JPS63293425A - 焦電形赤外線検出装置 - Google Patents
焦電形赤外線検出装置Info
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- JPS63293425A JPS63293425A JP62130673A JP13067387A JPS63293425A JP S63293425 A JPS63293425 A JP S63293425A JP 62130673 A JP62130673 A JP 62130673A JP 13067387 A JP13067387 A JP 13067387A JP S63293425 A JPS63293425 A JP S63293425A
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- Japan
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- fresnel lens
- pyroelectric infrared
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- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
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- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
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。
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、デュアル構造の赤外線センサ素子を用いて、
人体などの熱源を検出するための赤外線検出装置に関す
る。
人体などの熱源を検出するための赤外線検出装置に関す
る。
最近、人体などを検出するための検出装置としては、Ｌ
ＥＤを用いた装置に比較して、設置および取り扱いが容
易であるという理由で、焦電形赤外線センサを用いた検
出装置が多用されている。
ＥＤを用いた装置に比較して、設置および取り扱いが容
易であるという理由で、焦電形赤外線センサを用いた検
出装置が多用されている。
この焦電形センサは、通常焦電機の表裏面に電極を形成
したもので、わずかな温度差でも鋭敏に感じるので、感
度が良い反面、熱的なノイズに弱く、自動車のライトの
ような熱線源や周囲温度の急激な変化で誤動作すること
もあった。
したもので、わずかな温度差でも鋭敏に感じるので、感
度が良い反面、熱的なノイズに弱く、自動車のライトの
ような熱線源や周囲温度の急激な変化で誤動作すること
もあった。
このような雑音成分からの誤動作を避けるた°め、分極
状態を逆にした２つのエレメントを直列あるいは並列に
結合した（第４図（イ）（ロ））、いわゆる「デュアル
センサ素子」が提案され、実用されている。このデュア
ルセンサ素子は、２つのエレメントから得られた信号の
差動出力を利用するものであり、２つのエレメントに同
時に加えられる温度変化や周囲温度の変化は、２つのエ
レメントから出る信号出力が互いに打ち消すように作用
するから、このような外部雑音による誤動作はなく、安
定した人体検知が行われる。このデュアルセンサ素子を
用いると、例えば第５図の様に、第１．第２のエレメン
ト４．５を集光レンズ１０の焦点Ｆ近傍に並置し、物体
がα点からβ点へ、さらにβ点から１点へ等速度で移動
したとすると、α点から１点への移動で第１のエレメン
ト４には第６図（イ）で示す様な出力信号ａが生じ、第
２のエレメント５には出力信号すが生ずる。この２つの
信号の差動出力は、第６図（ロ）で示す様な信号レベル
が得られることになる。
状態を逆にした２つのエレメントを直列あるいは並列に
結合した（第４図（イ）（ロ））、いわゆる「デュアル
センサ素子」が提案され、実用されている。このデュア
ルセンサ素子は、２つのエレメントから得られた信号の
差動出力を利用するものであり、２つのエレメントに同
時に加えられる温度変化や周囲温度の変化は、２つのエ
