JP4840046B2 - Infrared sensor device - Google Patents

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本発明は、赤外線の受光量を検出する赤外線センサ装置に関するものである。   The present invention relates to an infrared sensor device that detects the amount of received infrared light.

従来から、この種の赤外線センサ装置として、赤外線を受光することによる温度上昇に応じて抵抗値が変化する抵抗ボロメータをセンサ素子として備え、センサ素子の抵抗値の変化に基づいてセンサ素子での赤外線の受光量を検出するものが知られている（たとえば特許文献１参照）。   Conventionally, as this type of infrared sensor device, a resistance bolometer whose resistance value changes according to a temperature rise caused by receiving infrared rays is provided as a sensor element, and infrared rays in the sensor element are determined based on a change in the resistance value of the sensor element. For detecting the amount of received light is known (see, for example, Patent Document 1).

この種の赤外線センサ装置の動作について図８を参照して以下に説明する。なお、図８では、（ａ）に赤外線の照射量、（ｂ）にセンサ素子に印加される電圧Ｖｒ、（ｃ）にセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａ、（ｄ）にセンサ素子Ｓａとは別のセンサ素子Ｓｂの抵抗値Ｒｂを示す。   The operation of this type of infrared sensor device will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, (a) shows the amount of infrared irradiation, (b) shows the voltage Vr applied to the sensor element, (c) shows the resistance value Ra of the sensor element Sa, and (d) shows the sensor element Sa. The resistance value Rb of the sensor element Sb is shown.

期間ｔ５〜ｔ７において、図８（ａ）に示すように赤外線が照射されると、赤外線センサ装置は図８（ｃ）、（ｄ）のようにセンサ素子Ｓａ，Ｓｂの抵抗値Ｒａ，Ｒｂが赤外線受光による温度上昇に応じてそれぞれ変化する。ここで、センサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａは、期間ｔ６〜ｔ７のようにセンサ素子Ｓａに電圧Ｖｒを印加してセンサ素子Ｓａに電流を流した状態で、たとえばセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａに相当する電圧に基づいて計測される。センサ素子Ｓｂの抵抗値Ｒｂも同様に計測される。   In the period t5 to t7, when infrared rays are irradiated as shown in FIG. 8A, the infrared sensor device has resistance values Ra and Rb of the sensor elements Sa and Sb as shown in FIGS. 8C and 8D. It changes according to the temperature rise by infrared ray reception. Here, the resistance value Ra of the sensor element Sa corresponds to, for example, the resistance value Ra of the sensor element Sa in a state where the voltage Vr is applied to the sensor element Sa and current is passed through the sensor element Sa as in the period t6 to t7. Measured based on the voltage to be applied. The resistance value Rb of the sensor element Sb is similarly measured.

ところで、センサ素子は、赤外線吸収による温度上昇を抵抗値変化として出力するだけでなく、センサ素子の周囲温度（たとえばセンサ素子が実装された基板の温度）の変化に対しても抵抗値変化を生じる。そのため、各々にセンサ素子Ｓａ，Ｓｂを備える複数台の赤外線センサ装置では、センサ素子Ｓａ，Ｓｂでの赤外線受光量が同一であってもセンサ素子Ｓａ，Ｓｂの周囲温度によって赤外線センサ装置ごとに検出結果がばらつき、検出精度のばらつきを生じる可能性がある。そこで、センサ素子の周囲温度変化によるセンサ素子の抵抗値変化を抑制するための構成がたとえば特許文献１に提案されている。   By the way, the sensor element not only outputs a temperature rise due to infrared absorption as a resistance value change, but also causes a resistance value change with respect to a change in the ambient temperature of the sensor element (for example, the temperature of the substrate on which the sensor element is mounted). . Therefore, in a plurality of infrared sensor devices each including the sensor elements Sa and Sb, each infrared sensor device is detected by the ambient temperature of the sensor elements Sa and Sb even if the amount of infrared light received by the sensor elements Sa and Sb is the same. There is a possibility that the result varies and the detection accuracy varies. Thus, for example, Patent Document 1 proposes a configuration for suppressing a change in resistance value of the sensor element due to a change in ambient temperature of the sensor element.

特許文献１には、赤外線の計測時以外において、センサ素子の温度を周囲温度によらず一定に保つようにセンサ素子を通電加熱する構成が記載されている。また、赤外線の計測時にセンサ素子を通電加熱することにより、センサ素子の温度を周囲温度によらず一定に保つ構成も特許文献１に記載されている。
特開２００２−３１０７８３号公報（第３頁） Patent Document 1 describes a configuration in which a sensor element is energized and heated so as to keep the temperature of the sensor element constant regardless of the ambient temperature, except during infrared measurement. Patent Document 1 also describes a configuration in which the temperature of the sensor element is kept constant regardless of the ambient temperature by energizing and heating the sensor element during infrared measurement.
JP 2002-310783 A (page 3)

しかし、特許文献１に記載された前者の構成では、温度センサによって検出した周囲温度に応じてセンサ素子への通電を制御するため、センサ素子への通電制御の構成が複雑になる。また、特許文献１に記載された後者の構成では、センサ素子への通電時間を長くとることができずセンサ素子の温調範囲が比較的狭いので、センサ素子の温度が安定する前に計測値が読み出されることによって、センサ素子の周囲温度による検出精度のばらつきを生じることがある。   However, in the former configuration described in Patent Document 1, energization to the sensor element is controlled according to the ambient temperature detected by the temperature sensor, so the configuration of energization control to the sensor element is complicated. Further, in the latter configuration described in Patent Document 1, since the energization time to the sensor element cannot be made long and the temperature adjustment range of the sensor element is relatively narrow, the measured value is obtained before the temperature of the sensor element is stabilized. Reading out may cause variations in detection accuracy due to the ambient temperature of the sensor element.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、センサ素子の周囲温度による検出精度のばらつきを抑制することができる赤外線センサ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 reasons, and an object thereof is to provide an infrared sensor device capable of suppressing variation in detection accuracy due to ambient temperature of a sensor element.

請求項１の発明では、赤外線受光による温度上昇に応じて抵抗値が変化する抵抗ボロメータからなるセンサ素子と、前記センサ素子を含むセンサ回路に読出電圧を印加して前記センサ素子に電流を流すことにより、前記センサ素子の抵抗値に相当する計測値を計測する計測手段と、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態で前記計測手段により計測された前記計測値をオフセット値として保持するオフセット値保持手段と、前記センサ素子が赤外線を受光している状態で前記計測手段により計測された前記計測値と前記オフセット値との差分を、前記センサ素子での赤外線の受光量を表す検出値として検出する検出手段とを備え、前記計測手段は、前記読出電圧を前記センサ回路に印加する計測期間の前に、所定のアイドリング値の電圧を前記センサ回路に印加するアイドリング動作を前記センサ素子の温度が安定するまで行うアイドリング期間を有し、前記アイドリング期間においては、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態と受光している状態とで同等のアイドリング動作を行い、前記計測期間においては、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態と前記センサ素子が赤外線を受光している状態とのいずれにおいても、既定値を前記アイドリング値に加算した加熱値の電圧を前記読出電圧として印加する加熱動作と、前記アイドリング値から前記既定値を減算した放熱値の電圧を前記読出電圧として印加する放熱動作とを交互に行うことを特徴とする。 In the invention of claim 1, applying a current to the sensor element by applying a read voltage to the sensor circuit including a sensor element including a resistor bolometer which changes its resistance value in accordance with the temperature rise due to the infrared receiving, the sensor element Accordingly, the measurement means for measuring a measurement value corresponding to the resistance value of the sensor element, the offset value with the measured value measured by said measuring means in a state where the sensor element does not receive the infrared rays as the offset value and holding means, the difference between the offset value and has been the measurement value measured by the measuring means in a state in which the sensor element is receiving infrared rays, detected as a detection value representing the amount of received infrared in the sensor element and detecting means for said measuring means, in front of the measurement period for applying the read voltage to the sensor circuit, electricity of a predetermined idling value Temperature of the sensor circuit and the sensor element the idling operation to be applied to the has an idling period for to stabilize, in the idling period, a state in which the sensor element is received in a state that does not receive the infrared in have line equivalent idling operation, the in the measurement period, wherein the sensor element is in a state not receiving the infrared sensor element in both of the state where the receiving infrared rays, the idling value defaults wherein a heating operation, the alternating rows Ukoto the heat radiation operation of applying a voltage of the heat dissipation value obtained by subtracting the predetermined value from the idling value as the read voltage for applying the voltage of the heating value obtained by adding, as the read voltage to the And

