JPH08240482A - 赤外線検知装置 - Google Patents
赤外線検知装置Info
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- JPH08240482A JPH08240482A JP7080095A JP7080095A JPH08240482A JP H08240482 A JPH08240482 A JP H08240482A JP 7080095 A JP7080095 A JP 7080095A JP 7080095 A JP7080095 A JP 7080095A JP H08240482 A JPH08240482 A JP H08240482A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 人間や物体を検知する赤外線検知装置におい
て、近赤外線を含む外乱光の影響を低下させ、装置の外
乱光に関するＳ／Ｎ比を向上させることを目的とする。 【構成】 赤外線検出装置の光学手段として用いられて
いる反射鏡に、可視領域及び近赤外線領域における反射
率が低く、赤外線領域における反射率が高いという波長
選択性を有する表面薄膜層を形成した。前記表面薄膜層
は、反射面にニッケルの膜を形成し、その上にブラック
クロームの電気メッキ処理を施すことにより実現した。
て、近赤外線を含む外乱光の影響を低下させ、装置の外
乱光に関するＳ／Ｎ比を向上させることを目的とする。 【構成】 赤外線検出装置の光学手段として用いられて
いる反射鏡に、可視領域及び近赤外線領域における反射
率が低く、赤外線領域における反射率が高いという波長
選択性を有する表面薄膜層を形成した。前記表面薄膜層
は、反射面にニッケルの膜を形成し、その上にブラック
クロームの電気メッキ処理を施すことにより実現した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長１０μｍ前後の赤
外線エネルギーの変動量を検出し、移動する人間や物体
を検知する赤外線検知装置に関するものであり、特に近
赤外線を含む外乱光の影響を低下させ、装置のＳ／Ｎ比
を向上させる技術に関するものである。
外線エネルギーの変動量を検出し、移動する人間や物体
を検知する赤外線検知装置に関するものであり、特に近
赤外線を含む外乱光の影響を低下させ、装置のＳ／Ｎ比
を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より使用されているこの種の装置
は、人体や常温付近の物体が放射する赤外線を効率よく
検出するものであり、３００゜Ｋの黒体放射エネルギ−
に相当する７〜１５μｍの波長領域を高感度に検出する
よう、一般に次のような基本的手段により構成されてい
る。それらは、赤外線エネルギーを集光する光学手段、
この光学手段の焦点付近に置かれた赤外線検出手段、こ
の赤外線検出手段により、前記赤外線エネルギーの変動
量から電気信号の変化分に変換された電気信号を増幅、
処理する信号処理手段、この信号処理手段により判定さ
れた内容に基づいて検知信号を出力する出力手段等であ
る。
は、人体や常温付近の物体が放射する赤外線を効率よく
検出するものであり、３００゜Ｋの黒体放射エネルギ−
に相当する７〜１５μｍの波長領域を高感度に検出する
よう、一般に次のような基本的手段により構成されてい
る。それらは、赤外線エネルギーを集光する光学手段、
この光学手段の焦点付近に置かれた赤外線検出手段、こ
の赤外線検出手段により、前記赤外線エネルギーの変動
量から電気信号の変化分に変換された電気信号を増幅、
処理する信号処理手段、この信号処理手段により判定さ
れた内容に基づいて検知信号を出力する出力手段等であ
る。
【０００３】前述の各手段は、装置全体をおおう容器に
内蔵され、その容器には赤外線エネルギーを装置内部へ
導くのに必要な窓部分を設けてある。光学手段として多
く用いられるのは、放物面鏡を代表とする凹面反射鏡
や、赤外線透過性を有するシリコンやゲルマニウム等で
形成されたレンズである。最近では、赤外線透過特性は
シリコンやゲルマニウムより劣るが、ある程度の透過率
を有し、大量生産に向いた樹脂材料（特に高密度ポリエ
チレン）でできた板状のシートにレンズを形成した、い
わゆるフレネルレンズを用いる装置も多い。
内蔵され、その容器には赤外線エネルギーを装置内部へ
導くのに必要な窓部分を設けてある。光学手段として多
く用いられるのは、放物面鏡を代表とする凹面反射鏡
や、赤外線透過性を有するシリコンやゲルマニウム等で
形成されたレンズである。最近では、赤外線透過特性は
シリコンやゲルマニウムより劣るが、ある程度の透過率
を有し、大量生産に向いた樹脂材料（特に高密度ポリエ
チレン）でできた板状のシートにレンズを形成した、い
わゆるフレネルレンズを用いる装置も多い。
【０００４】赤外線検出手段として多用されているの
は、焦電型赤外線検出素子である。この焦電型赤外線検
出素子は、円筒形の金属ケースの上面に、赤外線エネル
ギー入射用として開口部を設け、ここに４〜７μｍより
短い波長の光の透過率を０．１％以下におさえたフィル
ター（シリコンの板材の表面に干渉膜フィルターを形成
したもの）を接着している。このケースに内蔵された焦
電性を有する受光エレメントは、入射した赤外線エネル
ギーにより温度が変化し、その温度により電気的特性が
変化する性質を備えている。このような性質を利用して
電気信号出力を得る熱型の赤外線検出素子としては、他
