JPH0342535Y2 - - Google Patents

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JPH0342535Y2
JPH0342535Y2 JP1979010117U JP1011779U JPH0342535Y2 JP H0342535 Y2 JPH0342535 Y2 JP H0342535Y2 JP 1979010117 U JP1979010117 U JP 1979010117U JP 1011779 U JP1011779 U JP 1011779U JP H0342535 Y2 JPH0342535 Y2 JP H0342535Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、盗難警報器等に用いられる光検出
器の受光器における受光素子を備えた回路部のプ
リント基板に対する実装構造に関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a mounting structure on a printed circuit board of a circuit section provided with a light-receiving element in a light receiver of a photodetector used in a burglar alarm or the like.

従来、この種の光検出器、いわゆる光線遮断式
光電スイツチにおいては、周囲の定常光と投光器
からの信号光を区別するために、信号光にパルス
変調をかけてパルス化している。第1図は従来の
光電スイツチの回路構成を示したもので、発振回
路1により赤外発光ダイオード2を所定周期で作
動させてパルス光3を照射し、これを受光素子と
なるフオトトランジスタ4で受けて電気信号に変
換し、フオトトランジスタ4はコンデンサC1
介して増幅回路5に接続されて定常光による信号
をカツトして信号光だけを増幅し、この信号光が
遮断されたとき信号処理回路6において盗難警報
等を送出するものである。この場合、受光器のフ
オトトランジスタ4の出力波形は第2図のように
なり、周囲光による直流的な信号レベルeDに重畳
されて信号光による信号レベルeSが表われる。と
ころが、屋外等で使用される盗難警報器等におい
ては、昼と夜では受光器に入射する定常光が大き
く変化するため、フオトトランジスタ4からの直
流信号レベルeDが変化し、特に定常光が強くなる
と直流信号レベルeDが上昇して信号光レベルeS
検出されないというマスク現象を生ずる。そこ
で、定常光が変化してもフオトトランジスタの定
常光による直流出力レベルを変化しないようにす
るため、第3図に示す如くベース端子付きのフオ
トトランジスタPTrを使用してバイアスをかける
回路が実用化されている。即ち、フオトトランジ
スタPTrの出力をコンデンサC2と抵抗R1で成る
積分回路を介してバイアス用トランジスタTrに
よりフオトトランジスタPTrのベースに帰還せし
めるバイアス回路を設けたもので、定常光が増え
るとコンデンサC2の電位が上がり、そのためバ
イアス用トランジスタTrのベース電流が増えて
そのコレクタ電位が下がり、フオトトランジスタ
PTrのベースバイアス電流を減らして出力直流レ
ベルが一定値になるように動作する。逆に、周囲
が暗くなるとバイアス用トランジスタTrのコレ
クタ電位が上昇し、フオトトランジスタの動作レ
ベルの低下を防いで効率の良い動作レベルを保持
できるようにベースバイアス電流を増加させる。
Conventionally, in this type of photodetector, a so-called light-interrupting photoelectric switch, the signal light is pulse-modulated and converted into pulses in order to distinguish between ambient steady light and signal light from a projector. FIG. 1 shows the circuit configuration of a conventional photoelectric switch. An oscillation circuit 1 activates an infrared light emitting diode 2 at a predetermined period to emit pulsed light 3, which is transmitted by a phototransistor 4 serving as a light receiving element. The phototransistor 4 is connected to the amplifier circuit 5 via the capacitor C1 to cut out the signal caused by the stationary light and amplify only the signal light, and when this signal light is cut off, the signal processing starts. The circuit 6 sends out a theft alarm, etc. In this case, the output waveform of the phototransistor 4 of the light receiver becomes as shown in FIG. 2, and the signal level e S of the signal light appears superimposed on the direct current signal level e D of the ambient light. However, in burglar alarms and the like used outdoors, the steady light that enters the receiver changes greatly between day and night, so the DC signal level e D from the phototransistor 4 changes, and the steady light in particular changes. If it becomes stronger, the DC signal level eD increases and a masking phenomenon occurs in which the signal light level eS is not detected. Therefore, in order to prevent the DC output level of the phototransistor from changing even if the ambient light changes, a circuit that applies bias using a phototransistor PTr with a base terminal has been put into practical use, as shown in Figure 3. has been done. That is, a bias circuit is provided in which the output of the phototransistor PTr is fed back to the base of the phototransistor PTr by a bias transistor Tr via an integrating circuit consisting of a capacitor C2 and a resistor R1 . The potential of 2 increases, which increases the base current of the bias transistor Tr, lowers its collector potential, and the phototransistor Tr increases.
It operates by reducing the base bias current of the PTr so that the output DC level remains constant. Conversely, when the surroundings become dark, the collector potential of the bias transistor Tr rises, and the base bias current is increased to prevent the phototransistor's operating level from decreasing and maintain an efficient operating level.

