(57)【要約】      （修正有）【課題】各素子の出力を選択的あるいは同時に取り出し、検知対象の温度分布もしくは平均温度を知ることが可能な赤外線検出器を得る。【解決手段】行方向および列方向に各々複数配置されてアレイ状に形成される複数の赤外線検出素子（９）、行方向毎の赤外線検出素子の出力を取り出す行選択スイッチ（２１〜２３）、列方向毎の赤外線検出素子の出力を取り出す列選択スイッチ（１１〜１９）、及びモード選択信号（３０）に基づいて複数の赤外線検出素子を同時出力させる同時出力モードと複数の赤外線検出素子の各々を選択出力させる選択出力モードとの切替えを行うモード切替スイッチ（３１〜３４）を備えるセンサー部と、同時出力モードまたは選択出力モードに基づいて行選択スイッチおよび列選択スイッチのオンオフを切り替える制御部（４１〜４６）と、を有し、同時出力モードは行方向毎又は列方向毎に並列接続された赤外線検出素子を互いに直列に接続する。【選択図】図１
2008076373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行方向および列方向に各々複数配置されてアレイ状に形成される複数の赤外線検出素子と、前記行方向毎の赤外線検出素子の出力を取り出すための行選択スイッチと、前記列方向毎の赤外線検出素子の出力を取り出すための列選択スイッチと、モード選択信号に基づいて前記複数の赤外線検出素子を同時出力させる同時出力モードと前記複数の赤外線検出素子の各々を選択出力させる選択出力モードとの切替えを行うモード切替スイッチとを具備するセンサー部と、前記同時出力モードあるいは前記選択出力モードに基づいて前記行選択スイッチおよび前記列選択スイッチのオンオフを切り替える制御部と、を有することを特徴とする赤外線検出器。
【請求項２】
前記複数の赤外線検出素子は、前記行方向毎あるいは列方向毎に並列接続され、前記並列接続された行方向毎あるいは列方向毎の赤外線検出素子が互いに直列接続されることを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出器。
【請求項３】
前記行方向および列方向の赤外線検出素子が各々同数配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の赤外線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、多素子型の赤外線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】  熱型赤外線検出器には、焦電効果を利用する焦電型や、温度による抵抗変化を利用するボロメータ型、温度差による熱起電力の発生を利用するサーモパイル型などがある。この内、サーモパイル型は複数の熱電対を直列に接続して構成されたもので、比較的単純な制御手段で、検知対象の温度状態を安定して測定できるという利点がある。【０００３】  サーモパイルによる多素子型の赤外線検出器は、サーモパイル素子を多数配置することによって、検知対象の各エリアに対応する各サーモパイル素子の出力から各エリアの温度を知ることができる。また、多素子型の赤外線検出器は、検知対象の各エリアから検出した出力を演算することによって、全エリアの平均温度を知ることができる。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−３０４６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、検知対象の平均温度を演算によって得るためには外部から演算回路を設ける必要があり、演算回路の演算によって全サーモパイル素子の平均出力を求めると、各サーモパイル素子からの出力を順次取り出すために時間的なズレが生じ、平均の出力を正確に得ることはできない。また、各サーモパイル素子を互いに接続して全サーモパイル素子の出力を同時に得ようとしても、単体のサーモパイル素子の抵抗値と全サーモパイル素子の合成抵抗値に違いがあるために、外来雑音や、接続される容量との相関によるフィルター効果などに差異が生じてしまい、使い勝手がよくない。【０００５】  本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、各赤外線検出素子の出力を選択的に取り出して検知対象の温度分布を知ることができ、かつ、全赤外線検出素子の出力を同時に取り出して検知対象の正確な平均温度を知ることができる赤外線検出器を提供することを目的とする。また、各赤外線検出素子の出力を選択的に取り出す場合と全赤外線検出素子の出力を同時に取り出す場合とで同じ抵抗値を有する多素子型の赤外線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  以上の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る赤外線検出器は、行方向および列方向に各々複数配置されてアレイ状に形成される複数の赤外線検出素子と、前記行方向毎の赤外線検出素子の出力を取り出すための行選択スイッチと、前記列方向毎の赤外線検出素子の出力を取り出すための列選択スイッチと、モード選択信号に基づいて前記複数の赤外線検出素子を同時出力させる同時出力モードと前記複数の赤外線検出素子の各々を選択出力させる選択出力モードとの切替えを行うモード切替スイッチとを具備するセンサー部と、前記同時出力モードあるいは前記選択出力モードに基づいて前記行選択スイッチおよび前記列選択スイッチのオンオフを切り替える制御部と、を有することを特徴とする。【０００７】  本発明の第２の観点に係る赤外線検出器は、前記複数の赤外線検出素子が、前記行方向毎あるいは列方向毎に並列接続され、前記並列接続された行方向毎あるいは列方向毎の赤外線検出素子が互いに直列接続されることを特徴とする。【０００８】  本発明の第３の観点に係る赤外線検出器は、前記行方向および列方向の赤外線検出素子が各々同数配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、個々の赤外線検出素子の出力を選択的に取り出すことで検知対象の温度分布を知ることができ、また、全赤外線検出素子の出力を同時に取り出すことで検知対象の正確な平均温度を知ることができる多素子型の赤外線検出器を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良な形態】
【００１０】  以下、本発明の実施形態に係る多素子型の赤外線検出器を図面に基づいて説明する。本発明の実施例を図１に示す。
【００１１】  本発明に係る図１の多素子型の赤外線検出器は、３行３列のアレイ状に配置されるサーモパイル素子１〜９、列選択スイッチ１１〜１９、行選択スイッチ２１〜２３、サーモパイル素子１〜９を同時に出力させる同時出力モードとサーモパイル素子１〜９の各々を選択的に出力させる選択出力モードとをモード切替スイッチに基づいて切り替えるモード切替スイッチ３１〜３４、モード選択信号が入力されるモード選択信号入力端子３０、基準電圧入力端子１０、出力端子５０、及び制御信号入力端子４１〜４６から構成されるセンサー部と、行選択スイッチ又は列選択スイッチをオンオフ制御するための制御信号を制御信号入力端子４１〜４６に出力する制御部（図示せず）と、からなる。
【００１２】  列選択スイッチ１１〜１９の各々の一端は出力端子５０に接続され、各々の他端はサーモパイル素子１〜９それぞれの一端に接続される。列選択スイッチ１１、１４、１７は制御信号入力端子４４からの制御信号によってオンオフ制御され、列選択スイッチ１２、１５、１８は制御信号入力端子４５からの制御信号によってオンオフ制御され、列選択スイッチ１３、１６、１９、は制御信号入力端子４６からの制御信号によってオンオフ制御される。
行選択スイッチ２１はサーモパイル素子１〜３のそれぞれの他端と基準電圧入力端子１０との間に配置され、制御信号入力端子４１からの制御信号によってオンオフ制御される。行選択スイッチ２２はサーモパイル素子４〜６のそれぞれの他端と基準電圧入力端子１０との間に配置され、制御信号入力端子４２からの制御信号によってオンオフ制御される。行選択スイッチ２３はサーモパイル素子７〜９のそれぞれの他端と基準電圧入力端子１０との間に配置され、制御信号入力端子４３からの制御信号によってオンオフ制御される。
【００１３】  モード切替スイッチ３３は列選択スイッチ１１〜１３の各々の一端とサーモパイル素子４〜６の各々の他端との間に配置され、モード切替スイッチ３４は列選択スイッチ１４〜１６のそれぞれの一端とサーモパイル素子７〜９のそれぞれの他端との間に配置される。モード切替スイッチ３３、３４はモード選択信号によって制御される。
モード切替スイッチ３１は列選択スイッチ１１〜１３のそれぞれの一端と出力端子５０との間に配置され、モード切替スイッチ３２は列選択スイッチ１４〜１６のそれぞれの一端と出力端子５０との間に配置される。モード切替スイッチ３１，３２はインバータを介して入力されるモード選択信号によって制御される。
【００１４】  モード選択信号がＬレベルの場合は、モード切替スイッチ３１、３２はオン、モード切替スイッチ３３、３４はオフし、図２のような接続状態をとる選択出力モードになる。
ここで、例えばサーモパイル素子１の出力を得ようとする場合、制御信号入力端子４１、４４に入力される制御信号によって、行選択スイッチ２１、列選択スイッチ１１、１４、及び１７をオンさせる。他の行選択スイッチ及び列選択スイッチは全てオフであるため、サーモパイル素子１の出力だけを得ることができる。同様に、他のサーモパイル素子２〜９の出力も個々に得ることができ、検知対象の各エリアの温度を知ることが可能である。
【００１５】  モード選択信号がＨレベルとなり、かつ制御信号入力端子４１、及び４４〜４６に入力される制御信号によって、モード切替スイッチ３３、３４、行選択スイッチ２１、及び列選択スイッチ１１〜１９がオンすると、図３のような接続状態をとる同時出力モードになる。すなわち、並列接続されたサーモパイル素子１〜３と、並列接続されたサーモパイル素子４〜６と、並列接続されたサーモパイル素子７〜９とが互いに直列に接続され、全サーモパイル素子の出力を同時に出力することができる。
【００１６】  サーモパイル素子１〜９の抵抗値が全て同様の値であって、それぞれの抵抗値をＲとすると、並列接続されたサーモパイル素子１〜３の合成抵抗値はＲ／３である。同様に、並列接続されたサーモパイル素子４〜６及びサーモパイル素子７〜９の合成抵抗値もＲ／３であるから、これらの並列接続されたサーモパイル素子を互いに直列に接続すると、全サーモパイル素子の合成抵抗値はＲとなり、個々のサーモパイル素子の抵抗値と同じになる。
また、サーモパイル素子１つの出力をＳとすると、並列接続されたサーモパイル素子１〜３、４〜６、７〜９における出力もそれぞれＳである。全体の出力は、これら並列接続されたサーモパイル素子群が３つ直列に接続されているので、３Ｓとなる。
【００１７】  このように、本実施例の多素子型の赤外線検出器において、全サーモパイル素子の合成抵抗値と個々のサーモパイル素子の抵抗値とは同じ値をとるために、同時出力モードと選択出力モードとでは、外来雑音や、接続される容量との相関によるフィルター効果に差異がなくなる。また、全サーモパイル素子の出力は単体のサーモパイル素子の出力と比べて３倍の値をとるため、特に同時出力モードにおいては、外来雑音の影響を抑制することができる。
【００１８】  尚、本発明を実施するにあたっては、上記実施の形態に限られるものではない。上記実施の形態ではサーモパイル素子を３行３列のアレイ状に配置したが、行、列ともに２素子以上であればよい。このとき、行方向（または列方向）にｍ個並列接続されたサーモパイル素子を直列にｎ列（又はｎ行）接続すると、全体の合成抵抗値はｎＲ／ｍとなり、全体としての出力はｎＳとなる。
ｎとｍが同じ数を取るとき、すなわち行方向及び列方向に同数配置される場合、全体の合成抵抗値はＲであり、全体としての出力はｎＳであることから、全サーモパイル素子の合成抵抗値は個々のサーモパイル素子の抵抗値と比べても変わらないが、全サーモパイル素子の出力は単体のサーモパイル素子の出力と比べてｎ倍になる。すなわち、同時出力モードと選択出力モードとでは、外来雑音や、接続される容量との相関によるフィルター効果に違いはなく、特に同時出力モードにおいては、相対的に外来雑音の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  本発明の実施形態に係る赤外線検出器の回路図である
【図２】  本発明において検知対象の温度分布を検知する形態の回路図である
【図３】  本発明において検知対象の平均出力を検知する形態の回路図である
【符号の説明】
【００２０】    １〜９        サーモパイル素子
１１〜１９    列選択スイッチ
２１〜２３    行選択スイッチ
３０          モード選択信号入力端子
３１〜３４    モード切替スイッチ
４１〜４６    制御信号入力端子
【図１】
2008076373.tif 000003
【図２】
2008076373.tif 000004
【図３】
2008076373.tif 000005