JPH09115064A - 熱線センサの信号処理回路 - Google Patents

熱線センサの信号処理回路

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JPH09115064A
JPH09115064A JP27117595A JP27117595A JPH09115064A JP H09115064 A JPH09115064 A JP H09115064A JP 27117595 A JP27117595 A JP 27117595A JP 27117595 A JP27117595 A JP 27117595A JP H09115064 A JPH09115064 A JP H09115064A
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JP
Japan
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signal
elements
heat ray
signal processing
ray sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP27117595A
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English (en)
Inventor
Takehisa Hasegawa
猛久 長谷川
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Atsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Atsumi Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の素子を用いる熱線センサにおいて、素
子数が増加しても回路規模が大きくならないようにす
る。 【解決手段】 素子11 〜13 はそれぞれスイッチ71
〜73 を 介して一つの信号増幅部2に接続される。制
御部8は信号増幅部2の出力信号を取り込んで侵入者の
検知のための処理を行う。各スイッチ71 〜73 は制御
部8の制御により所定の順序で所定の周期毎にサイクリ
ックに閉じられる。この構成では素子1の数が増えた場
合にも信号増幅部2および制御部8を変更する必要はな
く、スイッチ7を増やすだけでよいので回路規模が大き
くなることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱線センサの信号
処理回路に係り、特に複数の熱線センサ素子を有する熱
線センサに用いて好適な信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】熱線センサは焦電素子等の熱線センサ素
子(以下、単に素子と称す)によって熱線の変化を検知
するものであるので、人間ばかりでなく、猫、犬、ネズ
ミ等の小動物をも検知することがある。そこで、複数の
素子を用いることによって、小動物を検知することな
く、人間のみを検知するようにすることが行われてきて
いる。本出願人もそのための一つの提案を行っていると
ころである(特願平4−225918号)。
【0003】そして、そのような複数の素子を用いた熱
線センサの信号処理回路は通常図4に示すような構成を
有している。なお、図4において、11 〜1n (ただ
し、nは自然数。以下、同じ)は素子、21 〜2n は信
号増幅部、3は制御部を示す。
【0004】図4において、n個の素子11 〜1n は、
一つの焦電素子であってもよく、あるいは図5に示すよ
うにプラスの極性とマイナスの極性の二つの焦電素子が
直列に接続された、いわゆるツイン型の素子であっても
よい。
【0005】各素子11 〜1n の出力信号はそれぞれ信
号増幅部21 〜2n で増幅される。この信号増幅部21
〜2n は、全て、図6に示すようにフィルタ4、及び二
つの増幅回路5、6で構成されている。
【0006】フィルタ4はコンデンサと抵抗で構成され
る、いわゆるCR型の帯域通過型フィルタ(バンド・パ
ス・フィルタ)であり、各C,Rの値は、例えば図7に
示すように 0.3Hz〜 2Hz程度の周波数成分を通過す
るように設定されている。この周波数領域は人間が通常
の速度で移動した場合に素子11 〜1n から出力される
信号の周波数領域である。
【0007】また、増幅回路5、6は共に演算増幅器で
構成されるのが通常であるが、このように増幅回路を2
段用いるのは、素子11 〜1n の出力信号が非常に小さ
なものであり、それを 10000倍程度に増幅する必要があ
るからである。
【0008】勿論、一つの増幅回路で入力信号を 10000
倍程度に増幅することは可能ではあるが、その場合には
増幅率を設定するための抵抗としてはメガΩオーダー程
度の抵抗を用いる必要があり、その結果外来ノイズに影
響され易くなるばかりでなく、抵抗の抵抗値のバラツキ
が大きいことを考えると、各信号増幅部21 〜2n の増
幅率が大きくバラ付くことが考えられる。
【0009】そこで、増幅回路を2段にするのであり、
ことによって各増幅回路5、6の増幅率をそれぞれ 100
倍程度にすることができ、そのために各増幅回路5、6
の増幅率を設定するための抵抗の抵抗値を小さなものと
することができ、その結果耐外来ノイズ性を向上させる
ことができるばかりでなく、各信号増幅部21 〜2
増幅率のバラツキを低減させることができるのである。
【0010】なお、素子1 〜1n が図5に示すよう
なツイン型のものである場合には、各信号増幅部21
n には絶対値回路を設けてもよいものである。つま
り、図5に示すツイン型の素子の場合には、出力信号は
基準レベルに対してプラス方向とマイナス方向に現れ、
そのような信号を直接制御部3に入力させれば制御部3
において基準レベルの正方向と負方向の二つの閾値を必
