JP2000304606A - 赤外線検出装置 - Google Patents
赤外線検出装置Info
- Publication number
- JP2000304606A JP2000304606A JP11114453A JP11445399A JP2000304606A JP 2000304606 A JP2000304606 A JP 2000304606A JP 11114453 A JP11114453 A JP 11114453A JP 11445399 A JP11445399 A JP 11445399A JP 2000304606 A JP2000304606 A JP 2000304606A
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- JP
- Japan
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- operational amplifier
- input terminal
- inverting input
- circuit
- output terminal
- Prior art date
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- Pending
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- Radiation Pyrometers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の赤外線検出装置のインピーダンス変換
回路が高抵抗１３と接合形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５で
構成しているため高価で小型化ができないという課題を
解決し、低価格な赤外線検出装置を提供する事を目的と
する。 【解決手段】 オペアンプの非反転入力端子と前記オペ
アンプの基準電位の間に焦電素子１を接続し、前記オペ
アンプの反転入力端子と前記オペアンプの出力端子を接
続し、前記オペアンプの出力端子から増幅回路２を介し
て出力端子とした構成とすることにより、回路部品を少
なくすることができる。
回路が高抵抗１３と接合形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５で
構成しているため高価で小型化ができないという課題を
解決し、低価格な赤外線検出装置を提供する事を目的と
する。 【解決手段】 オペアンプの非反転入力端子と前記オペ
アンプの基準電位の間に焦電素子１を接続し、前記オペ
アンプの反転入力端子と前記オペアンプの出力端子を接
続し、前記オペアンプの出力端子から増幅回路２を介し
て出力端子とした構成とすることにより、回路部品を少
なくすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体から輻射され
る赤外線を検出し、物体の存在を検知したり、物体の温
度を測定する赤外線検出装置に関するものである。
る赤外線を検出し、物体の存在を検知したり、物体の温
度を測定する赤外線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、赤外線検出装置は特開平２−２４
６２７４号公報に記載されたものが知られている。
６２７４号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】図３に従来の回路図を示しており、焦電素
子１１に赤外線を照射すると分極電荷を発生し、回路に
はこの分極電荷を中和する電流が流れる。この電流変化
は、焦電素子１１に並列に接続された高抵抗１３及び接
合形電界効果トランジスタ（以下、接合形ＦＥＴと呼
ぶ）１４の入力インピーダンスにより電圧変化としてと
らえられる。そして、発生した電圧は接合形ＦＥＴ１４
のゲートに印加され、接合形ＦＥＴ１４のドレイン・ソ
ース間にはゲートに印加された電圧に比例した電流が流
れる。この電流により負荷抵抗１５の端子間には電圧が
発生し、この電圧が増幅回路１２に入力され増幅される
構成を有していた。
子１１に赤外線を照射すると分極電荷を発生し、回路に
はこの分極電荷を中和する電流が流れる。この電流変化
は、焦電素子１１に並列に接続された高抵抗１３及び接
合形電界効果トランジスタ（以下、接合形ＦＥＴと呼
ぶ）１４の入力インピーダンスにより電圧変化としてと
らえられる。そして、発生した電圧は接合形ＦＥＴ１４
のゲートに印加され、接合形ＦＥＴ１４のドレイン・ソ
ース間にはゲートに印加された電圧に比例した電流が流
れる。この電流により負荷抵抗１５の端子間には電圧が
発生し、この電圧が増幅回路１２に入力され増幅される
構成を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の装置には以下のような課題が含まれている。
の装置には以下のような課題が含まれている。
【０００５】第１に、高抵抗１３の抵抗値は人体検知の
場合、数ＧΩから数百ＧΩ程度の非常に高い値でなけれ
ばならないため、高抵抗１３の形状が大型化して、装置