レメントから出る信号出力が互いに打ち消すように作用
するから、このような外部雑音による誤動作はなく、安
定した人体検知が行われる。このデュアルセンサ素子を
用いると、例えば第５図の様に、第１．第２のエレメン
ト４．５を集光レンズ１０の焦点Ｆ近傍に並置し、物体
がα点からβ点へ、さらにβ点から１点へ等速度で移動
したとすると、α点から１点への移動で第１のエレメン
ト４には第６図（イ）で示す様な出力信号ａが生じ、第
２のエレメント５には出力信号すが生ずる。この２つの
信号の差動出力は、第６図（ロ）で示す様な信号レベル
が得られることになる。
第６図の（ロ）で示す様な信号レベルが得られるという
事は、人体等の熱源が、検出領域に侵入した時点と抜は
出る時点では大きな差動出力が得られるが検出領域内で
の動きに対しては、領域の中心部Ｃの差動出力が低くな
る為、検出不可能な状態になる欠点が生じる。
事は、人体等の熱源が、検出領域に侵入した時点と抜は
出る時点では大きな差動出力が得られるが検出領域内で
の動きに対しては、領域の中心部Ｃの差動出力が低くな
る為、検出不可能な状態になる欠点が生じる。
本発明は上記従来の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は差動出力信号の中心部Ｃ１すなわ
ち検出領域の中心部に出力レベルの高い領域をつくり出
し、検出可能領域をできるだけ広くしようとするもので
ある。
のであり、その目的は差動出力信号の中心部Ｃ１すなわ
ち検出領域の中心部に出力レベルの高い領域をつくり出
し、検出可能領域をできるだけ広くしようとするもので
ある。
本発明は上記目的を達成するため、次のように構成され
ている。すなわち、本発明は、デュアル構造の焦電形赤
外線センサ素子と；この焦電形赤外線センサ素子の近傍
に配置され、赤外線を前記焦電形赤外線センサ素子に導
くフレネルレジ・ズと；を備えてなる焦電形赤外線検出
装置において、前記フレネルレンズの任意の部位には赤
外線の透過を阻止する遮蔽体が設けられていることを特
徴として構成されている。
ている。すなわち、本発明は、デュアル構造の焦電形赤
外線センサ素子と；この焦電形赤外線センサ素子の近傍
に配置され、赤外線を前記焦電形赤外線センサ素子に導
くフレネルレジ・ズと；を備えてなる焦電形赤外線検出
装置において、前記フレネルレンズの任意の部位には赤
外線の透過を阻止する遮蔽体が設けられていることを特
徴として構成されている。
上記のように構成されている本発明において、人体等の
熱源が焦電形赤外線センサ素子の検出領域に入ると、熱
源から発せられる赤外線はフレネルレンズに導かれてそ
れぞれ焦電形赤外線センサ素子の一対のエレメントに入
り込む。この場合、従来の装置では、既述の如く、各エ
レメントの検出領域が重なる部分、すなわち、検出領域
の中央部分に熱源が入り込んだときには、各エレメント
に入り込む赤外線の強さはほぼ等しいから、両エレメン
トの差動出力信号がほぼ零となり、その熱源の検出が不
可能となる。ところが、本発明では、フレネルレンズに
遮蔽体が設けられているから、たとえ、熱源が検出領域
の中央部分に入り込んだ場合にあっても、一対のエレメ
ントの一方側には赤外線が入り込み他方側のエレメント
には遮蔽体に遮られて赤外線が入り込まないという領域
がっくり出されることとなる。したがって、この領域に
熱源が在るときには両エレメントの出力レベルに差が生
じ、すなわち差動出力が得られることとなり、これによ
り、検出領域の中央部分に熱源の検出可能領域を容易に
作り出すことができ、検出領域が拡大されるのである。
熱源が焦電形赤外線センサ素子の検出領域に入ると、熱
源から発せられる赤外線はフレネルレンズに導かれてそ
れぞれ焦電形赤外線センサ素子の一対のエレメントに入
り込む。この場合、従来の装置では、既述の如く、各エ
レメントの検出領域が重なる部分、すなわち、検出領域
の中央部分に熱源が入り込んだときには、各エレメント
に入り込む赤外線の強さはほぼ等しいから、両エレメン
トの差動出力信号がほぼ零となり、その熱源の検出が不
可能となる。ところが、本発明では、フレネルレンズに
遮蔽体が設けられているから、たとえ、熱源が検出領域
の中央部分に入り込んだ場合にあっても、一対のエレメ
