JP2562830B2 - 光電式煙感知器の受光信号検出回路 - Google Patents

光電式煙感知器の受光信号検出回路

Info

Publication number
JP2562830B2
JP2562830B2 JP63128715A JP12871588A JP2562830B2 JP 2562830 B2 JP2562830 B2 JP 2562830B2 JP 63128715 A JP63128715 A JP 63128715A JP 12871588 A JP12871588 A JP 12871588A JP 2562830 B2 JP2562830 B2 JP 2562830B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
light
signal
circuit
emitting element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63128715A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01297914A (ja
Inventor
正信 小川
富三 寺澤
浩則 上
雅夫 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP63128715A priority Critical patent/JP2562830B2/ja
Publication of JPH01297914A publication Critical patent/JPH01297914A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2562830B2 publication Critical patent/JP2562830B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光電式煙感知器の受光信号検出回路に関す
るものである。
[従来の技術] 第6図は光電式の煙感知器の従来例を示すブロック図
である。発光ダイオード1は発振回路10により間欠的に
光信号を発光する。発光ダイオード1からの光の放射方
向と、受光素子2による光の受光方向とは異なり、煙感
知器内に煙が存在しないときには、受光素子2は光をほ
とんど受光しない。一方、煙感知器内に煙が存在すると
きには、発光ダイオード1からの光は煙によって散乱さ
れるので、受光素子2は煙による散乱光を受光する。こ
の散乱光は極めて微弱なものであるので、受光アンプ20
にて増幅した後、コンパレータ21にて所定の基準レベル
と比較する。コンパレータ21の出力は信号処理回路22に
て信号処理され、信頼性のある検出信号が得られたとき
には、発報回路23にて煙感知信号を発報する。コンパレ
ータ21は煙濃度が所定濃度以上であるか否かを判定して
おり、信号処理回路22は電磁ノイズなどによる誤動作を
防ぐための信号処理を行っている。
第7図は受光アンプ20とコンパレータ21の具体回路例
を示している。受光アンプ20はオペアンプA1,A2を継続
接続したもであり、オペアンプA1は帰還インピーダンス
としてコンデンサC1と抵抗R1を接続され、受光素子2か
らの光電流を電圧信号に変換する。コンデンサC1は高域
カット用であり、抵抗R1は電流−電圧変換係数設定用で
ある。オペアンプA2は入力抵抗R2と帰還抵抗R3とを有
し、オペアンプA1の出力電圧を増幅する。増幅率は(−
R3/R2)となる。オペアンプA2の出力電圧には、各オペ
アンプA1,A2のオフセットや受光素子2の暗電流の成分
が含まれ、これらは周囲温度によって大きく変動する。
そこで、コンデンサC2によって直流成分を除去し、発光
ダイオード1の発光時に生じた散乱光による変動成分の
みをコンパレータ21にて検出している。コンパレータ21
の負入力端子には、電源電圧を抵抗R5,R6にて分圧した
電圧が基準レベルとして印加されており、正入力端子の
電圧が上記基準レベルを越えたときに、コンパレータ21
の出力が“High"レベルとなる。一端をコンデンサC2
接続された抵抗R4の他端には基準電圧Vrefが印加されて
おり、散乱光による入力信号が無いときには、コンデン
サC2と抵抗R4との接続点の電圧は、基準電圧Vrefに等し
くなる。この基準電圧Vrefはコンパレータ21の負入力端
子に印加された基準レベルよりも低く設定されている。
[発明が解決しようとする課題] 上述の従来技術において、オペアンプA1,A2にオフセ
ットが無ければ、ゼロ入力時のオペアンプA2の出力は電
圧VBに等しくなるが、現実にはオペアンプA1,A2にオフ
セットが存在するので、そのオフセット電圧を各々
VOS1,VOS2とすると、オペアンプA2の出力は、ゼロ入力
時の電圧VBに比べてΔVの誤差電圧を生じる。
ΔV=−(R3/R2)(VOS1−VOS2) 例えば、VOS1=1mV、VOS2=−3mV、R3/R2=30とする
と、ΔV=−30(1+3)=−120mVとなる。
今、煙による散乱光に起因する受光電流を10nA、R1
1MΩ、R3/R2=30とすると、煙による受光アンプ20の出
力信号VSは、 VS=10nA×1MΩ×30−300mV となる。この出力信号VSに比べて、誤差電圧ΔVが比較
的大きいため、オペアンプA2の出力をコンパレータ21に
