JPH0694538A - 熱画像検出装置 - Google Patents
熱画像検出装置Info
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- JPH0694538A JPH0694538A JP4247472A JP24747292A JPH0694538A JP H0694538 A JPH0694538 A JP H0694538A JP 4247472 A JP4247472 A JP 4247472A JP 24747292 A JP24747292 A JP 24747292A JP H0694538 A JPH0694538 A JP H0694538A
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
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- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、焦電型熱検出素子群からの信号を
所定の周波数帯域のみ増幅して２次元熱画像信号として
出力することを目的とするものである。 【構成】 赤外線センサ１より出力される微小検出信号
をバンドパス特性を有する帯域増幅器で増幅することに
より、チョッパの駆動周波数における検出信号成分をと
りだし２次元熱画像を得ることができる。
所定の周波数帯域のみ増幅して２次元熱画像信号として
出力することを目的とするものである。 【構成】 赤外線センサ１より出力される微小検出信号
をバンドパス特性を有する帯域増幅器で増幅することに
より、チョッパの駆動周波数における検出信号成分をと
りだし２次元熱画像を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は家庭内の居室の温度分布
および人体の挙動検出など熱画像による輻射温度検出お
よび人体挙動検出に関する。
および人体の挙動検出など熱画像による輻射温度検出お
よび人体挙動検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、非接触で温度を測定する方式とし
ては量子型赤外線センサによるものと熱型赤外線センサ
があった。量子型赤外線センサは感度が高く応答速度は
速いが、冷却が必要であり（−２００℃程度）、民生用
には不向きである。一方、熱型赤外線センサは比較的感
度は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る。
ては量子型赤外線センサによるものと熱型赤外線センサ
があった。量子型赤外線センサは感度が高く応答速度は
速いが、冷却が必要であり（−２００℃程度）、民生用
には不向きである。一方、熱型赤外線センサは比較的感
度は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る。
【０００３】熱型赤外線センサの中では焦電効果を利用
した焦電型赤外線センサがよく使われている。焦電型赤
外線センサ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る。例えば、この焦電
型赤外線センサの前を人体が横切ったとき、焦電型赤外
線センサには人体の放射温度が出現，消滅，出現，消
滅，・・・という時間変化入力として入力される。した
がって焦電型赤外線センサの出力はこの時間変化に同期
して出力される。
した焦電型赤外線センサがよく使われている。焦電型赤
外線センサ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る。例えば、この焦電
型赤外線センサの前を人体が横切ったとき、焦電型赤外
線センサには人体の放射温度が出現，消滅，出現，消
滅，・・・という時間変化入力として入力される。した
がって焦電型赤外線センサの出力はこの時間変化に同期
して出力される。
【０００４】また、セラミックの焦電型赤外線センサと
チョッパを用いたポイント温度センサもあるが、これも
感度が低くしかも応答速度が非常に遅いため、１〜２秒
の間で数十個の温度データを検出することができなかっ
た。
チョッパを用いたポイント温度センサもあるが、これも
感度が低くしかも応答速度が非常に遅いため、１〜２秒
の間で数十個の温度データを検出することができなかっ
た。
【０００５】さらに、２次元熱画像を得る手段として
