JPH0835886A - 焦電型赤外線センサおよびそのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焦電型赤外線センサにおいて、チョッパーの
温度差に依存しない出力を得ることができること。 【構成】 ３枚羽根チョッパーがチョッピングし、測定
空間センシング前の状態では、３枚のチョッパー間では
停止時に温度差が生じているため、例えば３番目のチョ
ッパーが他の２枚のチョッパーに比べて温度が高くなっ
ているため３つおきに異常なセンサ出力が得られる。チ
ョッパー閉状態での信号はチョッパー自身の温度であ
る。次に、測定空間をセンシングしある一定温度の発熱
物体を検知している時のセンサ信号は、３番目のチョッ
パーの温度が他の２枚のチョッパーと異なるため、３つ
おきに異常な値を示すようになる。そこで、この測定空
間センシング直前のチョッパーの温度を測定空間センシ
ング中のセンサ出力にフィードバックさせることによっ
て、ばらつきや誤差のない、チョッパー間の温度差やチ
ョッパーの温度に依存しない、正確なセンサ測定出力信
号を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焦電型赤外線センサに
おいて、センサのチョッパーの温度差を考慮した焦電型
赤外線センサおよびそのシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、室内にいる人間の有無や活動量を
検知することによって、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。すなわち、人体から放
出された赤外線を検知することにより人体を検知し、そ
の信号を空気調和機・照明器具等の環境制御機器や防犯
システム等の制御に用いる目的で、赤外線センサを用い
て赤外線発生源を検出する装置が使用されるようになっ
てきた。赤外線センサとしては、赤外線を光子としてと
らえる量子型センサと、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
ンサが用いられている。熱型センサの中でも、焦電型赤
外線センサは他に比べて感度が高いため、赤外線発生源
検知には適している。ところで、焦電型赤外線センサは
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知しようとした場合、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ことにより赤外
線の断続入射（チョッピング）を実現している。

【０００３】図５に従来より用いられている焦電型赤外
線センサの概略模式図を示す。チョッパー５３は複数枚
のチョッパーから成っており、特にセンサのまわりを取
り囲むように円筒型のチョッパーより成っている。これ
が焦電素子である赤外線アレイセンサ５１のまわりを回
転して、素子に外部の温度変化を検知させ、さらにチョ
ッパーの回転と同期して焦電素子自体、またはセンサ自
体が回転することによって、二次元の空間温度分布を測
定することができるというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにして赤外線
を検知する焦電型赤外線センサは、測定空間の温度分布
を検知することができるが、基本的に外部のセンシング
エリアとチョッパーとの温度差を検知するものである。
従って、ある一定の温度で常にチョッパーが回転してい
れば良いが、チョッパーが回転している時はモータが常
に回転しているので、モータからの熱等でチョッパーの
温度が上がったり、またセンサ全体の温度が上昇したり
することによって、測定感度にばらつきが生じ、出力が
次第に低下してくるという重大な問題点がある。

【０００５】また、センサは常に測定空間をセンシング
しているわけではなく、ある決まった時間のみセンシン
グしていることが多く、従ってこの時間だけチョッパー
が回転しており、チョッパーと測定空間との温度差を検
知している。この時、センシングとセンシングの間でチ
ョッパーを止めておくことによって、チョッパー間で温
度差が生じてしまうので、測定時にチョッパーの枚数に
応じたある周期毎に異常な測定出力を示すことがあり、
出力ばらつきが非常に大きくなってしまうという問題点
もある。

【０００６】すなわち、測定前、測定中にチョッパー間
の温度変化、温度差が生じることによって、空間センシ
ングの出力にばらつきや誤差が生じ、正確な発熱物体検
知を行うことができないという問題がある。

