JPH0330097A - 光電式煙感知器 - Google Patents
光電式煙感知器Info
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- JPH0330097A JPH0330097A JP16632689A JP16632689A JPH0330097A JP H0330097 A JPH0330097 A JP H0330097A JP 16632689 A JP16632689 A JP 16632689A JP 16632689 A JP16632689 A JP 16632689A JP H0330097 A JPH0330097 A JP H0330097A
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- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 9
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は、煙による光の散乱を検出する光電式煙感知器
に関するものである. [従来の技術] 第3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。発光素子1は発振回FI@10により間欠的に光
信号を発生する。発光素子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、
発光素子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、比較回路21にて所定の基準レベルと比較する.比
較回路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.比較回路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。
に関するものである. [従来の技術] 第3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。発光素子1は発振回FI@10により間欠的に光
信号を発生する。発光素子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、
発光素子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、比較回路21にて所定の基準レベルと比較する.比
較回路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.比較回路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4図は受光アンプ20と比較回路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A 1, A
2を縦続接続したものであり、オペアンプA1は帰還
インピーダンスとしてコンデンサC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は電流一
電圧変換係数設定用である。オペアンブA2は入力抵抗
R2と帰還抵抗R3とを有し、オペアンプA,の出力電
圧を増幅する。増幅率は(−R,/R2)となる。オペ
アンプA2の出力電圧には、各オペアンブA + ,
A 2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、発光素子
lの発光時に生じた散乱光による変動戒分のみを比較回
路21にて検出している.比較回路21の負入力端子に
は、電源電圧を抵抗R.,R.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、比較回路21の出力が゛’
High”レベルとなる。一端をコンデンサC2に接続
された抵抗R,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Vr
efに等しくなる。この基準電圧Vrefは比較回路2
1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。
示している。受光アンプ20はオペアンプA 1, A
2を縦続接続したものであり、オペアンプA1は帰還
インピーダンスとしてコンデンサC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は電流一
電圧変換係数設定用である。オペアンブA2は入力抵抗
R2と帰還抵抗R3とを有し、オペアンプA,の出力電
圧を増幅する。増幅率は(−R,/R2)となる。オペ
アンプA2の出力電圧には、各オペアンブA + ,
A 2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、発光素子
lの発光時に生じた散乱光による変動戒分のみを比較回
路21にて検出している.比較回路21の負入力端子に
は、電源電圧を抵抗R.,R.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、比較回路21の出力が゛’
High”レベルとなる。一端をコンデンサC2に接続
された抵抗R,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Vr
efに等しくなる。この基準電圧Vrefは比較回路2
1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A + , A
2にオフセットが無ければ、ゼロ入力時のオペアンブA
2の出力は電圧VBに等しくなるが、現実にはオペアン
プA + , A 2にオフセツl・が存在するので、
そのオフセット電圧を各々VOS.,VO!32とする
と、オペアンブ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。
2にオフセットが無ければ、ゼロ入力時のオペアンブA
2の出力は電圧VBに等しくなるが、現実にはオペアン
プA + , A 2にオフセツl・が存在するので、
そのオフセット電圧を各々VOS.,VO!32とする
と、オペアンブ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/R.2)(VOSI−Vos2)例
えば、V 09+ = 1 mV、VOS2= 3n
V.Rl/ R 2 = 3 0とすると、ΔV−−3
0(1+3)120mVとなる。
えば、V 09+ = 1 mV、VOS2= 3n
V.Rl/ R 2 = 3 0とすると、ΔV−−3
0(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,R
