(57)【要約】【課題】対象物体の検出の精度を向上し、検出における誤りを低減する移動方向検出装置を提供する。【解決手段】移動方向検出装置は、対象物体の有無により出力する信号が変化するセンサ部と、前記センサ部から出力される信号のレベルの変化に応じて、前記対象物体の有無を判断する閾値を変化させて、前記センサ部から出力される信号と該閾値とを比較することにより前記対象物体の有無を示すパルス信号を出力する比較部と、前記比較回路から出力されるパルス信号から前記対象物体の移動方向を出力する判定部とを具備する。【選択図】図１
2010185770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体の有無により出力する信号が変化するセンサ部と、
前記センサ部から出力される信号のレベルの変化に応じて、前記対象物体の有無を判断する閾値を変化させて、前記センサ部から出力される信号と該閾値とを比較することにより前記対象物体の有無を示すパルス信号を出力する比較部と、
前記比較部から出力されるパルス信号から前記対象物体の移動方向を出力する判定部と
を具備することを特徴とする移動方向検出装置。
【請求項２】
前記比較部は、
反転入力端に前記センサ部から出力される信号が入力され、非反転入力端に正帰還抵抗を介して出力端から出力される信号が入力され、該出力端から前記判定部に前記パルス信号を出力するコンパレータと、
前記反転入力端と前記非反転入力端との間に設けられた分圧抵抗と、
前記コンパレータの非反転入力端と接地点とを接続するコンデンサと
を備える複数の比較回路を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動方向検出装置。
【請求項３】
前記センサ部は、前記対象物体から放射される遠赤外線に応じた信号を出力する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動方向検出装置。
【請求項４】
前記センサ部は、
逆方向に直列接続した２つのサーモパイルを備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の移動方向検出装置。
【請求項５】
前記センサ部は、
２つの基準電位点間に直列接続された２つのボロメータを備え、
前記２つのボロメータとの間の接続点の電位を出力とする
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の移動方向検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動方向を検出する移動方向検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線センサを用いた人体又は人体の一部、例えば、手などの動きを検出する移動方向検出装置は、人体より放射される遠赤外線（波長約１０μｍ）を検出することで、人体又は人体の一部の有無を非接触で判別する装置である。特に、焦電型の赤外線センサを用いて、赤外線センサから出力される信号の波形に基づいて人体又は人体の一部の移動方向を判別する装置がある。
【０００３】
例えば、赤外線センサを用いた非接触入力装置（特許文献１）や、人体の移動方向を検出する人体移動方向判別装置（特許文献２）がある。また、このような装置などに用いられる赤外線センサを小型化された赤外線検出装置（特許文献３）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７７６２６号公報
【特許文献２】特開平５−０８１５０３号公報
【特許文献３】特開平９−３１８４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した赤外線センサを用いた装置においては、赤外線センサから出力される信号をアンプで増幅し、増幅した信号が予め定めた閾値を超えたか否かによってパルス信号を生成して、生成したパルス信号を用いて人体の移動方向などを検出している。
赤外線センサは、非接触センサであるため、人体又は人体の一部（以下、対象物体という。）と、赤外線センサとの間の距離が定まらず、赤外線センサから出力される信号のレベルは、対象物体と赤外線センサとの間の距離により大きく変動する。例えば、対象物体と赤外線センサとの間の距離が近いとき、赤外線センサの出力する信号レベルは大きいが、対象物体と赤外線センサとの間の距離が遠いとき、赤外線センサの出力する信号レベルは小さくなる。すなわち、赤外線センサが出力する信号のレベルは、対象物体と赤外線センサとの距離に応じて変化する。
【０００６】
このような特性を有する赤外線センサが出力する信号に対して、一定の値を有する閾値を設定することは困難であり、一定の値を有する閾値を用いてパルス信号を生成すると以下のような問題がある。
図８は、一定の閾値を用いて赤外線センサの出力信号からパルス信号を生成するコンパレータ回路の動作の一例を示した波形図である。横軸方向は時間を示し、縦軸方向はそれぞれの信号のレベル（電圧）を示す。また、入力電圧Ｖｉｎは赤外線センサから入力される信号であり、閾値電圧Ｖｔｈはパルス信号の生成に用いる閾値であり、出力信号Ｖｏｕｔは生成したパルス信号である。
【０００７】
