红外线探测器制造技术

在红外线探测器中，热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号。然后，对电压信号进行波形分析。于是，只有当通过波形分析检测到由人体产生的波形时，才输出检测信号。例如，在两个不同的频率范围内放大电压信号，且将被放大的信号用于鉴别由人体引起的信号。于是，误将诸如热电元件的爆米花噪声一类噪声当作为由人体所产生而在准备加以检测乃得以防止。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
红外线探测器本专利技术涉及用于检测从人体辐射的红外线能量以检测人体的存在或移动的红外线探测器(detector)。热释电元件被广泛用于检测从人体辐射的红外线。用于每个监测区域的热电元件组输出与红外线辐射相对应的电流。于是，在红外线探测器中，电流-电压变换器把电流变换成电压，而电压放大器则放大电压。当输出电压超过预定电平时就判定检测到了人体，并且输出表示在监测区域中人体存在或移动的检测信号。将红外线探测器设计成具有人体移动的频率特征，而且它具有其发射频带中心大约在1Hz处的带通滤波器的特征。于是，增强了对人体的敏感度，并使由与人体移动无关之频率的信号所引起的误动作得以防止。然而，热电元件有害地输出一称为爆米花(popcorn)噪声的一次通过(one-shot)噪声。认为爆米花噪声归因于在热电元件中产生不必要的电荷，且这些不必要的电荷乃由于在热电元件中的热电板、电极、支撑物、粘合剂、电路板等的热膨胀系数的不同，导致集中在热电板或电极材料的诸缺陷处或者集中在由切割等生成的俯仰(pitching)、微裂缝等处的压缩或拉伸应力而产生。以前，为了减小爆米花噪声作为一次通过输出噪声的发生率，建议优化使用支撑物、电路板、导电粘合剂等的材料，或者改变热电元件的结构。然而，即使采取这些建议，在红外线探测器中仍然不能完全抑制爆米花噪声的发生，且易因爆米花噪声而引起误动作。本专利技术旨于解决上述问题，而它的目的在于当发生爆米花噪声时提供不错误操作的红外线探测器。根据本专利技术的红外线探测器，它包括热电元件；把来自热电元件的电流变换成电压信号的电流-电压变换器；和信号处理器，它对从电流-电压变换器接收到的电压信号进行波形分析，而且只有在通过波形分析检测到由人体产生的波形时才输出检测信号。可以下面描述的各种方法来实现信号处理器。例如，信号处理器包括放大器，它放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；频率分析器，它对放大器的输出信号进行频率分析；和判定电路，它基于由-->频率分析器所获得的频率组成来检测由人体产生的波形。例如，信号处理器包括第一放大器，它在一频率范围内放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；第二放大器，它在不同于第一放大器的频率范围内放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；和判定电路，它根据第一和第二放大器的输出信号的幅度电平比来检测由人体产生的波形。例如，信号处理器包括第一放大器，它在一频率范围内放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；第二放大器，它在不同于第一放大器的频率范围内放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；第一比较器，它把第一放大器的输出信号与第一阈值电平相比较；第二比较器，它把第二放大器的输出信号与第二阈值电平相比较；和判定电路，它根据第一和第二比较器的比较信号，检测由人体产生的波形。例如，信号处理器包括放大器，它放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；频率分析器，它对放大器的输出信号进行频率分析；以及判定电路，它根据由频率分析器对频率分析结果的时间依赖性来检测由人体产生的波形。例如，信号处理器包括放大器，它放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；比较器，它把第一放大器的输出信号与阈值电平相比较；和判定电路，当比较器检测到放大器的输出超过阈值电平时，它根据时间长度检测由人体产生的波形。例如，信号处理器包括第一放大器，它在一频率范围内放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；第二放大器，它在不同于第一放大器的频率范围内放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；第一比较器，它把第一放大器的输出信号与第一阈值电平相比较；第二比较器，它把第二放大器的输出信号与第二阈值电平相比较；和判定电路，它测量第一和第二比较器的输出信号的脉宽，并根据该两脉宽来检测由人体产生的波形。例如，信号处理器包括放大器，它放大从电流-电压变换器接收到的电压信号；和判定电路，它测量放大器输出信号的上升时间，并根据上升时间来检测由人体产生的波形。例如，信号处理器包括第一放大器，它放大从电流-电压变换器接收到的电压信号，其中电流-电压变换器具有其发送频带的中心在第一频率处的第一带通滤波器特征；输出电路，它把第一放大器的输出信号与预定阈值相比较以输出检测-->信号；第二放大器，它放大从电流-电压变换器接收到的电压信号，其中电流-电压变换器具有其发送频带在高于第一频率的第二频率处的第二带通滤波器特征；爆米花噪声探测器，它把第二放大器的输出信号与阈值相比较以输出爆米花检测信号；和控制器，当从爆米花噪声探测器接收到爆米花检测信号时，它控制电流-电压变换器、第一放大器、所述输出电路、第二放大器和爆米花噪声探测器中的至少一个，以防止控制器输出检测信号。例如，当从爆米花噪声探测器接收到爆米花检测信号时，控制器以一预定时间来减小电流-电压变换器的增益、以一预定时间来减小第一放大器的增益，或者以一预定时间来控制器减小输出电路的输出信号、以一预定时间来减小第二放大器的增益，或者以一预定时间通过增加爆米花探测器的阈值来减小检测爆米花信号的灵敏度。当控制器至少控制它们中的两个时，控制位于信号流程上行侧处的元件，以第一预定时间，使之相对于前者而言短于位于信号流下行侧元件的第二预定时间。此外，在红外线探测器中，当从爆米花噪声探测器接收到爆米花检测信号时，控制器以一预定时间来控制输出电路输出不同于第一电压放大器输出信号的模拟信号。例如，该不同信号是在红外线探测器的电路中产生的参考电压、在红外线探测器电路中的接地电势、来自外部电压源的外部电源电压、由振荡器提供的振荡信号。