要とするのに対して、信号増幅部21 〜2n に絶対値回
路を設ければ、その出力信号は基準レベルに対して正方
向の信号のみとなるので、制御部3には一つの閾値を設
定するだけでよいからである。
【0011】各信号増幅部21 〜2n の出力信号は制御
部3に入力される。制御部3は各信号増幅部21 〜2n
の出力信号を取り込んで、少なくとも隣接する警戒ゾー
ンを形成する素子の出力信号が同時に所定の閾値以上に
なった場合に人間が侵入したと判断して、侵入者があっ
たことを示すアラーム信号を出力する。
【0012】このような処理を行うのは、検知した物体
が人間かそれ以外のものであるかを判別するためであ
り、通常小動物なら一時には一つの警戒ゾーンしか横切
らないであろうと判断されるのに対して、人間の大きさ
なら一時に隣接する二つあるいはそれ以上の警戒ゾーン
を横切るであろうという判断に基づいている。なお、こ
の点に関しては上記の特願平4−225918号にも説
明されているし、本発明の本質でもないのでより詳細な
説明は省略する。
【0013】なお、このアラーム信号の使い方は任意で
ある。例えばアラーム信号を受信機に送信するようにし
てもよいし、通常の熱線センサで広く行われているよう
にアラーム信号でリレーの接点を開くようにしてもよ
い。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、複数の
素子を用いることによって検知した物体が人間か否かを
判別することが可能であり、その判別の精度は素子数が
多い程向上するのであるが、従来においては図4に示す
ように各素子1に対してそれぞれ信号増幅部2を設ける
必要があったので、素子1の数を増やせばそれに伴って
信号増幅部2の数も増え、回路規模が大きくなり、それ
が熱線センサの小型化を妨げてしまうばかりでなく、コ
ストが上昇してしまうという問題がある。
【0015】特に近年では熱線センサは小型化の傾向に
あり、警戒ゾーンを形成するための反射鏡は小型化され
つつある現状を鑑みれば、上記の問題は非常に重要な問
題であるといえる。
【0016】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、素子数を増やした場合にも回路規模を増大させる
ことがない熱線センサの信号処理回路を提供することを
目的とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記の目
的を達成するために、本発明の熱線センサの信号処理回
路は、一方の端子が熱線センサ素子に接続されると共
に、他方の端子が一つの信号処理部に接続されてなる複
数のスイッチと、所定の周波数特性を有し、各スイッチ
からの信号を増幅する一つの信号増幅部と、信号処理部
からの出力信号に基づいて所定の処理を行うと共に、各
スイッチの開閉を制御する制御手段とを備えることを特
徴とする。
【0018】以上の構成によれば、熱線センサ素子の数
を増やした場合にも信号増幅部を新たに設ける必要はな
く、スイッチのみを追加すればよいので、回路規模の増
大量はごく僅かで済むものである。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明する。図1は本発明に係る熱線センサの
信号処理回路において3個の素子を用いた場合の一実施
形態を示す図であり、図中、71 〜73 はスイッチ、8
は制御部を示す。なお、図4と同等な構成要素について
は同一の符号を付す。
【0020】素子11 〜13 の出力端子は、それぞれス
イッチ71 〜73 の一方の端子と接続されており、スイ
ッチ71 〜73 の他方の端子は全て信号増幅部2に接続
されている。信号増幅部2は従来のものと同じ構成であ
り、例えば図6に示す構成を備えている。
【0021】制御部8はマイクロプロセッサ及びその周
辺回路で構成されており、従来と同様に検知した物体が
人間か否かを判断する処理を行うと共に、制御信号によ
ってスイッチ71 〜73 の開閉の制御を行う。
【0022】次に、スイッチ71 〜73 の制御の態様の
例について説明する。なお、以下においては素子11
よる警戒ゾーンと素子12 による警戒ゾーンは隣接し、
素子12 による警戒ゾーンと素子13 による警戒ゾーン
は隣接しているものとする。
【0023】図2はスイッチ71 〜73 を所定の周期で
所定の順序でサイクリックに開閉していく場合の制御信
号の例を示す図であり、図2Aはスイッチ71 に対する
制御信号を示し、図2Bはスイッチ72 に対する制御信
号を示し、図2Cはスイッチ73 に対する制御信号を示
している。なお、図2において横軸は時間であり、制御
信号がハイレベルのときにスイッチは閉じ、閉じている
期間に当該スイッチに接続されている素子の出力信号が
当該スイッチを介して信号増幅部2に入力されるものと
する。
【0024】ここで、各スイッチ71 〜73 が閉じてい
る期間tC は 5〜10msec程度でよい。また、開閉の周期
S は接続される素子数によって変わるのは当然である
が、最大でも1sec程度にとどめるのがよい。
【0025】この制御によれば、素子11 〜13 の出力
信号が順次スイッチ71 〜73 を介して信号増幅部2に
入力され、制御部8において閾値と比較される。
【0026】そしてこの場合には、制御部8は、例え
ば、素子11 からの出力信号が閾値以上であり、且つそ
の直後の素子12 からの出力信号が閾値以上である状態
が所定回数継続する場合、また素子12 からの出力信号
が閾値以上であり、且つその直後の素子13 からの出力
信号が閾値以上である状態が所定回数継続する場合、及
び全ての素子11 〜13 からの出力信号が連続して閾値
以上である状態が所定回数継続する場合には検知した物
体は人間であると判断してアラーム信号を出力するよう
にすればよい。
【0027】また、スイッチ71 〜73 の開閉制御とし
ては、常時はスイッチ72 を閉じておき、素子12 から
