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JPH09101204A - Pyroelectric infrared detector - Google Patents

Pyroelectric infrared detector

Info

Publication number
JPH09101204A
JPH09101204A JP25977995A JP25977995A JPH09101204A JP H09101204 A JPH09101204 A JP H09101204A JP 25977995 A JP25977995 A JP 25977995A JP 25977995 A JP25977995 A JP 25977995A JP H09101204 A JPH09101204 A JP H09101204A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pyroelectric infrared
infrared
infrared detection
human body
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25977995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuto Mukai
靖人 向井
Hitoshi Masuda
仁史 増田
Hideo Matsushiro
英夫 松城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP25977995A priority Critical patent/JPH09101204A/en
Publication of JPH09101204A publication Critical patent/JPH09101204A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型でかつ簡単な構造の焦電型赤外線検出装
置を提供するとともに、人体などの温熱物体の通過検出
確率の向上を目的とするものである。 【解決手段】 一匡体内に、一次元に配列された複数の
焦電型赤外線検出素子、赤外線透過レンズ、チョッパ機
構、及び前記赤外線素子の後方に赤外線検出素子に発生
した信号を選択増幅するための帯域増幅器を有する焦電
型赤外線検出装置を構成し、この焦電型赤外線検出装置
を複数配置することにより、2次元状あるいは3次元状
の人体通過検出帯域を設けて、人体などの物体の通過を
赤外線検出素子からの信号の時系列変化により検出す
る。
(57) [PROBLEMS] To provide a pyroelectric infrared detection device having a small size and a simple structure, and to improve the probability of detection of passage of a hot object such as a human body. SOLUTION: A plurality of pyroelectric infrared detection elements, an infrared transmission lens, a chopper mechanism, which are arranged one-dimensionally in a casing, and a signal for selectively amplifying a signal generated in the infrared detection element behind the infrared element are provided. A pyroelectric infrared detection device having a band amplifier is configured, and by arranging a plurality of pyroelectric infrared detection devices, a two-dimensional or three-dimensional human body passage detection band is provided to pass an object such as a human body. Is detected by the time series change of the signal from the infrared detecting element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、焦電型赤外線セン
サを用いた物体表面温度の測定及び物体の通過検出に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to measurement of surface temperature of an object and detection of passage of the object using a pyroelectric infrared sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、非接触で温度を測定する方式とし
ては量子型赤外線センサによるもの、熱型赤外線センサ
によるものがあった。量子型赤外線センサは感度高く、
応答速度も速いが冷却が必要であり、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、
応答速度は遅いが不要なため、民生市場では実用化され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of non-contact temperature measurement, there have been a quantum infrared sensor and a thermal infrared sensor. The quantum infrared sensor has high sensitivity,
It has a fast response speed but requires cooling, and is not suitable for consumer use. On the other hand, thermal infrared sensors have relatively low sensitivity,
It has a slow response speed but is unnecessary, so it has been put to practical use in the consumer market.

【0003】熱型赤外線センサの中でも焦電効果を利用
した焦電型赤外線センサは民生用としてよく使われてい
る。図16(a)は人体検知用に使われる焦電型赤外線
センサの構造図であり、1’は焦電型赤外線検出器であ
り、赤外線検出素子を1素子のみ有する。2はポリエチ
レン樹脂で構成されたフレネルレンズである。フレネル
レンズ2は視野角に図16(b)のように配光特性を有
する。前記焦電型赤外線センサは微分出力特性を有し、
入射赤外線が変化した時のみ出力を発生する。したがっ
て、前記焦電型赤外線センサの前方を人が通過した時、
フレネルレンズ2の配光特性により焦電型赤外線センサ
には人体からの赤外線は断続的に入射され、これに応じ
た信号が人体の移動に伴う出力となる。
Among the thermal infrared sensors, the pyroelectric infrared sensor utilizing the pyroelectric effect is often used for consumer use. FIG. 16A is a structural diagram of a pyroelectric infrared sensor used for detecting a human body, and 1'is a pyroelectric infrared detector, which has only one infrared detecting element. 2 is a Fresnel lens made of polyethylene resin. The Fresnel lens 2 has a light distribution characteristic in the viewing angle as shown in FIG. The pyroelectric infrared sensor has a differential output characteristic,
It produces an output only when the incident infrared ray changes. Therefore, when a person passes in front of the pyroelectric infrared sensor,
Due to the light distribution characteristics of the Fresnel lens 2, infrared rays from the human body are intermittently incident on the pyroelectric infrared sensor, and a signal corresponding to the infrared rays is output as the human body moves.

