JPH09105668A - 焦電型赤外線センサ - Google Patents
焦電型赤外線センサInfo
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- JPH09105668A JPH09105668A JP7265184A JP26518495A JPH09105668A JP H09105668 A JPH09105668 A JP H09105668A JP 7265184 A JP7265184 A JP 7265184A JP 26518495 A JP26518495 A JP 26518495A JP H09105668 A JPH09105668 A JP H09105668A
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- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は焦電体により赤外線を検出する焦電
型赤外線センサに関するものであり、広視野を得ること
が可能な焦電型赤外線センサを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 赤外線７を検知する焦電体よりなる受光
部１と、前記受光部１を内蔵した開口部３を有する封止
缶２と、前記封止缶２の開口部３を覆うように外側に取
り付けられた赤外線透過窓４と、前記受光部１の位置よ
りも後方に焦点５を持つ外部レンズ６とを備えた構成と
し、非球面レンズ等の特殊なレンズを用いることなく広
視野特性を持つセンサを実現できる。
型赤外線センサに関するものであり、広視野を得ること
が可能な焦電型赤外線センサを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 赤外線７を検知する焦電体よりなる受光
部１と、前記受光部１を内蔵した開口部３を有する封止
缶２と、前記封止缶２の開口部３を覆うように外側に取
り付けられた赤外線透過窓４と、前記受光部１の位置よ
りも後方に焦点５を持つ外部レンズ６とを備えた構成と
し、非球面レンズ等の特殊なレンズを用いることなく広
視野特性を持つセンサを実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は焦電体により赤外線
を検出する焦電型赤外線センサに関するものである。
を検出する焦電型赤外線センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、焦電型赤外線センサは非接触で物
体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レンジ
の調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御あるいは
自動ドア、警報装置での人体検知等に利用されており、
今後その利用範囲は拡大していくと思われる。
体の検知や温度検出ができる点を生かして、電子レンジ
の調理物の温度測定、エアコンの室内温度制御あるいは
自動ドア、警報装置での人体検知等に利用されており、
今後その利用範囲は拡大していくと思われる。
【０００３】焦電型赤外線センサは、ＬｉＴａＯ3単結
晶などの焦電効果を利用したものである。焦電体は自発
分極を有しており常に表面電荷が発生するが、大気中に
おける定常状態では大気中の電荷と結び付いて電気的に
中性を保っている。これに赤外線が入射すると焦電体の
温度が変化し、これに伴い表面の電荷状態も中性状態が
壊れて変化する。このときに表面で発生する電荷を検出
し、赤外線入射量を測定するのが焦電型赤外線センサで
ある。一般に物体はその温度に応じた赤外線を放出して
おり、この焦電型赤外線センサを用いることにより物体
の存在や温度を検知できる。
晶などの焦電効果を利用したものである。焦電体は自発
分極を有しており常に表面電荷が発生するが、大気中に
おける定常状態では大気中の電荷と結び付いて電気的に
中性を保っている。これに赤外線が入射すると焦電体の
温度が変化し、これに伴い表面の電荷状態も中性状態が
壊れて変化する。このときに表面で発生する電荷を検出
し、赤外線入射量を測定するのが焦電型赤外線センサで
ある。一般に物体はその温度に応じた赤外線を放出して
おり、この焦電型赤外線センサを用いることにより物体
の存在や温度を検知できる。
【０００４】以下に従来の焦電型赤外線センサについて
説明する。図７は従来の焦電型赤外線センサの概略を示
すものである。赤外線２７を検知する例えばセラミック
を材料とする焦電体よりなる受光部２１と、受光部２１
を外乱光及び電磁ノイズから保護する封止缶２２と、こ
の封止缶２２の開口部２３に取り付けられた赤外線透過
窓２４と、封止缶２２の外側に位置し、ちょうど受光部
２１上の中心に焦点２５を持ち、物体により放射された
赤外線２７を受光部２１上の焦電体に集光させる外部レ
ンズ２６より構成されている。
説明する。図７は従来の焦電型赤外線センサの概略を示
すものである。赤外線２７を検知する例えばセラミック
を材料とする焦電体よりなる受光部２１と、受光部２１
を外乱光及び電磁ノイズから保護する封止缶２２と、こ
の封止缶２２の開口部２３に取り付けられた赤外線透過
窓２４と、封止缶２２の外側に位置し、ちょうど受光部
２１上の中心に焦点２５を持ち、物体により放射された
赤外線２７を受光部２１上の焦電体に集光させる外部レ
