JP3807168B2 - 赤外線検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体から輻射される赤外線エネルギーを検出し、人体の存在や移動の検知を行う赤外線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の赤外線検出装置における高抵抗素子の検査回路である。数十ギガΩを越える抵抗値を測定するには、単純に電圧を与えて電流を測定する方法では困難である。そこで、図４に示す検査回路を用いることにより測定したい高抵抗素子ＲでコンデンサＣを充電させ、その時の時定数を測定することにより高抵抗素子Ｒでの抵抗値を計算するのである。
【０００３】
ICの通常動作時にはRESET端子の電位をLOWレベルに固定し、VIN端子の電位をLOWレベルに固定することにより検査回路は停止状態となり、消費電流の増大を防止するようになっている。検査時にはまずRESET端子の電位をHIGHレベルに固定し、検査回路が動作可能な状態にする。このときノードＮはHIGHレベルであるのでコンパレータの出力VOUTはLOWレベルとなる。VIN端子の電位をHIGHレベルに切り換えるとトランジスタM1がオンし、ノードＮがLOWレベルになり、VOUT端子はHIGHレベルに切り替わる。その後、VIN端子の電位を再びLOWレベルにするとトランジスタM1がオフし、高抵抗素子Ｒを介してコンデンサＣの充電が始まる。そして、ノードＮの電位がV1を越えるとVOUT端子はLOWレベルに切り替わる。この時、VIN端子の電位をLOWレベルに切り換えてからVOUT端子がLOWレベルに切り替わるまでの時間、即ちノードＮの電位がLOWレベルからV1まで充電されるのにかかる時間Ｔを計測する。そして、これより数１から抵抗値を求めるのである。
【０００４】
【数１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような構成の高抵抗素子の検査回路を有する赤外線検出装置にあっては、この検査のためにコンパレータ１個分の面積がICにおいて余分に占めることになり、赤外線検出装置を構成する回路が大きくなってしまうという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、高抵抗素子の検査回路を具備した小型の赤外線検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、焦電素子と、該焦電素子から出力される電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換回路と、該Ｉ／Ｖ変換回路から出力される電圧信号を所定の周波数帯域で増幅して検知信号を出力する電圧増幅回路と、ウィンドコンパレータを備え、電圧増幅回路からの出力が予め定めた値を越えるか否かを判定する出力回路とを有する赤外線検出装置において、検査用の抵抗素子を含んで構成される充放電回路と、前記電圧増幅回路の出力と前記充放電回路の出力とを切り替えて前記出力回路に入力するセレクタを備え、前記出力回路内のウィンドコンパレータを構成するコンパレータを抵抗素子の検査回路として使用するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の赤外線検出装置において、前記出力回路内のウィンドコンパレータを構成するコンパレータの出力に検査回路の出力端子を付加するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の赤外線検出装置において、前記セレクタにより前記検査回路の出力を前記出力回路に入力するタイミング及び検査回路を駆動するタイミングを制御する制御回路を付加するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係る赤外線検出装置について図１乃至図３に基づき詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の赤外線検出装置の概略を示すブロック図である。焦電素子１から出力される電流信号はＩ／Ｖ変換回路２により電圧信号に変換されて電圧増幅回路３に入力される。電圧増幅回路３はバンドパスフィルタ特性を有し、前記の電圧信号は所定の周波数帯域で増幅され検知信号として出力される。次に検知信号は出力回路４のウィンドコンパレータ回路によりパルス波形として出力される。
【００１２】
また、本実施の形態に係る赤外線検出装置は、検査用の高抵抗素子Ｒと、この高抵抗素子Ｒに直列に接続されたコンデンサＣと、このコンデンサＣに並列に接続されたＭＯＳ型トランジスタM1と、を備えてなる検査用の充放電回路部Ａと、出力回路４の入力に、電圧増幅回路３からの信号と充放電回路部Ａからの信号とを切り換えて出力するセレクタＢとを備えてなる。
【００１３】
通常動作時はSELECT端子はLOWレベルに固定され、このときセレクタＢは電圧増幅回路３からの信号を出力回路４の入力に伝えるようになっている。検査時にはSELECT端子がHIGHレベルに切り換えられ、このときセレクタは検査用の充放電回路Ａからの信号を出力回路４に伝えるようになっている。
【００１４】
初期状態ではVIN端子はLOWレベルであり、ノードＮはHIGHレベルにある。出力OUT端子を抵抗素子等の外付け部品にてプルダウンすると、この時出力OUTはLOWレベルとなる。
【００１５】
次にVIN端子をHIGHレベルにするとＭＯＳ型トランジスタM1がオンし、ノードＮはLOWレベルになる。このとき出力OUT端子はLOWレベルのままである。そして、VIN端子を再びLOWレベルに戻すとＭＯＳ型トランジスタM1はオフし、高抵抗素子Ｒを介してコンデンサＣの充電が開始される。ノードＮの電位が基準電圧V1を越えたときに出力OUTはHIGHレベルに切り替わる。VIN端子がLOWレベルに切り替わり充電が始まってからOUT端子がHIGHレベルに切り替わるまでの時間Ｔを計測する。そして、これより従来の技術の欄に示した数１から抵抗値を求めるのである。