,=lMΩ、R 3 / R 2 = 3 0とすると
、煙による受光アンプ20の出力信号Vsは、Vs=1
0nAX IMΩX30=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の出力を比較回路2l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、直流戒分をカットし
ている。ハイパスフィルタの低域遮断周波数は、C 2
= 1 0 0 nF , R4−1 0 KΩとすれ
ば、fc=1/2πCzR<#160Hzとなる。
,=lMΩ、R 3 / R 2 = 3 0とすると
、煙による受光アンプ20の出力信号Vsは、Vs=1
0nAX IMΩX30=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の出力を比較回路2l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、直流戒分をカットし
ている。ハイパスフィルタの低域遮断周波数は、C 2
= 1 0 0 nF , R4−1 0 KΩとすれ
ば、fc=1/2πCzR<#160Hzとなる。
ところが、第4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sopp程度であり
、抵抗の上限値は50KΩ程度である。したがって、こ
れらの値でハイバスフィルタを横戒しても、低域遮断周
波数はfcξ64KHzとなり、実用的な使用周波数帯
域〈l〜20K82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。
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sopp程度であり
、抵抗の上限値は50KΩ程度である。したがって、こ
れらの値でハイバスフィルタを横戒しても、低域遮断周
波数はfcξ64KHzとなり、実用的な使用周波数帯
域〈l〜20K82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。
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、受光素子の暗電流や増幅器のド
リフトによる誤差電圧の影響を除去できるようにした光
電式煙感知器を半導体集積回路化に適した楕戒で提供す
ることにある。
の目的とするところは、受光素子の暗電流や増幅器のド
リフトによる誤差電圧の影響を除去できるようにした光
電式煙感知器を半導体集積回路化に適した楕戒で提供す
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、第3
図に示すように、間欠的に発光信号を発生する発振回路
10と、発振回路10から出力される発光信号に応じて
間欠的に光信号を発生する発光素子1と、発光素子1か
ら放射された光信号が感知器内部に侵入した煙により散
乱された光を受光する受光素子2と、受光素子2の受光
出力を増幅する受光アンプ20と、受光アンプ20の出
力信号から煙濃度が所定値以上か否かを刊定する比較回
路21とを備える光電式煙感知器において、第1図に示
すように、受光アンプ20と比較回路21の間に反転増
幅器A,を備え、受光アンプ20の出力と反転増幅器A
,の反転入力との間に第1のコンデンサC2を接続し、
反転増幅器A3の反転入力と出力との間に前記発光信号
の発生前にオン・オフされるスイッチ回路Qと第2のコ
ンデンサC3を並列接続したことを特徴とするものであ
る。
図に示すように、間欠的に発光信号を発生する発振回路
10と、発振回路10から出力される発光信号に応じて
間欠的に光信号を発生する発光素子1と、発光素子1か
ら放射された光信号が感知器内部に侵入した煙により散
乱された光を受光する受光素子2と、受光素子2の受光
出力を増幅する受光アンプ20と、受光アンプ20の出
力信号から煙濃度が所定値以上か否かを刊定する比較回
路21とを備える光電式煙感知器において、第1図に示
すように、受光アンプ20と比較回路21の間に反転増
幅器A,を備え、受光アンプ20の出力と反転増幅器A
,の反転入力との間に第1のコンデンサC2を接続し、
反転増幅器A3の反転入力と出力との間に前記発光信号
の発生前にオン・オフされるスイッチ回路Qと第2のコ
ンデンサC3を並列接続し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、受光アンプ20と比較
回路21の間に反転増幅器A,を備え、受光アンプ20
の出力と反転増幅器A,の反転入力との間に第1のコン
デンサC2を接続し、反転増幅器A,の反転入力と出力
との間に前記発光信号の発生前にオン・オフされるスイ
ッチ回路Qと第2のコンデンサC3を並列接続したので
、受光アンプ20のオフセット電圧や受光素子2の暗電
流により受光アンプ20の出力に誤差電圧Δ■があっで
も、発光信号の発生前に、スイッチ回路Qがオン・オフ
されることにより反転増幅器A,の出力電圧が所定の基
準電圧Vrefに設定され、誤差電圧ΔVは比較回路2
1には入力されない。したがって、受光アンブ20の出
力のうち、煙による散乱光に起因する微弱な出力信号V
sのみを正確に検出することができる。
回路21の間に反転増幅器A,を備え、受光アンプ20
の出力と反転増幅器A,の反転入力との間に第1のコン
デンサC2を接続し、反転増幅器A,の反転入力と出力
との間に前記発光信号の発生前にオン・オフされるスイ
ッチ回路Qと第2のコンデンサC3を並列接続したので
、受光アンプ20のオフセット電圧や受光素子2の暗電
流により受光アンプ20の出力に誤差電圧Δ■があっで
も、発光信号の発生前に、スイッチ回路Qがオン・オフ
されることにより反転増幅器A,の出力電圧が所定の基
準電圧Vrefに設定され、誤差電圧ΔVは比較回路2
1には入力されない。したがって、受光アンブ20の出
力のうち、煙による散乱光に起因する微弱な出力信号V
sのみを正確に検出することができる。
[実施例]
第1図は本発明の一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。
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と比較回路21
の間に、反転増幅器A3を備えている。この反転増幅器
A,は一般的なオペアンプよりなる。
の間に、反転増幅器A3を備えている。この反転増幅器
A,は一般的なオペアンプよりなる。
受光アンプ20の出力と反転増幅器A,の反転入力との
間には、コンデンサC2が接続されている。
間には、コンデンサC2が接続されている。
また、反転増幅器A3の反転入力と出力との間には、ス
イッチ回路QとコンデンサC,が並列接続されている.