一方、この種の光検出器においては、投光器と
受光器の光軸合せが必要であり、その場合、装置
全体を動かすことはスペースの関係、もしくは角
度調整の面から無理があるため、通常、レンズも
しくは反射鏡等で成る光学系のみを調整自在な構
造とし、受光素子をレンズもしくは反射鏡の焦点
に置いている。
On the other hand, in this type of photodetector, it is necessary to align the optical axes of the emitter and receiver, and in that case, it is impossible to move the entire device due to space constraints or angle adjustment. Only the optical system consisting of a lens or a reflecting mirror has a freely adjustable structure, and the light receiving element is placed at the focal point of the lens or reflecting mirror.

第8図a,bは従来の光検出器の一例を示した
もので(特開昭53−2100号)、プリント基板22
を備えたホデイ20の上部に、取付金具29によ
つて受光部筐体28がその光軸を調整自在に装着
され、受光部筐体28にはレンズ26が設けら
れ、レンズ26の焦点に受光素子4を配置してい
る。
Figures 8a and 8b show an example of a conventional photodetector (Japanese Unexamined Patent Publication No. 53-2100), in which the printed circuit board 22
A light receiving unit housing 28 is attached to the upper part of the body 20 equipped with a mounting bracket 29 so that its optical axis can be freely adjusted. Element 4 is arranged.

このため従来の受光器においては、第4図に示
されるようにレンズ7の焦点f部分に、フオトト
ランジスタPTrをその光学系と共に一体に支持
し、第3図に示されたバイアス回路部は、分離し
て設けられたプリント基板8に実装していた。し
かしながら、フオトトランジスタPTrのバイアス
回路はメグオーダーの高インピーダンスであるた
め、フオトトランジスタPTrとプリント基板8と
の間はシールド線9にて接続しなければならな
い。しかし、シールド線9の使用は、それ自体が
コンデンサと同じ構造であることから、心線と外
側シールド部との間に分布容量をもち、この分布
容量がフオトトランジスタPTrの応答特性に影響
し、パルス信号光に対する応答特性が劣化すると
いう新たな問題を生じている。すなわち、第5図
Aに示される投光器の発光ダイオード出力に対
し、フオトトランジスタPTrの応答が遅れ同図B
のごとくフオトトランジスタPTr出力の立上り時
間が長くなり、取り出される出力信号レンズが低
下し、検出感度が低下してしまう。
For this reason, in the conventional photoreceiver, the phototransistor PTr is integrally supported at the focal point f of the lens 7, as shown in FIG. 4, along with its optical system, and the bias circuit section shown in FIG. It was mounted on a separately provided printed circuit board 8. However, since the bias circuit of the phototransistor PTr has a high impedance on the order of meg, the phototransistor PTr and the printed circuit board 8 must be connected by a shield wire 9. However, since the shield wire 9 has the same structure as a capacitor, it has a distributed capacitance between the core wire and the outer shield, and this distributed capacitance affects the response characteristics of the phototransistor PTr. A new problem arises in that the response characteristics to pulsed signal light deteriorate. In other words, the response of the phototransistor PTr is delayed with respect to the light emitting diode output of the floodlight shown in FIG.
As shown in the figure, the rise time of the phototransistor PTr output becomes longer, the output signal lens taken out becomes lower, and the detection sensitivity decreases.

