JP6544678B2 - Infrared detector - Google Patents
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Description
本発明は、一般に赤外線検出装置、より詳細には焦電素子を用いた赤外線検出装置に関する。 The present invention relates generally to an infrared detector, and more particularly to an infrared detector using a pyroelectric element.
近年、省エネルギ化を図るなどの目的で、人体の動きを検知して効率的な動作を行う様々な電気機器が提供されている。このような電気機器の中には、たとえば赤外線の検知部として焦電素子を用いた赤外線検出装置を内蔵した機器がある。一般的な赤外線検出装置は、レンズ等を用いて検知エリア内からの赤外線を焦電素子に集め、焦電素子が受光する赤外線量の変化に応じて焦電素子から出力される電流信号が変化する。 In recent years, for the purpose of energy saving and the like, various electrical devices that detect movement of a human body and perform efficient operation have been provided. Among such electrical devices, there are devices that incorporate an infrared detection device using a pyroelectric element as a detection unit of infrared light, for example. In a general infrared detection device, infrared light from the detection area is collected on the pyroelectric element using a lens or the like, and the current signal output from the pyroelectric element changes according to the change in the amount of infrared light received by the pyroelectric element Do.
この種の赤外線検出装置として、焦電素子と、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第1変換部(電流電圧変換部)とを備えた装置が提案されている(たとえば特許文献1参照)。特許文献1においては、第1変換部は、交流帰還用のコンデンサが接続された演算増幅器を用いて電流信号を電圧信号に変換するように構成され、さらにコンデンサと並列に接続されたリセットスイッチを有している。
As an infrared detection device of this type, a device has been proposed that includes a pyroelectric element and a first conversion unit (current-voltage conversion unit) that converts a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal (for example, Patent Document 1). In
リセットスイッチは、制御部からのリセット信号によって制御され、オン時には、コンデンサに蓄積されている電荷を放電するための放電経路を形成する放電部として機能する。制御部は、所定周波数以下の低周波成分を除去するように予め決められている周期でクロック信号を発生する発振器を有し、クロック信号に基づいてリセット信号を出力する。さらに、特許文献1に記載の赤外線検出装置は、第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部(AD変換部)と、第2変換部の出力のうち所定の周波数帯域の信号成分を通過させるデジタル処理部とを備える。
The reset switch is controlled by a reset signal from the control unit, and when turned on, functions as a discharge unit that forms a discharge path for discharging the charge stored in the capacitor. The control unit has an oscillator that generates a clock signal with a predetermined cycle to remove low frequency components below a predetermined frequency, and outputs a reset signal based on the clock signal. Furthermore, the infrared detection device described in
これにより、特許文献1に記載の赤外線検出装置は、検知対象(人体)とは関係のない不要な低周波成分の影響を抑制することができる。すなわち、焦電素子から出力される電流信号に、たとえば周囲温度の変化などに起因して検知対象とは関係のない不要な低周波成分が含まれることがあるが、特許文献1に記載の赤外線検出装置は、このような不要な低周波成分の影響を抑制可能である。
Thereby, the infrared detection device described in
上記赤外線検出装置は、焦電素子で生じるポップコーンノイズや、第1変換部を構成するIC(集積回路)製造時の結晶欠陥によるノイズのような突発性ノイズが電流信号に含まれていると、突発性ノイズに起因して赤外線の誤検出を生じる可能性がある。 If the above-mentioned infrared detection device includes sudden noise such as popcorn noise generated by a pyroelectric element or noise due to a crystal defect at the time of manufacturing an IC (integrated circuit) constituting the first conversion unit in the current signal, The sudden noise may cause erroneous detection of infrared radiation.
ただし、赤外線の誤検出を低減するために、この種の突発性ノイズを除去するための回路を赤外線検出装置に付加した場合、赤外線検出装置の出力からでは突発性ノイズの有無は判断できない。したがって、赤外線検出装置は、たとえ何らかの欠陥により頻繁に突発性ノイズを生じる不良品であっても、出荷前の検査等においては良品と判断される可能性がある。 However, when a circuit for removing this kind of sudden noise is added to the infrared detection device in order to reduce false detection of infrared radiation, the presence or absence of the sudden noise can not be determined from the output of the infrared detection device. Therefore, even if the infrared detection device is a defective product that generates sudden noise frequently due to some defect, it may be determined as a non-defective product in inspection before shipment.
本発明は上記事由に鑑みて為されており、突発性ノイズに起因した赤外線の誤検出を低減しながらも、突発性ノイズを頻繁に生じる不良品については出荷前の検査等において不良品と判断可能となる赤外線検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is determined that a defective product which frequently generates sudden noise is judged as a defective product before inspection while it reduces false detection of infrared rays caused by the sudden noise. An object of the present invention is to provide an infrared detection device that can be used.
第1の形態に係る赤外線検出装置は、焦電素子と、当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第1変換部と、前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、前記デジタル回路は、前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、前記第2変換部は、所定の時間間隔で設定されるサンプリングタイミングで前記第1変換部の出力値を量子化してデジタル値に変換するように構成されており、前記デジタル回路は、連続する複数回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ1つ前のサンプリングタイミングとの間でデジタル値の差分値を演算する演算部を有し、前記ノイズ補正部は、前記複数回分のサンプリングタイミングについて求めた前記差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて突発性ノイズの有無を検知するように構成されており、前記切替部は、前記第1モードに比べて前記第2モードにて、前記閾値を上げるように構成されている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an infrared detection device comprising: a pyroelectric element; a first conversion unit for converting a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal; and an output value of the first conversion unit as a digital value And a digital circuit to which an output value of the second converter is input, the digital circuit including at least one of an input of the first converter and an output of the first converter. A noise correction unit that detects the presence or absence of a sudden noise generated in the noise removal unit and removes a noise component generated in the output of the second conversion unit due to the sudden noise when it is determined that the sudden noise is present; And a switching unit for switching between two operation modes, a first mode for enabling the second mode and a second mode for disabling the noise correction unit, wherein the second conversion unit performs sampling set at predetermined time intervals. Said timing The output value of the first conversion unit is quantized and converted into a digital value, and the digital circuit is configured to calculate the difference between the digital value and the preceding sampling timing for each of a plurality of consecutive sampling timings. The noise correction unit is configured to detect the presence or absence of sudden noise based on the comparison result between the difference value obtained for the plurality of sampling timings and a predetermined threshold value. The switching unit is configured to raise the threshold in the second mode as compared to the first mode.
第2の形態に係る赤外線検出装置として、第1の形態において、前記切替部は、前記デジタル回路に外部から入力される切替信号に従って、前記動作モードを切り替えるように構成されていることがより望ましい。 As the infrared detection device according to the second aspect, in the first aspect, the switching unit is more preferably configured to switch the operation mode in accordance with a switching signal input from the outside to the digital circuit. .
第3の形態に係る赤外線検出装置は、焦電素子と、当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第1変換部と、前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、前記デジタル回路は、前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、前記切替部は、前記ノイズ補正部で前記ノイズ成分が除去された時点から一定時間が経過するまでの期間に、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されている。 An infrared detection device according to a third aspect comprises: a pyroelectric element; a first conversion unit that converts a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal; and a digital output value of the first conversion unit And a digital circuit to which an output value of the second converter is input, the digital circuit including at least one of an input of the first converter and an output of the first converter. A noise correction unit that detects the presence or absence of a sudden noise generated in the noise removal unit and removes a noise component generated in the output of the second conversion unit due to the sudden noise when it is determined that the sudden noise is present; And a switching unit for switching between two operation modes, a first mode for enabling the second mode and a second mode for disabling the noise correction unit, wherein the noise correction unit removes the noise component in the switching unit. Constant time from There the period until elapsed, and is configured the operation mode to the second mode.
第4の形態に係る赤外線検出装置は、焦電素子と、当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第1変換部と、前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、前記デジタル回路は、前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、前記第2変換部は、所定の時間間隔で設定されるサンプリングタイミングで前記第1変換部の出力値を量子化してデジタル値に変換するように構成されており、前記デジタル回路は、連続する複数回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ1つ前のサンプリングタイミングとの間でデジタル値の差分値を演算する演算部を有し、前記ノイズ補正部は、前記複数回分のサンプリングタイミングについて求めた前記差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて突発性ノイズの有無を検知するように構成されており、前記ノイズ補正部は、前記突発性ノイズありと判定した場合に、前記閾値を上回った前記差分値の大きさをバッファ内の値に加算し、前記バッファ内の値を補正値として、当該補正値を前記第2変換部の出力値から減算することにより前記ノイズ成分を除去し、且つ前記補正値を時間経過に伴って減少させるように構成されており、前記切替部は、前記補正値が所定の第1異常値を超えると、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されている。 An infrared detection device according to a fourth aspect comprises: a pyroelectric element; a first conversion unit that converts a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal; and a digital value of an output value of the first conversion unit And a digital circuit to which an output value of the second converter is input, the digital circuit including at least one of an input of the first converter and an output of the first converter. A noise correction unit that detects the presence or absence of a sudden noise generated in the noise removal unit and removes a noise component generated in the output of the second conversion unit due to the sudden noise when it is determined that the sudden noise is present; And a switching unit for switching between two operation modes, a first mode for enabling the second mode and a second mode for disabling the noise correction unit, wherein the second conversion unit performs sampling set at predetermined time intervals. Said timing The output value of the first conversion unit is quantized and converted into a digital value, and the digital circuit is configured to calculate the difference between the digital value and the preceding sampling timing for each of a plurality of consecutive sampling timings. The noise correction unit is configured to detect the presence or absence of sudden noise based on the comparison result between the difference value obtained for the plurality of sampling timings and a predetermined threshold value. If the noise correction unit determines that the sudden noise is present, the noise correction unit adds the magnitude of the difference value that exceeds the threshold to the value in the buffer, and uses the value in the buffer as the correction value. The noise component is removed by subtracting the correction value from the output value of the second conversion unit, and the correction value is decreased with time. Constructed and, the switching unit in this way, when the correction value exceeds a first outlier predetermined, and is configured the operation mode to the second mode.
