JPH0862049A - 熱画像検出装置 - Google Patents
熱画像検出装置Info
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- JPH0862049A JPH0862049A JP19583994A JP19583994A JPH0862049A JP H0862049 A JPH0862049 A JP H0862049A JP 19583994 A JP19583994 A JP 19583994A JP 19583994 A JP19583994 A JP 19583994A JP H0862049 A JPH0862049 A JP H0862049A
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- Japan
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- infrared sensor
- slit
- infrared
- pyroelectric infrared
- pyroelectric
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出範囲が広く、かつ検出精度の高い熱画像
検出装置を提供する。 【構成】 焦電型赤外線センサ１と、焦電型赤外線セン
サ１に赤外線を結像中心５に結像する赤外線透過レンズ
２とを一体に、回転軸８の周りに往復回転して受光面の
方向を変え、赤外線透過レンズ２の前方に、結像中心５
を中心とする球面上に複数のスリットを備えたスリット
板３を設定する。球面状のスリット板は、光軸回転のど
の方向にも一様な検出視野を与えるとともに、スリット
の長さ方向にも一様な検出視野を与えることにより、２
次元熱画像の検出範囲を広く、かつ検出精度を高くす
る。
検出装置を提供する。 【構成】 焦電型赤外線センサ１と、焦電型赤外線セン
サ１に赤外線を結像中心５に結像する赤外線透過レンズ
２とを一体に、回転軸８の周りに往復回転して受光面の
方向を変え、赤外線透過レンズ２の前方に、結像中心５
を中心とする球面上に複数のスリットを備えたスリット
板３を設定する。球面状のスリット板は、光軸回転のど
の方向にも一様な検出視野を与えるとともに、スリット
の長さ方向にも一様な検出視野を与えることにより、２
次元熱画像の検出範囲を広く、かつ検出精度を高くす
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】近年、空気調和機などで人体の挙動や室
内温度分布に合わせた制御を行うため、熱画像を検出す
る手段が重要になっている。
内温度分布に合わせた制御を行うため、熱画像を検出す
る手段が重要になっている。
【０００３】以下、従来の熱画像検出装置について説明
する。従来、非接触で温度を測定する手段として、量子
型赤外線センサを用いる手段と、熱型赤外線センサを用
いる手段があった。量子型赤外線センサは感度が高く、
応答速度は速いが、−２００℃程度に冷却する必要であ
り、保守などの点において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に感度が低くて応答速度
も遅いが、冷却が不要なため民生用には適しており、広
く実用されている。
する。従来、非接触で温度を測定する手段として、量子
型赤外線センサを用いる手段と、熱型赤外線センサを用
いる手段があった。量子型赤外線センサは感度が高く、
応答速度は速いが、−２００℃程度に冷却する必要であ
り、保守などの点において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に感度が低くて応答速度
も遅いが、冷却が不要なため民生用には適しており、広
く実用されている。
【０００４】熱型赤外線センサのうち、焦電効果を利用
した焦電型赤外線センサがよく使われる。焦電型赤外線
センサは微分型変化出力特性を備え、入射赤外線のエネ
ルギー強度が変化したときのみ出力を発生する。たとえ
ば、この焦電型赤外線センサの前方を人体が繰り返し横
切った場合は、焦電型赤外線センサには人体による赤外
線エネルギーの変化により、出現、消滅、出現、消滅、
・・・のように出現状態と消滅状態との繰り返しにより
人体を検出することもできるが、人体が前記赤外線セン
サの前方に静止している場合には、人体の有無は明確に
検出できない。
した焦電型赤外線センサがよく使われる。焦電型赤外線
センサは微分型変化出力特性を備え、入射赤外線のエネ
ルギー強度が変化したときのみ出力を発生する。たとえ
ば、この焦電型赤外線センサの前方を人体が繰り返し横
切った場合は、焦電型赤外線センサには人体による赤外
線エネルギーの変化により、出現、消滅、出現、消滅、
・・・のように出現状態と消滅状態との繰り返しにより
人体を検出することもできるが、人体が前記赤外線セン
サの前方に静止している場合には、人体の有無は明確に
検出できない。
【０００５】このような焦電型赤外線センサを用いた熱
画像検出装置が前方の静止した人体を認識するために
