JPH0875545A - Pyroelectric infrared detector - Google Patents
Pyroelectric infrared detectorInfo
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- JPH0875545A JPH0875545A JP21437094A JP21437094A JPH0875545A JP H0875545 A JPH0875545 A JP H0875545A JP 21437094 A JP21437094 A JP 21437094A JP 21437094 A JP21437094 A JP 21437094A JP H0875545 A JPH0875545 A JP H0875545A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は赤外線の強度分布を検知
し、物体の位置や温度分布や人の挙動、火災の発生等に
関する情報を得ることのできる焦電型赤外線検出装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyroelectric infrared detector capable of detecting the intensity distribution of infrared rays and obtaining information on the position and temperature distribution of an object, the behavior of a person, the occurrence of a fire and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、赤外線カメラや防犯・防災あるい
は自動ドア等のセンサとして赤外線検出装置の需要が増
加している。2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for infrared detectors as sensors for infrared cameras, crime prevention / disaster prevention, or automatic doors.
【０００３】赤外線センサに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を用いた熱型のもの
がある。量子型の赤外線センサは液体窒素などで冷却し
ながら使用しなければならず、長時間連続して動作させ
るには不向きである。熱型の赤外線センサは、メンテナ
ンス性や装置サイズの点で優れており、防犯・防災ある
いは自動ドア等のセンサに多く用いられている。熱型の
中では焦電型の赤外線センサが、感度が高く赤外線源の
位置検出に適している。Infrared sensors include a quantum type using a compound semiconductor and a thermal type using a pyroelectric element or a thermistor. The quantum infrared sensor must be used while being cooled with liquid nitrogen or the like, and is not suitable for continuous operation for a long time. Thermal infrared sensors are excellent in terms of maintainability and device size, and are often used as sensors for crime prevention, disaster prevention, or automatic doors. Among the thermal type, the pyroelectric type infrared sensor has high sensitivity and is suitable for detecting the position of the infrared source.
【０００４】焦電型の赤外線センサを用いた装置では、
特開平４−１７５６２３号公報に示すようにセンサを１
次元アレイ状に薄膜で形成して作成したセンサアレイを
回転走査し２次元画像を得るものが注目されている。In a device using a pyroelectric infrared sensor,
As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 4-175623, a sensor is
Attention has been focused on a technique in which a sensor array formed by forming a thin film into a two-dimensional array is rotationally scanned to obtain a two-dimensional image.
【０００５】従来の装置では、図６に示すように、焦電
特性を示すＰＬＴ薄膜からなるセンサ画素５を直線上に
配置したセンサアレイ１をスイープ軸２に対して設計仕
様に応じた角度に取り付け、赤外光レンズ３ごとスイー
プ軸２を矢印Ａ方向に回転させると赤外光レンズ３を通
して測定空間の赤外線がセンサアレイ１上に結像し、赤
外線の強度変化が有るとその変化の大きさに応じた電圧
変化となって検出される。In the conventional device, as shown in FIG. 6, a sensor array 1 in which sensor pixels 5 made of a PLT thin film exhibiting pyroelectric characteristics are arranged on a straight line is formed at an angle corresponding to a design specification with respect to a sweep axis 2. When mounting and rotating the sweep axis 2 together with the infrared light lens 3 in the direction of arrow A, infrared rays in the measurement space are imaged on the sensor array 1 through the infrared light lens 3, and if there is a change in the intensity of the infrared light, the magnitude of the change will be large. It is detected as a voltage change according to the level.
【０００６】従来の装置をエアコンに搭載した例では、
測定した赤外線強度分布から室内の温度分布や人間の位
置・活動量等の情報を得、最適な空調制御を行ってい
る。In the example in which the conventional device is installed in the air conditioner,
Optimal air-conditioning control is performed by obtaining information such as indoor temperature distribution and human position / activity from the measured infrared intensity distribution.
【０００７】センサアレイ１は構成上の制約からセンサ
画素５間に赤外線を検出することができない不感領域を
持っており、実際に検出しているのは視野角Ｋ内の角度
で入射する赤外線であり死角Ｌ内の角度で入射する赤外
線は検出できない。The sensor array 1 has a dead region in which infrared rays cannot be detected between the sensor pixels 5 due to structural restrictions. What is actually detected is infrared rays incident at an angle within the viewing angle K. There is no detection of infrared rays incident at an angle within the blind spot L.
【０００８】エアコン等に搭載する場合は、測定空間が
比較的小さく死角になる範囲は狭い。また、多少の死角
があっても必要な情報を得ることができる。しかし、防
災等の用途で、屋外などの広い範囲に渡って測定を行う
場合、死角となる範囲が大きくなる。また、用途の性格
上死角を無視することはできない。When mounted on an air conditioner or the like, the measurement space is relatively small and the dead zone is narrow. In addition, necessary information can be obtained even if there is some blind spot. However, when the measurement is performed over a wide range such as outdoors for the purpose of disaster prevention, the range of the blind spot becomes large. In addition, the blind spot cannot be ignored due to the nature of the application.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の焦電型赤外線検
出装置では、赤外線の検出に用いていたセンサアレイ１
が構造上センサ画素５間に不感領域を持っており、測定
空間内に赤外線強度を検出することができない死角が存
在するという課題があった。In the conventional pyroelectric infrared detector, the sensor array 1 used for detecting infrared rays is used.
Has a dead area between the sensor pixels 5 due to its structure, and there is a problem in that there is a blind spot in the measurement space in which the infrared intensity cannot be detected.
【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、赤外
線強度分布を死角なく検出できる焦電型赤外線検出装置
を提供することを目的とする。The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a pyroelectric infrared detector capable of detecting the infrared intensity distribution without blind spots.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、センサアレイと赤外光レンズのうち少なく
とも一方を赤外光レンズの光軸に対して垂直方向に平行
移動させる平行移動手段を備えるものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a parallel movement in which at least one of a sensor array and an infrared light lens is translated in a direction perpendicular to the optical axis of the infrared light lens. It is equipped with means.