第5の形態に係る赤外線検出装置は、焦電素子と、当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第1変換部と、前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、前記デジタル回路は、前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、前記デジタル回路は、前記ノイズ補正部で前記突発性ノイズありと判定された回数を数えるカウンタを有し、前記切替部は、前記カウンタでのカウント値が所定の第2異常値に達すると、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されている。
An infrared detection device according to a fifth aspect comprises: a pyroelectric element; a first conversion unit for converting a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal; and an output value of the first conversion unit as a digital value And a digital circuit to which an output value of the second converter is input, the digital circuit including at least one of an input of the first converter and an output of the first converter. A noise correction unit that detects the presence or absence of a sudden noise generated in the noise removal unit and removes a noise component generated in the output of the second conversion unit due to the sudden noise when it is determined that the sudden noise is present; And a switching unit for switching between two operation modes, a first mode for enabling the second mode and a second mode for disabling the noise correction unit, wherein the digital circuit is determined to have the sudden noise by the noise correction unit. The number of times determined It has a counter for counting, the switching unit, when the count value in said counter reaches a second abnormal value predetermined, and is configured the operation mode to the second mode.
本発明は、突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズに起因したノイズ成分を除去するノイズ補正部と、ノイズ補正部を有効にする第1モードとノイズ補正部を無効にする第2モードと2つの動作モードを切り替える切替部とを有している。そのため、本発明は、突発性ノイズに起因した赤外線の誤検出を低減しながらも、突発性ノイズを頻繁に生じる不良品については出荷前の検査等において不良品と判断可能となる、という利点がある。 According to the present invention, a noise correction unit that removes a noise component caused by the sudden noise when it is determined that there is a sudden noise, and a first mode that makes the noise correction unit effective and a noise correction unit are disabled. It has a mode and a switching part which switches two operation modes. Therefore, the present invention has an advantage that defective products which frequently generate sudden noise can be judged as defective products in inspection before shipment etc. while reducing false detection of infrared rays caused by sudden noise. is there.
(実施形態1)
本実施形態の赤外線検出装置1は、図1に示すように、焦電素子2と、第1変換部3と、第2変換部4と、デジタル回路5とを備えている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
第1変換部3は、焦電素子2から出力される電流信号を電圧信号に変換する。第2変換部4は、第1変換部3の出力値をデジタル値に変換する。デジタル回路5には、第2変換部4の出力値が入力される。
The
デジタル回路5は、ノイズ補正部51と、切替部52とを有している。ノイズ補正部51は、第1変換部3の入力と第1変換部3の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって第2変換部4の出力に生じたノイズ成分を除去する。切替部52は、ノイズ補正部51を有効にする第1モードとノイズ補正部51を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える。
The
この構成によれば、赤外線検出装置1は、第2変換部4の出力値(デジタル値)に対する演算処理によって、突発性ノイズを検知でき、且つ突発性ノイズありと判定された場合には突発性ノイズによって第2変換部4の出力に生じたノイズ成分を除去できる。したがって、赤外線検出装置1は、突発性ノイズに起因した赤外線の誤検出を低減できる。
According to this configuration, the
しかも、この赤外線検出装置1は、切替部52を有するから、ノイズ補正部51が常に有効に機能する訳ではなく、ノイズ補正部51を有効にする第1モードと、ノイズ補正部51を無効にする第2モードとを切り替え可能である。つまり、赤外線検出装置1は、突発性ノイズの発生時にノイズ成分を除去する第1モードと、突発性ノイズの発生時にノイズ成分を除去しない第2モードとの2つの動作モードが切替部52によって切り替え可能である。したがって、赤外線検出装置1は、たとえば出荷前の検査等においては、動作モードが第2モードに設定されることにより、突発性ノイズの発生時にノイズ補正部51が機能せず、ノイズ成分が除去されずに残ることになる。その結果、赤外線検出装置1は、その出力からでも突発性ノイズの有無が判断可能になり、何らかの欠陥により頻繁に突発性ノイズを生じる不良品であれば、出荷前の検査等において不良品と判断可能になる。
Moreover, since the
ここでいう突発性ノイズは、第1変換部3の入力と第1変換部3の出力との少なくとも一方に生じるノイズのうち、定常的に発生するのではなく、突発的に発生するノイズである。
The sudden noises referred to here are noises that occur suddenly, not regularly, among noises generated in at least one of the input of the
本実施形態においては、突発性ノイズは、焦電素子2で生じるポップコーンノイズや、第1変換部3を構成するIC(集積回路)製造時の結晶欠陥によるノイズのように、電荷性のノイズである。なお、ポップコーンノイズは、焦電素子2を構成する焦電体基板や回路基板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、不要な電荷が生じることによって発生する。また、焦電体基板が回路基板に取り付けられるときの位置ずれや誤差、焦電体基板自体の製造ばらつきなども、ポップコーンノイズの要因と考えられる。以下では、突発性ノイズは1kHz以上のインパルス状のノイズであると仮定して説明する。
In the present embodiment, the sudden noise is charge noise such as popcorn noise generated in the
ここで、第2変換部4は、所定の時間間隔で設定されるサンプリングタイミングで第1変換部3の出力値を量子化してデジタル値に変換するように構成されていることが好ましい。この場合、デジタル回路5は、連続する複数回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ1つ前のサンプリングタイミングとの間でデジタル値の差分値を演算する演算部53を有していてもよい。この場合、ノイズ補正部51は、前記複数回分のサンプリングタイミングについて求めた前記差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて突発性ノイズの有無を検知するように構成される。
Here, it is preferable that the
また、この赤外線検出装置1において、切替部52は、前記第1モードに比べて前記第2モードにて、前記閾値を上げるように構成されていることが好ましい。
Further, in the
さらに、切替部52は、デジタル回路5に外部から入力される切替信号に従って、前記動作モードを切り替えるように構成されていることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the switching
以下、本実施形態の赤外線検出装置1について詳しく説明する。ただし、以下に説明する赤外線検出装置1は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
Hereinafter, the
本実施形態においては、赤外線検出装置1が、検知エリア内の人の存否を検知する人体検知に用いられる場合を例とする。赤外線検出装置1は、焦電素子2が受光する赤外線量の変化に基づいて検知エリア内の人の存否を判定し、その判定結果を外部装置(外部回路)へ出力するように構成されている。ただし、赤外線検出装置1は、人体検知に限らず、たとえばガス検知等の他の用途で用いられてもよい。
In the present embodiment, an example in which the
本実施形態の赤外線検出装置1は、図1に示すように、上述した焦電素子2、第1変換部3、第2変換部4、デジタル回路5に加えて、第1変換部3を制御する制御部6を備えている。ここで、第2変換部4とデジタル回路5と制御部6とは、たとえばメモリおよびプロセッサを有するマイコン(マイクロコンピュータ)を主構成とし、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される。マイコンを第2変換部4、デジタル回路5、制御部6として機能させるプログラムは、たとえば記録媒体に記憶されて提供されてもよい。
As shown in FIG. 1, the
焦電素子2は、検知エリアから赤外線を受光し、受光した赤外線量の変化に応じて電流信号を出力する。
The
第1変換部3は、図1に示すように電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路(以下、「IV変換回路」という)31と、IV変換回路31の出力する電圧信号を増幅する増幅回路32とを有している。
The
IV変換回路31は、図2に示すように、第1の演算増幅器311と、コンデンサ312と、スイッチ313とを有している。第1の演算増幅器311は、反転入力端子が焦電素子2に接続されている。第1の演算増幅器311の非反転入力端子は、基準電圧を発生する基準電源314に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