の出力信号が閾値以上になった場合には図2に示すよう
にスイッチ71 〜73 をサイクリックに開閉するように
してもよい。
【0028】そして制御部8に上述したと同じ処理を行
わせることによって検知した物体が人間か否かを判断さ
せ、検知した物体が人間であると判断される場合にはア
ラーム信号を出力させるようにすればよい。
【0029】これは、人間であれば素子11 による警戒
ゾーンから中央の警戒ゾーンである素子12 による警戒
ゾーンを飛び越えて素子13 による警戒ゾーンに入るこ
とは通常は考えられず、素子11 による警戒ゾーンを横
切ったならば次には素子12による警戒ゾーンを横切
り、また逆に素子13 による警戒ゾーンを横切ったなら
ば次には素子12 による警戒ゾーンを横切るから、素子
2 による警戒ゾーンは必ず横切るであろうという考え
方のもとに行われる制御である。
【0030】以上、スイッチ71 〜73 の開閉の制御に
ついて二つの態様の例を説明したが、勿論上記の制御態
様に限られるものではなく、任意の開閉制御が可能であ
る。また、制御部8での処理も任意に行うことができる
ことは当然である。
【0031】以上のようであるので、この熱線センサの
信号処理回路によれば、素子1が増加された場合でも従
来のように信号増幅部2を増加する必要はなく、スイッ
チ7を増加すればよいので、回路規模の増大を最小限に
とどめることができる。
【0032】また、この熱線センサの信号処理回路によ
れば、各素子の出力信号は定期的にサンプリングされる
ので、例えば外来ノイズが混入した場合にも当該外来ノ
イズがサンプリングされて信号増幅部2に入力される可
能性は低いので、外来ノイズによる悪影響は殆ど無視す
ることができ、耐ノイズ性が向上する。
【0033】更に、この熱線センサの信号処理回路によ
れば、全ての機種の熱線センサの信号処理回路を統一す
ることができるので、全体として熱線センサのコストダ
ウンに大きく寄与するものである。即ち、上述したとこ
ろから明らかなように、機種によらず信号増幅部2は変
更する必要がなく、また制御部8もスイッチの数だけ制
御信号を出力するようにすればよく、スイッチの数だけ
を機種、即ち使用する素子数に応じて変更すればよいの
で、従って機種に応じて変更すべき部分が非常に小さい
ので、全体として熱線センサのコストダウンを図ること
ができるのである。
【0034】このことに関して更に説明すれば、例えば
予め図3に示すようにn個の素子を接続可能に構成して
おけば、当該信号処理回路を多くの機種の熱線センサで
使用することができる。なぜなら、例えばm(ただし、
mは自然数で、m≦n)個の素子を使用する熱線センサ
を製造する場合には、それらm個の素子をスイッチ71
〜7m に接続し、残りの(n−m)個のスイッチ7m+1
〜7n は制御部8の制御信号によって常時開くように制
御するようにすればよいからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る熱線センサの信号処理回路にお
いて3個の素子を用いた場合の一実施形態を示す図であ
る。
【図2】 図1のスイッチ71 〜73 の開閉制御の一態
様を説明するための図である。
【図3】 本発明の熱線センサの信号処理回路の効果を
説明するための図である。
【図4】 複数の熱線センサ素子を用いる熱線センサの
従来の信号処理回路の例を示す図である。
【図5】 ツイン型の熱線センサ素子を示す図である。
【図6】 図4の信号増幅部21 〜2n の構成例を示す
図である。
【図7】 図6のフィルタ4の周波数特性の例を示す図
である。
【符号の説明】
1 〜1n …素子、21 〜2n …信号増幅部、3…制御
部、4…フィルタ、5、6…増幅回路、71 〜73 …ス
イッチ、8…制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方の端子が熱線センサ素子に接続される
    と共に、他方の端子が一つの信号処理部に接続されてな
    る複数のスイッチと、 所定の周波数特性を有し、各スイッチからの信号を増幅
    する一つの信号増幅部と、 信号処理部からの出力信号に基づいて所定の処理を行う
    と共に、各スイッチの開閉を制御する制御手段とを備え
    ることを特徴とする熱線センサの信号処理回路。
JP27117595A 1995-10-19 1995-10-19 熱線センサの信号処理回路 Pending JPH09115064A (ja)

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JPH09115064A true JPH09115064A (ja) 1997-05-02

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JP (1) JPH09115064A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19913655B4 (de) * 1998-11-02 2007-08-23 Atsumi Electric Co., Ltd., Hamamatsu Verstärkerschaltung für einen Infrarotsensor
JP2010014537A (ja) * 2008-07-03 2010-01-21 Atsumi Electric Co Ltd 熱線センサの信号処理回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19913655B4 (de) * 1998-11-02 2007-08-23 Atsumi Electric Co., Ltd., Hamamatsu Verstärkerschaltung für einen Infrarotsensor
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