は、少なくとも人体の温度を検出する必要があり、その
ためには焦電型赤外線センサに入射する赤外線に変化を
与えるためのチョッピング機構を設ける必要がある。図
８はこのチョッピング機構を備えた従来の熱画像検出装
置の一例の構成を示す斜視図である。この熱画像検出装
置は、図９に示したような、カメラのシャッタ機構に似
た構造のチョッパ１６を備え、チョッパが一定周期で入
射赤外線を開閉して照度に変化を与え、チョッパ１６の
後方に配置された焦電型赤外線センサ１がその変化によ
り赤外線を検知できるように構成されたものである。図
１０はその動作を示す波形図である。図１０（ａ）はチ
ョッパを開閉したとき開閉波形を示し、図１０（ｂ）は
チョッパの周期的な開閉に対応して焦電型赤外線センサ
に入射する赤外線の照度変化の波形を示し、図１０
（ｃ）はそのときの電気信号出力の波形を示す。このよ
うに、対象物体の温度が一定の場合、焦電効果により一
定周期の電気信号出力（ｃ）が得られる。この焦電型赤
外線センサの電気信号出力は、チョッパ絶対温度と対象
物体温度のそれぞれの４乗の差に比例する。この動作に
より、焦電型赤外線センサの前方に静止している人体の
少なくとも人体温度の検出が可能となる。なお、その他
のチョッピング機構には、図１１（ａ）や図１１（ｂ）
に示したように、スリット板３や回転するチョッパ１６
によるものもある。
画像検出装置が前方の静止した人体を認識するために
は、少なくとも人体の温度を検出する必要があり、その
ためには焦電型赤外線センサに入射する赤外線に変化を
与えるためのチョッピング機構を設ける必要がある。図
８はこのチョッピング機構を備えた従来の熱画像検出装
置の一例の構成を示す斜視図である。この熱画像検出装
置は、図９に示したような、カメラのシャッタ機構に似
た構造のチョッパ１６を備え、チョッパが一定周期で入
射赤外線を開閉して照度に変化を与え、チョッパ１６の
後方に配置された焦電型赤外線センサ１がその変化によ
り赤外線を検知できるように構成されたものである。図
１０はその動作を示す波形図である。図１０（ａ）はチ
ョッパを開閉したとき開閉波形を示し、図１０（ｂ）は
チョッパの周期的な開閉に対応して焦電型赤外線センサ
に入射する赤外線の照度変化の波形を示し、図１０
（ｃ）はそのときの電気信号出力の波形を示す。このよ
うに、対象物体の温度が一定の場合、焦電効果により一
定周期の電気信号出力（ｃ）が得られる。この焦電型赤
外線センサの電気信号出力は、チョッパ絶対温度と対象
物体温度のそれぞれの４乗の差に比例する。この動作に
より、焦電型赤外線センサの前方に静止している人体の
少なくとも人体温度の検出が可能となる。なお、その他
のチョッピング機構には、図１１（ａ）や図１１（ｂ）
に示したように、スリット板３や回転するチョッパ１６
によるものもある。
【０００６】また、人体を画像として検出するために
は、温度の検出と、その温度の分布とを検出する必要が
ある。図８に示した装置では、赤外線透過レンズ２の光
軸を上下に走査して所定の上下範囲の赤外線量を測定す
るとともに、チョッパ１６を含む焦電型赤外線センサ装
置全体を左右に走査することにより２次元の温度分布を
測定している。また、図１１（ａ）に示した熱画像検出
装置では、スリット板３に設けた縦方向に長いスリット
により所定の上下範囲における赤外線量を測定するとと
もに、回転軸８により焦電型赤外線センサ７の向きを変
えて水平方向の温度分布を検出し、また、図１１（ｂ）
に示した熱画像検出装置では、回転するチョッパの窓の
位置が上から下に移動することにより所定の上下範囲の
赤外線量を測定するとともに、回転軸８により焦電型赤
外線センサ７の向きを変えて水平方向の温度分布を検出
して、いずれも２次元の温度分布を検出する。このよう
に２次元の温度分布を測定することにより熱画像を検出
している。
は、温度の検出と、その温度の分布とを検出する必要が
ある。図８に示した装置では、赤外線透過レンズ２の光
軸を上下に走査して所定の上下範囲の赤外線量を測定す
るとともに、チョッパ１６を含む焦電型赤外線センサ装
置全体を左右に走査することにより２次元の温度分布を
測定している。また、図１１（ａ）に示した熱画像検出
装置では、スリット板３に設けた縦方向に長いスリット
により所定の上下範囲における赤外線量を測定するとと
もに、回転軸８により焦電型赤外線センサ７の向きを変
えて水平方向の温度分布を検出し、また、図１１（ｂ）
に示した熱画像検出装置では、回転するチョッパの窓の
位置が上から下に移動することにより所定の上下範囲の
赤外線量を測定するとともに、回転軸８により焦電型赤
外線センサ７の向きを変えて水平方向の温度分布を検出
して、いずれも２次元の温度分布を検出する。このよう
に２次元の温度分布を測定することにより熱画像を検出
している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の熱画
像検出装置では、２次元の熱画像を検出するために、水
平方向の駆動機構とチョッピング機構とを必要とし、構
造が複雑となってコストが高くなる。
像検出装置では、２次元の熱画像を検出するために、水
