JPH10154285A - 光電式煙感知器 - Google Patents

光電式煙感知器

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JPH10154285A
JPH10154285A JP31443796A JP31443796A JPH10154285A JP H10154285 A JPH10154285 A JP H10154285A JP 31443796 A JP31443796 A JP 31443796A JP 31443796 A JP31443796 A JP 31443796A JP H10154285 A JPH10154285 A JP H10154285A
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JP
Japan
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circuit
output
photoelectric conversion
operational amplifier
photoelectric
Prior art date
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JP31443796A
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English (en)
Inventor
Masanori Hayashi
雅則 林
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電変換回路を集積回路化する場合に、受光
素子にリーク電流がある場合でも集積回路を破壊するこ
とのない光電式煙感知器を提供する。 【解決手段】 光の煙による散乱光Xを受光素子21に
より受光して電気信号に変換する光電変換回路2と,光
電変換回路2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3と、サンプルホールド回路3の出力
を煙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4と、前記各回路に間欠動作信号を供給するタ
イミング回路5とを備えてなり、光電変換回路2は、受
光電流を電圧に変換するオペアンプA1とその出力に接
続され受光素子21のリーク電流等の低周波成分を減衰
させるハイパスフィルタを有するようにした光電式煙感
知器において、ハイパスフィルタの出力をスイッチング
素子M3を介して電源VDDに接続し、スイッチング素
子M3のオンオフをタイミング回路5からの間欠動作信
号Sにより制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の光電式煙感知器は、図3
に示すように、発光回路1と光電変換回路2とサンプル
ホールド回路3とアナログ出力回路4とタイミング回路
5を備えてなる。光電変換回路2は、発光回路1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
換するものであり、受光素子21と基準電圧源22とオ
ペアンプA1〜A4と抵抗R1〜R5とコンデンサC
1、C2とPMOSトランジスタM1、M2を有してな
る。受光素子21に煙による散乱光Xが照射されると、
微弱な光電流が流れる。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、コンデンサC2と抵抗R2とで構成されたハイパス
フィルタによりその信号の低周波成分が減衰され、オペ
アンプA2、A3により直流増幅される。オペアンプA
2の増幅率は、入力抵抗R2と帰還抵抗R3の比率で決
定され、オペアンプA3の増幅率は、入力抵抗R4と帰
還抵抗R5の比率で決定される。オペアンプA3の出力
電圧は、バッファ接続されたオペアンプA4に接続され
ており、オペアンプA4の出力電圧はオペアンプA3の
出力電圧と同じになる。ここで、前記ハイパスフィルタ
は、低周波成分を減衰させるためのものであり、受光素
子21に流れるリーク電流をカットすることができる。
また、PMOSトランジスタM1、M2のゲートには後
述の間欠駆動信号Sが入力される。
【0003】サンプルホールド回路3はコンデンサC3
とアナログスイッチASとバッファ用のオペアンプA5
よりなり、アナログスイッチASがオンしているときの
みオペアンプA4の出力がコンデンサC3に充電され、
オペアンプA4の出力電圧が保持される。コンデンサC
3の充電電圧はオペアンプA5の出力電圧となる。
【0004】アナログ出力回路4は、オペアンプA6、
抵抗R6、R7、定電圧源Eよりなり、サンプルホール
ド回路2のオペアンプA5の出力電圧を取り込んで、オ
フセット電圧を加えた上でオペアンプA6と抵抗R6、
R7により直流増幅して出力する。
