專利名稱：焦電型紅外線偵測器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種焦電型紅外線偵測器，尤其涉及焦電型紅外線偵測器的控制電路。
背景技術：
有鑒于目前環保意識增強，對于講求節能的感測裝置的需求也日益強烈。目前市 面上最常見的燈源自動控制裝置是以諸如焦電型紅外線偵測器(Pyroelectric Infrared Sensor, PIR)居多；此裝置普遍適用于居家、辦公室、公用場所等，而焦電型紅外線偵測器 本身是用來偵測人體紅外線，進而觸發燈具或保安系統。一般來說，焦電型紅外線偵測器所架設的位置通常處于高處或是無市電供應處， 而偵測器所使用的電源常為電池，因此偵測器本身的耗電性便相對重要。焦電型紅外線偵 測器的控制IC所需的平均耗電量一般為IOOuA 500uA不等，若以電池的平均每顆耗電量 為lA/h來計算，在平均耗電量為IOOuA的待機狀態下可使用約1年的時間。由此可看出， 若可減少控制IC的平均耗電量，則將可為使用者帶來更長久的使用時間。另一方面，焦電型紅外線偵測器的控制IC本身若需進行多重偵測功能(諸如亮 度偵測或低電壓偵測)，則目前現有的焦電型紅外線偵測器的控制IC的所需封裝腳位的數 量將變得相當多。因此，其在IC設計與封裝上的成本也隨之提高，相對的也將提高電路的 設計面積。如圖1所示，其為一種現有的焦電型紅外線偵測器的電路方框圖。如圖1所示，焦 電型紅外線偵測器1主要是由控制集成電路(IC) 10、光敏(CDS)偵測電路11、低電壓偵測 電路12以及蜂鳴器13所構成。焦電型紅外線偵測器1是利用CDS偵測電路11對環境進行 偵測，以判別周圍現在是白天或是晚上；當偵測到現在是白天時，控制IClO會自動關閉焦 電型紅外線偵測器1內的數字電路架構以求省電，但其中的模擬放大器與窗型比較器(圖 中未示出)并不會被關閉。這是因為若是焦電型紅外線偵測器在保持模擬放大器與窗型比 較器于開啟的狀態下，若偵測到現在是晚上時才可立即反應出信號是否正確或有效。相反 地，若是將模擬放大器與窗型比較器關閉，則焦電型紅外線偵測器便需要較長時間才能將 模擬放大器重新起動。另一方面，由圖1還可看出，現有的焦電型紅外線偵測器在用于電源偵測的低電 壓偵測電路12中，大都采用電阻分壓的方法來對電池電力Vcc進行檢測；然而，電阻阻抗大 時雖然比較省電，但信號容易受到干擾，導致低電壓偵測電路12很容易被誤啟動。

發明內容
因此，有必要提出一種焦電型紅外線偵測器，最好只需要使用控制IC的三只接腳 即可完成CDS偵測、低電壓偵測及蜂鳴器呼叫等功能(傳統作法如圖1所示一般最少需要 四只接腳)，并且希望能耗費比傳統作法更少的電力。根據上述構想，本發明一方面提出一種焦電型紅外線偵測器，受控于一電池電力，
3包括一控制集成電路(IC)，內部具有至少一模擬放大器，該控制集成電路具有一第一端、 一第二端及一第三端；一光敏(⑶S)偵測電路，由至少一個光敏電阻及一個電阻彼此串聯 所構成，該光敏偵測電路的一端受控于該電池電力，另一端電連接于該控制集成電路的該 第一端，用以偵測該焦電型紅外線偵測器所處的環境是否為白天；一低電壓偵測電路，由 至少2個電阻彼此串聯所構成，該低電壓偵測電路的一端受控于該電池電力，另一端電連 接于該光敏偵測電路與該控制集成電路互相電連接的那一端，用以偵測該電池電力是否過 低；及一蜂鳴器，一端經由該光敏偵測電路中的一串聯分壓節點而電連接于該控制集成電 路的該第二端，另一端經由該低電壓偵測電路中的一串聯分壓節點而電連接于該控制集成 電路的該第三端；其中，當該光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境是白 天時，該控制集成電路關閉該模擬放大器以節省該電池電力，當該光敏偵測電路偵測到該 焦電型紅外線偵測器所處的環境不是白天時，該控制集成電路開啟該模擬放大器，而當該 低電壓偵測電路偵測到該電池電力過低時，該控制集成電路開啟該蜂鳴器以通知使用者。根據上述構想，本發明另一方面提出一種焦電型紅外線偵測器的控制方法，該焦 電型紅外線偵測器至少包括一電池、一光敏(⑶S)偵測電路及一低電壓偵測電路，該控制 方法包括步驟如下當該光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境是白天 時，節省該焦電型紅外線偵測器受控于該電池的電力；當該低電壓偵測電路偵測到該電池 的電力過低時，通知該焦電型紅外線偵測器的使用者；且當該光敏偵測電路進行偵測或當 該低電壓偵測電路進行偵測時，停止該焦電型紅外線偵測器進行紅外線偵測。本發明將結 合下列圖式進行更詳細的說明