コンデンサ312は、第1の演算増幅器311の出力端子−反転入力端子間に接続されており、交流帰還用の容量素子として機能する。スイッチ313は、第1の演算増幅器311の出力端子−反転入力端子間において、コンデンサ312と並列に接続されている。
The
このように構成される容量型のIV変換回路31は、焦電素子2からの電流信号を、コンデンサ312のインピーダンスを用いて電圧信号に変換する。第1の演算増幅器311から出力される電圧は、基準電源314が発生する基準電圧からコンデンサ312の両端電圧を差し引いた値となる。そのため、IV変換回路31の出力は、基準電圧を動作点として、焦電素子2が赤外線を受光したことによる電流信号の変化に応じて動作点から変化する電圧信号となる。この種のIV変換回路31は、SN比が比較的高いという利点がある。
The capacitive
なお、以下では説明を簡単にするために、上記動作点(基準電圧)にあるときのIV変換回路31の出力をゼロとして説明する。つまり、IV変換回路31の出力は、第1の演算増幅器311から出力される電圧の動作点からの変化量を意味する。
In the following, in order to simplify the description, it is assumed that the output of the
さらに、IV変換回路31は、第2の演算増幅器315と、コンデンサ316と、抵抗317,318とからなるフィードバック回路を有している。
Further, the
第2の演算増幅器315は、反転入力端子が抵抗317を介して基準電源314に接続され、出力端子−反転入力端子間にコンデンサ316が接続されることにより、積分回路を構成する。第2の演算増幅器315は、非反転入力端子が第1の演算増幅器311の出力端子に接続され、出力端子が抵抗318を介して第1の演算増幅器311の反転入力端子に接続されている。これにより、IV変換回路31は、フィードバック回路により所定周波数以下の不要な低周波成分(以下、「不要成分」という)を低減させた電圧信号を出力することになる。言い換えれば、第1変換部3はハイパスフィルタを有している。不要成分は、焦電素子2から出力される電流信号に対して、たとえば周囲温度の変化などに起因して検知対象(人体)とは無関係に生じる低周波の揺らぎ成分である。
In the second
スイッチ313は、制御部6からの第1制御信号によって制御され、オン時には、コンデンサ312に蓄積されている電荷を放電するための放電経路を形成する放電部として機能する。つまり、スイッチ313がオンすると、コンデンサ312の両端電圧がゼロにリセットされ、IV変換回路31の出力値はゼロ(動作点)にリセットされる。
The
増幅回路32は、第3の演算増幅器321と、入力コンデンサ322と、帰還コンデンサ323と、抵抗324と、スイッチ325とを有している。
The
第3の演算増幅器321は、反転入力端子が入力コンデンサ322を介して第1の演算増幅器311の出力端子に接続され、出力端子−反転入力端子間に帰還コンデンサ323が接続されている。つまり、増幅回路32は、容量型の電圧増幅回路を構成しており、その増幅率は、入力コンデンサ322の容量「C1」、帰還コンデンサ323の容量「C2」を用いて「C1/C2」で表される。この種の増幅回路32は、低消費電力であるという利点がある。
The third
抵抗324およびスイッチ325は、第3の演算増幅器321の出力端子−反転入力端子間において、帰還コンデンサ323と並列に接続されている。第3の演算増幅器321の非反転入力端子には基準電源314が接続されている。
The
スイッチ325は、制御部6からの第2制御信号によって制御され、オン時には、帰還コンデンサ323の両端間を短絡する。つまり、増幅回路32は、スイッチ325がオンした状態では、増幅率「1」で動作し、第3の演算増幅器321の反転入力端子に入力される電圧信号をそのまま出力する。第3の演算増幅器321の出力端子は、第2変換部4に接続されている。
The
第2変換部4は、第1変換部3から入力されるアナログ値(電圧値)をデジタル値に変換(AD変換)してデジタル回路5に出力するAD変換器である。本実施形態では、一例として第2変換部4には、逐次比較型のAD変換器が用いられている。これにより、第2変換部4は、簡単な回路構成で高い分解能を実現できる。ただし、第2変換部4は、逐次比較型に限らず、その他の方式のAD変換器が用いられてもよい。たとえばΔΣ(デルタシグマ)方式のAD変換器が第2変換部4に用いられていれば、比較的小型で且つ高精度の第2変換部4を実現することができる。
The
一般的に、AD変換器は、AD変換可能な(つまりAD変換特性が保証される)入力電圧範囲(入力レンジ)がフルスケールとして個々に決められている。そのため、第2変換部4においても、フルスケール内のアナログ値についてのみデジタル値に変換可能であって、フルスケールの上限値を超えるアナログ値については当該上限値に相当するデジタル値に変換される。つまり、第2変換部4は、このフルスケール外の振幅を持つ信号が入力されると、出力が飽和することになる。
Generally, in the AD converter, an input voltage range (input range) capable of AD conversion (that is, the AD conversion characteristic is guaranteed) is individually determined as a full scale. Therefore, also in the
この第2変換部4は、所定の時間間隔(サンプリング周期)で設定されるサンプリングタイミングで第1変換部3の出力値を量子化してデジタル値に変換する。本実施形態では、第2変換部4は、一例として10msのサンプリング周期で設定されるサンプリングタイミングでAD変換を行うと仮定する。なお、人体検知においては検知対象は1Hz付近であるので、サンプリング周期は、1sよりも十分に短い周期(たとえば0.1s以下)に設定される。
The
デジタル回路5は、第2変換部4から入力されるデジタル信号に基づいて、検知エリア内の人体の存否を判定する。つまり、デジタル回路5は、第2変換部4の出力値(第1変換部3の出力に相当するデジタル値)と、予め定められている第1の閾値とを比較することにより検知エリア内の人体の存否を判定する判定部(図示せず)を有している。判定部は、第2変換部4の出力値の絶対値が第1の閾値を超えている期間には、検知エリア内に人がいると判定してHレベルの検知信号を出力し、閾値以下であれば検知エリア内に人はいないと判定して検知信号をLレベルとする。
The
また、デジタル回路5は、人体検知時に焦電素子2が発生する電流信号の周波数帯域(ここでは0.1Hz〜10Hz程度と仮定する)を通過帯域とするデジタルバンドパスフィルタ(以下、バンドパスフィルタを「BPF」という)としての機能を有している。
In addition, the
ここで、アナログBPFを用いる場合で、0.1Hz〜10Hz程度の信号を通過させるためには、回路定数の比較的大きなコンデンサ等の素子が必要になる。このような素子はIC(集積回路)に外付けされることになるので、この構成では赤外線検出装置1の回路部分をワンチップ化することができない。これに対して、本実施形態の赤外線検出装置1は、上述のようにデジタルBPFを用いたことにより、外付け部品が不要となり回路部分をワンチップ化することができるという利点がある。
Here, when an analog BPF is used, in order to pass a signal of about 0.1 Hz to 10 Hz, an element such as a capacitor having a relatively large circuit constant is required. Such an element is externally attached to an IC (Integrated Circuit), so in this configuration, the circuit portion of the
上記構成の赤外線検出装置1では、焦電素子2から出力された電流信号は、第1変換部3のIV変換回路31にて電圧信号に変換された後、第1変換部3の増幅回路32で増幅され、第2変換部4に入力される。つまり、第2変換部4に入力される電圧信号は、焦電素子2の出力(電流信号)をIV変換回路31で電圧信号に変換後さらに増幅回路32で増幅した信号である。第2変換部4は、入力された電圧信号をデジタル値に変換し、デジタル回路5へ入力する。デジタル回路5は、入力されたデジタル値に基づいて検知エリア内の人体の存否を判断し、判断結果を外部装置(外部回路)に出力する。
In the
また、デジタル回路5は、第2変換部4の出力値に応じたデジタル信号をシリアル出力するように構成されている。具体的には、デジタル回路5は、スタートビット、メインフィルタ出力、検知信号状態、動作モード判定結果、ストップビットからなる信号形式を採用する。メインフィルタ出力は、デジタルBPFを通すことにより第1変換部3の出力から少なくとも不要成分が除かれた信号の瞬時値を表す。デジタル回路5は、1回の通信でたとえば16ビットのデジタル信号を、送信クロック(たとえば20kHz)に同期してシリアル通信にて出力する。これにより、デジタル回路5は、クロックと各種のデータとを重畳させて1本の信号線で伝送可能となるので、端子数を少なくでき赤外線検出装置1の小型化につながるという利点がある。
The
なお、デジタル回路5は、第2変換部4の出力値を、そのままデジタル信号としてシリアル出力してもよい。つまり、デジタル回路5は、第2変換部4の出力するデジタル信号を、デジタルBPFを通すことなくシリアル出力してもよい。
The
また、制御部6は、IV変換回路31のスイッチ313をオンしてコンデンサ312をリセットすることにより、IV変換回路31の出力から所定周波数以下の不要成分を除去する。
Further, the
すなわち、制御部6は、IV変換回路31の出力から不要成分を除去するようなタイミングで第1制御信号を出力し、スイッチ313をオンする。具体的に説明すると、制御部6は、不要成分を除去するように予め決められている周期でクロック信号を発生する発振器(図示せず)を有し、このクロック信号に基づいて第1制御信号を生成する。たとえば不要成分の上限の周波数が0.1Hzであれば、この周波数に対応する10秒という時間がクロック信号を発生する周期になる。制御部6が、このようにして決められている周期でスイッチ313をオンし、コンデンサ312をリセットすることにより、IV変換回路31の出力から不要成分を除去する。
That is, the
また、制御部6は、第2制御信号によって増幅回路32のスイッチ325をオンし、増幅回路32を無効、つまり増幅回路32の増幅率を「1」とする。制御部6は、デジタル回路5に接続されており、デジタル回路5の入力(第2変換部4の出力)が飽和しているときに、第2制御信号を出力する。具体的には、制御部6は、第2変換部4の入力がフルスケールの上限値を超えており、第2変換部4の出力が飽和しているか否かを判定する機能(フルスケール判定機能)を有している。制御部6は、デジタル回路5の入力が飽和していれば第2制御信号を出力し、増幅回路32のスイッチ325をオンするように構成されている。
Further, the
これにより、第2変換部4の入力がフルスケールの上限値を超える場合には、赤外線検出装置1は、増幅回路32が無効化され、第1変換部3の出力が小さくなるので、第2変換部4の入力がフルスケール内に収まるようになる。言い換えれば、増幅回路32は、比較的振幅の大きな入力信号が入力されることがあっても、第2変換部4に対してはフルスケールを超えない大きさのアナログ値を出力することになり、赤外線検出装置1が不感となることを防止できる。
As a result, when the input of the
また、制御部6は、後述する検知部511にて突発性ノイズありと判定された場合にも、IV変換回路31のスイッチ313と増幅回路32のスイッチ325との少なくとも一方をオンするように構成されていてもよい。これにより、第1変換部3は、突発性ノイズの発生時に、IV変換回路31と増幅回路32との少なくとも一方の利得を下げることにより、突発性ノイズの影響を抑制できる。
Also, the
なお、赤外線検出装置1は、増幅回路32を無効にする構成として、スイッチ325および抵抗324に代えて、逆並列に接続された一対のダイオード(図示せず)を有していてもよい。この場合、赤外線検出装置1は、制御部6によるスイッチ325の制御が不要になり、より簡単な構成で、第2変換部4に対してはフルスケールを超えない大きさのアナログ値を出力することができる。
The