作为替代，控制器包括用于提供检测信号的开关，且当从爆米花噪声探测器接收到爆米花检测信号时开关的输出信号在一预定时间内具有高阻    抗。本专利技术的优点是防止由爆米花噪声引起的红外线探测器的误动作。通过下面参照附图结合较佳实施例的描述，本专利技术的这些和其它目的以及特性将变得显而易见，其中：图1是用于红外线探测器的监测区域示意图；图2是根据本专利技术的红外线探测器的方框图；图3是在监测区域中由人体所引起频谱的一个例子的时间曲线图；图4是由爆米花噪声所引起频谱的一个例子的时间曲线图；图5是根据本专利技术第一实施例的红外线探测器的方框图；图6是在红外线探测器中信号处理的流程图；图7是根据本专利技术第二实施例的红外线探测器的方框图；图8是电平比计算器例子的方框图；-->图9是红外线探测器中由人体所引起的代表性波形的时间曲线图；图10是红外线探测器中爆米花噪声引起的代表性波形的时间曲线图；图11是根据本专利技术第三实施例的红外线探测器的方框图；图12是红外线探测器中由人体引起的代表性波形的时间曲线图；图13是红外线探测器中由爆米花噪声引起的代表性波形的时间曲线图；图14是在根据本专利技术第四实施例中的流程图；图15是根据本专利技术第五实施例的红外线探测器的方框图；图16是红外线探测器中由人体引起的代表性波形的时间曲线图；图17是红外线探测器中由爆米花噪声引起的代表性波形的时间曲线图；图18是根据本专利技术第六实施例的红外线探测器的方框图；图19是红外线探测器中由人体引起的代表性波形的时间曲线图；图20是红外线探测器中由爆米花噪声引起的代表性波形的时间曲线图；图21是根据本专利技术第七实施例的红外线探测器的方框图；图22是红外线探测器中由人体引起的代表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外线探测器，其特征在于，包括： 热电元件； 电流－电压变换器，它把来自所述热电元件的电流变换成电压信号；和 信号处理器，它对从所述电流－电压变换器接收到的电压信号进行波形分析，而且只有在通过所述波形分析检测到由人体产生的波形时才输出检测信号。

【技术特征摘要】
JP 1998-2-27 46488/98;JP 1998-6-26 180556/98;JP 191．一种红外线探测器，其特征在于，包括：热电元件；电流-电压变换器，它把来自所述热电元件的电流变换成电压信号；和信号处理器，它对从所述电流-电压变换器接收到的电压信号进行波形分析，而且只有在通过所述波形分析检测到由人体产生的波形时才输出检测信号。2．如权利要求1所述的红外线探测器，其特征在于，所述信号处理器包括：放大器，它放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；频率分析器，它对所述放大器的输出信号进行频率分析；和判定电路，它根据由所述频率分析器获得的频率分量来检测由人体产生的波形。3．如权利要求1所述红外线探测器，其特征在于，所述信号处理器包括：第一放大器，它在一频率范围内放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；第二放大器，它在不同于所述第一放大器的频率范围内放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；和判定电路，它根据所述第一和第二放大器输出信号的幅度电平比，检测由人体产生的波形。4．如权利要求1所述的红外线探测器，其特征在于，所述信号处理器包括：第一放大器，它在一频率范围内放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；第二放大器，它在不同于所述第一放大器的频率范围内放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；第一比较器，它把所述第一放大器的输出信号与第一阈值电平相比较；第二比较器，它把所述第二放大器的输出信号与第二阈值电平相比较；和判定电路，它根据所述第一和第二比较器的比较信号，检测由人体产生的波形。5．如权利要求1所述的红外线探测器，其特征在于，所述信号处理器包括：放大器，它放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；频率分析器，它对所述放大器的输出信号进行频率分析；判定电路，它根据由所述频率分析器进行的所述频率分析结果的时间依赖性，来检测由人体产生的波形。6．如权利要求1所述的红外线探测器，其特征在于，所述信号处理器包括；放大器，它放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；比较器，它把所述第一放大器的输出信号与阈值电平相比较；和判定电路，当所述比较器检测到所述放大器的输出超过所述阈值电平时，它根据时间长度检测由人体产生的波形。7．如权利要求1所述的红外线探测器，其特征在于，所述信号处理包括；第一放大器，它在一频率范围内放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；第二放大器，它在不同于所述第一放大器的频率范围内放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；第一比较器，它把所述第一放大器的输出信号与第一阈值电平相比较；第二比较器，它把所述第二放大器的输出信号与第二阈值电平相比较；和判定电路，它测量所述第一和第二比较器的输出信号的脉宽，并根据所述的两个脉宽来检测由人体产生的波形。8．如权利要求1所述的红外线探测器，其特征在于，所述信号处理器包括：放大器，它放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；和判定电路，它测量所述放大器的输出信号的上升时间，并根据所述上升时间，来检测由人体产生的波形。9．如权利要求1所述的红外线探测器，其特征在于，所述信号处理器包括：第一放大器，它以具有发送频带中心在第一频率处的第一带通滤波器特征来放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；输出电路，它把所述第一放大器的输出信号与预定阈值相比较以输出所述检测信号；第二放大器，它以具有发送频带中心在高于第一频率的第二频率处的第二带通滤波器特征来放大从所述电流-电压变换器接收到的所述电压信号；爆米花噪声探测器，它把所述第二放大器的输出信号与阈值相比较以输出爆米花检测信号；和控制器，当从所述爆米花噪声探测器接收到所述的爆米花检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田启史，高田裕司，畑谷光辉，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]