(57)【要約】【課題】低周波成分の感度の低下を抑えることができる検知回路、及びそれを備えた赤外線検出装置を提供する。【解決手段】検知回路１は、入力端子１１と、フィルタ回路３と、制御部８とを備えている。入力端子１１は、焦電素子２から検知信号が入力される。フィルタ回路３は、入力端子１１と出力端子１２との間に検知信号を通過させる一の経路３０を形成し、経路３０を通過する検知信号の特定の周波数成分を減衰又は増幅する。制御部８は、フィルタ回路３における利得の周波数特性を変化させる。制御部８の動作モードは、検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無が判定部７１にて検知される侵入検知モードと、検知信号に基づいて検知領域内の人の存在の有無が判定部７１にて検知される滞在検知モードとを含んでいる。制御部８は、動作モードに応じて周波数特性を変化させる。【選択図】図１
2017058331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦電素子から検知信号が入力される入力端子と、
前記入力端子と出力端子との間に前記検知信号を通過させる一の経路を形成し、前記経路を通過する前記検知信号の特定の周波数成分を減衰又は増幅するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路における利得の周波数特性を変化させる制御部とを備え、
前記制御部の動作モードは、前記検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無が判定部にて検知される侵入検知モードと、前記検知信号に基づいて前記検知領域内の人の存在の有無が前記判定部にて検知される滞在検知モードとを含み、
前記制御部は、前記動作モードに応じて前記周波数特性を変化させるように構成されている
ことを特徴とする検知回路。
【請求項２】
前記フィルタ回路は、
前記焦電素子からの電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部と、
前記電圧信号を増幅する電圧増幅部とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の検知回路。
【請求項３】
前記制御部は、前記侵入検知モードで動作中に、前記検知領域への人の侵入が検知されると、前記動作モードを前記滞在検知モードに切り替えるように構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検知回路。
【請求項４】
前記フィルタ回路は、スイッチトキャパシタ回路を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の検知回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記スイッチトキャパシタ回路のスイッチング周波数を変化させることにより、前記周波数特性を変化させるように構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の検知回路。
【請求項６】
前記フィルタ回路は、前記スイッチトキャパシタ回路のスイッチング周波数によってカットオフ周波数が決まるハイパスフィルタを含み、
前記制御部の前記動作モードが前記侵入検知モードから前記滞在検知モードに切り替わると、前記制御部は、前記スイッチトキャパシタ回路のスイッチング周波数を低下させることにより前記カットオフ周波数を低下させるように構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の検知回路。
【請求項７】
前記制御部は、前記周波数特性を３つ以上の特性の中から択一的に選択するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の検知回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の検知回路と、前記焦電素子とを備える
ことを特徴とする赤外線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検知回路、及びそれを備えた赤外線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギ化を図るなどの目的で、人の動きを検知して効率的な動作を行う様々な電気機器が提供されている。このような電気機器の中には、例えば赤外線の検知部として焦電素子を用いた赤外線検出装置を内蔵した機器がある。一般的な赤外線検出装置は、レンズ等を用いて検知領域内からの赤外線を焦電素子に集める。そして、焦電素子が受光する赤外線量の変化に応じて焦電素子から出力される電流信号が変化する。
【０００３】
この種の赤外線検出装置として、焦電素子と、焦電素子から出力される電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部とを備えた装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１においては、電流電圧変換部は、交流帰還用のコンデンサが接続された演算増幅器を用いて電流信号を電圧信号に変換するように構成され、さらにコンデンサと並列に接続されたリセットスイッチを有している。