図８（ａ）に示すように、対象物体と赤外線センサとの距離が近い場合、領域Ｂの入力電圧Ｖｉｎのように、信号レベルは大きく変化するので、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈを超えて、対象物体を検出したことを示すＬ（Ｌｏｗ：ロー）レベルの出力信号Ｖｏｕｔを出力する。
一方、対象物体と赤外線センサとの距離が遠い場合、領域Ａの入力電圧Ｖｉｎのように、信号レベルは小さく変化するので、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈを超えずに、赤外線センサが対象物体を検出したにもかかわらず、出力信号Ｖｏｕｔが変化せずに、検出において誤りが発生してしまう問題がある。
【０００８】
また、図８（ｂ）に示すように、赤外線センサが対象物体を検出する範囲において、人以外の熱源による赤外線、例えば、室内においては暖房器具や照明装置などにより、又、室外においては太陽光などにより温められた物体からの輻射などにより発生する遠赤外線により、赤外線センサから入力される入力電圧Ｖｉｎが高くなる温度ドリフトが発生すると、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈを超えて出力信号ＶｏｕｔがＬレベルに変化し、正しく対象物体の検出が行えずに誤りが発生してしまう問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、対象物体の検出の精度を向上し、検出における誤りを低減する移動方向検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、対象物体の有無により出力する信号が変化するセンサ部と、前記センサ部から出力される信号のレベルの変化に応じて、前記対象物体の有無を判断する閾値を変化させて、前記センサ部から出力される信号と該閾値とを比較することにより前記対象物体の有無を示すパルス信号を出力する比較部と、前記比較部から出力されるパルス信号から前記対象物体の移動方向を出力する判定部とを具備することを特徴とする移動方向検出装置である。
本発明によれば、比較部における閾値がセンサ部から出力される信号のレベルに応じて変化するので、外乱などにより生じる信号レベルの変化による移動方向の誤検出を低減させることができる。
【００１１】
（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記比較部は、反転入力端に前記センサ部から出力される信号が入力され、非反転入力端に正帰還抵抗を介して出力端から出力される信号が入力され、該出力端から前記判定部に前記パルス信号を出力するコンパレータと、前記反転入力端と前記非反転入力端との間に設けられた分圧抵抗と、前記コンパレータの非反転入力端と接地点とを接続するコンデンサとを備える複数の比較回路を有することを特徴とする。
また、このように構成される比較部を備えることで、センサ部が出力する信号の変化に応じて閾値を変化させることができる。
る。
【００１２】
（３）また、本発明は、上記記載の発明において、前記センサ部は、前記対象物体から放射される遠赤外線に応じた信号を出力することを特徴とする。
また、本発明に係る移動方向検出装置において、遠赤外線のセンサにより精度よく人体又は人体の一部の検出を行うことができる。
【００１３】
（４）また、本発明は、上記記載の発明において、前記センサ部は、逆方向に直列接続した２つのサーモパイルを備えることを特徴とする。
このように、差動動作させることにより、発生するノイズや温度ドリフトを相殺させて、低減させることができる。
【００１４】
（５）また、本発明は、上記記載の発明において、前記センサ部は、２つの基準電位点間に直列接続された２つのボロメータを備え、前記２つのボロメータとの間の接続点の電位を出力とすることを特徴とする。
このように、差動動作させることにより、発生するノイズや温度ドリフトを相殺させて、低減させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、移動方向検出装置は、対象物体の検出の精度を向上し、検出誤りを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態における移動方向検出装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本実施形態におけるコンパレータ回路５１ａの構成の一例を示す回路図である。
【図３】本実施形態におけるコンパレータ回路５１ａの動作を示す波形図である。
【図４】本実施形態におけるセンサ部１が有する赤外線センサ１１ａ、１１ｂの接続形態を示す概略図である。
【図５】本実施形態における移動方向検出装置１００の動作を示す波形図である。
【図６】第２実施形態における移動方向検出装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本実施形態における移動方向検出装置２００の動作を示す波形図である。