【０００７】本発明は、上述の問題に鑑みて試されたも
ので、焦電型赤外線センサにおいて、測定前や測定後に
チョッパー間の温度差、チョッパーの温度を検知し、常
に正確に誤差の少ない測定空間のセンシングを可能とす
る焦電型赤外線センサを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の焦電型赤外線セ
ンサは、焦電素子と、前記素子に赤外線を集光する集光
手段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に遮断す
ることができるチョッピング手段とを備えた焦電型赤外
線センサにおいて、測定空間のセンシングを行う直前に
前記チョッピング手段のチョッパーの温度出力を測定
し、測定空間のセンシングを行った時の測定値に対して
前記チョッパーからの温度出力値をフィードバックさせ
ることによって、前記赤外線センサの測定値からチョッ
パーの温度差の影響を相殺し補正することができること
を特徴とするものである。

【０００９】さらに、複数枚のチョッパーから構成され
た前記チョッピング手段の各チョッパーのそれぞれの温
度出力の測定を複数回行い、その平均値をフィードバッ
クさせることを特徴とするものである。

【００１０】さらに、望ましくは、前記チョッパーの温
度出力の測定を、赤外線不透過なセンサモジュールカバ
ー部に対面する位置で行い、カバー部にサーミスタを取
り付け、チョッパー温度を正確に評価することを特徴と
する焦電型赤外線センサを提供するものである。

【００１１】また、本発明の焦電型赤外線センサは、焦
電素子と、前記素子に赤外線を集光する集光手段と、前
記センサに入射する赤外線を断続的に遮断することがで
きるチョッピング手段とを備えた焦電型赤外線センサに
おいて、測定空間のセンシングを行う前と行った後に前
記チョッピング手段のチョッパーの温度出力を測定し、
測定空間のセンシングを行った時の測定値に対して前記
チョッパーからの温度出力値をリニアにフィードバック
させることによって、前記赤外線センサの測定値からチ
ョッパーの温度差の影響を相殺し補正することができる
ことを特徴とするものである。

【００１２】さらに、複数枚のチョッパーから構成され
た前記チョッピング手段の各チョッパーのそれぞれの温
度出力の測定を複数回行い、その平均値を測定空間のセ
ンシングの初めから終わりまでリニアにフィードバック
させることを特徴とするものである。

【００１３】さらに、望ましくは、前記チョッパーの温
度出力の測定を、赤外線不透過なセンサモジュールカバ
ー部に対面する位置で行い、カバー部にサーミスタを取
り付け、チョッパー温度を正確に評価することを特徴と
する焦電型赤外線センサを提供するものである。

【００１４】さらに、本発明の焦電型赤外線センサシス
テムは、焦電素子と、前記素子に赤外線を集光する集光
手段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に遮断す
ることができるチョッピング手段とを備えた焦電型赤外
線センサにおいて、測定空間のセンシングを行う直前に
前記チョッピング手段のチョッパーのそれぞれの温度出
力の測定を、赤外線不透過なセンサモジュールカバー部
に対面する位置で行い、カバー部にサーミスタを取り付
け、チョッパー温度を正確に評価し、測定空間のセンシ
ングを行った時の測定値に対して前記チョッパーからの
温度出力値をフィードバックさせ、前記赤外線センサの
測定値からチョッパーの温度差の影響を補正し、その後
二次元温度分布を表示させ発熱物体を正確に検知するこ
とができることを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明の焦電型赤外線センサシステ
ムは、焦電素子と、前記素子に赤外線を集光する集光手
段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に遮断する
ことができるチョッピング手段とを備えた焦電型赤外線
センサにおいて、測定空間のセンシングを行う前と行っ
た後に前記チョッピング手段のチョッパーのそれぞれの
温度出力の測定を、赤外線不透過なセンサモジュールカ
バー部に対面する位置で行い、カバー部にサーミスタを
取り付け、チョッパー温度を正確に評価し、測定空間の
センシングを行った時の測定値に対して前記チョッパー
からの温度出力値を初めから終わりまでリニアにフィー
ドバックさせ、前記赤外線センサの測定値からチョッパ
ーの温度差の影響を補正し、その後二次元温度分布を表
示させ発熱物体を正確に検知することができることを特
徴とする焦電型赤外線センサシステムを提供するもので
ある。