ントの一方側には赤外線が入り込み他方側のエレメント
には遮蔽体に遮られて赤外線が入り込まないという領域
がっくり出されることとなる。したがって、この領域に
熱源が在るときには両エレメントの出力レベルに差が生
じ、すなわち差動出力が得られることとなり、これによ
り、検出領域の中央部分に熱源の検出可能領域を容易に
作り出すことができ、検出領域が拡大されるのである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図には本発明に係る焦電形赤外線検出装置の一実施例
の構成が示されている。
１図には本発明に係る焦電形赤外線検出装置の一実施例
の構成が示されている。
図において、ハウジング１は赤外線を遮蔽する金属材料
等によって形成され、そのハウジングｌの所望位置には
開口２が形成されている。そして、前記ハウジング１の
内部には焦電形赤外線センサ素子３が配設されている。
等によって形成され、そのハウジングｌの所望位置には
開口２が形成されている。そして、前記ハウジング１の
内部には焦電形赤外線センサ素子３が配設されている。
この焦電形赤外線センサ素子３は隣接配置された第１の
エレメント４と第２のエレメント５とを有しており、こ
の両エレメント４．５の受光面は前記開口２に対向して
いる。エレメント４，５は赤外線を受けると分極状態が
くずれ、赤外線の強さに対応する電気信号を出力するも
のである。この両エレメント４，５は従来例と同様に、
分極状態を逆にした状態で、第４図（イ）、（ロ）に示
すごとく、直列あるいは並列に結合されており、両エレ
メント４．５の出力レベルに差が生じたときに焦電形赤
外線センサ素子３から検出信号が出力されるようになっ
ている。
エレメント４と第２のエレメント５とを有しており、こ
の両エレメント４．５の受光面は前記開口２に対向して
いる。エレメント４，５は赤外線を受けると分極状態が
くずれ、赤外線の強さに対応する電気信号を出力するも
のである。この両エレメント４，５は従来例と同様に、
分極状態を逆にした状態で、第４図（イ）、（ロ）に示
すごとく、直列あるいは並列に結合されており、両エレ
メント４．５の出力レベルに差が生じたときに焦電形赤
外線センサ素子３から検出信号が出力されるようになっ
ている。
一方、前記開口２には赤外線を透過する透過板６が嵌め
込まれており、さらに該透過板６を挾んで前記焦電形赤
外線センサ素子と対向する位置にフレネルレンズ７が配
置されている。このフレネルレンズ７は例えば、ポリエ
チレン等のプラスチツク樹脂によって形成され、人体等
の熱源から発せられる赤外線を焦電形赤外線センサ素子
３（詳しくはエレメント４，５）に導くものである。
込まれており、さらに該透過板６を挾んで前記焦電形赤
外線センサ素子と対向する位置にフレネルレンズ７が配
置されている。このフレネルレンズ７は例えば、ポリエ
チレン等のプラスチツク樹脂によって形成され、人体等
の熱源から発せられる赤外線を焦電形赤外線センサ素子
３（詳しくはエレメント４，５）に導くものである。
本発明においては、検出領域の中央部分に生ずる非検出
領域内に検出可能領域をつくり出し、熱源の検出可能範
囲を拡大することにある。この本発明を実現する手段と
して、本実施例ではフレネルレンズ７内に赤外線を遮蔽
する金属製の遮蔽棒（遮蔽体）８が埋設されている。
領域内に検出可能領域をつくり出し、熱源の検出可能範
囲を拡大することにある。この本発明を実現する手段と
して、本実施例ではフレネルレンズ７内に赤外線を遮蔽
する金属製の遮蔽棒（遮蔽体）８が埋設されている。
もし、この遮蔽棒８をフレネルレンズ７中に埋設しない
場合には、第２図に示すように、エレメント４の検出領
域は領域Ａの範囲内（円Ａの範囲内）となり、同様に、
第２のエレメント５の検出領域は領域Ｂの範囲内（円Ｂ
の範囲内）となる。
場合には、第２図に示すように、エレメント４の検出領
域は領域Ａの範囲内（円Ａの範囲内）となり、同様に、
第２のエレメント５の検出領域は領域Ｂの範囲内（円Ｂ
の範囲内）となる。
このとき、領域Ａと同Ｂとの重合部分は両エレメント４
，５の出力レベルがほぼ同一となり、レベル差がほとん
ど生じないから熱源の非検出領域Ｃとなる。これに対し
、本実施のようにフレネルレンズ７に遮蔽棒８を設ける
