JPH06242304A - Dome type multi-lens - Google Patents
Dome type multi-lensInfo
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- JPH06242304A JPH06242304A JP2905693A JP2905693A JPH06242304A JP H06242304 A JPH06242304 A JP H06242304A JP 2905693 A JP2905693 A JP 2905693A JP 2905693 A JP2905693 A JP 2905693A JP H06242304 A JPH06242304 A JP H06242304A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は赤外線センサーに使用す
るドーム型マルチレンズに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dome type multilens used for an infrared sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】赤外線センサーにおいて、単一の赤外線
検出素子で多方面からの赤外線を捕らえるには、多数の
レンズをドーム型に配置したマルチレンズを使用するこ
とになるが、検知する赤外線が人体から放射される中心
波長が９μｍの赤外線である場合、この波長付近の赤外
線の透過率が高い安価な材料は殆どなく、１mm厚で３０
％程度の透過率しかないポリエチレンがレンズ材料とし
て用いられているのが現状であり、このために、レンズ
の厚みを薄くして全体としての透過率を高めるために、
従来は各レンズをその片面もしくは両面の断面が鋸歯状
となっているフレネルレンズとしていた。2. Description of the Related Art In an infrared sensor, in order to capture infrared rays from various directions with a single infrared detecting element, a multilens having a large number of lenses arranged in a dome shape is used. In the case of infrared rays with a central wavelength of 9 μm, there is almost no inexpensive material with high infrared transmittance around this wavelength, and there is 30 mm in 1 mm thickness.
At present, polyethylene having a transmittance of only about 10% is used as a lens material. Therefore, in order to reduce the thickness of the lens and increase the transmittance as a whole,
Conventionally, each lens is a Fresnel lens having a sawtooth-shaped cross section on one side or both sides.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、フレネルレン
ズはその断面における不連続部位に入射した赤外線が焦
点に集光しないために、単位面積当たりの集光効率が球
面レンズに比して低く、これ故に高感度の赤外線センサ
ーを得ることが困難である。赤外線センサーの小型化の
ために、ドームの半径を２０mm以下とするとともに、多
方面からの赤外線の検知を可能とするために多くのレン
ズを配置すると、各レンズが小さくなって集光能力が小
さくなるために尚更である。However, in the Fresnel lens, since the infrared rays incident on the discontinuous portion in the cross section are not focused on the focal point, the focusing efficiency per unit area is lower than that of the spherical lens. Therefore, it is difficult to obtain a highly sensitive infrared sensor. To reduce the size of the infrared sensor, the radius of the dome should be 20 mm or less, and many lenses should be placed to enable detection of infrared rays from various directions. Even more so to become.
【０００４】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは多方面からの集光を効
率よく行うことができる小型のドーム型マルチレンズを
提供するにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a small dome-shaped multilens capable of efficiently collecting light from various directions.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、多数
のレンズをドーム型に配置したドーム型マルチレンズに
おいて、ドームの球状外面の中心に焦点を位置させた各
レンズを球面レンズで形成するとともに、ドームの中央
部に位置する球面レンズの面積よりも周辺に位置する球
面レンズの面積を大としていることに特徴を有してい
る。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, however, in a dome type multi-lens in which a large number of lenses are arranged in a dome shape, each lens having a focal point at the center of the spherical outer surface of the dome is formed by a spherical lens. In addition, it is characterized in that the area of the spherical lens located in the periphery is larger than the area of the spherical lens located in the center of the dome.
【０００６】[0006]
【作用】本発明によれば、球面レンズを用いているとは
いえ、小さい半径のドームに多くの球面レンズを配置す
る場合は、最大厚を１mm程度に抑えることができるため
に、赤外線透過率の点で問題が生じることはなく、しか
もフレネルレンズのような不連続部位による集光効率の
低下がないために、赤外線の集光に関して良好な結果を
得られるものであり、またドーム周辺の球面レンズの面
積を中央部の球面レンズの面積より大きくしているため
に、周辺部の球面レンズで集光する赤外線の検知感度が
中央部の球面レンズで集光する赤外線の検知感度より低
下することもない。According to the present invention, although a spherical lens is used, when a large number of spherical lenses are arranged in a dome having a small radius, the maximum thickness can be suppressed to about 1 mm. It does not cause any problem with respect to the above, and since there is no decrease in the light collection efficiency due to the discontinuous part such as the Fresnel lens, good results can be obtained with respect to the collection of infrared rays. Since the area of the lens is larger than the area of the spherical lens in the center, the sensitivity of infrared rays focused by the spherical lens in the peripheral area is lower than the sensitivity of infrared rays focused by the spherical lens in the central area. Nor.
