JPH06194136A - 熱画像検出装置 - Google Patents
熱画像検出装置Info
- Publication number
- JPH06194136A JPH06194136A JP4247461A JP24746192A JPH06194136A JP H06194136 A JPH06194136 A JP H06194136A JP 4247461 A JP4247461 A JP 4247461A JP 24746192 A JP24746192 A JP 24746192A JP H06194136 A JPH06194136 A JP H06194136A
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- JP
- Japan
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- thermal image
- pyroelectric
- element group
- detecting element
- heat detecting
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は非接触で２次元画像を検出するもの
で、焦電型熱検出素子群から構成される赤外線センサ１
を用いた小型で簡単な構成のシステムを提供することを
目的とする。 【構成】 直線上に１次元配置された焦電型熱検出素子
群と光学系を一体として連続的または間欠的に回転させ
ることにより、小型かつ簡単な構成で２次元の熱画像検
出が可能となる。また、直線上に１次元配置された焦電
型熱検出素子群を固定し、被測定物を移動または回転さ
せることにより、２次元の熱画像検出が可能となる。
で、焦電型熱検出素子群から構成される赤外線センサ１
を用いた小型で簡単な構成のシステムを提供することを
目的とする。 【構成】 直線上に１次元配置された焦電型熱検出素子
群と光学系を一体として連続的または間欠的に回転させ
ることにより、小型かつ簡単な構成で２次元の熱画像検
出が可能となる。また、直線上に１次元配置された焦電
型熱検出素子群を固定し、被測定物を移動または回転さ
せることにより、２次元の熱画像検出が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は温熱環境及び人体の挙動
検出などを目的とする熱画像検出装置に関するものであ
る。
検出などを目的とする熱画像検出装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、非接触で温度を測定する手段とし
ては量子型赤外線センサによるもの、および熱型赤外線
センサによるものがある。量子型赤外線センサは感度は
高く、応答速度は速いが冷却が必要であり（−１００〜
−２００℃程度）、民生用には不向きである。一方、熱
型赤外線センサは比較的感度が低く、応答速度は遅いが
冷却が不要という特徴から民生市場では実用化されてい
る。
ては量子型赤外線センサによるもの、および熱型赤外線
センサによるものがある。量子型赤外線センサは感度は
高く、応答速度は速いが冷却が必要であり（−１００〜
−２００℃程度）、民生用には不向きである。一方、熱
型赤外線センサは比較的感度が低く、応答速度は遅いが
冷却が不要という特徴から民生市場では実用化されてい
る。
【０００３】熱型赤外線センサの中では焦電効果を利用
した焦電型赤外線センサがよく使われている。焦電型赤
外線センサは微分出力特性を持っており、入射する赤外
線量が変化したときのみ出力を発生する。例えば焦電型
赤外線センサの前を人が横切ると、それに同期した出力
が発生する。この現象を利用した人検知センサは実用化
されているが、人の挙動や人体温など高度な情報を得る
ことはできない。また、セラミックの焦電型赤外線セン
サとチョッパを用いたポイント温度センサもあるが、感
度が低く応答も遅いので、１〜２秒の間に数十個の温度
データを検出することは不可能に近い。
した焦電型赤外線センサがよく使われている。焦電型赤
外線センサは微分出力特性を持っており、入射する赤外
線量が変化したときのみ出力を発生する。例えば焦電型
赤外線センサの前を人が横切ると、それに同期した出力
が発生する。この現象を利用した人検知センサは実用化
されているが、人の挙動や人体温など高度な情報を得る
ことはできない。また、セラミックの焦電型赤外線セン
サとチョッパを用いたポイント温度センサもあるが、感
度が低く応答も遅いので、１〜２秒の間に数十個の温度
データを検出することは不可能に近い。
【０００４】さらに、２次元熱画像を得る手段として
は、焦電型赤外線センサを２次元に配置する方法も考え
られた。
は、焦電型赤外線センサを２次元に配置する方法も考え
られた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】焦電型赤外線センサを
２次元に配置する方式は、センサデバイスおよび、シス
