JPH07209083A - 多重スペクトル・センサ - Google Patents
多重スペクトル・センサInfo
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- JPH07209083A JPH07209083A JP4296284A JP29628492A JPH07209083A JP H07209083 A JPH07209083 A JP H07209083A JP 4296284 A JP4296284 A JP 4296284A JP 29628492 A JP29628492 A JP 29628492A JP H07209083 A JPH07209083 A JP H07209083A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型の個別の構成要素として製造することが
でき、高い出力信号を得ながらも高い測定精度を有する
多重スペクトル・センサを提供する。 【構成】 本発明は、複数のフィルタおよびセンサ要素
を備えた、異なったスペクトル範囲の被測定放射線のた
めの多重スペクトル・センサに関する。そして、ビーム
を複数のビーム部分に光学装置であるピラミッド部３４
によって分割し、フィルタ３６に反射する。フィルタ３
６の背後には、放射線感応要素３８が設けてあり、これ
らの放射線感応要素３８が上流側の各フィルタ３６の透
過範囲に対応するスペクトル範囲を検出する。残りのス
ペクトル範囲のビーム部分はフィルタ３６面によって他
のフィルタ３６に向かって反射される。こうして、各フ
ィルタ３６は対応するスペクトル範囲のビーム部分の供
給を受ける。
でき、高い出力信号を得ながらも高い測定精度を有する
多重スペクトル・センサを提供する。 【構成】 本発明は、複数のフィルタおよびセンサ要素
を備えた、異なったスペクトル範囲の被測定放射線のた
めの多重スペクトル・センサに関する。そして、ビーム
を複数のビーム部分に光学装置であるピラミッド部３４
によって分割し、フィルタ３６に反射する。フィルタ３
６の背後には、放射線感応要素３８が設けてあり、これ
らの放射線感応要素３８が上流側の各フィルタ３６の透
過範囲に対応するスペクトル範囲を検出する。残りのス
ペクトル範囲のビーム部分はフィルタ３６面によって他
のフィルタ３６に向かって反射される。こうして、各フ
ィルタ３６は対応するスペクトル範囲のビーム部分の供
給を受ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定放射線（電磁波
を含む広義なもの）の異なったスペクトル範囲を決定す
る多重スペクトル・センサに関する。
を含む広義なもの）の異なったスペクトル範囲を決定す
る多重スペクトル・センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなセンサは正確な温度測定を実
施することができるが、それは異なったスペクトル範囲
において測定することによって、すなわち異なったスペ
クトル範囲内において放射率を大きく異ならせることに
よって測定結果の影響を大部分補正することができるか
らである。
施することができるが、それは異なったスペクトル範囲
において測定することによって、すなわち異なったスペ
クトル範囲内において放射率を大きく異ならせることに
よって測定結果の影響を大部分補正することができるか
らである。
【０００３】測定しようとしている放射線のスペクトル
範囲の精密な画像を得るために、同一のテストビーム
を、異なったスペクトル範囲のチャンネルに供給する必
要がある。
範囲の精密な画像を得るために、同一のテストビーム
を、異なったスペクトル範囲のチャンネルに供給する必
要がある。
【０００４】種々の多重スペクトル法、特に、放射線の
空間的、スペクトル的な分散方法によって異なる多重ス
ペクトル法が知られている。特に広域スペクトル範囲の
分析のための分散光学要素、たとえば、プリズムを用い
る場合、非常に高い調整、スペース要件を必要とする。
したがって、このような方法は、寸法が小さくて操作の
容易な個別の構成要素として設計されるセンサのために
用いることはできない。
空間的、スペクトル的な分散方法によって異なる多重ス
ペクトル法が知られている。特に広域スペクトル範囲の
分析のための分散光学要素、たとえば、プリズムを用い
る場合、非常に高い調整、スペース要件を必要とする。
したがって、このような方法は、寸法が小さくて操作の
容易な個別の構成要素として設計されるセンサのために
用いることはできない。
【０００５】東ドイツ国特許28 11 04で提案されている
多重スペクトル・センサは基本的に使用可能であるが、
対応する光学特性を持つ使用可能なピロ電気材料の数か