【０００７】すなわち、図４に示すように、球状外面と
なっているドーム１の内面に同じ大きさと同じ形状の複
数個の球面レンズ２を並べて、これら各球面レンズ２の
焦点をドーム１の中心Ｏに合わせた場合を考えると、
今、中心Ｏにある物体の各球面レンズ２による像が生じ
る各位置に赤外線放射体３（表面はランバート面とす
る）がある場合、ドーム１中央に位置する球面レンズ２
を通じて中心Ｏに至る赤外線パワーに比して、ドーム１
中央から角度θ離れた位置にある球面レンズ１を通じて
中心Ｏに至る赤外線パワーはcosθ倍となってしまうも
のであり、レンズ収差の影響を考えれば、周辺部の球面
レンズ２で集光される赤外線パワーは一層低下してしま
うのであるが、周辺部に配置する球面レンズ２ほど面積
を大きくすることで、この問題を解消することができる
ものである。That is, as shown in FIG. 4, a plurality of spherical lenses 2 having the same size and shape are arranged on the inner surface of the dome 1 having a spherical outer surface, and the focal points of the spherical lenses 2 are set at the center of the dome 1. Considering the case of adjusting to O,
If the infrared radiator 3 (the surface is a Lambertian surface) is present at each position where an image of the object at the center O is formed by each spherical lens 2, the spherical lens 2 positioned at the center of the dome 1
Dome 1 compared to the infrared power reaching the center O through
The infrared power reaching the center O through the spherical lens 1 located at an angle θ from the center becomes cos θ times, and considering the influence of lens aberration, the infrared light focused by the spherical lens 2 in the peripheral portion. Although the power is further reduced, this problem can be solved by increasing the area of the spherical lens 2 arranged in the peripheral portion.
【０００８】[0008]
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図１に示す実施例は、人体検知用の赤外線センサ
ーにおける赤外線の集光用のものであって、球状外面の
半径Ｒが１３．５mmであるポリエチレン製のドーム１の
内面に、３種の面積の球面レンズ２１，２２，２３を一
体に形成してある。球面レンズ２１はドーム１の中央を
囲んで４個設けられており、これら４個の球面レンズ２
１の矩形とされた外形のうち、辺の部分の各外側に、２
個ずつ、総計８個の球面レンズ２２が配置され、角の部
分の各外側に１個ずつ、総計４個の球面レンズ２３が配
置されている。そして、球面レンズ２１のレンズ面積は
１９．４mm2 ，球面レンズ２２のレンズ面積は２４．７
mm2 、最も周辺に位置している球面レンズ２３のレンズ
面積は３２．７mm2 としてあり、また焦点距離が１４．
５mmとされてドーム１中心Ｏにある物体の像を２０００
mm先に結像するように設計されたこれら球面レンズ２
１，２２，２３の最大厚みは１mmとしてある。図中１１
は取付用フックである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. The embodiment shown in FIG. 1 is for collecting infrared rays in an infrared sensor for detecting a human body and has a radius R of a spherical outer surface. Is formed on the inner surface of the polyethylene dome 1 having a length of 13.5 mm, and spherical lenses 21, 22, and 23 having three types of areas are integrally formed. Four spherical lenses 21 are provided surrounding the center of the dome 1, and these four spherical lenses 2 are provided.
2 outside each side of the rectangular outer shape
A total of eight spherical lenses 22 are arranged, and a total of four spherical lenses 23 are arranged, one on each outer side of the corner portion. The lens area of the spherical lens 21 is 19.4 mm 2 , and the lens area of the spherical lens 22 is 24.7.
mm 2, there as a lens area 32.7 mm 2 of the spherical lens 23 which is located most near and focal length 14.
The image of the object in the center O of the dome 1 is set to 5 mm and 2000
These spherical lenses designed to image at mm
The maximum thickness of 1, 22, 23 is 1 mm. 11 in the figure
Is a mounting hook.
