(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動赤外線センサーと信号処理回路を備え、前記信号処理回路の入力端子と前記受動赤外線センサーの出力端子とが接続された赤外線受信機であって、
前記受動赤外線センサーは、生体からの赤外線輻射をアナログ電圧信号に変換し、
前記信号処理回路は、マイクロプロセッサチップを利用した、Ａ／Ｄ変換機能を有するマイクロプロセッサ回路であり、
前記信号処理回路は、前記受動赤外線センサーから受信したアナログ信号をデジタル信号に変換してからデジタル処理を行い、探索エリアに入る人が存在するかどうかを表すデジタル信号を出力するものであり、前記マイクロプロセッサチップに組み込まれたソフトウェアにより有用信号を識別するための処理を含む全部の処理プロセスを、前記マイクロプロセッサチップ内で完了させ、
前記マイクロプロセッサチップと前記受動赤外線センサーとが同一の金属ケースに集積されており、
前記受動赤外線センサーは、フィルターと、赤外線を電荷信号に変換するための焦電素子と、前記焦電素子から出力された電荷信号をアナログ電圧信号に変換するための電界効果トランジスタとを備え、
前記フィルターは、１０μｍ程の波長のみを通過させ、前記ケースのセンサー受信窓口に設置され、
前記焦電素子は、前記フィルターの裏面に設置され、前記フィルターを透過した赤外線を受信するものであり、前記焦電素子の一方の端子は前記電界効果トランジスタのＧ極に接続され、他方の端子は共通グラウンドに接続され、
前記電界効果トランジスタは、Ｎチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタであり、前記電界効果トランジスタのＳ端子は出力端子とし、前記マイクロプロセッサチップの入力端子ＡＩ０に接続され、且つ共通グラウンドとの間に並列接続された出力抵抗と干渉防止容量が設置され、前記電界効果トランジスタのＤ端子は直流電源端子とし、前記マイクロプロセッサチップのＶＤＤＡ端子に接続され、
前記マイクロプロセッサチップは、アナログ−デジタル変換器が内蔵され、その入力端子ＡＩ０は前記電界効果トランジスタのＳ端子に接続され、ポートＰ２．２は出力端子とし、そのＶＳＳ端子は共通グラウンドに接続され、そのＶＤＤ端子及びＲＳＴ端子は電源＋ＶＤＤ端子に接続され、且つＡ／Ｄ変換に安定的な電圧を提供するように、そのＶＤＤＡ端子と前記共通グラウンドＧＮＤとの間に一個の整合容量が接続され、そのＡＣＭ端子と前記共通グラウンドＧＮＤとの間にもうひとつの整合容量が接続されており、
前記焦電素子は、ジルコニウムチタン酸鉛系セラミックスと、タンタル酸リチウムと、硫酸トリグリシンとからなる群より選択されたいずれか一種である材料で製作されたものであり、
前記ＡＣＭ端子と共通グラウンドとの間に接続された整合容量の容量値は０．１μＦであり、前記ＶＤＤＡ端子と共通グラウンドとの間に接続されたもう一つの整合容量の容量値は１μＦであり、
前記出力抵抗の抵抗値は５６ｋΩであり、前記干渉防止容量の容量値は０．１μＦであることを特徴とする赤外線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線を受信する赤外線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体自身の熱からの赤外線信号を検出することにより探索エリアに人が入るかどうかを検知する自動制御回路があり、その多くは受動赤外線（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ、ＰＩＲと略称される）センサーであり、生体を検出する赤外線センサーとも呼ばれる。例えば、中国特許ＣＮ２１４８３６２Ｙに開示された「無焦点距離の多種の光の集中レンズが設置された生体赤外線受信機」は、赤外線センサーと、信号増幅器と、サイリスタ若しくは三極管またはその他の電力増幅器と、定圧電源などから構成され、赤外線センサー回路の前に無焦点距離の多種の光の集中レンズが設置されたことを特徴とする。この受信機は、赤外線センサー回路の受信距離が長く、受信角度調整が可能で、受信エリアの境界線がストレート且つはっきりしているため、安全保護、盗難防止・警報通知、自動化生産等の方面に広く利用されている。しかし、このような赤外線受信機の信号処理ではアナログ信号の増幅と識別を実施しているため、その信号増幅器や、サイリスタ若しくは三極管またはその他の電力増幅器に採用される素子が多く、回路が煩雑で、干渉しやすく、感度及び信頼性が比較的低い等の課題が残っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の解決しようとする技術課題は前記従来の技術の欠陥を補うことであり、赤外線受信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の技術課題は下記の技術的手段により解決される。