ら、スペクトル・チャンネルの数が少数に限られ（＜
４）、用途もそれに相応して限られてしまう。
多重スペクトル・センサは基本的に使用可能であるが、
対応する光学特性を持つ使用可能なピロ電気材料の数か
ら、スペクトル・チャンネルの数が少数に限られ（＜
４）、用途もそれに相応して限られてしまう。
【０００６】従来、放射線全体のスペクトル分散のため
の個別のフィルタは、スウィンギングイン(swinging-i
n) 機構と一緒に使用してのみ有用であり、たとえば、
単要素センサの逐次読み出しの場合にはフィルタ・ホイ
ールとして、あるいは、基体上に並べてあるいは連続し
て平らに配置した個別フィルタとして構成していた。
の個別のフィルタは、スウィンギングイン(swinging-i
n) 機構と一緒に使用してのみ有用であり、たとえば、
単要素センサの逐次読み出しの場合にはフィルタ・ホイ
ールとして、あるいは、基体上に並べてあるいは連続し
て平らに配置した個別フィルタとして構成していた。
【０００７】フィルタ・ホイールでは、対象物が移動し
ている場合に測定スポットが変化し、逐次読み出しの場
合には出力信号の時間的な重なりがあると共に感度の低
下がある。平らに配置した個別フィルタでは、異なった
測定スポットが生じ、その結果、精密測定には使用でき
ないという欠点がある。
ている場合に測定スポットが変化し、逐次読み出しの場
合には出力信号の時間的な重なりがあると共に感度の低
下がある。平らに配置した個別フィルタでは、異なった
測定スポットが生じ、その結果、精密測定には使用でき
ないという欠点がある。
【０００８】したがって、従来公知の多重スペクトル測
定装置は、材料およびスペースについての要件が厳し
く、またかなりの調整操作を必要とする。このことは、
機械的な不安定性に通じ、局部的な測定分解能に限られ
るということにも通じる。
定装置は、材料およびスペースについての要件が厳し
く、またかなりの調整操作を必要とする。このことは、
機械的な不安定性に通じ、局部的な測定分解能に限られ
るということにも通じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
に製造することができ、高感度の場合に個々のスペクト
ル・チャンネルにおいてほぼ同一の測定スポットを確保
でき、高い動作信頼性によって特徴付けられる上記形式
の多重スペクトル・センサを提供することにある。
に製造することができ、高感度の場合に個々のスペクト
ル・チャンネルにおいてほぼ同一の測定スポットを確保
でき、高い動作信頼性によって特徴付けられる上記形式
の多重スペクトル・センサを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的は、ケーシング
（１１）と、被測定放射線（１８）を取り入れるため
の、ケーシング（１１）内に設置した入口ポート（１
６）と、この入口ポート（１６）の奥の光路内に設置し
てあって、入口ポート（１６）を通して入射した被測定
放射線（１８）をビーム部分に分割する光学装置（３
４）と、この光学装置（３４）を取り囲み、異なったス
ペクトル透過範囲を有し、外面に反射構造を有する複数
のフィルタ（３６ａ〜３６ｄ）と、これらのフィルタの
背後でビーム部分の光路内に配置した放射線感応要素
（３８ａ〜３８ｄ）とを包含することを特徴とする多重
スペクトル・センサによって達成される。
（１１）と、被測定放射線（１８）を取り入れるため
の、ケーシング（１１）内に設置した入口ポート（１
６）と、この入口ポート（１６）の奥の光路内に設置し
てあって、入口ポート（１６）を通して入射した被測定
放射線（１８）をビーム部分に分割する光学装置（３
４）と、この光学装置（３４）を取り囲み、異なったス
ペクトル透過範囲を有し、外面に反射構造を有する複数
のフィルタ（３６ａ〜３６ｄ）と、これらのフィルタの
背後でビーム部分の光路内に配置した放射線感応要素
（３８ａ〜３８ｄ）とを包含することを特徴とする多重
スペクトル・センサによって達成される。
【００１１】
【作用】本発明によれば、センサ・ケーシング内に入射
した全放射線は、光学装置によっていくつかのビーム部
分に分割される。これらのビーム部分は、光学装置によ
ってフィルタに向かって偏向される。これらのフィルタ
は、好ましくは、中心対称あるいは回転対称に光学装置
を取り囲む。フィルタは、入射ビームの或る特定のスペ
クトル範囲に対して透明であり、残りのスペクトル範囲
の少なくとも一部に対して反射性を持つように構成して
ある。フィルタの透過範囲は互いに異なっている。した
がって、各フィルタは、それ自身の透過範囲のスペクト
ル範囲のみをその背後の放射線感応要素に向かって通過
させ、ビーム部分の残りのスペクトル範囲を、光学装置
を囲んでいる他のフィルタの方向へ反射する。その結