【０００４】
リセットスイッチは、制御部からのリセット信号によって制御され、オン時には、コンデンサに蓄積されている電荷を放電するための放電経路を形成する放電部として機能する。制御部は、所定周波数以下の低周波成分を除去するように予め決められている周期でクロック信号を発生する発振器を有し、クロック信号に基づいてリセット信号を出力する。これにより、特許文献１に記載の赤外線検出装置は、検知対象（人体）とは関係のない不要な低周波成分を除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の赤外線検出装置では、常に一定の低周波成分が除去されるため、例えば１箇所に止まっている（微動を含む）人を検知する場合など、状況によっては、低周波成分が除去されることで人の検知感度が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みてなされており、低周波成分の感度の低下を抑えることができる検知回路、及びそれを備えた赤外線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の検知回路は、焦電素子から検知信号が入力される入力端子と、前記入力端子と出力端子との間に前記検知信号を通過させる一の経路を形成し、前記経路を通過する前記検知信号の特定の周波数成分を減衰又は増幅するフィルタ回路と、前記フィルタ回路における利得の周波数特性を変化させる制御部とを備え、前記制御部の動作モードは、前記検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無が判定部にて検知される侵入検知モードと、前記検知信号に基づいて前記検知領域内の人の存在の有無が前記判定部にて検知される滞在検知モードとを含み、前記制御部は、前記動作モードに応じて前記周波数特性を変化させるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の赤外線検出装置は、上記の検知回路と、前記焦電素子とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の検知回路、及びそれを備えた赤外線検出装置によれば、低周波成分の感度の低下を抑えることができる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る赤外線検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る検知回路におけるフィルタ回路の利得の周波数特性の一例を示すグラフである。
【図３】実施形態１に係る電流電圧変換部及び電圧増幅部の具体例を示す回路図である。
【図４】実施形態１に係るフィルタ部及び制御部の具体例を示す回路図である。
【図５】実施形態１に係る検知回路の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施形態は、検知回路、及びそれを備えた赤外線検出装置に関し、とくに人の検知に用いられる検知回路、及びそれを備えた赤外線検出装置に関する。
【００１３】
（実施形態１）
（１）概要
本実施形態の検知回路１は、図１に示すように、入力端子１１と、フィルタ回路３と、制御部８とを備えている。
【００１４】
入力端子１１は、焦電素子２から検知信号が入力される。フィルタ回路３は、入力端子１１と出力端子１２との間に検知信号を通過させる一の経路３０を形成し、経路３０を通過する検知信号の特定の周波数成分を減衰又は増幅する。制御部８は、フィルタ回路３における利得の周波数特性を変化させる。制御部８の動作モードは、検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無が判定部７１にて検知される侵入検知モードと、検知信号に基づいて検知領域内の人の存在の有無が判定部７１にて検知される滞在検知モードとを含んでいる。制御部８は、動作モードに応じて周波数特性を変化させるように構成されている。
【００１５】
ここでいうフィルタ回路３における利得の周波数特性は、フィルタ回路３の利得−周波数特性、つまり検知信号の周波数とフィルタ回路３の利得との関係を表している。また、フィルタ回路３における検知信号の特定の周波数成分の減衰には、特定の周波数成分がフィルタ回路３にて遮断される場合も含んでいる。さらに、フィルタ回路３の利得は０〔ｄＢ〕（増幅率１）を含んでいる。
【００１６】
要するに、検知回路１は、焦電素子２からの検知信号が入力されるように構成されている。検知回路１、又は検知回路１の後段の回路に設けられる判定部７１では、検知信号に基づいて、つまり焦電素子２が受光する赤外線量の変化に基づいて、人の存在の有無が判断される。ここにおいて、フィルタ回路３は、一の経路３０を通過する検知信号の特定の周波数成分を減衰又は増幅するのであって、制御部８では、この経路３０を通過する検知信号に対する利得の周波数特性を変化させている。つまり、制御部８は、例えば複数のフィルタを用いて検知信号が通過する経路（フィルタ）を切り替えるのではなく、１つのフィルタ回路３における同一の経路３０を検知信号が通過するようにしながらも、利得の周波数特性を変化させるように構成されている。
【００１７】