【００１６】すなわち、赤外線を検知することができる
焦電型赤外線センサのチョッパー間の温度差を、測定空
間のセンシングの直前に予め測定しておき、その温度差
を考慮して空間センシングの測定値にフィードバックさ
せることによって、ばらつきのない正確な熱源検知を行
うことができるようにしたものである。また、測定空間
センシングの直前、直後にチョッパー間の温度差を測定
し、その温度出力値をリニアに外部測定値にフィードバ
ックさせることによって、正確な温度分布を得ることが
できるものである。さらに、これらの焦電型赤外線セン
サを用いて、ばらつきや誤差の少ない二次元の温度分布
を得ることができ、正確な熱源検知、人体検知を行うこ
とができるものである。このように、チョッパー間の温
度差を測定空間センシング前や後に行い、その差を測定
値にフィードバックさせることによって、正確でばらつ
きの少ない二次元温度分布を得ることができ、正確な発
熱源検知を行うことができる。

【００１７】

【作用】本発明は、前記した焦電型赤外線センサおよび
センサシステムを用いることによって、チョッパー間の
温度差によるバラツキや誤差のない外部測定値を容易に
得ることができ、正確な熱源検知、人体検知を行うこと
ができる。特に、測定空間センシングの直前にチョッパ
ー間の温度差を測定し、この違いを外部測定値にフィー
ドバックさせることによって、容易に正確に高信頼性に
測定空間センシングを行うことができ、チョッパーの温
度差に依存しないバラツキや誤差の少ない正確な外部測
定値を得ることができる。また、測定空間センシングの
直前および直後にチョッパー間の温度差を測定して、外
部測定値にリニアにプログラム上でフィードバックさせ
ることによって、チョッパーの温度変化に依存しない正
確な測定空間センシングが可能である。さらに、これら
の焦電型赤外線センサを用いて、正確な二次元空間温度
分布を得ることによって、容易に正確なチョッパー間の
温度差に依存しない発熱源検知、人体検知を行うことが
できる。このように、この焦電型赤外線センサは、シス
テム的にも非常に簡略であり、このセンサを用いること
によって、容易に低コストに正確な信頼性の高い熱源検
知、人体検知を行うことができる。従って、本発明を用
いることによって、容易に、高精度に、信頼性の高い焦
電型赤外線センサおよびシステムに有効に作用する。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例の焦電型赤外線
センサについて、図面を参照しながら説明する。

【００１９】図５に示したような円筒型チョッパーから
成る焦電型赤外線センサは、上から見た概略模式図であ
る図２に示すように、中央にモータシャフト２７があ
る。底に赤外線アレイセンサ２６が取り付けられ、回転
できる。その前にレンズ２５があり、それらの周囲にチ
ョッパー２４が配置されている。このチョッパー２４に
は、赤外線遮光板２２が一定間隔で取り付けられてい
る。さらに、その遮光板２２の内側にサーミスタ２３が
取り付けられている。

【００２０】このような構造を有するセンサを用いて発
熱源検知を行った。チョッパーは３枚羽根から成ってい
る。図２（ａ）は測定空間センシング直前の様子を示し
たものであり、図２（ｂ）はモータシャフト２７を中心
としてモータによって赤外線アレイセンサ２６が回転し
て、測定空間をセンシングしている途中のものである。
また、図１は、（ａ）チョッパー信号、（ｂ）測定空間
センシング直前のセンサ出力信号、（ｃ）測定空間をセ
ンシングして発熱物体検知時のセンサ出力信号、（ｄ）
データ処理後の測定出力信号を示す。