と、第３図に示すように、第１のエレメント４には赤外
線が導かれるが第２のエレメント５には遮蔽棒８に遮ら
れて赤外線が到達しない領域りと、逆に、第１のエレメ
ント４には赤外線が到達しないが第２のエレメント５に
は到達するという領域Ｅが前記非検出領域Ｃの中につく
り出される。したがって、領域り、 Ｅに熱源が移動し
て入り込む場合は、両エレメント４．５の出力レベルに
差が生じるから、熱源の検出が可能になる。つまり、フ
レネルレンズ７に遮蔽棒８を設けることによって熱源の
検出可能領域が拡大されるのである。
，５の出力レベルがほぼ同一となり、レベル差がほとん
ど生じないから熱源の非検出領域Ｃとなる。これに対し
、本実施のようにフレネルレンズ７に遮蔽棒８を設ける
と、第３図に示すように、第１のエレメント４には赤外
線が導かれるが第２のエレメント５には遮蔽棒８に遮ら
れて赤外線が到達しない領域りと、逆に、第１のエレメ
ント４には赤外線が到達しないが第２のエレメント５に
は到達するという領域Ｅが前記非検出領域Ｃの中につく
り出される。したがって、領域り、 Ｅに熱源が移動し
て入り込む場合は、両エレメント４．５の出力レベルに
差が生じるから、熱源の検出が可能になる。つまり、フ
レネルレンズ７に遮蔽棒８を設けることによって熱源の
検出可能領域が拡大されるのである。
ところで、フレネルレンズ７の径を大きくして、熱源の
検出領域を太き（するような場合、遮蔽棒８のないポリ
エチレン系のフレネルレンズを使用すると、経時変化に
より、レンズが伸縮してレンズ表面に凹凸が生じ、赤外
線が散乱する等、赤外線の集光作用が損なわれ、熱源検
出の信頼性が失われるという問題が生じるが、本実施例
のように、レンズ内部に遮蔽棒８を埋設すれば、経時変
化によるレンズの変形がおさえられる結果、長期に渡っ
て信幀性の高い熱源検出を確保することができる。
検出領域を太き（するような場合、遮蔽棒８のないポリ
エチレン系のフレネルレンズを使用すると、経時変化に
より、レンズが伸縮してレンズ表面に凹凸が生じ、赤外
線が散乱する等、赤外線の集光作用が損なわれ、熱源検
出の信頼性が失われるという問題が生じるが、本実施例
のように、レンズ内部に遮蔽棒８を埋設すれば、経時変
化によるレンズの変形がおさえられる結果、長期に渡っ
て信幀性の高い熱源検出を確保することができる。
なお、上記実施例では遮蔽体として遮蔽棒８を用いてい
るが、本発明はこれに限定されることがなく、反射板や
板状の遮蔽板を遮蔽体として用いてもよい。
るが、本発明はこれに限定されることがなく、反射板や
板状の遮蔽板を遮蔽体として用いてもよい。
また、本実施例では、遮蔽体をレンズ中に埋設している
が、例えば、遮蔽体として金属等のフィルムを用い、該
赤外線非透過性のフィルムをレンズ表面に貼着するよう
にしても検出可能領域が拡大し、同様の効果が得られる
。ただ、棒や板状の遮蔽体をレンズ中に埋設すれば、既
述の如く、レンズの経時変形を防止できるから、その分
信頼性の点で勝ることになる。
が、例えば、遮蔽体として金属等のフィルムを用い、該
赤外線非透過性のフィルムをレンズ表面に貼着するよう
にしても検出可能領域が拡大し、同様の効果が得られる
。ただ、棒や板状の遮蔽体をレンズ中に埋設すれば、既
述の如く、レンズの経時変形を防止できるから、その分
信頼性の点で勝ることになる。
さらに、本実施例では、フレネルレンズ７に一木の遮蔽
棒８を埋設しているが、複数の遮蔽棒８をレンズ７の所
望位置に適宜埋設するようにしてもよい。
棒８を埋設しているが、複数の遮蔽棒８をレンズ７の所
望位置に適宜埋設するようにしてもよい。
本発明は以上説明したように、フレネルレンズに赤外線
遮蔽用の遮蔽体を設けているから、従来においては、検
出不可能であった領域に熱源検出可能領域をつくり出す
ことができ、これにより、熱源の検出可能領域を大幅に
拡大することが可能となる。
遮蔽用の遮蔽体を設けているから、従来においては、検
出不可能であった領域に熱源検出可能領域をつくり出す
ことができ、これにより、熱源の検出可能領域を大幅に
拡大することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は、フ
レネルレンズに遮蔽棒を設けない場合の熱源検出領域を