平方向の駆動機構とチョッピング機構とを必要とし、構
造が複雑となってコストが高くなる。
【０００８】また、検知できる範囲についても、図１１
（ａ）に示した構成では、その上下範囲に応じたスリッ
トの長さと、左右の並びが必要となり、また、図１１
（ｂ）に示した構成では、チョッパの窓形状が三角状で
あるために上下範囲が左右走査に対して一様でなく、し
たがって、検出範囲を広くできない。
（ａ）に示した構成では、その上下範囲に応じたスリッ
トの長さと、左右の並びが必要となり、また、図１１
（ｂ）に示した構成では、チョッパの窓形状が三角状で
あるために上下範囲が左右走査に対して一様でなく、し
たがって、検出範囲を広くできない。
【０００９】本発明は上記の課題を解決するもので、簡
易な構造で、かつ検出範囲の広い熱画像検出装置を提供
することを目的とする。
易な構造で、かつ検出範囲の広い熱画像検出装置を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、回転軸の周りに往復回転して受光面の方向を変える
焦電型赤外線センサと、前記焦電型赤外線センサに入射
赤外線を結像させ、前記回転軸の周りに前記焦電型赤外
線センサと一体に回転してその光軸方向を変える赤外線
透過レンズと、前記赤外線透過レンズの前方に設定さ
れ、前記焦電型赤外線センサの結像中心を中心とする球
面板に複数個のスリットを前記光軸の移動方向に所定の
間隔をおいて備えたスリット板とを備え、前記焦電型赤
外線センサと前記赤外線透過レンズとを一体に前記回転
軸の周りに所定の一定速度で往復回転移動させ、対象物
体から前記スリットを通って入射する赤外線により前記
対象物体の温度と前記スリット板の温度との温度差とに
応じた信号を前記焦電型赤外線センサにより発生させて
２次元の熱画像を検出するようにした熱画像検出装置で
あり、また、請求項３に係わる本発明は、回転軸の周り
に往復回転して受光面の方向を変える焦電型赤外線セン
サと、前記焦電型赤外線センサに入射赤外線を結像さ
せ、前記回転軸の周りに前記焦電型赤外線センサと一体
に回転してその光軸方向を変える赤外線透過レンズと、
前記赤外線透過レンズの前方に設定され、前記焦電型赤
外線センサの結像中心を中心とする球面板に複数個のス
リットを前記光軸の移動方向に所定の間隔をおいて備え
たスリット板と、焦電型赤外線センサおよび赤外線透過
レンズと一体に移動し、前記スリットの開閉状態を検出
するスリットセンサとを備え、前記焦電型赤外線センサ
と前記赤外線透過レンズとを一体に前記回転軸の周りに
所定の一定速度で往復回転移動させ、対象物体から前記
スリットを通って入射する赤外線により前記対象物体の
温度と前記スリット板の温度との温度差とに応じた信号
を前記焦電型赤外線センサにより発生させて２次元の熱
画像を検出するとともに、前記スリットセンサにより前
記スリット板のスリットの開閉状態を検出するようにし
た熱画像検出装置である。
は、回転軸の周りに往復回転して受光面の方向を変える
焦電型赤外線センサと、前記焦電型赤外線センサに入射
赤外線を結像させ、前記回転軸の周りに前記焦電型赤外
線センサと一体に回転してその光軸方向を変える赤外線
透過レンズと、前記赤外線透過レンズの前方に設定さ
れ、前記焦電型赤外線センサの結像中心を中心とする球
面板に複数個のスリットを前記光軸の移動方向に所定の
間隔をおいて備えたスリット板とを備え、前記焦電型赤
外線センサと前記赤外線透過レンズとを一体に前記回転
軸の周りに所定の一定速度で往復回転移動させ、対象物
体から前記スリットを通って入射する赤外線により前記
対象物体の温度と前記スリット板の温度との温度差とに
応じた信号を前記焦電型赤外線センサにより発生させて
２次元の熱画像を検出するようにした熱画像検出装置で
あり、また、請求項３に係わる本発明は、回転軸の周り
に往復回転して受光面の方向を変える焦電型赤外線セン
サと、前記焦電型赤外線センサに入射赤外線を結像さ
せ、前記回転軸の周りに前記焦電型赤外線センサと一体
に回転してその光軸方向を変える赤外線透過レンズと、
前記赤外線透過レンズの前方に設定され、前記焦電型赤
外線センサの結像中心を中心とする球面板に複数個のス
リットを前記光軸の移動方向に所定の間隔をおいて備え
たスリット板と、焦電型赤外線センサおよび赤外線透過
レンズと一体に移動し、前記スリットの開閉状態を検出
するスリットセンサとを備え、前記焦電型赤外線センサ
と前記赤外線透過レンズとを一体に前記回転軸の周りに
所定の一定速度で往復回転移動させ、対象物体から前記
スリットを通って入射する赤外線により前記対象物体の
温度と前記スリット板の温度との温度差とに応じた信号
を前記焦電型赤外線センサにより発生させて２次元の熱
画像を検出するとともに、前記スリットセンサにより前
記スリット板のスリットの開閉状態を検出するようにし
た熱画像検出装置である。
【００１１】
【作用】請求項１に係わる本発明において、焦電型赤外
線センサの結像中心を中心とする球面状スリット板によ
るスリットは、光軸の回転移動のどの方向にも一様な検
出視野を与えるとともに、光軸の回転移動に直角な、ス
