JPH0989671A - Infrared sensing circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線を検知する
存在検知型の赤外線検知回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a presence detection type infrared detection circuit for detecting infrared rays.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２は、先願に係る赤外線検知回路の全
体構成を示す回路図である。特願平７−０６９３６８号
で、以下に示すような赤外線検知回路を提案している。
本出願人は、温度変化によって自身の抵抗値を変化させ
るサーミスタ等の赤外線感応抵抗体Ｒｔ11，・・・をマ
トリクス状（図示例では４×４）に２次元配置し、各赤
外線感応抵抗体Ｒｔ11，・・・の一端を列方向に接続
し、他端を行方向に接続してマトリクス回路を構成して
いる。そして、列ラインの選択を２接点の切換接点部を
４回路分備えたスイッチＳＷ１で行い、このスイッチＳ
Ｗ１の各切換接点部の第１接点はグランドに接続され、
第２接点は反転増幅器ＯＰの−入力端に接続されてい
る。また、行ラインの選択を１回路４接点のスイッチＳ
Ｗ２で行い、スイッチＳＷ２の共通端子は周波数ｆ0な
る交流を発生する発振器から成る交流電源Ｅａに接続さ
れている。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram showing the overall configuration of an infrared detection circuit according to the prior application. Japanese Patent Application No. 7-069368 proposes an infrared detection circuit as shown below.
The applicant has arranged two-dimensionally the infrared sensitive resistors Rt11, ... Such as thermistors, which change their resistance value by temperature change, in a matrix (4 × 4 in the illustrated example), and each infrared sensitive resistor Rt11. , ... are connected in the column direction and the other ends are connected in the row direction to form a matrix circuit. Then, the selection of the column line is performed by the switch SW1 provided with the switching contact portion of 2 contacts for 4 circuits.
The first contact of each switching contact portion of W1 is connected to the ground,
The second contact is connected to the-input of the inverting amplifier OP. Moreover, the selection of the row line is performed by a switch S with one circuit and four contacts.
The common terminal of the switch SW2 is connected to an AC power source Ea composed of an oscillator that generates an alternating current having a frequency f0.
【０００３】反転増幅器ＯＰは、スイッチＳＷ１，ＳＷ
２で選択された赤外線感応抵抗体Ｒｔmnを入力抵抗とす
るとともに、基準抵抗Ｒrefを帰還抵抗としたもので、
その出力電圧Ｖinは、交流加算増幅器ＡＣの一方の入力
端に入力されるようになっている。交流加算増幅器ＡＣ
は、反転増幅器ＯＰの出力電圧Ｖinと、交流電源Ｅａの
電圧を加算して出力電圧Ｖacを出力するものであり、赤
外線感応抵抗体Ｒｔ11，・・・に輻射熱が入射しない場
合は抵抗値Ｒｔmn＝Ｒrefとなり、逆位相・同一振幅の
交流信号は打ち消し合い、Ｖac＝０となるが、輻射熱が
入射した場合、抵抗値のバランスが崩れ、電圧Ｖacが現
れる。同期検波・積分回路Ｄitは電圧信号Ｖacを同期検
波して積分し、交流実行値電圧及び位相に比例した直流
電圧Ｖoutとして出力する。この出力電圧Ｖoutが輻射熱
量に対応した検知信号となる。The inverting amplifier OP includes switches SW1 and SW.
The infrared sensitive resistor Rtmn selected in 2 is used as an input resistance, and the reference resistance Rref is used as a feedback resistance.
The output voltage Vin is input to one input terminal of the AC summing amplifier AC. AC summing amplifier AC
Is for adding the output voltage Vin of the inverting amplifier OP and the voltage of the AC power supply Ea to output the output voltage Vac. When the radiant heat is not incident on the infrared sensitive resistors Rt11 ,. Rref, AC signals of opposite phase and same amplitude cancel each other out, and Vac becomes 0. However, when radiant heat is incident, the resistance value is unbalanced and the voltage Vac appears. The synchronous detection / integration circuit Dit synchronously detects and integrates the voltage signal Vac, and outputs it as a DC voltage Vout proportional to the AC execution value voltage and the phase. This output voltage Vout becomes a detection signal corresponding to the amount of radiant heat.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な構成の赤外線検知回路においては、赤外線感応抵抗体
Ｒｔ11，・・・の基準温度での抵抗値にばらつきがあっ
た。そのため、赤外線を入射しないようにした状態、つ
まり、全ての赤外線感応抵抗体Ｒｔ11，・・・が基準温
度で信号を検出したとき、その出力には必ずばらつきが
あった。However, in the infrared detecting circuit configured as described above, the resistance values of the infrared sensitive resistors Rt11, ... Therefore, when the infrared rays are not incident, that is, when all the infrared sensitive resistors Rt11, ... Detect signals at the reference temperature, the outputs always have variations.
