图像投影装置的制造方法_5

文档序号:8430285阅读:来源:国知局
的检测元 件2的检测面时的图,图33(b)是表示从-x向+x方向观测检测元件2的各温差电堆的检 测范围时的图,图33(c)是表示从+y向-y方向观测检测元件2的各温差电堆的检测范围 时的图。如图33(a)所示,温差电堆以沿通过检测面的中心的y轴方向的线排列2个(CH2、 CH4)、沿通过检测面的中心的x轴方向的线排列2个(CH1、CH3)的方式配置,所以4个温差 电堆在检测元件2的检测面呈菱形排列。
[0160] 在该检测元件2,使用各温差电堆检测出的信号的振幅和输出检测信号的时间 (时刻)检测姿势。例如在从+x向-x方向作出手势时,CH1的信号输出后检测CH4、CH2, 最后检测CH3。此时在CH1与CH3的信号输出上产生时间差。S卩,当着眼于CH1和CH3时, 利用本例的手势按CH1、CH3的顺序输出信号。换言之,如果在时间上按CH1、CH3的顺序输 出信号,则能够判定为此时的手势是从+X向-X方向去的手势。这样,在本例的检测元件2, 能够通过检测各温差电堆的信号电平和时间差,进行姿势、即与背景相比高温且活动的物 体(人的手)的存在的有无及其方向的检测。此处说明了使用4个温差电堆的例子,温差 电堆的数量也可以不是4个。只要是能够检测手势的活动的个数,几个都可以。
[0161] 接着,说明使用该温差电堆的电路结构的问题点。图34是表示相对于温差电堆的 温度、人体温度非常高的情况的图。如图34所示,在作为背景的人体温度Tback与温差电 堆温度Ts相比非常高的情况下,输出电压变得非常高,在放大器262的电源电压Vcc(放大 器262的输出电压的最大值)电平饱和。此时,在手的温度Thand比人体温度Tback大的 情况下,与姿势有无无关地,来自放大器262的输出电压不发生变动。在这种情况下,不能 进行姿势的检测。图35是表示相对于温差电堆温度、人体的温度非常低的情况的图。在这 种情况下,如图所示那样放大器262的输出电压在GND电平饱和,不能与图34同样地进行 姿势检测。
[0162] 这样,在温差电堆温度与人体温度存在大的差的情况下,存在不能检测姿势的情 况。为了解决该问题,本实施例用于避免或抑制上述图34、35中例示的放大器262的输出 电压的饱和状态、恰当地检测姿势。以下,参照图36对用于避免或抑制本实施例的放大器 262输出的饱和的检测元件2的结构进行说明。
[0163] 如图36所示,本实施例的检测元件2不仅温差电堆(传感器)261和放大器262, 而且还具备放大器控制部36。在图33所示的检测元件2的结构的情况下,在4个温差电堆 分别设置放大器262和放大器控制部36。放大器控制部36包括信号检测部36a、增益控制 部36b和基准电压生成部36c。来自传感器261的输出信号被放大器262放大,输入至放大 器控制部36的信号检测部36a。信号检测部36a如后述那样生成用于对基于来自传感器 261的输出信号控制增益控制部36b和基准电压生成部36c进行控制的控制信号并输出。 增益控制部36b响应来自信号检测部36a的控制信号,控制放大器262的增益。此外,基准 电压生成部3c响应来自信号检测部36a的控制信号,控制施加至放大器262的基准电压。
[0164] 接着,参照图37对图36所示的电路中的具体的用于避免或抑制饱和的放大器261 的控制进行说明。
[0165] 首先,在放大器261作为控制对基准电压的控制进行说明。图37是表示图36所 示的信号检测部36a的一个具体例的图。在图37中,信号检测部36a具有A/D转换器361、 比较部362、基准电压控制部363、阈值存储部364以及目标值存储部365。此处考虑检测到 操作者的身体的情况。放大器262的输出信号Vback被输入到A/D转换器361,被转换为数 字信号。从A/D转换器361输出的数字信号、在比较部362读出存储于阈值存储部364的 规定的阈值并与之进行比较,判定是否需要基准电压Vref的控制。此处,存储在阈值存储 部364的规定的阈值例如为Vcc和/或GND电压。在阈值为Vcc的情况下,来自A/D转换 器361的输出信号为Vcc以上时,判定为需要基准电压Vref的控制。此外,在阈值为GND 的情况下,当来自A/D转换器361的输出信号为GND以下时,判定为需要基准电压Vref的 控制。即,比较部362判定来自放大器262的输出电压的饱和状态。此时,为了与检测到人 的手的情况进行区别,在比较部362,判定一定期间(例如几秒钟)来自放大器262的输出 电压是阈值Vcc以上还是GND以下。