【００１２】あるいは、センサアレイと赤外光レンズの
うち少なくとも一方をスイープ軸を含む平面内で回転移
動させる回転移動手段を備えるものである。Alternatively, it is provided with a rotational movement means for rotationally moving at least one of the sensor array and the infrared light lens within a plane including the sweep axis.
【００１３】あるいは、センサアレイを赤外光レンズの
光軸に垂直な平面内で回転させるセンサ回転手段を備え
るものである。Alternatively, it is provided with a sensor rotating means for rotating the sensor array in a plane perpendicular to the optical axis of the infrared light lens.
【００１４】あるいは、複数のセンサアレイを備え、そ
れぞれのセンサアレイのセンサ画素の配列方向がスイー
プ軸に対してそれぞれ異なる角度で配置するものであ
る。Alternatively, a plurality of sensor arrays are provided and the sensor pixels of each sensor array are arranged at different angles with respect to the sweep axis.
【００１５】[0015]
【作用】本発明は上記構成において、平行移動手段がセ
ンサアレイと赤外光レンズのうち少なくとも一方を赤外
光レンズの光軸に対して垂直方向に平行移動させると、
平行移動前はセンサアレイの不感領域上に結像していた
死角内の赤外線が、センサアレイのセンサ画素上に結像
するようになる。したがって、１回目の測定を行った後
平行移動を行って２回目の測定を行うと、１回目の測定
で取得した赤外線強度分布の死角の赤外線強度分布が２
回目の測定で取得される。According to the present invention, in the above structure, when the parallel moving means moves at least one of the sensor array and the infrared light lens in a direction perpendicular to the optical axis of the infrared light lens,
The infrared rays within the blind spot, which were imaged on the dead area of the sensor array before the parallel movement, are now imaged on the sensor pixels of the sensor array. Therefore, when the parallel movement is performed after the first measurement and the second measurement is performed, the blind spot infrared intensity distribution of the infrared intensity distribution acquired in the first measurement is 2
Obtained at the second measurement.
【００１６】また、１回目の測定を行った後、回転移動
手段がセンサアレイと赤外光レンズのうち少なくとも一
方をスイープ軸を含む平面内で回転移動させると、回転
移動前はセンサアレイの不感領域上に結像していた死角
内の赤外線が、センサアレイのセンサ画素上に結像する
ようになる。したがって、１回目の測定を行った後回転
移動を行って２回目の測定を行うと、１回目の測定で取
得した赤外線強度分布の死角の赤外線強度分布が２回目
の測定で取得される。After the first measurement, if the rotational movement means rotationally moves at least one of the sensor array and the infrared light lens within the plane including the sweep axis, the sensor array is insensitive before the rotational movement. The infrared rays within the blind spot, which had been imaged on the area, are now imaged on the sensor pixels of the sensor array. Therefore, when the first measurement is performed and then the rotational movement is performed to perform the second measurement, the blind spot infrared intensity distribution of the infrared intensity distribution obtained in the first measurement is obtained in the second measurement.
【００１７】また、センサ回転手段がセンサアレイを赤
外光レンズの光軸に垂直な平面内で回転させると、回転
前にはセンサアレイの不感領域上に結像していた死角内
の赤外線が、センサアレイのセンサ画素上に結像するよ
うになる。したがって、１回目の測定を行った後回転移
動を行って２回目の測定を行うと、１回目の測定で取得
した赤外線強度分布の死角の赤外線強度分布が２回目の
測定で取得される。Further, when the sensor rotating means rotates the sensor array in a plane perpendicular to the optical axis of the infrared light lens, the infrared rays within the blind spot, which are imaged on the dead area of the sensor array before the rotation, are generated. , Images are formed on the sensor pixels of the sensor array. Therefore, when the first measurement is performed and then the rotational movement is performed to perform the second measurement, the blind spot infrared intensity distribution of the infrared intensity distribution obtained in the first measurement is obtained in the second measurement.
【００１８】また、複数のセンサアレイを備え、それぞ
れのセンサアレイのセンサ画素の配列方向がスイープ軸
に対してそれぞれ異なる角度で配置すると、任意のセン
サアレイの死角の赤外線を別のセンサアレイが検出する
ようになる。Further, when a plurality of sensor arrays are provided and the sensor pixels in each sensor array are arranged at different angles with respect to the sweep axis, another sensor array detects an infrared ray of a blind spot of any sensor array. Come to do.
【００１９】[0019]
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図１
を参照しながら説明する。なお、従来例で説明したもの
と同一構成部材には同一番号を用いる。図１は本発明の
第１の実施例の焦電型赤外線検出装置の斜視図である。(Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to. The same numbers are used for the same components as those described in the conventional example. 1 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to a first embodiment of the present invention.
【００２０】図１に示すように、センサアレイ１、スイ
ープ軸２、赤外光レンズ３、リニアアクチュエータ４か
ら構成される。As shown in FIG. 1, it comprises a sensor array 1, a sweep shaft 2, an infrared lens 3, and a linear actuator 4.
【００２１】センサアレイ１はＰＬＴ薄膜からなるセン
サ画素５を直線上に配置したもので、センサ画素面がス
イープ軸２と所定の角度になるよう設置されている。セ
ンサ画素５はＰＬＴ薄膜の他にＬｉＴａＯ3やＰＺＴ系
あるいはＰＴ系のセラミックおよび薄膜、ＰＶＦ2など
を用いて構成することも可能である。The sensor array 1 is formed by arranging sensor pixels 5 made of a PLT thin film on a straight line, and is arranged so that the sensor pixel surface forms a predetermined angle with the sweep axis 2. In addition to the PLT thin film, the sensor pixel 5 can be configured using LiTaO 3 , PZT-based or PT-based ceramic and thin film, PVF 2, or the like.
