JPH0634713Y2 - 赤外線式検知器の受光回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、変調された赤外線を発する投光器と、この赤
外線を受ける受光器とで構成され、この赤外線が遮断さ
れたときに検知出力を発する赤外線式検知器の受光回路
に関するものであり、特に強い太陽光などの非変調光の
影響を受けない受光回路の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

変調した赤外線を使用した赤外線式検知器において問題
になるのは、太陽光などの強い非変調光（以下これを直
流光という）が受光素子に入射したとき、受光素子に流
れる電流が増加することによって起こる各種現像であ
る。なかでも特に、受光素子の動作点の偏倚（いわゆる
飽和現象）と、電流増加にともなう内部ノイズの増加
と、電流増加分に対応できる電源部の確保とであり、こ
れらの問題点を解決させるために、第２図に示すような
回路を受光回路として使用していた。

第２図に示したように従来の受光回路は、ホトトランジ
スタ１のエミッタ側に負荷抵抗101を接続し、ホトトラ
ンジスタ１と負荷抵抗101の間に抵抗201,コンデンサ202
の順に直列接続して、抵抗201の一方を接地し、抵抗201
とコンデンサ202の接続点をインピーダンス可変素子と
して機能するNPNトランジスタ３のベース端子に接続
し、さらにこのNPNトランジスタ３のコレクタ端子をホ
トトランジスタ１のベース端子に、NPNトランジスタ３
のエミッタ端子側を接地した構成としていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

第２図において、ホトトランジスタ１の出力の一部は抵
抗201とコンデンサ202とで構成される積分回路２で積分
され、変調成分がほぼ除去され、インピーダンス可変素
子として機能するNPNトランジスタ３に与えられ、NPNト
ランジスタ３は、ホトトランジスタ１に入射する直流光
が強くなると、これに流れる電流が低下するようホトト
ランジスタ１の動作点を偏倚させるようになっており、
ホトトランジスタ１に直流光が入射し、ホトトランジス
タ１に流れる電流が増加しようとするのをおさえ、受光
しようとする変調光に対する感度がほとんど変化しない
ように動作するものである。

しかし、直流光がホトトランジスタに対し、その量があ
る一定量以上になると、積分回路を通じてNPNトランジ
スタ、ホトトランジスタに位相遅れ信号が入り、ホトト
ランジスタの出力が飽和する以前に受光回路全体が発振
状態になり、投光器からの信号を受光しなくなるといっ
た誤動作や、発振の周期によっては、疑似入光状態状態
となり、物体の通過を検知しなくなってしまうといった
誤動作を起こすことがあった。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、従来の受光回路に位相遅れ補償回路を追加
し、受光量の増加にともなう受光素子の電流増加に起因
する発振状態を防止するものである。

〔実施例〕

第１図は、本考案の実施例を示す回路図である。ホトト
ランジスタ１、積分回路２、インピーダンス可変素子と
して機能するNPNトランジスタ３、位相遅れ補償回路４
とにより構成されている。積分回路は抵抗21とコンデン
サ22とで構成し、位相遅れ補償回路は、抵抗41、42、コ
ンデンサ43とで構成している。

この回路において強い直流光が受光素子に入射していな
い場合には、ホトトランジスタ１に入射した変調光は、
電気信号に変換されて出力端子Ａから出力されるが、そ
の一部は、積分回路２によって積分されて位相遅れ補償
回路４によって位相補償され、直流分のみとなり、NPN
トランジスタ３のベース端子に加えられる。NPNトラン
ジスタ３は、このベース端子に加わる電圧値に応じイン
ピーダンスをある値に設定する。これにしたがいホトト
ランジスタ１のベース端子の電圧が決まり、最適な動作
点に設定される。

