專利名稱：對象物體檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用熱電元件的對象物體檢測裝置。
背景技術(shù)：
近年來，為了節(jié)能的目的，已提出了用于檢測人體的運動并且進(jìn)行高效操作的各種電器設(shè)備。例如，這種電器設(shè)備包括采用熱電元件作為紅外線用檢測器的紅外線檢測裝置。一般的紅外線檢測裝置例如通過使用透鏡將來自檢測區(qū)域的紅外線集中到熱電元件上。從熱電元件輸出的電流信號根據(jù)該熱電元件所接收到的紅外線量的變化而改變。
例如，如圖17所示，已知有紅外線檢測裝置1P。紅外線檢測裝置IP包括熱電元件
2、電流電壓轉(zhuǎn)換單元300和電壓放大單元400。電流電壓轉(zhuǎn)換單元300將從熱電元件2輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號。電壓放大單元400放大來自電流電壓轉(zhuǎn)換單元300的輸出。在紅外線檢測裝置IP中，從熱電元件2輸出的電流信號由電流電壓轉(zhuǎn)換單元300轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，隨后由電壓放大單元400進(jìn)行放大，之后被輸入至后段的檢測電路(未示出)。此外，在圖17所示的結(jié)構(gòu)中，電壓放大單元400用作具有與響應(yīng)于人體檢測所產(chǎn)生的電流信號的頻帶(例如，O. IHflOHz)等同的通帶的帶通濾波器。例如，環(huán)境溫度的變化有可能會導(dǎo)致從熱電元件2輸出的電流信號中出現(xiàn)與檢測對象(例如，人體)不相關(guān)的不期望低頻成分?？紤]到該情況，為了抑制由于該不期望低頻成分而對電流電壓轉(zhuǎn)換單元300的輸出產(chǎn)生的影響，提出了還包括DC (直流)反饋電路200的紅外線檢測裝置1P，其中該DC反饋電路200連接在電流電壓轉(zhuǎn)換單元300的輸出端子和輸入端子之間(參見文獻(xiàn)I JP 3472906B2，第0037 0044段，圖9)。在上述文獻(xiàn)I所公開的紅外線檢測裝置IP中，電流電壓轉(zhuǎn)換單元300包括反相輸入端子連接至熱電元件2的第一運算放大器31。在第一運算放大器31的輸出端子和反相輸入端子之間連接有電容器Cl。電容器Cl用作用于形成AC(交流)反饋電路的電容元件。第一運算放大器31的非反相輸入端子連接至用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源202。此外，DC反饋電路200是運算放大器201與電容器C200和電阻器R200相連接的積分電路。運算放大器201的非反相輸入端子連接至第一運算放大器31的輸出端子。電容器C200連接在運算放大器201的輸出端子和反相輸入端子之間。運算放大器201的反相輸入端子經(jīng)由電阻器R200連接至用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源202。運算放大器201的輸出端子經(jīng)由輸入電阻器R201連接至第一運算放大器31的反相輸入端子。具有以上所述的結(jié)構(gòu)的紅外線檢測裝置IP根據(jù)來自運算放大器201的輸出將不期望低頻成分發(fā)送至輸入電阻器R201。因此，可以抑制由于該不期望低頻成分而對從電流電壓轉(zhuǎn)換單元300輸出的電壓信號產(chǎn)生的影響。然而，在具有上述結(jié)構(gòu)的紅外線檢測裝置IP中，由于輸入電阻器R201連接至電流電壓轉(zhuǎn)換單元300的輸入端子，因此在輸入電阻器R201處發(fā)生的噪聲成分可能被輸入至電流電壓轉(zhuǎn)換單元300，因而電流電壓轉(zhuǎn)換單元300的S/N比有可能下降。特別地，為了降低截止頻率(例如，小于O. IHz)并且抑制輸入電阻器R201的熱噪聲，輸入電阻器R201需要具有例如ΤΩ (太拉歐)范圍內(nèi)的阻抗值的相對高阻抗?？紤]到紅外線檢測裝置IP的小型化，輸入電阻器R201通常由內(nèi)置于IC(集成電路)的阻抗元件構(gòu)成。這種阻抗元件的阻抗在很大程度上依賴于溫度。因此，由于溫度變化所引起的阻抗值的變化隨著這種阻抗元件的阻抗值的增加而增大。輸入電阻器R201的阻抗值的下降可能會造成輸入電阻器R201的熱噪聲增加。因而，電流電壓轉(zhuǎn)換單元300的S/N比可能會下降
發(fā)明內(nèi)容

考慮到上述不足，本發(fā)明的目的在于提出一種能夠提高電流電壓轉(zhuǎn)換電路的S/N比以及抑制不期望低頻成分對電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出產(chǎn)生的影響的對象物體檢測裝置。根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第一方面是一種對象物體檢測裝置，用于從對象空間中檢測對象物體，所述對象物體檢測裝置包括熱電元件，用于根據(jù)從所述對象空間接收到的紅外線量的變化來輸出電流信號；電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其包括運算放大器，其連接至所述熱電元件；反饋用的電容元件，其連接至所述運算放大器；以及放電電路，用于使所述電容元件放電，其中所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路用于將所述電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號并輸出所述電壓信號；A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將所述電壓信號轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號并輸出所述第一數(shù)字信號；數(shù)字濾波器，用于通過對所述第一數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來從所述第一數(shù)字信號所表示的波形中提取具有與所述對象物體相關(guān)聯(lián)的頻帶中所包括的頻率的檢測成分，生成表示所述檢測成分的波形的第二數(shù)字信號，并輸出所述第二數(shù)字信號；判斷電路，用于基于所述第二數(shù)字信號，判斷所述對象空間中是否存在所述對象物體；以及控制單元，用于對所述放電電路進(jìn)行控制以使得從所述電壓信號中消除頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分，其中該預(yù)定頻率不大于所述頻帶的下限值，其中，所述控制單元基于與所述預(yù)定頻率相對應(yīng)的復(fù)位周期來對所述放電電路進(jìn)行控制，以放出儲存在所述電容元件中的電荷。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第二方面中，除了第一方面以外，所述控制單元包括振蕩電路和復(fù)位電路，所述振蕩電路用于在每次經(jīng)過了所述復(fù)位周期時生成脈沖信號，并將所述脈沖信號輸出至所述復(fù)位電路，所述復(fù)位電路用于基于所述脈沖信號來生成復(fù)位信號，并將所述復(fù)位信號輸出至所述放電電路，以及所述放電電路響應(yīng)于接收到所述復(fù)位信號來形成用于放出儲存在所述電容元件中的電荷的路徑。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第三方面中，除了第二方面以外，控制單元還包括過零點檢測電路，所述過零點檢測電路用于判斷所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否與預(yù)定值一致，并且在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與所述預(yù)定值一致的情況下，向所述復(fù)位電路輸出過零點檢測信號，所述復(fù)位電路響應(yīng)于在接收到所述脈沖信號之后最初接收到所述過零點檢測信號，向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號，以及所述預(yù)定值被定義為與在所述電容元件中沒有儲存電荷的情況下所獲得的所述電壓信號的大小相對應(yīng)的值。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第四方面中，除了第三方面以外，在接收到所述脈沖信號之后即使經(jīng)過了預(yù)定時間、也未接收到所述過零點檢測信號的情況下，所述復(fù)位電路在經(jīng)過了所述預(yù)定時間時向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第五方面中，除了第二方面至第四方面中任一個以外，所述控制單元還包括異常判斷電路，所述異常判斷電路用于判斷所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過預(yù)定閾值并持續(xù)規(guī)定時間段，并且在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過所述預(yù)定閾值并持續(xù)了所述規(guī)定時間段的情況下，向所述復(fù)位電路輸出異常信號，以及所述復(fù)位電路響應(yīng)于接收到所述異常信號來向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第六方面中，除了第二方面至第五方面中任一個以外，判斷電路將所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與判斷值進(jìn)行比較，并在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過所述判斷值的情況下，推斷出存在所述對象物體，所述控制單元還包括禁止電路，所述禁止電路用于判斷所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過比所述判斷值小的禁止值，在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過所述禁止值的情況下，向所述復(fù)位電路輸出禁止信號，并且在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小沒有超過所述禁止值的情況下，向所述復(fù)位電路輸出解除信號，以及一旦所述復(fù)位電路接收到所述禁止信號，所述復(fù)位電路除非接收到所述解除信號，否則不輸出所述復(fù)位信號?！ぴ诟鶕?jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第七方面中，除了第二方面至第六方面中任一個以外，所述A/D轉(zhuǎn)換電路具有所述A/D轉(zhuǎn)換電路能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換的所述電壓信號的大小的上限值，所述控制單元還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路用于判斷所述電壓信號的大小是否超過不大于所述上限值的邊界值，并且在判斷為所述電壓信號的大小超過所述邊界值的情況下，向所述復(fù)位電路輸出超過信號，以及所述復(fù)位電路響應(yīng)于接收到所述超過信號來向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第八方面中，除了第一方面至第七方面中任一個以外，所述熱電元件具有第一端和第二端，所述運算放大器包括第一運算放大器，其具有第一反相輸入端子和第一輸出端子；以及第二運算放大器，其具有第二反相輸入端子和第二輸出端子，第一反相輸入端子連接至所述第一端，所述第二反相輸入端子連接至第二端，電容元件包括第一電容元件和第二電容元件，所述第一電容元件連接在所述第一反相輸入端子和所述第一輸出端子之間，所述第二電容元件連接在所述第二反相輸入端子和所述第二輸出端子之間，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括差分電路，所述差分電路用于輸出所述第一輸出端子的電壓和所述第二輸出端子的電壓之間的差，以及所述電壓信號被定義為表示所述差的波形的信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第九方面中，除了第八方面以外，所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路還包括異常檢測電路，所述異常檢測電路用于獲得所述第一輸出端子的電壓和所述第二輸出端子的電壓至少之一作為檢測電壓，判斷所述檢測電壓是否包括在預(yù)定范圍內(nèi)，并且在判斷為所述檢測電壓沒有包括在所述預(yù)定范圍內(nèi)的情況下向所述復(fù)位電路輸出異常檢測信號，以及所述復(fù)位電路響應(yīng)于接收到所述異常檢測信號來向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十方面中，除了第一方面至第九方面中任一個以外，還包括校正電路，其中，所述校正電路包括調(diào)整單元，用于基于所述第一數(shù)字信號來生成校正用數(shù)字信號，其中所述校正用數(shù)字信號表示所述電壓信號中的頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分，其中該預(yù)定頻率不大于所述下限值；以及校正用D/A轉(zhuǎn)換器，用于將所述校正用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成校正用模擬信號，并將所述校正用模擬信號輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換電路，以及所述A/D轉(zhuǎn)換電路從所述電壓信號中減去所述校正用模擬信號，并將由此得到的電壓信號轉(zhuǎn)換成所述第一數(shù)字信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十一方面中，除了第十方面以外，所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括積分器、量化器和D/A轉(zhuǎn)換器，所述積分器包括第三運算放大器和第三電容元件，所述第三運算放大器具有第三反相輸入端子，其連接至所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路以接收所述電壓信號；第三非反相輸入端子；以及第三輸出端子，所述第三電容元件連接在所述第三反相輸入端子和所述第三輸出端子之間，所述量化器用于以預(yù)定分辨率將所述第三輸出端子的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并且輸出所述數(shù)字值，所述第一數(shù)字信號被定義為表示從所述量化器輸出的數(shù)字值的位序列，所述D/A轉(zhuǎn)換器用于響應(yīng)于從所述量化器接收到所述數(shù)字值，向所述第三反相輸入端子施加與所接收到的數(shù)字值相對應(yīng)的電壓，以及所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器向所述第三非反相輸入端子提供所述校正用模擬信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十二方面中，除了第十一方面以外，所述預(yù)定分辨率為I位，所述數(shù)字濾波器包括第一濾波單元，用于將所述第一數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成 由多位表示的第三數(shù)字信號并且輸出所述第三數(shù)字信號；以及第二濾波單元，用于通過對所述第三數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來生成所述第二數(shù)字信號，以及所述調(diào)整單元通過對所述第三數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來生成所述校正用數(shù)字信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十三方面中，除了第十方面以外，所述校正電路還包括噪聲整形器，所述噪聲整形器用于對所述校正用數(shù)字信號進(jìn)行噪聲整形處理以生成噪聲整形后校正用數(shù)字信號，并且將所述噪聲整形后校正用數(shù)字信號輸出至所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器，以及所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器將所述噪聲整形后校正用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成所述校正用模擬信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十四方面中，除了第十方面以外，還包括具有預(yù)定電壓的內(nèi)部電源，其中，所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器基于所述內(nèi)部電源的所述預(yù)定電壓來生成所述校正用模擬信號，所述運算放大器具有反相輸入端子、非反相輸入端子和輸出端子，所述電容元件連接在所述反相輸入端子和所述輸出端子之間，所述反相輸入端子連接至所述熱電元件，以及所述內(nèi)部電源電連接至所述非反相輸入端子，以使得向所述非反相輸入端子施加基準(zhǔn)電壓。