【００２２】スイープ軸２を駆動させ測定することによ
り、センサアレイ１で２次元の赤外線強度分布を得るこ
とができる。By driving and measuring the sweep axis 2, the sensor array 1 can obtain a two-dimensional infrared intensity distribution.
【００２３】赤外光レンズ３は赤外線を透過するシリコ
ンを研磨して作成した球面レンズで、光軸センサアレイ
１のセンサ画素５面と直交するように位置し、スイープ
軸２の回転と連動して回転移動するようになっている。The infrared light lens 3 is a spherical lens made by polishing silicon which transmits infrared light, and is positioned so as to be orthogonal to the surface of the sensor pixel 5 of the optical axis sensor array 1, and is interlocked with the rotation of the sweep shaft 2. It is designed to rotate and move.
【００２４】リニアアクチュエータ４はソレノイドで構
成され、センサアレイ１をセンサ画素５面と赤外光レン
ズ３の光軸との角度、センサアレイ１と赤外光レンズ３
の距離を一定に保ったまま平行移動させる平行移動手段
を構成している。ソレノイドの他に、圧電素子やカム機
構を用いても装置を構成することができる。The linear actuator 4 is composed of a solenoid, and the sensor array 1 is formed by the angle between the sensor pixel 5 surface and the optical axis of the infrared light lens 3, the sensor array 1 and the infrared light lens 3.
The parallel moving means is configured to move in parallel while keeping a constant distance. The device can be configured by using a piezoelectric element or a cam mechanism in addition to the solenoid.
【００２５】以上のように構成された焦電型赤外線検出
装置の動作に付いて説明する。まず、センサアレイ１を
所定の位置に固定して、スイープ軸２を矢印で示す往時
回転方向Ａに回転させ測定を行うと、視野角Ｘ内の角度
で入射する赤外線の強度が得られる。スイープ軸２を往
時回転方向Ａに所定角度だけ回転させた後、リニアアク
チュエータ４によりセンサアレイ１をセンサ画素面と赤
外光レンズ３の光軸と直角な移動方向Ｃに移動させる。
この移動によりセンサアレイ１の不感領域の位置にセン
サ画素５が来る。センサアレイ１を移動させた後、スイ
ープ軸２を矢印で示す復時回転方向Ｂに回転させると、
視野角Ｙ内の角度で入射する赤外線の強度が得られる。
初期の位置に戻ったら、リニアアクチュエータ４により
センサアレイ１を当初の位置に移動させる。往時と復時
に得られた赤外線強度のデータを合成すると、死角の無
い赤外線強度分布を得ることができる。The operation of the pyroelectric infrared detector constructed as above will be described. First, when the sensor array 1 is fixed at a predetermined position and the sweep shaft 2 is rotated in the forward rotation direction A indicated by the arrow to perform measurement, the intensity of infrared rays incident at an angle within the viewing angle X can be obtained. After the sweep shaft 2 is rotated in the forward rotation direction A by a predetermined angle, the linear actuator 4 moves the sensor array 1 in a moving direction C perpendicular to the sensor pixel surface and the optical axis of the infrared light lens 3.
By this movement, the sensor pixel 5 comes to the position of the dead area of the sensor array 1. After the sensor array 1 is moved, the sweep shaft 2 is rotated in the backward rotation direction B indicated by the arrow,
The intensity of the infrared rays incident at an angle within the viewing angle Y can be obtained.
After returning to the initial position, the linear actuator 4 moves the sensor array 1 to the initial position. By combining the infrared intensity data obtained in the forward and backward directions, it is possible to obtain an infrared intensity distribution with no blind spots.
【００２６】第１の実施例では、センサアレイ１をセン
サ画素５面と赤外光レンズ３の光軸と直角に平行移動さ
せた。しかし、センサアレイ１をスイープ軸２に沿って
平行移動させても赤外光レンズ３の焦点深度内に納まっ
ていれば同様の結果が得られる。In the first embodiment, the sensor array 1 is moved in parallel with the surface of the sensor pixel 5 and the optical axis of the infrared light lens 3 at a right angle. However, even if the sensor array 1 is moved in parallel along the sweep axis 2, the same result can be obtained as long as it is within the depth of focus of the infrared light lens 3.
【００２７】なお、センサアレイ１ではなく赤外光レン
ズ３を移動させても同様の効果が得られる。The same effect can be obtained by moving the infrared lens 3 instead of the sensor array 1.
【００２８】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
について図２を参照しながら説明する。なお、第１の実
施例で説明したものと同一構成部材には同一番号を用い
る。図２は本発明の第２の実施例の焦電型赤外線検出装
置の斜視図である。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals. FIG. 2 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to the second embodiment of the present invention.
【００２９】図２に示すように、センサアレイ１、スイ
ープ軸２、赤外光レンズ３、ハウジング６、リニアアク
チュエータ７から構成される。As shown in FIG. 2, it comprises a sensor array 1, a sweep shaft 2, an infrared lens 3, a housing 6 and a linear actuator 7.
【００３０】センサアレイ１はＰＬＴ薄膜からなるセン
サ画素５を直線上に配置したもので、センサ画素面がス
イープ軸２と所定の角度になるようハウジング６に設置
されている。センサ画素５はＰＬＴ薄膜の他にＬｉＴａ
Ｏ3やＰＺＴ系あるいはＰＴ系のセラミックおよび薄
膜、ＰＶＦ2などを用いて構成することも可能である。The sensor array 1 is formed by arranging sensor pixels 5 made of a PLT thin film on a straight line, and is installed in a housing 6 so that the sensor pixel surface forms a predetermined angle with the sweep axis 2. The sensor pixel 5 is made of LiTa in addition to the PLT thin film.