【０００５】また、赤外線感応抵抗体に関わらず他の素
子を使用した場合においても、一般的に多素子で２次元
配列した構成では、素子の特性のばらつきが問題となっ
た。Even when other elements are used irrespective of the infrared sensitive resistor, variations in element characteristics generally pose a problem in a two-dimensional array of multiple elements.
【０００６】ここで、赤外線の検出範囲が広く、かつ、
精度が要求されなければ、この素子のばらつきを無視す
ることができるが、精度が狭く、かつ、精度が要求され
るところではこの素子のばらつきが問題となってくる。Here, the infrared detection range is wide, and
If the accuracy is not required, the variation of the element can be ignored, but the variation of the element becomes a problem when the accuracy is narrow and the accuracy is required.
【０００７】また、素子数が少ない場合には個々にばら
つきを補正することも可能であるが、数が多くなると複
雑になってしまい実質上ばらつきを補正することが不可
能となってしまう。Further, when the number of elements is small, it is possible to correct the variation individually, but when the number is large, it becomes complicated and it becomes substantially impossible to correct the variation.
【０００８】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、赤外線検出素子の抵
抗値のばらつきを容易に補正することができ、かつ、精
度の高い赤外線検知回路を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make it possible to easily correct variations in the resistance value of an infrared detecting element and to provide infrared rays with high accuracy. It is to provide a detection circuit.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
赤外線による輻射熱を検出する赤外線検出素子を２次元
配列した赤外線検知部と、赤外線検出素子と同特性を示
す抵抗体に赤外線の輻射熱が伝わらないようにしたリフ
ァレンス部と、前記赤外線検出素子からの信号と前記基
準素子の赤外線による輻射熱に対応した熱による抵抗変
化とを電圧信号に変換し差分をとって増幅する処理部と
を有して成る赤外線検知回路において、前記赤外線検知
部で検知されたアナログ信号をデジタル信号に変換して
出力するＡ／Ｄ変換部と、該Ａ／Ｄ変換部から出力され
たデジタル信号を記憶するメモリと、該メモリに記憶さ
れているデジタル信号をアナログ信号に変換して出力す
るＤ／Ａ変換部と、該Ｄ／Ａ変換部から出力されたアナ
ログ信号をフィードバックし前記赤外線検知部で検知さ
れたアナログ信号から減算する減算器とを付加し、前記
メモリには、予め、前記赤外線検知部に赤外線を入射さ
せない状態で出力された信号を記憶しておき、前記赤外
線検知部に赤外線が入射されたときに出力される信号か
ら前記メモリに記憶されている信号を、前記減算器によ
り減算するようにしたことを特徴とするものである。According to the first aspect of the present invention,
An infrared detecting section in which infrared detecting elements for detecting radiant heat due to infrared rays are two-dimensionally arranged, a reference section for preventing infrared radiant heat from being transmitted to a resistor having the same characteristics as the infrared detecting element, and a signal from the infrared detecting element. And an analog detection detected by the infrared detection unit in an infrared detection circuit including a processing unit that converts a resistance change due to heat corresponding to radiant heat due to infrared rays of the reference element into a voltage signal and takes a difference to amplify the voltage signal. An A / D conversion unit that converts the signal into a digital signal and outputs the digital signal, a memory that stores the digital signal output from the A / D conversion unit, and a digital signal stored in the memory that is converted into an analog signal And an analog signal detected by the infrared detection unit by feeding back an analog signal output from the D / A conversion unit And a subtracter for subtracting from the memory, and the memory stores in advance a signal output in a state where infrared rays are not incident on the infrared detection unit, and when infrared rays are incident on the infrared detection unit. The signal stored in the memory is subtracted from the output signal by the subtractor.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態
に係る赤外線検知回路の全体構成を示すブロック図であ
