JPH04501603A - 検出回路 - 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】 検出回路 〔技術分野〕 本発明は、検出回路に関するものである〔背景技術〕 検出回路は、広い種類の用途に現在用いられている。

例えば　リフトまたはエレベータのドアには検出回路が設４うられていて、障害 物の存在が戸口に検出されたときに、ドアの閉鎖を防止することを防止する。

自動ハンド・ドライヤにおいては、検出回路は乾かす手が近づくと、これを検知 するように用いられ、また。

それに感応してホット・エアの供給を作動させる。自動トイレットにおいては、 検出回路は使用者が便座から離れたことをモニタするように用いられ、また、所 定の遅延後にその検出回路が水洗機構を作動させる。同じ回路が、使用者が便座 に近づいたときに換気扇を始動させるように使用してもよい。

各回路は赤外線発信器および検出器を用いてもよい。

その発信器および検出器には、半導体発信器および検出器を使用するのがよいが 、好ましくは製造が安価なダイオードの形体の方がよい。

このようなダイオードが検出器として用いられるとき８それらは一般的には一対 の電源レールを横切る抵抗と直列に接続されている。これらのダイオードは、光 を直接にまたは光放射ダイオードからの反射を考慮して設置される。

このようなダイオードが非常によく作動することが要求される環境は、検出ダイ オードが光放射ダイオードの光出力よりも数倍強力な太陽光線を受けることを意 味する。

したがって、ダイオードが飽和することを防止するために、直列接続抵抗値が比 較的低い（例えば、２００オーム）を必要とする。その結果、検出器ダイオード からの出力信号レベルの変動は比較的低く、従って信号対雑音比もまた低い。

このことは、実際に、検出回路は、検出が要求される範囲が比較的低い用途にほ ぼ限定される。

英国特許第１．５２４．５６４号は、検出領域内の物体の存在を検出するための 光カーテン装置について記載している。光発生器の列は、モニタされるべき範囲 を横断するビームが列になるように受光器の列生に対面している。

各光発信器は順次付勢され、また、各受光器は、ただ１つの光発信器とただ１つ の受光器がいつでも作動するように、対応する光発信器と同期している。

このようにして、いつでもただ１つの受光器とただ１つの光発信器が作動する。

該明細書はたまたま２以上の受光器は１つの光発信器に対応することができ、ま た。

単独の受光器が２以上の光発信器に対応することができると述べているが、これ らがどのようにして回路内に接続されるかということについては開示していない 。

〔発明の開示〕

本発明は、受光器および光発信器の効果が累積的になるように、かつ、環境照明 の効果が実質的に除去されるように２回路に接続される受光器および光発信器を 列生にする点で従来技術よりも利点がある。

本発明の目的は、改良された検出回路を提供することにある。

本発明にもとづく検出回路は、少なくとも１つの光放射要素を有する発信器列と 、少なくとも１つの光検出要素を有する受信器列と９光放射要素および光検出要 素を制御して、それらの要素が同期して、かつ岨合せ動作を行うように光を送受 信し、これにより検出器列からの出力信号が。ただ１つの光放射要素とただ１つ の光受信要素が用いられる場合に対して、光放出要素の数ｍと光検出要素の数ｎ との積にほぼ等しい係数だけ増加させる生とからできている。ここでｍは、光発 信要素の数、またｎは光検出要素の数に相当し、またｍおよびｎは、全体の数で あり、少なくとも一方は単位のものより大きい。

本発明にもとづく検出回路は、光発信手段と、抵抗手段に直列に接続！、また光 検出器をそれぞれ有する複数の光受信手段と。光発信手段の出力と光受信手段の 作動とを同期させる同期手段と、各光検出器と対応する抵抗手段との間の結合点 で出力を加算する加算手段とからできている。

〔図面の簡単な説明〕

「回路の回路図である添付の略図を事例として本発明を実施する検出回路につい て説明する。」〔発明を実施するための最良の形態〕 単独の図面で示される検出回路は２手の存在がドライヤの出力の付近で検出され ると１例えばファンおよびヒータを、自動的に付勢するように、ハンド・ドライ ヤ内には、配置されている図面、ファンおよびヒータは、出力装置１０で現わさ れている６手は受信器の列と協動する送信器列によってその存在が検出される。

