JPS61290330A - 焦電型熱画像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は焦電型赤外線上ンサアレイを用いた熱画像装置
に関するものである。

従来の技術 焦電素子は赤外線熱型検出器のなかでも高感度で、高速
応答用にも使用可能である。

焦電素子を用いた熱画像装置には、焦電型赤外線ビジコ
ンと焦電型固体赤外線センサアレイを用いたものがある
。前者は、電子ビーム走査によって信号読出しを行なう
ため、高電圧装置が必要で、寿命が短かい等の欠点を有
する。一方、後者は、一層の小形化・長寿命化・高分解
能を可能とする。

しかし、素子作製上から微細配列・信号取出し力法・各
エレメント間のバラツキ低減等の問題があり、開発途上
のものが多い。

ところで、焦電素子は温度変化率に比例した電気信号を
出力するので、入射赤外光をチョッパで断続する必要が
ある。

従来の焦電型撮像装置のチョッパとしては、第５図に示
されるような、スリット４を設けた円板３を回転させる
構造のものをあげることができる。

円板３の回転に伴い、スリット４を通過した赤外１１セ
ンサアレイ１の各エレメント２で受けるようになってい
る。

発明が解決しようとする問題点 このチョッパの場合、赤外線センサアレイ１の各エレメ
ント２において、入射赤外光を受は始メてから照射が終
わるまでの時間が異なり、感度むらが生じる。

焦電素子を用いるかぎり、赤外線の変調を行なわなけれ
ばならないので、上記の問題が発生し、二次元アレイセ
ンサを用いたことによるメリットが十分生かされないこ
とになる。

捷た、焦電素子は熱型の赤外線検出器であるので、量子
型検出器はど高速応答性は良くない。実時間の熱画像全
実現するために、変調周波数を高くすると、焦電型赤外
線センサアレイの各エレメント群の出力信号は、飽和し
ていないから、各エレメント群の出力信号を並直列変換
するタイミングのずれにより、並直列変換された信号は
、真の信号値よ９時間とともに次第に大きくなる問題が
あった。そのために各エレメント群全てにサンプルホー
ルド回路を設けて後、並直列変換することが行なわれた
り、多数の遅延回路が必要であった。

したがって上記回路に用いる回路部品点数は著しく多数
に及んだ。

問題点を解決するための手段 二次元焦電型赤外線センサアレイに対する赤外線入射を
断続する赤外線変調器が、前記センサアレイに構成する
エレメントの列単位には同時で列毎には順次タイミング
がずれるよう赤外線入射を制御するよう構成する。焦電
型赤外線センサアレイのエレメント群の各出力信号を、
前記赤外線変調器による赤外線入射遅延の時間に応じて
一定時間毎遅延させて列毎に読み出し、この一定時間毎
に対応して各エレメント群の出力信号を並直列変換する
。

作用 上記構成の赤外線変調器により、焦電型赤外線センサア
レイの各エレメントにおいて、入射赤外光を受は始めて
から照射終了までの時間が同一になり、感度むらが解消
される。同時に、上記赤外線変調器により、各エレメン
トの出力信号を順次遅延させ、その遅延時間に対応した
タイミングで、各エレメントの出力信号全並直列変換す
るものであるから、被測定物の温度分布に対応した正確
な画像信号の提供を実現できるとともに、回路部品点数
の大幅な削減が可能となる。

実施例 第１図〜第３図は本発明の熱画像装置の一実施例を示す
図で、第１図及び第２図は赤外線変調器と焦電型赤外線
センサアレイの関係を示す構成図、第３図はブロック図
を示す。

赤外線センサアレイ１１は、センサケース１８内に設置
され、センサケース窓１８＆に対向している。

複数の透光部１３を側面にもつ円筒形の非透過体１４と
、その非透過体１４の円筒形の底面の中心に回転軸１５
が連結されたモータ１６とで赤外線変調器が構成される
。透光部１３はセンサケース窓１８ａに対応して設けら
れている。焦電型赤外線センサアレイ１１は、ｍｘｎの
二次元に配列されたエレメントからなり、横力向のエレ
メント１２１１．１２１２．・・・・・・１２１ｎがモ
ータ１６の回転軸１５の方向に並ぶように配置されてい
る。赤外線変調器とセンサケース１８はシールドケース
１７内に封入されている。

