熱線センサの信号処理回路
【課題】複数の熱線センサ素子を使用した場合でも回路規模を大きくすることなく、かつポップコーンノイズ等による誤アラームを防ぐことが可能な熱線センサの信号処理回路を提供する。
【解決手段】複数の熱線センサ素子から出力される各信号を処理する熱線センサの信号処理回路であって、少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部と、を備えることを特徴とする。前記第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であることを特徴とする。
【解決手段】複数の熱線センサ素子から出力される各信号を処理する熱線センサの信号処理回路であって、少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部と、を備えることを特徴とする。前記第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱線センサの信号処理回路に係わり、特に複数の熱線センサ素子を有する熱線センサに用いて好適な信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、侵入者の検知を行う警報システムに使用される熱線センサは、焦電素子等の熱線センサ素子によって熱線の変化を検知することから、侵入者としての人間（人体）の検知ばかりでなく、猫、犬、ねずみ等の小動物をも検知する場合がある。従来、小動物を検知せず人体のみを精度良く検知するために、例えば特許文献１及び特許文献２に開示の熱線センサが提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示の熱線センサは、図８に示すように、３個の熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃを配置し、各熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃに増幅器１０１ａ〜１０１ｃと比較器１０２ａ〜１０２ｃをそれぞれ接続すると共に、中央の熱線センサ素子１００ｂの増幅器１０１ｂに周波数検出器１０３を接続し、これらを制御部１０４に接続したものである。また、特許文献２に開示の熱線センサは、図９に示すように、３個の熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃにスイッチ１１１ａ〜１１１ｃをそれぞれ接続し、この各スイッチ１１１ａ〜１１１ｃを一つの信号処理部１１２を介して制御部１１３に接続したものである。
【特許文献１】特開平６−７５０５９号公報
【特許文献２】特開平９−１１５０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の熱線センサにあっては、３個の熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃを用いることにより小動物を検知することなく人体のみを検知することが可能になるものの、各熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃにそれぞれ増幅器１０１ａ〜１０１ｃと比較器１０２ａ〜１０２ｃ等が必要となって、回路規模が大きくなり熱線センサの小型化や低コスト化を妨げるという問題点を有している。この点、特許文献２に開示の熱線センサにあっては、３個の熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの信号をスイッチ１１１ａ〜１１１ｃにより切り替えて熱線センサ素子数より少ない一つの信号処理部１１２で処理するため、検知精度を高めつつ回路規模を小さくすることが可能となる。
【０００５】
ところが、この特許文献２に開示の熱線センサの場合、ポップコーンノイズ等による誤アラームが生じる虞があるという問題点を有している。すなわち、特許文献２に開示の信号処理部１１２は、図２に示すように、バンドパスフィルターと２つの増幅器で構成されている。そして、この場合の増幅器は、通常演算増幅器で構成されて、熱線センサ素子からの出力信号が非常に小さく１万倍程度に増幅する必要があることと、一つの増幅器で１万倍程度に増幅させると、増幅率を設定する抵抗器が非常に大きくなり外来ノイズの影響を受け易くなる等、安定的に動作させることが困難になることから、２段構成とする必要がある。また、各スイッチ１１１ａ〜１１１ｃが閉じている期間は、熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃから出力される信号の周波数や制御部１１３におけるサンプリング回数等を考慮して数ｍｓとされている。
【０００６】
特許文献１に開示の熱線センサの各増幅器１０１ａ〜１０１ｃから出力される信号は、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すようになり、この信号を各比較器１０２ａ〜１０２ｃにおいて各閾値と比較し、制御部１０４にて人体か否かの判断をしている。なお、図１０においては、説明の便宜上、２つの増幅器１０１ａ、１０１ｂについて示してある。また、特許文献２に開示の熱線センサにおいては、熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの出力信号を増幅する信号処理部１１２は、人体の移動による熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの出力信号である１Ｈｚ付近の周波数成分を通過させ、かつ、外来ノイズ等に起因する信号を通過（増幅）させないように図４（ａ）に示す特性とするのが望ましい。
【０００７】
したがって、特許文献２に開示の熱線センサの場合、複数の熱線センサ素子（図１０では２個）からの信号をスイッチで切り替えて１つの信号処理部１１２で増幅するので、制御部には図１０（ｃ）に示すような信号波形が入力されることになる。しかし、スイッチ１１１ａ〜１１１ｃの後に接続される信号処理部１１２のバンドパスフィルターと増幅器を合わせた周波数特性を図４（ａ）に示す特性に設定すると、熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃから出力される信号が図１１（ｂ）に示すようになって、制御部１１３において人体か否かを判断するために用いられる波形とならない。
【０００８】
つまり、スイッチ１１１ａ〜１１１ｃが切り替わった瞬間の波形の立ち上がりや立ち下がりが信号処理部１１２の出力端子から出力されず、信号の大きさも本来の図１１（ａ）に示すＶａよりも小さい図１１（ｂ）に示すＶｂとなってしまう。これは、波形の立ち上がりや立ち下がりの部分が高い周波数成分であるため、この高い周波数成分がバンドパスフィルターによって濾過されるからである。通常、このような波形を増幅するためには、基本周波数の１０倍程度の帯域が必要とされており、パルス幅（＝スイッチ時間）が数ｍｓの矩形波は基本周波数が数百Ｈｚであり、この矩形波の増幅に必要な帯域の高周波側は、図４（ｂ）で示すように、数百Ｈｚ×１０＝数ＫＨｚとなる。したがって、特許文献２に開示の熱線センサにおける信号処理部１１２は、図４（ｂ）に示す周波数特性としてある。