It is also possible to use O 3 or PZT-based or PT-based ceramics and thin films, PVF 2 or the like.
【００３１】スイープ軸２を駆動させ測定することによ
り、センサアレイ１で２次元の赤外線強度分布を得るこ
とができる。By driving and measuring the sweep axis 2, the sensor array 1 can obtain a two-dimensional infrared intensity distribution.
【００３２】赤外光レンズ３は、赤外線を透過するシリ
コンを研磨して作成した球面レンズで、光軸がセンサア
レイ１のセンサ画素５面と直交するように位置し、スイ
ープ軸２の回転と連動して回転移動するようハウジング
６に固定されている。ハウジング６は、スイープ軸２と
赤外光レンズ３の光軸に直交するハウジング回転軸８回
りに回転できるようスイープ軸２で支持されている。リ
ニアアクチュエータ７は、ソレノイドで構成され、ハウ
ジング６をハウジング回転軸８回りに回転移動させる回
転移動手段を構成している。ソレノイドの他に、圧電素
子やカム機構を用いても装置を構成することができる。The infrared light lens 3 is a spherical lens made by polishing silicon that transmits infrared rays, and is positioned so that its optical axis is orthogonal to the surface of the sensor pixel 5 of the sensor array 1 and rotates the sweep axis 2. It is fixed to the housing 6 so as to rotate together. The housing 6 is supported by the sweep shaft 2 so as to be rotatable about a housing rotating shaft 8 which is orthogonal to the optical axes of the sweep shaft 2 and the infrared light lens 3. The linear actuator 7 is composed of a solenoid and constitutes a rotational movement means for rotationally moving the housing 6 around the housing rotation shaft 8. The device can be configured by using a piezoelectric element or a cam mechanism in addition to the solenoid.
【００３３】以上のように構成された焦電型赤外線検出
装置の動作に付いて説明する。まず、センサアレイ１を
所定の位置に固定して、スイープ軸２を矢印で示す往時
回転方向Ａに回転させると、視野角Ｘ内の角度で入射す
る赤外線の強度が得られる。スイープ軸２を往時回転方
向Ａに所定角度だけ回転させた後、リニアアクチュエー
タ７を駆動方向Ｄに駆動し、センサアレイ１の死角の入
射光がセンサ画素５上に結像するよう、ハウジング６を
回転移動方向Ｅに回転移動させる。センサアレイ１を移
動させた後、スイープ軸２を復時回転方向Ｂに回転させ
ると、視野角Ｙ内の角度で入射する赤外線の強度が得ら
れる。初期の位置に戻ったら、リニアアクチュエータ７
によりハウジング６を当初の位置に回転移動させる。往
時と復時に得られた赤外線強度のデータを合成すると、
死角の無い赤外線強度分布を得ることができる。The operation of the pyroelectric infrared detector constructed as described above will be described. First, when the sensor array 1 is fixed at a predetermined position and the sweep shaft 2 is rotated in the forward rotation direction A indicated by an arrow, the intensity of infrared rays incident at an angle within the viewing angle X can be obtained. After rotating the sweep shaft 2 in the forward rotation direction A by a predetermined angle, the linear actuator 7 is driven in the drive direction D, and the housing 6 is mounted so that the incident light of the blind spot of the sensor array 1 is imaged on the sensor pixel 5. It is rotated in the rotational movement direction E. When the sweep axis 2 is rotated in the backward rotation direction B after the sensor array 1 is moved, the intensity of infrared rays incident at an angle within the viewing angle Y is obtained. After returning to the initial position, the linear actuator 7
To rotate the housing 6 to the initial position. Combining the infrared intensity data obtained at the time of going and returning,
It is possible to obtain an infrared intensity distribution with no blind spots.
【００３４】第２の実施例では、ハウジング６を回転移
動させることによりセンサアレイ１と赤外光レンズ３の
両方を移動させたが、センサアレイ１の視野角が赤外光
レンズ３の全視野角内に収まり、かつセンサアレイ１が
赤外光レンズ３の焦点深度内に収まっていれば、センサ
アレイ１あるいは赤外光レンズ３のどちらか一方だけ移
動させても同様の結果が得られる。In the second embodiment, both the sensor array 1 and the infrared lens 3 are moved by rotating the housing 6, but the viewing angle of the sensor array 1 is the entire field of view of the infrared lens 3. If the sensor array 1 is within the angle and the sensor array 1 is within the depth of focus of the infrared light lens 3, the same result can be obtained by moving either the sensor array 1 or the infrared light lens 3.
【００３５】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
について図３を参照しながら説明する。なお、第１の実
施例で説明したものと同一構成部材には同一番号を用い
る。図３は本発明の第３の実施例の焦電型赤外線検出装
置の斜視図である。(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those described in the first embodiment are designated by the same reference numerals. FIG. 3 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to a third embodiment of the present invention.
【００３６】図３に示すように、センサアレイ１、スイ
ープ軸２、赤外光レンズ３、ギア部を持つ回転ステージ
９、駆動ギア１０、モータ１１から構成される。As shown in FIG. 3, it comprises a sensor array 1, a sweep shaft 2, an infrared lens 3, a rotary stage 9 having a gear portion, a drive gear 10 and a motor 11.
【００３７】センサアレイ１は、ＰＬＴ薄膜からなるセ
ンサ画素５を直線上に配置したもので、センサ画素面が
スイープ軸２と所定の角度になるよう回転ステージ９に
設置されている。センサ画素５は、ＰＬＴ薄膜の他にＬ
ｉＴａＯ3やＰＺＴ系あるいはＰＴ系のセラミックおよ
び薄膜、ＰＶＦ2などを用いて構成することも可能であ
る。The sensor array 1 is formed by arranging sensor pixels 5 made of a PLT thin film on a straight line, and is installed on a rotary stage 9 so that the sensor pixel surface forms a predetermined angle with the sweep axis 2. The sensor pixel 5 is L in addition to the PLT thin film.