【図８】一定の閾値を用いて赤外線センサの出力信号からパルス信号を生成するコンパレータ回路の動作の一例を示した波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態における移動方向検出装置を図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態における移動方向検出装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、移動方向検出装置１００は、センサ部１と、信号増幅回路２と、反転回路３と、波形整形回路４ａ、４ｂと、比較部５と、遅延回路６ａ、６ｂと、判定部７とを具備する。センサ部１は、赤外線センサ１１ａ、１１ｂを有している。比較部５は、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂ（比較回路）を有している。判定部７は、判定回路７１ａ、７１ｂを有している。
【００１８】
センサ部１は、直列接続された赤外線センサ１１ａ、１１ｂが対象物体から放射される遠赤外線を検出して、検出した遠赤外線の量に応じたレベルの出力信号を信号増幅回路２に出力する。すなわち、センサ部１は、対象物体の放射する遠赤外線により、対象物体の有無を出力信号のレベルにより出力する。ここでは、対象物体とは、例えば、人体又は人体の一部、特に、手や指などである。
信号増幅回路２は、センサ部１から入力された信号を増幅して波形整形回路４ａと反転回路３とに出力する。
反転回路３は、信号増幅回路２から入力された信号を基準電位、例えば、接地電位に対して対称に反転して、反転した信号を波形整形回路４ｂに出力する。
【００１９】
波形整形回路４ａは、信号増幅回路２から入力された信号から基準電位、例えば、接地電位より低い信号をカットすることにより、入力された信号の波形を整形し、波形整形した信号をコンパレータ回路５１ａに出力する。
波形整形回路４ｂは、波形整形回路４ａと同じ構成を有しており、反転回路３から入力された信号に対して波形整形を行い、波形整形した信号をコンパレータ回路５１ｂに出力する。
【００２０】
コンパレータ回路５１ａは、波形整形回路４ａから入力される信号からセンサ部１の赤外線センサ１１ａが対象物体を検出したか否かの判定を行い、判定に応じたパルス信号を遅延回路６ａと判定回路７１ｂとに出力する。また、コンパレータ回路５１ａは、波形整形回路４ａから入力される信号のレベルの変化に応じて、対象物体を検出したか否かの判定に用いる閾値を変化させる。
コンパレータ回路５１ｂは、コンパレータ回路５１ａと同じ構成を有しており、波形整形回路４ｂから入力される信号からセンサ部１の赤外線センサ１１ｂが対象物体を検出したか否かの判定を行い、判定に応じたパルス信号を遅延回路６ｂと判定回路７１ａとに出力する。
【００２１】
遅延回路６ａは、コンパレータ回路５１ａから入力されるパルス信号を予め定められた時間ΔＴ遅延させた遅延信号を判定回路７１ａに出力する。
遅延回路６ｂは、遅延回路６ａと同じ構成を有しており、コンパレータ回路５１ｂから入力されるパルス信号を、遅延回路６ａと同じ時間ΔＴ遅延させた遅延信号を判定回路７１ｂに出力する。
【００２２】
判定回路７１ａは、遅延回路６ａから入力される遅延信号と、コンパレータ回路５１ｂから入力されるパルス信号とから、対象物体がＡ方向、図１における下方向、に移動したか否かを判定し、対象物体がＡ方向に移動したと判定すると、出力端子ＯｕｔＡにハイレベル（High Level）の出力信号を出力する。Ａ方向とは、言い換えると、赤外線センサ１１ａ、赤外線センサ１１ｂの順に対象物体を検出したときの対象物体の移動方向である。
判定回路７１ｂは、遅延回路６ｂから入力される遅延信号と、コンパレータ回路５１ａから入力されるパルス信号とから、対象物体がＢ方向、図１における上方向、に移動したか否かを判定し、対象物体がＢ方向に移動したと判定すると、出力端子ＯｕｔＢにハイレベルの出力信号を出力する。Ｂ方向とは、言い換えると、赤外線センサ１１ｂ、赤外線センサ１１ａの順位対象物体を検出したときの対象物体の移動方向、Ａ方向の反対方向である。
【００２３】
次に、図２は、本実施形態におけるコンパレータ回路５１ａの構成の一例を示す回路図である。コンパレータ回路５１ａは、コンパレータＣＭＰと、分圧抵抗Ｒ１と、正帰還抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ１とを有している。コンパレータＣＭＰは、非反転入力端に正帰還抵抗Ｒ２を介して出力端と接続され、反転入力端に外部（図１において波形整形回路４ａ）から信号が入力され、出力端からパルス信号をコンパレータ回路５１ａの出力として外部（図１において遅延回路６ａ及び判定回路７１ａ）に出力する。分圧抵抗Ｒ１は、コンパレータＣＭＰの非反転入力端と出力端とを接続する。コンデンサＣ１は、コンパレータＣＭＰの非反転入力端と、接地点とを接続する。
なお、本実施形態におけるコンパレータ回路５１ｂは、入力信号が波形整形回路４ｂ（図１）から入力され、パルス信号を遅延回路６ｂ及び判定回路７１ａ（図１）に出力する点を除いて、コンパレータ回路５１ａと同じ構成である。
【００２４】
続いて、コンパレータ回路５１ａの動作について説明する。
コンパレータ回路５１ａの入力信号の電圧である入力電圧Ｖｉｎは、コンパレータ回路５１ａの出力電圧Ｖｏｕｔの上限電圧ＶｏＨ以下、かつ、下限電圧ＶｏＬ以上（ＶｏＨ＞ＶｏＬ）とする。