圖1是一種現有焦電型紅外線偵測器的電路方框圖；圖2是本發明所提出的焦電型紅外線偵測器的一較佳實施例的電路方框圖；圖3是應用于本發明的焦電型紅外線偵測器的控制IC的一種實施例的電路方框 圖；圖4是本發明所提出的焦電型紅外線偵測器的控制方法的一較佳實施例的流程 圖。
具體實施例方式請參閱圖2，其為本發明所提出的焦電型紅外線偵測器一較佳實施例的電路方框 圖。在圖2中，焦電型紅外線偵測器2是受控于一電池電力Vcc，焦電型紅外線偵測器2主 要是由一控制集成電路(IC) 20、一光敏(CDS)偵測電路21、一低電壓(LVD)偵測電路22及 一蜂鳴器23所構成。控制集成電路(IC) 20的內部具有至少一模擬放大器(圖中未示出)，控制集成電 路20具有一第一端Tl、一第二端T2及一第三端T3。以下分別敘述三個端點的連接方法。光敏(⑶S)偵測電路21是由至少一個光敏電阻及一個電阻彼此串聯所構成，光敏 偵測電路21的一端受控于電池電力Vcc，另一端電連接于控制集成電路20的該第一端Tl， 用以偵測焦電型紅外線偵測器2所處的環境是否為白天。低電壓偵測電路22是由至少二個電阻彼此串聯所構成，低電壓偵測電路22的一端受控于電池電力Vcc，另一端電連接于光敏偵測電路21與控制集成電路20互相電連接的 那一端，用以偵測電池電力Vcc是否過低。蜂鳴器23的一端經由光敏偵測電路21中的一串聯分壓節點而電連接于控制集成 電路20的該第二端CDS/BUZB，另一端經由該低電壓偵測電路中的一串聯分壓節點而電連 接于該控制集成電路的該第三端LVD/BUZ。焦電型紅外線偵測器2的執行過程為，當光敏偵測電路21偵測到焦電型紅外線偵 測器2所處的環境是白天時，控制集成電路20關閉該模擬放大器以節省電池電力Vcc，當該 光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境不是白天時，該控制集成電路開啟 該模擬放大器。而當該低電壓偵測電路偵測到該電池電力過低時，該控制集成電路開啟該 蜂鳴器以通知使用者。當然，蜂鳴器23還可以額外電連接于發光二極管(LED)，以配合蜂鳴器23來通知 使用者。本發明基本上是在控制IC中僅利用三端接腳便可進行低電壓(LVD)偵測與CDS 偵測，并且還包括了蜂鳴器的警告功能，而在該三端的偵測上采用分時偵測；即，第二端T2 的⑶S偵測及第三端T3的LVD偵測是與第一端Tl的紅外線(PIR)偵測采取分時判斷。也 就是說，當進行第二端T2的⑶S偵測及第三端T3的LVD偵測時，則停止第一端Tl的PIR 偵測；而當進行第一端Tl的PIR偵測時，則停止第二端T2的⑶S偵測及第三端T3的LVD 偵測。因此，不但可大幅降低耗電并兼顧信號穩定性，還可達到系統在環境變化下依然 兼顧省電與效能的優點。此外，本發明還可以在一固定時間內進行低電壓偵測，使得耗電量 僅是傳統低電壓偵測方法的1/50 ；而當要驅動蜂鳴器時，因不會影響外部的CDS與LVD電 阻電路，因此可以確實反映出警告聲而不被影響。請參閱圖3，其為應用于本發明的焦電型紅外線偵測器的控制IC的一種實施例的 電路方框圖。在圖3中，控制IC30還包含了 一紅外線偵測電路40、以及各由一放大器38或 39、電阻Rl與R2、電容Cl與C2所構成的二組模擬放大器，共同作動以偵測用戶的出現。在 本圖中，控制IC30主要是利用三端接腳31、32及34來進行CDS偵測、低電壓偵測及蜂鳴器 呼叫等功能。當控制IC30進行CDS偵測及低電壓偵測時，會將第一端34的電位拉低，使得低電 壓偵測端LVD/BUZ與CDS偵測端CDS/BUZB測得目前分壓電阻后的電壓準位。具體來說，若 CDS/BUZ電位低于設定準位VL，則焦電型紅外線偵測器會得知外部環境為白天，此時控制 IC30會關閉模擬放大器38與39，讓焦電型紅外線偵測器擁有更低的耗電；另一方面，若低 電壓偵測端LVD/BUZ的電位低于設定準位VH，則焦電型紅外線偵測器將會測知低電壓，此 時控制IC會通過蜂鳴器驅動器33以利用蜂鳴器(圖中未示出)來告知用戶該換電池。關于前面所提到的分時偵測機制，在圖3的控制IC30中，是藉由信號處理器37控 制開關Sl S4來達成第二端的⑶S偵測及第三端的LVD偵測與紅外線偵測電路40之間 的分時偵測。具體來說，當欲進行第二端31的CDS偵測及第三端32的LVD偵測時，信號處 理器37將開關S3與S4切換成使得第一端34與比較器35、36之間斷開，而能夠停止第一 端34的PIR偵測；而當欲進行紅外線偵測電路40的PIR偵測時，信號處理器37將開關S3 與S4切換成使得第二端31與比較器35之間斷開、且第三端32與比較器36之間斷開，而能夠停止第二端T2的⑶S偵測及第三端T3的LVD偵測。