(57)【要約】      （修正有）【課題】自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する温度センサ素子において、簡便かつ迅速に異常検知を行う方法を提供する。【解決手段】自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する温度センサ素子１２０を含む温度検出装置１００の異常検知方法であって、基準対象物２００の温度に対する温度センサ素子の相対的な温度を変更する温度変更部１４０と、温度センサ素子で、基準対象物を測定して第１測定値を取得する第１測定段階と、第１測定値に基づいて温度センサ素子の異常を検知する異常検知部１６０と、を備える異常検知方法。【選択図】図１
2018091668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する温度センサ素子を含む温度検出装置の異常検知方法であって、
基準対象物の温度に対する前記温度センサ素子の相対的な温度を変更する温度変更段階と、
前記温度センサ素子で、前記基準対象物を測定して第１測定値を取得する第１測定段階と、
前記第１測定値に基づいて前記温度センサ素子の異常を検知する異常検知段階と、
を備える異常検知方法。
【請求項２】
前記異常検知段階において、前記第１測定値と閾値とに基づいて前記温度センサ素子の異常を検知する、
請求項１に記載の異常検知方法。
【請求項３】
前記異常検知段階において、温度変更前に前記温度センサ素子が前記基準対象物の温度を測定した第２測定値及び前記第１測定値の差分と前記閾値との比較に基づいて、前記温度センサ素子の異常を検知する、
請求項２に記載の異常検知方法。
【請求項４】
前記温度センサ素子は、前記基準対象物の温度Ｔｏｂｊと前記温度センサ素子の温度Ｔｓｅｎとの差分Ｔｏｂｊ−Ｔｓｅｎに対応する電圧又は電流を、前記測定値として出力し、
前記異常検知段階において、前記第２測定値が前記第１測定値よりも小さい場合に、前記温度センサ素子の異常を検知する、
請求項３に記載の異常検知方法。
【請求項５】
前記温度変更段階において、前記温度センサ素子の温度を前記基準対象物の温度よりも高く昇温する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の異常検知方法。
【請求項６】
前記温度変更段階において、前記温度センサ素子にテスト電流を通電することにより、前記温度センサ素子を加熱する、
請求項５に記載の異常検知方法。
【請求項７】
前記温度センサ素子は、化合物半導体フォトダイオードを含む、
請求項１から６のいずれか１項に記載の異常検知方法。
【請求項８】
自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する温度センサ素子と、
基準対象物の温度に対する前記温度センサ素子の相対的な温度を変更する温度変更部と、
温度変更後の温度において、前記温度センサ素子が前記基準対象物の温度を測定して得られた第１測定値に基づいて、前記温度センサ素子の異常を検知する異常検知部と、
を備える温度検出装置。
【請求項９】
前記異常検知部は、前記第１測定値と閾値とに基づいて前記温度センサ素子の異常を検知する、
請求項８に記載の温度検出装置。
【請求項１０】
前記異常検知部は、温度変更前に前記温度センサ素子が前記基準対象物の温度を測定した第２測定値及び前記第１測定値の差分と前記閾値との比較に基づいて、前記温度センサ素子の異常を検知する、
請求項９に記載の温度検出装置。
【請求項１１】
前記温度センサ素子は、前記基準対象物の温度Ｔｏｂｊと前記温度センサ素子の温度Ｔｓｅｎとの差分Ｔｏｂｊ−Ｔｓｅｎに対応する電圧又は電流を、前記測定値として出力し、
前記異常検知部は、前記第２測定値が前記第１測定値よりも小さい場合に、前記温度センサ素子の異常を検知する、
請求項１０に記載の温度検出装置。
【請求項１２】
前記温度変更部は、前記温度センサ素子の温度を前記基準対象物の温度よりも高く昇温する、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１３】
前記温度変更部は、前記温度センサ素子にテスト電流を通電することにより、前記温度センサ素子を加熱する、
請求項１２に記載の温度検出装置。
【請求項１４】
前記温度センサ素子は、第１ダイオードを含み、