[0166] 在比较部362判定为需要基准电压Vref的控制的情况下,即在来自A/D转换器 361的输出信号为Vcc以上或GND以下的状态持续一定期间的情况下,将控制开始信号输出 至基准电压控制部363。基准电压控制部363响应来自比较部362的控制开始信号,读出存 储在目标值存储部365的目标值,与该目标值相应地生成基准电压控制信号,控制基准电 压生成部36c〇
[0167] 此时,例如在基准电压Vref为Vcc/2、来自A/D转换器361的输出信号为Vcc以 上的情况下,基准电压控制部363从目标值存储部365读出比Vcc/2低的目标值(例如 Vcc/4),生成令基准电压Vref为Vcc/4那样的基准电压控制信号,控制基准电压生成部 36c。此外,例如在基准电压Vref为Vcc/2、来自A/D转换器361的输出信号为GND以下的情 况下,基准电压控制部363从目标值存储部365读出比Vcc/2高的目标值(例如Vcc3/4), 生成令基准电压Vref为Vcc3/4那样的基准电压控制信号,控制基准电压生成部36c。
[0168] 如果基准电压生成部36c例如为通过电阻分割来生成基准电压Vref的结构,也可 以通过控制该电阻值控制基准电压。此外,也可以使用被内置于基准电压生成部36c的A/ D转换器控制基准电压Vref,如果基准电压生成部36c被进行PWM控制,也可以控制该PWM 信号的占空比而控制基准电压Vref。
[0169] 为了从检测放大器262输出的饱和状态开始进行控制,如上述的例子那样在阈值 存储部364存储Vcc或GND。当然,也可以在阈值存储部364存储或设定规定的阈值Vcc、 GND电平以外的阈值。例如,如果有Vback与Vhand之差则能够检测人的手的活动即姿势, 所以只要能够从放大器262输出与A/D转换器361的最小分辨率对应的电压即可,考虑到 这一点,也可以在阈值存储部364存储或设定Vcc-(与A/D转换器361的最小分辨率对应 的电压)或GND+ (与A/D转换器361的最小分辨率对应的电压)。在图38中,仅表示令阈 值为Vcc-(与A/D转换器361的最小分辨率对应的电压)的情况,在图示那样来自放大器 262的输出电压超过该阈值的情况下开始基准电压Vref的控制。
[0170] 此外,也可以不仅考虑A/D转换器361的最小分辨率而且考虑来自温差电堆的检 测信号中所含的噪声电平地设定阈值。此外,也可以将与存储在阈值存储部364的阈值相 同的值作为目标值存储在目标值存储部365中。
[0171] 此外,也可以根据检测的温度范围变更目标值。例如在Vref=Vcc/2、温差电堆 温度Ts= 25°C的情况下,当以来自放大器262的输出信号在Vcc、GND饱和的温度分别为 Tback= 35°C、15°C时,能够检测姿势的温度范围(能够检测温度范围)AT= 20°C(= 35-15°C)。当温差电堆温度Ts降低成为Ts= 20°C时,来自放大器262的输出信号在Vcc、 GND饱和的温度分别为Tback= 30°C、10°C。即,当温差电堆温度变低时检测到人体的温度 或手的温度中的任一温度的情况下,来自放大器262的输出信号饱和的可能性均变高。因 此,在预想温差电堆Ts变得低的情况下,优选能够将上述能够检测温度范围AT维持或放 大至高温侧。因此,例如如果将基准电压设定为例如Vcc/4,则能够在Ts= 20°C使能够检 测温度范围AT为35°C至15°C。该能够检测温度范围AT如上述那样与温差电堆Ts为 25°C的情况时相同。通过这样变更基准电压,即使在温差电堆的温度Ts向低的方向变动的 情况下也能够在恰当的能够检测温度范围AT进行姿势检测。在本例中将基准电压设定为 Vcc/4,但基准电压也可以考虑使用的温差电堆的温度范围而确定。
[0172] 接着,对用于避免或抑制放大器262的输出电压的饱和的、放大器262的增益的控 制进行说明。该控制也由图37的电路执行。
[0173] 如上所述,在由比较部362判定为一定期间来自放大器262的输出电压(来自A/ D转换器361的信号)为阈值Vcc以上或GND以下的情况下,首先控制基准电压Vref。此 时,不进行放大器262的增益控制。
[0174] 在该基准电压Vref的控制后还维持放大器262的输出电压的饱和的情况下,控制 放大器262的增益。例如,在基准电压Vref的控制后,在比较部362中,对一定期间(例如 几秒钟)来自放大器262的输出电压是否饱和、即来自A/D转换器361的信号是否一定期 间为阈值Vcc以上或GND以下进行判定。如果判定为一定期间持续饱和,贝1」判定为需要控 制放大器262的增益。作为例外,在仅与多个温差电堆中的一部分温差电堆连接的放大器 262的输出电压饱和的情况下不进行控制。其理由是因为存在仅一部分温差电堆故障或靠 近热源的可能性。
