TW201821775A - 紅外線檢測裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種，可抑制偵測區域內之靈敏度的不均之紅外線檢測裝置。使第1光接收單元(2a)之複數個第1透鏡(50a)，分別與複數個小偵測區域(13)中之1個小偵測區域(13)對應；使複數個第2光接收單元(2b)各自之複數個第2透鏡(50b)，分別與複數個小偵測區域(13)中之1個小偵測區域(13)對應。複數個第2光接收單元(2b)各自之第2光接收元件(30b)的光軸，相對於第1光接收單元(2a)之第1光接收元件(30a)的光軸，彼此往不同的方向傾斜。複數個小偵測區域(13)中之與第1光接收單元(2a)對應的第1群小偵測區域(13)之數目，較複數個小偵測區域(13)中之與複數個第2光接收單元(2b)分別對應的第2群小偵測區域(13)之數目更多。
Description
本發明，一般而言係關於一種紅外線檢測裝置，更詳而言之，關於具備接收來自偵測區域的紅外線之光接收系統的紅外線檢測裝置。
過去，作為紅外線檢測裝置，例如已知一種熱線式人體感測器，藉由檢測從人體放射出的熱線(紅外線)而檢測是否有人存在於特定偵測區域內(日本專利申請公開號2000－131136：下稱文獻1)。
文獻1所記載之熱線式人體感測器，具備感測器元件、及光接收透鏡(下稱「多透鏡」)。感測器元件，檢測從人體放射出的熱線並產生反應入射的熱線量之時間變化的輸出。多透鏡，由使偵測區域內之每個區域的熱線收斂至感測器元件之多個微小透鏡(下稱「透鏡」)的集合體所構成。
多透鏡形成為半球狀，包圍感測器元件之光接收面。多透鏡的多個透鏡，配設為3重圓形，在最內側的圓上形成4個透鏡，在次大的圓上形成8個透鏡，在最外側的圓上形成12個透鏡。
上述熱線式人體感測器中，通過配設在最外側的圓上之透鏡而往感測器元件入射的熱線量，較通過配設在其內側的圓上之透鏡而往感測器元件入射的熱線量較少。因此，上述熱線式人體感測器，在與配設在最外側的圓上之透鏡對應的區域之靈敏度有降低的情形。
本發明之目的在於提供一種，可抑制偵測區域內之靈敏度的不均之紅外線檢測裝置。
本發明的一態樣之紅外線檢測裝置，具備接收來自偵測區域的紅外線之光接收系統。該光接收系統，具備第1光接收單元、及複數個第2光接收單元。該第1光接收單元，包含第1光接收元件及第1多透鏡。該第1多透鏡，具有將紅外線聚光至該第1光接收元件之複數個第1透鏡。該複數個第2光接收單元，分別包含第2光接收元件及第2多透鏡。該第2多透鏡，具有將紅外線聚光至該第2光接收元件之複數個第2透鏡。紅外線檢測裝置中，劃分該偵測區域之複數個小偵測區域，分別和該第1光接收單元與該複數個第2光接收單元之任一對應。紅外線檢測裝置中，使該第1光接收單元之該複數個第1透鏡，分別與該複數個小偵測區域中之1個小偵測區域對應。紅外線檢測裝置中，使該複數個第2光接收單元各自之該複數個第2透鏡，分別與該複數個小偵測區域中之1個小偵測區域對應。該複數個第2光接收單元各自之該第2光接收元件的光軸，相對於該第1光接收元件的光軸，彼此往不同的方向傾斜。該複數個小偵測區域中之與該第1光接收單元對應的第1群小偵測區域之數目，較該複數個小偵測區域中之與該複數個第2光接收單元分別對應的第2群小偵測區域之數目更多。
以下說明的實施形態，僅為本發明之各式各樣的實施形態之一。下述實施形態，只要能夠達成本發明之目的即可，可因應設計等而進行各種變更。
此外，在下述實施形態中說明的各圖係示意圖，圖中之各構成要素的大小、厚度各自之比，不限於一定要反映實際之尺寸比。
(實施形態) 以下，依據圖1～9，對本實施形態之紅外線檢測裝置100予以說明。
本實施形態之紅外線檢測裝置100，作為一例，使用在人體偵測，偵測是否有人(偵測對象)存在於偵測區域11(參考圖4及6B)內。亦即，紅外線檢測裝置100，係施行偵測區域11內之人體偵測的紅外線式人體偵測裝置。
