DE69315156T2

DE69315156T2 - Wärmebilddetektionssystem

Info

Publication number: DE69315156T2
Application number: DE69315156T
Authority: DE
Inventors: Yasuhito Mukai; Morihiro Nakayama; Isamu Okuda; Satoshi Tokushige
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: EP0588644A1; US5493118A; KR940007332A; EP0588644B1; KR0135403B1; JPH0694537A; JP2677127B2; DE69315156D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmebilderfassungssystem, welches ein Wärmeerfassungselement vom pyroelektrischen Typ verwendet und beispielsweise für die Erfassung der Raumtemperaturverteilung in einem Haus im allgemeinen, oder die Erfassung des Verhaltens eines menschlichen Körpers, vorgesehen ist.
Das herkömmliche kontaktiose Temperaturmeßsystem beinhaltet einen Infiarotstrahlensensor vom Quantentyp und einen thermischen Infrarotstrahlensensor. Der zuerst erwähnte Sensor oder Infrarotstrahlensensor vom Quantentyp ist dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit hoch ist und daher die Ansprechgeschwindigkeit ebenfalls hoch ist. Jedoch ist es erforderlich, den Sensor zu kühlen (auf ungefähr -200ºC). Daher ist dieser Sensor für eine private Nutzung ungeeignet. Andererseits besitzt letzterer Sensor oder der thermische Inftarotstrahlensensor eine relativ geringe Empfindlichkeit und eine niedrige Ansprechgeschwindigkeit, braucht jedoch nicht gekühlt zu werden. Daher ist dieser Sensor für eine private Nutzung im Handel. Insbesondere findet ein Infrarotstrahlensensor vom pyroelektrischen Typ, welcher sich den pyroelektrischen Effekt zu Nutze macht, weit verbreitet Verwendung.
Der pyroelektrische Infrarotstrahlensensor besitzt eine Differentialänderungs- oder Differenzänderungs-Ausgangscharakteristik, so daß eine Ausgangsgröße lediglich erzeugt wird, wenn sich die Einfallstemperatur ändert. Bei dem bisher in der Praxis verwendeten hifrarotstrahlensensor ist eine Fresnell-Linse, die ein Polyethylenharz verwendet und einen Beobachtungswinkel mit Lichtverteilungscharakteristik aufweist, auf der gesamten Sensoroberfläche vorgesehen. Wenn sich ein menschlicher Körper bewegt, wird die Strahlungstemperatur des menschlichen Körpers als sich zeitlich ändernde Eingangsgröße in Übereinstimmung mit der Lichtverteilungscharakteristik zugeführt. Eine Ausgangsgröße des pyroelektrischen Infrarotstrahlensensors wird synchron mit der sich zeitlich ändernden Eingangsgröße bereitgestellt, wodurch es möglich wird, einen menschlichen Körper zu erfassen. Andererseits ist es, wenn sich der menschliche Körper in einem unbewegten Zustand befindet, nicht möglich, den menschlichen Körper zu erfassen, da die sich zeitlich ändernde Eingangsgröße nicht geliefert wird.
Ebenso gibt es einen pyroelektrischen Infrarotstrahlensensor, welcher aus Keramik besteht und einen Punkttemperaturfühler, welcher eine Schwingblende verwendet. Jedoch ist es, da diese Sensoren eine geringe Empfindlichkeit und eine sehr niedrige Ansprechgeschwindigkeit besitzen, nicht möglich, eine Anzahl im unteren zweistelligen Bereich von Temperaturdaten in einer oder zwei Sekunden zu erfassen. Weiter wird ein System in Betracht gezogen, bei dem pyroelektrische Infrarotsensoren als Temperaturverteilungs-Meßeinrichtungen zweidimensional angeordnet sind.
Beim herkömmlichen Verfahren kann, auch wenn die Erfassung eines sich bewegenden menschlichen Körpers möglich ist, die Position eines menschlichen Körpers und ein menschlicher Körper in einem stationären Zustand nicht erfaßt werden, und die Messung der Temperatur eines anderen Gegenstands als ein menschlicher Körper, beispielsweise die Messung der Temperaturverteilung einer Wand oder eines Boden in einem Raum, ist unmöglich. Ebenso besitzt das System, in dem pyroelektrische Infrarotsensoren zweidimensional angeordnet sind, das Problem, daß der Systemaufbau kompliziert wird.
Es wäre daher wünschenswert, ein System zu liefern, in dem ein Wärmebild, welches einen weiten Beobachtungswinkel abdeckt, mit einem relativ einfachen Systemaufbau erfaßt werden kann, und die Leistung eines Wärmebilderfassungssystems zu verbessern, indem ein Verfahren für eine hochgenaue Erfassung einer Differenzänderungscharakteristik durchgeführt wird, die von einem pyroelektrischen Infrarotstrahlungssensor ausgegeben wird.
US 5001657 beschreibt ein Strahlungsthermometer, welches die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist.
In den Patent Abstracts of Japan, Bd. 11, Nr. 230 (P-599), 28. Juli 1987 (Veröffentlichungsnr. JP-A-62044634), wird eine pyroelektrische Temperaturerfassungsvorrichtung beschrieben, welche für das intermittierende Empfangen von infraroter Strahlung von einer Wärmequelle angeordnet ist, um ein Erfassungssignal zu liefern, welches anschließend verstärkt wird, wobei ein Bandpaßfilter vorgesehen ist, um Rauschkomponenten zu entfernen. Das entstehende Signal wird durch ein Tielpaßfilter hindurchgeleitet, um ein gewünschtes Signal, welches die größte Amplitude besitzt, zu erzielen.
EP-A-0 233 711 beschreibt ein Temperaturüberwachungssystem in Form einer linearen Anordnung von sechs in einem Block montierten pyroelektrischen Sensoren. Ein gängiges Schwingblendenelement in Form einer rotierenden Welle ist vorgesehen.
EP-A-0 098 402 beschreibt ein System zur Überwachung der Temperatur eines Nährungsmittels in einem Mikrowellenherd. Vom Nahrungsmittel emittierte Infrarotstrahlung wird intermittierend von einer Schwingblende abgeschirmt, die zwischen dem Nahrungsmittel und einem pyroelektrischen Wärmeelement vorgesehen ist. Abhängig vom Schwingblenden-Antriebssignal wird die Ausgangsgröße des pyroelektrischen Wärmeelements nur in nichtabgeschirmten Zuständen integriert, derart, daß die Auswertungsschaltung bestimmen kann, ob die Temperatur des Nahrungsmittels unterhalb oder oberhalb der Temperatur der Schwingblende liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmeerfassungssystem wie m Anspruch 1 definiert geliefert.
Gemäß einem bevorzugten Wärmebilderfassungssystem wird ein Wärmebilderfassungssystem von geringer Größe und einfachem Aulbau bereitgestellt, indem ein Erfassungssignal vom pyroelektrischen Wärmeerfasungselement verstärkt wird, während der bewegliche Teil, welcher das pyroelektrische Wärmeerfassungselement und die Schwingblende beinhaltet, gedreht wird, so daß der Maximalwert und der Mimmalwert des Effassungssignals zu einem festgelegten Zeitpunkt für jede Öffnungs/Schließoperation der Schwingblende erfaßt werden und eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert operativ verarbeitet wird, um ein Wärmebildsignal zu erhalten.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssytem kann ein Bezugssignal-Erfassungsglied zum Erfassen eines Signals vom Bandverstärker in einem geschlossenen Zustand der Schwingblende vorgesehen sein, so daß das Operationsverarbeitungsglied eine Operationsverarbeitung zu einem Wärmebildsignal durchführt, und zwar basierend auf einer Differenz zwischen dem Maximalwert oder dem Minimalwert vom Spitzenerfassungsglied und dem Referenzsignal vom Referenzsignal-Erfassungsglied.
