JPH06147999A

JPH06147999A - 温度分布測定装置および測定方法

Info

Publication number: JPH06147999A
Application number: JP5037749A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yoshiike; 信幸吉池; Koji Arita; 浩二有田; Katsuya Morinaka; 克也森仲; Yuichi Goto; 裕一後藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-09-21
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-05-27
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3207583B2

Abstract

(57)【要約】【目的】低コストで空間分解能及び温度分解能が高い
温度分布測定装置及びその測定方法を提供することを室
内の測定方法を提供すること。【構成】複数個の検出部をアレイ状に配列した回転可
能なセンサヘッド部１と、検出部の配列方向が回転軸に
対して傾斜するように、センサヘッド部１が取り付けら
れたシャフト２と、そのシャフト２を回転させる回転駆
動部３と、その回転駆動部３の回転方向及び回転速度を
制御する制御手段８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焦電型等の赤外線サン
サを用いた輻射温度分布を測定する温度分布測定装置及
びその測定方法等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、セキュリティや空調制御におい
て、室内にいる人間の有無や活動量を検知するために室
内の温度分布の計測への要求が高まりつつ有る。

【０００３】従来、赤外線を検出して室内などの空間の
温度分布を測定する装置には、２次元の量子型固体撮像
赤外線センサを用いて温度分布を求める方法が有る。

【０００４】一方、赤外線センサとして安価な焦電型セ
ンサを用いて、空間温度分布を求める方法には、特開昭
６４−８８３９１、特開昭５７−１８５６９５、特開平
２−１８３７５２、特開平２−１９６９３２等に記載の
ごとく、単一の焦電型センサを用い、機構的に縦方向お
よび横方向に方向走査させて各方向毎の入力エネルギー
を検知し、空間の温度分布を求める方法が有る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
量子型固体撮像赤外線センサを用いる方法では、測定温
度精度と解像度は高いがセンサ部分の冷却が必要である
こと等から高価なものとなり家庭用機器への利用にはそ
ぐわないものである。一方、後者の焦電型センサを用い
る方法では、方向走査を行う機構の複雑さおよび信号処
理の複雑さから、空間分解能および温度分解能が低いと
いう課題がある。

【０００６】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、低コストで空間分解能及び温度分解能が高い温度分
布測定装置及びその測定方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、赤
外線を検出する複数個の検出部を有する赤外線検出手段
と、その赤外線検出手段を回転させる回転駆動手段と、
その回転駆動手段を制御する制御手段とを備えた温度分
布測定装置である。

【０００８】請求項６の本発明は、赤外線検出手段を回
転させ、順次検出部が対面する方向の赤外線を検出し、
所定の方向までの赤外線の検出を行う温度分布測定方法
である。

【０００９】請求項７の本発明は、赤外線検出手段を回
転させ、順次検出部が対面する方向の赤外線を検出し、
所定の方向までの赤外線の検出を行った後、赤外線検出
手段の回転方向を逆回転させ、反対方向から赤外線の検
出を行う温度分布測定方法である。

【００１０】

【作用】本発明は、制御手段が回転駆動手段を制御し、
回転駆動手段が赤外線検出手段を回転させ、赤外線検出
手段の複数個の検出部が、回転と共に赤外線を検出して
広範囲の温度分布を測定する。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。

【００１２】（実施例１）図１（Ａ）は、本発明にかか
る実施例１の温度分布測定装置の断面図である。すなわ
ち、温度分布測定装置は、例えば部屋の天井に取り付け
治具６によって取り付けられている。この温度分布測定
装置には、保護用のドーム状カバー４が下側に設けら
れ、そのドーム状カバー４内部には、赤外線を検出する
ためのセンサヘッド部１が一定角度θ_B傾斜してシャフ
ト２に取り付けられている（図１（Ｂ）参照）。シャフ
ト２は回転駆動部３（例えばモ−タにより駆動される）
によって回転できるように連結され、回転駆動部３は回
転方向や回転速度を制御する制御手段８に接続線もしく
は無線により接続されている。又、センサヘッド部１に
は検出した信号を取り出したり、センサヘッド部１に電
源を供給するためにリード線５が接続されている。