テムの構成が複雑になり実現は難しい。
２次元に配置する方式は、センサデバイスおよび、シス
テムの構成が複雑になり実現は難しい。
【０００６】本発明は実現が容易な１次元の焦電型赤外
線センサアレイを用いて、２次元の熱画像を得るシステ
ムを提供するものである。
線センサアレイを用いて、２次元の熱画像を得るシステ
ムを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、直線軸上に１次元に配置された複数の焦電
型熱検出素子群と、前記焦電型熱検出素子群と一体とな
った赤外透過レンズと、前記赤外透過レンズを介し前記
焦電型熱検出素子群へ入射する赤外線の量を制限するチ
ョッパを有し、焦電型熱検出素子群が配置される直線軸
に平行な、あるいは一定の角度だけ傾斜させた回転軸を
有し、前記回転軸を中心にして、前記焦電型熱検出素子
群を回転させて２次元画像を得るものである。
に本発明は、直線軸上に１次元に配置された複数の焦電
型熱検出素子群と、前記焦電型熱検出素子群と一体とな
った赤外透過レンズと、前記赤外透過レンズを介し前記
焦電型熱検出素子群へ入射する赤外線の量を制限するチ
ョッパを有し、焦電型熱検出素子群が配置される直線軸
に平行な、あるいは一定の角度だけ傾斜させた回転軸を
有し、前記回転軸を中心にして、前記焦電型熱検出素子
群を回転させて２次元画像を得るものである。
【０００８】また本発明は、直線軸上に配置された焦電
型熱検出素子群の回転運動を一定角度に限定し往復動作
とし、特定の視野の２次元熱画像を得るものである。
型熱検出素子群の回転運動を一定角度に限定し往復動作
とし、特定の視野の２次元熱画像を得るものである。
【０００９】また本発明は、往復動作のうち一定方向に
回転しているときのみ熱画像検出を行い、２次元熱画像
を得るものである。
回転しているときのみ熱画像検出を行い、２次元熱画像
を得るものである。
【００１０】また本発明は、往復動作の双方向について
熱画像検出を行い２次元熱画像を得るものである。
熱画像検出を行い２次元熱画像を得るものである。
【００１１】また本発明は、焦電型熱検出素子群が配置
される直線軸に垂直な、あるいは一定の角度だけ傾斜さ
せた直線と平行な軸上を、検出対象物を移動させて２次
元画像を得るものである。
される直線軸に垂直な、あるいは一定の角度だけ傾斜さ
せた直線と平行な軸上を、検出対象物を移動させて２次
元画像を得るものである。
【００１２】また本発明は、焦電型熱検出素子群が配置
される直線軸に平行な、あるいは一定の角度だけ傾斜さ
せた回転軸を中心にして、検出対象物を回転させて２次
元画像を得るものである。
される直線軸に平行な、あるいは一定の角度だけ傾斜さ
せた回転軸を中心にして、検出対象物を回転させて２次
元画像を得るものである。
【００１３】また本発明は、熱画像検出を連続的に行い
２次元熱画像を得るものである。また本発明は、熱画像
検出を間欠的に行い２次元熱画像を得るものである。
２次元熱画像を得るものである。また本発明は、熱画像
検出を間欠的に行い２次元熱画像を得るものである。
【００１４】また本発明は、焦電型熱検出素子群には焦
電薄膜を用いて素子群の小型化、高感度化、高速化を図
ったものである。
電薄膜を用いて素子群の小型化、高感度化、高速化を図
ったものである。
【００１５】
【作用】本発明は、直線上に１次元配置された焦電型熱
検出素子群と光学系を一体として連続的または間欠的に
回転させることにより、小型かつ簡単な構成の２次元の
熱画像検出システムを提供するものである。
検出素子群と光学系を一体として連続的または間欠的に
回転させることにより、小型かつ簡単な構成の２次元の
熱画像検出システムを提供するものである。
【００１６】また、直線上に１次元配置された焦電型熱
検出素子群を固定し、検出対象物を移動または回転させ
ることにより、２次元熱画像を得るシステムを提供する
ものである。
検出素子群を固定し、検出対象物を移動または回転させ
ることにより、２次元熱画像を得るシステムを提供する
ものである。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例について図１から図５までを
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例を表す図であ
る。同図において１は焦電型熱画像検出素子群で構成さ
れた赤外線センサであり、例えば図２中１ａ〜１ｅに示
すように直線上に５個の焦電型熱検出素子が並べられ、
各々の素子は垂直方向に５分割された視野角の１つを受
け持っている。２はこの各焦電型熱検出素子に熱画像を
結ぶように配置された赤外透過レンズであり、光軸が複
数の焦電型熱検出素子群の中心を通るように、赤外透過
レンズ２と赤外線センサ１は一体となる構造となる。３
は赤外線を透過しないチョッパである。５はチョッパ３
の開閉動作にともない、赤外線センサ１から出力される
微小電圧を帯域増幅する帯域増幅部であり、各焦電型熱