にサーミスタ等があるが、短時間のうちに生ずる赤外線
エネルギー変化量に対する電気信号出力が大きい、つま
り、感度が高い焦電型赤外線検出素子が多く用いられて
いる。
は、焦電型赤外線検出素子である。この焦電型赤外線検
出素子は、円筒形の金属ケースの上面に、赤外線エネル
ギー入射用として開口部を設け、ここに４〜７μｍより
短い波長の光の透過率を０．１％以下におさえたフィル
ター（シリコンの板材の表面に干渉膜フィルターを形成
したもの）を接着している。このケースに内蔵された焦
電性を有する受光エレメントは、入射した赤外線エネル
ギーにより温度が変化し、その温度により電気的特性が
変化する性質を備えている。このような性質を利用して
電気信号出力を得る熱型の赤外線検出素子としては、他
にサーミスタ等があるが、短時間のうちに生ずる赤外線
エネルギー変化量に対する電気信号出力が大きい、つま
り、感度が高い焦電型赤外線検出素子が多く用いられて
いる。
【０００５】焦電型赤外線検出素子は、入射エネルギー
を、いったん温度変化に置き換えるため、紫外線から可
視領域（０.３〜０.７μｍ）、近赤外線領域（０.７〜
２.５μｍ）、赤外線領域（２.５〜２０μｍ）まで広い
波長領域の光入射に対して感度を有しており、受光感度
の波長選択特性は、その素子の窓材として用いられてい
る干渉膜フィルターの透過特性によって決定される。受
光エレメントは、互いに逆極性を示すエレメントを２つ
並べた差動型の構成となったものが多用されており、こ
れら２つの受光エレメントに同時に同じ大きさのエネル
ギー入射があった時には電気信号出力は相殺される。
を、いったん温度変化に置き換えるため、紫外線から可
視領域（０.３〜０.７μｍ）、近赤外線領域（０.７〜
２.５μｍ）、赤外線領域（２.５〜２０μｍ）まで広い
波長領域の光入射に対して感度を有しており、受光感度
の波長選択特性は、その素子の窓材として用いられてい
る干渉膜フィルターの透過特性によって決定される。受
光エレメントは、互いに逆極性を示すエレメントを２つ
並べた差動型の構成となったものが多用されており、こ
れら２つの受光エレメントに同時に同じ大きさのエネル
ギー入射があった時には電気信号出力は相殺される。
【０００６】赤外線検出手段からの出力信号を処理する
信号処理手段は、増幅器、コンパレータ等を含む電気回
路からなり、コンパレータからの出力信号が後段の出力
手段としてのリレー等を駆動し、無電圧の接点出力信号
等として装置外部へ出力される。装置全体をおおう容器
は、樹脂成形部品で作られ、その窓部分の材料として
は、高密度ポリエチレンを用いることが多い。前述のフ
レネルレンズを光学手段として用いた装置では、このフ
レネルレンズに窓及び容器としての機能をも兼ね備えさ
せたものもある。
信号処理手段は、増幅器、コンパレータ等を含む電気回
路からなり、コンパレータからの出力信号が後段の出力
手段としてのリレー等を駆動し、無電圧の接点出力信号
等として装置外部へ出力される。装置全体をおおう容器
は、樹脂成形部品で作られ、その窓部分の材料として
は、高密度ポリエチレンを用いることが多い。前述のフ
レネルレンズを光学手段として用いた装置では、このフ
レネルレンズに窓及び容器としての機能をも兼ね備えさ
せたものもある。
【０００７】以上のような赤外線検知装置では、赤外線
エネルギーを検出する素子として可視領域や近赤外線領
域の光に対しても感度を有する焦電型赤外線検出素子を
用いており、その波長選択特性は検出素子の窓材として
用いている干渉膜フィルターの特性（７〜１５μｍの波
長領域だけをよく透過する特性）のみに依存している。
このことは、赤外線検知装置に強い可視光線が照射され
ると、光学手段により集束された可視光エネルギーが赤
外線検出素子の干渉膜フィルター表面に達し、この干渉
膜フィルター面からの２次輻射エネルギーが赤外線検出
素子の受光エレメントに届き、移動物体が移動した時と
同様の信号出力を発してしまうおそれがあるということ
を示している。
エネルギーを検出する素子として可視領域や近赤外線領
域の光に対しても感度を有する焦電型赤外線検出素子を
用いており、その波長選択特性は検出素子の窓材として
用いている干渉膜フィルターの特性（７〜１５μｍの波
長領域だけをよく透過する特性）のみに依存している。
このことは、赤外線検知装置に強い可視光線が照射され
ると、光学手段により集束された可視光エネルギーが赤
外線検出素子の干渉膜フィルター表面に達し、この干渉
膜フィルター面からの２次輻射エネルギーが赤外線検出
素子の受光エレメントに届き、移動物体が移動した時と
同様の信号出力を発してしまうおそれがあるということ
を示している。
【０００８】このような、強力な可視光線の光源として
は、太陽光のほか、自動車のヘッドライトや照明用の各
種ライトがあり、赤外線検知装置を設置する場所におい
て、これらの可視光線の入射を完全になくすことは実際
上不可能である。各種ライトの中には、ハロゲンランプ
等のように可視領域の波長とともに近赤外線領域の波長
を含んだ光も存在する。これら赤外線検知装置に、悪影
響を及ぼす光のことを総称して、外来光、あるいは、外
乱光と言うことが多い。この外乱光対策として、赤外線
検出素子の窓材として用いられている干渉膜フィルター
の特性を向上させたり、この赤外線検出素子の近くにも
う一枚の干渉膜フィルターを置いたりしていた。また、
赤外線検知装置の容器に設けられた窓材として用いられ
ているポリエチレン樹脂に、顔料を添加して、可視光線