[0175] 而且,在比较部362判定为需要放大器262的增益控制的情况下,比较部362将增 益控制信号输出至增益控制部36b,控制成降低放大器262的增益。该增益控制信号既可以 基于存储于阈值存储部364的阈值生成,也可以基于存储于目标值存储部365的目标值生 成。此外,也可以如上述那样考虑A/D转换器361的分辨率和噪声电平地确定。
[0176] 通常放大器的增益为了容易取得来自温差电堆的低电平的检测信号而设定得非 常高。因此,放大器的增益优选维持得高。在本实施例中,即使如上所述那样放大器262的 输出电压饱和,也不立即降低增益,而是首先控制基准电压Vref,在即使如此还维持饱和的 情况下降低放大器262的增益。因此,根据本实施例,能够良好地维持来自温差电堆的检测 信号的取得并且抑制饱和。
[0177] 此外,在温差电堆的一部分发生故障、检测到放大器262的输出电压呈现饱和状 态或由于靠近热源而放大器262的输出电压呈现饱和状态的情况下,也可以例如如图39所 示那样,在显示图像合成显示警告消息39。通过该警告39的显示,能够向操作者通知不能 进行正常的姿势的检测。出错显示39也可以不在显示图像上进行,例如也可以进行LED(例 如图25(b)的出错显示用光源15)的闪烁和/或从扬声器鸣响出错音。只要是能够使得操 作者认识到出错的方法就可以为任何方法。
[0178] 接着,对能够通过温差电堆的温度控制、避免饱和状态而进行姿势检测的结构进 行说明。本实施例构成为,将温差电堆的温度控制成与手的温度大致相同,并进一步通过调 整放大器262的增益、基准电压,即使小的信号也能够进行检测。图40是本实施例的另一 检测元件2的一个具体例,该检测元件2除了具有温差电堆(传感器)261和放大器262,还 具有放大器/温度控制部40、温度检测部41、温度调整部42。此外,放大器/温度控制部 40包括信号检测部40a、增益控制部36b、温度控制部40b、温度目标存储部40c和基准电压 生成部36c〇
[0179] 接着,对图40的动作进行说明。从传感器261通过放大器262输出的信号和温度 检测部41的输出信号被输入到放大器/温度控制部40的信号检测部40a。信号检测部40a 使用来自放大器262的信号进行与图37的说明相同的处理,向基准电压生成部36c和增益 控制部36b输出控制信号。基准电压生成部36c和增益控制部36b通过与图37的说明相 同的处理控制放大器262的基准电压Vref和增益。这些处理、控制与图37的说明的处理、 控制相同,所以此处省略对其详细的说明。
[0180] 而且,被输入到信号检测部40a的信号中来自温度检测部41的信号,进一步被输 入到温度控制部40b。温度控制部40b控制温度调整部42,使得由温度检测部41检测到的 传感器261的温度成为存储于温度目标值存储部40c中的目标温度。温度调整部42通过 将传感器261加热或冷却来控制传感器261的温度,例如能够利用珀耳帖元件、线圈等构成 的加热器等。通过控制供给至该珀耳帖元件、加热器的电流,控制传感器261的温度。存储 在温度目标值存储部40c中的目标温度,被设定为接近人的手的温度的值,例如36°C附近。
[0181] 图41(a)是表示以使温差电堆的温度成为与人的手的温度(作为体温的36°C附 近)相同的方式进行控制时的放大器262的输出电压的图。如图所示,由于温差电堆与手 为同一温度,所以从上述式(4)、Vhand和Vback分别以以下的式5、式6表不。
[0182] Vhand=Vref(5)
[0183] Vback = a (Tback-Ts)+Vref (其中,a = a 1) (6)
[0184] 其中,式6的a表示放大器262的增益(放大率),此处作为a 1。
[0185] 多数情况下手的温度比穿着衣服的人体高,通常Vback比Vhand低。因此,如果 将温度控制成使温差电堆的温度与手的温度相等,则如图41 (a)和式5那样成为Vhand= Vref,且能够使Vback比基准电压Vref低,所以能够避免放大器262的输出电压的饱和状 态地进行姿势的检测。
[0186] 但是在姿势检测中,Vhand-Vback的值对检测精度影响大。即,Vhand-Vback越大 则越容易检测姿势。因此,在上述的
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