リットの長さ方向についてもほぼ一様な検出視野を与
え、２次元熱画像の検出範囲を広く、かつ検出精度を高
くする。また、請求項３に係わる本発明において、球面
状のスリット板については請求項１と同様の動作を行う
とともに、スリットセンサがスリットの開閉状態を検出
し、焦電型赤外線センサが出力する温度差信号の位相を
与える。
線センサの結像中心を中心とする球面状スリット板によ
るスリットは、光軸の回転移動のどの方向にも一様な検
出視野を与えるとともに、光軸の回転移動に直角な、ス
リットの長さ方向についてもほぼ一様な検出視野を与
え、２次元熱画像の検出範囲を広く、かつ検出精度を高
くする。また、請求項３に係わる本発明において、球面
状のスリット板については請求項１と同様の動作を行う
とともに、スリットセンサがスリットの開閉状態を検出
し、焦電型赤外線センサが出力する温度差信号の位相を
与える。
【００１２】
（実施例１）以下、請求項１に係わる本発明の熱画像検
出装置の一実施例について図面を参照しながら説明す
る。図１は本実施例の構成を示す斜視図である。図にお
いて、１は１個ないし複数個の赤外線検出素子７により
構成した焦電型赤外線センサ、２は赤外線を前記焦電型
赤外線センサ１の面上に集光する赤外線透過レンズ、３
は球面上に複数のスリットを備えたスリット板、４は前
記スリットの間隔、５は前記焦電型赤外線センサの面上
の結像中心、６は前記スリット板３の前記結像中心５か
らの半径、８は前記焦電型赤外線センサの回転軸、９は
前記結像中心５からスリットを通して見た視野、１０は
視野９の立体角である。焦電型赤外線センサ１は１個な
いし複数個の赤外線検出素子７を備え、複数個を備えた
場合には、図２に示したように、赤外線検出素子７ａ〜
７ｇが焦電型赤外線センサ１の回転軸８に対して垂直方
向に１次元に配列される。また、スリット板３は赤外線
透過レンズ２による焦電型赤外線センサ１の結像中心５
から所定の半径６の半球状の形状を備え、その面上に等
間隔４の複数個のスリットが設けられ、赤外線検出素子
７に対する視野９の立体角１０が水平回転の任意の方向
においても維持されるとともに、視野９の横幅は、スリ
ットが球面上にあるために縦方向のどの位置においても
同じにできる特徴がある。
出装置の一実施例について図面を参照しながら説明す
る。図１は本実施例の構成を示す斜視図である。図にお
いて、１は１個ないし複数個の赤外線検出素子７により
構成した焦電型赤外線センサ、２は赤外線を前記焦電型
赤外線センサ１の面上に集光する赤外線透過レンズ、３
は球面上に複数のスリットを備えたスリット板、４は前
記スリットの間隔、５は前記焦電型赤外線センサの面上
の結像中心、６は前記スリット板３の前記結像中心５か
らの半径、８は前記焦電型赤外線センサの回転軸、９は
前記結像中心５からスリットを通して見た視野、１０は
視野９の立体角である。焦電型赤外線センサ１は１個な
いし複数個の赤外線検出素子７を備え、複数個を備えた
場合には、図２に示したように、赤外線検出素子７ａ〜
７ｇが焦電型赤外線センサ１の回転軸８に対して垂直方
向に１次元に配列される。また、スリット板３は赤外線
透過レンズ２による焦電型赤外線センサ１の結像中心５
から所定の半径６の半球状の形状を備え、その面上に等
間隔４の複数個のスリットが設けられ、赤外線検出素子
７に対する視野９の立体角１０が水平回転の任意の方向
においても維持されるとともに、視野９の横幅は、スリ
ットが球面上にあるために縦方向のどの位置においても
同じにできる特徴がある。
【００１３】上記構成においてその動作を説明する。図
３は本実施例の熱画像検出装置の水平検出範囲を示す平
面図である。図において、焦電型赤外線センサ１を回転
軸８の周りに往復回転させると、スリット板３のスリッ
トと赤外線透過レンズ２を通過した赤外線が赤外線検出
素子に結像されるとともに、スリットによる開閉により
チョッピング効果を与えられて、水平方向の温度分布が
検出される。この場合、複数個の赤外線検出素子を縦方
向に配列した場合は、視野９における縦方向の温度分布
が１個の赤外線透過レンズ２により図２に示した各赤外
線検出素子７ａ〜７ｇに分離して投影され、個々の赤外
線検出素子の出力を読み出すことにより、縦方向の温度
分布を検出できる。
３は本実施例の熱画像検出装置の水平検出範囲を示す平
面図である。図において、焦電型赤外線センサ１を回転
軸８の周りに往復回転させると、スリット板３のスリッ
トと赤外線透過レンズ２を通過した赤外線が赤外線検出
素子に結像されるとともに、スリットによる開閉により
チョッピング効果を与えられて、水平方向の温度分布が
検出される。この場合、複数個の赤外線検出素子を縦方
向に配列した場合は、視野９における縦方向の温度分布
が１個の赤外線透過レンズ２により図２に示した各赤外
線検出素子７ａ〜７ｇに分離して投影され、個々の赤外
線検出素子の出力を読み出すことにより、縦方向の温度
分布を検出できる。
【００１４】以上のように本実施例の熱画像検出装置に
よれば、焦電型赤外線センサの結像中心を中心とする球
面上に縦方向のスリットを設け、焦電型赤外線センサの