を散乱させる方法も採用されていた。
は、太陽光のほか、自動車のヘッドライトや照明用の各
種ライトがあり、赤外線検知装置を設置する場所におい
て、これらの可視光線の入射を完全になくすことは実際
上不可能である。各種ライトの中には、ハロゲンランプ
等のように可視領域の波長とともに近赤外線領域の波長
を含んだ光も存在する。これら赤外線検知装置に、悪影
響を及ぼす光のことを総称して、外来光、あるいは、外
乱光と言うことが多い。この外乱光対策として、赤外線
検出素子の窓材として用いられている干渉膜フィルター
の特性を向上させたり、この赤外線検出素子の近くにも
う一枚の干渉膜フィルターを置いたりしていた。また、
赤外線検知装置の容器に設けられた窓材として用いられ
ているポリエチレン樹脂に、顔料を添加して、可視光線
を散乱させる方法も採用されていた。
【０００９】従来は、このように外乱光の影響を少なく
するために、もっぱら、装置の窓部分や赤外線検出素子
の窓材における可視光線の透過率を減少することに目が
向けられていた。一方、反射鏡に関しては、可視光線を
含む赤外線の波長領域全般における反射率の向上にしか
注意は向けられていなかった。反射鏡は複数の光軸を備
えた多面の放物面反射鏡として樹脂成形により作ること
が多く、この反射鏡に要求される性能は、放物面鏡の場
合、この曲面の仕上がり精度、つまり、成形金型の加工
精度の高さであった。この金型によって成形された反射
鏡の曲面部分に、金属の薄膜を形成させ、多面放物面反
射鏡として完成させていた。鏡面仕上げを行なう手段と
しては、アルミニウム（Ａｌ）蒸着、クロム（Ｃｒ）メ
ッキなどがあり、現在では、スズ・コバルト（Ｓｎ・Ｃ
ｏ）メッキも多用されている。これらの金属膜にはなる
べく光沢のよい仕上げがなされることが求められ、本件
赤外線検知装置においては、金属光沢を持った反射鏡に
よってのみ集光効率が上がるという認識であった。この
金属光沢の表面に、塗装などの処理により黒色の膜を形
成することがあったが、それは、反射鏡の赤外領域を含
むすべての光の反射率を低下させるための手段でしかな
かった。
するために、もっぱら、装置の窓部分や赤外線検出素子
の窓材における可視光線の透過率を減少することに目が
向けられていた。一方、反射鏡に関しては、可視光線を
含む赤外線の波長領域全般における反射率の向上にしか
注意は向けられていなかった。反射鏡は複数の光軸を備
えた多面の放物面反射鏡として樹脂成形により作ること
が多く、この反射鏡に要求される性能は、放物面鏡の場
合、この曲面の仕上がり精度、つまり、成形金型の加工
精度の高さであった。この金型によって成形された反射
鏡の曲面部分に、金属の薄膜を形成させ、多面放物面反
射鏡として完成させていた。鏡面仕上げを行なう手段と
しては、アルミニウム（Ａｌ）蒸着、クロム（Ｃｒ）メ
ッキなどがあり、現在では、スズ・コバルト（Ｓｎ・Ｃ
ｏ）メッキも多用されている。これらの金属膜にはなる
べく光沢のよい仕上げがなされることが求められ、本件
赤外線検知装置においては、金属光沢を持った反射鏡に
よってのみ集光効率が上がるという認識であった。この
金属光沢の表面に、塗装などの処理により黒色の膜を形
成することがあったが、それは、反射鏡の赤外領域を含
むすべての光の反射率を低下させるための手段でしかな
かった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の外乱光対策は、
装置の窓部分や、赤外線検出素子の窓材における可視光
線の透過率の低下を目的としていたが、装置が検出しよ
うとする赤外線（主として７〜１５μｍの波長領域）も
この対策により減衰することがあり、検出しようとする
赤外線エネルギーの変動分にともなう赤外線検出素子の
出力信号の大きさ「Ｓ」と、ハロゲンランプ等の可視領
域や近赤外線領域の波長を含む光の、本赤外線検出装置
への照射にともなう赤外線検出素子の出力信号の大きさ
「Ｎ」との比（以下、外乱光に関するＳ／Ｎ比と言う）
の更なる改善が課題となっていた。
装置の窓部分や、赤外線検出素子の窓材における可視光
線の透過率の低下を目的としていたが、装置が検出しよ
うとする赤外線（主として７〜１５μｍの波長領域）も
この対策により減衰することがあり、検出しようとする
赤外線エネルギーの変動分にともなう赤外線検出素子の
出力信号の大きさ「Ｓ」と、ハロゲンランプ等の可視領
域や近赤外線領域の波長を含む光の、本赤外線検出装置
への照射にともなう赤外線検出素子の出力信号の大きさ
「Ｎ」との比（以下、外乱光に関するＳ／Ｎ比と言う）
の更なる改善が課題となっていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、光学手段の中
でも特に反射鏡に着目し、その反射特性を改善すること
により外乱光に関するＳ／Ｎ比を改善するものである。
現在用いられている反射鏡の表面は、金属メッキでおお
われている。このため、普通、目で見るかぎりでは銀色
の金属光沢を示している。これは、少なくとも可視領域
の波長の光のすべてを反射していることを示しており、
もちろん本件赤外線検知装置に用いるものであるので、
可視光よりも波長の長い光（赤外線）に対しても反射率
が高いことは言うまでもない。これに対し、例えば、銅
や金のように可視領域の波長に対して特徴的な反射特性
を示す金属にあっては、赤色がかった色や、黄色ががっ
た色に見えることがあることはよく知られている。この
ことは、反射鏡表面に形成された金属膜の反射特性に波