赤外線センサ１１ａ、１１ｂが遠赤外線をほとんど検出せず、センサ部１からの出力信号が安定している状態、すなわち、対象物体が検出されない状態において、コンパレータ回路５１ａの出力電圧Ｖｏｕｔを上限電圧ＶｏＨとすると、非反転入力端に印加される電圧である閾値電圧Ｖｔｈは、
Ｖｔｈ＝（ＶｏＨ−Ｖｉｎ）（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））＋Ｖｉｎ
となる。このとき、Ｖｏｕｔ＞Ｖｔｈ＞Ｖｉｎである。また、（Ｖｔｈ−Ｖｉｎ）の対象物体を検出したか否かを判定するときのマージンは、分圧抵抗Ｒ１と正帰還抵抗Ｒ２との抵抗値を変化させて、閾値電圧Ｖｔｈを変えることにより調整可能である。例えば、マージンを小さくする場合、分圧抵抗Ｒ１の抵抗値を小さくし、マージンを大きくする場合、分圧抵抗の抵抗値を大きくする。
【００２５】
また、赤外線センサ１１ａ、１１ｂが遠赤外線を検出して、センサ部１からの出力信号が高く変化すると、すなわち、対象物体が赤外線センサ１１ａ、１１ｂの検出範囲を移動すると、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈを超えて、コンパレータＣＭＰの出力電圧Ｖｏｕｔが下限電圧ＶｏＬとなる。このとき、Ｖｉｎ＞Ｖｔｈ＞Ｖｏｕｔとなり、Ｖｔｈは、時定数τ＝Ｒ１×Ｃ１で、Ｖｔｈ＝（ＶｏＬ−Ｖｉｎ）（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））＋Ｖｉｎの値に向かって変動する。
【００２６】
上述の動作により、コンパレータ回路５１ａは、入力信号の電圧である入力電圧Ｖｉｎが、閾値電圧Ｖｔｈを超えたとき、赤外線センサ１１ａが対象物体を検出したと判定する。コンパレータ回路５１ｂは、入力信号の電圧である入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧を超えたとき、赤外線センサ１１ｂが対象物体を検出したと判定する。
一般的に、赤外線センサ１１ａ、１１ｂが対象物体を検出することによる出力信号のレベル変動の時定数τ１は、赤外線センサ１１ａ、１１ｂの検出範囲において発生する温度ドリフトによる出力信号のレベル変動の時定数τ２よりも小さい。そこで、コンパレータ回路５１ａの時定数τを時定数τ１と時定数τ２との間の値、例えば、中間値に設定することにより、対象物体の移動によるセンサ部１の速い信号変化に対して、対象物体を検出したと判定し、温度ドリフトによる遅い信号変化に対して、対象物体を検出していないと判定するように閾値電圧Ｖｔｈを設定することができる。
【００２７】
また、移動方向検出装置１００を用いる環境に応じて、分圧抵抗Ｒ１の抵抗値とコンデンサＣ１の静電容量を設定して、時定数τの調整を行うことにより、温度ドリフトなどによる外乱による移動方向の誤検出を低減させることができる。また、上述の説明において、分圧抵抗Ｒ１、正帰還抵抗Ｒ２、コンデンサＣ１は、固定の素子を用いているが、可変抵抗素子や、可変容量素子を用いて構成してもよい。
【００２８】
図３は、本実施形態におけるコンパレータ回路５１ａの動作を示す波形図である。図３において、横軸方向は時間であり、縦軸方向はそれぞれの信号のレベルである。図３（ａ）は、赤外線センサ１１ａ、１１ｂが対象物体を検出したときのコンパレータ回路５１ａの動作を示す波形図である。このとき、時定数τ＞時定数τ１となる分圧抵抗Ｒ１の抵抗値とコンデンサＣ１の静電容量とが設定されているとする。
時刻ｔ３１において、赤外線センサ１１ａ、１１ｂが対象物体を検出したことにより入力電圧Ｖｉｎが上昇すると、閾値電圧Ｖｔｈは入力電圧Ｖｉｎの上昇に応じて上昇するが、入力電圧Ｖｉｎの変化が閾値電圧Ｖｔｈの変化より速く、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈより高くなり、出力電圧Ｖｏｕｔが下限電圧ＶｏＬとなる。
時刻ｔ３２において、入力電圧Ｖｉｎが、時定数τで変化する閾値電圧Ｖｔｈより低くなると、出力電圧Ｖｏｕｔが上限電圧ＶｏＨとなる。
【００２９】
時刻ｔ３３において、時刻ｔ３１と同様に、赤外線センサ１１ａ、１１ｂが対象物体を検出したことにより入力電圧Ｖｉｎが上昇すると、閾値電圧Ｖｔｈは入力電圧Ｖｉｎの上昇に応じて上昇するが、入力電圧Ｖｉｎの変化が閾値電圧Ｖｔｈの変化より速く、入力電圧Ｖｉｎが閾値電圧Ｖｔｈより高くなり、出力電圧Ｖｏｕｔが下限電圧ＶｏＬとなる。
時刻ｔ３４において、時刻ｔ３２と同様に、入力電圧Ｖｉｎが、時定数τで変化する閾値電圧Ｖｔｈより低くなると、出力電圧Ｖｏｕｔが上限電圧ＶｏＨとなる。
ここで、図３（ａ）に示すように、閾値電圧Ｖｔｈは、入力電圧Ｖｉｎの変化の大きさに応じて変化する。これにより、入力電圧Ｖｉｎが大きく変化する場合に出力するパルス信号の幅と、小さく変化する場合に出力するパルス信号の幅との差を減らすことができる。すなわち、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂが出力するパルス信号の幅における入力電圧Ｖｉｎの信号レベルに対する依存度を低くすることができる。これにより、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂより後段の遅延回路６ａ、６ｂ及び判定回路７１ａ、７１ｂが行う信号処理において、パルス信号の幅が小さいことにより発生していた対象物体の検出誤りを低減させることができる。
