JPH0915055A - 赤外線検出回路 - Google Patents
赤外線検出回路Info
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- JPH0915055A JPH0915055A JP16056595A JP16056595A JPH0915055A JP H0915055 A JPH0915055 A JP H0915055A JP 16056595 A JP16056595 A JP 16056595A JP 16056595 A JP16056595 A JP 16056595A JP H0915055 A JPH0915055 A JP H0915055A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホイートストンブリッジの抵抗値の調整が不
要な高精度の赤外線検出回路を提供する。 【構成】 ワンチップ上に形成されたサーミスタ１０〜
１３で構成されるホイートストンブリッジ１４と、ホイ
ートストンブリッジ１４と電源１５間に接続された分圧
抵抗１６と、ホイートストンブリッジ１４の出力電圧及
び分圧抵抗１６に印加される電圧を入力して演算を行う
信号処理回路１９とを備えた。 【効果】 ホイートストンブリッジ１４を構成する抵抗
素子の抵抗値調節が不要である。また、温度補償を行う
ので高精度の赤外線検出回路を実現できる。
要な高精度の赤外線検出回路を提供する。 【構成】 ワンチップ上に形成されたサーミスタ１０〜
１３で構成されるホイートストンブリッジ１４と、ホイ
ートストンブリッジ１４と電源１５間に接続された分圧
抵抗１６と、ホイートストンブリッジ１４の出力電圧及
び分圧抵抗１６に印加される電圧を入力して演算を行う
信号処理回路１９とを備えた。 【効果】 ホイートストンブリッジ１４を構成する抵抗
素子の抵抗値調節が不要である。また、温度補償を行う
ので高精度の赤外線検出回路を実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーミスタを用いた赤
外線検出回路に関するものである。
外線検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６の回路図に基づいて従来の赤外線検
出回路の一例について説明する。図で、１，２はサーミ
スタ、３，４は、それぞれサーミスタ１，２に直列に接
続された抵抗である。サーミスタ１と抵抗３とで構成さ
れる直列回路は、サーミスタ２と抵抗４とで構成される
直列回路と並列に接続されホイートストンブリッジ５を
構成している。６はホイートストンブリッジ５に接続さ
れた電源である。７は、サーミスタ１と抵抗３の接続点
と、サーミスタ２と抵抗４の接続点間の電圧（以下、ホ
イートストンブリッジ５の出力電圧とする）を増幅する
差分増幅器、８は、サーミスタ１と抵抗３の接続点と電
源の低電位側端子間の電圧（抵抗３の両端電圧）を増幅
する増幅器、９は差分増幅器７の出力電圧及び増幅器８
の出力電圧を入力して演算処理を行い赤外線量を算出す
る信号処理回路である。
出回路の一例について説明する。図で、１，２はサーミ
スタ、３，４は、それぞれサーミスタ１，２に直列に接
続された抵抗である。サーミスタ１と抵抗３とで構成さ
れる直列回路は、サーミスタ２と抵抗４とで構成される
直列回路と並列に接続されホイートストンブリッジ５を
構成している。６はホイートストンブリッジ５に接続さ
れた電源である。７は、サーミスタ１と抵抗３の接続点
と、サーミスタ２と抵抗４の接続点間の電圧（以下、ホ
イートストンブリッジ５の出力電圧とする）を増幅する
差分増幅器、８は、サーミスタ１と抵抗３の接続点と電
源の低電位側端子間の電圧（抵抗３の両端電圧）を増幅
する増幅器、９は差分増幅器７の出力電圧及び増幅器８
の出力電圧を入力して演算処理を行い赤外線量を算出す
る信号処理回路である。
【０００３】図６に示す回路では、ホイートストンブリ
ッジ５の２辺にサーミスタを１個ずつ入れ、一方のサー
ミスタ（サーミスタ１）を温度補償用とし、他方のサー
ミスタ（サーミスタ２）に赤外線を入射させて赤外線を
検出するように構成されている。つまり、サーミスタ２
に赤外線が入射すると、その赤外線量に応じてサーミス
タ２の抵抗値が変化し、ホイートストンブリッジ５のバ
ランスが崩れ、入射した赤外線量に応じた出力電圧がホ
イートストンブリッジ５から出力されるので、その出力
電圧を捉えることによって赤外線を検出していた。この
場合、抵抗３の両端電圧を増幅する増幅器８の出力電圧
より、抵抗３の両端電圧及びサーミスタ１の両端電圧を
