれぞ
れの分光スペクトルと５００°Ｋの黒体分光放射曲線と
の各波長ごとの透過率を掛け合わせて、それらを積分し
た値を求めて、これらの各積分値の平均値によって設定
積分値を準備した。

【００１４】そして、前記２個の光学フイルタについて
求めた各積分値と前記設定積分値との対比で、各光学フ
イルタの分光特性を評価した結果は、下記の表２に示し
たものであって、 ロット番号６Ｃの光学フイルタ １００％ ロット番号７Ｃの光学フイルタ ９１％ であった。この各光学フイルタの評価を、これらの光学
フイルタと同じロット番号の光学フイルタを組み込んで
構成した熱型検出器の感度評価とした。

【００１５】

【表２】

【００１６】前記２個の各光学フイルタの分光特性の評
価に基づいて、その光学フイルタを用いた熱型検出器の
感度評価を行うことについての有効性を確認するため、
下記の表３に示したように、前記各光学フイルタと同じ
ロット番号６Ｃ、７Ｃの各光学フイルタを、ロット番号
が異なる検出素子としての焦電材料であるＰＺＴ素子に
組み込んで熱型検出器を構成した。そして、前記各熱型
検出器で、図３に示したようにして、黒体炉の放射を測
定して得た感度と、その測定感度が満足できたロット番
号６Ｃの光学フイルタを用いた各熱型検出器の感度評価
を“１００”として、前記各測定感度を評価した結果
は、前記表３のとおりであった。この表３から明らかな
ように、分光特性の評価が低かったロット番号７Ｃの光
学フイルタを用いた各熱型検出器の感度評価値は“９
１”と低くなった。また、これらの感度評価は、光学フ
イルタのロット番号が同じであれば、ＰＺＴ素子のロッ
ト番号が異なっても同じであった。しかも、表２に示し
た各光学フイルタの評価値と表３に示した各熱型検出器
の各評価値とは同一であった。

【００１７】

【表３】

【００１８】前記表２の光学フイルタの評価と表３の熱
型検出器の感度評価とから明らかなように、光学フイル
タの評価と熱型検出器の感度評価には相関が存在し、光
学フイルタの分光特性の評価が高いと、その光学フイル
タを用いた熱型検出器の感度評価が高くなることが明ら
かである。したがって、光学フイルタの分光特性を、そ
の分光スペクトルと黒体分光放射曲線との関係で評価す
ることによって、それを熱型検出器として組み立てる前
に、その光学フイルタを用いる熱型検出器の感度を評価
することが可能である。このため、熱型検出器の感度評
価が容易であるとともに、光学フイルタの品質管理を行
うことで熱型検出器の感度のばらつきを小さくすること
が可能であって、その歩留まりを向上させることも可能
であるから、コストを引き下げることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の熱型検出器の感度評価方法は、
上記のように、熱型検出素子の光線入射側に配置される
光学フイルタと黒体分光放射曲線との各波長ごとの透過
率を掛け合わせて、それらを積分した値を求め、この求
めた積分値に基づいて、前記光学フイルタの分光特性を
評価し、この光学フイルタの評価に基づいて熱型検出器
の感度を評価するものである。したがって、前記光学フ
イルタや熱型検出素子を熱型検出器として組み立てる以
前に、その光学フイルタを用いる熱型検出器の感度を評
価することが可能であるから、熱型検出器の感度評価を
容易に行うことが可能であるとともに、光学フイルタの
品質管理を行うことで熱型検出器の感度のばらつきを小
さくすることが可能である。しかも、熱型検出器の歩留
まりを向上させることも可能であるから、コストを引き
下げることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に用いた光学フイルタの分光スペクトル
図である。

【図２】熱型検出器の断面図である。

【図３】熱型検出器の感度測定の説明図である。

【図４】従来例に用いた光学フイルタの分光スペクトル
図である。

【符号の説明】

１：熱型検出器、４：熱型検出素子、３：光学フイルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱型検出素子の光線入射側に光学フイル
   タを配置して構成された熱型検出器の感度評価方法にお
   いて、黒体分光放射曲線と前記光学フイルタの分光スペ
   クトルとの波長ごとの透過率を掛け合わせて、それらを
   積分した値を求め、この求めた積分値とあらかじめ設定
   した積分値とから光学フイルタの分光特性を評価し、こ
   の光学フイルタの評価に基づいて熱型検出器の感度を評
   価することを特徴とする熱型検出器の感度評価方法。