紅外線檢測裝置100，具備接收來自偵測區域11的紅外線之光接收系統1。光接收系統1，具備第1光接收單元2a、及複數個(4個)第2光接收單元2b。第1光接收單元2a，包含：具有第1光接收元件30a(參考圖4及6A)之第1紅外線感測器3a、及具有第1多透鏡5a之第1光學構件6a。第1多透鏡5a，具有將紅外線聚光至第1光接收元件30a之複數個(30個)第1透鏡50a(參考圖6A及8)。複數個第2光接收單元2b，分別包含：具有第2光接收元件30b(參考圖4及6A)之第2紅外線感測器3b、及具有第2多透鏡5b之第2光學構件6b。第2多透鏡5b，具有將紅外線聚光至第2光接收元件30b之複數個(15個)第2透鏡50b(參考圖6A及8)。
此外，紅外線檢測裝置100，進一步具備電路基板7。紅外線檢測裝置100中，於電路基板7，安裝第1紅外線感測器3a及複數個第2紅外線感測器3b。此處，第1紅外線感測器3a，以第1光接收元件30a的光軸39a(參考圖4)與電路基板7之厚度方向略平行的方式，安裝於電路基板7。此外，複數個(4個)第2紅外線感測器3b，以第2光接收元件30b的光軸39b(參考圖4)分別對電路基板7之厚度方向傾斜的方式，安裝於電路基板7。複數個第2紅外線感測器3b，彼此往不同的方向傾斜。
此外，紅外線檢測裝置100，進一步具備基部8。基部8，保持第1光接收單元2a、複數個第2光接收單元2b、及電路基板7。藉此，在紅外線檢測裝置100中，決定安裝於電路基板7的第1紅外線感測器3a之第1光接收元件30a與第1多透鏡5a的相對位置。此外，在紅外線檢測裝置100中，決定安裝於電路基板7的複數個第2紅外線感測器3b各自之第2光接收元件30b與複數個第2多透鏡5b中一對一地對應之第2多透鏡5b的相對位置。
此外，紅外線檢測裝置100，進一步具備訊號處理部9。訊號處理部9，依據第1光接收元件30a及複數個第2光接收元件30b各自的輸出訊號，判定是否有人存在於偵測區域11。訊號處理部9，構成為將是否有人存在於偵測區域11之判定結果往外部裝置(外部電路)輸出。
以下，茲就紅外線檢測裝置100之各構成要素，更為詳細地說明。
紅外線檢測裝置100，如同上述，具備第1紅外線感測器3a、複數個第2紅外線感測器3b、第1多透鏡5a、複數個第2多透鏡5b、電路基板7、基部8、及訊號處理部9。第1光接收元件30a與第2光接收元件30b為相同構成，故下述內容中，為了說明的方便，在以未區別兩者的方式說明之情況，單以光接收元件30稱之。此外，為了說明的方便，在以未區別第1光接收元件30a之光軸39a與第2光接收元件30b之光軸39b的方式說明之情況，單以光軸39稱之。此外，第1紅外線感測器3a與第2紅外線感測器3b為相同構成，故為了說明的方便，在以未區別兩者的方式說明之情況，單以紅外線感測器3稱之。
紅外線感測器3，具有光接收元件30。光接收元件30，為熱型紅外線檢測元件。更詳而言之，光接收元件30，為四個一組式的熱電元件，在1片熱電體基板中將4個檢測部配設為2×2之陣列狀(矩陣狀)。4個檢測部，分別係包含下述元件之電容器：第1電極，配置在熱電體基板的第1面上；第2電極，配置在與第1面為相反側的第2面上；以及熱電體基板中的第1電極與第2電極之間的部分。第1電極，由吸收紅外線之導電膜(例如NiCr膜)構成。從厚度方向的一方向觀察光接收元件30，光接收元件30的光軸39為劃過包含4個檢測部各自之光接收面的多角形(例如，正方形)之中心的法線。
光接收元件30，接收紅外線，因應接收到的紅外線量之變化而輸出電流訊號。此處，紅外線感測器3，具備IC(Integrated Circuit，積體電路)元件，該IC元件包含將從光接收元件30輸出的電流訊號轉換為電壓訊號之轉換電路。轉換電路，例如具有電流電壓轉換電路、電壓放大電路。電流電壓轉換電路，係將從光接收元件30輸出之係輸出訊號的電流訊號轉換為電壓訊號而輸出之電路。電壓放大電路為，係將以電流電壓轉換電路轉換出的電壓訊號中之特定頻段(例如，0.1Hz～10Hz)的電壓訊號放大而輸出之電路。電壓放大電路，具有作為帶通濾波器的功能。作為帶通濾波器的功能，係使從電流電壓轉換電路輸出的電壓訊號中之上述特定頻段的成分通過，並將成為雜訊之不需要的頻率成分去除之功能。
紅外線感測器3，具備安裝基板，其安裝光接收元件30與IC元件。安裝基板，例如為成形基板。