果、各フィルタはその透過範囲に対応するスペクトル範
囲のすべてのビーム部分を供給され、実質上同一の測定
ビームを受けることになる。その結果、各放射線感応要
素はほぼ同じ測定スポットを受けることになる。
した全放射線は、光学装置によっていくつかのビーム部
分に分割される。これらのビーム部分は、光学装置によ
ってフィルタに向かって偏向される。これらのフィルタ
は、好ましくは、中心対称あるいは回転対称に光学装置
を取り囲む。フィルタは、入射ビームの或る特定のスペ
クトル範囲に対して透明であり、残りのスペクトル範囲
の少なくとも一部に対して反射性を持つように構成して
ある。フィルタの透過範囲は互いに異なっている。した
がって、各フィルタは、それ自身の透過範囲のスペクト
ル範囲のみをその背後の放射線感応要素に向かって通過
させ、ビーム部分の残りのスペクトル範囲を、光学装置
を囲んでいる他のフィルタの方向へ反射する。その結
果、各フィルタはその透過範囲に対応するスペクトル範
囲のすべてのビーム部分を供給され、実質上同一の測定
ビームを受けることになる。その結果、各放射線感応要
素はほぼ同じ測定スポットを受けることになる。
【００１２】フィルタは、光学装置のまわりに入射ビー
ムの光軸に対して平衡にケージのように配置されるのが
好ましい。孔を有するケージ壁がその内面をアルミニウ
ム処理されている場合、ビーム部分は対応するスペクト
ル透過範囲を持つフィルタに達するまで確実にケージ内
を反射することになる。この目的のために、壁およびフ
ィルタが、その透過範囲外では高い反射率を持ち、ビー
ム部分が対応するスペクトル透過範囲を持つフィルタに
衝突することなくケージ内で何回か反射した後でも吸収
されることがないようにする必要がある。
ムの光軸に対して平衡にケージのように配置されるのが
好ましい。孔を有するケージ壁がその内面をアルミニウ
ム処理されている場合、ビーム部分は対応するスペクト
ル透過範囲を持つフィルタに達するまで確実にケージ内
を反射することになる。この目的のために、壁およびフ
ィルタが、その透過範囲外では高い反射率を持ち、ビー
ム部分が対応するスペクトル透過範囲を持つフィルタに
衝突することなくケージ内で何回か反射した後でも吸収
されることがないようにする必要がある。
【００１３】光学装置は、ｎ角形の底面を持つピラミッ
ド形状に構成することができ、このピラミッド状光学装
置のまわりにｎ個のフィルタを配置する。これらのフィ
ルタの各々が測定チャンネルを備えた個々の放射線感応
要素と組み合っている。ピラミッドの頂点はケージ内あ
るいはケージ外に突出していてもよい。
ド形状に構成することができ、このピラミッド状光学装
置のまわりにｎ個のフィルタを配置する。これらのフィ
ルタの各々が測定チャンネルを備えた個々の放射線感応
要素と組み合っている。ピラミッドの頂点はケージ内あ
るいはケージ外に突出していてもよい。
【００１４】光学装置は、ピラミッド形状とは別に、他
の幾何学的形状、たとえば、円錐形、半球形、くぼん
だ、すなわち、反転したピラミッド形要素などを用いる
こともできる。光学装置の表面は１つまたはそれ以上の
高反射性コーティングで被覆してある。これらの表面
は、金コーティングを用いて広域スペクトルを反射する
ように作るのが好ましい。
の幾何学的形状、たとえば、円錐形、半球形、くぼん
だ、すなわち、反転したピラミッド形要素などを用いる
こともできる。光学装置の表面は１つまたはそれ以上の
高反射性コーティングで被覆してある。これらの表面
は、金コーティングを用いて広域スペクトルを反射する
ように作るのが好ましい。
【００１５】光学装置を入射ビームの光軸のまわりに回
転するように配置した場合、断続光(chopped light) の
場合にのみ作動するパイロ電気要素を放射線感応要素と
して使用することができる。あるいは、反射面および吸
収面を交互にピラミッド状光学装置上に設け、このピラ
ミッド状光学装置の回転中に、反射したビーム部分が各
フィルタを通過し、或る期間にわたって各フィルタが光
を受け入れないようにする。したがって、多重スペクト
ル・センサの孔の上流側に機械的な光チョッパを設置す
る必要をなくすことができ、結果的に、回転する光学装
置、特にピラミッド状光学装置は入射ビームを断続的な
状態にすることができる。
転するように配置した場合、断続光(chopped light) の
場合にのみ作動するパイロ電気要素を放射線感応要素と
して使用することができる。あるいは、反射面および吸
収面を交互にピラミッド状光学装置上に設け、このピラ
ミッド状光学装置の回転中に、反射したビーム部分が各
フィルタを通過し、或る期間にわたって各フィルタが光
を受け入れないようにする。したがって、多重スペクト
ル・センサの孔の上流側に機械的な光チョッパを設置す