【００３０】
また、図３（ｂ）は、赤外線センサ１１ａ、１１ｂの検出範囲において、温度ドリフトが発生したときのコンパレータ回路５１ａの動作を示す波形図である。ここで、温度ドリフトの発生原因としては、人以外の熱源による赤外線、例えば、室内においては暖房器具や照明装置などにより、又、室外においては太陽光などにより温められた物体からの輻射などにより発生する遠赤外線により、赤外線センサ１１ａ、１１ｂに入力されるためである。図３（ｂ）に示すように、コンパレータ回路５１ａにおいて、閾値電圧Ｖｔｈは、入力電圧Ｖｉｎが徐々に変化する場合、すなわち、入力電圧Ｖｉｎの変化が時定数τより大きい場合、入力電圧Ｖｉｎの変化に閾値電圧Ｖｔｈが追従して変化するので、温度ドリフトによる対象物体の検出誤りを防ぐことができる。
【００３１】
次に、図４は、本実施形態におけるセンサ部１が有する赤外線センサ１１ａ、１１ｂの接続形態を示す概略図である。図４（ａ）は、赤外線センサ１１ａ、１１ｂにサーモパイルを用いた場合のセンサ部１の構成を示す概略図である。図４（ａ）に示すように、赤外線センサ１１ａ、１１ｂにサーモパイルを用いた場合、２つのサーモパイルを逆方向に直列に接続し、一方のサーモパイルを接地点に接続し、他方のサーモパイルをセンサ部１の出力端に接続する。このように構成することで、サーモパイル１１ａが対象物体を検出すると、出力電圧は高くなる。一方、サーモパイル１１ｂが対象物体を検出すると、出力電位は低くなる。
なお、２つのサーモパイル１１ａ、１１ｂは、上述のように差動動作させる場合、同じ特性のものを用いる。また、差動動作をさせることにより、それぞれのサーモパイル１１ａ、１１ｂにおいて出力されるノイズを打ち消し合わせて低減することができ、対象物体の有無の検出精度を向上させることができる。
【００３２】
また、図４（ｂ）は、赤外線センサ１１ａ、１１ｂにボロメータを用いた場合のセンサ部１の構成を示す概略図である。この２つのボロメータ１１ａ、１１ｂは、受光部に感温機能を有する抵抗素子が配置され、その抵抗素子が高温になったときに抵抗値が高くなる素子を具備するものとする。図４（ｂ）に示すように、赤外線センサ１１ａ、１１ｂにこのようなボロメータを用いた場合、正の電位Ｖｒｅｆを供給する基準電位点と、負の電位−Ｖｒｅｆを供給する基準電位点との間に２つのボロメータを直列に接続し、２つのボロメータの接続点をセンサ部１の出力端に接続する。このように構成することで、ボロメータ１１ａが対象物体を検出すると、出力電圧は低くなる。一方、ボロメータ１１ｂが対象物体を検出すると、出力電位は高くなる。
なお、２つのボロメータ１１ａ、１１ｂは、サーモパイルを用いた場合と同様に、同じ特性のものを用いる、また、差動動作をさせることにより、それぞれのボロメータ１１ａ、１１ｂにおいて出力されるノイズや温度ドリフトをキャンセルすることができ、対象物体の有無の検出精度を向上させることができる。
また、図４においては、正の電位Ｖｒｅｆと負の電位−Ｖｒｅｆとを供給する２つの基準電位点を用いたが、２つのボロメータ１１ａ、１１ｂの抵抗値の変化に応じて、出力電位が変化するような２つの基準電位点を用いればよい。
【００３３】
次に、図５は、本実施形態における移動方向検出装置１００の動作を示す波形図である。図５において、横軸方向は時間であり、縦軸方向はそれぞれの信号のレベルである。ここで、信号（Ａ）は信号増幅回路２の出力信号であり、信号（Ｂ）は反転回路３の出力信号であり、信号（Ｃ）はコンパレータ回路５１ａの入力信号と閾値電圧とであり、信号（Ｄ）はコンパレータ回路５１ｂの入力信号と閾値電圧であり、信号（Ｅ）はコンパレータ回路５１ａの出力信号であり、信号（Ｆ）はコンパレータ回路５１ｂの出力信号である。また、信号（Ｇ）は遅延回路６ａが出力する遅延信号であり、信号（Ｈ）は遅延回路６ｂが出力する遅延信号であり、信号（Ｉ）は判定回路７１ａの出力信号であり、信号（Ｊ）は判定回路７１ｂの出力信号である。
時刻ｔ５１から時刻ｔ５７までの動作は、対象物体が図１におけるＡ方向に対象物体が移動する場合であり、時刻ｔ５８から時刻ｔ６４までの動作は、対称物体が図１におけるＢ方向に対象物体が移動する場合である。
【００３４】
時刻ｔ５１において、赤外線センサ１１ａは、対象物体から放射された遠赤外線を検出してセンサ部１の出力信号のレベルが高くなり、センサ部１の出力信号を信号増幅回路２により増幅した出力信号（Ａ）のレベルが高くなる。また、信号増幅回路２の出力信号（Ａ）を反転回路３により反転した出力信号（Ｂ）のレベルは低くなる。
時刻ｔ５２において、コンパレータ回路５１ａでは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｅ）のレベルは、下限電圧ＶｏＬ（以下、ローレベル（Low Level）という。）に変化する。
時刻ｔ５３において、コンパレータ回路５１ａでは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｅ）の電位が上限電圧ＶｏＨ（以下、ハイレベル（High Level）という。）に変化する。コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ローレベルに変化する。