検出素子に対応して備えられている。６は赤外線センサ
の被写体となる検出対象物である。
る。同図において１は焦電型熱画像検出素子群で構成さ
れた赤外線センサであり、例えば図２中１ａ〜１ｅに示
すように直線上に５個の焦電型熱検出素子が並べられ、
各々の素子は垂直方向に５分割された視野角の１つを受
け持っている。２はこの各焦電型熱検出素子に熱画像を
結ぶように配置された赤外透過レンズであり、光軸が複
数の焦電型熱検出素子群の中心を通るように、赤外透過
レンズ２と赤外線センサ１は一体となる構造となる。３
は赤外線を透過しないチョッパである。５はチョッパ３
の開閉動作にともない、赤外線センサ１から出力される
微小電圧を帯域増幅する帯域増幅部であり、各焦電型熱
検出素子に対応して備えられている。６は赤外線センサ
の被写体となる検出対象物である。
【００１９】図２に示したような１直線上に並べられた
焦電型熱検出素子群から２次元熱画像を得る仕組みを図
３〜図５を用いて説明する。
焦電型熱検出素子群から２次元熱画像を得る仕組みを図
３〜図５を用いて説明する。
【００２０】図３は本発明請求項１〜４記載の熱画像検
出装置に対応するもので、検出対象物６に対して赤外線
センサ１を図３ａのようにある回転軸を基準に回転させ
ながら熱画像検出することにより、図３ｂのような水平
方向に展開された２次元熱画像を得ることを示す。赤外
線センサ１の視野角は水平方向に狭く制限され、周期お
よびデューティを制御されたチョッパ３の開閉に同期し
て、ある限定された水平視野角の熱画像を検出する。検
出された１次元の熱画像はチョッパ３の開閉に対応して
時系列的に検出され、２次元熱画像となる。赤外線セン
サ１の回転動作はその目的や検出対象物の大きさ、移動
範囲などにあわせて同一方向のみに回転させる、あるい
は一定角度範囲のみの往復回転動作させるなどの選択が
可能である。また一定角度範囲のみの往復回転動作する
赤外線センサ１において、検出する温度や位置をさらに
高精度に検出する必要がある場合には、往復回転の両方
で検出動作を行わせることで対応可能であるし、そうで
ない場合には往復回転のどちらか一方向のときだけに検
出動作を行わせることも可能である。
出装置に対応するもので、検出対象物６に対して赤外線
センサ１を図３ａのようにある回転軸を基準に回転させ
ながら熱画像検出することにより、図３ｂのような水平
方向に展開された２次元熱画像を得ることを示す。赤外
線センサ１の視野角は水平方向に狭く制限され、周期お
よびデューティを制御されたチョッパ３の開閉に同期し
て、ある限定された水平視野角の熱画像を検出する。検
出された１次元の熱画像はチョッパ３の開閉に対応して
時系列的に検出され、２次元熱画像となる。赤外線セン
サ１の回転動作はその目的や検出対象物の大きさ、移動
範囲などにあわせて同一方向のみに回転させる、あるい
は一定角度範囲のみの往復回転動作させるなどの選択が
可能である。また一定角度範囲のみの往復回転動作する
赤外線センサ１において、検出する温度や位置をさらに
高精度に検出する必要がある場合には、往復回転の両方
で検出動作を行わせることで対応可能であるし、そうで
ない場合には往復回転のどちらか一方向のときだけに検
出動作を行わせることも可能である。
【００２１】これらの方式はある空間の熱分布やひとの
挙動などを検出する場合に有効である。
挙動などを検出する場合に有効である。
【００２２】図４は本発明請求項５記載の熱画像検出装
置に対応するもので、赤外線センサ１に対し検出対象物
６を図４のようにある軸上を移動させることにより図３
ｂのような水平方向に展開された２次元熱画像を得るこ
とを示す。赤外線センサの視野角は水平方向に狭く制限
され、周期およびデューティ制御されたチョッパ３の開
閉に同期して、限定された水平視野角の熱画像を検出す
る。検出された１次元の熱画像はチョッパ３の開閉に対
応して時系列的に検出され、２次元熱画像となる。この
方式は特定の位置におかれた物体の形状や熱分布を検出
する場合や、ある空間を移動する人や物体の挙動を検出
する場合に有効である。
置に対応するもので、赤外線センサ１に対し検出対象物
６を図４のようにある軸上を移動させることにより図３
ｂのような水平方向に展開された２次元熱画像を得るこ
とを示す。赤外線センサの視野角は水平方向に狭く制限
され、周期およびデューティ制御されたチョッパ３の開
閉に同期して、限定された水平視野角の熱画像を検出す
る。検出された１次元の熱画像はチョッパ３の開閉に対
応して時系列的に検出され、２次元熱画像となる。この
方式は特定の位置におかれた物体の形状や熱分布を検出
する場合や、ある空間を移動する人や物体の挙動を検出
する場合に有効である。
【００２３】図５は本発明請求項６記載の熱画像検出装
置に対応するもので、赤外線センサ１に対し検出対象物
６を図５のようにある軸を中心に回転させることにより
図３ｂのような水平方向に展開された２次元熱画像を得
ることを示す。また赤外線センサの視野角は水平方向に
