(57)【要約】【課題】  本発明は、簡単な構成により、直射日光が当たったとしても、正確に温度を検出することができるようにした非接触式温度センサを提供することを目的とする。【解決手段】  透明板材の内側に配置され且つ上記透明板材から放射される遠赤外線を検出する遠赤外線受光部と、上記遠赤外線受光部からの検出信号に基づいて、検出温度を演算する演算回路と、から成る非接触式温度センサであって、上記透明板材から上記遠赤外線受光部への光路中に配置された光学フィルタを備えており、上記光学フィルタを透過し且つ上記遠赤外線受光部の受光感度内に収まる赤外線成分が大気を透過して入射する直射日光に含まれる赤外線成分と重複しないような光学特性を、上記光学フィルタが有するように、非接触式温度センサ１０を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明板材の内側に配置され且つ上記透明板材から放射される遠赤外線を検出する遠赤外線受光部と、上記遠赤外線受光部からの検出信号に基づいて、検出温度を演算する演算回路と、から成る非接触式温度センサであって、
上記透明板材から上記遠赤外線受光部への光路中に配置された光学フィルタを備えており、
上記光学フィルタを透過し且つ上記遠赤外線受光部の受光感度内に収まる赤外線成分が大気を透過して入射する直射日光に含まれる赤外線成分と重複しないような光学特性を、上記光学フィルタが有している
ことを特徴とする、非接触式温度センサ。
【請求項２】
上記遠赤外線受光部が、上記光学フィルタの作用により、太陽光の大気により吸収される赤外線波長成分領域に受光感度を有することを特徴とする、請求項１に記載の非接触式温度センサ。
【請求項３】
上記遠赤外線受光部が、約５μｍ以上の赤外線に受光感度を有しており、
上記光学フィルタが約８μｍ以上の赤外線を遮断する
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の非接触式温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス等の透明板材の温度を検出する非接触式温度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のフロントガラス等のガラスの温度を検出する方法としては、接触式温度センサや非接触式温度センサが知られている。
接触式温度センサは、例えば特許文献１による湿度検出装置及び車両用空調装置における温度センサのように、温度センサ自体が温度を検出すべきガラスに対して直接に取り付けられている。
このため、ガラスの外側から温度センサが見えてしまい、外観見栄えが悪くなる。また、ガラスに直接に温度センサが取り付けられていることから、温度センサに応力が作用することになる。
【０００３】
これに対して、ガラスに影響を与えない温度センサとしての非接触式温度センサ１は、例えば図８に示すように構成されている。
図８において、非接触式温度センサ１は、温度を検出すべきガラス２の内側に配置された遠赤外線センサとして構成されている。
即ち、非接触式温度センサ１は、より詳細には、ガラス２の内側に配置された遠赤外線受光部３と、演算回路４と、から構成されている。
これらの遠赤外線受光部３及び演算回路４は、回路基板５上に実装されている。
【０００４】
上記遠赤外線受光部３は、公知の構成であって、ガラス２から放射される遠赤外線を検出して、検出信号を出力する。
上記演算回路４は、同様に公知の構成であって、上記遠赤外線受光部３からの検出信号に基づいて演算を行なって、検出温度Ｔを算出して出力する。
【０００５】
このような構成の非接触式温度センサ１は、以下のように動作する。
まず、ガラス２の温度に対応してガラス２から放射される遠赤外線Ｌ１が上記遠赤外線受光部３に入射する。
これにより、上記遠赤外線受光部３は、この遠赤外線の強度に対応した検出信号を上記演算回路４に出力する。
【０００６】
これを受けて、上記演算回路４は、上記演算回路４からの検出信号に基づいて演算を行ない、温度、即ち上記遠赤外線受光部３の温度、そしてガラス２の測定温度を算出し、検出温度Ｔとして出力する。
これにより、ガラス２の温度Ｔを検出することができる。
【０００７】
また、特許文献２においては、赤外線を透過するカバー，前記カバーを透過してくる赤外線を受光する赤外線受光部を有し、前記受光した赤外線の変化量に基づいて人体の有無を検知する人体検知器において、前記カバーの温度変化を検出する温度検出部を具備し、前記温度検出部が所定以上の温度変化を検出したときに異常と判定する判定手段を具備することを特徴とする人体検知器が開示されている。