方向をその縦軸を中心にして走査することにより、水平
方向および垂直方向の２方向に対してそれぞれ一様な視
野で温度分布を検出でき、精度のよい熱画像検出が可能
となる。また、複数の赤外線検出素子に対して、光学系
を１系統としたことによりシステムが小型化される。
よれば、焦電型赤外線センサの結像中心を中心とする球
面上に縦方向のスリットを設け、焦電型赤外線センサの
方向をその縦軸を中心にして走査することにより、水平
方向および垂直方向の２方向に対してそれぞれ一様な視
野で温度分布を検出でき、精度のよい熱画像検出が可能
となる。また、複数の赤外線検出素子に対して、光学系
を１系統としたことによりシステムが小型化される。
【００１５】なお、図３に示したように、スリットとス
リットの間に対応する視野部分は赤外線が通過できない
ので、検出の不感エリア、すなわち死角となる。
リットの間に対応する視野部分は赤外線が通過できない
ので、検出の不感エリア、すなわち死角となる。
【００１６】（実施例２）以下、請求項２に係わる本発
明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図
１に示した実施例１の手段においては、図３に示したよ
うに、死角１３が生じる。本実施例はこの課題を解決す
るものである。図４は本実施例の構成を示す斜視図であ
る。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与
して、詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異
なる点は、スリット板３を回転軸８を中心に左右可動と
し、焦電型赤外線センサ１と赤外線透過レンズ２の往復
回転に対し、スリット板３はスリットの間隔４の分だけ
往復移動するように構成している。３’は反時計周りの
場合のスリット板の位置状態を示し、焦電型赤外線セン
サ１と赤外線透過レンズ２の回転移動中にはこのスリッ
トは停止している。
明の一実施例について図面を参照しながら説明する。図
１に示した実施例１の手段においては、図３に示したよ
うに、死角１３が生じる。本実施例はこの課題を解決す
るものである。図４は本実施例の構成を示す斜視図であ
る。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与
して、詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異
なる点は、スリット板３を回転軸８を中心に左右可動と
し、焦電型赤外線センサ１と赤外線透過レンズ２の往復
回転に対し、スリット板３はスリットの間隔４の分だけ
往復移動するように構成している。３’は反時計周りの
場合のスリット板の位置状態を示し、焦電型赤外線セン
サ１と赤外線透過レンズ２の回転移動中にはこのスリッ
トは停止している。
【００１７】上記構成においてその動作を説明する。図
５は本実施例における赤外線の水平検出範囲を示す平面
図である。図５に示したように、焦電型赤外線センサが
往復回転するとき、時計周りに回転するときの検出視野
は視野１４であるが、反時計周りに回転するときには、
スリット板３がスリットの間隔４だけ移動して３’の位
置に移動し、検出視野は視野５となり、実施例１に見ら
れた不感エリア、すなわち死角１３をなくすことができ
る。
５は本実施例における赤外線の水平検出範囲を示す平面
図である。図５に示したように、焦電型赤外線センサが
往復回転するとき、時計周りに回転するときの検出視野
は視野１４であるが、反時計周りに回転するときには、
スリット板３がスリットの間隔４だけ移動して３’の位
置に移動し、検出視野は視野５となり、実施例１に見ら
れた不感エリア、すなわち死角１３をなくすことができ
る。
【００１８】（実施例３）以下、請求項３および請求項
４に係わる本発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。図６は本実施例の構成を示す斜視図である。
なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して
詳細な説明を省略する。本実施例が図１に示した実施例
１と異なる点は、スリット板３の開閉状態を、焦電型赤
外線センサ１の往復回転に同期して検出するためのフォ
トインタラプタ２０を備えたことにある。
４に係わる本発明の実施例について図面を参照しながら
説明する。図６は本実施例の構成を示す斜視図である。
なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して
詳細な説明を省略する。本実施例が図１に示した実施例
１と異なる点は、スリット板３の開閉状態を、焦電型赤
外線センサ１の往復回転に同期して検出するためのフォ
トインタラプタ２０を備えたことにある。
【００１９】図７は焦電型赤外線センサ１が往復回転し
て対象物体の輻射温度を検出する動作を示す波形図であ
る。図７（ａ）は焦電型赤外線センサ１が回転すること
により、対面するスリットの開閉状態を示し、図７
（ｂ）はそのときの対象物体からの入射赤外線を示し、