【0004】また、図17(a)のように配置された4
個の焦電型赤外線検出素子1とポリエチレン樹脂製のフ
レネルレンズ2や赤外線透過レンズ3を用いて、図17
(b)のような配光特性を得ることにより、人体の移動
に伴う各赤外線検出素子からの出力信号の時間差により
移動方向を検出することができる。例えば、図17
(c)に示すように赤外線検出素子1−1で人体を検出
したのちに赤外線検出素子1−3で人体を検出した場
合、図17(b)の15の矢印で示した方向に人体が移
動したことになる。このような人体の移動方向を検出す
る焦電型赤外線センサも実用化されている。
Further, the four elements arranged as shown in FIG.
By using one pyroelectric infrared detection element 1 and a Fresnel lens 2 and an infrared transmission lens 3 made of polyethylene resin, FIG.
By obtaining the light distribution characteristic as shown in (b), it is possible to detect the moving direction by the time difference between the output signals from the infrared detecting elements accompanying the movement of the human body. For example, FIG.
When the human body is detected by the infrared detection element 1-3 after the human body is detected by the infrared detection element 1-1 as shown in (c), the human body moves in the direction indicated by the arrow 15 in FIG. 17 (b). It has been done. A pyroelectric infrared sensor that detects the moving direction of such a human body has also been put into practical use.

【0005】図18は焦電型赤外線検出素子を用いた熱
画像検出装置の断面図である。焦電型赤外線検出器1’
には図2のように焦電型赤外線素子1が複数個一次元に
配列される。その配列方向に6のステッピングモータに
より水平回転させるとともに4のチョッパ機構により周
期的に赤外線の入射を行うことにより、2次元の熱画像
を得ることができる。図18の熱画像検出装置は床や壁
の輻射温度を計測することにより、空調機器の快適制御
を実現する手段として用いた例もある。
FIG. 18 is a sectional view of a thermal image detecting device using a pyroelectric infrared detecting element. Pyroelectric infrared detector 1 '
2, a plurality of pyroelectric infrared elements 1 are arranged one-dimensionally. A two-dimensional thermal image can be obtained by horizontally rotating in the arrangement direction by a stepping motor 6 and periodically injecting infrared rays by a chopper mechanism 4. There is also an example in which the thermal image detecting device in FIG. 18 is used as a means for realizing comfortable control of an air conditioner by measuring the radiant temperature of a floor or a wall.

【0006】さらに、人体通過検出には、図19のよう
に発光部と受光部を分割した近赤外線(a)や光電管
(b)を用いたものが、駅の自動改札口,入退場ゲー
ト,ドアや塀に用いられている。
Further, for detecting the passage of a human body, the one using a near infrared ray (a) or a photoelectric tube (b) in which a light emitting portion and a light receiving portion are divided as shown in FIG. Used for doors and fences.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図1
6,17のような構成の焦電型赤外線センサは人体検出
や移動方向などを検出することができるが、微分出力特
性を有するため、人体が静止すると人体検出が不可能と
なる。また、図17の焦電型赤外線センサでは人体の移
動方向は赤外線検出素子から各3方向で計12方向まで
の移動方向検出に限られる。
However, FIG.
Although the pyroelectric infrared sensor having the configuration as shown in FIGS. 6 and 17 can detect a human body and a moving direction, it has a differential output characteristic, and thus cannot detect a human body when the human body stands still. Further, in the pyroelectric infrared sensor of FIG. 17, the movement direction of the human body is limited to the movement direction detection of a total of 12 directions in each of the 3 directions from the infrared detection element.

【0008】また、図19(a),(b)のような人体
通過検出方法は、受光部と発光部の光軸16の調整に精
度を要する上に、人間が故意に発光部と受光部を結ぶ光
線を避けて通るとその機能を失うことになる。
The human body passage detection method as shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b) requires precision in adjusting the optical axes 16 of the light receiving portion and the light emitting portion. You will lose its function if you avoid the rays that connect.

【0009】また、図18のような熱画像検出装置は、
チョッパ機構を有し、物体表面の温度の測定が可能であ
り、静止人体の検出も可能であるが、一次元に配列され
た複数個の赤外線検出素子を図5(a)のように移動さ
せて2次元の熱画像を得るため、その時間として数秒の
時間を要し、人体などの通過検出には不向きである。ま
た、水平回転を行うため特定の場所の温度測定を連続的
に行うことにも適していない。加えて、水平回転駆動用
のステッピングモータや水平回転部分を匡体内に有する
ため、装置自体の小型化にも適さない。
Further, the thermal image detecting device as shown in FIG.
It has a chopper mechanism and can measure the temperature of the surface of an object, and can also detect a stationary human body. However, by moving a plurality of one-dimensionally arranged infrared detection elements as shown in FIG. 5 (a). It takes several seconds to obtain a two-dimensional thermal image, which is not suitable for detecting passage of a human body or the like. Further, since the horizontal rotation is performed, it is not suitable for continuously measuring the temperature at a specific place. In addition, since the stepping motor for horizontal rotation drive and the horizontal rotation portion are provided inside the casing, it is not suitable for downsizing the device itself.