この構成によれば、計測手段が、計測期間の前のアイドリング期間に、所定のアイドリング値の電圧をセンサ回路に印加するアイドリング動作をセンサ素子の温度が安定するまで行うので、計測期間には、センサ素子の温度が周囲温度の変化によらず比較的安定することとなり、センサ素子の周囲温度変化によるセンサ素子の抵抗値変化が抑制される。しかも、アイドリング期間においては、センサ素子が赤外線を受光していない状態と受光している状態とで同等のアイドリング動作が行われるので、センサ素子が赤外線を受光していない状態で計測される計測値と、センサ素子が赤外線を受光している状態で計測される計測値とのいずれについても、センサ素子の周囲温度による検出精度のばらつきが抑制される。ここに、センサ素子が赤外線を受光していない状態で計測される計測値をオフセット値とし、センサ素子が赤外線を受光している状態で計測される計測値とオフセット値との差分を検出値としているので、検出値に関してセンサ素子の周囲温度による検出精度のばらつきが抑制されることになる。また、放熱動作時にはアイドリング動作時や加熱動作時に比べてセンサ素子を流れる電流が小さくなるので、センサ素子は、アイドリング動作時および加熱動作時にジュール熱により加熱され温度が上昇した後、放熱動作時において放熱により温度が低下することとなる。その結果、たとえば比較的短い間隔で読出電圧が繰り返し印加されても、放熱動作時においてセンサ素子の放熱が起こることにより、経時的にセンサ素子の温度が徐々に上昇することを防止でき、センサ素子の経時的な抵抗値変化を抑制することができる。 According to this configuration, since the measurement unit performs an idling operation in which the voltage of a predetermined idling value is applied to the sensor circuit during the idling period before the measurement period until the temperature of the sensor element is stabilized, The temperature of the sensor element becomes relatively stable regardless of the change in the ambient temperature, and the change in the resistance value of the sensor element due to the change in the ambient temperature of the sensor element is suppressed. Moreover, during the idling period, the same idling operation is performed when the sensor element is not receiving infrared light and when it is receiving light, so the measured value is measured when the sensor element is not receiving infrared light. And the variation in the detection accuracy due to the ambient temperature of the sensor element is suppressed for both the measured value measured in a state where the sensor element receives infrared rays. Here, the measurement value measured when the sensor element is not receiving infrared light is used as an offset value, and the difference between the measurement value measured when the sensor element is receiving infrared light and the offset value is used as a detection value. Therefore, variation in detection accuracy due to the ambient temperature of the sensor element with respect to the detection value is suppressed. Also, since the current flowing through the sensor element is smaller during the heat dissipation operation than during the idling operation or the heating operation, the sensor element is heated by Joule heat during the idling operation and the heating operation, and the temperature rises. The temperature decreases due to heat dissipation. As a result, even when a read voltage is repeatedly applied at relatively short intervals, for example, the sensor element can be prevented from radiating over time due to heat dissipation of the sensor element during the heat dissipation operation. The change in resistance value over time can be suppressed.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記計測手段が、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態での前記計測期間において、前記アイドリング値よりも小さい前記既定値を用いて前記加熱動作と前記放熱動作とを同一時間長で交互に行い、前記オフセット値保持手段が、前記加熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値と前記放熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値との平均値を前記オフセット値として保持することを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the invention of claim 1, wherein the measuring means, the in the measurement period in a state where the sensor element does not receive the infrared rays, using the default values smaller than the idling value the the heating operation and said heat dissipating operation is performed alternately in the same time length, the offset value holding means is measured value corresponding to the resistance value of the sensor element to be measured during the heating operation and in the heat radiation operation characterized by holding the average value of a value corresponding to the resistance value of the sensor element as the offset value.

この構成によれば、計測期間においてセンサ回路に印加される電圧値は、アイドリング動作時に比べると加熱動作時には既定値だけ大きくなり放熱動作時には既定値だけ小さくなるので、センサ素子の抵抗値はアイドリング動作終了時点から加熱動作中および放熱動作中に電流変化に伴ってそれぞれ変化する。ここで、加熱動作中に計測されるセンサ素子の抵抗値に相当する値と、放熱動作中に計測されるセンサ素子の抵抗値に相当する値との平均値をオフセット値としているので、アイドリング動作終了時点からの電流変化に伴う抵抗値変化はオフセット値に反映されない。そのため、通電に対するセンサ素子の温度上昇傾向にセンサ素子ごとにばらつきがあっても、オフセット値の検出精度のばらつきを抑制することができる。なお、オフセット値はアイドリング値の電圧をセンサ回路に印加した場合に得られるオフセット値と同値となる。 According to this configuration, the voltage value applied to the sensor circuit during the measurement period increases by a predetermined value during the heating operation and decreases by a predetermined value during the heat dissipation operation compared to during the idling operation. It changes with the current change during the heating operation and the heat dissipation operation from the end point. Here, since the average value of the value corresponding to the resistance value of the sensor element measured during the heating operation and the value corresponding to the resistance value of the sensor element measured during the heat radiation operation is used as the offset value, the idling operation The resistance value change accompanying the current change from the end point is not reflected in the offset value. For this reason, even if there is a variation in the temperature rise tendency of the sensor element with respect to energization for each sensor element, it is possible to suppress a variation in detection accuracy of the offset value. The offset value is ing the offset value equivalent to that obtained when a voltage is applied to the idling value to the sensor circuit.

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記計測手段が、前記センサ素子が赤外線を受光している状態での前記計測期間において、前記アイドリング値よりも小さい前記既定値を用いて前記加熱動作と前記放熱動作とを同一時間長で交互に行い、前記検出手段が、前記加熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値と前記放熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値との平均値と前記オフセット値との差分を前記検出値として検出することを特徴とする。 The invention according to claim 3, in the invention of claim 1 or claim 2, wherein the measuring means, the in the measurement period in a state where the sensor element is receiving infrared rays, smaller the predetermined value than the idling value alternately performs said heat radiation operation and the heating operation at the same time length with reference to, the detection means, measured in said heat radiation operation with the corresponding values to the resistance value of the sensor element to be measured during the heating operation and detecting a difference between the average value and the offset value of a value corresponding to the resistance value of the sensor element which is as the detection value.

この構成によれば、計測期間においてセンサ回路に印加される電圧値は、アイドリング動作時に比べると加熱動作時には既定値だけ大きくなり放熱動作時には既定値だけ小さくなるので、センサ素子の抵抗値はアイドリング動作終了時点から加熱動作中および放熱動作中に電流変化に伴ってそれぞれ変化する。ここで、加熱動作中に計測されるセンサ素子の抵抗値に相当する値と、放熱動作中に計測されるセンサ素子の抵抗値に相当する値との平均値とオフセット値との差分を検出値としているので、アイドリング動作終了時点からの電流変化に伴う抵抗値変化は検出値に反映されない。そのため、通電に対するセンサ素子の温度上昇傾向にセンサ素子ごとにばらつきがあっても、検出値の検出精度のばらつきを抑制することができる。なお、検出値はアイドリング値の電圧をセンサ回路に印加した場合に得られる検出値と同値となる。 According to this configuration, the voltage value applied to the sensor circuit during the measurement period increases by a predetermined value during the heating operation and decreases by a predetermined value during the heat dissipation operation compared to during the idling operation. It changes with the current change during the heating operation and the heat dissipation operation from the end point. Here, the difference between the average value of the value corresponding to the resistance value of the sensor element measured during the heating operation and the value corresponding to the resistance value of the sensor element measured during the heat radiation operation and the offset value is detected. Therefore, the resistance value change accompanying the current change from the end of the idling operation is not reflected in the detection value. For this reason, even if there is a variation in the temperature rise tendency of the sensor element with respect to energization for each sensor element, it is possible to suppress a variation in detection accuracy of the detection value. The detection value ing the detection value equivalent to that obtained when a voltage is applied to the idling value to the sensor circuit.

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、前記計測手段が、前記加熱動作と前記放熱動作とを少なくとも１回ずつ行う度に、前記アイドリング動作を行うことを特徴とする。 The invention according to claim 4, in claims 1 or the invention of claim 3, wherein the measuring means, each time of performing at least once and said heat radiation operation and the heating operation, to perform the idling operation Features.

この構成によれば、加熱動作と放熱動作とを少なくとも１回ずつ行う度に、センサ回路に印加される電圧が加熱値と放熱値との中間値となるアイドリング値に戻されるので、センサ素子において加熱と放熱との対称性が維持され赤外線受光量の検出精度の向上が期待できる。   According to this configuration, each time the heating operation and the heat dissipation operation are performed at least once, the voltage applied to the sensor circuit is returned to the idling value that is an intermediate value between the heating value and the heat dissipation value. The symmetry of heating and heat dissipation is maintained, and improvement in detection accuracy of the amount of received infrared light can be expected.

本発明は、計測手段が、計測期間の前のアイドリング期間に、所定のアイドリング値の電圧をセンサ回路に印加するアイドリング動作をセンサ素子の温度が安定するまで行うので、計測期間には、センサ素子の温度が周囲温度の変化によらず比較的安定することとなり、センサ素子の周囲温度変化によるセンサ素子の抵抗値変化が抑制される。しかも、アイドリング期間においては、センサ素子が赤外線を受光していない状態と受光している状態とで同等のアイドリング動作が行われるので、センサ素子が赤外線を受光していない状態で計測される計測値と、センサ素子が赤外線を受光している状態で計測される計測値とのいずれについても、センサ素子の周囲温度による検出精度のばらつきが抑制される。ここに、センサ素子が赤外線を受光していない状態で計測される計測値をオフセット値とし、センサ素子が赤外線を受光している状態で計測される計測値とオフセット値との差分を検出値としているので、検出値に関してセンサ素子の周囲温度による検出精度のばらつきが抑制されるという利点がある。また、放熱動作時にはアイドリング動作時や加熱動作時に比べてセンサ素子を流れる電流が小さくなるので、センサ素子は、アイドリング動作時および加熱動作時にジュール熱により加熱され温度が上昇した後、放熱動作時において放熱により温度が低下することとなる。その結果、たとえば比較的短い間隔で読出電圧が繰り返し印加されても、放熱動作時においてセンサ素子の放熱が起こることにより、経時的にセンサ素子の温度が徐々に上昇することを防止でき、センサ素子の経時的な抵抗値変化を抑制することができる。 In the present invention, the measuring means performs an idling operation in which the voltage of a predetermined idling value is applied to the sensor circuit during the idling period before the measurement period until the temperature of the sensor element becomes stable. The temperature of the sensor element becomes relatively stable regardless of the change in the ambient temperature, and the change in the resistance value of the sensor element due to the change in the ambient temperature of the sensor element is suppressed. Moreover, during the idling period, the same idling operation is performed when the sensor element is not receiving infrared light and when it is receiving light, so the measured value is measured when the sensor element is not receiving infrared light. And the variation in the detection accuracy due to the ambient temperature of the sensor element is suppressed for both the measured value measured in a state where the sensor element receives infrared rays. Here, the measurement value measured when the sensor element is not receiving infrared light is used as an offset value, and the difference between the measurement value measured when the sensor element is receiving infrared light and the offset value is used as a detection value. Therefore, there is an advantage that variation in detection accuracy with respect to the detection value due to the ambient temperature of the sensor element is suppressed. Also, since the current flowing through the sensor element is smaller during the heat dissipation operation than during the idling operation or the heating operation, the sensor element is heated by Joule heat during the idling operation and the heating operation, and the temperature rises. The temperature decreases due to heat dissipation. As a result, even when a read voltage is repeatedly applied at relatively short intervals, for example, the sensor element can be prevented from radiating over time due to heat dissipation of the sensor element during the heat dissipation operation. The change in resistance value over time can be suppressed.