る必要をなくすことができ、結果的に、回転する光学装
置、特にピラミッド状光学装置は入射ビームを断続的な
状態にすることができる。
【００１６】また、放射線感能要素としては、ピロ電気
要素（pyroelectoric elements）、真空熱電対、熱電対
が配列されたサーモパイル、フォトダイオードなどの各
種の放射線検出手段を用いることができる。
要素（pyroelectoric elements）、真空熱電対、熱電対
が配列されたサーモパイル、フォトダイオードなどの各
種の放射線検出手段を用いることができる。
【００１７】本発明による多重スペクトル・センサは、
非常に小型に製造することができ、そのためガス分析、
特に保護および保安用途での排ガス分析や材料検出に使
用することができる。しかしながら、好ましい使用分野
は、特に赤外線分野での温度センサである。
非常に小型に製造することができ、そのためガス分析、
特に保護および保安用途での排ガス分析や材料検出に使
用することができる。しかしながら、好ましい使用分野
は、特に赤外線分野での温度センサである。
【００１８】好ましい実施例によれば、多重スペクトル
・センサは、孔の背後の光路に、システムの光軸に対称
的に全ビームを部分ビームに空間的に分散させる広域高
反射手段が設けてあり、該光学手段または前記光学装置
がフィルタ・ケージ内に設置してあり、フィルタがシス
テムの光軸に対してほぼ平行な向きとなっており、そし
てフィルタの背後で、反射したビーム部分の光路内に放
射線感応要素が設けてあることを特徴とする。放射線入
射側で、フィルタはその透過範囲以外の波長の放射線に
対して高い反射率を有し、少なくとも対面したフィルタ
が反射スペクトルの少なくとも一部に対して高い透過性
を持つように設置される。フィルタは、好ましくは、赤
外線帯域フィルタとして構成され、ケージ上で吸収によ
る放射線損失がないように相互に結合される。また、フ
ィルタは、好ましくは干渉フィルタによって構成され
る。
・センサは、孔の背後の光路に、システムの光軸に対称
的に全ビームを部分ビームに空間的に分散させる広域高
反射手段が設けてあり、該光学手段または前記光学装置
がフィルタ・ケージ内に設置してあり、フィルタがシス
テムの光軸に対してほぼ平行な向きとなっており、そし
てフィルタの背後で、反射したビーム部分の光路内に放
射線感応要素が設けてあることを特徴とする。放射線入
射側で、フィルタはその透過範囲以外の波長の放射線に
対して高い反射率を有し、少なくとも対面したフィルタ
が反射スペクトルの少なくとも一部に対して高い透過性
を持つように設置される。フィルタは、好ましくは、赤
外線帯域フィルタとして構成され、ケージ上で吸収によ
る放射線損失がないように相互に結合される。また、フ
ィルタは、好ましくは干渉フィルタによって構成され
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説
明する。
明する。
【００２０】図１は、市販のＴＯ８ケーシング１１内に
設置された多重スペクトル・センサ１０を示している。
ケーシング１１の頂部１２の端面１４には、被測定放射
線１８がケーシング１１の内部に入射するための入口ポ
ート１６が設けてある。ケーシング１１は、端面１４と
反対側で、ケーシング底部２０によってシールされてい
る。
設置された多重スペクトル・センサ１０を示している。
ケーシング１１の頂部１２の端面１４には、被測定放射
線１８がケーシング１１の内部に入射するための入口ポ
ート１６が設けてある。ケーシング１１は、端面１４と
反対側で、ケーシング底部２０によってシールされてい
る。
【００２１】接続ピン２２がケーシング底部２０から垂
直下方に突出しており、ケーシング底部２０は配線キャ
リヤ２４を担持している。この配線キャリヤ２４上に
は、ほぼ立方体のケージ２６が装着してある。ケーシン
グ頂部１２の入口ポート１６に対面するケージ２６の頂
部は、中央に孔３０を有する絞り２８として構成してあ
る。
直下方に突出しており、ケーシング底部２０は配線キャ
リヤ２４を担持している。この配線キャリヤ２４上に
は、ほぼ立方体のケージ２６が装着してある。ケーシン
グ頂部１２の入口ポート１６に対面するケージ２６の頂
部は、中央に孔３０を有する絞り２８として構成してあ
る。
【００２２】ケージ２６の底部上には、正方形の底面を
持つピラミッド部３４が設置してある（図２も参照）。
ピラミッド部３４の、孔３０に対面する周面は、孔３０
を通って入射する全被測定放射線１８に対して高い反射
率を有する。孔３０を通過した後、全放射線１８は、ピ
ラミッド部３４の表面で矢印Ａ、Ｂで示すようにケージ
２６の側壁に向かって反射する。このケージ２６の側壁
は、赤外線帯域フィルタ３６（３６ａ〜３６ｄ）によっ
て形成されている。これらのフィルタ３６ａ，３６ｂ