る。本実施形態に係る赤外線検知回路は、赤外線センサ
１と基準抵抗体Ｒrefと信号変換回路２とフィルタ３と
プリアンプ４と減算器５とアンプ６とスイッチＳＷとＡ
／Ｄ変換器７とマイコン８とメモリ９とＤ／Ａ変換器１
０とを有して成る。赤外線センサ１は、赤外線による輻
射熱を検出する赤外線検出素子として赤外線感応抵抗体
を８行８列に２次元配列したものである。信号変換回路
２は、赤外線センサ１から入力された抵抗値を電圧信号
に変換するものである。フィルタ３は、信号変換回路２
から入力された電圧信号からノイズ成分を除去するもの
である。プリアンプ４は、フィルタ３から入力された信
号をある程度増幅して出力するものである。Ａ／Ｄ変換
器７は、プリアンプ４からスイッチＳＷを介して入力さ
れた信号をデジタル信号に変換するものである。メモリ
９は、Ａ／Ｄ変換器７で変換されたデジタル信号を記憶
するものであり、マイコン８は、メモリ９に記憶されて
いる信号の処理を行うものである。Ｄ／Ａ変換器１０
は、メモリ９に記憶されているデジタル信号をアナログ
信号に変換するものである。基準抵抗体Ｒrefは、赤外
線センサ１からの出力との差分をとるためのものであ
り、赤外線感応抵抗体と周囲温度に対応した特性が同じ
ものを使用する。減算器６は、プリアンプ４からの出力
信号からＤ／Ａ変換器１０で変換されたアナログ信号を
減算するものである。アンプ６は、減算器５からの出力
される信号と基準抵抗体Ｒrefから出力された信号との
差分をとり増幅するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an infrared detection circuit according to an embodiment of the present invention. The infrared detection circuit according to this embodiment includes an infrared sensor 1, a reference resistor Rref, a signal conversion circuit 2, a filter 3, a preamplifier 4, a subtractor 5, an amplifier 6, a switch SW and an A.
/ D converter 7, microcomputer 8, memory 9, D / A converter 1
0 and. The infrared sensor 1 is a two-dimensional array of infrared sensitive resistors arranged in 8 rows and 8 columns as an infrared detection element for detecting radiant heat due to infrared rays. The signal conversion circuit 2 converts the resistance value input from the infrared sensor 1 into a voltage signal. The filter 3 is a signal conversion circuit 2
The noise component is removed from the voltage signal input from the. The preamplifier 4 amplifies the signal input from the filter 3 to some extent and outputs it. The A / D converter 7 converts a signal input from the preamplifier 4 via the switch SW into a digital signal. The memory 9 stores the digital signal converted by the A / D converter 7, and the microcomputer 8 processes the signal stored in the memory 9. D / A converter 10
Is for converting a digital signal stored in the memory 9 into an analog signal. The reference resistor Rref is for obtaining the difference from the output from the infrared sensor 1, and the one having the same characteristics corresponding to the ambient temperature as the infrared sensitive resistor is used. The subtractor 6 subtracts the analog signal converted by the D / A converter 10 from the output signal from the preamplifier 4. The amplifier 6 is for amplifying the difference between the signal output from the subtractor 5 and the signal output from the reference resistor Rref.
【００１１】以下、本実施形態の動作について図１に基
づき説明する。まず、図１（ａ）に示すように初期状態
の検出として、スイッチＳＷを端子ａ側に接続する。そ
して、赤外線センサ１に赤外線を入射しない状態または
検出する熱源がない状態での信号を検出し、検出された
信号を信号変換回路２により電圧信号に変換し、フィル
タ３を通してノイズ成分を除去する。フィルタ３から出
力される信号は、プリアンプ４である程度増幅され、ス
イッチＳＷを介してＡ／Ｄ変換器７に入力され、デジタ
ル信号に変換されてメモリ９に記憶される。The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, as an initial state detection, the switch SW is connected to the terminal a side. Then, a signal in a state where infrared rays are not incident on the infrared sensor 1 or a state in which there is no heat source to detect is detected, the detected signal is converted into a voltage signal by the signal conversion circuit 2, and a noise component is removed through the filter 3. The signal output from the filter 3 is amplified to some extent by the preamplifier 4, input to the A / D converter 7 via the switch SW, converted into a digital signal, and stored in the memory 9.
