JPS629287A - 光路遮断検出装置 - 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】 ［概要］ 人間が光路に入るような現象のため光路を遮断したこと
を検出する装置において、予備状態の発生したことを検
出する検出部の動作と、本状態の検出部の動作との両者
を検出したとき検出出力または警報を発生させることに
より、正確°な検出を行わせることのできる光路遮断検
出装置である。

［産業上の利用分野］ 本発明は断続発光を行う素子と、受光素子とを組、合せ
、光遮断のあったことを正確に検出する光路遮断検出装
置に関する。

［従来の技術］ 従来この種の検出装置としては被検出状態の発生したこ
とを、発生と同時に光遮断として検出していた。即ち （１）　　連続光発生部と受光部との間に被検出物が入
り込み光遮断したことを、受光部の回路により検出する
もの、 （２）パルス光発生部と受光部との間に被検出物が入り
込み光遮断したことを、受光部の信号を整流してレベル
検知、または発光時のみ受光信号を検知するようにした
もの、 （３）　　（１）または（２）の発光・受光部を２組具
備し信頼性の向上を図ったもの、 等がある。（１１と（２）は周知であり、（３）の例と
しては特開昭５７−１８２８８８号公報、特開昭５８−
１９０７９０号公報の文献がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述の従来技術における問題点は、 （１）の場合は発光素子の寿命が短く、受光信号に外乱
光の影響が大きいためＳ／Ｎの値が小さくなること、 （２）の場合（１）の欠点がすべて改善されたが、受光
信号が無いと判断したとき、その原因が発光・受光素子
の不良によるか、被検出物の存在によることか区別がで
きないこと、 （３）の場合は構成が極めて複雑で高価になること、で
ある。

したがって本発明の目的はセ簡易な構成であっても正確
な検出を行わせることのできる光路遮断検出装置を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明の構成を示すブロック図である。

第１図において、 １は光路遮断現象の予備状態検出部、 ２は弛張発振器を全体的に示し、下記の構成となってい
る。

２１は本状態検出部、２２はシュミット回路、２３は発
光素子例えば発光ダイオード、２４は受光素子で、発光
素子２３の発光出力２５を受光し、その出力を発するも
の、２６は直流の定電圧電源、２７は積分回路で抵抗素
子とコンデンサで構成され、それらの定数したがって積
分回路の時定数が予備状態検出部１の出力により変化す
るもの、２９は開閉器２８の駆動回路、３は警報装置を
示している。

［作用］ 第１図において当初は発光素子２３が発光せず、予備状
態検出部１９本状態検出部２１の検出出力がなく、この
とき受光素子２４は受光してないから、開閉器駆動回路
２９が動作せず開閉器２８は開いたままで、且つ警報装
置３も動作してない。

次に積分回路２７のコンデンサＣには抵抗素子Ｒを通し
て定電圧電源２６からの電流が流れ込むため、コンデン
サＣは時定数ＣＸＲで充電され、端子電圧は緩やかに上
昇する。この端子電圧がシュミット回路２２のスレショ
ルド電圧に達したとき、その回路は急に出力電圧を高く
するから、発光素子２３が発光する。その発光出力は本
状態検出部２１を経て、受光素子２４が受光する。受光
素子４の出力によって開閉器駆動回路２９が開閉器２８
を閉じるから、積分回路２７のコンデンサＣの電荷は直
ぐ放電されてシュミット回路２２の出力電圧が低下する
。そのため発光素子２３が発光せず、受光素子２４は発
光素子２３の光を受光しなくなって、開閉器駆動回路２
９の出力が断たれ、開閉器２８は開かれる。そのためコ
ンデンサＣに対する充電が再開され、この端子電圧がシ
ュミット回路２２のスレショルド電圧に達したとき発光
素子２３が発光する。発光素子２３はＣＸＲの時定数に
比例した周期でパルス状に発光を行う。

