JPS60195428A - 光検出装置 - 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】 本発明は光信号の通信システムに用いられる光検出装置
に関し、特に元信号の長距離伝送を容易にした斯種装置
を提供するものである。

発光素子と受光累子吉を用いて物体の有無、色の違い等
を検出するようにした従来の光検出装置は、光を検出し
た検出信号をトランジスタのメープンコレクタ出力ある
いはリレーの接点信号等のように電気信号として増出す
ようにしている。このため光検出装置の検出信号の出力
端と検出（Ｆ１号の受信端とを接続する伝送路が電磁ノ
イズの影響を受け易く、誤検出の原因きなる。従って、
従来は検出信号の伝送距離は１〜５ｍ程噺が限界となっ
ている。

本発明は上記の笑情に鑑み成されたもので、検出信号を
光信号さして出力するように成すと共に、この光信号を
光ファイバを用いて容易に伝送で★るようにした光検出
装置を提供するものである。

以下本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１図に示すように、本発明による光検出装置１は２個
の発光素子２，３と１個の受光素子４とが設けられてお
り、こわらの発光素子２，３及び受光素子４を選択的に
用いることにより、次の３つの使用モードを選択するこ
とができる。

Ａモード（検出モード） 発光素子２と受光素子４とにより物体の有無、色の違い
等を検出して、その検出信号を出力端子５から電気信号
として出力すると共に、発ｆｔ、累子３から元信号とし
て出力する。

Ｂモード（受信モード） 他の光検出装置＃１の発光素子３又は２、あるい（オ他
の光ＯＩ号全発生置から直接あるいは元ファイバ等を介
して送られで来る光信号を受光素子４で受信してそわを
出力端子５から電気信号として出力する。

０モード（中継モード） 他の光検出装置１の発光素子３又は２、あるいはその他
の光信号発生装置から直接あるいは光ファイバ等を介し
て送られで来る光信号を受光素子４で受信し、そわを発
光素子３から光信号として出力し、こわをさらに他の光
検出装置１の受光素子４あるいは他の受光装置に光ファ
イバを介して伝送する。

次に第１図の回路動作について上記Ａ、Ｂ、０の各モー
ド別に説明するＯ Ａモード スイッチ６はオンに成され、スイッチ７　？Ｊ接点Ａ側
に閉ざされる。基準発振器８は周波数１〜１００ＫＨｚ
　程度の基準信号Ｐ。を発掘する。この発振器８として
は通常のｎ　ａ　ｉこよる時定＃ｌＩＦ！ｌ路を用いた
一般的な発撥回路でよく、その他発嵌用の専用ＩＣや、
水晶又はセラミックの発掘子を用いたものであってもよ
い。また発−元素子２．３の光出力を大きくするには駆
動パルスのデユーティ比を小さくして一定時間当りの発
薯；素子の消費電力を小さくシ、尖頭Ｗ流を大きくする
方法が採用される。しかしデユーティ比をあ才り小さく
すると、受光後の増巾器を高周波帯線に設Ｈ１゛シなけ
わげ４Ｃらず、従って増巾率の大きな回路を構成するこ
Ｌが困難となる。こわらのこさから、発７１１ｍ　ｌ？
ν数をｉ　〜３　Ｑ　ＫＨｚ　１デユー子イ比を４０チ
１ソ下、好ましくは２０〜３０チ程ＩＷに設計すると良
い。

上記基準信号Ｐ。は駆動回路９に加えられると共に、ス
イッチ６を介してゲート回路１０に加えられ、さらにゲ
ート口路１１に加えられる。上）！ピ駆動回路９は発光
素子２に駆動パルスを加え、こイ１によって発光索子２
は上記デユーティ比及び周波数で発光する。尚、発光素
子２（！：しては発光ダイオード、ランプ等が用いられ
る。発光索子２の光出力はレンズ又は光ファイバ等を通
じて被検出物体（図示せず）を透過し、又は被検出物体
に照射さね、その透過光又は反射光が受光素子４で受光
される。受光素子４としてはフォトトランジスタ、フォ
トダイオード等が用いられる。受光素子４から得られる
微弱な電気信号は増巾器１２で増巾される。この増巾器
１２は上記発振周波数帯域の帯捜１曽巾器に構成さねて
いる。