【０００９】
ところで、前記ポップコーンノイズとは、単発性のノイズで、焦電素子を構成する焦電体基板や支持台、接着剤、回路基板等の熱膨張率の違いにより、焦電素子基板や電極といった熱線センサ素子材料の欠陥部やダイシング等により生じるピッチング部、マイクロクラック部等に圧縮・引っ張りのストレスが集中し、不要な電荷が発生するために起こると考えられている。そして、ポップコーンノイズは、人体等の移動によって生じる出力信号よりも高い数十Ｈｚ〜百数十Ｈｚ程度の周波数であり、図４（ｂ）に示すような周波数特性のバンドバスフィルターを有する信号処理部１１２の場合には、ポップコーンノイズも通過・増幅してしまうことになる。
【００１０】
このポップコーンノイズは、小型化のために複数の熱線センサ素子を一つのケースに納めた場合、全ての熱線センサ素子にほぼ同時に発生することが多く、ミラーやレンズ等の光学系と複数の熱線センサ素子を素子集合体として一つのケースに納めて、人体か小動物かを判断する熱線センサの場合には、各熱線センサ素子からポップコーンノイズが発生することになる。また、特許文献２に開示の熱線センサの場合、制御部１１３では３個の熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの出力信号を閾値と比較し、全ての出力信号が閾値以上の場合に人体と判断し、３個の出力信号のうち一つでも閾値を超えない出力信号がある場合は、人体ではなく小動物と判断してアラーム信号を出力しないようになっている。したがって、特許文献２に開示の熱線センサの場合、ポップコーンノイズが生じた場合に、該ノイズが信号処理部１１２により増幅されて制御部１１３に入力されることになり、各熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃの出力信号が全て閾値より大きくなって誤アラームが生じることになる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の熱線センサ素子を使用した場合でも回路規模を大きくすることなく、かつポップコーンノイズ等による誤アラームを防ぐことが可能な熱線センサの信号処理回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数の熱線センサ素子から出力される各信号を処理する熱線センサの信号処理回路であって、少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であることを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、前記第２の信号処理部と該第２の信号処理部に対応した各熱線センサ素子との間に、当該熱線センサ素子の出力信号を選択して第２の信号処理部に入力可能なスイッチが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部とを備えるため、複数の熱線センサ素子を使用した場合でも回路規模を大きくすることなく、かつ、ポップコーンノイズ等による誤アラームを防ぐことができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であるため、狭帯域の第１の信号処理部により周波数の高いポップコーンノイズ等の通過させず、誤アラームを確実に防ぐことができる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、第２の信号処理部と該第２の信号処理部に対応した各熱線センサ素子との間に、当該熱線センサ素子の出力信号を選択して第２の信号処理部に入力可能なスイッチが設けられているため、信号処理部の数を熱線センサ素子の数より少なくすることができて、部品点数、コスト、スペース等を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明に係わる信号処理回路の一実施形態を示し、図１がそのブロック図、図２が信号処理部の回路図、図３が各スイッチの開閉タイミングを示す図、図４が信号処理部の周波数特性を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、信号処理回路１は、第１素子２ａ〜第３素子２ｃからなる３個の熱線センサ素子と、第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄからなる４個のスイッチと、第１信号処理部４ａ及び第２信号処理部４ｂからなる２個の信号処理部と、制御部５等を備えている。そして、第１の熱線センサ素子としての前記第１素子２ａは、第１信号処理部４ａの入力側に接続され、この第１信号処理部４ａの出力側には第１スイッチ３ａの一方の端子が接続されている。また、第２の熱線センサ素子としての前記第２素子２ｂには、第２スイッチ３ｂの一方の端子が接続され、この第２スイッチ３ｂの他方の端子は第２信号処理部４ｂの入力側に接続されている。
【００１９】
さらに、第２の熱線センサ素子としての前記第３素子２ｃは、第３スイッチ３ｃの一方の端子に接続され、この第３スイッチ３ｃの他方の端子は第２信号処理部４ｂの入力側に接続されている。また、第２信号処理部４ｂの出力側は、第４スイッチ３ｄの一方の端子に接続され、この第４スイッチ３ｄの他方の端子と前記第１スイッチ３ａの他方の端子は、制御部５の入力側に接続されている。なお、制御部５は、その出力端子から前記第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄを開閉制御するための制御信号Ｓ１や後述するアラーム信号Ｓ２等が出力されるようになっている。
【００２０】
前記第１信号処理部４ａ及び第２信号処理部４ｂは、図２に示すように、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）６と、このバンドパスフィルター６の出力側に接続された直列状態の２段の演算増幅器からなる増幅器７ａ、７ｂでそれぞれ構成されている。そして、第１信号処理部４ａと第２信号処理部４ｂの周波数特性は、互いに異なるように設定され、第１信号処理部４ａの周波数特性は、図４（ａ）に示すように、１Ｈｚを中心値とした狭帯域に設定され、また、第２信号処理部４ｂの周波数特性は、図４（ｂ）に示すように、高周波側が数ＫＨｚの広帯域に設定されている。
【００２１】