予備状態検出部ｌが例えば人間の体温を検出するセンサ
の出力を得たとき、検出出力に対応して積分回路２７の
コンデンサＣまたは抵抗Ｒの値を変化させるから、予備
状態検出部１が動作した以後の発光素子２３の発光周期
はそれ以前と比較し異なっている。

次に本状態検出部２１に例えば人間が入り込み光路遮断
を生じさせたとき、受光素子２４は全く受光が出来ず、
発光素子２３は発光したままとなる。

警報装置３においては、発光素子２３の発光周期に変化
の起こったことを検出した後に、光路遮断の起こったこ
とを検出したときは、光路遮断を的確に検出したとして
警報を発する。

［実施例］ 第２図と第４図は本発明の第１実施例の構成を示す図で
、第１図と同一の符号は同様のものを示している。第２
図において予備状態検出部１は例えば人間が近づいたと
きその体温を検出するセンサで、所定温度以上を検出す
るとき接点を閉じるようなもの、本状態検出部２１は例
えばレンズ２個を組合せて、平行光線の通路としたもの
、第４図において３１〜３９は警報装置３の内部構造を
示し、３１はＦ／Ｖ変換回路でパルス繰り返し周波数を
電圧値に変換するもの、３２はピーク保持回路、３３は
遅延回路、３４は低電圧検出回路、３５は高電圧検出回
路、３６はアンド回路、３７は電圧保持回路、３８は警
報器、３９はリセット回路を示す。第２図において４１
はマルチバイブレーク、４２はダーリントン型増幅回路
で共にシュミット回路２２の出力で発光素子２３の発光
動作を制御するもの、４３は第２シュミット回路、４４
は単安定マルチバイブレークで共に開閉器駆動回路２９
を構成するもの、４５は微分回路、４６は高周波発振器
、４７は遠隔地に設けた高周波受信機と警報器を示す。

更に１点鎖線で囲んだ内部素子は通常の表示記号に従う
トランジスタ・抵抗・コンデンサを示す。そして第３図
に第２図の動作タイムチャートを示し、第２図中の（ａ
）、　（ｂ）、　（ｃ）と示す各点の状況を示す。即ち 第３図Ａは予備状態が検出されず、且つ光路が遮断され
ていない場合、 第３図Ｂは予備状態のみ検出され、且つ光路が遮断され
てない場合、 第３図Ｃは光路が遮断された状態を示す。

第３図Ａ、ＢにおけるＶｓの値はシュミット回路２２の
スレショルド電圧を示す。

今、定電圧電源２６が接続され、スレショルド電圧Ｖｓ
以上の電圧でシュミット回路２２が駆動されたとき発光
素子２３が発光する。第３図Ａの（ａ）波形は第２図点
（ａ）における積分回路２７のコンデンサＣの両端の電
圧変化を示している。発光素子２３、受光素子２４、開
閉器２８が繰り返し動作していることが判る。第３図Ａ
の（ｂｌ波形はシュミット回路２２の出力波形を示す。

また（０）波形はマルチバイブレーク４１の出力即ち発
光素子２３の駆動出力であり、発光時間ＴＩは主として
第２図の抵抗ｒ５とＣ３（マルチバイブレーク４１の前
段に接続された素子）によって定められる。また発光素
子２３の発光が一旦停止し、次に発光するまでの時間Ｔ
２は、主として積分回路２７の時定数によって定められ
る。

以上の動作について更に説明する。シュミット回路２２
の出力がＨレベルとなってから、マルチバイブレーク４
１の入力にはＣ３Ｘｒ５に比例した時間経過の後Ｈレベ
ルの信号が加わり、マルチバイブレーク４１の出力はＬ
レベルからＨレベルに変化する。その結果発光素子２３
が発光し、受光素子２４の出力に対応し第２シュミット
回路４３、単安定マルチバイブレーク４４を介してトラ
ンジスタ２８（Ｔｒｉ）をオンとする。そのとき積分回
路２７のコンデンサＣの電荷は抵抗ｒ！を通して急速に
放電され、（ａ）点の電圧は低下する。シュミット回路
２２の出力はＬレベルに、マルチバイブレーク４１の出
力はＬレベルに変化し、発光素子２３は滅となる。一方
、単安定マルチバイブレーク４４から発生するパルスの
幅に相当する時間だけトランジスタ２８は導通し、次い
でオフに移ると同時に（８１点の電圧は時間の経過と共
に増加する。この動作は繰り返して起こる。