【0010】従来例である焦電型赤外線センサ,人体通
過検出及び熱画像検出装置は、上記の課題を有してい
た。
The conventional pyroelectric infrared sensor, human body passage detecting device, and thermal image detecting device have the above-mentioned problems.

【0011】本発明は、上記従来例の課題を解決するも
ので、一次元に配列された複数の焦電型赤外線検出素子
を用いて、小型でかつ簡単な構造の焦電型赤外線検出装
置を構成することを目的とするものである。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a pyroelectric infrared detection device having a compact and simple structure using a plurality of one-dimensionally arranged pyroelectric infrared detection elements. It is intended to be configured.

【0012】さらに、本発明は、上記焦電型赤外線検出
装置を用いて、人体などの温熱物体の通過検出装置を構
成し、人体通過箇所に対し、死角をない赤外線検出域を
設けるとともに装置設置が容易に行え、人体などの温熱
物体の通過検出や情報の確率を向上させることを目的と
するものである。
Further, according to the present invention, a device for detecting the passage of a hot body such as a human body is constructed by using the above-mentioned pyroelectric infrared detecting device, and an infrared detecting area having no blind spot is provided at a human body passing position and the device is installed. The object is to improve the probability of detecting the passage of a hot object such as a human body and the probability of information.

【0013】[0013]

【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、一匡体内に、一次元に配列された複数の焦
電型赤外線素子、前記赤外線素子の前方に配置した赤外
線レンズ、入射赤外線の変化を励起させるためのチョッ
パ機構、及び前記赤外線素子の後方に赤外線素子に発生
した信号を選択増幅するための帯域増幅器を設けたもの
である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plurality of pyroelectric infrared elements arranged one-dimensionally in a casing, an infrared lens arranged in front of the infrared element, and an incident lens. A chopper mechanism for exciting a change in infrared rays, and a band amplifier for selectively amplifying a signal generated in the infrared ray element are provided behind the infrared ray element.

【0014】また、本焦電型赤外線検出装置を人体など
の温熱物体の通過帯に設置することで、焦電型赤外線検
出装置からの出力される時系列の温度変化を用いて人体
などの温熱物体の通過を検出したり、前記焦電型赤外線
検出装置を複数個組み合わせることにより、人体などの
温熱物体の移動方向や検出確率を向上させるものであ
る。
Further, by installing the pyroelectric infrared detection device in the pass band of a hot object such as a human body, the pyroelectric infrared detection device outputs a time series temperature change to heat the human body or the like. By detecting the passage of an object or by combining a plurality of the pyroelectric infrared detection devices, the moving direction and detection probability of a hot object such as a human body is improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明は、一匡体内に、一次元に
配列された複数の焦電型赤外線素子、前記赤外線素子の
前方に配置した赤外線レンズ、入射赤外線の変化を励起
させるためのチョッパ機構、及び前記赤外線素子の後方
に赤外線素子に発生した信号を選択増幅するための帯域
増幅器を設けたことにより、一次元に配列された複数の
赤外線検出素子に対応した箇所の輻射温度を同時に、し
かも連続的に検出できるとともに、簡単で小型の焦電型
赤外線検出装置が提供できる。さらに、入出力を有する
マイクロコンピュータを設けたり、匡体内外に配された
機器を動作させることにより、携帯可能な焦電型赤外線
検出装置が提供できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is directed to a plurality of one-dimensionally arranged pyroelectric infrared elements in an enclosure, an infrared lens arranged in front of the infrared elements, and a chopper for exciting changes in incident infrared rays. Mechanism, and by providing a band amplifier for selectively amplifying the signal generated in the infrared element behind the infrared element, the radiation temperature at the location corresponding to a plurality of one-dimensionally arranged infrared detection elements at the same time, Moreover, it is possible to provide a simple and small pyroelectric infrared detection device that can detect continuously. Furthermore, a portable pyroelectric infrared detection device can be provided by providing a microcomputer having an input / output or operating a device arranged inside or outside the housing.

【0016】加えて、本焦電型赤外線検出装置を赤外線
検出素子の配列方向に対し、垂直方向に移動させること
で従来例の熱画像検出装置と同じ機能が付加される。
In addition, the same function as that of the conventional thermal image detecting device is added by moving the pyroelectric infrared detecting device in the direction perpendicular to the array direction of the infrared detecting elements.