此外，紅外線感測器3，具備收納電路模組之封裝33(參考圖5)，電路模組包含光接收元件30、IC元件、及安裝基板。封裝33，為所謂的罐封裝(Can Package)。罐封裝，亦被稱作金屬封裝(Metal Package)。封裝33，如圖5所示，具備台座331、罩蓋332、窗材333、及3個引線端子334。
台座331，具有導電性。此處，台座331為金屬製。台座331為圓盤狀，在厚度方向的一面側中支持安裝基板。
罩蓋332，具有導電性。此處，罩蓋332為金屬製。罩蓋332為有底圓筒狀，以覆蓋電路模組的方式固接於台座331。
窗材333，為使紅外線透射之紅外線透射構件。窗材333，宜具有導電性。此處，窗材333，例如包含矽基板。窗材333，除了具備矽基板以外，宜具備疊層在此一矽基板之紅外線光學過濾件。紅外線光學過濾件，係使紅外線檢測裝置100之檢測對象的波長範圍之紅外線透射的光學多層膜。
窗材333，配置為將形成在罩蓋332之前壁3321的窗孔3322封閉。窗材333，對罩蓋332藉由導電性材料而接合，與罩蓋332電性連接。窗材333，配置於光接收元件30之光接收面的前方。紅外線感測器3中，宜以使光接收元件30之光軸39通過窗材333之中心的方式配置光接收元件30。
3個引線端子334，保持在台座331。3個引線端子334，分別為接腳狀。3個引線端子334，分別在台座331之厚度方向中貫通台座331。3個引線端子334，為供電用引線端子、訊號輸出用引線端子、及接地用引線端子。
紅外線檢測裝置100中，5個紅外線感測器3，安裝於矩形板狀之電路基板7。電路基板7，例如為印刷基板。電路基板7，具有與厚度方向交叉的第1面71、及與第1面71為相反側的第2面72。紅外線檢測裝置100，將4個第2光接收元件30b，於電路基板7的第1面71側中，配置為在1個假想圓上以略等間隔排列，將第1光接收元件30a，配置在上述假想圓的中心。若改變觀察方式，則紅外線檢測裝置100，將4個第2光接收元件30b，於電路基板7的第1面71側中，逐一配置在假想正方形之4個角，將第1光接收元件30a，配置在上述假想正方形的中心。
第1光接收元件30a的光軸39a(參考圖4)，與電路基板7的第1面71垂直。複數個第2光接收元件30b之各自的光軸39b(參考圖4)，與電路基板7的第1面71斜交。複數個第2紅外線感測器3b，其第2光接收元件30b的光軸39b分別與劃過上述假想圓之中心的法線構成之角度，彼此相同。此外，複數個第2紅外線感測器3b，以使第2光接收元件30b各自的光軸39b對劃過上述假想圓之中心的法線傾斜的方向不同之方式，安裝於電路基板7。
於電路基板7，將使複數個(5個)紅外線感測器3各自的3個引線端子334逐一通過之3個接腳貫穿孔74(參考圖1及4)，設置複數組(5組)。
電路基板7，在圓盤狀的基部8中配置於往上方鼓起之中央部801的頂面，保持在基部8。此處，安裝於電路基板7之複數個紅外線感測器3，配置在基部8之中央部801的底面側。基部8，具有電氣絕緣性。基部8之材質，例如為合成樹脂。
基部8，具備：第1間隔件部81a，夾設於第1紅外線感測器3a與電路基板7之間；以及複數個第2間隔件部81b，夾設於複數個第2紅外線感測器3b之各自的台座331與電路基板7之間。於第1間隔件部81a，形成第1紅外線感測器3a之3個引線端子334分別逐一通過的複數個孔82a。此外，於複數個第2間隔件部81b，各自形成第2紅外線感測器3b之3個引線端子334分別逐一通過的複數個孔82b。第1間隔件部81a，使與紅外線感測器3之台座331相對向的表面811a，與第1光接收元件30a的光軸39a垂直，且與電路基板7的第1面71平行。複數個第2間隔件部81b，分別使與紅外線感測器3之台座331相對向的表面811b，與第2光接收元件30b的光軸39b垂直，且對電路基板7的第1面71傾斜。
此外，紅外線檢測裝置100，宜進一步具備複數片(4片)遮光壁83(參考圖4)。複數片遮光壁83，分別為半圓筒狀。複數片遮光壁83，分別以包圍複數個第2紅外線感測器3b中之一對一地對應的第2紅外線感測器3b之台座331及罩蓋332的略半圓周之方式，配置在第2紅外線感測器3b與第1紅外線感測器3a之間。複數片遮光壁83，可與基部8一體化地形成，亦可另外形成而固定在基部8。