は、異なった透過範囲を有し、この透過範囲外では高い
反射率を有する。したがって、フィルタ３６ｂの透過範
囲内でのビームＡの一部のスペクトル部分は、フィルタ
３６ｂを通過して放射線感応要素３８ｂに入射する。こ
の放射線感応要素３８ｂは、フィルタ３６ｂの背後、す
なわち、ケージ２６の外側における光路内に設置してあ
る。ビーム部分Ａの透過範囲外の部分は、フィルタ３６
ｂによってピラミッド部３４を介して対面するフィルタ
３６ａの方向へ反射させられか、あるいは、その逆とな
る。こうして、ビーム部分はピラミッド部３４を取り囲
む４つのフィルタ３６ａ〜３６ｄのすべてに反射し、そ
の結果、各フィルタ３６ａ〜３６ｄはその特定の透過範
囲に対応するスペクトル範囲のすべてのビーム部分Ａ、
Ｂの供給を受ける。
持つピラミッド部３４が設置してある（図２も参照）。
ピラミッド部３４の、孔３０に対面する周面は、孔３０
を通って入射する全被測定放射線１８に対して高い反射
率を有する。孔３０を通過した後、全放射線１８は、ピ
ラミッド部３４の表面で矢印Ａ、Ｂで示すようにケージ
２６の側壁に向かって反射する。このケージ２６の側壁
は、赤外線帯域フィルタ３６（３６ａ〜３６ｄ）によっ
て形成されている。これらのフィルタ３６ａ，３６ｂ
は、異なった透過範囲を有し、この透過範囲外では高い
反射率を有する。したがって、フィルタ３６ｂの透過範
囲内でのビームＡの一部のスペクトル部分は、フィルタ
３６ｂを通過して放射線感応要素３８ｂに入射する。こ
の放射線感応要素３８ｂは、フィルタ３６ｂの背後、す
なわち、ケージ２６の外側における光路内に設置してあ
る。ビーム部分Ａの透過範囲外の部分は、フィルタ３６
ｂによってピラミッド部３４を介して対面するフィルタ
３６ａの方向へ反射させられか、あるいは、その逆とな
る。こうして、ビーム部分はピラミッド部３４を取り囲
む４つのフィルタ３６ａ〜３６ｄのすべてに反射し、そ
の結果、各フィルタ３６ａ〜３６ｄはその特定の透過範
囲に対応するスペクトル範囲のすべてのビーム部分Ａ、
Ｂの供給を受ける。
【００２３】絞り２８の、ケージ２６の内部に面した内
面も入射放射線の全スペクトル範囲に対して高度の反射
性を持ち、フィルタ３６によって反射させられた放射線
が再び他のフィルタの表面に向かって反射させられる。
面も入射放射線の全スペクトル範囲に対して高度の反射
性を持ち、フィルタ３６によって反射させられた放射線
が再び他のフィルタの表面に向かって反射させられる。
【００２４】放射線感応要素３８（３８ａ〜３８ｄ）
は、信号処理ステージ４０（４０ａ〜４０ｄ）に電気的
に接続され、この信号処理ステージ４０の出力は接続ピ
ン２２に送られる。
は、信号処理ステージ４０（４０ａ〜４０ｄ）に電気的
に接続され、この信号処理ステージ４０の出力は接続ピ
ン２２に送られる。
【００２５】赤外線多重スペクトル・センサ１０のケー
シング１１は、市販のＴＯ８ケーシングによって構成し
てあり、したがって、小型のプローブのために、たとえ
ば、排ガス試験のために用いることができる。
シング１１は、市販のＴＯ８ケーシングによって構成し
てあり、したがって、小型のプローブのために、たとえ
ば、排ガス試験のために用いることができる。
【００２６】図３は、図１のものとほぼ同じ多重スペク
トル・センサの別の実施例５０を示しており、これは、
正方形の底面を持つピラミッド部３４の代わりに、正方
形の底面を持つ９つの小さいピラミッド部からなる表面
構造５２を光学装置として用いるという点でのみ、図１
のセンサ１０と異なっている。光学装置は、他の幾何学
的形状、たとえば、ケージの外側に向かって延ばしたピ
ラミッド形状あるいはビームを分割するための球形を用
いることもできる。重要なのは、全放射線１８を大きさ
の均一な部分ビームに分割するということである。
トル・センサの別の実施例５０を示しており、これは、
正方形の底面を持つピラミッド部３４の代わりに、正方
形の底面を持つ９つの小さいピラミッド部からなる表面
構造５２を光学装置として用いるという点でのみ、図１
のセンサ１０と異なっている。光学装置は、他の幾何学
的形状、たとえば、ケージの外側に向かって延ばしたピ
ラミッド形状あるいはビームを分割するための球形を用
いることもできる。重要なのは、全放射線１８を大きさ
の均一な部分ビームに分割するということである。
【００２７】放射線感応要素３８をピロ電気要素として
構成した場合、ピラミッド部３４を回転できるように配
置し、ピラミッドの２つの対面した頂面を吸収性のコー
ティングで被覆することができる。その結果、ピロ電気
要素は、断続光の供給を受け、ケーシング１１の入口ポ
ート１６の上流側または下流側に、光を機械的に分断す
るチョッパ要素、たとえばインペラを設ける必要がなく
なる。