求め、さらにサーミスタ１の抵抗値、周囲温度を求める
ことによって、増幅器８の出力電圧を温度補正のために
用いていた。
ッジ５の２辺にサーミスタを１個ずつ入れ、一方のサー
ミスタ（サーミスタ１）を温度補償用とし、他方のサー
ミスタ（サーミスタ２）に赤外線を入射させて赤外線を
検出するように構成されている。つまり、サーミスタ２
に赤外線が入射すると、その赤外線量に応じてサーミス
タ２の抵抗値が変化し、ホイートストンブリッジ５のバ
ランスが崩れ、入射した赤外線量に応じた出力電圧がホ
イートストンブリッジ５から出力されるので、その出力
電圧を捉えることによって赤外線を検出していた。この
場合、抵抗３の両端電圧を増幅する増幅器８の出力電圧
より、抵抗３の両端電圧及びサーミスタ１の両端電圧を
求め、さらにサーミスタ１の抵抗値、周囲温度を求める
ことによって、増幅器８の出力電圧を温度補正のために
用いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図６に示した回路で
は、抵抗とサーミスタを別工程で形成するため、ホイー
トストンブリッジ５を構成する抵抗素子の抵抗値が大き
くばらつき、ホイートストンブリッジ５の出力に大きな
オフセット電圧が出力されるという問題点があり、抵抗
素子の抵抗値を調節してオフセット電圧を小さくする必
要があった。
は、抵抗とサーミスタを別工程で形成するため、ホイー
トストンブリッジ５を構成する抵抗素子の抵抗値が大き
くばらつき、ホイートストンブリッジ５の出力に大きな
オフセット電圧が出力されるという問題点があり、抵抗
素子の抵抗値を調節してオフセット電圧を小さくする必
要があった。
【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、ホイートストンブリッジ
を構成する抵抗素子の抵抗値の調整が不要な高精度の赤
外線検出回路の構造を提供することにある。
で、その目的とするところは、ホイートストンブリッジ
を構成する抵抗素子の抵抗値の調整が不要な高精度の赤
外線検出回路の構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の赤外線検出回路は、ワンチップ上に
形成された、４つのサーミスタで構成されるホイートス
トンブリッジと、そのホイートストンブリッジと電源間
に接続された分圧抵抗と、前記ホイートストンブリッジ
の出力電圧、及び、前記ホイートストンブリッジに印加
される電圧あるいは前記分圧抵抗に印加される電圧を入
力して演算を行う信号処理回路とを備えたことを特徴と
するものである。
め、請求項１記載の赤外線検出回路は、ワンチップ上に
形成された、４つのサーミスタで構成されるホイートス
トンブリッジと、そのホイートストンブリッジと電源間
に接続された分圧抵抗と、前記ホイートストンブリッジ
の出力電圧、及び、前記ホイートストンブリッジに印加
される電圧あるいは前記分圧抵抗に印加される電圧を入
力して演算を行う信号処理回路とを備えたことを特徴と
するものである。
【０００７】請求項２記載の赤外線検出回路は、請求項
１記載の赤外線検出回路で、前記ホイートストンブリッ
ジを前記分圧抵抗を介して前記電源に接続するか、前記
分圧抵抗を介さずに前記電源に接続するかを切り換える
スイッチング回路を備え、前記ホイートストンブリッジ
が前記分圧抵抗を介して前記電源に接続されている場合
に、前記信号処理回路が前記分圧抵抗に印加される電圧
を入力し、前記ブリッジ回路が前記分圧抵抗を介さずに
前記電源に接続されている場合に、前記信号処理回路が
前記ホイートストンブリッジの出力電圧を入力するよう
に構成されていることを特徴とするものである。
１記載の赤外線検出回路で、前記ホイートストンブリッ
ジを前記分圧抵抗を介して前記電源に接続するか、前記
分圧抵抗を介さずに前記電源に接続するかを切り換える
スイッチング回路を備え、前記ホイートストンブリッジ
が前記分圧抵抗を介して前記電源に接続されている場合
に、前記信号処理回路が前記分圧抵抗に印加される電圧
を入力し、前記ブリッジ回路が前記分圧抵抗を介さずに
前記電源に接続されている場合に、前記信号処理回路が
前記ホイートストンブリッジの出力電圧を入力するよう
に構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】請求項３記載の赤外線検出回路は、請求項
２または請求項３記載の赤外線検出回路で、前記ホイー
トストンブリッジに並列にリニアライズ用抵抗を接続し
たことを特徴とするものである。
２または請求項３記載の赤外線検出回路で、前記ホイー
