JPH09318440A - 赤外線検出器 - Google Patents
赤外線検出器Info
- Publication number
- JPH09318440A JPH09318440A JP8135222A JP13522296A JPH09318440A JP H09318440 A JPH09318440 A JP H09318440A JP 8135222 A JP8135222 A JP 8135222A JP 13522296 A JP13522296 A JP 13522296A JP H09318440 A JPH09318440 A JP H09318440A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chopper
- liquid crystal
- sensor
- pyroelectric
- view
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い視野に対応して複数個の焦電センサを配
列した構造で、その焦電センサへの入射赤外線のチョッ
ピングを行う部分が小型でかつ温調が容易な赤外線検出
器を提供する。 【解決手段】 複数個の焦電センサＳ・・Ｓをアレイ化
し、このセンサアレイ２に対して組み込むチョッパとし
て、有効径が大きくて可動部のない液晶チョッパ３を用
いている。また液晶チョッパ３の前面側に、各焦電セン
サＳの視野をそれぞれ個別に区分するための遮光板４を
配置して、液晶チョッパ３を用いる際の問題点つまり各
エリア間におけるクロストークを解消している。
列した構造で、その焦電センサへの入射赤外線のチョッ
ピングを行う部分が小型でかつ温調が容易な赤外線検出
器を提供する。 【解決手段】 複数個の焦電センサＳ・・Ｓをアレイ化
し、このセンサアレイ２に対して組み込むチョッパとし
て、有効径が大きくて可動部のない液晶チョッパ３を用
いている。また液晶チョッパ３の前面側に、各焦電セン
サＳの視野をそれぞれ個別に区分するための遮光板４を
配置して、液晶チョッパ３を用いる際の問題点つまり各
エリア間におけるクロストークを解消している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築、輸送、工業
または農業等の各分野での環境測定用、防犯警報装置の
作動用、あるいは赤外線イメージセンサなどに用いられ
る赤外線検出器に関する。
または農業等の各分野での環境測定用、防犯警報装置の
作動用、あるいは赤外線イメージセンサなどに用いられ
る赤外線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】赤外線の輻射量により温度を測定する場
合、その温度検出に用いられるセンサとしては、サーモ
カップル（熱電対）、ボロメータ（サーミスタ）及び焦
電センサなどがある。これらのうち、焦電センサは、安
価で、安定的に使用が可能であることから、例えば環境
測定や防犯警報装置の作動等に用いるエリアセンサの要
素素子等に広く利用されている。
合、その温度検出に用いられるセンサとしては、サーモ
カップル（熱電対）、ボロメータ（サーミスタ）及び焦
電センサなどがある。これらのうち、焦電センサは、安
価で、安定的に使用が可能であることから、例えば環境
測定や防犯警報装置の作動等に用いるエリアセンサの要
素素子等に広く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、焦電センサ
は、微分検出型のセンサであり、上記した目的（温度測
定）で使用する場合、センサへの入射赤外線を所定の周
波数で変調するためのチョッパが必要となる。
は、微分検出型のセンサであり、上記した目的（温度測
定）で使用する場合、センサへの入射赤外線を所定の周
波数で変調するためのチョッパが必要となる。
【０００４】そのチョッパとしては、従来、回転式また
は電磁励起式の機械式チョッパが使用されているが、こ
のような機械式チョッパによると、チョッパの全面積に
対するチョッピングの面積（有効径）が小さいことか
ら、エリアセンサのように大視野の検出器を構成する場
合、検出器全体がかなり大型化なるという問題がある。
は電磁励起式の機械式チョッパが使用されているが、こ
のような機械式チョッパによると、チョッパの全面積に
対するチョッピングの面積（有効径）が小さいことか
ら、エリアセンサのように大視野の検出器を構成する場
合、検出器全体がかなり大型化なるという問題がある。
【０００５】また、焦電センサによる赤外線輻射量の測
定は、測定対象とチョッパとの温度差によって生じる焦
電出力の大きさを検出するといった方法で行われるた
め、安定した測定を行うにはチョッパの温度を一定に保
つことが必要となるが、エリアセンサのように大視野を
チョッピングする場合、前記したように機械式チョッパ
では大型になる点、さらにチョッピングの際に回転翼等
の可動部が動いている等の理由により、チョッパの温調
が非常に難しくなるといった問題もある。
定は、測定対象とチョッパとの温度差によって生じる焦
電出力の大きさを検出するといった方法で行われるた
め、安定した測定を行うにはチョッパの温度を一定に保
つことが必要となるが、エリアセンサのように大視野を
チョッピングする場合、前記したように機械式チョッパ
では大型になる点、さらにチョッピングの際に回転翼等