増巾器１２から傅られる増巾された信号Ｓ、は次ＩＣゲ
ート１０に加えら１１て、上記信号Ｐ。と同期が譜らね
る。こねによって上記信号Ｓ、に含まれる外来光による
成分が除去さね、発光素子２の発光出力に対応した信号
Ｓ２が得られる。この信号Ｓ２は信号確認回路１３に加
えられる。信号確認回路１３は所定時間に一上記信号Ｓ
２のパルス数が所定数以上あるか否かを判別し、パルス
数が所定数以上あるときにＩＥ規の信号Ｓ２と見做して
その確認信号Ｓ５を出力回路１４に加えると共にスイッ
チ７を介してゲート回路１１１こ加える。出力回路１４
は上記信号Ｓ３に基いて検出信号Ｓ４を電気（０号さし
て出力する。尚、信号確認回路１３は積分１０１略ある
いはカウンタ等を用いたディジタルＩＯ回路で構成さオ
フている〇 一方、ゲート回路１１は上記イバ号８３によりゲートが
開かねて信号Ｐ。が通過し、この信号Ｐ。が駆動回路１
５に加えられろこ（！：ｌ（よって、発光素子３は十Ｐ
発振周波数及びデユーティ比で発光し、検出信号Ｓ５を
光信号として出力する。

従って、上記検出信号Ｓ５を光ファイバを用いて他の光
検出装置１の受光素子４あるいはその他の受光装置に加
えるようにずわげ、検出イμ丹Ｓ５を遠距離まで伝送す
るこきができる。尚、出力端子５に電気信号さして得ら
Ｉ］る検出信号Ｓ４は前述したようにノイズの影響を受
けやすいので、１〜５ｍ程度が伝送可能な距離である。

Ｂモード スイッチ６はオフ、スイッチ７は接点１う側に閉ざさ１
１る。このときケート回路１０はゲートを開いて増ｄＪ
器１２からの信号Ｓ１を通過させるように成されている
。受光索子４に、他の光検出装＃１の発光素子３又は２
あるいは他の光信号発生装置からの光信号が元ファイバ
等を通じて加えられる。

受光素子４から得られる信号は増巾器１２で増巾された
什、ゲート回路１０を通過して信号確認回路１３１こ加
えられ、ここで前述と回状にして信号確認処理が行わわ
る。そして出力回路１４は確認信号８，６ご基いて出力
視ｉ子５に検出信号Ｓ４を出力する。尚、このＢモード
及び後述する０モードでは他の装置からの光信号を受光
するのでゲート回路１０で同１（１１をとる必要はない
。

（］モード スイッチ６はオフ、スイッチ７は接点Ｃ側に閉ざさＩ″
ｌる。受光素子４に、他の光検出装置１の発光女子３又
は２あるいは他の光信号発生装置からの光（ｎ号が光フ
ァイバ等を通じて加えられる。受光素子４から得られる
信号は増巾器１２で増巾され４た後、ゲート回路１０を
通過して丹トリガ型ワンショットマルチバイブレーク（
以下モノマルチと云う）１６に加えられる。このモノマ
ルチ１６は上記信号Ｐ。の周期より若干長い時定数を有
する再トリガ型のものが用いら才１ており、ゲート回路
１０を通過した信号Ｓ１によりトリガさ１１る。このモ
ノマルチ１６の出力はスイッチ７を介してゲート回路１
１に加えらねてゲートが開かわる。こねによって信号Ｐ
。がこのゲート回路１１を通過して駆動回路１５に加え
られる。従って発光素子３１才受光素子４で受光さイま
た光信号に応じた光（ＰＩ　リを出力する。この光信号
は仙、の光検出装置１の受光素子４に光ファイバを通じ
て加えら、ｌする。尚、必要に応じて出力端子５から検
出信号Ｓ４をイｎるようにしてもよい。

このＣモードでは信号確認処理を省略しているので、信
号確認処理回路１３を構成する積分回路やディジタル回
路等による信号の遅延を除去することができる。このた
め光信号の中継個ＰＪ［を多数個設けても信号が遅延す
ることがない。該た受光索子４から得られるイぎ号はパ
ルス波形がな才つて１］が広くなっているので、この信
号をそのまま増ｒｔＪｔ、て発光素子３の駆動信号とし
て用いると、信号の中継を行う毎にパルス巾が広くなり
、このため消費電力が増大すると共ｌこ、誤検出の原因
となる。本実施例ではモノマルチ１６によって、受光素
子４が受信した期間を検出し、この期間１こ通過する信
号Ｐ。により発光素子３を駆動しているので、信号を中
継する毎にパルスの波形整形が行われ、従って、信頼性
の高い伝送を行うことができる。

閏、モノマルチ１６に代えて時定数の短い通常のトリガ
型モノマルチを用い、このモノマルチ１６番器１２の出
力でトリガし、その出力パルスを駆動回路１５に加える
ようにしてもよい。またモノマルチに代えてＤ型フリッ
プフロップを用い、このフリップフロップで増巾器１２
の出力と信号Ｐ。

とを同期させ、その出力パルスを駆動回路１５に加える
ようにしてもよい。さらに発振器８として発振モードと
モノマルチモードとを切換えるように成された市販のタ
イマー用ＩＣを使用し、これを上記ＡモードとＣモード
とで切換えて使うようにしでもよい。