Somit kann das Wärmebildsignal durch eine Operationsverarbeitung erhalten werden, basierend auf einer Differenz zwischen einem Referenzsignal in einem konstant geschlossenen Zustand der Schwingblende und dem Maximalwert oder dem Mimmaiwert für jede Öffnungs/Schließoperation der Schwingblende. Demgemäß kann das Problem der Ansprechgeschwindigkeit des Bandverstärkers, um em Erfassungssignal vom pyroelektrischen Wärmeerfassungselement zu verstärken, vermindert werden, wodurch es möglich wird, den Freiheitsgrad der Gestaltung des Bandverstärkers und die Erfassungsgenauigkeit des Wärmebildes zu verbessern.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann eine Mehrzahl von pyroelektrischen Wärmeerfassungselementen in Form einer Reihe als pyroelektrische Wärmeerfassungselementgruppe angeordnet sein, wobei die Bandverstärker usw. m gleicher Anzahl wie die Mehrzahl von pyroelektrischen Wärmeerfassungselementen vorgesehen sind, wodurch ein zweidimensionales Wärmebild erfaßt wird. In diesem Fall wird, da ein zweidimensionales Wärmebildsignal anstelle eines eindimensionalen Wärmebildsignals erhalten werden kann, die Erfassungskapazität einer Temperaturverteilung, der Position eines menschlichen Körpers usw., stark verbessert.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann ein Eingangssignal des Zeitgeber-Ausgangsglieds ein Schwingblenden-Antriebssignal vom Antriebssteuerglied zum Antreiben der Schwingblende sein. In diesem Fall wird ein einfacher Aufbau möglich, derart, daß die Zeitpunkte zur Erfassung des Maximalwerts und des Minimalwerts für jede Öffnungs/Schließoperation der Schwingblende durch das Schwingblenden-Antriebssignal gegeben sind.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann ein Öffnungs/Verschluß-Erfassungssensor zum Erfassen des tatsächlichen Öffnens/Schheßens der Schwingblende im beweglichen Teil vorgesehen sein, so daß ein Erfassungssignal vom Öffnungs/Verschluß-Erfassungssensor als Eingangssignal des Zeitgeber-Ausgangsglieds verwendet wird. In diesem Fall kann, da der Öffnungs/Verschluß-Erfassungssensor vorgesehen ist, um das tatsächliche Öffnen/Schließen der Schwingblende zu erfassen, die Genauigkeit der Erfassung eines Signais vom pyroelektrischen Wärmeerfassungselement verbessert werden, und die Erfassung eines Defekts der Schwingblende wird möglich.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann eine Verschließeinrichtung vorgesehen sein, um die Schwingblende zu einem Zeitpunkt, bei dem der Schwingblende kein Strom zugeführt wird, in einen geschlossenen Zustand zu bringen. In diesem Fall wird, da die Schwingblende immer in den geschlossenen Zustand gebracht wird, verhindert, daß das pyroelektrische Wärmeerfassungselement oder die pyroelektrische Wärmeerfassungselementgruppe während einer Zeitdauer unnotig mit infraroten Strahlen bestrahlt wird, bei der keine Erfassung des Wärmebildsignals stattfindet. Weiter wird, wenn das Referenzsignal-Erfassungsglied das Referenzsignal erfaßt, die Zuführwig eines Stroms zum Erzielen eines geschlossenen Zustands der Schwingblende unnötig. Daher kann eine Leistungsersparnis errreicht werden und ein unnötiger Temperaturanstieg der Schwingblende und der Umgebung von dieser vermindert werden.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann das Antriebssteuerglied mit einem ersten Zeitgeber und einem zweiten Zeitgeber versehen sein. Das Antriebssteuerglied hält die Schwingblende während der Zeitdauer des ersten Zeitgebers in einem geschlossenen Zustand und bewirkt danach, daß das Referenzsignal-Erfassungsglied in der Zeitdauer des zweiten Zeitgebers ein Referenzsignal erfaßt. Nach Beendigung des zweiten Zeitgebers wird das bewegliche Teil gedreht und eine Öffnungs/Verschlußoperation der Schwingblende durchgeführt. In diesem Fall ist es, da die Erfassung des Referenzsignal im konstant geschlossenen Zustand der Schwingblende erfolgt, bevor der bewegliche Teil gedreht wird, möglich, einen Temperaturanstieg der Schwingblende und in der Umgebung von dieser zu vermeiden, sowie den Einfluß von Rauschen, das durch die Drehoperation des beweglichen Teils verursacht ist, usw. Als Ergebnis kann die Genauigkeit einer Wärmebilderfassung verbessert werden.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann die Zeitgeber-Zeitdauer des ersten Zeitgebers länger als mindestens doppelt so lang wie die Öffnungs/Verschließzeitdauer der Schwingblende sein. In diesem Fall kann, da die Schwingblende sich im oben erwähnten konstant geschlossenen Zustand befindet, und zwar für eine Zeitdauer, die länger als mindestens doppelt so lang wie die Öffnungs/Verschließzeitdauer der Schwingblende ist, ein Ausgangssignal vom Bandverstärker vollständig stabilisiert werden, wodurch es möglich wird, das Referenzsignal mit einer höheren Genauigkeit zu erfassen.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann das Referenzsignal-Erfassungsglied mit einer Durchschnittsbildungseinrichtung versehen sein, welcher ein Signal vom Bandverstärker zugeführt wird, und zwar mehrmals in einem geschlossenen Zustand der Schwingblende, um einen Durchschnittswert der mehreren zugeführten Signale zu berechnen. In diesem Fall wird, da die Erfassung des Referenzsignals mehrfach ausgeführt wird, um den Durchschnittswert zu bestimmen, ein Effekt geliefert, daß der Einfluß von externen Geräuschen auf das Referenzsignal stark vermindert wird.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann ein Aufbau verwendet werden, bei welchem das Taktgeberausgangsglied eine Ausgangsgröße in einer vorbestimmten Zeitdauer liefert, und zwar in der Nähe eines Zeitpunkts des Wechsels von einem geschlossenen Zustand der Schwingblende zu einem geöffneten Zustand von dieser, und das Spitzenerfassungsglied beinhaltet ein Polaritätserfassungsglied, so daß der Maximalwert oder der Minimalwert in Übereinstimmung mit der erfaßten Polarität erfaßt wird. In diesem Fall kann, da die Erfassung des Maximalwerts oder des Minimalwerts in der Nähe des Zeitpunkts des Wechsels vom geschlossenen Zustand der Schwingblende zu dem geöffneten Zustand von dieser durchgeführt wird, die Erfassung des Maximalwerts oder des Minimalwerts präzise und während einer kurzen Zeitdauer durchgeführt werden, wodurch der Freiheitsgrad der Auslegung betreffend eine Signalverarbeitungszeit vergrößert wird.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann das Spitzenerfassungsglied durch ein Paar von analogen Spitzenhaltegliedern und ein Zeitpunkterfassungsglied für den Maximalwert und den Minimalwert aufgebaut sein. Ebenso kann das Spitzenerfassungsglied aufgebaut sein durch: ein A/D-Wandlerglied, ein Paar von digitalen Spitzenhaltegliedern und ein Zeitpunkterfassungsglied. Somit kann das Spitzenerfassungsglied entweder durch eine analoge Schaltung oder eine digitale Schaltung aufgebaut sein. Durch geeignete Wahl entweder der analogen Schaltung oder der digitalen Schaltung kann der Aufbau des gesamten Systems rationalisiert werden.
