JP2018179567A - Sensor output processor and method for processing sensor output - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ出力処理装置およびセンサ出力処理方法に関する。 The present invention relates to a sensor output processing device and a sensor output processing method.
従来、赤外線検出器における積分時間を温度に応じて変化させることによって赤外線検出器のドリフトを調整する赤外線測定装置が知られている（例えば、特許文献１）。
［特許文献］
［特許文献１］ 国際公開第２００９／０８９８９７号
Conventionally, an infrared measuring device is known which adjusts the drift of the infrared detector by changing the integration time in the infrared detector according to the temperature (for example, Patent Document 1).
[Patent Document]
[Patent Document 1] International Publication No. 2009/089897
センサの出力を処理するセンサ出力処理装置においては、消費電流を削減することが望ましい。 In a sensor output processing apparatus that processes sensor output, it is desirable to reduce current consumption.
本発明の第１の態様においては、センサの出力を処理するセンサ出力処理装置であって、センサからの信号を積分する積分部と、センサのインピーダンスに関する情報を取得して、センサのインピーダンスが高いほど積分部による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する積分時間制御部と、を備えるセンサ出力処理装置を提供する。 In a first aspect of the present invention, a sensor output processing apparatus for processing an output of a sensor, the integration unit integrating a signal from the sensor, and information on the impedance of the sensor is acquired, and the impedance of the sensor is high. And an integration time control unit that performs control so as to shorten an integration time per unit time by the integration unit.
本発明の第２の態様においては、センサの出力を処理するセンサ出力処理方法であって、
センサからの信号を積分する段階と、センサのインピーダンスに関する情報を取得して、センサのインピーダンスが高いほど、積分する段階における単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する段階と、を備えるセンサ出力処理方法を提供する。
In a second aspect of the present invention, there is provided a sensor output processing method for processing an output of a sensor, comprising:
A sensor comprising: integrating a signal from the sensor; and acquiring information on the impedance of the sensor and controlling the integration time per unit time to be shorter as the sensor impedance is higher. Provide an output processing method.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a subcombination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through the embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Moreover, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention.
図１は、本発明の第１実施形態における赤外線検出装置１０の概要を示す。本発明は、赤外線センサ以外のセンサに対するセンサ処理装置にも適用できる。特に、センサの種類によらず、トランスインピーダンスアンプに接続されるセンサに対するセンサ出力処理装置に適用される。トランスインピーダンスアンプに接続されるセンサにおいては、センサのインピーダンスが高いほど、ノイズが小さくなる。以下の説明では、赤外線検出装置１０に本発明を適用した場合を例にとって説明する。
FIG. 1 shows an outline of an
赤外線検出装置１０は、赤外線を検出する。赤外線検出装置１０は、人体から出る赤外線を検出して、検出領域内に人体が存在するか否かを判定するための人感センサであってよい。赤外線検出装置１０は、赤外線センサ２０および処理装置１００を備える。赤外線センサ２０は、赤外線を検出するセンサである。赤外線センサ２０は、センサのインピーダンスによってノイズが変動するタイプのセンサの一例である。処理装置１００は、センサの出力を処理するセンサ出力処理装置である。本例では、処理装置１００は、赤外線センサ２０の出力を処理する。処理装置１００は、１つの半導体チップ上に形成された集積回路であってよい。
The
赤外線センサ２０と処理装置１００とは、一つのパッケージに内蔵されてよい。本例の赤外線検出装置１０は、表面実装型のパッケージの形態を採用しており、複数の外部端子１２ａから１２ｆを有する。但し、赤外線検出装置１０の構成は、この場合に限られない。赤外線センサ２０と、処理装置１００とは、それぞれ別のパッケージに内蔵されてもよい。
The
図２は、赤外線検出装置１０の構成の一例を示す。赤外線センサ２０はセンサ素子２２を備える。センサ素子２２はフォトダイオードまたはフォトトランジスタであってよい。本例では、センサ素子２２は、フォトダイオードである。センサ素子２２は、ＩｎＳｂ等の化合物半導体で形成されてよい。赤外線センサ２０は、赤外線の強度に応じた信号を生成する。具体的には、センサ素子２２は、赤外線の強度に応じて光電流Ｉを生成する。センサ素子２２の等価回路は、定電流源と抵抗とが並列に接続された回路として表されてよい。赤外線センサ２０は、背景の温度と対象物の温度の差に起因して電流を流すように構成されてよい。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
本例の処理装置１００は、積分部１１０、サンプルホールド部１２０、ＡＤＣ部１３０、論理演算部１４０、積分時間制御部１６０、閾値制御部１７０、およびインピーダンス測定部１９０を備える。また、処理装置１００は、比較部１８０を備えていてもよい。但し、処理装置１００が比較部１８０を備えておらず、図２に示されるとおり、比較部１８０が処理装置１００の外部に設けられていてもよい。また、処理装置１００自体が、赤外線センサ２０を備えてよい。
The
積分部１１０は、光電流Ｉを電圧に変換する電流電圧変換回路を有してよい。積分部１１０は、センサからの信号を積分する。本例では、積分部１１０は、赤外線センサ２０から出力される信号である光電流Ｉを積分する。積分部１１０は、データ更新期間内において、積分と積分値のリセットを複数回にわたって繰り返してよい。サンプルホールド部１２０は、積分部１１０によって得られた積分信号をサンプルホールドする。但し、サンプルホールド部１２０は、必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
The
ＡＤＣ部１３０は、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器である。ＡＤＣ部１３０は、サンプルホールド部１２０によってサンプルホールドされた積分信号をデジタル信号に変換してよい。サンプルホールド部１２０が省略される場合には、ＡＤＣ部１３０は、積分部１１０によって得られた積分信号をアナログデジタル変換する。
