JPH0293997A - 反射式物体検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光信号を監視領域を介して壁等で反射させ、
この反射光の変化から通過物体を検知する反射式物体検
出器に関する。

［従来の技術］ 従来の反射式物体検出器としては、例えば第２図に示す
ものがおる。

第２図において、１は例えばＬＥＤ等でなる発光部であ
り、パルス駆動回路２、変調回路３により所定周期で変
調された変調光を監視領域１００を介して壁２００に向
けて発光する。４は例えばフォトダイオードよりなる受
光部であり、壁２０Ｏで反射された発光部１からの変調
光を受光して電気信号に変換する。受光部４からの受光
信号はフィルタ回路５で変調周波数帯域を抽出した後、
同期回路６で同期検波され、増幅回路７で増幅した後に
整流回路８で直流信号に変換されて比較回路１０に与え
られる。

比較回路１０には、壁２００からの定常的な反射光によ
る検出信号、即ち定常監視状態における整流回路８から
の出力電圧が基準値として設定され、監視区域１００に
例えば人が浸入したときの反射光の変化による信号変化
が基準値に対し所定値以上であれば比較出力を生じて警
報を行なわせる。

通常、比較回路１０での監視閾値の設定は、例えば塁Ｑ
値を中心に上限監視閾値と上限監視閾値を上下に設定す
る。

即ち、比較回路１０は、比較器１３．１４及び遅延回路
１５を備える。

まず比較器１３．１４に対する基準値ｖｒｏは抵抗Ｒ１
，Ｒ２の分圧により整流回路８からの出力電圧に基づい
て決められ、遅延回路１５を介して比較器１３．１４に
入力される。

比較器１３には抵抗Ｒ３，Ｒ４により上限監視閾値Ｖｒ
ｌが設定され、また比較器１４には抵抗Ｒ５、Ｒ６によ
って下限監視閾値Ｖｒ２が設定される。

具体的には、例えば工場等からの出荷時に、所定の反射
光量ＬＯを受光部４に入射し、そのとき得られる整流回
路８の出力電圧に基づいて基準値ｙｒｏを決め、この基
準値ｖｒｏが略中央となるように、上限監視閾値Ｖｒｌ
及び下限監視閾値Ｖｒ２を設定する。

このような反射式物体検出器にあっては、監視領域１０
０に人が侵入して反射光が急激に変化した場合は、比較
器１３．１４に対する基準値ｙｒ。

は遅延回路１５により直ちに変化せず、一方、反射光の
変化に追従して上限監視閾値ｖｒ１及び下限監視閾値Ｖ
ｒ２が変化し、一定に保たれている基準値■ｒＯを上限
監視閾値ｖｒ１が下回った時には比較器１３がＨレベル
出力を生じ、一方、基準値Ｖｒ。

を下限監視閾値Ｖｒ２が上回った時に比較器１４が１−
ルベル出力を生じ、人を検出することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような従来の反射式物体検出器にあって
は、比較回路１０に設けた比較器１３゜１４に入力する
増幅信号として、比較器１３，１４の回路特性に適合し
た入力信号レベルとすることが望ましい。

例えば、反則率の良い壁２００に向けて設置した場合に
あっては、増幅回路７で増幅した後に整流回路８から得
られる増幅信号の信号レベルは比較器１３．１４の適正
入力範囲を越えて高くなり過ぎるため、適正入力範囲に
収まるように設置時に増幅回路７の利得を調整しなけれ
ばならない。

しかし、反射式物体検出器の設置場所における壁等の発
射物体の反射率は様々であり、設置時に比較部に対する
適正入力範囲となるように増幅利得を調整するには、レ
ベルメータ等の測定器を必要とし、調整作業が煩雑にな
る問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、設置状況に応じて自動的に比較部に対する適正入
力範囲に増幅信号レベルが収まる調整状態を得ることが
できる反射式物体検出器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ まず本発明は、監視領域を介して壁等に向けて光信号を
出力する発光部と、該壁等から反射された光信号を受光
する受光部と、該受光部が受光した検出信号を増幅する
増幅部と、該増幅部からの増幅信号が所定以上変化した
際に出力を生じて警報させる比較部とを備えた反射式物
体検出器を対象とする。