そして、フィルタ回路３の利得の周波数特性は、制御部８の動作モードに応じて変化するように構成されている。例えば、制御部８の動作モードが侵入検知モードにあるときと滞在検知モードにあるときとでは、フィルタ回路３の利得の周波数特性が異なることになる。
【００１８】
ここでいう侵入検知モードは、判定部７１にて、検知領域外から検知領域内に移動する人を検知するためのモードである。すなわち、侵入検知モードにおいては、検知領域内に人が存在しない状態から検知領域内に人が存在する状態に変化したときに、検知領域への人の侵入があったと判断される。一方、滞在検知モードは、判定部７１にて、検知領域内に止まっている（停滞している）人の存在の有無を検知するためのモードである。すなわち、滞在検知モードにおいては、検知領域内での人の微動が検知されたときに、検知領域内に人が存在すると判断される。
【００１９】
上記構成の検知回路１によれば、制御部８の動作モードに応じて、フィルタ回路３における利得の周波数特性が変化するので、検知信号の特定の周波数成分に対する感度が変化することになる。したがって、検知回路１は、例えば低周波成分に対するフィルタ回路３の利得を侵入検知モードよりも滞在検知モードで高くすることにより、滞在検知モードでは、１箇所に止まっている人が検知されやすくなる。この場合、侵入検知モードでは低周波成分に対するフィルタ回路３の利得が低くなるので、不要な低周波成分（以下、「不要成分」という）の影響による誤検知が生じにくい。ここでいう不要成分は、焦電素子２から出力される検知信号に対して、例えば周囲温度の変化などに起因して検知対象（人）とは無関係に生じる低周波の揺らぎ成分である。その結果、検知回路１は、低周波成分の感度の低下を抑えることができる、という利点がある。
【００２０】
（２）詳細
以下、本実施形態の検知回路１、及びそれを備えた赤外線検出装置１０について詳しく説明する。本実施形態においては、検知回路１及び赤外線検出装置１０が、人の存在の有無を検知する人体検知に用いられる場合を例とする。ただし、検知回路１及び赤外線検出装置１０は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。例えば、赤外線検出装置１０は、人体検知に限らず、犬、猫等の動物の検知に用いられてもよい。
【００２１】
（２．１）全体構成
本実施形態の赤外線検出装置１０は、検知回路１と、焦電素子２とを備えている。赤外線検出装置１０は、レンズ又はミラーを用いて、検知領域からの赤外線を焦電素子２に集め、焦電素子２が受光する赤外線量の変化に応じて、人の存在の有無を検知する。つまり、赤外線検出装置１０は、検知領域外から検知領域内に人が移動することによって生じる、焦電素子２での赤外線量の変化、又は、検知領域内での人の動きによって生じる、焦電素子２での赤外線量の変化に応じて人の存在の有無を検知する。
【００２２】
焦電素子２は、検知領域から赤外線を受光し、受光した赤外線量の変化に応じた電流信号を出力する。焦電素子２は、検知回路１の入力端子１１に電気的に接続されており、電流信号を検知信号として検知回路１に出力する。
【００２３】
本実施形態の検知回路１は、図１に示すように、上述した入力端子１１、フィルタ回路３、出力端子１２、及び制御部８に加えて、出力回路７をさらに備えている。
【００２４】
本実施形態では、フィルタ回路３は、電流電圧変換部（以下、「ＩＶ変換部」という）４と、電圧増幅部５と、フィルタ部６とを含んでいる。
【００２５】
ＩＶ変換部４は、焦電素子２からの電流信号を電圧信号に変換する。電圧増幅部５は、電圧信号を増幅する。フィルタ部６は、電圧信号の特定の周波数成分を減衰又は増幅させる。ＩＶ変換部４、電圧増幅部５、及びフィルタ部６は、入力端子１１と出力端子１２との間の一の経路３０上において、入力端子１１側からＩＶ変換部４、電圧増幅部５、フィルタ部６の順に並ぶように設けられている。これにより、入力端子１１から入力される検知信号は、まずＩＶ変換部４で電流信号から電圧信号に変換され、次に電圧増幅部５で増幅され、次にフィルタ部６で特定の周波数成分について減衰又は増幅される。
【００２６】
ＩＶ変換部４及び電圧増幅部５の具体例については、下記「（２．２）具体例」の欄で説明する。また、フィルタ部６の具体例についても、下記「（２．２）具体例」の欄で説明する。
【００２７】
出力回路７は、フィルタ回路３の後段、つまりフィルタ部６と出力端子１２との間に電気的に接続されている。出力回路７には、フィルタ部６を通過した検知信号（電圧信号）がフィルタ回路３から入力される。出力回路７は、検知信号に基づいて人の存在の有無を判定する。ここで、出力回路７に入力される検知信号は、焦電素子２から出力される検知信号に対して、電流信号から電圧信号への変換、増幅、及び特定の周波数成分についての減衰又は増幅という処理が施された信号である。検知信号に基づく人の存在の有無の判定には、検知信号にこれらの処理が施された信号に基づいて判定を行う処理と、焦電素子２から出力される検知信号そのものに基づいて判定を行う処理との両方が含まれる。
【００２８】
具体的には、出力回路７は、フィルタ回路３の出力値（検知信号の振幅値）と、所定の閾値とを比較することにより人の存在の有無を判定する判定部７１としての機能を有している。出力回路７は、フィルタ回路３の出力値の絶対値が閾値を超えている期間には、人が存在すると判定する。一方、フィルタ回路３の出力値の絶対値が閾値以下であれば、出力回路７は検知領域内に人が存在しないと判定する。ここでは、出力回路７は、フィルタ回路３から入力されるアナログ値をデジタル値に変換するＡＤ変換器を含んでいる。そのため、判定部７１としての機能は、デジタル回路にて実現される。