【００１３】前述のセンサヘッド部１は、図２（Ａ）に
示すように、枠ケースとなるセンサ固定部１２内に、複
数個の焦電型センサが一次元のアレイ状に配列された赤
外線アレイセンサ１１、赤外線を赤外線アレイセンサ１
１に集光するための赤外線レンズ１３、入射する赤外線
を断続的に遮断するための円盤型チョッパ１６、その円
盤型チョッパ１６をシャフト１５を介して回転させる小
型モ−タ１４が収納されている。円盤型チョッパ１６に
は図２（Ｂ）に示すように、扇型の開口部が一定間隔で
形成されている。なお、チョッパ４にフィンを取り付
け、回転移動によって、冷却作用を起こすようにしても
よい。

【００１４】一方、センサヘッド部１の取り付け角度θ
_Bは図１（Ｂ）に示すように、センサヘッド部１の回転
走査軸、すなわち、シャフト２と赤外線アレイセンサ１
１のなす傾斜角度θ_Bは、赤外線アレイセンサ１１の配
列方向の測定可能画角が上下それぞれθ_IV度の場合は、
次式 θ_B≧９０−θ_IV の条件を満たすように設置することにより、センサ下部
の死角も無く全域に渡って測定可能状態とすることが可
能となる。

【００１５】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００１６】いま、赤外線アレイセンサ１１の配列方向
を縦方向に設置した状態で、小型モータ１４を駆動する
と円盤型チョッパ１６が連続的に回転し、赤外線レンズ
１３に入射する赤外線を断続的に遮断するため赤外線レ
ンズ１３が面している方向の縦列の輻射熱量の分布、す
なわち、温度分布が測定できる。例えば、円盤型チョッ
パ１６を１０Ｈｚで駆動すると１／１０ｓｅｃ毎に１方
向の縦列の温度分布が測定できる。測定できる空間範囲
は赤外線レンズ１３の画角とセンササイズによるもので
あり、また、縦列の空間分解能はアレイセンサ中に設け
た赤外線受光部の電極の数に依存するものである。例え
ば、赤外線レンズ１３の配列方向の測定可能画角をθ_IV
とし、赤外線アレイセンサ１１にｎエレメントの受光部
を設けた場合には、縦の分解能はｎでそれぞれ（θ_IV／
ｎ）度の範囲の温度を測定することになる。

【００１７】同時に、回転駆動部３により駆動すること
により、センサヘッド部１を回転させ、赤外線アレイセ
ンサ１１および赤外線レンズ１３が面している方向を回
転走査させながら、円盤型チョッパ１６を駆動させて次
の面の温度分布を測定する。測定後、電気信号処理によ
り各方向の縦の温度分布をつなぎ合わせると、空間の２
次元の反転温度分布が得られる。このとき赤外線アレイ
センサ１１の対面方向は、センサヘッド部１の位置検知
としてホール素子等を利用し、回転走査経時変化から自
動的に算出するとよい。例えば、（３６０／（ｍ＋
１））度回転毎に信号入力し、トータル３６０度回転さ
せた場合には、横方向の空間分解能は（ｍ＋１）とな
り、センサ位置から見て縦２θ_IV度全体の周囲空間をｎ
×（ｍ＋１）の分解能で数秒の間隔で温度分布を測定で
きる。

【００１８】最終対面方向の測定が終了後、制御手段８
により回転駆動部３を逆回転させ、初期の対面方向に戻
し、次の測定に対する待機状態をつくる。回転駆動部３
の回転動作はステップ回転でも連続的なリニア回転でも
よい。検出された信号の信号処理は例えば、各赤外線セ
ンサエレメントからの信号を増幅後、マルチプレクサー
で選択し、選択されたエレメントの信号をＡ／Ｄコンバ
ータで変換後ＣＰＵにより処理するとよい。

【００１９】図３及び図４には、室内１７の天井中央部
にセンサユニット（温度分布測定装置）１８を設置し、
まず、３６０度回転により室内全体を検知する場合の測
定例を示す。センサの測定可能画角は前後２θ_IV度と
し、センサ受光部の数をｎとすると、最初のデータの番
地は例えば、Ｓ₀₁，Ｓ₀₂，−−−，Ｓ_0nとし、それぞれ
のステップ毎にデータを保存し、つぎに、２θ_ISだけ回
転走査させて、次の測定を行ない、同様の走査をｍ回方
向を前進回転させて測定し、そのときのデータの番地を
Ｓ_m1，Ｓ_m2，−−−，Ｓ_mnとする。