Im bevorzugten Wärmebilderfassungssystem kann ein Aufbau verwendet werden, bei dem ein in den digitalen Spitzenhaltegliedern erfaßter Durchschnittswert zwischen dem Maximal- oder Minimalwert und dem vorhergehenden Maximal- oder Minimalwert sequentiell bestimmt wird. Ebenso kann das Spitzenerfassungsglied aufgebaut sein durch: ein A/D-Wandlerglied, ein Durchschnittswert-Halteglied zum Berechnen eines Durchschnittswertes zwischen dem vorhergehenden Ausgangswert des A/D-Wandlerglieds und dem momentanen Ausgangswert von diesem und zum Haken des Durchschnitt swertes, sowie ein Paar von digitalen Spitzenhaltegliedem zum Erfassen des Maximalwerts bzw. des Minimalwerts eines Ausgangswertes des Durchschnittswert-Halteglieds und zum Halten von diesen vorgesehen sein. Falls die digitalen Spitzenhakeglieder verwendet werden, sind zwei Einrichtungen zum Bestimmen des Maximalwerts oder des Minimalwerts durch Berechnen eines Durchschnittswertes von Werten davor und danach möglich. Wenn Spitzenrauschen, wie beispielsweise Stromversorgungsrauschen, externes Rauschen oder dergleichen in ein Signal vom pyroelektrischen Wärmeerfassungselement oder dem Bandverstärker eintreten, kann der Einfluß von diesem Rauschen durch das Durchschnittsbildungsverfahren verringert werden. Mit anderen Worten trägt das Durchschnittsbildungsverfahren zur Erfassung eines Wärmebildsignals mit hoher Genauigkeit bei.
Wie aus dem Vorhergehenden hervorgeht, liefert die vorliegende Erfindung hervorragende Effekte als Industrieprodukte, d.h., Effekte derart, daß ein eindimensionales oder zweidimensionales Wärmebild mit einer relativ einfachen Konstruktion und hoher Genauigkeit erfaßt werden kann, und die Erfindung kann weit verbreitet für die Erfassung einer Temperaturvertellung eines menschlichen Körpers, der Position oder der Verhaltens eines menschlichen Körpers, usw. mit einem Niedrigkostensystem verwendet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Wärmebilderfassungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des in Fig. 1 gezeigten Wärmebilderfassungssystems;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Wärmebilderfassungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des in Fig. 3 dargestellten Wärmebilderfassungssystems;
Fig. 5 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise eines Wärmebilderfassungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel des Aufbaus einer pyroelektrischen Wärmeerfassungselementgruppe zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein Wärmebilderfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Zuerst wird der Aufbau eines Wärmebilderfassungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Fig. 1 erläutert. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 1 ein pyroelektrisches Wärmeerfassungselement, welches eine elektrische Charakteristik besitzt, die sich ansprechend auf infrarote Strahlen ändert, Bezugszeichen 2 eine Infrarotstrahlenübertragungslinse, die auf einer Vorderfläche des pyroelektrischen Wärmeerfassungselementes 1 zum Übertragen von von einem gewünschten Gebiet kommenden infraroten Strahlen vorgesehen ist, Bezugszeichen 3 eine Schwingblende zum Öffnen/Schließen eines Weges von infraroten Strahlen von einem zu erfassenden Objekt (beispielsweise einem menschlichen Körper) zum pyroelektrischen Wärmeerfassungselement 1, Bezugszeichen 4 ein Schwingblenden-Temperaturerfassungselement zum Erfassen der Temperatur der Schwingblende 3, und Bezugszeichen 5 ein Öffnungs/Verschluß-Erfassungssensor zum Erfassen der tatsächlichen Öffnungs/Verschlußoperation der Schwingblende 3. Diese Bauteile 1 bis 5 bilden ein bewegliches Teil 6. Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Drehglied zum Drehen des beweglichen Teils 6 um eine vorbestimmte Drehachse in einem vorbestimmten Bereich beispielsweise einem Bereich von 150º. Das Drehglied 7 beinliaftet einen Schrittmotor 8 oder dergleichen. Bezugszeichen 9 bezeichnet ein Antriebssteuerglied zum Antreiben der Schwingblende 3 und des Schrittmotors 8, und Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Bandverstärker, dem ein sehr schwaches Erfassungssignal S1 vom pyroelektrischen Wärmeerfassungselement 1 zugeführt wird und der einen maximalen Verstärkungsgrad beispielsweise ungefähr 60 bis 80 dB, in der Nähe einer Frequenz besitzt, die gleich der Öffnungs/Verschlußfrequenz der Schwingblende 3 ist. Bezugszeichen 11 bezeichnet ein Zeitgeber-Ausgabeglied, dem ein Öffnungs/Schließerfassungssignal S6 vom Öffnungs/Schließ-Erfassungssensor 5 zugeführt wird, um den Zeitablauf der Erfassung eines Ausgangssignals S2 des Bandverstärkers 10 auszugeben, Bezugszeichen 12 ein Spitzenerfassungsglied zum sukzessiven Halten des Maximalwerts und des Minimalwerts des Ausgangssignals des Bandverstärkers 10 für jede Öffnungs/Schließoperation der Schwingblende 3, und Bezugszeichen 13 ein Operationsverarbeitungsglied, dem ein Ausgangssignal S3 vom Spitzenerfassungsglied 12 zugeführt wird, um eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert zu erhalten, und dem ein Erfassungssignal vom Schwingblenden-Temperaturerfassungselement 4 zugeführt wird, um eine Operationsverarbeitung zu einem Wärmebildsignal basierend auf dem Erfassungssignal und der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert durchzuführen.
