JPH03269390A

JPH03269390A - 焦電型検出回路

Info

Publication number: JPH03269390A
Application number: JP2069982A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kyomasu; 幹雄京増
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-11-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は焦電センサを用いて人体、動物等を検出する焦
電型検出回路に関する。

〔従来の技術〕

焦電素子は多くの赤外線センサの中では、小型安価であ
り、また人体の放射温度領域である波長１０μｍ前後に
も高い感度を示す。人体センサのように対象物体が移動
することを前提とした場合は、通常赤外線の検知の際に
必要な信号のチョッピングを行うことなく、人体や移動
物体が放射する赤外線をスダレ型フィルタなどを通して
検知することが可能である。また、この方式はアクティ
ブ型センサと異なり、投光器やミラーが不要であり、ま
た投光器と受光器との間の配線などが不要で、センサ単
独で動作が可能であることから、最近になって急速に普
及しつつある。

このような焦電センサを用いた焦電型検出回路として、
例えば「オプトロニクスＪ　　（１９８８）ＮＯ２１，
Ｐ、１２１〜１２２では、第７図に示すような回路が開
示されている。図示の通り、焦電センサ１の出力は、ロ
ーパス特性を持たせたプリアンプ（ＩＣ１）２と、バイ
パス特性を持たせたプリアンプ（ＩＣＩ）３を通過し、
２つのコンパレータ（ＩＣ２）からなるウィンドコンパ
レータ４に与えられる。ウィンドコンパレータ４に入力
される信号の波形は第８図（ａ）のようになっており、
従ってウィンドコンパレータ４からは同図（ｂ）に示す
ようなパルス波形の信号が出力される。ワンショットマ
ルチバイブレーク（ＩＣ３）５は第８図（ｂ）に示すウ
ィンドコンパレータ４の出力によりトリガされ、一定時
間だけ出力信号を出す。

ここで、Ｃｄｓ素子は昼間のように明るいときに、回路
が誤動作しないようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、焦電センサの出力信号は、第９図に示すよう
に０．１〜１０Ｈｚ程度の低周波であり、従って第７図
の回路は十分な低周波特性が要求される。このため、抵
抗Ｒ、Ｈには２ＭΩ程度２の高抵抗のものが必要になり、コンデンサＣ１１Ｃ２に
は４７μＦ程度の大容量のものが必要になる。従って、
第７図の回路を集積化すると、これら抵抗Ｒ、Ｒやコン
デンサＣ、Ｃが外付１２　　　　　　１２け部品となってしまい、装置の小型化が行なえなくなる
。

そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決した焦電
型検出回路を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る焦電型検出回路は、焦電索子を有する焦電
センサの出力信号を増幅した増幅出力信号にもとづき、
人間、動物等の被検出体を検出する回路において、スイ
ッチドキャパシタフィルタとして構成され、増幅出力信
号の低域成分を通過させて出力するローパスフィルタと
、スイッチドキャパシタフィルタとして構成され、ロー
パスフィルタの出力の高域成分を通過させて出力するノ
＼イパスフィルタと、ローパスフィルタおよびノ＼イパ
スフィルタに与えるべき動作クロックを発生させるクロ
ック発生回路と、ハイパスフィルタの出力レベルを所定
の基準レベルと比較して検出信号を出力するコンパレー
タとを備えることを特徴とする。

ここで、クロック発生回路は所定の基本クロックにもと
づき動作クロックを発生するよう構成し、かつ、基本ク
ロックの周波数を可変に調整する周波数変更手段を更に
備えるようにしてもよく、さらに上記周波数変更手段は
、所定周波数のクロック信号を分周したものを上記基本
クロックとして出力する分周回路と、この分周回路の分
周比する変更する分周比変更手段とを有するように構成
してもよい。