【００２９】
出力回路７は、判定結果に応じた判定信号をシリアル出力するように構成されている。具体的には、出力回路７は、スタートビット、判定結果、及びストップビットを含む判定信号を出力する。ここで、判定信号は、人が存在するか否かの判定結果に加えて、例えば制御部８の動作モードを表すモード情報や、検知信号の瞬時値などの情報を含んでいてもよい。
【００３０】
出力端子１２には、外部装置（外部回路）が電気的に接続されている。外部装置は、例えば照明器具の制御装置である。この場合、外部装置（制御装置）は、検知回路１から入力される判定信号に従って、例えば人が存在する間は照明器具を点灯させ、人が存在しなくなると照明器具を消灯させるように照明器具を制御する。なお、出力端子１２に接続される外部装置は、照明器具の制御装置に限らない。
【００３１】
制御部８は、プロセッサ及びメモリを有するマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成とする。つまり、マイコンのプロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、プロセッサが制御部８として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、電気通信回線を通して、又は記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００３２】
制御部８は、検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無が検知される侵入検知モードと、検知信号に基づいて検知領域内の人の存在の有無が検知される滞在検知モードとの２つの動作モードから、１つの動作モードを選択して動作する。本実施形態においては、検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無、又は検知領域内の人の存在の有無を判定（検知）するのは、出力回路７に設けられた判定部７１である。そのため、制御部８が侵入検知モードで動作中には、出力回路７において、検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無が検知されることになる。一方、制御部８が滞在検知モードで動作中には、出力回路７において、検知信号に基づいて検知領域内の人の存在の有無が検知されることになる。
【００３３】
ここで、制御部８は、侵入検知モードで動作中に、検知領域への人の侵入が検知されると、動作モードを滞在検知モードに切り替えるように構成されている。具体的には、制御部８は、出力回路７に電気的に接続されており、判定部７１での判定結果に従って、動作モードを切り替えるように構成されている。本実施形態においては、制御部８が侵入検知モードで動作中に、判定部７１で検知領域への人の侵入が検知されると、この判定結果を受けて制御部８は動作モードを滞在検知モードに切り替える。制御部８が滞在検知モードで動作中に、判定部７１で検知領域内における人の存在が検知されない状態が所定時間継続すると、この判定結果を受けて制御部８は動作モードを侵入検知モードに切り替える。
【００３４】
これにより、制御部８は、侵入検知モードを基本的な動作モードとして動作しつつ、検知領域への人の侵入が検知されると、動作モードを侵入検知モードから滞在検知モードに切り替えて動作する。そして、滞在検知モードで所定時間、人の存在が検知されなければ、制御部８は動作モードを滞在検知モードから侵入検知モードへと戻す。
【００３５】
また、制御部８は、フィルタ回路３における利得の周波数特性を変化させる。制御部８は、動作モードに応じて周波数特性を変化させるように構成されている。本実施形態では、制御部８は、低周波成分に対するフィルタ回路３の利得を、侵入検知モードよりも滞在検知モードで高くする。図２は、侵入検知モード及び滞在検知モードの各々における、フィルタ回路３の利得の周波数特性の一例を示す。図２において、「Ｍ１」は侵入検知モードにおけるフィルタ回路３の利得の周波数特性を示し、「Ｍ２」は滞在検知モードにおけるフィルタ回路３の利得の周波数特性を示している。
【００３６】
すなわち、図２の例では、フィルタ回路３は、侵入検知モードにおいては第１周波数ｆ１付近に利得のピークを持ち、滞在検知モードにおいては利得のピークが第２周波数ｆ２付近まで拡大されている。ここで、第２周波数ｆ２は、第１周波数ｆ１より低い周波数である（ｆ２＜ｆ１）。一例として、制御部８は、侵入検知モードでは１〔Ｈｚ〕付近に利得のピークを持つ周波数特性とし、滞在検知モードでは０．１〔Ｈｚ〕付近にまで利得のピークを広げた周波数特性とする。これにより、侵入検知モードにおいては、検知回路１は、例えば通行人のように比較的大きな動きをする人に対しては十分な感度を保ちつつ、不要成分の影響による誤検知が生じにくい。一方、滞在検知モードでは、検知回路１は、１箇所に止まっている人のように比較的小さな動きをする人に対して十分な感度を保つことができる。制御部８がフィルタ回路３における利得の周波数特性をどのように変化させるかについては、「（２．２）具体例」の欄で詳しく説明する。