前記制御部５は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路によって構成され、第１素子２ａ〜第３素子２ｃからの出力信号により検知した物体が人体か否かを判断処理して、例えば人体の場合に前記アラーム信号Ｓ２を出力すると共に、制御信号Ｓ１により例えば半導体スイッチ等からなる第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄの開閉（オン・オフ）を制御するようになっている。この制御部５による第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄの制御は、例えば図３に示すように行われる。なお、以下の説明では、第１素子２ａによる警戒ゾーンと第２素子２ｂによる警戒ゾーンが隣接し、第２素子２ｂによる警戒ゾーンと第３素子２ｃによる警戒ゾーンが隣接しているものとする。
【００２２】
図３における、（ａ）は第１スイッチ３ａに対する制御信号を、（ｂ）は第２スイッチ３ｂに対する制御信号を、（ｃ）は第３スイッチ３ｃに対する制御信号を、（ｄ）は第４スイッチ３ｄに対する制御信号を示している。また、図３の横軸は時間を示し、制御信号がハイレベルのときにスイッチ３ａ〜３ｄが閉じ、このスイッチ３ａ〜３ｄが閉じている期間に当該スイッチ３ａ〜３ｄに接続されている各信号処理部４ａ、４ｂまたは各素子２ａ〜２ｃの信号が、当該スイッチ３ａ〜３ｄを介して制御部５や所定の信号処理部４ａ、４ｂに入力されるようになっている。また、第１スイッチ３ａ〜第３スイッチ３ｃが閉じている期間ｔｃは、数ｍｓであり、第４スイッチ３ｄが閉じている期間は、ｔｃの２倍となっている。このとき、第４スイッチ３ｄと並列に第５スイッチ（図示せず）を設けて、第４スイッチ３ｄと第５スイッチが閉じている期間を第１スイッチ３ａ〜第３スイッチ３ｃと同様にｔｃとすることも可能である。
【００２３】
そして、図３に示すタイミングで第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄが制御されることにより、信号処理回路１が次のように動作する。すなわち、第１スイッチ３ａがオンすると、第１素子２ａから第１信号処理部４ａに入力された出力信号は、第１信号処理部４ａで所定の処理（濾過及び増幅）がされて、その処理信号が閉じている第１スイッチ３ａを介して制御部５に入力される。このとき、第１信号処理部４ａの周波数特性が１Ｈｚ程度の狭帯域に設定されているため、第１スイッチ３ａがオンした場合で第１素子２ａにより検知された熱線の変化に起因する信号は通過して制御部５に入力されるが、それ以外のポップコーンノイズ等は通過せず制御部５に入力されないことになる。また、第１スイッチ３ａ、第４スイッチ３ｄと制御部５との間に増幅器がなく単に信号の切替を行っているだけなので、制御部５に入力される信号は、図１１（ｂ）のようにはならず、図１１（ａ）のように正しい波形となる。
【００２４】
また、第１スイッチ３ａのオフ後に第２スイッチ３ｂと第４スイッチ３ｄがオンすると、第２素子２ｂの出力信号が閉じている第２スイッチ３ｂを介して第２信号処理部４ｂに入力され、該信号処理部４ｂで所定に処理されてその処理信号が閉じている第４スイッチ３ｄを介して制御部５に入力される。さらに、第２スイッチ３ｂのオフ後に第３スイッチ３ｃと第４スイッチ３ｄがオンすると、第３素子２ｃの出力信号が閉じている第３スイッチ３ｃを介して第２信号処理部４ｂに入力され、該信号処理部４ｂで所定に処理されてその処理信号が閉じている第４スイッチ３ｄを介して制御部５に入力される。このとき、第２信号処理部４ｂの周波数特性の高周波側が数ＫＨｚ程度に設定されていることから、人体の検知信号や小動物の検知信号あるいはポップコーンノイズの信号も第２信号処理部４ａを通過して制御部５に入力されることになる。
【００２５】
これにより、例えばポップコーンノイズが全ての素子２ａ〜２ｃ内で発生すると、第１素子２ａで発生したノイズは第１信号処理部４ａを通過せず制御部５に入力されないため、全ての素子２ａ〜２ｃからの出力信号が制御部５に入力されない状態となる。また、各素子２ａ〜２ｃで１Ｈｚ程度の人体に関する信号が検知された場合には、第１信号処理部４ａと第２信号処理部４ｂがこの周波数帯の信号を共に通過させるため、全ての素子２ａ〜２ｃからの出力信号が制御部５に入力される状態となる。
【００２６】
そして、第１素子２ａ〜第３素子２ｃの各出力信号が、制御部５において予め設定されている閾値と比較され、３つの出力信号の全てが閾値以上の場合に検知された物体が人体と判断し、また、３つの出力信号のうち少なくとも一つの信号が所定の大きさに達せず閾値未満の場合には、検知された物体が人体ではなく小動物と判断される。したがって、前述したポッコーンノイズの場合は、第１信号処理回路４ａを通過できないため、３つの出力信号の全てが制御部５に入力されず、制御部５により該ノイズを人体と判断してアラーム信号Ｓ２を出力する誤アラームが防止されることになる。
【００２７】
また、前記制御部５は、第１素子２ａからの出力信号が閾値以上であり、かつその後、、所定の時間内の出力信号が閾値以上である状態が所定回数継続した場合、また、第２素子２ｂからの出力信号が閾値以上であり、かつその後、所定時間内の出力信号が閾値以上である状態が所定回数継続した場合、及び全ての素子２ａ〜２ｃからの出力信号が連続して閾値以上である状態が所定回数継続した場合等に、検知した物体が人体であると判断して前記アラーム信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００２８】
なお、図３に示す各スイッチ３ａ〜３ｄの制御は一例であって、例えば第１スイッチ３ａを常時閉じた状態とし、第１素子２ａからの出力信号が閾値以上になった場合に、第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄを図３に示す態様で繰り返し制御し、検知した物体が人体か否かを判断するようにしても良い。この例は、検知した物体が人体あれば、第１素子２ａによる警戒ゾーンから中央の警戒ゾーンである第２素子２ｂによる警戒ゾーンを飛び越えて第３素子２ｃによる警戒ゾーンに入ることは通常考えられず、第１素子２ａによる警戒ゾーンを横切ったならば次には第２素子２ｂによる警戒ゾーンを横切り、また逆に、第３素子２ｃによる警戒ゾーンを横切ったならば次には第２素子２ｂによる警戒ゾーンを横切るであろうという考えのもとで行われる制御である。
【００２９】
このように、上記実施形態の信号処理回路１にあっては、第１素子２ａから出力される信号を処理する第１信号処理部４ａと、第２素子２ｂ及び第３素子２ｃから出力される信号を処理する第２の信号処理部４ｂを備えると共に、第２素子２ｂと第３素子２ｃの出力信号を選択的に制御部５に入力可能な第２スイッチ３ｂ及び第３スイッチ３ｃを設けているため、制御部５によって各スイッチ３ｂ、３ｃの開閉を制御することにより、第２素子２ｂ及び第３素子２ｃから出力される各信号の第２信号処理部４ｂを介した制御部５への入力を選択的に切り替えることができる。
【００３０】
また、第１信号処理部４ａと第２信号処理部４ｂが、それぞれバンドバスフィルター６と２段の増幅器７ａ、７ｂで形成され、第１信号処理部４ａの周波数特性が１Ｈｚ程度の狭帯域に設定され、第２信号処理部４ｂの周波数特性の高周波側が１ＫＨｚ程度に設定されているため、第１信号処理部４ａにより周波数の高いポップコーンノイズを濾過して非通過とすることができる。これらにより、第１素子２ａ〜第３素子２ｃの使用により人体か小動物かの検知精度を高めつつ、信号処理回路１の回路規模を大きくすることなく、かつポップコーンノイズによる誤アラームを確実に防ぐこと等が可能となる。