【００３５】
時刻ｔ５４において、赤外線センサ１１ｂは、対象物体から放射された遠赤外線を検出して、センサ部１の出力信号のレベルが低くなり、センサ部１の出力信号を信号増幅回路２により増幅した出力信号（Ａ）のレベルが低くなる。また、信号増幅回路２の出力信号（Ａ）を反転回路３により反転した出力信号（Ｂ）のレベルは高くなる。コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｆ）がローレベルに変化する。
判定回路７１ａは、遅延回路６ａが出力する遅延信号（Ｇ）と、コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）とが共にローレベルの期間、ハイレベルの出力信号（Ｉ）を出力端子ＯｕｔＡに出力する。
【００３６】
時刻ｔ５５において、コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ハイレベルに変化する。判定回路７１ａの出力信号（Ｉ）は、遅延回路６ａの遅延信号（Ｇ）がハイレベルに変化すると、ローレベルに変化する。
時刻ｔ５６において、コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｆ）がハイレベルに変化する。コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ローレベルに変化する。
時刻ｔ５７において、コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ハイレベルに変化する。
【００３７】
続く、時刻ｔ５８において、赤外線センサ１１ｂは、対象物体から放射された遠赤外線を検出してセンサ部１の出力信号のレベルが低くなり、センサ部１の出力信号を信号増幅回路２により増幅した出力信号（Ａ）のレベルが低くなる。また、信号増幅回路２の出力信号（Ａ）を反転回路３により反転した出力信号（Ｂ）のレベルは高くなる。
時刻ｔ５９において、コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｆ）のレベルは、ローレベルに変化する。
時刻ｔ６０において、コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｆ）のレベルがハイレベルに変化する。コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ローレベルに変化する。
【００３８】
時刻ｔ６１において、赤外線センサ１１ａは、対象物体から放射された遠赤外線を検出して、センサ部１の出力信号のレベルが高くなり、センサ部１の出力信号を増幅した、信号増幅回路２の出力信号（Ａ）のレベルが高くなる。また、信号増幅回路２の出力信号（Ａ）を反転した反転回路３の出力信号（Ｂ）のレベルは低くなる。コンパレータ回路５１ａは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｅ）がローレベルに変化する。
判定回路７１ｂは、遅延回路６ｂが出力する遅延信号（Ｈ）と、コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）とが共にローレベルの期間、ハイレベルの出力信号（Ｊ）を出力端子ＯｕｔＢに出力する。
【００３９】
時刻ｔ６２において、コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ハイレベルに変化する。判定回路７１ａの出力信号（Ｊ）は、遅延回路６ｂが出力する遅延信号（Ｈ）がハイレベルに変化すると、ローレベルに変化する。
時刻ｔ６３において、コンパレータ回路５１ａでは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｅ）がハイレベルに変化する。コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ローレベルに変化する。
時刻ｔ６４において、コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ハイレベルに変化する。
【００４０】
上述のように、移動方向検出装置１００は、センサ部１の赤外線センサ１１ａ、１１ｂにより検出した遠赤外線の量に応じて変化する出力信号を処理することにより対象物体の移動方向を検出することができる。また、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂは、対象物体の有無を判断するときの閾値を入力信号のレベルに応じて変化させることにより、温度ドリフトによる誤検出を防止すると共に、出力するパルス信号の幅を確保することにより、誤検出を防止することができる。また、誤検出を防止することにより、対象物体の移動方向の検出の精度を向上させることが可能となる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態における移動方向検出装置２００の構成を示す概略ブロック図である。図６に示すように、移動方向検出装置２００は、センサ部１と、信号増幅回路２ａ、２ｂと、比較部５と、遅延回路６ａ、６ｂと、判定部７とを具備する。センサ部１は、赤外線センサ１１ｃ、１１ｄを有している。比較部５は、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂ（比較回路）を有している。判定部７は、判定回路７１ａ、７１ｂを有している。