It is also possible to use iTaO 3 , a PZT-based or PT-based ceramic and a thin film, PVF 2 or the like.
【００３８】スイープ軸２を駆動させ測定することによ
り、センサアレイ１で２次元の赤外線強度分布を得るこ
とができる。By driving and measuring the sweep axis 2, the sensor array 1 can obtain a two-dimensional infrared intensity distribution.
【００３９】赤外光レンズ３は、赤外線を透過するシリ
コンを研磨して作成した球面レンズで、光軸がセンサア
レイ１のセンサ画素面と直交するように位置し、スイー
プ軸２の回転と連動して回転移動するようになってい
る。回転ステージ９は、駆動ギア１０とギア列構成する
ギア部を持っており、モータ１１を駆動させることによ
り赤外光レンズ３の光軸回りに回転するように設置され
ている。The infrared lens 3 is a spherical lens made by polishing silicon which transmits infrared rays, and is positioned so that its optical axis is orthogonal to the sensor pixel surface of the sensor array 1 and interlocked with the rotation of the sweep axis 2. Then, it is designed to rotate and move. The rotary stage 9 has a drive gear 10 and a gear portion forming a gear train, and is installed so as to rotate around the optical axis of the infrared light lens 3 by driving a motor 11.
【００４０】また、赤外線強度測定時の死角を完全に無
くすため、赤外光レンズ３の光軸つまり回転ステージ９
の回転軸が、センサアレイ１の１センサ画素５の中を通
るように、センサアレイ１を配置するのが望ましい。Further, in order to completely eliminate the blind spot during the infrared intensity measurement, the optical axis of the infrared light lens 3, that is, the rotary stage 9
It is desirable to arrange the sensor array 1 so that the rotation axis of the sensor array 1 passes through one sensor pixel 5 of the sensor array 1.
【００４１】以上のように構成された焦電型赤外線検出
装置の動作に付いて図３および図４を参照しながら説明
する。まず、センサアレイ１を所定の位置に固定して、
スイープ軸２を往時回転方向Ａに回転させると、視野角
Ｘ内の角度で入射する赤外線の強度が得られる。スイー
プ軸２を往時回転方向Ａに所定角度だけ回転させた後、
モータ１１を駆動させ駆動ギア１０を介して回転ステー
ジ９を１８０°回転させて、往時に死角となって測定で
きなかった赤外線が測定できるように、センサアレイ１
を回転させる。The operation of the pyroelectric infrared detector constructed as above will be described with reference to FIGS. 3 and 4. First, fix the sensor array 1 in place,
When the sweep shaft 2 is rotated in the forward rotation direction A, the intensity of infrared rays incident at an angle within the viewing angle X can be obtained. After rotating the sweep shaft 2 in the forward rotation direction A by a predetermined angle,
The sensor array 1 is configured so that the motor 11 is driven to rotate the rotary stage 9 through the drive gear 10 by 180 °, and the infrared rays that have become blind spots and cannot be measured in the forward direction can be measured.
To rotate.
【００４２】つまり、図４に示すように、センサアレイ
１を回転中心Ｆの回りに１８０°回転させ、姿勢Ｍのよ
うにセンサアレイ１の不感領域の位置にセンサ画素５が
来るようにする。図４中、回転中心Ｆと回転中心Ｇは実
際には同一で、説明の都合上ずらして表示したものであ
る。スイープ軸２は、往時回転方向Ｈ、復時回転方向Ｊ
に回転し、赤外光レンズ３の光軸は回転中心Ｆを通るよ
うに設定されている。That is, as shown in FIG. 4, the sensor array 1 is rotated by 180 ° around the rotation center F so that the sensor pixel 5 comes to the position of the dead region of the sensor array 1 like the posture M. In FIG. 4, the center of rotation F and the center of rotation G are actually the same, and are shown in a shifted manner for convenience of explanation. The sweep shaft 2 has a forward rotation direction H and a backward rotation direction J.
The optical axis of the infrared lens 3 is set so as to pass through the rotation center F.
【００４３】また、センサアレイ１を回転中心Ｆの回り
に４５°回転させると姿勢Ｎになり、死角の赤外線を検
出できる。ここで姿勢Ｎでスイープ軸２を回転させスイ
ープすると死角が生じないが、検出画素がひねれて扱い
にくくなるなめセンサアレイ１のセンサ画素５配列方向
とスイープ軸２は交わるように配置し、１８０°回転さ
せて死角の赤外線を検出するのが望ましい。Further, when the sensor array 1 is rotated by 45 ° around the rotation center F, the sensor array 1 becomes the posture N, and the blind spot infrared rays can be detected. Here, if the sweep axis 2 is rotated in the posture N and sweeping does not cause a blind spot, it is difficult to handle because the detection pixels are twisted. It is desirable to rotate and detect the blind spot infrared rays.
【００４４】回転ステージ９を回転させた後、スイープ
軸２を復時回転方向Ｂに回転させると、視野角Ｙ内の角
度で入射する赤外線の強度が得られる。初期の位置に戻
ったら、モータ１１を逆回転させ駆動ギア１０を介して
回転ステージ９を回転させ、センサアレイ１を当初の位
置に回転させる。往時と復時に得られた赤外線強度のデ
ータを合成すると、死角の無い赤外線強度分布を得るこ
とができる。When the sweep shaft 2 is rotated in the backward rotation direction B after rotating the rotary stage 9, the intensity of the incident infrared rays at an angle within the viewing angle Y can be obtained. After returning to the initial position, the motor 11 is rotated in the reverse direction to rotate the rotary stage 9 via the drive gear 10 to rotate the sensor array 1 to the initial position. By combining the infrared intensity data obtained in the forward and backward directions, it is possible to obtain an infrared intensity distribution with no blind spots.