（実施形態１）
本実施形態では、それぞれ赤外線の受光量を検出する多数のセンサ素子を１枚の基板上にマトリクス状に２次元配列してなるセンサアレイを備え、温度分布を所謂熱画像として画像情報と同様に扱うことができる赤外線イメージセンサを赤外線センサ装置の一例として説明する。なお、各センサ素子はそれぞれ画素を構成する。 (Embodiment 1)
In this embodiment, a sensor array in which a large number of sensor elements each detecting the amount of received infrared light are two-dimensionally arranged in a matrix on a single substrate is provided, and the temperature distribution is set as a so-called thermal image in the same manner as image information. An infrared image sensor that can be handled will be described as an example of an infrared sensor device. Each sensor element constitutes a pixel.

本実施形態の赤外線センサ装置１は、図２に示すように、筐体２内に上記センサアレイ３が他の電子部品と共に実装された回路基板４を収納して構成されている。筐体２においては、センサアレイ３の前方（図２（ｂ）の左方）に窓孔５が開口され、赤外線に対して透過性を有するレンズ６が窓孔５を塞ぐように配置される。したがって、センサアレイ３は、筐体２の前方に存在する対象物から赤外線が放射されるとレンズ６を通してこの赤外線を受光することになる。   As shown in FIG. 2, the infrared sensor device 1 of the present embodiment is configured by housing a circuit board 4 in which the sensor array 3 is mounted together with other electronic components in a housing 2. In the housing 2, a window hole 5 is opened in front of the sensor array 3 (left side in FIG. 2B), and a lens 6 that is transparent to infrared rays is disposed so as to close the window hole 5. . Therefore, the sensor array 3 receives the infrared ray through the lens 6 when the infrared ray is emitted from the object existing in front of the housing 2.

センサアレイ３の各センサ素子Ｓ（画素）は、図３に示すように、それぞれ赤外線受光による温度上昇に応じて抵抗値が変化する抵抗ボロメータから構成されている。ここに、赤外線センサ装置１はセンサ素子Ｓを含むセンサ回路７（図１参照）に電圧信号からなる読出信号（読出電圧）を印加してセンサ素子Ｓに電流を流すことによりセンサ素子Ｓの抵抗値を検出する計測手段８（図１参照）を有し、この抵抗値を使用して赤外線受光量を求める。以下に計測手段８の概略構成について説明する。   As shown in FIG. 3, each sensor element S (pixel) of the sensor array 3 is composed of a resistance bolometer whose resistance value changes in response to a temperature rise due to infrared light reception. Here, the infrared sensor device 1 applies a read signal (read voltage) consisting of a voltage signal to a sensor circuit 7 including the sensor element S (see FIG. 1), and causes a current to flow through the sensor element S, thereby causing the resistance of the sensor element S to increase. A measuring means 8 (see FIG. 1) for detecting the value is provided, and the amount of received infrared light is obtained using this resistance value. The schematic configuration of the measuring means 8 will be described below.

センサ素子Ｓは、各一端部がスイッチング素子Ｑ１を介してセンサアレイ３の行ごとに共通の水平走査線９に接続される。各水平走査線９は、それぞれ増幅器１０およびサンプル・ホールド回路１１を介して、入力を択一的に選択するマルチプレクサ１２に接続されている。   One end of each sensor element S is connected to the common horizontal scanning line 9 for each row of the sensor array 3 via the switching element Q1. Each horizontal scanning line 9 is connected to a multiplexer 12 that selectively selects an input via an amplifier 10 and a sample and hold circuit 11, respectively.

各スイッチング素子Ｑ１はセンサアレイ３の列ごとに共通の垂直走査線１３に接続されており、各垂直走査線１３に択一的に選択信号を出力する走査回路１４からの前記選択信号を受けてそれぞれオンする。すなわち、走査回路１４で垂直走査線１３を択一的に選択し且つマルチプレクサ１２で水平走査線９を択一的に選択することにより、マルチプレクサ１２の入力対象として１つのセンサ素子Ｓを選択することができる。なお、ここではセンサ素子Ｓが１２８行×１２８列に配置され、水平走査線９および垂直走査線１３が１２８本ずつ設けられた例を示す。   Each switching element Q1 is connected to a common vertical scanning line 13 for each column of the sensor array 3, and receives the selection signal from the scanning circuit 14 that alternatively outputs a selection signal to each vertical scanning line 13. Turn on each one. That is, one sensor element S is selected as an input target of the multiplexer 12 by alternatively selecting the vertical scanning line 13 by the scanning circuit 14 and alternatively selecting the horizontal scanning line 9 by the multiplexer 12. Can do. Here, an example is shown in which the sensor elements S are arranged in 128 rows × 128 columns, and 128 horizontal scanning lines 9 and 128 vertical scanning lines 13 are provided.

ここにおいて、各水平走査線９はそれぞれ赤外線が照射されても抵抗値が変化しない（所謂受光感度のない）参照抵抗Ｒｒ（リファレンス抵抗）を介して接地されている。参照抵抗Ｒｒはセンサ素子Ｓの初期抵抗値（赤外線が照射されていない状態での抵抗値）と同一の抵抗値を持ち、センサ素子Ｓと共にセンサ回路７を構成する。センサ素子Ｓと参照抵抗Ｒｒとは、抵抗値の整合をとるため同一基板上に同一の加工プロセスにより形成される。   Here, each horizontal scanning line 9 is grounded via a reference resistance Rr (reference resistance) whose resistance value does not change even when infrared rays are irradiated (so-called no light receiving sensitivity). The reference resistance Rr has the same resistance value as the initial resistance value of the sensor element S (resistance value in a state where infrared rays are not irradiated), and constitutes the sensor circuit 7 together with the sensor element S. The sensor element S and the reference resistor Rr are formed on the same substrate by the same processing process in order to match the resistance values.

各センサ素子Ｓは読出信号を発生する読出信号発生回路１５（図１参照）に他端部１６（スイッチング素子Ｑ１とは反対側の端部）が接続されており、対応するスイッチング素子Ｑ１のオン時にセンサ素子Ｓおよび参照抵抗Ｒｒの直列回路（センサ回路７）の両端間に前記読出信号が印加される。これにより、計測手段８は、マルチプレクサ１２の入力対象として１つのセンサ素子Ｓを選択した状態で、当該センサ素子Ｓを含むセンサ回路７に読出信号を印加すれば当該センサ素子Ｓの抵抗値に応じた電圧（参照抵抗Ｒｒの両端電圧）がインピーダンス変換と増幅とを行う増幅器１０およびサンプル・ホールド回路１１を通してマルチプレクサ１２に入力されることになる。   Each sensor element S is connected to a read signal generation circuit 15 (see FIG. 1) for generating a read signal, and the other end 16 (the end opposite to the switching element Q1) is connected to turn on the corresponding switching element Q1. Sometimes the read signal is applied across the series circuit (sensor circuit 7) of the sensor element S and the reference resistor Rr. As a result, the measurement means 8 can select the one sensor element S as an input target of the multiplexer 12 and apply a read signal to the sensor circuit 7 including the sensor element S according to the resistance value of the sensor element S. The voltage (a voltage across the reference resistor Rr) is input to the multiplexer 12 through the amplifier 10 and the sample / hold circuit 11 that perform impedance conversion and amplification.

したがって、マルチプレクサ１２で水平走査線９を順次選択して各センサ素子Ｓの抵抗値を計測する処理を、走査回路１４で垂直走査線１３を切り替えながら全ての垂直走査線１３について行うことにより、全てのセンサ素子Ｓの抵抗値を時系列的に計測することができる。なお、マルチプレクサ１２の出力はＡ／Ｄコンバータ１７によりアナログ−ディジタル変換されて出力される。Ａ／Ｄコンバータ１７より後段の回路はディジタル回路で構成される。   Therefore, the processing of sequentially selecting the horizontal scanning lines 9 by the multiplexer 12 and measuring the resistance value of each sensor element S is performed on all the vertical scanning lines 13 while switching the vertical scanning lines 13 by the scanning circuit 14. The resistance value of the sensor element S can be measured in time series. The output of the multiplexer 12 is analog-digital converted by the A / D converter 17 and output. A circuit subsequent to the A / D converter 17 is constituted by a digital circuit.

ところで、センサ素子Ｓに電流を流すと、電流によって生じるジュール熱がセンサ素子Ｓの温度を上昇させ、この温度上昇によってもセンサ素子Ｓの抵抗値が僅かながら変化する。ここにおいて、本実施形態の赤外線センサ装置１は、検出結果からジュール熱の影響を除くために、センサ素子Ｓの抵抗値を直接用いて赤外線受光量を求めるのではなく、センサ素子Ｓの抵抗値に相当する計測値を計測手段８で算出し、当該計測値と後述のオフセット値との差分をとることにより赤外線受光量を求める構成を採用する。計測値を算出する構成については後述する。以下では、計測値を用いてセンサ素子Ｓへの赤外線受光量を求めるための構成について図１を用いて説明する。   By the way, when a current is passed through the sensor element S, Joule heat generated by the current raises the temperature of the sensor element S, and the resistance value of the sensor element S slightly changes even by this temperature rise. Here, the infrared sensor device 1 of the present embodiment does not directly determine the amount of received infrared light by directly using the resistance value of the sensor element S in order to remove the influence of Joule heat from the detection result, but the resistance value of the sensor element S. A measurement value corresponding to is calculated by the measuring means 8 and a difference between the measurement value and an offset value described later is obtained to obtain the amount of received infrared light. The configuration for calculating the measurement value will be described later. Below, the structure for calculating | requiring the amount of infrared rays received to the sensor element S using a measured value is demonstrated using FIG.