【0017】また、本焦電型赤外線検出装置は、人体な
どの温熱物体の通過帯に容易に設置でき、人体などの通
過を検出したり、本焦電型赤外線検出装置を複数個組み
合わせることにより、人体などの移動方向や検出確率を
向上させることができる。
Further, the pyroelectric infrared detecting device can be easily installed in a pass band of a hot body such as a human body, and detects the passage of a human body or by combining a plurality of pyroelectric infrared detecting devices. It is possible to improve the moving direction of the human body and the detection probability.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の一実施例における焦電型赤外
線検出装置について図面とともに説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pyroelectric infrared detector according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1(a)は、一実施例である焦電型赤外
線検出装置の断面図を示しており、1’は図2のように
一次元に複数個配列された焦電型赤外線検出素子1によ
り構成された赤外線検出器である。3は赤外線通過レン
ズであり、赤外線検出器1’の赤外線検出素子1ととも
に図3の帯状に広がる配光a,b,…hを得る。すなわ
ち、焦電型赤外線検出装置は前記帯状の各配光a,b,
…hに対応した部分の放射赤外線を検出する。4は偏平
モータのロータに一部切り欠きを有する円板からなるチ
ョッパ機構であり、図4のようにチョッパ機構4を一定
周期で動作させると入射赤外線もこれに同期して変化す
る。そして、この入射赤外線の変化に対応して、焦電型
赤外線素子1には電気信号出力が励起される。
FIG. 1 (a) is a sectional view of a pyroelectric infrared detection device according to one embodiment, and 1'is a pyroelectric infrared detection device in which a plurality of pyroelectric infrared detection devices are arranged one-dimensionally as shown in FIG. It is an infrared detector composed of the element 1. Reference numeral 3 denotes an infrared ray passing lens, which together with the infrared ray detecting element 1 of the infrared ray detector 1'obtains light distribution a, b, ... That is, the pyroelectric infrared detection device uses the strip-shaped light distributions a, b,
Detects the radiated infrared ray of the portion corresponding to h. Reference numeral 4 denotes a chopper mechanism composed of a disk having a partial cutout in the rotor of the flat motor, and when the chopper mechanism 4 is operated at a constant cycle as shown in FIG. 4, the incident infrared ray also changes in synchronization with this. Then, an electric signal output is excited in the pyroelectric infrared element 1 in response to the change in the incident infrared rays.

【0020】この電気信号出力Vは、ステファン・ボル
ツマンの法則に従い、(1)式のように、チョッパの絶
対温度Tcと被測定物体表面絶対温度Tbの各4乗の差に
比例する。
According to Stefan-Boltzmann's law, this electric signal output V is proportional to the difference between the fourth power of the absolute temperature T c of the chopper and the absolute temperature T b of the measured object surface, as shown in equation (1).

【0021】 V=k1・(Tb 4−Tc 4) (1) (但し、k1は比例定数) しかしながら、被測定物体表面絶対温度Tbとチョッパ
の絶対温度Tcの差が小さい場合には、電気信号出力V
は、TbとTcの差に線形的に変化し、(2)式のように
表することが可能である。
V = k 1 · (T b 4 −T c 4 ) (1) (where k 1 is a proportional constant) However, the difference between the measured object surface absolute temperature T b and the chopper absolute temperature T c is small. In case of electrical signal output V
Changes linearly to the difference between T b and T c , and can be expressed as in equation (2).

【0022】 V=k2・(Tb−Tc) (2) (但し、k2は比例定数) また、図1の5はチョッパの周期を中心通過帯域とする
帯域増幅器であり、50/60Hzなどの商用電源の影
響や赤外線検出素子の熱的な低周波数のノイズなどを低
減するとともに、得られた電気信号出力Vを増幅する。
V = k 2 · (T b −T c ) (2) (where k 2 is a proportional constant) Further, 5 in FIG. 1 is a band amplifier having a chopper cycle as a central pass band, and 50 / The influence of a commercial power supply of 60 Hz or the like and the thermal low-frequency noise of the infrared detection element are reduced, and the obtained electric signal output V is amplified.

【0023】したがって、k2が求められれば、被測定
物体表面絶対温度Tbとチョッパの絶対温度Tcの差は、
(2)式よりV/k2で簡単に算出でき、チョッパの絶
対温度Tcが予め分かっていれば、(3)式のように被
測定物体表面絶対温度Tbが求められる。
Therefore, if k 2 is obtained, the difference between the measured object surface absolute temperature T b and the chopper absolute temperature T c is
(2) can be easily calculated by V / k 2 from equation if the absolute temperature T c of the chopper long known in advance, (3) the measurement object surface absolute temperature T b is determined as.

【0024】 Tb=Tc+V/k2 (3) 図18の熱画像検出装置も(1)〜(3)の計算式によ
り各焦電型赤外線検出素子1に対応した部分の温度測定
を行うが、本発明の焦電型赤外線検出装置はステッピン
グモータ6を匡体内に含まないため、装置を小型化でき
るとともに特定部分の温度測定を連続して行うことがで
きる。
T b = T c + V / k 2 (3) The thermal image detection device of FIG. 18 also measures the temperature of the portion corresponding to each pyroelectric infrared detection element 1 by the calculation formulas (1) to (3). However, since the pyroelectric infrared detection device of the present invention does not include the stepping motor 6 in the casing, the device can be downsized and the temperature of a specific portion can be continuously measured.