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十五方面中，除了第十方面以外，所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括積分器、量化器和D/A轉(zhuǎn)換器，所述積分器包括第三運算放大器和第三電容元件，所述第三運算放大器具有第三反相輸入端子，其連接至所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路以接收所述電壓信號；第三非反相輸入端子，用于接收基準(zhǔn)電壓；以及第三輸出端子，所述第三電容元件連接在所述第三反相輸入端子和所述第三輸出端子之間，所述量化器用于以預(yù)定分辨率將所述第三輸出端子的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并且輸出所述數(shù)字值，所述第一數(shù)字信號被定義為表示從所述量化器輸出的數(shù)字值的位序列，所述D/A轉(zhuǎn)換器用于響應(yīng)于從所述量化器接收到所述數(shù)字值，向所述第三反相輸入端子施加與所接收到的數(shù)字值相對應(yīng)的電壓，以及所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器向所述第三反相輸入端子提供所述校正用模擬信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十六方面中，除了第一方面至第十五方面中任一個以外，所述A/D轉(zhuǎn)換電路利用△ Σ方式來將所述電壓信號轉(zhuǎn)換成所述第一數(shù)字信號。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十七方面中，除了第一方面至第十六方面中任一個以外，所述數(shù)字濾波器以串行方式輸出表示所述第二數(shù)字信號的數(shù)字值。在根據(jù)本發(fā)明的對象物體檢測裝置的第十八方面中，除了第十七方面以外，所述串行方式是雙相標(biāo)識編碼方式。


圖I是示出第一實施例的對象物體檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意框圖。圖2是示出上述第一實施例的對象物體檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意框圖。圖3是示出第一實施例的對象物體檢測裝置的操作的時序圖。 圖4是示出第一實施例的對象物體檢測裝置的操作的時序圖。圖5是示出第一實施例的對象物體檢測裝置的其它操作的時序圖。圖6是示出第一實施例的對象物體檢測裝置的操作的時序圖。圖7是示出第一實施例的對象物體檢測裝置的操作的時序圖。圖8是示出第一實施例的對象物體檢測裝置的操作的時序圖。圖9是示出上述第一實施例的對象物體檢測裝置的數(shù)字處理單元的輸出格式的說明圖。圖10是示出第二實施例的對象物體檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意電路圖。圖11是示出第三實施例的對象物體檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意電路圖。圖12是示出上述第三實施例的對象物體檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意電路圖。圖13是示出上述第三實施例的對象物體檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意電路圖。圖14是示出上述第三實施例的對象物體檢測裝置的操作的說明圖。圖15是示出上述第三實施例的對象物體檢測裝置的其它結(jié)構(gòu)的示意電路圖。圖16是示出第四實施例的對象物體檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意電路圖。圖17是示出現(xiàn)有技術(shù)的紅外線檢測裝置的結(jié)構(gòu)的示意電路圖。
具體實施例方式第一實施例將本實施例的紅外線檢測裝置I定義為用于在對象空間(檢測區(qū)域)內(nèi)檢測對象物體的對象物體檢測裝置。在本實施例中，對象物體是人體。簡言之，本實施例的紅外線檢測裝置I是人傳感器。如圖2所示，本實施例的紅外線檢測裝置I包括熱電元件2、電流電壓轉(zhuǎn)換單元(電流電壓轉(zhuǎn)換電路)3、A/D轉(zhuǎn)換單元(A/D轉(zhuǎn)換電路)4、數(shù)字處理單元5和控制單元6。熱電元件2被配置為根據(jù)從對象空間接收到的紅外線量的變化來輸出電流信號。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3被配置為將來自熱電元件2的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號并將該電壓信號輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元4。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3包括運算放大器31，其連接至熱電元件2;電容元件(電容器)Cl，其連接至運算放大器31以用作反饋電路；以及放電電路(放電單元)33，用于使電容器Cl放電。運算放大器31具有反相輸入端子、非反相輸入端子和輸出端子。運算放大器31的反相輸入端子連接至熱電元件2。電容器Cl連接在運算放大器31的反相輸入端子和輸出端子之間。運算放大器31的非反相輸入端子連接至基準(zhǔn)電源32。因此，基準(zhǔn)電源32向該非反相輸入端子施加基準(zhǔn)電壓。放電電路33例如是復(fù)位開關(guān)。放電電路33被配置為響應(yīng)于接收到復(fù)位信號來形成用于放出儲存在電容元件Cl中的電荷的路徑。A/D轉(zhuǎn)換單元4被配置為將從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(第一數(shù)字信號)并將該第一數(shù)字信號輸出至數(shù)字處理單元5。A/D轉(zhuǎn)換單元4具有該A/D轉(zhuǎn)換單元4能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電壓信號的大小的上限值(在本實施例中為VthO)和下限值(在本實施例中為-VthO)。在本實施例中， A/D轉(zhuǎn)換單元4被配置為基于Λ Σ轉(zhuǎn)換將電壓信號轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號。數(shù)字處理單元5包括數(shù)字濾波器51和判斷電路52。數(shù)字濾波器51被配置為通過對第一數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來從該第一數(shù)字信號提取具有與對象物體相關(guān)聯(lián)的頻帶(檢測頻帶)中所包括的頻率的檢測成分，生成表示該檢測成分的波形的數(shù)字信號(第二數(shù)字信號)，并且輸出該第二數(shù)字信號。在本實施例中，對象物體是人體。檢測頻帶為O. IHflOHz的范圍。此外，在本實施例中，數(shù)字濾波器51被配置為以串行方式輸出表示第二數(shù)字信號的數(shù)字值。該串行方式是BMC方式。判斷電路52被配置為基于第二數(shù)字信號來判斷對象空間中是否存在對象物體。在本實施例中，判斷電路52被配置為將第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與判斷值(第一閾值)Vthl (-Vthl)進(jìn)行比較，并且在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過判斷值Vthl (-Vthl)的情況下推斷出存在對象物體。判斷電路52被配置為在推斷出存在對象物體的情況下，輸出H(高)水平的檢測信號。控制單元6被配置為對放電電路33進(jìn)行控制以使得從電壓信號消除低頻成分。將該低頻成分定義為頻率不大于預(yù)定頻率的成分。將該預(yù)定頻率定義為不大于檢測頻帶的下限值(O. IHz)的頻率?？刂茊卧?被配置為基于與預(yù)定頻率相對應(yīng)的周期(復(fù)位周期)來對放電電路33進(jìn)行控制以放出儲存在電容元件Cl中的電荷。在本實施例中，預(yù)定頻率等同于下限值(=0. 1Hz)。簡言之，消除了頻率不高于O. IHz的低頻成分。復(fù)位周期為與預(yù)定頻率(=0. IHz)相對應(yīng)的10秒。在本實施例中，控制單元6包括振蕩電路61、復(fù)位電路62、過零點檢測電路63、異常判斷電路64、禁止電路65和保護(hù)電路66。振蕩電路61被配置為在每次經(jīng)過了復(fù)位周期時生成脈沖信號，并且將該脈沖信號輸出至復(fù)位電路62。過零點檢測電路63被配置為判斷第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否與預(yù)定值一致。過零點檢測電路63被配置為在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與預(yù)定值一致的情況下，向復(fù)位電路62輸出過零點檢測信號。將該預(yù)定值定義為與電容元件Cl中沒有儲存電荷的情況下所獲得的電壓信號的大小相對應(yīng)的值。異常判斷電路64被配置為判斷第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過預(yù)定閾值并持續(xù)規(guī)定時間段。異常判斷電路64被配置為在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過預(yù)定閾值并持續(xù)了規(guī)定時間段的情況下，向復(fù)位電路62輸出異常信號(異常發(fā)生信號)。禁止電路65被配置為判斷第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過比判斷值小的禁止值。禁止電路65被配置為在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過禁止值的情況下，向復(fù)位電路62輸出禁止信號。禁止電路65被配置為在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小沒有超過禁止值的情況下，向復(fù)位電路62輸出解除信號。保護(hù)電路66被配置為判斷電壓信號的大小是否超過邊界值(Vth3)，其中該邊界值(Vth3)不大于A/D轉(zhuǎn)換單元4能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電壓信號的大小的上限值(VthO)。保護(hù)電路66被配置為在判斷為電壓信號的大小超過該邊界值的情況下，向復(fù)位電路62輸出超過信號。復(fù)位電路62被配置為基于脈沖信號來生成復(fù)位信號并且將該復(fù)位信號輸出至放電電路33。在本實施例中，復(fù)位電路62被配置為響應(yīng)于在接收到脈沖信號之后最初接收到
過零點檢測信號來向放電電路33輸出復(fù)位信號。另外，復(fù)位電路62被配置為在接收到脈沖信號之后即使經(jīng)過了預(yù)定時間、也未接收到過零點檢測信號的情況下，在經(jīng)過了該預(yù)定時間時向放電電路33輸出復(fù)位信號。復(fù)位電路62被配置為響應(yīng)于接收到異常信號(異常發(fā)生信號)來向放電電路33輸出復(fù)位信號。復(fù)位電路62被配置為響應(yīng)于接收到超過信號來向放電電路33輸出復(fù)位信號。復(fù)位電路62被配置成一旦復(fù)位電路62接收到禁止信號，該復(fù)位電路62除非接收到解除信號，否則不輸出復(fù)位信號。以下詳細(xì)說明本發(fā)明的對象物體檢測裝置。如圖I所示，本實施例的紅外線檢測裝置I包括熱電元件2、電流電壓轉(zhuǎn)換單元3、A/D轉(zhuǎn)換單元4、數(shù)字處理單元5和控制單元6。在本實施例中，作為本發(fā)明的一個示例，說明了用于在檢測區(qū)域內(nèi)檢測人體的紅外線檢測裝置I。紅外線檢測裝置I的用途不限于人體檢測，紅外線檢測裝置I例如還可用于其它用途(例如，氣體檢測)。熱電元件2從檢測區(qū)域(對象空間)接收紅外線，并且根據(jù)所接收到的紅外線量的變化來輸出電流信號。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3大體具有與圖17所示的電流電壓轉(zhuǎn)換單元300的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3包括運算放大器(第一運算放大器)31。第一運算放大器31的反相輸入端子連接至熱電元件2。在運算放大器31的輸出端子和反相輸入端子之間連接有電容器Cl。電容器Cl用作用于形成AC反饋電路的電容元件。運算放大器31的非反相輸入端子連接至用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源32。根據(jù)以上述方式進(jìn)行構(gòu)造并使用電容電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電流電壓轉(zhuǎn)換單元3，通過使用電容器Cl的容抗將來自熱電元件2的電流信號(微弱的電流信號)轉(zhuǎn)換成電壓信號。因此，從運算放大器31輸出的電壓(運算放大器31的輸出端子的電壓)與通過從基準(zhǔn)電源32所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓中減去電容器Cl兩端的電壓所獲得的值相同。換句話說，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出具有由基準(zhǔn)電壓所定義的工作點，并且根據(jù)由于在熱電元件2處接收到紅外線所引起的電流信號的變化而相對于該工作點發(fā)生變化。關(guān)于以下說明，為了簡化該說明，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3在工作點(基準(zhǔn)電壓)處的輸出被視為O。根據(jù)該定義，電流電壓轉(zhuǎn)換單兀3的輸出表不從運算放大器31輸出的電壓的相對于工作點的變化量。