前記温度変更部は、第２ダイオードと前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードの一方に電流を流すスイッチとを含む、
請求項８から１３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１５】
前記温度センサ素子は、第１ダイオードを含み、
前記温度変更部は、前記第１ダイオードに近傍に配置された抵抗と、前記第１ダイオード及び前記抵抗の一方に電流を流すスイッチとを含む、
請求項８から１３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度検出装置、及び、その異常検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＮ接合ダイオード等を利用する温度検知部を備える熱型撮像素子の感度調整方法（例えば、特許文献１）が知られている。また、赤外線を検知する受光電極を有する焦電型赤外線センサであって、受光電極に隣接する補償電極を通電加熱して放出された赤外線を検知してセンサの故障を検知する方法が知られている（例えば、特許文献２）。
［特許文献１］特開２０１０−１９３１９４号公報
［特許文献２］特開平７−７２０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１によると、温度センサの感度を調整するのみで量子型の温度センサの異常を検知することができない。また、特許文献２で使用される熱型撮像素子は、赤外線の変化を検出するため静止した対象の温度検出に向いておらず、更に故障検知のための補償電極を必要とする。自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する温度センサ素子において、簡便かつ迅速に異常検知を行う方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する温度センサ素子を含む温度検出装置の異常検知方法であって、基準対象物の温度に対する温度センサ素子の相対的な温度を変更する温度変更段階と、温度センサ素子で、基準対象物を測定して第１測定値を取得する第１測定段階と、第１測定値に基づいて温度センサ素子の異常を検知する異常検知段階と、を備える異常検知方法を提供する。また、当該異常検知方法を実行する温度検出装置を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る温度検出装置１００の概略を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る温度検出装置１００の具体例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係るＩ／Ｖ変換回路１２４の一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係るＩ／Ｖ変換回路１２４の別の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る異常検知方法のフローの一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る通常動作時のタイムチャートの一例を示す。
【図７】本実施形態に係る異常検知テストシーケンス実行時のタイムチャートの一例を示す。
【図８】本実施形態の変形例に係る温度検出装置１００のブロック図である。
【図９】本実施形態の別の変形例に係る温度検出装置１００のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る温度検出装置１００の概略を示すブロック図である。温度検出装置１００は、温度センサ素子により基準対象物２００の温度を検出し、温度センサ素子の異常検知機能を有する。温度検出装置１００は、基準対象物２００として人を検知してよく、この場合、温度検出装置１００は近傍の人の存在を検知する人感センサに利用されるものであってよい。温度検出装置１００は、温度センサ部１２０、温度変更部１４０、及び、異常検知部１６０を備える。
【０００９】