そのまま入力すると、発報すべき煙濃度で発報しなかっ
たり、逆に低い煙濃度で発報するという不都合が生じて
しまう。受光素子2の暗電流が大きくなっても同じよう
なことが起こる。そこで、従来の回路ではコンデンサC2
と抵抗R4によりハイパスフィルタを構成し、直流成分を
カットしている。ハイパスフィルタの低域遮断周波数
は、C2=100nF、R4=10KΩとすれば、fc=1/2πC2R4≒1
60Hzとなる。
ところが、第6図に示す回路を集積回路化してコスト
ダウンと小型軽量化を図ろうとした場合には、半導体集
積回路では大容量のコンデンサや高抵抗は実現困難とな
るという問題が生じる。半導体集積回路で実現できるコ
ンデンサの容量の上限値は実用的には50pF程度であり、
抵抗の上限値は50KΩ程度である。したがって、これら
の値でハイパスフィルタを構成しても、低域遮断周波数
はfc=6.3×104Hzとなり、実用的な使用周波数帯域(1
〜20KHz程度)を大きく越えてしまい、直流カットの目
的を果たせない。
また、光電式煙感知器は防災機器の分野に属するもの
であるから、停電時においても非常電源等を用いて常に
動作させておく必要があり、そのためには、消費電力の
低域が不可欠となる。このため、上述のように、間欠駆
動方式を採用することにより、消費電力を節約すること
が望まれるものであるが、大容量のコンデンサや高抵抗
を用いて直流カットを行おうとすると、受光アンプは常
に通電しておく必要があり、発光素子の発光期間の直前
にのみ受光アンプを動作させれは済むという訳にはいか
なくなる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、光電式煙感知器の受光信号検
出回路において、増幅回路のオフセット電圧を除去する
のみならず、受光信号に含まれる暗電流成分による誤動
作を防止し、且つ間欠駆動方式による消費電力の低減に
も適した方式で直流カットを行えるようにすることにあ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、感
知器内に間欠的に光信号を発光する発光素子と、感知器
内で前記発光素子からの光の放射方向とは異なる方向か
ら光を受光するように配置されて感知器内に煙が存在す
るときに前記発光素子から放射された光が煙によって散
乱された光を受光して電気信号を発生する受光素子とを
有する光電式の煙感知器において、第1図に示すよう
に、前記受光素子2からの信号を増幅する増幅回路(受
光アンプ20)と、増幅された信号のレベルを前記発光素
子の発光期間において判定するレベル判定回路(コンパ
レータ21)と、レベル判定回路よりも前段に挿入される
直流カット用のコンデンサC2とを備え、前記発光素子の
発光期間以前にオンされて前記発光素子の発光期間には
オフされる双方向性スイッチ素子(アナログスイッチ
Q)を、直流カット用のコンデンサC2の出力端子と基準
電圧源との間に設けたことを特徴とするものである。
[作用] 本発明にあっては、このように、直流カット用のコン
デンサC2の出力端子と基準電圧源との間に双方向性のス
イッチ素子を挿入し、このスイッチ素子を発光素子の発
光期間以前にオンするようにしたので、コンデンサC2
出力端子の電圧レベルを基準電圧源の電圧Vrefに速やか
に設定することができ、オフセットや暗電流等のドリフ
ト成分による影響を受けることなく、微弱な受光信号を
正確に検出することができるものである。
[実施例1] 第1図は本発明の第1実施例の回路図である。本実施
例において、上述の従来例と対応する部分には同一の符
号を付して重複する説明は省略する。第1図に示す回路
では、受光アンプ20とコンパレータ21の間に配された直
流カット回路30に特徴を有しており、コンデンサC2の出
力端子と基準電圧Vrefの間に、NMOSトランジスタQ1とPM
OSトランジスタQ2により構成されたCMOSタイプのアナロ
グスイッチQを配している。NMOSトランジスタQ1は、ゲ
ート信号φにより開閉制御され、PMOSトランジスタQ2
ゲート信号φをインバータN1にて反転した信号により開
閉制御される。なお、基準電圧Vrefは接地電圧(ゼロボ
ルト)であっても構わない。
第2図は本実施例の動作波形図である。ゲート信号φ
が“High"レベルになると、NMOSトランジスタQ1及びPMO
SトランジスタQ2がオンとなり、コンデンサC2の出力端
子の電圧Vcは基準電圧Vrefに設定される。ゲート信号φ
は約50μsecの間“High"レベルに保持され、その後、
“Low"レベルとなる。本実施例では、コンパレータ21と
して、入力段のトランジスタがJFET又はMOSトランジス
タよりなる高入力インピーダンスのタイプを用いてお
り、その入力バイアス電流は数pA〜100pA程度と極めて
小さい。したがって、例えば、コンデンサC2の容量が10
pF程度の小さな容量であっても、コンデンサC2の出力端
子の電圧は、アナログスイッチQをオフした後、数msec
の間はほとんど基準電圧Vrefに保持される。ゲート信号
φが立ち下がってから、約50μsecの経過後に、発振回
路10の出力により発光素子1が発光し、受光アンプ20が
出力信号VSを発生すると、コンパレータ21の入力インピ
ーダンスは非常に高いので、受光アンプ20の出力信号VS
の分だけコンパレータ21の入力電圧は変化する。この入