このような反射式物体検出器につき本発明にあつては、
増幅部からの増幅信号を監視する出力監視部と、増幅部
の増幅信号を比較部又は出力監視部に選択的に切替える
切替スイッチと、電源投入時に所定時間のあいだ切替ス
イッチを出力監視部側に切替制御するタイマ制御部と、
発光部に設けられ、発光部から出力される光信号の強度
を制御する発光制御部とを設け、切替スイッチが出力監
視部側に切替っている際に、増幅部からの増幅信号が出
力監視部に予め設定した所定範囲を外れていた場合には
、該所定範囲に収まるように前記発光制御部の制御で光
信号の強度を調整するように構成したものである。

［作用］ このような構成を備えた本考案の反射式物体検出器にあ
っては、現場設置後に監視動作を開始するために電源を
投入すると、電源投入から所定時間のあいだ増幅部の出
力が出力監視部側に切替えられ、その時の壁等で反射さ
れた受光信号に対応した増幅信号が出力監視部に設定し
た比較部の適正入力範囲を外れていた場合には、該適正
入力範囲に収まるように発光制御部によって発光部から
の光信号の強度を調整するようになり、設置場所の状況
に対応して自動的に比較部に対する増幅信号が適正レベ
ルに調整され、常に安定１ノだ監視動作を保証できる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図でお
る。

第１図において、まず発光側は発光部１、パルス駆動回
路２及び変調回路３で構成され、パルス駆動回路２及び
変調回路３によって所定周期で変調された変調信号によ
り発光部１に設けた発光り′イオード１ａをトランジス
タＴ１で制御し、発光ダイオード１ａからの変調光を監
視ｅ４１ｉｊ！’ＩＱＱ；を・介して壁２００に向けて
発光する。

この発光部１には後の説明で明らかにする発ンこ制御部
９が設けられ、発光制御部９によりこの実施例にあって
は、トランジスタＴ１によって発光ダイオード１ａに流
れる発光駆動電流を段階的に小ざくできるようにしてい
る。即ち、発光制御回路９によって発光部１からの光信
号の強度を段階的に低下できるようにしている。

壁２００で反射された発光部１からの変調光は受光部４
で受光され、受光部４からの受光信号はフィルタ回路５
で変調周波数帯域を抽出した後、同期回路６で同期検波
され、増幅回路７で増幅した後に整流回路８で直流信号
に変換されて新たに設けた切換スイッチ１８−１を介し
ノで比較回路１０に与えられる。比較回路１０は例えば
第２図に示した回路構成を有する。比較回路１０の比較
出力は警報回路１６に与えられ、盗難警報等を行なう。

一方、整流回路８の出力は切替スイッチ１８−２を介し
て出力監視部２５に与えられている。また、切替スイッ
チ１８−２の出力とアース間には、別の切替スイッチ１
８−３が設けられ、切替スイッチ１８−２が開いた状態
で切替スイッチ１８３が閉じ、入力開放による出力監視
部２５の誤動作を防止するようにしている。

整流回路８の出力側に設けられた切苔スイッＪ−１８−
１，１８−２、更に切替スイッチ１８−３はタイマ制御
部２０により切替制御される。

タイマ制御部２０はタイマ回路２１を備え、タイマ回路
２１は電源投入から一定時間の間、ＱＪｉ力をＨレベル
、Ｑ出力をＬレベルとするタイマ出力を生ずる。タイマ
回路２１の０出力は比較回路１０の入力段に設けた切替
スイッチ１Ｂ−１のｆｌｉｌ制御信号として与えられ、
タイマ回路２１の０出力がＬレベルとなっている間、実
線で示すよう１こ切替スイッチ１８−１はオフ状態に置
かれる。一方、タイマ回路２１のＱ出力は出力監視部２
５側に設けた切替スイッチ１８−２に制御信号として与
λられ、タイマ回路２１のＱ出力がＨレベルとなってい
る間、切替スイッチ１８−２は実線で示すようにオン状
態に切替わっている。

即ち、タイマ制御部２０により電源投入から一定時間の
間、切替スイッチ１８−１がオフとなって比較回路１０
に対する整流回路の出力を遮断し、同時に切替スイッチ
１８−２がオンとなって出力監視部２５に対し整流回路
８の出力を供給するようになる。

