JPH0772015A

JPH0772015A - 赤外線センサー

Info

Publication number: JPH0772015A
Application number: JP5217247A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hashimoto; 和彦橋本; Katsuya Morinaka; 克也森仲; Nobuyuki Yoshiike; 信幸吉池
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】焦電型赤外線センサーを用いて、１２０゜以
上の角度の広範囲な検出を可能とする赤外線センサーを
提供する事を目的とする。【構成】焦電型の赤外線アレイセンサーは複数個の焦
電体素子１２をマトリックス状に配置しており、基板１
１の前面に組み込んでいる。更に前記基板１１の前面に
反射鏡１３として凹面鏡を設置している。焦電体素子１
２は凹面鏡の焦点位置に設置されており、赤外線１４が
反射鏡１３で反射され、焦電体素子１２上に集光する。
反射鏡１３として凹面鏡を使用する事で１８０°程度の
角度の領域から入射する赤外線１４を検出し、回転機構
は付いて無い為コンパクト化が可能でコスト的に安く作
製出来る。更に凹面鏡の焦点位置に焦電体素子１２を設
置したので広範囲の赤外線検出は高精度で且信頼性が高
くなる。なお、１５はチョッピング手段である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線を検出する赤外
線センサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、室内の人間の有無や人間の活動量
を検出する事によって、セキュリティや空調制御を行お
うという要求が高まりつつ有る。そのような室内の人間
の有無や人間の活動量を検出するための一つの方法とし
て、赤外線センサーを用いて、人体から放射される赤外
線を検出し、その検出した信号を使って、人間の有無や
人間の活動量を検出する方法が開発されている。例え
ば、空気調整機・照明器具等の環境制御機器や防犯シス
テム等の制御を行う際、人体の認識を行うために、赤外
線発生源の検出を赤外線センサーを利用するものであ
る。

【０００３】このような赤外線センサーとしては、赤外
線を光子としてとらえる量子型センサーと、赤外光の吸
収によって素子の温度が上昇した結果生じる素子の物性
変化を利用する熱型センサーの２種類が知られている
が、前者については通常液体窒素等による冷却が必要な
ため、一般的には熱型センサーが用いられている。熱型
センサーの中でも、焦電型赤外線センサーは他に比べて
感度が高いため、赤外線発生源検出には適しているが、
焦電型赤外線センサーは基本的には赤外線の変化を検出
するものであるため、静止した赤外線発生源を検出しよ
うとした場合、何等かの方法で赤外線が断続的にセンサ
ーの受光部に入射するように工夫する必要があり、通常
はスリット付き円板や平板等のチョッパーを回転あるい
は振動させる事により赤外線の断続入射（チョッピン
グ）を実現している。

【０００４】図５は従来の焦電型赤外線センサーの概略
図を示している。基板４１上に焦電体素子４２が組み込
まれており、この焦電体素子４２に赤外線４５が入射さ
れる。赤外線４５はチョッパー４４により、断続的に赤
外線透過レンズ４３を通過して、焦電体素子４２上に集
光される。チョッパー４４の機構によって、赤外線４５
を断続的に焦電体素子４２上に入射させる事により、分
極変化を電圧変化として検出するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な機構であると焦電体素子４２に入射される赤外線４５
は、赤外線透過レンズ４３の視野角によって決められる
ため１２０゜程度の角度の範囲が限界であり、それ以上
の広範囲を観察する事が困難であるという課題がある。

【０００６】そこで本発明は、上述の従来の赤外線セン
サーの課題に鑑みて、焦電型赤外線センサー等の赤外線
センサーを用いて、高信頼性で低コスト、且容易に１２
０゜以上の広範囲の視野角を有する赤外線センサーを提
供する事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、赤外線を検出
する複数個の受光部と、赤外線を反射する反射手段によ
り赤外線を受光部に集光させる集光手段とを備えた赤外
線センサーである。