ところで、本実施形態に係る赤外線検出装置1は、たとえば第1変換部3の入力信号(電流信号)に図3に「A」で示すようなインパルス状の突発性ノイズが含まれていると、第1変換部3の出力信号(電圧信号)は図3に「B」で示すように急峻に変化する。図3では、横軸を時間軸として、「A」に第1変換部3の入力電流を示し、「B」に第1変換部3の出力電圧を示している。図3中の黒丸は各サンプリングタイミングで得られる第2変換部4の出力値(デジタル値)を表し、「ΔV」は突発性ノイズの振幅を表している。
By the way, in the
すなわち、第1変換部3の入力にポップコーンノイズなどの電荷性のノイズが突発的に発生すると、第1変換部3の出力は急峻に立ち上がることになる。さらに、第1変換部3は、不要成分を低減させるためのハイパスフィルタ(フィードバック回路)が設けられているので、このハイパスフィルタの時定数により、一旦立ち上がった出力は比較的ゆっくりゼロ(動作点)に戻ることになる。
That is, when charge noise such as popcorn noise suddenly occurs at the input of the
つまり、第1変換部3は、たとえば周囲温度の変化などに起因して検知対象である人体とは無関係に生じる低周波の揺らぎ成分(不要成分)に対する利得を、ハイパスフィルタにて抑えている。そのため、第1変換部3は、人体検知時に焦電素子2が発生する電流信号の周波数帯域(0.1Hz〜10Hz程度)に対して利得を持つように、ハイパスフィルタに比較的長い時定数を持つ。
That is, the
したがって、第1変換部3の出力は、突発性ノイズの影響で急峻に立ち上がった後、比較的長い時間(数十秒程度、たとえば40秒)をかけてゼロに復帰するステップ応答(ステップ信号)となる。その結果、赤外線検出装置1は、突発性ノイズが生じると、突発性ノイズの影響により、焦電素子2の出力にかかわらず第1変換部3の出力が変動することになる。ステップ信号は、広い周波数帯域に強度を持つので、第1変換部3の出力変動に伴い、後段のBPF(デジタル回路5)を通った後の出力にも変動を生じることになる。ここでは、BPFの通過帯域は0.1Hz〜10Hz程度であるので、赤外線検出装置1は0.1Hz〜10Hz程度を中心とする出力変動を生じ、誤検知の要因となる可能性がある。
Therefore, a step response (step signal) in which the output of the
そこで、本実施形態の赤外線検出装置1は、このような突発性ノイズの有無を検知するための構成として、演算部53とノイズ補正部51とをデジタル回路5に有している。ノイズ補正部51は、突発性ノイズの有無を検知する検知部511と、突発性ノイズに起因して第2変換部4の出力に生じたノイズ成分を除去する除去部512との2つの機能を有している。
Therefore, the
演算部53は、連続する複数回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ1つ前のサンプリングタイミングとの間でデジタル値の差分値を演算する。言い換えれば、演算部53は連続する2回分のサンプリングタイミングで得られたデジタル値の差分値を求める。本実施形態では、演算部53は、連続する3回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ差分値を演算する。
The
ノイズ補正部51は、演算部53にて複数回分(3回分)のサンプリングタイミングについて求められた差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて電流信号に含まれる突発性ノイズの有無を、検知部511によって検知する。検知部511は、各サンプリングタイミングについて演算部53で求められた差分値を第2の閾値と大小比較し、差分値が第2の閾値より大きければ比較結果を「大」とし、差分値が第2の閾値以下であれば比較結果を「小」とする。検知部511は、このような大小比較を複数回分のサンプリングタイミングについて行い、その際の比較結果の変化パターンから、突発性ノイズの有無を検知する。ここでは、検知部511が第2の閾値と比較する差分値は絶対値とするが、第2の閾値と比較される差分値は絶対値に限らない。
The
本実施形態においては、ノイズ補正部(検知部511)51は、差分値と閾値との比較結果が下記(1)の条件を満たす場合に、突発性ノイズが含まれていると判定するように構成されている。
(1)1回目のサンプリングタイミングについては差分値が第2の閾値を下回り、2回目のサンプリングタイミングについては差分値が第2の閾値を上回り、3回目のサンプリングタイミングについては差分値が第2の閾値を下回る。
In the present embodiment, the noise correction unit (detection unit 511) 51 determines that the sudden noise is included when the comparison result of the difference value and the threshold satisfies the condition (1) below. It is configured.
(1) The difference value is below the second threshold for the first sampling timing, the difference value is above the second threshold for the second sampling timing, and the difference value is the second for the third sampling timing Below the threshold.
つまり、検知部511は、1回目のサンプリングタイミングについては「小」、2回目のサンプリングタイミングについては「大」、3回目のサンプリングタイミングについては「小」の比較結果が得られると、突発性ノイズありと判定する。要するに、連続する3回分のサンプリングタイミングについての比較結果が、「小」→「大」→「小」の順で変化した場合に、検知部511は、突発性ノイズありと判定する。
In other words, if the comparison result of "small" for the first sampling timing, "large" for the second sampling timing, and "small" for the third sampling timing is obtained, the detecting
また、ノイズ補正部51は、突発性ノイズありと検知部511にて判定した場合に、当該突発性ノイズによって第2変換部4の出力に生じたノイズ成分を、除去部512によって除去する。ここでは、ノイズ補正部51は、突発性ノイズありと判定した場合に、第2の閾値を上回った差分値の大きさをバッファ54内の値に加算し、バッファ54内の値を補正値として、当該補正値を第2変換部4の出力値から減算することによりノイズ成分を除去する。
Further, when the
すなわち、除去部512は、閾値を上回った差分値の大きさに基づいて補正値(デジタル値)を設定し、この補正値を第2変換部4の出力値(デジタル値)から減算することにより、突発性ノイズの影響を抑制する。具体的には、除去部512は、検知部511で突発性ノイズありと判定されると、そのときの判定に用いられた差分値のうち、第2の閾値より大きいと判断された差分値をバッファ54内の値に加算する。除去部512は、バッファ54内で積算された補正値を、第2変換部4の出力値から減算することにより、突発性ノイズの影響を抑制した補正後の出力値を出力する。
That is, the removing
さらに、除去部512は、バッファ54内の補正値を時間経過に伴い一定の傾きで徐々に低下させるように構成されており、補正値はいずれゼロに戻る。補正値の傾き(低下率)は、第2変換部4の出力値の傾き、つまり、突発性ノイズに起因して立ち上がった第2変換部4の出力値が、その後低下する際の傾きに合わせて予め決められている。この第2変換部4の出力の傾きは、上述したように第1変換部3におけるハイパスフィルタ(フィードバック回路)の時定数によって決まっている。
Furthermore, the removing
なお、補正値の傾きと第2変換部4の出力値の傾きとが完全には一致しないために、補正値を第2変換部4の出力値から減算することで得られる補正後の出力値に、変動が生じることがある。ただし、補正後の出力値に生じる変動については、後段のBPF(デジタル回路5)が利得を持たない領域に設定され、この変動はBPF通過後の出力には影響しない。
The corrected output value obtained by subtracting the correction value from the output value of the
ところで、本実施形態に係る赤外線検出装置1は、ノイズ補正部51を有効にする第1モードと、ノイズ補正部51を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部52を、デジタル回路5に有している。言い換えれば、切替部52は、ノイズ補正部51を有効にする状態(第1モード)と、ノイズ補正部51を無効にする状態(第2モード)とを択一的に選択する。
By the way, the
すなわち、赤外線検出装置1は、ノイズ補正部51が常に有効に機能するのではなく、第1モードで動作中にだけノイズ補正部51が有効に機能し、第2モードで動作中にはノイズ補正部51としての機能が無効化される。つまり、赤外線検出装置1は、第1モードでは突発性ノイズの発生時にノイズ成分を除去し、第2モードでは突発性ノイズの発生時にノイズ成分を除去しないように、同様の突発性ノイズが発生しても動作モードによって異なる動作をする。
That is, in the
第1モードから第2モードへ切り替えるために、切替部52は、たとえばノイズ補正部51のうち検知部511と除去部512との少なくとも一方の動作を停止させる。あるいは、切替部52は、検知部511と除去部512との間で検知部511の検知結果を無効化することにより、ノイズ補正部51が有効な第1モードからノイズ補正部51が無効な第2モードへ切り替えてもよい。
In order to switch from the first mode to the second mode, switching
また、切替部52は、ノイズ補正部51のうち検知部511での突発性ノイズの検知感度を低下させることにより、第1モードから第2モードへ切り替える構成であってもよい。具体的には、切替部52は、第1モードに比べて第2モードにて、第2の閾値を上げるように構成される。第2の閾値の上げ幅が大きくなるほど、検知部511の感度の落ち幅も大きくなる。これにより、赤外線検出装置1は、第2モードでの検知部511の感度が第1モードに比べて低くなり、第1モードでは突発性ノイズありと検知部511で判定されるような状況でも、第2モードでは突発性ノイズなしと検知部511に判定させることができる。
The switching
このように、切替部52は、第1モードと第2モードとで閾値(第2の閾値)の大きさを変えるだけの構成であれば、ノイズ補正部51の動作を停止する場合に比べて、構成の簡略化を図ることができる。
As described above, if the switching
本実施形態においては、切替部52は、デジタル回路5に外部から入力される切替信号に従って、動作モードを切り替えるように構成されている。ここでいう切替信号は、たとえば赤外線検出装置1に設けられている検査端子(図示せず)に対して、検査装置などの外部装置(外部回路)から入力される電気信号であって、第1モードと第2モードとの一方を指定する内容の信号である。
In the present embodiment, the switching
これにより、赤外線検出装置1は、外部装置から検査端子に入力される切替信号に従って、ノイズ補正部51の有効な第1モードとノイズ補正部51の無効な第2モードとが切り替わることになる。たとえば、出荷前の検査においてノイズ補正部51を無効とする場合には、赤外線検出装置1の動作モードは、出荷前の検査の開始時に切替信号によって第2モードに切り替えられ、出荷前の検査の終了時に切替信号によって第1モードに切り替えられる。
Thus, the
ただし、赤外線検出装置1は、専用の検査端子を有している必要はなく、たとえば電源供給用の電源端子(図示せず)や、デジタル回路5の出力用の出力端子(図示せず)などを、検査端子に兼用してもよい。たとえば、電源端子を検査端子に兼用する場合、赤外線検出装置1は、電源投入時に電源電圧の定格値の1/2の大きさの電圧が電源端子に印加された場合には、第2モードで動作する。その後、電源電圧の定格値で電源が再投入されることにより、赤外線検出装置1は、動作モードが第1モードに切り替わり、第1モードで動作する。
However, the