長依存性のあるものを採用すると、赤外線領域にのみ光
沢を有し、可視光領域や近赤外線領域においてはそのす
べてを吸収する特性をもたせることも不可能でないこと
を示している。
でも特に反射鏡に着目し、その反射特性を改善すること
により外乱光に関するＳ／Ｎ比を改善するものである。
現在用いられている反射鏡の表面は、金属メッキでおお
われている。このため、普通、目で見るかぎりでは銀色
の金属光沢を示している。これは、少なくとも可視領域
の波長の光のすべてを反射していることを示しており、
もちろん本件赤外線検知装置に用いるものであるので、
可視光よりも波長の長い光（赤外線）に対しても反射率
が高いことは言うまでもない。これに対し、例えば、銅
や金のように可視領域の波長に対して特徴的な反射特性
を示す金属にあっては、赤色がかった色や、黄色ががっ
た色に見えることがあることはよく知られている。この
ことは、反射鏡表面に形成された金属膜の反射特性に波
長依存性のあるものを採用すると、赤外線領域にのみ光
沢を有し、可視光領域や近赤外線領域においてはそのす
べてを吸収する特性をもたせることも不可能でないこと
を示している。
【００１２】以上のように、見かけ上あまり光沢のない
表面処理の中に、赤外線をよく反射する特性を備えたも
のが存在するのではないかという考えに基づき、種々の
工業的メッキ処理の検討、試作を行い、反射特性を測定
した結果、スズ、ニッケル、銅のイオンを含む電解液に
よる電気メッキ処理により形成された表面薄膜層と、ニ
ッケルメッキの上にブラッククローム（Ｃｒ2Ｏ3）の電
気メッキ処理を施すことにより形成された表面薄膜層
に、特に良好な反射特性を見いだすことができた。
表面処理の中に、赤外線をよく反射する特性を備えたも
のが存在するのではないかという考えに基づき、種々の
工業的メッキ処理の検討、試作を行い、反射特性を測定
した結果、スズ、ニッケル、銅のイオンを含む電解液に
よる電気メッキ処理により形成された表面薄膜層と、ニ
ッケルメッキの上にブラッククローム（Ｃｒ2Ｏ3）の電
気メッキ処理を施すことにより形成された表面薄膜層
に、特に良好な反射特性を見いだすことができた。
【００１３】
【作用】このように、可視領域及び近赤外線領域におけ
る反射率が低く、赤外線領域における反射率が高いとい
う波長選択特性を有する表面薄膜層を赤外線検知装置の
反射鏡に形成することにより、外乱光に関するＳ／Ｎ比
を従来のものと比較して大幅に改善することができる。
つまり、赤外線検知装置の光学手段としての反射鏡の表
面に波長選択特性を持たせることにより、可視領域から
近赤外線領域の、赤外線検知装置にとっては不要な波長
領域のエネルギ−を反射しないようにする（吸収するよ
うにする）ので、この反射鏡の表面で反射し、赤外線検
出素子まで達するこの不要な波長域のエネルギ−が減少
し、外乱光に関するＳ／Ｎ比の「Ｎ」の値を低減するこ
とができる。この「Ｎ」の値の低減の割合を「Ｓ」の値
の低減の割合よりも大きくするような表面薄膜層を反射
鏡表面に形成することにより、外乱光に関するＳ／Ｎ比
は改善される。見かけ上、金属光沢を示さない黒っぽい
表面を持った反射鏡でありながら、赤外線検出装置が検
出対象とする波長領域（７〜１５μｍ）をよく反射する
反射鏡を、赤外線検出装置の光学手段として採用するこ
とが、外乱光に関するＳ／Ｎ比を改善する方向に作用す
るのである。
る反射率が低く、赤外線領域における反射率が高いとい
う波長選択特性を有する表面薄膜層を赤外線検知装置の
反射鏡に形成することにより、外乱光に関するＳ／Ｎ比
を従来のものと比較して大幅に改善することができる。
つまり、赤外線検知装置の光学手段としての反射鏡の表
面に波長選択特性を持たせることにより、可視領域から
近赤外線領域の、赤外線検知装置にとっては不要な波長
領域のエネルギ−を反射しないようにする（吸収するよ
うにする）ので、この反射鏡の表面で反射し、赤外線検
出素子まで達するこの不要な波長域のエネルギ−が減少
し、外乱光に関するＳ／Ｎ比の「Ｎ」の値を低減するこ
とができる。この「Ｎ」の値の低減の割合を「Ｓ」の値
の低減の割合よりも大きくするような表面薄膜層を反射
鏡表面に形成することにより、外乱光に関するＳ／Ｎ比
は改善される。見かけ上、金属光沢を示さない黒っぽい
表面を持った反射鏡でありながら、赤外線検出装置が検
出対象とする波長領域（７〜１５μｍ）をよく反射する
反射鏡を、赤外線検出装置の光学手段として採用するこ
とが、外乱光に関するＳ／Ｎ比を改善する方向に作用す
るのである。
【００１４】
【実施例】図１は、光学手段として凹面反射鏡を用いた
赤外線検知装置において、本発明を実施した時の構成の
概略を表した図である。光学手段としての凹面反射鏡１
の反射面には、可視領域及び近赤外線領域における反射
率が低く、赤外線領域における反射率が高いという波長
選択特性を有する表面薄膜層Ｍが形成されている。本装
置の窓３から入射した赤外線は、この赤外線領域におけ
る反射率の高い凹面反射鏡１で反射し、焦点部に配置さ
れた焦電型赤外線検出素子２に集光される。この焦電型
赤外線検出素子２からの信号出力は、プリント配線板４
に実装された信号処理手段、出力手段（図示省略）を経
て、外部へ検知出力となって出て行く。窓３は、波長７
〜１５μｍの赤外線をよく透過し、可視光線は、装置内
部の収納物が外部から見えない程度に散乱させる材質
（例えば、高密度ポリエチレン）で形成されている。
赤外線検知装置において、本発明を実施した時の構成の
概略を表した図である。光学手段としての凹面反射鏡１