【０００５】
当該赤外線受信機は、受動赤外線センサーと信号処理回路を備え、前記信号処理回路の入力端子は前記受動赤外線センサーの出力端子と接続される。
【０００６】
当該赤外線受信機の特徴としては、
前記信号処理回路は、前記受動赤外線センサーと共に同一の金属ケースに集積され、前記受動赤外線センサーにより、赤外線輻射から変換された微弱なアナログ電圧信号を検出し受信してから、直ちに同一の金属ケース内における信号処理回路によりデジタル処理を行い、前記処理が完了した後、直接に探索エリアに入る人が存在するかどうかを表すデジタル信号を出力することになり、信号転送プロセスの干渉が存在せず、外部スプリアス信号の干渉も金属ケースにより遮断され、赤外線受信機の干渉防止能力及び信頼性が著しく向上すると共に、応用回路の設計及び生産も容易且つ確実になり、便利・迅速である。
【０００７】
前記信号処理回路はマイクロプロセッサ回路であり、前記マイクロプロセッサ回路として、高性能アナログ／デジタル（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ、Ａ／Ｄと略称される）変換機能を有する低消費電力のマイクロプロセッサチップが利用されてもよい。
【０００８】
前記信号処理回路は、デジタル処理を行い、前記マイクロプロセッサチップでＡ／Ｄ変換を行うことによりアナログ信号をデジタル信号に変換してから、前記マイクロプロセッサチップに組み込まれたソフトウェアにより有用信号を識別するための処理を含む全部の処理プロセスを、前記マイクロプロセッサチップ内で完了させてもよい。
【０００９】
本発明の技術課題はさらに下記の技術的手段により解決される。
【００１０】
前記受動赤外線センサーは、狭帯域フィルターと、赤外線を電荷信号に変換するための焦電素子と、焦電素子から出力された電荷信号を微弱なアナログ電圧信号に変換するための電界効果トランジスタとを備えてもよい。
【００１１】
前記狭帯域フィルターは、１０μｍ程の波長のみを通過させる赤外線のフィルターであってもよく、前記ケースのセンサー受信窓口に設置されてもよい。
【００１２】
前記焦電素子は、高焦電係数材料で製作された赤外線検出素子であり、前記狭帯域フィルターの裏面に設置され、前記狭帯域フィルターに透過した赤外線を受信するものであり、前記焦電素子の一方の端子は前記電界効果トランジスタのＧ（ゲート）極に接続され、他方の端子は共通グラウンドに接続されてもよい。
【００１３】
前記電界効果トランジスタは、Ｎチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴと略称される）であり、前記電界効果トランジスタのＳ（ソース）端子は出力端子とし、前記マイクロプロセッサチップの入力端子ＡＩ０に接続され、且つ共通グラウンドとの間で並列接続された出力抵抗と干渉防止容量が設置され、前記電界効果トランジスタのＤ（ドレイン）端子は直流電源端子とし、前記マイクロプロセッサチップのＶＤＤＡ端子に接続されてもよい。
【００１４】
前記マイクロプロセッサチップは、ＨＹ１１Ｐ系の高集積度、低消費電力のマイクロプロセッサチップであり、高解析度のアナログ−デジタル変換器が内蔵され、その入力端子ＡＩ０は前記電界効果トランジスタのＳ端子に接続され、ポートＰ２．２は出力端子ＯＵＴとし、そのＶＳＳ端子は共通グラウンドＧＮＤに接続され、そのＶＤＤ端子及びＲＳＴ端子は電源＋ＶＤＤ端子に接続され、且つＡ／Ｄ変換に安定的な電圧を提供するように、そのＶＤＤＡ端子と前記共通グラウンドＧＮＤとの間に一個の整合容量が接続され、そのＡＣＭ端子と前記共通グラウンドＧＮＤとの間にもうひとつの整合容量が接続されてもよい。
【００１５】
本発明の赤外線受信機に関する技術課題はさらに下記の技術的手段により解決される。
【００１６】
前記高焦電係数材料は、ジルコニウムチタン酸鉛系セラミックスと、タンタル酸リチウムと硫酸トリグリシンとからなる群より選択されたいずれか一種であってもよい。
【００１７】
前記電界効果トランジスタは、型番ＳＳ４１１７の電界効果トランジスタであってもよい。
【００１８】
前記マイクロプロセッサチップは型番ＨＹ１１Ｐ４１のマイクロプロセッサチップであってもよい。
【００１９】
前記ＡＣＭ端子と前記共通グラウンドＧＮＤとの間に接続される整合容量の容量値は０．１μＦであってもよく、前記ＶＤＤＡ端子と前記共通グラウンドＧＮＤとの間に接続されるもう一つの整合容量の容量値は１μＦであってもよい。
【００２０】
前記出力抵抗の抵抗値は５６ｋΩであってもよく、前記干渉防止容量の容量値は０．１μＦであってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
従来技術と比べ、本発明の有益な効果は、
