JP2001183231A - 赤外線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外付け部品が少なく、小型でポップコーンノ
イズの影響を抑圧することができる赤外線検出装置を提
供する。 【解決手段】 焦電素子１０１は、赤外線輻射エネルギ
ーを電流に変換して出力する。Ｉ／Ｖ変換部１０２は、
電流を電圧に変換して、第１および第２の電圧増幅部１
０３および１０４に出力する。第１および第２の電圧増
幅部１０３および１０４は、ＣＲフィルタおよびスイッ
チトキャパシタを含むフィルタと直流電圧増幅部が従属
接続された回路で構成され、それぞれ人体の移動および
ポップコーンノイズに係る信号を増幅して出力する。人
体検知部１０５およびポップコーンノイズ検知部１０６
は、第１および第２の電圧増幅部１０３および１０４か
ら所定レベル以上の信号が入力すると、検知信号を出力
する。制御部１０７は、検知信号が入力するとスイッチ
回路１０８を介してＩ／Ｖ変換部１０２を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線検出装置に
関し、より特定的には、人体等から発生される赤外線輻
射エネルギーを検出する赤外線検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギー等を図る目的で、人
体の動きを検知して効率的に動作を行う様々な電気機器
が提案されている。このような電気機器には、例えば赤
外線検出装置が内蔵されている。赤外線検出装置は、検
知エリア内の赤外線輻射エネルギーの変化を検出して、
当該変化量が所定量以上の場合に人体を検知した旨の信
号を出力する。応じて、上記電気機器は、その電源スイ
ッチのＯＮ／ＯＦＦ等の動作を行う。従って、赤外線検
出装置が人体以外の要因によって誤報を行うと、当該赤
外線検出装置を内蔵する電気機器が誤動作することにな
る。このような事態を回避するために、赤外線検出装置
は、ノイズ等の影響を極力排除して正確な人体検知を行
う必要がある。

【０００３】ところで、赤外線検出装置の誤報が生じる
原因の一つにポップコーンノイズがある。ポップコーン
ノイズは、焦電素子を構成する焦電体基盤や回路基盤等
の熱膨張率の相違により生じたピッチング部分やマイク
ロクラック部分に力学的ストレスが集中して不要な電荷
が生じ、焦電素子から当該電荷が電流として出力される
ことによって発生する。そこで、従来からポップコーン
ノイズの影響を抑圧して誤報を回避する赤外線検出装置
が提案されている。

【０００４】図９は、従来の赤外線検出装置の構成を示
すブロック図である。従来の赤外線検出装置１０は、焦
電素子１と、Ｉ／Ｖ変換部２と、第１の電圧増幅部３
と、第２の電圧増幅部４と、人体検知部５と、ポップコ
ーンノイズ検知部６と、制御部７と、スイッチ回路８と
を備えている。焦電素子１は、レンズ系等を含み、赤外
線検出エリア内の赤外線輻射エネルギーを集める。焦電
素子１は、集めた赤外線量の変化に応じた電流をＩ／Ｖ
変換部３に出力する。Ｉ／Ｖ変換部３は、入力された電
流を電圧に変換して、第１および第２の電圧増幅部３お
よび４に出力する。第１および第２の電圧増幅部３およ
び４は、入力された電圧を増幅する。なお、第１の電圧
増幅部３で増幅された電圧は人体検知に用いられ、第２
の電圧増幅部４で増幅された電圧はポップコーンノイズ
の検知のために用いられる。

【０００５】ところで、第１の電圧増幅部３には、人体
検知の精度を向上するために約１Ｈｚを中心とするバン
ドパスフィルタの特性が与えられている。第２の電圧増
幅部４には、第１の電圧増幅部３よりも高い周波数を選
択するために、数十Ｈｚ以上の成分を通過させる高帯域
通過フィルタの特性が与えられている。これは、焦電素
子からの出力がポップコーンノイズによるものが人体の
移動によるものよりも遙かに早い立ち上がりを示し、そ
の後直ちに減衰する波形を示すからである。

【０００６】以上のように、Ｉ／Ｖ変換部１の出力を異
なるフィルタ特性を有する電圧増幅部で増幅することに
より、赤外線検出装置１０は、人体の移動による赤外線
量の変化と、ポップコーンノイズとを区別することがで
きる。ポップコーンノイズ検知部６は、第２の電圧増幅
部４からの出力が予め定められた以上の振幅である場合
に、制御部７に対してポップコーンノイズ検出信号を出
力する。制御部７は、ポップコーンノイズ検出信号が入
力されるとスイッチ回路８を動作させて予め定められた
時間だけＩ／Ｖ変換部２の変換インピーダンスを降下さ
せる。これにより、人体検知部５は、第１の電圧増幅部
３の出力が予め定められたレベルに達しないと判断して
人体検知信号を出力しない。その結果、ポップコーンノ
イズによる誤報を防止することができる。

【０００７】図１０は、赤外線検出装置１０が備える第
１および第２の電圧増幅部３および４の詳細を示す図で
ある。図１０から明らかなように、第１および第２の電
圧増幅部を構成するフィルタの次数が増加すれば、外付
け部品があればその点数、また、ＩＣ内蔵素子であれば
そのＩＣ全体に占める面積が増加する。ここで、例え
ば、０．００１３８ｐＦ／μｍ² のコンデンサによっ
て図１０に示した１００ｎＦおよび６．８ｎＦのコンデ
ンサを実現すると、それぞれその面積は、７２，４６
３，７６８．１１６μｍ² および４，９２７，５３
６．２３１８９μｍ²となる。なお、ＩＣ回路全体の面
積は、 ２．８ｍｍ×３．１ｍｍ＝８．６８ｍｍ²＝８，６８
０，０００μｍ² であるから、１００ｎＦおよび６．８ｎＦのコンデンサ
はＩＣに内蔵し難く、たとえ、内臓したとしてもコスト
アップの要因となる。従って、外付けのチップコンデン
サによって実装せざるを得ない。

【０００８】また、抵抗は、例えば４．５ＭＥＧΩの抵
抗を、例えば３６μｍ² 当たり１ｋΩのシート抵抗で
実現すると、 ３６×４．５×１０^-3＝０．１６２ｍｍ² となり、面積が８．６８ｍｍ² のＩＣでは、全体の
１．８％を占めることとなる。このことは、約１０００
個の素子を内蔵するＩＣにとってスペース上大きな負担
になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、第１お
よび第２の電圧増幅部３および４に異なるフィルタ特性
を与えてポップコーンノイズと人体の移動とを区別する
ことができる装置は従来から提案されていた。しかしな
がら、半導体集積回路上で求められるフィルタ特性を得
るためにフィルタの次数等が増加する場合等に、外付け
チップコンデンサを用いることによる部品点数の増加や
抵抗がＩＣ全体に占める面積の増大による回路の大型化
を招いていた。一方、近年、電気機器の小型化が急速に
進展しており、それに伴って赤外線検出装置の小型化の
要請が強く、そのため、外付け部品の点数削減や回路の
小規模化が不可欠となっている。

【００１０】それ故に、本発明の目的は、ポップコーン
ノイズの影響を抑圧する機能を備えた小型の赤外線検出
装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、検知空間
における赤外線輻射エネルギーの変化を検知する赤外線
検出装置であって、検知した赤外線の輻射エネルギーの
変化を電流に変換して出力する赤外線／電流変換手段
と、赤外線／電流変換手段が出力した電流を電圧に変換
する電流／電圧変換手段と、電流／電圧変換手段から入
力された信号から人体の移動に係る信号を選択的に処理
して出力する第１の電圧増幅手段と、電流／電圧変換手
段から入力された信号からポップコーンノイズに係る信
号を選択的に処理して出力する第２の電圧増幅手段と、
第１および第２の電圧増幅手段にクロックを出力するク
ロック生成手段と、第１の電圧増幅手段から入力された
信号が所定のレベルを越える場合に人体検知信号を出力
する人体検知手段と、第２の電圧増幅手段から入力され
た信号が所定のレベルを越える場合にポップコーンノイ
ズ検知信号を出力するポップコーンノイズ検知手段と、
ポップコーンノイズ検知信号が入力されたときは、予め
定められた時間だけ電流／電圧変換手段の出力を制御す
る制御手段とを備え、第１および第２の電圧増幅部は、
クロックに基づいて所定の周波数成分を選択的に増幅す
ることを特徴とする。