【００３１】
さらに、第２信号処理部４ｂの入力側で第３素子２ｃ及び第２素子２ｂとの間にスイッチ３ｂ、３ｃが設けられているため、各スイッチ３ｂ、３ｃを制御部５により開閉制御することができると共に、信号処理部４ａ、４ｂの数を第１素子２ａ〜第３素子２ｃの数より少なくすることができて、信号処理回路１の部品点数やコスト及びスペース等を削減することが可能となる。
【００３２】
図５〜図７は、本発明に係わる信号処理回路の他の実施形態を示す、図５がブロック図、図６が信号処理部の回路図、図７がスイッチの開閉タイミングを示す図である。以下、上記実施形態と同一部位には、同一符号を付して説明する。この実施形態の信号処理回路１の特徴は、スイッチとして接点ａと接点ｂを有する２個の第１切替スイッチ１０ａと第２切替スイッチ１０ｂを使用すると共に、１個の第１信号処理部１１と２個の第２信号処理部１２ａ、１２ｂを使用した点にある。
【００３３】
すなわち、第１切替スイッチ１０ａの接点ａに第１信号処理部１１を介して第１素子２ａが接続され、第１切替スイッチ１０ａの接点ｂに第２信号処理部１２ｂを介して第２切替スイッチ１０ｂの共通接点が接続されている。また、第１切替スイッチ１０ａの共通接点には、第２信号処理部１２ａを介して制御部５が接続されている。さらに、第２切替スイッチ１０ｂの接点ａには第２素子２ｂが直接接続され、第２切替スイッチ１０ｂの接点ｂには第３素子２ｃが直接接続され、また、第２切替スイッチ１０ｂの共通接点には第２信号処理部１２ｂの入力側が接続されている。
【００３４】
そして、この信号処理回路１の第１信号処理部１１と２個の第２信号処理部１２ａ、１２ｂは、図６に示すように、バンドバスフィルター（ＢＰＦ）１３と１段の増幅器１４で構成されており、第１信号処理部１１と第２信号処理部１２ａ、１２ｂの周波数特性は、上記実施形態と同様に設定されている。また、各切替スイッチ１０ａ、１０ｂの開閉タイミングは、図７に示すように設定されている。
【００３５】
この実施形態の場合、第１素子２ａの出力信号は、第１切替スイッチ１０ａが接点ａ側に位置する（前記第１スイッチ３ａがオンに相当）場合に、第１信号処理部１１と第２信号処理部１２ａを介して制御部５に入力される。また、第２素子２ｂの出力信号は、第２切替スイッチ１０ｂが接点ａ側に位置（前記第２スイッチ３ｂがオンに相当）して、第１切替スイッチ１０ａが接点ｂ側に位置（前記第４スイッチ３ｄがオンに相当）する場合に、第２信号処理部１２ｂ、１２ａを介して制御部５に入力される。さらに、第３素子２ｃの出力信号は、第２切替スイッチ１０ｂが接点ｂ側に位置（前記第３スイッチ３ｃがオンに相当）して、第２切替スイッチ１０ａが接点ｂ側に位置する（前記第４スイッチ３ｄがオンに相当）場合に、第２信号処理部１２ｂ、１２ａを介して制御部５に入力されることになる。
【００３６】
この信号処理回路１においても、第１素子２ａ〜第３素子２ｃの出力信号を各切替スイッチ１０ａ、１０ｂの切替（開閉）により選択的に制御部５に入力することができて、第１信号処理部１１によりポップコーンノイズを非通過として誤アラームを防止でき、上記実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、この実施形態の信号処理回路１によれば、増幅器を上記実施形態の４個に対して３個と低減させたり、スイッチの接点（端子）数を低減させることができて、信号処理回路１の構成の簡略化を図ること等が可能となる。
【００３７】
なお、上記各実施形態においては、熱線センサ素子数が３個である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば熱線センサ素子数を４個とする場合、図１の二点鎖線で示すように、第２の熱線センサ素子としての第４素子２ｄを第２素子２ｂ等と同様に接続すれば良い。また、第１の熱線センサ素子は１個に限らず、例えば図１の破線で示すように、第１の熱線センサ素子としての第５素子２ｅを、第１信号処理部４ａ’及び第１スイッチ３ａ’を介して制御部５に接続することもでき、熱線センサ素子数は適宜に増減することができる。
【００３８】
また、上記実施形態における、スイッチの開閉制御の態様、制御部における信号の処理態様等も一例であって、ほぼ同様の作用効果が得られる他の適宜の態様を採用することもできる。さらに、上記実施形態における、信号処理回路自体の構成や、各信号処理部の構成、スイッチの形態等も一例であって、例えば増幅器にバンドパスフィルターの機能を保たせて前記バンドパスフィルターを省略する等、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、複数の熱線センサ素子を有する全ての熱線センサの信号処理回路に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係わる熱線センサの信号処理回路の一実施形態を示すブロック図
【図２】同その信号処理部の回路図
【図３】同各スイッチの開閉タイミングを示す図
【図４】同信号処理部の周波数特性を示す図
【図５】本発明に係わる信号処理回路の他の実施形態を示すブロック図
【図６】同その信号処理部の回路図
【図７】同各スイッチの開閉タイミングを示す図
【図８】従来の信号処理回路のブロック図
【図９】従来の他の信号処理回路のブロック図
【図１０】同その説明図
【図１１】同他の説明図
【符号の説明】
【００４１】
１・・・信号処理回路、２ａ・・・第１素子、２ｂ・・・第２素子、２ｃ・・・第３素子、２ｄ・・・第４素子、２ｅ・・・第５素子、３ａ、３ａ’・・・第１スイッチ、３ｂ・・・第２スイッチ、３ｃ・・・第３スイッチ、３ｄ・・・第４スイッチ、４ａ、４ａ’・・・第１信号処理部、４ｂ・・・第２信号処理部、５・・・制御部、６・・・バンドパスフィルター、７ａ、７ｂ・・・増幅器、１０ａ・・・第１切替スイッチ、１０ｂ・・・第２切替スイッチ、１１・・・第１信号処理部、１２ａ、１２ｂ・・・第２信号処理部、１３・・・バンドパスフィルター、１４・・・増幅器、Ｓ１・・・制御信号、Ｓ２・・・アラーム信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱線センサの信号処理回路に係わり、特に複数の熱線センサ素子を有する熱線センサに用いて好適な信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、侵入者の検知を行う警報システムに使用される熱線センサは、焦電素子等の熱線センサ素子によって熱線の変化を検知することから、侵入者としての人間（人体）の検知ばかりでなく、猫、犬、ねずみ等の小動物をも検知する場合がある。従来、小動物を検知せず人体のみを精度良く検知するために、例えば特許文献１及び特許文献２に開示の熱線センサが提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示の熱線センサは、図８に示すように、３個の熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃを配置し、各熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃに増幅器１０１ａ〜１０１ｃと比較器１０２ａ〜１０２ｃをそれぞれ接続すると共に、中央の熱線センサ素子１００ｂの増幅器１０１ｂに周波数検出器１０３を接続し、これらを制御部１０４に接続したものである。また、特許文献２に開示の熱線センサは、図９に示すように、３個の熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃにスイッチ１１１ａ〜１１１ｃをそれぞれ接続し、この各スイッチ１１１ａ〜１１１ｃを一つの信号処理部１１２を介して制御部１１３に接続したものである。