を小型化することができないという課題を有していた。
従って、従来回路は高抵抗１３をモノリシックに集積化
することは不可能であった。
場合、数ＧΩから数百ＧΩ程度の非常に高い値でなけれ
ばならないため、高抵抗１３の形状が大型化して、装置
を小型化することができないという課題を有していた。
従って、従来回路は高抵抗１３をモノリシックに集積化
することは不可能であった。
【０００６】第２に、このような高抵抗１３は微少な粉
塵や汚れ等が抵抗表面に付着すると抵抗値が変化し、安
定した出力が得られないという課題を有していた。
塵や汚れ等が抵抗表面に付着すると抵抗値が変化し、安
定した出力が得られないという課題を有していた。
【０００７】第３に、このような高抵抗１３は高価なも
のとなり、装置全体の価格が高くなるという課題も有し
ていた。
のとなり、装置全体の価格が高くなるという課題も有し
ていた。
【０００８】第４に、前記従来の回路構成では焦電素子
１１の分極電荷を電圧に変換するインピーダンス変換回
路は高抵抗１３と接合形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５の部
品が必要であり装置を小型化することができないという
課題を有していた。
１１の分極電荷を電圧に変換するインピーダンス変換回
路は高抵抗１３と接合形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５の部
品が必要であり装置を小型化することができないという
課題を有していた。
【０００９】本発明はこのような従来の課題を解決し、
小型で、かつ、安価な赤外線検出装置を提供する事を目
的とするものである。
小型で、かつ、安価な赤外線検出装置を提供する事を目
的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明による赤外線検出装置は、オペアンプの非反転
入力端子と前記オペアンプの基準電位の間に焦電素子を
接続し、前記オペアンプの反転入力端子と前記オペアン
プの出力端子を接続し、前記オペアンプの出力端子から
増幅回路を介して出力端子としたことを特徴とするもの
である。
に本発明による赤外線検出装置は、オペアンプの非反転
入力端子と前記オペアンプの基準電位の間に焦電素子を
接続し、前記オペアンプの反転入力端子と前記オペアン
プの出力端子を接続し、前記オペアンプの出力端子から
増幅回路を介して出力端子としたことを特徴とするもの
である。
【００１１】この本発明によれば、焦電素子の分極電荷
を電圧に変換するインピーダンス変換回路はオペアンプ
１個の部品で構成でき、小型で、かつ、安価な赤外線検
出装置が得られる。
を電圧に変換するインピーダンス変換回路はオペアンプ
１個の部品で構成でき、小型で、かつ、安価な赤外線検
出装置が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、オペアンプの非反転入力端子と前記オペアンプの基
準電位の間に焦電素子を接続し、前記オペアンプの反転
入力端子と前記オペアンプの出力端子を接続し、前記オ
ペアンプの出力端子から増幅回路を介して出力端子とし
ているので、インピーダンス変換回路はオペアンプ１個
の部品で構成できるという作用を有する。
は、オペアンプの非反転入力端子と前記オペアンプの基
準電位の間に焦電素子を接続し、前記オペアンプの反転
入力端子と前記オペアンプの出力端子を接続し、前記オ
ペアンプの出力端子から増幅回路を介して出力端子とし
ているので、インピーダンス変換回路はオペアンプ１個
の部品で構成できるという作用を有する。
【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、オペアンプの非反転入力端子の
入力インピーダンスは極めて高いので、焦電素子１の分
極電荷を減衰させずに電圧に変換する作用を有する。
１記載の発明において、オペアンプの非反転入力端子の
入力インピーダンスは極めて高いので、焦電素子１の分
極電荷を減衰させずに電圧に変換する作用を有する。
【００１４】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、オペアンプの非反転入力端子は
入力雑音電圧が極めて低いので、焦電素子１の分極電荷
を安定的に電圧に変換する作用を有する。
１記載の発明において、オペアンプの非反転入力端子は
入力雑音電圧が極めて低いので、焦電素子１の分極電荷
を安定的に電圧に変換する作用を有する。
【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図
１、図２を用いて説明する。
１、図２を用いて説明する。
【００１６】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態における基本構成を示す回路ブロック図であ
り、図２は本発明の同実施の形態における具体例を示す
回路図である。
施の形態における基本構成を示す回路ブロック図であ
り、図２は本発明の同実施の形態における具体例を示す
回路図である。
【００１７】図１において、１は焦電素子、ＯＰ１はオ
ペアンプ、２は増幅回路である。
ペアンプ、２は増幅回路である。
【００１８】図２において、図１と重複する符号は説明