Nachfolgend wird die Fuuktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Systems erläutert. Fig. 2 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung des in Fig. 1 dargestellten Aufbaus. Zuerst gibt das Antriebssteuerglied 9 Antriebssignale an die Schwingblende 3 und das Drehglied 7 aus, so daß der bewegliche Teil 6 gedreht wird, und zwar beispielsweise um ungefähr 0,3º jede 4 ms und die Schwingblende 3 wird beispielsweise mit 32 Hz geöffnet/geschlossen. Das Schwingblenden-Antriebssignal S5 ist ein Signal, welches eine Öffnungs/Schließzeitdauer von Tc besitzt, und bei dem sich der tatsächliche geöffnete Zustand und geschlossene Zustand ungefähr halb und halb aufgeteilt sind. Der Öffnungs/Schließ-Erfassungssensor 5 erfaßt die Öffnungs-/Schließoperation der Schwingblende 3, um ein Öffnungs/Schließssignal S6 wie gezeigt in Fig. 2 auszugeben. Die tatsächliche Operation der Schwingblende 3 besitzt eine Ansprechverzögerung von Td gegenüber dem Schwingblenden-Antriebssignal. In Übereinstimmung mit der Öffnungslschließ operation der Schwingblende 3 wird dem pyroelektrischen Wärmeerfassungselement 1 die Temperatur der Schwingblende 3 zugeführt, wenn sich die Schwingblende 3 in einem geschlossenen Zustand befindet, und die Temperatur eines Gegenstands, wie beispielsweise ein zu erfassender menschlicher Körper zugeführt, wenn die Schwingblende 3 sich in einem geöffneten Zustand befindet. Das pyroelektrische Wärmeerfassungselement 1 liefert als Erfassungssignal 51 kontinuierlich eine Differenzänderungs-Ausgangsgröße, welche im wesentlichen proportional zu einer Differenztemperatur ΔQ (= Temperatur des zu erfassenden Gegenstands minus Temperatur der Schwingblende 3) ist. Der Bandverstärker 10 verstärkt das Erfassungssignal S1, um ein Ausgangssignal S2 wie gezeigt in Fig. 2 zu liefern. Das Ausgangssignal S2 besitzt eine Charakteristik wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 dargestellt, wenn die Differenztemperatur ΔQ positiv ist, und eine Charakteristik wie durch eine unterbrochene Linie dargestellt, wenn die Differenztemperatur ΔQ negativ ist. im Ausgangssignal S2 des Bandverstärkers 10 ist eine Differenz zwischen dem Maximalwert V1 und dem Minimaiwert V2 des Ausgangssignals S2 in einer Zeitdauer K1' entsprechend der tatsächlichen Öffnungs/Schließoperations-Zeitdauer der Schwingblende 3, beispielsweise eine in Fig. 2 gezeigte Zeitdauer K1, d.h. V1 - V2, im wesentlichen proportional zur Differenztemperatur ΔQ. Eine Zeitdauer K2' entspricht einer Zeitdauer K2. Der Maximalwert V1 (oder der Minimalwert V1, wenn ΔQ < 0) erscheint in der Nähe eines Zeitpunkts t1, bei dem die Schwingblende 3 von ihrem geöffneten Zustand in ihren geschlossenen Zustand gebracht wird, und der Minimalwert V2 (oder der Maximalwert V2, wenn ΔQ < 0) erscheint in der Nähe eines Zeitpunkts t2, bei dem die Schwingblende 3 von ihrem geschlossenen Zustand in ihren geöffneten Zustand gebracht wird.
Dem Zeitgeber-Ausgabeglied 11 wird das Öffnungs/Schließ-Erfassungssignal S6 vom Öffnungs/Schließ-Erfassungssensor 5 zugeführt, um eine Ausgabegröße an das Spitzenerfassungsglied 12 zu liefern, und zwar während einer Zeitdauer Tj nach dem Verstreichen einei Zeit Ti von dem Zeitpunkt, bei dem die Schwingblende 3 von ihrem geschlossenen Zustand in ihren geöffneten Zustand gebracht wird, d.h. eine Zeitdauer entsprechend der Zeitdauer K1'. Die Zeiten Ti und Tj sind derart gewählt, daß die Zeitdauer Tj kürzer ist als die Öffhungs/Schließzeitdauer Tc und in einem Bereich ist, in welchem die Erfassung des Maximalwerts V1 und des Minimalwerts V2 des Ausgangssignals S2 hinreichend möglich ist. Während der Zeitdauer K1, die vom dem Zeitgeber-Ausgabeglied 11 ausgegeben wird, werden der Maximalwert V1 und der Minimalwert V2 erfaßt und durch das Spitzenerfassungsglied 12 gehalten, und werden als Ausgangssignal S3 dem Operationsverarbeitungsglied 13 zugeführt. Das Operationsverarbeitungsglied 13 bestimmt eine Differenztemperatur ΔQ in Übereinstimmung mit der Gleichung
ΔQ = k (V1 - V2) (k: vorbestimmte Konstante)
und berechnet die Temperatur Qa des zu erfassenden Objekts in Übereinstimmung mit
Qa = Qc + ΔQ
unter Verwendung einer Schwingblendentemperatur Qe, die vom Schwingblenden-Temperaturerfassungselement 4 zugefürt wird.
Das Zeitausgabeglied 11 und das Spitzenerfassungsglied 12 wiederholen eine ähnliche Operation für jede Öffnungs/Schließoperation der Schwingblende 3 und das Operationsverarbeitungsglied 13 bestimmt sukzessive die Temperatur Qa des zu erfassenden Objekts. Wenn die Drehung des beweglichen Teils 6 über einen vorbestimmten Bereich vollendet ist, werden Daten von einer Reihe von Temperaturen Qa über die gesamte Fläche oder ein Wärmebildsignal S4 nach außen ausgegeben. Das Wärmebildsignal S4 beinhaltet die Temperaturen einer Wandoberfläche in einem Erfassungsgebiet oder Information, wenn ein menschlicher Körper vorhanden ist, und wird mittels einer externen Verarbeitung für die Strahlungstemperaturerfassung, die Erfassung eines menschlichen Körpers oder dergleichen verwendet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Figur bezeichnet Bezugszeichen 14 ein Referenzsignal-Erfassungsglied, welches ein Signal vom Bandverstärker 10 erfaßt und hält, und zwar in einer Zeitdauer, wenn die Schwingblende 3 durch das Antriebssteuerglied 9 in einem geschlossenen Zustand gehalten wird. Das erfaßte Referenzsignal S7 wird an das Operationsverarbeitungsglied 13 ausgegeben. In Fig. 3 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 gleiche oder entsprechende Bauteile wie in Fig. 1.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform bescluieben. Fig. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des in Fig. 3 gezeigten Aufbaus. Vor dem Ausgeben der Antriebssignale an die Schwingblende 3 und das Drehglied 7 gibt das Antriebssteuerglied 9 ein Schwingblenden-Antriebssignal S6 aus, und zwar während einer Zeitdauer Ta von einem Zeitpunkt t0, um die Schwingblende 3 in einem geschlossenen Zustand zu halten. Der geschlossene Zustand der Schwingblende 3 wird während einer Zeitdauer Th nach dem Verstreichen von Ta aufrechterhalten. In diesem Fall wird die Amplitude eines Ausgangssignals S2 des Bandverstärkers 10, ungeachtet des Zustands des Signals S2 vor dem Zeitpunkt t0, nicht später als das Verstreichen der Zeit Ta zu Null, so daß das Signal S2 einen gewissen konstanten Ausgangspegel V0 annimmt. Der erreichte Zustand wird während der Zeitdauer Tb weitergeführt. Dem Referenzsignal-Erfassungsglied 14 wird das Ausgangssignal S2 in der Zeit Tb zugeführt, so daß der Wert des Ausgangssignals S2 als Referenzsignal S7 gehalten wird. Danach gibt das Antriebssteuerglied 9 Antrieb ssignale an die Schwingblende 3 und das Drehglied 7 aus, um die Schwingblende 3 und das bewegliche Teil 6 anzutreiben, wodurch eine Operation ähnlich der in Verbindung mit Fig. 2 erläuterten durchgeführt wird. Ein Ausgangssignal S3 vom Spitzenerfassungsglied 12 und das Referenzsignal S7 vom Referenzsignal-Erfassungsglied 14 werden dem Operationsverarbeitungsglied 13 zugeführt. Das Operationsverarbeitungsglied 13 verwendet den Maximalwert oder den Minimalwert V2 des Ausgangssignals S3 des Spitzenerfassungsglieds 12 in der Nähe eines Zeitpunkts t2 und V0 des Referenzsignals S7, um eine Differenztemperatur ΔQ in Übereinstimmung mit der Gleichung
ΔQ = k' (V0 - V2) (k': vorbestimmte Konstante)
und verwendet weiter eine Schwingblendentemperatur Qc, die vom dem Schwingblendentemperatur-Erfassungselement 4 zugeführt wird, um die Temperatur Qa eüies zu erfassenden Objektes in Übereinstimmung mit
Qa = Qc + ΔQ
zu bestimmen.