ンズ２６より構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、外部レ
ンズ２６の焦点２５がちょうど受光部２１上の中心にあ
り、受光部２１の中心位置にピントが合うため、外部レ
ンズ２６に対して垂直に入射する赤外線２７に対しては
高感度であるが、受光部２１の外側では焦点があわずボ
ケが生じるため、赤外線２７が傾いて入射すると極端に
感度が落ち、結果として焦電型赤外線センサの視野はか
なり狭いものとなる。広視野特性が必要な用途でこの焦
電型赤外線センサを用いるためには外部レンズ２６にド
ーム形状のものを用いたり、非球面レンズを用いたりし
なければならないため、小型化、低コスト化が困難なも
のとなる。
ンズ２６の焦点２５がちょうど受光部２１上の中心にあ
り、受光部２１の中心位置にピントが合うため、外部レ
ンズ２６に対して垂直に入射する赤外線２７に対しては
高感度であるが、受光部２１の外側では焦点があわずボ
ケが生じるため、赤外線２７が傾いて入射すると極端に
感度が落ち、結果として焦電型赤外線センサの視野はか
なり狭いものとなる。広視野特性が必要な用途でこの焦
電型赤外線センサを用いるためには外部レンズ２６にド
ーム形状のものを用いたり、非球面レンズを用いたりし
なければならないため、小型化、低コスト化が困難なも
のとなる。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、特殊レンズを用いずに広視野特性の焦電型赤外線セ
ンサを提供することを目的とする。
で、特殊レンズを用いずに広視野特性の焦電型赤外線セ
ンサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、赤外線を検知する焦電体よりなる受光部
と、この受光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する
封止缶と、前記受光部位置より後方に焦点を持つレンズ
とで構成し、レンズに対して垂直に入射する赤外線だけ
でなく、傾いて入射する赤外線に対しても効率良く検出
することができるため、広視野特性の赤外線センサを実
現することが可能であり、また特殊なレンズを使用しな
いため小型化、低コスト化が可能となる。
に本発明は、赤外線を検知する焦電体よりなる受光部
と、この受光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する
封止缶と、前記受光部位置より後方に焦点を持つレンズ
とで構成し、レンズに対して垂直に入射する赤外線だけ
でなく、傾いて入射する赤外線に対しても効率良く検出
することができるため、広視野特性の赤外線センサを実
現することが可能であり、また特殊なレンズを使用しな
いため小型化、低コスト化が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、赤外線を検知する焦電体よりなる受光部と、この受
光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する封止缶と、
前記受光部位置よりも後方に焦点を持つレンズより構成
したものであり、広視野な範囲で赤外線を検出でき、特
殊なレンズを必要とすることもなく十分な特性が得られ
ることになる。
は、赤外線を検知する焦電体よりなる受光部と、この受
光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する封止缶と、
前記受光部位置よりも後方に焦点を持つレンズより構成
したものであり、広視野な範囲で赤外線を検出でき、特
殊なレンズを必要とすることもなく十分な特性が得られ
ることになる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、２個以上の焦電
体よりなる受光部と、前記受光部を内蔵し開口部に赤外
線透過窓を有する封止缶と、前記受光部位置よりも後方
に焦点を持つレンズより構成したものであり、より広視
野の範囲で赤外線の入射方向を検出できるという作用を
有する。
体よりなる受光部と、前記受光部を内蔵し開口部に赤外
線透過窓を有する封止缶と、前記受光部位置よりも後方
に焦点を持つレンズより構成したものであり、より広視
野の範囲で赤外線の入射方向を検出できるという作用を
有する。
【００１０】請求項３に記載の発明は、面積が外側にい
くにつれて徐々に小さくなる２個以上の焦電体よりなる
受光部と、前記受光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を
有する封止缶と、前記受光部位置よりも後方に焦点を持
つレンズより構成したものであり、赤外線の入射方向を
広視野内で検知でき、かつ、その広視野を均一な視野角
で分割できるという作用を有する。
くにつれて徐々に小さくなる２個以上の焦電体よりなる
受光部と、前記受光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を
有する封止缶と、前記受光部位置よりも後方に焦点を持
つレンズより構成したものであり、赤外線の入射方向を
広視野内で検知でき、かつ、その広視野を均一な視野角
で分割できるという作用を有する。
【００１１】請求項４に記載に記載の発明は、面積が外
側にいくにつれて徐々に大きくなる２個以上の焦電体よ
りなる受光部と、前記受光部を内蔵し開口部に赤外線透
過窓を有する封止缶と、前記受光部位置よりも後方に焦
点を持つレンズより構成したものであり、赤外線の入射