【特許文献１】特開平６−７５０５９号公報
【特許文献２】特開平９−１１５０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の熱線センサにあっては、３個の熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃを用いることにより小動物を検知することなく人体のみを検知することが可能になるものの、各熱線センサ素子１００ａ〜１００ｃにそれぞれ増幅器１０１ａ〜１０１ｃと比較器１０２ａ〜１０２ｃ等が必要となって、回路規模が大きくなり熱線センサの小型化や低コスト化を妨げるという問題点を有している。この点、特許文献２に開示の熱線センサにあっては、３個の熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの信号をスイッチ１１１ａ〜１１１ｃにより切り替えて熱線センサ素子数より少ない一つの信号処理部１１２で処理するため、検知精度を高めつつ回路規模を小さくすることが可能となる。
【０００５】
ところが、この特許文献２に開示の熱線センサの場合、ポップコーンノイズ等による誤アラームが生じる虞があるという問題点を有している。すなわち、特許文献２に開示の信号処理部１１２は、図２に示すように、バンドパスフィルターと２つの増幅器で構成されている。そして、この場合の増幅器は、通常演算増幅器で構成されて、熱線センサ素子からの出力信号が非常に小さく１万倍程度に増幅する必要があることと、一つの増幅器で１万倍程度に増幅させると、増幅率を設定する抵抗器が非常に大きくなり外来ノイズの影響を受け易くなる等、安定的に動作させることが困難になることから、２段構成とする必要がある。また、各スイッチ１１１ａ〜１１１ｃが閉じている期間は、熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃから出力される信号の周波数や制御部１１３におけるサンプリング回数等を考慮して数ｍｓとされている。
【０００６】
特許文献１に開示の熱線センサの各増幅器１０１ａ〜１０１ｃから出力される信号は、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すようになり、この信号を各比較器１０２ａ〜１０２ｃにおいて各閾値と比較し、制御部１０４にて人体か否かの判断をしている。なお、図１０においては、説明の便宜上、２つの増幅器１０１ａ、１０１ｂについて示してある。また、特許文献２に開示の熱線センサにおいては、熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの出力信号を増幅する信号処理部１１２は、人体の移動による熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの出力信号である１Ｈｚ付近の周波数成分を通過させ、かつ、外来ノイズ等に起因する信号を通過（増幅）させないように図４（ａ）に示す特性とするのが望ましい。
【０００７】
したがって、特許文献２に開示の熱線センサの場合、複数の熱線センサ素子（図１０では２個）からの信号をスイッチで切り替えて１つの信号処理部１１２で増幅するので、制御部には図１０（ｃ）に示すような信号波形が入力されることになる。しかし、スイッチ１１１ａ〜１１１ｃの後に接続される信号処理部１１２のバンドパスフィルターと増幅器を合わせた周波数特性を図４（ａ）に示す特性に設定すると、熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃから出力される信号が図１１（ｂ）に示すようになって、制御部１１３において人体か否かを判断するために用いられる波形とならない。
【０００８】
つまり、スイッチ１１１ａ〜１１１ｃが切り替わった瞬間の波形の立ち上がりや立ち下がりが信号処理部１１２の出力端子から出力されず、信号の大きさも本来の図１１（ａ）に示すＶａよりも小さい図１１（ｂ）に示すＶｂとなってしまう。これは、波形の立ち上がりや立ち下がりの部分が高い周波数成分であるため、この高い周波数成分がバンドパスフィルターによって濾過されるからである。通常、このような波形を増幅するためには、基本周波数の１０倍程度の帯域が必要とされており、パルス幅（＝スイッチ時間）が数ｍｓの矩形波は基本周波数が数百Ｈｚであり、この矩形波の増幅に必要な帯域の高周波側は、図４（ｂ）で示すように、数百Ｈｚ×１０＝数ＫＨｚとなる。したがって、特許文献２に開示の熱線センサにおける信号処理部１１２は、図４（ｂ）に示す周波数特性としてある。
【０００９】
ところで、前記ポップコーンノイズとは、単発性のノイズで、焦電素子を構成する焦電体基板や支持台、接着剤、回路基板等の熱膨張率の違いにより、焦電素子基板や電極といった熱線センサ素子材料の欠陥部やダイシング等により生じるピッチング部、マイクロクラック部等に圧縮・引っ張りのストレスが集中し、不要な電荷が発生するために起こると考えられている。そして、ポップコーンノイズは、人体等の移動によって生じる出力信号よりも高い数十Ｈｚ〜百数十Ｈｚ程度の周波数であり、図４（ｂ）に示すような周波数特性のバンドバスフィルターを有する信号処理部１１２の場合には、ポップコーンノイズも通過・増幅してしまうことになる。
【００１０】