Eine ähnliche Operation wird für jeden Öffnungs/Schließvorgang der Schwingblende 3 wie in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wiederholt, so daß das Operationsverarbeitungsglied 13 sukzessive die Temperatur Q des zu erfassenden Objekts bestimmt.
Der Grund, warum V2 von V1 und V2 des Ausgangssignals S3 in der Gleichung ΔQ = k' (V0 - V2), die vom Operationsverarbeitungsglied 13 verwendet wird, benutzt wird, ist daß, ausgehend von der Frequenzcharakteristik des Bandverstärkers 10 allgemein gesagt werden kann, daß V2 größer als V1 ist, und zwar in einer proportionalen Beziehung mit einem vom pyroelektrischen Wärmeerfassungselement 1 erfaßten Temperatursignal. Dies wird nachfolgend unter Verwendung von Fig. 5 erläutert. Falls ein Erfassungssignal S1 vom pytoelektrischen Wärmeerfassungselement 1 eine feste Differenztemperatur erfaßt, wie durch eine mit einer durchgezogenen Linie in Fig. 5 bezeichneten Charakteristik L1 gezeigt, nimmt ein Ausgangssignal S2 des Bandverstärkers 10 eine Ausgangsgröße wie gezeigt durch eine Charakteristik L1' an. Falls das Erfassungssignal S1 eine durch eine unterbrochene Linie dargestellte Charakteristik L2 besitzt, nimmt das Ausgangssignal S2 des Bandverstärkers 10 eine Charakteristik L2' an. Wird nun vorausgesetzt, daß der Wert der Charakteristik L2 1/2 von dem der Charakteristik L1 zu einem Zeitpunkt t3 beträgt, kaim das Ausgangssignal S2 dem Erfassungssignal S1 in der Nähe einer Zeitdauer t3 aufgrund einer Ansprechverzögerung nicht ausreichend folgen, weist jedoch eine Spitze auf die im wesentlichen dem Erfassungssignal S1 zu einem Zeitpunkt t4 entspricht. Ebenfalls, wenn die Differenztemperatur ΔQ bezüglich der Charakteristik L1 umgekehrt wird, wie bei einem Zeitpunkt t5, das heißt ΔQ wird negativ, besitzt das Ausgangssignal S2 einen sehr geringen Übereinstimmungsgrad mit dem Erfassungssignal S1 in der Nähe des Zeitpunkts t5, jedoch weist eine Spitze auf, die im wesentlichen der Differenztemperatur ΔQ zu einem Zeitpunkt t6 entspricht. Wenn ΔQ zu einem Zeitpunkt t7 wieder positiv wird, weist das Ausgangssignal S2 eine Spitze vor, die im wesentlichen der Differenztemperatur ΔQ zu einem Zeitpunkt t8 entspricht. Demgemäß wird aus dem vorhergehenden klar, daß, falls der Wert der Differenztemperatur in einem Erfassungsdrehbereich stark unterschiedlich ist, und insbesondere falls die Polarität der Differenztemperatur unterschiedlich ist, der Maximalwert oder der Minimalwert V2 des Ausgangssignals S2 des Bandverstärkers 10, welcher ein Spitzenwert in der Nähe eines Zeitpunkts ist, bei dem die Schwingblende von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand gebracht wird, größer ist, und zwar in einer proportionalen Beziehung mit der zu erfassenden Differentialtemperatur.
Aus obenstehendem geht hervor, daß der Wert von (V0 - V2) allgemein geringer ist als der von (V1 - V2), der im Fall von Fig. 2 erhalten wurde (ungefähr 1/2 falls eine Differenztemperatur festgelegt ist), jedoch eine Differenztemperatur ΔQ liefert, welche eine höhere Genauigkeit im Vergleich zu der im Fall von Fig. 2 erhaltenen besitzt.
Im Antriebssteuerglied 9 kann die Zeit Ta und die Zeit Tb in einfacher Weise realisiert werden, indem ein erster Zeitgeber vorgesehen wird, sowie ein zweiter Zeitgeber, welcher nach Beendigung des ersten Zeitgebers in Funktion tritt. Wenn die Ansprechcharakteristik des Bandverstärkers 10 betrachtet wird, ist es zu bevorzugen, daß die Zeit Ta länger gemacht wird als eine Zeitdauer, die von dem Zeitpunkt ausgeht, bei dem die Schwingblende 3 in einen geschlossenen Zustand gebracht wird, und bis zu dem Zeitpunkt geht, bei dem das Ausgangssignal S2 des Bandverstärkers 10 vollständig zu Null wird. Im allgemeinen ist eine Zeitdauer Ta, die länger als doppelt so lang wie die Öffnungs/Schließzeitdauer Tc der Schwingblende 3 ist, ausreichend. Die Rauschbeständigkeit kann solcher Weise verbessert werden, daß, wenn das Ausgangssignal S2 des Bandverstärkers 10 zugeführt wird, das Bezugssignal-Erfassungsglied 14 das Ausgangssignal S2 mehrmals ausliest, um einen Durchschnittswert zu bestimmen, welcher seinerseits als Referenzsignal S7 geliefert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform verwendet das Operationsverarbeitungsglied 13 V2 vom Ausgangssignal S3 des Spitzenerfassungsglieds 12, verwendet jedoch nicht V1 von diesem. Demgemäß kann ein Aufbau verwendet werden, bei welchem der vom Spitzenerfassungsglied 12 erfaßte Maximalwert oder Minimalwert lediglich V2 beträgt. Beispielsweise ist das Zeitausgabeglied 11 derart aufgebaut, daß die Zeitdauer K1' in Fig. 4, in der das Spitzenerfassungsglied 12 den Maximalwert oder den Minimalwert des Ausgangssignals S2 des Bandverstärkers 10 erfaßt, lediglich in der Nähe eines Zeitpunkts t1 ist, d.h. die Zeit Ti wird lang gemacht und die Zeit Tj kurz. Und das Spitzenerfassungsglied 12 wird mit einem Polaritätserfassungsglied versehen, dem ein Signal vom Bandverstärker 11 zum Erfassen der Polarität des Signais vom Bandverstärker 10 zugeführt wird, so daß der Maximalwert gehalten wird, wenn die Polarität positiv ist und der Minimalwert gehalten wird, wenn die Polarität negativ ist. Mit einem derartigen Aufbau ist es möglich, den Maximalwert oder Minimalwert V2 genau zu erfassen.
Im vorhergehenden wurde das Wärmebilderfassungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung auf Basis der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen erläutert. Jedoch sind andere Konstruktionen, wie im folgenden erwähnt, möglich.
In den vorhergehenden, in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen, erfolgte die Erläuterung in Verbindung mit dem Fall, bei dem ein einzelnes pyroelektrisches Wärmeerfassungselement 1 vorgesehen ist. Jedoch kann eine Konstruktion verwendet werden, wie gezeigt in Fig. 6, bei welcher eine Mehrzahl von (beispielsweise acht) pyroelektrische Wärmeerfassungselemente 1a, 1b, 1c ... in Form einer Reihe angeordnet sind, um eine pyroelektrische Wärmeerfassungselementgruppe 15 vorzusehen, so daß die Elemente in der Reihenform ungefähr senkrecht zur Drehrichtung des beweglichen Teils 6 sind, und Bandverstärker und Spitzenerfassungsglieder (und Referenzsignal-Erfassungsglieder im Fall von Fig. 3) sind entsprechend der Mehrzahl von pyroelektrischen Wärmeerfassungselementen 1a, 1b, 1c, ... in gleicher Anzahl wie diese Elemente vorgesehen, wodurch eine Mehrkanalanordnung geliefert wird, so daß ein zweidimensionales Wärmesignal als Wärmebildsignal S4 erhalten wird. Vorausgesetzt daß die Anzahl der Elemente in der pvro elektrischen Wärmeerfassungselementgruppe 15 acht beträgt, beträgt der Beobachtungwinkel durch die Infrarotstrahlenübertragungslinse 2 80º, ein horizontaler Drehbereich des beweglichen Teils 6 beträgt 150º und die Schwingblende 3 wird 64 Mal bei der Öffnungs/Schließfrequenz von 32 Hz geöffnet/geschlossen, ein zweidimensionales Wärmebildsignal, welches einen Bereich von 80º in einer Aufwärts/Abwärtsrichtung und 150º in einer Rechts/Linksrichtung beinhaltet und 8 Pixel in einer Vertikalrichtung x 64 Pixel in Horizontalrichtung beinhaltet, kann in ungefähr zwei Sekunden erhalten werden.