は、焦電型赤外線センサを２次元に配置する方式も考え
られていた。
は、焦電型赤外線センサを２次元に配置する方式も考え
られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら２次元熱
画像を得る場合、焦電型赤外線センサを２次元に配置す
ると、赤外線センサと同数の帯域回路が必要となり、シ
ステムが複雑になってしまう。
画像を得る場合、焦電型赤外線センサを２次元に配置す
ると、赤外線センサと同数の帯域回路が必要となり、シ
ステムが複雑になってしまう。
【０００７】本発明は、焦電型熱検出素子群から構成さ
れる赤外線センサを用いた小型で比較的簡単な構成・構
造のシステムを提供するものである。
れる赤外線センサを用いた小型で比較的簡単な構成・構
造のシステムを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、直線軸上に１次元に配置された複数の焦電
型熱検出素子群と被検出対象よりの赤外線を焦電型熱検
出素子群に集光するレンズと、レンズを介して焦電型熱
検出素子群へ入射する赤外線の通路を商用電源周波数よ
りも低い周波数で開閉するチョッパとにより構成された
可動部と、この可動部を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中心に回転させる回転手段
と、焦電型熱検出素子群よりの検出信号を増幅する焦電
型熱検出素子と同数の帯域増幅器と、チョッパおよび回
転手段を駆動制御し、かつ帯域増幅器より出力される検
出信号を熱画像信号に演算処理する演算制御部とにより
２次元熱画像を得るものである。
に本発明は、直線軸上に１次元に配置された複数の焦電
型熱検出素子群と被検出対象よりの赤外線を焦電型熱検
出素子群に集光するレンズと、レンズを介して焦電型熱
検出素子群へ入射する赤外線の通路を商用電源周波数よ
りも低い周波数で開閉するチョッパとにより構成された
可動部と、この可動部を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中心に回転させる回転手段
と、焦電型熱検出素子群よりの検出信号を増幅する焦電
型熱検出素子と同数の帯域増幅器と、チョッパおよび回
転手段を駆動制御し、かつ帯域増幅器より出力される検
出信号を熱画像信号に演算処理する演算制御部とにより
２次元熱画像を得るものである。
【０００９】また本発明は、帯域増幅器を２段構成と
し、前段帯域増幅部を可動部に配置したものである。
し、前段帯域増幅部を可動部に配置したものである。
【００１０】また本発明は、チョッパの駆動周波数にお
ける増幅度が概ね最大増幅度となるバンドパス特性とし
た帯域増幅器有するものである。
ける増幅度が概ね最大増幅度となるバンドパス特性とし
た帯域増幅器有するものである。
【００１１】また本発明は、帯域増幅器の入力部を焦電
型熱検出素子と高抵抗を並列接続してＦＥＴのゲート端
子に接続したソースホロワ構成とし、入力部の電気的時
定数に相当する周波数における増幅度をチョッパの駆動
周波数における増幅度よりも２０〜３０ｄＢ低い値に前
記帯域増幅器を構成したものである。
型熱検出素子と高抵抗を並列接続してＦＥＴのゲート端
子に接続したソースホロワ構成とし、入力部の電気的時
定数に相当する周波数における増幅度をチョッパの駆動
周波数における増幅度よりも２０〜３０ｄＢ低い値に前
記帯域増幅器を構成したものである。
【００１２】また本発明は、帯域増幅器の５０Ｈｚにお
ける増幅度をチョッパの駆動周波数における増幅度より
も５〜１０ｄＢ低い値に構成したものである。
ける増幅度をチョッパの駆動周波数における増幅度より
も５〜１０ｄＢ低い値に構成したものである。
【００１３】また本発明は、帯域増幅器をそのバンドパ
ス特性における回路のＱを１．５〜３としたものであ
る。
ス特性における回路のＱを１．５〜３としたものであ
る。
【００１４】また本発明は、前段帯域増幅器および後段
帯域増幅器とともにバンドパス特性を有する構成とした
ものである。
帯域増幅器とともにバンドパス特性を有する構成とした
ものである。
【００１５】また本発明は、チョッパの駆動周波数にお
ける前段帯域増幅器の増幅度を概ね２０ｄＢ以上かつ４
０ｄＢ以下としたものである。
ける前段帯域増幅器の増幅度を概ね２０ｄＢ以上かつ４
０ｄＢ以下としたものである。
【００１６】
【作用】本発明は直線上に配置された複数の焦電型熱検