力電圧の変化が所定値以上であれば、煙感知信号が発報
される。
本実施例にあっては、オペアンプA1,A2のオフセット
電圧及び受光素子2の暗電流によりオペアンプA2の出力
に誤差電圧ΔVがあっても、入力信号の検出期間よりも
以前に、ゲート信号φに応じてコンデンサC2の出力端子
の電圧が基準電圧Vrefに設定されるので、誤差電圧ΔV
はコンパレータ21には入力されない。したがって、煙に
よる散乱光に起因する微弱な入力信号のみを正確に検出
することができる。
[実施例2] 第3図は本発明の第2実施例の回路図である。本実施
例にあっては、入力信号が特に微弱である場合に、受光
アンプ20に3段継続構成のオペアンプA1,A2,A3を用いた
例である。第3のオペアンプA3は、入力抵抗R7と帰還抵
抗R8を接続され、第2のオペアンプA2の出力を増幅す
る。この回路例では、2段目のオペアンプA2の出力と3
段目のオペアンプA3の入力との間に、第1の直流カット
回路31を配し、3段目のオペアンプA3の出力とコンパレ
ータ21の入力との間に、第2の直流カット回路32を配し
ている。第1及び第2の直流カット回路31,32の構成
は、上述の第1実施例に用いた直流カット回路30と同じ
である。第1の直流カット回路31と第2の直流カット回
路32とは同期して動作し、発振回路10による光信号の休
止期間中にアナログスイッチがオンされて、コンデンサ
C2,C3の出力電圧がそれぞれ基準電圧Vref1,Vref2に設定
され、発振回路10による光信号の発生期間中にはアナロ
グスイッチがオフされる。
本実施例において、2段目のオペアンプA2と3段目の
オペアンプA3の間に、直流カット回路31を配する理由
は、2段目のオペアンプA2の出力に生じる誤差電圧ΔV
が3段目のオペアンプA3にて増幅されるのを防止するた
めである。つまり、第1の直流カット回路31は、オペア
ンプA1,A2のオフセットや受光素子2の暗電流によるド
リフト成分を除去するものであり、第2の直流カット回
路32は、オペアンプA3のオフセットによるドリフト成分
を除去するものである。これによって、微弱な入力信号
をドリフト成分の影響を受けることなく、正確にレベル
検出することができるものである。
[実施例3] 第4図は本発明の第3実施例の要部回路図であり、第
5図はその動作波形図である。本実施例にあっては、CM
OSタイプのアナログスイッチに代えて、NチャンネルJF
ET3aとPチャンネルJFET3bを組み合わせたアナログスイ
ッチ3を用いており、ゲート信号φ1にて制御して
いる。NチャンネルJFET3aを制御するゲート信号φ
は、0ボルトと基準電圧Vrefの間で変化し、Pチャン
ネルJFET3bを制御するゲート信号φは制御電源電圧V
DDと基準電圧Vrefの間で変化する。いずれのJFET3a,3b
も、ゲート信号φ1が基準電圧Vrefとなるタイミン
グにオンされる。その他の動作については、上述の実施
例と同様である。
なお、第1図及び第3図に示す実施例では、NMOSトラ
ンジスタはゲート信号により開閉制御され、PMOSトラン
ジスタはゲート信号をインバータにて反転した信号によ
り開閉制御されているが、PMOSトランジスタがゲート信
号により開閉制御され、NMOSトランジスタがゲート信号
をインバータにて反転した信号により開閉制御されるよ
うにしても良い。後者の場合、ゲート信号の論理を実施
例とは反転させて用いることは言うまでもない。
[発明の効果] 本発明にあっては、上述のように、間欠駆動方式の光
電式煙感知器の受光信号検出回路において、発光素子の
発光期間以前にオンされて発光期間にはオフされる双方
向性スイッチ素子を、直流カット用のコンデンサの出力
端子と基準電圧源との間に設けたから、増幅回路のオフ
セットや受光信号の暗電流のような温度依存成分による
ドリフトの影響を受けることなく、受光信号を検出でき
るという効果があり、また、双方向性スイッチ素子にて
直流カット用のコンデンサの出力端子を基準電圧に設定
するようにしたので、大容量のコンデンサや高抵抗を設
ける必要がなく、半導体集積回路化したときに外付け部
品が不要になるので、低コスト化、小型軽量化の効果が
十分に発揮されるものである。さらにまた、大容量のコ
ンデンサと高抵抗を用いた直流カット方式を用いる場合
に比べると、直流カットに要する時間が短縮されること
から、増幅回路等を常に通電しておく必要はなく、間欠
駆動方式に適しており、光電式煙感知器の消費電力低減
に寄与するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図は同上の
動作波形図、第3図は本発明の第2実施例の回路図、第
4図は本発明の第3実施例の要部回路図、第5図は同上
の動作波形図、第6図は従来の光電式感知器のブロック
図、第7図は同上の要部回路図である。 1は発光ダイオード、2は受光素子、20は受光アンプ、
21はコンパレータ、30は直流カット回路、C2はコンデン
サ、Qはアナログスイッチ、Vrefは基準電圧である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上 浩則 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 荒川 雅夫 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−5327(JP,A) 特開 昭62−196920(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感知器内に間欠的に光信号を発光する発光