在運算放大器31的輸出端子和反相輸入端子之間連接有復(fù)位開關(guān)33，并且復(fù)位開關(guān)33與電容器Cl并聯(lián)連接。根據(jù)來自控制單元6的復(fù)位信號使復(fù)位開關(guān)33接通和斷開。在復(fù)位開關(guān)33接通的情況下，復(fù)位開關(guān)33用作用于形成放出儲存在電容器Cl中的電荷所用的放電路徑的放電單元(放電電路)。簡言之，在復(fù)位開關(guān)33接通的情況下，電容器Cl兩端的電壓被重置為0，并且電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出(輸出值)被重置為O (工作點)。A/D轉(zhuǎn)換單元4被配置為將電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值。具體地，A/D轉(zhuǎn)換單元4將從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3接收到的電壓值(模擬值)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值并將該數(shù)字值輸出至數(shù)字處理單元5。換句話說，A/D轉(zhuǎn)換單元4將模擬信號的瞬時值轉(zhuǎn)換成數(shù)字串行位序列并輸出該數(shù)字串行位序列。A/D轉(zhuǎn)換單元4具有表示A/D轉(zhuǎn)換單元4能夠轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的模擬值的范圍的可接受范圍(在本實施例中為-Vth(TVthO)。該可接受范圍是基于從外部施加的基準(zhǔn)電壓的大小來預(yù)先確定的。在A/D轉(zhuǎn)換單元4接收到振幅未包括在該可接受范圍內(nèi)的模擬信號的情況下，A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸出飽和。·
數(shù)字處理單元5基于從A/D轉(zhuǎn)換單元4接收到的數(shù)字信號來判斷檢測區(qū)域內(nèi)是否存在人體。更具體地，數(shù)字處理單元5包括判斷單元(判斷電路)52，其中判斷單元52被配置為通過將(與電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出相對應(yīng)的)A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸出值與預(yù)定第一閾值進(jìn)行比較來判斷檢測區(qū)域內(nèi)是否存在人體。在A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸出值的絕對值超過第一閾值的情況下，判斷單元52判斷為檢測區(qū)域內(nèi)存在人體，并且輸出H水平的檢測信號。在A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸出值的絕對值降到第一閾值以下的情況下，判斷單元52判斷為檢測區(qū)域內(nèi)不存在人體，并且輸出L(低)水平的檢測信號。數(shù)字處理單元5 (數(shù)字濾波器51)被配置為允許A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸出中的預(yù)定頻帶的信號成分通過。在本實施例中，數(shù)字處理單元5用作數(shù)字帶通濾波器(以下稱為“BPF”)，其中該BPF的通帶是由熱電元件2響應(yīng)于人體檢測而產(chǎn)生的電流信號的頻率范圍(在本實施例中為O. IHz IOHz)而定義的。與如圖17所示的現(xiàn)有技術(shù)的紅外線檢測裝置IP相同，在使用模擬BPF的情況下，為了允許O. IHflOHz的范圍內(nèi)的信號通過，需要電路常數(shù)相對高的諸如電容器等的元件。這種元件從外部連接至IC(集成電路)。利用該結(jié)構(gòu)，無法將紅外線檢測裝置I的電路部分設(shè)置成單片電路。作為對比，本實施例的紅外線檢測裝置I采用如上所述的數(shù)字BPF。因此，可以不需要外部部件并且可以將電路部分設(shè)置成單片電路。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的紅外線檢測裝置I，從熱電元件2輸出的電流信號由電流電壓轉(zhuǎn)換單元3轉(zhuǎn)換成電壓信號，隨后由A/D轉(zhuǎn)換單元4轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，并且最后被輸入至數(shù)字處理單元5。數(shù)字處理單元5基于所輸入的數(shù)字值來判斷檢測區(qū)域內(nèi)是否存在人體。數(shù)字處理單元5例如將判斷結(jié)果輸出至該數(shù)字處理單元5的輸出側(cè)所連接的微計算機(未示出)。在本實施例的紅外線檢測裝置I中，控制單元6通過在適當(dāng)時刻接通復(fù)位開關(guān)33來對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位，由此從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中消除預(yù)定頻率以下的不期望低頻成分(以下稱為“不期望成分”)。例如，該不期望成分是從熱電元件2輸出的電流信號中由于變化(例如，環(huán)境溫度的變化)而與檢測對象(人體)無關(guān)地發(fā)生的低頻率的波動成分。
簡言之，控制單元6在從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中消除不期望成分的時刻輸出復(fù)位信號，并且使復(fù)位開關(guān)33接通以對電容器Cl兩端的電壓進(jìn)行復(fù)位。更具體地，控制單元6包括振蕩器(未示出)，其中該振蕩器被設(shè)計成在每次經(jīng)過了預(yù)定時間段時輸出時鐘信號。該預(yù)定時間段是為了消除不期望成分而選擇的?？刂茊卧?基于該時鐘信號來生成復(fù)位號。基于與不期望成分的上限值相對應(yīng)的頻率來確定用于產(chǎn)生時鐘信號的周期。作為示例，考慮到熱電元件2響應(yīng)于人體檢測所產(chǎn)生的電流信號的頻帶(O. IHf IOHz)，假定
O.IHz以下的低頻成分是不期望成分。
簡言之，在定義不期望成分的上限值的頻率為O. IHz的情況下，采用與該頻率相對應(yīng)的10秒的時間作為用于產(chǎn)生時鐘信號的周期。在每次經(jīng)過了以上述方式選擇的周期時控制單元6對電容器Cl兩端的電壓進(jìn)行復(fù)位的情況下，從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中消除了不期望成分。換句話說，控制單元6和電流電壓轉(zhuǎn)換單元3構(gòu)成了具有與定義不期望成分的上限值的頻率等同的截止頻率的高通濾波器。此外，在本實施例中，將數(shù)字處理單元5的輸出作為反饋信號輸入至控制單元6。如上所述，數(shù)字處理單元5具有通帶為O. IHflOHz的數(shù)字BPF (濾波單元)的功能。因此，將該反饋信號定義為通過從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中去除不期望成分所獲得的信號。紅外線檢測裝置I包括濾波單元(數(shù)字濾波器)51，其中該濾波單元51被配置為允許電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中的預(yù)定頻帶的信號成分通過。控制單元6接收該濾波單元的輸出作為反饋信號。當(dāng)反饋信號在產(chǎn)生了時鐘信號之后表現(xiàn)出最初的過零點時，控制單元6生成復(fù)位信號以對電容元件Cl兩端的電壓進(jìn)行復(fù)位。在本實施例中，如圖3所示，在每次經(jīng)過了 10秒周期時生成時鐘信號之后，控制單元6在反饋信號的最初過零點處輸出復(fù)位信號以接通復(fù)位開關(guān)33，從而對電容器Cl兩端的電壓進(jìn)行復(fù)位。在該操作中，反饋信號的過零點意味著數(shù)字處理單元5的輸出變?yōu)镺 (工作點)的時刻。在圖3中，(a)示出輸入至電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的電流信號，(b)示出從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3輸出的電壓信號，(c)示出數(shù)字處理單元5的輸出(反饋信號)，并且(d)示出復(fù)位信號。數(shù)字處理單元5的輸出值實際是數(shù)字值。然而，關(guān)于圖3(c)以及以下所述的其它圖，將數(shù)字處理單元5的輸出值示出為模擬值。例如，如圖3所示，將僅包括頻率等于或小于O. IHz的不期望成分的電流信號輸入至電流電壓轉(zhuǎn)換單元3。在這種情況下，如圖3(c)所示，數(shù)字處理單元5將去除了不期望成分的反饋信號輸出至控制單元6。該反饋信號可能包括噪聲成分。因此，該反饋信號示出如圖3(c)所示的波動。反饋信號中所包括的噪聲成分例如主要包含A/D轉(zhuǎn)換之前在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3中發(fā)生的電路噪聲以及A/D轉(zhuǎn)換之后在數(shù)字處理單元5中發(fā)生的噪聲。在每次經(jīng)過了 10秒周期時生成時鐘信號之后，控制單元6在反饋信號的過零點處(即，噪聲成分變?yōu)镺的時刻)輸出復(fù)位信號，以對電容器Cl兩端的電壓進(jìn)行復(fù)位。結(jié)果，在數(shù)字處理單元5的輸出變?yōu)镺的情況下，控制單元6對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。因此，可以抑制由于復(fù)位時的電壓差而導(dǎo)致在數(shù)字處理單元5的輸出中將會發(fā)生的波動。如圖4所示，在即使從產(chǎn)生時鐘信號的時刻起經(jīng)過了預(yù)定延長時間段時反饋信號中也沒有發(fā)生過零點的情況下，控制單元6在經(jīng)過了該延長時間段的時刻處使放電開關(guān)33接通以對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。在圖4中，(a)示出數(shù)字處理單元5的輸出(反饋信號)，并且(b)示出復(fù)位信號。簡言之，在即使從產(chǎn)生時鐘信號的時刻起經(jīng)過預(yù)定延長時間段時在反饋信號中也沒有觀察到過零點的情況下，控制單元6在經(jīng)過了該延長時間段的時刻處生成復(fù)位信號以對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。該延長時間段短于用以定義振蕩器所產(chǎn)生的時鐘信號之間的間隔的周期。例如，在該周期為10秒的情況下，將延長時間段設(shè)置為3秒。可選地，該延長時間段可以長于用以定義時鐘信號之間的間隔的周期。例如，該延長時間段可以為20秒。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在紅外線檢測裝置I發(fā)生某些故障、因而即使在從產(chǎn)生時鐘信號的時刻起經(jīng)過了延長時間段時數(shù)字處理單元5的輸出也沒有變?yōu)镺的情況下，也對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位，因而消除了不期望成分。
此外，在本實施例的另一變形例中，如圖5所示，控制單元6可被配置為在振蕩器輸出時鐘信號的時刻輸出復(fù)位信號，從而對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。在圖5中，(a)示出數(shù)字處理單元5的輸出(反饋信號)，并且(b)示出復(fù)位信號。在該變形例中，控制單元6與數(shù)字處理單元5的輸出無關(guān)地輸出時鐘信號就足夠了。因此，不需要來自數(shù)字處理單元5的針對控制單元6的反饋信號，并且可以使電路結(jié)構(gòu)簡化。另外，控制單元6包括異常保護(hù)單元。在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值的絕對值超過第一閾值并持續(xù)了預(yù)定容許時間段的情況下，該異常保護(hù)單元輸出復(fù)位信號以對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。換句話說，在該紅外線檢測裝置I中，控制單元6包括異常保護(hù)單元(異常判斷電路64和復(fù)位電路62)。在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值的絕對值超過預(yù)定閾值并持續(xù)了預(yù)定容許時間段的情況下，該異常保護(hù)單元(異常判斷電路64和復(fù)位電路62)對電容元件Cl進(jìn)行復(fù)位。簡言之，在紅外線檢測裝置I正常工作的情況下，如圖6(a)所示，當(dāng)檢測人體時，數(shù)字處理單元5的輸出值的絕對值周期性地超過第一閾值Vthl。結(jié)果，如圖6(b)所示，檢測信號交替地具有H水平和L水平。作為對比，在紅外線檢測裝置I異常工作的情況下，如圖6(c)所示，檢測信號有可能保持具有H水平?？紤]到該情況，在如圖6(c)所示、檢測信號具有H水平的狀態(tài)持續(xù)了容許時間段的情況下，如圖6(d)所示，控制單元6輸出復(fù)位信號以對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在紅外線檢測裝置I的工作中發(fā)生了檢測信號的H水平超過容許時間段的異常的情況下，控制單元6識別出該異常并且對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。在這種復(fù)位之后，可以成功地進(jìn)行人體檢測。另外，控制單元6包括A/D轉(zhuǎn)換保護(hù)單元。在A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸入的絕對值超過第三閾值的情況下，該A/D轉(zhuǎn)換保護(hù)單元輸出復(fù)位信號以對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位，其中該第三閾值落在A/D轉(zhuǎn)換單元4能夠轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字值的輸入的可接受范圍內(nèi)。換句話說，控制單元6包括A/D轉(zhuǎn)換保護(hù)單元(保護(hù)電路66和復(fù)位電路62)。在A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸入的絕對值超過第三閾值Vth3的情況下，該A/D轉(zhuǎn)換保護(hù)單元對電容元件Cl進(jìn)行復(fù)位，其中該第三閾值Vth3被設(shè)置為不大于A/D轉(zhuǎn)換單元4能夠轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字值的輸入的可接受范圍的上限值VthO。特別地，如圖7所示，用作第三閾值的上限值的第三閾值Vth3略小于可接受范圍的上限值VthO，并且用作第三閾值的下限值的第三閾值-Vth3略大于可接受范圍的下限值-VthO。在圖7中，(a)示出電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值，并且(b)示出復(fù)位信號?？刂茊卧?