これを補うためには、投光器よりの発光ダイオ
ード出力の時間幅を点線の如く長くするか、或は
強力な光を照射できる高出力の発光ダイオードを
使用しなければならない。しかし、発光ダイオー
ドはその許容損失がある値に限定されており、短
時間だけ大電流を流し、残りの期間は休止して総
合的な許容損失を抑えるように使用されるため、
発光時間に限界があり、フオトトランジスタの応
答時間が長くなつて発光ダイオードの発光時間を
超えるようになると、フオトトランジスタにより
十分な受光出力が取り出せない。
In order to compensate for this, it is necessary to lengthen the time width of the light emitting diode output from the projector as shown by the dotted line, or to use a high output light emitting diode that can emit strong light. However, the power dissipation of light emitting diodes is limited to a certain value, and they are used in such a way that they allow a large current to flow for a short period of time and rest during the rest of the period to suppress the overall power dissipation.
There is a limit to the light emitting time, and if the response time of the phototransistor becomes long and exceeds the light emitting time of the light emitting diode, the phototransistor will not be able to obtain sufficient light receiving output.

また、高インピーダンスのバイアス回路が、信
号増幅処理回路と共に1つのプリント基板にある
と、その他の回路、例えばスイツチング回路もし
くはリレー回路等による影響を受け易く、これが
誤動作の原因となつている。
Furthermore, if a high impedance bias circuit is placed on one printed circuit board together with a signal amplification processing circuit, it is likely to be influenced by other circuits, such as switching circuits or relay circuits, which may cause malfunctions.

この考案の目的は、ベース端子付のフオトトラ
ンジスタに用いられる高インピーダンスのバイア
ス回路を他の増幅信号処理回路と分離したプリン
ト基板にフオトトランジスタと共に実装し、且つ
光学系と一体に装着し取付け、フオトトランジス
タのベース端子配線を短くすることによつて分布
容量を下げて応答特性を高め、その結果として受
光出力が十分に得られると共に検出距離を長くす
ることができ、且つ高インピーダンスのバイアス
回路をノイズ源となる他の回路から分離したこと
でノイズの影響を受けにくいという光検出器にお
ける受光器の実装構造を提供するものである。
The purpose of this invention was to mount the high impedance bias circuit used for the phototransistor with a base terminal together with the phototransistor on a printed circuit board that is separate from other amplification signal processing circuits, and to mount and mount it integrally with the optical system. By shortening the base terminal wiring of the transistor, the distributed capacitance is lowered and the response characteristics are improved.As a result, sufficient light receiving output can be obtained, the detection distance can be extended, and the high impedance bias circuit can be reduced from noise. The present invention provides a mounting structure for a light receiver in a photodetector that is less susceptible to noise because it is separated from other circuits that serve as sources.

以下に図面を参照して、この考案の望ましい実
施例を説明する。
Preferred embodiments of this invention will be described below with reference to the drawings.

第6図は、光学系に凸レンズを用いたレンズ集
光方式におけるこの考案の一実施例を示したもの
で、プリント基板11にフオトトランジスタPTr
と共に第3図に示した回路構成でなるバイアス回
路が実装され、プリント基板11上のフオトトラ
ンジスタPTrは図示の如く、凸レンズ10の焦点
f部分に配置される。また、プリント基板11は
凸レンズ10による光学系と共に受光器筐体に光
軸調整自在に一体に装着され、光軸調整時におい
ても常にフオトトランジスタPTrは凸レンズ10
の焦点f部分に位置される。
FIG. 6 shows an embodiment of this invention in a lens condensing method using a convex lens in the optical system.
A bias circuit having the circuit configuration shown in FIG. 3 is also mounted, and the phototransistor PTr on the printed circuit board 11 is placed at the focal point f of the convex lens 10 as shown. Further, the printed circuit board 11 is integrally attached to the light receiver housing together with the optical system including the convex lens 10 so that the optical axis can be freely adjusted.
is located at the focal point f.

このフオトトランジスタPTr及びそのバイアス
回路を実装したプリント基板11に対し、他の増
幅回路および信号処理回路12を実装したメイン
のプリント基板13が分離して設けられ、この間
は正負の電源線14,14′および出力信号線1
5をもつて接続される。
A main printed circuit board 13 on which other amplifier circuits and signal processing circuits 12 are mounted is provided separately from the printed circuit board 11 on which the phototransistor PTr and its bias circuit are mounted, and between this printed circuit board 13 and positive and negative power lines 14 and 14 are mounted. ' and output signal line 1
Connected with 5.