を省くがＯＰ２はオペアンプである。
を省くがＯＰ２はオペアンプである。
【００１９】以下に、図１、図２を用いて同実施の形態
における動作を説明する。
における動作を説明する。
【００２０】図２において、焦電素子１に赤外線が入射
し、素子の温度が△Ｔだけ変化すると、その量に応じて
自発分極が発生し、表面に分極電荷が発生する。焦電素
子１自身の静電容量は数ｐＦから数１０ｐＦで、かつ内
部抵抗は数百ＧΩから数百ＴΩの特性により、上記分極
電荷は高インピーダンス信号となる。この信号をＯＰ１
により非反転増幅器の増幅度が１倍でインピーダンス変
換を行う。インピーダンス変換を行った後の信号は増幅
回路２に入力し、信号の増幅と必要な周波数成分の信号
だけを取り出し、赤外線検出装置出力として出力され
る。
し、素子の温度が△Ｔだけ変化すると、その量に応じて
自発分極が発生し、表面に分極電荷が発生する。焦電素
子１自身の静電容量は数ｐＦから数１０ｐＦで、かつ内
部抵抗は数百ＧΩから数百ＴΩの特性により、上記分極
電荷は高インピーダンス信号となる。この信号をＯＰ１
により非反転増幅器の増幅度が１倍でインピーダンス変
換を行う。インピーダンス変換を行った後の信号は増幅
回路２に入力し、信号の増幅と必要な周波数成分の信号
だけを取り出し、赤外線検出装置出力として出力され
る。
【００２１】以上のように同実施の形態１によれば、従
来例の高抵抗１３と接合形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５の
部品が廃止できるので、オペアンプ１個の部品で構成す
ることにより、小型化できるという有利な効果が得られ
る。また、ＯＰ１とＯＰ２はモノリシックに集積化する
ことができ、さらに小型化ができる。また、高抵抗１３
を削減できるため安定した出力が得られ、装置全体の価
格が安価にできるという効果が得られる。
来例の高抵抗１３と接合形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５の
部品が廃止できるので、オペアンプ１個の部品で構成す
ることにより、小型化できるという有利な効果が得られ
る。また、ＯＰ１とＯＰ２はモノリシックに集積化する
ことができ、さらに小型化ができる。また、高抵抗１３
を削減できるため安定した出力が得られ、装置全体の価
格が安価にできるという効果が得られる。
【００２２】（実施の形態２）以下に、図１を用いて第
２の実施の形態における動作を説明する。
２の実施の形態における動作を説明する。
【００２３】図１に示す回路の動作は前記本発明の第１
の実施の形態における赤外線検出装置と同様であるが、
前記ＯＰ１の入力は例えばＣＭＯＳ入力やＦＥＴ入力の
オペアンプであって、ＯＰ１の非反転入力端子の入力イ
ンピーダンスは極めて高い素子で構成しているので、前
記オペアンプは実質的に入力端子に電流は流れないた
め、焦電素子１の表面に発生する高インピーダンス信号
は減衰せずに、ＯＰ１でインピーダンス変換が行われ
る。よって赤外線検出装置の出力電圧はほとんど低下し
ない。以上のように同実施の形態２によれば、前記高イ
ンピーダンス信号は減衰せずインピーダンス変換を行う
ため、赤外線検出装置の出力電圧はほとんど低下しない
という有利な効果が得られる。
の実施の形態における赤外線検出装置と同様であるが、
前記ＯＰ１の入力は例えばＣＭＯＳ入力やＦＥＴ入力の
オペアンプであって、ＯＰ１の非反転入力端子の入力イ
ンピーダンスは極めて高い素子で構成しているので、前
記オペアンプは実質的に入力端子に電流は流れないた
め、焦電素子１の表面に発生する高インピーダンス信号
は減衰せずに、ＯＰ１でインピーダンス変換が行われ
る。よって赤外線検出装置の出力電圧はほとんど低下し
ない。以上のように同実施の形態２によれば、前記高イ
ンピーダンス信号は減衰せずインピーダンス変換を行う
ため、赤外線検出装置の出力電圧はほとんど低下しない
という有利な効果が得られる。
【００２４】（実施の形態３）以下に、図１を用いて第
３の実施の形態における動作を説明する。
３の実施の形態における動作を説明する。
【００２５】図１に示す回路の動作は前記本発明の第１
の実施の形態における赤外線検出装置と同様であるが、
前記ＯＰ１の入力は例えばＦＥＴ入力のオペアンプであ
って、ＯＰ１の非反転入力端子は入力雑音電圧が極めて
低い素子で構成しているので、焦電素子１の表面に発生
する高インピーダンス信号はオペアンプの雑音がほとん
ど乗らずにインピーダンス変換を行うことができる。
の実施の形態における赤外線検出装置と同様であるが、
前記ＯＰ１の入力は例えばＦＥＴ入力のオペアンプであ
って、ＯＰ１の非反転入力端子は入力雑音電圧が極めて
低い素子で構成しているので、焦電素子１の表面に発生
する高インピーダンス信号はオペアンプの雑音がほとん
ど乗らずにインピーダンス変換を行うことができる。
【００２６】以上のように同実施の形態３によれば、前
記高インピーダンス信号はオペアンプの雑音がほとんど
乗らずにインピーダンス変換を行うことができるため、
赤外線検出装置の出力電圧のノイズは無視でき、安定し
た出力を得ることができるという有利な効果が得られ
る。
記高インピーダンス信号はオペアンプの雑音がほとんど