このポップコーンノイズは、小型化のために複数の熱線センサ素子を一つのケースに納めた場合、全ての熱線センサ素子にほぼ同時に発生することが多く、ミラーやレンズ等の光学系と複数の熱線センサ素子を素子集合体として一つのケースに納めて、人体か小動物かを判断する熱線センサの場合には、各熱線センサ素子からポップコーンノイズが発生することになる。また、特許文献２に開示の熱線センサの場合、制御部１１３では３個の熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃからの出力信号を閾値と比較し、全ての出力信号が閾値以上の場合に人体と判断し、３個の出力信号のうち一つでも閾値を超えない出力信号がある場合は、人体ではなく小動物と判断してアラーム信号を出力しないようになっている。したがって、特許文献２に開示の熱線センサの場合、ポップコーンノイズが生じた場合に、該ノイズが信号処理部１１２により増幅されて制御部１１３に入力されることになり、各熱線センサ素子１１０ａ〜１１０ｃの出力信号が全て閾値より大きくなって誤アラームが生じることになる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の熱線センサ素子を使用した場合でも回路規模を大きくすることなく、かつポップコーンノイズ等による誤アラームを防ぐことが可能な熱線センサの信号処理回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数の熱線センサ素子から出力される各信号を処理する熱線センサの信号処理回路であって、少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であることを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、前記第２の信号処理部と該第２の信号処理部に対応した各熱線センサ素子との間に、当該熱線センサ素子の出力信号を選択して第２の信号処理部に入力可能なスイッチが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部とを備えるため、複数の熱線センサ素子を使用した場合でも回路規模を大きくすることなく、かつ、ポップコーンノイズ等による誤アラームを防ぐことができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であるため、狭帯域の第１の信号処理部により周波数の高いポップコーンノイズ等の通過させず、誤アラームを確実に防ぐことができる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、第２の信号処理部と該第２の信号処理部に対応した各熱線センサ素子との間に、当該熱線センサ素子の出力信号を選択して第２の信号処理部に入力可能なスイッチが設けられているため、信号処理部の数を熱線センサ素子の数より少なくすることができて、部品点数、コスト、スペース等を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明に係わる信号処理回路の一実施形態を示し、図１がそのブロック図、図２が信号処理部の回路図、図３が各スイッチの開閉タイミングを示す図、図４が信号処理部の周波数特性を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、信号処理回路１は、第１素子２ａ〜第３素子２ｃからなる３個の熱線センサ素子と、第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄからなる４個のスイッチと、第１信号処理部４ａ及び第２信号処理部４ｂからなる２個の信号処理部と、制御部５等を備えている。そして、第１の熱線センサ素子としての前記第１素子２ａは、第１信号処理部４ａの入力側に接続され、この第１信号処理部４ａの出力側には第１スイッチ３ａの一方の端子が接続されている。また、第２の熱線センサ素子としての前記第２素子２ｂには、第２スイッチ３ｂの一方の端子が接続され、この第２スイッチ３ｂの他方の端子は第２信号処理部４ｂの入力側に接続されている。
【００１９】
さらに、第２の熱線センサ素子としての前記第３素子２ｃは、第３スイッチ３ｃの一方の端子に接続され、この第３スイッチ３ｃの他方の端子は第２信号処理部４ｂの入力側に接続されている。また、第２信号処理部４ｂの出力側は、第４スイッチ３ｄの一方の端子に接続され、この第４スイッチ３ｄの他方の端子と前記第１スイッチ３ａの他方の端子は、制御部５の入力側に接続されている。なお、制御部５は、その出力端子から前記第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄを開閉制御するための制御信号Ｓ１や後述するアラーム信号Ｓ２等が出力されるようになっている。
【００２０】
前記第１信号処理部４ａ及び第２信号処理部４ｂは、図２に示すように、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）６と、このバンドパスフィルター６の出力側に接続された直列状態の２段の演算増幅器からなる増幅器７ａ、７ｂでそれぞれ構成されている。そして、第１信号処理部４ａと第２信号処理部４ｂの周波数特性は、互いに異なるように設定され、第１信号処理部４ａの周波数特性は、図４（ａ）に示すように、１Ｈｚを中心値とした狭帯域に設定され、また、第２信号処理部４ｂの周波数特性は、図４（ｂ）に示すように、高周波側が数ＫＨｚの広帯域に設定されている。
【００２１】
前記制御部５は、マイクロプロセッサ及びその周辺回路によって構成され、第１素子２ａ〜第３素子２ｃからの出力信号により検知した物体が人体か否かを判断処理して、例えば人体の場合に前記アラーム信号Ｓ２を出力すると共に、制御信号Ｓ１により例えば半導体スイッチ等からなる第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄの開閉（オン・オフ）を制御するようになっている。この制御部５による第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄの制御は、例えば図３に示すように行われる。なお、以下の説明では、第１素子２ａによる警戒ゾーンと第２素子２ｂによる警戒ゾーンが隣接し、第２素子２ｂによる警戒ゾーンと第３素子２ｃによる警戒ゾーンが隣接しているものとする。
【００２２】
図３における、（ａ）は第１スイッチ３ａに対する制御信号を、（ｂ）は第２スイッチ３ｂに対する制御信号を、（ｃ）は第３スイッチ３ｃに対する制御信号を、（ｄ）は第４スイッチ３ｄに対する制御信号を示している。また、図３の横軸は時間を示し、制御信号がハイレベルのときにスイッチ３ａ〜３ｄが閉じ、このスイッチ３ａ〜３ｄが閉じている期間に当該スイッチ３ａ〜３ｄに接続されている各信号処理部４ａ、４ｂまたは各素子２ａ〜２ｃの信号が、当該スイッチ３ａ〜３ｄを介して制御部５や所定の信号処理部４ａ、４ｂに入力されるようになっている。また、第１スイッチ３ａ〜第３スイッチ３ｃが閉じている期間ｔｃは、数ｍｓであり、第４スイッチ３ｄが閉じている期間は、ｔｃの２倍となっている。このとき、第４スイッチ３ｄと並列に第５スイッチ（図示せず）を設けて、第４スイッチ３ｄと第５スイッチが閉じている期間を第１スイッチ３ａ〜第３スイッチ３ｃと同様にｔｃとすることも可能である。
【００２３】