スイッチ回路Qはアナログスイッチような双方向性のス
イッチ素子よりなり、ゲート信号φにより開閉制御され
る。このゲート信号は上述の発振回路10から発光素子
1に与えられる発光信号よりも先行して発生する。
イッチ回路QとコンデンサC,が並列接続されている.
スイッチ回路Qはアナログスイッチような双方向性のス
イッチ素子よりなり、ゲート信号φにより開閉制御され
る。このゲート信号は上述の発振回路10から発光素子
1に与えられる発光信号よりも先行して発生する。
第2図は本実施例の動作波形図である。ゲー1・信号φ
が“”High”レベルになると、スイッチ回路Qがオ
ンとなり、反転増幅器A,の出力電圧は基準電圧Vre
fに設定される。ゲート信号φは暫時”High”レベ
ルに保持されて、その後、”LOW”レベルとなる。本
実施例では、比較回路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r+A〜100pA程度と極めて小さい.した
がって、例えば、コンデンサC 2 , C 3の容量
が10pF程度の小さな容量であっても、反転増幅器A
3の出力端子の電圧は、スイッチ回路Qをオフした後、
数1+1See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、発振回路1
0の発光信号により発光素子1が発光すると、受光アン
プ20は出力信号Vsを発生する。このとき、スイッチ
回路Qがオフされているので、反転増幅器A,はゲイン
が(−C2/C3)の反転増幅器として作用する。例え
ば、C2=C.であれば、受光アンプ20の出力信号V
sを同じ振幅で反転した信号が反転増幅器A,から出力
される。このとき、受光アンプ20の出力信号に直流的
にΔVの誤差電圧が生じていたとしても、反転増幅器A
3の出力においては、この誤差電圧Δ■が除去されて、
受光アンプ20の出力信号Vsを反転した信号だけが出
力される.この入力電圧の変化が所定値以上であれば、
比較回路21により煙感知信号が得られる。
が“”High”レベルになると、スイッチ回路Qがオ
ンとなり、反転増幅器A,の出力電圧は基準電圧Vre
fに設定される。ゲート信号φは暫時”High”レベ
ルに保持されて、その後、”LOW”レベルとなる。本
実施例では、比較回路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r+A〜100pA程度と極めて小さい.した
がって、例えば、コンデンサC 2 , C 3の容量
が10pF程度の小さな容量であっても、反転増幅器A
3の出力端子の電圧は、スイッチ回路Qをオフした後、
数1+1See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、発振回路1
0の発光信号により発光素子1が発光すると、受光アン
プ20は出力信号Vsを発生する。このとき、スイッチ
回路Qがオフされているので、反転増幅器A,はゲイン
が(−C2/C3)の反転増幅器として作用する。例え
ば、C2=C.であれば、受光アンプ20の出力信号V
sを同じ振幅で反転した信号が反転増幅器A,から出力
される。このとき、受光アンプ20の出力信号に直流的
にΔVの誤差電圧が生じていたとしても、反転増幅器A
3の出力においては、この誤差電圧Δ■が除去されて、
受光アンプ20の出力信号Vsを反転した信号だけが出
力される.この入力電圧の変化が所定値以上であれば、
比較回路21により煙感知信号が得られる。
なお、反転増幅器A,の非反転入力に与える基準電圧は
、受光アンブ20に与える基準電圧Vrerとは異なる
電圧であっても構わない。
、受光アンブ20に与える基準電圧Vrerとは異なる
電圧であっても構わない。
[発明の効果]
本発明にあっては、上述のように、発振回路の出力によ
り発光素子から間欠的に光信号を発生し、感知器内部に
侵入した煙による散乱光を受光する受光素子の受光出力
を受光アンプにより増幅し、比較回路により煙濃度が所
定値以上か否かを判定するようにした光電式煙感知器に
おいて、受光アンプと比較回路の間に反転増幅器を備え
、受光アンプの出力と反転増幅器の反転入力との間に第
1のコンデンサを接続し、反転増幅器の反転入力と出力
との間に前記発光信号の発生前にオン・オフされるスイ
ッチ回路と第2のコンデンサを並列接続したから、受光
アンプのオフセットや受光素子の温度依存或分等による
ドリフトの影響を受けることなく、煙濃度を判定できる
という効果があり、また、スイッチ回路にて反転増幅器
の出力電圧を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。
り発光素子から間欠的に光信号を発生し、感知器内部に