請參閱圖4，其為本發明所提出的焦電型紅外線偵測器的控制方法一較佳實施例 的流程圖。如圖4所示，在電源啟動后，系統隨即進入焦電型紅外線(PIR)快速熱機啟動， 以進行紅外線偵測。而當停止前述的紅外線偵測時，此時所進行的偵測主要分為光敏(CDS) 偵測與低電壓(LVD)偵測二種。在進行光敏偵測時，當光敏偵測電路偵測到所處環境是白天時，控制IC隨即關閉 低頻放大器；相反地，當光敏偵測電路偵測到所處環境不是白天時，控制IC隨即開啟低頻 放大器并進行CDS偵測以確定所處環境是白天還是晚上；當所處環境是白天時則關閉低頻 放大器，當所處環境是晚上時即開啟低頻放大器。另一方面，在進行低電壓偵測時，當偵測到電池電力低于標準時，此時控制IC啟 動低電壓供給，并啟動蜂鳴器(或發光二極管)以通知使用者更換電池。綜上所述，本發明主要提出一種焦電型紅外線偵測器，只需要使用控制IC的三只 接腳即可完成CDS偵測、低電壓偵測及蜂鳴器呼叫等功能，能耗費比傳統作法更少的電力。雖然上述實施例描述了本發明的實施方式，但是本領域內熟悉的技術人員可以在 所屬權利要求的范圍內作出各種變形或修改。本發明的專利保護范圍，仍須以所附的權利 要求書范圍所界定為準。
權利要求
一種焦電型紅外線偵測器，受控于一電池電力，包括一控制集成電路，內部具有至少一模擬放大器，該控制集成電路具有一第一端、一第二端及一第三端；一光敏偵測電路，由至少一個光敏電阻及一個電阻彼此串聯所構成，該光敏偵測電路的一端受控于該電池電力，另一端電連接于該控制集成電路的該第一端，用以偵測該焦電型紅外線偵測器所處的環境是否為白天；一低電壓偵測電路，由至少二個電阻彼此串聯所構成，該低電壓偵測電路的一端受控于該電池電力，另一端電連接于該光敏偵測電路與該控制集成電路互相電連接的那一端，用以偵測該電池電力是否過低；及一蜂鳴器，一端經由該光敏偵測電路中的一串聯分壓節點而電連接于該控制集成電路的該第二端，另一端經由該低電壓偵測電路中的一串聯分壓節點而電連接于該控制集成電路的該第三端；其中，當該光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境是白天時，該控制集成電路關閉該模擬放大器以節省該電池電力，當該光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境不是白天時，該控制集成電路開啟該模擬放大器，而當該低電壓偵測電路偵測到該電池電力過低時，該控制集成電路開啟該蜂鳴器以通知使用者。
2.如權利要求1所述的焦電型紅外線偵測器，其特征在于 還包括一紅外線偵測電路，用以偵測用戶。
3.如權利要求1所述的焦電型紅外線偵測器，其特征在于當該光敏偵測電路進行偵測或當該低電壓偵測電路進行偵測時，該紅外線偵測電路即 停止進行紅外線偵測。
4.如權利要求1所述的焦電型紅外線偵測器，其特征在于 該蜂鳴器還電連接于一發光二極管，以配合該蜂鳴器而通知使用者。
5.一種焦電型紅外線偵測器的控制方法，該焦電型紅外線偵測器至少包括一電池、一 光敏偵測電路及一低電壓偵測電路，該控制方法包括步驟當該光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境是白天時，節省該焦電型 紅外線偵測器受控于該電池的電力；當該低電壓偵測電路偵測到該電池的電力過低時，通知該焦電型紅外線偵測器的使用 者；且當該光敏偵測電路進行偵測或當該低電壓偵測電路進行偵測時，停止該焦電型紅外線 偵測器進行紅外線偵測。
6.如權利要求5所述的控制方法，其特征在于當該低電壓偵測電路偵測到該電池的電力過低時，利用視覺方式或聽覺方式通知該焦 電型紅外線偵測器的使用者。
全文摘要
本發明提供一種焦電型紅外線偵測器及其控制方法，該焦電型紅外線偵測器是受控于一電池電力，包括一控制集成電路(IC)、一光敏(CDS)偵測電路、一低電壓偵測電路及一蜂鳴器；其中，當該光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境是白天時，該控制集成電路關閉焦電型紅外線偵測器中的模擬放大器以節省該電池電力，當該光敏偵測電路偵測到該焦電型紅外線偵測器所處的環境不是白天時，該控制集成電路開啟該模擬放大器；而當該低電壓偵測電路偵測到該電池電力過低時，該控制集成電路開啟該蜂鳴器以通知使用者。
文檔編號G01R19/165GK101900837SQ20091014231
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者楊博宇, 林怡誠 申請人:盛群半導體股份有限公司