の可動部が動いている等の理由により、チョッパの温調
が非常に難しくなるといった問題もある。
【０００６】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、広い視野に対応して複数個の焦電センサを配列
した構造で、その焦電センサへの入射赤外線のチョッピ
ングを行う部分が小型でかつ温調が容易な赤外線検出器
の提供を目的とする。
もので、広い視野に対応して複数個の焦電センサを配列
した構造で、その焦電センサへの入射赤外線のチョッピ
ングを行う部分が小型でかつ温調が容易な赤外線検出器
の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の赤外線検出器は、図２に例示するように、
複数個の焦電センサＳ・・Ｓが配列されたセンサアレイ２
と、このセンサアレイ２が臨む視野上に配置された液晶
チョッパ３を有し、かつ、その液晶チョッパ３の前面側
に、各焦電センサＳの視野をそれぞれ個別に区分するた
めの遮光板４が配置されていることによって特徴づけら
れる。
め、本発明の赤外線検出器は、図２に例示するように、
複数個の焦電センサＳ・・Ｓが配列されたセンサアレイ２
と、このセンサアレイ２が臨む視野上に配置された液晶
チョッパ３を有し、かつ、その液晶チョッパ３の前面側
に、各焦電センサＳの視野をそれぞれ個別に区分するた
めの遮光板４が配置されていることによって特徴づけら
れる。
【０００８】このように、複数個の焦電センサＳ・・Ｓを
アレイ化することでセンサ部を小型化し、さらに各焦電
センサＳへの入射赤外線を変調するチョッパとして、有
効径が大きな液晶チョッパを用いることで、検出器全体
の小型化をはかることができる。しかも、液晶チョッパ
は可動部がなく、かつ小面積で熱容量が小さいので、そ
の温調を比較的容易に行うことができる。
アレイ化することでセンサ部を小型化し、さらに各焦電
センサＳへの入射赤外線を変調するチョッパとして、有
効径が大きな液晶チョッパを用いることで、検出器全体
の小型化をはかることができる。しかも、液晶チョッパ
は可動部がなく、かつ小面積で熱容量が小さいので、そ
の温調を比較的容易に行うことができる。
【０００９】ここで、以上の特性をもつ液晶チョッパを
単に配置するだけでは、赤外線の輻射量（温度）を正確
に測定できる検出器を実現することは難しい。その理由
を以下に述べる。
単に配置するだけでは、赤外線の輻射量（温度）を正確
に測定できる検出器を実現することは難しい。その理由
を以下に述べる。
【００１０】まず、液晶チョッパは、強誘電性液晶の電
気光学効果を利用して赤外領域の変調を行うタイプの変
調素子で、その強誘電性液晶に矩形波状の電界をかける
ことにより駆動され、そのときの液晶の過渡現象として
起こる赤外線の透過と散乱を利用したチョッパである
が、その散乱現象のために、図１に示すように、あるエ
リアに対応する焦電センサＳx に、本来の光学系（正視
野）では入らない赤外線が他のエリアから侵入すると、
その侵入光が液晶チョッパ（閉の状態）により散乱され
て焦電センサＳx に入射する可能性がある。ここで、焦
電センサによる温度測定では、上記したようにチョッパ
の開・閉による、視野からの輻射量とチョッパからの輻
射量との差から温度を求めるので、液晶チョッパが閉の
ときに、他のエリアから入ってくる侵入光（散乱光）は
温度測定に影響を与えることになる（信号光のクロスト
ーク）。
気光学効果を利用して赤外領域の変調を行うタイプの変
調素子で、その強誘電性液晶に矩形波状の電界をかける
ことにより駆動され、そのときの液晶の過渡現象として
起こる赤外線の透過と散乱を利用したチョッパである
が、その散乱現象のために、図１に示すように、あるエ
リアに対応する焦電センサＳx に、本来の光学系（正視
野）では入らない赤外線が他のエリアから侵入すると、
その侵入光が液晶チョッパ（閉の状態）により散乱され
て焦電センサＳx に入射する可能性がある。ここで、焦
電センサによる温度測定では、上記したようにチョッパ
の開・閉による、視野からの輻射量とチョッパからの輻
射量との差から温度を求めるので、液晶チョッパが閉の
ときに、他のエリアから入ってくる侵入光（散乱光）は
温度測定に影響を与えることになる（信号光のクロスト
ーク）。
【００１１】そこで、本発明においては、アレイ状に配
列した各焦電センサに、本来の光学系（正視野）以外か
らの赤外線が侵入することを阻止するため、図２に示す
ように、各焦電センサＳのそれぞれの視野を個別に区分
するような遮光板４を、液晶チョッパ３の前面視野側に
配置している。
列した各焦電センサに、本来の光学系（正視野）以外か
らの赤外線が侵入することを阻止するため、図２に示す
ように、各焦電センサＳのそれぞれの視野を個別に区分
するような遮光板４を、液晶チョッパ３の前面視野側に
配置している。
【００１２】
【発明の実施の形態】図２は本発明の実施の形態の構成
図、また図３はその実施の形態の回路系の構成を示すブ
ロック図である。
図、また図３はその実施の形態の回路系の構成を示すブ
ロック図である。
【００１３】この例の赤外線検出器１は、環境温度測定
用のエリアセンサで、検知エリアを複数の画素の分割す
べく配列された複数個の焦電センサＳ・・Ｓと、その各焦
電センサＳに対応して配列された視野レンズＬ・・Ｌから
なるセンサアレイ２を備えている。