勿論、電源投入から一定時間を経過するとタイマ回路２
１はリセット状態に戻り、Ｑ出力がＬレベル、０出力が
１−ルベルとなることで切替スイッチ１８−１はオン、
切替スイッチ１８−２はオフに切替わる。更に、タイマ
回路２１の０出力は切替スイッチ１８−３の切替信号と
なり、切替スイッチ１８−３は切替スイッチ１８−２に
対し逆のオン・オフ動作を行なうことになる。

更に、タイマ制御部２０には、この実施例にあっては、
電源投入から一定時間の間、調整時間のあることを示す
ための表示灯２４の制御機能を合わせてもっている。

即ち、ＬＥＤでなる表示灯２４に対しては、発掘回路２
２の発振出力がＡＮＤゲート２３、ダイオードＤ１、抵
抗Ｒ８を介して供給され、ＡＮＤゲート２３の他方には
タイマ回路２１のＱ出力が接続されている。また、タイ
マ回路２１の０出力が直接ダイオードＤ２を介して抵抗
Ｒ８の一端に接続されている。

従って、電源投入から一定時間に亘ってタイマ回路２１
がセット状態となってＱ＝Ｈ，Ｑ＝Ｌとなると、Ｑ出力
によりＡＮＤゲート２３が許容状態となり、発掘回路２
２からの発振パルスが表示灯２４に供給され、表示灯２
４が点滅して調整状態にあることを報知するようになる
。

電源投入から一定時間を経過してタイマ回路２１がリセ
ットされると、Ｑ＝Ｌ、ｉＱ＝ト１となるためＡＮＤゲ
ート２３は禁止状態となり、タイマ回路２１のＯ＝Ｈレ
ベル出力がダイオードＤ２、抵抗Ｒ８を介して表示灯２
４に供給されることで表示灯２４が常時点灯状態に切替
わる。

次に、出力監視部２５を説明する。出力監視部２５には
比較器２６．２７が設けられ、比較器２６．２７のプラ
ス入力端子に切替スイッチ１８−２を介して整流回路８
からの増幅信号が入力される。また、比較器２６．２７
に対しては抵抗Ｒ１１、Ｒ１２，Ｒ１３の直列接続でな
る分圧回路により基準電圧ｖｒ１．ｖｒ２が設定される
。この基準電圧Ｖｒｌ、　Ｖｒ２は比較回路１０に設け
た比較器、例えば第２図の従来例に示した比較器１３．
１４に対する適正入力範囲の上限側を設定している。

即ら、ｖｒｌくｖｒ２関係にあり、整流回路８からの増
幅信号が基準電圧Ｖｒ１を越えると比較器２６がＨレベ
ル出力を生じ、整流回路８からの増幅信号が基準値Ｖｒ
２を越えると比較器２６．２７の両方がＨレベル出力を
生ずる。比較器２６．２７の出力は抵抗Ｒ１４とコンデ
ンサＣ１、及び抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ２でなるノイ
ズ除去用の積分回路を介してサイリスタ２８．２９のゲ
ートに接続される。サイリスタ２８．２９は制御負荷と
してリレー３０及び３２を接続している。このリレー３
０．３２のリレー接点３０ａ、３２ａは発光部１に設け
た発光部制御部９に設けられている。

発光部１に設けた発光制御部９は発光ダイオード１ａの
駆動トランジスタＴ１の駆動電流を制御する制御トラン
ジスタＴ２のベースバイアス回路を構成しており、トラ
ンジスタＴ２のベースエミッタ間に並列接続した抵抗Ｒ
１０，Ｒ２０，Ｒ３０をリレー接点３０ａ、３２ａのオ
ン・オフにより切替えて発光ダイオード１ａの発光電流
、即ち発光量を段階的に調整できるようにしている。

即ち、出力監視部２５に設けたリレー３０及び３２が共
にオフ状態のとき発光制御部９に設けたリレー接点３０
ａ、３２ａは図示のように閉じており、トランジスタＴ
２のペースエミッタ間の接続抵抗は抵抗Ｒ１０，Ｒ２０
，Ｒ３０の並列抵抗値となる。

