JPH0886884A - 熱物体検出装置 - Google Patents

熱物体検出装置

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JPH0886884A
JPH0886884A JP22058794A JP22058794A JPH0886884A JP H0886884 A JPH0886884 A JP H0886884A JP 22058794 A JP22058794 A JP 22058794A JP 22058794 A JP22058794 A JP 22058794A JP H0886884 A JPH0886884 A JP H0886884A
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JP
Japan
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sensor
infrared
thermal
detection
signal
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Pending
Application number
JP22058794A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Hashimoto
Mariko Kawaguri
Katsuya Morinaka
Nobuyuki Yoshiike
信幸 吉池
克也 森仲
和彦 橋本
真理子 河栗
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Ind Co Ltd, 松下電器産業株式会社 filed Critical Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造で容易に空間に存在する発熱物体を
検知できる装置の提供。 【構成】焦電赤外線センサ1及び、センサ1を移動させ
る駆動部4を備えた赤外線検出手段と、センサ1に入射
する赤外線を集光するための複数の赤外線集光レンズ2
と、センサ1とレンズ2との中間に赤外線を部分的に遮
蔽する固定されたマスク3と、赤外線検出手段からの信
号を処理する信号処理手段とを備えた熱物体検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、焦電型の赤外線センサ
をもちいた熱物体検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、セキュリティや空調制御におい
て、室内にいる人間の有無や行動を検知する測定装置へ
の要求が高まりつつ有る。
【0003】従来、空間の温度分布を測定し、人体を検
知する方法は、量子型赤外線カメラを用いる方法と、C
CD可視カメラにより人体を判定する方法がある。これ
らの方法は技術的に可能であるが、装置としては、高価
なものとなる。
【0004】一方、焦電センサを用いて、空間温度分布
を求める方法には、特開昭64−88391、特開昭5
7−185695、特開平2−183752、特開平2
−196932等に記載のごとく、単一の焦電センサを
用いて、機構的に縦方向および横方向に方向走査させて
各方向毎の入力エネルギーを検知し、温度分布を求める
方法が有る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
量子型のセンサの場合、測定温度精度と解像度は高いが
センサ部分の冷却が必要であることから高価なものとな
り家庭用機器への利用にはそぐわないものである。一
方、後者の焦電センサを用いたものは、センサ感度が低
いという問題と機構の複雑さおよび信号処理の複雑さか
ら、空間分解能および温度分解能が低いという解決すべ
き課題が有った。
【0006】本発明は、この様な従来のセンサの課題を
考慮し、焦電センサ等の赤外線アレイセンサを用いて低
コストで小型でより簡便に熱物体を測定する装置を提供
することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、焦電赤外線セ
ンサ及び、前記センサを移動させる駆動部を備えた赤外
線検出手段と、前記センサに入射する赤外線を集光する
ための複数の赤外線集光レンズと、前記センサと前記レ
ンズとの中間に赤外線を部分的に遮蔽する固定されたマ
スクと、前記赤外線検出手段からの信号を処理する信号
処理手段とを備えたものである。
【0008】本発明は、焦電赤外線センサ及び、前記セ
ンサを移動させる駆動部を備えた赤外線検出手段と、前
記センサへ入射する赤外線を部分的に遮蔽する固定され
たマスクと、前記センサと前記マスクとの中間に配置さ
れ、そのセンサに入射する赤外線を集光するための赤外
線集光レンズと、前記赤外線検出手段からの信号を処理
する信号処理手段とを備えたものである。
【0009】
【作用】本発明では、焦電赤外線センサを駆動部が移動
させるとともに、多数配置された赤外線集光レンズが入
射する赤外線を順番にそのセンサに集光する。其の結
果、赤外線センサ自体を回転走査することにより、特別
なチョッピング駆動手段を用いること無しに、測定空間
内に存在する発熱物体を、簡便に検知できる。
【0010】本発明は、焦電赤外線センサ及びレンズが
移動する。そこへマスクを通じて光がセンサへ入射す
る。其の結果、赤外線センサ自体を回転走査することに
より、特別なチョッピング駆動手段を用いること無し
に、測定空間内に存在する発熱物体を、簡便に検知でき
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1、図2は本発明の一実施例を説明する
ための概略構成を示すものであって、図1は図2におけ
るA−B線に沿った断面図、図2は図1におけるC−D
線に沿った断面図を示す。図に於て、回転駆動部4には
3個のポイントタイプの焦電型赤外線センサ1を固定治
具6を介して接続され、該センサ1の前面に赤外線を該
焦電センサ1に集光するための赤外線レンズ2を設け、
さらに、前記レンズ2と前記センサ1との中間に部分的
に赤外線を透過可能な赤外線遮光マスク3を設置する。
回転駆動部4とセンサ1とで赤外線検出手段を構成す
る。
【0013】赤外線遮光マスク3は例えば、表面を黒色
化した金属製で、センサ回転軸をほぼ中心とした球面状
であって、図3に示す展開図のように部分的に赤外線透
過部を複数個設ける。
【0014】赤外線レンズ2は、ポリエチレン製のフレ
ネルレンズであって、図4に示すように複数の赤外線レ
ンズを有し、各レンズにより集光された赤外線は前記赤
外線遮光マスク3の透過部を通って前記赤外線センサ1
に照射される。
【0015】いま、図1において3時の方角から9時の