トストンブリッジに並列にリニアライズ用抵抗を接続し
たことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】請求項１記載の赤外線検出回路は、ホイートス
トンブリッジを構成する抵抗素子を、ワンチップ上に形
成した４つのサーミスタで構成することによって、ホイ
ートストンブリッジを構成する抵抗素子の抵抗値のばら
つきを非常に小さくしたことを特徴とするもので、この
ように構成することにより、ホイートストンブリッジを
構成するサーミスタの抵抗値調節が不要となる。また、
図６に示した従来の回路では、抵抗３の両端電圧を測定
して増幅器８で増幅し信号処理回路９に入力して温度補
正を行っていたが、請求項１記載の赤外線検出回路は、
ホイートストンブリッジと電源間に分圧抵抗を接続し、
その分圧抵抗の両端電圧を測定することにより周囲温度
を算出して、その周囲温度の値を温度補償に用いるよう
に構成されている。これにより高精度の赤外線検出を行
うことができる。
トンブリッジを構成する抵抗素子を、ワンチップ上に形
成した４つのサーミスタで構成することによって、ホイ
ートストンブリッジを構成する抵抗素子の抵抗値のばら
つきを非常に小さくしたことを特徴とするもので、この
ように構成することにより、ホイートストンブリッジを
構成するサーミスタの抵抗値調節が不要となる。また、
図６に示した従来の回路では、抵抗３の両端電圧を測定
して増幅器８で増幅し信号処理回路９に入力して温度補
正を行っていたが、請求項１記載の赤外線検出回路は、
ホイートストンブリッジと電源間に分圧抵抗を接続し、
その分圧抵抗の両端電圧を測定することにより周囲温度
を算出して、その周囲温度の値を温度補償に用いるよう
に構成されている。これにより高精度の赤外線検出を行
うことができる。
【００１０】請求項２記載の赤外線検出回路は、請求項
１記載の赤外線検出回路で、ホイートストンブリッジと
分圧抵抗間に、ホイートストンブリッジを分圧抵抗を介
して電源に接続するか、分圧抵抗を介さずに電源に接続
するかを切り換えるスイッチング回路を接続すると共
に、ホイートストンブリッジが分圧抵抗を介して電源に
接続されている場合に、信号処理回路が分圧抵抗に印加
される電圧を入力し、ブリッジ回路が分圧抵抗を介さず
に電源に接続されている場合に、信号処理回路がホイー
トストンブリッジの出力電圧を入力するように構成した
ことを特徴とするものである。
１記載の赤外線検出回路で、ホイートストンブリッジと
分圧抵抗間に、ホイートストンブリッジを分圧抵抗を介
して電源に接続するか、分圧抵抗を介さずに電源に接続
するかを切り換えるスイッチング回路を接続すると共
に、ホイートストンブリッジが分圧抵抗を介して電源に
接続されている場合に、信号処理回路が分圧抵抗に印加
される電圧を入力し、ブリッジ回路が分圧抵抗を介さず
に電源に接続されている場合に、信号処理回路がホイー
トストンブリッジの出力電圧を入力するように構成した
ことを特徴とするものである。
【００１１】請求項１記載の赤外線検出回路では、周囲
温度による抵抗値変化が大きいホイートストンブリッジ
が、ホイートストンブリッジに比べて周囲温度による抵
抗値変化が十分小さい分圧抵抗を介して電源に接続され
た状態となっている。このため、周囲温度によってホイ
ートストンブリッジに印加される電圧が大きく変化する
ので、周囲温度によってホイートストンブリッジの感度
が変化してしまうという問題点を有していた。請求項２
記載の赤外線検出回路は、ホイートストンブリッジの出
力電圧を測定する場合、ホイートストンブリッジを、分
圧抵抗を介さずに直接電源に接続するように構成されて
いるので、周囲温度変化による感度変化を防止すること
ができる。
温度による抵抗値変化が大きいホイートストンブリッジ
が、ホイートストンブリッジに比べて周囲温度による抵
抗値変化が十分小さい分圧抵抗を介して電源に接続され
た状態となっている。このため、周囲温度によってホイ
ートストンブリッジに印加される電圧が大きく変化する
ので、周囲温度によってホイートストンブリッジの感度
が変化してしまうという問題点を有していた。請求項２
記載の赤外線検出回路は、ホイートストンブリッジの出
力電圧を測定する場合、ホイートストンブリッジを、分
圧抵抗を介さずに直接電源に接続するように構成されて
いるので、周囲温度変化による感度変化を防止すること
ができる。
【００１２】請求項３記載の赤外線検出回路では、請求
項１または請求項２記載の赤外線検出回路で、ホイート
ストンブリッジに並列にリニアライズ用抵抗を接続した
