TW201602529A - 紅外線檢測裝置及檢測方法 - Google Patents

Abstract

本發明之課題係不依存於周圍溫度與檢測對象溫度之溫差而容易地檢測於檢測區域內是否存在檢測對象。本發明之紅外線檢測裝置(1)於檢測處理中，執行比較處理、計時處理、及判定處理。比較處理係將大於定常雜訊(N1)之第1閾值(TH1)與絕對值即受光部(3)之輸出信號之位準進行比較之處理。計時處理係將自位準超過第1閾值(TH1)起至下一次位準超過第1閾值(TH1)為止之時間作為判定時間(P1)而計時之處理。判定處理係若判定時間(P1)連續特定次數處於預先設定之設定時間(T1)以內，即判定檢測區域內存在檢測對象(B1)之處理。

Description

紅外線檢測裝置及檢測方法

本發明係關於一般紅外線檢測裝置及檢測方法，更詳細而言，本發明係關於一種基於檢測對象所放射之紅外線而檢測是否存在檢測對象之紅外線檢測裝置及檢測方法。

先前，已知有基於人(檢測對象)所放射之紅外線而檢測是否有人存在之紅外線檢測裝置，例如於文獻1(日本特許出願公開案號2012-013578)中之揭示。文獻1揭示之紅外線檢測裝置具備有焦電元件、電流電壓轉換部、A/D(Analog to Digital：類比-數位)轉換部、數位處理部、及控制部。

焦電元件自檢測區域接收紅外線，根據接收到之紅外線量之變化而輸出電流信號。電流電壓轉換部將自焦電元件輸入之電流信號轉換成電壓信號。A/D轉換部將自電流電壓轉換部輸入之電壓值(類比值)轉換成數位值，輸出至數位處理部。然後，數位處理部藉由將A/D轉換部之輸出值與預先設定之閾值進行比較，而判定檢測區域內是否有人存在。

然而，於上述先前例中，例如夏季等於紅外線檢測裝置之周圍溫度與檢測對象之溫度之溫差較小之情形時，焦電元件之輸出信號變小，而有難以檢測於檢測區域內是否存在檢測對象之問題。

本發明係鑑於上述之點而完成者，其目的在於提供一種紅外線檢測裝置及檢測方法，其可不依存於周圍溫度與檢測對象之溫度之溫差而容易地檢測出檢測區域內是否存在檢測對象存在。

本發明之紅外線檢測裝置包含受光部與判定部。上述受光部包含自檢測區域受光紅外線之受光元件，且輸出與接收到之紅外線量之微分值對應之信號。上述判定部執行基於上述受光部之輸出信號而檢測上述檢測區域內是否存在檢測對象之檢測處理。又，上述判定部執行比較處理、計時處理及判定處理。上述比較處理係將大於定常雜訊之第1閾值與絕對值即上述受光部之輸出信號之位準進行比較之處理；上述計時處理係將自上述位準超過上述第1閾值起至下一次上述位準超過上述第1閾值為止之時間作為判定時間而進行計時之處理；上述判定處理係若上述判定時間處於預先設定之設定時間以內，即判定上述檢測區域內存在上述檢測對象之處理。

本發明之檢測方法係利用紅外線檢測裝置之檢測方法，其具備受光部，該受光部含有自檢測區域受光紅外線之受光元件。該檢測方法包含執行基於與接收到之紅外線量之微分值對應之信號而檢測上述檢測區域內是否存在檢測對象之檢測處理之步驟。執行上述檢測處理之步驟包含：執行比較處理之步驟、執行計時處理之步驟、及執行判定處理之步驟。上述比較處理係將大於定常雜訊之第1閾值與絕對值即上述受光部之輸出信號之位準進行比較之處理；上述計時處理係將自上述位準超過上述第1閾值之時點起，至下一次上述位準超過上述第1閾值之時點為止之時間作為判定時間而進行計時之處理；及上述判定處理係當上述判定時間處於預先設定之設定時間以內，即判定上述檢測區域內存在上述檢測對象之處理。