【００２１】図１（ａ）に示すように、３枚羽根チョッ
パー２４が１０Ｈｚ程度の周波数でチョッピングしてい
るとすると、図のような開閉を繰り返したチョッパー信
号が得られる。まず、測定空間センシング前の状態、す
なわち図２（ａ）のような状態でチョッパーを回転させ
た時、３枚のチョッパー間では停止時に温度差が生じて
いるため、図１（ｂ）のような３つおきに異常なセンサ
出力が得られる。これは３番目のチョッパーの温度が他
の２枚のチョッパーに比べて温度が高くなっているため
に生じる現象である。すなわち、測定空間センシング前
にある決まった基準位置にある赤外線遮光板２２をチョ
ッピングさせながら測定することによってセンサ出力を
得る。また、赤外線遮光板２２にはサーミスタ２３が備
え付けられているので、直接赤外線遮光板２２の温度を
測定することができるので、図１（ｂ）に示されたチョ
ッパー閉状態での信号はチョッパー２４自身の温度を測
定することができることがわかる。次に、図２（ｂ）に
示されたように、モータシャフト２７を中心として赤外
線アレイセンサ２６を回転させて、測定空間をセンシン
グしある一定温度の発熱物体を検知している時のセンサ
信号は、図１（ｃ）に示すように３番目のチョッパーの
温度が他の２枚のチョッパーと異なるため、３つおきに
異常な値を示すようになり、ばらつきや誤差の大きい不
正確なセンサ出力が得られ、正確な熱源検知を行うこと
ができない。そこで、次に図１（ｂ）で得られた測定空
間センシング直前のセンサ出力信号よりチョッパーの温
度、チョッパー間の温度差を求め、これを図１（ｃ）の
測定空間センシング時のセンサ出力信号にフィードバッ
クさせることによって、図１（ｄ）のようなばらつきや
誤差のない、チョッパー間の温度差に依存しない、正確
な測定出力信号を得ることができる。

【００２２】このように、測定空間センシング直前にサ
ーミスタによって温度が測定可能なある基準位置の赤外
線遮光板を用いてチョッパーの温度、チョッパー間の温
度差を測定し、この温度出力を測定空間センシング時の
測定値に対してフィードバックさせることによって、ば
らつきや誤差のない、チョッパー温度に依存しない、正
確な測定出力を得ることができ、正確な熱源検知を行う
ことができる。さらに、プログラム上でデータ処理すれ
ばよいだけなので、現状のセンサを使用することができ
コスト的にも安く作製することができ、また、信頼性も
高く、高精度に発熱源検知を行うことが可能である。

【００２３】以上のように、本実施例によれば、測定空
間センシング直前に測定空間をセンシングしないような
遊びの部分を設けて、この間にチョッパー間の温度差、
チョッパーの温度を測定し、この温度出力を測定空間セ
ンシング時のセンサ出力測定値に対してフィードバック
させることによって、容易に、高精度、高信頼性で正確
な、チョッパーの温度に依存しない、ばらつきや誤差の
ないセンサ出力を出すことができる焦電型赤外線センサ
を得ることができる。

【００２４】なお、本実施例では３枚羽根のチョッパー
を用いて行ったが、何枚羽根のチョッパーでもよい。ま
た、複数枚のチョッパーのそれぞれの温度出力の測定を
複数回行い、その平均値を測定値に対してフィードバッ
クさせることによって、より正確な測定センサ出力を得
ることができる。

【００２５】（実施例２）以下本発明の第２の実施例の
焦電型赤外線センサについて、図面を参照しながら説明
する。

【００２６】図５に示したような円筒型チョッパーから
成る焦電型赤外線センサを用いて発熱源検知を行った。
チョッパーは３枚羽根から成っている。このセンサを上
から見た概略模式図を図２に示す。また、図３は、
（ａ）チョッパー信号、（ｂ）測定空間センシング直前
のセンサ出力信号、（ｃ）測定空間をセンシングして発
熱物体検知時のセンサ出力信号、（ｄ）測定空間センシ
ング直後のセンサ出力信号、（ｅ）データ処理後の測定
出力信号である。