図７（ｃ）は焦電型赤外線センサ１の電気信号出力を示
す。焦電型赤外線センサ１の電気信号出力は、対象物体
とスリット板３の温度差の４乗に比例するが、対象物体
の温度がスリット板３の温度よりも高いのか、または低
いのかは判定できない。ところが、図７（ｃ）に示した
ように、スリット板３の温度に対し、対象物体の温度が
高い場合と低い場合とでは、実線と破線とで示したよう
に、電気信号出力の位相が１８０度異なる。したがっ
て、スリット板３の開閉状態と電気信号出力とから対象
物体の輻射温度を検出することができる。
て対象物体の輻射温度を検出する動作を示す波形図であ
る。図７（ａ）は焦電型赤外線センサ１が回転すること
により、対面するスリットの開閉状態を示し、図７
（ｂ）はそのときの対象物体からの入射赤外線を示し、
図７（ｃ）は焦電型赤外線センサ１の電気信号出力を示
す。焦電型赤外線センサ１の電気信号出力は、対象物体
とスリット板３の温度差の４乗に比例するが、対象物体
の温度がスリット板３の温度よりも高いのか、または低
いのかは判定できない。ところが、図７（ｃ）に示した
ように、スリット板３の温度に対し、対象物体の温度が
高い場合と低い場合とでは、実線と破線とで示したよう
に、電気信号出力の位相が１８０度異なる。したがっ
て、スリット板３の開閉状態と電気信号出力とから対象
物体の輻射温度を検出することができる。
【００２０】図６におけるフォトインタラプタ２０は焦
電型赤外線センサ１と同期してスリット板３に沿って移
動するように設けられ、その移動でスリットの開閉を検
出することができる。なお、スリットの開閉を検出する
他の手段として、反射型のフォトセンサや、スリット板
に磁性体を用いている場合には磁界センサを用いる手段
てもよく、また、超音波の反射などを用いる手段でもよ
い。
電型赤外線センサ１と同期してスリット板３に沿って移
動するように設けられ、その移動でスリットの開閉を検
出することができる。なお、スリットの開閉を検出する
他の手段として、反射型のフォトセンサや、スリット板
に磁性体を用いている場合には磁界センサを用いる手段
てもよく、また、超音波の反射などを用いる手段でもよ
い。
【００２１】以上のように、本実施例の熱画像検出器に
よれば、焦電型赤外線センサと連動してスリットの開閉
状態を検出するスリットセンサとしてフォトインタラプ
タを設け、焦電型赤外線センサの出力信号をスリットの
開閉状態に対応して処理するようにしたことにより、対
象物体の温度がスリット板の温度より高いのか低いのか
を判定し、対象物体の実際の温度を検出できる。
よれば、焦電型赤外線センサと連動してスリットの開閉
状態を検出するスリットセンサとしてフォトインタラプ
タを設け、焦電型赤外線センサの出力信号をスリットの
開閉状態に対応して処理するようにしたことにより、対
象物体の温度がスリット板の温度より高いのか低いのか
を判定し、対象物体の実際の温度を検出できる。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係わる本発明は、回転軸の周りに往復回転して受光
面の方向を変える焦電型赤外線センサと、前記焦電型赤
外線センサに入射赤外線を結像させ、前記回転軸の周り
に前記焦電型赤外線センサと一体に回転してその光軸方
向を変える赤外線透過レンズと、前記赤外線透過レンズ
の前方に設定され、前記焦電型赤外線センサの結像中心
を中心とする球面板に複数個のスリットを前記光軸の移
動方向に所定の間隔をおいて備えたスリット板とを備
え、前記焦電型赤外線センサと前記赤外線透過レンズと
を一体に前記回転軸の周りに所定の一定速度で往復回転
移動させ、対象物体から前記スリットを通って入射する
赤外線により前記対象物体の温度と前記スリット板の温
度との温度差とに応じた信号を前記焦電型赤外線センサ
により発生させて２次元の熱画像を検出するようにした
ことにより、焦電型赤外線センサの回転移動のどの方向
においても一様な視野を維持するとともに、回転方向に
直角なスリットの方向においても一様な視野を維持し
て、検出視野を広く、かつ精度を高めた２次元熱画像を
検出でき、また、請求項２に係わる本発明においては、
焦電型赤外線センサの回転ごとに、１つのスリットを介
した検出視野幅だけ前記スリット板を光軸の移動方向に
移動させるようにしたことにより、スリット間隔による
検出不感部を補間して死角をなくすることができ、ま
た、請求項３に係わる本発明においては、回転軸の周り
に往復回転して受光面の方向を変える焦電型赤外線セン
サと、前記焦電型赤外線センサに入射赤外線を結像さ
せ、前記回転軸の周りに前記焦電型赤外線センサと一体
に回転してその光軸方向を変える赤外線透過レンズと、
前記赤外線透過レンズの前方に設定され、前記焦電型赤
外線センサの結像中心を中心とする球面板に複数個のス
リットを前記光軸の移動方向に所定の間隔をおいて備え
たスリット板と、焦電型赤外線センサおよび赤外線透過
レンズと一体に移動し、前記スリットの開閉状態を検出
するスリットセンサとを備え、前記焦電型赤外線センサ
と前記赤外線透過レンズとを一体に前記回転軸の周りに
所定の一定速度で往復回転移動させ、対象物体から前記