【００４５】（実施例４）本発明の第４の施例について
図５を参照しながら説明を行う。図５は本発明の第４の
実施例の焦電型赤外線検出装置の斜視図である。(Embodiment 4) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【００４６】図５に示すように、センサアレイ１ａ、１
ｂ、スイープ軸２ａ、２ｂ、赤外光レンズ３ａ、３ｂか
ら構成される。As shown in FIG. 5, the sensor arrays 1a, 1
b, sweep axes 2a and 2b, and infrared light lenses 3a and 3b.
【００４７】センサアレイ１ａ、１ｂは、ＰＬＴ薄膜か
らなるセンサ画素５ａ、５ｂを直線上に配置したもの
で、センサ画素面がスイープ軸２ａ、２ｂと所定の角度
になるよう設置されている。センサアレイ１ａのセンサ
画素面がスイープ軸２ａとなす角度θ１と、センサアレ
イ１ｂのセンサ画素面がスイープ軸２ｂとなす角度θ２
とは互いに異なり、センサアレイ１ａの死角位置に焦電
センサアレイ１ｂの視野角が位置するように配置されて
いる。ここで、センサ画素５ａ、５ｂは、ＰＬＴ薄膜の
他にＬｉＴａＯ3やＰＺＴ系あるいはＰＴ系のセラミッ
クおよび薄膜、ＰＶＦ2などを用いて構成することも可
能である。The sensor arrays 1a and 1b are formed by arranging the sensor pixels 5a and 5b made of a PLT thin film on a straight line, and are arranged so that the sensor pixel surface forms a predetermined angle with the sweep axes 2a and 2b. The angle θ1 formed by the sensor pixel surface of the sensor array 1a with the sweep axis 2a, and the angle θ2 formed by the sensor pixel surface of the sensor array 1b with the sweep axis 2b.
Unlike the above, the pyroelectric sensor array 1b is arranged so that the viewing angle of the pyroelectric sensor array 1b is located at the blind spot position of the sensor array 1a. Here, the sensor pixels 5a and 5b can be configured by using LiTaO 3 , PZT-based or PT-based ceramics and thin films, PVF 2 and the like in addition to the PLT thin films.
【００４８】スイープ軸２ａ、２ｂを駆動させ測定する
ことにより、センサアレイ１ａ、１ｂで２次元の赤外線
強度分布を得ることができる。By driving and measuring the sweep axes 2a and 2b, it is possible to obtain a two-dimensional infrared intensity distribution with the sensor arrays 1a and 1b.
【００４９】赤外光レンズ３ａ、３ｂは、赤外線を透過
するシリコンを研磨して作成した球面レンズで、光軸が
センサアレイ１ａ、１ｂのセンサ画素面と直交するよう
に位置し、スイープ軸２ａ、２ｂの回転と連動して回転
移動するようになっている。The infrared light lenses 3a and 3b are spherical lenses made by polishing silicon which transmits infrared rays, and are positioned so that their optical axes are orthogonal to the sensor pixel surfaces of the sensor arrays 1a and 1b, and the sweep axis 2a. 2b is rotated in conjunction with the rotation of 2b.
【００５０】以上のように構成された焦電型赤外線検出
装置の動作に付いて説明する。まず、センサアレイ１ａ
をスイープ軸２ａを回転方向Ａ１に回転させると、視野
Ｚ１内の赤外線の強度が得られる。同時に、センサアレ
イ１ｂをスイープ軸２ｂを回転方向Ａ２に回転させる
と、視野Ｚ２内の赤外線の強度が得られる。The operation of the pyroelectric infrared detection device configured as described above will be described. First, the sensor array 1a
When the sweep axis 2a is rotated in the rotation direction A1, the intensity of infrared rays in the visual field Z1 is obtained. At the same time, when the sensor array 1b is rotated about the sweep axis 2b in the rotation direction A2, the intensity of infrared rays within the visual field Z2 is obtained.
【００５１】センサアレイ１ａの死角位置にセンサアレ
イ１ｂの視野角が位置するように配置されていることか
ら、センサアレイ１ａが検出する赤外線とセンサアレイ
１ｂが検出する赤外線とは互い違いになる。そして、セ
ンサアレイ１ａ、１ｂの赤外線強度データを合成する
と、死角の無い赤外線強度分布を得ることができる。Since the view angle of the sensor array 1b is located at the blind spot position of the sensor array 1a, the infrared rays detected by the sensor array 1a and the infrared rays detected by the sensor array 1b are staggered. Then, by combining the infrared intensity data of the sensor arrays 1a and 1b, it is possible to obtain an infrared intensity distribution with no blind spots.
【００５２】第４の実施例では、センサアレイ１ａとセ
ンサアレイ１ｂはそれぞれ異なるスイープ軸２ａ、２
ｂ、赤外光レンズ３ａ、３ｂを有しているが、２つのセ
ンサアレイを用い同一のスイープ軸、赤外光レンズで装
置を構成しても、２つのセンサアレイが赤外光レンズの
焦点深度内に納まっていれば同様の結果が得られる。In the fourth embodiment, the sensor arrays 1a and 1b have different sweep axes 2a and 2a, respectively.