の反射面には、可視領域及び近赤外線領域における反射
率が低く、赤外線領域における反射率が高いという波長
選択特性を有する表面薄膜層Ｍが形成されている。本装
置の窓３から入射した赤外線は、この赤外線領域におけ
る反射率の高い凹面反射鏡１で反射し、焦点部に配置さ
れた焦電型赤外線検出素子２に集光される。この焦電型
赤外線検出素子２からの信号出力は、プリント配線板４
に実装された信号処理手段、出力手段（図示省略）を経
て、外部へ検知出力となって出て行く。窓３は、波長７
〜１５μｍの赤外線をよく透過し、可視光線は、装置内
部の収納物が外部から見えない程度に散乱させる材質
（例えば、高密度ポリエチレン）で形成されている。
【００１５】この赤外線検知装置に可視光線が入射する
と、窓３を通過して凹面反射鏡１へ達する。可視光線
は、この窓３を通過する際に、ある程度、ポリエチレン
自体が有する可視光を散乱させる特性により影響を受け
るが、通過した光のうち凹面反射鏡１の光軸方向（図中
の右から左）の光は、この凹面反射鏡により、焦電型赤
外線検出素子２へ集束されるはずである。ところが、本
発明の反射鏡の表面は、可視領域における反射率が低い
表面薄膜層Ｍでおおわれており、可視光線はほとんどこ
の表面薄膜層Ｍで吸収されてしまう。このため、焦電型
赤外線検出素子２には可視光線は集光されず、焦電型赤
外線検出素子２からは出力信号はほとんど出ない。
と、窓３を通過して凹面反射鏡１へ達する。可視光線
は、この窓３を通過する際に、ある程度、ポリエチレン
自体が有する可視光を散乱させる特性により影響を受け
るが、通過した光のうち凹面反射鏡１の光軸方向（図中
の右から左）の光は、この凹面反射鏡により、焦電型赤
外線検出素子２へ集束されるはずである。ところが、本
発明の反射鏡の表面は、可視領域における反射率が低い
表面薄膜層Ｍでおおわれており、可視光線はほとんどこ
の表面薄膜層Ｍで吸収されてしまう。このため、焦電型
赤外線検出素子２には可視光線は集光されず、焦電型赤
外線検出素子２からは出力信号はほとんど出ない。
【００１６】従来の銀色の光沢面を持った凹面反射鏡を
備えた赤外線検知装置では、窓３を通過し凹面反射鏡ま
で達した可視光線が、焦電型赤外線検出素子の干渉膜フ
ィルター７に集められ、この干渉膜フィルター７を加熱
し、ここからの２次輻射エネルギーが焦電型赤外線検出
素子の受光エレメントまで達するという不都合があった
が、本発明ではこの影響を激減させることができる。以
上の実施例は、凹面反射鏡の表面に波長選択特性を持っ
た表面薄膜層を形成したものであるが、赤外線検知装置
内の焦電型赤外線検知素子に達するまでの光路中に、少
なくとも１回本発明のような波長選択特性を有する反射
鏡表面で反射するような光学的構成を採用することによ
り、前述の実施例と同じ効果を得られる。例えば、図２
に示すように、平面反射鏡１０に本発明の波長選択特性
を有する表面薄膜層Ｍを形成した反射鏡を用い、ここで
反射した赤外線エネルギーをレンズ１１を用いて、焦電
型赤外線検出素子２へ集光させるという構成でも、外乱
光対策としての効果は得られる。
備えた赤外線検知装置では、窓３を通過し凹面反射鏡ま
で達した可視光線が、焦電型赤外線検出素子の干渉膜フ
ィルター７に集められ、この干渉膜フィルター７を加熱
し、ここからの２次輻射エネルギーが焦電型赤外線検出
素子の受光エレメントまで達するという不都合があった
が、本発明ではこの影響を激減させることができる。以
上の実施例は、凹面反射鏡の表面に波長選択特性を持っ
た表面薄膜層を形成したものであるが、赤外線検知装置
内の焦電型赤外線検知素子に達するまでの光路中に、少
なくとも１回本発明のような波長選択特性を有する反射
鏡表面で反射するような光学的構成を採用することによ
り、前述の実施例と同じ効果を得られる。例えば、図２
に示すように、平面反射鏡１０に本発明の波長選択特性
を有する表面薄膜層Ｍを形成した反射鏡を用い、ここで
反射した赤外線エネルギーをレンズ１１を用いて、焦電
型赤外線検出素子２へ集光させるという構成でも、外乱
光対策としての効果は得られる。
【００１７】
【効果】本発明によれば、反射鏡の表面に波長選択特性
を備えさせることができたので、従来のように、装置の
窓部分に可視光を透過させない様にする目的で顔料を混
ぜたり、赤外線検出素子の干渉膜フィルターを２枚以上
用いたりする必要がなくなった。装置の窓部分に顔料を
混入する必要がなくなり、普通の高密度ポリエチンをそ
のまま用いることができるので、その分製造工程が簡素
化された。また、普通の高密度ポリエチレンは、まった
く可視光を通さないというのではなく、ある程度の透過
特性を有するので、装置に内蔵された動作表示灯は、図
１及び図２に示すＬＥＤ６の位置でも外部から確認する
ことが可能であり、動作表示灯のための特別な開口部を
容器や窓部分に設ける必要はなくなり、構造を簡略化す
ることができた。赤外線検出素子の窓材として使用して
いる干渉膜フィルターと同じものをもう１枚用いること
も不要となったので、その分部品コストを低減すること
ができた。
を備えさせることができたので、従来のように、装置の
窓部分に可視光を透過させない様にする目的で顔料を混
ぜたり、赤外線検出素子の干渉膜フィルターを２枚以上
用いたりする必要がなくなった。装置の窓部分に顔料を
混入する必要がなくなり、普通の高密度ポリエチンをそ
のまま用いることができるので、その分製造工程が簡素
化された。また、普通の高密度ポリエチレンは、まった