ことを特徴とするものである。ホイートストンブリッジ
の抵抗値は周囲温度によって指数関数的に変化するた
め、ホイートストンブリッジと抵抗の分圧比も周囲温度
によって指数関数的に変化する。ホイートストンブリッ
ジに並列に適当なリニアライズ用抵抗を接続することに
よって分圧比をリニアライズすることができ、信号処理
回路で信号をＡ／Ｄ変換により取り込む場合の相対的な
精度を向上させることができる。
項１または請求項２記載の赤外線検出回路で、ホイート
ストンブリッジに並列にリニアライズ用抵抗を接続した
ことを特徴とするものである。ホイートストンブリッジ
の抵抗値は周囲温度によって指数関数的に変化するた
め、ホイートストンブリッジと抵抗の分圧比も周囲温度
によって指数関数的に変化する。ホイートストンブリッ
ジに並列に適当なリニアライズ用抵抗を接続することに
よって分圧比をリニアライズすることができ、信号処理
回路で信号をＡ／Ｄ変換により取り込む場合の相対的な
精度を向上させることができる。
【００１３】
【実施例】図１に基づいて本発明の赤外線検出回路の一
実施例について説明する。図で、１０〜１３はワンチッ
プ上に形成されたサーミスタで、サーミスタ１０とサー
ミスタ１１の直列回路と、サーミスタ１２とサーミスタ
１３の直列回路とが並列に接続されており、ホイートス
トンブリッジ１４が形成されている。１５はホイートス
トンブリッジ１４に接続された電源である。１６はホイ
ートストンブリッジ１４と電源１５間に接続された分圧
抵抗である。
実施例について説明する。図で、１０〜１３はワンチッ
プ上に形成されたサーミスタで、サーミスタ１０とサー
ミスタ１１の直列回路と、サーミスタ１２とサーミスタ
１３の直列回路とが並列に接続されており、ホイートス
トンブリッジ１４が形成されている。１５はホイートス
トンブリッジ１４に接続された電源である。１６はホイ
ートストンブリッジ１４と電源１５間に接続された分圧
抵抗である。
【００１４】また、１７は、サーミスタ１０とサーミス
タ１１の接続点と、サーミスタ１２とサーミスタ１３の
接続点間の電圧（以下、ホイートストンブリッジ１４の
出力電圧とする）を増幅する差分増幅器、１８は、分圧
抵抗１６の両端電圧を増幅する増幅器、１９は差分増幅
器１７の出力電圧及び増幅器１８の出力電圧を入力して
演算処理を行い赤外線量を算出する信号処理回路であ
る。
タ１１の接続点と、サーミスタ１２とサーミスタ１３の
接続点間の電圧（以下、ホイートストンブリッジ１４の
出力電圧とする）を増幅する差分増幅器、１８は、分圧
抵抗１６の両端電圧を増幅する増幅器、１９は差分増幅
器１７の出力電圧及び増幅器１８の出力電圧を入力して
演算処理を行い赤外線量を算出する信号処理回路であ
る。
【００１５】図１に示す回路で、ホイートストンブリッ
ジ１４を構成する４つの抵抗素子は、ワンチップ上に形
成されたサーミスタ１０〜１３で構成されている。ワン
チップ上にサーミスタ１０〜１３を同工程で形成するこ
とにより、ホイートストンブリッジ１４を構成する４つ
の抵抗素子の抵抗値のバラツキを非常に小さくすること
ができるので抵抗素子の抵抗値の調節が不要となる。
ジ１４を構成する４つの抵抗素子は、ワンチップ上に形
成されたサーミスタ１０〜１３で構成されている。ワン
チップ上にサーミスタ１０〜１３を同工程で形成するこ
とにより、ホイートストンブリッジ１４を構成する４つ
の抵抗素子の抵抗値のバラツキを非常に小さくすること
ができるので抵抗素子の抵抗値の調節が不要となる。
【００１６】また、図１に示す回路では、ホイートスト
ンブリッジ１４を構成するサーミスタのうち、サーミス
タ１２のみに赤外線が入射するように構成されている。
サーミスタ１２に赤外線が入射すると、その赤外線量に
応じてサーミスタ１２の抵抗値が変化し、ホイートスト
ンブリッジ１４のバランスが崩れ、入射した赤外線量に
応じた出力電圧がホイートストンブリッジ１４から出力
される。ホイートストンブリッジ１４の出力電圧は、赤
外線吸収によるサーミスタ１２の温度変化の関数である
ので、ホイートストンブリッジ１４の出力電圧から赤外
線照射量を算出することができる。
ンブリッジ１４を構成するサーミスタのうち、サーミス
タ１２のみに赤外線が入射するように構成されている。
サーミスタ１２に赤外線が入射すると、その赤外線量に
応じてサーミスタ１２の抵抗値が変化し、ホイートスト
ンブリッジ１４のバランスが崩れ、入射した赤外線量に
応じた出力電圧がホイートストンブリッジ１４から出力
される。ホイートストンブリッジ１４の出力電圧は、赤
外線吸収によるサーミスタ１２の温度変化の関数である
ので、ホイートストンブリッジ１４の出力電圧から赤外