方向を広視野内で検知でき、かつ、各々の視野において
均一な感度が得られるという作用を有する。
側にいくにつれて徐々に大きくなる２個以上の焦電体よ
りなる受光部と、前記受光部を内蔵し開口部に赤外線透
過窓を有する封止缶と、前記受光部位置よりも後方に焦
点を持つレンズより構成したものであり、赤外線の入射
方向を広視野内で検知でき、かつ、各々の視野において
均一な感度が得られるという作用を有する。
【００１２】請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜
４の構成においてレンズとして回折光学レンズを用いて
焦点深度を深くするものである。
４の構成においてレンズとして回折光学レンズを用いて
焦点深度を深くするものである。
【００１３】請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜
４に記載の構成において赤外線透過窓に回折光学レンズ
を用いたもので超小型、低コストを実現できるものであ
る。
４に記載の構成において赤外線透過窓に回折光学レンズ
を用いたもので超小型、低コストを実現できるものであ
る。
【００１４】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて
説明する。 （実施の形態１）以下本発明の第１の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態における焦電型赤外線センサの概略図を示す
ものである。赤外線７を検知する例えば大きさ４×４ｍ
ｍの焦電体よりなる受光部１と、受光部１を外乱光及び
電磁ノイズから保護する例えば直径２．５ｍｍの開口部
３を有する例えば１０×１０ｍｍの封止缶２と、この封
止缶２の開口部３を覆うように外側に取り付けられた例
えば厚み０．４ｍｍ、大きさ３×３ｍｍ角のＳｉ基板よ
りなる赤外線透過窓４と、前記受光部１の位置よりも後
方に焦点を持つ例えば焦点距離３ｍｍ、直径３ｍｍの外
部レンズ６とを備えている（例えば外部レンズ６と受光
部１間の距離を２．４ｍｍとする）。
説明する。 （実施の形態１）以下本発明の第１の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態における焦電型赤外線センサの概略図を示す
ものである。赤外線７を検知する例えば大きさ４×４ｍ
ｍの焦電体よりなる受光部１と、受光部１を外乱光及び
電磁ノイズから保護する例えば直径２．５ｍｍの開口部
３を有する例えば１０×１０ｍｍの封止缶２と、この封
止缶２の開口部３を覆うように外側に取り付けられた例
えば厚み０．４ｍｍ、大きさ３×３ｍｍ角のＳｉ基板よ
りなる赤外線透過窓４と、前記受光部１の位置よりも後
方に焦点を持つ例えば焦点距離３ｍｍ、直径３ｍｍの外
部レンズ６とを備えている（例えば外部レンズ６と受光
部１間の距離を２．４ｍｍとする）。
【００１５】以上のように構成された焦電型赤外線セン
サについて、その動作を説明する。まず、ある方向の検
知対象物より放射された赤外線７は外部レンズ６に到達
する。この到達した赤外線７は焦点５に集光されるよう
に赤外線透過窓４を通過し、受光部１に到達する。この
結果、受光部１を構成する焦電体の温度が変化し、これ
に伴い表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化する。こ
のときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入射量を
測定する。
サについて、その動作を説明する。まず、ある方向の検
知対象物より放射された赤外線７は外部レンズ６に到達
する。この到達した赤外線７は焦点５に集光されるよう
に赤外線透過窓４を通過し、受光部１に到達する。この
結果、受光部１を構成する焦電体の温度が変化し、これ
に伴い表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化する。こ
のときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入射量を
測定する。
【００１６】本実施の形態は、受光部１と外部レンズ６
との間の距離を従来構成の場合と比べ短くすることによ
り、広視野な範囲で赤外線７を検出することができる焦
電型赤外線センサを構成したものである。本実施の形態
では、視野８４度となり、従来構成の場合の視野６７度
と比較すると約１．２５倍もの広視野化が実現され、従
来の構成では非球面レンズなどの特殊なレンズを用いな
ければ得られなかった特性を得ることが可能となる。
との間の距離を従来構成の場合と比べ短くすることによ
り、広視野な範囲で赤外線７を検出することができる焦
電型赤外線センサを構成したものである。本実施の形態
では、視野８４度となり、従来構成の場合の視野６７度
と比較すると約１．２５倍もの広視野化が実現され、従
来の構成では非球面レンズなどの特殊なレンズを用いな
ければ得られなかった特性を得ることが可能となる。
【００１７】なお、赤外線透過窓４を封止缶２の内側か
ら開口部３を塞ぐように取り付けても同様の性能を有す
ることはいうまでもない。
ら開口部３を塞ぐように取り付けても同様の性能を有す
ることはいうまでもない。
【００１８】（実施の形態２）以下本発明の第２の実施
の形態について図面を参照しながら説明する。図２は本