温度センサ部１２０は、温度センサ素子を有し、基準対象物２００等の測定対象物の温度センサ素子に対する相対的な温度を検出し、検出した相対的な温度の測定値を外部に出力する。また、温度センサ部１２０は、検出した相対的な温度の測定値を異常検知部１６０に出力する。温度センサ部１２０は、検出した温度の測定値をデジタル信号又はアナログ信号により出力してよい。
【００１０】
温度変更部１４０は、温度センサ部１２０の温度センサ素子の、基準対象物２００の温度に対する相対的な温度を変更する。例えば、温度変更部１４０は温度センサ素子の温度を基準対象物２００の温度よりも高く昇温する。温度変更部１４０は、後述するように温度センサ素子にテスト電流を通電することにより、温度センサ素子を加熱してよい。
【００１１】
異常検知部１６０は、温度変更部１４０による温度変更後の温度において、温度センサ部１２０の温度センサ素子が基準対象物２００の温度を測定して得られた第１測定値に基づいて、温度センサ素子の異常を検知する。例えば、異常検知部１６０は、第１測定値と閾値とに基づいて温度センサ素子の異常を検知してよい。
【００１２】
また、例えば、異常検知部１６０は、温度変更前に温度センサ素子が基準対象物の温度を測定した第２測定値が第１測定値よりも小さい場合に温度センサ素子の異常を検知してよく、これに代えて、第２測定値及び第１測定値の差分と閾値との比較に基づいて、温度センサ素子の異常を検知してよい。異常検知部１６０の具体的な動作については後述する。
【００１３】
このように温度検出装置１００は、温度変更部１４０により温度センサ素子を温度変更し、その後に温度センサ部１２０が基準対象物２００の温度を測定した結果を用いて、温度センサ素子の異常を検知する。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る温度検出装置１００の具体例を示すブロック図である。図２の例において、温度検出装置１００は、温度センサ素子１２２、Ｉ／Ｖ変換回路１２４、ＡＤ変換回路１２８、電流源１４２、第１スイッチ部１４４、第２スイッチ部１４６、テスト制御部１４８、及び、比較器１６２を備える。
【００１５】
図２に係る温度検出装置１００は、図１に係る温度検出装置１００の一例であってよい。例えば、温度センサ素子１２２、Ｉ／Ｖ変換回路１２４、及び、ＡＤ変換回路１２８は図１で示した例における温度センサ部１２０に対応するものであってよい。電流源１４２、第１スイッチ部１４４、第２スイッチ部１４６、及び、テスト制御部１４８は図１で示した例における温度変更部１４０に対応するものであってよい。比較器１６２は図１で示した例における異常検知部１６０に対応するものであってよい。なお、上記対応関係に限定されず、他の対応関係が採用されてよい。また、本実施例で説明された一部の要素を省略し、又は、説明されていない要素を追加してもよい。
【００１６】
温度センサ素子１２２は、自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する。例えば、温度センサ素子１２２は、測定対象物の温度よりも自身の温度が低い場合に両者の温度差に応じた大きさの正の電流又は電圧を出力し、測定対象物の温度よりも自身の温度が高い場合に両者の温度差に応じた大きさの負の電流又は電圧を出力する。温度センサ素子１２２は、温度検出装置１００の筐体に設けられた開口１９０等から測定対象物から赤外線を入射し、これにより測定対象物の温度を測定してよい。
【００１７】
異常検知テスト時には、温度センサ素子１２２は、基準対象物２００の温度を測定する。例えば、温度センサ素子１２２は、基準対象物２００の温度Ｔｏｂｊと温度センサ素子１２２の温度Ｔｓｅｎとの差分Ｔｏｂｊ−Ｔｓｅｎに対応する電流又は電圧を、測定値として出力する。
【００１８】
温度センサ素子１２２は、量子型赤外線センサ素子であってよく、例えば、化合物半導体フォトダイオードを含んでよい。一例として、温度センサ素子１２２は、ＩｎＳｂ、ＨｇＣｄＴｅ、ＧａＡｓ及び／又はＡｌＧａＡｓ等を利用した光伝導型素子、若しくは、ＩｎＳｂ、ＡｌＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ及び／又はＨｇＣｄＴｅ等を利用した光起電力型素子であってよい。温度センサ素子１２２は、単一で設けられても複数が集積されて設けられてもよい。
【００１９】
