JP3267184B2 - Photoelectric smoke detector - Google Patents

Photoelectric smoke detector

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JP3267184B2
JP3267184B2 JP07765697A JP7765697A JP3267184B2 JP 3267184 B2 JP3267184 B2 JP 3267184B2 JP 07765697 A JP07765697 A JP 07765697A JP 7765697 A JP7765697 A JP 7765697A JP 3267184 B2 JP3267184 B2 JP 3267184B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、煙による散乱光を
検出することにより煙を検出する光電式煙感知器に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric smoke detector for detecting smoke by detecting light scattered by smoke.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、この種の光電式煙感知器は、図
3に示すように、発光素子から照射された光の煙による
散乱光Xを受光して電気信号に変換する光電変換回路1
と光電変換回路1の出力電圧をサンプリングし保持する
サンプルホールド回路2とサンプルホールド回路2の出
力を基準電圧に基づいて出力電圧レベル調整を行い、濃
度に応じたアナログ信号として出力するアナログ出力回
路3とを備えてなる。
2. Description of the Related Art Generally, as shown in FIG. 3, a photoelectric smoke detector of this type receives a scattered light X due to smoke of light emitted from a light emitting element and converts the light into an electric signal.
And a sample-and-hold circuit 2 for sampling and holding the output voltage of the photoelectric conversion circuit 1 and an analog output circuit 3 for adjusting the output voltage level of the output of the sample-and-hold circuit 2 based on a reference voltage and outputting it as an analog signal corresponding to the density. And

【0003】光電変換回路1は、図4に示すように、受
光素子11と基準電圧源12とオペアンプA1、A2と
抵抗R1〜R3及びコンデンサC1とを有してなる。受
光素子11に光が照射されると、微弱な光電流(光電流
信号)が流れる。この光電流はオペアンプA1と電流−
電圧変換用の抵抗R1により電圧信号に変換され、オペ
アンプA2により直流増幅される。オペアンプA2の増
幅率は、入力抵抗R2と帰還抵抗R3の比率で決定され
る。また、コンデンサC1と抵抗R2とでハイパスフィ
ルタが構成され、電圧信号に変換されたオペアンプA1
の出力から低周波成分がカットされる。つまり、発光素
子が発光していない時に受光素子11に流れるリーク電
流がカットされ、リーク電流が含まれない信号成分のみ
がオペアンプA2により直流増幅されサンプルホールド
回路2に出力される。
As shown in FIG. 4, the photoelectric conversion circuit 1 includes a light receiving element 11, a reference voltage source 12, operational amplifiers A1 and A2, resistors R1 to R3, and a capacitor C1. When light is applied to the light receiving element 11, a weak photocurrent (photocurrent signal) flows. This photocurrent is connected to the operational amplifier A1 and the current −
The voltage signal is converted into a voltage signal by a voltage conversion resistor R1, and DC amplified by an operational amplifier A2. The amplification factor of the operational amplifier A2 is determined by the ratio between the input resistance R2 and the feedback resistance R3. A high-pass filter is formed by the capacitor C1 and the resistor R2, and the operational amplifier A1 converted into a voltage signal
The low frequency component is cut from the output of. That is, the leak current flowing through the light receiving element 11 when the light emitting element is not emitting light is cut off, and only the signal component not including the leak current is DC-amplified by the operational amplifier A2 and output to the sample hold circuit 2.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような光電式煙感知器にあっては、光電変換回路1のハ
イパスフィルタを構成するコンデンサC1と抵抗R2と
は、光電流信号が減衰されないように設定しなければな
らない。従って、光電流信号の周波数が低い場合には大
きな容量値のコンデンサC1が必要となり、コンデンサ
C1の集積回路化(ワンチップ化)ができず、外付け部
品となるので、回路全体がコストアップしてしまうとい
う問題があった。
However, in the above-described photoelectric smoke detector, the capacitor C1 and the resistor R2 constituting the high-pass filter of the photoelectric conversion circuit 1 are designed so that the photocurrent signal is not attenuated. Must be set to Therefore, when the frequency of the photocurrent signal is low, the capacitor C1 having a large capacitance value is required, and the capacitor C1 cannot be integrated (one-chip) and becomes an external component. There was a problem that would.