The
ＡＤＣ部１３０は、インクリメンタルΔΣ型ＡＤコンバータであってよい。ΔΣ型ＡＤコンバータは、アナログ信号を本来のサンプリング周波数より高い周波数で標本化する。ΔΣ型ＡＤコンバータは、標本化された信号と、ＡＤコンバータの出力信号をデジタルアナログ信号に変換した信号との間で差分をとり、差分を積分して、比較器により比較する。ＡＤコンバータの出力信号は、デジタルフィルタにより処理される。
The
但し、ＡＤＣ部１３０は、インクリメンタルΔΣ型ＡＤコンバータに限られない。ＡＤＣ部１３０は、逐次比較レジスタ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を備えるＳＡＲ型（逐次比較型）ＡＤコンバータであってよい。あるいは、ＡＤＣ部１３０は、フラッシュ型ＡＤコンバータであってよい。論理演算部１４０は、信号処理論理回路であってよい。例えば、論理演算部１４０は上記のデジタルフィルタを含む。論理演算部１４０は、複数回にわたって取得された積分値をデジタル化したデータを用いて積分値の平均を算出する機能を有してよい。
However, the
インピーダンス測定部１９０は、センサのインピーダンスに関する情報を測定する。本例のインピーダンス測定部１９０は、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報を測定する。インピーダンス測定部１９０は、インピーダンス自体を測定する構成であってよく、インピーダンスに関する情報として他の物理量を測定する構成であってもよい。インピーダンスに関する情報の測定には、電気抵抗の測定または電気抵抗に関する情報の測定が含まれる。
The
本例では、処理装置１００がインピーダンス測定部１９０を内蔵している。但し、インピーダンス測定部１９０は、処理装置１００の外部に設けられてもよい。この場合には、処理装置１００は、外部のインピーダンス測定部１９０から、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報を取得する。
In the present example, the
積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報を取得する。積分時間制御部１６０は、取得されたインピーダンスに関する情報に基づいて積分部１１０における積分時間を制御する。積分時間は、積分部１１０が積分処理を実行している動作時間であってよい。積分時間制御部１６０は、インピーダンス測定部１９０から赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報を取得してよい。
The integration
積分時間制御部１６０は、赤外線センサのインピーダンスが高いほど積分部１１０による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する。本例では、赤外線センサ２０における赤外線センサ素子２２のインピーダンスが高いほど積分部１１０による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する。積分部１１０が単位時間あたり複数回にわたって信号の積分と積分値のリセットを繰り返す場合には、単位時間あたりの積分時間は、複数回の積分の区間を合計した時間を意味してよい。積分時間制御部１６０は、制御論理回路またはマイクロコンピュータ等により実現されてよい。
The integration
比較部１８０は、対象信号と閾値とを比較する。対象信号は、積分部１１０からの出力から得られる信号である。本例では、対象信号は、積分部１１０から出力される積分信号がサンプルホールド部１２０およびＡＤＣ部１３０を経て変換されたデジタル信号である。また、積分部１１０が、予め定められたデータ更新期間内において、複数回にわたって、赤外線の強度に応じた信号に対する積分と積分値のリセットを繰り返す場合には、対象信号は、複数回の積分信号をデジタル化した信号の平均であってもよい。但し、対象信号は、これらの場合に限られない。対象信号は、積分部１１０による出力である積分信号から得られる信号であればよい。比較部１８０は、対象信号が閾値以上の場合に、検出領域内に人体が存在すると判定してよい。
The
閾値制御部１７０は、閾値となる電圧を生成して比較部１８０に入力する。閾値制御部１７０は、一定の電圧を比較部１８０の入力端に入力する回路であってよい。閾値制御部１７０は、閾値を補正する機能を有していてもよい。閾値は、検出領域内に人体が存在するか否かを判定するための人感閾値であってよい。
The
図３は、第１実施形態における処理装置１００の構成の一例を示す。本例では、インピーダンス測定部１９０は、定電流源１９２、第１切り替えスイッチ１９５、第２切り替えスイッチ１９６、およびＡＤＣ部１３０を備えている。定電流源１９２は、赤外線センサ２０に定電流を流す。第１切り替えスイッチ１９５は、赤外線センサ２０に定電流が流れている状態において赤外線センサ２０の一端１９３と他端１９４とをＡＤＣ部１３０に電気的に接続する。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the
ＡＤＣ部１３０は、赤外線センサ２０に定電流が流れている状態において赤外線センサ２０の両端の電圧を、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報として測定する電圧測定部として機能する。第２切り替えスイッチ１９６は、ＡＤＣ部１３０が赤外線センサ２０の両端の電圧を測定するときに、ＡＤＣ部１３０を電気的に切り離す。ＡＤＣ部１３０は、積分部１１０を含む測定経路から赤外線センサ２０が電気的に切り離された状態で、赤外線センサ２０の両端の電圧が測定する。これにより、積分部１１０を含む測定経路の入力インピーダンスの影響等を受けずに、赤外線センサ２０の両端の電圧を正確に測定することができる。
The
本例の処理装置１００は、積分部１１０から出力される積分信号あるいは積分信号をサンプルホールドした信号をアナログデジタル変換するためのＡＤＣ部１３０を電圧測定部として兼用する。したがって、処理装置１００は、別途の電圧測定部を有する場合と比べて、処理装置１００の省スペース化および省コスト化が図られる。但し、本例と異なり、処理装置１００は、別途の電圧測定部を有してよい。
The
図４は、積分部１１０およびサンプルホールド部１２０の構成の一例を示す。本例の積分部１１０は、オペアンプ１１２、コンデンサ１１３、コンデンサ１１４、および入力端子１１５を備える。オペアンプ１１２の入力端と出力端の間にはコンデンサ１１３およびコンデンサ１１４が電気的に接続されてよい。オペアンプ１１２の入力端には、赤外線センサ２０のセンサ素子２２の両端が電気的に接続されてよい。センサ素子２２の両端とオペアンプ１１２の入力端には、さらに抵抗が接続されてもよい。本例のオペアンプ１１２およびコンデンサ１１３、１１４は、トランスインピーダンスアンプとして機能する。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the
オペアンプ１１２の入力端と出力端の間には、コンデンサ１１３（あるいはコンデンサ１１４）に並列して、積分のリセット用のスイッチが設けられてよい。積分のリセット用のスイッチは、積分時間制御部１６０の指令を受けると閉状態となり積分値をリセットする。具体的には、リセット用のスイッチは、コンデンサ１１３、１１４に蓄積された電荷を放電する。
Between the input end and the output end of the
本例のサンプルホールド部１２０は、オペアンプ１２２、コンデンサ１２３、１２４、第１スイッチ１２５、接地用コンデンサ１２６、および第２スイッチ１２７を備える。オペアンプ１２２の入力端と出力端の間には、コンデンサ１２３およびコンデンサ１２４が電気的に接続されてよい。本例では、オペアンプ１２２の入力端には、第１スイッチ１２５および第２スイッチ１２７が直列に接続されている。第１スイッチ１２５と第２スイッチ１２７との接続点は、接地用コンデンサ１２６を介して接地されてよい。
The sample-and-
サンプリング動作のときには、第１スイッチ１２５が閉状態となり、コンデンサ１２３、１２４に充電がされる。ホールド動作のときには、第１スイッチ１２５が開状態となる。これにより積分部１１０の積分信号の変動によらず、充電された電圧が維持される。ＡＤＣ部１３０は、サンプルホールド部１２０によってサンプルホールドされた積分信号をデジタル信号に変換してよい。以上のように説明した積分部１１０およびサンプルホールド部１２０の構成は一例であって、他の構成が採用されもよい。
In the sampling operation, the