移動方向検出装置２００は、赤外線センサ１１ｃ、１１ｄを独立に信号増幅回路２ａ、２ｂに接続し、信号増幅回路２ａ、２ｂそれぞれの出力をコンパレータ回路５１ａ、５１ｂに入力する点を除いて、図１の第１実施形態における移動方向検出装置１００と同じ構成である。対応する機能ブロックには、同じ符号（５、５１ａ、５１ｂ、６ａ、６ｂ、７、７１ａ、７１ｂ）を付して、その説明を省略する。
【００４２】
赤外線センサ１１ｃは、対象物体から放射される遠赤外線を検出して、検出した遠赤外線の量に応じたレベルの出力信号を信号増幅回路２ａに出力する。赤外線センサ１１ｄは、赤外線センサ１１ｃと同様に、対象物体から放射される遠赤外線を検出して、検出した遠赤外線の量に応じたレベルの出力信号を信号増幅回路２ｂに出力する。
信号増幅回路２ａは、赤外線センサ１１ｃから入力された信号を増幅し、増幅した信号をコンパレータ回路５１ａに出力する。信号増幅回路２ｂは、赤外線センサ１１ｄから入力された信号を増幅し、増幅した信号をコンパレータ回路５１ｂに出力する。
【００４３】
次に、図７は、本実施形態における移動方向検出装置２００の動作を示す波形図である。図７において、横軸方向は時間であり、縦軸方向はそれぞれの信号レベルである。ここで、信号（Ｃ）はコンパレータ回路５１ａの入力信号と閾値電圧とであり、信号（Ｄ）はコンパレータ回路５１ｂの入力信号と閾値電圧であり、信号（Ｅ）はコンパレータ回路５１ａの出力信号であり、信号（Ｆ）はコンパレータ回路５１ｂの出力信号である。また、信号（Ｇ）は遅延回路６ａが出力する遅延信号であり、信号（Ｈ）は遅延回路６ｂが出力する遅延信号であり、信号（Ｉ）は判定回路７１ａの出力信号であり、信号（Ｊ）は判定回路７１ｂの出力信号である。
時刻ｔ７１から時刻ｔ７６までの動作は、対象物体が図６におけるＡ方向に対象物体が移動する場合であり、時刻ｔ７７から時刻ｔ８２までの動作は、対称物体が図６におけるＢ方向に対象物体が移動する場合である。
【００４４】
時刻ｔ７１において、赤外線センサ１１ｃは、対象物体から放射された遠赤外線を検出して赤外線センサ１１ｃの出力信号のレベルが高くなり、赤外線センサ１１ｃの出力信号を増幅した、信号増幅回路２ａの出力信号のレベルが高くなる。コンパレータ回路５１ａでは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｅ）のレベルはローレベルに変化する。
時刻ｔ７２において、コンパレータ回路５１ａでは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｅ）がハイレベルに変化する。コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ローレベルに変化する。
【００４５】
時刻ｔ７３において、赤外線センサ１１ｄは、対象物体から放射された遠赤外線を検出して、赤外線センサ１１ｄの出力信号のレベルが高くなり、赤外線センサ１１ｄの出力信号を信号増幅回路２ｂにより増幅した出力信号（Ｄ）のレベルが高くなる。コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｆ）がローレベルに変化する。
判定回路７１ａは、遅延回路６ａが出力する遅延信号（Ｇ）と、コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）とが共にローレベルの期間、ハイレベルの出力信号（Ｉ）を出力端子ＯｕｔＡに出力する。
【００４６】
時刻ｔ７４において、コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ハイレベルに変化する。判定回路７１ａの出力信号（Ｉ）は、遅延回路６ａが出力する遅延信号（Ｇ）がハイレベルに変化すると、ローレベルに変化する。
時刻ｔ７５において、コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｆ）がハイレベルに変化する。コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ローレベルに変化する。
時刻ｔ７６において、コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ハイレベルに変化する。
【００４７】
続く、時刻ｔ７７において、赤外線センサ１１ｄは、対象物体から放射された遠赤外線を検出して赤外線センサ１１ｄの出力信号のレベルが高くなり、赤外線センサ１１ｄの出力信号を信号増幅回路２ｂにより増幅した出力信号のレベルが高くなる。コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｆ）のレベルは、ローレベルに変化する。