第３図に示すように、被測定物（図示せず）から放射さ
れる赤外線は、赤外線光学系１８により赤外線変調器１
９を通して焦電型赤外線センサアレイ１１に結像される
。焦電型赤外線センサアレイ１１に照射される前に、赤
外線変調器１９に：９所定の周波数：ｆ［１（２］で断
続される。

上記非透過＃１４が第２図すに示されている方向に回転
するとき、上記焦電型赤外線センサアレイ１１のエレメ
ント１２　　＋　’　２１２・・、・・・・＋１２ｍｎ
には、（１２，、，１２，２・・・・・・１２．ｎｌ　
（１２２１１２□２・・・・・１２２ｎ）・・・・・・
・・・（１２ｍ１，１２ｍ２・・・・・・１２ｍｎ）の
順に順次赤外線が照射される。

したがって、各エレメント群（１２，、，１２，、、・
・。

・°゛１２．ｎ）　（１２２４，１２２□・・・・・１
２２ｎ）・・・・・・・・・・・・・・・（１２ｍ、　
、　１２Ｔｎ２．−・・・・・１２□。）　の出力信号
は、第遅延される。

このように、Δｔの時間毎遅延された各エレメント群の
出力信号は、第４図に示したやはりΔｔだけ順次遅延さ
れたコントロール入力信号１，２゜・・・・・・ｎを第
２図の並直列変換回路２Ｑのコントロール人力に印加す
ることにより、Δｔの遅延時間に対応して並直列変換さ
れる。

上記のタイミングで並直列変換する並直列変換回路２０
と、その出力信号を増幅するアンプ２１と、ＡＤ変換器
２２、及びそれらの動作を赤外線変調器１９に同期して
制御するＣＰＵ２３とで、信号処理部２４は構成されて
いる。ここで、並直列変換された各エレメント群のｍ個
の出力信号は、さらに並直列変換して１チヤンネルの出
力信号として処理するか、高速処理が必要な場合、２〜
ｍチャンネルのアンプを用いてもよい。

２５は、人り変換器２２でデジタル変換された信号を格
納する画像メモリで、２６は画像メモリ２５に格納され
たデータを画像信号として被測定物の温度分布を表示す
る表示部であるＯＣＰυ２３はまた、画像メモリ２５９
表示部２６にも指令を出し制御する。

発明の効果 以上、本発明は、極めて簡単な構成で、各エレメントの
赤外照射時間を同一にして、各エレメントの感度むらを
解消するとともに、被測定物の温度分布に対応した正確
な画像信号の提供を実現し、回路部品点数全大幅に減少
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々、本発明の焦電型熱画像装置の
一実施例における、二次元焦電型赤外線センサアレイを
組込んだ赤外線変調器の正面図及び断面図、第３図は同
装置のブロック図、第４図は同装置における信号のタイ
ミングを表わす波形図、第６図は従来の赤外線変調器と
赤外センサアレイの構成例を示す正面図である。 １１・・・・・・二次元焦電型光外嵌センサア′イ・１
２〜１２　・・・・・・エレメント、１３・・・・・・
透光部、ＩＴ　　　　　　　　　ｍｎ １４・・・・・・非透過体、１６・・・・・・モータ、
２０・・・・・・並直列変換回路、２２・・・・・・Ａ
Ｄ変換器、２４・・・１９．信号処理部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２　図 ／Ｓ　　　　　　　　　　　　／７ 哨ミタト渭艮、 第３図 ２６表表示 筒４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次元焦電型赤外線センサアレイと、前記センサ
   アレイへの赤外線入射を断続するための赤外線変調器と
   、前記センサアレイを構成する各エレメントの出力を処
   理する信号処理部と、前記信号処理部の出力信号に基づ
   いて被測定物の温度分布を表示する表示部とを備え、前
   記赤外線変調器により、前記エレメント群に対する赤外
   線入射のタイミングが、各列単位には同時で列毎に順次
   遅延するよう制御され、前記エレメント群の出力信号を
   各列毎に前記赤外線入射の遅延に応じて一定時間毎遅延
   させて読み出し、並直列変換することを特徴とする焦電
   型熱画像装置。
2. （２）複数の透光部を側面にもつ円筒形の非透過体と、
   その円筒形の底面の中心軸に相当する位置に前記非透過
   体と連結した回転軸をもつモータとを有し、前記透光部
   が、前記中心軸に平行な２本の縁を形成するよう配置さ
   れた赤外線変調器を備え、前記円筒形の非透過体の内部
   に二次元焦電型赤外線センサアレイが位置することを特
   徴とする特許請求の範囲第一項記載の焦電型熱画像装置
   。