JPH0710471Y2 - 反射式物体検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、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４図に示す
ものがある。

第４図において、２は例えばLED等でなる発光部であ
り、パルス駆動回路３、変調回路４により一定周期で変
調された変調光を監視領域12を介して壁１の向けて発光
する。５は例えばフォトダイオードよりなる受光部であ
り、壁１で反射された発光部２からの変調光を受光して
電気信号に変換する。受光部５からの受光信号はフィル
タ回路６で変調周波数帯域を抽出した後、同期回路７で
同期検波され、増幅回路８で増幅した後に整流回路９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１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９からの出力
電圧が基準値として設定され、監視区域12に例えば人が
侵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出力部11に検出信号を出力し、
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、例えば基準値
を中心に上限監視閾値と下限監視閾値を上下に設定す
る。

第５図は基準値に対し上下に監視閾値を設定した比較回
路10の一例を示す。

第５図において、13,14は比較器、15、16は抵抗、18〜2
1は可変抵抗、17は遅延回路である。

まず比較器13,14に対する基準値Vroは抵抗15,16の分圧
により整流回路９からの出力電圧に基づいて決められ、
遅延回路17を介して比較器13,14に入力される。

比較器13には可変抵抗18,19により上限監視閾値Vr1が設
定され、また比較器14には可変抵抗20,21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、例えば第６
図に示すように、所定の反射光量Loを受光部５に入射
し、そのとき得られる整流回路９の出力電圧に基づいて
基準値Vro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Vr1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12に
人が侵入することによる反射光の変化が急激な場合は、
比較器13,14に対する基準値Vroは遅延回路17により直ち
に変化しないが、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Vr2が変化し、一定に保たれている
基準値Vro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Vroを下限監視閾
値Vr2が上回った時に比較器14がＨレベル出力を生じ、
人を検出することができる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の反射式物体検出器にあ
っては、工場等の出荷時に基準値及び上下限の監視閾値
を設定していたため、現場で設置するまでの間に何らか
の要因で基準値や閾値がずれたりしても、このずれはわ
からず、例えわかっても現場での調整が難しいという問
題があった。

本考案は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、現場での基準値を中心とした監視閾値の設定が容
易で且つ設置場所による壁等の反射物の相違にも影響を
受けることなく確実に物体を検出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］ この目的を達成するため本考案にあっては、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
増幅信号が上限監視閾値を上回るか下限監視閾値を下回
っ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、前記増幅部には利得を調整する
利得可変手段を設け、一方、前記比較部には、前記上限
及び下限監視閾値と、該上限及び下限監視閾値の略中央
に設定される上限及び下限基準値とを切替えるスイッチ
ング手段と、該スイッチング手段で前記上限及び下限基
準値に切替えられた際に、前記増幅部の利得を調整する
ことにより増幅信号が前記上限及び下限基準値内となっ
たことを表示する表示手段とを設ける。

［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、現場に設置した際にスイッチング手段により上
限及び下限基準値に切替え、この切替時に比較部に設け
ている表示手段の表示状態から、その時の反射光による
増幅信号が上限及び下限監視閾値の略中央にあるか否か
を直ちに知ることができる。

もし、増幅信号が上限及び下限監視閾値の略中央、即ち
切替えられた上限及び下限基準値内にないときには、表
示手段の表示を見ながら増幅部の利得を調整すること
で、増幅信号が上限及び下限基準値内に入るように容易
に調整することができる。

そして、調整が済んだならば、スイッチング手段を切替
えて上限及び下限監視閾値の設定状態に戻しておくこと
で、設置場所により反射光量が異なっても、常に定常監
視状態で上限及び下限監視閾値の略中央となる基準値に
一致する増幅信号の設定状態を作り出すことができる。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示した回路ブロック図であ
る。

第１図において、２は発光部、３はパルス駆動回路、４
は変調回路、５は受光部、６はフィルタ回路、７は同期
回路、８は増幅回路、９は整流回路、10は比較回路、更
に11は出力部である。増幅回路８と比較回路10以外の構
成は第４図の従来例と同じになる。