【００１６】
本実施の形態に係る赤外線検出装置にあっては、出力回路４内にあるウィンドコンパレータ回路を構成するコンパレータを用いて高抵抗素子Ｒの抵抗値を検査することが可能になるため、検査用に新たにコンパレータを追加する必要がなく小型の赤外線検出装置を提供することが可能になる。
【００１７】
なお、図２に示すように、コンパレータの出力を出力回路４に設けられたパッドに直接出すようにし、この出力VOUT端子を用いて測定を行うようにしてもよい。赤外線検出装置においてはＮＡＮＤ素子４１と出力のＭＯＳ型トランジスタ４２の間にレベルシフト回路やノイズを除去するための遅延回路が挿入されていることがある。そうした場合にはOUT端子で測定を行うと測定誤差が大きくなることがある。しかし、コンパレータの出力であるVOUT端子で測定を行うようにすればそのような誤差を生じることがなく正確な値を算出することが可能になる。
【００１８】
また、図３に示すように、セレクタＢを制御する制御回路Ｄを付加するようにしてもよい。すなわち、検査時においてSELECT端子の電位をLOWレベルからHIGHレベルに切り換え、セレクタＢが充放電回路部Ａからの信号を選択したと同時に制御回路Ｄが単発の矩形パルスを出力し、ＭＯＳ型トランジスタM1を一定時間Ｔ１の間オンさせるのである。一定時間Ｔ１が経過した後、ＭＯＳ型トランジスタM1は再びオフしコンデンサＣの充電が始まる。そして、ノードＮが基準電圧V1を越えると出力OUT端子の電位はLOWレベルからHIGHレベル切り替わる。このときSELECTがHIGHレベルに切り替わってからOUT端子がHIGHレベルに切り替わるまでの時間Ｔを計測する。そして、これより数２から抵抗値を求めるのである。
【００１９】
【数２】
なお、本発明は上記の実施の形態の赤外線検出装置に限定されるものではなく、特許請求の範囲の請求項に記載する内容の範囲で、各種の変形が可能であり、本発明はこれらの全てを含むものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明にあっては、焦電素子と、該焦電素子から出力される電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換回路と、該Ｉ／Ｖ変換回路から出力される電圧信号を所定の周波数帯域で増幅して検知信号を出力する電圧増幅回路と、ウィンドコンパレータを備え、電圧増幅回路からの出力が予め定めた値を越えるか否かを判定する出力回路とを有する赤外線検出装置において、検査用の抵抗素子を含んで構成される充放電回路と、前記電圧増幅回路の出力と前記充放電回路の出力とを切り替えて前記出力回路に入力するセレクタを備え、前記出力回路内のウィンドコンパレータを構成するコンパレータを抵抗素子の検査回路として使用するようにしたので、検査回路用に新たにコンパレータを追加する必要がないため、小型の赤外線検出装置を提供することが可能になるという効果を奏する。
【００２２】
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の赤外線検出装置において、前記出力回路内のウィンドコンパレータを構成するコンパレータの出力に検査回路の出力端子を付加するようにしたので、コンパレータと本回路の出力端子との間に他の回路が挿入されたとしても、それらの回路の影響を受けることなく精度良く高抵抗素子の検査を行うことが可能になるという効果を奏する。
【００２３】
請求項３記載の発明にあっては、請求項１又は請求項２記載の赤外線検出装置において、前記セレクタにより前記検査回路の出力を前記出力回路に入力するタイミング及び検査回路を駆動するタイミングを制御する制御回路を付加するようにしたので、制御回路を駆動させることで自動的に検査回路により検査を開始させることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態の赤外線検出装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る他の実施の形態の赤外線検出装置のブロック図である。
【図３】本発明に係る他の実施の形態の赤外線検出装置のブロック図である。
【図４】従来の検査回路の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 焦電素子
２ Ｉ／Ｖ変換回路
３ 電圧増幅回路
４ 出力回路
Ａ 検査回路
Ｂ セレクタ
Ｄ 制御回路
Claims (3)
- 焦電素子と、該焦電素子から出力される電流信号を電圧信号に変換するＩ／Ｖ変換回路と、該Ｉ／Ｖ変換回路から出力される電圧信号を所定の周波数帯域で増幅して検知信号を出力する電圧増幅回路と、ウィンドコンパレータを備え、電圧増幅回路からの出力が予め定めた値を越えるか否かを判定する出力回路とを有する赤外線検出装置において、検査用の抵抗素子を含んで構成される充放電回路と、前記電圧増幅回路の出力と前記充放電回路の出力とを切り替えて前記出力回路に入力するセレクタを備え、前記出力回路内のウィンドコンパレータを構成するコンパレータを抵抗素子の検査回路として使用するようにしたことを特徴とする赤外線検出装置。
- 前記出力回路内のウィンドコンパレータを構成するコンパレータの出力に検査回路の出力端子を付加するようにしたことを特徴とする請求項１記載の赤外線検出装置。
- 前記セレクタにより前記検査回路の出力を前記出力回路に入力するタイミング及び検査回路を駆動するタイミングを制御する制御回路を付加するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の赤外線検出装置
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