【００２０】次に、最終対面方向の測定（ｍ番目の測
定）が終了後、ＣＰＵからの信号により、回転駆動部３
のモータ駆動方向信号を後進方向とし、モータを３６０
度逆回転し、初期の対面方向に戻し、次の測定に対する
待機状態に入る。逆回転速度は、できる限り、速い方が
よい。次に、測定データをＣＰＵに送信しＳ₀₁，Ｓ₀₂，−−，Ｓ_0n Ｓ₁₁，Ｓ₁₂，−−，Ｓ_1n −− −− −− −− Ｓ_m1，Ｓ_m2，−− Ｓ_mn のマトリックスとして処理することにより、空間の温度
分布をｎ×（ｍ＋１）の分解能で測定処理できる。

【００２１】以上の測定による結果を図５（Ａ）及び
（Ｂ）に示す。図５（Ａ）は室内に在室者が居ない場合
である。図中の上部ハッチング部（例えばＳ₀₁，Ｓ₀₂等
の部分）は図４における観察し得る壁面に対応する部分
を示している。ここで、壁面Ｂの前に一人が立っている
場合と、壁面Ｄ、Ａのコーナーに一人が座っている場合
には、図５（Ｂ）に示すような測定結果が得られ、在室
者の検知が精度良くできた。以上の方法によりセンサ設
置位置から見て、全周囲の範囲の温度分布の測定ができ
た。

【００２２】なお、センサヘッドの全回転角度θ_Sは赤
外線アレイセンサ１１の回転走査方向の測定可能画角が
左右θ_IS度の場合は、次式 θ_S≧３６０−２×θ_IS の条件を満たせば、３６０度全域に渡って測定可能であ
る。

【００２３】（実施例２）実施例１においては、センサ
ヘッド部１として円盤回転型のチョッパ１６を用いた
が、図６に示すようにチョッパとして、振子チョッパ２
１を用いて、赤外線を断続的に遮断するようにしてもよ
い。なお、図６において、２２は振子のためのガイドピ
ン、２３および２４は振子チョッパ２１を駆動するため
の永久磁石と小型ソレノイドである。

【００２４】さらに、前述の振子式のチョッパ機構を変
更して、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すような、部分的に開
口部を有する円筒状のチョッパ３０を用いても同様の結
果が得られた。図７（Ａ）において、３１はチョッパ用
窓部、３２はチョッパ回転用内接歯車部、３３はチョッ
パ用変速機、３４はチョッパ３０を回転させるためのチ
ョッパ駆動部３４を示したものである。なお、円筒状の
回転チョッパ３０の駆動は図１（Ａ）に示した回転駆動
部３の動力を伝達駆動させる構成として利用してもよ
い。

【００２５】なお、図８は、上記図７の温度分布測定装
置と似た構造を有する測定装置の一部切り欠き斜視図で
あって、その概観的構造を示している。

【００２６】（実施例３）図９（Ａ）は、本発明にかか
る実施例３の温度分布測定装置の断面図である。図９
（Ａ）において、チョッパ４１としては上記実施例１、
２とは異り、センサヘッド部１から分離独立した構造と
する。すなわち、センサヘッド部１は、図９（Ｃ）に示
すように、赤外線アレイセンサ１１と赤外線レンズ１３
およびセンサ固定部１２でコンパクトに構成され、シャ
フト２を介して回転駆動部３により回転走査される。こ
こでシャフト２はセンサヘッド部回転用とチョッパ回転
用の２軸が内外二重の同心構造で、２種類の回転機能を
有し、センサヘッド部１とチョッパ４１とは異る回転速
度で回転できるものである。チョッパ４１には、図９
（Ｂ）に示すように、回転羽根の部分がセンサヘッド部
１の対面方向とほぼ平行になるように笠状に形成され、
部分的に開口部（例えば４５度毎に４箇所）が設けられ
ている。又、センサヘッド部１による測定は、実施例
１、２の場合と異なり、センサヘッド部１が正回転の
後、逆回転するときも正回転と同じ速度で回転走査され
て行われるように構成されている。

【００２７】以上の構成の温度分布測定装置を用いて、
実施例１と同じように、センサヘッド部１を３秒で３６
０度回転させながらチョッパ４１を１０Ｈｚで回転し測
定した結果、同様の測定結果が得られた。測定は３６０
度回転後、回転を停止させ、次に逆向きに回転させなが
ら逆方向から測定することにより、リード線５の捻れも
なく連続して測定ができた。