このようにフオトトランジスタPTrとそのバイ
アス回路を他の回路基板から分離したプリント基
板に実装し、受光器の光学系と一体に装着した実
装構造により、フオトトランジスタのベース端子
リードによる分布容量は極くわずかに抑えられ
て、フオトトランジスタ自体が持つ接合容量によ
る応答特性を実現することが可能となり、また、
他の増幅信号光処理部がフオトトランジスタのバ
イアス回路部から分離されているので、高インピ
ーダンス回路が他の回路部からのノイズの影響を
受けにくく、信号対雑音化の高い受光信号出力を
取り出すことが可能となつたものである。
Due to this mounting structure in which the phototransistor PTr and its bias circuit are mounted on a printed circuit board separated from other circuit boards and integrated with the optical system of the photoreceiver, the distributed capacitance caused by the phototransistor's base terminal lead is minimized. This makes it possible to realize the response characteristics due to the junction capacitance of the phototransistor itself, and
Since the other amplified signal optical processing section is separated from the phototransistor bias circuit section, the high impedance circuit is less susceptible to noise from other circuit sections, and the received light signal output with high signal-to-noise ratio can be extracted. is now possible.

第7図は、光学系に反射鏡16を用いた反射鏡
式の受光器におけるこの考案の他の実施例を示し
たもので、反射鏡16としては双曲面反射鏡等が
用いられ、その焦点f部分にフオトトランジスタ
PTrがそのバイアス回路を実装して成るプリント
基板11をもつて装着され、プリント基板11と
分離されて、後段の増幅回路および信号処理回路
12を実装したプリント基板13が設けられ、第
6図の実施例と同様にフオトトランジスタPTrの
良好な応答特性が得られ、且つ高インピーダンス
のバイアス回路に対するノイズの影響も大幅に抑
えることができる。
FIG. 7 shows another embodiment of this invention in a reflecting mirror type light receiver using a reflecting mirror 16 in the optical system. Phototransistor in f part
The PTr is mounted with a printed circuit board 11 on which its bias circuit is mounted, and is separated from the printed circuit board 11 to provide a printed circuit board 13 on which a subsequent stage amplifier circuit and signal processing circuit 12 are mounted, as shown in FIG. Similar to the embodiment, good response characteristics of the phototransistor PTr can be obtained, and the influence of noise on the high impedance bias circuit can be significantly suppressed.

なお、プリント基板11に実装されるフオトト
ランジスタPTrのバイアス回路は第3図の回路構
成に限定されるものではなく、必要に応じて適宜
の回路構成をもつバイアス回路を用いることがで
きる。
Note that the bias circuit for the phototransistor PTr mounted on the printed circuit board 11 is not limited to the circuit configuration shown in FIG. 3, and a bias circuit having an appropriate circuit configuration can be used as necessary.