まず、本考案にあっては増幅回路８に増幅利得を調整す
る利得可変手段として可変抵抗8aを設けている。

一方、比較回路10は上限監視閾値Vr1を設定した比較器2
5aと、下限監視閾値Vr2を設定した比較器25bを有し、比
較器25aのプラス入力端子と比較器25bのマイナス入力端
子には増幅回路８の増幅信号を整流した整流回路９から
の直流電圧信号が入力される。比較器25aに対する上限
監視閾値Vr1は、抵抗R1と可変抵抗24aの分圧電圧として
設定され、また比較器25bに対する下限監視閾値Vr2は抵
抗R3と可変抵抗24bの分圧電圧として設定される。可変
抵抗24aとにより上限閾値電圧Vr1を決める抵抗R1と並列
には抵抗R2が接続され、また下限監視閾値Vr2を決める
抵抗R3と並列に抵抗R4が接続される。抵抗R2は可変抵抗
24aとの分圧電圧により上限監視閾値Vr1と下限監視閾値
Vr2の略中央となる基準値Vroより僅かに大きい上限基準
値Vro1を設定し、また抵抗R4は可変抵抗24bとの分圧電
圧により基準値Vroより僅かに小さい下限基準値Vro2を
設定する。

22はスイッチング手段であり、２回路のスイッチ接点22
a,22bを有する。スイッチ接点22aは抵抗R1,R2に対する
電源供給を切替え、またスイッチ接点22bは抵抗R3,R4に
対する電源供給を切替え、スイッチ接点22a,22bは連動
する。

即ち、図示のようにスイッチング回路22のスイッチ接点
22a,22bがＡ側に切替っている際には、抵抗R1,R3側に電
源供給が行なわれ、その結果、比較器25a,25bに基準値V
roを略中央として上下に設定される上限監視閾値Vr1と
下限監視閾値Vr2の設定状態となる。一方、スイッチ接
点22a,22bを破線で示すＢ側に切替えると、抵抗R2,R4側
に電源供給が行なわれ、比較器25a,25bに対し基準値Vro
に対し上下に僅かに離れた上限基準値Vro1と下限基準値
Vro2の設定状態に切替わる。

比較器25a,25bの出力は抵抗を介して共通接続され、出
力部11に与えられるとともに、比較器25a,25bの共通出
力部に表示手段としての発光ダイオード26を接続してい
る。発光ダイオード26は比較器25a,25bのいずれか一方
がＨレベル出力を生じた時に点灯し、比較器25a,25bが
ともにＬレベル出力を生じている時は消灯している。

次に、第１図の実施例における現場設置時の調整動作を
説明する。

第２図は現場設置状態における理想的な基準値Vroに対
する上下限監視閾値Vr1,Vr2の設定状態を示した特性図
である。即ち、現場設置状態で、この時の壁１からの反
射光量に応じて整流回路９より得られる検出信号（直流
電圧信号）が基準値Vroであり、この基準値Vroとなる定
常監視状態での検出信号は上限設定した上下限監視閾値
Vr1,Vr2に対し略中央となるように設定される。

尚、第２図は横軸に示す定常時の反射光量が、どのよう
な状態になっても上下限監視閾値Vr1とVr2の略中央の基
準値Vroとなるように増幅回路８の可変抵抗8aによる増
幅利得の調整が行なわれた状態を示している。

このような第２図に示す理想的な調整状態を得るための
調整作業は次のようになる。

まず、本考案の反射式物体検出器を現場に設置した状態
で電源を投入して動作状態とし、続いて比較回路10に設
けたスイッチング手段22のスイッチ接点22a,22bを破線
で示すＢ側に切替え、比較器25a,25bに上下限基準値Vro
1,Vro2を設定する。このように比較器25a,25bに対し上
下限基準値Vro1,Vro2を設定した状態で比較器25a,25bの
出力がともにＬレベルにあれば、発光ダイオード26は点
灯せず、整流回路９からの検出信号は切替え設定された
上下限基準値Vro1とVro2の範囲内にあることがわかり、
適正な増幅回路８の増幅利得の設定状態にあることがわ
かる。