    素子と、感知器内で前記発光素子からの光の放射方向と
    は異なる方向から光を受光するように配置されて感知器
    内に煙が存在するときに前記発光素子から放射された光
    が煙によって散乱された光を受光して電気信号を発生す
    る受光素子と、前記受光素子からの信号を増幅する増幅
    回路と、増幅された信号のレベルを前記発光素子の発光
    期間において判定するレベル判定回路と、レベル判定回
    路よりも前段に挿入される直流カット用のコンデンサと
    を備え、前記発光素子の発光期間以前にオンされて前記
    発光素子の発光期間にはオフされる双方向性スイッチ素
    子を、直流カット用のコンデンサの出力端子と基準電圧
    源との間に設けたことを特徴とする光電式煙感知器の受
    光信号検出回路。
JP63128715A 1988-05-26 1988-05-26 光電式煙感知器の受光信号検出回路 Expired - Lifetime JP2562830B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63128715A JP2562830B2 (ja) 1988-05-26 1988-05-26 光電式煙感知器の受光信号検出回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63128715A JP2562830B2 (ja) 1988-05-26 1988-05-26 光電式煙感知器の受光信号検出回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01297914A JPH01297914A (ja) 1989-12-01
JP2562830B2 true JP2562830B2 (ja) 1996-12-11

Family

ID=14991638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63128715A Expired - Lifetime JP2562830B2 (ja) 1988-05-26 1988-05-26 光電式煙感知器の受光信号検出回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2562830B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129107A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Nippon Precision Circuits Inc 信号増幅装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01297914A (ja) 1989-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4943712A (en) Motion detector
US3745550A (en) Optical intrusion alarm system
JPS58214997A (ja) 煙検出器
US4083037A (en) Detection circuit
JPS6017051B2 (ja) アバランシェ・ダイオ−ドの温度補償方法
US4063227A (en) Smoke detector
US4152595A (en) Charge sensing circuit
US20050133691A1 (en) Optical receiver circuit
JP2562830B2 (ja) 光電式煙感知器の受光信号検出回路
JPS5888641A (ja) 煙検出器
US3987319A (en) Radiation-activated sensor
JPH0330097A (ja) 光電式煙感知器
US4023152A (en) Ionization type smoke sensing device
KR950003136B1 (ko) 전력증폭장치
CA1242256A (en) Photoelectric smoke detector circuitry
US6188278B1 (en) Amplification circuits
JPH0991557A (ja) 光電式煙感知器
JP2746078B2 (ja) 光電式煙感知器
JPH05340807A (ja) 赤外線検出装置
JP3267184B2 (ja) 光電式煙感知器
JPH09198585A (ja) 煙感知器用led電流制御回路
CA1119318A (en) Smoke detector with means for increasing the sensitivity
KR920017167A (ko) 선속측정 고광 차단회로
JPS6234398Y2 (ja)
JPS60230081A (ja) 赤外線式移動物体検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919

Year of fee payment: 12