Der Öffnungs/Schließ-Erfassungssensor 5 in den in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen erfaßt die tatsächliche Öffnungs/Schließoperation. Daher kann ein Defekt der Schwingblende 3 gleichzeitig erfaßt werden, wenn durch das Zeitgeber-Ausgangsglied 11 erfaßt wird, ob das Öffnungs/Schließ-Erfassungssignal S6 des Öffnungs/Schließ-Erfassungssensors 5 normal ist oder nicht. Ebenso ist eine näherungsweise ähnliche Operation möglich, sogar wenn der Öffnungs/Schließ-Erfassungssensor nicht verwendet wird, um das System zu vereinfachen und das Schwingblenden-Antriebssignal S5 statt dessen als Eingangssignal des Zeitgeber-Ausgangsglieds 11 verwendet wird. In diesem Fall wird, betrachtet man eine Ansprechverzögerungszeit für das Schwingblenden-Antriebssignal S5 der Schwingblende 3, d.h. Td in den Fig. 2 und 4, Tj + Td anstelle von Tj verwendet.
Auch wenn das Öffnen/Schließen der Schwingblende 3 in den in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen durch das Schwingblenden-Autriebssignal S5 des Antriebssteuerglieds 9 gesteuert wird, kann die Schwingblende mit einer Verschlußeinrichtung zum Schließen eines Wegs von infraroten Strahlen zum pyroelektrischen Wärmeerfassungselement zu einem Zeitpunkt, bei dem der Schwingblende 3 kein Strom zugeführt wird, versehen werden. In diesem Fall ist es möglich zu verhindern, daß unnötigerweise ein Infrarotstrahlensignal in einer Zeitdauer in das pyio elektrische Wärmeerfassungselement 1 eintritt, bei der die Erfassung eines Wärmebildes nicht ausgeführt wird. Ebenso wird, wenn das Referenzsignal-Erfassungsglied 14 das Referenzsignal S7 in der Ausführungsform von Fig. 3 erfaßt, die Zuführ von Strom zur Schwingblende 3 durch das Antriebssteuerglied 9, um die Schwingblende 3 in einen geschlossenen Zustand zu bringen, unnötig, wodurch eine Stromersparnis erzielt wird und ein unnötiger Temperaturanstieg vermieden wird. Weiter kann als Ergebnis die Zeit Ta in Fig. 4 verkürzt werden, was zur Verkürzung einer Wiederholungszeit der Erfassung eines Wärmebildes beiträgt.
In den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen ist das Schwingblenden-Temperaturerfassungselement 4 zum Erfassen der Temperatur der Schwingblende 3 vorgesehen, d.h. eine Referenztemperatur des beweglichen Teils 6. Dieses Schwingblenden-Temperaturerfassungselement 4 ist notwendig in dem Fall, bei dem, wenn das Wärmebildsignal S4 erhalten werden soll, die Temperatur eines zu erfassenden Objekts selbst bestimmt wird und eine kleine Änderung in der Charakteristik eines vom pyroelektrischen Wärmeerfassungselement 1 erfaßten Signals, welche auf einer Änderung der Referenztemperatur beruht, korrigiert wird. Jedoch kann, falls ein Wäiinebild basierend auf einer Temperatur ΔQ, die eine Differenz von der Schwingblendentemperatur bezeichnet, ausreichend ist, das Schwingblenden-Temperaturerfassungselement 4 weggelassen werden.
Zusätzlich zu obigem kann das Spitzenerfassungsglied 12 in den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungsformen wie folgt aufgebaut sein.
Das Spitzenerfassungsglied 12 kann durch ein Paar von analogen Spitzenhaltegliedern zum Halten des Maximalwerts bzw. des Minimalwerts (oder V1 und V2) eines Ausgangssignals vom Bandverstärker 10 und eines Zeitpunkt-Erfassungsglieds zum Erfassen einer Zeitbeziehung in der Abfolge zwischen der Erfassung des Maximalwertes und der Erfassung des Minimalwertes (oder einer Beziehung in der Abfolge zwischen t1 und t2) aufgebaut sein, so daß die Ausgangsgrößen des Paars von analogen Spitzenhaltegliedern und die Ausgangsgröße des Zeitpunkt-Erfassungsglieds dem Operationsverarbeitungsglied 13 zugeführt werden, um eine Differenztemperatur ΔT zu bestimmen. Alternativ kann das Spitzenhalteglied 12 aufgebaut sein durch: ein A/D-Wandlerglied zum sequentiellen Umwandeln eines Ausgangssignals des Bandverstärkers 10 in einen digitalen Wert, ein Paar von digitalen Spitzenhaltegliedern, um den vom A/D-Wandlerglied ausgegebenen digitalen Wert als maximalen Wert zu speichern, wenn der digitale Ausgab ewert größer ist als die vorhergehenden Werte, und als minimalen Wert, wenn der digitale Ausgangswert kleiner ist als die vorhergehenden Werte, und ein Zeitpunkt-Erfassungsglied zum Erfassen einer zeitlichen Beziehung in der Abfolge zwischen der Erfassung des Maximalwerts und der Erfassung des Minimalwerts, so daß die Ausgangsgröße des A/D-Wandlerglieds, die Ausgangsgrößen des Paars von digitalen Spitzenhaltegliedern und die Ausgangsgröße des Zeitpunkt-Erfassungsglieds in das Operationsverarbeitungsglied 13 eingegeben werden, um eine Differenztemperatur ΔQ zu bestimmen. Somit kann das Spitzenerfassungsglied 12 entweder durch eine analoge Schaltung oder eine digitale Schaltung aufgebaut sein. Ob beim Aufbau des gesamten Systems die analoge Schaltung oder die digitale Schaltung verwendet werden sollte, kann geeignet gewählt werden.
Das Paar der oben erwähnten digitalen Spitzenhaltegliedem kann aufgebaut sein, um einen Durchschnittswert zwischen dem Ausgangswert des A/D-Wandlerglieds und dem vorhergehenden Maximal- oder Minimalwert als neuen Maximalwert zu halten, wenn die Ausgangsgröße des A/D-Wandlerglieds größer ist als der vorhergehende Maximalwert, und als ein neuer Minimalwert, wenn der Ausgangswert des A/D-Wandlerglieds kleiner ist als der vorhergehende Minimalwert. Ebenso kann das Spitzenerfassungsglied 12 aufgebaut sein durch: ein A/D-Wandlerglied zum sequentiellen Umwandeln eines Ausgangssignals des Bandverstärkers 10 in einen digitalen Wert, ein Durchschnittswert-Halteglied zum Berechnen eines Durchschnittswert zwischen dem vorhergehenden Ausgangswert des A/D-Wandlerglieds und dem momentanen Ausgangswert von diesem und zum Halten des Durchschnittswerts, ein Paar von digitalen Spitzenbaltegliedern zum Erfassen des Maximalwerts bzw. des Minimalwerts eines Ausgangswerts vom Durchschnittswert-Halteglied und zum Halten von diesen, und ein Zeitpunkt-Erfassungsglied zum Erfassen einer zeitlichen Beziehung in der Abfolge zwischen der Erfassung des Maximalwerts und der Erfassung des Minimalwerts. Beide Einrichtungen, einschließlich des oben erwähnten Durchschnittsbildungsverfahrens, bewirken einen geringen Erfassungsfehler des idealen Maximalwerts und Minimalwerts, liefern jedoch auch den Effekt, daß der Einfluß von Rauschen, wie beispielsweise Stromversorgungsrauschen, insbesondere Spitzenrauschen zum Zeitpunkt der Erfassung stark verringert werden kann, wodurch in der Praxis die Erfassungsgenauigkeit verbessert wird.