図５は、積分部１１０の出力電圧波形の一例を示す。縦軸は、電圧Ｖを示し、横軸は時間を示す。電圧が積分値に対応する。図５に示されるように、本例の処理装置１００は、チョッパ動作を実行している。但し、処理装置１００は、チョッパ動作を実行するものに限られない。積分部１１０は、積分時間制御部１６０からの指令による制御を受けて、積分区間での積分と、積分値のリセットとを複数回にわたって繰り返す。
FIG. 5 shows an example of an output voltage waveform of the
積分区間では、積分信号３１が時間の一次関数として変化する。そしてリセット動作によって電圧がリセットされる。積分信号３１の頂点の電圧値３２は、サンプルホールド部１２０によってサンプルホールドされてよい。サンプルホールド部１２０およびＡＤＣ部１３０は、積分部１１０の出力である積分信号３１が頂点付近にある時間において動作してよい。
In the integration interval, the
以上のように構成される本例のセンサ出力処理装置１００は取得された赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報に基づいて積分部１１０における積分時間を制御する。図６は、インピーダンスに基づく積分時間の制御の一例を示す。積分部１１０が積分動作を実行しているときには、ＡＤＣ部１３０は、停止（パワーオフ）してよい。一方、ＡＤＣ部１３０が積分信号３１をＡＤ変換するときには、積分部１１０はリセット中である。
The sensor
図６に示される例ではデータ更新期間が１００ｍ秒である。１回あたりの積分動作およびＡＤ変換の動作の時間は、１ｍ秒以下の時間に定められてよい。本例では、データ更新期間において、積分部１１０は、積分と積分値のリセットとを定められた回数にわたって繰り返す。積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど、データ更新期間あたりの積分と積分値のリセットとを繰り返す回数が少なくなるように制御する。一回あたりの積分区間は同じ時間であるので、繰返し回数が少なくなると、単位時間（たとえばデータ更新期間）あたりの複数回の積分の区間を合計した積分時間が短くなる。
In the example shown in FIG. 6, the data update period is 100 ms. The time of the integration operation per operation and the operation of AD conversion may be set to a time of 1 ms or less. In the present example, in the data update period, the
図６に示される例では、赤外線センサ２０のインピーダンスが第１インピーダンスの場合と第１インピーダンスより高い第２インピーダンスの場合とが示されている。赤外線センサ２０のインピーダンスが第１インピーダンスの場合には、積分と積分値のリセットとの繰返し回数がＮ回である。第２インピーダンスは、第１インピーダンスの２倍以上であってよく、好ましくは、３倍以上であってよい。積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるにつれて、繰返し回数を少なくする。この結果、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるにつれて、積分部１１０が動作を休止する時間を長くすることができる。したがって、積分時間制御部１６０は、積分部１１０における消費電流を軽減することができる。
In the example shown in FIG. 6, the case where the impedance of the
図６では、データ更新期間の最後の期間において、休止時間をまとめて表示している。但し、積分時間制御部１６０による制御は、この場合に限られず、積分と積分値のリセットを繰り返す各回において休止時間を設けてもよい。
In FIG. 6, the pause time is collectively displayed in the last period of the data update period. However, the control by the integration
図７は、インピーダンスに基づく積分時間の制御の他例を示す。本例では、積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど、一回あたりの積分区間の時間が短くなるように制御する。データ更新期間あたりの積分と積分の値のリセットとを繰り返す回数は変化しない。但し、積分区間の時間が短くなるので、積分信号３１の頂点の電圧値３２が小さくなる。したがって、比較部１８０において用いられる閾値を、積分区間の時間の短縮に連動して小さくする必要がある。積分区間の時間と閾値との関係は、ルックアップテーブルまたは換算式として記憶部に予め記憶してよい。閾値制御部１７０はルックアップテーブル等を参照して、積分区間の時間の短縮に連動して閾値が小さくなるように閾値を決定してよい。あるいは、積分区間の時間の短縮に連動して閾値が小さくなるように閾値を決定する代わりに、最終出力ゲインが一定になるように論理演算部１４０において、積分区間の時間の短縮に連動して信号を増幅してもよい。
FIG. 7 shows another example of control of integration time based on impedance. In this example, the integration
図７に示される制御によっても、インピーダンスが高くなるにつれて単位時間（たとえばデータ更新期間）あたりの複数回の積分の区間を合計した積分時間を短縮することができる。積分時間が短縮されると、積分部１１０が動作を休止する時間を長くすることができる。したがって、積分部１１０における消費電流を軽減することができる。
Also by the control shown in FIG. 7, as the impedance increases, it is possible to shorten the integration time obtained by summing up a plurality of integration intervals per unit time (for example, data update period). When the integration time is shortened, the time during which the
図８は、積分時間、ノイズ、および消費電流の関係を示す。図８の横軸は、単位時間あたりの複数回の積分の区間を合計した積分時間を示す。本例におけるノイズは、周波数依存のないノイズである。ノイズは、サーマルノイズ（熱雑音）等であってよい。ノイズは、積分時間の正の平方根に反比例する。消費電流は、積分時間に比例する。積分時間が長くなるにしたがって、ノイズが小さくなる一方、消費電流は大きくなる。積分時間が短くなるにしたがって、ノイズは大きくなる一方、消費電流は小さくなる。したがって、消費電流とノイズとはトレードオフの関係になる。 FIG. 8 shows the relationship between integration time, noise, and current consumption. The horizontal axis in FIG. 8 indicates an integration time obtained by summing the intervals of a plurality of integrations per unit time. The noise in this example is noise that is not dependent on frequency. The noise may be thermal noise or the like. The noise is inversely proportional to the positive square root of integration time. The current consumption is proportional to the integration time. As the integration time increases, the noise decreases and the current consumption increases. As the integration time decreases, the noise increases while the current consumption decreases. Therefore, there is a trade-off between current consumption and noise.