【0025】図5のように、本焦電型赤外線装置を焦電
型赤外線素子1の配列方向と垂直方向に水平回転(a)
させたり、直線的に移動(b)させることにより、図1
8の熱画像検出装置と同様に熱画像の検出が可能であ
る。
As shown in FIG. 5, the pyroelectric infrared device is horizontally rotated in the direction perpendicular to the arrangement direction of the pyroelectric infrared elements 1 (a).
By moving or linearly moving (b)
The thermal image can be detected in the same manner as the thermal image detection device of No. 8.

【0026】図1(b)は、本焦電型赤外線検出装置8
の機能別のブロックダイアグラムを示したものであり、
図6は本焦電型赤外線検出装置の動作のフローを示す。
焦電型赤外線検出装置による温度検出を行うためには、
各焦電型赤外線検出素子1の電気信号出力VをAD変換
したり(102)、(3)式の計算(103)を行うマ
イクロコンピュータ7が必要であり、このマイクロコン
ピュータ7はチョッパ機構4(101)の制御やその他
の通過検出や移動方向検出などの演算(104)を行
い、その結果の出力(106)も行う。図1(a)の焦
電型赤外線検出装置8の匡体内にマイクロコンピュータ
7,出力表示機能や電源などを内蔵することにより携帯
可能な焦電型赤外線検出装置8が提供できる。
FIG. 1B shows the pyroelectric infrared detecting device 8 of the present invention.
It shows the block diagram by function of
FIG. 6 shows the operation flow of the pyroelectric infrared detection device.
In order to detect temperature with a pyroelectric infrared detector,
It is necessary to have a microcomputer 7 that AD-converts the electric signal output V of each pyroelectric infrared detection element 1 (102) and performs the calculation (103) of the equation (3). This microcomputer 7 has a chopper mechanism 4 ( The control (101) and other calculations (104) such as passage detection and movement direction detection are performed, and the result is also output (106). A portable pyroelectric infrared detection device 8 can be provided by incorporating a microcomputer 7, an output display function, a power supply, and the like inside the casing of the pyroelectric infrared detection device 8 of FIG.

【0027】図3の焦電型赤外線検出装置の帯状の配光
a,b,…hを人など物体通過帯域に設置することによ
り、図7のように複数の通過検出範囲を得ることができ
る。本焦電型赤外線検出装置8は、チョッパ機構4によ
り物体からの放射赤外線の変化を(2)式の電気出力信
号の検出や(3)式の物体表面温度の算出を連続して行
うことにより、例えば図8(a)のように人体などの物
体通過に伴う電気信号出力Vの変化や検出温度の変化
(b)などの急激な状態の変化を捉えることができる。
これにより、通過検出範囲に対して、通過や静止といっ
た状況の検出が可能である。本焦電型赤外線検出装置単
体で、通過物体の放射赤外線の変化を検出するため、図
19の通過検出装置のような発光部と受光部の光軸の調
整を行う必要がない。
By installing the strip-shaped light distributions a, b, ... H of the pyroelectric infrared detector of FIG. 3 in the pass band of an object such as a person, a plurality of pass detection ranges can be obtained as shown in FIG. . The pyroelectric infrared detection device 8 detects the change of the infrared radiation emitted from the object by the chopper mechanism 4 by continuously detecting the electric output signal of the equation (2) and calculating the object surface temperature of the equation (3). For example, as shown in FIG. 8A, it is possible to capture a sudden change in state such as a change in electric signal output V or a change in detected temperature (b) accompanying passage of an object such as a human body.
This makes it possible to detect a situation such as passage or stillness in the passage detection range. Since this pyroelectric infrared detection device alone detects a change in infrared radiation of a passing object, it is not necessary to adjust the optical axes of the light emitting portion and the light receiving portion as in the passage detection device of FIG.