このように、切替部52が、デジタル回路5に外部から入力される切替信号に従って動作モードを切り替える構成によれば、ユーザは、検査装置などの外部装置を用いて、赤外線検出装置1の動作モードを任意に切り替えることができる。したがって、赤外線検出装置1は、たとえば出荷前の検査においては動作モードを第2モードとし、その他は動作モードを第1モードとすることなどができる。
As described above, according to the configuration in which the
また、図1の例では、赤外線検出装置1は、ノイズ補正部51で突発性ノイズありと判定された回数を数えるカウンタ55をデジタル回路5に有している。ただし、本実施形態では、カウンタ55で数えられた回数はとくに使用しないので、カウンタ55は省略されていてもよい。
Further, in the example of FIG. 1, the
以下に、本実施形態に係る赤外線検出装置1の第1モードでの動作であって、突発性ノイズが発生した際の動作について、図4を参照して説明する。図4では、横軸を時間軸として、「A」に第1変換部3の出力電圧を示し、「B」に演算部53で求めた差分値を示し、「C」に補正値を示し、「D」に補正後の出力値を示している。また「ts1」〜「ts12」はそれぞれサンプリングタイミングを表している。図4では、サンプリングタイミングts4とサンプリングタイミングts5との間の時点で突発性ノイズが発生した例を示している。
Hereinafter, an operation of the
すなわち、突発性ノイズが発生すると、第1変換部3の出力は、図4に「A」で示すように突発性ノイズが発生した時点において急峻に立ち上がり、その後、比較的長い時間をかけてゆっくりと低下する。そのため、図4に「B」で示すように、演算部53で求まる差分値は、突発性ノイズの発生時点の直前のサンプリングタイミングts4までは、いずれも第2の閾値よりも小さくなる。たとえばサンプリングタイミングts4についての差分値は、サンプリングタイミングts4での第2変換部4の出力値と、サンプリングタイミングts3での第2変換部4の出力値との差分であって、第2の閾値より小さくなる。
That is, when the sudden noise occurs, the output of the
一方、突発性ノイズの発生時点の直後のサンプリングタイミングts5では、演算部53で求まる差分値は、第2の閾値より大きくなる。つまり、サンプリングタイミングts5についての差分値は、サンプリングタイミングts5での第2変換部4の出力値と、サンプリングタイミングts4での第2変換部4の出力値との差分であって、第2の閾値より大きくなる。
On the other hand, at the sampling timing ts5 immediately after the occurrence time of the sudden noise, the difference value obtained by the
その後のサンプリングタイミングts6以降では、演算部53で求まる差分値は、第2の閾値より小さくなる。たとえばサンプリングタイミングts6についての差分値は、サンプリングタイミングts6での第2変換部4の出力値と、サンプリングタイミングts5での第2変換部4の出力値の差分であって、第2の閾値より小さくなる。
After the subsequent sampling timing ts6, the difference value obtained by the
したがって、ノイズ補正部51での差分値と第2の閾値との比較結果は、サンプリングタイミングts1〜ts4では「小」であり、サンプリングタイミングts5で「大」となり、サンプリングタイミングts6〜ts12で再び「小」となる。要するに、サンプリングタイミングts1〜ts12のうち、連続する3回分のサンプリングタイミングts4〜ts6に着目すると、ノイズ補正部51での比較結果は「小」→「大」→「小」の順で変化している。
Therefore, the comparison result of the difference value in the
そのため、ノイズ補正部51は、この比較結果に基づいて、検知部511にて突発性ノイズありと判定する。ただし、ノイズ補正部51は、連続する3回分のサンプリングタイミングts4〜ts6についての比較結果から突発性ノイズの有無を検知するので、3回目のサンプリングタイミングts6の時点で突発性ノイズありと判定することになる。
Therefore, the
その後、ノイズ補正部51は、差分値が第2の閾値を上回ると判断されたサンプリングタイミングts5での差分値を、除去部512にて、図4に「C」で示すように補正値として設定し、この補正値をバッファ54に格納する。除去部512が補正値を設定するタイミングは、検知部511が突発性ノイズありと判定したタイミングであって、図4の例ではサンプリングタイミングts6の時点である。補正値は、補正タイミングts6の時点から一定の傾きで徐々に低下する。
Thereafter, the
ここで、除去部512が補正値を減算する対象となるのは、当該補正値と同じサンプリングタイミングにおける第2変換部4の出力値ではなく、1つ手前のサンプリングタイミングにおける第2変換部4の出力値である。つまり、除去部512は、たとえばサンプリングタイミングts5における第2変換部4の出力値からは、サンプリングタイミングts6の時点での補正値を減算する。同様に、除去部512は、たとえばサンプリングタイミングts6における第2変換部4の出力値からは、サンプリングタイミングts7の時点での補正値を減算する。
Here, it is not the output value of the
その結果、第2変換部4の出力値から補正値を減算した補正後の出力値は、図4に「D」で示すように突発性ノイズの影響が抑制され、突発性ノイズの発生時点の前後においても大きく変動することはない。ただし、補正後の出力値は、1つ手前のサンプリングタイミングにおける第2変換部4の出力値に基づくので、実際の第2変換部4の出力からサンプリング周期(たとえば10ms)の分だけ、遅延することになる。
As a result, the output value after correction obtained by subtracting the correction value from the output value of the
図5は、上述した赤外線検出装置1の第1モードにおけるデジタル回路5の処理の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of processing of the
すなわち、デジタル回路5は、第2変換部4の出力値から差分値を求め(S1)、その差分値と第2の閾値との比較結果から突発性ノイズの有無を検知する(S2)。突発性ノイズありと判定すると、デジタル回路5は、そのときの差分値を補正値としてバッファ54に格納し(S3)、第2変換部4の出力値から補正値を減算する(S4)。また、デジタル回路5は、バッファ54に格納した補正値を一定の傾きで徐々に低下させる(S5)。
That is, the
デジタル回路5は、補正後の出力値についてBPFにて不要成分を除去し(S6)、補正後の出力値を用いて人体検知を行う(S7)。さらに、デジタル回路5は、BPFにて不要成分を除去した補正後の出力値を、シリアル出力する(S8)。また、デジタル回路5は、フルスケール判定機能により第2変換部4の出力が飽和しているか否かを判定し(S9)、判定結果に応じて増幅回路32を無効にする。
The
以上が、本実施形態に係る赤外線検出装置1の第1モードでの動作である。
The above is the operation in the first mode of the
次に、本実施形態に係る赤外線検出装置1の第2モードでの動作について説明する。
Next, the operation in the second mode of the
赤外線検出装置1は、第2モードにおいては、ノイズ補正部51が無効になるので、上述した第1モードにおける動作から、ノイズ補正部51の機能を除いた動作を行うことになる。つまり、赤外線検出装置1は、第2モードで動作中には、たとえ突発性ノイズが発生しても、突発性ノイズに起因したノイズ成分を第2変換部4の出力から除去することがない。
In the second mode, since the
以上説明した本実施形態の赤外線検出装置1によれば、第2変換部4の出力値(デジタル値)に対する演算処理によって、突発性ノイズの有無を検知できる。したがって、赤外線検出装置1は、突発性ノイズの有無を検知するための検知回路を付加することなく、突発性ノイズの有無を検知する機能を付加することができる。すなわち、この赤外線検出装置1は、回路規模を大きくすることなく、突発性ノイズの有無を検知できるという利点がある。
According to the
さらに、本実施形態では、ノイズ補正部51は、突発性ノイズありと判定した場合には、突発性ノイズによって第2変換部4の出力に生じたノイズ成分を除去するので、突発性ノイズの影響を抑制することができる。したがって、この赤外線検出装置1は、突発性ノイズに起因した誤検出を低減できる。
Furthermore, in the present embodiment, when the
しかも、この赤外線検出装置1は、切替部52を有するから、ノイズ補正部51を有効にする第1モードと、ノイズ補正部51を無効にする第2モードとを切り替え可能である。すなわち、赤外線検出装置1は、たとえば出荷前の検査等においては、動作モードが第2モードに設定されることにより、突発性ノイズの発生時にノイズ補正部51が機能せず、ノイズ成分が除去されずに残ることになる。その結果、赤外線検出装置1は、その出力からでも突発性ノイズの有無が判断可能になり、何らかの欠陥により頻繁に突発性ノイズを生じる不良品であれば、出荷前の検査等において不良品と判断可能になる。
Moreover, since the
また、デジタル回路5は、連続する複数回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ1つ前のサンプリングタイミングとの間でデジタル値の差分値を演算する演算部53を有している。ノイズ補正部51は、複数回分のサンプリングタイミングについて求めた前記差分値と所定の(第2の)閾値との比較結果に基づいて突発性ノイズの有無を検知する。これにより、ノイズ補正部51は、第2変換部4の出力からでも突発性ノイズの有無を正確に検知可能になる。
In addition, the
なお、赤外線検出装置1の動作モードが第2モードにされる状況として、出荷前の検査時は一例に過ぎず、たとえばその他の検査時、あるいは各種のメンテナンス時などにおいて、赤外線検出装置1は、動作モードが第2モードにされてもよい。すなわち、本実施形態の赤外線検出装置1は、デジタル回路5に外部から入力される切替信号に従って切替部52が動作モードを切り替えるので、ユーザは、任意の状況で動作モードを第2モードとすることができる。
The operation mode of the
ところで、ノイズ補正部51の検知部511で用いられる第2の閾値は、単一の値に限らず、ある程度の幅を持っていてもよい。第2の閾値が幅を持つ場合、たとえば図6に示すように、第2の閾値について上限値「Vth2max」と下限値「Vth2min」とが定められる(Vth2max>Vth2min)。この場合、ノイズ補正部51は、差分値が第2の閾値の上限値よりも大きければ比較結果を「大」、差分値が第2の閾値の下限値よりも小さければ比較結果を「小」とし、差分値が第2の閾値の下限値以上且つ上限値以下の範囲内にあれば比較結果を「中」とする。なお、図6では、横軸を時間軸として、「A」に第1変換部3の出力電圧を示し、「B」に演算部53で求めた差分値を示している。
By the way, the second threshold used in the
この場合においても、ノイズ補正部51は、差分値と閾値との比較結果が上記(1)の条件を満たす場合、つまり連続する3回分のサンプリングタイミングについての比較結果が「小」→「大」→「小」の順で変化した場合に、突発性ノイズありと判定する。 Also in this case, when the comparison result of the difference value and the threshold satisfies the condition (1) above, that is, the comparison result of three consecutive sampling timings is “small” → “large”. → If it changes in the order of “small”, it is determined that there is sudden noise.
