[发明专利]红外线探测器

说明书

本发明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。

本发明旨于解决上述问题，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。

根据本发明的红外线探测器，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。