【００３７】
なお、出力回路７は、制御部８の動作モードを表すモード情報を、判定信号に含めて出力してもよく、この場合、制御部８の動作モードが外部装置に通知されることになる。したがって、外部装置においては、侵入検知モードで人の存在が検知されたのか、滞在検知モードで人の存在が検知されたのかを区別することが可能になる。
【００３８】
（２．２）具体例
以下に、ＩＶ変換部４、電圧増幅部５、フィルタ部６、及び制御部８の具体的な回路構成について説明する。ただし、ここで示す回路構成は一例に過ぎず、適宜変更可能である。
【００３９】
まず、ＩＶ変換部４及び電圧増幅部５の具体例について、図３を参照して説明する。
【００４０】
ＩＶ変換部４は、図３に示すように、第１の演算増幅器４１と、コンデンサ４２とを有している。第１の演算増幅器４１の反転入力端子には入力端子１１が電気的に接続されている。第１の演算増幅器４１の非反転入力端子には、基準電圧を発生する基準電源４３が電気的に接続されている。コンデンサ４２は、第１の演算増幅器４１の出力端子−反転入力端子間に電気的に接続されており、交流帰還用の容量素子として機能する。
【００４１】
このように構成される容量型のＩＶ変換部４は、焦電素子２からの電流信号を、コンデンサ４２のインピーダンスを用いて電圧信号に変換する。第１の演算増幅器４１から出力される電圧は、基準電源４３が発生する基準電圧からコンデンサ４２の両端電圧を差し引いた値となる。そのため、ＩＶ変換部４の出力は、焦電素子２が赤外線を受光することによって生じる電流信号の変化に応じて、動作点から変化する電圧信号となる。ここで、動作点は基準電圧である。このような構成のＩＶ変換部４は、ＳＮ比が比較的高い、という利点がある。
【００４２】
なお、以下では説明を簡単にするために、上記動作点（基準電圧）にあるときのＩＶ変換部４の出力をゼロとして説明する。つまり、以下の説明において、ＩＶ変換部４の出力は、第１の演算増幅器４１から出力される電圧の動作点（基準電圧）からの変化量を意味する。
【００４３】
さらに、ＩＶ変換部４は、第２の演算増幅器４４と、コンデンサ４５と、抵抗４６，４７とからなるフィードバック回路を有している。
【００４４】
第２の演算増幅器４４の反転入力端子には、抵抗４６を介して基準電源４３が電気的に接続されている。コンデンサ４５は、第２の演算増幅器４４の出力端子−反転入力端子間に電気的に接続されている。また、第２の演算増幅器４４の非反転入力端子には、第１の演算増幅器４１の出力端子が電気的に接続されている。第２の演算増幅器４４の出力端子には、抵抗４７を介して第１の演算増幅器４１の反転入力端子が電気的に接続されている。
【００４５】
これにより、ＩＶ変換部４は、フィードバック回路により所定周波数以下の低周波成分を低減させた電圧信号を出力することになる。言い換えれば、ＩＶ変換部４はハイパスフィルタの機能を有している。
【００４６】
電圧増幅部５は、第３の演算増幅器５１と、入力コンデンサ５２と、帰還コンデンサ５３と、抵抗５４とを有している。
【００４７】
第３の演算増幅器５１の反転入力端子には、入力コンデンサ５２を介して第１の演算増幅器４１の出力端子が電気的に接続されている。帰還コンデンサ５３は、第３の演算増幅器５１の出力端子−反転入力端子間に電気的に接続されている。抵抗５４は、第３の演算増幅器５１の出力端子−反転入力端子間において、帰還コンデンサ５３と電気的に並列に接続されている。第３の演算増幅器５１の非反転入力端子には基準電源４３が電気的に接続されている。つまり、電圧増幅部５は、容量型の電圧増幅回路を構成しており、その増幅率は、入力コンデンサ５２の容量「Ｃ１」、及び帰還コンデンサ５３の容量「Ｃ２」を用いて「Ｃ１／Ｃ２」で表される。このような構成の電圧増幅部５は、低消費電力である、という利点がある。
【００４８】
次に、フィルタ部６及び制御部８の具体例について、図４を参照して説明する。
【００４９】
フィルタ部６は、第４の演算増幅器６１と、入力コンデンサ６２と、帰還コンデンサ６３と、スイッチトキャパシタ回路６４とを有している。
【００５０】
第４の演算増幅器６１の反転入力端子には、入力コンデンサ６２を介して電圧増幅部５の出力端子が電気的に接続される。帰還コンデンサ６３は、第４の演算増幅器６１の出力端子−反転入力端子間に電気的に接続されている。スイッチトキャパシタ回路６４は、第４の演算増幅器６１の出力端子−反転入力端子間において、帰還コンデンサ６３と電気的に並列に接続されている。第４の演算増幅器６１の非反転入力端子は回路グランドに電気的に接続されている。
【００５１】
スイッチトキャパシタ回路６４は、コンデンサ６４１と、第１のスイッチ６４２と、第２のスイッチ６４３とを有している。コンデンサ６４１の一端は、第１のスイッチ６４２を介して第４の演算増幅器６１の反転入力端子に電気的に接続され、コンデンサ６４１の他端は、第２のスイッチ６４３を介して第４の演算増幅器６１の出力端子に電気的に接続されている。第１のスイッチ６４２及び第２のスイッチ６４３の各々は、制御部８からのクロック信号を受けてオンオフする。クロック信号は、第１のスイッチ６４２と第２のスイッチ６４３とでは位相差が１８０度、つまり反転した信号となる。なお、第１のスイッチ６４２及び第２のスイッチ６４３の各々は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体スイッチ素子からなる。
【００５２】
このように構成されるスイッチトキャパシタ回路６４は、クロック信号の周波数「ｆｓ」、及びコンデンサ６４１の容量「Ｃｓ」を用いて、次式で表される抵抗値Ｒｓの抵抗と等価である。
【００５３】
Ｒｓ＝１／（ｆｓ・Ｃｓ）
したがって、図４に示すフィルタ部６は、上記の抵抗値Ｒｓと、帰還コンデンサ６３の容量「Ｃａ」とを用いて、次式で表されるカットオフ周波数ｆｃのハイパスフィルタとして機能する。なお、ハイパスフィルタは、検知信号のうちカットオフ周波数ｆｃよりも低い周波数の成分を減衰させるフィルタである。
【００５４】
ｆｃ＝１／（２π・Ｒｓ・Ｃａ）
上記より、例えばコンデンサ６４１の容量Ｃｓが０．１〔ｐＦ〕、クロック信号の周波数ｆｓが２００〔Ｈｚ〕である場合に、スイッチトキャパシタ回路６４の抵抗値Ｒｓは５０〔ＧΩ〕になる。この場合に、例えば帰還コンデンサ６３の容量「Ｃａ」が８．７〔ｐＦ〕であれば、カットオフ周波数ｆｃは０．３６〔Ｈｚ〕になる。なお、これらの数値は一例に過ぎない。
【００５５】
図４に例示するような回路構成であれば、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数（クロック信号の周波数ｆｓ）が低くなるほど、スイッチトキャパシタ回路６４の抵抗値Ｒｓが大きくなり、カットオフ周波数ｆｃは低くなる。このように、フィルタ回路３は、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数（クロック信号の周波数ｆｓ）によってカットオフ周波数ｆｃが決まるハイパスフィルタ（フィルタ部６）を含んでいる。言い換えれば、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数（クロック信号の周波数ｆｓ）の変化に合わせて、フィルタ回路３における利得の周波数特性が変化する。
【００５６】
そこで、制御部８は、クロック信号を発生するクロック発生部８１と、制御部８の動作モードを切り替えるモード切替部８２とを有している。クロック発生部８１は、スイッチトキャパシタ回路６４の第１のスイッチ６４２及び第２のスイッチ６４３の各々にクロック信号を与える。クロック発生部８１で発生するクロック信号の周波数ｆｓは、制御部８の動作モードに応じて決まる。クロック発生部８１は、例えば分周回路を切り替えることによりクロック信号の周波数ｆｓを切り替えることが可能である。つまり、モード切替部８２で動作モードが切り替えられると、クロック発生部８１で発生するクロック信号の周波数ｆｓが変化する。言い換えれば、制御部８は、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数（クロック信号の周波数ｆｓ）を変化させることにより、フィルタ回路３における利得の周波数特性を変化させる。
【００５７】
本実施形態では、制御部８の動作モードが侵入検知モードから滞在検知モードに切り替わると、制御部８は、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数を低下させる。つまり、制御部８は、滞在検知モードでは、侵入検知モードよりもクロック発生部８１で発生するクロック信号の周波数ｆｓを低くして、フィルタ部６のカットオフ周波数ｆｃを低下させる。例えば、侵入検知モードにおいて、制御部８は、クロック信号の周波数ｆｓを２００〔Ｈｚ〕として、カットオフ周波数ｆｃを１〔Ｈｚ〕程度に設定する。この場合において、制御部８は、滞在検知モードではクロック信号の周波数ｆｓを１００〔Ｈｚ〕とすることで、カットオフ周波数ｆｃを０．５〔Ｈｚ〕程度に低下させることができる。
【００５８】
（２．３）動作
以下、本実施形態の検知回路１の動作について、図５を参照して説明する。
【００５９】
検知回路１に電源が投入されると、図５に示すように、検知回路１は、まず制御部８の動作モードを侵入検知モードとして動作する（Ｓ１）。このとき、制御部８は、クロック信号の周波数ｆｓを第１の既定値にすることにより、フィルタ回路３におけるハイパスフィルタ（フィルタ部６）のカットオフ周波数ｆｃを第１周波数ｆ１に設定する（Ｓ２）。この状態において、検知回路１は、人の存在の有無、つまり検知領域への人の侵入の有無を検知する（Ｓ３）。人の存在が検知されなければ（Ｓ３：Ｎｏ）、検知回路１は処理Ｓ１へ移行する。
【００６０】
一方、人の存在が検知されると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、検知回路１は、制御部８の動作モードを滞在検知モードに切り替える（Ｓ４）。このとき、制御部８は、クロック信号の周波数ｆｓを第２の既定値にすることにより、フィルタ回路３におけるハイパスフィルタ（フィルタ部６）のカットオフ周波数ｆｃを第２周波数ｆ２に設定する（Ｓ５）。この状態において、検知回路１は、人の存在の有無、つまり検知領域内の人の存在の有無を検知する（Ｓ６）。人の存在が検知されなければ（Ｓ６：Ｎｏ）、制御部８は、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ７）。所定時間が経過していなければ（Ｓ７：Ｎｏ）、検知回路１は、処理Ｓ４へ移行する。人の存在が検知されると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、制御部８での所定時間のカウントをリセットした上で、検知回路１は、処理Ｓ４へ移行する。