このような人体検知器によれば、画策行為によってカバーが遮蔽された場合には、カバーの遮蔽された部分の温度が変化する。この温度変化が所定以上となったとき、判定手段が異常と判定することにより、画策行為等によるカバーの異常を検出することができる。
【特許文献１】特開２００８−０９４３８０号公報
【特許文献２】特開２００１−３３０６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した非接触式温度センサ１においては、自動車のフロントガラスや住宅の窓等の屋外に面したガラスの温度を検出する場合、遠赤外線センサの受光部に直接に太陽光が当たると、測定温度Ｔが高めに誤差を含むことになる。
即ち、太陽光Ｌに含まれる遠赤外線の多くはガラスを透過する際に反射または吸収されるが、一部の遠赤外線Ｌ２は透過して、遠赤外線センサに入射する。
【０００９】
従って、遠赤外線センサには、温度測定すべきガラスから放射される遠赤外線Ｌ１に加えて、上述したガラスを透過する遠赤外線Ｌ２が入射する。これにより、遠赤外線センサへの遠赤外線の入射光量（Ｌ１＋Ｌ２）が多くなる。
このため、演算回路４により算出される検出温度Ｔが高めとなり、ガラスを透過する遠赤外線Ｌ２の入射光量分だけ、高めの誤差が発生する。
【００１０】
これに対して、特許文献２による人体検知器においては、温度検出器は、カバーの温度を検出して、カバー遮蔽による温度変化が所定以上になったとき、異常と判定するようになっている。
この場合、温度変化による異常の検出は、遮蔽によるカバーの温度変化を想定しており、直射日光が当たるような場合は想定していない。このため、カバーに直射日光が当たったとしても、その旨を検出することは不可能であると共に、直射日光による温度変化を補正することも不可能である。
【００１１】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、直射日光が当たったとしても、正確に温度を検出することができるようにした非接触式温度センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、本発明の第一の態様によれば、透明板材の内側に配置され且つ上記透明板材から放射される遠赤外線を検出する遠赤外線受光部と、上記遠赤外線受光部からの検出信号に基づいて、検出温度を演算する演算回路と、から成る非接触式温度センサであって、上記透明板材から上記遠赤外線受光部への光路中に配置された光学フィルタを備えており、上記光学フィルタを透過し且つ上記遠赤外線受光部の受光感度内に収まる赤外線成分が大気を透過して入射する直射日光に含まれる赤外線成分と重複しないような光学特性を、上記光学フィルタが有していることを特徴とする、非接触式温度センサにより、達成される。
【００１３】
この第一の態様では、ガラス等の透明板材の内側に配置された遠赤外線受光部が、この透明板材から放射される遠赤外線を光学フィルタを介して検出する。そして、この遠赤外線受光部からの検出信号に基づいて、上記演算回路が検出温度を演算する。
ここで、上記透明板材を介して遠赤外線受光部に向かって直射日光が進むと、この直射日光は、上記光学部材の作用により、上記透明部材から放射される遠赤外線のうち、上記遠赤外線受光部の受光感度外の赤外線成分が遮断される。
これにより、遠赤外線受光部には、その受光感度内における直射日光の赤外線成分が入射しない。
【００１４】
従って、上記透明板材を介して本非接触式温度センサに直射日光が当たったとしても、上記遠赤外線受光部は、その直射日光による赤外線成分を検出しない。
これにより、上記透明板材を介して直射日光が当たったとしても、上記遠赤外線受光部は、直射日光の影響を受けない真の検出温度を演算して、出力する。
このようにして、本発明による非接触式温度センサによれば、直射日光が当たったとしても、直射日光の影響を受けることなく、透明板材から放射される遠赤外線によって、上記透明板材の温度を正確に測定することができる。
【００１５】
本発明の第二の態様による非接触式温度センサは、前記第一の態様による非接触式温度センサにおいて、上記遠赤外線受光部が、上記光学フィルタの作用により、太陽光の大気により吸収される赤外線波長成分領域に受光感度を有することを特徴とする。
この第二の態様では、上記遠赤外線受光部には、太陽光が上記光学フィルタを介して上記遠赤外線受光部に入射したとしても、上記遠赤外線受光部は、入射する太陽光の赤外線波長成分には受光感度を有しないので、直射日光の影響を受けることなく、透明板材から放射される遠赤外線に基づいて、正確な検出温度が得られる。
【００１６】
本発明の第三の態様による非接触式温度センサは、前記第一または第二の態様による非接触式温度センサにおいて、上記遠赤外線受光部が、約５μｍ以上の赤外線に受光感度を有しており、上記光学フィルタが約８μｍ以上の赤外線を遮断することを特徴とする。
この第三の態様では、上記透明板材から放射される遠赤外線成分のうち、大気により吸収される赤外線波長成分領域である例えば約５μｍから約８μｍの間の赤外線波長成分が、上記光学フィルタを透過して上記遠赤外線受光部により検出される。これにより、直射日光の影響を受けることなく、上記透明板材の温度測定が正確に行なわれる。
【００１７】
このようにして、本発明による非接触式温度センサによれば、直射日光が当たったとしても、この直射日光による赤外線成分が光学フィルタによって遮断される。  これにより、上記遠赤外線受光部は、その受光感度を有する波長帯域において、直射日光による赤外線が入射しない。
従って、直射日光の影響を排除して、正確な検出温度を算出することができるので、直射日光が当たっても、上記透明板材の正確な温度を測定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、簡単な構成により、直射日光が当たったとしても、正確に温度を検出することができるようにした非接触式温度センサが提供され得ることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図７を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２０】
図１は、本発明による非接触式温度センサの一実施形態の構成を示している。
図１において、非接触式温度センサ１０は、遠赤外線受光部１１と、光学フィルタ１２と、演算回路１３と、から構成されている。
【００２１】
遠赤外線受光部１１は、図８に示した従来の非接触式温度センサ１における遠赤外線受光部３と同様に、例えば公知の構成の遠赤外線センサから構成されており、温度を検出すべき自動車のフロントガラス（後述）の内側に配置される。
これにより、遠赤外線受光部１１は、フロントガラスから放射される遠赤外線Ｌ１を受光し、その光量に応じた検出信号を出力する。
【００２２】
上記光学フィルタ１２は、上記遠赤外線受光部１１への光路中に配置されており、図１及び図２に示すように、上記遠赤外線受光部１１と共に受光ユニット１４として一体に構成されている。
そして、この受光ユニット１４即ち上記遠赤外線受光部１１及び光学フィルタ１２は、例えば図３に示すように、自動車２０のフロントガラス２１の内側に、図示の場合には上記フロントガラス２１の近傍でインストルメントパネル２２上に配置されている。
【００２３】
ここで、遠赤外線受光部１１の受光感度特性は、図４のグラフに示すようになっている。
即ち、遠赤外線受光部１１は、図４において、例えば約５μｍ以上の波長帯域の遠赤外線に対して受光感度を有していると共に、約８μｍ以上の波長帯域では波長が長くなるにつれてなだらかに受光感度が低減するようになっている。
また、光学フィルタ１２の遠赤外線透過特性は、図５において、約８μｍ以上の波長帯域の遠赤外線を遮断するようになっている。
【００２４】
従って、非接触式温度センサ１０としては、上記遠赤外線受光部１１の受光感度と上記光学フィルタ１２の透過特性とを重ね合わせたものとなり、図６にて符号Ａで示すように、約５μｍから約８μｍの間の波長帯域の遠赤外線のみについて受光感度を有することになる。
これに対して、太陽から大気を透過して地上に達する赤外線については、大気中の各種成分により吸収が行なわれるので、図６にて符号Ｂで示すような透過特性によって、特に約５μｍから約８μｍの間の波長成分はほぼ完全に欠落している。
【００２５】
このため、本非接触式温度センサ１０は、上記光学フィルタ１２を介して上記遠赤外線受光部１１が、フロントガラス２１に入射する直射日光の影響を受けることなく、フロントガラス２１から放射される遠赤外線のみを検出することができる。
本実施例に使用した光学フィルターは約８μｍの波長帯域の遠赤外線を遮断するようになっているが、これに限らず、約５．５μｍから約８μｍの波長帯域まで透過する光学フィルターであれば、直射日光による影響を受けることがないので、本実施例と同等の効果を得ることができる。
【００２６】
上記演算回路１３は、図８に示した従来の非接触式温度センサ１における演算回路４と同様に、上記遠赤外線受光部１１からの検出信号に基づいて演算を行なって、検出温度Ｔを算出する。
【００２７】
本発明による非接触式温度センサ１０は、以上のように構成されており、以下のように動作する。
即ち、自動車２０のフロントガラス２１の内側に配置された遠赤外線受光部１１が、フロントガラス２１から放射される遠赤外線を受光して、検出信号を演算回路１３に出力する。
これにより、演算回路１３は、遠赤外線受光部１１からの検出信号に基づいて検出温度Ｔを算出して、この検出温度Ｔを出力する。
【００２８】
この場合、フロントガラス２１を介して本非接触式温度センサ１０の受光ユニット１４に直射日光が当たったとしても、この直射日光は、光学フィルタ１２を介して遠赤外線受光部１１に入射する。
これにより、遠赤外線受光部１１には、前述したように直射日光による赤外線波長成分が殆ど入射しない。従って、遠赤外線受光部１１は、フロントガラス２１から放射される遠赤外線波長成分のみを検出し、演算回路１３は、この検出信号に基づいて検出温度Ｔを算出する。
【００２９】
その際、フロントガラス２１から放射される遠赤外線波長成分の放射エネルギー特性は、図７のグラフに示すように、各温度毎、即ち、符号Ｃ１（ガラス温度−２０℃），符号Ｃ２（ガラス温度０℃），符号Ｃ３（ガラス温度２０℃），符号Ｃ４（ガラス温度４０℃），符号Ｃ５（ガラス温度６０℃），符号Ｃ６（ガラス温度８０℃），符号Ｃ７（ガラス温度１００℃），符号Ｃ８（ガラス温度１２０℃）で示すように、遠赤外線領域で高いエネルギー値を有しており、特に図６にて符号Ａで示す光学フィルタ１２による遠赤外線受光部１１の受光感度特性による約５μｍから約８μｍの間の波長帯域において、高いエネルギー値を有していると共に、ガラス温度に対応したエネルギー値を有していることが分かる。
【００３０】
このため、遠赤外線受光部１１は、これらの放射エネルギーを確実に且つ正確に受光し検出することができる。
従って、本発明による非接触式温度センサ１０によれば、遠赤外線受光部１１に対して自動車２０のフロントガラス２１を介して直射日光が当たっていたとしても、直射日光の影響を受けることなく、遠赤外線受光部１１の検出信号を演算回路１３によって演算するだけの簡単な構成により、真のガラス温度Ｔを測定することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
上述した実施形態においては、温度を検出すべき透明板材として、自動車２０のフロントガラス２１の場合について説明したが、これに限らず、屋外で使用するガラス等の透明板材であれば、建物の窓ガラス等の温度を測定するための非接触式温度センサであってもよい。
【００３２】
さらに、上述した実施形態においては、温度を検出すべき透明板材として、ガラスの場合について説明したが、これに限らず、ガラス以外の例えばプラスチック等の透明板材の温度を測定するための非接触式温度センサであってもよい。
【００３３】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、直射日光が当たったとしても、正確に温度を検出することができるようにした、極めて優れた非接触式温度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による非接触式温度センサの一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の非接触式温度センサにおける光学フィルタを示す概略斜視図である。
【図３】図２の受光ユニットの自動車のフロントガラス内側への設置例を示す概略図である。
【図４】図１の遠赤外線受光部の受光感度特性を示すグラフである。
【図５】図１の光学フィルタの透過特性を示すグラフである。
【図６】図１の遠赤外線受光部及び光学フィルタにより合成される受光感度特性及び大気による太陽光の透過特性を示すグラフである。
【図７】図１の非接触式温度センサにおける受光感度特性と各温度毎の透明板材からの放射エネルギーとの関係を示すグラフである。
【図８】従来の非接触式温度センサの一例の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    非接触式温度センサ
１１    遠赤外線受光部
１２    光学フィルタ
１３    演算回路
１４    受光ユニット
２０    自動車
２１    フロントガラス
２２    インストルメントパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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