【0028】焦電型赤外線検出装置8の配光特性a,
b,…hは図3のように焦電型赤外線検出装置から扇状
に広がっていくため、焦電型赤外線検出装置8の近辺は
死角が広く存在するとともに、各焦電型赤外線検出素子
1は図2のように間隔をあけて配されるため、生じる死
角も存在する。したがって、2台の焦電型赤外線検出装
置8−1,8−2を対向させて配置することにより、図
9(a)のような通過検出帯域を得ることができるとと
もに、死角を削減することができる。また、焦電型赤外
線検出装置8の通過検出帯域は赤外線透過レンズ2の画
角により決定されるため、図9(b)のように(a)の
組み合わせを縦方向に並べることにより、2次元の通過
検出帯域を拡大することができる。さらに、焦電型赤外
線検出装置8を複数個用いて、図10(a)や(b)の
ように2次元の通過検出帯域を構成し、死角を完全にな
くすことも可能であり、複数個の焦電型赤外線検出装置
により通過検出を行うことにより、通過検出の確率を向
上させることができるとともに、複数個の内の1つが故
障しても、その他の焦電型赤外線検出装置により補完さ
れるため、通過検出システムを構成した場合、システム
の信頼性も向上する。
Light distribution characteristics a of the pyroelectric infrared detector 8
Since b, ... H spread out in a fan shape from the pyroelectric infrared detection device as shown in FIG. 3, a wide blind spot exists near the pyroelectric infrared detection device 8 and each pyroelectric infrared detection element 1 is Since they are arranged at intervals as shown in FIG. 2, there are blind spots that occur. Therefore, by arranging the two pyroelectric infrared detection devices 8-1 and 8-2 so as to face each other, it is possible to obtain the pass detection band as shown in FIG. 9A and reduce the blind spot. You can Further, since the pass detection band of the pyroelectric infrared detection device 8 is determined by the angle of view of the infrared transmission lens 2, by arranging the combination of (a) in the vertical direction as shown in FIG. The pass detection band of can be expanded. Further, it is possible to completely eliminate the blind spot by using a plurality of pyroelectric infrared detectors 8 to form a two-dimensional pass detection band as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). By performing the passage detection by the pyroelectric infrared detection device, it is possible to improve the probability of the passage detection, and even if one of the plurality of devices fails, it is complemented by the other pyroelectric infrared detection devices. Therefore, when the passage detection system is configured, the reliability of the system is also improved.

【0029】また、図11のように2つの焦電型赤外線
検出装置8−A,Bを並行して配置することにより、2
つの独立した通過検出帯域を設けることができる。図8
のように各赤外線検出素子の電気信号出力の急激な状態
変化や検出温度の急激な変化による物体通過検出ポイン
ト9を時間的に観測することにより、図12に示したよ
うな焦電型赤外線検出装置8−Aから8−Bへの方向へ
の移動や停止状態の検出に加えて、移動時間10の測定
や通過検出帯域の幅が分かっていれば、移動速度の検出
も可能であり、物体通過検出ポイントの状態変化を各赤
外線検出素子レベルまで解析することにより、人体など
の物体が、例えば、”斜め方向”とか、”まっすぐ”に
横切っていったということの検出可能である。複数個の
焦電型赤外線装置8を図13のように並列に設置するこ
とにより、更に詳細な人体の移動方向,状態や移動速度
の変化までも検出可能である。各通過検出帯域を図9や
図10のようにして構成することも可能であり、前述し
たように検出確率,移動方向,状態や移動速度などの精
度の向上につながる。
Further, by arranging the two pyroelectric infrared detectors 8-A and B in parallel as shown in FIG.
It is possible to provide three independent pass detection bands. FIG.
As described above, by observing the object passage detection point 9 due to a sudden change in the electric signal output of each infrared detection element or a sudden change in the detected temperature, the pyroelectric infrared detection as shown in FIG. In addition to detecting the movement in the direction from the device 8-A to 8-B and detecting the stopped state, the movement speed can be detected if the movement time 10 is measured and the width of the pass detection band is known. By analyzing the change in the state of the passage detection point up to the level of each infrared detection element, it is possible to detect that an object such as a human body has crossed "obliquely" or "straight". By installing a plurality of pyroelectric infrared devices 8 in parallel as shown in FIG. 13, it is possible to detect even more detailed movement direction, state and movement speed of the human body. It is also possible to configure each pass detection band as shown in FIG. 9 or FIG. 10, which leads to improvement in accuracy of detection probability, moving direction, state, moving speed, etc. as described above.

【0030】さらに、複数の焦電型赤外線検出装置で構
成された図9,10,11,12の2次元の通過検出帯
域を図14のように3次元的に構成することにより、空
間への入退出の情報が得られる。例えば、図15のよう
に複数の焦電型赤外線検出装置8で構成された空間領域
へ入る方向を○(11)、出る方向を×(12)として
検出されると、”A面から入ってC面へ出で行った”と
か”A面から入ってE面への出て行った”移動などとい
った情報や空間を部屋とすると在室時間や不在の時間と
いった情報も得ることができる(図15)。
Further, by constructing the two-dimensional pass detection bands of FIGS. 9, 10, 11, and 12 composed of a plurality of pyroelectric infrared detectors three-dimensionally as shown in FIG. Information on entry and exit can be obtained. For example, as shown in FIG. 15, if the direction entering the space area constituted by the plurality of pyroelectric infrared detecting devices 8 is detected as ◯ (11) and the exit direction is detected as x (12), it is detected as “enter from the surface A”. Information such as "Move out on side C" or "Move out on side A and go out on side E", and if a space is a room, information such as time in room and absence can be obtained (Fig. 15).

【0031】このようにして、人体の通過検出を本焦電
型赤外線検出装置にて行い、その結果により得られた情
報をもとに外部に配された警報,照明や自動ドア/エレ
ベータのドアの開閉などを作動させることにより防犯や
安全性を向上させることができる(図6,106)。
In this way, the passage of the human body is detected by the pyroelectric infrared detection device, and the alarms, lights and doors of automatic doors / elevators arranged outside based on the information obtained as a result. Crime prevention and safety can be improved by activating the opening and closing of (FIG. 6, 106).