【００２８】この逆回転時の測定データは順方向の測定
データとは鏡面反転像となっているので、信号処理にお
いて、反転処理する必要が有るが、回転駆動部３の逆回
転操作が有効に利用できるものである。ここで、チョッ
パ４１の回転方向は特にセンサヘッド部１の回転方向と
合わせる必要がない。

【００２９】また、シャフト２の回転部において、ブラ
シ接点によるスリップリングを用いて、検出信号および
センサ駆動電源供給を行なう構成とすれば、センサヘッ
ド部１の信号を間接的に外部に取り出せるので、リード
線の捻れることもなく、一方向回転で連続的に測定する
ことも可能である。さらには、反転回動するのではな
く、一定方向に連続して回転するものであってもよい。

【００３０】（実施例４）図１０は、本発明にかかる実
施例４の温度分布測定装置の断面図である。図１０にお
いて、センサヘッド部１を一定角度傾斜させてセンサヘ
ッド部回転用のシャフト２に取り付ける。シャフト２は
回転駆動部３に固定され、回転動作が可能となってい
る。４はセンサ保護用のドーム状カバーであり、５はセ
ンサ信号処理用のリード線、６はセンサユニットの取り
付け治具である。実施例４では、回転駆動部３とセンサ
取り付け治具６との間に防振用緩衝材７を設けているた
め、天井等の振動により発生するセンサ出力ノイズを低
減できた。

【００３１】更に、回転駆動部３とセンサヘッド部回転
用のシャフト２との伝達機構として、ベルトを利用する
ことにより、回転駆動部３で発生する振動からのノイズ
を軽減することができた。

【００３２】（実施例５）図１１は、本発明の回転駆動
部３のモータとして、ブラシレスモータ用いる場合の実
施例であって、そのブラシレスモータの分解斜視図であ
る。

【００３３】円盤状基板３０３上に、複数個の電磁石コ
イル３０１が同心円上に配列され、その周囲にジグザグ
状にＦＧパターン配線３０２が形成されている。また、
中央からは軸には軸３００が突出している。他方、モー
タカバー３０４のフランジ内側には、永久磁石３０５が
配列されている。また、軸３００が挿入される孔３０６
が形成されている。

【００３４】このようなブラシレスモータは、電磁石コ
イル３０１に電流が所定の順番で流されると、永久磁石
３０５が反発、吸引されて回転する。また、その際、永
久磁石３０５が生じる磁界がＦＧパターン配線３０２を
横切るので、電流が流れる。そこで、この誘起電流を用
いて、そのモータの速度制御を行う。それによって、各
測定方向毎のばらつきを低減できる。また、その誘起電
流を用いて、赤外線検出部やチョッピング部等の回転状
況を知ることが出来る。従って、信号処理のタイミング
をフォトセンサ等を用いなくても自動設定できる。さら
に、ブラシレスモータは、制御用回路を内蔵しているこ
ともできる。それによって、リード線本数が少なくな
り、装置の小型化が実現できる。

【００３５】もちろん、ブラシレスモータを用いること
によって、ブラシを有するモータに比べて電磁ノイズが
少なくセンサ感度が向上する事はいうまでもない。

【００３６】（実施例６）次に、チョッピングのタイミ
ングに付いて、図１２を参照して説明する。

【００３７】図１２において、モータ（回転起動部）５
３０と一体的に、支持体５２０が設けられている。支持
体５２０には、支持体窓部５２１が設けられている。５
１３は赤外線検出部（センサ回転部）５１０に設けられ
たフォトカプラ、５４２は円筒状チョッパ５４０の内側
に設けられた光反射板である。さらに、支持体５２０の
内側には、受光素子５２２が設けられている。図１３
は、この円筒状チョッパ５４０の展開図である。モータ
３０の回転による赤外線検出部１０の回転とチョッパ５
４０の連続回転により、センサ出力が、図１４のように
現われる。図は、測定時間とチョッパの状態変化、フォ
トカプラ５１３の信号及び赤外線センサ５１１の１つの
エレメントの出力信号の関係を示している。

【００３８】図に於て、測定開始時の方向を零度とし、
チョッパは閉状態からスタートするものとする。閉ー開
のチョッピング動作は赤外線検出部１０の回転角３度に
１回生じるように、変速機５３１の歯車の歯数を決め
る。