発明の第２の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。第１の実施の形態と異なるの
は、赤外線７を検知する受光部８が２個以上（例えば３
個）の焦電体により構成されている点である。
の形態について図面を参照しながら説明する。図２は本
発明の第２の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。第１の実施の形態と異なるの
は、赤外線７を検知する受光部８が２個以上（例えば３
個）の焦電体により構成されている点である。
【００１９】以上のように構成された焦電型赤外線セン
サについて、その動作を説明する。まず、受光部８によ
り構成される３つの検知領域の１つに侵入した検知対象
物より放射された赤外線７は外部レンズ６に到達する。
この到達した赤外線７は焦点５に集光されるように赤外
線透過窓４を通過し、受光部８に到達する。この結果、
受光部８を構成する３個の焦電体のうち、赤外線７が入
射する１個の焦電体のみの温度が変化し、これに伴いそ
の焦電体の表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化す
る。このときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入
射方向の測定を行う。
サについて、その動作を説明する。まず、受光部８によ
り構成される３つの検知領域の１つに侵入した検知対象
物より放射された赤外線７は外部レンズ６に到達する。
この到達した赤外線７は焦点５に集光されるように赤外
線透過窓４を通過し、受光部８に到達する。この結果、
受光部８を構成する３個の焦電体のうち、赤外線７が入
射する１個の焦電体のみの温度が変化し、これに伴いそ
の焦電体の表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化す
る。このときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入
射方向の測定を行う。
【００２０】本実施の形態は、３個の焦電体で構成した
受光部８と外部レンズ６との間の距離を従来構成の場合
と比べ短くすることにより、広視野な範囲で赤外線７の
入射方向を検出することができる焦電型赤外線センサを
構成したものである。この構成によって、例えば本実施
の形態であれば３つの検知領域に分割された広視野内の
赤外線入射方向を検知することが可能となる。
受光部８と外部レンズ６との間の距離を従来構成の場合
と比べ短くすることにより、広視野な範囲で赤外線７の
入射方向を検出することができる焦電型赤外線センサを
構成したものである。この構成によって、例えば本実施
の形態であれば３つの検知領域に分割された広視野内の
赤外線入射方向を検知することが可能となる。
【００２１】（実施の形態３）以下本発明の第３の実施
の形態について図面を参照しながら説明する。図３は本
発明の第３の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。第２の実施の形態と異なるの
は、赤外線７を検知する受光部９が、中心から外側にい
くにつれて面積が徐々に小さくなる焦電体により構成さ
れるという点である（本実施の形態では例えば５つの焦
電体により受光部９を構成している）。
の形態について図面を参照しながら説明する。図３は本
発明の第３の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。第２の実施の形態と異なるの
は、赤外線７を検知する受光部９が、中心から外側にい
くにつれて面積が徐々に小さくなる焦電体により構成さ
れるという点である（本実施の形態では例えば５つの焦
電体により受光部９を構成している）。
【００２２】以上のように構成された焦電型赤外線セン
サについて、その動作を説明する。受光部９により構成
される５つの検知領域の１つに侵入した検知対象物より
放射された赤外線７は外部レンズ６に到達し、この外部
レンズ６により集光され、赤外線透過窓４を通過し、受
光部９に到達する。このとき、受光部９を構成する５個
の焦電体のうち、垂直入射する赤外線７に対しては中心
の焦電体で受光し、また、斜入射する赤外線７に対して
は外側の焦電体で受光する。赤外線７の入射角度が大き
くなると外部レンズ６の収差によりボケが生じるため、
外側の焦電体で受光する場合は中心の焦電体の場合と比
較するとどうしてもその検出角度（視野角）が広がり、
各々の焦電体で視野角が異なることになる。このため本
実施の形態では、受光部９上の焦電体の面積を外側にい
くにつれて徐々に小さくすることにより外側の焦電体で
赤外線７を検出できる角度を狭くしている。このとき赤
外線７の入射した焦電体の温度が変化し、これに伴いそ
の焦電体の表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化す
る。このときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入
射方向の測定を行う。
サについて、その動作を説明する。受光部９により構成
される５つの検知領域の１つに侵入した検知対象物より
放射された赤外線７は外部レンズ６に到達し、この外部
レンズ６により集光され、赤外線透過窓４を通過し、受
光部９に到達する。このとき、受光部９を構成する５個
の焦電体のうち、垂直入射する赤外線７に対しては中心
の焦電体で受光し、また、斜入射する赤外線７に対して