1‧‧‧紅外線檢測裝置

2‧‧‧透鏡

3‧‧‧受光部

4‧‧‧濾波器

5‧‧‧信號處理部

6‧‧‧判定部

31‧‧‧受光元件

51‧‧‧轉換電路

52‧‧‧放大電路

53‧‧‧A/D轉換電路

61‧‧‧計數器

100‧‧‧比較例之紅外線檢測裝置

311‧‧‧第1組件

312‧‧‧第2組件

313‧‧‧第3組件

314‧‧‧第4組件

A1‧‧‧檢測區域

A11‧‧‧第1檢測區域

A12‧‧‧第2檢測區域

A13‧‧‧第3檢測區域

A14‧‧‧第4檢測區域

B1‧‧‧檢測對象

N1‧‧‧定常雜訊

P1‧‧‧判定時間

P2‧‧‧判定時間

S1~S10‧‧‧步驟

TH0‧‧‧閾值

TH1‧‧‧第1閾值

TH2‧‧‧第2閾值

TH3‧‧‧第3閾值

t1~t13‧‧‧時刻

圖1A係實施形態之紅外線檢測裝置之概略圖。図1B係實施形態 之紅外線檢測裝置及檢測方法之說明圖。

圖2A係顯示檢測對象橫切檢測區域之情形之概略圖。圖2B係人橫切檢測區域之情形之受光部之輸出信號之波形圖。

圖3A係顯示比較例之檢測對象於檢測區域內朝向紅外線檢測裝置移動之情形之概略圖。圖3B係比較例之檢測對象於檢測區域內朝向紅外線檢測裝置移動之情形之受光部之輸出信號之波形圖。

圖4係實施形態之紅外線檢測裝置及檢測方法之檢測處理之流程圖。

圖5A係於實施形態之紅外線檢測裝置中，受光部之輸出信號之位準不低於第2閾值之情形之說明圖。圖5B係於實施形態之紅外線檢測裝置中，受光部之輸出信號之位準低於第2閾值之情形之說明圖。

圖6係於實施形態之紅外線檢測裝置中，使用第3閾值之檢測處理之說明圖。

圖7A係顯示於實施形態之紅外線檢測裝置中，以雙重型元件構成之受光元件之圖。圖7B係顯示於實施形態之紅外線檢測裝置中，以四重型元件構成之受光元件之圖。

圖8A係顯示實施形態之紅外線檢測裝置之其他之構成之圖。圖8B係以實施形態中紅外線檢測裝置之其他構成之輸出信號之波形圖。

本實施形態之紅外線檢測裝置1具有以下之第1特徵。

於第1特徵中，紅外線檢測裝置1如圖1A所示，具備受光部3與判定部6。受光部3含有自檢測區域A1(參照圖2A)接收紅外線之受光元件31，且輸出與接收到之紅外線量之微分值對應之信號。判定部6執行基於受光部3之輸出信號而檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1之檢測處理。

判定部6於檢測處理中，執行比較處理、計時處理、及判定處理。比較處理如圖1B所示，係將大於定常雜訊N1之第1閾值TH1與絕對值即受光部3之輸出信號之位準進行比較之處理。計時處理係將自受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1起至下一次受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1為止之時間作為判定時間P1而進行計時之處理。判定處理係當判定時間P1連續特定次數處於預先設定之設定時間T1以內，即判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1之處理。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第1特徵以外，亦可具有以下之第2特徵。

於第2特徵中，特定次數係兩次以上。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第2特徵以外，亦可具有以下之第3特徵。

於第3特徵中，判定部6如圖1A所示，具備當受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1時，開始計數之計數器61。且，若於到達相當於設定時間T1之計數之前受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1時，則計數器61將計數值重置且重新開始計數。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第1~第3中任一項之特徵以外，亦可具有以下之第4特徵。

於第4特徵中，判定部6如圖5A所示，於計時處理中，只要受光部3之輸出信號之位準不低於第2閾值TH2，則不結束判定時間P1之計時。第2閾值TH2小於第1閾值TH1。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第1~第4中任一項之特徵以外，亦可具有以下之第5特徵。

於第5特徵中，判定部6如圖6所示，於檢測處理中，當受光部3之輸出信號之位準超過第3閾值TH3時，判定檢測區域A1內存在檢測對象B1。第3閾值TH3大於第1閾值TH1。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第1~第5中任一項之特徵以外，亦可具有以下之第6特徵。

於第6特徵中，紅外線檢測裝置1如圖1A所示，具備設置於判定部6與受光部3之間、且將隨著檢測對象B1之移動而變化之受光部3之輸出信號之頻帶設為通帶之濾波器4。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第1~第6中任一項之特徵以外，亦可具有以下之第7特徵。

於第7特徵中，受光元件31係輸出與接收到之紅外線量之總量對應之信號之元件。且，受光部3以運算受光元件31之輸出信號之微分值而作為受光部3之輸出信號輸出之方式而構成。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第1~第7中任一項之特徵以外，亦可具有以下之第8特徵。

於第8特徵中，受光元件31係以複數個組件構成，複數個組件中之至少2個組件係極性互不相同。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1除了第8之特徵以外，亦可具有以下之第9特徵。