図１は検出対象とする１つのセンサ素子Ｓａについて計測値を計測するための構成を等価的に図示したものであって、第１のスイッチＳＷ１が上述したスイッチング素子Ｑ１に相当し、第２のスイッチＳＷ２が上述したマルチプレクサ１２に相当する。すなわち、センサ素子Ｓａに対応した垂直走査線１３に走査回路１４から選択信号が出力されると第１のスイッチＳＷ１がオンし、マルチプレクサ１２でセンサ素子Ｓａに対応した水平走査線９が選択されると第２のスイッチＳＷ２がオンする。そして、第１および第２の両スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンした状態で読出信号発生回路１５が読出信号を発生すると、センサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａに相当する電圧（参照抵抗Ｒｒの両端電圧）が増幅器１０で増幅されて出力値Ｖｏｕｔとなり、Ａ／Ｄコンバータ１７を通して出力される。   FIG. 1 equivalently illustrates a configuration for measuring a measurement value for one sensor element Sa to be detected. The first switch SW1 corresponds to the switching element Q1 described above, and the second switch The switch SW2 corresponds to the multiplexer 12 described above. That is, when a selection signal is output from the scanning circuit 14 to the vertical scanning line 13 corresponding to the sensor element Sa, the first switch SW1 is turned on, and the multiplexer 12 selects the horizontal scanning line 9 corresponding to the sensor element Sa. And the second switch SW2 is turned on. When the read signal generating circuit 15 generates a read signal with both the first and second switches SW1 and SW2 turned on, a voltage corresponding to the resistance value Ra of the sensor element Sa (a voltage across the reference resistor Rr) is obtained. Amplified by the amplifier 10 to become an output value Vout, which is output through the A / D converter 17.

ここにおいて、詳しくは後述するが、計測手段８の最後段には平均値レジスタ１８が設けられており、増幅器１０の出力値Ｖｏｕｔから算出された値が平均値レジスタ１８に保持される。この平均値レジスタ１８に保持される値が計測手段８で計測される計測値となる。   Here, as will be described in detail later, an average value register 18 is provided at the last stage of the measuring means 8, and a value calculated from the output value Vout of the amplifier 10 is held in the average value register 18. The value held in the average value register 18 becomes a measured value measured by the measuring means 8.

平均値レジスタ１８の後段には、出力先を第１出力１９ａおよび第２出力１９ｂから択一的に選択する第１の選択回路１９が接続されている。選択回路１９の第１出力１９ａには平均値レジスタ１８の出力（つまり計測値）をオフセット値ｒ０として保持するオフセット値レジスタ２０（オフセット値保持手段）が接続され、選択回路１９の第２出力１９ｂにはオフセット値レジスタ２０に保持されたオフセット値ｒ０と選択回路１９の出力（つまり計測値）との差分を検出値ｒ１として保持する検出値レジスタ２１（検出手段）が接続される。   A first selection circuit 19 that selectively selects an output destination from the first output 19 a and the second output 19 b is connected to the subsequent stage of the average value register 18. The first output 19a of the selection circuit 19 is connected to an offset value register 20 (offset value holding means) that holds the output (that is, the measured value) of the average value register 18 as the offset value r0, and the second output 19b of the selection circuit 19 is connected. A detection value register 21 (detection means) that holds a difference between the offset value r0 held in the offset value register 20 and the output of the selection circuit 19 (that is, a measurement value) as a detection value r1 is connected to the detection value register 21 (detection means).

一方、本実施形態の赤外線センサ装置１では、赤外線受光量の測定を行う前に、レンズ６に赤外線を遮断するフィルム（図示せず）を貼り付けセンサ素子Ｓへの赤外線照射を禁止した状態で、計測手段８により計測値の計測を少なくとも１度行う。ここでは、赤外線照射が禁止された状態での計測値の計測を赤外線センサ装置１の出荷前に行う例を示すが、これに限らず、たとえば赤外線センサ装置１の電源を投入する度に行うようにしてもよい。   On the other hand, in the infrared sensor device 1 of the present embodiment, a film (not shown) that blocks infrared rays is attached to the lens 6 and infrared irradiation to the sensor element S is prohibited before measuring the amount of received infrared rays. The measurement value is measured at least once by the measuring means 8. Here, an example is shown in which the measurement value is measured before the infrared sensor device 1 is shipped in a state where infrared irradiation is prohibited. However, the present invention is not limited to this, and for example, every time the infrared sensor device 1 is turned on. It may be.

選択回路１９は、計測手段８に設けられたタイミング制御回路２２によって出力先を選択するタイミングが制御され、平均値レジスタ１８の計測値が更新されるごとに第１出力１９ａと第２出力１９ｂとのいずれかに計測値を出力するように構成される。ここでは、センサ素子Ｓａが赤外線を受光していない状態（センサ素子Ｓへの赤外線照射が禁止された状態）で計測された計測値がオフセット値レジスタ２０に出力され、センサ素子Ｓａが赤外線を受光している状態で計測された計測値が検出値レジスタ２１に出力されるように出力先を選択する。   The selection circuit 19 is controlled by the timing control circuit 22 provided in the measuring means 8 to select the output destination, and each time the measurement value of the average value register 18 is updated, the first output 19a and the second output 19b It is comprised so that a measured value may be output to either. Here, a measurement value measured in a state where the sensor element Sa does not receive infrared rays (in a state where infrared irradiation to the sensor element S is prohibited) is output to the offset value register 20, and the sensor element Sa receives infrared rays. The output destination is selected so that the measured value measured in the state is output to the detected value register 21.

この構成によれば、オフセット値レジスタ２０に入力される計測値（つまりオフセット値レジスタ２０に設定されるオフセット値ｒ０）には、読出信号の印加によるジュール熱に起因した抵抗値Ｒａの変化が反映され、一方、検出値レジスタ２１に入力される計測値には、読出信号の印加によるジュール熱に起因した抵抗値Ｒａの変化と赤外線受光による温度上昇に起因した抵抗値Ｒａの変化との両方が反映される。   According to this configuration, the measurement value input to the offset value register 20 (that is, the offset value r0 set in the offset value register 20) reflects the change in the resistance value Ra caused by Joule heat due to the application of the read signal. On the other hand, the measurement value input to the detection value register 21 includes both a change in the resistance value Ra due to Joule heat due to the application of the read signal and a change in the resistance value Ra due to a temperature rise due to infrared light reception. Reflected.

したがって、オフセット値ｒ０と検出値レジスタ２１の入力値との差分である検出値ｒ１においては、ジュール熱に起因したセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａの変化は反映されず、赤外線受光によるセンサ素子Ｓａの温度上昇に起因した抵抗値Ｒａの変化のみが反映される。ここで、赤外線センサ装置１は、センサ素子Ｓａでの赤外線の受光量を表す値として検出値ｒ１を出力する。その結果、センサ素子Ｓａでの赤外線受光量の検出結果（検出値ｒ１）にジュール熱の影響が反影されることはない。   Therefore, in the detection value r1, which is the difference between the offset value r0 and the input value of the detection value register 21, the change in the resistance value Ra of the sensor element Sa due to Joule heat is not reflected, and the sensor element Sa due to infrared light reception is not reflected. Only the change in the resistance value Ra due to the temperature rise is reflected. Here, the infrared sensor device 1 outputs the detection value r1 as a value representing the amount of infrared light received by the sensor element Sa. As a result, the influence of Joule heat is not reflected on the detection result (detection value r1) of the amount of received infrared light by the sensor element Sa.

さらに、通電に対するセンサ素子Ｓａの温度上昇傾向にはセンサ素子Ｓａごとに多少のばらつきがあり、ジュール熱に起因する抵抗値の変化量はセンサ素子Ｓａごとに異なることがある。ここに、本実施形態の構成によれば、検出値ｒ１にジュール熱の影響が反影されることはないので、複数台の赤外線センサ装置１について、通電に対するセンサ素子Ｓａの温度上昇傾向に赤外線センサ装置１ごとにばらつきがあっても、センサ素子Ｓａでの赤外線受光量が同一であれば全ての赤外線センサ装置１において同値の検出値ｒ１を得ることができ、赤外線センサ装置１ごとの検出精度のばらつきを抑制することができる。   Further, the temperature rise tendency of the sensor element Sa with respect to energization varies somewhat for each sensor element Sa, and the amount of change in resistance value due to Joule heat may differ for each sensor element Sa. Here, according to the configuration of the present embodiment, since the influence of Joule heat is not reflected on the detection value r1, the infrared sensor device Sa has a plurality of infrared sensor devices 1 and the infrared rays tend to increase in temperature with respect to energization. Even if there is variation among the sensor devices 1, if the amount of infrared light received by the sensor element Sa is the same, the detection value r1 of the same value can be obtained in all the infrared sensor devices 1, and the detection accuracy for each infrared sensor device 1 Can be suppressed.

ところで、本実施形態の読出信号発生回路１５は、読出信号をセンサ回路７に印加する計測期間Ｔｂ（図４（ｂ）参照）の前に、所定のアイドリング値Ａの電圧をセンサ回路７に印加するアイドリング動作を行うアイドリング期間Ｔａ（図４（ｂ）参照）が設定されている。   Incidentally, the read signal generation circuit 15 of the present embodiment applies a voltage of a predetermined idling value A to the sensor circuit 7 before the measurement period Tb (see FIG. 4B) in which the read signal is applied to the sensor circuit 7. An idling period Ta (see FIG. 4B) for performing the idling operation is set.

アイドリング期間Ｔａにおいては、ジュール熱により変化したセンサ素子Ｓａの温度が安定するまでアイドリング動作が行われる。ここでは、センサ回路７の出力（センサ素子Ｓａと参照抵抗Ｒｒとの接続点の電位）の経時的な変動が、赤外線センサ装置１で検出可能な赤外線受光量の最小単位（つまり分解能）に対するセンサ回路７の出力変化よりも小さい適当な範囲内に収まる状態を、センサ素子Ｓａの温度が安定した状態とする。たとえば、赤外線センサ装置１で検出可能な赤外線受光量の最小単位に対するセンサ回路７の出力変化が１０μＶである場合には、その半分（５μＶ）以下にセンサ回路７の出力変動が収まるまでアイドリング動作を行うことが望ましい。アイドリング動作は、センサ素子Ｓａが赤外線を受光していない状態と受光している状態とで、同一のアイドリング値Ａの電圧を用いて同様に行われる。   In the idling period Ta, the idling operation is performed until the temperature of the sensor element Sa changed by Joule heat is stabilized. Here, the sensor with respect to the minimum unit (that is, resolution) of the amount of received infrared light that can be detected by the infrared sensor device 1 is a temporal change in the output of the sensor circuit 7 (the potential at the connection point between the sensor element Sa and the reference resistor Rr). The state where the temperature of the sensor element Sa is stable is a state that falls within an appropriate range smaller than the output change of the circuit 7. For example, when the output change of the sensor circuit 7 with respect to the minimum unit of the amount of received infrared light that can be detected by the infrared sensor device 1 is 10 μV, the idling operation is performed until the output fluctuation of the sensor circuit 7 falls within half (5 μV). It is desirable to do. The idling operation is similarly performed using the same idling value A voltage in the state where the sensor element Sa does not receive infrared rays and in the state where it receives light.