【０００９】このものにおけるドーム１の中心に、焦電
素子やサーモパイル、あるいはサーミスタといった赤外
線検出素子を配置し、人体から放射される赤外線を球面
レンズ２１，２２，２３で赤外線検出素子に集光して検
出する時、人体の微妙な動き、たとえば手のひらの動き
を、中央部に位置する球面レンズ２１による集光方向に
おいて捕らえることができたのはもちろん、周辺部に位
置する球面レンズ２２，２３による集光方向においても
捕らえることができた。An infrared detecting element such as a pyroelectric element, a thermopile, or a thermistor is arranged at the center of the dome 1 in this one, and infrared rays emitted from a human body are condensed on the infrared detecting element by the spherical lenses 21, 22, and 23. When it is detected, the delicate movement of the human body, for example, the movement of the palm of the hand, can be captured in the direction of light condensing by the spherical lens 21 located in the central portion, and by the spherical lenses 22 and 23 located in the peripheral portion. It could be captured even in the direction of light collection.
【００１０】図２に示す実施例も人体検知用の赤外線セ
ンサーにおける赤外線の集光用のものであって、球状外
面の半径Ｒが１０．５mmであるポリエチレン製のドーム
１の内面に、４種の面積の球面レンズ２１，２２，２
３，２４を一体に形成してある。球面レンズ２１はドー
ム１の中央に１個配置され、球面レンズ２２は球面レン
ズ２１を囲んで６個設けられている。そして、ドーム１
の周辺部で且つ上記球面レンズ２１の中心を通るととも
に隣合う２つの球面レンズ２２の境界を通る線上に２個
の球面レンズ２３を配置するとともに、各球面レンズ２
３の両側に２個ずつ、総計４個の球面レンズ２４を配置
してある。The embodiment shown in FIG. 2 is also for collecting infrared rays in an infrared sensor for detecting a human body, and four types are provided on the inner surface of a polyethylene dome 1 having a spherical outer surface with a radius R of 10.5 mm. Spherical lens 21,22,2 of area
3, 24 are integrally formed. One spherical lens 21 is arranged in the center of the dome 1, and six spherical lenses 22 are provided surrounding the spherical lens 21. And dome 1
Two spherical lenses 23 are arranged on the peripheral portion of the spherical lens 21 on the line passing through the center of the spherical lens 21 and passing through the boundary between two adjacent spherical lenses 22.
Three spherical lenses 24 are arranged, two on each side of 3, and a total of four spherical lenses 24.
【００１１】これら４種の球面レンズ２１，２２，２
３，２４は、その焦点距離が約１０mmとされてドーム１
中心Ｏにある物体の像を２５００mm先に結像するように
設計されており、各レンズ面積は、１２．６mm2 、１
９．４mm2 、２４．７mm2 、３２．７mm2 とされてい
る。前記実施例で示したものよりも検知領域が広くなっ
ているこのドーム型マルチレンズを用いた人体検知用赤
外線センサーでは、検知領域の周辺部を移動する人体を
確実に検知することができた。These four types of spherical lenses 21, 22, 2
Domes 1 and 3 and 24 have a focal length of about 10 mm.
It is designed to form an image of the object at the center O 2500 mm ahead, and the area of each lens is 12.6 mm 2 , 1
9.4mm 2, 24.7mm 2, there is a 32.7mm 2. An infrared sensor for detecting a human body using this dome-shaped multilens, which has a wider detection area than that shown in the above-mentioned embodiment, was able to reliably detect a human body moving around the detection area.