於第9特徵中，對應於極性互不相同之複數個組件各者之檢測區域係以沿著檢測對象B1於檢測區域A1內移動之單一方向交互排列之方式設定。

又，本實施形態之檢測方法，亦可具有以下之第10特徵。

於第10特徵中，檢測方法係利用紅外線檢測裝置1之檢測方法，其具備受光部3，該受光部3含有自檢測區域A1接收紅外線之受光元件31。該檢測方法包含執行基於與接收到之紅外線量之微分值對應之信號而檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1之檢測處理之步驟。

且，執行檢測處理之步驟包含執行上述比較處理之步驟、執行 上述計時處理之步驟、及執行上述判定處理之步驟。

本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法可不依存於周圍溫度與檢測對象B1之溫度之溫差，容易地檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1。

以下，對本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法進行詳細之說明。惟以下說明之構成僅為本發明之一例，本發明非限定於下述之實施形態，即使為該實施形態以外，只要於不脫離本發明之技術思想之範圍內，可根據設計等進行種種變更。

本實施形態之紅外線檢測裝置1如圖1A所示，包含透鏡2、受光部3、濾波器4、信號處理部5、及判定部6。

透鏡2係例如菲涅爾透鏡，與受光部3之受光元件31對向而配置。透鏡2係以自檢測區域A1(參照圖2A)聚光紅外線聚光而照射於受光元件31之方式而構成。再者，藉由適當變更透鏡2之設計，可設定期望之檢測區域A1。

受光部3具有經由透鏡2自檢測區域A1接收紅外線之受光元件31。受光元件31係焦電元件，其根據接收到之紅外線量之變化而輸出電流信號。即，受光部3包含自檢測區域A1接收紅外線之受光元件31，且以輸出與接收到之紅外線量之微分值對應之信號(電流信號)之方式而構成。

於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，作為受光元件31，採用具有互為相反極性(正極性與負極性)之兩個電極對(即，4個組件)之所謂之四重(Quad)型元件。另外，作為受光元件31，亦可採用具有相互相反極性之兩個組件，所謂之雙重(Dual)型元件。又，作為受光元件31，亦可採用以正極性或負極性之一個組件構成之元件。

再者，受光部3亦可以藉由使用例如電阻或FET(Field Effect Transistor：場效應電晶體)而輸出與接收到之紅外線量之微分值對應 之電壓信號之方式而構成。採用該構成之情形時，不需要後述之轉換電路51。進而，受光部3亦可以藉由使用例如運算放大器(operational amplifier)，放大且輸出與接收到之紅外線量之微分值對應之信號之方式而構成。於採用該構成之情形時，不需要後述之放大電路52。

濾波器4係以帶通濾波器(Band-Pass Filter：BPF)而構成。濾波器4係以將隨著檢測對象B1之移動而變化之受光部3之輸出信號之頻帶設為通帶之方式而設計。於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，由於檢測對象B1為人，故濾波器4係以將隨著人之移動而變化之受光部3之輸出信號之頻帶(例如，0.1Hz~10Hz)設為通帶之方式而設計。當然，亦可根據檢測對象B1而變更濾波器4之設計。

於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，於受光部3與信號處理部5之間設置有濾波器4，但是只要設置於判定部6與受光部3之間即可。例如，於後述之A/D轉換電路53之前段設置濾波器4之情形時，只要以類比電路設計濾波器4即可。又，於A/D轉換電路53之後段設置濾波器4之情形時，只要以數位電路設計濾波器4即可。另外，於本實施形態之紅外線檢測裝置1不具備A/D轉換電路53之情形時，只要以類比電路設計濾波器4即可。

信號處理部5包含轉換電路51、放大電路52、及A/D(Analog to Digital)轉換電路53。轉換電路51係以將受光部3輸出之電流信號轉換為電壓信號之方式而構成。此處，轉換電路51具有產生基準電壓之基準電源。且，轉換電路51之輸出將基準電壓設置為動作點，根據受光部3輸出之電流信號之變化而從動作點變化。再者，以下，將處於動作點(基準電壓)時之轉換電路51之輸出設為零而進行說明。放大電路52係以將轉換電路51輸出之電壓信號放大且輸出之方式而構成。A/D轉換電路53係以將放大電路52輸出之類比電壓信號轉換成數位電壓信號且輸出之方式而構成。

判定部6係將例如微電腦作為主要構成，藉由執行記憶於記憶體之程式而執行檢測處理。檢測處理係基於受光部3之輸出信號而檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1之處理。又，判定部6具備用以計時後述之判定時間P1所使用之計數器61。計數器61可為內置於微電腦之計數器，亦可為外接之計數器IC(Integrated Circuit：積體電路)。