赤外線センサ２０の出力信号がノイズに埋もれると、赤外線検出装置１０は、検出領域内における人体を検出することができない。すなわち、信号雑音比（Ｓ／Ｎ比：信号（Ｓ）／ノイズ（Ｎ））が小さくなると、赤外線検出装置１０は、検出領域内における人体を検出することができない。したがって、処理装置１００は、ノイズを、赤外線センサ２０の出力と区別可能なレベルに抑える必要がある。具体的には、本例の処理装置１００は、積分時間を長くしてノイズを小さくする。
If the output signal of the
図９は、赤外線センサ２０のインピーダンスと赤外線センサ出力換算ノイズとの関係を示す。赤外線センサ出力換算ノイズは、赤外線センサ２０に起因するセンサインピーダンスノイズＮＲ、積分部１１０が有する電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰ、およびその他のノイズに大別される。但し、その他のノイズは無視し得る。センサインピーダンスノイズＮＲは、以下の式で与えられる。ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、Ｒは赤外線センサ２０のインピーダンスである。赤外線センサ２０のインピーダンスは、赤外線センサ２０の抵抗であってよい。
アンプノイズＮＡＭＰは、以下の式であたえられる。ＮＡは、電流電圧変換回路のアンプの入力電圧換算ノイズである。
したがって、赤外線検出装置１０の赤外線センサ出力換算ノイズＮは、以下の式で与えられる。
以上の式に示されるとおり、ノイズＮは、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど、小さくなる。赤外線センサ２０のインピーダンスが高い場合には、ノイズが小さくなるため、ノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを満たすために必要最低限の積分回数ｎｕｍは少なくてすむ。
As shown in the above equation, the noise N decreases as the impedance of the
許容されるノイズ仕様をＮｓｐｅｃとし、予め定められた積分区間（積分時間）を１回実行した場合のノイズＮをＮ１とすると、フリッカノイズが無視できる場合またはチョッパ動作等により、フリッカノイズの周波数依存性を無視できる場合、ノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを満たすために必要最低限の積分回数ｎｕｍは、以下の式で与えられる。ノイズ仕様Ｎｓｐｅｃは、検知領域内に人体を検知したときの信号よりノイズが小さくなるように決定してよい。ノイズＮ１は、上述したノイズＮに対応する。したがって、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど、ノイズＮ１が小さくなる。
Assuming that Nspec is an allowable noise specification, and N1 is N1 when a predetermined integration interval (integral time) is executed once, flicker noise frequency dependency due to flicker noise being negligible or chopper operation or the like. When the property can be ignored, the minimum number of integrations num necessary to satisfy the noise specification Nspec is given by the following expression. The noise specification Nspec may be determined so that noise is smaller than a signal when a human body is detected in the detection area. The noise N1 corresponds to the noise N described above. Therefore, the higher the impedance of the
上述したとおり、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるにしたがって、ノイズＮ１が小さくなるため、積分時間を減らしても、ノイズの仕様を満たすことができる。数４において、ノイズＮ１が小さくなるにつれて、ノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを満たすために必要最低限の積分回数ｎｕｍ、すなわち、データ更新期間あたりの積分と積分値のリセットとの繰返し回数を少なくすることができる。したがって、積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど、積分部１１０による単位時間（たとえばデータ更新期間）あたりの複数回の積分の区間を合計した積分時間を短くするように制御する。図８において説明したとおり、積分時間が短くなるにつれて、積分部１１０の消費電流を小さくすることができる。
As described above, since the noise N1 decreases as the impedance of the
図１０は、第１実施形態の処理装置１００における赤外線センサ２０のインピーダンス、ノイズ、および消費電流の関係の一例を示す。赤外線センサ２０のインピーダンスによらず積分時間を一定に維持する場合には、式１から式３に示したとおり、センサインピーダンスノイズＮＲと、電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰとの特性に起因して、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるにつれてノイズが低くなる。しかしながら、本例では、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるにつれて、積分時間を短くする。積分時間を短くすると図８に示されるとおり、ノイズが高くなる。
FIG. 10 illustrates an example of the relationship between the impedance, the noise, and the current consumption of the
したがって、本例の処理装置１００によれば、センサインピーダンスノイズＮＲと電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰとの特性に起因するノイズの減少と、積分時間を短くすることによるノイズの増加とが相殺することによって、赤外線センサ２０のインピーダンスが変化した場合のノイズの変化は一定範囲内に維持される。図１０では、赤外線センサ２０のインピーダンスが変化してもノイズが一定であるように模式的に示している。しかし、実際には、一定範囲内でノイズが増減してよい。一方、積分時間制御部１６０が、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるほど積分時間を短くするように制御するので、積分部１１０での消費電流が少なくなる。
Therefore, according to the
図１１は、比較例における赤外線検出装置１１の構成の一例を示す。赤外線検出装置１１は、赤外線センサ２０および処理装置２００を備える。処理装置２００は、赤外線センサ２０の出力を処理するセンサ出力処理装置である。処理装置２００は、積分部２１０、サンプルホールド部２２０、ＡＤＣ部２３０、論理演算部２４０、積分時間制御部２６０、および閾値制御部２７０を備えてよい。処理装置２００においては、赤外線センサ２０のインピーダンスに応じて積分部２１０の積分時間が変化しない。この点を除いて、比較例の処理装置２００は、上記の第１実施形態の処理装置１００と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
FIG. 11 shows an example of the configuration of the
図１２は、比較例の処理装置２００における赤外線センサ２０のインピーダンス、ノイズ、および消費電流の関係の一例を示す。図１２の左欄に示されるとおり、赤外線センサ２０のインピーダンスが大きくなるにしたがって、ノイズが低くなる。これは、図９で説明したようにセンサインピーダンスノイズＮＲと、電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰとの特性に起因する。比較例において積分時間制御部２６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスに応じて積分時間を変化させない。比較例の処理装置２００では、センサインピーダンスノイズＮＲと電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰとの特性に起因するノイズの減少と、積分時間を短くすることによるノイズの増加とが相殺しない。
FIG. 12 illustrates an example of the relationship between the impedance, the noise, and the current consumption of the
比較例の処理装置２００においては、例えば、赤外線センサ２０のインピーダンスが赤外線センサの温度特性、製造ばらつきを踏まえた実使用上の条件で最も低い値であるＸｋΩの場合のノイズＮを用いて、このノイズＮがノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを満たすように積分回数が決定されている。したがって、インピーダンスが低くなっても消費電流は削減されない。