この考案の光検出器における受光器の実装構造
は以上説明したように、周囲光によるフオトトラ
ンジスタの動作レベル変化を所定値に保つため、
ベース端子付のフオトトランジスタを用いると共
に定常光の変化による動作レベルの変動を抑える
ためのバイアス回路を設け、このバイアス回路を
他の回路部の実装プリント基板から分離させたプ
リント基板上にフオトトランジスタと共に実装
し、且つ光学系と一体に装着したことにより、フ
オトトランジスタのベース端子リードを極く短く
することを可能にしてその分布容量による応答特
性の劣化を防ぎ、同時にノイズ源となる増幅信号
処理回路から分離できたことで高インピーダンス
のバイアス回路がノイズの影響を受けにくくな
り、結果として同じ発光ダイオード出力に対し従
来に比べ検出距離を長くすることができ、且つ優
れた検出感度を有する信頼性の高い光検出器の受
光器を実用化できたものである。
As explained above, the mounting structure of the photoreceiver in the photodetector of this invention is to maintain the change in the operating level of the phototransistor due to ambient light to a predetermined value.
A phototransistor with a base terminal is used, and a bias circuit is installed to suppress fluctuations in the operating level due to changes in ambient light.This bias circuit is mounted together with the phototransistor on a printed circuit board that is separated from the printed circuit board on which other circuits are mounted. By mounting it and integrating it with the optical system, it is possible to make the base terminal lead of the phototransistor extremely short, thereby preventing deterioration of response characteristics due to its distributed capacitance, and at the same time, it is possible to eliminate the amplification signal processing circuit that becomes a noise source. The high-impedance bias circuit is less susceptible to noise, and as a result, the detection distance can be extended compared to conventional methods for the same light-emitting diode output, and it is a reliable sensor with excellent detection sensitivity. This makes it possible to put a high-performance photodetector into practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は光検出器の基本構成の一例を示すブロ
ツク図、第2図はフオトトランジスタの出力信号
波形図、第3図はベース端子付フオトトランジス
タのバイアス回路の一例を示す回路図、第4図は
従来の受光器における実装構造を示す説明図、第
5図は発光ダイオード出力に対するフオトトラン
ジスタの受光出力を示す信号波形図、第6図はこ
の考案による実装構造の一実施例を示す説明図、
第7図はこの考案による実装構造の他の実施例を
示す説明図、第8図は従来の光検出器の構造説明
図である。 1……発振回路、2……発光ダイオード、3…
…パルス光、4……フオトトランジスタ、5……
増幅回路、6……信号処理回路、PTr……フオト
トランジスタ(ベース端子付)、7,10……凸
レンズ、8,11,13……プリント基板、9…
…シールド線、12……増幅回路および信号処理
回路、14,14′……電源線、15……出力信
号線、16……反射鏡。
Fig. 1 is a block diagram showing an example of the basic configuration of a photodetector, Fig. 2 is an output signal waveform diagram of a phototransistor, Fig. 3 is a circuit diagram showing an example of a bias circuit of a phototransistor with a base terminal, and Fig. 4 is a block diagram showing an example of the basic configuration of a photodetector. Figure 5 is an explanatory diagram showing the mounting structure in a conventional light receiver, Figure 5 is a signal waveform diagram showing the light reception output of the phototransistor with respect to the light emitting diode output, and Figure 6 is an explanatory diagram showing an example of the mounting structure according to this invention. ,
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another embodiment of the mounting structure according to this invention, and FIG. 8 is an explanatory diagram of the structure of a conventional photodetector. 1...Oscillation circuit, 2...Light emitting diode, 3...
...Pulsed light, 4...Phototransistor, 5...
Amplifier circuit, 6... Signal processing circuit, PTr... Photo transistor (with base terminal), 7, 10... Convex lens, 8, 11, 13... Printed circuit board, 9...
...Shield wire, 12...Amplification circuit and signal processing circuit, 14, 14'...Power supply line, 15...Output signal line, 16...Reflector.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 受光器筐体に対し上下左右に調整自在に光学系
を設けると共に該光学系の焦点位置に受光素子を
一体に装着し、該受光素子に対し分離配置された
基板の回路部に受光素子の出力を信号線接続した
光検出器における受光器の実装構造に於いて、 前記受光素子としてベース端子付きフオトトラ
ンジスタを用いると共に該フオトトランジスタの
ベース端子を使用して周囲光の照度に応じて動作
レベルを一定値にするバイアス回路を設け、前記
フオトトランジスタ及びバイアス回路を後段の増
幅信号処理実装基板と分離した同一の基板上に実
装し、且つ前記光学系と一体に装着したことを特
徴とする光検出器における受光器の実装構造。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] An optical system is provided on a light receiver housing so that it can be adjusted vertically and horizontally, a light receiving element is integrally mounted at the focal position of the optical system, and a substrate is placed separately from the light receiving element. In the mounting structure of the light receiver in a photodetector in which the output of the light receiving element is connected to the circuit section of the signal line, a phototransistor with a base terminal is used as the light receiving element, and the base terminal of the phototransistor is used to detect ambient light. A bias circuit is provided to set an operating level to a constant value depending on the illuminance of the optical system, and the phototransistor and bias circuit are mounted on the same substrate that is separated from a subsequent amplification signal processing mounting board, and are mounted integrally with the optical system. A mounting structure of a light receiver in a photodetector characterized by the following.
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