JPH07117452B2 - 焦電型赤外線検知装置 - Google Patents
焦電型赤外線検知装置Info
- Publication number
- JPH07117452B2 JPH07117452B2 JP1334408A JP33440889A JPH07117452B2 JP H07117452 B2 JPH07117452 B2 JP H07117452B2 JP 1334408 A JP1334408 A JP 1334408A JP 33440889 A JP33440889 A JP 33440889A JP H07117452 B2 JPH07117452 B2 JP H07117452B2
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- JP
- Japan
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- slit
- pyroelectric
- cylinder
- lens
- infrared
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は焦電型赤外線センサを用いて物体の位置や赤外
線強度分布を検知する焦電型赤外線検知装置に関する。
線強度分布を検知する焦電型赤外線検知装置に関する。
従来の技術 近年、侵入者の検知や火災の発見などの防犯，防災の目
的のために、赤外線センサを用いて人体などからの赤外
線を検知する装置が使われるようになった。赤外線のセ
ンサとしては化合物半導体を用いた量子型のものと焦電
素子やサーミスタなどを用いた熱型のものがあり、量子
型の赤外線センサは液体窒素などで冷却する必要がある
ため、防犯，防災などの目的には熱型の赤外線センサが
用いられる。特に焦電型のセンサは他の熱型のセンサに
比べて感度が高く、赤外線源の位置検知装置に最適であ
る。
的のために、赤外線センサを用いて人体などからの赤外
線を検知する装置が使われるようになった。赤外線のセ
ンサとしては化合物半導体を用いた量子型のものと焦電
素子やサーミスタなどを用いた熱型のものがあり、量子
型の赤外線センサは液体窒素などで冷却する必要がある
ため、防犯，防災などの目的には熱型の赤外線センサが
用いられる。特に焦電型のセンサは他の熱型のセンサに
比べて感度が高く、赤外線源の位置検知装置に最適であ
る。
さらに焦電型の赤外線センサを縦横２次元に配列して、
赤外線を画像的にとらえ、赤外線源の位置や温度情報を
得る赤外線検知装置が考案されている（例えば特願昭63
−280792）。
赤外線を画像的にとらえ、赤外線源の位置や温度情報を
得る赤外線検知装置が考案されている（例えば特願昭63
−280792）。
第３図が、この赤外線検知装置の平面図と断面図であ
る。焦電薄膜１の両面に電極2,3を形成し、各焦電素子
を構成している。２次元に配した焦電素子のうち、横方
向の各焦電素子は隣同士間が電極2,3のパターンによっ
て交互に配線され、一列に配した焦電素子が直列になっ
ている。縦方向には前記焦電素子アレイを複数列配し、
２次元の焦電素子アレイを構成している。前記焦電素子
アレイの前面でスリット４を横方向に移動し、焦電素子
アレイに入射する赤外線像５を走査することによって、
各列の両端の電極6,7の間に赤外線の強度分布に応じた
起電力が順次出力される。各列の信号はインピーダンス
変換などの信号処理を施した後、マルチプレクサーによ
って行方向に電気的に走査している。
る。焦電薄膜１の両面に電極2,3を形成し、各焦電素子
を構成している。２次元に配した焦電素子のうち、横方
向の各焦電素子は隣同士間が電極2,3のパターンによっ
て交互に配線され、一列に配した焦電素子が直列になっ
ている。縦方向には前記焦電素子アレイを複数列配し、
２次元の焦電素子アレイを構成している。前記焦電素子
アレイの前面でスリット４を横方向に移動し、焦電素子
アレイに入射する赤外線像５を走査することによって、
各列の両端の電極6,7の間に赤外線の強度分布に応じた
起電力が順次出力される。各列の信号はインピーダンス
変換などの信号処理を施した後、マルチプレクサーによ
って行方向に電気的に走査している。
発明が解決しようとする課題 赤外線に用いるレンズは材質が限られるために、広角の
レンズの作製は非常に困難で、高価なものになる。従っ
て、従来例に示すような赤外線センサでは狭視野のもの
しか作ることしかできない。防犯などで人体の位置を検
出するような目的では、少なくとも左右の方向に広い視
野が必要で、従来例の赤外線センサではカバーしきれな
い。
レンズの作製は非常に困難で、高価なものになる。従っ
て、従来例に示すような赤外線センサでは狭視野のもの
しか作ることしかできない。防犯などで人体の位置を検
出するような目的では、少なくとも左右の方向に広い視