スリットを通って入射する赤外線により前記対象物体の
温度と前記スリット板の温度との温度差とに応じた信号
を前記焦電型赤外線センサにより発生させて２次元の熱
画像を検出するとともに、前記スリットセンサにより前
記スリット板のスリットの開閉状態を検出するようにし
たことにより、焦電型赤外線センサが与える温度差情報
の位相情報を与えることができ、また、請求項４に係わ
る本発明においては、焦電型赤外線センサの出力信号が
与える温度差情報と、スリットセンサが与える温度差情
報の位相情報とにより、対象物体の温度そのものを検出
することができる。
１に係わる本発明は、回転軸の周りに往復回転して受光
面の方向を変える焦電型赤外線センサと、前記焦電型赤
外線センサに入射赤外線を結像させ、前記回転軸の周り
に前記焦電型赤外線センサと一体に回転してその光軸方
向を変える赤外線透過レンズと、前記赤外線透過レンズ
の前方に設定され、前記焦電型赤外線センサの結像中心
を中心とする球面板に複数個のスリットを前記光軸の移
動方向に所定の間隔をおいて備えたスリット板とを備
え、前記焦電型赤外線センサと前記赤外線透過レンズと
を一体に前記回転軸の周りに所定の一定速度で往復回転
移動させ、対象物体から前記スリットを通って入射する
赤外線により前記対象物体の温度と前記スリット板の温
度との温度差とに応じた信号を前記焦電型赤外線センサ
により発生させて２次元の熱画像を検出するようにした
ことにより、焦電型赤外線センサの回転移動のどの方向
においても一様な視野を維持するとともに、回転方向に
直角なスリットの方向においても一様な視野を維持し
て、検出視野を広く、かつ精度を高めた２次元熱画像を
検出でき、また、請求項２に係わる本発明においては、
焦電型赤外線センサの回転ごとに、１つのスリットを介
した検出視野幅だけ前記スリット板を光軸の移動方向に
移動させるようにしたことにより、スリット間隔による
検出不感部を補間して死角をなくすることができ、ま
た、請求項３に係わる本発明においては、回転軸の周り
に往復回転して受光面の方向を変える焦電型赤外線セン
サと、前記焦電型赤外線センサに入射赤外線を結像さ
せ、前記回転軸の周りに前記焦電型赤外線センサと一体
に回転してその光軸方向を変える赤外線透過レンズと、
前記赤外線透過レンズの前方に設定され、前記焦電型赤
外線センサの結像中心を中心とする球面板に複数個のス
リットを前記光軸の移動方向に所定の間隔をおいて備え
たスリット板と、焦電型赤外線センサおよび赤外線透過
レンズと一体に移動し、前記スリットの開閉状態を検出
するスリットセンサとを備え、前記焦電型赤外線センサ
と前記赤外線透過レンズとを一体に前記回転軸の周りに
所定の一定速度で往復回転移動させ、対象物体から前記
スリットを通って入射する赤外線により前記対象物体の
温度と前記スリット板の温度との温度差とに応じた信号
を前記焦電型赤外線センサにより発生させて２次元の熱
画像を検出するとともに、前記スリットセンサにより前
記スリット板のスリットの開閉状態を検出するようにし
たことにより、焦電型赤外線センサが与える温度差情報
の位相情報を与えることができ、また、請求項４に係わ
る本発明においては、焦電型赤外線センサの出力信号が
与える温度差情報と、スリットセンサが与える温度差情
報の位相情報とにより、対象物体の温度そのものを検出
することができる。
【図１】請求項１に係わる本発明の一実施例の構成を示
す斜視図
す斜視図
【図２】同実施例における焦電型赤外線センサの赤外線
検出素子の配列を示す平面図
検出素子の配列を示す平面図
【図３】同実施例における赤外線検出装置の光軸回転方
向における検出範囲を示す平面図
向における検出範囲を示す平面図
【図４】請求項２に係わる本発明の一実施例の構成を示
す斜視図
す斜視図
【図５】同実施例における赤外線検出装置の光軸回転方
向における検出範囲を示す平面図
向における検出範囲を示す平面図
【図６】請求項３に係わる本発明の構成を示す斜視図
【図７】請求項３に係わる本発明における焦電型赤外線
センサの出力とスリットセンサの出力とを示す波形図
センサの出力とスリットセンサの出力とを示す波形図
【図８】従来の熱画像検出装置の構成を示す断面図
【図９】同熱画像検出装置におけるチョッピング機構を
示す斜視図
示す斜視図
【図１０】焦電型赤外線センサの電気信号発生動作を示
す波形図
す波形図
【図１１】他の従来の熱画像検出装置の概略構成を示す
模式図
模式図
１ 焦電型赤外線センサ ２ 赤外線透過レンズ ３ スリット板 ５ 赤外線センサの結像中心 ８ 回転軸 ９ 検出視野 １３ 死角 ２０ スリットセンサ（フォトインタラプタ）
───────────────────────────────────────────────────── 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 8/12 Ｈ０４Ｎ 5/33
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸の周りに往復回転して受光面の方
向を変える焦電型赤外線センサと、前記焦電型赤外線セ