は外側の焦電体で受光する。赤外線７の入射角度が大き
くなると外部レンズ６の収差によりボケが生じるため、
外側の焦電体で受光する場合は中心の焦電体の場合と比
較するとどうしてもその検出角度（視野角）が広がり、
各々の焦電体で視野角が異なることになる。このため本
実施の形態では、受光部９上の焦電体の面積を外側にい
くにつれて徐々に小さくすることにより外側の焦電体で
赤外線７を検出できる角度を狭くしている。このとき赤
外線７の入射した焦電体の温度が変化し、これに伴いそ
の焦電体の表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化す
る。このときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入
射方向の測定を行う。
【００２３】この構成により赤外線の入射方向を広視野
内で検知でき、かつ、その広視野を均一な視野角で分割
することが可能となる。
内で検知でき、かつ、その広視野を均一な視野角で分割
することが可能となる。
【００２４】（実施の形態４）以下本発明の第４の実施
の形態について図面を参照しながら説明する。図４は本
発明の第４の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。第２の実施の形態と異なるの
は、受光部１０が中心から外側にいくにつれて面積が徐
々に大きくなる焦電体により構成されるという点である
（本実施の形態では例えば５つの焦電体により受光部１
０を構成している）。
の形態について図面を参照しながら説明する。図４は本
発明の第４の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。第２の実施の形態と異なるの
は、受光部１０が中心から外側にいくにつれて面積が徐
々に大きくなる焦電体により構成されるという点である
（本実施の形態では例えば５つの焦電体により受光部１
０を構成している）。
【００２５】以上のように構成された焦電型赤外線セン
サについて、その動作を説明する。受光部１０により構
成される５つの検知領域に侵入した検知対象物より放射
された赤外線７は外部レンズ６に到達し、この外部レン
ズ６により集光され、赤外線透過窓４を通過し、受光部
１０に到達する。このとき、受光部１０を構成する５個
の焦電体のうち、垂直入射する赤外線７に対しては中心
の焦電体で受光し、また、斜入射する赤外線７に対して
は外側の焦電体で受光する。赤外線７の入射角度が大き
くなると外部レンズ６の収差によりボケが生じるため、
外側の焦電体で受光する場合は中心の焦電体の場合と比
較すると、若干その検出感度が低くなるため、各々の焦
電体で受光感度が異なってしまうことになる。このため
本実施の形態では、受光部１０上の焦電体の面積を外側
にいくにつれて徐々に大きくすることにより外側の焦電
体で赤外線７の検出感度を高くしている。このとき、赤
外線の入射した焦電体の温度が変化し、これに伴いその
焦電体の表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化する。
このときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入射方
向の測定を行う。
サについて、その動作を説明する。受光部１０により構
成される５つの検知領域に侵入した検知対象物より放射
された赤外線７は外部レンズ６に到達し、この外部レン
ズ６により集光され、赤外線透過窓４を通過し、受光部
１０に到達する。このとき、受光部１０を構成する５個
の焦電体のうち、垂直入射する赤外線７に対しては中心
の焦電体で受光し、また、斜入射する赤外線７に対して
は外側の焦電体で受光する。赤外線７の入射角度が大き
くなると外部レンズ６の収差によりボケが生じるため、
外側の焦電体で受光する場合は中心の焦電体の場合と比
較すると、若干その検出感度が低くなるため、各々の焦
電体で受光感度が異なってしまうことになる。このため
本実施の形態では、受光部１０上の焦電体の面積を外側
にいくにつれて徐々に大きくすることにより外側の焦電
体で赤外線７の検出感度を高くしている。このとき、赤
外線の入射した焦電体の温度が変化し、これに伴いその
焦電体の表面の電荷状態も中性状態が壊れて変化する。
このときに表面に発生する電荷を検出し、赤外線入射方
向の測定を行う。
【００２６】この構成により赤外線の入射方向を広視野
内で検知でき、かつ、各々の視野において均一な感度を
得ることが可能となる。
内で検知でき、かつ、各々の視野において均一な感度を
得ることが可能となる。
【００２７】（実施の形態５）以下本発明の第５の実施
の形態について図面を参照しながら説明する。図５は本
発明の第５の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。その構成について上記実施例
１，２，３及び４と異なるのは、外部レンズ６に例えば
焦点距離３ｍｍ、直径３ｍｍの回折光学レンズ１１を用
いたという点である。
の形態について図面を参照しながら説明する。図５は本
発明の第５の実施の形態における焦電型赤外線センサの
概略図を示すものである。その構成について上記実施例
１，２，３及び４と異なるのは、外部レンズ６に例えば
焦点距離３ｍｍ、直径３ｍｍの回折光学レンズ１１を用
いたという点である。
【００２８】この回折光学レンズ１１はレンズの位相変
調量に応じた凹凸を有し、例えば図５に示すように凹凸
