沼津高専 電子制御工学科
MIRS9803調査報告書

　
　　　 MIRS9803-TECH-0003
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 1998/12/17 馬場 佐野 初版
IR_senser1 目次
主旨
赤外線センサの種類
指向特性
赤外線センサと送信機（詳細）
赤外線センサ信号処理回路

１　赤外線センサの調査・研究

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。


指向特性
赤外線送信機の指向特性
赤外線受信機の指向特性

３−５−１．直線受信距離特性
図２において、Ｌ＝０．２〜５ｍ、Ｅｅ＜１０ｌｘ、Φ＝０°のとき、出力信号が３−４項の電気的特性を満足すること。

３−５−２．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３−４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、３−４項の電気的特性を満足すること。

図２、光学系

赤外線センサと送信機（詳細）

　　　送信機

最大定格（Ｔa=25）
項　　　目記号定格単位
直流順電流IF100mA
直流順電流低減率（Ｔa>25℃）ΔIF/℃-1.33mA/℃
パルス順電流IFP(注）1A
直流逆電圧VR5V
許容損失PD150動作温度Topr-20〜75℃
保存温度Tstg-30〜100℃
（注）パルス幅≦100μs，繰り返し周波数＝100Ｈz


ＩＳ１Ｕ６０外形図

外形図(14KB)


電気的特性（Ta=25℃)
項目記号測定条件最小標準最大単位
順電圧VFIF=100mA---1.351.5V
逆電圧IRVR=5V------10μA
放射強度IEIF=50mA1220---mW/sr
光出力POIF=50mA---11---mW
端子間容量CTVR=0,f=1MHz---20---pF
ピーク発光波長λPIF=50mA---950---nm
スペクトル半値幅ΔλIF=50mA---50---nm
半値角θ1/2IF=50mA---±23.5---°



・センサ

定格及び特性
構成図
構成図


１−２　絶対最大定格
項目記号定格値単位
電源電圧Vcc0〜6.0V
動作温度Topr-10〜+60 ※1℃
保存温度Tstg-20〜+70 ℃
保存温度Tsol260 ※2℃
※1 )結露なきこと。　　※2 )樹脂端面より下部の位置で5秒間


１−３　推奨動作条件
項目記号動作条件単位
電源電圧Vcc4.7〜5.3V


１−４　電気的特性　（特に指定の無い限りＴa=25℃,Ｖcc=5V)
項目記号MINTYPMAX単位備考
消費電流Icc---2.84.5mA入力光なし、出力端子OPEN
ハイレベル出力電圧VOHVcc-0.2------V※2,出力端子OPEN
ローレベル出力電圧VOL---0.450.6V※2,ﾌﾟﾙｱｯﾌﾟ抵抗ｋΩ
ハイレベルパルス幅T1400---800μS※2
ローレベルパルス幅T2400---800μS※2
B.P.F.中心周波数f0---38---kHz
※2) 下図に示すバースト波を、図１に示す送信機にて送信するものとする。


バースト波
バースト波

赤外線センサ信号処理回路


・割り込み信号部は、赤外線センサー受光部からの信号に変化が生じたときに割り込み信号を出すと思う。信号自体は、一発パルスではなく他の波形になると思われる。