く可視光を通さないというのではなく、ある程度の透過
特性を有するので、装置に内蔵された動作表示灯は、図
１及び図２に示すＬＥＤ６の位置でも外部から確認する
ことが可能であり、動作表示灯のための特別な開口部を
容器や窓部分に設ける必要はなくなり、構造を簡略化す
ることができた。赤外線検出素子の窓材として使用して
いる干渉膜フィルターと同じものをもう１枚用いること
も不要となったので、その分部品コストを低減すること
ができた。
【００１８】可視領域及び近赤外線領域における反射率
が低く、赤外線領域における反射率が高いという波長選
択特性を有する表面薄膜層の例として、２つの実例につ
いての試験結果を図３に示す。図中、上より「Ｓｎ・Ｃ
ｏ」は、スズコバルトのメッキ膜を有する従来の反射鏡
を用いた時のデータであり、２行目の「ＳＢ」は、ス
ズ、ニッケル、銅のイオンを含む電解液を用いたメッキ
処理を施すことにより形成された表面薄膜層を有する反
射鏡のデータであり、いちばん下の「ＢＣｒ」は、ニッ
ケルメッキの上にさらにブラッククロームの電気メッキ
処理を施すことにより形成された表面薄膜層を有する反
射鏡のデータである。「Ｓ」は、背景との温度差が一定
に保たれた移動物体が本装置の検知エリアを一定の速度
で横切った時の信号出力を示しており、「Ｎ」は、本装
置の検知エリア内で一定の明るさのハロゲンランプを一
定周期で点滅させた時の信号出力である。
が低く、赤外線領域における反射率が高いという波長選
択特性を有する表面薄膜層の例として、２つの実例につ
いての試験結果を図３に示す。図中、上より「Ｓｎ・Ｃ
ｏ」は、スズコバルトのメッキ膜を有する従来の反射鏡
を用いた時のデータであり、２行目の「ＳＢ」は、ス
ズ、ニッケル、銅のイオンを含む電解液を用いたメッキ
処理を施すことにより形成された表面薄膜層を有する反
射鏡のデータであり、いちばん下の「ＢＣｒ」は、ニッ
ケルメッキの上にさらにブラッククロームの電気メッキ
処理を施すことにより形成された表面薄膜層を有する反
射鏡のデータである。「Ｓ」は、背景との温度差が一定
に保たれた移動物体が本装置の検知エリアを一定の速度
で横切った時の信号出力を示しており、「Ｎ」は、本装
置の検知エリア内で一定の明るさのハロゲンランプを一
定周期で点滅させた時の信号出力である。
【００１９】「Ｓ」、「Ｎ」はともに、焦電型赤外線検
出素子から出力された信号を増幅器で増幅した後の信号
の振幅値（電圧値）を示している。「Ｓ／Ｎ」は、スズ
・コバルトのメッキ膜を有する従来の反射鏡を用いたと
きに０.０７５となっており、これに対して、本件発明
の実施例の「ＳＢ」に関しては０.１３７、「ＢＣｒ」
に関しては１.８９２となっている。この結果からわか
ることは、「ＳＢ」のメッキ処理は従来品と比較して外
乱光に関するＳ／Ｎ比は約２倍に改善され、「ＢＣｒ」
のメッキ処理のものについては、約２５倍と大幅に改善
されているということである。
出素子から出力された信号を増幅器で増幅した後の信号
の振幅値（電圧値）を示している。「Ｓ／Ｎ」は、スズ
・コバルトのメッキ膜を有する従来の反射鏡を用いたと
きに０.０７５となっており、これに対して、本件発明
の実施例の「ＳＢ」に関しては０.１３７、「ＢＣｒ」
に関しては１.８９２となっている。この結果からわか
ることは、「ＳＢ」のメッキ処理は従来品と比較して外
乱光に関するＳ／Ｎ比は約２倍に改善され、「ＢＣｒ」
のメッキ処理のものについては、約２５倍と大幅に改善
されているということである。
【００２０】また、本発明の反射鏡は、可視光の影響を
除去するための手段として、赤外線検知装置以外にも、
赤外線領域のエネルギ−のみを検出して温度を測定する
計測機器等においても利用可能である。尚、本発明の反
射鏡への表面処理のうち、ブラッククロームに関して調
査し、検討を加える過程において、このブラッククロー
ムが太陽熱集熱板に用いられていることが判明した。こ
の太陽熱集熱板に求められる特性は、太陽光線を効率よ
く吸収することであり、６０００゜Ｋの黒体放射エネル
ギ−に相当する０.３〜２.５μｍの波長域のものを良く
吸収し、２.５〜２０μｍの赤外線領域における放射率
の少ないという特性である。基本特性として、本発明に
て求められている特性に近い部分があり、太陽熱集熱板
の集熱部分の表面処理と赤外線検知装置の反射鏡の表面
処理とは同じ傾向のものを採用しうる可能性を含んでい
る。ただ、大きく異なるのは、太陽熱集熱板に求められ
ているのは太陽光線の効率のよい吸収であり、本件発明
における赤外線検知装置に求められているのは、３００
゜Ｋの黒体放射エネルギ−に相当する７〜１５μｍの波
長領域のエネルギーの効率のよい検出であるという点で
ある。
除去するための手段として、赤外線検知装置以外にも、
赤外線領域のエネルギ−のみを検出して温度を測定する
計測機器等においても利用可能である。尚、本発明の反
射鏡への表面処理のうち、ブラッククロームに関して調
査し、検討を加える過程において、このブラッククロー
ムが太陽熱集熱板に用いられていることが判明した。こ
の太陽熱集熱板に求められる特性は、太陽光線を効率よ
く吸収することであり、６０００゜Ｋの黒体放射エネル
ギ−に相当する０.３〜２.５μｍの波長域のものを良く
吸収し、２.５〜２０μｍの赤外線領域における放射率
の少ないという特性である。基本特性として、本発明に
て求められている特性に近い部分があり、太陽熱集熱板
の集熱部分の表面処理と赤外線検知装置の反射鏡の表面
処理とは同じ傾向のものを採用しうる可能性を含んでい