監(jiān)視電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值(A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸入值)。在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值達(dá)到第三閾值Vth3(或-Vth3)的情況下，控制單元6判斷為電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值超過第三閾值Vth3(或-Vth3)，并且輸出復(fù)位信號以對電容器C I進(jìn)行復(fù)位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸入接近超出可接受范圍的情況下，控制單元6對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位，從而將用作A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸入的電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值重置為O (工作點)。因此，使A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸入保持落在可接受范圍內(nèi)，由此避免了A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸出的飽和。結(jié)果，可以成功地使紅外線檢測裝置I保持在能夠檢測人體的狀態(tài)內(nèi)。第三閾值Vth3可以等于可接受范圍的上限值VthO，并且第三閾值-Vth3可以等于可接受范圍的下限值-VthO。紅外線檢測裝置I包括判斷單元52。判斷單元52將與電流電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出值相對應(yīng)的值的絕對值與第一閾值(判斷值)進(jìn)行比較。判斷單元52基于該絕對值是否超 過第一閾值來判斷檢測對象的有無。在該絕對值小于比第一閾值小的第二閾值(禁止值)的情況下，控制單元6以第一操作模式工作，其中在該第一操作模式中，允許控制單元6對電容元件進(jìn)行復(fù)位。在該絕對值超過第二閾值的情況下，控制單元6以第二操作模式工作，其中在該第二操作模式中，不允許控制單元6對電容元件進(jìn)行復(fù)位。簡言之，在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值的絕對值小于比人體檢測用的第一閾值小的第二閾值的情況下，控制單元6以第一操作模式工作。在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值的絕對值超過第二閾值的情況下，控制單元6以第二操作模式工作。在第一操作模式中，允許控制單元6輸出復(fù)位信號。作為對比，在第二操作模式中，不允許控制單元6輸出復(fù)位信號。更具體地，如圖8(a)所示，控制單元6將與電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值相對應(yīng)的數(shù)字處理單元5的輸出(反饋信號)與第二閾值_Vth2和Vth2進(jìn)行比較。在數(shù)字處理單元5的輸出超過由第二閾值-Vth2和Vth2所定義的范圍(_Vth2 Vth2)的情況下，如圖8(c)所示，控制單元6輸出從第一操作模式切換為第二操作模式所用的第二模式切換信號。在數(shù)字處理單元5的輸出落在由第二閾值-Vth2和Vth2所定義的范圍(_Vth2 Vth2)內(nèi)的情況下，如圖8(d)所示，控制單元6輸出從第二操作模式切換為第一操作模式所用的第一模式切換信號。關(guān)于圖8，(a)示出數(shù)字處理單元5的輸出(反饋信號)，(b)示出復(fù)位信號，(C)示出第二模式切換信號，(d)示出第一模式切換信號，并且(e)示出檢測信號。在第一操作模式中，如上所述，在每次經(jīng)過了 10秒周期時生成時鐘信號之后，控制單元6在反饋信號的最初過零點處輸出復(fù)位信號以使復(fù)位開關(guān)33接通，從而對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。作為對比，在第二操作模式中，控制單元6終止時鐘信號的產(chǎn)生，并且停止用于對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位的操作。在響應(yīng)于第一模式切換信號來從第二操作模式切換為第一操作模式的情況下，控制單元6在操作模式的切換后最初的反饋信號的過零點處輸出復(fù)位信號。因而，控制單元6使復(fù)位開關(guān)33接通以對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在紅外線檢測裝置I中，在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值的絕對值超過第二閾值的情況下，沒有對電容器Cl進(jìn)行復(fù)位。在正進(jìn)行人體檢測操作的情況下，沒有將電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值重置為O (工作點)。因此，可以防止由于在人體檢測操作完成之前對電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出值進(jìn)行復(fù)位將會導(dǎo)致的檢測信號的延遲以及檢測信號的輸出失敗。結(jié)果，可以提高人體檢測的靈敏度。如上所述，本實施例的對象物體檢測裝置I是用于在對象空間內(nèi)檢測對象物體的對象物體檢測裝置。本實施例的對象物體檢測裝置I包括熱電元件2、電流電壓轉(zhuǎn)換電路(電流電壓轉(zhuǎn)換單元)3、A/D轉(zhuǎn)換電路(A/D轉(zhuǎn)換單元)4、數(shù)字濾波器51、判斷電路52和控制單元6。熱電元件2被配置為根據(jù)從對象空間接收到的紅外線量的變化來輸出電流信號。電流電壓轉(zhuǎn)換電路3包括運算放大器31，其連接至熱電元件2 ;電容元件Cl，其連接至運算放大器31以用作反饋電路；以及放電電路33，用于使電容元件C I放電。電流電壓轉(zhuǎn)換電路3被配置為將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號并輸出該電壓信號。A/D轉(zhuǎn)換電路4被配置為將電壓信號轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號并輸出該第一數(shù)字信號。數(shù)字濾波器51被配置為通過對第一數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來從該第一數(shù)字信號所表示的波形中提取具有與對象物體相關(guān)聯(lián)的頻帶(檢測頻帶)中所包括的頻率的檢測成分，生成表示該檢測成分的波形的第二數(shù)字信號，并輸出該第二數(shù)字信號。判斷電路52被配置為基于第二數(shù)字信號來判斷對象空 間中是否存在對象物體?？刂茊卧?被配置為對放電電路33進(jìn)行控制以使得從電壓信號中消除低頻成分。將該低頻成分定義為頻率不大于預(yù)定頻率的成分。該預(yù)定頻率不大于頻帶(檢測頻帶)的下限值。控制單元6被配置為基于與該預(yù)定頻率相對應(yīng)的周期(復(fù)位周期)來對放電電路33進(jìn)行控制以放出儲存在電容元件Cl中的電荷。此外，在本實施例的對象物體檢測裝置I中，控制單元6包括振蕩電路61和復(fù)位電路62。振蕩電路61被配置為在每次經(jīng)過了復(fù)位周期時生成脈沖信號(以復(fù)位周期來生成脈沖信號)，并將該脈沖信號輸出至復(fù)位電路62。復(fù)位電路62被配置為基于脈沖信號來生成復(fù)位信號并將該復(fù)位信號輸出至放電電路33。放電電路33被配置為響應(yīng)于接收到復(fù)位信號來形成用于放出儲存在電容元件Cl中的電荷的路徑。此外，在本實施例的對象物體檢測裝置I中，控制單元6包括過零點檢測電路63。過零點檢測電路63被配置為判斷第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否與預(yù)定值一致，并且在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與預(yù)定值一致的情況下，向復(fù)位電路62輸出過零點檢測信號。復(fù)位電路62被配置為響應(yīng)于在接收到脈沖信號之后最初接收到過零點檢測信號，向放電電路33輸出復(fù)位信號。將該預(yù)定值定義為與在電容元件Cl中沒有儲存電荷的情況下所獲得的電壓信號的大小相對應(yīng)的值。此外，在本實施例的對象物體檢測裝置I中，復(fù)位電路62被配置為在從接收到脈沖信號起即使經(jīng)過了預(yù)定時間(延長時間段)、也未接收到過零點檢測信號的情況下，在經(jīng)過了該預(yù)定時間時向放電電路33輸出復(fù)位信號。此外，在本實施例的對象物體檢測裝置I中，控制單元6包括異常判斷電路64。異常判斷電路64被配置為判斷第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過預(yù)定閾值(第一閾值Vthl)并持續(xù)規(guī)定時間段(容許時間段)，并且在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過該預(yù)定閾值并持續(xù)了規(guī)定時間段的情況下，向復(fù)位電路62輸出異常信號。復(fù)位電路62被配置為響應(yīng)于接收到異常信號來向放電電路33輸出復(fù)位信號。此外，在本實施例的對象物體檢測裝置I中，判斷電路52被配置為將第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與判斷值(第一閾值Vthl)進(jìn)行比較，并且在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過該判斷值的情況下，推斷出存在對象物體(在本實施例中為人體)?？刂茊卧?包括禁止電路65。禁止電路65被配置為進(jìn)行以下操作判斷第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過比判斷值(第一閾值Vthl)小的禁止值(第二閾值Vth2)；在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過該禁止值的情況下，向復(fù)位電路62輸出禁止信號；并且在判斷為第二數(shù)字信號所表示的波形的大小沒有超過禁止值的情況下，向復(fù)位電路62輸出解除信號。復(fù)位電路62被配置成一旦復(fù)位電路62接收到禁止信號，該復(fù)位電路62除非接收到解除信號否則不輸出復(fù)位信號。此外，在本實施例的對象物體檢測裝置I中，A/D轉(zhuǎn)換單元4具有A/D轉(zhuǎn)換單元4能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電壓信號的大小的上限值VthO?？刂茊卧?包括保 護(hù)電路66。保護(hù)電路66被配置為判斷電壓信號的大小是否超過不大于上限值VthO的邊界值(第三閾值)Vth3，并且在判斷為電壓信號的大小超過邊界值Vth3的情況下向復(fù)位電路62輸出超過信號。復(fù)位電路62被配置為響應(yīng)于接收到該超過信號來向放電電路33輸出復(fù)位信號。換句話說，本實施例的紅外線檢測裝置I包括熱電元件2和電流電壓轉(zhuǎn)換單元3。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3被配置為通過使用與反饋用的電容元件Cl相連接的運算放大器31來將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3配置有放電單元33，其中放電單元33被配置為形成用于放出儲存在電容元件Cl中的電荷的放電路徑。紅外線檢測裝置I配置有控制單元6，其中控制單元6被配置為在從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中消除了頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分的時刻處對放電單元33進(jìn)行控制，以對電容元件Cl進(jìn)行復(fù)位。另外，控制單元6包括振蕩電路61，其中該振蕩電路61被設(shè)計成以去除了低頻成分的預(yù)定周期來生成時鐘信號?？刂茊卧?還被配置為基于該時鐘信號來生成復(fù)位信號并且使用該復(fù)位信號從而對電容元件Cl進(jìn)行復(fù)位。根據(jù)具有以上所述的結(jié)構(gòu)的紅外線檢測裝置1，控制單元6對用作放電單元的復(fù)位開關(guān)33進(jìn)行控制，從而對電容器Cl兩端的電壓進(jìn)行復(fù)位。因此，可以從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中消除不期望成分。簡言之，環(huán)境溫度的變化例如有可能會導(dǎo)致在從熱電元件2輸出的輸出電流中產(chǎn)生與檢測對象(例如人體)無關(guān)的不期望低頻成分。作為對比，采用上述結(jié)構(gòu)的紅外線檢測裝置I可以將這些不期望低頻成分作為不期望成分來消除。結(jié)果，例如可以避免發(fā)生由于這些不期望成分而導(dǎo)致的誤檢測。此外，在紅外線檢測裝置I中，僅熱電元件2連接至電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸入端子。因此，與如以上背景技術(shù)部分所述、輸入電阻器連接至電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸入端子的情況相對比，可以提高電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的S/N比。簡言之，關(guān)于輸入電阻器連接至電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸入端子的情況，在輸入電阻器中發(fā)生噪聲成分的情況下，這種噪聲成分也被輸入至電流電壓轉(zhuǎn)換單元3。這導(dǎo)致電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的S/N比下降。特別地，為了使紅外線檢測裝置I小型化，通常，內(nèi)置于IC(集成電路)的電阻元件用作輸入電阻器。這種阻抗元件的阻抗值在很大程度上依賴于溫度。因此，由于溫度變化所引起的阻抗值的變化隨著這種阻抗元件的阻抗值的增加而增大。輸入電阻器的阻抗值的減小可能會導(dǎo)致輸入電阻器的熱噪聲的增加。因而，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的S/N比可能會下降。作為對比，根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的紅外線檢測裝置1，為了消除不期望成分，控制單元6控制對電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的電容器Cl進(jìn)行復(fù)位的時刻。因此，不需要包括輸入電阻器的DC反饋電路。結(jié)果，可以消除由于包括輸入電阻器的DC反饋電路所引起的噪聲的影響，并且可以提高電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的S/N比。因此，本實施例的紅外線檢測裝置I可以抑制不期望低頻成分對電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出的影響，并且紅外線檢測裝置I可以得到提高電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的S/N比的優(yōu)點。