狭く制限され、限定された水平視野角の熱画像を検出す
る。検出された１次元の熱画像はチョッパ３の開閉に対
応して時系列的に検出され、２次元熱画像となる。この
方式は特定の位置におかれた物体の形状や熱分布を検出
するのに有効である。
置に対応するもので、赤外線センサ１に対し検出対象物
６を図５のようにある軸を中心に回転させることにより
図３ｂのような水平方向に展開された２次元熱画像を得
ることを示す。また赤外線センサの視野角は水平方向に
狭く制限され、限定された水平視野角の熱画像を検出す
る。検出された１次元の熱画像はチョッパ３の開閉に対
応して時系列的に検出され、２次元熱画像となる。この
方式は特定の位置におかれた物体の形状や熱分布を検出
するのに有効である。
【００２４】このように赤外線センサの目的や検出対象
物の大きさ、移動範囲などによって２次元画像を構成す
る方法が選択可能である。
物の大きさ、移動範囲などによって２次元画像を構成す
る方法が選択可能である。
【００２５】また、通常使われている焦電型赤外線セン
サは焦電厚膜の焼結体を用いたいわゆるバルク形である
が、このバルク形は熱時定数を小さくできず応答が遅い
という問題点を持っている。そこでＰｂＴｉＯ3などに
よる焦電薄膜を用いた焦電型熱検出素子を用いることに
より応答時間をバルク形の１／１０程度にすることが可
能になる。この焦電薄膜を用いた焦電型熱検出素子を使
用し、応答時間の短縮を図ることにより精度よく人体の
挙動を検出することができる。また焦電薄膜を使用すれ
ば素子をさらに小型化することが可能である。
サは焦電厚膜の焼結体を用いたいわゆるバルク形である
が、このバルク形は熱時定数を小さくできず応答が遅い
という問題点を持っている。そこでＰｂＴｉＯ3などに
よる焦電薄膜を用いた焦電型熱検出素子を用いることに
より応答時間をバルク形の１／１０程度にすることが可
能になる。この焦電薄膜を用いた焦電型熱検出素子を使
用し、応答時間の短縮を図ることにより精度よく人体の
挙動を検出することができる。また焦電薄膜を使用すれ
ば素子をさらに小型化することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、１次元に配置された焦
電型熱検出素子群を回転させることにより、小型かつ簡
単な構成で２次元の熱画像を検出することができる。
電型熱検出素子群を回転させることにより、小型かつ簡
単な構成で２次元の熱画像を検出することができる。
【００２７】また、１次元に配置された焦電型熱検出素
子群に対して、検出対象物を移動または回転させること
により小型かつ簡単な構成で２次元の熱画像を検出する
ことができる。
子群に対して、検出対象物を移動または回転させること
により小型かつ簡単な構成で２次元の熱画像を検出する
ことができる。
【００２８】また、赤外線センサの目的や検出対象物の
大きさ、移動範囲などから２次元熱画像を構成する方法
を上述のなかから選択することにより、高精度な２次元
熱画像を検出することが可能となる。
大きさ、移動範囲などから２次元熱画像を構成する方法
を上述のなかから選択することにより、高精度な２次元
熱画像を検出することが可能となる。
【図１】本発明の実施例のブロック構成図
【図２】同実施例における赤外線センサの構成図
【図３】（ａ）熱画像を得る仕組みの説明図 （ｂ）同熱画像を得る仕組みの説明図
【図４】（ａ）熱画像を得る仕組みの説明図 （ｂ）同熱画像を得る仕組みの説明図
【図５】（ａ）熱画像を得る仕組みの説明図 （ｂ）同熱画像を得る仕組みの説明図
１ 焦電型熱検出素子群 ２ 赤外透過レンズ ３ チョッパ ５ 帯域増幅部 ６ 測定対象物
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック構成図
【図２】同実施例における赤外線センサの構成図
【図３】（ａ）熱画像を得る仕組みの説明図 （ｂ）同熱画像を得る仕組みの説明図
【図４】熱画像を得る仕組みの説明図
【図５】熱画像を得る仕組みの説明図
【符号の説明】 １ 焦電型熱検出素子群 ２ 赤外透過レンズ ３ チョッパ ５ 帯域増幅部 ６ 測定対象物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向井 靖人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 直線軸上に１次元に配置された複数の焦
電型熱検出素子群と、前記焦電型熱検出素子群と一体と
なった赤外透過レンズと、前記赤外透過レンズを介し前
記焦電型熱検出素子群へ入射する赤外線の量を制限する
チョッパを有し、焦電型熱検出素子群が配置される直線
軸に平行な、あるいは一定の角度だけ傾斜させた回転軸
を有し、前記回転軸を中心にして、前記焦電型熱検出素
子群を回転させて２次元画像を得る熱画像検出装置。 - 【請求項２】 回転運動を一定角度に限定し往復動作と
した請求項１記載の熱画像検出装置。 - 【請求項３】 前記往復動作のうち、一定方向に回転し