【００１２】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、第１および第２の電圧増幅手段は、入力され
た信号のうち人体の移動により発生した信号の処理およ
びポップコーンノイズにより発生した信号の処理を行う
のに適当な周波数成分を透過および増幅する１つ以上の
電圧増幅部を含み、さらに、電圧増幅部は、少なくとも
１つ以上のスイッチトキャパシタを含むフィルタ部と増
幅部との従属接続で構成され、クロック生成手段は、ス
イッチトキャパシタの充電／放電周期を規定するための
クロックを出力することを特徴とする。

【００１３】第３の発明は、第２の発明に従属する発明
であって、クロック生成手段は、スイッチトキャパシタ
を動作させるためのクロックを発生する発振手段と、発
振手段が発生したクロックを分周して異なる周波数のク
ロックを生成する分周手段とを含み、発振手段は、第２
のクロックを発生して第２の電圧増幅部および分周手段
に出力し、分周手段は、入力されたクロックを分周して
第１のクロックを生成して第１の電圧増幅部に出力し、
第２および第１の電圧増幅部に含まれるスイッチトキャ
パシタは、第２および第１のクロックがハイレベルまた
はローレベルのときに充電／放電することを特徴とす
る。

【００１４】第４の発明は、第２の発明に従属する発明
であって、クロック生成手段は、異なる周波数のクロッ
クを発生する第１および第２のクロック発生手段を含
み、第１のクロック発生手段は、発生した第１のクロッ
クを第１の電圧増幅部に出力し、第２のクロック発生手
段は、発生した第２のクロックを第２の電圧増幅部に出
力し、第１および第２の電圧増幅部に含まれるスイッチ
トキャパシタは、第１および第２のクロックがハイレベ
ルまたはローレベルのときに充電／放電することを特徴
とする。

【００１５】第５の発明は、第２の発明に従属する発明
であって、人体検知手段およびポップコーンノイズ検知
手段は、予めしきい値を所持しており、入力される人体
検知に係る信号およびポップコーンノイズに係る信号の
レベルがそれぞれ当該しきい値のレベルを越える場合
に、人体検知信号およびポップコーンノイズ検知信号を
出力することを特徴とする。

【００１６】第６の発明は、第２の発明に従属する発明
であって、電圧増幅部のうち少なくとも１つ以上はＣ
Ｒフィルタ部と直流電圧増幅部とが従属接続されている
ことを特徴とする。

【００１７】第７の発明は、検知空間における赤外線輻
射エネルギーの変化を検知する赤外線検出装置であっ
て、検知した赤外線の輻射エネルギーの変化を電流に変
換して出力する赤外線／電流変換手段と、赤外線／電流
変換手段が出力した電流を電圧に変換して出力する電流
／電圧変換手段と、電流／電圧変換手段から入力された
信号から人体の移動に係る信号およびポップコーンノイ
ズによる信号を時分割で処理して出力する電圧増幅手段
と、電圧増幅手段から時分割で入力される人体の移動ま
たはポップコーンノイズに係る信号が所定のレベルを越
える場合に、選択している端子に人体検知信号またはポ
ップコーン検知信号を出力する検知手段と、電圧増幅手
段および検知手段にクロックを出力するクロック生成手
段と、検知手段からポップコーンノイズ検知信号が入力
されたときは、予め定められた時間だけ電流／電圧変換
手段の出力を制御する制御手段とを備え、電圧増幅手段
は、クロックに基づいて時分割で人体の移動またはポッ
プコーンノイズに係る信号を出力し、検知手段はクロッ
クに基づいて選択した端子に人体検知信号またはポップ
コーンノイズ検知信号を出力することを特徴とする。

【００１８】第８の発明は、第７の発明に従属する発明
であって、電圧増幅手段は、入力された信号のうち人体
の移動により発生した信号の処理およびポップコーンノ
イズにより発生した信号の処理を行うのに適当な周波数
成分を時分割で透過および増幅する１つ以上の電圧増幅
部を含み、さらに、電圧増幅部は、少なくとも１つ以上
のスイッチトキャパシタを含む、フィルタ部または１つ
以上のアクティブフィルタ部と増幅部との従属接続で構
成され、クロック生成手段は、スイッチトキャパシタの
充電／放電周期と検知手段の端子選択周期とを規定する
クロックを生成することを特徴とする。

【００１９】第９の発明は、第８の発明に従属する発明
であって、クロック発生手段は、異なる周波数のクロッ
クを発生する第１および第２のクロック発生手段を含
み、第１のクロック発生手段は、発生した第１のクロッ
クを第１の電圧増幅部および検知手段に出力し、第２の
クロック発生手段は、発生した第２のクロックを第２の
電圧増幅部および検知手段に出力し、第１または第２の
クロックがそれぞれハイレベルまたはローレベルのとき
に電圧増幅部に含まれるスイッチトキャパシタは、所定
の端子を選択して充電／放電を行い、検知手段は、第１
のクロックがハイレベルまたはローレベルのときに人体
検知信号を出力する端子を選択し、第２のクロックがハ
イレベルまたはローレベルのときにポップコーンノイズ
検出信号を出力する端子を選択することを特徴とする。

【００２０】第１０の発明は、第９の発明に従属する発
明であって、第１のクロックおよび第２のクロックは、
同時にハイレベルまたはローレベルとならないように第
１のクロックがハイレベルとなる区間の時間長が第２の
クロックがローレベルになる区間の時間長と同じか短い
ことを特徴とする。

【００２１】第１１の発明は、第８の発明に従属する発
明であって、検知手段は、電圧増幅手段から入力される
人体の移動に係る信号またはポップコーンノイズに係る
信号と継続的に入力されているしきい値とをそれぞれ比
較して、人体の移動に係る信号がしきい値を越える場合
に人体検知信号を、ポップコーンノイズに係る信号がし
きい値を越える場合にポップコーンノイズ検知信号をク
ロックに基づいて選択している端子に出力することを特
徴とする。

【００２２】第１２の発明は、第８の発明であって、電
圧増幅部のうち少なくとも１つ以上はＣＲフィルタ部と
直流増幅部とが従属接続されていることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる赤外線検出
装置の第１の実施形態について図１乃至図２を、第２の
実施形態について図３乃至図４を、第３の実施形態につ
いて図５乃至図６を、第４の実施形態について図５、図
７乃至図８を用いて夫々詳細に説明する。

【００２４】［第１の実施形態］図１は本願発明の第１
の実施形態に係る赤外線検出装置の構成を示すブロック
図である。赤外線検出装置１００は、焦電素子１０１
と、Ｉ／Ｖ変換部１０２と、第１および第２の電圧増幅
部１０３および１０４と、人体検知部１０５と、ポップ
コーンノイズ検知部１０６と、制御部１０７と、スイッ
チ回路１０８と、クロック生成部１１０とを備えてい
る。図１と図９とを比較すると明らかなように、赤外線
検出装置１００の構成は、ブロック図上、クロック生成
部１１０を備える以外、従来の赤外線検出装置１０と異
なるところはない。しかし、以下に示すように、第１お
よび第２の電圧増幅部１０３および１０４の構成は、第
１および第２の電圧増幅部３および４と異なっている。

【００２５】図２は、第１の電圧増幅部１０３、第２の
電圧増幅部１０４、およびクロック生成部１１０の詳細
を示す図である。まず、クロック生成部１１０の動作に
ついて簡単に説明する。ＣＲ発信回路は、１０ｋＨｚの
クロックｆ２を生成して出力する。分周段は、クロック
ｆ２を元に１００Ｈｚのクロックｆ１を生成して出力す
る。これらのクロックｆ１およびｆ２の周期で、第１お
よび第２の電圧増幅部１０３および１０４が含むスイッ
チトキャパシタが充電、放電される。具体的には、スイ
ッチトキャパシタは、クロックｆ１およびクロックｆ２
がハイレベルのときに充電され、ローレベルのときに放
電される。

【００２６】次に、第１の電圧増幅部１０３の構成およ
び仕様について説明する。第１の電圧増幅部１０３は、
３段に従属接続された回路（以下、それぞれ第１−１回
路、第１−２回路、および第１−３回路と称する）を含
んでいる。さらに、第１−１回路は、８００ｋΩの抵抗
および０．１μＦのコンデンサで構成されるローパスフ
ィルタと、２０ｋΩおよび９８０ｋΩの抵抗と、増幅器
とで構成される直流電圧増幅部とを含んでいる。第１−
２回路は、４５ｐＦのコンデンサおよび１ｐＦのスイッ
チトキャパシタで構成されるハイパスフィルタと、２０
ｋΩおよび９８０ｋΩの抵抗と増幅器とで構成される直
流電圧増幅部とを含んでいる。第１−３回路は、４５ｐ
Ｆのコンデンサおよび１ｐＦのスイッチトキャパシタと
で構成されるハイパスフィルタと、１２５ｋΩおよび８
７５ｋΩの抵抗と増幅器とで構成される直流電圧増幅部
とを含んでいる。以上の構成から、第１の電圧増幅部１
０３の仕様は、全体の直流電圧利得が５０００〜２００
００倍の範囲で可変であり、次数が１次のローパスフィ
ルタのカットオフ周波数は、２Ｈｚであり、次数が２次
のハイパスフィルタのカットオフ周波数は０．３５Ｈｚ
である。

【００２７】次に、第２の電圧増幅部１０４の構成およ
び仕様について説明する。第２の電圧増幅部１０４は、
３段に従属接続された回路（以下、それぞれ第２−１回
路、第２−２回路、および第２−３回路と称す）を含ん
でいる。第２−１回路は、７００ｋΩの抵抗および１ｎ
Ｆのコンデンサで構成されるローパスフィルタと、２５
ｋΩおよび９７５ｋΩの抵抗と、増幅器とで構成される
直流電圧増幅部とを含んでいる。第２−２回路は、６５
ｐＦのコンデンサおよび１ｐＦスイッチトキャパシタと
で構成されるハイパスフィルタと、４０ｋΩおよび９６
０ｋΩの抵抗と増幅器とで構成される直流電圧増幅部と
を含んでいる。第２−３回路は、６５ｐＦのコンデンサ
および１ｐＦスイッチトキャパシタとで構成されるハイ
パスフィルタと、２５０ｋΩおよび７５０ｋΩの抵抗と
増幅器とで構成される直流電圧増幅部とを含んでいる。
以上の構成から、第２の電圧増幅部１０４の仕様は、全
体の直流電圧利得が４０００倍であり、次数が１次のロ
ーパスフィルタのカットオフ周波数は、２２７Ｈｚであ
り、次数が２次のハイパスフィルタのカットオフ周波数
は２４．５Ｈｚである。

【００２８】次に、クロック生成部１１０の構成および
仕様について説明する。クロック生成部１１０は、ＣＲ
発信回路と、分周段とを含んでいる。ＣＲ発振回路は、
４４．５ｐＦのコンデンサと、１ＭＥＧΩの抵抗とで構
成されており、１０ｋＨｚのクロックｆ２を生成して第
２の電圧増幅部１０４および分周段に出力する。分周段
は、ＣＲ発振回路が出力したクロックを分周して異なる
周波数のクロックを生成して第１の電圧増幅部１０３に
出力する。

【００２９】ここで、図２を参照して、赤外線検出装置
１００の動作について説明する。焦電素子１０１は、検
知エリア内から輻射される赤外線量に応じたレベルの電
流をＩ／Ｖ変換部１０２に出力する。Ｉ／Ｖ変換部１０
２は、焦電素子１０１から電流を入力し、電圧に変換し
て第１および第２の電圧増幅部１０３および１０４に出
力する。第１の電圧増幅部１０３は、Ｉ／Ｖ変換部１０
２から入力された信号を増幅して人体検知部１０５に出
力する。人体検知部１０５は、第１の電圧増幅部１０３
から入力された信号が所定値以上のレベルを有している
か否かをコンパレータ（図示せず）によって比較し、当
該信号が所定値以上のレベルを有している場合には、人
体検知信号を出力する。なお、第１の電圧増幅部１０３
には、人体の移動による信号を検出するために、１Ｈｚ
付近の周波数成分を透過する様なフィルタ特性が与えら
れている。

【００３０】一方、第２の電圧増幅部１０４は、Ｉ／Ｖ
変換器１０２から入力された信号を増幅してポップコー
ンノイズ検知部１０６に出力する。ポップコーンノイズ
検知部１０６は、第２の電圧増幅部１０４から入力され
た信号が所定値以上のレベルを有しているか否かをコン
パレータ（図示せず）によって比較し、当該信号が所定
値以上のレベルを有している場合には、ポップコーンノ
イズ検知信号を制御部１０７に出力する。制御部１０７
は、ポップコーンノイズ検知信号が入力されるとスイッ
チ回路１０８を介して予め定められた時間だけＩ／Ｖ変
換部１０２の変換インピーダンスを下げる。なお、第２
の電圧増幅部１０４には、人体の移動による焦電素子１
０１からの出力よりも遙かに立ち上がりが早いポップコ
ーンノイズを検出するために、数十Ｈｚ以上の信号成分
を通過させるフィルタ特性が与えられている。従って、
赤外線検出装置１００は、ポップコーンノイズと人体の
移動とを明確に区別することができる。ただし、第２の
電圧増幅部１０４の透過周波数があまりに高いと、信号
成分に対して雑音成分が相対的に増加するのでＳ／Ｎ比
が悪化し、ポップコーンノイズと雑音とが区別できなく
なる。このような事態を回避するために、第２の電圧増
幅部１０４には、入力される信号の内、１００Ｈｚ付近
の周波数成分を透過させる様なフィルタ特性が与えられ
ている。

【００３１】上記のようなフィルタ特性が与えられた第
１および第２の電圧増幅装置１０３および１０４を備え
ることにより、赤外線検出装置１００は、ポップコーン
ノイズによる誤報を防止することができる。

【００３２】次に、再び図２を参照して、第１の電圧増
幅部１０３の動作について詳細に説明する。第１−１回
路が含むローパスフィルタは、８００ｋΩの抵抗と、
０．１μＦのコンデンサとを含み、そのカットオフ周波
数は２Ｈｚである。なお、８００ｋΩの抵抗は半導体集
積回路上に設けられるが０．１μＦのコンデンサは外付
けされており、従って、その値を適当に調整することに
より、当該ローパスフィルタのカットオフ周波数を変更
することができる。

【００３３】第１−１回路のローパスフィルタの出力
は、直流電圧増幅部の正入力端子に入力され、５０倍の
直流電圧利得を得た後、第１−２回路のハイパスフィル
タに入力される。第１−２回路のハイパスフィルタは、
１ｐＦのスイッチトキャパシタと、４５ｐＦのコンデン
サとを含む。このスイッチトキャパシタは、クロック生
成部１１０が生成するクロックｆ１＝１００Ｈｚで充電
／放電する。従って、このスイッチトキャパシタの等価
抵抗値は、 Ｒ＝１／（ｆ１×Ｃ）＝１／（１００×１ｐ）＝１０ＧΩ…（１） となる。式（１）から、このハイパスフィルタのカット
オフ周波数は、 ｆｃ＝１／（２π×Ｒ×Ｃ）＝１／（２π×１０Ｇ×４５ｐ） ＝１／（２π×０．４５）＝０．３５Ｈｚ…（２） となる。第１−２のハイパスフィルタの出力は、直流電
圧増幅部の正入力端子に入力されて５０倍の直流電圧利
得を得た後、第１−３回路のハイパスフィルタに入力さ
れる。第１−３回路のハイパスフィルタの構成およびス
イッチトキャパシタのクロックｆ１＝１００Ｈｚに基づ
く充電／放電動作は、第１−２回路が含むハイパスフィ
ルタと同一である。第１−３回路のハイパスフィルタの
出力は、直流電圧増幅部の正入力端子に入力され、８倍
の直流電圧利得を得る。なお、直流電圧増幅部が含む増
幅器の負入力端子と出力端子とを第１−３回路が含まれ
る半導体集積回路に接続可能な端子として設けることに
より、例えば、当該端子間に外付け部品の抵抗を接続し
て第１−３回路が含む直流電圧増幅部の直流電圧利得を
２倍〜８倍の間で調整することが可能である。その結
果、第１の電圧増幅部１０３が入力信号に与えることが
できる全体の直流電圧利得は、５，０００倍〜２０，０
００倍（５０×５０×２倍〜５０×５０×８倍）の間で
変更することができる。 次に、第２の電圧増幅部１０
４の動作について詳細に説明する。第２の電圧増幅部１
０４は、第２−１回路、第２−２回路、および第２−３
回路が含む各素子に与えられた仕様が第１の電圧増幅部
１０３と異なっている。なお、第２−２回路および第２
−３回路が含むスイッチトキャパシタの等価抵抗の値お
よびハイパスフィルタのカットオフ周波数算出式は、上
記の式（１）および式（２）と同様であるので省略す
る。第２−１回路が含むローパスフィルタは、７００ｋ
Ωの内蔵抵抗と１ｎＦの外付けコンデンサとを含んでお
り、そのカットオフ周波数は２２７Ｈｚである。第２−
２回路および第２−３回路が含むハイパスフィルタは、
６５ｐＦのコンデンサと１ｐＦのスイッチトキャパシタ
とを含む。スイッチトキャパシタは、クロックｆ２＝１
０ｋＨｚで充電／放電を行うから１００ＭＥＧΩの抵抗
と等価であり、また、そのカットオフ周波数は、２４．
５ｋＨｚである。ここで、第２−１回路の直流電圧利得
は４０倍、第２−２回路の直流電圧利得は２５倍、第２
−３回路の直流電圧利得は４倍であるから、第２の電圧
増幅部１０４は、入力信号に対して４，０００倍（４０
×２５×４）の全体の直流電圧利得を与えることができ
る。

【００３４】次に、クロック生成部１１０が、クロック
ｆ１およびｆ２を生成している理由について説明する。
いま、単一のクロック１０ｋＨｚが第１および第２の電
圧増幅部１０３および１０４に供給されているとする。
第１および第２の電圧増幅部１０３および１０４が含む
スイッチトキャパシタは、上記単一のクロック１０ｋＨ
ｚで充電／放電を行う。このとき、第２の電圧増幅部１
０４は、上記仕様のままで入力される信号を処理するこ
とができる。しかし、第１の電圧増幅部１０３の第１−
２回路および第１−３回路が含むハイパスフィルタは、
１０ｋＨｚのクロックのもとで上記と同等のカットオフ
周波数を得るためにコンデンサを６５０ｐＦに、スイッ
チトキャパシタのコンデンサを０．１ｐＦにそれぞれ変
更する必要が生じる。いま、６５０ｐＦのコンデンサを
半導体集積回路上で実現するために、０．００１３８ｐ
Ｆ／μｍ² のコンデンサを用いるとすると、その面積
は、４７１，０１４．４９２８μｍ２ となる。また、
既に述べたように、ＩＣ回路全体の面積はここでは８，
６８０，０００μｍ² である。占有面積を計算する
と、 ４７１，０１４．４２９８／８，６８０，０００＝０．
０５４ となり、６５０ｐＦのコンデンサ１素子でＩＣ全体の
５．４％を占有することとなる。従って、この組み合わ
せを半導体集積回路上で実現するのは、これらの素子が
占有する面積の観点から困難であるので、当該コンデン
サを外付けにすることによる回路の大型化、部品点数の
増加を招く。そこで、このような事態を回避するために
第１の実施形態では、２つの異なる周波数のクロックを
生成して第１および第２の電圧増幅部１０３および１０
４に供給している。

【００３５】［第２の実施形態］図３は、第２の実施形
態に係る赤外線検出装置の構成を示すブロック図であ
る。図３から明らかなように、赤外線検出装置２００
は、赤外線検出装置１００が備えるクロック生成部１１
０をクロック生成部２１０に変更したものである。従っ
て、図３において図２と同じ構成については、参照番号
を同一としてその詳細な説明を省略する。赤外線検出装
置２００は焦電素子１０１と、Ｉ／Ｖ変換部１０２と、
第１の電圧増幅部１０３と、第２の電圧増幅部１０４
と、人体検知部１０５と、ポップコーンノイズ検知部１
０６と、制御部１０７と、スイッチ回路１０８と、クロ
ック生成部２１０とを備えている。

【００３６】図４は、第１および第２の電圧増幅部１０
３および１０４と、クロック生成部２１０との詳細を示
す図である。クロック生成部２１０は、クロックｆ１を
生成するクロック生成部（以下、第１のクロック生成部
と称す）と、クロックｆ２を生成するクロック生成部
（以下、第２のクロック生成部と称す）とを含んでい
る。第１のクロック生成部は、１００Ｈｚのクロックｆ
１を生成して、第１の電圧増幅部１０３に供給する。第
２のクロック生成部は、１０ｋＨｚのクロックを生成し
て、第２の電圧増幅部１０４に供給する。

【００３７】上記の構成により、設計者等は、第１のク
ロック生成部を構成するＣＲ発振回路が含むコンデンサ
を外付け部品とし、その仕様を変更することにより、第
１の電圧増幅部１０３が含むハイパスフィルタのカット
オフ周波数を変更することができる。また、第２の電圧
増幅部１０４が含むハイパスフィルタのカットオフ周波
数を変更する必要がなければＣＲ発信回路が含む抵抗お
よびコンデンサを共に半導体集積回路上に実装し、変更
する必要があれば抵抗またはコンデンサのどちらか一方
を外付けにすればよい。以上のように、赤外線検出装置
２００は、第２の電圧増幅部１０４が含むハイパスフィ
ルタのカットオフ周波数と、第１の電圧増幅部１０３が
含むハイパスフィルタのカットオフ周波数とを別個独立
して調整することができるので、必要に応じて外付け部
品の削減および回路の小型化を実現することができる。

【００３８】［第３の実施形態］図５は、本発明の第３
の実施形態に係る赤外線検出装置を示すブロック図であ
る。赤外線検出装置３００は、焦電素子１０１と、Ｉ／
Ｖ変換部１０２と、電圧増幅部３０５と、検知部３０７
と、制御部１０７と、スイッチ回路３０９と、クロック
生成部３１０とを備えている。クロック生成部３１０
は、クロックｆ１およびクロックｆ１とを生成して出力
する。なお、クロックｆ１とクロックｆ１とは逆位相で
ある。なお、第１および第２の実施形態と同一の構成に
ついては、参照番号を同一とし、詳細な説明を省略す
る。電圧増幅部３０５は、人体の移動による電気信号の
処理およびポップコーンノイズによる電気信号の処理を
クロックｆ１およびクロックｆ１に基づいて時分割で行
い、検知部３０７に出力する。検知部３０７は、しきい
値を越える信号が入力したときに当該信号を増幅した信
号を出力する。検知部３０７の詳細な動作については後
述する。

【００３９】図６は、電圧増幅部３０５と、検知部３０
７と、クロック生成部３１０との詳細を示す図である。
電圧増幅部３０５は、３段に従属接続された回路（以
下、それぞれ第３−１回路、第３−２回路、第３−３回
路と称す）を含んでいる。第３−１回路は、入力部の抵
抗となる２０ｐＦおよび１２．５ｐＦのコンデンサと、
増幅器と、帰還部の７ｐＦおよび４００ｐＦのコンデン
サと、増幅器の帰還抵抗となる１ｐＦおよび０．５ｐＦ
のスイッチトキャパシタとを含む、ローパスアクティブ
フィルタである。第３−２回路は、入力部の６５ｐＦお
よび４．５ｎＦのコンデンサと、２つの１ｐＦのスイッ
チトキャパシタとで構成されるハイパスフィルタと、２
０ｋΩおよび９８０ｋΩの抵抗と増幅器とで構成される
直流電圧増幅部とを含んでいる。第３−３回路は、第３
−２回路と同一のハイパスフィルタと、２５０ｋΩおよ
び７５０ｋΩの抵抗と増幅器とで構成される直流電圧増
幅部とを含んでいる。検知部３０７は、増幅器３１７お
よび３１８と、出力部３１９とを含む、いわゆるウイン
ドウコンパレータである。増幅器３１７および３１８
は、電圧のハイレベル側およびローレベル側にそれぞれ
しきい値（ここでは、ＶＷＨおよびＶＷＬ）が常に入力
されており、電圧増幅部３０５から入力される信号がい
ずれかのしきい値を越えた場合にのみ、増幅した信号を
出力する性質を有している。出力部３１９は増幅器３１
７または３１８から出力があった時点で選択されている
端子に信号を出力する。クロック生成部３１０は、４
４．５ｐＦのコンデンサと１ＭＥＧΩの抵抗とを含む、
ＣＲ発信回路と、当該ＣＲ発信回路で生成されたクロッ
ク信号の位相を反転する反転部とを含んでおり、クロッ
クｆ１およびクロックｆ１と逆位相のクロックｆ１を出
力する。

【００４０】次に、赤外線検出装置３００の動作につい
て説明する。焦電素子１０１は、検知エリア内から輻射
される赤外線量に応じたレベルの電流をＩ／Ｖ変換部１
０２に出力する。Ｉ／Ｖ変換部１０２は、焦電素子１０
１から電流を入力し、電圧に変換して電圧増幅部３０５
に出力する。電圧増幅部３０５は、クロック生成部３１
０が出力するクロックｆ１およびクロックｆ１に基づい
て人体の移動およびポップコーンノイズによって発生し
た信号を処理して検知部３０７に出力する。いま、電圧
増幅部３０５は、クロックｆ１がハイレベルのときに、
人体の移動による信号を、クロックｆ１がハイレベルの
ときにポップコーンノイズによる信号をそれぞれ処理し
て出力するとする。

【００４１】まず、クロックｆ１がハイレベルのとき、
すなわち人体の移動による信号の処理時の赤外線検出装
置３００の動作について説明する。Ｉ／Ｖ変換部１０２
から出力された信号は、まず第３−１回路に入力され
る。このとき、第３−１回路入力部のスイッチトキャパ
シタは１２．５ｐＦのコンデンサ、増幅部の帰還部の抵
抗となるスイッチトキャパシタは、０．５ｐＦのコンデ
ンサを選択し、帰還部のコンデンサは４００ｐＦのコン
デンサが選択される。いま、クロックｆ１＝１０ｋＨｚ
とすると、第３−１回路入力部のスイッチトキャパシタ
の等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１０ｋ×１２．５ｐ）＝８ＭＥＧΩ となり、増幅部の帰還部の抵抗となるスイッチトキャパ
シタの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１０ｋ×０．５ｐ）＝２０００ＭＥＧΩ となり、カットオフ周波数は、 ｆｃ＝１／（２π×２００ＭＥＧ×４００ｐ）＝２Ｈｚ となる。なお、第３−１回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、２５倍である。

【００４２】次に、信号は第３−２回路に入力される。
第３−２回路のハイパスフィルタ入力部のコンデンサ
は、４．５ｎＦのものが選択される。また、２つのスイ
ッチトキャパシタのコンデンサは、共に１ｐＦで、クロ
ックｆ１またはクロックｆ１がハイレベルのとき、一方
が充電され、他方が放電される。クロックｆ１は、１０
ｋＨｚであるから、第３−２回路のスイッチトキャパシ
タの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１０ｋ×１ｐ）＝１００ＭＥＧΩ となり、カットオフ周波数ｆｃは、 ｆｃ＝１／（２π×１００ＭＥＧ×４．５ｎ）＝０．３
５Ｈｚ となる。なお、第３−２回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、５０倍である。なお、第３−３回路のハイパ
スフィルタは、第３−２回路のハイパスフィルタと同一
であるので詳細な説明は省略する。また、第３−３回路
の直流電圧増幅部の直流電圧利得は、４倍である。

【００４３】次に、クロックｆ１がハイレベルであると
き、すなわちポップコーンノイズによる信号処理時の赤
外線検出装置３００の動作について説明する。まず、Ｉ
／Ｖ変換部１０２から出力された信号は、まず第３−１
回路に入力される。このとき、第３−１回路の入力部の
スイッチトキャパシタは、２０ｐＦのコンデンサを、増
幅部の帰還部の抵抗となるスイッチトキャパシタは、１
ｐＦのコンデンサを選択し、帰還部のコンデンサは、７
ｐＦのコンデンサが選択される。クロックｆ１の周波数
は１０ｋＨｚであるから、第３−１回路入力部のスイッ
チトキャパシタの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１０ｋ×２０ｐ）＝５ＭＥＧΩ となり、増幅部の帰還部の抵抗となるスイッチトキャパ
シタの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１０ｋ×１ｐ）＝１０００ＭＥＧΩ となり、カットオフ周波数ｆｃは、 ｆｃ＝１／（２π×１００ＭＥＧ×７ｐ）＝２２７Ｈｚ となる。なお、第３−１回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、２０倍である。

【００４４】次に、信号は第３−２回路に入力される。
第３−２回路のハイパスフィルタ入力部のコンデンサ
は、６５ｐＦのものが選択されている。また、接地され
ているスイッチトキャパシタは既に述べたように１ｐＦ
が選択されている。クロックｆ１は、１０ｋＨｚである
から、第３−２回路の接地されているスイッチトキャパ
シタの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１０ｋ×１ｐ）＝１００ＭＥＧΩ となり、カットオフ周波数は、 ｆｃ＝１／（２π×１００ＭＥＧ×６５ｐ）＝２４．５
Ｈｚ となる。なお、第３−２回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、人体の移動による信号の処理時と同様に５０
倍である。なお、第３−３回路のハイパスフィルタは、
第３−２回路と同一であるので詳細な説明は省略する。
また、第３−３回路が含む直流電圧増幅部の直流電圧利
得は、４倍である。

【００４５】人体の移動による信号およびポップコーン
ノイズによる信号は、上記のように電圧増幅部３０５で
処理され、時分割で出力される。すなわち、電圧増幅部
３０５は、クロックｆ１がハイレベルのときは、人体の
移動による信号を出力し、クロックｆ１がハイレベルの
ときは、ポップコーンノイズによる信号を検知部３０７
に出力する。検知部３０７はウインドウコンパレータで
あり、しきい値と入力信号レベルとを比較し、クロック
ｆ１がハイレベルのときは、比較結果を人体検知信号と
して出力し、クロックｆ１がハイレベルのときは、比較
結果をポップコーンノイズ検知信号として制御部１０７
に出力する。制御部１０７は、検知部３０７から信号が
入力されると、スイッチ回路１０８を操作してＩ／Ｖ変
換部１０２の変換インピーダンスを下げる。これによ
り、赤外線検出装置３００は、ポップコーンノイズの影
響を抑圧して誤動作を回避することができる。

【００４６】［第４の実施形態］第４の実施形態に係る
赤外線検出装置は、クロック生成部（図示せず）と、電
圧増幅部が含むコンデンサの仕様とが赤外線検出装置３
００と異なるのみであり、その他の構成は同じである。
従って、クロック生成部および電圧増幅部４０５以外の
構成については参照番号を同一としてその詳細な説明を
省略すると共に、赤外線検出装置４００の構成を示すブ
ロック図には、第３の実施形態に示した図５を代用す
る。

【００４７】図７は、電圧増幅部４０５と、検知部４０
７の詳細を示す図である。電圧増幅部４０５は、３段に
従属接続された回路（以下、それぞれ第４−１回路、第
４−２回路、第４−３回路と称す）を含んでいる。第４
−１回路は、入力部の抵抗となる２０ｐＦおよび２５ｐ
Ｆのコンデンサと、増幅器と、帰還部の９ｐＦおよび８
ｐＦのコンデンサと、増幅器の帰還抵抗となる２つの１
ｐＦのスイッチトキャパシタとを含むローパスアクティ
ブフィルタである。第４−２回路は、入力部の８３ｐＦ
および４５ｐＦのコンデンサと、２つの１ｐＦのスイッ
チトキャパシタとで構成されるハイパスフィルタと、２
０ｋΩおよび９８０ｋΩの抵抗と増幅器とで構成される
直流電圧増幅部とを含んでいる。第４−３回路は、第４
−２回路と同一のハイパスフィルタと、２５０ｋΩおよ
び７５０ｋΩの抵抗と増幅器とで構成される直流電圧増
幅部とを含んでいる。検知部４０７は、増幅器４１７お
よび４１８と、出力部４１９とを含む、いわゆるウイン
ドウコンパレータである。増幅器４１７および４１８
は、電圧のハイレベル側およびローレベル側にそれぞれ
しきい値（ここでは、ＶＷＨおよびＶＷＬ）が常に入力
されており、電圧増幅部４０５から入力される信号がい
ずれかのしきい値を越えた場合にのみ、増幅した信号を
出力する性質を有している。出力部４１９は、増幅器４
１７または４１８から出力があった時点で選択されてい
る端子に信号を出力する。

【００４８】図８は、赤外線検出装置４００が備える、
クロック生成部が生成するクロックｆ１およびｆ２の波
形を示す図である。ここで、クロックｆ１＝１００Ｈ
ｚ、クロックｆ２＝１２．８ｋＨｚである。しかし、単
にクロック周波数が異なるだけではクロックｆ１および
ｆ２が同時にハイレベルになる可能性がある。この場
合、電圧増幅部４０５が含むスイッチトキャパシタ等が
誤動作を行う。そこで、クロックｆ１とクロックｆ２と
が同時にハイレベルになることがないように、クロック
ｆ１がハイレベルを示す時間長は、クロックｆ２がハイ
レベルを示す時間長と同じか、もしくは短く設定されて
いる。電圧増幅部４０５は、人体の移動による電気信号
の処理およびポップコーンノイズによる電気信号の処理
をクロックｆ１およびクロックｆ２に基づいて行い、時
分割で検知部４０７に出力する。検知部４０７は、しき
い値を越える信号が入力したときに当該信号を増幅した
信号を出力する。なお、クロック生成部は、上記のクロ
ックｆ１およびｆ２を生成することができれば特にその
構成を限定しない。

【００４９】次に、再び図５および図７を参照して、赤
外線検出装置４００の動作について説明する。焦電素子
１０１は、検知エリア内から輻射される赤外線量に応じ
たレベルの電流をＩ／Ｖ変換部１０２に出力する。Ｉ／
Ｖ変換部１０２は、焦電素子１０１から電流を入力し、
電圧に変換して電圧増幅部４０５に出力する。電圧増幅
部４０５は、図示しないクロック生成部が生成した図８
に示す波形を有する、クロックｆ１およびｆ２に基づい
て人体の移動およびポップコーンノイズによって発生し
た信号を処理して検知部４０７に出力する。いま、電圧
増幅部３０５は、クロックｆ１がハイレベルのときに、
人体の移動による信号を、クロックｆ２がハイレベルの
ときにポップコーンノイズによる信号をそれぞれ処理し
て出力するとする。

【００５０】まず、クロックｆ１がハイレベルのとき、
すなわち人体の移動による信号の処理時の赤外線検出装
置４００の動作について説明する。Ｉ／Ｖ変換部１０２
から出力された信号は、まず第４−１回路に入力され
る。このとき、第４−１回路入力部のスイッチトキャパ
シタは、２５ｐＦのコンデンサ、増幅部の帰還部の抵抗
となるスイッチトキャパシタは、１ｐＦのコンデンサを
選択し、帰還部のコンデンサは、８ｐＦのコンデンサが
選択される。いま、クロックｆ１＝１００Ｈｚであるの
で、第４−１回路入力部のスイッチトキャパシタの等価
抵抗は、 Ｒ＝１／（１００×２５ｐ）＝４００ＭＥＧΩ となり、増幅部の帰還部の抵抗となるスイッチトキャパ
シタの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１００×１ｐ）＝１０ＧΩ となり、カットオフ周波数は、 ｆｃ＝１／（２π×１０ＧΩ×８ｐ）＝２Ｈｚ となる。なお、第４−１回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、２５倍である。

【００５１】次に、信号は第４−２回路に入力される。
第４−２回路のハイパスフィルタ入力部のコンデンサ
は、４５ｐＦのものが選択される。また、２つのスイッ
チトキャパシタのコンデンサは、共に１ｐＦで、クロッ
クｆ１ハイレベルのとき（クロックｆ２がローレベルの
とき）、または、クロックｆ２がハイレベルのとき（ク
ロックｆ１がローレベルのとき）一方が充電され、他方
が放電される。クロックｆ１は、１００Ｈｚであるか
ら、第４−２回路のスイッチトキャパシタの等価抵抗
は、 Ｒ＝１／（１００×１ｐ）＝１０ＧΩ となり、カットオフ周波数ｆｃは、 ｆｃ＝１／（２π×１０Ｇ×４５ｐＦ）＝０．３５Ｈｚ となる。なお、第４−２回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、５０倍である。なお、第４−３回路のハイパ
スフィルタは、第４−２回路のハイパスフィルタと同一
であるので詳細な説明は省略する。なお、第４−３回路
の直流電圧増幅部の直流電圧利得は、４倍である。

【００５２】次に、クロックｆ２がハイレベルであると
き、すなわちポップコーンノイズによる信号処理時の赤
外線検出装置４００の動作について説明する。まず、Ｉ
／Ｖ変換部１０２から出力された信号は、まず第４−１
回路に入力される。このとき、第４−１回路の入力部の
スイッチトキャパシタは、２０ｐＦのコンデンサを、増
幅部の帰還部の抵抗となるスイッチトキャパシタは、１
ｐＦのコンデンサを選択し、帰還部のコンデンサは、９
ｐＦのコンデンサが選択される。クロックｆ２の周波数
は１２．８ｋＨｚであるから、第４−１回路入力部のス
イッチトキャパシタの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１２．８ｋ×２０ｐ）＝３．９ＭＥＧΩ となり、増幅部の帰還部の抵抗となるスイッチトキャパ
シタの等価抵抗は、 Ｒ＝１／（１２．８ｋ×１ｐ）＝７８ＭＥＧΩ となり、カットオフ周波数ｆｃは、 ｆｃ＝１／（２π×７８ＭＥＧ×９ｐ）＝２２７Ｈｚ となる。なお、第４−１回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、５０倍である。

【００５３】次に、信号は、第４−２回路に入力され
る。第４−２回路のハイパスフィルタ入力部のコンデン
サは、８３ｐＦのものが選択されている。スイッチトキ
ャパシタの等価抵抗は、７８ＭＥＧΩであるので、カッ
トオフ周波数ｆｃは、 ｆｃ＝１／（２π×７８ＭＥＧ×８３ｐ）＝２４．５Ｈ
ｚ となる。なお、第４−２回路の直流電圧増幅部の直流電
圧利得は、人体の移動による信号の処理時と同様に５０
倍である。なお、第４−３回路のハイパスフィルタは、
第４−２回路と同一であるので詳細な説明は省略する。
なお、第４−３回路が含む直流電圧増幅部の直流電圧利
得は、４倍である。

【００５４】人体の移動による信号およびポップコーン
ノイズによる信号は、上記のように電圧増幅部４０５で
処理され、時分割で出力される。すなわち、電圧増幅部
４０５は、クロックｆ１がハイレベルのときは、人体の
移動による信号を出力し、クロックｆ２がハイレベルの
ときは、ポップコーンノイズによる信号を検知部４０７
に出力する。検知部４０７はウインドウコンパレータで
あり、しきい値と入力信号レベルとを比較し、クロック
ｆ１がハイレベルのときは、比較結果を人体検知結果と
して出力し、クロックｆ２がハイレベルのときは、比較
結果を制御部１０７に出力する。制御部１０７は、検知
部４０７から信号が入力されると、スイッチ回路１０８
を操作してＩ／Ｖ変換部１０２の変換インピーダンスを
下げる。これにより、赤外線検出装置４００は、ポップ
コーンノイズの影響を抑圧して誤動作を回避することが
できる。

【００５５】上記のように、第３および第４の実施形態
においては、単一の増幅部を用いて人体検出およびポッ
プコーンノイズの検出を行っている。従って、第１およ
び第２の実施形態よりも、さらなる回路の小型化を実現
することができる。なお、以上の実施形態において、従
来品と同等の周波数特性を得るために各素子には具体的
な仕様を与えたがこれに限定されるものではない。赤外
線検出装置に求められる性能に応じて各素子の仕様も変
更され得る。また、回路構成も初段のローパスフィル
タ、２段目および３段目のハイパスフィルタの順序に限
定されるものではない。また、直流電圧増幅を行う増幅
器に付属する抵抗は、その比（例えば、第１−１回路の
２０ｋΩと９８０ｋΩとの比）が一定であればよく、絶
対値は変更されてもよい。

【００５６】

【発明の効果】上記のように、第１の発明によれば、ク
ロック生成手段が生成するクロックに基づいて人体とポ
ップコーンノイズとを区別して検出することができる。

【００５７】上記のように、第２の発明によれば、フィ
ルタ部に不可欠な抵抗をスイッチトキャパシタで構成す
ることにより等価的に数十ＭＥＧΩ〜数十ＧΩの高抵抗
を半導体回路内に内蔵することができるので、従来、外
付け部品でなければ対応できなかったコンデンサの値を
小さくして、半導体回路内に内蔵することができ、外付
け部品を削減することができる。さらに、上記の高抵抗
は、半導体回路内で占有する面積が大きいという問題が
あったが、これを、小面積のコンデンサでおきかえて、
半導体回路内の面積的な余裕を生み出すことができる。

【００５８】上記のように、第３の発明によれば、異な
る２つの周波数のクロックを用いるため、第１の電圧増
幅部が透過する周波数帯域と第２の電圧増幅部が透過す
る周波数帯域に応じてフィルタ手段の時定数を決定する
コンデンサおよび抵抗を、例えば半導体集積回路内に内
蔵し、回路を小型化することができる。

【００５９】上記のように、第４の発明によれば、２つ
の異なる周波数のクロックを別個独立の発信手段が生成
しているので、第１および第２の電圧増幅部が含むフィ
ルタの特性を独立して調整することができる。

【００６０】上記のように、第５の発明によれば、所定
のしきい値を越える場合にのみ人体検知信号またはポッ
プコーンノイズ検知信号が出力されるので、微少なノイ
ズを検知することによる誤報を防止することができる。

【００６１】上記のように、第６の発明によれば、直流
電圧増幅部に、オフセットの影響が生じない範囲で高い
利得を持たせることができる。

【００６２】上記のように、第７の発明によれば、単一
の電圧増幅部によって人体検知およびポップコーンノイ
ズ検知を行うことができるので、赤外線検出装置を小型
化できる。

【００６３】上記のように、第８の発明によれば、少な
くとも１つのアクティブフィルタを用いているので単一
の電圧増幅部で人体の移動に係る信号およびポップコー
ンノイズに係る信号を処理することとしても直流電圧利
得を個別に与えることができる。

【００６４】上記のように、第９の発明によれば、２つ
の異なる周波数のクロックを個別独立したクロック生成
部で生成しているので、人体検知に適したクロック周波
数と、ポップコーンノイズ検出に適したクロック周波数
とをそれぞれ設定して、高精度な検出を行うことができ
る。

【００６５】上記のように、第１０の発明によれば、ス
イッチトキャパシタの動作を円滑に維持することができ
る。

【００６６】上記のように、第１１の発明によれば、所
定のしきい値を越える場合にのみ人体検知信号またはポ
ップコーンノイズ検知信号が出力されるので、微少なノ
イズを検知することによる誤報を防止することができ
る。

【００６７】上記のように、第１２の発明によれば、直
流電圧増幅部に、オフセットの影響が生じない範囲で高
い利得を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る赤外線検出装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】第１の実施形態に係る第１および第２の電圧増
幅部およびクロック生成部の詳細を示す図である。

【図３】第２の実施形態に係る赤外線検出装置の構成を
示すブロック図である。

【図４】第２の実施形態に係る第１および第２の電圧増
幅部およびクロック生成部の詳細を示す図である。

【図５】第３および第４の実施形態に係る赤外線検出装
置の構成を示すブロック図である。

【図６】第３の実施形態に係る電圧増幅部、検知部およ
びクロック生成部の詳細を示す図である。

【図７】第４の実施形態に係る電圧増幅部、検知部の詳
細を示す図である。

【図８】第４の実施形態に係るクロック生成部が生成す
るクロック波形を示す図である。

【図９】従来の赤外線検出装置の構成例を示すブロック
図である。

【図１０】従来の第１および第２の電圧増幅部の詳細を
示す図である。

【符号の説明】

１０１ 焦電素子 １０２ Ｉ／Ｖ変換部 １０３ 第１の電圧増幅部 １０４ 第２の電圧増幅部 １０５ 人体検知部 １０６ ポップコーンノイズ検知部 １０７ 制御部 １０８ スイッチ回路 １１０，２１０，３１０ クロック生成部 ３０５，４０５ 電圧増幅部 ３０７，４０７ 検知部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 裕司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 松田 啓史 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 村山 ▲頼▼信 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AB02 BA13 BC03 BC14 BC22 CA12 DA20

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知空間における赤外線輻射エネルギー
   の変化を検知する赤外線検出装置であって、 検知した赤外線の輻射エネルギーの変化を電流に変換し
   て出力する赤外線／電流変換手段と、 前記赤外線／電流変換手段が出力した電流を電圧に変換
   する電流／電圧変換手段と、 前記電流／電圧変換手段から入力された信号から人体の
   移動に係る信号を選択的に処理して出力する第１の電圧
   増幅手段と、 前記電流／電圧変換手段から入力された信号からポップ
   コーンノイズに係る信号を選択的に処理して出力する第
   ２の電圧増幅手段と、 前記第１および第２の電圧増幅手段にクロックを出力す
   るクロック生成手段と、 前記第１の電圧増幅手段から入力された信号が所定のレ
   ベルを越える場合に人体検知信号を出力する人体検知手
   段と、 前記第２の電圧増幅手段から入力された信号が所定のレ
   ベルを越える場合にポップコーンノイズ検知信号を出力
   するポップコーンノイズ検知手段と、 ポップコーンノイズ検知信号が入力されたときは、予め
   定められた時間だけ前記電流／電圧変換手段の出力を制
   御する制御手段とを備え、 前記第１および第２の電圧増幅部は、前記クロックに基
   づいて所定の周波数成分を選択的に増幅することを特徴
   とする、赤外線検出装置。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の電圧増幅手段は、 入力された信号のうち人体の移動により発生した信号の
   処理およびポップコーンノイズにより発生した信号の処
   理を行うのに適当な周波数成分を透過および増幅する１
   つ以上の電圧増幅部を含み、 さらに、 前記電圧増幅部は、少なくとも１つ以上のスイッチトキ
   ャパシタを含むフィルタ部と増幅部との従属接続で構成
   され、 前記クロック生成手段は、前記スイッチトキャパシタの
   充電／放電周期を規定するためのクロックを出力するこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の赤外線検出装置。
3. 【請求項３】 前記クロック生成手段は、 前記スイッチトキャパシタを動作させるためのクロック
   を発生する発振手段と、 前記発振手段が発生したクロックを分周して異なる周波
   数のクロックを生成する分周手段とを含み、 前記発振手段は、第２のクロックを発生して前記第２の
   電圧増幅部および前記分周手段に出力し、 前記分周手段は、入力されたクロックを分周して第１の
   クロックを生成して前記第１の電圧増幅部に出力し、 前記第２および第１の電圧増幅部に含まれる前記スイッ
   チトキャパシタは、前記第２および第１のクロックがハ
   イレベルまたはローレベルのときに充電／放電すること
   を特徴とする、請求項２に記載の赤外線検出装置。
4. 【請求項４】 前記クロック生成手段は、異なる周波数
   のクロックを発生する第１および第２のクロック発生手
   段を含み、 前記第１のクロック発生手段は、発生した第１のクロッ
   クを前記第１の電圧増幅部に出力し、 前記第２のクロック発生手段は、発生した第２のクロッ
   クを前記第２の電圧増幅部に出力し、 前記第１および第２の電圧増幅部に含まれる前記スイッ
   チトキャパシタは、前記第１および第２のクロックがハ
   イレベルまたはローレベルのときに充電／放電すること
   を特徴とする、請求項２に記載の赤外線検出装置。
5. 【請求項５】 前記人体検知手段および前記ポップコー
   ンノイズ検知手段は、予めしきい値を所持しており、入
   力される人体検知に係る信号およびポップコーンノイズ
   に係る信号のレベルがそれぞれ当該しきい値のレベルを
   越える場合に、人体検知信号およびポップコーンノイズ
   検知信号を出力することを特徴とする、請求項２に記載
   の赤外線検出装置。
6. 【請求項６】 前記電圧増幅部のうち少なくとも１つ以
   上はＣＲフィルタ部と直流電圧増幅部とが従属接続され
   ていることを特徴とする、請求項２に記載の赤外線検出
   装置。
7. 【請求項７】 検知空間における赤外線輻射エネルギー
   の変化を検知する赤外線検出装置であって、 検知した赤外線の輻射エネルギーの変化を電流に変換し
   て出力する赤外線／電流変換手段と、 前記赤外線／電流変換手段が出力した電流を電圧に変換
   して出力する電流／電圧変換手段と、 前記電流／電圧変換手段から入力された信号から人体の
   移動に係る信号およびポップコーンノイズによる信号を
   時分割で処理して出力する電圧増幅手段と、 前記電圧増幅手段から時分割で入力される人体の移動ま
   たはポップコーンノイズに係る信号が所定のレベルを越
   える場合に、選択している端子に人体検知信号またはポ
   ップコーン検知信号を出力する検知手段と、 前記電圧増幅手段および前記検知手段にクロックを出力
   するクロック生成手段と、 前記検知手段からポップコーンノイズ検知信号が入力さ
   れたときは、予め定められた時間だけ前記電流／電圧変
   換手段の出力を制御する制御手段とを備え、 前記電圧増幅手段は、前記クロックに基づいて時分割で
   人体の移動またはポップコーンノイズに係る信号を出力
   し、前記検知手段は前記クロックに基づいて選択した端
   子に人体検知信号またはポップコーンノイズ検知信号を
   出力することを特徴とする、赤外線検知装置。
8. 【請求項８】 前記電圧増幅手段は、 入力された信号のうち人体の移動により発生した信号の
   処理およびポップコーンノイズにより発生した信号の処
   理を行うのに適当な周波数成分を時分割で透過および増
   幅する１つ以上の電圧増幅部を含み、 さらに、 前記電圧増幅部は、少なくとも１つ以上のスイッチトキ
   ャパシタを含む、フィルタ部または１つ以上のアクティ
   ブフィルタ部と増幅部との従属接続で構成され、 前記クロック生成手段は、前記スイッチトキャパシタの
   充電／放電周期と前記検知手段の端子選択周期とを規定
   するクロックを生成することを特徴とする、請求項７に
   記載の赤外線検出装置。
9. 【請求項９】 前記クロック発生手段は、異なる周波数
   のクロックを発生する第１および第２のクロック発生手
   段を含み、 前記第１のクロック発生手段は、発生した第１のクロッ
   クを前記第１の電圧増幅部および前記検知手段に出力
   し、 前記第２のクロック発生手段は、発生した第２のクロッ
   クを前記第２の電圧増幅部および前記検知手段に出力
   し、 前記第１または第２のクロックがそれぞれハイレベルま
   たはローレベルのときに前記電圧増幅部に含まれる前記
   スイッチトキャパシタは、所定の端子を選択して充電／
   放電を行い、 前記検知手段は、前記第１のクロックがハイレベルまた
   はローレベルのときに人体検知信号を出力する端子を選
   択し、前記第２のクロックがハイレベルまたはローレベ
   ルのときにポップコーンノイズ検出信号を出力する端子
   を選択することを特徴とする、請求項８に記載の赤外線
   検出装置。
10. 【請求項１０】 前記第１のクロックおよび第２のクロ
    ックは、同時にハイレベルまたはローレベルとならない
    ように前記第１のクロックがハイレベルとなる区間の時
    間長が前記第２のクロックがローレベルになる区間の時
    間長と同じか短いことを特徴とする、請求項９に記載の
    赤外線検出装置。
11. 【請求項１１】 前記検知手段は、 前記電圧増幅手段から入力される人体の移動に係る信号
    またはポップコーンノイズに係る信号と継続的に入力さ
    れているしきい値とをそれぞれ比較して、人体の移動に
    係る信号がしきい値を越える場合に人体検知信号を、ポ
    ップコーンノイズに係る信号がしきい値を越える場合に
    ポップコーンノイズ検知信号をクロックに基づいて選択
    している端子に出力することを特徴とする、請求項８に
    記載の赤外線検出装置。
12. 【請求項１２】 前記電圧増幅部のうち少なくとも１つ
    以上はＣＲフィルタ部と直流増幅部とが従属接続されて
    いることを特徴とする、請求項８に記載の赤外線検出装
    置。