b, the infrared light lenses 3a and 3b are provided, but even if the two sensor arrays are used to configure the device with the same sweep axis and infrared light lens, the two sensor arrays have the focus of the infrared light lens. Similar results can be obtained if it is within the depth.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、センサアレイと赤外光レンズのうち少なくとも一方
を赤外光レンズの光軸に対して垂直方向に平行移動させ
る平行移動手段を備える。あるいは、センサアレイと赤
外光レンズのうち少なくとも一方を赤外光レンズの光軸
を含む平面内で回転移動する回転移動手段を備える。あ
るいは、センサアレイを赤外光レンズの光軸に垂直な平
面内で回転させるセンサ回転手段を備える。あるいは、
複数のセンサアレイを備え、それぞれのセンサアレイの
センサ画素の配列方向がスイープ軸に対して、それぞれ
異なる角度で配置することにより、赤外線強度分布を死
角なく検出することができる。As is apparent from the above description, the present invention comprises parallel moving means for moving at least one of the sensor array and the infrared light lens in a direction perpendicular to the optical axis of the infrared light lens. . Alternatively, it is provided with a rotation moving means for rotating and moving at least one of the sensor array and the infrared lens within a plane including the optical axis of the infrared lens. Alternatively, it comprises a sensor rotation means for rotating the sensor array in a plane perpendicular to the optical axis of the infrared light lens. Alternatively,
By providing a plurality of sensor arrays and arranging the sensor pixels of each sensor array at different angles with respect to the sweep axis, the infrared intensity distribution can be detected without a blind spot.
【図１】本発明の第１の実施例の焦電型赤外線検出装置
の斜視図FIG. 1 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例の焦電型赤外線検出装置
の斜視図FIG. 2 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施例の焦電型赤外線検出装置
の斜視図FIG. 3 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】同、焦電センサアレイの回転移動を示す図FIG. 4 is a diagram showing the rotational movement of the pyroelectric sensor array.
【図５】本発明の第４の実施例の焦電型赤外線検出装置
の斜視図FIG. 5 is a perspective view of a pyroelectric infrared detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】従来の焦電型赤外線検出装置の斜視図FIG. 6 is a perspective view of a conventional pyroelectric infrared detection device.
１，１ａ，１ｂ センサアレイ ２，２ａ，２ｂ スイープ軸 ３，３ａ，３ｂ 赤外光レンズ ４ リニアアクチュエータ（平行移動手段） ５，５ａ，５ｂ センサ画素 ６ ハウジング（回転移動手段） ７ ニアアクチュエータ（回転移動手段） ８ ハウジング回転軸（回転移動手段） ９ 回転ステージ（センサ回転手段） １０ 駆動ギア（センサ回転手段） １１ モータ（センサ回転手段） 1, 1a, 1b Sensor array 2, 2a, 2b Sweep axis 3, 3a, 3b Infrared lens 4 Linear actuator (parallel moving means) 5, 5a, 5b Sensor pixel 6 Housing (rotating moving means) 7 Near actuator (rotating) Moving means) 8 Housing rotating shaft (rotating moving means) 9 Rotating stage (sensor rotating means) 10 Drive gear (sensor rotating means) 11 Motor (sensor rotating means)
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 Ｇ０１Ｊ 5/10 Ｃ 5/48 Ｂ Ｇ０１Ｖ 8/12 Ｈ０４Ｎ 5/33 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location G01J 5/10 C 5/48 B G01V 8/12 H04N 5/33
Claims (12)
列したセンサアレイと、入射する赤外線を前記センサア
レイ上に結像するための赤外光レンズと、前記センサア
レイのセンサ画素の配列方向に対して所定の角度に位置
し、前記センサアレイおよび赤外光レンズをスイープす
るスイープ軸と、前記センサアレイと赤外光レンズのう
ち少なくとも一方を赤外光レンズの光軸に対して垂直方
向に平行移動させる平行移動手段とを備えた焦電型赤外
線検出装置。1. A sensor array in which pyroelectric infrared sensor pixels are one-dimensionally arranged, an infrared light lens for focusing incident infrared rays on the sensor array, and an array of sensor pixels in the sensor array. A sweep axis that is positioned at a predetermined angle with respect to the direction and sweeps the sensor array and the infrared light lens, and at least one of the sensor array and the infrared light lens is perpendicular to the optical axis of the infrared light lens. A pyroelectric infrared detecting device comprising a parallel moving means for moving parallel to a direction.
くとも一方を赤外光レンズの光軸に対して垂直方向に平
行移動手段により平行に移動させ、２つ以上の位置で得
られたデータを合成して１つの赤外線強度分布を得るよ
うにした請求項１記載の焦電型赤外線検出装置。2. At least one of the sensor array and the infrared light lens is moved in parallel by a parallel moving means in a direction perpendicular to the optical axis of the infrared light lens to obtain data obtained at two or more positions. The pyroelectric infrared detection device according to claim 1, wherein one infrared intensity distribution is obtained by combining them.
ち初期の位置に逆回転して戻る往復回転を行い、往時に
センサアレイおよび赤外光レンズが任意の位置で赤外線
強度を測定し、復時には平行移動手段により前記センサ
アレイと赤外光レンズのうち少なくとも一方を赤外光レ
ンズの光軸に対して垂直方向に平行移動させて赤外線強
度を測定し、往時と復時のデータを合成して１つの赤外
線強度分布を得るようにした請求項２記載の焦電型赤外
線検出装置。3. The sweep shaft rotates by an arbitrary angle and then reciprocally rotates back to the initial position and back and forth. The sensor array and the infrared light lens measure the infrared intensity at an arbitrary position during the forward movement, and then return. At least one of the sensor array and the infrared light lens is sometimes moved in parallel in the direction perpendicular to the optical axis of the infrared light lens by the parallel moving means to measure the infrared intensity, and the forward and backward data are combined. The pyroelectric infrared detection device according to claim 2, wherein one infrared intensity distribution is obtained as a result.
列したセンサアレイと、入射する赤外線を前記センサア
レイ上に結像するための赤外光レンズと、前記センサア
レイのセンサ画素の配列方向に対して所定の角度に位置
し、前記センサアレイおよび赤外光レンズをスイープす
るスイープ軸と、前記センサアレイと赤外光レンズのう
ち少なくとも一方を前記スイープ軸を含む平面内で回転
移動させる回転移動手段とを備えた焦電型赤外線検出装
置。4. A sensor array in which pyroelectric infrared sensor pixels are one-dimensionally arranged, an infrared light lens for focusing incident infrared rays on the sensor array, and an array of sensor pixels in the sensor array. A sweep axis which is positioned at a predetermined angle with respect to the direction and sweeps the sensor array and the infrared light lens, and at least one of the sensor array and the infrared light lens is rotationally moved within a plane including the sweep axis. A pyroelectric infrared detection device comprising a rotational movement means.