のパターンは、外周にいくにしたがって周期が小さくな
り、回折現象によりこの回折光学レンズ１１を通過した
赤外線７は焦点５に集光するようになっている。凹凸の
溝の深さはレンズ全域にわたり一様であり、その凹凸の
溝の深さと表面形状は入射波長に依存し、光の回折現象
を利用して集光する。また、この回折光学レンズ１１を
赤外線に用いると、通常のレンズと比較し大幅に焦点深
度が深くなる。
調量に応じた凹凸を有し、例えば図５に示すように凹凸
のパターンは、外周にいくにしたがって周期が小さくな
り、回折現象によりこの回折光学レンズ１１を通過した
赤外線７は焦点５に集光するようになっている。凹凸の
溝の深さはレンズ全域にわたり一様であり、その凹凸の
溝の深さと表面形状は入射波長に依存し、光の回折現象
を利用して集光する。また、この回折光学レンズ１１を
赤外線に用いると、通常のレンズと比較し大幅に焦点深
度が深くなる。
【００２９】本実施の形態は、この焦点深度が深いとい
う特徴を有する回折光学レンズ１１を外部レンズに用い
ることにより、回折光学レンズ１１と受光部１の間の距
離を多少変化させても常に受光部１の焦電体上にピント
が合う状態となるため、さらなる広視野特性が可能とな
る。
う特徴を有する回折光学レンズ１１を外部レンズに用い
ることにより、回折光学レンズ１１と受光部１の間の距
離を多少変化させても常に受光部１の焦電体上にピント
が合う状態となるため、さらなる広視野特性が可能とな
る。
【００３０】なお、図６に示すように赤外線透過窓４上
に回折光学レンズ１２を直接作製することにより、外部
レンズが不要となるため、超小型、低コストの広視野特
性を持つレンズ一体型焦電型赤外線センサが実現可能と
なる。
に回折光学レンズ１２を直接作製することにより、外部
レンズが不要となるため、超小型、低コストの広視野特
性を持つレンズ一体型焦電型赤外線センサが実現可能と
なる。
【００３１】なお、上記実施の形態５の説明では回折光
学レンズ１１，１２は凹凸を有するものについて述べた
が屈折率変調型の回折光学レンズを用いても同様の効果
が得られることはいうまでもない。
学レンズ１１，１２は凹凸を有するものについて述べた
が屈折率変調型の回折光学レンズを用いても同様の効果
が得られることはいうまでもない。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明は、受光部位置より
も後方に焦点を持つようにレンズを配置させることによ
り、広視野特性の焦電型赤外線センサを構成することが
可能である。また、受光部の焦電体を適当に分割してや
ることにより、広視野特性を持ち、赤外線の入射方向を
検知することが可能な焦電型赤外線センサとなる。ま
た、焦電体の大きさを受光部中心から外側にいくにつれ
て徐々に小さくすることにより、広視野を等分割にして
赤外線入射方向の検知が可能になる。また、焦電体の大
きさを受光部中心から外側にいくにつれて徐々に大きく
することにより、均一感度での検知が可能になる。ま
た、レンズとして回折光学レンズを用いることにより広
視野特性を更に向上させることが可能となる。また、こ
の回折光学レンズを封止缶に取り付けられた赤外線透過
窓に直接作製することにより、外部レンズが不要となる
ため超小型で広視野のセンサが可能になる。
も後方に焦点を持つようにレンズを配置させることによ
り、広視野特性の焦電型赤外線センサを構成することが
可能である。また、受光部の焦電体を適当に分割してや
ることにより、広視野特性を持ち、赤外線の入射方向を
検知することが可能な焦電型赤外線センサとなる。ま
た、焦電体の大きさを受光部中心から外側にいくにつれ
て徐々に小さくすることにより、広視野を等分割にして
赤外線入射方向の検知が可能になる。また、焦電体の大
きさを受光部中心から外側にいくにつれて徐々に大きく
することにより、均一感度での検知が可能になる。ま
た、レンズとして回折光学レンズを用いることにより広
視野特性を更に向上させることが可能となる。また、こ
の回折光学レンズを封止缶に取り付けられた赤外線透過
窓に直接作製することにより、外部レンズが不要となる
ため超小型で広視野のセンサが可能になる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における焦電型赤外
線センサの概略断面図
線センサの概略断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態における焦電型赤外
線センサの概略断面図
線センサの概略断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態における焦電型赤外
線センサの概略断面図
線センサの概略断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態における焦電型赤外
線センサの概略断面図
線センサの概略断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態における焦電型赤外
線センサの概略断面図
線センサの概略断面図
【図６】本発明の第６の実施の形態における焦電型赤外
線センサの概略断面図
線センサの概略断面図
【図７】従来の焦電型赤外線センサの概略断面図
１ 受光部 ２ 封止缶 ３ 開口部 ４ 赤外線透過窓 ５ レンズ焦点 ６ 外部レンズ ７ 赤外線 ８ 受光部 ９ 受光部 １０ 受光部 １１ 回折光学レンズ １２ 回折光学レンズ
Claims (6)