この構成によれば、アイドリング期間Ｔａに、アイドリング値Ａの電圧がセンサ回路７に印加されることによりセンサ素子Ｓａが通電加熱されるので、アイドリング期間Ｔａ終了後の計測期間Ｔｂには、センサ素子Ｓａの温度が周囲温度の変化によらず比較的安定することとなり、センサ素子Ｓａの周囲温度変化によるセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａの変化が抑制される。しかも、センサ素子Ｓａが赤外線を受光していない状態と受光している状態とで同等のアイドリング動作が行われるので、センサ素子Ｓａが赤外線を受光していない状態で計測される計測値と、センサ素子Ｓａが赤外線を受光している状態で計測される計測値とのいずれについても、センサ素子Ｓａの周囲温度による検出精度のばらつきが抑制される。ここに、センサ素子Ｓａが赤外線を受光していない状態で計測される計測値をオフセット値ｒ０とし、センサ素子Ｓａが赤外線を受光している状態で計測される計測値とオフセット値ｒ０との差分を検出値ｒ１としているので、検出値ｒ１に関してセンサ素子Ｓａの周囲温度による検出精度のばらつきが抑制されることになる。   According to this configuration, the sensor element Sa is energized and heated by applying the voltage of the idling value A to the sensor circuit 7 during the idling period Ta. Therefore, in the measurement period Tb after the end of the idling period Ta, the sensor element The temperature of Sa becomes relatively stable regardless of the change in the ambient temperature, and the change in the resistance value Ra of the sensor element Sa due to the change in the ambient temperature of the sensor element Sa is suppressed. In addition, since the same idling operation is performed in the state where the sensor element Sa does not receive the infrared light and the state where the sensor element Sa receives the infrared light, the measured value measured in a state where the sensor element Sa does not receive the infrared light, and the sensor Variation in detection accuracy due to the ambient temperature of the sensor element Sa is suppressed for any of the measured values measured in a state where the element Sa receives infrared rays. Here, a measured value measured in a state where the sensor element Sa does not receive infrared rays is set as an offset value r0, and a difference between the measured value measured in a state where the sensor element Sa receives infrared rays and the offset value r0. Since the detection value r1 is set as the detection value r1, variations in detection accuracy due to the ambient temperature of the sensor element Sa with respect to the detection value r1 are suppressed.

また、読出信号として一定値の電圧を繰り返し印加した場合には、ジュール熱によりセンサ素子Ｓａが繰り返し加熱される。ここに、比較的短い間隔で読出信号が繰り返し印加されると、センサ素子Ｓａが放熱される前に再加熱されることにより、センサ素子Ｓａの温度が徐々に上昇し、センサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａが徐々に変化する可能性がある。この場合に、上述したオフセット値ｒ０の設定を適当な時間間隔で行いオフセット値ｒ０を更新していくようにすれば、センサ素子Ｓａの経時的な抵抗値Ｒａ変化がオフセット値ｒ０に反映されるので、センサ素子Ｓａの経時的な抵抗値Ｒａ変化が差し引かれた検出値ｒ１を検出することができる。   Further, when a constant voltage is repeatedly applied as a read signal, the sensor element Sa is repeatedly heated by Joule heat. Here, when the readout signal is repeatedly applied at a relatively short interval, the sensor element Sa is reheated before being dissipated, whereby the temperature of the sensor element Sa gradually increases, and the resistance value of the sensor element Sa. Ra may change gradually. In this case, if the offset value r0 is set at an appropriate time interval and the offset value r0 is updated, the change in the resistance value Ra of the sensor element Sa over time is reflected in the offset value r0. Therefore, it is possible to detect the detection value r1 obtained by subtracting the temporal change in the resistance value Ra of the sensor element Sa.

ただし、本実施形態のように赤外線センサ装置１の出荷前にのみオフセット値ｒ０の設定が行われる場合には、センサ素子Ｓａの経時的な抵抗値Ｒａ変化が検出値ｒ１に反映され、赤外線の検出精度が経時的に低下する可能性がある。そこで、本実施形態では以下に説明する構成により、センサ素子Ｓａの経時的な抵抗値Ｒａ変化そのものを抑制する。   However, when the offset value r0 is set only before the shipment of the infrared sensor device 1 as in the present embodiment, the change in the resistance value Ra over time of the sensor element Sa is reflected in the detected value r1, and the infrared ray The detection accuracy may decrease with time. Therefore, in the present embodiment, the change of the resistance value Ra with time of the sensor element Sa itself is suppressed by the configuration described below.

すなわち、本実施形態の計測手段８は、読出信号発生回路１５が、一定の大きさの電圧信号ではなく、期間ごとに大きさ（電圧値）の変化する電圧信号を読出信号（図４（ｂ）参照）として出力している。ここでは、計測期間Ｔｂにおいて、アイドリング値Ａよりも既定値α（ただし、α＜Ａ）だけ高い加熱値（Ａ＋α）の電圧を読出信号として出力する加熱動作と、アイドリング値Ａよりも既定値αだけ低い放熱値（Ａ−α）の電圧を読出信号として出力する放熱動作との２種類の動作を交互に行う。具体的には、読出信号発生回路１５は、アイドリング動作を行った後、加熱動作および放熱動作を交互に行うことにより、図４（ｂ）の期間ｔ２〜ｔ４と期間ｔ５〜ｔ７と期間ｔ８〜ｔ１０に示す電圧Ｖｒを読出信号としてセンサ回路７に印加する。図４（ｂ）では、アイドリング動作と加熱動作と放熱動作との組み合わせを繰り返し行う例を示す。   That is, in the measuring means 8 of this embodiment, the read signal generating circuit 15 is not a voltage signal having a constant magnitude, but a voltage signal whose magnitude (voltage value) changes every period (see FIG. 4B). ))) Is output. Here, in the measurement period Tb, a heating operation that outputs a voltage having a heating value (A + α) that is higher by a predetermined value α (where α <A) than the idling value A as a readout signal, and a predetermined value α that is higher than the idling value A. Two types of operations, ie, a heat radiation operation for outputting a voltage having a heat radiation value (A-α) as low as a read signal, are alternately performed. Specifically, the read signal generation circuit 15 performs the heating operation and the heat dissipation operation alternately after performing the idling operation, thereby performing the periods t2 to t4, the periods t5 to t7, and the periods t8 to t8 in FIG. The voltage Vr shown at t10 is applied to the sensor circuit 7 as a readout signal. FIG. 4B shows an example in which a combination of an idling operation, a heating operation, and a heat dissipation operation is repeatedly performed.

読出信号発生回路１５は、センサ回路７への印加電圧の大きさを変化させるタイミングがタイミング制御回路２２によって制御されており、ここではアイドリング期間Ｔａと、計測期間Ｔｂのうち加熱動作を行う期間と放熱動作を行う期間とのそれぞれが同一時間長（以下、単位時間長という）となるように制御されている。本実施形態では、この単位時間長がタイミング制御回路２２で制御可能な時間の最小単位である。   The timing of changing the magnitude of the voltage applied to the sensor circuit 7 is controlled by the timing control circuit 22 in the read signal generation circuit 15. Here, the idling period Ta and the period during which the heating operation is performed in the measurement period Tb Each of the periods in which the heat radiation operation is performed is controlled to have the same time length (hereinafter referred to as a unit time length). In this embodiment, this unit time length is the minimum unit of time that can be controlled by the timing control circuit 22.

計測手段８は、加熱動作の終了時点で計測されたセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａと、放熱動作の終了時点で計測されたセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａとの平均値を、計測値として上述の平均値レジスタ１８に保持するように構成されている。具体的に説明すると、マルチプレクサ１２の後段（つまり図１ではＡ／Ｄコンバータ１７の後段）には、出力先を第１出力２３ａおよび第２出力２３ｂから択一的に選択する第２の選択回路２３が接続されている。選択回路２３の第１出力２３ａにはセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａに応じた増幅器１０の出力値Ｖｏｕｔを保持する加熱時レジスタ２４が接続され、第２出力２３ｂには同出力値Ｖｏｕｔを保持する放熱時レジスタ２５が接続される。なお、出力値Ｖｏｕｔは、Ａ／Ｄコンバータ１７でディジタル値に変換されてから加熱時レジスタ２４および放熱レジスタ２５に保持される。   The measuring means 8 uses the average value of the resistance value Ra of the sensor element Sa measured at the end of the heating operation and the resistance value Ra of the sensor element Sa measured at the end of the heat dissipation operation as a measured value as described above. The average value register 18 is held. More specifically, in the subsequent stage of the multiplexer 12 (that is, the subsequent stage of the A / D converter 17 in FIG. 1), a second selection circuit that selectively selects the output destination from the first output 23a and the second output 23b. 23 is connected. The heating output register 24 that holds the output value Vout of the amplifier 10 corresponding to the resistance value Ra of the sensor element Sa is connected to the first output 23a of the selection circuit 23, and the output value Vout is held in the second output 23b. A resistor 25 is connected during heat dissipation. The output value Vout is converted into a digital value by the A / D converter 17 and then held in the heating register 24 and the heat dissipation register 25.