判定部6於檢測處理中，若判定檢測區域A1內存在檢測對象B1時，輸出高位準之檢測信號。又，判定部6於檢測處理中，於判定檢測區域A1不存在檢測對象B1之期間，將檢測信號設為低位準。該檢測信號係用於例如電視或空調、照明器具等之機器之控制。例如，若為對照明器具使用檢測信號之情形時，可進行於檢測區域A1內無檢測對象B1之期間熄燈、當檢測區域A1內存在檢測對象B1時亮燈之控制。

再者，本實施形態之紅外線檢測裝置1之「受光部3之輸出信號」係自受光部3經由濾波器4及信號處理部5而輸入至判定部6之信號。又，於本實施形態之紅外線檢測裝置1不具備濾波器4及信號處理部5之情形時，「受光部3之輸出信號」係自受光部3直接輸入至判定部6之信號。

此處，使用圖式對比較例之紅外線檢測裝置100之檢測處理簡單進行說明。惟於以下之說明中，可假定為比較例之紅外線檢測裝置100除了判定部6，並具備與本實施形態之紅外線檢測裝置1同樣之構成。又，於以下之說明中，「受光部3之輸出信號之位準」表示絕對值。

例如，如圖2A所示，於檢測對象B1橫切檢測區域A1之情形時，當檢測對象B1進入檢測區域A1時，由於檢測對象B1放射之紅外線，會使得受光部3接收之紅外線量急劇地變化。因此，受光部3之輸出信號如圖2B所示，成為振幅較大之波形。即，受光部3之輸出信號之位 準大幅地變化。而比較例之紅外線檢測裝置100係當受光部3之輸出信號之位準超過預先設定之閾值TH0時，判定檢測區域A1內存在檢測對象B1。再者，「超過」是指例如若比較對象為閾值TH0，則受光部3之輸出信號之位準自小於閾值TH0之位準轉變成大於TH0之位準。

另一方面，如圖3A所示，於檢測對象B1於檢測區域A1內朝向比較例之紅外線檢測裝置100移動之情形(以下，僅稱為「檢測對象B1接近之情形」)，受光部3受光之紅外線量徐緩地變化。因此，受光部3之輸出信號如圖3B所示，與檢測對象B1橫切檢測區域A1之情形比較，成為振幅較小之波形。即，受光部3之輸出信號之位準小幅變化。該情形，受光部3之輸出信號之位準不超過閾值TH0之可能性高，比較例之紅外線檢測裝置100難以判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。

又，於例如夏季等周圍溫度與檢測對象B1之溫度(若檢測對象B1為人，即為體溫)之溫差較小之情形(以下，僅稱為「溫差較小之情形」)，受光部3之輸出信號亦成為振幅較小之波形。再者，周圍溫度是指比較例之紅外線檢測裝置100(或本實施形態之紅外線檢測裝置1)所放置之環境之氣溫。該情形，即使於檢測對象B1橫切檢測區域A1之情形時，受光部3之輸出信號之位準不超過閾值TH0之可能性仍高。因此，於周圍溫度與檢測對象B1之溫度之溫差較小之情形時，比較例之紅外線檢測裝置100難以判定檢測區域A1內存在檢測對象B1，即使假定可判定，亦存在檢測區域A1變成非常狹窄之問題。

此處，考慮以即使於受光部3之輸出信號之振幅較小之情形下、受光部3之輸出信號之位準仍超過閾值TH0之方式減小閾值TH0。然而，於該情形，由於來自與檢測對象B1不同之熱源(例如，空調等)之紅外線之放射，當受光部3之輸出信號之位準增大而超過閾值TH0時，會有錯誤判定檢測區域A1內存在檢測對象B1之虞。因此，難以 採用只是減小閾值TH0之手法。

對此，於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，判定部6著眼於受光部3之輸出信號伴隨著檢測對象B1(此處係人)之移動而週期性變化，執行檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1之檢測處理。

以下，使用圖4對本實施形態之紅外線檢測裝置1之判定部6執行之檢測處理(換言之，本實施形態之檢測方法)進行說明。惟於以下之說明中，於檢測對象B1接近之情形、及溫差較小之情形之任一者中，假定受光部3之輸出信號係圖1B所示之波形。