図6では、サンプリングタイミングts10とサンプリングタイミングts11との間の時点で突発性ノイズが発生した例を示している。すなわち、図6に「B」で示すように、演算部53で求まる差分値は、突発性ノイズの発生時点の直前のサンプリングタイミングts10までは、いずれも第2の閾値の下限値「Vth2min」よりも小さくなる。一方、突発性ノイズの発生時点の直後のサンプリングタイミングts11では、演算部53で求まる差分値は、第2の閾値の上限値「Vth2max」より大きくなる。その後のサンプリングタイミングts12以降では、演算部53で求まる差分値は、再び第2の閾値の下限値「Vth2min」より小さくなる。
FIG. 6 shows an example in which sudden noise occurs at a point between the sampling timing ts10 and the sampling timing ts11. That is, as indicated by “B” in FIG. 6, the difference value obtained by the
したがって、ノイズ補正部51での差分値と第2の閾値との比較結果は、サンプリングタイミングts1〜ts10では「小」であり、サンプリングタイミングts11で「大」となり、サンプリングタイミングts12〜ts18で再び「小」となる。要するに、サンプリングタイミングts1〜ts18のうち、連続する3回分のサンプリングタイミングts10〜ts12に着目すると、ノイズ補正部51での比較結果は「小」→「大」→「小」の順で変化している。そのため、ノイズ補正部51は、この比較結果に基づいて、突発性ノイズありと判定する。
Therefore, the comparison result between the
ただし、差分値に変動があっても、ノイズ補正部51は、比較結果がたとえば「小」→「中」→「小」の順で変化する場合や、「中」→「大」→「小」の順で変化する場合や、「小」→「大」→「中」の順で変化する場合には、突発性ノイズなしと判定する。つまり、各サンプリングタイミングにおける1つ前のサンプリングタイミングからの第1変換部3の出力電圧の変化量が、第2の閾値の幅(上限値−下限値)を超えない限り、ノイズ補正部51は突発性ノイズなしと判定する。そのため、第2の閾値の幅が、人体の存否を検知するための第1の閾値を超えないレベルで設定されていれば、ノイズ補正部51は、誤検出の原因となる突発性ノイズのみを検知して除去することが可能である。
However, even if the difference value changes, the
(実施形態2)
本実施形態の赤外線検出装置1は、切替部52による動作モードの切り替えのための条件が実施形態1に係る赤外線検出装置1とは相違する。以下、実施形態1と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
Second Embodiment
The
すなわち、切替部52は、ノイズ補正部51で前記ノイズ成分が除去された時点から一定時間が経過するまでの期間に、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されていてもよい。
That is, the switching
また、ノイズ補正部51は、前記突発性ノイズありと判定した場合に、前記閾値を上回った前記差分値の大きさをバッファ54内の値に加算し、バッファ54内の値を補正値としてもよい。この場合、ノイズ補正部51は、当該補正値を第2変換部4の出力値から減算することにより前記ノイズ成分を除去し、且つ前記補正値を時間経過に伴って減少させるように構成される。この場合、切替部52は、前記補正値が所定の第1異常値を超えると、前記動作モードを前記第2モードとするように構成される。
In addition, when the
また、デジタル回路5は、ノイズ補正部51で前記突発性ノイズありと判定された回数を数えるカウンタ55を有し、切替部52は、カウンタ55でのカウント値が所定の第2異常値に達すると、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されてもよい。
Also, the
以下、本実施形態の赤外線検出装置1について詳しく説明する。
Hereinafter, the
実施形態1では、切替部52は、外部からの切替信号に従って赤外線検出装置1の動作モードを切り替えていたが、本実施形態では、下記第1〜3の構成例のように切替信号を用いずに動作モードの切り替えを行うように構成されている。
In the first embodiment, the switching
まず、第1の構成例として、切替部52は、ノイズ補正部51でノイズ成分が除去された時点から一定時間が経過するまでの期間に、動作モードを第2モードとするように構成される。第1の構成例によれば、切替部52は、外部からの切替信号に代えて、ノイズ成分がノイズ補正部51で除去されたことをトリガにして、赤外線検出装置1の動作モードを第1モードから第2モードへ切り替える。さらに、切替部52は、ノイズ成分がノイズ補正部51で除去された時点から一定時間をカウントし、一定時間が経過したことをトリガにして、赤外線検出装置1の動作モードを第2モードから第1モードへ切り替える。
First, as a first configuration example, the switching
第1の構成例によれば、赤外線検出装置1は、ノイズ補正部51によりノイズ成分の除去が一度行われると、その後、一定時間が経過するまでは動作モードを第2モードとして、つまりノイズ補正部51を無効として動作する。そのため、突発性ノイズが比較的短い時間間隔(たとえば1秒間隔)で2回以上発生するような場合には、赤外線検出装置1は、2回目以降の突発性ノイズに起因したノイズ成分については、ノイズ補正部51で除去せずに出力する。したがって、突発性ノイズが頻繁に発生するような場合(多発するような場合)には、赤外線検出装置1は、その出力からでも突発性ノイズの有無が検知可能になり、不良品の判断が可能になる。
According to the first configuration example, once noise component removal is performed by the
第2の構成例として、切替部52は、補正値が所定の第1異常値を超えると、動作モードを第2モードとするように構成される。ここで、赤外線検出装置1は、実施形態1で説明したように、ノイズ補正部51が、突発性ノイズありと判定した場合に、第2の閾値を上回った差分値の大きさをバッファ54内の値に加算し、バッファ54内の値を補正値とすることを前提にしている。さらに、ノイズ補正部51は、バッファ54内の補正値を第2変換部4の出力値から減算することによりノイズ成分を除去し、且つ補正値を時間経過に伴って減少させるように構成されている。つまり、切替部52は、突発性ノイズが発生する度に増加し且つ時間経過に伴って減少する補正値を監視し、補正値が第1異常値に達したことをトリガにして、赤外線検出装置1の動作モードを第1モードから第2モードへ切り替える。
As a second configuration example, the switching
第2の構成例の動作について説明する。ここでは、ノイズ補正部(検知部511)51が突発性ノイズありと判定した際に出力するインパルス状の信号を、突発性ノイズの判定信号とする。また「ts1」〜「ts14」をそれぞれサンプリングタイミングとする場合に、サンプリングタイミングts6−ts7間、およびサンプリングタイミングts11−ts12間でそれぞれ突発性ノイズが発生した例を示す。 The operation of the second configuration example will be described. Here, an impulse-like signal output when the noise correction unit (detection unit 511) determines that there is sudden noise is a determination signal of the sudden noise. Further, in the case where “ts1” to “ts14” are used as sampling timings respectively, an example is shown in which sudden noise is generated between sampling timings ts6-ts7 and between sampling timings ts11-ts12.