【０００８】また、本発明は、上記反射手段が凹面鏡で
あり、その凹面鏡の焦点位置に複数個の受光部が設置さ
れている赤外線センサーである。

【０００９】また、本発明は、上記赤外線センサーが、
焦電型赤外線センサーであり、反射手段は、複数個の受
光部の１つ１つに焦点を合わせる事が可能な複数個のセ
グメント状反射鏡から構成された凹面鏡であり、焦電型
赤外線センサーに入射する赤外線は、チョッピング手段
により断続的に遮断される赤外線センサーである。

【００１０】また、本発明は、上記赤外線センサーが固
定型の赤外線センサーである赤外線センサーである。

【００１１】また、本発明は、上記集光手段が反射手段
の他に、受光部と反射手段とを同時に回転させる回転手
段を備えている赤外線センサーである。

【００１２】

【作用】本発明では、複数個の受光部が赤外線を検出
し、集光手段が、赤外線を反射する反射手段により赤外
線を受光部に集光させる。

【００１３】また、本発明では、上記反射手段が凹面鏡
であり、その凹面鏡の焦点位置に複数個の受光部が設置
されているので、高精度に赤外線を検出する事が出来
る。

【００１４】また、本発明は、複数個の受光部の１つ１
つに焦点を合わせる事が可能な複数個のセグメント状反
射鏡が赤外線を受光部に集光するので、より高精度に赤
外線を検出する事が出来る。

【００１５】また、本発明は、上記赤外線センサーが固
定型の赤外線センサーであっても広範囲の視野角を確保
できる。

【００１６】また、本発明は、回転手段が受光部と反射
手段とを同時に回転させるので、更にいっそう広範囲の
視野角を確保できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は本発明の第１実施例における焦電型
赤外線センサーの概略図を示すものである。受光部の一
例としての焦電体素子１２を複数個マトリックス状に組
み込んだ基板１１の前面に、集光手段の一例としての凹
面鏡（反射鏡）１３が設置されている。これらの焦電体
素子１３は赤外線アレイセンサーを構成している。焦電
体素子１２は凹面鏡１３の焦点位置に設置されている。
さらに、焦電体素子１２の前方に、焦電体素子１２に入
射される赤外線を断続的に変化させるチョッピング手段
１５が配置されている。

【００１９】このような構成に於て、赤外線１４が反射
鏡１３に入射された時、図の様に反射鏡１３で反射され
た赤外線１４が、焦電体素子１２上に集光する。

【００２０】この様に、反射鏡１３として凹面鏡を使用
する事によって、１８０°程度の角度の広範囲から入射
する赤外線１４を検出する事が可能と成り、回転機構は
付いていないのでコンパクト化が可能であり、低コスト
的で作製する事が出来る。そして、信頼性も高く、高精
度に広範囲の赤外線１４を検出する事が可能である。ま
た、凹面鏡の焦点位置に焦電体素子１２を設置している
事で、赤外線１４の検出が、よりいっそう高精度なもの
になっている。

【００２１】このとき使用出来る凹面鏡は、赤外線１４
を反射すればどの様な凹面鏡でも良く、また、この凹面
鏡を用いてセンシングを行った場合、基板１１（或は焦
電体素子１２）の後方場所は、検出する事が出来ない
が、これは小さな基板１１（或は焦電体素子１２）の面
積の影になる所だけであるので、特に問題にはならな
い。

【００２２】以上のように、本実施例によれば、固定型
で凹面鏡の反射鏡、チョピング手段、焦電体素子を用い
る事によって、高精度に高信頼性に低コストで、高範囲
の赤外線を容易に検出する事が出来る。

【００２３】次に、本発明の第２実施例の焦電型赤外線
センサーについて、図面を参照しながら説明する。

【００２４】図２は本発明の第２実施例における焦電型
赤外線センサーの概略図を示すものである。受光部とし
ての焦電体素子２２を複数個マトリックス状に組み込ん
だ基板２１の前面に、２枚の平面鏡（反射鏡）２３が設
置されているものである。