首先，判定部6執行將受光部3之輸出信號之位準與預先設定之第1閾值TH1進行比較之比較處理(S1)。此處，第1閾值TH1係大於有可能與受光部3之輸出信號重疊之定常雜訊N1(參照圖1B)、且小於閾值TH0之值。而當受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1時(S2：是)，判定部6啟動計數器61且開始計數(S3)。此處，如圖1B所示，於時刻t1，受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1。於受光部3之輸出信號之位準不超過第1閾值TH1之期間(S2：否)，判定部6繼續上述之比較處理。

其後，判定部6自開始計數器61之計數起，至到達相當於預先設定之設定時間T1之計數為止，繼續進行比較受光部3之輸出信號之位準與第1閾值TH1之比較處理(S4)。此處，設定時間T1係基於隨著檢測對象B1之移動而變化之受光部3之輸出信號之週期而設定。例如，只要檢測對象B1為人，隨著人之移動而變化之受光部3之輸出信號之頻率為大約0.1Hz~10Hz。因此，由於隨著人之移動變化之受光部3之輸出信號之週期大約為0.1秒~10秒，故設定時間T1係設定為例如該週期之最大值之一半之值(即5秒)。

自開始計數器61之計數起至經過設定時間T1前，當受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1時(S5：是)，判定部6結束計數器61之計 數。此處，如圖1B所示，於時刻t2，受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1。此時，自計數器61之計數所計算之時間成為判定時間P1(參照圖1B)。此處，判定時間P1係自時刻t1至時刻t2之時間。

於該情形，由於自計數器61之計數開始至經過設定時間T1之前，受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1，故判定時間P1在設定時間T1以內。因此，判定部6判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1(S7)，且輸出高位準之檢測信號。

另一方面，只要受光部3之輸出信號之位準未超過第1閾值TH1(S5：否)，自計數器61之計數開始至經過設定時間T1之期間(S8：否)，重複上述之‘S4’，‘S5’之流程。然後，於受光部3之輸出信號之位準未超過第1閾值TH1經過設定時間T1(即，判定時間P1較設定時間T1更長)之情形(S8：是)，判定部6結束計數器61之計數(S9)。然後，判定部6判定於檢測區域A1不存在檢測對象B1(S10)。將檢測信號設置為低位準。以下，判定部6重複上述之‘S1’~‘S10’之流程。

如上所述般，於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，判定部6於基於受光部3之輸出信號而檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1之檢測處理中，執行比較處理、計時處理、及判定處理。比較處理係將大於定常雜訊N1之第1閾值TH1與受光部3之輸出信號之位準進行比較之處理。比較處理相當於上述之‘S1’、‘S2’、‘S4’、‘S5’之流程。計時處理係將自受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1起，至下一次受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1為止之時間作為判定時間P1而進行計時之處理。計時處理相當於上述之‘S3’~‘S6’之流程。判定處理係當判定時間P1連續特定次數處於預先設定之設定時間T1以內，即判定檢測區域A1內存在檢測對象B1之處理。此處，特定次數係一次。判定處理相當於上述之‘S3’~‘S10’之流程。

換言之，本實施形態之檢測方法，於執行上述檢測處理之步驟中，包含執行上述比較處理之步驟、執行上述計時處理之步驟、及執行上述判定處理之步驟。

即，本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法基於受光部3之輸出信號隨著檢測對象B1移動之週期變化，而檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1。因此，本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法即使於檢測對象B1接近之情形、及溫差較小的情形之任一者，皆可檢測檢測對象B1存在與否。換言之，本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法不依存於周圍溫度與檢測對象B1之溫度之溫差，可容易地檢測於檢測區域A1內是否存在檢測對象B1。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法不僅單純以受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1而判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。因此，本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法藉由來自與檢測對象B1不同之熱源(例如，空調等)之紅外線之放射，可極力排除錯誤判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1之可能性。

然而，上述之特定次數亦可為兩次以上。即，判定部6於判定處理中，若判定時間P1連續至少兩次以上處於設定時間T1以內，即判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。例如，判定部6如圖1B所示，執行關於自時刻t1至時刻t2之判定時間P1，與自時刻t2至下一次受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1之時刻t3之判定時間P2兩者之判定處理。且，只要判定部6之兩個判定時間P1、P2之任一者處於設定時間T1以內，即判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。以該構成，可更精確地判定受光部3之輸出信號隨著檢測對象B1移動之週期性變化。

當然，本實施形態之檢測方法亦可包含執行上述判定處理之步驟。即，本實施形態之檢測方法於執行判定處理之步驟中，若判定時 間P1連續至少2次以上處於設定時間T1以內，亦可判定為檢測區域A1內存在檢測對象B1。