【0005】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、光電流信号の周波数に
関係なく集積回路化可能な光電式煙感知器を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a photoelectric smoke sensor which can be integrated into a circuit regardless of the frequency of a photocurrent signal. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
発光素子から照射された光の煙による散乱光を受光素子
により受光して電気信号に変換する光電変換回路と、該
光電変換回路の出力電圧をサンプリングし保持するサン
プルホールド回路と、該サンプルホールド回路の出力の
出力電圧レベル調整を行い、濃度に応じたアナログ信号
として出力するアナログ出力回路とを有してなる光電式
煙感知器において、前記光電変換回路では、前記発光素
子が発光していない時に前記受光素子に流れるリーク電
流を検出し、前記発光素子が発光している時の前記発光
素子に流れる光電流から前記リーク電流を減算するため
の帰還部を具備したことを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention,
A photoelectric conversion circuit that receives scattered light due to smoke emitted from the light emitting element by a light receiving element and converts the scattered light into an electric signal; a sample and hold circuit that samples and holds an output voltage of the photoelectric conversion circuit; And an output voltage level of the output of the photoelectric smoke detector having an analog output circuit that outputs an analog signal according to the density, in the photoelectric conversion circuit, when the light emitting element is not emitting light Detecting a leak current flowing through the light receiving element and subtracting the leak current from a light current flowing through the light emitting element when the light emitting element emits light.
Characterized in that the feedback section is provided .

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図1は、本発明の実施の形態
の一例に係る光電式煙感知器の光電変換回路の概略構成
を示すブロック図であり、図2は、図1 の帰還部の具体
例を示す回路図である。本実施形態の光電式煙感知器
は、図3で示した従来の光電式煙感知器において、光電
変換回路1を、受光素子11と基準電圧源12とオペア
ンプA1、A2と抵抗R1〜R3からなる電流−電圧変
換回路部4と、帰還部5とからなるようにした。帰還部
5は、発光素子が発光していない時の抵抗R1の両端の
電圧を検出し、この電圧が0になるようにオペアンプA
1の入力に帰還をかける、つまり、発光素子が発光して
いない時に受光素子11に流れるリーク電流が0になる
ようにオペアンプA1の入力に帰還をかけるようになっ
ている。さらに、発光素子が発光し、受光素子11に光
が照射され場合には、前記リーク電流を光電流信号から
減算した信号を出力するようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a photoelectric conversion circuit of a photoelectric smoke detector according to an example of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a feedback unit in FIG. is there. The photoelectric smoke detector of the present embodiment is different from the conventional photoelectric smoke detector shown in FIG. 3 in that the photoelectric conversion circuit 1 includes a light receiving element 11, a reference voltage source 12, operational amplifiers A1, A2, and resistors R1 to R3. The current-voltage conversion circuit section 4 and the feedback section 5 are provided. The feedback unit 5 detects the voltage across the resistor R1 when the light emitting element does not emit light, and operates the operational amplifier A so that this voltage becomes zero.
1 is fed back, that is, the input of the operational amplifier A1 is fed back so that the leak current flowing to the light receiving element 11 when the light emitting element does not emit light becomes zero. Further, when the light emitting element emits light and the light receiving element 11 is irradiated with light, a signal obtained by subtracting the leak current from the photocurrent signal is output.

【0008】図2の回路図を用いて具体的に説明する。
帰還部5は、オペアンプA3とアナログスイッチSW1
とコンデンサC2とn型MOSトランジスタM1とで構
成される。オペアンプA3の入力端子には抵抗R1の両
端電圧が入力され、オペアンプA3の出力端子はアナロ
グスイッチSW1を介してn型MOSトランジスタM1
のゲートに接続される。n型MOSトランジスタM1の
ゲートは、また、コンデンサC2によって接地されてい
る。n型MOSトランジスタM1のアノードはオペアン
プA1の入力端子に接続され、カソードは接地される。
アナログスイッチSW1は制御信号LEDBによりオン
/オフされる。
A specific description will be given with reference to the circuit diagram of FIG.
The feedback unit 5 includes an operational amplifier A3 and an analog switch SW1.
, A capacitor C2 and an n-type MOS transistor M1. The voltage across the resistor R1 is input to the input terminal of the operational amplifier A3, and the output terminal of the operational amplifier A3 is connected to the n-type MOS transistor M1 via the analog switch SW1.
Connected to the gate. The gate of the n-type MOS transistor M1 is grounded by a capacitor C2. The anode of the n-type MOS transistor M1 is connected to the input terminal of the operational amplifier A1, and the cathode is grounded.
The analog switch SW1 is turned on / off by the control signal LEDB.