用のエリアセンサで、検知エリアを複数の画素の分割す
べく配列された複数個の焦電センサＳ・・Ｓと、その各焦
電センサＳに対応して配列された視野レンズＬ・・Ｌから
なるセンサアレイ２を備えている。
【００１４】そのセンサアレイ２の前面視野側には液晶
チョッパ３が配置され、さらに液晶チョッパ３の前面側
に遮光板４が配置されており、これらセンサアレイ２、
液晶チョッパ３及び遮光板４の全体がケース５によって
覆われている。なお、ケース５の前面側には、赤外線の
透過率の高い材料製の窓５ａが設けられている。
チョッパ３が配置され、さらに液晶チョッパ３の前面側
に遮光板４が配置されており、これらセンサアレイ２、
液晶チョッパ３及び遮光板４の全体がケース５によって
覆われている。なお、ケース５の前面側には、赤外線の
透過率の高い材料製の窓５ａが設けられている。
【００１５】液晶チョッパ３は、強誘電性結晶の電気光
学効果を利用して赤外領域の変調を行うタイプの変調素
子で、駆動回路６により一定の変調周波数（例えば１５
Hz）で開閉動作するように構成されている。
学効果を利用して赤外領域の変調を行うタイプの変調素
子で、駆動回路６により一定の変調周波数（例えば１５
Hz）で開閉動作するように構成されている。
【００１６】また、遮光板４は、各焦電センサＳの視野
を、その視野の光線軸に沿ってそれぞれ個別に区分する
部材４ａ・・４ａと、各視野を更に多分割するための部材
４ｂ・・４ｂによって構成されている。
を、その視野の光線軸に沿ってそれぞれ個別に区分する
部材４ａ・・４ａと、各視野を更に多分割するための部材
４ｂ・・４ｂによって構成されている。
【００１７】そして、以上の構造において、各エリアの
視野内にある測定対象物からの輻射赤外線は液晶チョッ
パ３でチョッピングされ、それぞれ該当する焦電センサ
Ｓに導かれる。ここで、液晶チョッパ３が開のときは、
主として測定対象物からの輻射赤外線が焦電センサＳに
入射し、液晶チョッパ３が閉のときには、主としてチョ
ッパ３からの輻射赤外線が焦電センサＳに入射し、この
液晶チョッパ３の開・閉時における二つの輻射量の差に
大きさに応じた電圧信号が、各焦電センサＳから出力さ
れる。
視野内にある測定対象物からの輻射赤外線は液晶チョッ
パ３でチョッピングされ、それぞれ該当する焦電センサ
Ｓに導かれる。ここで、液晶チョッパ３が開のときは、
主として測定対象物からの輻射赤外線が焦電センサＳに
入射し、液晶チョッパ３が閉のときには、主としてチョ
ッパ３からの輻射赤外線が焦電センサＳに入射し、この
液晶チョッパ３の開・閉時における二つの輻射量の差に
大きさに応じた電圧信号が、各焦電センサＳから出力さ
れる。
【００１８】その各焦電センサＳの出力電圧信号は、そ
れぞれ、増幅器７及び信号処理回路８を経て温度に換算
した信号に変換にされた後に温度表示器９へと導かれ、
その変換後の信号に基づく温度つまり各エリアごとの温
度測定値が表示される。
れぞれ、増幅器７及び信号処理回路８を経て温度に換算
した信号に変換にされた後に温度表示器９へと導かれ、
その変換後の信号に基づく温度つまり各エリアごとの温
度測定値が表示される。
【００１９】なお、図２に示した実施の形態では、セン
サアレイ２に対して１枚の液晶チョッパ３を配置してい
るが、このような液晶チョッパはアレイ化することが可
能であるので、各焦電センサＳに対してそれぞれ液晶チ
ョッパを配置するといった形態を採ることも可能であ
る。
サアレイ２に対して１枚の液晶チョッパ３を配置してい
るが、このような液晶チョッパはアレイ化することが可
能であるので、各焦電センサＳに対してそれぞれ液晶チ
ョッパを配置するといった形態を採ることも可能であ
る。
【００２０】図４は本発明の他の実施の構成図である。
この図４の実施の形態においては、先の図２の構成に加
えて、略球面状の反射鏡（凸面鏡）１５を遮光板１４の
前方に配置し、その反射鏡１５によって、各視野内の測
定対象物体からの輻射赤外線を反射し、それぞれを互い
平行な光にコリメートしてセンサアレイ１２に導くよう
に構成している。
この図４の実施の形態においては、先の図２の構成に加
えて、略球面状の反射鏡（凸面鏡）１５を遮光板１４の
前方に配置し、その反射鏡１５によって、各視野内の測
定対象物体からの輻射赤外線を反射し、それぞれを互い
平行な光にコリメートしてセンサアレイ１２に導くよう
に構成している。
【００２１】そして、このような構成を採ることで、セ
ンサアレイ１２の小型集積化を容易に行うことができ、
これにより液晶チョッパ１３も小型で済むようになる。
さらに遮光板１４も単純な形態で済むことから、その製
作も容易になるといった効果を達成できる。
ンサアレイ１２の小型集積化を容易に行うことができ、
これにより液晶チョッパ１３も小型で済むようになる。
さらに遮光板１４も単純な形態で済むことから、その製
作も容易になるといった効果を達成できる。
【００２２】ここで、本発明の赤外線検出器によると、
チョッパを含めて可動部分がないので、音が全くせず検
出器の存在を感じさせないといった利点があることか
ら、本発明の赤外線検出器を、比較的静かな場所の環境
温度測定用のエリアセンサとして使用した場合、センサ
の存在が気にならず不快感を与えずに済むというような
効果がある。また、そのような利点は、センサの存在を
人に知らせたくないような場合、例えば防犯用の場合に
は、特に有効な効果となる。
