JPH0236199Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、投光器より発した光（赤外光線を含
む）を物体で反射させ、この反射光を受光器で受
光し、この受光量の変化を検出して信号を出す、
主に侵入者検知として用いる反射型光電スイツチ
に関する。

従来の反射型光電スイツチとしては、投光器と
受光器を一つの容器内に納めた一体形が一般で、
投光器と受光器間のループをとるために反射鏡を
用いないものでは検知距離が短く、また該反射鏡
を用いるものでは検知距離はのびるけれども、反
射率が大きい被検知物体はこれを確実に検知しな
いといつた欠点があり、さらに両者共その構造上
検知範囲が狭く、受光量の短時間における変化率
を検出する微分検出形であるから被検知物体が停
止状態を継続の場合は、検出信号を出力しなくな
り、侵入者検知に用いるには難があつた。

微分検出形とは、短時間（例えば１秒以内）に
所定の受光量変化があつた時に、一定時間（例え
ば２〜３秒）検出信号を出力するというような信
号処理を行わせたものであり、被検出物体の移動
速度が遅い場合は、当然受光素子の受ける光の変
化率も小さくなり、検出信号が出力されにくくな
る。また、被検出物体が停止状態を継続する場合
は、検出信号は出ないことになる。

本考案は、上記従来の諸欠点を解消したもの
で、検知範囲が広く、被検知物体をその移動速度
に関係なく確実に検知する反射型光電スイツチの
提供を目的とし、以下に詳述する。

第１図は、本考案の基本形を示し、投光器１の
光学系としては凸レンズ３を用い、その焦点もし
くは焦点の近くには発光源として発光素子Ｄ１が
配置されている。受光器２の光学系にも凸レンズ
３′を用い、その焦点もしくは焦点の近くに２つ
のホトダイオードＲ１，Ｒ２を並置し、ホトダイ
オードＲ１とホトダイオードＲ２の受光視野Ｚ
１，Ｚ２は異なつている。投光器１と受光器２の
レンズ３，３′はそれぞれ壁面４に向けられ、受
光器２は壁面４で反射された受光器１から光（変
調光の場合もある）Ｐを受ける位置に取り付けら
れている。この場合一方の受光視野Ｚ１と他方の
受光視野Ｚ２の異なりは、投光器１からの光が壁
面４等で反射される位置で受光視野Ｚ１，Ｚ２の
境界が互いに近接する程度が望ましい。

第２図は、投光器１および受光器２の光学系を
複数の凹面鏡（曲面鏡、放物面鏡等）５，５′と
したもので、各光軸Ｘ１，Ｘ２……，ｘ１，ｘ２
……は異方向を向いており、受光器２の光学系
５′の焦点もしくは焦点の近くには２つのホトダ
イオードＲ１，Ｒ２を並置してある。

第３図は両ホトダイオードＲ１，Ｒ２を、逆極
性とし、並列に接続した状態を示した図である。

本考案の構成は以上で、両視野Ｚ１，Ｚ２内に
被検知物体（遮光物体）が存在しない場合は、ホ
トダイオードＲ１，Ｒ２には発光素子Ｄ１からの
光が壁面４に反射して、同程度の光量が入射して
いるため、ホトダイオードＲ１の出力とＲ２の出
力の絶対値はほぼ等しくなり、第３図の構成によ
れば出力は出ないが、どちらか一方の受光視野Ｚ
１あるいはＺ２内に被検知物体が存在すると受光
素子Ｒ１とＲ２に入射する光量のバランスがくず
れるため、２つの受光素子に出力差が生じ、第３
図の構成によると出力信号としてとり出せるので
ある。

本実施例で使用したホトダイオードは開放電圧
0.4V、短絡電流15μA、暗電流0.5μAのものを使
用し、負荷抵抗Ｒとして1MΩの抵抗を使用した。
ホトダイオードには、入射光の強さに応じた電流
が流れ、これが負荷抵抗に流れその両端に電圧が
発生する。ホトダイオードは順電圧が一定の値
（本実施例に使用したものでは0.4V）を越えると
光電流が流れなくなるため、本考案のように何個
も並列に接続してもホトダイオードが破壊された
り、動作しなくなるといつたことはない。第３図
に示す受光部の出力は増幅部へ送られ、増幅され
た後判定される。全ホトダイオードに均一に光が
入射している時は出力はゼロ（基準レベル）であ
るが、これを基準としてプラス側、あるいはマイ
ナス側に一定値以上変化した時に検出信号を出力
するという判定を行なう。投光器から発する光が
パルス光である場合はホトダイオードから出力す
るパルス信号を増幅し、最終的にパルスのピーク
値に対応する直流レベルの信号に変換して前記判
定を行う。上記では２つのホトダイオードについ
て述べたが、より多数のホトダイオードを用いる
場合でも、偶数個であれば第４図の接続例によつ
て同様に検出信号が得られる。以上の如く、本願
では異なる受光視野を持つ複数のホトダイオード
を用い、いずれかひとつのホトダイオードから出
力が出されたときに検知信号が出され、全ホトダ
イオードから同じ大きさの出力が出されたときに
は、検知信号を出さないように全ホトダイオード
を接続したので、これらのホトダイオードと光学
系とにより形成される受光視野に、被検知物体が
存在すれば検出信号が得られる。また、検知範囲
は各受光視野の総和となり、広くとれる利点があ
る。また、この接続によれば、被検知物体の反射
率やその移動、停止に関係なく確実にこれを検出
する。

さらに受光器の各素子に対して光学系の光軸を
複数とることができ、前記検知範囲をさらに広く
し得る特徴もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る光電スイツチのふかん
図、第２図は他の実施例による同ふかん図、第３
図は２つのホトダイオードを用いた場合の実施例
図、第４図は４つ以上（偶数個）のホトダイオー
ドを使用した場合の実施例図である。 １……投光器、２……受光器、３……凸レン
ズ、４……壁面、Ｄ１……受光素子、Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４……ホトダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 投光器より発した光を物体で反射させ、この
   反射光を受光器で受光し、この受光量の変化を
   検出して信号を出す反射型光電スイツチにおい
   て、受光器の光学系の焦点もしくは焦点の近く
   に、それぞれ受光視野が異なるように偶数個の
   ホトダイオードを並置し、全ホトダイオードの
   うち半数を逆極性とし、全ホトダイオードを並
   列接続し、これらの合成出力を増幅部へ接続し
   たことを特徴とする反射型光電スイツチ。 ２ 投光器および／または受光器の光学系は光軸
   を複数の異方向とした実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の反射型光電スイツチ。