【0009】ここで、アナログスイッチSW1は、制御
信号LEDBがハイレベルの時、オンし、ローレベルの
時、オフするようになっている。そして、制御信号LE
DBは、発光素子が発光している時のみローレベルの信
号になるようになっている。つまり、アナログスイッチ
SW1は発光素子が発光していない時にオンし、発光し
ている時はオフするようになっている。
Here, the analog switch SW1 is turned on when the control signal LEDB is at a high level, and turned off when the control signal LEDB is at a low level. And the control signal LE
DB is a low-level signal only when the light emitting element is emitting light. That is, the analog switch SW1 is turned on when the light emitting element is not emitting light, and is turned off when the light emitting element is emitting light.

【0010】次に、本実施形態の動作を説明する。受光
素子11が光を受光していない時、アナログスイッチS
W1はオンし、オペアンプA3により、抵抗R1の両端
電圧、つまり、リーク電流を検出し、このリーク電流が
0になるようにn型MOSトランジスタM1のゲートが
駆動される。従って、この時、受光素子11のリーク電
流Idはn型MOSトランジスタM1のドレイン端子か
らソース端子に流れる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the light receiving element 11 is not receiving light, the analog switch S
W1 is turned on, and the voltage across the resistor R1, that is, the leakage current is detected by the operational amplifier A3, and the gate of the n-type MOS transistor M1 is driven so that the leakage current becomes zero. Therefore, at this time, the leak current Id of the light receiving element 11 flows from the drain terminal to the source terminal of the n-type MOS transistor M1.

【0011】この状態から発光素子が発光すると、アナ
ログスイッチSW1がオフし、コンデンサC2によりn
型MOSトランジスタM1のゲート電圧は一定に保たれ
るので、n型MOSトランジスタM1は、アナログスイ
ッチSW1がオンしていた時と同量のリーク電流Idを
ドレイン端子からソース端子に流し続けることになる。
この時、受光素子11が散乱光Xを受光すると、散乱光
Xを受光したことによる光電流信号Ipdにリーク電流
Idが加算された電流(Ipd+Id)が流れるが、こ
の内、リーク電流Idはn型MOSトランジスタM1を
介してグランドに流れる。従って、電流−電圧変換回路
部4により変換され、出力される電圧は光電流信号Ip
dに対応するものとなり、リーク電流Id分は除去され
ているのである。
When the light emitting element emits light from this state, the analog switch SW1 is turned off, and n
Since the gate voltage of the type MOS transistor M1 is kept constant, the n-type MOS transistor M1 keeps flowing the same amount of leak current Id from the drain terminal to the source terminal as when the analog switch SW1 was turned on. .
At this time, when the light receiving element 11 receives the scattered light X, a current (Ipd + Id) obtained by adding the leak current Id to the photocurrent signal Ipd due to the reception of the scattered light X flows, and the leak current Id is n. It flows to the ground via the type MOS transistor M1. Therefore, the voltage converted and output by the current-voltage conversion circuit unit 4 is the photocurrent signal Ip
d, and the leakage current Id has been removed.

【0012】従って、本実施形態によれば、電流−電圧
変換回路部4内には、リーク電流Idの除去のためのハ
イパスフィルタを構成するコンデンサC1が不要とな
り、帰還部5内のコンデンサC2は電圧の保持のための
ものであり容量値は小さくできるので、回路全体を集積
回路化(ワンチップ化)できるのである。
Therefore, according to the present embodiment, the capacitor C1 constituting the high-pass filter for removing the leakage current Id is not required in the current-voltage conversion circuit section 4, and the capacitor C2 in the feedback section 5 is not required. Since the capacitor is used for holding a voltage and the capacitance value can be reduced, the entire circuit can be integrated (one chip).