In the
本発明の第１実施形態の処理装置１００は、比較例の処理装置２００と異なり、赤外線センサ２０が検出した赤外線の強度に応じた信号を積分する積分時間を、赤外線センサ２０のインピーダンスに応じて変動させる。したがって、比較例の処理装置２００のように、インピーダンスが実使用上の条件で最も低い値であるＸｋΩにおけるノイズに基づいて積分時間を決定した上で、インピーダンスに応じて積分時間を変動させない構成に比べて、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるにつれて消費電流の軽減効果が得られる。
The
後述するとおり赤外線センサ２０の温度が低くなると赤外線センサ２０のインピーダンスは高くなる。したがって、赤外線センサ２０の温度が低くなるにつれて、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなると、消費電流が軽減される。また、赤外線センサ２０の製造時のばらつきによって赤外線センサ２０のインピーダンスが異なる場合も、製品毎に積分時間が変動するように制御されて、消費電流が軽減される。
As described later, when the temperature of the
本発明の第１実施形態の処理装置１００は、センサインピーダンスノイズＮＲと電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰとの特性に起因するノイズの減少と、積分時間を短くすることによるノイズの増加とが相殺することによって、ノイズの変化は一定範囲内に維持できるので、誤検知の頻度を増加させない。
図１３は、変形例における赤外線検出装置１０の一例を示す。本例のインピーダンス測定部３９０は、インピーダンスに関する情報として赤外線センサ２０の場所における温度を測定する温度測定部を含んでよい。他の構成は、図２に示される構成と同様であるので、繰り返しの説明を省略する。
FIG. 13 shows an example of the
図１４は、赤外線センサ２０の場所の温度、赤外線センサ２０のインピーダンス、およびノイズの関係を示す。図１４の左欄は、赤外線センサ２０の場所の温度が低くなるにつれて、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなることを示している。図９において説明したとおり、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなるにつれて、ノイズが低くなる。したがって、図１４の右欄に示されるとおり、赤外線センサ２０の場所の温度が低くなるにつれて、ノイズが低くなる。
FIG. 14 shows the relationship between the temperature at the location of the
赤外線センサ２０のインピーダンスと赤外線センサ２０の場所の温度とは、図１４の左欄に示されるように一対一に対応する。したがって、本例のインピーダンス測定部３９０は、インピーダンスに関する情報として赤外線センサ２０の場所における温度を測定する。温度測定部としても機能するインピーダンス測定部３９０は、例えば、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対、またはＩＣ温度センサである。測温抵抗体およびサーミスタは、温度に関係して変化する抵抗値を測定する。熱電対は、温度に関係して変化する熱起電力を測定する。温度測定部は、センサ素子２２に隣接して配置されてよい。本例のインピーダンス測定部３９０は、温度に関係して変化する半導体素子の抵抗値を測定する。
The impedance of the
図１５は、変形例におけるインピーダンス測定部３９０の構成の一例を示す。インピーダンス測定部３９０は、赤外線センサ２０の設置場所の温度を測定する。本例では、トランジスタ素子（半導体素子）の抵抗値を測定することによって、赤外線センサ２０の設置場所の温度を測定する。インピーダンス測定部３９０は、温度測定部として、定電流源３９２およびトランジスタ素子３９４を備える。本例では、トランジスタ素子３９４のエミッタ電極３９５は接地されてよい。トランジスタ素子３９４のベース電極３９６とコレクタ電極３９７は電気的に連結されている。コレクタ電極３９７には定電流源が接続されている。
FIG. 15 shows an example of the configuration of the
コレクタ電極３９７（ベース電極３９６の同電位）とエミッタ電極３９５との間の電圧が温度に応じて変化する。コレクタ電極３９７（ベース電極３９６の同電位）とエミッタ電極３９５との間の電圧をＡＤ変換することで、温度を算出することができる。インピーダンス測定部３９０は、センサ素子２２に隣接して設けられてよい。
The voltage between the collector electrode 397 (the same potential of the base electrode 396) and the
図１６は、変形例の処理装置１００における赤外線センサ２０の温度、ノイズ、および消費電流の関係の一例を示す。本例の処理装置１００によれば、センサインピーダンスノイズＮＲと電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰとの特性に起因して、温度が低くなるのにしたがって生じるノイズの減少と、温度が低くなったとき（すなわち、赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなったとき）に積分時間を短くするように制御することによるノイズの増加とが相殺される。これにより、赤外線センサ２０の場所の温度の変化に応じて赤外線センサ２０のインピーダンスが変化することによるノイズの変化は一定範囲内に維持される。
FIG. 16 shows an example of the relationship between the temperature, noise, and current consumption of the
図１６では、赤外線センサ２０の場所の温度が変化してもノイズが一定であるように模式的に示しているが、実際には、一定範囲内でノイズが増減してよい。一方、積分時間制御部１６０が、赤外線センサ２０の場所の温度が低くなって赤外線センサ２０のインピーダンスが高くなると積分時間を短くするように制御する。したがって、温度が低くなったときの積分部１１０での消費電流が少なくなる。
Although FIG. 16 schematically shows that the noise is constant even if the temperature at the
図１７は、比較例の処理装置２００における赤外線センサ２０の温度、ノイズ、および消費電流の関係の一例を示す。図１７の左欄に示されるとおり、赤外線センサ２０の温度が低くなるにしたがって、ノイズが低くなる。これは図１４で説明したとおりである。比較例において積分時間制御部２６０は、赤外線センサ２０の場所の温度に応じて赤外線センサ２０のインピーダンスが変化しても積分時間を変化させない。比較例の処理装置２００では、赤外線センサ２０の場所の温度が低くなることに伴う、センサインピーダンスノイズＮＲと電流電圧変換回路のアンプノイズＮＡＭＰとの特性に起因するノイズの減少と、積分時間を短くすることによるノイズの増加とが相殺しない。
FIG. 17 illustrates an example of the relationship between the temperature, noise, and current consumption of the
比較例の処理装置２００においては、例えば、赤外線センサ２０の場所が特定の温度である場合におけるノイズＮを用いて、このノイズＮがノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを満たすように積分回数が決定されている。したがって、温度が低くなってインピーダンスが高くなっても消費電流は削減されない。
In the
本発明の変形例の処理装置１００は、比較例の処理装置２００と異なり、赤外線センサ２０が検出した赤外線の強度に応じた信号を積分する積分時間を、赤外線センサ２０のインピーダンスに関係する赤外線センサ２０の場所の温度に応じて変動させる。したがって、比較例の処理装置２００のように、一定の温度におけるノイズに基づいて積分時間を決定した上で温度に応じて積分時間を変動させない構成に比べて、赤外線センサ２０の場所の温度が低くなるにつれて消費電流の軽減効果が得られる。特に、赤外線検出装置１０の使用される頻度が高い温度領域において、消費電流が軽減される。
Unlike the
図１８は、本発明の第１実施形態の赤外線検出装置１０による処理内容の一例を示す。図１８は、センサの出力を処理するセンサ出力処理方法を説明する。赤外線センサ２０が、赤外線を検出する。赤外線の強度に応じて光電流Ｉを生成する（ステップＳ１０１）。赤外線センサ２０は、背景の温度と対象物の温度の差に起因して電流を流すように構成されてよい。
FIG. 18 shows an example of processing contents by the
積分時間制御部１６０は、積分部１１０における繰返し回数の初期値を取得する（ステップＳ１０２）。繰返し回数は、データ更新期間において積分と積分値のリセットとを繰り返す数である。繰返し回数の初期値は、メモリ等の記憶部に予め記憶されていてもよい。また、積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスについての情報に基づいて、繰返し回数の初期値について決定してもよい。
Integration