【００１２】次に、図１（ｂ）に示すように赤外線の検
出として、スイッチＳＷを端子ｂ側に接続し、赤外線セ
ンサ１に赤外線が入射された状態での信号を検出し、検
出された信号を信号変換回路２により電圧信号に変換
し、フィルタ３を通してノイズ成分を除去する。フィル
タ３から出力される信号は、プリアンプ４である程度増
幅され、減算器５に入力される。この時、先にメモリ９
に記憶したデジタル信号をＤ／Ａ変換器１０によりアナ
ログ信号に変換し減算器５に入力する。そして、減算器
５において、赤外線センサ１に赤外線が入射された状態
での信号からＤ／Ａ変換器１０により変換されたアナロ
グ信号を減算して出力する。このようにすることにより
初期状態での赤外線感応抵抗体の抵抗値のばらつきが補
正できる。Next, as shown in FIG. 1B, as a detection of infrared rays, a switch SW is connected to the terminal b side, and a signal in a state where infrared rays are incident on the infrared sensor 1 is detected and detected. The signal is converted into a voltage signal by the signal conversion circuit 2, and the noise component is removed through the filter 3. The signal output from the filter 3 is amplified to some extent by the preamplifier 4 and input to the subtractor 5. At this time, memory 9
The digital signal stored in is converted into an analog signal by the D / A converter 10 and input to the subtractor 5. Then, the subtractor 5 subtracts the analog signal converted by the D / A converter 10 from the signal in the state where infrared rays are incident on the infrared sensor 1 and outputs the subtracted signal. By doing so, variations in the resistance value of the infrared sensitive resistor in the initial state can be corrected.
【００１３】その後、アンプ６において、基準抵抗体Ｒ
refからの信号との差分をとり増幅することで周囲温度
との相対温度差に対応した信号を検出することができ
る。そして、検出された信号は、Ａ／Ｄ変換器７により
デジタル信号に変換され、メモリ９に記憶される。Then, in the amplifier 6, the reference resistor R
A signal corresponding to the relative temperature difference from the ambient temperature can be detected by amplifying the difference from the signal from ref. Then, the detected signal is converted into a digital signal by the A / D converter 7 and stored in the memory 9.
【００１４】従って、本実施形態においては、予め、赤
外線センサ１に赤外線が入射されない状態の信号をメモ
リ９に記憶しておき、赤外線センサ１に赤外線が入射さ
れた状態の信号から、メモリ９に記憶されている信号を
減算することにより、赤外線感応抵抗体の抵抗値の初期
状態のばらつきを補正することができる。Therefore, in this embodiment, a signal indicating that infrared rays are not incident on the infrared sensor 1 is stored in the memory 9 in advance, and the signal indicating that infrared rays are incident on the infrared sensor 1 is stored in the memory 9. By subtracting the stored signal, it is possible to correct the variation in the initial state of the resistance value of the infrared sensitive resistor.
【００１５】[0015]
【発明の効果】請求項１記載の発明は、赤外線による輻
射熱を検出する赤外線検出素子を２次元配列した赤外線
検知部と、赤外線検出素子と同特性を示す抵抗体に赤外
線の輻射熱が伝わらないようにしたリファレンス部と、
赤外線検出素子からの信号と基準素子の赤外線による輻
射熱に対応した熱による抵抗変化とを電圧信号に変換し
差分をとって増幅する処理部とを有して成る赤外線検知
回路において、赤外線検知部で検知されたアナログ信号
をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、Ａ
／Ｄ変換部から出力されたデジタル信号を記憶するメモ
リと、メモリに記憶されているデジタル信号をアナログ
信号に変換して出力するＤ／Ａ変換部と、Ｄ／Ａ変換部
から出力されたアナログ信号をフィードバックし赤外線
検知部で検知されたアナログ信号から減算する減算器と
を付加し、メモリには、予め、赤外線検知部に赤外線を
入射させない状態で出力された信号を記憶しておき、赤
外線検知部に赤外線が入射されたときに出力される信号
からメモリに記憶されている信号を、減算器により減算
するようにしたので、赤外線検出素子の抵抗値のばらつ
きを容易に補正することができ、かつ、精度の高い赤外
線検知回路を提供することができた。According to the first aspect of the present invention, the radiant heat of infrared rays is prevented from being transmitted to the infrared detecting section in which the infrared detecting elements for detecting the radiant heat due to infrared rays are two-dimensionally arranged and the resistor having the same characteristics as the infrared detecting element. And the reference section
In the infrared detection circuit, the infrared detection circuit comprises a signal from the infrared detection element and a processing section for converting the resistance change due to heat corresponding to the radiant heat from the infrared ray of the reference element into a voltage signal and amplifying the difference by taking the difference. An A / D converter that converts the detected analog signal into a digital signal and outputs the digital signal;
A memory that stores the digital signal output from the / D conversion unit, a D / A conversion unit that converts the digital signal stored in the memory into an analog signal and outputs the analog signal, and an analog output from the D / A conversion unit Add a subtracter that feeds back the signal and subtracts it from the analog signal detected by the infrared detector, and the memory stores the signal output in advance without the infrared detector entering the infrared detector. Since the signal stored in the memory is subtracted by the subtractor from the signal output when infrared rays are incident on the detection unit, it is possible to easily correct the variation in the resistance value of the infrared detection element. It was possible to provide a highly accurate infrared detection circuit.