〔作用〕

本発明によれば、ローパスフィルタとハイパスフィルタ
がスイチッドキャパシタフィルタ（ＳＣＦ）として構成
されるので、高抵抗素子や大容量素子が不要になる。ま
た、スイッチドキャパシタフィルタへの動作クロックを
変えることで、検出される焦電センサ出力の周波数を変
え得る。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は第１実施例に係る焦電型検出回路の回路図であ
る。図示の通り、焦電センサ１の出力はカップリングコ
ンデンサＣ３を介して正転増幅器１１に与えられ、その
増幅出力信号はＳＣＦ構成のローパスフィルタ１２から
、同じ＜　ＳＣＦ構成のハイパスフィルタ１３に与えら
れる。ハイパスフィルタ１３の出力は正転増幅器１４で
増幅され、ウィンドコンパレータ４を介して検出信号と
して出力される。

発振回路２１は一定周波数のパルス信号を出力するもの
で、出力パルスはカウンタ２２で周波数がおとされた後
、タイミングジェネレータ２３から基本クロックとして
クロック発生回路２４Ｌ。

２４Ｈに与えられる。クロック発生回路２４Ｌ。

２４Ｈは例えば２〜４相の動作クロックを生威し、これ
をローパスフィルタ１２およびハイパスフィルタ１３に
与える。

次に、上記実施例に係る焦電型検出回路の動作と詳細な
構成を、第２図ないし第５図により説明する。

まず、焦電センサ１の出力信号は正転増幅器１１で増幅
され、ローパスフィルタ１２において動作クロックに応
じた高域成分がカットされる。

ここで、クロックの発生源である発振回路２１は、水晶
を有するＣＭＯ８発振・回路で構成されるが、フィルタ
特性が劣化してもよいときは、ＣＲ発振回路を用いるこ
とができる。この発振回路２１の出力パルスはカウンタ
２２で周波数が下げられるが、この周波数はＳＣＦ構戊
構成−パスフィルタ１２およびハイパスフィルタ１３で
用いられる中心周波数の５０〜１００倍となる。具体的
には、ローパスフィルタ１２で５　Ｈｚ　ｓ　’＼イパ
スフィルタ１３で０．３Ｈｚが中心周波数であるときに
は、カウンタ２２の出力の周波数は２５０Ｈｚと５００
Ｈｚ、１５Ｈｚと３０Ｈｚになる。このパルスにもとづ
き、タイミングジェネレータ２３およびクロック発生回
路２４Ｌ、２４Ｈは４相のタイミングの動作クロックを
作り、ローパスフィルタ１２およびハイパスフィルタ１
３に与える。

クロック発生回路２４’Ｌ、２４Ｈは、いずれも例えば
第２図のように構成される。すなわち、タイミングジェ
ネレータ２３から出力された基本クロックＳｏはＤ型フ
リッププロップ（Ｄ／ＦＦ）のクロック端子ＣＫに入力
され、このＤ／ＦＦの出力はＮＡＮＤゲートとインバー
タを介して動作クロックｓ　　−８４として出力される
。第２図に示すクロック発生回路２４Ｌ、２４Ｈの各部
の信号波形は、第３図に示すようになっている。すなわ
ち、０Ｎ１ＯＦＦ信号がＯＮ状態になっているときには
、一定周波数の基本クロックＳ。に応じて、それぞれ異
なるタイミングでアクティブになる３つの動作クロック
Ｓ　−８３と、動作クロッすＳ　、Ｓ　を和にした動作
クロックＳ４からな３る４つの動作クロックＳ　−３４が得られる。

このような動作クロックＳ　　−Ｓ４は、例えば第４図
および第５図のように構成されるＳＣＦ構成のローパス
フィルター２およびハイパスフィルタ１３の、各スイッ
チ素子に与えられる。ここで、上記スイッチ素子は例え
ばＭＯＳ）ランジスタで構成され、図中に開閉スイッチ
を表わすマークで示しである。このスイッチ素子は、前
述の動作クロック５ｌ−ｓ４で０Ｎ１ＯＦＦされる。第
４図および第５図に示す２次のバイガード型フィルタに
おいて、図中の丸数字の、■、■および■は動作クロッ
クＳ１〜Ｓ４に対応している。

上記のようなフィルタ１２．１３を通すことにより、０
．３〜５Ｈｚのセンサ出力を得ることができる。ここに
おいて、ローパスフィルタ１２およびハイパスフィルタ
１３はＳＣＦ構戊構成るため、大容量のコンデンサや高
抵抗の抵抗素子を用いる必要がなく、従って集積回路と
して小型に実現できる。このセンサ出力は正転増幅器１
４で増幅された後、ウィンドコンパレータ４で２つの基
準レベルＶ　　、■　　と比較され、これによりＲＥＰ
Ｉ　　　ＲＥＦ２検出信号が得られることになる。