これに対し、例えば第３図の直線30に示すような反射光
量に対する検出電圧が得られる増幅回路８の利得設定状
態にあったとする。このような利得設定状態における反
射光量が例えばL1に示す少ない光量であったとすると、
スイッチング手段22のスイッチ接点22a,22bをＢ側に切
替えて比較器25a,25bに上下限基準値Vro1,Vro2を設定す
ると、比較器25bに対する下限基準電圧Vro2より反射光
量L1によって得られる整流回路９からの検出電圧が低く
なり、その結果、比較器25bがＨレベル出力を生じ、発
光ダイオード26を点灯する。このため発光ダイオード26
の点灯により検出信号が上下限基準値Vro1とVro2の間に
入ってないことを、直ちに知ることができる。そこで、
増幅回路８に設けた可変抵抗8aにより発光ダイオード26
が消灯するように増幅利得を調整する。反射光量がL1の
場合には比較器25a,25bに対する検出信号が低すぎるこ
とから、増幅利得を高める調整段階で発光ダイオード26
が消灯し、上下限基準値Vro1とVro2の間に検出信号が入
ったことがわかる。

一方、第３図の反射光量L2に示すように反射光量大きか
った場合には、比較器25aに設定した上限基準値Vro1を
整流回路９からの検出信号が上回ることから、比較器25
aがＨレベル出力を生じて発光ダイオード26を点灯する
ことになる。そこで反射光量L2の場合についても同様に
増幅回路８の可変抵抗8aにより増幅利得を調整し、この
場合は検出信号が高すぎることから、増幅利得を下げて
いく段階で発光ダイオード26が消灯し、上下限基準値Vr
o1とVro2の間に入ったことがわかる。

このようにしてスイッチング回路22により上下限基準値
Vro1,Vro2に切替えた状態で発光ダイオード26が消灯す
るように増幅回路８の増幅利得の調整が済んだならば、
スイッチ接点22a,22bを再びＡ側に戻すことで、比較器2
5a,25bに対する上下限監視閾値Vr1,Vr2の設定状態とな
る。この時、整流回路９から得られる検出信号は上下監
視閾値Vr1とVr2の略中央に位置する基準値Vroに略一致
した信号電圧となる。

勿論、上下限監視閾値Vr1とVr2の略中央となるように増
幅回路８の利得調整が済んだ後の監視状態において、監
視領域12を人が通過して反射光が変化し、この反射光の
変化による整流回路９からの検出信号が下限監視閾値Vr
2を下回れば比較器25bがＨレベル出力を生じ、一方、検
出信号が上限監視閾値Vr1を上回れば比較器25aがＨレベ
ル出力を生じ、人を検知することができる。

尚、第１図の実施例にあっては、切替えられた上下限基
準値Vro1とVro2の間に検出信号が入った時に発光ダイオ
ード26を消灯するようにしているが、逆に範囲内に入っ
た時に発光ダイオード26を点灯するようにしてもよい。
また、発光ダイオード26による表示手段は、反射式物体
検出器に設けられている発報表示灯を兼用するようにし
てもよい。

［考案の効果］ 以上説明してきたように本考案によれば、現場設置の際
にスイッチング手段により上下限監視閾値を上下限基準
値に切替え、この状態で上下限基準値内に入ったことを
表示するように増幅部の利得を調整するだけでよいこと
から、現場での調整作業を極めて容易にすることができ
る。

また、設置現場における壁等の反射率に応じて利得調整
ができるため、確実に物体を検出でき、高い信頼性が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示した回路ブロツク図； 第２図は本考案による理想的な調整状態を示した特性説
明図； 第３図は本発明による調整動作を示した特性説明図； 第４図は従来例を示したブロック図； 第５図は従来の比較回路の回路ブロック図； 第６図は従来の基準値及び閾値の設定状態を示した特性
説明図である。 1:壁 2:発光部 3:パルス駆動回路 4:変調回路 5:受光部 6:フィルタ回路 7:同期回路 8:増幅回路 8a:可変抵抗（利得可変手段） 9:整流回路 10:比較回路 11:出力部 12:監視領域 22:スイッチング手段 22a,22b:スイッチ接点 24a,24b:可変抵抗 25a,25b:比較器 26:発光ダイオード（表示手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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上限監視閾値を上回
   るか下限監視閾値を下回っ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、 前記増幅部には利得を調整する利得可変手段を設け、 前記比較部には、前記上限及び下限監視閾値と、該上限
   および下限監視閾値の略中央に設定される上限及び下限
   基準値とを切替えるスイッチング手段と、該スイッチン
   グ手段で前記上限及び下限基準値に切替られた際に前記
   増幅部の利得を調整することにより増幅信号が前記上限
   及び下限基準値内となったことを表示する表示手段とを
   設けたことを特徴とする反射式物体検出器。