本発明の信号処理回路は、受動赤外線センサーと共に同一の金属ケースに集積され、受動赤外線センサーにより、赤外線輻射から変換された微弱なアナログ電圧信号を検出し受信してから、直ちに同一の金属ケース内における信号処理回路によりデジタル処理を行い、前記処理が完了した後、直接に探索エリアに入る人が存在するかどうかを表すデジタル信号を出力する。信号転送プロセスの干渉が存在せず、外部スプリアス信号の干渉も金属ケースにより遮断され、赤外線受信機の干渉防止能力及び信頼性が著しく向上すると共に、応用回路の設計及び生産も容易且つ確実になり、便利・迅速である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図面は本発明における具体的な実施形態の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に具体的な実施形態に合わせて、図面を参照しながら本発明を説明する。
【００２４】
図面に示される赤外線受信機は、受動赤外線センサー２及び信号処理回路３を含み、信号処理回路３の入力端子が受動赤外線センサー２の出力端子に接続されている。
【００２５】
信号処理回路３と受動赤外線センサー２は同一の金属ケースに集積され、受動赤外線センサー２は、赤外線輻射から変換された微弱なアナログ電圧信号を探索しながら受信し、直接に同一の金属ケース内における信号処理回路３によりデジタル処理を行い、処理が完了された後、直接に探索エリアに入る人が存在するかどうかを表すデジタル信号を出力することになるため、信号転送過程中における干渉が存在せず、外部からのスプリアス信号による干渉も金属ケースにより遮断され、赤外線受信機の干渉防止能力及び信頼性が著しく向上し、さらに、応用回路の設計や生産も容易且つ便利になる。
【００２６】
信号処理回路３は、高性能Ａ／Ｄ変換機能を有する低消費電力のマイクロプロセッサチップＵ１（型番ＨＹ１１Ｐ４１）を採用するマイクロプロセッサ回路であり、受動赤外線センサー２は赤外線輻射から変換された微弱なアナログ電圧信号を検出しながら受信し、直接にマイクロプロセッサチップＵ１でデジタル処理を行い、ここで、マイクロプロセッサチップＵ１によりデジタル信号へのＡ／Ｄ変換を行う処理、及びマイクロプロセッサチップＵ１に組み込まれたソフトウェアにより必要な信号を識別する処理が含まれており、マイクロプロセッサチップＵ１内において全部の処理プロセスが完了された後、直接に探索エリアに入る人が存在するかどうかを表すデジタル信号を出力する。マイクロプロセッサチップＨＹ１１Ｐ４１に高解析度アナログ−デジタル変換器が内蔵され、その入力端子ＡＩ０は電界効果トランジスタＱ１のＳ端子に接続され、ポートＰ２．２は出力端子ＯＵＴであり、そのＶＳＳ端子は共通グラウンドＧＮＤに接続され、そのＶＤＤ端子とＲＳＴ端子は電源＋ＶＤＤ端子に接続され、さらに、そのＶＤＤＡ端子と共通グラウンドＧＮＤの間に一つの容量値１μＦの整合容量Ｃ３が接続され、そのＡＣＭ端子と共通グラウンドＧＮＤの間にもう一つの容量値０．１μＦの整合容量Ｃ２が接続されることにより、Ａ／Ｄ変換に安定な電圧が提供される。
【００２７】
受動赤外線センサー２は、狭帯域フィルター１、赤外線を電荷信号に変換する焦電素子Ｒｓ、及び焦電素子Ｒｓから出力された電荷信号を微弱なアナログ電圧信号に変換する電界効果トランジスタＱ１からなっている。
【００２８】
狭帯域フィルター１は、波長１０μｍ程の赤外線のみを通過させるフィルターであり、ケースのセンサー受信窓口に設置されている。
【００２９】
焦電素子Ｒｓは、チタン酸鉛系セラミックスを利用し製作された赤外線検出素子であり、狭帯域フィルター１の裏面に設置されており、狭帯域フィルター１を透過した赤外線を受信し、焦電素子Ｒｓの一方端子は電界効果トランジスタＱ１のＧ極に接続され、他方端子は共通グラウンドＧＮＤに接続されている。
【００３０】
電界効果トランジスタＱ１は型番ＳＳ４１１７のＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、電界効果トランジスタＱ１のＳ端子は出力端子として、マイクロプロセッサチップＵ１の入力端子ＡＩ０に接続され、且つ共通グラウンドＧＮＤとの間に並列接続された抵抗値５６ＫΩの出力抵抗Ｒ１と容量値０．１μＦの干渉防止容量Ｃ１が設置され、電界効果トランジスタＱ１のＤ端子は直流電源端子であり、マイクロプロセッサチップＵ１のＶＤＤＡ端子に接続されている。
【００３１】
以上の内容は、具体的な好適な実施形態に合わせて本発明をさらに詳しく説明するためのものであり、本発明に係る具体的な実施形態はこれらの説明に限られることが認められない。本発明が属する技術分野の普通の技術者にとっては、本発明の趣旨を外れることなく、若干の変更や著しい変形を実施し、且つ機能または用途が相当である場合はもちろん、本発明の請求範囲にて請求する特許保護範囲に含まれると理解されなくてはならないであろう。
【図１】
0005663781.tif 000002