【0005】タイミング回路5は、上記各回路に間欠駆
動信号Sを供給しており、各回路では、この間欠駆動信
号により間欠駆動することで消費電流の低減化が行われ
ている。
【0006】ここで、光電変換回路2のオペアンプA1
〜A4は、図3に示すように、インバータINV1、I
NV2とPMOSトランジスタP1〜P8、NMOSト
ランジスタN1〜N7、コンデンサCにより構成され、
間欠駆動信号SがインバータINV1やインバータIN
V2を介して前記PMOSトランジスタやNMOSトラ
ンジスタのゲートに入力されている。また、基準電圧源
22は、図4に示すように、PMOSトランジスタP9
と抵抗R8、R9の分圧回路からなり、PMOSトラン
ジスタP9のゲートには間欠駆動信号Sが入力される。
【0007】従って、間欠駆動信号Sがローレベルの
時、PMOSトランジスタM1、M2がオンするのでオ
ペアンプA1〜A3の出力は電源電圧VDDに引き上げ
られるのでハイレベルになり、オペアンプA4の出力
は、PMOSトランジスタP8及びNMOSトランジス
タN7が共にオフするのでハイインピーダンス状態とな
る。また、基準電圧源22の電圧Vref はPMOSトラ
ンジスタP9がオフするので0Vとなる。一方、間欠駆
動信号Sがハイレベルの時は、光電変換回路2は動作状
態となり、受光素子21が散乱光Xを受光して電流Iを
生じた場合には、オペアンプA1の出力はVref −R1
×Iとなり、オペアンプA2の出力は、Vre f +(R3
/R2)×R1×Iとなり、オペアンプA3、A4の出
力は、Vref−(R5/R4)×(R3/R2)×R1
×Iとなる。受光素子21が散乱光Xを受光していない
場合には、前記出力は全てVref になる。
【0008】
【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、受光素子21は、散
乱光Xを受光していない状態でも、リーク電流Idが流
れているために、間欠駆動信号Sがハイレベルで光電変
換回路2は動作状態の時には、オペアンプA1の出力は
ref −R1×Idとなり、オペアンプA2の出力は、
リーク電流IdがコンデンサC2でカットされるので、
ref となる。この状態から間欠駆動信号Sがローレベ
ルになったとすると、PMOSトランジスタM1、M2
がオンし、オペアンプA1の出力、つまりコンデンサC
2の一方の電極側の電位はVDDに上がる。この時、コ
ンデンサC2の他方の電極側の電位も抵抗R2、R3を
介して流れる電流により同じ電圧分だけ上がる。この場
合、コンデンサC2の他方の電極側には抵抗R2、R3
を介してしか電流が流れないので、その電位はVDD+
R1×Idとなる。このように、コンデンサC2と抵抗
R2とで構成されたハイパスフィルタの出力点Pの電位
は、VDD+R1×Idとなる。
【0009】従って、上述のような光電変換回路2を集
積回路化しようとすると、電圧VDDの設定によって
は、P点の電位が集積回路の最大定格電圧を超えてしま
い、集積回路が破壊してしまうという問題があった。
【0010】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、光電変換回路を集積回
路化する場合に、受光素子にリーク電流がある場合でも
集積回路を破壊することのない光電式煙感知器を提供す
ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
発光回路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を
煙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、前記各回路に間欠動作信号を供給するタイミ
ング回路とを備えてなり、前記光電変換回路は、受光電
流を電圧に変換するオペアンプと該オペアンプの出力に
接続され前記受光素子のリーク電流等の低周波成分を減
衰させるハイパスフィルタを有するようにした光電式煙
感知器において、前記ハイパスフィルタの出力をスイッ
チング素子を介して電源に接続し、該スイッチング素子
のオンオフを前記タイミング回路からの間欠動作信号に
より制御するようにしたことを特徴とするものである。
【0012】
【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概略構成を示す回路図で
ある。本実施形態の光電式煙感知器は、図2で示した従
来の光電式煙感知器において、光電変換回路2にスイッ
チング素子としてのPMOSトランジスタM3を付加し
た構成になっている。つまり、コンデンサC2と抵抗R
2とで構成されたハイパスフィルタの出力点Pと電源電
圧VDDとの間に、PMOSトランジスタM3のドレイ
ンとソースを各々接続し、ゲートに間欠駆動信号Sを入
力するようにしたものである。従って、間欠駆動信号S
がハイレベルで光電変換回路2が動作状態の時には、P