另外，與如背景技術(shù)部分所述、在電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出端子和輸入端子之間添加有DC反饋電路的情況相對比，本實施例的紅外線檢測裝置I無需DC反饋電路。因此，可以使本實施例的紅外線檢測裝置I的電路小型化。在本實施例中，A/D轉(zhuǎn)換單元4是Λ Σ (德爾塔-西格瑪)A/D轉(zhuǎn)換器。換句話說，A/D轉(zhuǎn)換單元4進(jìn)行Λ Σ轉(zhuǎn)換處理。因此，可以使A/D轉(zhuǎn)換單元4小型化并且提高A/D轉(zhuǎn)換單元4的精度。數(shù)字處理單元5以串行方式輸出數(shù)字信號。特別地，如圖9(a)所示，數(shù)字處理單元5使用如下的信號格式，其中該信號格式包括起始位101、主濾波器輸出102、檢測信號狀·態(tài)103、操作模式判斷結(jié)果104和停止位105。主濾波器輸出102表示如下信號的瞬時值，其中以與反饋信號相同的方式，該信號是通過使電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出通過數(shù)字BPF來從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出中消除不期望成分所獲得的。檢測信號狀態(tài)103表示檢測信號的狀態(tài)(H水平或L水平)。操作模式判斷結(jié)果104表示操作模式。數(shù)字處理單元5通過一次串行通信處理來與圖9 (C)所示的傳輸時鐘信號(例如，IMHz)同步地輸出16位(主濾波器輸出102具有10位，停止位105具有3位，并且其它各具有I位)的數(shù)字信號。由于數(shù)字處理單元5將各種數(shù)據(jù)疊加在傳輸時鐘信號上，因此數(shù)字處理單元5可以經(jīng)由一條信號線來發(fā)送各種數(shù)據(jù)。因此，可以減少數(shù)字處理單元5的端子數(shù)量并且使紅外線檢測裝置I小型化。數(shù)字處理單元5采用BMC編碼方法作為串行方式。在BMC編碼方法中，輸出水平按每一單元(cell)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。簡言之，數(shù)字處理單元5通過使用輸出水平按每一單元進(jìn)行反轉(zhuǎn)的BMC(雙相標(biāo)識編碼)來對輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，如圖9(b)所示，數(shù)字處理單元5基于BMC編碼方法來將數(shù)據(jù)“ I ”編碼為“01”或“ 10”，并且基于BMC編碼方法來將數(shù)據(jù)“O”編碼為“00”或“11”。此外，數(shù)字處理單元5使輸出水平按每一單元進(jìn)行反轉(zhuǎn)。此外，這里的單元(cell)是指傳輸編碼前的與一位相對應(yīng)的數(shù)據(jù)所使用的時隙。如上所述，數(shù)字處理單元5進(jìn)行BMC編碼方法。因此，輸出水平總是按每一單元進(jìn)行反轉(zhuǎn)。因而，信號幾乎不包括低頻成分，并且低頻成分對電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸入產(chǎn)生的影響減少。結(jié)果，即使在使紅外線檢測裝置I小型化的情況下，也可以抑制由于電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸入和數(shù)字處理單元5的輸出之間的電壓差而導(dǎo)致的顫動(chatte ring)現(xiàn)象。第二實施例本實施例的紅外線檢測裝置IA與第一實施例的紅外線檢測裝置I的不同之處在于電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A以差動電路方式工作。在本實施例的紅外線檢測裝置IA中，熱電元件2具有第一端和第二端。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A的運算放大器包括第一運算放大器311，其具有第一反相輸入端子和第一輸出端子；以及第二運算放大器312，其具有第二反相輸入端子和第二輸出端子。第一運算放大器311的第一反相輸入端子連接至熱電元件2的第一端。第二運算放大器312的第二反相輸入端子連接至熱電元件2的第二端。另外，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A的電容元件包括第一電容元件Cll和第二電容元件C12。第一電容兀件Cll連接在第一反相輸入端子和第一輸出端子之間。第二電容兀件C12連接在第二反相輸入端子和第二輸出端子之間。電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A包括差分電路(第三運算放大器)34，用于輸出第一輸出端子的電壓(第一運算放大器311的輸出電壓)和第二輸出端子的電壓(第二運算放大器312的輸出電壓)之間的差。將從電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A輸出的電壓信號定義為表示該差的波形的信號。更具體地，如圖10所示，在本實施例中，電流電壓轉(zhuǎn) 換單元3A包括第一運算放大器311，其連接至熱電元件2的一端；以及第二運算放大器312，其連接至熱電元件2的另一端。在第一運算放大器311的輸出端子和反相輸入端子之間連接有用作用于構(gòu)成AC反饋電路的電容兀件的第一電容兀件(第一電容器)cil。在第二運算放大器312的輸出端子和反相輸入端子之間連接有用作用于構(gòu)成AC反饋電路的電容元件的第二電容元件(第二電容器)C12。運算放大器311和312的非反相輸入端子連接至用于供給基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源32。此外，存在第一復(fù)位開關(guān)331，其中該第一復(fù)位開關(guān)331以與電容器Cll并聯(lián)連接的方式連接在第一運算放大器311的輸出端子和反相輸入端子之間。存在第二復(fù)位開關(guān)332，其中該第二復(fù)位開關(guān)332以與電容器C12并聯(lián)連接的方式連接在第二運算放大器312的輸出端子和反相輸入端子之間。根據(jù)來自控制單元6的復(fù)位信號來使第一復(fù)位開關(guān)331和第二復(fù)位開關(guān)332接通和斷開。此外，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A包括采用第三運算放大器34的差分放大器電路。該差分放大器電路輸出與如下信號相對應(yīng)的電壓信號，其中該信號表示第一運算放大器311的輸出電壓和第二運算放大器312的輸出電壓之間的差。例如,第一運算放大器311的輸出端子經(jīng)由電阻器Rll連接至第三運算放大器34的反相輸入端子。第二運算放大器312的輸出端子經(jīng)由電阻器R 12連接至第三運算放大器34的非反相輸入端子。在第三運算放大器34的輸出端子和反相輸入端子之間連接有電阻器R13。第三運算放大器34的非反相輸入端子經(jīng)由電阻器R14連接至用于提供基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源。此外，在圖10中，將A/D轉(zhuǎn)換單元4和數(shù)字處理單元5例示為一個單元，并且數(shù)字處理單元5的輸出側(cè)連接至串行接口 7，其中該串行接口 7被配置為以串行方式輸出數(shù)字處理單元5的輸出。此外,在圖10所示的示例中，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A、A/D轉(zhuǎn)換單元4、數(shù)字處理單元5、控制單元6A和串行接口 7被設(shè)置為單片IC (集成電路)10并且容納于殼體11中。如上所述，本實施例的電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A包括連接至熱電元件2的一端(第一端)的第一運算放大器311和連接至熱電元件2的另一端(第二端)的第二運算放大器312作為運算放大器。電流電壓轉(zhuǎn)換單兀3A輸出與如下信號相對應(yīng)的電壓信號,其中該信號表不第一運算放大器311的輸出電壓和第二運算放大器312的輸出電壓之間的差。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A輸出與第一運算放大器311的輸出電壓和第二運算放大器312的輸出電壓之間的差相對應(yīng)的電壓信號。因此，可以消除由于從熱電元件2的端子向著基板的泄漏電流以及干擾噪聲而可能引起的同相成分。另外，上述結(jié)構(gòu)可以抑制由于電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A的輸入和數(shù)字處理單元5的輸出之間的電壓差而導(dǎo)致的顫動現(xiàn)象。此外，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A包括異常檢測電路35。異常檢測電路35被配置為獲得第一輸出端子的電壓和第二輸出端子的電壓中的至少一個作為檢測電壓；判斷該檢測電壓是否包括在預(yù)定范圍(如以下所述的正常范圍)內(nèi)；并且在判斷為該檢測電壓不包括在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下向復(fù)位電路62輸出異常信號(異常檢測信號)。在本實施例中，控制單元6A的復(fù)位電路62被配置為響應(yīng)于接收到異常檢測信號來向構(gòu)成放電電路的復(fù)位開關(guān)331和332輸出復(fù)位信號。換句話說，電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A包括異常檢測單元(異常檢測電路)35，其中該異常檢測單元35被配置為檢測第一運算放大器311和第二運算放大器312至少之一的輸出電壓的異常值。異常檢測單元35將第一運算放大器311和第二運算放大器312至少之一的輸出電壓與預(yù)定第四閾值和預(yù)定第五閾值(大于第四閾值)進(jìn)行比較。在確認(rèn)出運算放 大器311或312的輸出電壓沒有落在該第四閾值和該第五閾值所定義的正常范圍內(nèi)的情況下，異常檢測單元35判斷為運算放大器311或312的輸出電壓具有異常值，并且向控制單元6A輸出異常信號(異常檢測信號)。控制單元6A包括異常電壓保護(hù)單元(復(fù)位電路)62。異常電壓保護(hù)單元(復(fù)位電路)62被配置為響應(yīng)于從異常檢測單元35接收到異常信號來輸出復(fù)位信號，從而使第一復(fù)位開關(guān)331和第二復(fù)位開關(guān)332接通以對電容器Cll和C12進(jìn)行復(fù)位。換句話說，控制單元6A包括異常電壓保護(hù)單元(復(fù)位電路)62，其中該異常電壓保護(hù)單元62被配置為響應(yīng)于如下事件的發(fā)生來對電容元件(電容器)Cll和C12進(jìn)行復(fù)位，其中該事件是第一運算放大器311和第二運算放大器312至少之一的輸出電壓沒有落入第四閾值和第五閾值所定義的正常范圍內(nèi)。簡言之，在第一運算放大器311和第二運算放大器312至少之一的輸出電壓沒有落入第四閾值和第五閾值所定義的正常范圍內(nèi)的情況下，該異常電壓保護(hù)單元對電容器Cll和C12進(jìn)行復(fù)位。此外，為了將第二運算放大器312的輸出電壓與第四閾值和第五閾值進(jìn)行比較，本實施例的異常檢測單元35監(jiān)視電阻器R12和電阻器R14的連接點處的電位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在由于諸如從熱電元件2的端子向著基板的泄漏電流以及干擾噪聲等而導(dǎo)致在運算放大器311或312的輸出電壓中發(fā)生異常升壓或異常降壓的情況下，紅外線檢測裝置IA可以在其電路的前段(電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A)處立即檢測到這種異常。在紅外線檢測裝置IA中，在發(fā)生運算放大器311或312的輸出電壓的異常升壓或異常降壓的情況下，該異常電壓保護(hù)單元對電容器Cll和C12進(jìn)行復(fù)位。因此，可以避免由于同相成分的影響而導(dǎo)致的電流電壓轉(zhuǎn)換單元3A的輸出飽和。本實施例的其它結(jié)構(gòu)和功能與第一實施例相同。第三實施例如圖11所示，本實施例的對象物體檢測裝置(紅外線檢測裝置)IB包括熱電元件
2、電流電壓轉(zhuǎn)換電路3、A/D轉(zhuǎn)換電路4B、數(shù)字濾波器5IB和校正電路8。校正電路8包括調(diào)整單元81和校正用D/A轉(zhuǎn)換器82。調(diào)整單元81被配置為基于從A/D轉(zhuǎn)換電路4B輸出的第一數(shù)字信號來生成表示電壓信號的低頻成分的校正用數(shù)字信號。該低頻成分的頻率不大于預(yù)定頻率，并且該預(yù)定頻率不大于檢測頻帶的下限值(在本實施例中為O. 1Hz)。在本實施例中，該預(yù)定頻率與下限值相同并且為O. IHz0校正用D/A轉(zhuǎn)換器82被配置為將校正用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成校正用模擬信號并將該校正用模擬信號輸出至A/D轉(zhuǎn)換電路4B。A/D轉(zhuǎn)換電路4B被配置為從電壓信號中減去校正用模擬信號，并將由此得到的電
壓信號轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號。