Ｉ／Ｖ変換回路１２４は、第２スイッチ部１４６を介して、温度センサ素子１２２と接続され、温度センサ素子１２２から電流として出力された測定値を電圧値に変換する。Ｉ／Ｖ変換回路１２４は、第２スイッチ部１４６の各スイッチを介して、温度センサ素子１２２のアノード側及びカソード側のそれぞれと接続される。Ｉ／Ｖ変換回路１２４は、温度センサ素子１２２のアノード側に接続されて温度センサ素子１２２にバイアス電圧を付与する電源を有してよい。Ｉ／Ｖ変換回路１２４は、変換された電圧値をＡＤ変換回路１２８に出力する。
【００２０】
Ｉ／Ｖ変換回路１２４は、図２に示すように電圧出力をシングルエンド信号としてＡＤ変換回路１２８に供給してよく、これに代えて、差動電圧信号をＡＤ変換回路１２８に供給してもよい。温度センサ素子１２２が電圧として測定値を出力する場合、Ｉ／Ｖ変換回路１２４は不要であってよい。
【００２１】
ＡＤ変換回路１２８は、Ｉ／Ｖ変換回路１２４から供給されたアナログ値の電圧出力をデジタル値に変換する。ＡＤ変換回路１２８は、変換したデジタル値を、温度検出装置１００の出力信号として、出力端子等を介して外部に出力してよい。また、ＡＤ変換回路１２８は、変換したデジタル値を温度センサ素子１２２の測定値として比較器１６２に供給する。
【００２２】
ここで、ＡＤ変換回路１２８は、変換したデジタル値をルックアップテーブルまたは演算処理等によりデジタル値の温度値に換算して外部に出力してよい。これに代えて、ＡＤ変換回路１２８は、変換したデジタル値をテスト制御部１４８に供給し、テスト制御部１４８が温度値に換算・外部出力する処理を実行してもよい。
【００２３】
電流源１４２は、第１スイッチ部１４４を介して温度センサ素子１２２に接続され、温度センサ素子１２２に向けてテスト電流を供給する。
【００２４】
第１スイッチ部１４４は、温度センサ素子１２２へ電流源１４２から流れるテスト電流のオン、オフを制御する。第１スイッチ部１４４は、スイッチＳ１及びスイッチＳ２を有する。
【００２５】
スイッチＳ１は電流源１４２と温度センサ素子１２２との間に配置され、スイッチＳ２は温度センサ素子１２２と基準電位（接地電位等）との間に配置される。スイッチＳ１とスイッチＳ２は同期して動作するものであってよく、スイッチＳ１がオン／オフになる場合、Ｓ２もオン／オフとなる。
【００２６】
第２スイッチ部１４６は、温度センサ素子１２２からＩ／Ｖ変換回路１２４への出力のオン、オフを制御する。第２スイッチ部１４６は、スイッチＳ３及びスイッチＳ４を有する。
【００２７】
スイッチＳ３は温度センサ素子１２２の高電位側とＩ／Ｖ変換回路１２４と間に設けられ、スイッチＳ４は温度センサ素子１２２の低電位側とＩ／Ｖ変換回路１２４と間に設けられる。スイッチＳ３とスイッチＳ４は同期して動作するものであってよく、スイッチＳ３がオン／オフになる場合、Ｓ４もオン／オフとなる。
【００２８】
テスト制御部１４８は、電流源１４２による温度センサ素子１２２へのテスト電流の印加を制御することにより、基準対象物２００の温度に対する温度センサ素子１２２の温度を変更する。例えば、テスト制御部１４８は、第１スイッチ部１４４及び第２スイッチ部１４６のオン、オフを制御する。一例として、テスト制御部１４８は、通常動作時には第１スイッチ部１４４のスイッチをオフにし、第２スイッチ部１４６のスイッチをオンにする。
【００２９】
また、異常検知テスト実行時に、テスト制御部１４８は、少なくとも一部の時間において第１スイッチ部１４４のスイッチをオンにし、第２スイッチ部１４６のスイッチをオフする。これにより、温度センサ素子１２２には、電流源１４２からのテスト電流を通電して発熱して昇温する。
【００３０】
比較器１６２は、ＡＤ変換回路１２８から供給された温度センサ素子１２２の測定値を予め定められた基準と比較して、比較結果を外部に出力する。例えば、比較器１６２は、温度センサ素子１２２の昇温後に基準対象物２００を測定して得られた第１測定値と予め定められた閾値とを比較し、測定値が閾値以上であれば、異常信号を外部に出力してよい。
【００３１】
また、例えば、比較器１６２は、温度センサ素子１２２の第１測定値と温度変更前に温度センサ素子１２２が基準対象物２００の温度を測定した第２測定値と比較し、第２測定値が第１測定値よりも小さい場合に異常信号を外部に出力してよい。また、例えば、比較器１６２は、温度センサ素子１２２の第１測定値と第２測定値との差分（第２測定値−第１測定値）を算出し、測定値が閾値以下であれば、異常信号を外部に出力してよい。比較器１６２は、メモリを有してよく、閾値をメモリで予め記憶しておいてもよく、及び／又は、ユーザから閾値の入力を受け付けてもよい。