【００６１】
一方、人の存在が検知されない状態が所定時間継続すると（Ｓ７：Ｙｅｓ）、検知回路１は、処理Ｓ１へ移行する。検知回路１は、処理Ｓ１〜Ｓ７を繰り返すように動作する。
【００６２】
なお、制御部８の動作モードの切り替え時においては、出力回路７に入力される検知信号の変動による誤検知を抑制するため、一定期間、判定部７１が人の検知（判定）を停止するように構成されていてもよい。
【００６３】
（３）効果
以上説明した本実施形態の検知回路１によれば、制御部８の動作モードに応じて、フィルタ回路３における利得の周波数特性が変化するので、検知信号の特定の周波数成分に対する感度が変化することになる。したがって、検知回路１は、例えば低周波成分に対するフィルタ回路３の利得を侵入検知モードよりも滞在検知モードで高くすることにより、滞在検知モードでは、１箇所に止まっている人が検知されやすくなる。この場合、侵入検知モードでは低周波成分に対するフィルタ回路３の利得が低くなるので、不要成分の影響による誤検知が生じにくい。その結果、検知回路１は、低周波成分の感度の低下を抑えることができる、という利点がある。
【００６４】
しかも、制御部８は、入力端子１１と出力端子１２との間に検知信号を通過させる一の経路３０を形成し、経路３０を通過する検知信号の特定の周波数成分を減衰又は増幅する構成のフィルタ回路３における利得の周波数特性を変化させている。つまり、制御部８は、例えば複数のフィルタを用いて検知信号が通過する経路（フィルタ）を切り替えるのではなく、１つのフィルタ回路３における同一の経路３０を検知信号が通過するようにしながらも、利得の周波数特性を変化させるように構成されている。複数のフィルタを用いて検知信号が通過する経路（フィルタ）を切り替える構成では、全てのフィルタが同時に使用される訳ではないのに複数のフィルタが必要になり、フィルタにおいて無駄な電力消費が生じることになる。これに対して、本実施形態の検知回路１では、１つのフィルタ回路３の利得の周波数特性を変化させているので、フィルタ回路３において無駄な電力消費が抑えられる。
【００６５】
また、本実施形態のように、フィルタ回路３は、焦電素子２からの電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部（ＩＶ変換部）４と、電圧信号を増幅する電圧増幅部５とを含むことが好ましい。この構成によれば、フィルタ回路３から出力される検知信号のＳＮ比がよくなる。ただし、フィルタ回路３が、ＩＶ変換部４及び電圧増幅部５を含むことは、検知回路１に必須の構成ではなく、ＩＶ変換部４及び電圧増幅部５の少なくとも一方は適宜省略可能である。
【００６６】
また、本実施形態のように、制御部８は、侵入検知モードで動作中に、検知領域への人の侵入が検知されると、動作モードを滞在検知モードに切り替えるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、検知領域外から検知領域内への人の移動があった場合に、制御部８の動作モードが、検知領域内の人の存在の有無を検知する滞在検知モードに自動的に切り替わることになる。ただし、制御部８が、検知領域への人の侵入が検知されたときに動作モードを滞在検知モードに切り替える構成は、検知回路１に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
【００６７】
また、本実施形態のように、フィルタ回路３は、スイッチトキャパシタ回路６４を有することが好ましい。この構成によれば、比較的簡単な回路構成により、フィルタ回路３を実現することができ、例えばフィルタ回路３を１チップ化することも可能である。
【００６８】
また、本実施形態のように、制御部８は、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数を変化させることにより、周波数特性を変化させるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、クロック信号の周波数ｆｓを変化させるだけの比較的簡単な構成で、フィルタ回路３における利得の周波数特性を変化させることができる。
【００６９】
また、本実施形態のように、フィルタ回路３は、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数によってカットオフ周波数ｆｃが決まるハイパスフィルタ（フィルタ部６）を含むことが好ましい。この場合、制御部８の動作モードが侵入検知モードから滞在検知モードに切り替わると、制御部８は、スイッチトキャパシタ回路６４のスイッチング周波数を低下させることによりカットオフ周波数ｆｃを低下させることが好ましい。この構成によれば、低周波成分に対するフィルタ回路３の利得は、侵入検知モードよりも滞在検知モードで高くなる。したがって、滞在検知モードでは、１箇所に止まっている人が検知されやすくなる。一方で、侵入検知モードでは、低周波成分に対するフィルタ回路３の利得が低くなるので、不要成分の影響による誤検知が生じにくい。さらに、滞在検知モードでは、スイッチング周波数（クロック信号の周波数ｆｓ）が低くなるので、侵入検知モードに比べてクロック信号の発生源（クロック発生部８１）の消費電力を小さく抑えることができる。