乗らずにインピーダンス変換を行うことができるため、
赤外線検出装置の出力電圧のノイズは無視でき、安定し
た出力を得ることができるという有利な効果が得られ
る。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明による赤外線検出装
置は、オペアンプの非反転入力端子と前記オペアンプの
基準電位の間に焦電素子を接続し、前記オペアンプの反
転入力端子と前記オペアンプの出力端子を接続し、前記
オペアンプの出力端子から増幅回路を介して出力端子と
した構成を有しているので、従来例の高抵抗１３と接合
形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５の部品が廃止でき、オペア
ンプ１個の部品で構成することにより、小型にできると
いう有利な効果が得られる。また、ＯＰ１とＯＰ２はモ
ノリシックに集積化することができ、さらに小型化がで
きる。また、高抵抗１３を削減できるため安定した出力
が得られ、装置全体の価格が安価にできるという効果が
得られる。
置は、オペアンプの非反転入力端子と前記オペアンプの
基準電位の間に焦電素子を接続し、前記オペアンプの反
転入力端子と前記オペアンプの出力端子を接続し、前記
オペアンプの出力端子から増幅回路を介して出力端子と
した構成を有しているので、従来例の高抵抗１３と接合
形ＦＥＴ１４と負荷抵抗１５の部品が廃止でき、オペア
ンプ１個の部品で構成することにより、小型にできると
いう有利な効果が得られる。また、ＯＰ１とＯＰ２はモ
ノリシックに集積化することができ、さらに小型化がで
きる。また、高抵抗１３を削減できるため安定した出力
が得られ、装置全体の価格が安価にできるという効果が
得られる。
【００２８】さらに、ＯＰ１の非反転入力端子の入力イ
ンピーダンスは極めて高い素子で構成することにより、
赤外線検出装置の出力電圧はほとんど低下しないという
効果が得られる。
ンピーダンスは極めて高い素子で構成することにより、
赤外線検出装置の出力電圧はほとんど低下しないという
効果が得られる。
【００２９】また、ＯＰ１の非反転入力端子は入力雑音
電圧が極めて低い素子で構成することにより、赤外線検
出装置の出力電圧のノイズは無視でき、安定した出力を
得ることができるという有利な効果が得られる。
電圧が極めて低い素子で構成することにより、赤外線検
出装置の出力電圧のノイズは無視でき、安定した出力を
得ることができるという有利な効果が得られる。
【図１】本発明の第１〜第３の実施の形態における基本
構成を示す回路ブロック図
構成を示す回路ブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における具体例を示
す回路図
す回路図
【図３】従来の回路図
１ 焦電素子 ＯＰ１ オペアンプ ２ 増幅回路 ＯＰ２ オペアンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 オペアンプの非反転入力端子と前記オペ
アンプの基準電位の間に焦電素子を接続し、前記オペア
ンプの反転入力端子と前記オペアンプの出力端子を接続
し、前記オペアンプの出力端子から増幅回路を介して出
力端子とした構成を有する赤外線検出装置。 - 【請求項２】 オペアンプの非反転入力端子の入力イン
ピーダンスは極めて高い構成を有する請求項１記載の赤
外線検出装置。 - 【請求項３】 オペアンプの非反転入力端子の入力雑音
電圧が極めて低い構成を有する請求項１または２記載の
赤外線検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11114453A JP2000304606A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 赤外線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11114453A JP2000304606A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 赤外線検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000304606A true JP2000304606A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14638120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11114453A Pending JP2000304606A (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 赤外線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000304606A (ja) |
-
1999
- 1999-04-22 JP JP11114453A patent/JP2000304606A/ja active Pending
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