【００３２】
温度検出装置１００は、異常検知テストを実行するためのＩＣを備えてよい。例えば、ＡＤ変換回路１２８、テスト制御部１４８、および／または比較器１６２等は、単一の／複数のＩＣにより実現されてよい。また、温度検出装置１００は、人の存在を検知する人検知部（図示せず）を備えてもよい。例えば、人検知部は、ＡＤ変換回路１２８から測定対象物の温度を受け取り、当該温度が予め設定された体温の範囲内であれば、人検知信号を外部に出力するＩＣであってよい。
【００３３】
図３は、本実施形態に係るＩ／Ｖ変換回路１２４の一例を示す図である。本例においては、Ｉ／Ｖ変換回路１２４は、増幅器１２５及び抵抗１２６を有し、増幅器１２５の−端子は温度センサ素子１２２の高電位側及び抵抗１２６の一端と接続し、増幅器１２５の＋端子は基準電位（接地電位等）に接続し、増幅器１２５の出力端は抵抗１２６の他端と接続する。
【００３４】
図４は、本実施形態に係るＩ／Ｖ変換回路１２４の別の一例を示す図である。本例においては、Ｉ／Ｖ変換回路１２４は、増幅器１２５、スイッチ１２７及びキャパシタ１２９を有し、増幅器１２５の−端子は温度センサ素子１２２の高電位側、スイッチ１２７の一端、キャパシタ１２９の一端と接続し、増幅器１２５の＋端子は基準電位（接地電位等）に接続し、増幅器１２５の出力端はスイッチ１２７の他端及びキャパシタ１２９の他端と接続する。
【００３５】
図５は、本実施形態に係る異常検知方法のフローの一例を示す図である。本実施形態において、温度検出装置１００は、Ｓ１１０からＳ１６０の処理を実行することにより、温度センサ素子１２２の異常を検知する異常検知テストシーケンスを実行してよい。
【００３６】
まず、Ｓ１１０において、温度センサ素子１２２が、基準対象物２００の温度を測定した測定値（Ｓ１：第２測定値に対応）を取得する。この時点において、第１スイッチ部１４４の各スイッチはオフになっており、第２スイッチ部１４６の各スイッチはオンとなっている。温度センサ素子１２２は、昇温されておらず、環境温度とほぼ等しい温度（Ｔ１）で基準対象物２００の温度を測定する。
【００３７】
温度センサ素子１２２から取得された測定値Ｓ１は、Ｉ／Ｖ変換回路１２４を経て、ＡＤ変換回路１２８に供給される。基準対象物２００も環境温度とほぼ等しい温度であれば、温度センサ素子１２２から出力される電流（又は電圧）はほぼ０となる。従って、この場合、ＡＤ変換回路１２８から出力される測定値（Ｓ１）もほぼ０となる。比較器１６２は、測定値（Ｓ１）を記憶しておいてよい。
【００３８】
次に、Ｓ１２０において、温度センサ素子１２２の温度を変更する。例えば、テスト制御部１４８は、第１スイッチ部１４４の各スイッチをオンにし、第２スイッチ部１４６の各スイッチをオフにする。これにより、電流源１４２から、化合物半導体フォトダイオード等の温度センサ素子１２２にテスト電流が印加され、温度センサ素子１２２が発熱して昇温する。
【００３９】
次に、Ｓ１３０において、温度センサ素子１２２が、再度基準対象物２００の温度を測定した測定値（Ｓ２：第１測定値に対応）を取得する。例えば、テスト制御部１４８は、Ｓ１２０開始から予め定められた通電期間の経過後、第１スイッチ部１４４の各スイッチをオフにし、第２スイッチ部１４６の各スイッチをオンにする。
【００４０】
この時点において、温度センサ素子１２２は、環境温度よりも高い温度（Ｔ１＋ΔＴ）で基準対象物２００の温度を測定する。基準対象物２００が環境温度（Ｔ１）とほぼ等しい温度であれば、正常な温度センサ素子１２２から出力される電流（又は電圧）は、Ｔ１−（Ｔ１＋ΔＴ）に応じたものとなり、負の値となる。従って、温度センサ素子１２２から取得された測定値Ｓ１は、同様にＡＤ変換回路１２８に供給され、ＡＤ変換回路１２８から出力される測定値（Ｓ２）はΔＴの大きさに応じた負の値となる。ΔＴは、温度センサ素子１２２に与えられる電流及び通電期間により予め想定することができる。
【００４１】
次に、Ｓ１４０において、Ｓ１１０で得られた測定値Ｓ１とＳ１３０で得られた測定値Ｓ２とに基づいて、比較器１６２が温度センサ素子１２２の異常を検知する。正常な温度センサ素子１２２の場合、基準対象物２００の温度によらず、ΔＴの大きさに応じた差分で測定値Ｓ１が測定値Ｓ２よりも大きくなる（Ｓ１＞Ｓ２）。しかし、温度センサ素子１２２に異常がある場合、測定値Ｓ１及び測定値Ｓ２は異なった関係になり得る。