【００１２】なお、本発明においては、図３に示すよう
に、球面レンズ２３，２４間の隙間を埋めるため等の理
由で、小面積の球面レンズ２５をドーム１の周辺部に付
加することを妨げるものではない。In the present invention, as shown in FIG. 3, a small area spherical lens 25 is added to the peripheral portion of the dome 1 for the purpose of filling the gap between the spherical lenses 23 and 24. It does not hinder.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上のように本発明においては、球面レ
ンズを用いているとはいえ、小さい半径のドームに多く
の球面レンズを配置する場合は、最大厚を１mm程度に抑
えることができるために、赤外線透過率の点で問題が生
じることはなく、しかもフレネルレンズのような不連続
部位による集光効率の低下がないために、赤外線の集光
に関して良好な結果を得られるものであり、またドーム
周辺の球面レンズの面積を中央部の球面レンズの面積よ
り大きくしているために、周辺部の球面レンズで集光す
る赤外線の検知感度が中央部の球面レンズで集光する赤
外線の検知感度より低下することもなく、特に人体検知
用赤外線センサーの多方面からの赤外線の集光用とした
時、高感度のものを得ることができるものであり、さら
に球面レンズであることから、フレネルレンズを用いる
場合に比して、製造のための金型も簡単になるために、
安価に提供することができるものである。As described above, in the present invention, although the spherical lens is used, the maximum thickness can be suppressed to about 1 mm when many spherical lenses are arranged in the dome having a small radius. In addition, there is no problem in terms of infrared transmittance, and since there is no reduction in light collection efficiency due to a discontinuous portion such as a Fresnel lens, good results can be obtained with respect to infrared light collection. Also, because the area of the spherical lens around the dome is larger than the area of the spherical lens in the center, the detection sensitivity of infrared rays focused by the spherical lens in the periphery is the detection sensitivity of infrared rays focused by the spherical lens in the center. It is possible to obtain a high-sensitivity one, especially when it is used to collect infrared rays from various directions of an infrared sensor for human body detection without lowering the sensitivity. Since, compared with the case of using the Fresnel lens, in order to become easy mold for the production,
It can be provided at a low price.
【図１】一実施例を示すもので、(a)は正面図、(b)は破
断側面図である。FIG. 1 shows an embodiment, (a) is a front view and (b) is a cutaway side view.
【図２】他の実施例を示すもので、(a)は正面図、(b)は
断面図である。FIG. 2 shows another embodiment, (a) is a front view and (b) is a sectional view.
【図３】別の例の正面図である。FIG. 3 is a front view of another example.
【図４】説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram.
１ ドーム ２１ 球面レンズ ２２ 球面レンズ ２３ 球面レンズ 1 Dome 21 Spherical lens 22 Spherical lens 23 Spherical lens
Claims (4)
ム型マルチレンズにおいて、ドームの球状外面の中心に
焦点を位置させた各レンズを球面レンズで形成するとと
もに、ドームの中央部に位置する球面レンズの面積より
も周辺に位置する球面レンズの面積を大としていること
を特徴とするドーム型マルチレンズ。1. A dome-type multi-lens having a large number of lenses arranged in a dome shape, each lens having a focal point located at the center of the spherical outer surface of the dome is formed of a spherical lens, and a spherical surface located at the center of the dome. A dome-shaped multi-lens characterized in that the area of the spherical lens located in the periphery is larger than the area of the lens.
外線センサーにおける赤外線集光用であることを特徴と
する請求項１記載のドーム型マルチレンズ。2. The dome-shaped multi-lens according to claim 1, wherein the dome-shaped multi-lens is made of polyethylene and is used for collecting infrared rays in an infrared sensor for detecting a human body.
と、ドーム周辺に配されて上記４個の球面レンズを囲む
１２個の球面レンズとを備えていることを特徴とする請
求項１記載のドーム型マルチレンズ。3. The spherical lens according to claim 1, further comprising four spherical lenses surrounding the center of the dome and twelve spherical lenses arranged around the dome and surrounding the four spherical lenses. Dome type multi-lens.
ズと、この球面レンズを囲む６個の球面レンズと、ドー
ム周辺に位置して上記６個の球面レンズを囲んでいる複
数個の球面レンズとを備えていることを特徴とする請求
項１記載のドーム型マルチレンズ。4. One spherical lens located at the center of the dome, six spherical lenses surrounding the spherical lens, and a plurality of spherical surfaces located around the dome and surrounding the six spherical lenses. The dome-shaped multi-lens according to claim 1, further comprising a lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02905693A JP3477729B2 (en) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | Dome type multi lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02905693A JP3477729B2 (en) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | Dome type multi lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06242304A true JPH06242304A (en) | 1994-09-02 |
| JP3477729B2 JP3477729B2 (en) | 2003-12-10 |
Family
ID=12265719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02905693A Expired - Fee Related JP3477729B2 (en) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | Dome type multi lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3477729B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11167005A (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Multilens for infrared sensor |
-
1993
- 1993-02-18 JP JP02905693A patent/JP3477729B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11167005A (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Multilens for infrared sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3477729B2 (en) | 2003-12-10 |
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