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明は上記説明から明らかなように、
一匡体内に、一次元に配列された複数の焦電型赤外線素
子、前記赤外線素子の前方に配置した赤外線レンズ、入
射赤外線の変化を励起させるためのチョッパ機構、及び
前記赤外線素子の後方に赤外線素子に発生した信号を選
択増幅するための帯域増幅器を配したり、入出力を有す
るマイクロコンピュータを有することにより小型で携帯
可能な焦電型赤外線検出装置を構成できる。また、本焦
電型赤外線検出装置は、同じ箇所の温度測定を連続して
行うことができる上に、外部の水平回転機構により焦電
型赤外線検出装置を回転駆動させることにより熱画像の
検出も可能である。
According to the present invention, as is apparent from the above description,
A plurality of pyroelectric infrared elements arranged one-dimensionally in one casing, an infrared lens arranged in front of the infrared element, a chopper mechanism for exciting a change of incident infrared rays, and an infrared element behind the infrared element. A compact and portable pyroelectric infrared detection device can be constructed by arranging a band amplifier for selectively amplifying the generated signal or by having a microcomputer having an input / output. Further, this pyroelectric infrared detection device can continuously measure the temperature at the same location, and also can detect a thermal image by rotating the pyroelectric infrared detection device by an external horizontal rotation mechanism. It is possible.

【0033】また、本焦電型赤外線検出装置において、
赤外線検出素子からの信号の時系列変化により人体など
の通過を検出が可能であり、本焦電型赤外線検出装置を
複数個空間的に組み合わせることにより通過検出帯域の
死角をなくすことができる。さらに、装置の設置も容易
に行え、人体通過の検出確率,移動方向,在/不在など
の状態や移動速度などの情報の精度の向上が期待でき
る。
Further, in the present pyroelectric infrared detector,
The passage of a human body or the like can be detected by a time-series change of a signal from the infrared detection element, and a blind spot in the passage detection band can be eliminated by spatially combining a plurality of the pyroelectric infrared detection devices. Further, the device can be easily installed, and it can be expected that the accuracy of information such as the detection probability of the passage of a human body, the moving direction, the state such as presence / absence, and the moving speed is improved.

【0034】加えて、本焦電型赤外線検出装置により、
人体情報に基づいて、警報機,照明装置,自動ドアなど
の機器を作動させることにより防犯や安全性を向上させ
ることができる。
In addition, with the present pyroelectric infrared detector,
Crime prevention and safety can be improved by operating devices such as alarms, lighting devices, and automatic doors based on human body information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の一実施例を示す焦電型赤外線
検出装置の断面図 (b)は本発明の一実施例である焦電型赤外線検出装置
の機能別ブロックダイアグラムを示す図
FIG. 1A is a cross-sectional view of a pyroelectric infrared detection device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a functional block diagram of a pyroelectric infrared detection device according to an embodiment of the present invention. Figure

【図2】焦電型赤外線検出素子の配列図FIG. 2 is an array diagram of a pyroelectric infrared detection element.

【図3】焦電型赤外線検出装置の配光図FIG. 3 is a light distribution diagram of a pyroelectric infrared detection device.

【図4】焦電型赤外線検出素子の電気信号出力発生原理
を示す説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the principle of electric signal output generation of the pyroelectric infrared detection element.

【図5】(a)は本発明である焦電型赤外線検出装置に
より熱画像を得る方式を示す説明図 (b)は同説明図
5A is an explanatory diagram showing a method of obtaining a thermal image by the pyroelectric infrared detection device of the present invention, and FIG. 5B is the same explanatory diagram.

【図6】本発明である焦電型赤外線検出装置の一連動作
を示すフローチャート
FIG. 6 is a flowchart showing a series of operations of the pyroelectric infrared detection device according to the present invention.

【図7】本発明である焦電型赤外線検出装置による物体
通過検出帯域を示す図
FIG. 7 is a diagram showing an object passage detection band by the pyroelectric infrared detection device according to the present invention.

【図8】本発明である焦電型赤外線検出装置による物体
通過検出方法の説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram of an object passage detection method by the pyroelectric infrared detection device according to the present invention.

【図9】本発明である複数の焦電型赤外線検出装置によ
る通過検出帯域の構成図
FIG. 9 is a configuration diagram of a pass detection band by a plurality of pyroelectric infrared detection devices according to the present invention.

【図10】複数の焦電型赤外線検出装置により2次元の
通過検出帯域を構成する他の実施例を示す図
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment in which a two-dimensional pass detection band is constituted by a plurality of pyroelectric infrared detection devices.

【図11】本発明である2台の焦電型赤外線検出装置に
より物体通過検出装置の構成図
FIG. 11 is a configuration diagram of an object passage detection device using two pyroelectric infrared detection devices according to the present invention.