線照射量を算出することができる。
【００１７】また、ホイートストンブリッジ１４に直列
に接続された分圧抵抗１６の両端電圧を増幅する増幅器
１８の出力電圧より、ホイートストンブリッジ１４と分
圧抵抗１６の分圧比、ホイートストンブリッジ１４の合
成抵抗値、周囲温度を求めることができるので、増幅器
１８の出力電圧（分圧抵抗１６の両端電圧）を温度補正
のために用いることができる。
に接続された分圧抵抗１６の両端電圧を増幅する増幅器
１８の出力電圧より、ホイートストンブリッジ１４と分
圧抵抗１６の分圧比、ホイートストンブリッジ１４の合
成抵抗値、周囲温度を求めることができるので、増幅器
１８の出力電圧（分圧抵抗１６の両端電圧）を温度補正
のために用いることができる。
【００１８】以下に、差分増幅器１７の出力電圧Vsとサ
ーミスタ１０〜１３の温度との関係について説明する。
ある温度T と、その温度T でのサーミスタ１０〜１３の
抵抗値R との関係は次式となる。
ーミスタ１０〜１３の温度との関係について説明する。
ある温度T と、その温度T でのサーミスタ１０〜１３の
抵抗値R との関係は次式となる。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここで、T0は、ある基準温度(K) 、B はサ
ーミスタ定数、R0は基準温度T0でのサーミスタ１０〜１
３の抵抗値 (Ω) である。また、サーミスタ１０，１
１，１３の温度がTaで、赤外線照射されたサーミスタ１
２の温度がTsであるとすると、差分増幅器１７の出力電
圧Vsは（２）式のようになる。
ーミスタ定数、R0は基準温度T0でのサーミスタ１０〜１
３の抵抗値 (Ω) である。また、サーミスタ１０，１
１，１３の温度がTaで、赤外線照射されたサーミスタ１
２の温度がTsであるとすると、差分増幅器１７の出力電
圧Vsは（２）式のようになる。
【００２１】
【数２】
【００２２】ここで、Vdは分圧抵抗の両端電圧を増幅す
る増幅器１８の出力電圧、Vdd は電源電圧、G は差分増
幅器１７のゲインである。増幅器１８のゲインは１であ
るとする。
る増幅器１８の出力電圧、Vdd は電源電圧、G は差分増
幅器１７のゲインである。増幅器１８のゲインは１であ
るとする。
【００２３】一方、R(T)=R0exp｛B(1/T-1/T0) ｝とする
と、ホイートストンブリッジ１４の合成抵抗値Rbは
（３）式のように表される。
と、ホイートストンブリッジ１４の合成抵抗値Rbは
（３）式のように表される。
【００２４】
【数３】
【００２５】赤外線が微弱である場合、サーミスタ１２
の温度上昇及び抵抗値変化もわずかな値となるためTs≒
Taとすると（３）式は（４）式のようになる。
の温度上昇及び抵抗値変化もわずかな値となるためTs≒
Taとすると（３）式は（４）式のようになる。
【００２６】
【数４】
【００２７】（４）式により、出力電圧Vdは（５）式の
ように表せる。
ように表せる。
【００２８】
【数５】
【００２９】但し、Rcは分圧抵抗の抵抗値である。
（２）式及び（５）式を用いれば、出力電圧Vd，Vsより
温度Ta，Tsを求めることができ、さらに、温度Ta，Tsよ
り赤外線照射量を算出することができる。
（２）式及び（５）式を用いれば、出力電圧Vd，Vsより
温度Ta，Tsを求めることができ、さらに、温度Ta，Tsよ
り赤外線照射量を算出することができる。
【００３０】図１に示した赤外線検出回路のホイートス
トンブリッジ１４で、サーミスタ１２の対辺に位置する
サーミスタ１１にも赤外線が入射するように構成しても
よい。このように構成した赤外線検出回路を図２に示
す。このように構成することによって、ホイートストン
ブリッジ１４の出力（差分増幅器１７の出力電圧Vs）を
図１に示した実施例の場合の２倍にすることができるの
で赤外線検出の精度を向上させることができる。
トンブリッジ１４で、サーミスタ１２の対辺に位置する
サーミスタ１１にも赤外線が入射するように構成しても
よい。このように構成した赤外線検出回路を図２に示
す。このように構成することによって、ホイートストン
ブリッジ１４の出力（差分増幅器１７の出力電圧Vs）を
図１に示した実施例の場合の２倍にすることができるの
で赤外線検出の精度を向上させることができる。
【００３１】図３に基づいて本発明の赤外線検出回路の
異なる実施例について説明する。図３に示す赤外線検出
回路は、図１に示した赤外線検出回路に、スイッチング
回路２０を付加した回路であるので、図１に示した構成
と同等構成については同符号を付すこととし説明を省略
することとする。図３で、スイッチング回路２０は、ホ