【００４２】
例えば、測定値Ｓ１が測定値Ｓ２よりも小さい場合（Ｓ１＜Ｓ２）、比較器１６２は異常を検知してよい。これにより、温度検出装置１００は、基準対象物２００の種類・温度によらず、実使用環境において温度センサ素子１２２の異常を迅速に検知することができる。
【００４３】
また、例えば、測定値Ｓ１と測定値Ｓ２の差分（Ｓ１−Ｓ２）が閾値（ＴＨ１）よりも小さい場合（Ｓ１−Ｓ２＜ＴＨ１）、比較器１６２は異常を検知してよい。ＴＨ１は、ΔＴの大きさに応じた０以上の値であってよく、例えば、正常な温度センサ素子１２２においてΔＴから想定される（Ｓ１−Ｓ２）の値の１／２倍等であってよい。これにより、温度検出装置１００は、より厳密な条件で温度センサ素子１２２の異常を検知し、異常の誤検出を低減することができる。
【００４４】
また、これに加えて／代えて、差分（Ｓ１−Ｓ２）が別の閾値（ＴＨ２）よりも大きい場合（Ｓ１−Ｓ２＞ＴＨ２）、比較器１６２は異常を検知してよい。ＴＨ２は、ΔＴの大きさに応じて設定されたＴＨ１以上の値であってよく、例えば、正常な温度センサ素子１２２においてΔＴから想定される（Ｓ１−Ｓ２）の値の２倍等であってよい。
【００４５】
さらに、これらに代えて、比較器１６２は、Ｓ１１０の測定値Ｓ１を用いず、Ｓ１３０の測定値Ｓ２のみに基づいて、異常を検知してもよい。例えば、測定値Ｓ２が予め定められた閾値（例えば０Ａ）よりも大きい場合、及び／又は、予め定められた閾値（例えば−３０ｎＡ）よりも小さい場合に比較器１６２が異常を検知してもよい。これにより、温度検出装置１００は、簡便迅速に温度センサ素子１２２の異常を検知することができる。
【００４６】
Ｓ１４０において、比較器１６２が異常を検知した場合、処理をＳ１６０に進める。異常を検知しなかった場合は、テスト制御部１４８等は異常検知テストを終了してよい。これに代えて、テスト制御部１４８等は、温度検出装置１００を通常動作に移行し、一定期間経過後又は温度検出装置１００の再起動後等に再びＳ１１０から異常検知テストシーケンスを開始してよい。これにより、温度検出装置１００は、通常動作の間に定期的に異常検知テストを実行し、遅滞なく異常の発生をユーザに知らせることができる。
【００４７】
Ｓ１６０において、比較器１６２は、異常信号を外部に出力する。これにより、検査者は、温度検出装置１００の温度センサ素子１２２に異常があることを知ることができる。
【００４８】
このように、本実施形態によると、温度変更前に温度センサ素子１２２が基準対象物２００の温度の測定値Ｓ１を取得し、テスト制御部１４８が温度センサ素子１２２にテスト電流を印加して、温度センサ素子１２２を昇温させ、昇温後の基準対象物２００の温度の測定値Ｓ２を取得し、温度変更前後の測定値の比較により温度センサ素子１２２の異常発生を検知する。
【００４９】
本実施形態によれば、自身の温度に対する測定対象物の相対的な温度に基づいた測定値を出力する温度センサ素子１２２が、異なる温度で同一の基準対象物２００の温度を測定した結果に基づいて、温度センサ素子１２２の異常を簡便迅速に検知することができる。これにより温度検出装置１００のテストコストを軽減し、テスト品質を向上させることができる。更に本実施形態によると、温度センサ素子１２２が発熱するので、温度センサ素子１２２の温度変更のための部品を必要としない。
【００５０】
図６は、本実施形態に係る通常動作時のタイムチャートの一例を示す。タイムチャートの横軸は時間経過（時刻ｔ１、時刻ｔ２、時刻ｔ３、時刻ｔ４…）を表す。なお、各時刻間の間隔は同一であっても、異なっていてもよい。
【００５１】
通常動作時において、テスト制御部１４８からの出力は常にロー（Ｌ）信号であってよい。この結果、第１スイッチ部１４４は常にオフとなり、第２スイッチ部１４６は常にオンになる。温度センサ素子１２２、Ｉ／Ｖ変換回路１２４、及びＡＤ変換回路１２８は、一定期間ごとにオン・オフが切り替えられてよい。例えば、温度センサ素子１２２、Ｉ／Ｖ変換回路１２４、及びＡＤ変換回路１２８は、時刻ｔ１及びｔ３でオフになり、ｔ２及びｔ４でオンとなる。Ｉ／Ｖ変換回路１２４及びＡＤ変換回路１２８は、オンとなる間に電源に接続されて電力が供給され、オフになる間に電源から切り離されてよい。温度センサ素子１２２は、オンとなる間に測定対象物の温度を測定してＩ／Ｖ変換回路１２４に出力し、オフとなる間は温度を測定しない。
