JPS5932838B2 - 光電式検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発光部と受光部とを分離して配置し、煙その
他による透過光線の遮断又は減衰を発光部と受光部とを
同期させて検出する光電式検出器に関する。

空間の煙濃度、透過率を測定しようとする場合、光源を
有する発光部からの光を受光部で検出して、発光部、受
光部間の光の透過率或は減光率を求めているが、受光部
には、発光部光源からの光だけでなく、外乱光として蛍
光灯などの変調光が入射しており、これを除去しないと
正確な透過率或は減光率が測定できないことが知られて
いる。

従来、これを解決する手段として、１発光部から照射す
る光をメカニカルチョッパ等で変調し、受光部で復調す
る第１の方法、２発光部の光源を例えば１ＫＨ２で駆動
し、受光部でｌＫＨ２のフィルタを介して受光信号を処
理する第２の方法、３発光部を間歇的に、駆動する一方
、受光部に対して間歇パルスに同期した信号を送り、受
光部では間歇パルスに同期した受光信号のみを処理する
第３の方法等がある。しかしながら、第１の方法は、機
械的要素があるため、高価になり易く、又寿命も短いな
どの欠点がある。

又、第２の方法は、一般に外乱光の高周波成分がフィル
タの通過帯域内に含まれる場合があり、外乱光に対する
受光信号のＳＮ比が悪いという欠点がある。これに対し
、第３の方法は、上記第２の方法と比較して、発光部が
間歇的に発光し、且つ受光部はその間歇光と同期して受
光するため、外乱光に対する受光信号のＳＮ比が良く、
一般的に広く利用されている。ところが、これを火災感
知器等に利用した場合、発光部及び受光部の電源は、火
災報知機受信機から供給され、発光部、受光部間に前記
間歇パルスを送受する信号線路を別途必要とするため、
設置工事上問題があつた。即ち、分離型の火災感知器等
は、倉庫等に設置され、発光部と受光部との距離が数ｍ
から１００ｍにも及ぶため、線路数の増加が大きな問題
となつている。又、受光部側から発光部側への電源線路
についても、線路抵抗による電圧降下のため光源の発光
輝度が低下するという問題があつた。本発明は、上記問
題点を解決すべくなされたもので、受光部側から発光部
に間歇的に電源を供給して発光部のコンデンサを充電し
、電源非供給時に発光部のコンデンサの充電電荷から電
力の供給を行ない、光源を間歇的に発光させると共に、
上記電源の間歇供給に対する反転出力により受光信号を
スイツチングして信号処理回路に入力せしめることによ
り、発光部と受光部間に間歇パルスを送受する特別の信
号線路を必要とせず、発光部の間歇的発光に同期して受
光信号を処理することができ、且つ、線路抵抗にほとん
ど影響されることなく光源を所定輝度で発光させること
ができる光電式検出器を提供することを目的とする。以
下、図面に示す一実施例に基づき本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すプロツク図であり、
第２図は、上記実施例における発光部の具体例を示す回
路図である。

第１図の実施例は、電源供給判別回路１、充電回路２、
発振回路３、光源駆動回路４及び光源５からなる発光部
と、光電変換回路６、増幅回路７、フイルタ回路８、信
号処理回路９、間歇電源供給回路１０及び受光信号スイ
ツチング回路１３からなる受光部とから構成される。又
、発光部と受光部とは、分離して設置され、電源線路１
４，１４を介して接続されると共に、光源５と光電変換
回路６とで、レンズ等の光学系１５を介して光信号が送
受される。電源供給判別回路１は、例えば第２図に示す
ようなインバータ１ａからなり、電源線路１４に接続さ
れ、電源供給の有無を判別し、電源非供給時に制御信号
を発生し、これを発振回路３に入力せしめる。この電源
供給判別回路１は、発振回路３の動作を制御するもので
あればよく、発振回路３が電源線路１４間の電圧の有無
によつて作動、停止する場合には省略できることはいう
までもない。後述するように、発光部への電源は、間歇
電源供給回路１０から間歇的に供給されるため、この制
御信号も電源に同期して間歇的に出力される。充電回路
２は、例えば第２図に示すように、コンデンサ２ａとダ
イオード２ｂとから構成され、間歇的に供給される電源
電流を充電し、電源非供給時に放電して光源５の駆動電
源となる。この充電回路２に対する突入電流を逓減する
目的で、ダイオード２ｂと直列に抵抗又は定電流回路を
設けてもよい。なお、第２図のダイオード３ａ及びコン
デンサ３ｂは、コンデンサ２ａの充放電により発振回路
３の電源電圧が変動しないようにするためのものである
。発振回路３と光源，駆動回路４とは、光源５を特定の
周波数で発光させる回路である。