【図１】本発明の一実施形態に係る赤外線検知回路の全
体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an infrared detection circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来例に係る赤外線検出回路の全体構成を示す
模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall configuration of an infrared detection circuit according to a conventional example.
１ 赤外線センサ ２ 信号変換回路 ３ フィルタ ４ プリアンプ ５ 減算器 ６ アンプ ７ Ａ／Ｄ変換器 ８ マイコン ９ メモリ １０ Ｄ／Ａ変換器 ＳＷ スイッチ Ｒref 基準抵抗体 1 infrared sensor 2 signal conversion circuit 3 filter 4 preamplifier 5 subtractor 6 amplifier 7 A / D converter 8 microcomputer 9 memory 10 D / A converter SW switch Rref reference resistor
Claims (1)
出素子を２次元配列した赤外線検知部と、赤外線検出素
子と同特性を示す抵抗体に赤外線の輻射熱が伝わらない
ようにしたリファレンス部と、前記赤外線検出素子から
の信号と前記基準素子の赤外線による輻射熱に対応した
熱による抵抗変化とを電圧信号に変換し差分をとって増
幅する処理部とを有して成る赤外線検知回路において、
前記赤外線検知部で検知されたアナログ信号をデジタル
信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、該Ａ／Ｄ変換
部から出力されたデジタル信号を記憶するメモリと、該
メモリに記憶されているデジタル信号をアナログ信号に
変換して出力するＤ／Ａ変換部と、該Ｄ／Ａ変換部から
出力されたアナログ信号をフィードバックし前記赤外線
検知部で検知されたアナログ信号から減算する減算器と
を付加し、前記メモリには、予め、前記赤外線検知部に
赤外線を入射させない状態で出力された信号を記憶して
おき、前記赤外線検知部に赤外線が入射されたときに出
力される信号から前記メモリに記憶されている信号を、
前記減算器により減算するようにしたことを特徴とする
赤外線検知回路。1. An infrared detecting section in which infrared detecting elements for detecting radiant heat due to infrared rays are two-dimensionally arranged, a reference section for preventing infrared radiant heat from being transmitted to a resistor having the same characteristics as the infrared detecting element, and the infrared ray. In an infrared detection circuit comprising a signal from a detection element and a processing unit for converting a resistance change due to heat corresponding to radiant heat of infrared rays of the reference element into a voltage signal and amplifying it by taking a difference,
An A / D converter that converts the analog signal detected by the infrared detector into a digital signal and outputs the digital signal, a memory that stores the digital signal output from the A / D converter, and a memory that stores the digital signal. A D / A conversion unit for converting a digital signal that is present into an analog signal and outputting the analog signal; and a subtractor for feeding back the analog signal output from the D / A conversion unit and subtracting it from the analog signal detected by the infrared detection unit. In addition, the memory stores in advance a signal output in a state where infrared rays are not incident on the infrared detection unit, and the signal output when infrared rays are incident on the infrared detection unit is stored in the memory. The signals stored in the memory
An infrared detection circuit characterized in that the subtractor is used for subtraction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25073895A JPH0989671A (en) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | Infrared sensing circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25073895A JPH0989671A (en) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | Infrared sensing circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989671A true JPH0989671A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17212311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25073895A Pending JPH0989671A (en) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | Infrared sensing circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989671A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7729449B2 (en) | 2002-07-30 | 2010-06-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Digital signal processing and receiving apparatus and method |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP25073895A patent/JPH0989671A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7729449B2 (en) | 2002-07-30 | 2010-06-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Digital signal processing and receiving apparatus and method |
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