野が必要で、従来例の赤外線センサではカバーしきれな
い。
また、従来の赤外線センサでは、スリットとセンサとの
距離がどうしても開いてしまい、本来ひとつの素子に入
射すべき赤外線が、スリットで邪魔されて減少したり、
隣の素子にも入射したりする。これは、スリット幅を狭
くしていったときの感度の減少や、隣の素子とのクロス
トークの原因となる。使用するレンズによってセンサの
受光できる面積は決まっており、画素数を増やすにはス
リット幅を狭くするしか方法がないため、少画素のセン
サしか作製することができない。
距離がどうしても開いてしまい、本来ひとつの素子に入
射すべき赤外線が、スリットで邪魔されて減少したり、
隣の素子にも入射したりする。これは、スリット幅を狭
くしていったときの感度の減少や、隣の素子とのクロス
トークの原因となる。使用するレンズによってセンサの
受光できる面積は決まっており、画素数を増やすにはス
リット幅を狭くするしか方法がないため、少画素のセン
サしか作製することができない。
さらに、スリットの移動が左右への直線運動であるた
め、回転モーターの運動を直線運動に変換し、かつ安定
した直線運動を得るためのガイドやベアリングなどの機
構が複雑になる。
め、回転モーターの運動を直線運動に変換し、かつ安定
した直線運動を得るためのガイドやベアリングなどの機
構が複雑になる。
課題を解決するための手段 円筒の一部に軸方向に長いスリットを設け、反対側に赤
外線を受光するための窓を設けた円筒型スリットと、赤
外線を結像するためのレンズと、横１列若しくは縦横２
次元に配列した焦電素子アレイとを有し、前記円筒の窓
から円筒内に入射した赤外線が前記レンズを通して概ね
前記スリット上に結像し、前記スリットを通過した赤外
線が前記焦電素子アレイ上に照射するようレンズが円筒
内に固定されており、前記焦電素子アレイの列方向が前
記円筒と中心が同一で円筒の径よりもわずかに大きい円
弧上に配置され、前記焦電素子アレイの各１列を構成す
る焦電素子が直列に配線されている焦電型赤外線検知装
置において、前記円筒を回転することによって、前記ス
リットを通過した赤外線が照射するところの前記焦電素
子を列方向に走査するとともにレンズの光軸を走査し、
前記焦電素子アレイの各列の両端に生ずる起電力の時系
列信号として各焦電素子に入射した赤外線量を得て、対
応する被写体からの赤外線分布情報を得る。
外線を受光するための窓を設けた円筒型スリットと、赤
外線を結像するためのレンズと、横１列若しくは縦横２
次元に配列した焦電素子アレイとを有し、前記円筒の窓
から円筒内に入射した赤外線が前記レンズを通して概ね
前記スリット上に結像し、前記スリットを通過した赤外
線が前記焦電素子アレイ上に照射するようレンズが円筒
内に固定されており、前記焦電素子アレイの列方向が前
記円筒と中心が同一で円筒の径よりもわずかに大きい円
弧上に配置され、前記焦電素子アレイの各１列を構成す
る焦電素子が直列に配線されている焦電型赤外線検知装
置において、前記円筒を回転することによって、前記ス
リットを通過した赤外線が照射するところの前記焦電素
子を列方向に走査するとともにレンズの光軸を走査し、
前記焦電素子アレイの各列の両端に生ずる起電力の時系
列信号として各焦電素子に入射した赤外線量を得て、対
応する被写体からの赤外線分布情報を得る。
作用 円筒型スリットとレンズを一体として回転し、光軸自体
を走査しているため、狭視野のレンズを用いても回転方
向の視野角を広くすることが容易である。一方向だけで
も視野を広くできることから、壁付け型にすれば前述の
人体位置検出に十分使用できる。
を走査しているため、狭視野のレンズを用いても回転方
向の視野角を広くすることが容易である。一方向だけで
も視野を広くできることから、壁付け型にすれば前述の
人体位置検出に十分使用できる。
また、対象となる素子が順次レンズの中心線上に来るた
め、用いる円筒型スリットの半径を大きくすることによ
って、レンズやスリットの幅に制限されずに回転方向の
画素数を増やすことができる。さらに、スリットに入射
した赤外線を並行光線に変換するような第２のレンズを
スリット部分に設けることによってスリットとセンサと
の距離による問題はかなり軽減される。仮に、従来のセ
ンサで同様の第２のレンズを設けたとしても、第１のレ
ンズの中心軸近傍の素子には効果があるが、周囲の素子
では第２のレンズへの入射角が浅くなり、同様の効果は
望めない。
め、用いる円筒型スリットの半径を大きくすることによ
って、レンズやスリットの幅に制限されずに回転方向の
画素数を増やすことができる。さらに、スリットに入射
した赤外線を並行光線に変換するような第２のレンズを
スリット部分に設けることによってスリットとセンサと
の距離による問題はかなり軽減される。仮に、従来のセ
ンサで同様の第２のレンズを設けたとしても、第１のレ