基部8，於其中央部801的底面側，具備配置第1光學構件6a之4片第1壁84。4片第1壁84，從基部8的底面側觀察，分別呈圓弧狀，在第1光學構件6a之圓周方向中以略等間隔配置。紅外線檢測裝置100中，將第1光學構件6a，藉由2個第1螺絲(未圖示)固定在基部8之4片第1壁84中的2片第1壁84。
此外，基部8，於其周部802的底面側，具備分別配置複數個第2光學構件6b之4片第2壁85。4片第2壁85，從基部8的底面側觀察，分別呈第1光學構件6a側開放之C字形。紅外線檢測裝置100中，將複數個第2光學構件6b，分別藉由2個第2螺絲(未圖示)固定在基部8之第2壁85。
第1光學構件6a，如圖1所示，具備：第1光學構件本體60a，呈有底圓筒狀；以及第1凸緣62a，從第1光學構件本體60a之上端涵蓋全周地往外方突出。第1光學構件6a中，在第1光學構件本體60a之下端的底壁61a形成第1多透鏡5a。第1光學構件6a，配置為使第1凸緣62a與基部8的4片第1壁84之下端面重疊。
第2光學構件6b，如圖1所示，分別具備：第2光學構件本體60b，呈有底盒狀；以及第2凸緣62b，從第2光學構件本體60b之上端往外方突出。第2光學構件本體60b的周壁，從基部8側觀察，呈第1光學構件6a側開放之C字形。第2光學構件6b中，在第2光學構件本體60b之下端的底壁61b形成第2多透鏡5b。第2光學構件6b，配置為使第2凸緣62b與基部8的第2壁85之下端面重疊。
在第1多透鏡5a中來自外部(偵測區域11)的紅外線入射之第1面501a(參考圖4)，由複數個第1透鏡50a各自之入射面的一群所構成。在第1多透鏡5a中紅外線射出之第2面502a(參考圖4)，由複數個第1透鏡50a各自之出射面的一群所構成。
第1多透鏡5a之複數個第1透鏡50a，分別為聚光透鏡，由凸透鏡構成。此處，分別構成複數個第1透鏡50a之凸透鏡，從使像差更小的觀點來看，宜為非球面透鏡。
第1多透鏡5a中，複數個(30個)第1透鏡50a，分開配置為從第1光接收元件30a的光軸39a算起之距離互不相同的複數列(3列)。此處，第1多透鏡5a中，如圖8所示，將複數個(30個)第1透鏡50a分開配置在彼此半徑不同的第1假想圓C1、第2假想圓C2、及第3假想圓C3上。第1假想圓C1、第2假想圓C2、及第3假想圓C3，其半徑依照上述順序變大。第1多透鏡5a，在第1假想圓C1上配設4個第1透鏡50a，在第2假想圓C2上配設10個第1透鏡50a，在第3假想圓C3上配設16個第1透鏡50a。
第1多透鏡5a，宜設計為複數個第1透鏡50a各自之第1光接收元件30a側的焦點成為相同位置。第1多透鏡5a，宜構成為透射過複數個第1透鏡50a的紅外線分別往第1紅外線感測器3a之窗材333直接入射。
以第1多透鏡5a之複數個第1透鏡50a分別控制的控制對象之紅外線，例如為5μm～25μm之波長範圍的紅外線。
在第2多透鏡5b中來自外部(偵測區域11)的紅外線入射之第1面501b(參考圖4)，由複數個第2透鏡50b各自之入射面的一群所構成。在第2多透鏡5b中紅外線射出之第2面502b(參考圖4)，由複數個第2透鏡50b各自之出射面的一群所構成。
第2多透鏡5b之複數個第2透鏡50b，分別為聚光透鏡，由凸透鏡構成。此處，構成複數個第2透鏡50b之凸透鏡，分別為非球面透鏡。複數個第2透鏡50b，從使壁厚減薄的觀點來看，宜分別為菲涅爾透鏡。
第2多透鏡5b中，複數個(15個)第2透鏡50b，分開配置為從第1光接收元件30a的光軸39a算起之距離互不相同的複數列(3列)。此處，第2多透鏡5b中，如圖8所示，將複數個(15個)第2透鏡50b分開配置在彼此半徑不同的第4假想圓C4、第5假想圓C5、及第6假想圓C6上。第4假想圓C4、第5假想圓C5、及第6假想圓C6，其半徑依照上述順序變大。第4假想圓C4之半徑，較第3假想圓C3之半徑更大。第1假想圓C1～第6假想圓C6的中心相同。第2多透鏡5b中，在第4假想圓C4上配設5個第2透鏡50b，在第5假想圓C5上配設7個第2透鏡50b，在第6假想圓C6上配設3個第2透鏡50b。第2多透鏡5b中，關於在第1假想圓C1～第6假想圓C6所共通的一徑方向排列之2至3個第2透鏡50b，若為越遠離第1假想圓C1～第6假想圓C6所共通的中心之第2透鏡50b，則透鏡面積越大。
第2多透鏡5b，宜設計為複數個第2透鏡50b各自之第2光接收元件30b側的焦點成為相同位置。第2多透鏡5b，宜構成為透射過複數個第2透鏡50b的紅外線分別往第2紅外線感測器3b之窗材333直接入射。
以第2多透鏡5b之複數個第2透鏡50b分別控制的控制對象之紅外線，例如為5μm～25μm之波長範圍的紅外線。
第1多透鏡5a及第2多透鏡5b之材料，例如為聚乙烯。更詳而言之，第1多透鏡5a之材料，為添加白色顏料或黑色顏料的聚乙烯。作為白色顏料，例如宜採用氧化鈦等無機顏料。作為黑色顏料，例如宜採用碳黑等微粒子。第1多透鏡5a及第2多透鏡5b，例如可藉由成形法形成。作為成形法，例如可採用射出成形法、壓縮成形法等。
紅外線檢測裝置100，例如，假設為以使偵測區域11之中心線110(參考圖4)朝向鉛直下方的方式配置在天花板等而使用。換而言之，紅外線檢測裝置100，在一使用形態中，假設為以使第1光接收元件30a之光接收面朝向鉛直下方的方式配置。偵測區域11，為四角錐狀的3維區域。偵測區域11，在與中心線110垂直之水平面內為正方形。
紅外線檢測裝置100之偵測區域11的立體角，係由第1光接收單元2a與複數個第2光接收單元2b規定。紅外線檢測裝置100中，劃分偵測區域11之複數個(90個)小偵測區域13(參考圖6B及7)，分別和第1光接收單元2a與複數個(4個)第2光接收單元2b之任一對應。圖6B為，將紅外線檢測裝置100之偵測區域11，在與偵測區域11的中心線110垂直之假想平面120(例如地板面)中示意的圖。此外，圖7為，將紅外線檢測裝置100的複數個小偵測區域13中之1個小偵測區域13，在假想平面120(例如地板面)中示意的圖。偵測區域11，包含複數個(90個)小偵測區域13。複數個(90個)小偵測區域13，分別包含與光接收元件30之複數個(4個)檢測部一對一地對應的複數個(4個)微小偵測區域14(參考圖7)。複數個微小偵測區域14，從光接收元件30觀察時分別位於不同方向。複數個微小偵測區域14，分別為斜四角錐狀。複數個微小偵測區域14之各自的立體角，較小偵測區域13的立體角更小。換而言之，微小偵測區域14，較小偵測區域13更狹窄。微小偵測區域14，係將通過第1透鏡50a而入射至第1光接收元件30a之檢測部的紅外線束往與紅外線之行進方向相反的方向延長時形成之3維區域，或係將通過第2透鏡50b而入射至第2光接收元件30b之檢測部的紅外線束往與紅外線之行進方向相反的方向延長時形成之3維區域。換而言之，微小偵測區域14為，可使在光接收元件30的檢測部之光接收面上成像所用的紅外線束通過之3維區域。微小偵測區域14，例如，可藉由使用光線追蹤分析軟體之模擬結果而予以估算。複數個微小偵測區域14，可視作分別具有與檢測部的第1電極一對一地對應之極性。偵測區域11、各小偵測區域13、及各微小偵測區域14，為以光學方式定義之3維區域，並非實際上肉眼可見之3維區域。小偵測區域13，亦依存於紅外線感測器3(參考圖5)之窗材333的大小及形狀、窗孔3322的開口形狀等。
紅外線檢測裝置100中，使第1光接收單元2a之複數個(30個)第1透鏡50a，分別與複數個(90個)小偵測區域13中之1個小偵測區域13對應。換而言之，第1光接收單元2a，與90個小偵測區域13中之30個小偵測區域13對應。此外，紅外線檢測裝置100中，使複數個(4個)第2光接收單元2b各自之複數個(15個)第2透鏡50b，其分別與複數個(90個)小偵測區域13中之1個小偵測區域13對應。換而言之，4個第2光接收單元2b，分別與90個小偵測區域13中之15個小偵測區域13對應。亦即，紅外線檢測裝置100中，與第1光接收單元2a對應之小偵測區域13的數量(30個)，較分別與複數個第2光接收單元2b對應之小偵測區域13的數量(15個)更多。
紅外線檢測裝置100，如同上述，具備訊號處理部9，其依據第1光接收元件30a及複數個第2光接收元件30b各自的輸出訊號，判定是否有人存在於偵測區域11。訊號處理部9，例如，施行將複數個光接收元件30各自的輸出訊號之同步成分抽出的同步檢波，依據同步檢波之結果，判定是否有人存在於偵測區域11。訊號處理部9，例如，可利用用於施行同步檢波之乘算器、比較器等而構成。此處，訊號處理部9之構成零件，安裝於電路基板7。訊號處理部9之構成零件，配置在電路基板7的第2面72側。訊號處理部9，亦可包含上述複數個紅外線感測器3各自的IC元件。
而在多透鏡的複數個透鏡之入射面的面積為一定之情況，若為複數個透鏡中之與光接收元件的光軸構成之角度越大的光軸之透鏡，則有入射的紅外線之損耗變大的傾向。因此，如同文獻1所記載之熱線式人體感測器般僅以1個多透鏡形成偵測區域之紅外線檢測裝置，有在偵測區域的最外周側之靈敏度降低的傾向。
相對於此，本實施形態之紅外線檢測裝置100中，如圖4及6B所示，將偵測區域11，劃分為中央區域11a、周邊區域11b。中央區域11a，對應於第1光接收單元2a，包含90個小偵測區域13中之30個小偵測區域13。周邊區域11b，對應於複數個第2光接收單元2b，包含90個小偵測區域13中之60個小偵測區域13。中央區域11a，如圖6B所示，在假想平面120上成為圓形的區域。周邊區域11b，如圖6B所示，在假想平面120上成為從將中央區域11a包含其內的正方形區域去除中央區域11a之區域(外周為正方形而內周為圓形的框狀之區域)。紅外線檢測裝置100中，相較於與中央區域11a所包含的各小偵測區域13對應之第1透鏡50a的透鏡面積，與周邊區域11b所包含的各小偵測區域13對應之第2透鏡50b的透鏡面積更大。
如圖4所示，以沿著第1光接收元件30a與第2光接收元件30b之排列方向的方向為規定方向D1時，圖9中，使中央區域11a之小偵測區域13中，依在規定方向D1每個相鄰之2個小偵測區域13的組合而決定之小偵測區域13間的間隔，為距離L1。此外，圖9中，使周邊區域11b之小偵測區域13中，依在規定方向D1每個相鄰之2個小偵測區域13的組合而決定之小偵測區域13間的間隔，為距離L2。此處，複數個(於周邊區域11b內在規定方向D1相鄰之2個小偵測區域13的組合數)距離L2之平均值，較複數個(於中央區域11a內在規定方向D1相鄰之2個小偵測區域13的組合數)距離L1之平均值更大。
上述說明的本實施形態之紅外線檢測裝置100，具備接收來自偵測區域11的紅外線之光接收系統1。光接收系統1，具備第1光接收單元2a、及複數個第2光接收單元2b。第1光接收單元2a，包含第1光接收元件30a、及第1多透鏡5a。第1多透鏡5a，具有將紅外線聚光至第1光接收元件30a之複數個第1透鏡50a。複數個第2光接收單元2b，分別包含第2光接收元件30b、及第2多透鏡5b。第2多透鏡5b，具有將紅外線聚光至第2光接收元件30b之複數個第2透鏡50b。紅外線檢測裝置100中，劃分偵測區域11之複數個小偵測區域13，分別和第1光接收單元2a與複數個第2光接收單元2b之任一對應。紅外線檢測裝置100中，使第1光接收單元2a之複數個第1透鏡50a，分別複數個小偵測區域13中之1個小偵測區域13對應。紅外線檢測裝置100中，使複數個第2光接收單元2b各自之複數個第2透鏡50b，分別與複數個小偵測區域13中之1個小偵測區域13對應。複數個第2光接收單元2b各自之第2光接收元件30b的光軸39b，對第1光接收元件30a的光軸39a彼此往不同的方向傾斜。複數個小偵測區域13中之與第1光接收單元2a對應的第1群小偵測區域13之數目，較複數個小偵測區域13中之與複數個第2光接收單元2b分別對應的第2群小偵測區域13之數目更多。
藉由上述構成，紅外線檢測裝置100，可抑制偵測區域11內之靈敏度的不均。此處，紅外線檢測裝置100，藉由上述構成，可使與對於第1光接收元件30a的光軸39a相對斜率大之小偵測區域13對應的第2透鏡50b的透鏡面積，較對於第1光接收元件30a的光軸39a相對斜率小之第1透鏡50a的透鏡面積更大。藉此，紅外線檢測裝置100，可抑制偵測區域11內之靈敏度的不均。簡而言之，紅外線檢測裝置100，可追求偵測區域11內之靈敏度的均一化。
此外，紅外線檢測裝置100，相較於在上述熱線式人體感測器中使半球狀之多透鏡的直徑增大以增加配設透鏡之列數藉而擴大偵測區域的情況，可抑制偵測區域11的最外周側之靈敏度的降低。換而言之，紅外線檢測裝置100，可增大視角但抑制偵測區域11的最外周側之靈敏度的降低，可增大視角但抑制在偵測區域11內之靈敏度的不均。「視角」，係指紅外線檢測裝置100之偵測區域11的發散角。
紅外線檢測裝置100中，複數個第2多透鏡5b，宜以包圍第1多透鏡5a的方式在第1多透鏡5a之外周方向排列。藉此，紅外線檢測裝置100，可在與第1光接收元件30a的光軸39a垂直之略全方向中將偵測區域11更為擴大。
紅外線檢測裝置100中，複數個第2光接收單元2b，宜為至少3個第2光接收單元2b。藉此，紅外線檢測裝置100中，例如，在偵測區域11為四角錐狀之區域時，相較於僅具備1個第1光接收單元2a與2個第2光接收單元2b的情況，各第2光接收單元2b之設計變得簡單。
紅外線檢測裝置100中，宜將複數個第1透鏡50a，分開配置為從第1光接收元件30a的光軸39a算起之距離互不相同的至少2列；將複數個第2透鏡50b，分開配置為從第1光接收元件30a的光軸39算起之距離互不相同的至少2列。以沿著第1光接收元件30a與第2光接收元件30b之排列方向的方向為規定方向D1時，第2群小偵測區域13中，依在規定方向D1每個相鄰之2個小偵測區域13的組合而決定之小偵測區域13間的距離L2之平均值，宜較第1群小偵測區域13中，依在規定方向D1每個相鄰之2個小偵測區域13的組合而決定之小偵測區域13間的距離L1之平均值更大。藉此，紅外線檢測裝置100，藉由將分別與第2光接收單元2b對應之小偵測區域13的數量減少而可將第2透鏡50b的透鏡面積更為增大，可更為抑制偵測區域11內之靈敏度的不均。
紅外線檢測裝置100中，第1光接收元件30a及第2光接收元件30b，宜皆為熱電元件。藉此，紅外線檢測裝置100，相較於第1光接收元件30a及第2光接收元件30b為熱電堆、電阻熱輻射計等的情況，容易偵測放射紅外線之物體(例如人體)的動作。
紅外線檢測裝置100，宜進一步具備訊號處理部9。訊號處理部9，宜依據第1光接收元件30a及複數個第2光接收元件30b各自的輸出訊號，判定是否有人存在於偵測區域11。藉此，紅外線檢測裝置100，可作為人體偵測裝置利用。
上述第1光接收元件30a及第2光接收元件30b，不限於四個一組式的熱電元件，例如，亦可為兩個一組式的熱電元件、單片式的熱電元件等。此外，熱電元件之檢測部的形狀、配設方式等亦無特別限定。例如，熱電元件，亦可為在1片熱電體基板，將4個檢測部配設為1×4之陣列狀的構成。此一情況，4個檢測部之各自的俯視形狀為長方形。此外，將相鄰之檢測部彼此反向並聯。此外，熱電元件，不限為具備熱電體基板之構成，例如，亦可為在矽基板之表面上的電性絕緣膜上，形成有依背面電極、熱電體薄膜、及表面電極之順序排列而構成的檢測部之晶片。此等晶片，例如，可利用微機械加工技術及熱電體薄膜之形成技術等形成。
紅外線檢測裝置100，不限於人體偵測，例如亦可在氣體偵測等其他用途使用。
紅外線檢測裝置100，例如可利用在配線器具、機器等。作為機器，例如有：照明器具、照明裝置、電視、個人電腦、空調機、加濕器、冰箱、影印機、數位告示板、數位相框、小便器、自動販賣機、售票機、自動提款機、氣體感測器、氣體分析裝置等。
1‧‧‧光接收系統
100‧‧‧紅外線檢測裝置
11‧‧‧偵測區域
11a‧‧‧中央區域
11b‧‧‧周邊區域
110‧‧‧中心線
120‧‧‧假想平面
13‧‧‧小偵測區域
14‧‧‧微小偵測區域
2a‧‧‧第1光接收單元
2b‧‧‧第2光接收單元
3‧‧‧紅外線感測器
3a‧‧‧第1紅外線感測器
3b‧‧‧第2紅外線感測器
30‧‧‧光接收元件
30a‧‧‧第1光接收元件
30b‧‧‧第2光接收元件
33‧‧‧封裝
331‧‧‧台座
332‧‧‧罩蓋
3321‧‧‧前壁