積分部１１０は、赤外線センサ２０から出力される信号である光電流Ｉを積分する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３は、赤外線センサ２０からの信号を積分する積分段階に相当する。積分部１１０は、入力された光電流Ｉを電圧に変換して積分信号３１を出力する。サンプルホールド部１２０は、積分信号３１の頂点の電圧値３２をサンプリングする（ステップＳ１０４）。ＡＤＣ部１３０は、サンプルホールド部１２０によってサンプルホールドされた積分信号３１をデジタル信号に変換してよい（ステップＳ１０５）。但し、ステップＳ１０４の処理は、省略されてもよい。
The integrating
積分部１１０は、積分時間制御部１６０によって決定された繰返し回数にわたって、データ更新期間において積分と積分値のリセットとを繰り返す。具体的には、積分と積分値のリセットを実行した回数が繰返し回数まで達していない場合は（ステップＳ１０６：ＮＯ）、処理がステップＳ１０３に戻る。積分部１１０が、積分と積分値のリセットを繰返し回数にわたって実行すると（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、論理演算部１４０は、繰返し回数にわたって実行した積分値の平均を算出してよい（ステップＳ１０７）。本例の処理装置１００は、算出された平均を対象信号として用いる。但し、対象信号は、算出された平均に限定されない。対象信号は、積分部１１０による出力である積分信号３１から得られる信号であってよい。
比較部１８０は、対象信号を閾値と比較する。対象信号が閾値以上である場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、比較部１８０は、検出領域内に人体が存在すると判定してよい（ステップＳ１０９）。対象信号が閾値未満である場合には（ステップＳ１０８：ＮＯ）、検出領域内に人体が存在すると判定しない。
The
インピーダンス測定部１９０は、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報を測定する（ステップＳ１１０）。積分時間制御部１６０は、インピーダンス測定部１９０によって測定されたインピーダンスに関する情報に基づいて、次のデータ更新期間内において積分部１１０によって積分と積分の値のリセットとを繰り返す新たな回数を決定する（ステップＳ１１１）。積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど、繰返し回数を少なくする。繰返し回数が少なくなると、単位時間（たとえばデータ更新期間）あたりの複数回の積分区間を合計した積分時間が短くなる。ステップＳ１１１の処理は、赤外線センサ２０の場所における温度についての情報を取得して、インピーダンスが高いほど積分段階（ステップＳ１０４）における単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する段階に対応する。
The
インピーダンス測定の段階（ステップＳ１１０）および繰返し回数の決定段階（ステップＳ１１１）は、積分と積分値のリセットとを繰り返す段階（ステップＳ１０３からステップＳ１０５）よりも前に実行されてもよい。 The step of impedance measurement (step S110) and the step of determining the number of repetitions (step S111) may be performed prior to the steps of repeating integration and resetting of the integration value (steps S103 to S105).
処理は、ステップＳ１０３に戻り、次のデータ更新期間が始まる。処理装置１００は、積分時間制御部１６０によってインピーダンスについての情報に基づいて決定された繰返し回数を用いて、ステップＳ１０３以下の処理を実行する。ステップＳ１０３において積分部１１０による積分時間は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど短くなる。したがって、本例によれば、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど積分段階における積分時間を短くする。したがって、消費電流の削減が図られる。
The process returns to step S103, and the next data update period starts. The
図１９は、本発明の第２実施形態における赤外線検出装置１０の構成の一例を示す。本例の赤外線検出装置１０は、インピーダンス測定部１９０と温度測定部１５０を備える。
FIG. 19 shows an example of the configuration of the
温度測定部１５０は、赤外線センサ２０の場所における温度を測定する。温度測定部１５０は、例えば、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対、またはＩＣ温度センサである。温度測定部１５０は、温度に関係する情報として物理量を測定するものであってよい。測温抵抗体およびサーミスタは、温度に関係して変化する抵抗値を測定する。熱電対は、温度に関係して変化する熱起電力を測定する。温度測定部１５０は、センサ素子２２に隣接して配置されてよい。
The
本例では、処理装置３００が温度測定部１５０を内蔵している。但し、温度測定部１５０は、処理装置３００の外部に設けられてもよい。この場合には、処理装置３００は、外部の温度測定部１５０から、赤外線センサ２０の場所における温度についての情報を取得する。本例の積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報と、赤外線センサ２０の場所における温度についての情報の双方を取得する。積分時間制御部１６０は、取得された双方の情報に基づいて積分部１１０における積分時間を制御する。
In the present example, the
積分時間制御部１６０は、温度測定部１５０から温度についての情報を取得してよい。積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど積分部１１０による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御するとともに、赤外線センサ２０の場所の温度が低いほど積分部１１０による単位時間あたりの積分時間を短くするように積分部１１０を制御する。
The integration
本例の閾値制御部１７０は、赤外線センサ２０の場所における温度についての情報を取得して、取得された情報に基づいて比較部１８０に入力される閾値を制御する。閾値は、検出領域内に人体が存在するか否かを判定するための人感閾値であってよい。閾値制御部１７０は、温度測定部１５０から温度についての情報を取得してよい。閾値制御部１７０は、赤外線センサ２０の場所の温度が低いほど閾値を高くするように制御してよい。温度に応じて制御された閾値の電圧は、比較部１８０の入力端に入力される。閾値制御部１７０は、制御論理回路またはマイクロコンピュータ等により実現されてよい。
The
赤外線センサ２０の出力信号がノイズに埋もれると、赤外線検出装置１０は、検出領域内における人体を検出することができない。すなわち、信号雑音比（Ｓ／Ｎ比：信号（Ｓ）／ノイズ（Ｎ））が小さくなると、赤外線検出装置１０は、検出領域内における人体を検出することができない。したがって、ノイズを、赤外線センサ２０の出力と区別可能なレベルに抑える必要がある。具体的には、本例の処理装置３００は、積分時間を長くしてノイズを小さくする。赤外線センサ２０の出力信号が大きくなると、必ずしも積分時間を長くしなくても所望の信号雑音比の条件を満足する。
If the output signal of the
赤外線センサ２０の出力信号が大きくなるほど、許容されるノイズのスペック（ノイズ仕様）を大きくすることができる。許容されるノイズ仕様をＮｓｐｅｃとし、予め定められた積分区間（積分時間）を１回実行した場合のノイズをＮ１とすると、ノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを満たすために必要最低限の積分回数ｎｕｍは、上述したとおり、式４で与えられる。
The larger the output signal of the
赤外線センサ２０は、赤外線センサ２０自体の温度と検出対象物の温度差が大きいほど、出力信号が大きくなる。対象物が人体などの恒温動物である場合には、対象物の温度は、場所の温度への依存が他の対象物に比べて小さい。一方、赤外線センサ２０の温度は、赤外線センサ２０の場所の温度と同じ温度となる。したがって、気温が高くなり人体の温度に近づくほど赤外線センサ２０からの出力信号（Ｓ）が小さくなる。人感センサとして使用する場合における赤外線センサ２０の使用想定温度（推奨温度）は、０℃以上３５℃以下であってよい。
In the
赤外線センサ２０の場所の温度が低くなるにしたがって、赤外線センサ２０の出力信号（Ｓ）が大きくなるため、許容されるノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを大きくすることができる。温度とノイズ仕様Ｎｓｐｅｃは、比例関係を有してよい。上記の数４において、ノイズ仕様Ｎｓｐｅｃが大きくなるにつれて、ノイズ仕様Ｎｓｐｅｃを満たすために必要最低限の積分回数ｎｕｍ、すなわち、データ更新期間あたりの積分と積分値のリセットとの繰返し回数を少なくすることができる。したがって、積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０の場所の温度が低いほど、積分部１１０による単位時間（たとえばデータ更新期間）あたりの複数回の積分の区間を合計した積分時間を短くするように制御する。図８において説明したとおり、積分時間が短くなるにつれて、積分部１１０の消費電流を小さくすることができる。