- 【請求項１】 赤外線を検知する焦電体よりなる受光部
と、この受光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する
封止缶と、前記受光部位置よりも後方に焦点を持つレン
ズより構成した焦電型赤外線センサ。 - 【請求項２】 ２個以上の焦電体よりなる受光部と、前
記受光部を内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する封止缶
と、前記受光部位置よりも後方に焦点を持つレンズより
構成した焦電型赤外線センサ。 - 【請求項３】 面積が外側にいくにつれて徐々に小さく
なる２個以上の焦電体よりなる受光部と、前記受光部を
内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する封止缶と、前記受
光部位置よりも後方に焦点を持つレンズより構成した焦
電型赤外線センサ。 - 【請求項４】 面積が外側にいくにつれて徐々に大きく
なる２個以上の焦電体よりなる受光部と、前記受光部を
内蔵し開口部に赤外線透過窓を有する封止缶と、前記受
光部位置よりも後方に焦点を持つレンズより構成した焦
電型赤外線センサ。 - 【請求項５】 レンズとして回折光学レンズを用い、こ
の回折光学レンズはその位相変調量に応じた凹凸を有す
る請求項１，２，３または４記載の焦電型赤外線セン
サ。 - 【請求項６】 回折光学レンズを焦電型赤外線センサの
赤外線透過窓に直接設けた請求項１，２，３または４記
載の焦電型赤外線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265184A JPH09105668A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 焦電型赤外線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265184A JPH09105668A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 焦電型赤外線センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105668A true JPH09105668A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17413737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7265184A Pending JPH09105668A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 焦電型赤外線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09105668A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2468398A (en) * | 2009-03-02 | 2010-09-08 | Infratec Gmbh | Pyroelectric detector array for the angle-resolved detection of flames or fires |
| JP2013195148A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Ricoh Co Ltd | 赤外線センサー装置 |
| WO2015015718A1 (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ | センサーアセンブリ |
-
1995
- 1995-10-13 JP JP7265184A patent/JPH09105668A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2468398A (en) * | 2009-03-02 | 2010-09-08 | Infratec Gmbh | Pyroelectric detector array for the angle-resolved detection of flames or fires |
| GB2468398B (en) * | 2009-03-02 | 2013-09-11 | Infratec Gmbh | Sensor and method for the angle resolved detection of flames or fires |
| JP2013195148A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Ricoh Co Ltd | 赤外線センサー装置 |
| WO2015015718A1 (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ | センサーアセンブリ |
| US9448118B2 (en) | 2013-07-31 | 2016-09-20 | Panasonic Intellectual Property Corporation Of America | Sensor assembly |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041005 |