又，判定部6具備當受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1時開始計數之計數器61。且，當計數器61到達相當於設定時間T1之計數前受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1時，將計數值重置並重新開始計數。以該構成，判定部6可連續且容易地計時判定時間P1、P2、…。再者，是否採用該構成為任意。

然而，例如，如圖5A所示，於時刻t4受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1，其後，因雜訊重疊等，而於時刻t5，將受光部3之輸出信號之位準設為超過第1閾值TH1。於該情形，受光部3之輸出信號雖不依存於檢測對象B1之存在而因雜訊之影響而變化，但是若將自時刻t4至時刻t5之時間設置為判定時間P1，則判定部6會有錯誤判定檢測區域A1內存在檢測對象B1之虞。

因此，判定部6較佳為以於計時處理中，只要受光部3之輸出信號之位準不低於第2閾值TH2，則不結束判定時間P1之計時之方式構成。第2閾值TH2如圖5A所示，係小於第1閾值TH1之值。又，「低於」是指例如若比較對象為第2閾值TH2，則受光部3之輸出信號之位準自大於第2閾值TH2之位準轉變成小於第2閾值TH2之位準。

於圖5A所示之例中，由於在時刻t4至時刻t5之間，受光部3之輸出信號之位準不低於第2閾值TH2，故判定部6於時刻t5之時點不結束判定時間P1之計時(參照圖5A之以虛線包圍之範圍)。其後，受光部3之輸出信號之位準低於第2閾值TH2，於時刻t6，當超過第1閾值TH1時，判定部6於時刻t6之時點結束判定時間P1之計時。然後，判定部6將自時刻t4至時刻t6之時間設為判定時間P1。

以該構成，藉由設置滯後，即使受光部3之輸出信號之位準因雜訊之影響而變化，亦可防止錯誤判定檢測區域A1內存在檢測對象 B1。

再者，於圖5B所示之例中，於自受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1之時刻t7起，至下一次受光部3之輸出信號之位準超過第1閾值TH1之時刻t9之期間，受光部3之輸出信號之位準僅以正極性變化。於該情形，由於時刻t8中，受光部3之輸出信號之位準低於第2閾值TH2，故判定部6將自時刻t7至時刻t9之時間設置為判定時間P1。

當然，本實施形態之檢測方法亦可具有執行上述之計時處理之步驟。即，本實施形態之檢測方法於執行計時處理之步驟中，只要受光部3之輸出信號之位準不低於第2閾值TH2，亦可不結束判定時間P1之計時。

又，判定部6亦可於檢測處理中，當受光部3之輸出信號之位準超過第3閾值TH3時，判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。第3閾值TH3如圖6所示，係大於第1閾值TH1之值。此處，第3閾值TH3亦可與閾值TH0同值。例如，如圖6所示，假定於時刻t10，受光部3之輸出信號之位準超過第3閾值TH3。於該情形，判定部6不執行判定處理，而判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。以該構成，與比較例之紅外線檢測裝置100相同，於檢測對象B1橫切檢測區域A1之情形時，可立即判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。再者，是否採用該構成為任意。

當然，本實施形態之檢測方法亦可具有上述執行檢測處理之步驟。即，本實施形態之檢測方法於檢測處理中，當受光部3之輸出信號之位準超過第3閾值TH3時，判定於檢測區域A1內存在檢測對象B1。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1具備設置於判定部6與受光部3之間、且將伴隨著檢測對象B1之移動而變化之受光部3之輸出信號之頻帶設為通帶之濾波器4。因此，本實施形態之紅外線檢測裝置1 可將定常雜訊N1或例如起因於周圍溫度之變化等且與檢測對象B1無關而產生之外部干擾自受光部3之輸出信號預先除去。再者，是否具備濾波器4為任意。

又，於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，使用焦電元件作為受光元件31，但是其他之元件亦可。例如，受光元件31亦可為使用熱電勢效果之熱電堆(thermopile)元件。又，受光元件31亦可為例如光電二極體等之量子型元件。即，受光元件31亦可為非檢測受光之紅外線量之變化、而是檢測接收到之紅外線量之總量之元件。該構成中，受光元件31之輸出信號並非為與紅外線量之變化對應之信號，而為與紅外線量之總量對應之信號。因此，該構成中，較佳為受光部3另外具備將受光元件31之輸出信號進行微分運算之電路。

即，於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，受光元件31亦可為輸出與接收到之紅外線量之總量對應之信號之元件。且，受光部3亦可以運算受光元件31之輸出信號之微分值之並予輸出方式而構成。該構成中，可將焦電元件以外之元件作為受光元件31而使用。又，該構成中，由於受光部3之輸出信號成為與接收到之紅外線量之微分值對應之信號，故可與受光元件31為焦電元件之情形相同，以判定部6處理受光部3之輸出信號。