【００３９】ここで、フォトカプラの信号と赤外線セン
サのエレメントの出力信号が完全に一致する必要はな
く、ある一定のずれ（例えば、図のΔｔ）をもって同期
していれば、ＣＰＵによる設定により信号をＣＰＵに取
り込むことが出来る。図の場合は、赤外線アレイからの
信号がフォトカプラからの信号より常にΔｔだけ遅れて
取り込むことにより、赤外線センサの出力を正確に検知
できる。

【００４０】いま、Ａ／Ｄ変換されたディジタル信号を
用いて、測定温度を算出する方法の一例に付いて説明す
る。

【００４１】まず、赤外線アレイセンサのセンサ受光部
（ここでは１チャンネル（ＣＨ）からｎチャンネルまで
あるとする）のＡ／Ｄ変換後のメモリデータをクリアす
る。次に、センサ入力状態に対応するフォトカプラから
の信号からΔｔ後に、マルプレクサにより、一定のサン
プリング速度で１ＣＨ目からｎＣＨまで、順次取り込
み、Ａ／Ｄ変換する。各チャンネルに付いて変換後の値
（例えばｉ番目のデータＳi）を１つ前までの積分値に
加算し、［Ｓtotal＝Ｓtotal＋Ｓi］の値を求める。次
に、予め設定されたサンプリング回数（すなわち、設定
時間）まで前記操作を繰り返し、チョッパ１回の開状態
における各ＣＨの値を求める。予め、既知の温度を有す
る測定物体の温度と前記設定時間における積分値との検
量線を求めておくことにより正確に１次元の温度分布を
評価できる。前記サンプリング回数はチョッパが閉状態
となるまでの間であれば、全域に対して積算しなくとも
任意に設定すればよい。本実施例の特徴は、センサ出力
信号にノイズが多く乗っている場合に有効であり、ノイ
ズの最大値で誤評価し易いという心配はなく、周波数の
高いノイズでは殆ど左右されないものである。

【００４２】なお、上述した例においてはＡ／Ｄ変換
後、次のデータサンプリングを実行する前に、積分演算
処理を実行したが、その場合にサンプリング周期が遅く
なり可能性が有るので、必要とする時間内の全データを
取り込み一旦メモリ部に保存後、最後にまとめて演算処
理を行うことにより、より高速のサンプリングが達成で
きる。

【００４３】また、図１５に示すように、チョッパ５４
０にストッパ用窓部５４３を設ける事により、フォトカ
プラ５１３の発光素子からの発光を前記ストッパ用窓部
５４３を通して、支持体５２０に設置した受光素子５２
２で受けることができる。即ち、回転開始位置と終了位
置に設けた受光素子５２２は、赤外線検出部１０の回転
により接近したフォトカプラ５１３の発光素子からの発
光を受光することでセンサ回転の開始や終了位置を制御
できるものである。

【００４４】赤外線検出部１０が前進回転し、フォトカ
プラ５１３が終了位置に到達したときに、この位置に設
けた受光素子５２２の信号を受けて、モータ３０をスト
ップさせ、一気に逆回転させる。逆回転により、初期の
体面方向にセンサが面する位置で他の受光素子５２２の
信号で、逆回転を停止させる。この時、当然のことなが
ら、チョッパ５４０も逆方向に回転するものである。

【００４５】なおもちろん、前進回転もしくは後進回転
（逆回転）のどちらか一方だけを前記受光素子５２２の
信号を利用して制御してもよい。また、チョッパは後進
回転時にストップさせても、連続駆動させてもよい。さ
らには、逆回転は歯車切り替えにより別の歯車系を用い
て一気に赤外線検出部５１０だけを逆回転させてもよ
い。

【００４６】さらに、別の実施例として、赤外線検出部
５１０のトータルの回転角をフォトカプラ５１３の信号
を用いて制御してもよい。すなわち、前記フォトカプラ
５１３の信号は一定のセンサ回転角に対応しているので
前記フォトカプラ５１３の信号数がある数に達したとき
に回転を停止もしくは逆回転すればよい。例えば、上記
実施例のように前記赤外線検出部が３度回転する毎に１
回のチョッパがかかるとすると、フォトカプラからの信
号数が４０になったときに、回転起動部５３０を停止さ
せることにより１２０度の方向がセンシングできた。