光ファイバとして石英系光ファイバを用いる場合はその
伝送損失は僅かであり、通常使用される距離では何ら問
題なく伝送することができるが、多成分ガラスやプラス
チック系の安価な光ファイバを用いる場合は伝送距離に
限界が生じる。」二連したＣモードはこのような場合ｌ
ご用いて好適であり、光信号の遠距離伝送を低コスｉ・
で実現することが可能となる。また中継地点で検出信゛
すをモニターするように成すことができる。

以上述べたＡ％　Ｂ１　Ｃの各モードにおいては、第１
図の諸回路のうち必要な回路のみ動作され、他の回路の
動作は停止される。このために例えば駆動回路９．１５
等には動作を制御する端子１６．１７が設けられており
１．駆動回路９．１５が動作を停止するときは、これら
の端子１６．１７が例えば接地電位になるようにしてい
る。

第２図は３個の光検出装置’Ａ、ＩＢ、１ｃ　を用いて
光信号の伝送システムを構成した場合の実施例を示す。

図１こおいて、光検出装置１人はＡモードで使用され、
光検出装置１ＢはＢモードで使用され、光検出装置１ｃ
はＣモードで使用されている。伺、１９．２０は光ファ
イバを示し、回路部１８は第１図の諸回路を含むもので
ある。このように本発明による光検出装置１は第１図の
回路をユニット化しているので、この光検出装置を複数
個用いて、それらの使用モードを選ぶことにより第２図
の他にも種々の光信号伝送システムを構成することがで
きる。淘、Ａ％Ｂ、Ｃの、各モード別に１それぞれ必要
な回路のみを含んでユニット化し、モード別光検出装置
を得るようにしてもよい。

８Ｉ＄３図は第１図の回路をユニット化した場合の光検
出装置１の外観を示す実施例である。

ケース２１には発光素子２．３、受光素子４及び図示せ
ずも他の諸回路が内蔵されている。ケース１の一側面に
は光コネクタ２２．２３が設けられたコネクタ部２４力
ｊ□設けられている。これらの光コネクタ２２．２３仮
想線で示すように光ファイバ２５．２６が接続されるも
ので、光コネクタ２２は発光素子２と対向配置され、光
コネクタ２３は受光素子４と対向配置されている。尚、
上記コネクタ部２４をケース２１に着脱可能に成すと共
に、発光素子２及び受光素子４とそれぞれ対向する位置
にレンズを設けた別のコネクタ部を用意し、このコネク
タ部と」―記コネクタ部２４とをケース２１に選択的に
１夕付けるようにしてもよい。

ケース２１の他側面には光ファイバ２７が接続される光
コネクタ２８が発光素子３と対向する位置に設けられて
いる。これと共にケーブル２９が導出され、このケーブ
ル２９には電源供給端子３０、前記出力端子５、信号用
接地端子３１及び接地端子３２等が設けられている。ケ
ース２１の出力表示等の表示部３６等、必要な操作スイ
ッチ、摘み、表示部が設けられている。またケース２１
の底面には取付は孔３７を有する取付け１ｌＩ４Ｉ３８
が設けられている。

本発明は２個の発光素子と１個の受光素子とを選択的に
使用することにより、１つの光検出装置で物体の有無、
色の違い等の検出と、光信号の受信と、光信号の中継と
を行うことができる。従って、複数個の光検出装置を用
い、それらの使用モードを選ぶと共に光ファイノくで接
続することにより、種々の光信号の伝送システムを容易
に構成することができると共に、安価な光ファイノ（を
用いて光信号の遠距離伝送を容易に実現することができ
る。また第２の発光素子から出力される光信号は常に発
振器の出力と同期されているので、光信号の伝送中継に
用いた場合にも出力パルス巾が広がることがなく、信号
を効率的に且つ高い信頼得度を以って伝送することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路系統図、第２図は本
発明の使用状態の実施例を示す回路系統図、第３図は本
発明の実施例を示す外観斜視図である。 なお図面に用いた符号において、 １　・・・・・・・・・　光検出装置 ２．３　・・・・・発光素子 ４・・・・・・・　・・・受光素子 ５　・・・・・・・・検出信号出力端子９・・・・・・
・・・・・・・駆動回路１０・・・・・・・・・・・　
ゲート回路１５・・・・・・・・・・・駆動回路 である。 代理人　上屋　勝 常包芳男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１及び第２の発光素子き、受光素子と、上記＠１
   の発光素子を所定のデユーティ比及び周波数を有するパ
   ルスで駆動する駆動回路と、上記駆動回路を駆動する発
   振器と、上記受光素子で受光された光信号に応じて上記
   ＃！２の発光素子を上記発振器の出力と夾質的に回期し
   て駆動する駆動回路とを具備して成る光検出装置。 ２、上記受光素子で受光された光信号に応じた電気信号
   を出力するようにした特許請求の範囲第１項に記載の光
   検出装置。