【００２７】図３（ａ）に示すように、３枚羽根チョッ
パー２４が１０Ｈｚ程度の周波数でチョッピングしてい
るとすると、図のような開閉を繰り返したチョッパー信
号が得られる。まず、測定空間センシング前の状態、す
なわち図２（ａ）のような状態でチョッパーを回転させ
た時、３枚のチョッパー間では停止時に温度差が生じて
いるため、図３（ｂ）のような３つおきに異常なセンサ
出力が得られる。これは３番目のチョッパーの温度が他
の２枚のチョッパーに比べて温度が高くなっているため
に生じる現象である。すなわち、測定空間センシング前
にある決まった基準位置にある赤外線遮光板２２をチョ
ッピングさせながら測定することによってセンサ出力を
得る。また、赤外線遮光板２２にはサーミスタ２３が備
え付けられているので、直接赤外線遮光板２２の温度を
測定することができるので、図３（ｂ）に示されたチョ
ッパー閉状態での信号はチョッパー２４自身の温度であ
ることがわかる。次に、図２（ｂ）に示されたように、
モータシャフト２７を中心として赤外線アレイセンサ２
６を回転させて、測定空間をセンシングしある一定温度
の発熱物体を検知している時のセンサ信号は、図３
（ｃ）に示すように３番目のチョッパーの温度が他の２
枚のチョッパーと異なるため、３つおきに異常な値を示
すようになり、ばらつきや誤差の大きい不正確なセンサ
出力が得られ、正確な熱源検知を行うことができない。
さらに、測定空間センシング後の赤外線遮光板２２をチ
ョッピングさせて得られたセンサ出力が図３（ｄ）であ
る。ある程度チョッパーを回転させることによって、チ
ョッパー間の温度差はなくなり、かつ、モータの回転に
よってチョッパー全体の温度が少し上昇するために、こ
のようなセンサ出力信号が得られる。これよりサーミス
により赤外線遮光板の温度がわかっているので、チョッ
パーの温度を測定することができる。この測定空間セン
シング直前、直後のチョッパーの温度を測定空間センシ
ング中にリニアに図３（ｃ）のセンサ出力にフィードバ
ックさせることによって、図３（ｅ）のようなばらつき
や誤差のない、チョッパー間の温度差やチョッパーの温
度に依存しない、正確な測定出力信号を得ることができ
る。

【００２８】このように、測定空間センシング直前、直
後にサーミスタによって温度が測定可能なある基準位置
の赤外線遮光板を用いてチョッパーの温度、チョッパー
間の温度差を測定し、この温度出力変化を測定空間セン
シング時の測定値に対してリニアにフィードバックさせ
ることによって、ばらつきや誤差のない、チョッパー温
度に依存しない、正確な測定出力を得ることができ、正
確な熱源検知を行うことができる。さらに、プログラム
上でデータ処理すればよいだけなので、現状のセンサを
使用することができコスト的にも安く作製することがで
き、また、信頼性も高く、高精度に発熱源検知を行うこ
とが可能である。

【００２９】以上のように、本実施例によれば、測定空
間センシング直前、直後に測定空間をセンシングしない
ような遊びの部分を設けて、この間にチョッパー間の温
度差、チョッパーの温度を測定し、この温度出力を測定
空間センシング時のセンサ出力測定値に対してリニアに
フィードバックさせることによって、容易に、高精度、
高信頼性で正確な、チョッパーの温度に依存しない、ば
らつきや誤差のないセンサ出力を出すことができる焦電
型赤外線センサを得ることができる。

【００３０】なお、本実施例では３枚羽根のチョッパー
を用いて行ったが、何枚羽根のチョッパーでもよい。ま
た、複数枚のチョッパーのそれぞれの温度出力の測定を
複数回行い、その平均値を測定値に対してリニアにフィ
ードバックさせることによって、より正確な測定センサ
出力を得ることができる。