示す説明図、第３図はフレネルレンズに遮蔽棒を埋設し
たときの熱源検出領域を示す説明図、第４図（イ）、（
ロ）はデュアル構゛造の焦電形赤外線検出装置における
エレメントの結線図、第５図は従来の赤外線検出装置を
示す説明図、第６図（イ）、（ロ）は従来例の説明に用
いたデュアル形赤外線センサ素子の出力波形図である。 ｌ・・・ハウジング、２・・・開口、３・・・焦電形赤
外線センサ素子、４・・・第１のエレメント、５・・・
第２のエレメント、６・・・透過板、７・・・フレネル
レンズ、８・・・遮蔽棒（遮蔽体＞ 、１０．。 集光レンズ。 第２図 第４図 ζ
レネルレンズに遮蔽棒を設けない場合の熱源検出領域を
示す説明図、第３図はフレネルレンズに遮蔽棒を埋設し
たときの熱源検出領域を示す説明図、第４図（イ）、（
ロ）はデュアル構゛造の焦電形赤外線検出装置における
エレメントの結線図、第５図は従来の赤外線検出装置を
示す説明図、第６図（イ）、（ロ）は従来例の説明に用
いたデュアル形赤外線センサ素子の出力波形図である。 ｌ・・・ハウジング、２・・・開口、３・・・焦電形赤
外線センサ素子、４・・・第１のエレメント、５・・・
第２のエレメント、６・・・透過板、７・・・フレネル
レンズ、８・・・遮蔽棒（遮蔽体＞ 、１０．。 集光レンズ。 第２図 第４図 ζ
Claims (2)
- （１）デュアル構造の焦電形赤外線センサ素子と；この
焦電形赤外線センサ素子の近傍に配置され、赤外線を前
記焦電形赤外線センサ素子に導くフレネルレンズと；を
備えてなる焦電形赤外線検出装置において、前記フレネ
ルレンズの任意の部位には赤外線の透過を阻止する遮蔽
体が設けられていることを特徴とする焦電形赤外線検出
装置。 - （２）遮蔽体はフレネルレンズ中に埋設されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の焦電形赤外線
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130673A JPS63293425A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 焦電形赤外線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62130673A JPS63293425A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 焦電形赤外線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293425A true JPS63293425A (ja) | 1988-11-30 |
| JPH0580968B2 JPH0580968B2 (ja) | 1993-11-11 |
Family
ID=15039878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62130673A Granted JPS63293425A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 焦電形赤外線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63293425A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62153532U (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-29 |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62130673A patent/JPS63293425A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62153532U (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0580968B2 (ja) | 1993-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |