JPH0275916A - Infrared ray detector - Google Patents
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- JPH0275916A JPH0275916A JP63227688A JP22768888A JPH0275916A JP H0275916 A JPH0275916 A JP H0275916A JP 63227688 A JP63227688 A JP 63227688A JP 22768888 A JP22768888 A JP 22768888A JP H0275916 A JPH0275916 A JP H0275916A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、例えば、分割レンズや分割ミラー等の光学系
と組み合わすことにより、この光学系の視野角により設
定される所定の検知エリア内における人体の存在の有無
を非接触で検出して自動ドアーの開閉や防犯警報装置の
作動を制御する赤外線式移動人体検出装置を構成できる
赤外線検出装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention, for example, can be used in combination with an optical system such as a split lens or a split mirror to detect images within a predetermined detection area set by the viewing angle of this optical system. The present invention relates to an infrared detection device that can constitute an infrared type moving human body detection device that non-contactly detects the presence or absence of a human body in a vehicle and controls the opening and closing of automatic doors and the operation of a security alarm system.
〈従来の技術〉
移動する人体の所定の検知エリアへの進入または検知エ
リアからの退出を検出して防犯警報装置や自動ドアーの
作動等を制御するための起動用スイッチに利用される移
動人体検出装置としては種々のものが実用化されている
。現在多用されている非接触型のものとしては、背景と
移動人体との温度差に基づく放射赤外線光束の変動を利
用する赤外線受動型のパッシブインフラレッド方式のも
のが主流をなしている。この移動人体検出装置は、光学
系の視野角により設定された所定の検知エリアからの放
射エネルギーを、ミラーまたはレンズの光学系により赤
外線検出器に集光し、赤外線検出器において、これの焦
電素子が光学フィルタを介して入射された赤外線光束の
変化を電気信号に変換し、この電気信号を増幅した後に
、この増幅信号が検出レベル以上であるか否かを判別し
、検出レベル以上である場合に人体検出信号を出力する
ようになっている。<Prior art> Moving human body detection used for activation switches to control the operation of security alarm systems, automatic doors, etc. by detecting when a moving human body enters or exits a predetermined detection area. Various devices have been put into practical use. The mainstream non-contact type currently in use is the passive infrared type, which utilizes fluctuations in the radiated infrared light flux based on the temperature difference between the background and the moving human body. This moving human body detection device focuses radiant energy from a predetermined detection area set by the viewing angle of the optical system onto an infrared detector using a mirror or lens optical system. After the element converts the change in the infrared flux incident through the optical filter into an electrical signal and amplifies this electrical signal, it determines whether or not this amplified signal is above the detection level. When a human body is detected, a human body detection signal is output.
そして、前述の移動人体検出装置に用いられる赤外線検
出器としては、極性の異なる2種の焦電素子を差動接続
したツインタイプセンサーまたはデュアルタイプセンサ
ーと称せられる差動型のものが一般に用いられている。As the infrared detector used in the above-mentioned moving human body detection device, a differential type sensor called a twin type sensor or dual type sensor, in which two types of pyroelectric elements with different polarities are differentially connected, is generally used. ing.
この差動型赤外線検出器は、外乱光等の外部要因による
雑音を一対の焦電素子でキャンセルし合って除去できる
ものである。即ち、移動する人体に対しては一対の焦電
素子による各検出信号が成る時間差をもって出力される
のに対し、太陽光の照射のように外部要因による物理的
変化は両焦電素子に同時に且つ同等に加わるので、これ
ら各焦電素子からはそれぞれ同時に信号出力され、しか
も差動接続しているので極性が互いに逆で且つ同じ大き
さの電圧が発生して互いに打ち消し合うことになり、検
出器としての出力は生じない。さらに、この焦電素子の
光入射面側の光入射窓には、6〜14μmの波長の光の
みを透過させる光学フィルタが配設されており、この光
学フィルタにより外乱光を除去して赤外線のみを透過さ
せるようになっている。This differential infrared detector can eliminate noise caused by external factors such as disturbance light by canceling each other out using a pair of pyroelectric elements. In other words, for a moving human body, each detection signal from a pair of pyroelectric elements is output with a time difference, whereas a physical change due to an external factor, such as sunlight irradiation, is output to both pyroelectric elements at the same time. Since the signals are applied equally, each of these pyroelectric elements outputs a signal at the same time, and since they are connected differentially, voltages with opposite polarities and the same magnitude are generated and cancel each other out, and the detector There is no output as . Furthermore, the light entrance window on the light entrance side of this pyroelectric element is equipped with an optical filter that transmits only light with a wavelength of 6 to 14 μm.This optical filter removes disturbance light and only infrared rays are transmitted. It is designed to be transparent.
〈発明が解決しようとする課題〉
前記赤外線検出器は、一対の焦電素子によるキャンセル
効果と、赤外線のみを透過させて可視光を除去する光学
フィルタとにより、焦電素子自体が本質的にもっている
雑音の他の外部要因による雑音(例えば、放電灯や白熱
灯等の照明光或いは自動車のヘッドライトによる外乱光
によるもの)の影響を除去できる筈である。ところが、
現実には外部要因によって誤動作してしまう。例えば、
防犯警報装置においては巡回警備員の照明灯や走行車両
のヘッドライト等によって警報を発してしまう。このよ
うな欠点の解消を図ったものして、例えば、実開昭63
−14130号の赤外線検出器が提案されており、これ
は、逆直列に接続される一対の受光電極間の視野角のず
れを、5〜10”の範囲に設定することにより、一対の
受光電極に対する外乱光の照射を均等化し、外乱光に対
するキャンセル効果の向上を図ったものである。然し乍
ら、このような視野角のずれを小さくした構成では、前
述の移動人体検出装置に適用した場合に所要の検知能力
を得ることができず、また、単一の焦電素子しか有しな
いタイプのものには適用できないものである。然も、こ
のような構成の赤外線検出器においても、光学系と組み
合わせた場合には、外乱光が直接照射されたような時に
誤出力してしまう。<Problems to be Solved by the Invention> The infrared detector has a canceling effect by a pair of pyroelectric elements, and an optical filter that transmits only infrared rays and removes visible light, so that the pyroelectric element itself has essentially no problem. It should be possible to eliminate the influence of noise caused by other external factors (for example, noise caused by illumination light such as discharge lamps or incandescent lamps, or disturbance light from automobile headlights). However,
In reality, it may malfunction due to external factors. for example,
In a crime prevention alarm system, an alarm is emitted by the lighting of a patrolling security guard or the headlights of a traveling vehicle. For example, in 1983, there were
An infrared detector No. 14130 has been proposed, in which the viewing angle difference between a pair of light receiving electrodes connected in anti-series is set in the range of 5 to 10''. This is to equalize the irradiation of disturbance light to the object and improve the canceling effect against the disturbance light.However, in a configuration in which such a difference in viewing angle is reduced, the required It cannot be applied to a type of infrared detector that has only a single pyroelectric element.However, even in an infrared detector with such a configuration, it is difficult to combine it with an optical system. In this case, erroneous output will occur when ambient light is directly irradiated.
本発明者らはこのような誤動作発生の原因について探究
した結果、その原因が判明した。即ち、赤外線検出器の
メーカーでは、この赤外線検出器を光学系と組み合わせ
てその性能をテストするようなことがなく、このように
赤外線検出器に光学系を介することなく外乱光を直接照
射した場合には、赤外線検出器の光学フィルタが赤外線
以外の可視光等を散乱させて透過させないことにより誤
動作することがない。従って、前述の誤動作は、移動人
体検出装置等を構成するに際し赤外線検出器に光学系を
組み合わせることに起因して発生していることに着目し
た結果、以下のことが判明した。つまり、光学系により
赤外線光束を焦電素子に合焦するよう集光しているため
に、光学フィルタへの入射光のエネルギーは比較的高く
、この光学フィルタを透過せず且つ反射もしないで光学
フィルタに吸収される光の高いエネルギーによって光学
フィルタが発熱し、この光学フィルタの発熱部分から一
対の焦電素子に対して二次的熱放射が生じる。The inventors investigated the cause of such malfunctions and found the cause. In other words, manufacturers of infrared detectors do not test the performance of infrared detectors in combination with optical systems, and in this way, when ambient light is directly irradiated to an infrared detector without going through an optical system, In this case, the optical filter of the infrared detector scatters visible light other than infrared rays and does not transmit it, thereby preventing malfunction. Therefore, as a result of focusing on the fact that the above-mentioned malfunction occurs due to the combination of an infrared detector and an optical system when constructing a moving human body detection device, etc., the following was found. In other words, because the optical system condenses the infrared light beam to the pyroelectric element, the energy of the light incident on the optical filter is relatively high, and the light enters the optical filter without passing through or reflecting it. The optical filter generates heat due to the high energy of the light absorbed by the filter, and secondary heat radiation is generated from the heat generating portion of the optical filter to the pair of pyroelectric elements.
ここで、光学フィルタの素材として用いられるシリコン
等の材料が高価であるために、光学フィルタの面積を可
及的に小さくし且つ視野角を広くするためと、検知器全
体をコンパクトに構成するためとの目的で、光学フィル
タを焦電素子にできるだけ近接させて配置しており、前
述の実開昭63−14130号に1.5鶴と図示されて
いるように、一般には0.5〜1.5鶴程度に設定され
ている。この距離によって、第5図の1点鎖線で示すよ
うに光学フィルタ1の発熱部1aから各焦電素子2a、
2bへの拡がり角度θ′5.θ′2がかなり異なること
となり、両焦電素子2a、 2bのそれぞれの受光量
に差が生じてキャンセル効果が作用せず、結果として人
体検出信号が誤出力されてしまう。単一の焦電素子しか
有しない赤外線検出器においても、光学フィルタの二次
的熱放射エネルギーに焦電素子が反応して誤動作してし
まう。Here, since materials such as silicon used for optical filters are expensive, it is necessary to make the area of the optical filter as small as possible and widen the viewing angle, and to make the entire detector compact. For this purpose, the optical filter is placed as close as possible to the pyroelectric element, and is generally 0.5 to 1, as shown in the above-mentioned Utility Model Application Publication No. 14130/1983 as 1.5. It is set at about .5 cranes. With this distance, each pyroelectric element 2a is
2b spread angle θ'5. θ'2 will be considerably different, and a difference will occur in the amount of light received by both pyroelectric elements 2a and 2b, so that the canceling effect will not work, and as a result, a human body detection signal will be erroneously output. Even in an infrared detector having only a single pyroelectric element, the pyroelectric element reacts to the secondary thermal radiation energy of the optical filter and malfunctions.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、光学系と組み合わせた場合においても外乱光等の外
部要因による雑音に対し誤出力することのない赤外線検
出装置を提供することを技術的課題とするものである。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an infrared detection device that does not produce erroneous output due to noise caused by external factors such as ambient light even when combined with an optical system. This is a technical issue.
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、上記した課題を達成するための技術的手段と
して、赤外線検出装置を以下のように構成した。即ち、
赤外線のみを透過させる光学フィルタと、この光学フィ
ルタを介して入射する赤外線光束をその変動量に応じた
電気信号に変換する赤外線検出素子とを備えてなる赤外
線検出装置において、前記光学フィルタのフィルタ面と
前記赤外線検出素子との距離を、該光学フィルタの任意
の1点から該赤外線検出素子を見る立体角が1/8πス
テラジアン以下となるようにしたことを特徴として構成
されている。<Means for Solving the Problems> In the present invention, as a technical means for achieving the above-mentioned problems, an infrared detection device is configured as follows. That is,
In an infrared detection device comprising an optical filter that transmits only infrared rays and an infrared detection element that converts the infrared flux incident through the optical filter into an electrical signal according to the amount of variation thereof, the filter surface of the optical filter and the infrared detecting element such that the solid angle at which the infrared detecting element is viewed from any one point on the optical filter is 1/8π steradian or less.
また、前記光学フィルタのフィルタ面と前記赤外線検出
素子との距離を、2鶴以上とすることもできる。Further, the distance between the filter surface of the optical filter and the infrared detection element can be set to two or more cranes.
く作用〉
この赤外線検出装置は、光学フィルタのフィルタ面と赤
外線検出素子との距離が、光学フィルタの任意の1点か
ら赤外線検出素子を見る立体角が1/8πステラジアン
以下に設定されており、赤外線検出素子の大きさに対応
して光学フィルタに対する距離が可変される。現在にお
いて一般的に用いられている1×2mのサイズの赤外線
検出素子(焦電素子)で’ltmの距離となり、既存の
検出器の当該距離が1.5mであるのに対し十分に長い
。従って、光学系と組み合わせて赤外線式移動人体検出
装置を構成した場合、光学フィルタは、既存の赤外線検
出器よりも赤外線検出素子から離間し且つ光学系に近接
することとなり、光学フィルタのフィルタ面における光
学系からの外乱光の照射面積が、既存の赤外線検出器の
光学フィルタにおける外乱光の照射面積に比較して広く
、それに対応して光の集光度合が低いために、広い照射
面積全体が熱せられて部分的な高い発熱は生じない。然
も、この光学フィルタの発熱部から一対の赤外線検出素
子にそれぞれ熱放射される拡がり角度は、各赤外線検出
素子への距離が比較的長いことによって各赤外線検出素
子対しそれぞれ略同じとなり、各赤外線検出素子のそれ
ぞれの出力には殆んど差が生じないことによって互いに
打ち消され、検出装置からの検出信号として出力される
ことはない。In this infrared detection device, the distance between the filter surface of the optical filter and the infrared detection element is set such that the solid angle at which the infrared detection element is viewed from any one point on the optical filter is 1/8π steradian or less, The distance to the optical filter is varied depending on the size of the infrared detection element. An infrared detection element (pyroelectric element) with a size of 1 x 2 m that is commonly used at present has a distance of 'ltm, which is sufficiently long compared to the 1.5 m distance of existing detectors. Therefore, when an infrared moving human body detection device is configured in combination with an optical system, the optical filter is placed further away from the infrared detection element and closer to the optical system than in existing infrared detectors, and the filter surface of the optical filter is The irradiation area of the disturbance light from the optical system is wider than the irradiation area of the disturbance light in the optical filter of existing infrared detectors, and the degree of light condensation is correspondingly low, so the entire wide irradiation area is There is no local high heat generation caused by heating. However, since the distance to each infrared detection element is relatively long, the spread angle at which heat is radiated from the heating part of this optical filter to each pair of infrared detection elements is approximately the same for each infrared detection element, and each infrared detection element has a relatively long distance to each infrared detection element. Since there is almost no difference between the respective outputs of the detection elements, they cancel each other out and are not output as a detection signal from the detection device.