As the temperature at the location of the
本例によれば、赤外線センサ２０のインピーダンスの変化に起因するノイズＮ１の変化のみならず、赤外線センサ２０の場所の温度の変化に起因する信号Ｓの変化についても考慮して、消費電流の削減が図られる。インピーダンス測定部としては、上述した赤外線センサ２０の両端間での電圧をインピーダンスに関する情報として測定するインピーダンス測定部１９０の構成であってもよく、赤外線センサ２０の場所の温度をインピーダンスに関する情報として測定するインピーダンス測定部３９０の構成であってもよい。インピーダンス測定部３９０は、赤外線センサ２０の場所の温度を測定するので、温度測定部１５０の機能を兼ねてもよい。赤外線センサ２０の場所の温度の測定結果が、ノイズＮ１の評価およびノイズ仕様Ｎｓｐｅｃの評価に用いられ、消費電流の削減効果を高める。
According to the present embodiment, the current consumption is reduced considering not only the change of the noise N1 caused by the change of the impedance of the
図２０は、本発明の第２実施形態の赤外線検出装置１０による処理内容の一例を示す。図２０は、赤外線を検出するセンサの出力を処理するセンサ出力処理方法を説明する。ステップＳ２０１およびステップＳ２０２は、図１８に示される第１実施形態の赤外線検出装置１０におけるステップＳ１０１およびステップＳ１０２と同じである。したがって繰り返しの説明を省略する。
FIG. 20 shows an example of processing contents by the
閾値制御部１７０は、比較部１８０に入力される閾値の初期値を取得する（ステップＳ２０３）。閾値の初期値は、メモリ等の記憶部に予め記憶されていてもよい。また、閾値制御部１７０は、赤外線センサ２０の場所の温度の情報に基づいて閾値の初期値を決定してよい。ステップＳ２０２とステップＳ２０３の順序は、この場合に限定されない。ステップＳ２０２とステップＳ２０３の処理は、並行して実行されてもよい。ステップＳ２０４からステップＳ２１１の処理は、図１８において説明されたステップＳ１０３からステップＳ１１０の処理と同様である。
The
インピーダンス測定部１９０は、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報を測定する（ステップＳ２１１）。温度測定部１５０は、赤外線センサ２０の場所の温度に関する情報を測定する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１１およびステップＳ２１２の処理順序は、この場合に限られない。ステップＳ２１１の処理とステップＳ２１２の処理とは、並行して実行されてもよい。
The
積分時間制御部１６０は、インピーダンス測定部１９０によって測定されたインピーダンスについての情報と、温度測定部１５０によって測定された温度についての情報に基づいて、次のデータ更新期間内において積分部１１０によって積分と積分の値のリセットとを繰り返す新たな回数を決定する（ステップＳ２１３）。積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０の場所における温度が低いほど、繰返し回数を少なくしてよい。また、積分時間制御部１６０は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど、繰返し回数を少なくしてよい。繰返し回数が少なくなると、単位時間（たとえばデータ更新期間）あたりの複数回の積分区間を合計した積分時間が短くなる。
Integration
ステップＳ２１３の処理は、赤外線センサ２０のインピーダンスに関する情報と、赤外線センサ２０の温度に関する情報とを取得して、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど積分部１１０による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御するとともに、場所の温度が低いほど積分部１１０による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する段階に対応する。
The process of step S213 acquires information on the impedance of the
閾値制御部１７０は、温度測定部１５０によって測定され温度についての情報に基づいて、次のデータ更新期間内において比較部が用いる新たな閾値を決定する（ステップＳ２１４）。インピーダンス測定の段階（ステップＳ２１１）、温度測定段階（ステップＳ２１２）、繰返し回数の決定段階（ステップＳ２１３）、および閾値の決定段階（ステップＳ２１４）は、積分と積分値のリセットとを繰り返す段階（ステップＳ２０４からステップＳ２０６）よりも前に実行されてもよく、並行して実行されてもよい。
The
処理は、ステップＳ２０４に戻り、次のデータ更新期間が始まる。処理装置３００は、積分時間制御部１６０および閾値制御部１７０によって決定された繰返し回数および閾値を用いて、ステップＳ２０４以下の処理を実行する。ステップＳ２０４において積分部１１０による積分時間は、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど低くなり、赤外線センサ２０の場所における温度が低いほど短くなる。ステップＳ２０９において比較部１８０が対象信号と比較する閾値は、赤外線センサ２０の場所における温度が低いほど高くなる。
The process returns to step S204, and the next data update period starts. The
したがって、本例によれば、赤外線センサ２０のインピーダンスが高いほど積分段階における積分時間を短くするとともに、赤外線センサ２０の場所の温度が低いほど積分段階における積分時間を短くする。したがって、消費電流の削減が図られる。赤外線センサ２０の場所の温度が低くなった場合に、ノイズが大きくなっても、赤外線センサ２０の出力信号（Ｓ）も大きくなることから、Ｓ／Ｎ比を予め定められた範囲に維持することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the integration time in the integration stage is shortened as the impedance of the
以上の説明では、閾値制御部１７０が比較部１８０に入力される閾値を制御する場合を説明したが、処理装置３００は、この場合に限られない。ノイズと閾値との関係によっては、閾値制御部１７０による閾値の温度制御が不要な場合もある。この場合には、閾値制御部１７０は省略される。
Although the case where the threshold
処理装置１００は、赤外線センサ以外のセンサにも用いられる。特に、トランスインピーダンスアンプに接続されるセンサに対して好適に用いられる。処理装置１００は、センサからの信号を積分する積分部１１０と、センサのインピーダンスに関する情報を取得して、センサのインピーダンスが高いほど積分部１１０による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する積分時間制御部１６０を有する限り、上述した構成に限定されず、種々の回路構成の追加および省略が可能である。また、積分部１１０は、センサからの信号を積分処理するものである限り、回路構成は限定されない。
The
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It is apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be added to the above embodiment. It is also apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such alterations or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as operations, procedures, steps, and steps in the apparatuses, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly “before”, “preceding” It is to be noted that “it is not explicitly stated as“ etc. ”and can be realized in any order as long as the output of the previous process is not used in the later process. With regard to the flow of operations in the claims, the specification and the drawings, even if it is described using “first,” “next,” etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