【００２５】このような構成に於て、赤外線２４が平面
鏡２３に入射された時、図の様に２枚の平面鏡２３で反
射された赤外線２４が、焦電体素子２２上に集光する。

【００２６】この様に、平面鏡２３を使用する事によっ
て、１８０°程度の角度の広範囲から入射する赤外線２
４を検出する事が可能であり、また、回転機構は付いて
いないのでコンパクト化が可能であり、低コストで作製
する事が出来る。さらに、信頼性も高く、高精度に広範
囲の赤外線２４を検出する事が可能である。

【００２７】このとき使用出来る平面鏡２３は、赤外線
２４を反射するものであればどの様なものでも良い。

【００２８】以上のように、本実施例によれば、固定型
で平面鏡、焦電体素子、チョッピング手段（図示省略）
を用いる事によって、高精度に高信頼性に低コストで、
高範囲の赤外線を容易に検出する事が出来る。

【００２９】次に、本発明の第３実施例の焦電型赤外線
センサーについて、図面を参照しながら説明する。

【００３０】図３は本発明の第３実施例における焦電型
赤外線センサーを示す概略図である。

【００３１】受光部としての焦電体素子３２は、複数個
マトリックス状に配置されている。それらは、焦電型の
赤外線アレイセンサーを構成し、基板３１の前面に組み
込まれている。更に、その基板３１の前面に全体として
凹面鏡をなす反射鏡３３が配置されている。この反射鏡
３３は、マトリックス状の焦電体素子３２の１つ１つに
焦点を合わせる事が可能なセグメント状凹面鏡から構成
されている。焦電体素子３２は各セグメント状凹面鏡の
それぞれの焦点位置に設置されている。

【００３２】このような構成に於て、赤外線３４が反射
鏡３３に入射されると、図の様に反射鏡３３で反射され
た赤外線３４が、それぞれ対応する焦電体素子３２上に
集光する。

【００３３】この様に、反射鏡３３としてマトリックス
状の複数個の焦電体素子３２の１つ１つに焦点を合わせ
る事が可能なセグメント状凹面鏡を使用する事によっ
て、１８０°程度の角度の広範囲から入射する赤外線３
４を、さらにより一層信頼性高く、高精度に検出する事
が可能である。また、回転機構は付いていないのでコン
パクト化が可能であり、低コストで作製する事が出来
る。

【００３４】このとき使用できる反射鏡３３は、赤外線
３４を反射するものであればどの様なものでも良い。

【００３５】以上の様に、本実施例によれば、マトリッ
クス状の複数個の焦電体素子、それら焦電体素子の１つ
１つに焦点を合わせる事が可能なセグメント状凹面鏡を
用いる事によって、高精度に高信頼性に低コストで、高
範囲の赤外線を容易に検出する事が出来る。

【００３６】次に、本発明の第４実施例の焦電型赤外線
センサーについて、図面を参照しながら説明する。

【００３７】図４は本発明の第４実施例における焦電型
赤外線センサーを示す概略図である。

【００３８】受光部としての焦電体素子５２は、複数個
マトリックス状に設けてある。それらは焦電型の赤外線
アレイセンサーを構成し、それは基板５１の前面に組み
込まれている。更に、その基板５１の前面に反射鏡（凹
面鏡）５３が設置されている。また、焦電体素子５２は
凹面鏡５３の焦点位置に設置されている。さらに、基板
５１と凹面鏡５３とをシャフト５６を介してモーター５
５を用いて、そのシャフト５６の従動軸と同方向に３６
０°回転させる、集光手段の一部をなす回転手段が設け
られている。

【００３９】このような構成に於て、赤外線５４が反射
鏡５３に入射された時、図の様に反射鏡５３で反射され
た赤外線５４が、焦電体素子５２上に集光する。この様
に、反射鏡５３として凹面鏡を使用する事によって、１
８０°程度の角度の広範囲から入射する赤外線５４を検
出する事が可能である。さらに、モータ５５によりシャ
フト５を駆動させて基板５１と凹面鏡５３とを回動さ
せ、１８０°を越えて３６０°より一層広範囲からの赤
外線５４を検出する事が可能である。