イートストンブリッジ１４を分圧抵抗１６を介して電源
１５にするか、ホイートストンブリッジ１４を分圧抵抗
１６を介さないで、直接、電源１５に接続するかを切り
換える回路である。また、スイッチング回路２０は、信
号処理回路１９の動作に合わせて切り換え動作を行うよ
うに構成されている。具体的には、ホイートストンブリ
ッジ１４が分圧抵抗１６を介して電源１５に接続されて
いる場合は、信号処理回路１９が、増幅器１８の出力電
圧（分圧抵抗１６の両端電圧）を入力し、ホイートスト
ンブリッジ１４が分圧抵抗１６を介さずに電源１５に接
続されている場合は、信号処理回路１９が、ホイートス
トンブリッジ１４の出力電圧を差分増幅器１７で増幅し
た出力電圧Vsを入力するように構成されている。このよ
うに構成することにより、差分増幅器１７の出力電圧Vs
を信号処理回路１９に入力する場合、ホイートストンブ
リッジ１４は、直接、電源１５に接続されているので、
差分増幅器１７の出力電圧Vsは（２）式より次式のよう
になる。
異なる実施例について説明する。図３に示す赤外線検出
回路は、図１に示した赤外線検出回路に、スイッチング
回路２０を付加した回路であるので、図１に示した構成
と同等構成については同符号を付すこととし説明を省略
することとする。図３で、スイッチング回路２０は、ホ
イートストンブリッジ１４を分圧抵抗１６を介して電源
１５にするか、ホイートストンブリッジ１４を分圧抵抗
１６を介さないで、直接、電源１５に接続するかを切り
換える回路である。また、スイッチング回路２０は、信
号処理回路１９の動作に合わせて切り換え動作を行うよ
うに構成されている。具体的には、ホイートストンブリ
ッジ１４が分圧抵抗１６を介して電源１５に接続されて
いる場合は、信号処理回路１９が、増幅器１８の出力電
圧（分圧抵抗１６の両端電圧）を入力し、ホイートスト
ンブリッジ１４が分圧抵抗１６を介さずに電源１５に接
続されている場合は、信号処理回路１９が、ホイートス
トンブリッジ１４の出力電圧を差分増幅器１７で増幅し
た出力電圧Vsを入力するように構成されている。このよ
うに構成することにより、差分増幅器１７の出力電圧Vs
を信号処理回路１９に入力する場合、ホイートストンブ
リッジ１４は、直接、電源１５に接続されているので、
差分増幅器１７の出力電圧Vsは（２）式より次式のよう
になる。
【００３２】
【数６】
【００３３】よって、差分増幅器１７の出力電圧Vsは、
分圧抵抗１６の出力電圧Vdに影響されなくなるので、信
号処理を簡略化することができる。また、出力電圧Vdに
よらず、赤外線検出精度を一定に保つことができる。
分圧抵抗１６の出力電圧Vdに影響されなくなるので、信
号処理を簡略化することができる。また、出力電圧Vdに
よらず、赤外線検出精度を一定に保つことができる。
【００３４】図４に基づいて本発明の赤外線検出回路の
さらに異なる実施例について説明する。図４に示す赤外
線検出回路は、図１に示した赤外線検出回路で、ホイー
トストンブリッジ１４に並列に、リニアライズ用抵抗２
１（抵抗値Rs）を接続した回路であるので、図１に示し
た構成と同等構成については同符号を付すこととし説明
を省略することとする。このように構成することによ
り、分圧抵抗１６（抵抗値Rc）の出力電圧Vdは次式とな
る。
さらに異なる実施例について説明する。図４に示す赤外
線検出回路は、図１に示した赤外線検出回路で、ホイー
トストンブリッジ１４に並列に、リニアライズ用抵抗２
１（抵抗値Rs）を接続した回路であるので、図１に示し
た構成と同等構成については同符号を付すこととし説明
を省略することとする。このように構成することによ
り、分圧抵抗１６（抵抗値Rc）の出力電圧Vdは次式とな
る。
【００３５】
【数７】
【００３６】リニアライズ用抵抗２１を接続していない
場合は、（７）式で、Rs→∞とすればよい。この場合、
（７）式は（８）式のようになる。
場合は、（７）式で、Rs→∞とすればよい。この場合、
（７）式は（８）式のようになる。
【００３７】
【数８】
【００３８】（８）式は、分母に指数関数が存在するの
で線形性は良くないことが分かる。リニアライズ用抵抗
２１を接続し、その抵抗値Rs及び分圧抵抗の抵抗値Rcを
適当な値に設定してやれば、出力電圧Vdは（７）式に示
したように、分子及び分母に同じ指数関数を含んだ式で
表すことができる。つまり、リニアライズ用抵抗２１を
接続し、その抵抗値Rs及び分圧抵抗の抵抗値Rcを適当な
値に設定してやれば、出力電圧Vdの感度は低下するが、
出力電圧Vdをリニアライズすることができ、信号処理回