方向まで右回りで前記赤外線センサ1を回転駆動部4に
より回転走査させると、まず、空間1から空間9の輻射
赤外線が前記センサ1に次々と入射される。このときに
隣接する各空間の間に前記センサ1の対面する赤外線遮
光部3が横切りることとなり、センサ1の出力は、赤外
線遮光部3の温度(輻射エネルギー)と各空間からの輻
射エネルギーとの差が出力されることになる。信号処理
手段であるコンピュータは、その出力信号を受けて、回
転走査角度と出力値とにより、空間の輻射量を大まかに
評価でき、本実施例の場合、垂直方向約3θ度×水平方
向180度の範囲を3×9の空間分解能で熱輻射を測定
できる。測定終了後、反転走査により、センサ位置を元
の位置に戻す。この過程で、測定してもよい。
【0016】前記回転駆動部4はスッテッピングモータ
でもブラシレスモータでもよく、回転走査はステップ回
転でも連続回転でもよい。
【0017】また、上記実施例は3個のポイントタイプ
の赤外線センサ1を用いたが、3エレメントをアレイ状
に有する多素子センサでもよい。当然のことながら、素
子およびエレメント数に限定されるものではない。
【0018】また、1つの赤外線センサを用いて回転走
査により、1平面の熱分布を測定後前記センサの対面方
向を回転走査方向と垂直方向に一定角度傾けて、再度回
転走査することにより、1回目とは異なる平面を計測
し、順次この走査繰り返すことにより2次元の空間の熱
分布が測定できた。
【0019】次に、別の実施例について説明する。即
ち、赤外線遮光マスク3の表面温度をサーミスタを用い
て評価することにより、その結果とセンサ出力レベルか
ら、各空間に存在する発熱物体の種類および数(例えば
人体)を経験的に推定することができた。
【0020】例えば、図5に示すように、空間1に2人
及び空間3に1人がセンサから2から3mの位置にいた
場合、図中の下部に示すセンサ出力が得られる。すなわ
ち、空間1からの赤外線輻射エネルギーは大きいので、
焦電センサが空間1方向を向いたときに大きな出力が得
られ、センサが遮光部に再びさしかかった時に反転信号
みられ、空間2には発熱物体が無い場合、出力はゼロに
近ずく。空間3には1人がいた場合、人体からの赤外線
輻射エネルギーによってセンサ出力は空間1の時よりも
小さくでる。その結果、空間に存在するおおよその人数
と位置が検知でき、かつ、計測フレーム間の出力変動に
より、人体の活動状態が推定できた。
【0021】また、予め、測定空間における発熱物体、
例えば、事務所におけるパソコン、プリンタ等や家庭に
おけるテレビ、暖房器具等の位置情報を入力しておき、
測定時の熱分布データと比較することにより、人体など
の人数、位置を正確に推定できた。
【0022】なお、上記実施例では、マスクの外側に多
数のレンズが配設されたものであったが、その代わり
に、赤外線センサ1の先端近くに一個のレンズを取り付
け、センサ1の移動とともに移動させる様にしてもよ
い。この場合は、レンズが一個ですむという長所があ
る。
【0023】また、本発明のレンズは、マスクの外側に
固定したものと、赤外線センサとともに移動する内側の
ものとを同時に取り付けることも可能である。この様に
することによって、視野角を制限して2重センシングを
防止することが容易となる。
【0024】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、赤外線センサ自体を回転走査することによ
り、特別なチョッピング駆動手段を用いること無しに、
測定空間内に存在する発熱物体を、簡便に検知できる。
また、移動物体に限らず、静止物体も測定可能という効
果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱物体検出装置の1実施例の概略横断
面図。
【図2】本発明の熱物体検出装置の1実施例の概略縦断
面図。
【図3】本実施例の赤外線遮光マスクの展開図。
【図4】本実施例の赤外線レンズの概略展開図。
【図5】本実施例の計測時のセンサ出力グラフ。
【符号の説明】
1 赤外線センサ 2 赤外線レンズ 3 赤外線遮光マスク 4 回転駆動部 5 回転軸 6 固定治具
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 1/02 W 9309−2G 9406−2G G01V 9/04 D 9406−2G C (72)発明者 森仲 克也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焦電赤外線センサ及び、前記センサを移
    動させる駆動部を備えた赤外線検出手段と、前記センサ
    に入射する赤外線を集光するための複数の赤外線集光レ
    ンズと、前記センサと前記レンズとの中間に赤外線を部
    分的に遮蔽する固定されたマスクと、前記赤外線検出手
    段からの信号を処理する信号処理手段とを備えた熱物体
    検出装置。
  2. 【請求項2】 焦電赤外線センサ及び、前記センサを移
    動させる駆動部を備えた赤外線検出手段と、前記センサ
    へ入射する赤外線を部分的に遮蔽する固定されたマスク
    と、前記センサと前記マスクとの中間位置にあって、セ
    ンサとともに移動しながら、入射する赤外線を集光する
    ための赤外線集光レンズと、前記赤外線検出手段からの
    信号を処理する信号処理手段とを備えた熱物体検出装
    置。
  3. 【請求項3】 複数のレンズを球面上に設け、前記焦電
    赤外線センサが前記球面のほぼ中心点を通る回転軸を中
    心に回転走査することを特徴とする請求項1、又は2記
    載の熱物体検出装置。
  4. 【請求項4】 赤外線センサの対面方向を前記センサの
    回転走査方向と垂直方向に変化させことを特徴とする請
    求項3記載の熱物体検出装置。
  5. 【請求項5】 信号処理手段は、前記赤外線検出手段か
    らの信号により2次元の熱画像を作成し、作成した前記
    2次元熱画像から熱物体を判断することを特徴とする請
    求項1、又は2記載の熱物体検出装置。
  6. 【請求項6】 信号処理手段は、予め、空間における熱
    物体位置を入力し、必要測定時における前記赤外線検出
    手段からの信号による2次元の熱画像と比較処理するこ
    とにより、新規熱物体を検知することを特徴とする請求
    項5記載の熱物体検出装置。
JP22058794A 1994-09-14 1994-09-14 熱物体検出装置 Pending JPH0886884A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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