１０・・赤外線検出装置、１１・・赤外線検出装置、１２・・外部端子、２０・・赤外線センサ、２２・・センサ素子、３１・・積分信号、３２・・電圧値、１００・・処理装置、１１０・・積分部、１１２・・オペアンプ、１１３・・コンデンサ、１１４・・コンデンサ、１１５・・入力端子、１２０・・サンプルホールド部、１２２・・オペアンプ、１２３・・コンデンサ、１２４・・コンデンサ、１２５・・第１スイッチ、１２６・・接地用コンデンサ、１２７・・第２スイッチ、１３０・・ＡＤＣ部、１４０・・論理演算部、１５０・・温度測定部、１６０・・積分時間制御部、１７０・・閾値制御部、１８０・・比較部、１９０・・インピーダンス測定部、１９２・・定電流源、１９３・・一端、１９４・・他端、１９５・・スイッチ、１９６・・スイッチ、２００・・処理装置、２１０・・積分部、２２０・・サンプルホールド部、２３０・・ＡＤＣ部、２４０・・論理演算部、２６０・・積分時間制御部、２７０・・閾値制御部、３００・・処理装置、３９０・・インピーダンス測定部、３９２・・定電流源、３９４・・トランジスタ素子、３９５・・エミッタ電極、３９６・・ベース電極、３９７・・コレクタ電極
10 · · Infrared detection device, 11 · · Infrared detection device, 12 · · · External terminal, 20 · · Infrared sensor, 22 · · Sensor elements, 31 · · Integration signal, · · · · · · · · · · · · · · · · 100 processing unit, DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記センサからの信号を積分する積分部と、
前記センサのインピーダンスに関する情報を取得して、前記センサのインピーダンスが高いほど前記積分部による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する積分時間制御部と、
を備えるセンサ出力処理装置。 A sensor output processing apparatus for processing sensor output, comprising:
An integration unit that integrates the signal from the sensor;
An integration time control unit that acquires information on the impedance of the sensor and controls the integration time per unit time to be shorter as the sensor impedance is higher;
Sensor output processing device comprising:
請求項１に記載のセンサ出力処理装置。 The sensor output processing device according to claim 1, further comprising an impedance measurement unit configured to measure the information related to the impedance.
前記センサに定電流が流れた状態において前記センサの両端間での電圧を前記インピーダンスに関する前記情報として測定する電圧測定部を含む
請求項２に記載のセンサ出力処理装置。 The impedance measuring unit
The sensor output processing device according to claim 2, further comprising: a voltage measurement unit configured to measure a voltage between both ends of the sensor as the information on the impedance in a state where a constant current flows in the sensor.
前記インピーダンスに関する前記情報として前記センサの場所における温度を測定する温度測定部を含む
請求項２に記載のセンサ出力処理装置。 The impedance measuring unit
The sensor output processing apparatus according to claim 2, further comprising a temperature measurement unit configured to measure a temperature at a location of the sensor as the information related to the impedance.
前記積分部は、複数回にわたって、前記信号の積分と前記積分の値のリセットとを繰り返し、
前記インピーダンス測定部は、前記インピーダンスに関する前記情報を測定し、
前記積分時間制御部は、前記インピーダンスに関する前記情報に基づいて、次のデータ更新期間内において前記積分部によって前記積分と前記積分の値のリセットとを繰り返す新たな回数を決定する
請求項２に記載のセンサ出力処理装置。 Within a predetermined data update period,
The integration unit repeats integration of the signal and reset of the value of the integration multiple times,
The impedance measuring unit measures the information related to the impedance,
3. The integration time control unit according to claim 2, wherein the integration unit determines a new number of times to repeat the integration and the reset of the integration value in the next data update period based on the information on the impedance. Sensor output processor.
前記センサのインピーダンスが高いほど前記積分部による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御するとともに、前記場所の前記温度が低いほど前記積分部による単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する、
請求項１から５の何れか１項に記載のセンサ出力処理装置。 The integration time control unit obtains both the information on the impedance and information on the temperature at the location of the sensor,
Control is performed to shorten the integration time per unit time by the integration unit as the sensor impedance is higher, and control is performed to shorten the integration time per unit time by the integration unit as the temperature at the place is lower. Do,
The sensor output processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記場所における温度が低いほど前記閾値を高くするように制御する閾値制御部と、を備える請求項６に記載のセンサ出力処理装置。 A comparison unit that compares a target signal obtained from the output signal from the integration unit with a threshold;
The sensor output processing device according to claim 6, further comprising: a threshold value control unit configured to control the threshold value to be higher as the temperature at the place is lower.
請求項１から７の何れか１項に記載のセンサ出力処理装置。 The sensor output processing device according to any one of claims 1 to 7, further comprising the sensor.
前記センサからの信号を積分する段階と、
前記センサのインピーダンスに関する情報を取得して、前記センサのインピーダンスが高いほど、前記積分する段階における単位時間あたりの積分時間を短くするように制御する段階と、
を備えるセンサ出力処理方法。 A sensor output processing method for processing sensor output, comprising:
Integrating the signal from the sensor;
Obtaining information on the impedance of the sensor and controlling the integration time per unit time to be shorter as the impedance of the sensor is higher;
A sensor output processing method comprising:
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