【００５２】
これらがオンとなる間、温度センサ素子１２２の出力した測定値を、Ｉ／Ｖ変換回路１２４及びＡＤ変換回路１２８が、デジタルの温度値に変更して外部に出力する。これにより、温度検出装置１００は、間欠的に測定対象物の温度を出力するので、温度検出装置１００全体の消費電力を低減することができる。これに代えて、オフ時間が設けられず、温度センサ素子１２２、Ｉ／Ｖ変換回路１２４、及びＡＤ変換回路１２８は常にオンであってもよい。
【００５３】
通常動作時において、温度センサ素子１２２のセンサ温度は、環境温度に依存する。通常動作時において、比較器１６２は、異常判定の結果として、正常を示すロー（Ｌ）信号を出力してよい。例えば、比較器１６２は、温度センサ素子１２２の昇温の開始前は常にロー（Ｌ）を出力してもよい。これに代えて、通常動作時においても、比較器１６２は、測定値と閾値とを比較し、比較結果から異常を検知した場合（例えば、測定値が予め設定した正常範囲から逸脱する場合）には、異常信号を出力してよい。
【００５４】
図７は、本実施形態に係る異常検知テストシーケンス実行時のタイムチャートの一例を示す。タイムチャートの横軸は図６と同一であり、温度検出装置１００は、時刻ｔ１及び時刻ｔ２までは図６と同様の動作を行ってよい。時刻ｔ２において、ＡＤ変換回路１２８から温度センサ素子１２２による温度の測定値Ｓ１が出力される。ここで、ｔ２において、比較器１６２は、基準対象物２００の温度の測定値Ｓ１を記憶しておく。時刻ｔ１及びｔ２は、図５のフローチャートにおけるＳ１１０に対応するものであってよい。
【００５５】
時刻ｔ３において、テスト制御部１４８からの出力がロー（Ｌ）からハイ（Ｈ）に切り替えられる。この結果、第１スイッチ部１４４がオンに切り替わり、第２スイッチ部１４６がオフに切り替わる。すると、電流源１４２から温度センサ素子１２２にテスト電流が通電され、温度センサ素子１２２が発熱してΔＴ分昇温する。
【００５６】
時刻ｔ３においては、第２スイッチ部１４６がオフになっているので、温度センサ素子１２２からの出力はＩ／Ｖ変換回路１２４に供給されず、従ってＡＤ変換回路１２８から測定値は出力されない。時刻ｔ３は、図５のフローチャートにおけるＳ１２０に対応するものであってよい。
【００５７】
次に、時刻ｔ４において、テスト制御部１４８からの出力がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に切り替えられ、第１スイッチ部１４４がオフに切り替わり、第２スイッチ部１４６がオンに切り替わる。この結果、電流源１４２から温度センサ素子１２２への電流が遮断され、温度センサ素子１２２からの出力がＩ／Ｖ変換回路１２４に供給され、ＡＤ変換回路１２８から温度の測定値Ｓ２が出力される。測定値Ｓ２は、温度センサ素子１２２の環境温度と昇温分ΔＴに依存する。
【００５８】
時刻ｔ４において、比較器１６２は、測定値Ｓ２と測定値Ｓ１との比較に基づいて、正常を示すロー（Ｌ）信号又は異常を示すハイ（Ｈ）信号を出力してよい。時刻ｔ４は、図５のフローチャートにおけるＳ１３０〜Ｓ１６０に対応するものであってよい。また、上記の実施形態に代えて、テスト制御部１４８からの出力がハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）に切り替わる前でテスト電流の通電中に比較器１６２が異常検知動作を行ってもよい。
【００５９】
温度検出装置１００は、ユーザから異常検知する指示を受けたこと（例えば、異常検知ボタンが押された、又は、異常検知コマンドを受け取った等）に応じて、図７に示す異常検知テストシーケンスを実行してよい。これに加えて／代えて、図６に示す通常動作の実行中に所定の間隔ごと（例えば、一日おき）に、図７に示す異常検知テストシーケンスを実行してよい。
【００６０】
図８は、本実施形態の変形例に係る温度検出装置１００のブロック図である。本変形例において、温度検出装置１００は、第１ダイオード１３２及び第２ダイオード１５０が設けられること以外は、図２で説明した温度検出装置１００と同様であってよく、一部を変更したものであってもよい。
【００６１】
第１ダイオード１３２は、図２において説明した温度センサ素子１２２と同様のものであってよく、化合物半導体フォトダイオード等を含んでよい。第１ダイオード１３２は、第１スイッチ部１４４と接続されていない。