構成した場合、ピラミッド部３４を回転できるように配
置し、ピラミッドの２つの対面した頂面を吸収性のコー
ティングで被覆することができる。その結果、ピロ電気
要素は、断続光の供給を受け、ケーシング１１の入口ポ
ート１６の上流側または下流側に、光を機械的に分断す
るチョッパ要素、たとえばインペラを設ける必要がなく
なる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、個々のスペクトル・チ
ャンネルにおいてほぼ同一の測定スポットを確保でき、
小型で高精度の多重スペクトル・センサを提供すること
ができる。
ャンネルにおいてほぼ同一の測定スポットを確保でき、
小型で高精度の多重スペクトル・センサを提供すること
ができる。
【図１】多重スペクトル・センサの好ましい実施例の部
分断面斜視図である。
分断面斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿った部分断面図である。
【図３】別の好ましい実施例を示す部分断面斜視図であ
る。
る。
１０ 多重スペクトル・センサ １２ ケーシング頂部 １４ 端面 １６ 入口ポート １８ 被測定放射線 ２０ ケーシング底部 ２２ 接続ピン ２４ 配線キャリヤ ２６ ケージ ２８ 絞り ３０ 孔 ３４ ピラミッド部 ３６ フィルタ ３８ 放射線感応要素 ４０ 信号処理ステージ
フロントページの続き (72)発明者 フランク ナゲル ドイツ連邦共和国 Ｄ−8020 ドレスデン ヴィーゼンシュトラーセ ３
Claims (20)
- 【請求項１】 ケーシング（１１）と、被測定放射線
（１８）を取り入れるための、ケーシング（１１）内に
設置した入口ポート（１６）と、この入口ポート（１
６）の奥の光路内に設置してあって、入口ポート（１
６）を通して入射した被測定放射線（１８）をビーム部
分に分割する光学装置（３４）と、この光学装置（３
４）を取り囲み、異なったスペクトル透過範囲を有し、
外面に反射構造を有する複数のフィルタ（３６ａ〜３６
ｄ）と、これらのフィルタの背後でビーム部分の光路内
に配置した放射線感応要素（３８ａ〜３８ｄ）とを包含
することを特徴とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の多重スペクトル・センサ
において、前記フィルタ（３６ａ〜３６ｄ）が、被測定
放射線（１８）の光軸に対してほぼ平行な方向に向いて
いることを特徴とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項３】 請求項１記載の多重スペクトル・センサ
において、前記光学装置（３４、５２）が、互いに対し
て傾斜した反射面を有し、これらの反射面が、被測定放
射線（１８）のスペクトル範囲に対して高度の反射性を
持つように構成してあることを特徴とする多重スペクト
ル・センサ。 - 【請求項４】 請求項３記載の多重スペクトル・センサ
において、前記反射面が、被測定放射線（１８）の光軸
に対して回転対称に配置してあることを特徴とする多重
スペクトル・センサ。 - 【請求項５】 請求項３記載の多重スペクトル・センサ
において、前記光学装置（３４）が、多角形の底面を持
つピラミッド状光学装置であることを特徴とする多重ス
ペクトル・センサ。 - 【請求項６】 請求項５記載の多重スペクトル・センサ
において、前記ピラミッド状光学装置の底面の角の数
が、フィルタの数に一致していることを特徴とする多重
スペクトル・センサ。 - 【請求項７】 請求項１記載の多重スペクトル・センサ
において、前記光学装置（３４、５２）が、被測定放射
線（１８）の光軸のまわりに回転できることを特徴とす
る多重スペクトル・センサ。 - 【請求項８】 請求項１記載の多重スペクトル・センサ
において、前記フィルタ（３６ａ〜３６ｄ）が、それぞ
れ、前記光学装置（３４）に対して相互に対面したフィ
ルタの一方のフィルタが他方のフィルタの反射スペクト
ル範囲の少なくとも一部に対する高い透過性を持つよう
に、前記光学装置（３４）を取り囲んでいることを特徴
とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項９】 請求項１記載の多重スペクトル・センサ
において、前記光学装置（３４）およびフィルタ（３６
ａ〜３６ｄ）が、入口ポート（１６）の奥の光路内に配
置してあるケージ（２６）の壁面を形成することを特徴
とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項１０】 請求項９記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、ビーム孔（３０）を有するケージ壁面（２
８）が反射構造を有することを特徴とする多重スペクト