出素子を所定の回転軸を中心に回転させ、前記焦電型熱
検出素子群からの微小信号をバンドパス特性を有する、
焦電型熱検出素子と同数の帯域増幅器で増幅処理するこ
とにより、小型かつ簡単な構成の２次元熱画像検出シス
テムを提供するものである。
出素子を所定の回転軸を中心に回転させ、前記焦電型熱
検出素子群からの微小信号をバンドパス特性を有する、
焦電型熱検出素子と同数の帯域増幅器で増幅処理するこ
とにより、小型かつ簡単な構成の２次元熱画像検出シス
テムを提供するものである。
【００１７】
【実施例】以下本発明の一実施例における２次元熱画像
検出装置について図面とともに説明する。
検出装置について図面とともに説明する。
【００１８】図１は帯域増幅器を２段構成とし、前段帯
域増幅器を可動部に設置した場合のブロック構成図であ
る。
域増幅器を可動部に設置した場合のブロック構成図であ
る。
【００１９】１は焦電型熱検出素子１ａを直線上に複数
個配置して熱検出素子群とした赤外線センサである。２
は焦電型熱検出素子１ａに熱画像を結ぶように配置され
たレンズであり、光軸が複数の焦電型熱検出素子１ａの
中心を通るようにレンズ２と赤外線センサ１は一体構造
となっている。３は被検出対象よりの赤外線の通路を商
用電源周波数よりも低い周波数で開閉するチョッパであ
る。４はチョッパ３の開閉動作にともない赤外線センサ
１から出力される微小検出信号をチョッパ３の駆動周波
数において２０〜４０ｄＢ増幅するバンドパス特性を有
する前段帯域増幅器である。５は赤外線センサ１，レン
ズ２，チョッパ３および前段帯域増幅器４より構成され
る可動部であり、６は可動部５を所定の回転軸を中心に
水平駆動させる回転手段である。７は前段帯域増幅器４
よりの検出信号をチョッパ３の駆動周波数において概ね
最大増幅となるように増幅するバンドパス特性を有した
後段帯域増幅器である。８はチョッパ３および回転手段
６を駆動制御し、かつ後段帯域増幅器より出力される検
出信号を熱画像信号に演算処理する演算制御部である。
個配置して熱検出素子群とした赤外線センサである。２
は焦電型熱検出素子１ａに熱画像を結ぶように配置され
たレンズであり、光軸が複数の焦電型熱検出素子１ａの
中心を通るようにレンズ２と赤外線センサ１は一体構造
となっている。３は被検出対象よりの赤外線の通路を商
用電源周波数よりも低い周波数で開閉するチョッパであ
る。４はチョッパ３の開閉動作にともない赤外線センサ
１から出力される微小検出信号をチョッパ３の駆動周波
数において２０〜４０ｄＢ増幅するバンドパス特性を有
する前段帯域増幅器である。５は赤外線センサ１，レン
ズ２，チョッパ３および前段帯域増幅器４より構成され
る可動部であり、６は可動部５を所定の回転軸を中心に
水平駆動させる回転手段である。７は前段帯域増幅器４
よりの検出信号をチョッパ３の駆動周波数において概ね
最大増幅となるように増幅するバンドパス特性を有した
後段帯域増幅器である。８はチョッパ３および回転手段
６を駆動制御し、かつ後段帯域増幅器より出力される検
出信号を熱画像信号に演算処理する演算制御部である。
【００２０】図２は帯域増幅器の入力部をソースホロワ
構成とした場合の２段構成の帯域増幅器の回路図であ
る。
構成とした場合の２段構成の帯域増幅器の回路図であ
る。
【００２１】帯域増幅器は信号線上に乗る誘導ノイズの
影響を低減するために、焦電型熱検出素子１ａの付近に
配置したほうが良いが、実装上、可動部５に多くの部品
を配置することができないので増幅度を大きくすること
は困難である。そこで帯域増幅回路を２段構成とし、面
積的に余裕のある後段帯域増幅器７で、フィードバック
での抵抗分割により必要な増幅度を得ることができる。
影響を低減するために、焦電型熱検出素子１ａの付近に
配置したほうが良いが、実装上、可動部５に多くの部品
を配置することができないので増幅度を大きくすること
は困難である。そこで帯域増幅回路を２段構成とし、面
積的に余裕のある後段帯域増幅器７で、フィードバック
での抵抗分割により必要な増幅度を得ることができる。
【００２２】焦電型熱検出素子１ａはチョッパ３による
入射温度の変化に同期して電気的特性が変化するため、
その検出信号の周波数はチョッパ３の駆動周波数と等し
い。そこで、バンドパスフィルタの中心周波数をチョッ
パ３の駆動周波数とほぼ等しくなるようにすれば、焦電
型熱検出素子１ａからの信号成分のみが増幅できる。
入射温度の変化に同期して電気的特性が変化するため、
その検出信号の周波数はチョッパ３の駆動周波数と等し