くとも一方をスイープ軸を含む平面内で回転移動手段に
より回転移動させ、２つ以上の位置で得られたデータを
合成して１つの赤外線強度分布を得るようにした請求項
４記載の焦電型赤外線検出装置。5. At least one of the sensor array and the infrared light lens is rotationally moved by a rotational movement means within a plane including a sweep axis, and data obtained at two or more positions are combined to obtain one infrared intensity. The pyroelectric infrared detection device according to claim 4, wherein a distribution is obtained.
ち初期の位置に逆回転して戻る往復回転を行い、往時に
センサアレイおよび赤外光レンズが任意の位置で赤外線
強度を測定し、復時には回転移動手段により前記センサ
アレイと赤外光レンズのうち少なくとも一方をスイープ
軸を含む平面内で回転移動させて赤外線強度を測定し、
往時と復時のデータを合成して１つの赤外線強度分布を
得るようにした請求項５記載の焦電型赤外線検出装置。6. The sweep shaft rotates by an arbitrary angle and then reciprocally rotates back to the initial position and back-and-forth, and the sensor array and the infrared light lens measure infrared intensity at an arbitrary position at the time of forward movement and then return. Sometimes at least one of the sensor array and the infrared light lens is rotationally moved in a plane including the sweep axis by the rotational movement means to measure infrared intensity,
The pyroelectric infrared detection device according to claim 5, wherein one infrared intensity distribution is obtained by combining the forward and backward data.
列したセンサアレイと、入射する赤外線を前記センサア
レイ上に結像するための赤外光レンズと、前記センサア
レイのセンサ画素の配列方向に対して所定の角度に位置
し、前記センサアレイおよび赤外光レンズをスイープす
るスイープ軸と、前記センサアレイを前記赤外光レンズ
の光軸に垂直な平面内で回転させるセンサ回転手段とを
備えた焦電型赤外線検出装置。7. A sensor array in which pyroelectric infrared sensor pixels are one-dimensionally arranged, an infrared light lens for focusing incident infrared rays on the sensor array, and an array of sensor pixels in the sensor array. A sweep axis that is located at a predetermined angle with respect to the direction and that sweeps the sensor array and the infrared light lens; and a sensor rotation unit that rotates the sensor array in a plane perpendicular to the optical axis of the infrared light lens. Pyroelectric infrared detector equipped with.
外光レンズの光軸に垂直な平面内で回転させ、２つ以上
の位置で得られたデータを合成して１つの赤外線強度分
布を得るようにした請求項７記載の焦電型赤外線検出装
置。8. The sensor array is rotated by a sensor rotating means in a plane perpendicular to the optical axis of the infrared light lens to combine data obtained at two or more positions to obtain one infrared intensity distribution. The pyroelectric infrared detection device according to claim 7.
ち初期の位置に逆回転して戻る往復回転を行い、往時に
センサアレイが任意の位置で赤外線強度を測定し、復時
にはセンサ回転手段により前記センサアレイを赤外光レ
ンズの光軸に垂直な平面内で回転させて赤外線強度を測
定し、往時と復時のデータを合成して１つの赤外線強度
分布を得るようにした請求項８記載の焦電型赤外線検出
装置。9. A sweep shaft rotates by an arbitrary angle, then reciprocally rotates back to an initial position and returns, and a sensor array measures infrared intensity at an arbitrary position at the time of forward movement, and at the time of returning, by a sensor rotating means. The infrared ray intensity is measured by rotating the sensor array in a plane perpendicular to the optical axis of the infrared ray lens, and the forward and backward data are combined to obtain one infrared ray intensity distribution. Pyroelectric infrared detector.
配列した複数のセンサアレイと、入射する赤外線を前記
センサアレイ上に結像するための赤外光レンズと、前記
センサアレイのセンサ画素の配列方向に対して所定の角
度に位置し、前記センサアレイおよび赤外光レンズをス
イープするスイープ軸とを備え、それぞれの前記センサ
アレイのセンサ画素の配列方向と前記スイープ軸のなす
角度が互いに異なるようにした焦電型赤外線検出装置。10. A plurality of sensor arrays in which pyroelectric infrared sensor pixels are one-dimensionally arranged, an infrared light lens for focusing incident infrared rays on the sensor array, and sensor pixels of the sensor array. Is provided at a predetermined angle with respect to the array direction of the sensor array and a sweep axis for sweeping the infrared light lens, and the angle between the array direction of the sensor pixel of each sensor array and the sweep axis is mutually A different pyroelectric infrared detector.
タを合成して１つの赤外線強度分布を得るようにした請
求項１０記載の焦電型赤外線検出装置。11. The pyroelectric infrared detection device according to claim 10, wherein data obtained from a plurality of sensor arrays are combined to obtain one infrared intensity distribution.
成した請求項１ないし１１のいずれかに記載の焦電型赤
外線検出装置。12. The pyroelectric infrared detection device according to claim 1, wherein the pyroelectric infrared sensor pixel is formed of a thin film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21437094A JPH0875545A (en) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Pyroelectric infrared detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21437094A JPH0875545A (en) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Pyroelectric infrared detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875545A true JPH0875545A (en) | 1996-03-22 |
Family
ID=16654671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21437094A Pending JPH0875545A (en) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | Pyroelectric infrared detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875545A (en) |
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1994
- 1994-09-08 JP JP21437094A patent/JPH0875545A/en active Pending
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