ンズの中心軸近傍の素子には効果があるが、周囲の素子
では第２のレンズへの入射角が浅くなり、同様の効果は
望めない。
円筒型スリットは、回転運動であるため、モーターや軸
の支持などの機構が簡単であり、安定した走査が容易に
得られる。
の支持などの機構が簡単であり、安定した走査が容易に
得られる。
実施例 以下本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す上面図である。円筒10
の縦方向にスリット11が設けられていて、スリット11と
円筒10の中心を結ぶ線上にレンズ12の中心がくるように
レンズ12を円筒10に固定している。レンズ12は、ほぼス
リット11上に赤外線像が結像するように配置する。円筒
10のスリット11の反対側は、レンズ12に入射する赤外線
13が通るように穴を開けてある。円筒10のすぐ外で円筒
10と中心を同じくした円周上に、焦電素子14が並んでお
り、隣同士の素子間が電気的に接続され、一列の焦電素
子14が直列になるよう配線されている。紙面垂直方向に
は同様の焦電素子14が複数列並べられている。一列の焦
電素子14の両端起電力を出力として、円筒型スリット10
を回転させることによって、レンズ12の見る方向と、赤
外線像が結像する焦電素子14とを同時に走査することに
なる。ある焦電素子14に赤外線が入射する直前と、入射
し終わった直後の両端起電力の変化が、対応するレンズ
12の視野における赤外線量に相当する。焦電素子14の各
列の出力は、インピーダンス変換とフィルター処理の後
マルチプレクサーによって列方向に電気的に走査され
る。
の縦方向にスリット11が設けられていて、スリット11と
円筒10の中心を結ぶ線上にレンズ12の中心がくるように
レンズ12を円筒10に固定している。レンズ12は、ほぼス
リット11上に赤外線像が結像するように配置する。円筒
10のスリット11の反対側は、レンズ12に入射する赤外線
13が通るように穴を開けてある。円筒10のすぐ外で円筒
10と中心を同じくした円周上に、焦電素子14が並んでお
り、隣同士の素子間が電気的に接続され、一列の焦電素
子14が直列になるよう配線されている。紙面垂直方向に
は同様の焦電素子14が複数列並べられている。一列の焦
電素子14の両端起電力を出力として、円筒型スリット10
を回転させることによって、レンズ12の見る方向と、赤
外線像が結像する焦電素子14とを同時に走査することに
なる。ある焦電素子14に赤外線が入射する直前と、入射
し終わった直後の両端起電力の変化が、対応するレンズ
12の視野における赤外線量に相当する。焦電素子14の各
列の出力は、インピーダンス変換とフィルター処理の後
マルチプレクサーによって列方向に電気的に走査され
る。
レンズ12を回転することによって光軸を回転しているた
め、回転方向の走査は少なくとも120゜可能である。同
じ視野角のまま画素数を増やそうとすると、従来例のよ
うな方式では画素を小さくしてスリットを狭くしなくて
はならず、前述したように色々な弊害がある。本実施例
では、円筒型スリット10の径を大きくすれば視野角に相
当する円周の長さが長くなるため、スリット11の幅はそ
のままで画素数を増やすことが容易である。
め、回転方向の走査は少なくとも120゜可能である。同
じ視野角のまま画素数を増やそうとすると、従来例のよ
うな方式では画素を小さくしてスリットを狭くしなくて
はならず、前述したように色々な弊害がある。本実施例
では、円筒型スリット10の径を大きくすれば視野角に相
当する円周の長さが長くなるため、スリット11の幅はそ
のままで画素数を増やすことが容易である。
上記実施例をさらに改良した別の実施例を第２図に示
す。第１図の実施例のスリット11の部分に、円柱型の凹
レンズ15を設けてスリット11に入射した赤外線を平行光
線に変換している。この第２のレンズ15を設けない場
合、スリット11と焦電素子14の間の距離が離れると、感
度の減少やクロストークの増加などの問題が生ずる。こ
のため、スリット11と焦電素子14の間をできるだけ近づ
ける必要がある。ところが、第２のレンズ15を設けるこ
とによって、赤外線が平行光線になるためスリット11と
焦電素子15の間をある程度離すことができ、設計や組み
立てが容易になる。さらに、第２のレンズ15を、必要な
波長の赤外線以外をカットする材質にすることによっ
て、可視光などの外乱による誤動作を防ぐことができ
る。
す。第１図の実施例のスリット11の部分に、円柱型の凹
レンズ15を設けてスリット11に入射した赤外線を平行光
線に変換している。この第２のレンズ15を設けない場
合、スリット11と焦電素子14の間の距離が離れると、感
度の減少やクロストークの増加などの問題が生ずる。こ
のため、スリット11と焦電素子14の間をできるだけ近づ
ける必要がある。ところが、第２のレンズ15を設けるこ