そして、図３に示すタイミングで第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄが制御されることにより、信号処理回路１が次のように動作する。すなわち、第１スイッチ３ａがオンすると、第１素子２ａから第１信号処理部４ａに入力された出力信号は、第１信号処理部４ａで所定の処理（濾過及び増幅）がされて、その処理信号が閉じている第１スイッチ３ａを介して制御部５に入力される。このとき、第１信号処理部４ａの周波数特性が１Ｈｚ程度の狭帯域に設定されているため、第１スイッチ３ａがオンした場合で第１素子２ａにより検知された熱線の変化に起因する信号は通過して制御部５に入力されるが、それ以外のポップコーンノイズ等は通過せず制御部５に入力されないことになる。また、第１スイッチ３ａ、第４スイッチ３ｄと制御部５との間に増幅器がなく単に信号の切替を行っているだけなので、制御部５に入力される信号は、図１１（ｂ）のようにはならず、図１１（ａ）のように正しい波形となる。
【００２４】
また、第１スイッチ３ａのオフ後に第２スイッチ３ｂと第４スイッチ３ｄがオンすると、第２素子２ｂの出力信号が閉じている第２スイッチ３ｂを介して第２信号処理部４ｂに入力され、該信号処理部４ｂで所定に処理されてその処理信号が閉じている第４スイッチ３ｄを介して制御部５に入力される。さらに、第２スイッチ３ｂのオフ後に第３スイッチ３ｃと第４スイッチ３ｄがオンすると、第３素子２ｃの出力信号が閉じている第３スイッチ３ｃを介して第２信号処理部４ｂに入力され、該信号処理部４ｂで所定に処理されてその処理信号が閉じている第４スイッチ３ｄを介して制御部５に入力される。このとき、第２信号処理部４ｂの周波数特性の高周波側が数ＫＨｚ程度に設定されていることから、人体の検知信号や小動物の検知信号あるいはポップコーンノイズの信号も第２信号処理部４ａを通過して制御部５に入力されることになる。
【００２５】
これにより、例えばポップコーンノイズが全ての素子２ａ〜２ｃ内で発生すると、第１素子２ａで発生したノイズは第１信号処理部４ａを通過せず制御部５に入力されないため、全ての素子２ａ〜２ｃからの出力信号が制御部５に入力されない状態となる。また、各素子２ａ〜２ｃで１Ｈｚ程度の人体に関する信号が検知された場合には、第１信号処理部４ａと第２信号処理部４ｂがこの周波数帯の信号を共に通過させるため、全ての素子２ａ〜２ｃからの出力信号が制御部５に入力される状態となる。
【００２６】
そして、第１素子２ａ〜第３素子２ｃの各出力信号が、制御部５において予め設定されている閾値と比較され、３つの出力信号の全てが閾値以上の場合に検知された物体が人体と判断し、また、３つの出力信号のうち少なくとも一つの信号が所定の大きさに達せず閾値未満の場合には、検知された物体が人体ではなく小動物と判断される。したがって、前述したポッコーンノイズの場合は、第１信号処理回路４ａを通過できないため、３つの出力信号の全てが制御部５に入力されず、制御部５により該ノイズを人体と判断してアラーム信号Ｓ２を出力する誤アラームが防止されることになる。
【００２７】
また、前記制御部５は、第１素子２ａからの出力信号が閾値以上であり、かつその後、、所定の時間内の出力信号が閾値以上である状態が所定回数継続した場合、また、第２素子２ｂからの出力信号が閾値以上であり、かつその後、所定時間内の出力信号が閾値以上である状態が所定回数継続した場合、及び全ての素子２ａ〜２ｃからの出力信号が連続して閾値以上である状態が所定回数継続した場合等に、検知した物体が人体であると判断して前記アラーム信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００２８】
なお、図３に示す各スイッチ３ａ〜３ｄの制御は一例であって、例えば第１スイッチ３ａを常時閉じた状態とし、第１素子２ａからの出力信号が閾値以上になった場合に、第１スイッチ３ａ〜第４スイッチ３ｄを図３に示す態様で繰り返し制御し、検知した物体が人体か否かを判断するようにしても良い。この例は、検知した物体が人体あれば、第１素子２ａによる警戒ゾーンから中央の警戒ゾーンである第２素子２ｂによる警戒ゾーンを飛び越えて第３素子２ｃによる警戒ゾーンに入ることは通常考えられず、第１素子２ａによる警戒ゾーンを横切ったならば次には第２素子２ｂによる警戒ゾーンを横切り、また逆に、第３素子２ｃによる警戒ゾーンを横切ったならば次には第２素子２ｂによる警戒ゾーンを横切るであろうという考えのもとで行われる制御である。
【００２９】
このように、上記実施形態の信号処理回路１にあっては、第１素子２ａから出力される信号を処理する第１信号処理部４ａと、第２素子２ｂ及び第３素子２ｃから出力される信号を処理する第２の信号処理部４ｂを備えると共に、第２素子２ｂと第３素子２ｃの出力信号を選択的に制御部５に入力可能な第２スイッチ３ｂ及び第３スイッチ３ｃを設けているため、制御部５によって各スイッチ３ｂ、３ｃの開閉を制御することにより、第２素子２ｂ及び第３素子２ｃから出力される各信号の第２信号処理部４ｂを介した制御部５への入力を選択的に切り替えることができる。
【００３０】
また、第１信号処理部４ａと第２信号処理部４ｂが、それぞれバンドバスフィルター６と２段の増幅器７ａ、７ｂで形成され、第１信号処理部４ａの周波数特性が１Ｈｚ程度の狭帯域に設定され、第２信号処理部４ｂの周波数特性の高周波側が１ＫＨｚ程度に設定されているため、第１信号処理部４ａにより周波数の高いポップコーンノイズを濾過して非通過とすることができる。これらにより、第１素子２ａ〜第３素子２ｃの使用により人体か小動物かの検知精度を高めつつ、信号処理回路１の回路規模を大きくすることなく、かつポップコーンノイズによる誤アラームを確実に防ぐこと等が可能となる。
【００３１】
さらに、第２信号処理部４ｂの入力側で第３素子２ｃ及び第２素子２ｂとの間にスイッチ３ｂ、３ｃが設けられているため、各スイッチ３ｂ、３ｃを制御部５により開閉制御することができると共に、信号処理部４ａ、４ｂの数を第１素子２ａ〜第３素子２ｃの数より少なくすることができて、信号処理回路１の部品点数やコスト及びスペース等を削減することが可能となる。
【００３２】
図５〜図７は、本発明に係わる信号処理回路の他の実施形態を示す、図５がブロック図、図６が信号処理部の回路図、図７がスイッチの開閉タイミングを示す図である。以下、上記実施形態と同一部位には、同一符号を付して説明する。この実施形態の信号処理回路１の特徴は、スイッチとして接点ａと接点ｂを有する２個の第１切替スイッチ１０ａと第２切替スイッチ１０ｂを使用すると共に、１個の第１信号処理部１１と２個の第２信号処理部１２ａ、１２ｂを使用した点にある。
【００３３】
すなわち、第１切替スイッチ１０ａの接点ａに第１信号処理部１１を介して第１素子２ａが接続され、第１切替スイッチ１０ａの接点ｂに第２信号処理部１２ｂを介して第２切替スイッチ１０ｂの共通接点が接続されている。また、第１切替スイッチ１０ａの共通接点には、第２信号処理部１２ａを介して制御部５が接続されている。さらに、第２切替スイッチ１０ｂの接点ａには第２素子２ｂが直接接続され、第２切替スイッチ１０ｂの接点ｂには第３素子２ｃが直接接続され、また、第２切替スイッチ１０ｂの共通接点には第２信号処理部１２ｂの入力側が接続されている。
【００３４】