Claims

1. Wärmedetektionssystem aufweisend:

ein pyroelektrisches Wärmeerfassungselement (1), welches eine elektrische Charakteristik besitzt, die sich reagierend auf infrarote Strahlen ändert;

eine Schwingblende (3) zum Öffnen/Schließen des Infrarotstrahlengangs von einem zu erfassenden Objekt zu dem pyroelektrischen Wärmeerfassungselement;

ein Schwingblendentemperatur-Effassungselement (4) zum Erzeugen eines die Temperatur der Schwingblende (3) darstellenden Schwingblendentemperatursignals:

eine Antriebssteuereinrichtung (9) zum Ansteuern der Schwingblende (3);

einen Bandverstärker (10) zum Verstärken eines vom pyroelektrischen Wärmeerfassungselement (1) kommenden Erfassungssignals;

eine Zeitgeberausgabeeinrichtung (11) zum Ausgeben eines Signals synchron mit einer Öffnungs-/Schließoperation der Schwingblende (3);

Einrichtungen (12, 13) zum Verarbeiten des verstärkten Erfassungssignals, um ein Ausgangssignal (54) zu liefern, welches die Temperatur des Objekts darstellt;

dadurch gekennzeichnet, daß:

das System weiter eine Einrichtung (7) zum Drehen des pyroelektrischen Wärmeerfassungselements (1), der Schwingblende (3) und des Schwingblendentemperaturerfassungselements (4) um eine vorbestimmte Achse aufweist, derart daß das Ausgangssignal (54) ein Wärmebild darstellt;

die Dreheinrichtung (7) angeordnet ist, um durch die Antriebssteuereinrichtung (9) angesteuert zu werden; und

die Verarbeitungseinrichtungen (12, 13) eine Spitzenerfassungsschaltung (12) zum sukzessiven Halten des Maximalwerts und des Minimalwerts des verstärkten Erfassungssignals (S2) sowie eine Einrichtung (13) zum Erzeugen des Ausgangssignals (S4) in Abhängigkeit vom Synchronsignal, dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem Schwingblendentemperatursignal aufweisen, wobei das Synchronsignal dazu dient, zu identifizieren, welcher der Maximal- und Minimalwerte der Objekttemperatur und welcher der Temperatur der Schwingblende (3) zugehörig ist.

2. Wärmedetektionssystem nach Anspruch 1, wobei die Ausgangssignalerzeugungseinrichtung (13) angeordnet ist, um das Ausgangssignal (S4) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert zu erzeugen.

3. Wärmedetektionssystem nach Anspruch 1, welches weiter aufweist:

eine Referenzsignalerfassungseinrichtung (14) zum Erfassen eines Signals (S2) vom Bandverstärker (10) während einer Zeitdauer, in der die Schwingblende (13) durch die Antriebssteuereinrichtung (9) in einem geschlossenen Zustand gehalten wird;

die Verarbeitungseinrichtung (13) mit einem von der Referenzsignalerfassungseinrichtung (14) kommenden Referenzsignal (S7) versorgt wird und angeordnet ist, um das Ausgagssignal (S4) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Maximalwert oder dem Minimalwert und dem Referenzsignal (S7) zu erzeugen.

4. Wärmedetektionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von derartigen pyroelektrischen Wärmeerfassungselementen (1a ------ 1n) in einer Reihe angeordnet sind, um eine pyroelektrische Wärmeerfassungselementgruppe (15) bereitzustellen, wobei eine Mehrzahl von derartigen Bandverstärkern (10) und derartigen Spitzenerfassungsschaltungen (12) vorgesehen sind, deren Anzahl deijenigen der Mehrzahl der pyroelektrischen Wärmeerfassungselemente entspricht, und Ausgangssignale (S3) von der Mehrzahl von Spitzenerfassungsschaltungen (12) der Ausgangssignalerzeugungseinrichtung (13) zugeführt werden, um ein zweidimensionales Wärmebildsignal zu erhalten.

5. Wärmedetektionssystem nach Anspruch 4, wenn dieser auf Anspruch 3 beruht, wobei eine Mehrzahl von derartigen Referenzsignalerzeugungseinrichtungen (14) vorgesehen sind, deren Anzahl derjenigen der Mehrzahl von pyroelektrischen Wärmeerfassungselementen (1a ----- 1n) entspricht, und Ausgangssignale (S7, S3) von der Mehrzahl von Referenzsignalerfassungseüirichtungen (14) und der Mehrzahl von Spitzenerfassungsschaltungen (12) der Verarbeitungseinrichtung (13) zugeführt werden, um ein zweidimensionales Wärmebildsignal zu erhalten.

6. Wärmedetektionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zeitgeberausgabeeinrichtung (11) eine Einrichtung beinhaltet, der ein Schwingblendentreibersignal (S5) von der Antriebseinrichtung (9) zugeführt wird, um die Schwingblende (3) anzutreiben, und angeordnet ist, um ein Taktsignal zur Erfassung des Maximalwerts oder des Minimalwerts in der Spitzenerfassungsschaltung (12) zuzuführen.

7. Wärmedetektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welches weiter aufweist: ein Öffnungs-/Schließerfassungssensor (5) zum Erfassen des Öffnens/Schließens der Schwingblende (3), welcher angeordnet ist, um mit dieser um die vorbestimmte Achse zu drehen, wobei die Taktausgabeeinrichtung (11) eine Einrichtung beinhaltet, welcher ein Öffnungs-/Verschlußerfassungssignal vom Öffnungs-/Schließerfassungssensor (5) zugeführt wird, und angeordnet ist, um der Spitzenerfassungsschaltung (12) ein Taktsignal zur Erfassung des Maximalwerts oder des Miumalwerts zuzuführen.

8. Wärmedetektionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schwingblende (3) mit einer Verschlußeinrichtung zum Verschließen des Gangs der Infarotstrahlen zum pyroelektrischen Wärmeerfassungselement (1) versehen ist, und zwar zu dem Zeitpunkt, bei welchem der Schwingblende (3) kein Strom zugeführt wird.

9. Wärmedetektionssystem nach Anspruch 3, oder einem beliebigen von diesem abhängigen Anspruch, wobei die Antriebssteuereinrichtung (9) einen ersten Zeitgeber und einen zweiten Zeitgeber beinhaltet, welcher angeordnet ist, um nach Bendigung des ersten Zeitgebers in Funktion zu treten, so daß die Antriebssteuereinrichtung (9) die Schwingblende (3) während der Zeitdauer des ersten Zeitgebers in geschlossenem Zustand hält und wälirend der Zeitdauer des zweiten Zeitgebers eine Ausgabegröße an die Referenzsignalerfassungseinrichtung (14) liefert, um zu bewirken, daß die Referenzsignalerfassungseinrichtung (14) ein Referenzsignal (S2) vom Bandverstärker (10) erfaßt, wobei nach Beendigung des zweiten Zeitgebers die Antriebssteuereinrichtung (9) der Dreheinrichtung (7) Energie zuführt und dabei eine Öffnungs-/Verschließoperation der Schwingblende (3) bewirkt.

10. Wärmedetektionssystem nach Anspruch 9, wobei die Zeitdauer des ersten Zeitgebers der Antriebssteuereinrichtung (9) mindestens doppelt so groß wie die Öffnungs-/Verschließzeitdauer der Schwingblende (3) ist.

11. Wärmedetektionssystem nach Anspruch 3, oder einem beliebigen von diesem abhängigen Anspruch, wobei die Referenzsignalerfassungseinrichtung (14) eine Durchschnittsermittlungseinrichtung beinhaltet, der das Signal (S2) vom Bandverstärker (10) zugeführt wird, und zwar mehrmals während des geschlossenen Zustands der Schwingblende (3), um einen Durchschnittswert der zugeführten Signale (52) zu berechnen, wobei der Durchschnittswert als Referenzsignal (S7) bereitgestellt wird.

12. Wärmeerfassungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: die Taktausgabeeinrichtung (11) angeordnet ist, um eine Ausgangsgröße während einer Zeitdauer in der Nähe des Moments eines Wechsel von einem geschlossenen Zustand der Schwingblende (3) zum einem geöffneten Zustand von dieser zu liefern, und zwar für die Öffnungs-/Verschlußoperation der Schwingblende (3); die Spitzenerfassungsschaltung (12) eine Polaritätserfassungseinrichtung zum Erfassen der Polarität des Signals vom Bandverstärker (10) beinhaltet; und der Spitzenerfassungsschaltung (12) das Signal (S2) vom Bandverstärker (10) während einer Zeitdauer zugeführt wird, bei der die Zeitgeberausgabeeinrichtmig (11) die Ausgabegröße liefert, und den Maximalwert hält, wenn die Polarität des vom Bandverstärker (10) zugeführten Signals positiv ist, und den Minimalwert hält. wenn die Polarität des vom Bandverstärker (10) zugeführten Signals negativ ist.

13. Wärmedetektionssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Spitzenerfassungsschaltung (12) beinhaltet: ein Paar von analogen Spitzenhalteschaltungen zum Halten des Maximalwerts bzw. des Minimalwerts des Signals (S2) vom Bandverstärker (10), sowie eine Zeitmomenterfassungsschaltung zum Erfassen einer Zeitabfolgebeziehung zwischen der Erfassung des Maximalwerts und der Erfassung des Minimalwerts.

14. Wärmedetektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Spitzenerfassungsschaltung (12) aufweist: eine A/D-Wandlereinrichtung zum sequentiellen Umwandeln eines Signais (S2) vom Bandverstärker (10) in einen digitalen Wert, ein Paar von digitalen Spitzenhalteschaltungen zum Halten des von der A/D-Wandlereinrichtung zugeführten digitalen Werts als Maximalwert, wenn der digitale Ausgangswert größer als die vorhergehenden Werte ist, und als Minimalwert, wenn der digitale Ausgangswert kleiner als die vorhergehenden Werte ist, sowie eine Zeitmomenterfassungsschaltung zum Erfassen einer Zeitabfolgebeziehung zwischen der Erfassung des Maximalwerts und der Erfassung des Minimalwerts.

15. Wärmedetektionssystem nach Anspruch 14, wobei das Paar von digitalen Spitzenhalteschaltimgen angeordnet ist, um einen Durchschnittswert zwischen dem Ausgabewert der A/D-Wandlereinrichtung und dem vorhergehenden Maximal- oder Minimalwert als neuen Maximalwert zu halten, wenn der Ausgabewert der A/D-Wandlereinrichtung größer als der vorhergehende Maximalwert ist, und diesen als neuen Minimalwert zu halten, wenn der Ausgabewert der A/D-Wandlereinrichtung kleiner als der vorhergehende Minimalwert ist.

16. Wärmedetektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Spitzenerfassungsschaltung (12) beinhaltet: eine A/D-Wandlereinrichtung zum sequentiellen Umwandeln eines Signals vom Bandverstärker (10) in einen digitalen Wert, eine Durchschnittswerthalteschaltung zum Berechnen eines Durchschnittswerts zwischen dem vorhergehenden Ausgabewert der A/D-Wandlereinrichtung und dem momentanen Ausgabewert von dieser und zum Halten des Durchschnittswerts, ein Paar von digitalen Spitzenhalteschaltungen zum Erfassen des Maximalwerts bzw. des Minimalwerts eines Ausgangswerts der Durchschnittswerthalteschaltung und zum Halten von diesen Werten, sowie eine Zeitmomenterfassungsschaltung zum Erfassen einer Zeitabfolgebeziehung zwischen der Erfassung des Maximalwerts und der Erfassung des Minimalwerts.