る。ただ、大きく異なるのは、太陽熱集熱板に求められ
ているのは太陽光線の効率のよい吸収であり、本件発明
における赤外線検知装置に求められているのは、３００
゜Ｋの黒体放射エネルギ−に相当する７〜１５μｍの波
長領域のエネルギーの効率のよい検出であるという点で
ある。
【００２１】本発明においては、外乱光に関するＳ／Ｎ
比を改善するために「Ｓ」の低下を抑えながら「Ｎ」を
どこまで低下させることが可能かという点に絞って検討
を加えたものであり、実現するに至った前記反射鏡の表
面処理の、赤外線検知装置の外乱光に関するＳ／Ｎ比の
特性改善の効果は、赤外線検知装置特有のものである。
従来、赤外線検知装置の反射鏡においては、金属光沢を
持ったもののみが赤外線反射特性においても最良である
という固定された一般常識が存在していたが、本発明は
その常識を打ち破ったものであり、赤外線検知装置の外
乱光による誤動作の確率を大幅に低減させうるものとし
て、大きな効果を奏するものである。
比を改善するために「Ｓ」の低下を抑えながら「Ｎ」を
どこまで低下させることが可能かという点に絞って検討
を加えたものであり、実現するに至った前記反射鏡の表
面処理の、赤外線検知装置の外乱光に関するＳ／Ｎ比の
特性改善の効果は、赤外線検知装置特有のものである。
従来、赤外線検知装置の反射鏡においては、金属光沢を
持ったもののみが赤外線反射特性においても最良である
という固定された一般常識が存在していたが、本発明は
その常識を打ち破ったものであり、赤外線検知装置の外
乱光による誤動作の確率を大幅に低減させうるものとし
て、大きな効果を奏するものである。
【図１】 光学手段として凹面反射鏡を用いた赤外線検
知装置において、本発明を実施した時の構成を示した図
である。
知装置において、本発明を実施した時の構成を示した図
である。
【図２】 光学手段として、平面反射鏡を用いた赤外線
検知装置において、本発明を実施した時の構成を示した
図である。
検知装置において、本発明を実施した時の構成を示した
図である。
【図３】 波長選択特性を有する表面処理を施した反射
鏡と、従来の反射鏡との外乱光に関するＳ／Ｎ比の比較
データである。
鏡と、従来の反射鏡との外乱光に関するＳ／Ｎ比の比較
データである。
Ｍ．可視領域及び近赤外線領域における反射率が低く、
赤外線領域における反射率が高いという波長選択特性を
有する表面薄膜層。 １．凹面反射鏡 ２．焦電型赤外線検出素子 ３．窓 ４．プリント配線板 ５．容器 ６．ＬＥＤ ７．干渉膜フィルター １０．平面反射鏡 １１．レンズ
赤外線領域における反射率が高いという波長選択特性を
有する表面薄膜層。 １．凹面反射鏡 ２．焦電型赤外線検出素子 ３．窓 ４．プリント配線板 ５．容器 ６．ＬＥＤ ７．干渉膜フィルター １０．平面反射鏡 １１．レンズ
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｇ０１Ｖ 8/14 9406−2Ｇ Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 可視領域及び近赤外線領域における反射
率が低く、赤外線領域における反射率が高いという波長
選択特性を有する表面薄膜層を形成した反射鏡を備えた
赤外線検知装置。 - 【請求項２】 前記反射鏡の表面薄膜層は、スズ、ニッ
ケル、銅のイオンを含む電解液によるメッキ処理により
形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の
赤外線検知装置。 - 【請求項３】 前記反射鏡の表面薄膜層は、その反射面
にニッケルの膜を形成し、その上にブラッククロームの
電気メッキ処理を施すことにより形成されたものである
ことを特徴とする請求項１記載の赤外線検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7080095A JP3554797B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 赤外線検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7080095A JP3554797B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 赤外線検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240482A true JPH08240482A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3554797B2 JP3554797B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=13441994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7080095A Expired - Fee Related JP3554797B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | 赤外線検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3554797B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7504633B2 (en) | 2005-03-21 | 2009-03-17 | Visonic Ltd. | Passive infra-red detectors |