すなわち、1回目の突発性ノイズが発生すると、第1変換部3の出力は、突発性ノイズが発生した時点において急峻に立ち上がり、その後、比較的長い時間をかけてゆっくりと低下する。そのため、連続する3回分のサンプリングタイミングts6〜ts8に着目すると、演算部53で求まる差分値は第2の閾値と比較して「小」→「大」→「小」となる。ノイズ補正部51は、この比較結果に基づいて、検知部511にて突発性ノイズありと判定し、サンプリングタイミングts8にて判定信号を出力する。また、ノイズ補正部51は、サンプリングタイミングts7での差分値を、補正値としてバッファ54に格納する。この時点(サンプリングタイミングts8)では、バッファ54内の補正値は第1異常値より小さい。
That is, when the first sudden noise occurs, the output of the
その後、2回目の突発性ノイズが発生すると、ノイズ補正部51は、1回目と同様に検知部511にて突発性ノイズありと判定し、サンプリングタイミングts13にて判定信号を出力する。また、ノイズ補正部51は、サンプリングタイミングts12での差分値を、補正値としてバッファ54に格納する。この時点(サンプリングタイミングts13)で、バッファ54内の補正値は第1異常値に達する。そのため、切替部52は、動作モードを第2モードに切り替え、ノイズ補正部51を無効とする。
Thereafter, when the second sudden noise occurs, the
第2の構成例によれば、赤外線検出装置1は、バッファ54内の補正値が第1異常値に達すると、動作モードを第2モードとして、つまりノイズ補正部51を無効として動作する。そのため、たとえば突発性ノイズが比較的短い時間間隔(たとえば1秒間隔)で複数回発生するような場合や、1回の突発性ノイズの振幅(電荷量)が大きい場合には、赤外線検出装置1は、ノイズ成分をノイズ補正部51で除去せずに出力する。したがって、突発性ノイズが頻繁に発生する場合(多発するような場合)や、比較的振幅の大きな突発性ノイズが発生するような場合には、赤外線検出装置1は、その出力からでも突発性ノイズの有無が検知可能になり、不良品の判断が可能になる。
According to the second configuration example, when the correction value in the
第3の構成例として、切替部52は、カウンタ55でのカウント値が所定の第2異常値に達すると、動作モードを第2モードとするように構成される。カウンタ55は、実施形態1で説明したように、デジタル回路5に設けられ、ノイズ補正部51で突発性ノイズありと判定された回数を数える機能を有している。具体的には、カウンタ55は、ノイズ補正部(検知部511)51が突発性ノイズありと判定した際に出力する判定信号を受ける度にカウント値を増加させる。つまり、切替部52は、突発性ノイズが発生する度に増加するカウント値が第2異常値に達したことをトリガにして、赤外線検出装置1の動作モードを第1モードから第2モードへ切り替える。
As a third configuration example, the switching
第3の構成例によれば、赤外線検出装置1は、ノイズ補正部51で突発性ノイズありと判定された回数が第2異常値に達すると、動作モードを第2モードとして、つまりノイズ補正部51を無効として動作する。そのため、突発性ノイズが複数回繰り返して発生するような場合には、赤外線検出装置1は、ノイズ成分をノイズ補正部51で除去せずに出力する。したがって、突発性ノイズが頻繁に発生する場合(多発するような場合)には、赤外線検出装置1は、その出力からでも突発性ノイズの有無が検知可能になり、不良品の判断が可能になる。
According to the third configuration example, the
なお、第2の構成例並びに第3の構成例では、切替部52が赤外線検出装置1の動作モードを第2モードから第1モードへ切り替えるタイミングは任意である。たとえば、切替部52は、第2モードへ切り替えてから一定時間が経過したことをトリガにして、赤外線検出装置1の動作モードを第2モードから第1モードへ切り替える。その他にも、切替部52は、たとえば赤外線検出装置1の電源が再投入されることをトリガとして、赤外線検出装置1の動作モードを第2モードから第1モードへ切り替えてもよい。
In the second configuration example and the third configuration example, the timing at which the
また、切替部52は、第1〜3の構成例を適宜組み合わせて採用してもよい。さらにまた、切替部52は、実施形態1で説明したように外部からの切替信号に従って赤外線検出装置1の動作モードを切り替える構成と、第1〜3の構成例の1乃至複数とを適宜組み合わせて採用してもよい。
Further, the switching
また、上記第1〜3の構成例によれば、赤外線検出装置1は、人体検知を行う通常動作の中で、規定の条件を満たした場合に、動作モードが第1モードから第2モードへと切り替わる。したがって、本実施形態に係る赤外線検出装置1は、出荷前の検査時などの特別な場合だけでなく、通常動作時においても、その出力から突発性ノイズの有無を判断可能となり、異常(欠陥)の有無を確認可能となる。
Further, according to the first to third configuration examples, the
赤外線検出装置1は、通常動作時において第2変換部4の出力からノイズ成分が除去されなかった場合、つまり異常と判断されるような場合には、異常信号を出力する構成であってもよい。ここでいう異常信号は、外部装置に対して赤外線検出装置1の異常を知らせるための信号である。外部装置は、この異常信号に基づいてユーザに対して赤外線検出装置1の異常を報知できる。
The
なお、本実施形態においても、切替部52は、第1モードから第2モードへ切り替えるために、たとえばノイズ補正部51のうち検知部511と除去部512との少なくとも一方の動作を停止させる。また、切替部52は、第1モードに比べて第2モードにて第2の閾値を上げて、ノイズ補正部51のうち検知部511での突発性ノイズの検知感度を低下させることにより、動作モードを切り替える構成であってもよい。
Also in the present embodiment, in order to switch from the first mode to the second mode, for example, the switching
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as in the first embodiment.
(実施形態3)
本実施形態では、演算部53は、連続する4回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ差分値を演算し、ノイズ補正部51は、差分値と閾値との比較結果が下記(2)の条件を満たす場合に突発性ノイズが含まれていると判定するように構成されている。
(2)1回目のサンプリングタイミングについては前記差分値が前記閾値を下回り、2回目および3回目のサンプリングタイミングについては前記差分値が前記閾値を上回り、4回目のサンプリングタイミングについては前記差分値が前記閾値を下回る。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the
(2) The difference value is below the threshold for the first sampling timing, the difference value is above the threshold for the second and third sampling timings, and the difference value is for the fourth sampling timing. Below the threshold.
以下、実施形態1と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。 Hereinafter, the same components as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted.
本実施形態では、ノイズ補正部51は、1回目のサンプリングタイミングについて「小」、2回目および3回目のサンプリングタイミングについて「大」、4回目のサンプリングタイミングについて「小」の比較結果が得られると、突発性ノイズありと判定する。要するに、連続する4回分のサンプリングタイミングについての比較結果が、「小」→「大」→「大」→「小」の順で変化した場合に、ノイズ補正部51は、突発性ノイズありと判定する。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、ノイズ補正部51は、電源電圧や第1変換部3の出力電圧に重畳する電圧性の外来ノイズや電源電圧の瞬時変動などに起因して、第1変換部3の出力電圧に生じる突発性ノイズを検知対象としている。この種の突発性ノイズが生じた場合、第1変換部3の出力電圧は急峻に立ち上がり、その後すぐに急峻に立ち下がることになる。
In the present embodiment, the
以下に、突発性ノイズが発生した際の第1モードでの赤外線検出装置1の動作について、図7を参照して説明する。図7では、横軸を時間軸として、「A」に第1変換部3の出力電圧を示し、「B」に演算部53で求めた差分値を示し、「C」に補正後の出力値を示している。また「ts1」〜「ts12」はそれぞれサンプリングタイミングを表している。図7では、サンプリングタイミングts5の前後に跨るようにして突発性ノイズが発生した例を示している。
Hereinafter, the operation of the
すなわち、突発性ノイズが発生すると、第1変換部3の出力は、図7に「A」で示すように突発性ノイズが発生した時点において急峻に立ち上がり、その後、急峻に立ち下がる。そのため、図7に「B」で示すように、演算部53で求まる差分値は、突発性ノイズの立ち上がり時点の直前のサンプリングタイミングts4までは、いずれも第2の閾値よりも小さくなる。たとえばサンプリングタイミングts4についての差分値は、サンプリングタイミングts4での第2変換部4の出力値と、サンプリングタイミングts3での第2変換部4の出力値との差分であって、第2の閾値より小さくなる。
That is, when the sudden noise occurs, the output of the
一方、突発性ノイズの立ち上がり時点の直後のサンプリングタイミングts5では、演算部53で求まる差分値は、第2の閾値より大きくなる。つまり、サンプリングタイミングts5についての差分値は、サンプリングタイミングts5での第2変換部4の出力値と、サンプリングタイミングts4での第2変換部4の出力値との差分であって、第2の閾値より大きくなる。
On the other hand, at the sampling timing ts5 immediately after the rise time of the sudden noise, the difference value obtained by the
さらに、突発性ノイズの立ち下がり時点の直後のサンプリングタイミングts6でも、演算部53で求まる差分値は、第2の閾値より大きくなる。つまり、サンプリングタイミングts6についての差分値は、サンプリングタイミングts6での第2変換部4の出力値と、サンプリングタイミングts5での第2変換部4の出力値との差分であって、第2の閾値より大きくなる。
Furthermore, even at the sampling timing ts6 immediately after the trailing edge of the sudden noise, the difference value obtained by the
その後のサンプリングタイミングts7以降では、演算部53で求まる差分値は、第2の閾値より小さくなる。たとえばサンプリングタイミングts7についての差分値は、サンプリングタイミングts7での第2変換部4の出力値と、サンプリングタイミングts6での第2変換部4の出力値の差分であって、第2の閾値より小さくなる。
After the subsequent sampling timing ts7, the difference value obtained by the
したがって、ノイズ補正部51での差分値と第2の閾値との比較結果は、サンプリングタイミングts1〜ts4では「小」であり、サンプリングタイミングts5,ts6で共に「大」となり、サンプリングタイミングts7〜ts12で再び「小」となる。要するに、サンプリングタイミングts1〜ts12のうち、連続する4回分のサンプリングタイミングts4〜ts7に着目すると、ノイズ補正部51での比較結果は「小」→「大」→「大」→「小」の順で変化している。
Therefore, the comparison result of the difference value in the
そのため、ノイズ補正部51は、この比較結果に基づいて、突発性ノイズありと判定する。ただし、ノイズ補正部51は、連続する4回分のサンプリングタイミングts4〜ts7についての比較結果から突発性ノイズの有無を検知するので、4回目のサンプリングタイミングts7の時点で突発性ノイズありと判定することになる。
Therefore, the
ノイズ補正部51は、最初に差分値が第2の閾値を上回ると判断されたサンプリングタイミングts5での差分値を、補正値として設定し、この補正値をバッファ54に格納する。ノイズ補正部51は、バッファ54に格納した補正値を、第2変換部4の出力値から減算することにより、突発性ノイズの影響を抑制する。本実施形態では、ノイズ補正部51は、突発性ノイズによって立ち上がった第2変換部4の出力値についてのみ、補正値を減算することにより、突発性ノイズの影響を抑制する。つまり、図7の例では、ノイズ補正部51が補正値を減算する対象となるのは、最初に差分値が第2の閾値を上回ると判断されたサンプリングタイミングts5における第2変換部4の出力値である。
The
その結果、第2変換部4の出力値から補正値を減算した補正後の出力値は、図7に「C」で示すように突発性ノイズの影響が抑制され、突発性ノイズの発生時点の前後においても大きく変動することはない。
As a result, the corrected output value obtained by subtracting the correction value from the output value of the
以上説明した本実施形態の赤外線検出装置1によれば、第2変換部4の出力値(デジタル値)に対する演算処理によって、第1変換部3の出力電圧に生じる突発性ノイズを検知できる。したがって、赤外線検出装置1は、突発性ノイズの有無を検知するための検知回路を付加することなく、突発性ノイズの有無を検知する機能を付加することができる。すなわち、この赤外線検出装置1は、回路規模を大きくすることなく、突発性ノイズの有無を検知できるという利点がある。
According to the
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as in the first embodiment.