【００６２】
本変形例において、温度変更部１４０は、第２ダイオード１５０を更に有する。第２ダイオード１５０は、第１スイッチ部１４４のスイッチＳ１とスイッチＳ２との間で、第１ダイオード１３２の近傍に配置される。第２ダイオード１５０は、第１ダイオード１３２の加熱用に用いられ、通電時に発熱し、第１ダイオード１３２を昇温する。第２ダイオード１５０は第１ダイオード１３２と同一ダイ上に同一プロセスで形成されたダイオードであってよく、第１ダイオード１３２が複数のダイオードを縦列に接続したもので構成される場合は、その一部を第２ダイオード１５０としてもよい。
【００６３】
本変形例において、温度変更部１４０の第１スイッチ部１４４及び第２スイッチ部１４６は、第１ダイオード１３２と第２ダイオード１５０との一方に電流を流す。例えば、スイッチＳ１及びＳ２がオフになる間、スイッチＳ３及びＳ４がオンになり、第１ダイオード１３２が測定温度による電流を出力する一方、第２ダイオード１５０にはテスト電流が印加されない。また、スイッチＳ１及びＳ２がオンになる間、スイッチＳ３及びＳ４がオフになり、第１ダイオード１３２が測定温度による電流を出力せず、一方で第２ダイオード１５０に電流源１４２からテスト電流が供給される。
【００６４】
本変形例によれば、異常テスト時に、温度センサ素子１２２以外のダイオードが通電発熱することにより、温度センサ素子１２２を昇温させることができる。
【００６５】
図９は、本実施形態の別の変形例に係る温度検出装置１００のブロック図である。本変形例においては、図８の変形例における第２ダイオード１５０に代えて、温度変更部１４０が第１ダイオード１３２に近傍に配置された抵抗１５２を有する。本変形例において、第１スイッチ部１４４及び第２スイッチ部１４６が、第１ダイオード１３２とＩ／Ｖ変換回路１２４の接続、及び、電流源１４２と抵抗１５２の接続のうちの一方を確保する。抵抗１５２は第１ダイオード１３２と同一ダイ上に同一プロセスの配線層などに使われる金属配線による抵抗であってよい。抵抗１５２は第１ダイオードを含むダイとスタック構造で形成される、ＩＣ回路基板上に設けられる抵抗素子であってよい。
【００６６】
上記の本実施形態等の説明では、温度センサ素子１２２の温度を変更するために電流源１４２により温度センサ素子１２２等にテスト電流を印加したが、これに代えて、電圧源により温度センサ素子１２２等に異常検知テスト用の電圧を印加してもよい。
【００６７】
また、上記の説明では、温度センサ素子１２２の温度変更後の第１測定値と温度変更前の第２測定値とに基づいて、温度センサ素子１２２の異常を検知していたが、第２測定値に加えて／代えて、温度センサ素子１２２の温度変更が終了した後、再び温度センサ素子１２２が環境温度に戻った後に基準対象物２００の温度を測定して得られた第３測定値を用いて、温度センサ素子１２２の異常を検知してもよい。
【００６８】
また、上記の説明では、温度センサ素子１２２の温度を変更する具体例として、温度センサ素子１２２を昇温する例を説明したが、これに代えて、温度センサ素子１２２を冷却してもよい。例えば、図８に係る変形例等において第２ダイオード１５０に代えてペルチェ素子等の冷却素子により温度センサ素子１２２を冷却してもよい。
【００６９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７０】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７１】
１００…温度検出装置、１２０…温度センサ部、１２２…温度センサ素子、１２４…Ｉ／Ｖ変換回路、１２５…増幅器、１２６…抵抗、１２７…スイッチ、１２８…ＡＤ変換回路、１２９…キャパシタ、１３２…第１ダイオード、１４０…温度変更部、１４２…電流源、１４４…第１スイッチ部、１４６…第２スイッチ部、１４８…テスト制御部、１５０…第２ダイオード、１５２…抵抗、１６０…異常検知部、１６２…比較器、１９０…開口、２００…基準対象物
【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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【図９】
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