次に出力監視部２５に設けたリレー３０が作動すると、
リレー接点３０ａが開いて抵抗Ｒ１０を切離し、トラン
ジスタＴ２のペースエミッタ間抵抗値は抵抗Ｒ２０とＲ
３０の並列抵抗値に増加し、この抵抗値の増加に伴って
トランジスタＴ２のペースエミッタ間電圧が上昇してト
ランジスタＴ２の］レクタ電流が増え、その結果、トラ
ンジスタＴ１に対するベース電流が減少して発光ダイオ
ード１ａの発光量が１段低下する。

更に、出力監視部２５のリレー３０及び３２の両方が作
動した場合には、リレー接点３０ａ及び３２ａがオフす
ることから抵抗ＲＩＯ及びＲ’２０が切り離されてトラ
ンジスタＴ２のペースエミッタ間の抵抗値は抵抗Ｒ３０
のみとなり、更に抵抗値が増加することでトランジスタ
Ｔ１による発光ダイオード１ａの駆動電流は更に１段下
がって発光量を減少させるようになる。

次に、第１図の実施例の動作を説明する。

図示のように本発明の反射式物体検出器を設置した状態
で電源を投入すると、タイマ制御部２０に設けたタイマ
回路２１がセットされてＱ＝Ｈ。

Ｑ＝Ｌとなり、切替スイッチ１Ｂ−１がオフとなると同
時に切替スイッチ１８−２がオンし、更に切替スイッチ
１Ｂ−３もオフするようになる。従って、電源投入によ
り発光部１から監視領域１００を介して壁２００で反射
された受光部４からの受光信号はフィルタ回路５、同期
回路６、増幅回路７、更に整流回路８により所定レベル
に増幅した直流信号として得られ、切替スイッチ１８−
２を介して出力監視部２５に供給される。

勿論、このときタイマ制御部２０に設けたＡＮＤゲート
２３が許容状態となり、発振回路２２の発振出力が表示
灯２４に供給されて点滅し、表示灯２４の点滅により調
整状態にあることを知らせるようになる。

切替スイッチ１８−２を介して出力監視部２５に与えら
れた整流回路８からの増幅信号は、比較器２６．２７に
おいて基準値Ｖｒ１．　Ｖｒ２と比較される。

ここで設置場所の壁２００の反ＯＡ率が高く、整流回路
からの増幅信号レベルが出力監視部２５に設定した基準
値Ｖｒ１を越え、基準値Ｖｒ２未満であったとする。こ
の場合、比較器２６のみが１−ルベル出力を生じ、従っ
てサイリスタ２８がトリガされてリレー３０が駆動され
る。リレー３０の駆動により発光部１の発光制御部９に
設けたリレー接点３０ａが聞き、抵抗Ｒ１０を切り離す
ことで１〜ランジスタＴ２のペースエミッタ間には抵抗
Ｒ２０、Ｒ３０が並列接続され、抵抗値が増加すること
でトランジスタＴ１による発光ダイオード１ａの駆動電
流が１段階低下し、その結果、受光部４に対する壁２０
０からの反則光量が低下することになる。

このように出力監視部２５に基づく発光制御部９の制御
で発光量が１段階減少されると、整流回路８からの増幅
信号の信号レベルが低下し、もし出力監視部２５に設け
た比較器２６の基準値Ｖｒｌ以下となれば比較器２６の
出力はＬレベルとなる。

しかし、サイリスク２８は既にオン状態にラッチされて
いるため、比較器２６の出力がＬレベルとなってもリレ
ー３０は駆動状態に保たれる。

一方、出力監視部２５に対する整流回路８からの増幅信
号の信号レベルが比較器２７に対する基準値Ｖｒ２を越
えていたとすると、比較器２６及び２７の出力が共にＨ
レベルとなり、サイリスタ２８．２９がトリガされ、リ
レー３０及び３２が作動される。このため発光部１に設
けた発光制御部９のリレー接点３０ａ、３２ａが共にオ
フとなり、抵抗Ｒ１０，Ｒ２０が切り離されてトランジ
スタＴ２のベース・エミッタ間には抵抗Ｒ３０のみが接
続され、抵抗値が２段階増加することでトランジスタＴ
１による発光ダイオード１ａの発光量は２段階低下する
ようになり、このため発光量を２段階低下させた後の整
流回路８から得られる増幅信号は出力監視部２５の比較
器２６に設定した基準値Ｖｒの近傍もしくはそれ以下に
低下した適正レベルに調整されることになる。