なお、実施形態2に係る構成と実施形態3に係る構成とは組み合わせて適用することも可能である。 The configuration according to the second embodiment and the configuration according to the third embodiment can be combined and applied.
1 赤外線検出装置
2 焦電素子
3 第1変換部
4 第2変換部
5 デジタル回路
51 ノイズ補正部
52 切替部
53 演算部
54 バッファ
55 カウンタ
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
当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第1変換部と、 A first conversion unit that converts a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal;
前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、 A second conversion unit that converts the output value of the first conversion unit into a digital value;
前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、 And a digital circuit to which the output value of the second conversion unit is input,
前記デジタル回路は、 The digital circuit is
前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、 The presence or absence of a sudden noise generated in at least one of the input of the first conversion unit and the output of the first conversion unit is detected, and when it is determined that the sudden noise is present, the second conversion unit is detected by the sudden noise. A noise correction unit that removes noise components generated in the output of
前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、 A switching unit that switches between two operation modes of a first mode for enabling the noise correction unit and a second mode for disabling the noise correction unit;
前記第2変換部は、所定の時間間隔で設定されるサンプリングタイミングで前記第1変換部の出力値を量子化してデジタル値に変換するように構成されており、 The second conversion unit is configured to quantize the output value of the first conversion unit at a sampling timing set at a predetermined time interval and convert it into a digital value.
前記デジタル回路は、連続する複数回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ1つ前のサンプリングタイミングとの間でデジタル値の差分値を演算する演算部を有し、 The digital circuit includes an operation unit that calculates a difference value of digital values between the sampling timings of a plurality of consecutive times and the immediately preceding sampling timing,
前記ノイズ補正部は、前記複数回分のサンプリングタイミングについて求めた前記差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて突発性ノイズの有無を検知するように構成されており、 The noise correction unit is configured to detect the presence or absence of sudden noise based on a comparison result between the difference value obtained for the plurality of sampling timings and a predetermined threshold value.
前記切替部は、前記第1モードに比べて前記第2モードにて、前記閾値を上げるように構成されている The switching unit is configured to raise the threshold in the second mode as compared to the first mode.
ことを特徴とする赤外線検出装置。 An infrared detection device characterized by
ことを特徴とする請求項1に記載の赤外線検出装置。 The infrared detection device according to claim 1, characterized in that:
当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第1変換部と、 A first conversion unit that converts a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal;
前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、 A second conversion unit that converts the output value of the first conversion unit into a digital value;
前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、 And a digital circuit to which the output value of the second conversion unit is input,
前記デジタル回路は、 The digital circuit is
前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、 The presence or absence of a sudden noise generated in at least one of the input of the first conversion unit and the output of the first conversion unit is detected, and when it is determined that the sudden noise is present, the second conversion unit is detected by the sudden noise. A noise correction unit that removes noise components generated in the output of
前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、 A switching unit that switches between two operation modes of a first mode for enabling the noise correction unit and a second mode for disabling the noise correction unit;
前記切替部は、前記ノイズ補正部で前記ノイズ成分が除去された時点から一定時間が経過するまでの期間に、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されている The switching unit is configured to set the operation mode to the second mode in a period from when the noise component is removed by the noise correction unit to when a predetermined time elapses.
ことを特徴とする赤外線検出装置。 An infrared detection device characterized by
当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第1変換部と、 A first conversion unit that converts a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal;
前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、 A second conversion unit that converts the output value of the first conversion unit into a digital value;
前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、 And a digital circuit to which the output value of the second conversion unit is input,
前記デジタル回路は、 The digital circuit is
前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、 The presence or absence of a sudden noise generated in at least one of the input of the first conversion unit and the output of the first conversion unit is detected, and when it is determined that the sudden noise is present, the second conversion unit is detected by the sudden noise. A noise correction unit that removes noise components generated in the output of
前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、 A switching unit that switches between two operation modes of a first mode for enabling the noise correction unit and a second mode for disabling the noise correction unit;
前記第2変換部は、所定の時間間隔で設定されるサンプリングタイミングで前記第1変換部の出力値を量子化してデジタル値に変換するように構成されており、 The second conversion unit is configured to quantize the output value of the first conversion unit at a sampling timing set at a predetermined time interval and convert it into a digital value.
前記デジタル回路は、連続する複数回分のサンプリングタイミングについてそれぞれ1つ前のサンプリングタイミングとの間でデジタル値の差分値を演算する演算部を有し、 The digital circuit includes an operation unit that calculates a difference value of digital values between the sampling timings of a plurality of consecutive times and the immediately preceding sampling timing,
前記ノイズ補正部は、前記複数回分のサンプリングタイミングについて求めた前記差分値と所定の閾値との比較結果に基づいて突発性ノイズの有無を検知するように構成されており、 The noise correction unit is configured to detect the presence or absence of sudden noise based on a comparison result between the difference value obtained for the plurality of sampling timings and a predetermined threshold value.
前記ノイズ補正部は、前記突発性ノイズありと判定した場合に、前記閾値を上回った前記差分値の大きさをバッファ内の値に加算し、前記バッファ内の値を補正値として、当該補正値を前記第2変換部の出力値から減算することにより前記ノイズ成分を除去し、且つ前記補正値を時間経過に伴って減少させるように構成されており、 When the noise correction unit determines that the sudden noise is present, the noise correction unit adds the magnitude of the difference value that exceeds the threshold to the value in the buffer, and uses the value in the buffer as a correction value, and the correction value Is subtracted from the output value of the second conversion unit to remove the noise component, and to decrease the correction value with the passage of time,
前記切替部は、前記補正値が所定の第1異常値を超えると、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されている The switching unit is configured to set the operation mode to the second mode when the correction value exceeds a predetermined first abnormal value.
ことを特徴とする赤外線検出装置。 An infrared detection device characterized by
当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第1変換部と、 A first conversion unit that converts a current signal output from the pyroelectric element into a voltage signal;
前記第1変換部の出力値をデジタル値に変換する第2変換部と、 A second conversion unit that converts the output value of the first conversion unit into a digital value;
前記第2変換部の出力値が入力されるデジタル回路とを備え、 And a digital circuit to which the output value of the second conversion unit is input,
前記デジタル回路は、 The digital circuit is
前記第1変換部の入力と前記第1変換部の出力との少なくとも一方に生じる突発性ノイズの有無を検知し、前記突発性ノイズありと判定した場合に当該突発性ノイズによって前記第2変換部の出力に生じたノイズ成分を除去するノイズ補正部と、 The presence or absence of a sudden noise generated in at least one of the input of the first conversion unit and the output of the first conversion unit is detected, and when it is determined that the sudden noise is present, the second conversion unit is detected by the sudden noise. A noise correction unit that removes noise components generated in the output of
前記ノイズ補正部を有効にする第1モードと前記ノイズ補正部を無効にする第2モードとの2つの動作モードを切り替える切替部とを有し、 A switching unit that switches between two operation modes of a first mode for enabling the noise correction unit and a second mode for disabling the noise correction unit;
前記デジタル回路は、前記ノイズ補正部で前記突発性ノイズありと判定された回数を数えるカウンタを有し、 The digital circuit includes a counter that counts the number of times the noise correction unit determines that the sudden noise is present.
前記切替部は、前記カウンタでのカウント値が所定の第2異常値に達すると、前記動作モードを前記第2モードとするように構成されている The switching unit is configured to set the operation mode to the second mode when the count value of the counter reaches a predetermined second abnormal value.
ことを特徴とする赤外線検出装置。 An infrared detection device characterized by
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