3322‧‧‧窗孔
333‧‧‧窗材
334‧‧‧引線端子
39、39a、39b‧‧‧光軸
5a‧‧‧第1多透鏡
5b‧‧‧第2多透鏡
50a‧‧‧第1透鏡
50b‧‧‧第2透鏡
501a、501b‧‧‧第1面
502a、502b‧‧‧第2面
6a‧‧‧第1光學構件
6b‧‧‧第2光學構件
60a‧‧‧第1光學構件本體
60b‧‧‧第2光學構件本體
61a、61b‧‧‧底壁
62a‧‧‧第1凸緣
62b‧‧‧第2凸緣
7‧‧‧電路基板
71‧‧‧第1面
72‧‧‧第2面
74‧‧‧接腳貫穿孔
8‧‧‧基部
801‧‧‧中央部
802‧‧‧周部
81a‧‧‧第1間隔件部
81b‧‧‧第2間隔件部
811a、811b‧‧‧表面
82a、82b‧‧‧孔
83‧‧‧遮光壁
84‧‧‧第1壁
85‧‧‧第2壁
9‧‧‧訊號處理部
C1～C6‧‧‧假想圓
D1‧‧‧規定方向
L1、L2‧‧‧距離
圖1係本發明的一實施形態之紅外線檢測裝置的分解立體圖。 圖2A係上述紅外線檢測裝置的從上側觀察之立體圖；圖2B係上述紅外線檢測裝置的從下側觀察之立體圖。 圖3A係上述紅外線檢測裝置的光接收系統之底視圖；圖3B係關於上述紅外線檢測裝置的光接收系統，透視左半邊之底視圖。 圖4係上述紅外線檢測裝置的剖面圖。 圖5係上述紅外線檢測裝置的包含光接收元件之紅外線感測器的立體圖。 圖6A係上述紅外線檢測裝置的光接收系統之俯視圖；圖6B係上述紅外線檢測裝置的偵測區域之說明圖。 圖7係上述紅外線檢測裝置的偵測區域之小偵測區域的說明圖。 圖8係上述紅外線檢測裝置的第1多透鏡及第2多透鏡之說明圖。 圖9係上述紅外線檢測裝置的偵測區域之說明圖。
Claims (6)
- 一種紅外線檢測裝置，具備接收來自偵測區域的紅外線之光接收系統，其特徵為： 該光接收系統，具備第1光接收單元及複數個第2光接收單元； 該第1光接收單元，包含第1光接收元件及第1多透鏡，該第1多透鏡具有將紅外線聚光至該第1光接收元件之複數個第1透鏡； 該複數個第2光接收單元，分別包含第2光接收元件及第2多透鏡，該第2多透鏡具有將紅外線聚光至該第2光接收元件之複數個第2透鏡； 劃分該偵測區域之複數個小偵測區域，分別和該第1光接收單元與該複數個第2光接收單元之任一對應； 使該第1光接收單元之該複數個第1透鏡，分別與該複數個小偵測區域中之1個小偵測區域對應； 使該複數個第2光接收單元各自之該複數個第2透鏡，分別與該複數個小偵測區域中之1個小偵測區域對應； 該複數個第2光接收單元各自之該第2光接收元件的光軸，相對於該第1光接收元件的光軸，彼此往不同的方向傾斜； 該複數個小偵測區域中之與該第1光接收單元對應的第1群小偵測區域之數目，較該複數個小偵測區域中之與該複數個第2光接收單元分別對應的第2群小偵測區域之數目更多。
- 如申請專利範圍第1項之紅外線檢測裝置，其中， 該複數個第2多透鏡，以包圍該第1多透鏡的方式在該第1多透鏡之外周方向排列。
- 如申請專利範圍第2項之紅外線檢測裝置，其中， 該複數個第2光接收單元，係至少3個第2光接收單元。
- 如申請專利範圍第1至3項任一項之紅外線檢測裝置，其中， 該複數個第1透鏡，分開配置為從該第1光接收元件的光軸算起之距離互不相同的至少2列； 該複數個第2透鏡，分開配置為從該第1光接收元件的光軸算起之距離互不相同的至少2列； 以沿著該第1光接收元件與該第2光接收元件之排列方向的方向為規定方向時， 該第2群小偵測區域中，依在該規定方向每個相鄰之2個小偵測區域的組合而決定之小偵測區域間的距離之平均值，較該第1群小偵測區域中，依在該規定方向每個相鄰之2個小偵測區域的組合而決定之小偵測區域間的距離之平均值更大。
- 如申請專利範圍第1至3項任一項之紅外線檢測裝置，其中， 該第1光接收元件及該第2光接收元件，皆為熱電元件。
- 如申請專利範圍第1至3項任一項之紅外線檢測裝置，其中， 進一步具備訊號處理部，該訊號處理部，依據該第1光接收元件及複數個該第2光接收元件各自的輸出訊號，判定是否有人存在於該偵測區域。
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