A/D轉(zhuǎn)換電路4B包括積分器41、量化器42、D/A轉(zhuǎn)換器43和電阻器45。積分器41包括第三運算放大器412和第三電容元件411。第三運算放大器412具有第三反相輸入端子、第三非反相輸入端子和第三輸出端子。第三反相輸入端子經(jīng)由電阻器45連接至電流電壓轉(zhuǎn)換電路以接收電壓信號。第三電容元件411連接在第三反相輸入端子和第三輸出端子之間。第三非反相輸入端子連接至校正用D/A轉(zhuǎn)換器82以接收校正用模擬信號。換句話說，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82被配置為將校正用模擬信號提供至第三非反相輸入端子。量化器42被配置為以預(yù)定分辨率將第三運算放大器412的第三輸出端子的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并且輸出該數(shù)字值。將第一數(shù)字信號定義為表示從量化器42輸出的數(shù)字值的位序列。在本實施例中，量化器42的預(yù)定分辨率為I位。D/A轉(zhuǎn)換器43被配置為響應(yīng)于從量化器42接收到數(shù)字值，將與所接收到的數(shù)字值相對應(yīng)的電壓施加至第三反相輸入端子。數(shù)字濾波器51B包括第一濾波單元510和第二濾波單元520。第一濾波單元510被配置為將第一數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成由多位表示的第三數(shù)字信號并且輸出該第三數(shù)字信號。第二濾波單元520被配置為通過對該第三數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來生成第二數(shù)字信號。在本實施例中，校正電路8的調(diào)整單元81被配置為從第一濾波單元510接收第三數(shù)字信號。調(diào)整單元81被配置為通過對第三數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來生成校正用數(shù)字信號。對象物體檢測裝置IB還包括判斷電路52和控制單元6，但圖11中沒有示出這兩者。另外，圖11中也沒有示出放電電路33。以下詳細(xì)說明本實施例。如圖12所示，本實施例的紅外線檢測裝置(對象物體檢測裝置)IB包括熱電元件2 ;電流電壓轉(zhuǎn)換電路3，其連接至熱電元件2 ；A/D轉(zhuǎn)換單元4B，其連接至電流電壓轉(zhuǎn)換電路3 ;數(shù)字濾波器51B，其連接至A/D轉(zhuǎn)換單元4B ;以及校正電路8。A/D轉(zhuǎn)換單元4B包括積分器41、量化器42和D/A轉(zhuǎn)換器43。積分器41被配置為對輸入信號(電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的電壓信號)進(jìn)行積分。量化器42被配置為對積分器41的輸出進(jìn)行量化。D/A轉(zhuǎn)換器43被配置為將量化器42的輸出轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬值。此外，在電流電壓轉(zhuǎn)換電路3和積分器41之間插入有電阻器45。積分器41包括運算放大器(第三運算放大器)412，其中在該第三運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)和輸出端子(第三輸出端子)之間連接有電容器(第三電容元件)411。第三運算放大器412在反相輸入端子(第三反相輸入端子)處接收來自電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的輸入信號(電壓信號)。量化器42將積分器41的輸出電壓(第三輸出端子的電壓)(即，積分值)與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，并且將表示該積分值的模擬值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值。在本實施例中，量化器42使用一個閾值來將模擬值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的I位數(shù)字值。D/A轉(zhuǎn)換器43將延遲值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬值并且將該模擬值提供至運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)。該延遲值是通過使量化器42處轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字值延遲一個時鐘周期所獲得的值。因而，在A/D轉(zhuǎn)換單元4B中，將通過對隨著時間而改變的輸出信號的變化(微分值)進(jìn)行積分所獲得的值作為數(shù)字值從量化器42輸出。除非所輸入的模擬值的振幅沒有落在輸入容許范圍內(nèi)，否則A/D轉(zhuǎn)換單元4B在量化器42處將該模擬值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值。在輸入了振幅沒有落在輸入容許范圍內(nèi)的模擬信號的情況下，量化器42的輸出飽和。數(shù)字濾波器51B用作具有由預(yù)定頻帶所定義的通帶的數(shù)字帶通濾波器。在本實施例中，數(shù)字濾波器51B具有由如下頻帶(例如，約為O. IHflOHz)所定義的通帶，其中該頻帶包括熱電元件2響應(yīng)于檢測到人體而產(chǎn)生的電流信號的頻率。
如圖11所示，數(shù)字濾波器51B包括第一濾波單元510，其連接至A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出端子；以及第二濾波單元520，其連接至第一濾波單元510的輸出端子。第一濾波單元510用作低通濾波器。第二濾波單元520用作高通濾波器和低通濾波器。第一濾波單元510和第二濾波單元520構(gòu)成了 BPF。如上所述，A/D轉(zhuǎn)換單元4B由Λ ΣΑ/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。這種Λ ΣΑ/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行過采樣以減少量化誤差。第一濾波單元510被配置成用作間隔剔除濾波器，其中該間隔剔除濾波器被設(shè)計成進(jìn)行用于減少(即，下采樣)從量化器42輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(第一數(shù)字信號)的采樣頻率以使該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的分辨率從I位改變?yōu)槎辔坏奶幚?。在使用模擬BPF作為數(shù)字濾波器51Β的替代的情況下，需要電路常數(shù)相對高的電子組件(例如，電容器)以使頻率在O. IHflOHz的范圍內(nèi)的信號通過。這種電子組件從外部安裝至IC(集成電路)。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，無法將紅外線檢測裝置的電路部分設(shè)置為單片電路。作為對比，由于本實施例的紅外線檢測裝置IB采用如上所述的數(shù)字BPF，因此不需要外部電子組件，并且可以將該紅外線檢測裝置的電路部分形成為單片電路。根據(jù)具有以上所述的結(jié)構(gòu)的紅外線檢測裝置1Β，從熱電元件2輸出的電流信號由電流電壓轉(zhuǎn)換電路3轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，之后由A/D轉(zhuǎn)換單元4Β轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值，隨后被輸入至數(shù)字濾波器51Β。數(shù)字濾波器51Β輸出與熱電元件2響應(yīng)于檢測到人體而產(chǎn)生的電流信號的頻帶(約為O. IHflOHz)中所包括的成分相對應(yīng)的數(shù)字信號(第二數(shù)字信號)，并且將從數(shù)字濾波器51Β輸出的數(shù)字信號輸入至位于數(shù)字濾波器51Β后段的判斷電路52。在A/D轉(zhuǎn)換單元4Β的輸入(來自電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的電壓信號)包括頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分的情況下，A/D轉(zhuǎn)換單元4Β的這種輸入信號容易偏離輸入容許范圍。簡言之，在電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的運算放大器31的反相輸入端子處發(fā)生電流泄漏、或者將低頻波動成分從熱電元件2輸入至電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的情況下，A/D轉(zhuǎn)換單元4Β的輸入可能包括低頻成分。這種低頻成分可能會造成量化器42的輸出飽和。例如，從熱電元件2輸入至電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的低頻波動成分是由于環(huán)境溫度的變化而與檢測對象(例如人體)的有無無關(guān)地產(chǎn)生的成分，并且包括在熱電元件2的輸出中。在以下說明中，還將頻率不大于預(yù)定頻率并且與檢測對象無關(guān)的低頻成分稱為“不期望成分”?？紤]了如下情況在電流電壓轉(zhuǎn)換電路3和A/D轉(zhuǎn)換單元4Β之間添加高通濾波器以減少量化器42的輸入中所包括的不期望成分。然而，為了降低高通濾波器的截止頻率以消除不期望成分，該高通濾波器需要電路常數(shù)相對高的電阻器和電容器。因此，難以使高通濾波器包括在IC(集成電路)中。因此，在本實施例中，在電流電壓轉(zhuǎn)換電路3、A/D轉(zhuǎn)換單元4B和數(shù)字濾波器5B不是由外部部件構(gòu)成而是包括在IC內(nèi)以形成單片電路的結(jié)構(gòu)中，無法在電流電壓轉(zhuǎn)換電路3和A/D轉(zhuǎn)換單元4B之間添加高通濾波器。有鑒于此，本實施例的紅外線檢測裝置IB配置有校正電路8，其中該校正電路8被設(shè)計成減少量化器42的輸入中所包括的低頻成分(不期望成分)。該低頻成分(不期望成分)的頻率不大于預(yù)定頻率。例如，考慮到熱電元件2響應(yīng)于人體檢測而產(chǎn)生的電流信號的頻帶(約為O. IHf IOHz)，將不期望成分定義為頻率不大于O. IHz的低頻成分。校正電路8連接至數(shù)字濾波器5IB和A/D轉(zhuǎn)換單元4B。為了減少來自A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出中的不期望成分，校正電路8將該不期望成分從數(shù)字濾波器5IB反饋至A/D轉(zhuǎn)換單元4B。如圖11所示，校正電路8將不期望成分從用作數(shù)字濾波器51B的一部分的第一濾波單元510的輸出(第三數(shù)字信號)反饋至積分器41中的第三運算放大器412的非反相輸入端子(第三非反相輸入端子)?！ぞ唧w說明，校正電路8包括調(diào)整單元81，其連接至第一濾波單元510的輸出側(cè)；以及校正用D/A轉(zhuǎn)換器(D/A轉(zhuǎn)換單元)82，其連接至調(diào)整單元81的輸出側(cè)。調(diào)整單元81是截止頻率與不期望成分的上限頻率(例如，O. IHz)相同的數(shù)字低通濾波器。調(diào)整單元81從第一濾波單元510的輸出中僅提取與不期望成分相對應(yīng)的數(shù)字信號(校正用數(shù)字信號)，并將所提取的數(shù)字信號輸出至校正用D/A轉(zhuǎn)換器82。校正用D/A轉(zhuǎn)換器82將從調(diào)整單元81接收到的與不期望成分相對應(yīng)的數(shù)字值(由校正用數(shù)字信號表示的值)轉(zhuǎn)換成模擬值(校正用模擬信號)，并將該模擬值反饋至運算放大器412。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與不期望成分相對應(yīng)的模擬信號(校正用模擬信號)由校正電路8作為反饋信號反饋至積分器41的運算放大器412。由于輸入至運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)的是來自電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的輸入信號(電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的電壓信號)，因此從該輸入信號(電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的電壓信號)中去除該不期望成分并且將由此產(chǎn)生的信號輸入至量化器42。因此，可以避免A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸入信號由于不期望成分而沒有落在輸入容許范圍內(nèi)的情況。結(jié)果，可以擴大A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸入容許范圍。接著，參考圖13來詳細(xì)說明校正用D/A轉(zhuǎn)換器82的結(jié)構(gòu)。校正用D/A轉(zhuǎn)換器82包括電阻器陣列821、多路復(fù)用器822和控制電路823。電阻器陣列821是通過使多個阻抗元件串聯(lián)連接而構(gòu)成的。多路復(fù)用器822從電阻器陣列821的多個連接點中選擇要連接至積分器41的連接點。控制電路823對多路復(fù)用器822進(jìn)行控制。向電阻器陣列821施加恒定的DC電壓(內(nèi)部電源電壓)Vcc。這些多個阻抗元件對基準(zhǔn)電壓(內(nèi)部電源電壓)Vcc進(jìn)行分壓，以使得在各連接點處產(chǎn)生不同的電壓?？刂齐娐?23根據(jù)從調(diào)整單元81輸出的數(shù)字值來選擇要連接至積分器41的連接點，以使得將大小與從調(diào)整單元81輸出的數(shù)字值(由校正用數(shù)字信號表示的值)相對應(yīng)的電壓施加至運算放大器412的非反相輸入端子(第三非反相輸入端子)。簡言之，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82通過使用電阻器陣列821來對DC電壓Vcc進(jìn)行分壓。在A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸入信號中沒有發(fā)生波動的情況下，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82通過使用控制電路823來選擇要連接至積分器41的連接點，以使得向積分器41輸出預(yù)定電壓Vr。在由于不期望成分而在輸入信號中發(fā)生向著高電壓側(cè)的波動的情況下，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82根據(jù)該波動來選擇要連接至積分器41的連接點，以使得積分器41的輸出電壓超過電壓Vr。根據(jù)該操作，將與不期望成分相對應(yīng)的模擬信號(校正用模擬信號)反饋至運算放大器412。本實施例的對象物體檢測裝置IB包括具有預(yù)定電壓(DC電壓)Vcc的內(nèi)部電源。校正用D/A轉(zhuǎn)換器82被配置為通過使用該內(nèi)部電源的預(yù)定電壓Vcc來生成校正用模擬信號。該內(nèi)部電源電連接至電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的運算放大器31的非反相輸入端子，以使得向電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的運算放大器31的非反相輸入端子施加基準(zhǔn)電壓。換句話說，在對象物體檢測裝置IB中，電流電壓轉(zhuǎn)換電路3包括運算放大器31。運算放大器31的反相輸入端子連接至熱電元件2。在運算放大器31的反相輸入端子和輸 出端子之間連接有反饋元件(電容元件)Cl。向運算放大器31的非反相輸入端子施加基準(zhǔn)電壓。校正電路8包括D/A轉(zhuǎn)換單元(校正用D/A轉(zhuǎn)換器)82，其中該D/A轉(zhuǎn)換單元82被配置為將與低頻成分相對應(yīng)的數(shù)字值(由校正用數(shù)字信號表示的值)轉(zhuǎn)換成模擬值(由校正用模擬信號表示的值)。校正用D/A轉(zhuǎn)換器82所用的電源供給單元兼用作用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源單元所用的電源供給單元。簡言之，用于向電阻器陣列821施加DC電壓Vcc的電源單元兼用作用于向電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的運算放大器31施加基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源32(參見圖11)所用的電源供給單元。換句話說，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82所用的電源供給單元兼用作用于產(chǎn)生施加至運算放大器31的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源32所用的電源供給單元。例如，在使運算放大器31的非反相輸入端子連接至電阻器陣列821的多個連接點中的任一個的情況下，將電阻器陣列821進(jìn)行分壓得到的電壓作為基準(zhǔn)電壓施加至運算放大器31。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，用于定義來自電流電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出的工作點的基準(zhǔn)電壓和施加至電阻器陣列821的DC電壓Vcc是由同一電源供給單元生成的。因此，在該電源供給單兀的輸出中包括噪聲成分的情況下，該噪聲成分會對電流電壓轉(zhuǎn)換電路3和校正用D/A轉(zhuǎn)換器82的輸出產(chǎn)生影響，因而在積分器41處消除這些影響。結(jié)果，可以避免在基準(zhǔn)電源單元32的輸出中發(fā)生的噪聲成分對量化器42的輸入產(chǎn)生影響的情形。結(jié)果，提高了 A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出的可靠性。校正電路8減少了 A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出中所包括的頻率不大于預(yù)定頻率的不期望成分。因此，關(guān)于A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸入和輸出之間的關(guān)系，校正電路8具有高通濾波器的作用。在校正電路8中，可以對調(diào)整單元81的截止頻率進(jìn)行調(diào)整，以使得從來自A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出降低了頻率不大于構(gòu)成數(shù)字濾波器51B的一部分的高通濾波器的截止頻率的低頻成分。換句話說，在數(shù)字濾波器51B包括低通濾波器和高通濾波器的情況下，校正電路8可被配置為減少來自A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出中的頻率不大于高通濾波器的截止頻率的低頻成分。換句話說，校正電路8可以兼用作高通濾波器的一部分。在該結(jié)構(gòu)中，由校正電路8構(gòu)成的高通濾波器兼用作構(gòu)成數(shù)字濾波器51B的一部分的高通濾波器。因此，可以減少構(gòu)成數(shù)字濾波器51B的濾波器的數(shù)量。例如，在需要5個濾波器來進(jìn)行人體檢測的情況下，數(shù)字濾波器51B包括四個濾波器就足夠了。