【００４７】なお、図９（Ａ）に示すような実施例にお
けるセンサヘッド部１に、チョッピング状態を検知する
ためのフォトカプラ１３０を設けてもよい。図９（Ｂ）
は、その傘形チョッパ４１の斜視図と平面図である。
又、図９（Ｃ）は、赤外線検出部などを示す断面図であ
る。

【００４８】図１２において、レンズ前面には該レンズ
５１２に入射する赤外線を断続的に遮断するための笠状
のチョッパ用窓部５４１を有するチョッパ５４０を設け
る。前記チョッパ５４０には前記フォトカプラ５１３の
発光光を反射するための反射板５４２を設ける。

【００４９】前記チョッパ５４０と前記赤外線検出部１
０は機械的にシャフトを介して回転起動部５３０に接続
しており、変速機５３１により各々異なる回転速度で回
転する。

【００５０】以上の構成による機構を用いても実施例１
と同様に温度分布が測定できた。

【００５１】上記実施例の他に、チョッピングを検知す
る手段として、フォトカプラの代わりに、ホール素子、
機械的接触による電気接触信号等を用いてもよい。チョ
ッパとしては、円盤状のチョッパでもよい。

【００５２】（実施例７）図１２に示すように、赤外線
センサ５１１で発生した信号を外部へ取り出すためのリ
ード線が設けられている。そのリード線５４９は、どこ
にも接続されず、何等力が加わらない状態では、図１６
に示すようになっている。すなわち、赤外線センサ５１
１側に接続されるべき一端４０１は矩形状をしており、
支持体５２０側に接続されるべき他端４０２は５角形状
をしている。そして、それら両端を接続する中間接続部
分４０３は中央で直角に折れ曲がっている。基板はプラ
スチック薄板等のフレキシブルなものであり、その上に
信号線４０４が配線されている。

【００５３】図１２のように、接続された状態では、赤
外線センサ５１１の回転軸方向を基準として、一端４０
１の横から出た中間接続部分４０３はすぐにほぼ直角に
曲げられ、多少ねじれながらその折れ曲がり部分を通じ
て、方向を下方に転じ、支持体５２０に設けられている
孔（図示省略）から外部へ導き出され、そこで直角に折
れ曲がり、他端４０２は支持体５２０の外部表面に固定
されている。あるいは、さらに、中間接続部分４０３を
直角に捻ってもかまわない。そして、赤外線センサ５１
１が１８０度あるいは３６０度回転しても、その中間接
続部分４０３がその変形を主に吸収してしまう。従っ
て、リード線の省スペース化と可撓性に優れている。こ
のように、横から中間接続部分４０３を導き出すと、構
造が簡単となる。しかし、下側、あるいは上側から導き
出すことも可能である。さらには、中間接続部分４０３
をスパイラル状にしておいてもよい。センサ回転部が２
ー３回回転してもその変形を十分吸収できる。さらに、
フォトカプラからの信号を外部に導くための信号線４０
５をこのフレキシブルな基板に一体化しても良い。ま
た、温度測定用のサーミスタを配置し、その温度信号を
外部に導くための信号線をこのフレキシブルな基板に一
体化しても良い。なお、そのサーミスタ自身を基板上に
実装するようにしても良い。

【００５４】（実施例８）本発明の温度分布測定装置
は、視聴率測定システムに応用できる。すなわち、テレ
ビを観る人が通常座る場所に対して、赤外線を測定す
る。例えば、テレビの上に本発明の温度分布測定装置を
設置する。これによって、小型な設備で、容易に正確な
視聴率を測定できる。そして、テレビがオンされると、
その場所の温度分布を測定し、その結果を利用して、上
述のようにして、人数を判定する。その人数に関するデ
ータは、例えば、電話回線を通じて外部へ送信される。
この場合は、送信するデータは温度分布データでなく、
人数データだけですむので、送信量が少なくてすむ。テ
レビがオンした時のみ人数を測定することによって、利
用状況を正確に把握でき、長寿命化が図れる。

【００５５】（実施例９）本実施例の赤外線レンズ５１
２は、例えばシリコン球面レンズである。シリコン多結
晶体であって、両面凸球面研磨後反射防止膜を両面に製
膜する。材料が安価であり、加工が容易である。あるい
は、カルコゲン非球面レンズを利用してもよい。材料
は、ＫＲＳ５，Ｇｅ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅである。加工
は、ダイレクトプレス加工後反射防止膜を両面に製膜す
る。これによって、レンズの透過率が高く、高感度化が
容易であり、収差が少なく熱画像の歪みが少ない、量産
性に優れる等の長所あがある。上記反射防止膜として
は、ＺｎＳの蒸着、スパッタ膜である。厚みは、λ／４
ｎ（λ＝１０μm、ｎはレンズの屈折率）である。