チョッパを含めて可動部分がないので、音が全くせず検
出器の存在を感じさせないといった利点があることか
ら、本発明の赤外線検出器を、比較的静かな場所の環境
温度測定用のエリアセンサとして使用した場合、センサ
の存在が気にならず不快感を与えずに済むというような
効果がある。また、そのような利点は、センサの存在を
人に知らせたくないような場合、例えば防犯用の場合に
は、特に有効な効果となる。
【００２３】なお、本発明の赤外線検出器は、上記した
ような環境測定用のエリアセンサあるいは防犯警報装置
の人体検知器のほか、赤外線センサのイメージセンサに
も使用可能で、例えば自走式の赤外線追尾ロボット等の
目として利用できる。
ような環境測定用のエリアセンサあるいは防犯警報装置
の人体検知器のほか、赤外線センサのイメージセンサに
も使用可能で、例えば自走式の赤外線追尾ロボット等の
目として利用できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広い視野に対応して設ける複数個の焦電センサをアレイ
化するとともに、そのセンサアレイに組み込むチョッパ
として液晶チョッパを用いているので、検出器全体の小
型化をはかることができ、またチョッパ部の温調も容易
となる。これにより、従来よりも安価でかつ小型な環境
温度測定用のエリアセンサを提供することが可能にな
る。
広い視野に対応して設ける複数個の焦電センサをアレイ
化するとともに、そのセンサアレイに組み込むチョッパ
として液晶チョッパを用いているので、検出器全体の小
型化をはかることができ、またチョッパ部の温調も容易
となる。これにより、従来よりも安価でかつ小型な環境
温度測定用のエリアセンサを提供することが可能にな
る。
【００２５】しかも、本発明においては、液晶チョッパ
の前面側に、各焦電センサの視野をそれぞれ個別に区分
するための遮光板を設けているので、液晶チョッパを用
いる際の問題点、つまり各エリア間における検出信号の
クロストークを解消できる。その結果、赤外線の輻射量
を正確に測定することのできる小型なエリアセンサの実
現が可能となる。
の前面側に、各焦電センサの視野をそれぞれ個別に区分
するための遮光板を設けているので、液晶チョッパを用
いる際の問題点、つまり各エリア間における検出信号の
クロストークを解消できる。その結果、赤外線の輻射量
を正確に測定することのできる小型なエリアセンサの実
現が可能となる。
【図１】赤外線検出器に液晶チョッパを組み込んだ場合
の問題点を説明する図
の問題点を説明する図
【図２】本発明の実施の形態の構成図
【図３】その実施の形態の回路系の構成を示すブロック
図
図
【図４】本発明の他の実施の形態の構成図
１ 赤外線検出器 ２ センサアレイ Ｓ・・Ｓ 焦電センサ Ｌ・・Ｌ 視野レンズ ３ 液晶チョッパ ４ 遮光板 ５ ケース ５ａ 窓 ６ 駆動回路 ７ 増幅器 ８ 信号処理回路 ９ 温度表示器
Claims (1)
- 【請求項１】 検出領域内の物体からの赤外線の輻射量
を検出するのに用いられる検出器であって、複数個の焦
電センサが配列されたセンサアレイと、このセンサアレ
イが臨む視野上に配置された液晶チョッパを有し、か
つ、その液晶チョッパの前面側に、各焦電センサの視野
をそれぞれ個別に区分するための遮光板が配置されてい
ることを特徴とする赤外線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8135222A JPH09318440A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8135222A JPH09318440A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 赤外線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318440A true JPH09318440A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15146681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8135222A Pending JPH09318440A (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09318440A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013152242A (ja) * | 2008-07-25 | 2013-08-08 | F Hoffmann-La Roche Ag | 試料試験管を取り扱う方法および研究室システム並びに画像解析ユニット |
| JP2013254004A (ja) * | 2012-06-05 | 2013-12-19 | Fuji Xerox Co Ltd | 電力供給制御装置、画像処理装置 |
| CN107131959A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-05 | 彭云 | 感应器 |