ル・センサ。 - 【請求項１１】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記光学装置（５２）が、高い反射性のコ
ーティングで被覆した複数のピラミッド状光学装置を有
することを特徴とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項１２】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記放射線感応要素（３８ａ〜３８ｄ）が
ピロ電気要素として構成してあることを特徴とする多重
スペクトル・センサ。 - 【請求項１３】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記フィルタ（３６ａ〜３６ｄ）が干渉フ
ィルタとして構成してあることを特徴とする多重スペク
トル・センサ。 - 【請求項１４】 請求項３記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記反射面が、被測定放射線（１８）の光
軸に対して中心対称に配置してあることを特徴とする多
重スペクトル・センサ。 - 【請求項１５】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記光学装置（５２）が、高い反射性のコ
ーティングで被覆した複数の円錐体を有することを特徴
とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項１６】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記光学装置（５２）が、高い反射性のコ
ーティングで被覆した複数の半球体を有することを特徴
とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項１７】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記光学装置（５２）が高い反射性のコー
ティングで被覆した複数の球体セグメントを有すること
を特徴とする多重スペクトル・センサ。 - 【請求項１８】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記放射線感応要素（３８ａ〜３８ｄ）が
真空熱電対として構成してあることを特徴とする多重ス
ペクトル・センサ。 - 【請求項１９】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記放射線感応要素（３８ａ〜３８ｄ）が
サーモパイルとして構成してあることを特徴とする多重
スペクトル・センサ。 - 【請求項２０】 請求項１記載の多重スペクトル・セン
サにおいて、前記放射線感応要素（３８ａ〜３８ｄ）
が、フォトダイオードとして構成してあることを特徴と
する多重スペクトル・センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4133481.7 | 1991-10-09 | ||
| DE4133481A DE4133481C2 (de) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Multispektralsensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209083A true JPH07209083A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=6442366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4296284A Pending JPH07209083A (ja) | 1991-10-09 | 1992-10-08 | 多重スペクトル・センサ |
Country Status (5)
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| US (1) | US5300778A (ja) |
| EP (1) | EP0536727B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07209083A (ja) |
| CA (1) | CA2079515A1 (ja) |
| DE (2) | DE4133481C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH08233658A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Olympus Optical Co Ltd | 分光装置及び分光画像記録装置 |