MOSトランジスタM3はオフ状態であり、間欠駆動信
号Sがローレベルで光電変換回路2が非動作状態の時に
は、PMOSトランジスタM3はオン状態である。
【0013】次に、本実施形態の動作を説明する。今、
間欠駆動信号Sがハイレベルで光電変換回路2が動作状
態の時には、PMOSトランジスタM3はオフ状態とな
っており、受光素子21にリーク電流Idが流れている
と、オペアンプA1の出力電圧は、Vref −R1×Id
となる。また、この時のハイパスフィルタの出力点Pの
電位はVref である。この状態から受光素子21が煙に
よる散乱光Xを受光して受光電流Iが流れると、オペア
ンプA1の出力電圧は、Vref −R1×(I+Id)と
なり、出力点Pの電位はVref −R1×Iとなる。煙に
よる散乱光Xの受光がなくなると、再び前述の状態に戻
る。
【0014】ここで、間欠駆動信号Sがローレベルにな
ると、光電変換回路2は非動作状態となり、PMOSト
ランジスタM1〜M3はオン状態となる。オペアンプA
1の出力はPMOSトランジスタM1を介して電源電圧
VDDに接続されているので、その電位はVDDとな
る。この時のハイパスフィルタの出力点Pは、PMOS
トランジスタM3を介して電源電圧VDDに接続されて
いるので、その電位もVDDとなる。
【0015】従って、本実施形態によれば、ハイパスフ
ィルタの出力点Pの電位は、受光素子21のリーク電流
Idによらず、電源電圧VDDを超えることがなくなる
ので、本実施形態の光電式煙感知器によれば、光電変換
回路2を集積回路化する場合に、受光素子21にリーク
電流Idがある場合でも集積回路を破壊することがなく
なるのである。
【0016】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、発光回路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
出力を煙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、前記各回路に間欠動作信号を供給する
タイミング回路とを備えてなり、前記光電変換回路は、
受光電流を電圧に変換するオペアンプと該オペアンプの
出力に接続され前記受光素子のリーク電流等の低周波成
分を減衰させるハイパスフィルタを有するようにした光
電式煙感知器において、前記ハイパスフィルタの出力を
スイッチング素子を介して電源に接続し、該スイッチン
グ素子のオンオフを前記タイミング回路からの間欠動作
信号により制御するようにしたので、光電変換回路を集
積回路化する場合に、受光素子にリーク電流がある場合
でも集積回路を破壊することのない光電式煙感知器が提
供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光電式煙感知器の概
略構成を示す回路図である。
【図2】従来例に係る光電式煙感知器の概略構成を示す
回路図である。
【図3】光電変換回路に使用されるオペアンプの回路図
である。
【図4】光電変換回路に使用される基準電圧源の回路図
である。
【符号の説明】
1 発光回路 2 光電変換回路 3 サンプルホールド回路 4 アナログ出力回路 5 タイミング回路 21 受光素子 22 基準電圧源 A1〜A6 オペアンプ AS アナログスイッチ R1〜R9 抵抗 M1〜M3 PMOSトランジスタ P1〜P9 PMOSトランジスタ N1〜N7 NMOSトランジスタ C、C1〜C3 コンデンサ E 定電圧源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光回路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
    ド回路の出力を煙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、前記各回路に間欠動作信号を
    供給するタイミング回路とを備えてなり、前記光電変換
    回路は、受光電流を電圧に変換するオペアンプと該オペ
    アンプの出力に接続され前記受光素子のリーク電流等の
    低周波成分を減衰させるハイパスフィルタを有するよう
    にした光電式煙感知器において、前記ハイパスフィルタ
    の出力をスイッチング素子を介して電源に接続し、該ス
    イッチング素子のオンオフを前記タイミング回路からの
    間欠動作信号により制御するようにしたことを特徴とす
    る光電式煙感知器。
JP31443796A 1996-11-26 1996-11-26 光電式煙感知器 Pending JPH10154285A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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