選択回路２３は、タイミング制御回路２２によって出力先を選択するタイミングが制御され、加熱動作の終了時点で加熱時レジスタ２４に出力値Ｖｏｕｔを出力し、放熱動作の終了時点で放熱時レジスタ２５に出力値Ｖｏｕｔを出力するように構成される。これにより、加熱時レジスタ２４には加熱値（Ａ＋α）の電圧を読出信号としてセンサ回路７に印加した状態でのセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａが保持され、放熱時レジスタ２５には放熱値（Ａ−α）の電圧を読出信号としてセンサ回路７に印加した状態でのセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａが保持される。   The selection circuit 23 controls the timing of selecting the output destination by the timing control circuit 22, outputs the output value Vout to the heating register 24 at the end of the heating operation, and outputs it to the heat dissipation register 25 at the end of the heat dissipation operation. It is configured to output the value Vout. As a result, the resistance value Ra of the sensor element Sa in a state where the heating value (A + α) voltage is applied to the sensor circuit 7 as a read signal is held in the heating time register 24, and the heat dissipation value (A The resistance value Ra of the sensor element Sa in the state where the voltage of −α) is applied to the sensor circuit 7 as a read signal is held.

平均値レジスタ１８は、加熱時レジスタ２４と放熱時レジスタ２５との後段に接続され、加熱時レジスタ２４に保持された値と放熱時レジスタ２５に保持された値との平均値を算出し、計測値として保持する。なお、加熱時レジスタ２４および放熱時レジスタ２５に保持される値はディジタル値であって２進数で表されるので、平均値レジスタ１８は、加熱時レジスタ２４に保持された値に放熱時レジスタ２５に保持された値を加算後、右に１桁シフトすることによって平均値を算出する。   The average value register 18 is connected to the subsequent stage of the heating time register 24 and the heat dissipation time register 25, calculates the average value of the value held in the heating time register 24 and the value held in the heat dissipation time register 25, and measures it. Hold as value. Since the values held in the heating register 24 and the heat dissipation register 25 are digital values and are expressed in binary numbers, the average value register 18 is set to the value held in the heating register 24 by the heat dissipation register 25. After adding the values held in, the average value is calculated by shifting one digit to the right.

すなわち、平均値レジスタ１８には、加熱動作の終了時点での出力値Ｖｏｕｔと、放熱動作の終了時点での出力値Ｖｏｕｔとの平均値が計測値として保持される。これにより、アイドリング値Ａの電圧をセンサ回路７に印加した状態で得られる計測値と同値の計測値が得られる。平均値レジスタ１８はタイミング制御回路２２で動作タイミングが制御されており、ここでは放熱動作の終了時点の次のタイミング（つまり放熱動作の終了時点から単位時間長の時間経過後）で計測値を算出するように構成される。なお、第１の選択回路１９は、平均値レジスタ１８で計測値が算出された時点の次のタイミング（つまり計測値が算出された時点から単位時間長の時間経過後）で、オフセット値レジスタ２０あるいは検出値レジスタ２１に計測値を出力する。   That is, the average value register 18 holds the average value of the output value Vout at the end of the heating operation and the output value Vout at the end of the heat dissipation operation as a measured value. As a result, a measurement value equal to the measurement value obtained in a state where the voltage of the idling value A is applied to the sensor circuit 7 is obtained. In the average value register 18, the operation timing is controlled by the timing control circuit 22, and here the measurement value is calculated at the next timing after the end of the heat dissipation operation (that is, after the unit time length has elapsed from the end of the heat dissipation operation). Configured to do. The first selection circuit 19 uses the offset value register 20 at the next timing after the measurement value is calculated by the average value register 18 (that is, after the unit time length has elapsed from the time when the measurement value was calculated). Alternatively, the measurement value is output to the detection value register 21.

上述した構成によれば、計測期間Ｔｂにおいてセンサ回路７に印加される電圧値は、アイドリング期間Ｔａに比べると加熱動作時には既定値αだけ大きくなり放熱動作時には既定値αだけ小さくなるので、センサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａはアイドリング動作終了時点から加熱動作中および放熱動作中に電流変化に伴ってそれぞれ変化する。ここで、加熱動作の終了時点での出力値Ｖｏｕｔと、放熱動作の終了時点での出力値Ｖｏｕｔとの平均値を平均値レジスタ１８に保持させているので、アイドリング動作終了時点からの電流変化に伴う抵抗値変化は平均値レジスタ１８に保持された値（計測値）に反映されない。そのため、通電に対するセンサ素子Ｓａの温度上昇傾向にセンサ素子Ｓａごとにばらつきがあっても、オフセット値ｒ０および検出値ｒ１においては検出精度のばらつきが抑制される。   According to the configuration described above, the voltage value applied to the sensor circuit 7 in the measurement period Tb is larger by the predetermined value α during the heating operation and smaller by the predetermined value α during the heat dissipation operation than the idling period Ta. The resistance value Ra of Sa changes with a change in current during the heating operation and the heat dissipation operation from the end of the idling operation. Here, since the average value of the output value Vout at the end of the heating operation and the output value Vout at the end of the heat radiation operation is held in the average value register 18, the current change from the end of the idling operation The accompanying change in resistance value is not reflected in the value (measured value) held in the average value register 18. For this reason, even if the sensor element Sa has a variation in temperature rise tendency with respect to energization, variation in detection accuracy is suppressed in the offset value r0 and the detection value r1.

さらに、放熱動作時には、アイドリング動作時や加熱動作時に比べて、センサ回路７に印加される電圧が小さくなるからセンサ素子Ｓａを流れる電流が小さくなる。そのため、センサ素子Ｓａは、アイドリング動作時および加熱動作時にジュール熱により加熱され温度が上昇した後、放熱動作時において放熱により温度が低下することとなる。その結果、比較的短い間隔で読出信号が繰り返し印加されても、放熱動作時においてセンサ素子Ｓａが放熱されることにより、経時的にセンサ素子Ｓａの温度が徐々に上昇することを防止でき、センサ素子Ｓａの経時的な抵抗値Ｒａ変化を抑制することができる。   Furthermore, since the voltage applied to the sensor circuit 7 is smaller during the heat dissipation operation than during the idling operation or the heating operation, the current flowing through the sensor element Sa is small. For this reason, the sensor element Sa is heated by Joule heat during the idling operation and the heating operation and the temperature rises, and then the temperature decreases due to the heat radiation during the heat radiation operation. As a result, even when the read signal is repeatedly applied at a relatively short interval, the sensor element Sa is radiated during the heat radiating operation, so that the temperature of the sensor element Sa can be prevented from gradually increasing with time. A change in resistance value Ra of the element Sa with time can be suppressed.

以下、本実施形態の赤外線センサ装置１の動作について図４を参照して説明する。なお、図４では、（ａ）に赤外線の照射量、（ｂ）にセンサ回路７への印加電圧Ｖｒ、（ｃ）にセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａ、（ｄ）に出力値Ｖｏｕｔ、（ｅ）に加熱時レジスタ２４の内容、（ｆ）に放熱レジスタ２５の内容、（ｇ）に平均値レジスタ１８の内容、（ｈ）にオフセット値レジスタ２０の内容、（ｉ）に検出値レジスタ２１の内容を示す。   Hereinafter, the operation of the infrared sensor device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, (a) shows the amount of infrared irradiation, (b) shows the applied voltage Vr to the sensor circuit 7, (c) shows the resistance value Ra of the sensor element Sa, (d) shows the output value Vout, (e ) In the heating register 24, (f) in the heat dissipation register 25, (g) in the average value register 18, (h) in the offset value register 20, (i) in the detected value register 21. Show the contents.

期間ｔ０〜ｔ４は遮断期間Ｔ０とし、レンズ６に赤外線を遮断するフィルムを貼り付けセンサ素子Ｓａへの赤外線照射を禁止している。そして、期間ｔ１〜ｔ２のアイドリング期間Ｔａに、アイドリング値Ａの電圧Ｖｒがセンサ回路７に印加され、時点ｔ２においてはセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａはアイドリング値Ａに応じた値で飽和する。   Periods t0 to t4 are set to a blocking period T0, and a film for blocking infrared rays is attached to the lens 6 to prohibit infrared irradiation to the sensor element Sa. Then, the voltage Vr of the idling value A is applied to the sensor circuit 7 during the idling period Ta of the periods t1 to t2, and the resistance value Ra of the sensor element Sa is saturated at a value corresponding to the idling value A at the time t2.

その後、期間ｔ２〜ｔ４の計測期間Ｔｂのうち、期間ｔ２〜ｔ３の加熱動作時には加熱値（Ａ＋α）の電圧Ｖｒがセンサ回路７に印加され、時点ｔ３においてはセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａが加熱値に応じた値で飽和するとともに、このときの抵抗値Ｒａに相当する出力値Ｖｏｕｔが加熱時レジスタ２４に保持される。期間ｔ３〜ｔ４の放熱動作時には放熱値（Ａ−α）の電圧Ｖｒがセンサ回路７に印加され、時点ｔ４においてはセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａが放熱値に応じた値で飽和するとともに、このときの抵抗値Ｒａに相当する出力値Ｖｏｕｔが放熱時レジスタ２５に保持される。   Thereafter, in the measurement period Tb of the periods t2 to t4, the voltage Vr of the heating value (A + α) is applied to the sensor circuit 7 during the heating operation of the periods t2 to t3, and the resistance value Ra of the sensor element Sa is heated at the time t3. The output value Vout corresponding to the resistance value Ra at this time is held in the heating register 24 while being saturated at a value corresponding to the value. During the heat radiation operation during the period t3 to t4, the voltage Vr of the heat radiation value (A-α) is applied to the sensor circuit 7, and at the time t4, the resistance value Ra of the sensor element Sa is saturated at a value corresponding to the heat radiation value. Output value Vout corresponding to the current resistance value Ra is held in the heat dissipation register 25.

その後、時点ｔ５において、加熱時レジスタ２４に保持されている値と放熱時レジスタ２５に保持されている値との平均値が平均値レジスタ１８に保持され、時点ｔ６において、平均値レジスタ１８に保持されている値（計測値）がオフセット値レジスタ２０にオフセット値ｒ０として保持される。ここまでの動作により、オフセット値ｒ０が設定される。   Thereafter, the average value of the value held in the heating register 24 and the value held in the heat dissipation register 25 is held in the average value register 18 at time t5, and held in the average value register 18 at time t6. The measured value (measured value) is held in the offset value register 20 as the offset value r0. By the operation so far, the offset value r0 is set.