再者，於以兩個組件構成受光元件31之情形時，亦可將各組件之輸出之差分訊號設為受光部3之輸出信號。即，由於各組件之空間之配置互不相同，故各組件之輸出之時間變化亦不同。因此，可將各組件之輸出之差分訊號視為與接收到之紅外線量之微分值對應之信號。於該情形，無需微分運算受光元件31之輸出信號之電路。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1中，受光元件31如上所述般，亦可以複數個組件構成。例如，受光元件31係如圖7A所示，亦可為由第1組件311及第2組件312構成之雙重型元件。且，第1元件311 與第2組件312較佳為相互不同之極性。於如圖7A所示之例中，第1組件311為正極性(如圖7A所示‘+’)，第2組件312為負極性(如圖7A所示‘-’)

此外，受光元件31如圖7B所示，亦可為由第1組件311、第2組件312、第3組件313、第4組件314構成之四重型元件。且，於4個組件311~314中，較佳為至少兩個組件係互不相同之極性。如圖7B所示之例中，第1組件311及第3組件313為正極性(如圖7B所示‘+’)，第2組件312及第4組件314為負極性(如圖7B所示‘-’)。

即，受光元件31係以複數個組件構成，且較佳為複數個組件中至少兩個組件為相互不同之極性。該構成中，具有以下優點：當檢測對象B1於檢測區域A1內移動之情形時，伴隨著檢測對象B1之移動，受光部3之輸出信號容易成為以正極性與負極性交互變化之波形，而容易得到週期性變化之信號。

又，本實施形態之紅外線檢測裝置1較佳為：於如上述般受光元件31由複數個組件構成之情形時，複數個組件之各自對應之檢測區域係如以下方式設定。即，極性互不相同之複數個組件之各自對應之檢測區域較佳為沿著檢測對象B1於檢測區域A1內移動之單一方向交互排列之方式設定。

例如，將受光元件31以如圖7B所示之4個組件311~314構成之情形之檢測區域A1以圖8A顯示。如圖8A所示，檢測區域A1係以正極性之第1檢測區域A11、負極性之第2檢測區域A12(或第4檢測區域A14)、及正極性之第3檢測區域A13構成。第1檢測區域A11係與第1組件311對應之檢測區域，第2檢測區域A12係與第2組件312對應之檢測區域。又，第3檢測區域A13係與第3組件313對應之檢測區域，第4檢測區域A14係與第4組件314對應之檢測區域。且，4個檢測區域A11~A14係以沿著檢測對象B1於檢測區域A1內移動之單一方向(圖8A 之左右方向)，交互排列之方式設定。再者，4個檢測區域A11~A14可藉由適宜變更受光元件31之4個組件311~314之配置或透鏡2之設計而設定。

以下，參照圖8A、圖8B，對檢測對象B1接近之情形之受光部3之輸出信號之變化進行說明。首先，檢測對象B1於正極性之第1檢測區域11內移動。此時，由於第1檢測區域A11中之紅外線量產生變化，故受光部3之輸出信號轉向正極性。接著，檢測對象B1進入負極性之第2檢測區域A12(或第4檢測區域A14)內。此時，由於第1檢測區域A11中之紅外線量之變化趨於穩定，第2檢測區域A12(或第4檢測區域A14)中之紅外線量產生變化，故受光部3之輸出信號轉向負極性。其後，檢測對象B1進入正極性之第3檢測區域A13內。此時，由於第1檢測區域A11及第2檢測區域A12(或第4檢測區域A14)中之紅外線量之變化趨於穩定，第3檢測區域A13中之紅外線量產生變化，故受光部3之輸出信號轉向正極性。於該情形，判定部6將自時刻t11至時刻t12之時間設置為判定時間P1，將自時刻t12至時刻t13之時間設置為判定時間P2。

如上所述般，該構成中，於檢測對象B1接近之情形時，受光部3之輸出信號容易以正極性與負極性交互週期性變化。因此，該構成具有以下優勢：容易掌握受光部3之輸出信號隨著檢測對象B1之移動之週期性變化，且容易迅速地判定檢測區域A1內之檢測對象B1之存在。

再者，本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法將人設為檢測對象B1，但其非為將檢測對象B1限定於人之意旨。即，本實施形態之紅外線檢測裝置1及檢測方法可將人以外之發熱(放射紅外線)之移動體設置為檢測對象B1。