| WO2008012805A3 (en) * | 2006-07-27 | 2009-04-16 | Visonic Ltd | Passive infrared detectors |
| JP2015190912A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 赤外線検出装置、視野制限ユニットおよびその製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106104296B (zh) * | 2014-03-14 | 2020-01-21 | 赫普塔冈微光有限公司 | 包括飞行时间传感器的光学成像模块和光学检测模块 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056091A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-01 | Kobe Steel Ltd | 黒色Ｃｒめつき太陽熱集熱板の製造方法 |
| JPS6146904A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-07 | Riboole:Kk | 赤外線反射板 |
| JPS61223703A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外線反射板 |
| JPH01273006A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-10-31 | Gunze Ltd | 可視光選択透過膜 |
| JPH05340803A (ja) * | 1992-06-10 | 1993-12-24 | Murata Mfg Co Ltd | 赤外線検出器 |
-
1995
- 1995-03-03 JP JP7080095A patent/JP3554797B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056091A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-01 | Kobe Steel Ltd | 黒色Ｃｒめつき太陽熱集熱板の製造方法 |
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| JPS61223703A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外線反射板 |
| JPH01273006A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-10-31 | Gunze Ltd | 可視光選択透過膜 |
| JPH05340803A (ja) * | 1992-06-10 | 1993-12-24 | Murata Mfg Co Ltd | 赤外線検出器 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7504633B2 (en) | 2005-03-21 | 2009-03-17 | Visonic Ltd. | Passive infra-red detectors |
| US7573032B2 (en) | 2005-03-21 | 2009-08-11 | Visonic Ltd. | Passive infra-red detectors |
| US7705310B2 (en) | 2005-03-21 | 2010-04-27 | Visonic Ltd. | Passive infra-red detectors |
| US8138478B2 (en) | 2005-03-21 | 2012-03-20 | Visonic Ltd. | Passive infra-red detectors |
| WO2008012805A3 (en) * | 2006-07-27 | 2009-04-16 | Visonic Ltd | Passive infrared detectors |
| GB2453484B (en) * | 2006-07-27 | 2009-12-02 | Visonic Ltd | Passive infrared detectors |
| US7875852B2 (en) | 2006-07-27 | 2011-01-25 | Visonic Ltd | Passive infrared detectors |
| US8017913B2 (en) | 2006-07-27 | 2011-09-13 | Visonic Ltd. | Passive infrared detectors |
| JP2015190912A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 赤外線検出装置、視野制限ユニットおよびその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3554797B2 (ja) | 2004-08-18 |
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