侵入した煙による散乱光を受光する受光素子の受光出力
を受光アンプにより増幅し、比較回路により煙濃度が所
定値以上か否かを判定するようにした光電式煙感知器に
おいて、受光アンプと比較回路の間に反転増幅器を備え
、受光アンプの出力と反転増幅器の反転入力との間に第
1のコンデンサを接続し、反転増幅器の反転入力と出力
との間に前記発光信号の発生前にオン・オフされるスイ
ッチ回路と第2のコンデンサを並列接続したから、受光
アンプのオフセットや受光素子の温度依存或分等による
ドリフトの影響を受けることなく、煙濃度を判定できる
という効果があり、また、スイッチ回路にて反転増幅器
の出力電圧を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。
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は同上の動
作波形図、第3図は従来の光電式煙感知器のブロック図
、第4図は同上の要部回路図である。 1は発光素子、2は受光素子、10は発振回路、20は
受光アンプ、2lは比較回路、A,は反転増幅器、C
2 . C 3はコンデンサ、Qはスイッチ回路である
。
作波形図、第3図は従来の光電式煙感知器のブロック図
、第4図は同上の要部回路図である。 1は発光素子、2は受光素子、10は発振回路、20は
受光アンプ、2lは比較回路、A,は反転増幅器、C
2 . C 3はコンデンサ、Qはスイッチ回路である
。
Claims (1)
- (1)間欠的に発光信号を発生する発振回路と、発振回
路から出力される発光信号に応じて間欠的に光信号を発
生する発光素子と、発光素子から放射された光信号が感
知器内部に侵入した煙により散乱された光を受光する受
光素子と、受光素子の受光出力を増幅する受光アンプと
、受光アンプの出力信号から煙濃度が所定値以上か否か
を判定する比較回路とを備える光電式煙感知器において
、受光アンプと比較回路の間に反転増幅器を備え、受光
アンプの出力と反転増幅器の反転入力との間に第1のコ
ンデンサを接続し、反転増幅器の反転入力と出力との間
に前記発光信号の発生前にオン・オフされるスイッチ回
路と第2のコンデンサを並列接続したことを特徴とする
光電式煙感知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16632689A JPH0330097A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 光電式煙感知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16632689A JPH0330097A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 光電式煙感知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330097A true JPH0330097A (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=15829286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16632689A Pending JPH0330097A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 光電式煙感知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0330097A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005269610A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Microsoft Corp | 物体内で無秩序に分布したフィーチャを符号化するシステムおよび方法 |
| JP2009244106A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Tokyo Gas Co Ltd | 安定同位体標識樹脂 |
| WO2009131119A1 (ja) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | パナソニック電工株式会社 | 煙感知器 |
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1989
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