次に人間が、例えば本状態検出部２１の手前に設置され
ている予備状態検出部１に近づいて、組み込まれている
温度検出センサの接点を閉じたとき、積分回路２７の抵
抗はその値が Ｒ−Ｒ’／（Ｒ＋Ｒ’）に急に減少するため、前述のと
おり積分回路２７の時定数も小となり、シュミット回路
２２のスレショルド電圧に達する時間が変わる。したが
って第３図Ｂ　（ａ）に示すようにシュミット回路２２
の動作繰り返し周期が早くなり、第３図Ｂ　（Ｃ）に示
すようにパルス発生の繰り返しが激しくなる。したがっ
てパルス＠Ｔ１は第３図Ａと変わらず、間隔Ｔ３が第３
図ＡのＴ２より小さい値となる。

人間が更に移動して光路２５を遮断する位置に達したと
きは、発光素子２３が発光しても受光素子２４は全く受
光できなくなる。そのため開閉器２８は開いたままで、
マルチバイブレータ４１の入力はＨレベルに保持される
。したがってマルチバイブレータ４１はＴ２またはＴ３
とは異なる周期Ｔ４で発振を開始する。このときの電圧
変化を第３図Ｃに示す。次に警報装置３における回路構
成の例とその動作について第４図により説明する。

警報装置３は図示するように発光素子２３の駆動入力に
ついて、まずＦ／Ｖ変換回路３１により第３図Ａ、Ｂ、
Ｃの周期Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４に依存する電圧ＶＯ，Ｖ１．
Ｖ２を得る。ピーク保持回路３２は予備状態が発生した
ときの電圧ｖ１を所定時間保持させて置く。それは予備
状態は本状態が発生するまで連続しているとは限らない
からである。第５図に示す■、■などは第４図のその位
置における波形を示している。遅延回路３３は予備状態
と本状態の発生時刻の時差Δを以下の遅延を与え、低電
圧検出回路３４に与えるためのものである。低電圧検出
回路３４と高電圧検出回路３５はそれぞれ入力に電圧Ｖ
ｌ、Ｖ２が与えられたときＨレベルを出力する。第３図
Ｂ　（Ｃ１の信号発生時刻を１＋、第３図Ｃ（Ｃ）の信
号発生時刻をｔ２とし、ｔ２−ｔｌをΔｔとする。時刻
ｔ２において、高電圧検出回路３５の出力はＨレベルを
示す。一方、低電圧検出回路３４にはδ（δ〈Δｔ）だ
け遅れて信号が与えられるから、時刻ｔ２においても低
電圧検出回路３４の出力はＨレベルを示している。

したがってアンド回路３６の出力■は時刻ｔ２において
Ｈレベルとなり、電圧保持回路３７を介して警報器３８
を動作させる。本状態検出により警報器３８を動作させ
ることは、第３図Ｂから第３図Ｃの状態へ移ることが、
時間δより長い間隔をもって発生、しているときに限り
できることである。

なおリセット回路３９は予備状態のみ、または本状態の
みが生じた場合に、ピーク保持回路３２がその動作を記
憶するため、一定時間の後消去するために使用し、また
警報器３８の動作の後警報を解除させるために使用する
。

第３図Ａ、Ｂ、Ｃに示す各（Ｃ１波形は、また高周波発
振器４６に印加される。発振器４６の出力は発光波形に
よって変調されるから、発光波形を包絡線とする高周波
信号が発生する。この信号は受信ｔＪ！ｌ！４７におい
て受信・復調すれば遠隔点においても光路遮断現象の発
生を的確に知ることができる。