そして、この信号処理回路１の第１信号処理部１１と２個の第２信号処理部１２ａ、１２ｂは、図６に示すように、バンドバスフィルター（ＢＰＦ）１３と１段の増幅器１４で構成されており、第１信号処理部１１と第２信号処理部１２ａ、１２ｂの周波数特性は、上記実施形態と同様に設定されている。また、各切替スイッチ１０ａ、１０ｂの開閉タイミングは、図７に示すように設定されている。
【００３５】
この実施形態の場合、第１素子２ａの出力信号は、第１切替スイッチ１０ａが接点ａ側に位置する（前記第１スイッチ３ａがオンに相当）場合に、第１信号処理部１１と第２信号処理部１２ａを介して制御部５に入力される。また、第２素子２ｂの出力信号は、第２切替スイッチ１０ｂが接点ａ側に位置（前記第２スイッチ３ｂがオンに相当）して、第１切替スイッチ１０ａが接点ｂ側に位置（前記第４スイッチ３ｄがオンに相当）する場合に、第２信号処理部１２ｂ、１２ａを介して制御部５に入力される。さらに、第３素子２ｃの出力信号は、第２切替スイッチ１０ｂが接点ｂ側に位置（前記第３スイッチ３ｃがオンに相当）して、第２切替スイッチ１０ａが接点ｂ側に位置する（前記第４スイッチ３ｄがオンに相当）場合に、第２信号処理部１２ｂ、１２ａを介して制御部５に入力されることになる。
【００３６】
この信号処理回路１においても、第１素子２ａ〜第３素子２ｃの出力信号を各切替スイッチ１０ａ、１０ｂの切替（開閉）により選択的に制御部５に入力することができて、第１信号処理部１１によりポップコーンノイズを非通過として誤アラームを防止でき、上記実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、この実施形態の信号処理回路１によれば、増幅器を上記実施形態の４個に対して３個と低減させたり、スイッチの接点（端子）数を低減させることができて、信号処理回路１の構成の簡略化を図ること等が可能となる。
【００３７】
なお、上記各実施形態においては、熱線センサ素子数が３個である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば熱線センサ素子数を４個とする場合、図１の二点鎖線で示すように、第２の熱線センサ素子としての第４素子２ｄを第２素子２ｂ等と同様に接続すれば良い。また、第１の熱線センサ素子は１個に限らず、例えば図１の破線で示すように、第１の熱線センサ素子としての第５素子２ｅを、第１信号処理部４ａ’及び第１スイッチ３ａ’を介して制御部５に接続することもでき、熱線センサ素子数は適宜に増減することができる。
【００３８】
また、上記実施形態における、スイッチの開閉制御の態様、制御部における信号の処理態様等も一例であって、ほぼ同様の作用効果が得られる他の適宜の態様を採用することもできる。さらに、上記実施形態における、信号処理回路自体の構成や、各信号処理部の構成、スイッチの形態等も一例であって、例えば増幅器にバンドパスフィルターの機能を保たせて前記バンドパスフィルターを省略する等、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、複数の熱線センサ素子を有する全ての熱線センサの信号処理回路に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係わる熱線センサの信号処理回路の一実施形態を示すブロック図
【図２】同その信号処理部の回路図
【図３】同各スイッチの開閉タイミングを示す図
【図４】同信号処理部の周波数特性を示す図
【図５】本発明に係わる信号処理回路の他の実施形態を示すブロック図
【図６】同その信号処理部の回路図
【図７】同各スイッチの開閉タイミングを示す図
【図８】従来の信号処理回路のブロック図
【図９】従来の他の信号処理回路のブロック図
【図１０】同その説明図
【図１１】同他の説明図
【符号の説明】
【００４１】
１・・・信号処理回路、２ａ・・・第１素子、２ｂ・・・第２素子、２ｃ・・・第３素子、２ｄ・・・第４素子、２ｅ・・・第５素子、３ａ、３ａ’・・・第１スイッチ、３ｂ・・・第２スイッチ、３ｃ・・・第３スイッチ、３ｄ・・・第４スイッチ、４ａ、４ａ’・・・第１信号処理部、４ｂ・・・第２信号処理部、５・・・制御部、６・・・バンドパスフィルター、７ａ、７ｂ・・・増幅器、１０ａ・・・第１切替スイッチ、１０ｂ・・・第２切替スイッチ、１１・・・第１信号処理部、１２ａ、１２ｂ・・・第２信号処理部、１３・・・バンドパスフィルター、１４・・・増幅器、Ｓ１・・・制御信号、Ｓ２・・・アラーム信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱線センサ素子から出力される各信号を処理する熱線センサの信号処理回路であって、
少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部と、を備えることを特徴とする熱線センサの信号処理回路。
【請求項２】
前記第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であることを特徴とする請求項１に記載の熱線センサの信号処理回路。
【請求項３】
前記第２の信号処理部と該第２の信号処理部に対応した各熱線センサ素子との間に、当該熱線センサ素子の出力信号を選択して第２の信号処理部に入力可能なスイッチが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱線センサの信号処理回路。
【請求項１】
複数の熱線センサ素子から出力される各信号を処理する熱線センサの信号処理回路であって、
少なくとも１つの第１の熱線センサ素子から出力される信号を処理する少なくとも１つの第１の信号処理部と、複数の第２の熱線センサ素子から出力される各信号を選択的に入力して処理する第２の信号処理部と、を備えることを特徴とする熱線センサの信号処理回路。
【請求項２】
前記第１の信号処理部と第２の信号処理部が異なる周波数特性を有し、第１の信号処理部の周波数特性が第２の信号処理部の周波数特性より狭帯域であることを特徴とする請求項１に記載の熱線センサの信号処理回路。
【請求項３】
前記第２の信号処理部と該第２の信号処理部に対応した各熱線センサ素子との間に、当該熱線センサ素子の出力信号を選択して第２の信号処理部に入力可能なスイッチが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱線センサの信号処理回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１４５３７（Ｐ２０１０−１４５３７Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７４５９６（Ｐ２００８−１７４５９６）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００１０１４００）アツミ電氣株式会社 (69)
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００１０１４００）アツミ電氣株式会社 (69)
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