【図12】焦電型赤外線検出装置により構成された物体
通過検出装置により物体通過の状況の説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram of a situation of passing an object by the object passage detecting device including the pyroelectric infrared detecting device.

【図13】複数の焦電型赤外線検出装置による物体通過
検出装置の構成図
FIG. 13 is a configuration diagram of an object passage detection device including a plurality of pyroelectric infrared detection devices.

【図14】本発明の一実施例である複数の焦電型赤外線
検出装置により3次元の空間に対する物体通過検出装置
の構成図
FIG. 14 is a configuration diagram of an object passage detection device for a three-dimensional space by a plurality of pyroelectric infrared detection devices according to an embodiment of the present invention.

【図15】3次元の空間に対する物体通過検出装置によ
り物体の状況を示す図
FIG. 15 is a diagram showing a state of an object by an object passage detection device for a three-dimensional space.

【図16】(a)は従来例である人体検出用焦電型赤外
線センサの説明図 (b)同説明図
FIG. 16A is an explanatory view of a conventional human body detection pyroelectric infrared sensor. FIG. 16B is the same explanatory view.

【図17】(a)は従来例である人体移動方向検出用焦
電型赤外線センサの量子配置図 (b)は従来例である人体移動方向検出用焦電型赤外線
センサの配光図 (c)は従来例である人体移動方向検出焦電型赤外線セ
ンサによる移動方向検出方法の説明図
FIG. 17A is a quantum layout diagram of a pyroelectric infrared sensor for detecting a human body moving direction which is a conventional example. FIG. 17B is a light distribution diagram of a pyroelectric infrared sensor for detecting a human body moving direction which is a conventional example. ) Is an explanatory diagram of a moving direction detection method using a pyroelectric infrared sensor, which is a conventional example for detecting a moving direction of a human body

【図18】従来例である熱画像検出装置の断面図FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional thermal image detection device.

【図19】従来例である人体通過検出装置の概略図FIG. 19 is a schematic view of a human body passage detection device as a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 焦電型赤外線検出素子 3 赤外線透過レンズ 5 帯域増幅器 6 ステッピングモータ 8 焦電型赤外線検出装置 1 Pyroelectric Infrared Detector 3 Infrared Transmission Lens 5 Band Amplifier 6 Stepping Motor 8 Pyroelectric Infrared Detector

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一匡体内に、一次元に配列された複数の焦
電型赤外線素子、前記赤外線素子の前方に配置した赤外
線レンズ、入射赤外線の変化を励起させるためのチョッ
パ機構、及び前記赤外線素子の後方に赤外線素子に発生
した信号を選択増幅するための帯域増幅器を配し、複数
の焦電型赤外線素子に対応した範囲の温度を計測するこ
とを特徴とした焦電型赤外線検出装置。
1. A plurality of pyroelectric infrared elements arranged one-dimensionally in a casing, an infrared lens arranged in front of the infrared element, a chopper mechanism for exciting a change of incident infrared rays, and the infrared element. A pyroelectric infrared detection device characterized by arranging a band amplifier for selectively amplifying a signal generated in an infrared element behind the, and measuring a temperature in a range corresponding to a plurality of pyroelectric infrared elements.
【請求項2】前記焦電型赤外線検出装置を人体などの温
熱物体の通過箇所に一つ以上配置し、赤外線検出帯を構
成することにより、人体などの温熱物体の通過の検出を
特徴とする焦電型赤外線検出装置。
2. A detection of passage of a hot body such as a human body by arranging one or more of the pyroelectric infrared detection device at a passage place of a hot body such as a human body and forming an infrared detection zone. Pyroelectric infrared detector.
【請求項3】前記焦電型赤外線検出装置において、複数
の焦電型赤外線検出装置により構成された2次元の赤外
線検出帯を複数、平行するように配し、人体などの温熱
物体の通過検出時間の差により通過方向の検出と移動速
度の検出を特徴とした請求項2記載の焦電型赤外線検出
装置。
3. In the pyroelectric infrared detection device, a plurality of two-dimensional infrared detection bands formed by a plurality of pyroelectric infrared detection devices are arranged in parallel to detect passage of a hot object such as a human body. 3. The pyroelectric infrared detection device according to claim 2, wherein the detection of the passing direction and the detection of the moving speed are performed based on the time difference.
【請求項4】前記複数の焦電型赤外線検出装置に構成さ
れた死角のない2次元の赤外線検出帯域を3次元的に組
み合わせることにより、構成された赤外線検出空間に対
する人体などの温熱物体の出入りを検出することを特徴
とする請求項2記載の焦電型赤外線検出装置。
4. A warm object such as a human body goes in and out of the constructed infrared detection space by three-dimensionally combining two-dimensional infrared detection zones having no blind spots formed in the plurality of pyroelectric infrared detection devices. The pyroelectric infrared detection device according to claim 2, wherein
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