また、実験の結果より、赤外線検出素子のサイズに拘わ
らず、光学フィルタのフィルタ面と赤外線検出素子との
距M(間隔)が少な(とも2f1以上あれば、光学系と
組み合わせた場合の光学系の焦点距離とは無関係に一対
の赤外線検出素子の出力に差が生じないことが判明した
。In addition, the experimental results show that regardless of the size of the infrared detection element, if the distance M (spacing) between the filter surface of the optical filter and the infrared detection element is small (both 2f1 or more), the optical system when combined with the optical system It was found that there was no difference in the outputs of the pair of infrared detection elements regardless of the focal length of the sensor.
〈実施例〉
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しな
がら詳説する。<Example> Hereinafter, preferred examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は赤外線式移動人体検出装置に適用した場合の本
発明の一実施例の縦断面を示し、それぞれの視野角によ
って設定された検知エリアE1〜E5、el−e5から
の放射赤外線が分割レンズからなる光学系Cで集光され
、この光学系Cから入射する赤外線光束をその変動量に
応じた電気信号に変換する一対の焦電素子からなる赤外
線検出素子2a、2bが、それぞれ導電性接着剤3によ
り個別の導電性支持台4により取り付けられ、各赤外線
検出素子2a、2bの光入射面は表面電極5で被覆され
ている。両赤外線検出素子2a、2bは、第2図に示す
ように互いに差動接続されているとともに、電界効果ト
ランジスタ6に接続されている。これら各赤外線検出素
子2a、2bおよび電界効果トランジスタ6を被包する
外体ケース7の光入射面が開口され、この開口部7aに
光学フィルタ8が配設されて光入射窓が形設されている
。また、光学フィルタ8は、シリコンからなる主体の一
面に無反射コーテイング面が形成され、且つ他面に多層
薄膜コーティングによる透過波長が6〜14μmのワイ
ドバンドのフィルタ面が形成されている。この構成自体
は既存の赤外線検出器と略同様であるが、異なる点は、
光学フィルタ8を、これのフィルタ面と一対の赤外線検
出素子2a、2bとの距離りが、光学フィルタ8の任意
の1点から赤外線検出素子2a、 2bを見る立体角
が1/8πステラジアン以下、または2鶴以上になるよ
う位置させた構成にある。FIG. 1 shows a longitudinal section of an embodiment of the present invention when applied to an infrared type moving human body detection device, in which the infrared radiation from detection areas E1 to E5 and el-e5, which are set according to the respective viewing angles, is divided. The infrared detecting elements 2a and 2b, which are each made of a pair of pyroelectric elements that convert the infrared light flux incident from the optical system C into an electrical signal according to the amount of variation thereof, are each made of a conductive material. Each infrared detecting element 2a, 2b is attached to a separate conductive support 4 using an adhesive 3, and the light incident surface of each infrared detecting element 2a, 2b is covered with a surface electrode 5. Both infrared detecting elements 2a and 2b are differentially connected to each other as shown in FIG. 2, and are also connected to a field effect transistor 6. A light entrance surface of the outer case 7 that encloses each of these infrared detection elements 2a, 2b and the field effect transistor 6 is opened, and an optical filter 8 is disposed in this opening 7a to form a light entrance window. There is. Further, the optical filter 8 has a main body made of silicon, and has a non-reflection coating surface formed on one surface, and a wide band filter surface having a transmission wavelength of 6 to 14 μm formed on the other surface by multilayer thin film coating. This configuration itself is almost the same as existing infrared detectors, but the difference is that
The optical filter 8 is such that the distance between its filter surface and the pair of infrared detection elements 2a, 2b is such that the solid angle at which the infrared detection elements 2a, 2b are viewed from any one point on the optical filter 8 is 1/8π steradian or less, Or, it is in a configuration where two or more cranes are positioned.
第2図は第1図の電気回路図で、差動接続された一対の
赤外線検出素子2a、2bにおいて入射赤外線光束によ
り発生する電荷が、高抵抗値の入力抵抗R1を介して放
電され、且つ電界効果トランジスタ5によりインピーダ
ンス変換され、直流電源子Bに電界効果トランジスタ5
を介して直列接続された2個の増幅用抵抗R2,R3を
通じて増幅した信号を取り出すソース・フォロワ構成に
なっている。FIG. 2 is an electrical circuit diagram of FIG. 1, in which charges generated by an incident infrared light beam in a pair of differentially connected infrared detection elements 2a and 2b are discharged through an input resistor R1 having a high resistance value, and The impedance is converted by the field effect transistor 5, and the field effect transistor 5 is connected to the DC power supply element B.
It has a source follower configuration in which the amplified signal is taken out through two amplification resistors R2 and R3 connected in series through the amplification resistor R2 and R3.
次に、前記実施例の作用について、第3図乃至第6図を
参照しながら詳細に説明する。照明灯等の外乱光が光学
系Cにより集光されて光学フィルタ8に照射された場合
、光学フィルタ8が既存の赤外線検出器の光学フィルタ
1よりも光学系Cに近接していることにより、第3図に
比較のために1点鎖線で示すように、既存装置における
赤外線検出器の光学フィルタ1の外乱光による照射面積
Bに比しこの実施例による赤外線検出装置における光学
フィルタ8の照射面積Aの方が蟲かに大きい、このこと
は、入射光の集光度合が小さいことと等価であり、広い
照射面積A全体に均等に発熱が分散するために、光学フ
ィルタ8の単位当たりの熱量が少ないことから二次的熱
放射が少なくなることと、光学フィルタ8と赤外線検出
素子2a。Next, the operation of the embodiment described above will be explained in detail with reference to FIGS. 3 to 6. When disturbance light from a lighting lamp or the like is collected by the optical system C and irradiated onto the optical filter 8, the optical filter 8 is closer to the optical system C than the optical filter 1 of the existing infrared detector. As shown by the dashed line in FIG. 3 for comparison, the irradiation area B of the optical filter 8 of the infrared detector according to this embodiment is larger than the irradiation area B of the optical filter 1 of the infrared detector of the existing device due to the disturbance light. A is infinitely larger. This is equivalent to a smaller degree of condensation of the incident light, and since heat is evenly distributed over the wide irradiation area A, the amount of heat per unit of the optical filter 8 is The optical filter 8 and the infrared detecting element 2a also reduce secondary heat radiation.
2bとの距離りが既存の赤外線検出器における光学フィ
ルタ1と赤外vA検出素子との距離lに比し十分に大き
いこととにより、二次的熱放射が赤外線検出素子2a、
2bに与える影響は格段に少なくなる。2b is sufficiently larger than the distance 1 between the optical filter 1 and the infrared vA detection element in existing infrared detectors, secondary heat radiation is caused by the infrared detection element 2a,
The influence on 2b will be significantly reduced.
然も、第5図に示すように、光学フィルタ8の赤外線検
出素子2a、2bに対する距離りは、既存の赤外線検出
器の光学フィルタ1と赤外線検出素子2a、2bとの間
隔lに比し十分に大きいから、既存の赤外線検出器の光
学フィルタ1においては二次的熱放射の際の各赤外線検
出素子2a。However, as shown in FIG. 5, the distance between the optical filter 8 and the infrared detecting elements 2a and 2b is sufficient compared to the distance l between the optical filter 1 and the infrared detecting elements 2a and 2b of the existing infrared detector. Because of the large size, in the optical filter 1 of the existing infrared detector, each infrared detection element 2a during secondary heat radiation.
2bへのそれぞれの拡がり角度θ′1.θ′2が互いに
相当に異なるのに対し、前記実施例の光学フィルタ8の
発熱部8aからの二次的熱放射の各赤外線検出素子2a
、 2bへの拡がり角度θl。2b, the respective divergence angles θ′1. θ'2 are considerably different from each other, whereas each infrared detecting element 2a of the secondary heat radiation from the heat generating part 8a of the optical filter 8 of the above embodiment
, the spread angle θl to 2b.
θ2は殆んど差がなく、一対の赤外線検出素子2 a+
2bによる信号のキャンセル効果が大きくなる。There is almost no difference in θ2, and the pair of infrared detection elements 2a+
2b increases the signal canceling effect.
例えば、Lを2.5w、lを0.8鶴とした場合、(θ
1−θ2)21
となる。For example, if L is 2.5w and l is 0.8 cranes, (θ
1-θ2)21.
第4図は、光学フィルタ8のフィルタ面と前述の1fl
X2flの一般的なサイズの赤外線検出素子2a、2b
との距離りと、外乱光による第2図の出力端子0の出力
電圧と、の関係の実測値を示したもので、距離りと外乱
光による出力電圧とは略反比例の関係にある。この特性
図から明らかなように、距離りを2鶴以上とすることに
より、前述の光学フィルタ8における外乱光の照射によ
る発熱の低下と、一対の赤外線検出素子2a、2bによ
るキャンセル効果とを得て出力電圧を低下させることが
出来、このような効果は、赤外線検出素子2a、2bの
サイズに拘わらず前記距離りを2日以上に設定すること
によって得られる。FIG. 4 shows the filter surface of the optical filter 8 and the above-mentioned 1fl.