更に第２図のｒ５ｘｃｓの値を所定信号によって変化さ
せたとき、遠隔点において原信号を求めることにより多
種類の情報を同時に伝送することもできる。

以上の本発明の、第１実施例においては、人間が接近し
たことを温度変化を利用した予備状態検出部と光路遮断
の本状態検出部で検出しているが、予備状態検出として
は、他の実施例を種々考えることができる。即ち人間が
接近したことについては赤外線により検出することを予
備状態検出とすること、 火災などについては温度変化、−酸化炭素・炭酸ガスの
含有量の変化を予備状態検出部において検出し、次に煙
により光路遮断したことを検出すること、 更に人間など動物の接近以外に金属の位置検出を行うた
め、強磁性体を利用し磁気抵抗または磁場の強さの変化
を予備状態検出すること、非強磁性体を利用し渦電流の
変化を予備状態検出すること、 などである。

なお、受光回路２４に接続されている微分回路４５の値
を選択することにより、開閉器２８のスイッチ動作につ
いて外乱光に影響されないものとすることができる。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、発光素子の発光出力に
ついて、予備状態検出部からの検出信号の有と本状態検
出部からの検出信号の有とを時間経過と共に確認した上
で光路遮断の検出を警報しているから、その警報は極め
て的確なものである。

即ち予備状態検出部からの検出信号が無で９本状態検出
部からの検出信号が有となったときは、受光素子・発光
素子それ自体の障害発生と判断することができる。また
予備状態検出部からの検出信号の有に引き続いて、本状
態検出部の検出信号の有が発生しないときは、光路遮断
の警報の必要がないと判断できる。更に光路を得るため
の発光素子をパルス状に駆動するため、直流電源の長寿
命化が可能となる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の第１実施例の構成を示す図、第３図は第２図の動作
タイムチャート、第４図は第１図中の警報装置の具体例
を示す図、第５図は第４図の動作タイムチャートである
。 １−予備状態検出部 ２−弛張発振器 ３−警報装置 ２１・一本状態検出部 ２２−シュミット回路 ２３−・発光素子 ２４−受光素子 ２５−　・光路 ２６・−電源 ２７・−・−積分回路 ２８−開閉器 ２９−・開閉器駆動回路 ３８−　・警報器 ４６・・−・・高周波発振器 ４７−・−受信装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光路遮断現象の予備状態を検出する予備状態検出部
   （１）と、 光路遮断現象の本状態を検出する本状態検出部（２１）
   を含み、下記イ〜ヘのように構成した弛張発振器（２）
   と、 警報装置（３）とで構成されることを特徴とする光路遮
   断検出装置。 イ、予備状態検出部（１）の出力により構成素子の定数
   が変化する積分回路（２７）と、 ロ、該積分回路（２７）に入力される直流電圧の電源（
   ２６）と、 ハ、該積分回路（２７）の出力が印加されるシュミット
   回路（２２）と、 ニ、該シュミット回路（２２）により駆動される発光素
   子（２３）と、 ホ、該発光素子（２３）の発光出力を前記本状態検出部
   （２１）を介して受光する受光素子（２４）と、 ヘ、該受光素子（２４）の出力により前記シュミット回
   路（２２）の入力端子を短絡する開閉器（２８）とで構
   成する弛張発振器。 ２、シュミット回路（２２）が発光素子（２３）を駆動
   する信号により、発光波形を包絡線とする高周波信号を
   発生させる高周波発振器（４６）を具備し、該高周波発
   振器（４６）とは離れた場所に設けた光遮断情報の受信
   装置（４７）に対し無線通信を行うことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光路遮断検出装置。 ３、予備状態検出部（１）の検出出力を発光素子（２３
   ）の発光時間と発光間隔に、本状態検出部（２１）の検
   出出力を発光素子（２３）の連続発光に対応させること
   により、予備状態検出部（１）における検出情報と、本
   状態検出部（２１）における検出情報との両者を検出す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
   の何れかに記載の光路遮断検出装置。