受信器列は１発信器で注示線から直接見えないようにする方が有利であるが２手 があるときに光が反射するとき１発信器からの光に応答する。発信器および受信 器列は、相互に直接注水線上に配置し光が手でさえぎられた時、感応するように 配置することができる。

さらに詳細に示すように２本回路は、電源４に供給する電源２を有している。電 源４は１発振器６からの出力信号によってゲートされ、この出力信号は１例えば マーク・スペース比１：１０で２ｋＨｚの周波数の方形波形の信号である。２ｋ Ｈｚの周波数は１次の受信口８が太陽光線のＤＣ成分と人工光線（５０または６ ０Ｈｚで作動する螢光光線）のＡＣ成分をフィルタするように選ばれる。

を源４は、４個の光放射ダイオード１２，１４，１６゜１８の直列組み合わせに 供給される。スイッチ２０は２つの直列接続ダイオード１６．１８に並列接続さ れて。

必要がない時に９回路からこれらのダイオードを側路する。スイッチ８は３つの 直列接続ダイオード１４，１６゜１８に並列に接続されて、必要がないときに１ 回路からこれらのダイオードを側路する。４つのダイオード１２−１８で送信器 列を構成する。

受信器列は４つのフォトダイオード２２．２４．２６゜２８からできている。各 フォトダイオード２２−２８は。

４個の抵抗３２，３４．３６．３８のうち各個に直列に接続され、また、４個の 直列組合せが、プラス電源レール３０とアースとの間に並列に接続される。

ダイオード２２と抵抗３２との間の結合点から出る信号は、バッファ・ゲイティ ング増幅器４２によってバッファ切換され、ｄｃフィルタおよび５Ｏ−６０Ｈｚ ＡＣフイルタを形成するコンデンサ５２．および抵抗６２を通して加算増幅器７ ０まで供給される。

同様に、ダイオード２４−２８と対応するコンデンサ３４−３８との間の接続点 から出る信号は、各バッファゲイティング増幅器４４−４８によってバッファ切 換えされ、各コンデンサ５４−５８によってフィルタされ。

そして、各抵抗６４−６８を通して共通加算増幅器に供給される。

加算増幅器７０からの出力信号は、出力装置１０を制御するなめ供給される。

シールド３０は送信器と受信器列の間に設けられ、また２反射面４０（例えば手 ）がシールド３０の下に示され、この方法によって送信器列からの光線受信器列 に向けてもよい。

各バッファ・ゲート回路増幅器４２−４８の出力は。

発振器に接続されていて、バッファ・ゲート回路増幅器４２−４８が送信器ダイ オード列によって発信される光線に同期してゲートされる。

抵抗３２−３８は、可変抵抗であり、また、各ダイオードに整合インピーダンス に与えるように選択されている。

特にダイオード２２−２８が太陽光線（直接または間接に）を受け易い場合は、 ダイオードが飽和せず１発信器列からの光線に対して感度を保つように抵抗値を 選ぶ。

発信器列に４個の光放射ダイオードを用いることによって、各ダイオード２２− ２８感度は４の係数で有効に増加する。このことは、ただ１個の発信ダイオード が用いられた場合に検知範囲を感度を喪失せずに拡大し得ることを意味する。

さらに９４個のフォトダイオードを各独立回路内に用い、また、ＡＣ減結合し５ 次いで加算増幅器中の４個の出力を結合することによって、出力信号のマグニチ ュードは雑音レベルをそれ程増加させずに４の係数によって増加する（雑音は検 出信号と共に累積するよりもむしろ加算増幅器において不規則に平均化する傾向 がある）。

また、飽和の高価は避けられる。その理由は増幅された出力信号は、プラス電源 レール３０で電圧レベルに決して近づかぜないからである。

その結果、信号対雑音比が改善される。

上述した検出回路は、異なる環境における異なる検出範囲要求に容易に対処する のに適した多目的回路である。

作動範囲を狭くするためには、スイッチ２０，８は漸減的に閉じる。代りにまた は加えて、増幅器からの出力が接続または回路（図示せず）によって選択的に阻 止される。もちろん、光放射ダイオードおよびフォトダイオードの数は、任意に 増減されうる。