い。そこで、バンドパスフィルタの中心周波数をチョッ
パ３の駆動周波数とほぼ等しくなるようにすれば、焦電
型熱検出素子１ａからの信号成分のみが増幅できる。
【００２３】回路構成はバターワースバンドパスフィル
タの一種である多重帰還型バンドパスフィルタを基本と
する。各焦電型熱検出素子は高抵抗１０に並列接続さ
れ、ＦＥＴ９に接続される。この入力部の電気的時定数
に相当する周波数成分のノイズを除去するために、中心
周波数における増幅度よりも２０〜３０ｄＢ低い増幅度
にする。さらに電源ノイズを除去するために５０Ｈｚに
おける増幅度を中心周波数における増幅度よりも５〜１
０ｄＢ低い増幅度にする。
タの一種である多重帰還型バンドパスフィルタを基本と
する。各焦電型熱検出素子は高抵抗１０に並列接続さ
れ、ＦＥＴ９に接続される。この入力部の電気的時定数
に相当する周波数成分のノイズを除去するために、中心
周波数における増幅度よりも２０〜３０ｄＢ低い増幅度
にする。さらに電源ノイズを除去するために５０Ｈｚに
おける増幅度を中心周波数における増幅度よりも５〜１
０ｄＢ低い増幅度にする。
【００２４】回路のＱと応答特性は相反する関係にある
ため、中心周波数以外のゲインを過度に抑制すると、Ｑ
が大きくなり応答特性が悪くなる。従って回路のＱは
１．５〜３程度として位相遅れを小さくする。
ため、中心周波数以外のゲインを過度に抑制すると、Ｑ
が大きくなり応答特性が悪くなる。従って回路のＱは
１．５〜３程度として位相遅れを小さくする。
【００２５】低域および高域のノイズを除去し、焦電型
熱検出素子１ａからの信号成分のみを増幅するために、
前段帯域増幅器４および後段帯域増幅器７は２段ともバ
ンドパス特性を有する帯域増幅器とし、前段帯域増幅器
４と後段帯域増幅器７を接続する信号線上に乗るノイズ
の影響を少なくするために、中心周波数における増幅度
を２０〜４０ｄＢとする。
熱検出素子１ａからの信号成分のみを増幅するために、
前段帯域増幅器４および後段帯域増幅器７は２段ともバ
ンドパス特性を有する帯域増幅器とし、前段帯域増幅器
４と後段帯域増幅器７を接続する信号線上に乗るノイズ
の影響を少なくするために、中心周波数における増幅度
を２０〜４０ｄＢとする。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上記説明から明らかなように１
次元に配置された焦電型熱検出素子群と光学系を一体構
造として回転させ、前記焦電型熱検出素子群からの微小
信号をバンドパス特性を有する、焦電型熱検出素子と同
数の帯域増幅器で増幅処理することにより、小型かつ簡
単な構造で２次元熱画像が検出できる。
次元に配置された焦電型熱検出素子群と光学系を一体構
造として回転させ、前記焦電型熱検出素子群からの微小
信号をバンドパス特性を有する、焦電型熱検出素子と同
数の帯域増幅器で増幅処理することにより、小型かつ簡
単な構造で２次元熱画像が検出できる。
【図１】本発明の一実施例におけるブロック構成図
【図２】帯域増幅回路の入力部をソースホロワ構成とし
た場合の回路図
た場合の回路図
１ 赤外線センサ １ａ 焦電型熱検出素子 ２ レンズ ３ チョッパ ４ 前段帯域増幅器 ５ 可動部 ６ 回転手段 ７ 後段帯域増幅器 ８ 演算制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/33 (72)発明者 高田 重和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 焦電型熱検出素子を直線軸上に複数個配
置した焦電型熱検出素子群と、被検出対象よりの赤外線
を前期焦電型熱検出素子群に集光するレンズと、前記レ
ンズを介して前記焦電型熱検出素子群へ入射する赤外線
の通路を商用電源周波数よりも低い周波数で開閉するチ
ョッパとにより構成された可動部と、前記可動部を所定
の回転軸を中心に回転させる回転手段と、前記焦電型熱
検出素子群よりの検出信号を増幅する前記焦電型熱検出
素子と同数の帯域増幅器と、前記チョッパおよび回転手
段を駆動制御し、かつ前記帯域増幅器より出力される検
出信号を２次元熱画像信号に演算処理する演算制御部と
よりなり、前記帯域増幅器をその最大増幅度となる周波
数が商用電源周波数よりも低いバンドパス特性を有する
構成とした熱画像検出装置。 - 【請求項２】 帯域増幅器を２段構成とし、前段増幅器
を可動部に配置した請求項１の熱画像検出装置。 - 【請求項３】 チョッパの駆動周波数における増幅度が