一方、時点ｔ４以降は、レンズ６のフィルムが剥がされセンサ素子Ｓａで赤外線を受光可能な状態にある。時点ｔ４以降においても、読出信号発生回路１５と加熱時レジスタ２４と放熱時レジスタ２５と平均値レジスタ１８との動作は、オフセット値ｒ０の設定時と同様である。ただし、平均値レジスタ１８に計測値を保持した次のタイミングで、平均値レジスタ１８に保持されている値がオフセット値レジスタ２０ではなく、検出値レジスタ２１に出力される点がオフセット値ｒ０の設定時とは相違する。すなわち、時点ｔ９や時点ｔ１２においては、平均値レジスタ１８に保持されている計測値とオフセット値レジスタ２０に保持されているオフセット値ｒ０との差分が検出値レジスタ２１に検出値ｒ１として保持される。これにより、センサ素子Ｓａでの赤外線の受光量を表す検出値ｒ１を検出することができる。   On the other hand, after the time point t4, the film of the lens 6 is peeled off and the sensor element Sa is in a state where infrared rays can be received. Even after time t4, the operations of the read signal generation circuit 15, the heating register 24, the heat dissipation register 25, and the average value register 18 are the same as those when the offset value r0 is set. However, at the next timing when the measurement value is held in the average value register 18, the value held in the average value register 18 is not the offset value register 20, but the point that is output to the detection value register 21 is the setting of the offset value r0. It is different from time. That is, at time t9 and time t12, the difference between the measurement value held in the average value register 18 and the offset value r0 held in the offset value register 20 is held in the detection value register 21 as the detection value r1. . Thereby, it is possible to detect the detection value r1 representing the amount of infrared light received by the sensor element Sa.

また、この赤外線センサ装置１は、上述したように多数のセンサ素子Ｓでセンサアレイ３を構成しているので、センサアレイ３を構成するセンサ素子Ｓ間でも、通電に対する温度上昇傾向にばらつきを生じる可能性がある。すなわち、たとえばセンサアレイ３のうちの対向する角部（たとえば左上と右下）にそれぞれ設けられたセンサ素子Ｓａとセンサ素子Ｓｂとにおいては、各センサ回路７に同等の読出信号を印加した場合でも、図５に示すようにジュール熱による抵抗値Ｒａ，Ｒｂの変化に違いがある。なお、図５では、（ａ）に赤外線の照射量、（ｂ）にセンサ回路７への印加電圧Ｖｒ、（ｃ）にセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａ、（ｄ）にセンサ素子Ｓｂの抵抗値Ｒｂを示す。   Further, since the infrared sensor device 1 forms the sensor array 3 with a large number of sensor elements S as described above, the temperature rise tendency with respect to energization varies even between the sensor elements S constituting the sensor array 3. there is a possibility. That is, for example, in the sensor element Sa and the sensor element Sb respectively provided at the opposite corners (for example, upper left and lower right) of the sensor array 3, even when an equivalent read signal is applied to each sensor circuit 7. As shown in FIG. 5, there is a difference in changes in resistance values Ra and Rb due to Joule heat. In FIG. 5, (a) shows the amount of infrared irradiation, (b) shows the voltage Vr applied to the sensor circuit 7, (c) shows the resistance value Ra of the sensor element Sa, and (d) shows the resistance value of the sensor element Sb. Rb is shown.

そこで、本実施形態の赤外線センサ装置１は、計測手段８での計測値の計測と、オフセット値レジスタ２０へのオフセット値ｒ０の設定と、検出値レジスタ２１での検出値ｒ１の算出との全ての処理を、センサ素子Ｓごとに行う構成を採用している。この構成によれば、各センサ素子Ｓについて、個別に設定されたオフセット値ｒ０を用いて検出値ｒ１がそれぞれ検出されることとなり、各検出値ｒ１にはそれぞれ、赤外線受光による温度上昇に起因した抵抗値変化のみが反映され、ジュール熱に起因したセンサ素子Ｓの抵抗値の抵抗値変化は反映されない。その結果、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、ジュール熱による抵抗値変化が異なるセンサ素子Ｓａとセンサ素子Ｓｂとに関しても、各センサ素子Ｓａ，Ｓｂでの赤外線受光量が同一であれば両センサ素子Ｓａ，Ｓｂにおいて同値の検出値ｒ１を得ることができ、センサ素子Ｓごとの検出精度のばらつきを抑制することができる。なお、図５の例では、期間ｔ４〜ｔ６に亘りアイドリング動作を継続しているが、期間ｔ４〜ｔ５のアイドリング動作は必須ではない。   Therefore, the infrared sensor device 1 of the present embodiment includes all of measurement of the measurement value by the measurement unit 8, setting of the offset value r0 in the offset value register 20, and calculation of the detection value r1 in the detection value register 21. The structure which performs this process for every sensor element S is employ | adopted. According to this configuration, the detection value r1 is detected for each sensor element S using the offset value r0 set individually, and each detection value r1 is caused by a temperature increase due to infrared light reception. Only the resistance value change is reflected, and the resistance value change of the sensor element S due to Joule heat is not reflected. As a result, as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), the sensor element Sa and the sensor element Sb having different resistance value changes due to Joule heat have the same amount of infrared light received by the sensor elements Sa and Sb. If there is, the same detection value r1 can be obtained in both sensor elements Sa and Sb, and variations in detection accuracy for each sensor element S can be suppressed. In the example of FIG. 5, the idling operation is continued over the period t4 to t6, but the idling operation during the period t4 to t5 is not essential.

また、本実施形態では、読出信号発生回路１５が加熱動作と放熱動作とを一通り行う度に、つまり計測期間Ｔｂが終了する度にアイドリング動作を行うことにより、センサ回路７への印加電圧Ｖｒを計測期間Ｔｂが終了する度に加熱値と放熱値との平均値（中間値）となるアイドリング値Ａに戻すようにしてあるので、センサ素子Ｓにおいて加熱と放熱との対称性が維持され赤外線受光量の検出精度の向上が期待できる。ただし、このように計測期間Ｔｂが終了する度にアイドリング動作を行わせる構成は必須ではなく、また、読出信号発生回路１５が加熱動作と放熱動作とを複数回ずつ行う度に、つまり複数回の計測期間Ｔｂが終了する度にアイドリング動作を行うようにしてもよい。   Further, in this embodiment, the read signal generation circuit 15 performs an idling operation every time the heating operation and the heat radiation operation are completed, that is, every time the measurement period Tb ends, whereby the applied voltage Vr to the sensor circuit 7 is obtained. Is returned to the idling value A that is the average value (intermediate value) of the heating value and the heat radiation value every time the measurement period Tb ends, so that the symmetry between the heating and the heat radiation is maintained in the sensor element S. Improvement in detection accuracy of the amount of received light can be expected. However, the configuration in which the idling operation is performed every time the measurement period Tb ends as described above is not essential, and every time the readout signal generation circuit 15 performs the heating operation and the heat radiation operation a plurality of times, that is, a plurality of times. The idling operation may be performed every time the measurement period Tb ends.

（実施形態２）
本実施形態の赤外線センサ装置１は、図６に示すように筐体２の窓孔５を閉塞する閉塞位置（図６（ｃ）の状態）と開放する開放位置（図６（ｂ）の状態）との間で移動可能なシャッター２６を有する点が実施形態１の赤外線センサ装置１とは相違する。シャッター２６は赤外線を遮断する材料からなり、シャッター２６が閉塞位置にある状態では、赤外線は窓孔５を通して筐体２内に照射することがないので、センサ素子Ｓへの赤外線照射が禁止されることとなる。 (Embodiment 2)
As shown in FIG. 6, the infrared sensor device 1 according to the present embodiment has a closed position (state shown in FIG. 6C) that closes the window hole 5 of the housing 2 and an open position (state shown in FIG. 6B). The infrared sensor device 1 according to the first embodiment is different from the infrared sensor device 1 in that the shutter 26 is movable between The shutter 26 is made of a material that blocks infrared rays. In the state where the shutter 26 is in the closed position, infrared rays are not irradiated into the housing 2 through the window holes 5, so that infrared irradiation to the sensor element S is prohibited. It will be.

オフセット値レジスタ２０へのオフセット値ｒ０の設定を行うためには、センサ素子Ｓへの赤外線照射が禁止された環境を用意する必要がある。本実施形態の構成によれば、シャッター２６を閉塞位置に移動するだけでセンサ素子Ｓへの赤外線照射を容易に禁止できるので、オフセット値レジスタ２０へのオフセット値ｒ０の設定を簡単に行うことができる。そこで、本実施形態の赤外線センサ装置１は、オフセット値ｒ０の設定を適当な時間間隔で行いオフセット値ｒ０を更新していく構成を採用している。   In order to set the offset value r0 in the offset value register 20, it is necessary to prepare an environment where infrared irradiation to the sensor element S is prohibited. According to the configuration of the present embodiment, since the infrared irradiation to the sensor element S can be easily prohibited simply by moving the shutter 26 to the closed position, the offset value r0 can be easily set in the offset value register 20. it can. Therefore, the infrared sensor device 1 of the present embodiment employs a configuration in which the offset value r0 is updated by setting the offset value r0 at an appropriate time interval.

以下に、赤外線センサ装置１の動作について図７を参照して説明する。なお、図７では、（ａ）に赤外線の照射量、（ｂ）にセンサ回路７への印加電圧Ｖｒ、（ｃ）にセンサ素子Ｓａの抵抗値Ｒａ、（ｄ）に出力値Ｖｏｕｔ、（ｅ）に加熱時レジスタ２４の内容、（ｆ）に放熱レジスタ２５の内容、（ｇ）に平均値レジスタ１８の内容、（ｈ）にオフセット値レジスタ２０の内容、（ｉ）に検出値レジスタ２１の内容を示す。本実施形態の基本的な動作は図４に示した実施形態１の動作と同様であるから、実施形態１と共通する動作については説明を省略する。   Below, operation | movement of the infrared sensor apparatus 1 is demonstrated with reference to FIG. In FIG. 7, (a) shows the amount of infrared irradiation, (b) shows the applied voltage Vr to the sensor circuit 7, (c) shows the resistance value Ra of the sensor element Sa, (d) shows the output value Vout, (e ) In the heating register 24, (f) in the heat dissipation register 25, (g) in the average value register 18, (h) in the offset value register 20, (i) in the detected value register 21. Show the contents. Since the basic operation of the present embodiment is the same as the operation of the first embodiment shown in FIG. 4, the description of the operations common to the first embodiment is omitted.