【００４０】以上の様に、本実施例によれば、回転型で
凹面鏡の反射鏡、およびチョッピング手段（図示省略）
を用いる事によって、高精度、高信頼性で、広範囲の赤
外線を容易に検出する事が出来る。

【００４１】尚、本発明の集光手段は、前述した第１〜
第３実施例では、凹面鏡やセグメント状反射鏡といった
反射手段だけを用い、第４実施例では、さらに回転手段
をも用いていたが、それら以外の様々な集光機構をも併
せて用いても良い。

【００４２】また、本発明の受光部は、上記実施例では
焦電体素子であったが、それ以外の赤外線センサー素子
であってもよい。

【００４３】また、本発明の反射手段は、上記実施例で
は鏡であったが、要するに光を反射でき受光部へ光を集
めるもので有りさえすれば、任意の数の凸面鏡、平面
鏡、凹面鏡等を用いることが出来る。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな様に、本発明
は、赤外線を検出する複数個の受光部と、赤外線を反射
する反射手段により赤外線を前記受光部に集光させる集
光手段とを備えることにより。簡略化した構造の、低コ
ストで、広範囲の視野角を有する赤外線センサーを提供
できる。

【００４５】特に、複数個の受光部の前面に反射手段を
取り付ける事によって、正確、且高信頼性をもって、広
範囲の赤外線を検出する効果を有する。

【００４６】また、反射手段として凹面鏡を用いる事に
よって、１８０°程度の視野角の広範囲から入射する赤
外線を検出する事が可能である。更に、凹面鏡の焦点位
置に前記複数個の受光部を設置する事で、赤外線の検出
が高精度なものとなる。

【００４７】また、反射手段としてマトリックス状の複
数個の受光部の１つ１つに焦点を合わせる事が可能なセ
グメント状反射鏡を用いれば、赤外線の検出がより高精
度なものと成る。

【００４８】また、反射手段を用いた機構であると、そ
の視野角が従来のものに比べて広いので、赤外線センサ
ーを固定型のものとすることができ、構造的に簡略なの
で、低コストで、且高精度、高信頼性を達成する。

【００４９】また、本発明の集光手段は、前記反射手段
の他に、前記複数個の受光部と反射手段とを同時に回転
させる回転手段を備えることにより、３６０°のように
さらに一層広範囲からの赤外線を逐次検出する事が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における焦電型赤外線セン
サーの概略断面図である。

【図２】本発明の第２実施例における焦電型赤外線セン
サーの概略断面図である。

【図３】本発明の第３実施例における焦電型赤外線セン
サーの概略断面図である。

【図４】本発明の第４実施例における焦電型赤外線セン
サーの概略断面図である。

【図５】従来の焦電型赤外線センサーの概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１１,２１,３１,５１基板１２,２２,３２,５２焦電体素子１３,２３,３３,５３反射鏡１４,２４,３４,５４赤外線１５チョッピング手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線を検出する複数個の受光部と、赤
外線を反射する反射手段により赤外線を前記受光部に集
光させる集光手段とを備えた事を特徴とする赤外線セン
サー。
【請求項２】反射手段は、凹面鏡であり、その凹面鏡
の焦点位置に前記複数個の受光部が設置されている事を
特徴とする請求項１記載の赤外線センサー。
【請求項３】赤外線センサーは、焦電型赤外線センサ
ーであり、前記反射手段は、前記複数個の受光部の１つ
１つに焦点を合わせる事が可能な複数個のセグメント状
反射鏡から構成された凹面鏡であり、前記焦電型赤外線
センサーに入射する赤外線は、チョッピング手段により
断続的に遮断されることを特徴とする請求項１又は２記
載の赤外線センサー。
【請求項４】赤外線センサーが固定型の赤外線センサ
ーである事を特徴とする請求項１又は３記載の赤外線セ
ンサー。
【請求項５】集光手段は、前記反射手段の他に、前記
受光部と反射手段とを同時に回転させる回転手段を備え
ている事を特徴とする請求項１記載の赤外線センサー。