概ね最大増幅度となるバンドパス特性とした帯域増幅器
を有する請求項１または請求項２記載の熱画像検出装
置。 - 【請求項４】 帯域増幅器の入力部を、焦電型熱検出素
子と高抵抗を並列接続してＦＥＴのゲート端子に接続し
たソースホロワ構成とし、前記入力部の電気的時定数に
相当する周波数における増幅度をチョッパの駆動周波数
における増幅度よりも２０〜３０ｄＢ低い値に前記帯域
増幅器を構成した請求項１ないし請求項３いずれかに記
載の熱画像検出装置。 - 【請求項５】 帯域増幅器の５０Ｈｚにおける増幅度を
チョッパの駆動周波数における増幅度よりも５〜１０ｄ
Ｂ低い値に構成した請求項１ないし請求項４いずれかに
記載の熱画像検出装置。 - 【請求項６】 帯域増幅器を、そのバンドパス特性にお
ける回路のＱを１．５以上かつ３以下とした請求項１な
いし請求項５いずれかに記載の熱画像検出装置。 - 【請求項７】 前段帯域増幅器および後段帯域増幅器を
もとにバンドパス特性を有する構成とした請求項２記載
の熱画像検出装置。 - 【請求項８】 チョッパの駆動周波数における前段帯域
増幅器の増幅度を２０ｄＢ以上かつ４０ｄＢ以下とした
請求項２ないし請求項７いずれかに記載の熱画像検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247472A JPH0694538A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 熱画像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247472A JPH0694538A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 熱画像検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694538A true JPH0694538A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17163967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247472A Pending JPH0694538A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 熱画像検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694538A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999005489A1 (fr) * | 1997-07-28 | 1999-02-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermometre medical a rayonnement |
| JP2014194389A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Simics Co Ltd | 赤外線センサー |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247472A patent/JPH0694538A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999005489A1 (fr) * | 1997-07-28 | 1999-02-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermometre medical a rayonnement |
| US6371925B1 (en) | 1997-07-28 | 2002-04-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radiation clinical thermometer |
| JP2014194389A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Simics Co Ltd | 赤外線センサー |
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