ているときのみ熱画像検出を行う請求項１記載の熱画像
検出装置。 - 【請求項４】 前記往復動作の双方向について熱画像検
出を行う請求項２記載の熱画像検出装置。 - 【請求項５】 直線軸上に１次元に配置された複数の焦
電型熱検出素子群と、前記焦電型熱検出素子群と一体と
なった赤外透過レンズと、前記赤外透過レンズを介し前
記焦電型熱検出素子群へ入射する赤外線の量を制限する
チョッパを有し、焦電型熱検出素子群が配置される直線
軸に垂直な、あるいは一定の角度だけ傾斜させた直線と
平行な軸上を、検出対象物を移動させて２次元画像を得
る熱画像検出装置。 - 【請求項６】 直線軸上に１次元に配置された複数の焦
電型熱検出素子群と、前記焦電型熱検出素子群と一体と
なった赤外透過レンズと、前記赤外透過レンズを介し前
記焦電型熱検出素子群へ入射する赤外線の量を制限する
チョッパを有し、焦電型熱検出素子群が配置される直線
軸に平行な、あるいは一定の角度だけ傾斜させた回転軸
を中心にして、検出対象物を回転させて２次元画像を得
る熱画像検出装置。 - 【請求項７】 熱画像検出を連続的に行う請求項１から
６いずれかに記載の熱画像検出装置。 - 【請求項８】 熱画像検出を間欠的に行う請求項１から
６いずれかに記載の熱画像検出装置。 - 【請求項９】 焦電型熱検出素子群には焦電薄膜を用い
た請求項１から８いずれかに記載の熱画像検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247461A JPH06194136A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 熱画像検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247461A JPH06194136A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 熱画像検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194136A true JPH06194136A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=17163796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247461A Pending JPH06194136A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 熱画像検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06194136A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016218035A (ja) * | 2015-10-23 | 2016-12-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 受光センサ、それを用いた空気調和機および電子調理器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61173124A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電型熱画像装置 |
| JPS62212532A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-18 | Shimadzu Corp | 焦電型リニアアレーセンサーを用いた撮像装置 |
| JPS6447923A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Array type pyroelectric infrared-ray sensor |
| JPH03188338A (ja) * | 1989-10-19 | 1991-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次元赤外線撮像装置 |
| JPH04175623A (ja) * | 1990-11-08 | 1992-06-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱画像検出装置 |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247461A patent/JPH06194136A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS61173124A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電型熱画像装置 |
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