【００３１】（実施例３）以下本発明の第３の実施例の
焦電型赤外線センサシステムについて、図面を参照しな
がら説明する。

【００３２】図１（ａ）に示すように、３枚羽根チョッ
パーが１０Ｈｚ程度の周波数でチョッピングしていると
すると、図のような開閉を繰り返したチョッパー信号が
得られる。まず、測定空間センシング前の状態、３枚の
チョッパー間では停止時に温度差が生じているため、図
１（ｂ）のような３つおきに異常なセンサ出力が得られ
る。これは３番目のチョッパーの温度が他の２枚のチョ
ッパーに比べて温度が高くなっているために生じる現象
である。図１（ｂ）に示されたチョッパー閉状態での信
号はチョッパー自身の温度が検知可能である。次に、測
定空間をセンシングしある一定温度の発熱物体を検知し
ている時のセンサ信号は、図１（ｃ）に示すように３番
目のチョッパーの温度が他の２枚のチョッパーと異なる
ため、３つおきに異常な値を示すようになる。このまま
のセンサ出力を用いて、画像表示等を行うと３周期おき
に異常な値を持った、ばらつきや誤差の大きい不正確な
出力画像が得られ、正確な熱源検知を行うことができな
い。そこで、次に図（１ｂ）で得られた測定空間センシ
ング直前のセンサ出力信号よりチョッパーの温度、温度
差を求め、これを図１（ｃ）の測定空間センシング時の
センサ出力信号にフィードバックさせることによって、
図１（ｄ）のようなばらつきや誤差のない、チョッパー
間の温度差に依存しない、正確な測定出力信号を得るこ
とができる。このセンサ測定出力信号を用いて、１人の
人物の画像表示を行った二次元温度分布の表示結果を図
４に示す。これより、チョッパーの温度差によるばらつ
きや誤差のない、正確な人体検知を行うことができるこ
とがわかる。

【００３３】以上のように、本実施例によれば、測定空
間センシング直前に測定空間をセンシングしないような
遊びの部分を設けて、この間にチョッパー間の温度差、
チョッパーの温度を測定し、この温度出力を測定空間セ
ンシング時のセンサ出力測定値に対してフィードバック
させ、この出力を用いて画像表示等をさせることによっ
て、容易に、高精度、高信頼性で正確な、チョッパーの
温度に依存しない、ばらつきや誤差のない発熱源検知、
人体検知を行うことができる焦電型赤外線センサシステ
ムを得ることができる。

【００３４】（実施例４）以下本発明の第４の実施例の
焦電型赤外線センサシステムについて説明する。

【００３５】３枚羽根チョッパーが１０Ｈｚ程度の周波
数でチョッピングしている。まず、測定空間センシング
前の状態、３枚のチョッパー間では停止時に温度差が生
じているため、３つおきに異常なセンサ出力が得られ
る。これは３番目のチョッパーの温度が他の２枚のチョ
ッパーに比べて温度が高くなっているために生じる現象
である。チョッパー閉状態での信号はチョッパー自身の
温度である。次に、測定空間をセンシングしある一定温
度の発熱物体を検知している時のセンサ信号は、３番目
のチョッパーの温度が他の２枚のチョッパーと異なるた
め、３つおきに異常な値を示すようになる。このままの
センサ出力を用いて、画像表示等を行うと３周期おきに
異常な値を持った、ばらつきや誤差の大きい不正確な出
力画像が得られ、正確な熱源検知を行うことができな
い。さらに、測定空間センシング後の赤外線遮光板をチ
ョッピングさせて得られたセンサ出力はある一定の周期
の信号である。これはある程度チョッパーを回転させる
ことによって、チョッパー間の温度差はなくなり、か
つ、モータの回転によってチョッパー全体の温度が少し
上昇するために、このようなセンサ出力信号が得られる
ものである。これよりサーミスにより赤外線遮光板の温
度がわかっているので、チョッパーの温度を測定するこ
とができる。この測定空間センシング直前、直後のチョ
ッパーの温度を測定空間センシング中にリニアにセンサ
出力にフィードバックさせることによって、ばらつきや
誤差のない、チョッパー間の温度差やチョッパーの温度
に依存しない、正確なセンサ測定出力信号を得ることが
できる。このセンサ測定出力信号を用いて、１人の人物
の画像表示を行った二次元温度分布の表示結果を図４と
同様に正確な人体検知が可能であった。これより、チョ
ッパーの温度差によるばらつきや誤差のない、正確な人
体検知を行うことができることがわかる。