Infrared detection elements 2a, 2b of general size of X2fl
This figure shows the actual measured value of the relationship between the distance between the two and the output voltage of the output terminal 0 in FIG. As is clear from this characteristic diagram, by setting the distance to 2 cranes or more, it is possible to reduce the heat generation due to the irradiation of the disturbance light in the optical filter 8 and to obtain the canceling effect by the pair of infrared detection elements 2a and 2b. This effect can be obtained by setting the distance to two days or more, regardless of the size of the infrared detection elements 2a, 2b.
一方、光学フィルタ8と赤外線検出素子2a。On the other hand, the optical filter 8 and the infrared detection element 2a.
2bとの距離りを前述の1/8πステラジアン以下とし
た根拠について説明すると、第4図で説明したように、
1龍×2鰭の一般的なサイズの赤外線検出素子2a、
2bを光学フィルタ8に対して2f1以上の距離に位
置させればよいので、そのときの前述の立体角は、
IX2 1 1
4π22 23π 8π
となる。即ち、距離りを2fi以上にすることは、立体
角を1/8πステラジアン以下にすることと等価である
。これにより、赤外線検出素子2a。To explain the basis for setting the distance from 2b to the aforementioned 1/8π steradian or less, as explained in Fig. 4,
Infrared detection element 2a of general size of 1 dragon x 2 fins,
2b may be located at a distance of 2f1 or more from the optical filter 8, the above-mentioned solid angle at that time will be IX2 1 1 4π22 23π 8π. That is, making the distance 2fi or more is equivalent to making the solid angle less than 1/8π steradian. As a result, the infrared detection element 2a.
2bの光学フィルタ8に対する距MLを、該赤外線検出
素子2a、2bのサイズがl1m×2Mより大きくなる
に応じて立体角が1/8πステラジアン以下となるよう
に2Nより大きくし、且つ該サイズよりも小さくなるに
応じて立体角が1/8πステラジアン以下となるように
小さくすることにより、前述と同様の効果を得ることが
できる。The distance ML of the infrared detection elements 2b to the optical filter 8 is set to be larger than 2N so that the solid angle becomes 1/8π steradian or less as the size of the infrared detection elements 2a and 2b becomes larger than 1m x 2M, and By decreasing the solid angle to 1/8π steradian or less as the solid angle decreases, the same effect as described above can be obtained.
ところで、第4図に示した特性は、組み合わせる光学系
Cの焦点距離により若干異なる。即ち、第6図に示すよ
うに、大きい焦点距離f2の光学系Cを用いる場合には
、小さい焦点距Mf1の光学系Cを用いる場合に比し光
学フィルタ8と赤外線検出素子2a、 2bとの距離
りを大きくしないと、前述の発熱低下とキャンセル効果
とを十分に得ることができないが、焦点距離が例えば5
0鶴と大きい光学系Cにおいても、距離りを2u以上あ
るいは立体角が1/8πステラジアン以下になるように
設定しさえすれば、十分な効果を得られることが、実測
の結果から判明した。By the way, the characteristics shown in FIG. 4 differ slightly depending on the focal length of the optical system C to be combined. That is, as shown in FIG. 6, when using the optical system C with a large focal length f2, the optical filter 8 and the infrared detecting elements 2a and 2b are Unless the focal length is increased, the above-mentioned reduction in heat generation and cancellation effect cannot be obtained sufficiently.
It has been found from actual measurements that even with optical system C as large as 0 cranes, sufficient effects can be obtained as long as the distance is set to 2u or more or the solid angle is set to 1/8π steradian or less.
また、第7図に示すような構成とすることもできる。即
ち、同図において第1図と同−若しくは実質的に同一の
ものには同一の符号を付してその説明を省略する。第1
図で示したと同一構成部材により同様に構成され、且つ
光学フィルタ8と赤外線検出素子23.2bとの距離1
が0,7鶴程度に設定されてなる既存の赤外線検出器と
同様の赤外線検出器9と、この赤外線検出器9と光学系
Cとの間に、外部光学フィルタ10を配設した構成にな
っている。外部光学フィルタ10は、赤外線検出器9の
光学フィルタ8と同様のものであって、赤外線検出器9
を内装した外部ケース11の開口部12に、赤外線検出
器9の光学フィルタ8と光学系Cとの間に位置して保持
されており、この外部光学フィルタ10のフィルタ面と
一対の赤外線検出素子2a、 2bとの距離りが、2
+w以上または立体角が1/8πステラジアン以下にな
るよう設定されている。従って、前述と全く同様の効果
を得られる他に、既存の赤外線検出器9をそのまま利用
して構成できる利点がある。また、外部光学フィルタ1
0を備えていることによって赤外線検出器9の光学フィ
ルタ8は特に必要としないので、この光学フィルタ8に
代えて封止部材で開口部7aを封止するようにしてもよ
い。但しこの場合、封止部材としては、外部光学フィル
タ10が赤外線のみを透過させるよう作用するので、フ
ィルタ機能は必要としないが、少なくとも可視光をも含
む光を透過させる性質を有する素材を用いる必要がある
。Alternatively, a configuration as shown in FIG. 7 may be adopted. That is, in this figure, the same or substantially the same parts as in FIG. 1st
It is constructed in the same manner using the same structural members as shown in the figure, and the distance 1 between the optical filter 8 and the infrared detection element 23.2b is
It has an infrared detector 9 similar to existing infrared detectors in which the infrared rays are set to about 0.7, and an external optical filter 10 is disposed between the infrared detector 9 and the optical system C. ing. The external optical filter 10 is similar to the optical filter 8 of the infrared detector 9, and is similar to the optical filter 8 of the infrared detector 9.