次に、本発明の第２実施例を第６図により説明する。

第６図の実施例が第１図の実施例と特徴的に異なる点は
、タイミングジェネレータ２３とクロック発生回路２４
Ｌ、２４Ｈの間に分周回路３１Ｌ。

３１Ｈが設けられ、この分周回路３１による分周比が変
更信号により変更可能になっていることである。クロッ
ク発生回路２４Ｌ、２４Ｈは基本クロックにもとづいて
動作クロックを生成するように構成されているので、基
本クロックＳｏの周波数が変れば動作クロックＳ　　−
８４の周波数も変わり、従ってＳＣＦ構戊構成−パスフ
ィルター２およびハイパスフィルター３の通過帯域も異
なる。

例えば、基本クロックの周波数を５０Ｈｚから２５Ｈｚ
に変えると、検出可能な帯域は０．５Ｈｚから０．２５
Ｈｚに変わる。

そこで、本実施例では、分周回路３１Ｌ。

３１Ｈによってクロック発生回路２４Ｌ、２４Ｈに与え
られる基本クロックの周波数を可変にしている。このよ
うにすると、焦電センサの出力周波数は第９図のように
、検出対象の状態により異なってくるので、検出対象の
様々な状態を検知できる。例えば、分周比を時分割で繰
り返して変更すれば、近い所でも遠い所でも、また忍び
足でも全力疾走でも、全て正確に人体の移動を検知でき
ることが、第９図よりわかる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明によれば、ローパスフ
ィルタとハイパスフィルタがＳＣＦとして構成されるの
で、高抵抗素子や大容量素子が不要になる。このため、
外付は部品をなくして装置の小型化を実現できる。また
、ＳＣＦに与える動作クロックの周波数を分周等により
変えることで、検出される焦電センサ出力の周波数を変
え得るので、多様な移動状態の人体等の正確な検出が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る焦電型検出回路の構
成図、第２図はクロック発生回路の回路図、第３図はク
ロック発生回路の動作を示すタイミング図、第４図はＳ
ＣＦ構成のローパスフィルタの回路図、第５図はＳＣＦ
構成のハイパスフィルタの回路図、第６図は第２実施例
に係る焦電型第９図は人の移動速度と焦電センサ出力の
周波数との関係図である。１・・・焦電センサ、４・・・ウィンドコンパレータ、
１１１・・・正転増幅器、１２・・・ローパスフィルタ、
１３・・・ハイパスフィルタ、１４・・・正転増幅器、
２１・・・発振回路、２２・・・カウンタ、２３・・・
タイミングジェネレータ、２４Ｌ、２４Ｈ・・・クロッ
ク発生回路、３１・・・分周回路。　２

Claims

【特許請求の範囲】１、焦電素子を有する焦電センサの出力信号を増幅した
増幅出力信号にもとづき、人間、動物等の被検出体を検
出する焦電型検出回路において、スイッチドキャパシタ
フィルタとして構成され、前記増幅出力信号の低域成分
を通過させて出力するローパスフィルタと、スイッチドキャパシタフィルタとして構成され、前記ロ
ーパスフィルタの出力の高域成分を通過させて出力する
ハイパスフィルタと、前記ローパスフィルタおよびハイパスフィルタに与える
べき動作クロックを発生させるクロック発生回路と、前記ハイパスフィルタの出力レベルを所定の基準レベル
と比較して検出信号を出力するコンパレータとを備えることを特徴とする焦電型検出回路。２、前記クロック発生回路は所定の基本クロックにもと
づき前記動作クロックを発生するよう構成され、前記基本クロックの周波数を可変に調整する周波数変更
手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の焦電
型検出回路。３、前記周波数変更手段は、所定周波数のクロック信号
を分周して前記基本クロックとして出力する分周回路と
、この分周回路の分周比する変更する分周比変更手段と
を有する請求項２記載の焦電型検出回路。