【００３６】以上のように、本実施例によれば、測定空
間センシング直前、直後に測定空間をセンシングしない
ような遊びの部分を設けて、この間にチョッパー間の温
度差、チョッパーの温度を測定し、この温度出力を測定
空間センシング時のセンサ出力測定値に対してリニアに
フィードバックさせ、この出力を用いて画像表示等をさ
せることによって、容易に、高精度、高信頼性で正確
な、チョッパーの温度に依存しない、ばらつきや誤差の
ない発熱源検知、人体検知を行うことができる焦電型赤
外線センサシステムを得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、チョッパー間の温度差、温度変化を測定し、測定空
間センシング後に測定値にフィードバックさせる焦電型
赤外線センサにより、容易に正確な熱源検知、人体検知
を行うことができるという効果を有するものである。特
に、現在使用している焦電型赤外線センサのチョッパー
の温度、チョッパー間の温度差を測定空間センシング直
前に測定し、この違いを外部測定値に対してフィードバ
ックさせることによって、チョッパーの温度に依存しな
い正確でばらつきや誤差のない外部出力を得ることがで
きる。さらに、焦電型赤外線センサのチョッパー間の温
度差、温度変化を測定空間センシング直前、直後に測定
し、この変化をリニアに外部測定値に対してフィードバ
ックさせることによって、チョッパー間の温度差、温度
変化に依存しない正確でばらつきや誤差のない外部出力
を得ることができる。さらに、チョッパーの温度測定
は、赤外線不透過なセンサモジュールカバー部に対面す
る位置で行い、カバー部にサーミスタを取り付けること
によって、チョッパー温度を正確に評価することができ
るので、コスト的にも低く行うことができる。

【００３８】また、この焦電型赤外線センサシステムを
用いることによって、チョッパーの温度や温度変化に依
存しない、正確でばらつきや誤差の少ない二次元温度分
布を得ることができる。このように、この焦電型赤外線
センサおよびそのシステムは、システム的にも非常に簡
略であり、このセンサを用いることによって、容易に低
コストに正確な信頼性の高いばらつきや誤差の少ない熱
源検知、二次元温度分布を得ることができ、正確な人体
検知を行うことができる。従って、本発明を用いること
によって、容易に、高精度に、信頼性・安全性の高い人
体検知が可能な焦電型赤外線センサおよびそのシステム
の製造に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における焦電型赤外線セ
ンサの（ａ）チョッパー信号、（ｂ）測定空間センシン
グ直前の出力信号、（ｃ）発熱物体検知時の出力信号、
（ｄ）処理後の出力信号である。

【図２】本発明の第１の実施例における焦電型赤外線セ
ンサを上から見た場合の信号取り込みを説明するための
図である。

【図３】本発明の第２の実施例における焦電型赤外線セ
ンサの（ａ）チョッパー信号、（ｂ）測定空間センシン
グ直前の出力信号、（ｃ）発熱物体検知時の出力信号、
（ｄ）測定空間センシング直後の出力信号、（ｅ）処理
後の出力信号である。

【図４】本発明の第３の実施例における焦電型赤外線セ
ンサシステムの二次元温度分布の表示結果を表す図であ
る。

【図５】従来用いられている焦電型赤外線センサの概略
構成図である。

【符号の説明】

２１ ポリエチレンカバー ２２ 赤外線遮光板 ２３ サーミスタ ２４ チョッパー ２５ 赤外線透過レンズ ２６ 赤外線アレイセンサ ２７ モータシャフト ２８ 赤外線検知領域 ５１ 赤外線アレイセンサ ５２ 赤外線透過レンズ ５３ チョッパー ５４ 回転部 ５５ モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｊ 1/44 Ｄ 9309−2Ｇ 5/02 Ｑ 5/10 Ｂ Ｇ０１Ｖ 8/12