【００５６】なお、上記実施例では、赤外線の検出部に
焦電型センサを用いたが、これに限らず、作用、効果と
矛盾しない限りで、例えばサーモパイル等の他の赤外線
センサを用いてもよい。

【００５７】また、上記実施例では、赤外線検出手段で
あるセンサヘッド部１にチョッピング部であるチョッパ
を取り付けたが、これに限らず、検出部がチョッピング
を必要としない赤外線センサで構成されている場合は取
り付けなくてもよい。

【００５８】また、上記実施例では、温度分布測定装置
を天井中央部に設置する例について説明したが、取り付
け位置はこれに限定されるものではない。

【００５９】また、上記実施例では、温度分布の測定範
囲を３６０度としたが、これに限らず、例えば、設置位
置などにより一部測定する必要がない範囲があれば、３
６０度以下であってもよい。

【００６０】また、上記実施例では、制御手段８及び信
号処理をＣＰＵを用いてソフトウェア的に構成したが、
これに代えて、同様の機能を専用のハードウェアを用い
て構成しても勿論よい。

【００６１】また、上記実施例では、各種のチョッパ機
構を説明したが、これに限らず、入射する赤外線を断続
的に遮断できればよく、他の構成を用いてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、赤外線を検出する複数個の検出部を有する赤外
線検出手段と、その赤外線検出手段を回転させる回転駆
動手段とを備えているので、低コストで空間分解能及び
温度分解能を高くできるという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図（Ａ）は、本発明にかかる実施例１の温度
分布測定装置の断面図、同図（Ｂ）は、センサヘッド部
の取り付け角度を説明する模式図である。

【図２】同図（Ａ）は、同実施例１のセンサヘッド部の
断面図、同図（Ｂ）は、そのチョッパを示す外見図であ
る。

【図３】同実施例１の温度分布測定装置の設置状態を説
明する平面図及び側面図である。

【図４】同実施例１の温度分布測定装置の測定状態を説
明する図である。

【図５】同図（Ａ）及び（Ｂ）は、同実施例１の温度分
布測定装置の測定結果を説明する図である。

【図６】本発明にかかる実施例２のセンサヘッド部の一
例を示す断面図である。

【図７】同図（Ａ）は、同実施例２のセンサヘッド部の
他の一例を示す断面図、同図（Ｂ）は、そのチョッパを
示す外見図である。

【図８】図７の実施例のセンサヘッド部に似た構造を有
するヘッド部の概観斜視図である。

【図９】同図（Ａ）は、本発明にかかる実施例３の温度
分布測定装置の断面図、同図（Ｂ）は、そのチョッパを
示す外見図、同図（Ｃ）は、そのセンサヘッド部を示す
断面図である。