時刻ｔ７８において、コンパレータ回路５１ｂでは、入力信号（Ｄ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｆ）のレベルがハイレベルに変化する。コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ローレベルに変化する。
【００４８】
時刻ｔ７９において、赤外線センサ１１ｃは、対象物体から放射された遠赤外線を検出して、赤外線センサ１１ｃの出力信号のレベルが高くなり、赤外線センサ１１ｃの出力信号を信号増幅回路２により増幅した出力信号のレベルが高くなる。コンパレータ回路５１ａでは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを超えることにより出力信号（Ｅ）がローレベルに変化する。
判定回路７１ｂは、遅延回路６ｂが出力する遅延信号（Ｈ）と、コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）とが共にローレベルの期間、ハイレベルの出力信号（Ｊ）を出力端子ＯｕｔＢに出力する。
【００４９】
時刻ｔ８０において、コンパレータ回路５１ｂの出力信号（Ｆ）を遅延回路６ｂにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｈ）は、ハイレベルに変化する。判定回路７１ａの出力信号（Ｊ）は、遅延回路６ｂが出力する遅延信号（Ｈ）がハイレベルに変化すると、ローレベルに変化する。
時刻ｔ８１において、コンパレータ回路５１ａでは、入力信号（Ｃ）が閾値電圧Ｖｔｈを下回り、出力信号（Ｅ）がハイレベルに変化する。コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ローレベルに変化する。
時刻ｔ８２において、コンパレータ回路５１ａの出力信号（Ｅ）を遅延回路６ａにより時間ΔＴ遅延させた遅延信号（Ｇ）は、ハイレベルに変化する。
【００５０】
上述のように、移動方向検出装置２００は、センサ部１の赤外線センサ１１ｃ、１１ｄにより検出した遠赤外線の量に応じて変化する出力信号を処理することにより、対象物体の移動方向を検出することができる。また、第１実施形態と同様に、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂは、対象物体の有無を判断するときの閾値を入力信号のレベルに応じて変化させることにより、温度ドリフトによる誤検出を防止すると共に、出力するパルス信号の幅を確保することにより、誤検出を防止することができる。また、誤検出を防止することにより、対象物体の移動方向の検出精度が向上する。
また、本実施形態の移動方向検出装置２００は、第１実施形態の移動方向検出装置１００に比べ、波形整形回路４ａ、４ｂを備えずに構成でき、また、回路構成が対称となるので、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂに入力する信号に対するノイズや歪みの差を減らすことが容易になり、移動方向の検出における誤検出を減らすことができる。
【００５１】
第１実施形態の移動方向検出装置１００（図１）、及び、第２実施形態の移動方向検出装置２００（図６）は、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂを設けたことにより、入力信号の入力電圧Ｖｉｎに応じて、対象物体の有無を判断する際に用いる閾値電圧Ｖｔｈが変化するので、センサ部１において発生するノイズや温度ドリフトに起因する誤判定の発生を低減することができる。
また、特に、第２実施形態の移動方向検出装置２００の構成では、センサ部１の赤外線センサ１１ｃ、１１ｄを差動動作させていないのでセンサ部１でノイズや温度ドリフトが、第１実施形態と異なり、低減されないので、誤判定が起こりやすい。そのため、コンパレータ回路５１ａ、５１ｂを設けることにより、誤判定を大幅に低減することができ、移動方向検出の精度を向上させることができる。
【００５２】
なお、第１実施形態及び第２実施形態において、対象物体に対する移動方向の検出は１軸方向（直線方向）における向き（Ａ方向及びＢ方向）としたが、センサ部１の赤外線センサを新たに加えて、複数の軸方向に対して移動の向きを検出し、平面又は空間における対象物体の移動を検出するようにしても良い。その場合、移動方向検出装置は、新たに加えた赤外線センサの個数に応じて、コンパレータ回路と判定回路とを新たに加える構成となる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
出力する信号の変化するレベルが一定でないセンサを用いた検出装置における信号処理に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…センサ部
２、２ａ、２ｂ…信号増幅回路
３…反転回路
４ａ、４ｂ…波形整形回路
５…比較部
５１ａ、５１ｂ…コンパレータ回路
６ａ、６ｂ…遅延回路
７…判定部
７１ａ、７１ｂ…判定回路
ＯｕｔＡ、ＯｕｔＢ…出力端子
１００、２００…移動方向検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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