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦電素子と、前記素子に赤外線を集光す
   る集光手段と、前記素子に入射する赤外線を断続的に遮
   断することができるチョッピング手段とを備えた焦電型
   赤外線センサにおいて、 測定空間のセンシングを行う直前に前記チョッピング手
   段のチョッパーの温度出力を測定し、測定空間のセンシ
   ングを行った時の測定値に前記チョッパーからの温度出
   力値をフィードバックさせることによって、前記赤外線
   センサの測定値からチョッパーの温度差の影響を相殺し
   補正することができることを特徴とする焦電型赤外線セ
   ンサ。
2. 【請求項２】 複数枚のチョッパーから構成された前記
   チョッピング手段の各チョッパーのそれぞれの温度出力
   の測定を複数回行い、その平均値を測定値に対してフィ
   ードバックさせることを特徴とする請求項１記載の焦電
   型赤外線センサ。
3. 【請求項３】 チョッパーの外側に赤外線不透過なセン
   サモジュールカバー部を配置し、その赤外線不透過なセ
   ンサモジュールカバー部に対して温度センシングを行
   い、さらに、カバー部にサーミスタを取り付けそのカバ
   ー部の温度を測定し、それらにより、チョッパー温度を
   正確に評価することを特徴とする請求項１、又は２記載
   の焦電型赤外線センサ。
4. 【請求項４】 焦電素子と、前記素子に赤外線を集光す
   る集光手段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に
   遮断することができるチョッピング手段とを備えた焦電
   型赤外線センサにおいて、 測定空間のセンシングを行う前と行った後に前記チョッ
   ピング手段のチョッパーの温度出力を測定し、測定空間
   のセンシングを行った後に測定値に前記チョッパーから
   の温度出力値をリニアにフィードバックさせることによ
   って、前記赤外線センサの測定値からチョッパーの温度
   差の影響を相殺し補正することができることを特徴とす
   る焦電型赤外線センサ。
5. 【請求項５】 複数枚のチョッパーから構成された前記
   チョッピング手段の各チョッパーのそれぞれの温度出力
   の測定を複数回行い、その平均値を外部空間のセンシン
   グの初めから終わりまでリニアに測定値に対してフィー
   ドバックさせることを特徴とする請求項４記載の焦電型
   赤外線センサ。
6. 【請求項６】 チョッパーの外側に赤外線不透過なセン
   サモジュールカバー部を配置し、その赤外線不透過なセ
   ンサモジュールカバー部に対して温度センシングを行
   い、さらに、カバー部にサーミスタを取り付けそのカバ
   ー部の温度を測定し、それらにより、チョッパー温度を
   正確に評価することを特徴とする請求項４、又は５記載
   の焦電型赤外線センサ。
7. 【請求項７】 焦電素子と、前記素子に赤外線を集光す
   る集光手段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に
   遮断することができるチョッピング手段とを備えた焦電
   型赤外線センサにおいて、 測定空間のセンシングを行う直前に前記チョッピング手
   段のチョッパーのそれぞれの温度出力の測定を、赤外線
   不透過なセンサモジュールカバー部に対面する位置で行
   い、カバー部にサーミスタを取り付け、チョッパー温度
   を正確に評価し、測定空間のセンシングを行った時の測
   定値に対して前記チョッパーからの温度出力値をフィー
   ドバックさせ、前記赤外線センサの測定値からチョッパ
   ーの温度差の影響を補正し、その後二次元温度分布を表
   示させ発熱物体を正確に検知することができることを特
   徴とする焦電型赤外線センサシステム。
8. 【請求項８】 焦電素子と、前記素子に赤外線を集光す
   る集光手段と、前記センサに入射する赤外線を断続的に
   遮断することができるチョッピング手段とを備えた焦電
   型赤外線センサにおいて、 測定空間のセンシングを行う前と行った後に前記チョッ
   ピング手段のチョッパーのそれぞれの温度出力の測定
   を、赤外線不透過なセンサモジュールカバー部に対面す
   る位置で行い、カバー部にサーミスタを取り付け、チョ
   ッパー温度を正確に評価し、測定空間のセンシングを行
   った時の測定値に対して前記チョッパーからの温度出力
   値を測定の初めから終わりまでリニアにフィードバック
   させ、前記赤外線センサの測定値からチョッパーの温度
   差の影響を補正し、その後二次元温度分布を表示させ発
   熱物体を正確に検知することができることを特徴とする
   焦電型赤外線センサシステム。