発振回路３は、上記電源供給判別回路１の制御信号が入
力すると特定周波数で発振し、その出力が光源５駆動回
路４に入力される。又、光源駆動回路４は、上記充電回
路２に接続され、その充電電荷を利用して、上記発振回
路３の出力で変調し、光源５を特定周波数で断続的且つ
間歇的に発光させる。この光源駆動回路４は、例えば第
２図に示すように、トランジスタ４ａと抵抗４ｂとから
構成され、該トランジスタ４ａのベースに発振回路の出
力を接続することにより、充電回路２の充電電荷を放電
させ、光源５を発振周波数で変調，駆動する。なお、電
源供給判別回路１の制御信号により光源５を駆動するよ
う構成してもよく、この場合は発振回路３を省略できる
。光源５は、例えば発光ダイオードからなり、上記光源
５駆動回路４により点灯される。

なお、光源５としては、半導体レーザ等が使用できる。
光電変換回路６は、Ｓｉホトダイオード等からなり、上
記光源５からの光信号を電気信号に変換する機能を果す
。増幅回路７は、光電変換回路６において電気信号に変
換された光信号（以下受光信号という。）を増幅する。
フイルタ回路８は、増幅された受光信号から特定の周波
数の信号のみ通過させ、雑音を除去する作用を営む。又
、信号処理回路９は、受光信号と基準値とを比較し、受
光信号が所定レベル以下であると警報信号を発生する回
路である。これらは、従来の透過率測定装置において使
用されているものと同様である。間歇電源供給回路１０
は、パルス発生回路１１とスイツチ回路１２とからなり
、発光部へ電源を間歇的に供給すると共に、該電源の間
歇供給に対する反転出力を発生する作用を営む回路であ
る。パルス発生回路１１は、発光部に電源を間歇的に供
給するため、一定のパルス幅とパルス間隔を有するパル
スを発生する。パルス間隔とパルス幅の比は、電源線路
１４のインピーダンスと光源の間歇的発光の間隔とから
定められ、例えば、１０対１程度とする。スイツチ回路
１２は、上記パルスを電源線路１４を介して発光部側に
送出すると共に、該パルスを反転した波形のパルスを発
生する。この反転波形のパルスは、電源の間歇供給に対
する反転出力として受光信号スイツチング回路１３に入
力される。受光信号スイツチング回路１３は、上記フイ
ルタ回路８と信号処理回路９との間に挿入され、例えば
アナログスイツチのごとき特性を有するもので、上記反
転出力に応動して受光信号を信号処理回路９に入力せし
める。

この受光信号スイツチング回路１３の動作は、上記反転
出力が入力している間スイツチを閉成し、入力していな
いときスイツチを開成することにより行なう。なお、受
光信号スイツチング回路１３は、上記位置に限定されず
、信号処理回路９に入力する受光信号をスイツチングし
得るならば他の位置に挿入することもできる。次に、こ
の実施例の動作について説明する。

第３図は、上記実施例の光電式検出器の動作状態を示す
動作線図で、Ａ−Ｆは、各々第１図のプロツク図に示す
同符号の点における電圧・電流波形を示す。間歇電源供
給回路１０は、電源線路１４を介して発光部側に間歇的
に電源を供給する。

第３図Ａは、この電源波形を示す。又、同時に、間歇電
源供給回路１０は、上記電源の間歇供給に対する反転出
力を受光信号スイツチング回路１３に送出する。この反
転出力の波形を第３図Ｂに示す。なお、第３図Ｂの波形
は、発光部に光源を供給しているときに受光信号スイツ
チング回路１３を開成するものであればよいことを示し
たもので、この動作が確保できれば、必ずしも第３図Ａ
の反転出力である必要はない。一方、発光部側では、電
源供給判別回路１が、間歇的に供給される電源の供給の
有無を検出すると共に、電源非供給時に、第３図Ｄに示
すように反転出力に同期した制御信号を出力する。

この制御信号の入力に伴なつて、発振回路３が間歇的に
特定周波数（例えば数ＫＨｚ）で発振する。第３図Ｅは
この発振回路の出力波形を示す。又、充電回路２は、間
歇的に供給される電源により充電され、電源非供給時に
光源駆動回路４を経て放電される。