is held between the optical filter 8 of the infrared detector 9 and the optical system C, and the filter surface of the external optical filter 10 and the pair of infrared detection elements The distance between 2a and 2b is 2
+w or more or the solid angle is set to be 1/8π steradian or less. Therefore, in addition to obtaining the same effect as described above, there is an advantage that the existing infrared detector 9 can be used as is. In addition, external optical filter 1
0, the optical filter 8 of the infrared detector 9 is not particularly required. Therefore, the opening 7a may be sealed with a sealing member instead of the optical filter 8. However, in this case, the sealing member does not require a filter function since the external optical filter 10 acts to transmit only infrared rays, but it is necessary to use a material that has the property of transmitting at least light including visible light. There is.
尚、′本発明は前記説明並びに図示例にのみ限定される
ものではなく、請求の範囲を逸脱しない限り種々の変形
例をも包含し得る。例えば、赤外線検出素子として焦電
素子を用いた場合について説明したが、入射する赤外線
光束をその変動量に応じた電気信号に変換するものであ
ればよく、熱起電力を利用するサーモバイル型(熱電対
型)のものを用いることもできる。また、組み合わせる
光学系としては、分割レンズに限らず、分割ミラーまた
は複数個のレンズやミラーを組み合わせたものを用いた
場合においても同様の効果を得られるのは勿論である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned description and illustrated examples, but may include various modifications without departing from the scope of the claims. For example, we have explained the case where a pyroelectric element is used as an infrared detection element, but any device that converts the incident infrared light flux into an electrical signal according to the amount of variation in the infrared light flux may be used. A thermocouple type) can also be used. Furthermore, it goes without saying that the optical system to be combined is not limited to a split lens, and the same effect can be obtained even when a split mirror or a combination of a plurality of lenses and mirrors is used.
さらに、単一の赤外線検出素子しか有しないタンプのも
のにおいても同様の効果を得られるのは言うまでもない
。Furthermore, it goes without saying that similar effects can be obtained with a tamp having only a single infrared detection element.
〈発明の効果〉
本発明は以上のように構成し、且つ作用するので、以下
のような効果を奏する。即ち、光学フィルタを、これの
フィルタ面と赤外線検出素子との距離が、該光学フィル
タの任意の1点から該赤外線検出素子を見る立体角が1
/8πステラジアン以下になるように、或いは2fi以
上になるようにしたので、光学系と組み合わせた場合に
、外乱光を吸収する光学フィルタは、光学系に対し比較
的近接していることによって外乱光による照射の集光度
合が低いので、部分的な発熱が少なく、且つ赤外線検出
素子への距離が比較的大きいことによって二次的熱放射
による赤外線検出素子への影響が少ない。従って、単一
の赤外線検出素子しか有しないタイプのものにおいても
外乱光による誤動作を確実に防止することができる。<Effects of the Invention> Since the present invention is configured and operates as described above, it produces the following effects. That is, the distance between the filter surface of the optical filter and the infrared detecting element is such that the solid angle at which the infrared detecting element is viewed from any one point on the optical filter is 1.
/8π steradian or less, or 2fi or more, so when combined with an optical system, the optical filter that absorbs the disturbance light is relatively close to the optical system, so that it absorbs the disturbance light. Since the degree of convergence of the irradiation is low, there is little local heat generation, and the distance to the infrared detecting element is relatively large, so the influence of secondary heat radiation on the infrared detecting element is small. Therefore, even in a type having only a single infrared detection element, malfunctions due to ambient light can be reliably prevented.