路１９でＡ／Ｄ変換により信号を取り込む場合の相対的
な精度を向上させることができる。
で線形性は良くないことが分かる。リニアライズ用抵抗
２１を接続し、その抵抗値Rs及び分圧抵抗の抵抗値Rcを
適当な値に設定してやれば、出力電圧Vdは（７）式に示
したように、分子及び分母に同じ指数関数を含んだ式で
表すことができる。つまり、リニアライズ用抵抗２１を
接続し、その抵抗値Rs及び分圧抵抗の抵抗値Rcを適当な
値に設定してやれば、出力電圧Vdの感度は低下するが、
出力電圧Vdをリニアライズすることができ、信号処理回
路１９でＡ／Ｄ変換により信号を取り込む場合の相対的
な精度を向上させることができる。
【００３９】図５に基づいて本発明の赤外線検出回路の
さらに異なる実施例について説明する。図５に示す赤外
線検出回路は、図３に示した赤外線検出回路で、ホイー
トストンブリッジ１４に並列にリニアライズ用抵抗２１
（抵抗値Rs）を接続すると共に、サーミスタ１２、及
び、ホイートストンブリッジ１４でサーミスタ１２の対
辺に位置するサーミスタ１１に赤外線が入射するように
構成したものである。
さらに異なる実施例について説明する。図５に示す赤外
線検出回路は、図３に示した赤外線検出回路で、ホイー
トストンブリッジ１４に並列にリニアライズ用抵抗２１
（抵抗値Rs）を接続すると共に、サーミスタ１２、及
び、ホイートストンブリッジ１４でサーミスタ１２の対
辺に位置するサーミスタ１１に赤外線が入射するように
構成したものである。
【００４０】なお、差分増幅器、増幅器、赤外線を入射
させるサーミスタは実施例に限定されるものではない。
させるサーミスタは実施例に限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】請求項１乃至請求項３記載の赤外線検出
回路は、ホイートストンブリッジを構成する抵抗素子
を、ワンチップ上に形成した４つのサーミスタで構成す
ることによって、ホイートストンブリッジを構成する抵
抗素子の抵抗値のばらつきを非常に小さくすることがで
きるので、ホイートストンブリッジを構成するサーミス
タの抵抗値調節が不要な高精度の赤外線検出回路を実現
できる。
回路は、ホイートストンブリッジを構成する抵抗素子
を、ワンチップ上に形成した４つのサーミスタで構成す
ることによって、ホイートストンブリッジを構成する抵
抗素子の抵抗値のばらつきを非常に小さくすることがで
きるので、ホイートストンブリッジを構成するサーミス
タの抵抗値調節が不要な高精度の赤外線検出回路を実現
できる。
【００４２】また、請求項２記載の赤外線検出回路は、
ホイートストンブリッジの出力を測定する場合、ホイー
トストンブリッジを、分圧抵抗を介さずに直接電源に接
続するように構成されているので、周囲温度変化による
感度変化を防止することができる。
ホイートストンブリッジの出力を測定する場合、ホイー
トストンブリッジを、分圧抵抗を介さずに直接電源に接
続するように構成されているので、周囲温度変化による
感度変化を防止することができる。
【００４３】さらに、請求項３記載の赤外線検出回路
は、ホイートストンブリッジに並列に適当なリニアライ
ズ用抵抗を接続することによって分圧比をリニアライズ
することができ、信号処理回路で信号をＡ／Ｄ変換して
取り込む場合の相対的な精度を向上させることができ
る。
は、ホイートストンブリッジに並列に適当なリニアライ
ズ用抵抗を接続することによって分圧比をリニアライズ
することができ、信号処理回路で信号をＡ／Ｄ変換して
取り込む場合の相対的な精度を向上させることができ
る。
【図１】本発明の赤外線検出回路の一実施例を示す回路
図である。
図である。
【図２】本発明の赤外線検出回路の異なる実施例を示す
回路図である。
回路図である。
【図３】本発明の赤外線検出回路のさらに異なる実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図４】本発明の赤外線検出回路のさらに異なる実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図５】本発明の赤外線検出回路のさらに異なる実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図６】従来の赤外線検出回路の一例を示す回路図であ
る。
る。
１０〜１３ サーミスタ １４ ホイートストンブリッジ １５ 電源 １６ 分圧抵抗 １９ 信号処理回路 ２０ スイッチング回路 ２１ リニアライズ用抵抗
Claims (3)
- 【請求項１】 ワンチップ上に形成された、４つのサー