接著，參考圖14來說明對象物體檢測裝置(紅外線檢測裝置)IB的操作。圖14示出如下情況下量化器42的輸入由于熱電元件2的環(huán)境溫度的變化而導(dǎo)致在來自熱電元件2的針對電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的輸入中發(fā)生頻率不大于預(yù)定頻率的波動成分(不期望成分)。首先，說明沒有設(shè)置校正電路8的情況。在這種情況下，如圖14(a)所示，除了檢測對象成分(例如，響應(yīng)于人體的運動而從熱電元件2輸出的成分)以外，在量化器42的輸入中還包括不期望成分。因此，量化器42的輸入由于該不期望成分而大幅波動。為了不使來自量化器42的輸出飽和，A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸入容許范圍Rl需要是相對寬的范圍。作為對比，在本實施例中設(shè)置了校正電路8的情況下，如圖14(b)所示，關(guān)于量化器42的輸入，利用校正電路8大大減少了檢測對象成分以外的不期望成分。因此，防止了量化器42的輸入由于不期望成分而大幅波動的情形。即使在將A/D轉(zhuǎn)換單元4B的 輸入容許范圍Rl設(shè)置為相對窄的范圍的情況下，量化器42的輸出也很難飽和。如上所述，本實施例的對象物體檢測裝置IB包括校正電路8。校正電路8包括調(diào)整單元81和校正用D/A轉(zhuǎn)換器82。調(diào)整單元81被配置為基于第一數(shù)字信號來生成表示電壓信號中的低頻成分的校正用數(shù)字信號。將該低頻成分定義為頻率不大于預(yù)定頻率的成分。該預(yù)定頻率不大于下限值。校正用D/A轉(zhuǎn)換器82被配置為將校正用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成校正用模擬信號并將該校正用模擬信號輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元4B。A/D轉(zhuǎn)換單元4B被配置為從電壓信號中減去校正用模擬信號并將由此得到的電壓信號轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號。換句話說，本實施例的對象物體檢測裝置IB包括熱電元件2、電流電壓轉(zhuǎn)換電路
3、A/D轉(zhuǎn)換單元4B、數(shù)字濾波器5IB和校正電路8。電流電壓轉(zhuǎn)換電路3被配置為將從熱電元件2輸出的電流信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號。A/D轉(zhuǎn)換單元4B被配置為將從電流電壓轉(zhuǎn)換電路3輸出的模擬值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值并且以串行方式輸出由此產(chǎn)生的數(shù)字值。數(shù)字濾波器51B被配置為使來自A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出中的具有預(yù)定頻帶中所包括的頻率的信號成分通過。校正電路8被配置為將來自數(shù)字濾波器5IB的低頻成分反饋至A/D轉(zhuǎn)換單元4B，從而降低包括在來自A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸出中的頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分。根據(jù)以上所述的根據(jù)本實施例的對象物體檢測裝置1B，校正電路8將不期望成分從數(shù)字濾波器51B反饋至A/D轉(zhuǎn)換單元4B。因此，可以降低量化器42的輸入中所包括的頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分(不期望成分)。簡言之，即使在由于環(huán)境溫度的變化而導(dǎo)致在來自熱電元件2的輸出電流中包括與檢測對象無關(guān)的不期望低頻成分的情況下，本實施例的對象物體檢測裝置(紅外線檢測裝置)IB也可以將該不期望低頻成分視為不期望成分并且消除該不期望成分。因此，可以避免由于不期望低頻成分而導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸入信號在輸入容許范圍外的情形。結(jié)果，在使A/D轉(zhuǎn)換單元4B的輸入容許范圍R2變窄的情況下(S卩，在將相對窄的范圍設(shè)置為量化器42的輸入的動態(tài)范圍的情況下)，量化器42可以對諸如基于熱電元件2的輸出的電壓信號等的微弱的輸入信號進(jìn)行高精度轉(zhuǎn)換?？蛇x地，在本實施例的量化器42的精度與不具有校正電路8的示例的精度大致相同的情況下，與上述示例相比，可以縮小對象物體檢測裝置IB的電路規(guī)模，由此可以使對象物體檢測裝置IB小型化。此外，在本實施例的結(jié)構(gòu)中，不需要與電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的輸入端子相連接的輸入電阻器。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的紅外線檢測裝置相對比，可以避免電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的S/N比由于輸入電阻器處所產(chǎn)生的噪聲成分而下降的情形。簡言之，本實施例的對象物體檢測裝置IB可以在不會使電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的S/N比下降的情況下抑制不期望低頻成分的影響。在對象物體檢測裝置IB中，數(shù)字濾波器51B包括低通濾波器和高通濾波器。校正電路8從低通濾波器的輸出中提取低頻成分并將所提取的低頻成分反饋至A/D轉(zhuǎn)換單元4B。在本實施例中，校正電路8從用作間隔剔除濾波器并且構(gòu)成數(shù)字濾波器51B的低通濾波器的第一濾波單元510的輸出中提取不期望成分。此外，校正電路8將所提取的不期望成分反饋至A/D轉(zhuǎn)換單元4B。因此，第一濾波單元510兼用作校正電路8中用于提取不期望成分的濾波器。通過將同一電路用于不同目的，可以簡化對象物體檢測裝置IB的結(jié)構(gòu)。在對象物體檢測裝置IB中，A/D轉(zhuǎn)換單元4B包括積分器41和量化器42。積分器41被配置為對模擬值進(jìn)行積分。量化器42被配置為對積分器41的輸出進(jìn)行量化。積分器
41包括第三運算放大器412，其中在該第三運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)和輸出端子(第三輸出端子)之間連接有電容元件(第三電容元件)411。將來自電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的輸出(電壓信號)輸入至第三運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)。將來自校正電路8的輸出(校正用模擬信號)反饋至第三運算放大器412的非反相輸入端子(第三非反相輸入端子)。簡言之，在本實施例中，將電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的輸出(電壓信號)輸入至構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換單元4B的一部分的積分器41的運算放大器412的反相輸入端子。將校正電路8的輸出(校正用模擬信號)反饋至運算放大器412的非反相輸入端子。因此，校正電路8可以經(jīng)由與從電流電壓轉(zhuǎn)換電路3向積分器41輸入信號(電壓信號)所經(jīng)由的電氣路徑分開配置的電氣路徑來反饋該不期望成分。結(jié)果，可以提高A/D轉(zhuǎn)換單元4B的精度。在本實施例中，A/D轉(zhuǎn)換單元4B以Λ Σ方式工作。簡言之，采用Λ ΣΑ/D轉(zhuǎn)換器作為包括用于在本實施例中對模擬值進(jìn)行積分的積分器41的A/D轉(zhuǎn)換單元4Β。因此，A/D轉(zhuǎn)換單元4Β可以具有相對高的精度，甚至可以將對象物體檢測裝置IB的電路部分設(shè)置為IC(集成電路)。此外，利用A/D轉(zhuǎn)換單元4Β的積分器41來從量化器42的輸入中降低校正電路8所反饋的不期望成分。因而，除了 A/D轉(zhuǎn)換單元4Β，無需另外設(shè)置用于降低所反饋的不期望成分的組件。圖15示出本實施例的變形例的對象物體檢測裝置1C。圖15所示的校正電路8C包括設(shè)置在調(diào)整單元81和校正用D/A轉(zhuǎn)換器82之間的噪聲整形器83。噪聲整形器83被配置為對調(diào)整單元81的輸出進(jìn)行噪聲整形處理。在該結(jié)構(gòu)中，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82將與由噪聲整形器83進(jìn)行了噪聲整形處理的不期望成分相對應(yīng)的數(shù)字值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬值。隨后，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82將該模擬值反饋至運算放大器412。簡言之，該變形例的對象物體檢測裝置IC與對象物體檢測裝置IB的不同之處在于校正電路8C。校正電路8C包括噪聲整形器83。噪聲整形器83被配置為對校正用數(shù)字信號進(jìn)行噪聲整形處理以生成噪聲整形后校正用數(shù)字信號，并將該噪聲整形后校正用數(shù)字信號輸出至校正用D/A轉(zhuǎn)換器82。校正用D/A轉(zhuǎn)換器82被配置為將該噪聲整形后校正用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成校正用模擬信號。換句話說，校正電路SC包括調(diào)整單元81，用于使低頻成分通過；噪聲整形器83，用于對調(diào)整單元81的輸出(校正用數(shù)字信號)進(jìn)行噪聲整形處理；以及D/A轉(zhuǎn)換單元(校正用D/A轉(zhuǎn)換器)82，用于將噪聲整形器83的輸出轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬值。此外，在本實施例中，例示了 Λ ΣΑ/D轉(zhuǎn)換器作為A/D轉(zhuǎn)換單元4B。然而，A/D轉(zhuǎn)換單元4Β可以是不同于△ ΣΑ/D轉(zhuǎn)換器的A/D轉(zhuǎn)換器。第四實施例如圖16所示，對象物體檢測裝置(紅外線檢測裝置)ID與第三實施例的對象物體檢測裝置IB和IC的不同之處在于將來自校正電路8的輸出反饋至構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換單元4D的一部分的積分器41中的運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)。以下利用相同的附圖標(biāo)記來指定本實施例和第三實施例共通的結(jié)構(gòu)，并且將省略針對這些結(jié)構(gòu)的說明。
簡言之，在本實施例的對象物體檢測裝置ID中，以與第三實施例相同的方式，A/D轉(zhuǎn)換單元4D包括積分器41、量化器42、D/A轉(zhuǎn)換器43和電阻器45。積分器41包括第三運算放大器412和第三電容元件411。第三運算放大器412具有第三反相輸入端子、第三非反相輸入端子和第三輸出端子。第三反相輸入端子經(jīng)由電阻器45連接至電流電壓轉(zhuǎn)換電路3以接收電壓信號。第三電容元件411連接在第三反相輸入端子和第三輸出端子之間。與第三實施例相對比，本實施例的對象物體檢測裝置ID中的第三反相輸入端子連接至校正用D/A轉(zhuǎn)換器82以接收校正用模擬信號。換句話說，校正用D/A轉(zhuǎn)換器82被配置為向第三反相輸入端子提供校正用模擬信號。換句話說，在本實施例的對象物體檢測裝置ID中，A/D轉(zhuǎn)換單元4D包括積分器41和量化器42。積分器41被配置為對模擬值進(jìn)行積分。量化器42被配置為對積分器41的輸出進(jìn)行量化。積分器41包括第三運算放大器412，其中在該第三運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)和輸出端子(第三輸出端子)之間連接有電容元件(第三電容元件)411。將來自電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的輸出輸入至第三運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)。將來自校正電路8的輸出(校正用模擬信號)反饋至第三運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)。簡言之，在本實施例中，運算放大器412的非反相輸入端子(第三非反相輸入端子)連接至用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電源單元413。校正電路8將輸出(校正用模擬信號)提供至運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)。因此，輸入至運算放大器412的反相輸入端子(第三反相輸入端子)的是從校正電路8輸出的信號(校正用模擬信號)。此外，基準(zhǔn)電源單元413可以兼用作電流電壓轉(zhuǎn)換電路3的基準(zhǔn)電源32。根據(jù)如以上所述的本實施例的對象物體檢測裝置(紅外線檢測裝置)1D，將來自校正電路8的輸出提供至被設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換單元4D的前段組件的積分器41的輸入端子(即，運算放大器412的反相輸入端子)，這就足夠了。因此，無需使校正電路8的輸出端子直接連接至運算放大器412的非反相輸入端子。結(jié)果，盡管添加了校正電路8，但可以采用被設(shè)置為IC(集成電路)的通用A/D轉(zhuǎn)換器作為A/D轉(zhuǎn)換單元4D。本實施例的其它結(jié)構(gòu)和功能與第三實施例相同。