第３図Ｃは、この充放電電圧の変化を示す。同図から明
らかなように、充放電は電源の間歇的供給と同期して行
なわれる。充電回路２の充電時定数は、コンデンサ２ａ
の容量と電源線路の線路抵抗等によつて定まるから、電
源供給時のパルス幅を、光源，駆動時のパルス幅と比較
して十分長くしておけば、コンデンサ２ａは電源供給時
に所定量の電荷を蓄積し得る。光源駆動回路４において
光源５は、上記発振回路３の出力によりコンデンサ２ａ
の充電電荷から電源の供給を受けて発光するため、該発
振回路３の出力と同様の波形で断続的且つ間歇的に発光
する。

この場合、光源の消費電力の大部分は、コンデンサ２ａ
の充電電荷から供給されるため、光源５の発光輝度が線
路抵抗の影響により変化することはない。又、本実施例
では、光源の駆動開始からコンデンサ２ａの充電電荷が
徐々に減少し、発光輝度も時間の経過と共に減少するが
、このような問題点を解決するには、光源駆動回路４の
トランジスタ４ａを定電流で駆動すればよい。光源５か
らの光信号は、光電変換回路６、増幅回路７及びフイル
タ回路８を経て受光信号スイツチング回路１３に達する
。

この受光信号スイツチング回路１３は、第３図Ｆに示す
ように、間歇電源供給回路１０の反転出力と同期して閉
成され、又、光源５の間歇的発光も反転出力と同期して
いるから、光源５からの受光信号のみが信号処理回路９
に入力され、同期していない他の外乱光による雑音は遮
断される。したがつて、本発明の光電式検出器を減光式
分離型火災感知器に使用した場合、外乱光の影響を最少
限とすることができるため、ＳＮ比は大幅に改善され、
煙による光信号の減衰を高精度に検出することができる
。

又、赤外線侵入検出器に使用した場合にも、光源以外か
ら入射した外乱光の影響を除去でき、上記同様高精度に
侵入検出ができる。なお、光源を間歇的に発光させるだ
けでなく、上記実施例の如く、光源を発振回路の出力に
より変調して特定の周波数で断続的且つ間歇的に発光さ
せることにより、外乱光の影響が多い場所ではより効果
的である。以上説明したように、本発明は、上記のよう
に構成することにより、受光部側から間歇的に供給され
る電源を発光部において充電し、電源非供給時に放電電
流により光源を間歇的に発光させると共に、上記電源の
間歇供給に対する反転出力に応動して受光信号を信号処
理回路に入力せしめることができるから、発光部と受光
部間に間歇パルスを送受する特別の信号線路を必要とせ
ず、発光部の間歇的発光に同期して受光信号を処理する
ことができ、且つ、電源線路の線路抵抗に影響されるこ
となく光源を所定の輝度で発光させるこ５とができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロツク図、第２図は
上記実施例の発光部の具体例を示す回路図、第３図は本
発明の動作状態を示す動作線図である。 １・・・・・・電源供給判別回路、２・・・・・・充電
回路、３・・・・・・発振回路、４・・・・・・光源駆
動回路、５・・・・・・光源、６・・・・・・光電変換
回路、９・・・・・・信号処理回路、１０・・・・・・
間歇電源供給回路、１３・・・・・・受光信号スイツチ
ング回路、１４・・・・・・電源線路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光源を有する発光部と該発光部からの光を検出する
   受光部とを分離して設置し、発光部からの光線の遮断又
   は減衰による透過光量の変化を受光部において検出する
   光電式検出器において、上記発光部に、受光部側からの
   電源供給の有無を検出して電源非供給時に制御信号を出
   力する電源供給判別回路と、電源供給時に充電し、非供
   給時に放電する充電回路と、電源非供給時に上記電源供
   給判別回路からの制御信号が入力し、それに基づいて上
   記充電回路を放電させてその放電電流により光源を発光
   させる光源駆動回路とを備え、且つ、上記受光部に、上
   記発光部へ電源を間歇的に供給すると共に、該電源の間
   歇供給に対する反転出力を発生する間歇電源供給回路と
   、該間歇電源供給回路の反転出力に応動して受光信号を
   信号処理回路に入力せしめる受光信号スイッチング回路
   とを備えることを特徴とする光電式検出器。