【図１０】本発明にかかる実施例４の温度分布測定装置
の断面図である。

【図１１】本発明にかかる実施例５のブラシレスモータ
の分解斜視図である。

【図１２】本発明にかかる別の実施例を説明するための
断面図である。

【図１３】その実施例のチョッパの展開図である。

【図１４】その実施例のチョッピングのタイミング等を
示すグラフである。

【図１５】その実施例のチョッパの別の態様の図であ
る。

【図１６】本発明にかかる一実施例のリード線の平面図
である。

【符号の説明】

１センサヘッド部２シャフト３回転駆動部４ドーム状カバー５リード線６取り付け治具７緩衝材８制御手段１１赤外線アレイセンサ３０１〜３０６ブラシレスモータ４００リード線５４０チョッパ５１１赤外線センサ５１２レンズ５１３フォトカプラ５４２反射板５４９リード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤裕一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線を検出する複数個の検出部を有す
る赤外線検出手段と、その赤外線検出手段を回転させる
回転駆動手段と、その回転駆動手段を制御する制御手段
とを備え、前記赤外線検出手段は、前記回転駆動手段の
回転軸に傾斜して取り付けられていることを特徴とする
温度分布測定装置。
【請求項２】複数個の検出部は、一次元のアレイ状に
配列されていることを特徴とする請求項１記載の温度分
布測定装置。
【請求項３】傾斜の角度θ_Bは、前記複数個の検出部
の配列方向の測定可能角を２×θ_IVとして、式（θ_B≧
９０−θ_IV）で示されることを特徴とする請求項１記載
の温度分布測定装置。
【請求項４】赤外線検出手段は、入射する赤外線を断
続的に遮断するチョッピング部を有することを特徴とす
る請求項１記載の温度分布測定装置。
【請求項５】検出部は焦電型センサであることを特徴
とする請求項１記載の温度分布測定装置。
【請求項６】赤外線検出手段は、一定方向に連続して
回転することを特徴とする請求項１記載の温度分布測定
装置。
【請求項７】回転駆動手段は、ブラシレスモータであ
ることを特徴とする請求項１記載の温度分布測定装置。
【請求項８】ブラシレスモータには、ＦＧパターンが
形成され、内蔵された永久磁石の移動により、そのＦＧ
パターンに誘起された電流を利用して、モータの速度が
制御されることを特徴とする請求項７記載の温度分布測
定装置。
【請求項９】ブラシレスモータには、ＦＧパターンが
形成され、内蔵された永久磁石の移動により、そのＦＧ
パターンに誘起された電流を利用して、前記赤外線検出
手段やチョッピング部の回転状態を検知することを特徴
とする請求項７記載の温度分布測定装置。
【請求項１０】チョッピングのタイミングを検出する
ためのタイミング部材が、前記赤外線検出手段と前記チ
ョッピング部とに設けられていることを特徴とする請求
項４記載の温度分布測定装置。
【請求項１１】チョッピング部と前記赤外線検出部と
を支持する支持体を備え、その支持体と前記赤外線検出
部とに、前記検出部の回転位置を検出するための位置検
出部材が設けられていることを特徴とする請求項４記載
の温度分布測定装置。
【請求項１２】タイミング部材によって検出された信
号によって、前記赤外線センサの出力信号のサンプリン
グ開始タイミングを制御することを特徴とする請求項１
０記載の温度分布測定装置。
【請求項１３】タイミング部材によって検出された信
号によって、前記赤外線センサの出力信号のサンプリン
グを開始し、一定時間間隔の値を順次加算し、その加算
積分値から測定温度を求めることを特徴とする請求項１
０記載の温度分布測定装置。
【請求項１４】チョッピング部と前記赤外線検出部と
を支持する支持体を備え、前記検出部にその一端が接続
され、他端が前記支持体に接続されたフレキシブル基板
上に配線されたリード線であって、前記一端と他端は平
板部であり、その間の中間接続部分はそれら平板部の大
きさに比べて、相当細い形状をしており、さらに、どこ
にも接続されず力が何等加わらない状態においては、ほ
ぼ面一形状をなし且つ中間接続部分でほぼ直角に曲がっ
ており、前記一端が前記検出部に接続され、前記他端が
前記支持体に接続された状態においては、主に前記中間
接続部分が折れ曲がり、あるいはねじれることによっ
て、その変形を吸収するリード線を備えたことを特徴と
する請求項１記載の温度分布測定装置。
【請求項１５】視聴媒体に対向する空間部における温
度分布を測定することの出来ることを特徴とする請求項
１記載の温度分布測定装置。
【請求項１６】温度分布測定結果に基づき、前記空間
部における人数を判定し、その人数データを送信するこ
とを特徴とする請求項１６記載の温度分布測定装置。
【請求項１７】チョッピング部にはフィンが取り付け
られ、その移動によって、冷却作用を起こすことを特徴
とする請求項１記載の温度分布測定装置。
【請求項１８】赤外線センサに入力される赤外線を集
光するレンズ部は、シリコン球面レンズ、又はカルコゲ
ン非球面レンズを利用していることを特徴とする請求項
１記載の温度分布測定装置。
【請求項１９】請求項１の前記赤外線検出手段を回転
させ、順次、検出部が対面する方向の赤外線を検出し、
所定の方向までの赤外線の検出を行うことを特徴とする
温度分布測定方法。
【請求項２０】請求項１の前記赤外線検出手段を回転
させ、順次、検出部が対面する方向の赤外線を検出し、
所定の方向までの赤外線の検出を行った後、前記赤外線
検出手段の回転方向を逆回転させ、反対方向から赤外線
の検出を行うことを特徴とする温度分布測定方法。