權(quán)利要求
1.一種對象物體檢測裝置，用于從對象空間中檢測對象物體，所述對象物體檢測裝置包括 熱電元件，用于根據(jù)從所述對象空間接收到的紅外線量的變化來輸出電流信號； 電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其包括運算放大器，其連接至所述熱電元件；反饋用的電容元件，其連接至所述運算放大器；以及放電電路，用于使所述電容元件放電，其中所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路用于將所述電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號并輸出所述電壓信號； A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將所述電壓信號轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號并輸出所述第一數(shù)字信號；數(shù)字濾波器，用于通過對所述第一數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來從所述第一數(shù)字信號所表示的波形中提取具有與所述對象物體相關(guān)聯(lián)的頻帶中所包括的頻率的檢測成分，生成表示所述檢測成分的波形的第二數(shù)字信號，并輸出所述第二數(shù)字信號； 判斷電路，用于基于所述第二數(shù)字信號，判斷所述對象空間中是否存在所述對象物體；以及 控制單元，用于對所述放電電路進(jìn)行控制以使得從所述電壓信號中消除頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分，其中該預(yù)定頻率不大于所述頻帶的下限值， 其中，所述控制單元基于與所述預(yù)定頻率相對應(yīng)的復(fù)位周期來對所述放電電路進(jìn)行控制，以放出儲存在所述電容元件中的電荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述控制單元包括振蕩電路和復(fù)位電路， 所述振蕩電路用于在每次經(jīng)過了所述復(fù)位周期時生成脈沖信號，并將所述脈沖信號輸出至所述復(fù)位電路， 所述復(fù)位電路用于基于所述脈沖信號來生成復(fù)位信號，并將所述復(fù)位信號輸出至所述放電電路，以及 所述放電電路響應(yīng)于接收到所述復(fù)位信號來形成用于放出儲存在所述電容元件中的電荷的路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述控制單元還包括過零點檢測電路，所述過零點檢測電路用于判斷所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否與預(yù)定值一致，并且在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與所述預(yù)定值一致的情況下，向所述復(fù)位電路輸出過零點檢測信號， 所述復(fù)位電路響應(yīng)于在接收到所述脈沖信號之后最初接收到所述過零點檢測信號，向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號，以及 所述預(yù)定值被定義為與在所述電容元件中沒有儲存電荷的情況下所獲得的所述電壓信號的大小相對應(yīng)的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對象物體檢測裝置，其中， 在接收到所述脈沖信號之后即使經(jīng)過了預(yù)定時間、也未接收到所述過零點檢測信號的情況下，所述復(fù)位電路在經(jīng)過了所述預(yù)定時間時向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述控制單元還包括異常判斷電路，所述異常判斷電路用于判斷所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過預(yù)定閾值并持續(xù)規(guī)定時間段，并且在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過所述預(yù)定閾值并持續(xù)了所述規(guī)定時間段的情況下，向所述復(fù)位電路輸出異常信號，以及 所述復(fù)位電路響應(yīng)于接收到所述異常信號來向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述判斷電路將所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小與判斷值進(jìn)行比較，并且在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過所述判斷值的情況下，推斷出存在所述對象物體， 所述控制單元還包括禁止電路，所述禁止電路用于判斷所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小是否超過比所述判斷值小的禁止值，在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小超過所述禁止值的情況下，向所述復(fù)位電路輸出禁止信號，并且在判斷為所述第二數(shù)字信號所表示的波形的大小沒有超過所述禁止值的情況下，向所述復(fù)位電路輸出解除信號，以及 一旦所述復(fù)位電路接收到所述禁止信號，所述復(fù)位電路除非接收到所述解除信號，否則不輸出所述復(fù)位信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述A/D轉(zhuǎn)換電路具有所述A/D轉(zhuǎn)換電路能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換的所述電壓信號的大小的上限值， 所述控制單元還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路用于判斷所述電壓信號的大小是否超過不大于所述上限值的邊界值，并且在判斷為所述電壓信號的大小超過所述邊界值的情況下，向所述復(fù)位電路輸出超過信號，以及 所述復(fù)位電路響應(yīng)于接收到所述超過信號來向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述熱電元件具有第一端和第二端， 所述運算放大器包括第一運算放大器，其具有第一反相輸入端子和第一輸出端子；以及第二運算放大器，其具有第二反相輸入端子和第二輸出端子， 所述第一反相輸入端子連接至所述第一端， 所述第二反相輸入端子連接至所述第二端， 所述電容元件包括第一電容元件和第二電容元件， 所述第一電容元件連接在所述第一反相輸入端子和所述第一輸出端子之間， 所述第二電容元件連接在所述第二反相輸入端子和所述第二輸出端子之間， 所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括差分電路，所述差分電路用于輸出所述第一輸出端子的電壓和所述第二輸出端子的電壓之間的差，以及 所述電壓信號被定義為表示所述差的波形的信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路還包括異常檢測電路， 所述異常檢測電路用于獲得所述第一輸出端子的電壓和所述第二輸出端子的電壓至少之一作為檢測電壓，判斷所述檢測電壓是否包括在預(yù)定范圍內(nèi)，并且在判斷為所述檢測電壓沒有包括在所述預(yù)定范圍內(nèi)的情況下向所述復(fù)位電路輸出異常檢測信號，以及 所述復(fù)位電路響應(yīng)于接收到所述異常檢測信號來向所述放電電路輸出所述復(fù)位信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對象物體檢測裝置，其中，還包括校正電路，其中，所述校正電路包括 調(diào)整單元，用于基于所述第一數(shù)字信號來生成校正用數(shù)字信號，其中所述校正用數(shù)字信號表示所述電壓信號中的頻率不大于預(yù)定頻率的低頻成分，其中該預(yù)定頻率不大于所述下限值；以及 校正用D/A轉(zhuǎn)換器，用于將所述校正用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成校正用模擬信號，并將所述校正用模擬信號輸出至所述A/D轉(zhuǎn)換電路，以及 所述A/D轉(zhuǎn)換電路從所述電壓信號中減去所述校正用模擬信號，并將由此得到的電壓信號轉(zhuǎn)換成所述第一數(shù)字信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括積分器、量化器和D/A轉(zhuǎn)換器， 所述積分器包括第三運算放大器和第三電容元件， 所述第三運算放大器具有第三反相輸入端子，其連接至所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路以接收所述電壓信號；第三非反相輸入端子；以及第三輸出端子， 所述第三電容元件連接在所述第三反相輸入端子和所述第三輸出端子之間， 所述量化器用于以預(yù)定分辨率將所述第三輸出端子的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并且輸出所述數(shù)字值， 所述第一數(shù)字信號被定義為表示從所述量化器輸出的數(shù)字值的位序列， 所述D/A轉(zhuǎn)換器用于響應(yīng)于從所述量化器接收到所述數(shù)字值，向所述第三反相輸入端子施加與所接收到的數(shù)字值相對應(yīng)的電壓，以及 所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器向所述第三非反相輸入端子提供所述校正用模擬信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述預(yù)定分辨率為I位， 所述數(shù)字濾波器包括第一濾波單元，用于將所述第一數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成由多位表示的第三數(shù)字信號并且輸出所述第三數(shù)字信號；以及第二濾波單元，用于通過對所述第三數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來生成所述第二數(shù)字信號，以及 所述調(diào)整單元通過對所述第三數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來生成所述校正用數(shù)字信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述校正電路還包括噪聲整形器，所述噪聲整形器用于對所述校正用數(shù)字信號進(jìn)行噪聲整形處理以生成噪聲整形后校正用數(shù)字信號，并且將所述噪聲整形后校正用數(shù)字信號輸出至所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器，以及 所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器將所述噪聲整形后校正用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成所述校正用模擬信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對象物體檢測裝置，其中，還包括具有預(yù)定電壓的內(nèi)部電源， 其中，所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器基于所述內(nèi)部電源的所述預(yù)定電壓來生成所述校正用模擬信號， 所述運算放大器具有反相輸入端子、非反相輸入端子和輸出端子， 所述電容元件連接在所述反相輸入端子和所述輸出端子之間， 所述反相輸入端子連接至所述熱電元件，以及所述內(nèi)部電源電連接至所述非反相輸入端子，以使得向所述非反相輸入端子施加基準(zhǔn)電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括積分器、量化器和D/A轉(zhuǎn)換器， 所述積分器包括第三運算放大器和第三電容元件， 所述第三運算放大器具有第三反相輸入端子，其連接至所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路以接收所述電壓信號；第三非反相輸入端子，用于接收基準(zhǔn)電壓；以及第三輸出端子， 所述第三電容元件連接在所述第三反相輸入端子和所述第三輸出端子之間， 所述量化器用于以預(yù)定分辨率將所述第三輸出端子的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值并且輸出所述數(shù)字值， 所述第一數(shù)字信號被定義為表示從所述量化器輸出的數(shù)字值的位序列， 所述D/A轉(zhuǎn)換器用于響應(yīng)于從所述量化器接收到所述數(shù)字值，向所述第三反相輸入端子施加與所接收到的數(shù)字值相對應(yīng)的電壓，以及 所述校正用D/A轉(zhuǎn)換器向所述第三反相輸入端子提供所述校正用模擬信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述A/D轉(zhuǎn)換電路利用△ Σ方式來將所述電壓信號轉(zhuǎn)換成所述第一數(shù)字信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述數(shù)字濾波器以串行方式輸出表示所述第二數(shù)字信號的數(shù)字值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的對象物體檢測裝置，其中， 所述串行方式是雙相標(biāo)識編碼方式。
全文摘要
一種對象物體檢測裝置包括熱電元件，用于根據(jù)紅外線量的變化輸出電流信號；電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其包括運算放大器、反饋用電容元件和放電電路，并用于將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；A/D轉(zhuǎn)換電路，用于將電壓信號轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號；數(shù)字濾波器，用于通過對第一數(shù)字信號進(jìn)行運算處理來從第一數(shù)字信號所表示的波形中提取具有與對象物體相對應(yīng)的頻帶中所包括的頻率的檢測成分，并生成表示檢測成分的波形的第二數(shù)字信號；判斷電路，用于基于第二數(shù)字信號來檢測對象物體；以及控制單元，用于基于與預(yù)定頻率相對應(yīng)的周期來對放電電路進(jìn)行控制并放出儲存在電容元件中的電荷，其中預(yù)定頻率小于或等于所述頻帶的下限值。
文檔編號H01L37/00GK102959371SQ20118002837
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者福井卓, 畑谷光輝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社