とによって、赤外線が平行光線になるためスリット11と
焦電素子15の間をある程度離すことができ、設計や組み
立てが容易になる。さらに、第２のレンズ15を、必要な
波長の赤外線以外をカットする材質にすることによっ
て、可視光などの外乱による誤動作を防ぐことができ
る。
発明の効果 本発明によれば、広視野角の焦電赤外線センサを、簡単
な機構で容易に実現することができる。
な機構で容易に実現することができる。
第１図，第２図は本発明における焦電型赤外線検知装置
を示す上面図、第３図（ａ），（ｂ）は従来例を示す上
面図と断面図である。 10……円筒、11……スリット、12……レンズ、13……赤
外線、14……焦電素子。
を示す上面図、第３図（ａ），（ｂ）は従来例を示す上
面図と断面図である。 10……円筒、11……スリット、12……レンズ、13……赤
外線、14……焦電素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｂ 13/193 4234−5Ｇ // Ｈ０４Ｎ 5/33
Claims (2)
- 【請求項１】円筒の一部に軸方向に長いスリットを設
け、反対側に赤外線を受光するための窓を設けた円筒型
スリットと、赤外線を結像するためのレンズと、横１列
若しくは縦横２次元に配列した焦電素子アレイとを有
し、前記円筒の窓から円筒内に入射した赤外線が前記レ
ンズを通して概ね前記スリット上に結像し、前記スリッ
トを通過した赤外線が前記焦電素子アレイ上に照射する
ようレンズが円筒内に固定されており、前記焦電素子ア
レイの列方向が前記円筒と中心が同一で円筒の径よりも
わずかに大きい円弧上に配置され、前記焦電素子アレイ
の各１列を構成する焦電素子が直列に配線されている焦
電型赤外線検知装置において、前記円筒を回転すること
によって、前記スリットを通過した赤外線が照射すると
ころの前記焦電素子を列方向に走査するとともにレンズ
の光軸を走査し、前記焦電素子アレイの各列の両端に生
ずる起電力の時系列信号としての各焦電素子に入射した
赤外線量を得て、対応する被写体からの赤外線分布情報
を得る焦電型赤外線検知装置。 - 【請求項２】スリット部分に設けた第２のレンズによ
り、スリット上に集光して来た赤外線を概ね平行光線に
変換し、焦電素子上に照射することを特徴とする請求項
（１）記載の焦電型赤外線検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1334408A JPH07117452B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 焦電型赤外線検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1334408A JPH07117452B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 焦電型赤外線検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194429A JPH03194429A (ja) | 1991-08-26 |
| JPH07117452B2 true JPH07117452B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=18277038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1334408A Expired - Fee Related JPH07117452B2 (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 焦電型赤外線検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117452B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU3410601A (en) * | 2000-02-22 | 2001-09-03 | Hideaki Ishizuki | Light-receiving sensor enabling superwide-angle image pickup, and electronic digital camera comprising it |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP1334408A patent/JPH07117452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03194429A (ja) | 1991-08-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |