JP2008292341A - Infrared ray sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば検出の閾値の差が大きい二以上の検出対象物を一つで検出することが可能な赤外線センサ装置に関するものである。 The present invention relates to an infrared sensor device capable of detecting, for example, two or more detection objects having a large difference in detection threshold.
従来、人の検出だけでなく火災等の場合の炎を検出する場合には、可視光画像センサと熱画像センサとを組み合わせて検出を行っている。 Conventionally, when detecting a flame in the case of a fire or the like as well as human detection, detection is performed by combining a visible light image sensor and a thermal image sensor.
例えば、特許文献1においては、可視カメラからの可視監視画像を得て、これを画像処理することにより火災や発煙等の異常内容と監視画像内の異常発生場所を記憶し、赤外線カメラから熱監視画像を得て、これを画像処理することにより火災や発煙等の異常内容と監視画像内の異常発生場所を記憶し、これら二系統の記憶情報を用いて総合的にCPUが判断を行うことで安定した監視を行うシステムが示されている For example, in Patent Document 1, a visible monitoring image is obtained from a visible camera, and the image is processed to store abnormal contents such as fire and smoke, and the abnormality occurrence location in the monitoring image, and thermal monitoring is performed from an infrared camera. By obtaining an image and processing it, the contents of the abnormality such as fire and smoke and the location of the abnormality in the monitoring image are stored, and the CPU makes a comprehensive judgment using these two types of stored information. A system for stable monitoring is shown
また、特許文献2には、一つの赤外線センサを用い、人体用増幅回路と炎用増幅回路とを設け、通常時はスイッチにより赤外線センサの出力を人体用増幅回路により増幅して監視を行い、この場合に40゜C以上の高温を検出した場合に上記スイッチにより赤外線センサの出力を炎用増幅回路により増幅して火災検出及び人体検出を行うシステムが示されている。 Further, in Patent Document 2, a single infrared sensor is used, and a human body amplification circuit and a flame amplification circuit are provided. In normal times, the output of the infrared sensor is amplified by a human body amplification circuit with a switch and monitored. In this case, when a high temperature of 40 ° C. or higher is detected, a system for detecting a fire and a human body by amplifying the output of an infrared sensor by a flame amplifier circuit using the switch is shown.
上記の通り、従来、人の検出だけでなく火災等の場合の炎を検出する場合には、それぞれに対応するセンサや増幅器が必要であり、構成が大掛かりとなる問題があり、またコスト高につながるおそれがあった。 As described above, conventionally, when detecting a flame in the case of a fire or the like as well as human detection, a sensor and an amplifier corresponding to each of them are necessary, and there is a problem that the configuration becomes large, and the cost is high. There was a risk of connection.
本発明は上記のような従来の監視における現状に鑑みてなされたもので、その目的は、一つのセンサにより一つの閾値に相当する対象物の検出だけでなく上記閾値とは差が大きな閾値によって検出する対象物を峻別可能とする赤外線センサ装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the current situation in conventional monitoring as described above, and its purpose is not only to detect an object corresponding to one threshold value by one sensor but also to a threshold value having a large difference from the above threshold value. An object of the present invention is to provide an infrared sensor device capable of distinguishing objects to be detected.
本発明に係る赤外線センサ装置は、赤外線を検出するセンサダイオードと;センサダイオードに電流値の異なる電流を供給する定電流回路と;定電流回路からセンサダイオードに供給する電流値を制御する制御部と;を具備する赤外線センサ装置において、制御部は、定電流回路から第1の電流を供給させる第1の期間と、第1の電流よりも大きな第2の電流を供給させる第2の期間とにより出力制御することを特徴とする。 An infrared sensor device according to the present invention includes a sensor diode that detects infrared rays; a constant current circuit that supplies currents having different current values to the sensor diode; and a control unit that controls a current value supplied from the constant current circuit to the sensor diode; In the infrared sensor device, the control unit includes a first period for supplying the first current from the constant current circuit and a second period for supplying a second current larger than the first current. It is characterized by output control.
赤外線を検出するセンサダイオードは、赤外線の熱に応じてIV特性に変化が生じるもので、同じ定電流を与えている場合には、例えば、人が検出範囲にある場合と炎が検出範囲にある場合の温度では、前者の場合に比べ後者の場合の出力電圧が大きい。これに対し、人検出の場合と炎検出の場合のために異なる電流を与えることにより、人の存在或いは炎発生の場合に検出に十分大きな出力が得られ、しかも異なる電流のいずれを供給したときであるかを判定する。このように検出の閾値に差がある対象物を検出する。 A sensor diode that detects infrared rays changes in IV characteristics in response to infrared heat. When the same constant current is applied, for example, a person is in the detection range and a flame is in the detection range. In the case temperature, the output voltage in the latter case is larger than that in the former case. On the other hand, by giving different currents for human detection and flame detection, a sufficiently large output can be obtained for detection in the presence of a person or the occurrence of a flame, and when any different current is supplied It is determined whether it is. In this way, an object having a difference in detection threshold is detected.
赤外線センサ装置は、センサダイオードのセルが複数設けられている赤外線イメージセンサを許容する。制御部は、赤外線イメージセンサを構成するLSIに搭載さても良いし、搭載されなくても良い。人であるか炎であるかの判断は、出力レベルを所定閾値と比較するものが好適である。 The infrared sensor device allows an infrared image sensor provided with a plurality of sensor diode cells. The control unit may or may not be mounted on the LSI constituting the infrared image sensor. It is preferable to determine whether the person is a fire or a fire by comparing the output level with a predetermined threshold.
例えば、人の検出だけでなく火災等の場合の炎を検出して峻別可能とすべく、それぞれの場合の出力レベルを大きく異ならせる電流が定電流回路から供給される。一つの定電流回路により異なる電流を供給する構成或いは複数の定電流回路から異なる電流を供給する構成を許容する。 For example, in order to detect not only a person but also a flame in the case of a fire or the like and enable distinction, a current that greatly varies the output level in each case is supplied from a constant current circuit. A configuration in which different currents are supplied by one constant current circuit or a configuration in which different currents are supplied from a plurality of constant current circuits is allowed.
請求項2の本発明に係る赤外線センサ装置では、制御部は、第1の期間と第2の期間とを交互に繰り返して出力制御することを特徴とする。 In the infrared sensor device according to the second aspect of the present invention, the control unit performs output control by alternately repeating the first period and the second period.
請求項3の本発明に係る赤外線センサ装置では、第1の期間におけるセンサダイオードの出力が所定以上である場合に、第1の期間或いは第2の期間のみにロックすることを特徴とする。 In the infrared sensor device according to the third aspect of the present invention, when the output of the sensor diode in the first period is equal to or greater than a predetermined value, the infrared sensor apparatus is locked only in the first period or the second period.
請求項4の本発明に係る赤外線センサ装置では、制御部は、第1の期間では人体を検出する人体検出モードを実行し、第2の期間では火災を検出する火災検出モードを実行することを特徴とする。 In the infrared sensor device according to the present invention of claim 4, the control unit executes a human body detection mode for detecting a human body in the first period, and executes a fire detection mode for detecting a fire in the second period. Features.
本発明に係る赤外線センサ装置は、センサダイオードに電流値の異なる電流を供給するので、それぞれの電流を与えた場合に温度に対応して所要の出力を行うことになり、検出の閾値の差が大きい二以上の検出対象物の場合にそれぞれ十分大きな出力が得られ、異なる電流のいずれを供給したときであるか判定して、検出の閾値の差が大きい二以上の検出対象物を検出して峻別可能である。 Since the infrared sensor device according to the present invention supplies currents having different current values to the sensor diode, when each current is applied, a required output corresponding to the temperature is performed, and the difference in detection threshold is In the case of two or more large detection objects, a sufficiently large output is obtained, and it is determined which of the different currents is supplied, and two or more detection objects having a large difference in detection threshold are detected. It is possible to distinguish.
請求項2の本発明に係る赤外線センサ装置では、第1の期間と第2の期間とを交互に繰り返して出力制御するので、検出の閾値の差が大きい二以上の検出対象物を検出する状態が交互に繰り返されていることになり、適切な監視を可能とする。 In the infrared sensor device according to the second aspect of the present invention, the output is controlled by alternately repeating the first period and the second period, so that two or more detection objects having a large difference in detection threshold are detected. Will be repeated alternately, enabling appropriate monitoring.
請求項3の本発明に係る赤外線センサ装置では、第1の期間におけるセンサダイオードの出力が所定以上である場合に、第1の期間或いは第2の期間のみにロックするので、第1の期間において一つの対象物の検出がなされた場合にこの対象物の検出のみにロックしたり、他の対象物の検出用の電流にロックしたりでき、臨機応変で適切な監視を可能とする。 In the infrared sensor device according to the third aspect of the present invention, when the output of the sensor diode in the first period is greater than or equal to a predetermined value, it is locked only in the first period or the second period. When one object is detected, it can be locked only to the detection of this object, or it can be locked to a current for detecting another object, enabling appropriate and appropriate monitoring.
請求項4の本発明に係る赤外線センサ装置では、制御部が、第1の期間では人体を検出する人体検出モードを実行し、第2の期間では火災を検出する火災検出モードを実行するので、人の検出と火災等の場合の炎を的確に峻別できる。 In the infrared sensor device according to the present invention of claim 4, the control unit executes a human body detection mode for detecting a human body in the first period, and executes a fire detection mode for detecting a fire in the second period. It is possible to accurately distinguish between the detection of a person and the flame in the case of a fire.
以下添付図面を参照して、本発明に係る赤外線センサ装置の実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図1に、本発明に係る赤外線センサ装置の実施例の構成図を示す。赤外線センサ装置は、画素に対応して赤外線を検出するセンサダイオードDを備えるセル1をアレイ状に配置した画素センサ部2を備える。 Embodiments of an infrared sensor device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In FIG. 1, the block diagram of the Example of the infrared sensor apparatus based on this invention is shown. The infrared sensor device includes a pixel sensor unit 2 in which cells 1 including sensor diodes D that detect infrared rays corresponding to pixels are arranged in an array.
一行分のセル1における各センサダイオードDのカソード側に接続された信号線3には、駆動回路4が接続されている。駆動回路4は、信号線3により電力供給を行い、いずれか1行のセルを駆動するものである。 A drive circuit 4 is connected to the signal line 3 connected to the cathode side of each sensor diode D in the cell 1 for one row. The drive circuit 4 supplies power through the signal line 3 to drive any one row of cells.
一列分のセル1における各センサダイオードDのアノード側に接続され、一行分のセンサダイオードDに電流を供給する定電流回路5が備えられている。この定電流回路5は、電流値の異なる電流を供給する回路であり、人検出の場合と炎検出の場合のために異なる電流を与えるものである。 A constant current circuit 5 that is connected to the anode side of each sensor diode D in the cell 1 for one column and supplies a current to the sensor diode D for one row is provided. The constant current circuit 5 is a circuit that supplies currents having different current values, and provides different currents for human detection and flame detection.
具体的には、センサダイオードDのI−V特性は温度依存性があり、図2に示すように温度T1、T2、T3(T1<T2<T3)に対応して傾きが急峻となる。炎検出のためには、例えば、定電流回路5からI1の電流を流すことにより、定常状態で温度T1に対し、炎が発生すると温度T3となり、出力電圧はV1からV3へ変化し、この出力電圧V3を適当な閾値で検出することにより炎検出を行うことができる。 Specifically, the IV characteristic of the sensor diode D has temperature dependence, and the slope becomes steep corresponding to the temperatures T1, T2, and T3 (T1 <T2 <T3) as shown in FIG. In order to detect the flame, for example, by passing the current I1 from the constant current circuit 5, when the flame occurs with respect to the temperature T1 in a steady state, the temperature becomes T3, and the output voltage changes from V1 to V3. Flame detection can be performed by detecting the voltage V3 with an appropriate threshold.
一方、人の存在では、温度T2となるとすれば、炎検出のために流した電流I1よりも大きな電流I2を定電流回路5からセンサダイオードDへ流す。定常状態で温度T1に対して出力電圧V2が得られている場合に、人が到来して人による赤外線(温度)のために温度がT2となるため、出力電圧はV2からV4へ変化し、この出力電圧V4を適当な閾値で検出することにより人検出を行うことができる。 On the other hand, in the presence of a person, if the temperature T2 is reached, a current I2 larger than the current I1 passed for flame detection is passed from the constant current circuit 5 to the sensor diode D. When the output voltage V2 is obtained with respect to the temperature T1 in the steady state, the temperature becomes T2 due to the arrival of the person and the infrared ray (temperature) by the person, so the output voltage changes from V2 to V4, Human detection can be performed by detecting the output voltage V4 with an appropriate threshold.
定電流回路5とセンサダイオードDとの接続点には、出力走査回路6が接続されており、信号線7により縦一列のセンサダイオードDからの出力信号を取り出すように構成され、取り出された出力信号は読出回路8から信号処理部20へ送られる。信号処理部20は画像処理などを行う構成を有する。
An output scanning circuit 6 is connected to a connection point between the constant current circuit 5 and the sensor diode D. The output scanning circuit 6 is configured to take out an output signal from the sensor diode D in a single vertical line through the signal line 7, and the taken out output The signal is sent from the
制御部10は、読出回路8の出力を得ていると共に、駆動回路4、定電流回路5、出力走査回路6を制御して信号の読み出しを制御し、更に、定電流回路5の出力電流値を切り換える制御を行う。定電流回路5の出力電流値を切り換える制御においては、定電流回路5から第1の電流(図2のI1)を供給させる第1の期間と、第1の電流よりも大きな第2の電流(図2のI2)を供給させる第2の期間とにより出力制御する。第1の期間と第2の期間は、いずれも、画素センサ部2にアレイ状に配置された全セル1からの読み出しを行う1サイクル時間に限定されることなく、1サイクル時間より短い時間で、幾つかのセル1から出力を得て人検出と炎検出を行うことができれば良い。また、1サイクル時間の整数倍の時間であっても良い。
The
具体的には、第1の期間と第2の期間を図3に示すように交互に繰り返し、検出を行う。即ち、第1の期間においては電流I1をセンサダイオードDへ与えて信号の読み出しを行う。また、第2の期間においては電流I2をセンサダイオードDへ与えて信号の読み出しを行う。 Specifically, detection is performed by alternately repeating the first period and the second period as shown in FIG. That is, in the first period, the current I1 is supplied to the sensor diode D to read out the signal. In the second period, the current I2 is supplied to the sensor diode D to read out the signal.
以上のように構成された赤外線センサ装置の動作を説明する。第1の期間においては電流I1をセンサダイオードDへ与えるように制御部10が定電流回路5を制御し、駆動回路4により一行を駆動させる信号を与えさせ、出力走査回路6により一列を走査させて、この一行と一列が交差するセル1のセンサダイオードDの出力信号が出力走査回路6から読出回路8へ送られるようにする。更に、制御部10が出力走査回路6により走査する一列を順次変更させることにより、駆動回路4により駆動された一行分に係るセル1のセンサダイオードDの出力信号が順次に出力される。第1の期間の時間が更に残されているならば、駆動回路4により駆動された次の一行分に係るセル1のセンサダイオードDの出力信号が上記と同様に順次に出力される。
The operation of the infrared sensor device configured as described above will be described. In the first period, the
第2の期間においては電流I2をセンサダイオードDへ与えるように制御部10が定電流回路5を制御し、駆動回路4により一行を駆動させる信号を与えさせ、出力走査回路6により一列を走査させる。駆動回路4と出力走査回路6による走査は第1の期間と同様であり、駆動回路4と出力走査回路6により指定されたセンサダイオードDの出力信号が出力走査回路6から読出回路8へ送られる。
In the second period, the
制御部10は、第1の期間と第2の期間において得られた読出回路8の出力信号を、それぞれ所定の閾値と比較し、閾値を超える場合に第1の期間では炎発生を検出し、第2の期間では人の存在を検出する。この実施例では、炎発生が検出された場合には、第2の期間のみにロックし定電流回路5から電流I1をセンサダイオードDへ与えて炎検出を継続する。
The
炎検出の場合には、図示せぬ警報発生器を駆動して警報を発生するようにすることもできる。なお、読出回路8の出力信号に基づき、それぞれ所定の閾値と比較し、閾値を超える場合に第1の期間では炎発生を検出し、第2の期間では人の存在を検出する処理を信号処理部20が行うようにし、結果を制御部10が得て期間のロック制御を行うようにしても良い。
In the case of flame detection, an alarm generator (not shown) can be driven to generate an alarm. In addition, based on the output signal of the
1 セル
2 画素センサ部
3 信号線
4 駆動回路
5 定電流回路
6 出力走査回路
7 信号線
8 読出回路
10 制御部
20 信号処理部
D センサダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell 2 Pixel sensor part 3 Signal line 4 Drive circuit 5 Constant current circuit 6 Output scanning circuit 7
Claims (4)
センサダイオードに電流値の異なる電流を供給する定電流回路と;
定電流回路からセンサダイオードに供給する電流値を制御する制御部と;
を具備する赤外線センサ装置において、
制御部は、定電流回路から第1の電流を供給させる第1の期間と、第1の電流よりも大きな第2の電流を供給させる第2の期間とにより出力制御することを特徴とする赤外線センサ装置。 A sensor diode for detecting infrared;
A constant current circuit for supplying currents having different current values to the sensor diode;
A control unit for controlling a current value supplied from the constant current circuit to the sensor diode;
In an infrared sensor device comprising:
The control unit performs output control in a first period in which the first current is supplied from the constant current circuit and in a second period in which the second current larger than the first current is supplied. Sensor device.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014096773A (en) * | 2012-11-12 | 2014-05-22 | Toshiba Corp | Inspection device and inspection method of infrared solid-state imaging element |
JP2015526680A (en) * | 2012-05-31 | 2015-09-10 | ダブルデイ・アクイジションズ・エルエルシーDoubleDay Acquisitions LLC | Automatic stop system for refrigerated cargo containers |
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2007
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