【0013】[0013]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、発光素子から照射された光の煙による散乱光を受
光素子により受光して電気信号に変換する光電変換回路
と、該光電変換回路の出力電圧をサンプリングし保持す
るサンプルホールド回路と、該サンプルホールド回路の
出力の出力電圧レベル調整を行い、濃度に応じたアナロ
グ信号として出力するアナログ出力回路とを有してなる
光電式煙感知器において、前記光電変換回路では、前記
発光素子が発光していない時に前記受光素子に流れるリ
ーク電流を検出し、前記発光素子が発光している時の前
記発光素子に流れる光電流から前記リーク電流を減算
るための帰還部を具備したので、リーク電流の除去のた
めのハイパスフィルタを構成するコンデンサが不要とな
り、光電流信号の周波数に関係なく集積回路化可能な光
電式煙感知器が提供できた。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a photoelectric conversion circuit for receiving scattered light due to smoke of light emitted from a light emitting element by a light receiving element and converting the scattered light into an electric signal, A photoelectric type having a sample-and-hold circuit that samples and holds an output voltage of a photoelectric conversion circuit, and an analog output circuit that adjusts an output voltage level of an output of the sample-and-hold circuit and outputs an analog signal corresponding to a density. In the smoke detector, the photoelectric conversion circuit detects a leak current flowing in the light receiving element when the light emitting element is not emitting light, and detects a leak current flowing in the light emitting element when the light emitting element is emitting light. subtract the leakage current
Since a feedback section is provided , a capacitor constituting a high-pass filter for removing leakage current is not required, and a photoelectric smoke sensor that can be integrated into a circuit regardless of the frequency of a photocurrent signal can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る光電式煙感知器の光
電変換回路の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a photoelectric conversion circuit of a photoelectric smoke detector according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上の具体例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the above.

【図3】従来例に係る光電式煙感知器の概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a photoelectric smoke detector according to a conventional example.

【図4】同上に係る光電変換回路の概略構成を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a photoelectric conversion circuit according to the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光電変換回路 2 サンプルホールド回路 3 アナログ出力回路 4 電流−電圧変換部 5 帰還部 11 受光素子 12 基準電圧源 A1〜A3 オペアンプ SW1 アナログスイッチ R1〜R3 抵抗 C1、C2 コンデンサ M1 n型MOSトランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectric conversion circuit 2 Sample hold circuit 3 Analog output circuit 4 Current-voltage conversion part 5 Feedback part 11 Light receiving element 12 Reference voltage source A1 to A3 Operational amplifier SW1 Analog switch R1 to R3 Resistance C1, C2 Capacitor M1 n-type MOS transistor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発光素子から照射された光の煙による散
乱光を受光素子により受光して電気信号に変換する光電
変換回路と、該光電変換回路の出力電圧をサンプリング
し保持するサンプルホールド回路と、該サンプルホール
ド回路の出力の出力電圧レベル調整を行い、濃度に応じ
たアナログ信号として出力するアナログ出力回路とを有
してなる光電式煙感知器において、前記光電変換回路で
は、前記発光素子が発光していない時に前記受光素子に
流れるリーク電流を検出し、前記発光素子が発光してい
る時の前記発光素子に流れる光電流から前記リーク電流
を減算するための帰還部を具備したことを特徴とする光
電式煙感知器。
1. A photoelectric conversion circuit for receiving light scattered by smoke emitted from a light emitting element by a light receiving element and converting the scattered light into an electric signal, and a sample and hold circuit for sampling and holding an output voltage of the photoelectric conversion circuit. And an analog output circuit that adjusts the output voltage level of the output of the sample and hold circuit and outputs an analog signal according to the density. A feedback unit for detecting a leak current flowing through the light receiving element when the light emitting element is not emitting light and subtracting the leak current from a light current flowing through the light emitting element when the light emitting element emits light. And photoelectric smoke detector.
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