主旨

システム主要構成部品のひとつである赤外線センサについてその基 本性能及び特性を調査、理解し、ＭＩＲＳにおける利用方法を検討する。

赤外線センサの種類

量子型
フォトンを吸収しキャリアを励起することによって直接赤外線を検出するセンサである。このセンサは後に述べる熱型センサより 100〜1000倍の検出能力を持つが、動作温度が低いため通常は液体窒素などで冷却の必要があるため、ＭＩＲＳでの利用は望めない。

熱型
エネルギー吸収による温度変化を利用するもの。素子としては、熱電対サーミスタ・ボロメータ、焦電型素子などがある。特に焦電型素子 は比較的感度が高く、構造が簡単なのでよく用いられる。

　◎赤外線センサの利点は、主に”赤外線は可視光線に比べて空気　　中の透過率が高い”ということ。（しかし、波長によっては透過率が低 い赤外線もある。

・赤外線ＬＥＤ　ＴＬＮ１０５Ｂ
◎特徴　・放射強度が大きい。
　　　　・指向特性が広い。
　　　　・光出力の直線性が良く、パルス動作、高周波による変調が 可能。
 

赤外線の射程距離について

このホームページは赤外線の射程距離及び指向性についての調査結果のペ ージである。

1.赤外線送信機の射程距離及び指向特性

理論値による射程距離及び指向特性は以下の図のようである。

図より明らかであるが、直線送信距離は1.0ｍ、指向角送信距離は0.6mであり、指向性は 60度である。

赤外線ＬＥＤ（赤外線送信機）の位置

ボストのスイッチの上部には赤外線ＬＥＤが設けられており、床から60.0cmの位置に付ける。

 実験によりとったデータによる指向特性

2.赤外線受信機の射程距離及び指向特性

性能

赤外線受信機は、受信した光の強度を測定できないため、送信機と受信機の間の距離を知ることは出来ない、つまり、得られる情報は少ないのである。図１に示す送信機を用いて、図２の光学系においてリモコンセンサの出力信号が下記の各項目を満足すること。

 ※3)　受光面照度を示す。
 

　　　　　　　　　　　　　　　　　図１　送信機

  理論値による射程距離及び指向特性は以下の図のようである。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図２　光学系

直線受信距離特性

図２において、Ｌ＝0.2〜5ｍ、Ee＜10lx(※3)、φ＝0°のとき、出力信号が１ー４項の電気的特性を満足すること。
 
 

指向角受信距離特性

図２において、Ｌ＝0.2〜3ｍ、Ee＜10lx、Ｘ方向φ≦30°、Ｙ方向θ＝0°のとき１ー４項の電気的特性を満足すること。
又、Ｌ＝0.2〜3ｍ、Ee＜10lx、Ｘ方向φ＝0°、Ｙ方向θ≦15°のとき１ー４項の電気的特性を満足すること。
 

赤外線ＬＥＤ（赤外線受信機）の位置

ＭＩＲＳの上部には、つまり、赤外線ＬＥＤ（赤外線送信機）と同じ位置（床から60.0cm）に付けており。

理論値による赤外線受信機の指向特性

１−６　指向角特性

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　X方向特性

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Y方向特性 

図より明らかであるが、直線受信距離（Φ＝0度）はL=0.2〜5.0m、 指向角受信距離はL=0.2〜3.0mであり、Ｘ方向指向性は60度（-30度≧Φ≦30度、θ＝0度 ）、Ｙ方向指向性は80度（Φ＝0度、-15度≧θ≦15度）である。　

実験によってとったデータによる赤外線受信機の指向特性

（注）実験では赤外線送信機を固定して指向特性を調べたものである。

　　　　X方向特性

回路構成図