又，於本實施形態之紅外線檢測裝置1中，判定部6係處理數位 信號即受光部3之輸出信號之構成，但亦可為處理類比信號之構成。於該情形，判定部6只要具備例如產生第1閾值TH1等之閾值電壓之電路、或將產生之閾值電壓與受光部3之輸出信號之電壓進行比較之電路等即可。又，於該情形，不需要A/D轉換電路53。

又，本實施形態之檢測方法不限定於僅以本實施形態之紅外線檢測裝置1執行之方法。例如，本實施形態之檢測方法亦可為將具備受光部3之紅外線檢測裝置1及個人電腦等之與紅外線檢測裝置1不同之硬體組合且執行之方法。以該方法，與紅外線檢測裝置1不同之硬體執行檢測處理。

1‧‧‧紅外線檢測裝置

2‧‧‧透鏡

3‧‧‧受光部

4‧‧‧濾波器

5‧‧‧信號處理部

6‧‧‧判定部

31‧‧‧受光元件

51‧‧‧轉換電路

52‧‧‧放大電路

53‧‧‧A/D轉換電路

61‧‧‧計數器

B1‧‧‧檢測對象

N1‧‧‧定常雜訊

P1‧‧‧判定時間

P2‧‧‧判定時間

TH1‧‧‧第1閾值

t1‧‧‧時刻

t2‧‧‧時刻

t3‧‧‧時刻

Claims (10)

1. 一種紅外線檢測裝置，其特徵在於，包含：受光部，其含有自檢測區域接收紅外線光之受光元件，且輸出與接收到之紅外線量之微分值對應之信號；及判定部，其執行基於上述受光部之輸出信號而檢測上述檢測區域內是否存在檢測對象之檢測處理；且上述判定部於上述檢測處理中，執行以下處理：比較處理，其將大於定常雜訊之第1閾值與絕對值即上述受光部之輸出信號之位準進行比較；計時處理，其將自上述位準超過上述第1閾值起至下一次上述位準超過上述第1閾值為止之時間作為判定時間而進行計時；及判定處理，若上述判定時間連續特定次數處於預先設定之設定時間以內，即判定上述檢測區域內存在上述檢測對象。
2. 如請求項1之紅外線檢測裝置，其中上述特定次數為2次以上。
3. 如請求項2之紅外線檢測裝置，其中上述判定部包含當上述位準超過上述第1閾值時開始計數之計數器，且若於到達相當於上述設定時間之計數之前上述位準超過上述第1閾值時，則上述計數器將計數值重置並重新開始計數。
4. 如請求項1至3中任一項之紅外線檢測裝置，其中上述判定部於上述計時處理中，若上述位準不低於較上述第1閾值更小之第2閾值，則不結束上述判定時間之計時。
5. 如請求項1之紅外線檢測裝置，其中上述判定部於上述檢測處理中，當上述位準超過大於上述第1閾值之第3閾值時，判定上述檢測區域內存在上述檢測對象。
6. 如請求項1之紅外線檢測裝置，其中具備設置於上述判定部與上 述受光部之間、且將隨著上述檢測對象之移動而變化之上述受光部之輸出信號之頻帶設為通帶之濾波器。
7. 如請求項1之紅外線檢測裝置，其中上述受光元件係輸出與接收到之紅外線總量對應之信號之元件，上述受光部係以運算上述受光元件之輸出信號之微分值且將其作為上述受光部之輸出信號而輸出之方式構成。
8. 如請求項1之紅外線檢測裝置，其中上述受光元件係以複數個組件構成，上述複數個組件中至少2個組件之極性互不相同。
9. 如請求項8之紅外線檢測裝置，其中對應於極性互不相同之複數個組件各者之檢測區域係以沿著上述檢測對象於上述檢測區域內移動之單一方向交互排列之方式設定。
10. 一種檢測方法，其特徵在於：其係利用紅外線檢測裝置之檢測方法，該紅外線檢測裝置具備受光部，該受光部含有自檢測區域接收紅外線之受光元件；且該檢測方法具有執行檢測處理之步驟，該檢測處理係基於與接收到之紅外線量之微分值對應之信號，檢測上述檢測區域內是否存在檢測對象，且執行上述檢測處理之步驟包含：執行比較處理之步驟，該比較處理係將大於定常雜訊之第1閾值與絕對值即上述受光部之輸出信號之位準進行比較；執行計時處理之步驟，該計時處理係將自上述位準超過上述第1閾值起至下一次上述位準超過上述第1閾值為止之時間作為判定時間而進行計時；及執行判定處理之步驟，該判定處理係當上述判定時間連續特定次數處於預先設定之設定時間以內，即判定上述檢測區域內存在上述檢測對象。