また、一対の赤外線検出素子を並設したツインタイプの
ものにおいては、光学フィルタから赤外線検出素子への
距離が長いことによって、光学フィルタからの二次的熱
放射の際の各赤外線検出素子へのそれぞれの拡がり角度
が略同じとなり、両赤外線検出素子によるキャンセル効
果が大きくなり、外乱光による誤動作をより確実に防止
することができる。In addition, in the case of twin type devices in which a pair of infrared detection elements are arranged side by side, the distance from the optical filter to the infrared detection element is long, so that the secondary heat radiation from the optical filter affects each infrared detection element. The respective spread angles are approximately the same, and the canceling effect of both infrared detection elements is increased, making it possible to more reliably prevent malfunctions caused by ambient light.
第1図は赤外線式移動人体検出装置に適用した場合の本
発明の一実施例の概略縦断面図、第2図は第1図の電気
回路図、
第3図は第1図の光学フィルタと従来検出器の光学フィ
ルタとの外乱光による照射面積の比較を示す説明図、
第4図は第1図の光学フィルタのフィルタ面き赤外線検
出素子との距離と出力電圧との関係を示す検出感度特性
図、
第5図は第1図の装置と従来検出器との二次的熱放射に
おける各赤外線検出素子への拡がり角度の比較を示す説
明図、
第6図は組み合わすべき光学系の焦点距離に対する光学
フィルタと赤外線検出素子との適切な距離の関係を示す
説明図、
第7図は本発明の他の実施例の概略縦断面図である。
2a、2b・−赤外線検出素子
8.10−・−光学フィルタ
特許出願人 オブテックス株式会社
代理人 弁理士 西 1) 新
−111,i−
LM (%J
第6図
第7図FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of one embodiment of the present invention when applied to an infrared moving human body detection device, FIG. 2 is an electric circuit diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is an optical filter of FIG. An explanatory diagram showing a comparison of the irradiation area due to disturbance light with the optical filter of a conventional detector. Fig. 4 shows the detection sensitivity showing the relationship between the distance from the infrared detection element with the filter surface of the optical filter of Fig. 1 and the output voltage. Characteristics diagram. Figure 5 is an explanatory diagram showing a comparison of the spread angles of secondary thermal radiation to each infrared detection element between the device in Figure 1 and the conventional detector. Figure 6 is the focal point of the optical system to be combined. An explanatory diagram showing the relationship between the appropriate distance between the optical filter and the infrared detecting element with respect to the distance. FIG. 7 is a schematic vertical cross-sectional view of another embodiment of the present invention. 2a, 2b - Infrared detection element 8.10 - Optical filter Patent applicant Obtex Co., Ltd. Agent Patent attorney Nishi 1) New-111,i- LM (%J Figure 6 Figure 7
Claims (2)
学フィルタを介して入射する赤外線光束をその変動量に
応じた電気信号に変換する赤外線検出素子とを備えてな
る赤外線検出装置において、前記光学フィルタのフィル
タ面と前記赤外線検出素子との距離を、該光学フィルタ
の任意の1点から該赤外線検出素子を見る立体角が1/
8πステラジアン以下になるようにしたことを特徴とす
る赤外線検出装置。(1) In an infrared detection device comprising an optical filter that transmits only infrared rays and an infrared detection element that converts an infrared flux incident through the optical filter into an electrical signal according to the amount of variation thereof, the optical filter The distance between the filter surface and the infrared detecting element is determined by the solid angle at which the infrared detecting element is viewed from any one point on the optical filter is 1/
An infrared detection device characterized in that the infrared radiation is 8π steradians or less.
素子との距離を、2mm以上としたことを特徴とする赤
外線検出装置。(2) An infrared detection device characterized in that the distance between the filter surface of the optical filter and the infrared detection element is 2 mm or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227688A JP2642963B2 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Infrared detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227688A JP2642963B2 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Infrared detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275916A true JPH0275916A (en) | 1990-03-15 |
| JP2642963B2 JP2642963B2 (en) | 1997-08-20 |
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ID=16864780
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227688A Expired - Fee Related JP2642963B2 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Infrared detector |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2642963B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11167005A (en) * | 1997-12-05 | 1999-06-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Multilens for infrared sensor |
| JP2010267429A (en) * | 2009-05-13 | 2010-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | Cooker |
| JP2017138305A (en) * | 2016-01-22 | 2017-08-10 | エクセリタス テクノロジーズ シンガポール プライヴェート リミテッド | Motion and presence detector |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5374293B2 (en) * | 2009-09-18 | 2013-12-25 | パナソニック株式会社 | Infrared gas detector |
| JP5374297B2 (en) * | 2009-06-25 | 2013-12-25 | パナソニック株式会社 | Infrared gas detector and infrared gas measuring device |
| CN102575983A (en) * | 2009-06-25 | 2012-07-11 | 松下电器产业株式会社 | Infrared gas detector and infrared gas measuring device |
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| JPS62197725A (en) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Heat ray detector |
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1988
- 1988-09-12 JP JP63227688A patent/JP2642963B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2642963B2 (en) | 1997-08-20 |
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