ミスタで構成されるホイートストンブリッジと、そのホ
イートストンブリッジと電源間に接続された分圧抵抗
と、前記ホイートストンブリッジの出力電圧、及び、前
記ホイートストンブリッジに印加される電圧あるいは前
記分圧抵抗に印加される電圧を入力して演算を行う信号
処理回路とを備えたことを特徴とする赤外線検出回路。 - 【請求項２】 前記ホイートストンブリッジを前記分圧
抵抗を介して前記電源に接続するか、前記分圧抵抗を介
さずに前記電源に接続するかを切り換えるスイッチング
回路を備え、前記ホイートストンブリッジが前記分圧抵
抗を介して前記電源に接続されている場合に、前記信号
処理回路が前記分圧抵抗に印加される電圧を入力し、前
記ホイートストンブリッジが前記分圧抵抗を介さずに前
記電源に接続されている場合に、前記信号処理回路が前
記ホイートストンブリッジの出力電圧を入力するように
構成されていることを特徴とする請求項１記載の赤外線
検出回路。 - 【請求項３】 前記ホイートストンブリッジに並列にリ
ニアライズ用抵抗を接続したことを特徴とする請求項１
または請求項２記載の赤外線検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16056595A JP3166565B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 赤外線検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16056595A JP3166565B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 赤外線検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915055A true JPH0915055A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3166565B2 JP3166565B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=15717731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16056595A Expired - Lifetime JP3166565B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 赤外線検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166565B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003057116A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Canon Inc | 温度検出方法 |
| JP2009210289A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線検出システム |
| CN110702234A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | 广东电网有限责任公司 | 一种gis红外测温装置及其温度补偿校准方法 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16056595A patent/JP3166565B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003057116A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Canon Inc | 温度検出方法 |
| JP2009210289A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 赤外線検出システム |
| CN110702234A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-01-17 | 广东电网有限责任公司 | 一种gis红外测温装置及其温度补偿校准方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3166565B2 (ja) | 2001-05-14 |
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