ンサに入射赤外線を結像させ、前記回転軸の周りに前記
焦電型赤外線センサと一体に回転してその光軸方向を変
える赤外線透過レンズと、前記赤外線透過レンズの前方
に設定され、前記焦電型赤外線センサの結像中心を中心
とする球面板に複数個のスリットを前記光軸の移動方向
に所定の間隔をおいて備えたスリット板とを備え、前記
焦電型赤外線センサと前記赤外線透過レンズとを一体に
前記回転軸の周りに所定の一定速度で往復回転移動さ
せ、対象物体から前記スリットを通って入射する赤外線
により前記対象物体の温度と前記スリット板の温度との
温度差とに応じた信号を前記焦電型赤外線センサにより
発生させて２次元の熱画像を検出するようにした熱画像
検出装置。 - 【請求項２】 焦電型赤外線センサの回転ごとに、１つ
のスリットを介した検出視野幅だけ前記スリット板を光
軸の移動方向に移動させ、検出不感部を補間するように
した請求項１記載の熱画像検出装置。 - 【請求項３】 回転軸の周りに往復回転して受光面の方
向を変える焦電型赤外線センサと、前記焦電型赤外線セ
ンサに入射赤外線を結像させ、前記回転軸の周りに前記
焦電型赤外線センサと一体に回転してその光軸方向を変
える赤外線透過レンズと、前記赤外線透過レンズの前方
に設定され、前記焦電型赤外線センサの結像中心を中心
とする球面板に複数個のスリットを前記光軸の移動方向
に所定の間隔をおいて備えたスリット板と、焦電型赤外
線センサおよび赤外線透過レンズと一体に移動し、前記
スリットの開閉状態を検出するスリットセンサとを備
え、前記焦電型赤外線センサと前記赤外線透過レンズと
を一体に前記回転軸の周りに所定の一定速度で往復回転
移動させ、対象物体から前記スリットを通って入射する
赤外線により前記対象物体の温度と前記スリット板の温
度との温度差とに応じた信号を前記焦電型赤外線センサ
により発生させて２次元の熱画像を検出するとともに、
前記スリットセンサにより前記スリット板のスリットの
開閉状態を検出するようにした熱画像検出装置。 - 【請求項４】 焦電型赤外線センサの出力信号が与える
対象物体とスリット板との温度差と、スリットセンサが
検出するスリットの開閉状態の情報とにより、対象物体
の温度を検出するようにした請求項３記載の熱画像検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19583994A JPH0862049A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 熱画像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19583994A JPH0862049A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 熱画像検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862049A true JPH0862049A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16347869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19583994A Pending JPH0862049A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 熱画像検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862049A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014153246A (ja) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Mega Chips Corp | センサ装置およびセンサ応用機器 |
| CN108627200A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-09 | 江苏集萃有机光电技术研究所有限公司 | 环境信息采集装置及电子终端 |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP19583994A patent/JPH0862049A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014153246A (ja) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Mega Chips Corp | センサ装置およびセンサ応用機器 |
| CN108627200A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-09 | 江苏集萃有机光电技术研究所有限公司 | 环境信息采集装置及电子终端 |
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