ホトトランジスタ１に変調光以外に直流光が与えられた
場合、ホトトランジスタ１はそれに応じて直流電流が増
加しようとするがその電流は、積分回路２を通じてNPN
トランジスタ３のベースに与えられ、このインピーダン
スを低下させる。従ってホトトランジスタ１のベース電
位は低下し、ホトトランジスタ１の電流増加が抑えられ
ることになる。すなわちホトトランジスタ１には、直流
光の有無にかかわらず一定の範囲で動作することにな
り、変調光に対して感度低下はしない。ある程度強い直
流光が入射したときにホトトランジスタの電流が増加し
て、ノイズが大きくなり積分回路を通じてNPNトランジ
スタ３のコレクタ端子よりホトトランジスタ１のベース
端子に位相遅れの信号が入り、ホトトランジスタ１の出
力が飽和する前に、受光回路全体が発振することがある
が、それを防止するために位相遅れ防止回路４を積分回
路２とNPNトランジスタ３との間に接続してある。

次に本考案に係る受光回路の実験例について説明する。

図１に示す受光回路の抵抗11として1KΩ、抵抗21として
1KΩ、抵抗41として560Ω、抵抗42として1KΩの固定抵
抗を、コンデンサ22として2.2μＦのタンタルコンデン
サを、コンデンサ43として0.01μＦのセラミックコンデ
ンサを、インピーダンス可変素子に一般のNPNトランジ
スタを使用し、この受光回路を備えた受光器と投光器と
を対向させ赤外線式検知を作動状態（警戒状態）にセッ
トする。

ここに投光器側より白熱ランプの光を入射させ、どの位
の照度の光まで誤動作なく耐えられるかを測定したとこ
ろ、受光器の直前で測定した値として4000lxの光を受け
ても問題ないことが確認された。

これに対し、第２図に示す従来の受光回路の抵抗101と
して4.7KΩ、抵抗201として4.7KΩ、コンデンサ202とし
て１μＦのタンタルコンデンサを使用し、この従来の受
光回路を備えた受光器と投光器とを対向させ、赤外線式
検知器を作動させて、前記条件で同じ実験を行なったと
ころ、受光器側で測定して1000lxの光を受けたところで
受光回路が発振し、受光器が誤動作してしまった。

〔考案の効果〕

以上の結果から明らかなように、本考案の受光回路を採
用することにより、従来のものと比較して40倍の強さの
白熱ランプの光（直流光）がホトトランジスタに入射し
ても誤動作することがなく、安定した受光器が実現され
た。

また、ホトトランジスタの負荷抵抗を本考案の受光回路
では1KΩと、従来の4.7KΩより小さくして、さらにR21
として1KΩを使用することで従来の受光回路と比較して
10分の１程度の定数でホトトランジスタを駆動するよう
にできた。これにより、ホトトランジスタのダイナミッ
クレンジを確保し、低照度時にNPNトランジスタが動作
しはじめるのを防いで全体の感度を上昇させることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の赤外線式検知器の受光回路の回路図
であり、第２図は従来の受光回路の回路図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】変調された赤外線を発する投光器と、この
   赤外線を受光する受光器とで構成される赤外線式検知器
   の受光回路であって、ホトトランジスタ１のエミッタ端
   子側を負荷抵抗を介して接地し、前記負荷抵抗とホトト
   ランジスタ１のエミッタ端子側との接続点に抵抗21とコ
   ンデンサ22で構成された積分回路を接続し、前記積分回
   路の出力とインピーダンス可変素子として機能するNPN
   トランジスタ３のベース端子との間に、抵抗41とコンデ
   ンサ42を並列接続し、前記並列接続した抵抗41とコンデ
   ンサ42のNPNトランジスタ３のベース端子側を抵抗42を
   介して接地した位相遅れ補償回路を接続し、前記NPNト
   ランジスタ３のエミッタ端子を接地し、コレクタ端子は
   前記ホトトランジスタ１のベース端子に接続するととも
   に、抵抗51を介して前記ホトトランジスタ１のコレクタ
   端子に接続したことを特徴とする赤外線式検知器の受光
   回路。