| WO2018132546A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | The Research Foundation For The State University Of New York | Chopped passive infrared sensor apparatus and method for stationary and moving occupant detection |
-
1996
- 1996-05-29 JP JP8135222A patent/JPH09318440A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013152242A (ja) * | 2008-07-25 | 2013-08-08 | F Hoffmann-La Roche Ag | 試料試験管を取り扱う方法および研究室システム並びに画像解析ユニット |
| JP2013254004A (ja) * | 2012-06-05 | 2013-12-19 | Fuji Xerox Co Ltd | 電力供給制御装置、画像処理装置 |
| WO2018132546A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | The Research Foundation For The State University Of New York | Chopped passive infrared sensor apparatus and method for stationary and moving occupant detection |
| CN107131959A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-05 | 彭云 | 感应器 |
| WO2019000645A1 (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 彭云 | 感应器 |
| CN107131959B (zh) * | 2017-06-26 | 2024-02-27 | 彭云 | 感应器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2775464B1 (de) | Gefahrenmelder mit einem kontaktlos arbeitenden Wärmestrahlungssensor zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur | |
| EP2775465B1 (de) | Gefahrenmelder mit einem kontaktlos arbeitenden Wärmestrahlungssensor zur Ermittlung einer Umgebungstemperatur | |
| JPH10281864A (ja) | 熱型赤外線カメラ | |
| JPH08261835A (ja) | 焦電型赤外線センサ | |
| US4427888A (en) | Infrared imaging system | |
| US3794838A (en) | Compensation means for ambient temperature changes of a radiation chopper in a radiometer | |
| US20130321813A1 (en) | System and Method for Assessing Tissue Oxygenation Using a Conformal Filter | |
| JPH09318440A (ja) | 赤外線検出器 | |
| JP2009031222A (ja) | 恒温槽及び変調伝達関数測定装置 | |
| US5036199A (en) | Liquid crystal chopper and infrared sensor | |
| JP3293350B2 (ja) | 人体検知装置 | |
| JPH09113365A (ja) | 焦電型赤外線センサ | |
| US3722282A (en) | Apparatus for remotely displaying temperature differences of an object | |
| EP0316416B1 (en) | Thermal imaging devices | |
| JPH0543363Y2 (ja) | ||
| CA2090115C (en) | Thermal image detection apparatus | |
| US3348058A (en) | Radiation detection system having wide field of view | |
| JPH0495730A (ja) | 焦電型赤外線センサ及びその装置 | |
| JPH10104085A (ja) | 焦電型赤外線検出器 | |
| JPH0694539A (ja) | 熱画像検出装置 | |
| JPH0481129B2 (ja) | ||
| JPH0862049A (ja) | 熱画像検出装置 | |
| JPH01155220A (ja) | 赤外線光学系 | |
| JP2775017B2 (ja) | 赤外線温度分布測定装置 | |
| JPH04319681A (ja) | 赤外線撮像装置 |