【００７０】
また、本実施形態の赤外線検出装置１０は、検知回路１と、焦電素子２とを備えている。この構成によれば、赤外線検出装置１０は、検知回路１は、低周波成分の感度の低下を抑えることができる、という利点がある。
【００７１】
（４）変形例
以下、実施形態１の変形例を列挙する。
【００７２】
フィルタ回路３は、ハイパスフィルタに限らず、例えばバンドパスフィルタを有していてもよい。バンドパスフィルタは、検知信号のうち特定の周波数帯域の成分を通過させるフィルタである。この場合、制御部８は、動作モードに応じてバンドパスフィルタのカットオフ周波数を変化させることにより、フィルタ回路３の利得の周波数特性を変化させる。また、フィルタ回路３は、ローパスフィルタを有していてもよい。ローパスフィルタは、検知信号のうちカットオフ周波数よりも高い周波数の成分を減衰させるフィルタである。この場合、制御部８は、動作モードに応じてローパスフィルタのカットオフ周波数を変化させることにより、フィルタ回路３の利得の周波数特性を変化させる。さらに、フィルタ回路３は、ハイパスフィルタとローパスフィルタとの両方を有していてもよい。
【００７３】
ここで、制御部８の動作モードに応じてフィルタ回路３の利得の周波数特性をどのように変化させるかは、例えば検知領域の設定（素子サイズ、レンズ又はミラーの構成）などによって決まる。つまり、制御部８は、図２に例示したように、侵入検知モードよりも滞在検知モードで、フィルタ回路３の利得のピークを低周波側に拡大する構成に限らず、検知領域によっては、フィルタ回路３の利得のピークを低周波側にシフトしてもよい。また、検知領域によっては、制御部８は、フィルタ回路３の利得のピークを高周波側に拡大してもよいし、高周波側にシフトしてもよい。さらに、検知領域によっては、制御部８は、フィルタ回路３が利得を持つ周波数帯域を拡大又は縮小してもよい。
【００７４】
また、フィルタ回路３は、実施形態１のようなスイッチトキャパシタ回路６４を用いてフィルタ部６に代えて、デジタルフィルタを有していてもよい。この場合、制御部８は動作モードに応じてデジタルフィルタの利得の周波数特性を変化させるように構成される。
【００７５】
また、検知信号に基づいて検知領域への人の侵入の有無、又は検知領域内の人の存在の有無の判定（検知）は、出力回路７に限らず、例えば制御部８又は外部装置で行われてもよい。つまり、判定部７１は、検知回路１における出力回路７以外の部位、又は検知回路１の後段の回路（外部装置）に設けられていてもよい。外部装置に判定部７１が設けられる場合、検知回路１では、人の存在の有無の判定までは行われないため、制御部８は外部装置から判定結果を受けて、制御部８の動作モードを選択する。
【００７６】
（実施形態２）
本実施形態の検知回路１は、制御部８が、周波数特性を３つ以上の特性の中から択一的に選択するように構成されている点で、実施形態１の検知回路１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【００７７】
本実施形態では、制御部８の動作モードは、侵入検知モード及び滞在検知モードに加えて、高感度検知モードを含んでいる。ここでいう高感度検知モードは、滞在検知モードよりもさらに高感度に検知領域内の人の存在の有無を検知するモードである。制御部８は、滞在検知モードで動作中に、検知領域内における人の存在が検知されない状態が所定時間継続すると、動作モードを高感度検知モードに切り替えるように構成されている。そして、制御部８は、高感度検知モードで動作中に、検知領域内における人の存在が検知されない状態が所定時間継続すると、動作モードを侵入検知モードに切り替えるように構成されている。
【００７８】
制御部８は、低周波成分に対するフィルタ回路３の利得を、侵入検知モードよりも滞在検知モードで高くし、滞在検知モードよりも高感度検知モードでさらに高くする。すなわち、本実施形態の検知回路１においては、制御部８は、侵入検知モード、滞在検知モード、及び高感度検知モードに合せて、フィルタ回路３の利得の周波数特性を３段階で変化させる。
【００７９】
以上説明した本実施形態の構成によれば、フィルタ回路３の利得の周波数特性が３つ以上の特性の中から択一的に選択されるので、制御部８の動作モードに応じて、検知回路１の感度が細かく調節可能になる。なお、制御部８は、フィルタ回路３の利得の周波数特性を３段階に限らず、４段階以上に変化させてもよい。
【００８０】
なお、実施形態２で説明した構成と実施形態１で説明した構成（変形例を含む）とは、適宜組み合わせて適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  検知回路
２  焦電素子
３  フィルタ回路
４  電流電圧変換部
５  電圧増幅部
６  フィルタ部（ハイパスフィルタ）
８  制御部
１０  赤外線検出装置
１１  入力端子
１２  出力端子
３０  経路
６４  スイッチトキャパシタ回路
【図１】
2017058331.tif 000003
【図２】
2017058331.tif 000004
【図３】
2017058331.tif 000005
【図４】
2017058331.tif 000006
【図５】
2017058331.tif 000007