勿論、電源投入から一定時間を経過するとタイマ制御部
２０のタイマ回路２１がリセットされ、Ｑ＝Ｌ、０＝１
−（どなることで切替スイッチ１８−１がオンして整流
回路８の出力を比較回路１０に入力し、同時に切替スイ
ッチ１８−２がオフして出力監視部２５を整流回路８の
出力から切り離し、更に切替スイッチ１８−３がオンし
て比較器２６゜２７に対する入力レベルをＯ■に固定し
て出力監視部２５の誤動作を防止する。

また、タイマ回路２１のリセットでＡＮＤゲート２３が
禁止状態となり、タイマ回路２１の０＝目出力により表
示灯２４がそれまでの点滅状態から点灯状態に切替わる
。

尚、第１図の実施例にあっては、出力監視部２５で電源
投入時に切替えられた整流回路からの増幅信号が予め定
めた基準値を越えているときに発光部１に設けた発光制
御部９により発光量を減少させているが、他の実施例と
して受光増幅信号が出力監視部２５に設けた基準値以下
となったときに発光制御部９により発光部１からの発光
量を増加させるようにしても良いことは勿論である。ま
た、電源投入時にタイマ制御部２０のタイマ回路２１を
セットするようにしているが、他のスイッチング手段に
よりタイマ回路２１をセットするようにしてもよい。

更に出力監視部２５に比較回路１０に設けた比較器の適
正入力範囲の上限及び下限値に対応した基準値を設定し
、上限基準値を越えた場合には発光部１の発光量を減少
させ、下限基準値を下回った場合には発光部１の発光量
を増加させるようにしても良いことは勿論である。

更にまた、第１図の実施例にあっては、タイマ制御部２
０を一体に設けているがタイマ制御部２０は電源投入直
後の所定時間だけ使用されるに過ぎないことから、タイ
マ制御部２０を独立したユニットとし、電源投入による
調整時にコネクタ等で接続して調整動作を行なわせるよ
うにしても良い。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、現場設置後に
監視動作を開始するために電源を投入すると、電源投入
から所定時間の間は増幅部の出力が出力監視部側に切替
えられ、そのときの壁等で反則された受光信号に対応し
た増幅信号が出力監視部に設定した適正入力範囲を外れ
ていた場合には、この適正入力範囲に収まるように発光
制御部によって発光部からの光信号の強度を自動的に調
整するようになり、従来のような設置場所の状況に応じ
た増幅利得の調整が一切不要でおり、設置場所の状況に
対応して自動的に増幅信号が適正レベルに調整でき、安
定した監視動作を保証することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図； 第２図は従来例を示した回路ブロック図である。 １００：監視領域 ２００：壁 １：発光部 １ａ：発光ダイオード ２：パルス駆動回路 ３：変調回路 ４：受光部 ５：フィルタ回路 ６：同期回路 ９：発光制御部 ７：増幅回路 ８：整流回路 １０：比較回路 １６：警報回路 １Ｂ−１，１８−２，１８−３：切替スイッチ２０：タ
イマ制御部 ２１：タイマ回路 ２２：発振回路 ２３　：ＡＮＤグー１〜 ２４：表示灯 ２５：出力監視部 ２６．２７：比較器 ２８．２９：サイリスタ ３０．３２：リレー ３０ａ、３２ｂ：リレー接点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、監視領域を介して壁等に向けて光信号を出力する発
   光部と、該壁等から反射された光信号を受光する受光部
   と、該受光部で受光した検出信号を増幅する増幅部と、
   該増幅部からの増幅信号が所定以上変化した際に出力を
   生じて警報させる比較部とを備えた反射式物体検出器に
   於いて、前記増幅部からの増幅信号を監視する出力監視
   部と、前記増幅部の増幅信号を前記比較部又は出力監視
   部に選択的に切替える切替スイッチと、電源投入等時に
   所定時間のあいだ前記切替スイッチを前記出力監視部側
   に切替えるタイマ制御部と、前記発光部に設けられ、該
   発光部から出力される光信号の強さを制御する発光制御
   部とを設け、前記切替スイッチが前記出力監視部側に切
   替っている際に、前記増幅部からの増幅信号が該出力監
   視部に予め設定した所定範囲を外れた場合には、該所定
   範囲に収まるように前記発光制御部の制御で光信号の強
   度を調整することを特徴とする反射式物体検出器。