図７では、期間ｔ０〜ｔ４を遮断期間Ｔ０とし、シャッター２６を閉塞位置に配置してセンサ素子Ｓａへの赤外線照射を禁止している。この状態で期間ｔ２〜ｔ４の計測期間Ｔｂに計測された計測値が、時点ｔ６においてオフセット値ｒ０として設定される。   In FIG. 7, the period t0 to t4 is set as the cutoff period T0, and the shutter 26 is arranged at the closed position to prohibit the infrared irradiation to the sensor element Sa. In this state, the measurement value measured in the measurement period Tb of the periods t2 to t4 is set as the offset value r0 at the time point t6.

一方、期間ｔ４〜ｔ１１は、シャッター２６が開放位置に配置されセンサ素子Ｓａで赤外線を受光可能な状態にある。この状態で期間ｔ５〜ｔ７および期間ｔ８〜ｔ１０の計測期間Ｔｂに計測された計測値に関しては、時点ｔ６で設定されたオフセット値ｒ０を用いて検出値ｒ１がそれぞれ検出される（時点ｔ９、時点ｔ１２）。   On the other hand, during the period t4 to t11, the shutter 26 is disposed at the open position and the sensor element Sa can receive infrared rays. In this state, with respect to the measurement values measured in the measurement periods Tb of the periods t5 to t7 and the periods t8 to t10, the detection value r1 is detected using the offset value r0 set at the time t6 (time t9, time t t12).

ここで、時点ｔ１１以降に再び遮断期間Ｔ０を設定し、シャッター２６を閉塞位置に配置してセンサ素子Ｓａへの赤外線照射を禁止している。この状態で期間ｔ１３〜ｔ１５の計測期間Ｔｂに計測された計測値によって、オフセット値レジスタ２０内のオフセット値ｒ０が更新され、次回の赤外線受光量の検出時には、更新後のオフセット値ｒ０を用いて検出値ｒ１が検出される。   Here, after the time t11, the cutoff period T0 is set again, and the shutter 26 is disposed at the closed position to prohibit infrared irradiation to the sensor element Sa. In this state, the offset value r0 in the offset value register 20 is updated by the measurement value measured in the measurement period Tb of the period t13 to t15, and the updated offset value r0 is used at the next detection of the amount of received infrared light. A detection value r1 is detected.

上述した構成により、たとえば赤外線センサ装置１の使用環境（周囲温度など）が変わっても、常に適正な値がオフセット値ｒ０として設定されることとなり、赤外線受光量の検出精度の向上が期待できる。その他の構成および機能は実施形態１と同様である。   With the above-described configuration, for example, even if the use environment (such as ambient temperature) of the infrared sensor device 1 changes, an appropriate value is always set as the offset value r0, and improvement in detection accuracy of the amount of received infrared light can be expected. Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.

なお、上述した各実施形態では、多数のセンサ素子１を有するセンサアレイ３を備えた赤外線イメージセンサを赤外線センサ装置１の一例として示したが、本発明は、赤外線イメージセンサに限らず、赤外線受光による温度上昇に応じて抵抗値が変化する抵抗ボロメータからなるセンサ素子Ｓを備え、センサ素子Ｓの抵抗値の変化に基づいて赤外線の受光量を検出する種々の赤外線センサ装置１に適用することができる。   In each of the above-described embodiments, an infrared image sensor including the sensor array 3 having a large number of sensor elements 1 is shown as an example of the infrared sensor device 1. However, the present invention is not limited to the infrared image sensor, and receives infrared light. The sensor element S includes a resistance bolometer whose resistance value changes in response to a temperature rise due to the temperature, and can be applied to various infrared sensor devices 1 that detect the amount of received infrared light based on the change in the resistance value of the sensor element S. it can.

本発明の実施形態１の要部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the principal part of Embodiment 1 of this invention. 同上の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。The structure same as the above is shown, (a) is a front view and (b) is a sectional view. 同上の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows a structure same as the above. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 本発明の実施形態２の構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はシャッターが開放位置にある状態の断面図、（ｃ）はシャッターが閉塞位置にある状態の断面図である。FIGS. 2A and 2B show a configuration of Embodiment 2 of the present invention, in which FIG. 3A is a front view, FIG. 2B is a cross-sectional view in a state where a shutter is in an open position, and FIG. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 従来例の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 赤外線センサ装置
７ センサ回路
８ 計測手段
２０ オフセット値レジスタ（オフセット値保持手段）
２１ 検出値レジスタ（検出手段）
Ａ アイドリング値
ｒ０ オフセット値
ｒ１ 検出値
Ｓ センサ素子
Ｔａ アイドリング期間
Ｔｂ 計測期間
α 既定値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared sensor apparatus 7 Sensor circuit 8 Measuring means 20 Offset value register (offset value holding means)
21 Detection value register (detection means)
A Idling value r0 Offset value r1 Detected value S Sensor element Ta Idling period Tb Measurement period α Default value

Claims (4)

赤外線受光による温度上昇に応じて抵抗値が変化する抵抗ボロメータからなるセンサ素子と、前記センサ素子を含むセンサ回路に読出電圧を印加して前記センサ素子に電流を流すことにより、前記センサ素子の抵抗値に相当する計測値を計測する計測手段と、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態で前記計測手段により計測された前記計測値をオフセット値として保持するオフセット値保持手段と、前記センサ素子が赤外線を受光している状態で前記計測手段により計測された前記計測値と前記オフセット値との差分を、前記センサ素子での赤外線の受光量を表す検出値として検出する検出手段とを備え、
前記計測手段は、
前記読出電圧を前記センサ回路に印加する計測期間の前に、所定のアイドリング値の電圧を前記センサ回路に印加するアイドリング動作を前記センサ素子の温度が安定するまで行うアイドリング期間を有し、
前記アイドリング期間においては、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態と受光している状態とで同等のアイドリング動作を行い、
前記計測期間においては、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態と前記センサ素子が赤外線を受光している状態とのいずれにおいても、既定値を前記アイドリング値に加算した加熱値の電圧を前記読出電圧として印加する加熱動作と、前記アイドリング値から前記既定値を減算した放熱値の電圧を前記読出電圧として印加する放熱動作とを交互に行う
ことを特徴とする赤外線センサ装置。 A sensor element resistance value is a resistance bolometer that varies depending on the temperature rise due to infrared light, by supplying current to the sensor element by applying a read voltage to the sensor circuit including the sensor element, the resistance of the sensor element measurement means for measuring a measurement value corresponding to the value, and the offset value holding means for the sensor element is held as the offset value measured the measured value by the measuring means in a state that is not receiving infrared rays, the sensor element There and detecting means for detecting a difference between the measured value and the offset value measured by said measuring means in a state that receives infrared rays, as a detection value representing the amount of received infrared by the sensor element,
The measuring means includes
Before the measurement period for applying the read voltage to the sensor circuit has an idling period for idling operation of applying a voltage of a predetermined idling value to the sensor circuit to the temperature of the sensor element is stabilized,
Wherein the idling period, have rows equivalent idling operation in a state where the sensor element is received in a state that does not receive the infrared,
In the measurement period, the voltage of the heating value obtained by adding a predetermined value to the idling value in both the state where the sensor element does not receive infrared light and the state where the sensor element receives infrared light. infrared sensor device comprising a heating operation of applying a read voltage, that intends rows alternating between heat radiation operation of applying a voltage of the heat dissipation value obtained by subtracting the predetermined value from the idling value as the read voltage. 前記計測手段は、前記センサ素子が赤外線を受光していない状態での前記計測期間において、前記アイドリング値よりも小さい前記既定値を用いて前記加熱動作と前記放熱動作とを同一時間長で交互に行い、
前記オフセット値保持手段は、前記加熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値と前記放熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値との平均値を前記オフセット値として保持する
ことを特徴とする請求項１記載の赤外線センサ装置。 It said measuring means, in the measurement period in a state where the sensor element does not receive the infrared, alternating with the heat radiation operation and the heating operation at the same time length by using the default value is smaller than the idling value Done
The offset value holding means, the average value of a value corresponding to the resistance value of the sensor element to be measured value corresponding to the resistance value of the sensor element to be measured during the heating operation and in the heat radiation operation The infrared sensor device according to claim 1, wherein the infrared sensor device is held as an offset value. 前記計測手段は、前記センサ素子が赤外線を受光している状態での前記計測期間において、前記アイドリング値よりも小さい前記既定値を用いて前記加熱動作と前記放熱動作とを同一時間長で交互に行い、
前記検出手段は、前記加熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値と前記放熱動作中に計測される前記センサ素子の抵抗値に相当する値との平均値と前記オフセット値との差分を前記検出値として検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の赤外線センサ装置。 It said measuring means, in the measurement period in a state where the sensor element is receiving infrared rays, alternating with the heat radiation operation and the heating operation at the same time length by using the default value is smaller than the idling value Done
It said detection means, the mean value and the offset value of a value corresponding to the resistance value of the sensor element to be measured value corresponding to the resistance value of the sensor element to be measured during the heating operation and in the heat radiation operation The infrared sensor device according to claim 1, wherein a difference between the two is detected as the detection value. 前記計測手段は、前記加熱動作と前記放熱動作とを少なくとも１回ずつ行う度に、前記アイドリング動作を行う
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の赤外線センサ装置。 Said measuring means, each time of performing at least once and said heat radiation operation and the heating operation, the infrared sensor device according to any one of claims 1 to claim 3, characterized in that performing the idling operation .
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