| US6222111B1 (en) * | 1995-06-07 | 2001-04-24 | Raytheon Company | Spectrally selective thermopile detector |
| US5666956A (en) * | 1996-05-20 | 1997-09-16 | Buchert; Janusz Michal | Instrument and method for non-invasive monitoring of human tissue analyte by measuring the body's infrared radiation |
| US5942755A (en) * | 1997-02-19 | 1999-08-24 | Dragerwerk Ag | Infrared optical gas-measuring system |
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| DE102010024378A1 (de) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Dias Infrared Gmbh | Kompakter 2-Kanal-Sensor mit hoher Strahlungsausbeute |
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| DE102016108544A1 (de) | 2016-05-09 | 2017-11-09 | Technische Universität Dresden | Messeinrichtung und Verfahren zur Erfassung unterschiedlicher Gase und Gaskonzentrationen |
| RU2715368C1 (ru) | 2016-05-09 | 2020-02-26 | Инфрасолид Гмбх | Измерительное устройство для определения различных газов и концентраций газов и способ определения различных газов и концентраций газов |
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| DE102016012970A1 (de) | 2016-10-28 | 2018-05-03 | Drägerwerk AG & Co. KGaA | Vorrichtung zur Konzentrationsbestimmung mindestens einer Gaskomponente in einem Atemgasgemisch |
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- 1991-10-09 DE DE4133481A patent/DE4133481C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-30 CA CA002079515A patent/CA2079515A1/en not_active Abandoned
- 1992-10-07 EP EP92117131A patent/EP0536727B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-07 DE DE59200907T patent/DE59200907D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-08 JP JP4296284A patent/JPH07209083A/ja active Pending
- 1992-10-09 US US07/958,188 patent/US5300778A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4133481A1 (de) | 1993-04-15 |
| EP0536727A1 (de) | 1993-04-14 |
| DE59200907D1 (de) | 1995-01-19 |
| DE4133481C2 (de) | 1994-08-11 |
| US5300778A (en) | 1994-04-05 |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960409 |