加算増幅器からの出力信号Ｓは１回路内のフォトダイオードの数ｎと１回路内の 光放射ダイオードの数ｍの関数となる。すなわち、Ｓ＝ｆ　（ｍ、ｎ）ここで、 少なくともｍｔ、たはｎが１以上の全数である。

これは、Ｓ値を増加しかつ太陽光線による飽和をさけるために、より高価な要素 （例えば、フォト・トランジスタ）と（低い信号対雑音比を避けるために）より 高価な増幅器を使う必要がある。先行技術を凌駕する重要な利点であるこのよう な要素の追加費用は２本発明の実施例において用いられるより増加し７た安価の 要素の費用をはるかに超える。さらに１本発明の実施例によれば、検出器の有効 作動範囲は、事実拡大することができこれは従来の構成ではできなかつたことで ある。

このようにして１本発明の実施例は、より安い要素の列を使用してそれらの高価 を加算することによって予期しない結果を生じ、また感度が通常有限である従来 のより高価な構造を用いることによってよりよい結果が達成できる。

送受信する光線は、好ましくは赤外線範囲内にある方がよい。

「本件発明の現在望ましい実施態様を説明、記述したがその改良及び変形したも のは１つに開示した物を与えられた関連の技術に通常の熟練を有するものにとっ て自明であるので、前述の改良及び変形したもののすべてはここにある特許請求 範囲内に含まれるものとする。」国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　８９００４００ Ｓ＾　２８４３２

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ｎが単位に等しいかまたは超えている全数の光放射要素を有する発信器列ｍ が単位に等しいかまたは超えている全数でかつｍおよびｎの少なくとも一方が単 位よりも大きい光受信要素を有する受信器列，前記発信器および受信器列を付勢 する電源，電源から発信器列まで電力をゲートする第１ゲート手段，前記の第１ および第２ゲート手段を同時に作動させる所定の周波数で動作する同期手段及び ｎおよびｍが単位である場合に発生する出力信号よりも大きいｎとｍの積である 出力信号を付与するように前記第１ゲート手段の出力を加算する加算手段とから なる検出回路。
2. ２．少なくともｍまたはｎを選択的に変える手段を含む請求項１記載の検出回路 。
3. ３．前記の光放射要素の各々がそれぞれ光放射ダイオードからなり，かつ前記検 出要素の各々がそれぞれフォトダイオードからなる請求項１記載の検出回路。
4. ４．光発信手段，光検出器および結合点を画定する該光検出器に直列に接続され た抵抗手段をそれぞれ有する各部よりなる複数の光受信手段 各光検出器とそれに対応する抵抗手段との間の結合点において出力をゲートする ゲート手段，所定の周波数で作動し，光受信手段およびすべてのゲート手段を同 時に作動するように接続された同期手段，および前記ゲート手段の出力を加算す る加算手段とからなる検出回路。
5. ５．各ゲート手段と加算手段との間に接続されていて，前記の各結合点における 出力中のＤＣ成分と低周波ＡＣ成分を前記加算手段に加える前にこれらの成分を フィルタするフィルタ手段を含む前記の各結合点における出力中のＤＣ成分と低 周波ＡＣ成分を含む請求項４記載の検出回路。
6. ６．前記の各結合点と前記加算手段との間に接続された増幅手段を含む請求項４ 記載の検出回路。
7. ７．前記光発信手段が複数の光放射要素，該光放射要素に直列に接続された回路 手段および，前記光放射要素を付勢するように前記回路手段に接続された電源よ りなる請求項４記載の検出回路。
8. ８．前記同期手段が前記電源をゲートし，かつ前記ゲート手段に接続された発信 器よりなる請求項７記載の検出回路。
9. ９．前記回路シリーズヘ，および回路から選択的に前記光放射要素を切り換える 切換手段を含む請求項７記載の検出回路。
10. １０．前記光発信手段が光放射ダイオードからなり，かつ前記光受信手段がフォ トダイオードを含む請求項４記載の検出回路。
11. １１．前記送受信光が，赤外線範囲内にある請求項４記載の検出回路。