JPH11312281A - 光電式煙感知器 - Google Patents
光電式煙感知器Info
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- JPH11312281A JPH11312281A JP12058398A JP12058398A JPH11312281A JP H11312281 A JPH11312281 A JP H11312281A JP 12058398 A JP12058398 A JP 12058398A JP 12058398 A JP12058398 A JP 12058398A JP H11312281 A JPH11312281 A JP H11312281A
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Abstract
することなく、受光素子のリード線からのノイズ侵入の
防止と部品点数の低減ができる。 【解決手段】検煙部13の受光部ホルダ17に、受光素
子27と少なくとも受光信号の増幅回路66を実装した
集積回路を樹脂モールドした受光ICユニット20を階
層方向(垂直方向)から収納し、受光ICユニット20
のリード端子25を回路収納部12内の回路基板8に階
層方向(垂直方向)から接続固定する。受光ICユニッ
ト20は受光素子を単体で実装したと同じ大きさとす
る。
Description
部を階層配置し、回路収納部に感知器回路を実装した回
路基板を組み込むと共に、検煙部に発光素子を備えた発
光部ホルダと受光素子を備えた受光部ホルダを配置し、
検煙部に流入した煙による発光素子からの光の散乱光を
受光素子で受光して火災を検出する煙感知器に関する。
ば図8に示す特開昭63−163698号のものがあ
る。図8において、光電式煙感知器の本体カバー101
内は、基台105によって回路収納部101aと検煙部
104に分離された階層構造をもつ。天井面に対する設
置状態で下側に位置する検煙部104には、基台105
に設けられた発光部ホルダ106と受光部ホルダ107
が配置され、発光部ホルダ106内に発光素子108が
収納され、受光部ホルダ107内に受光素子109がそ
れぞれ収納されている。
的に見て光軸が所定角度ずれるように配置され、検煙部
104に流入した煙による発光素子108からの光の散
乱光を受光素子109で受光して火災を検出する。検煙
部104の上側に位置する回路収納部101aには、両
面基板でなる回路基板115が設けられ、下側面には検
煙部104に配置される発光素子108、受光素子10
9が実装され、上面側には、その他の電気部品16がチ
ップ化して実装される。
うな従来の光電式煙感知器にあっては、受光素子109
8は受光部ホルダ107内に収納され、リード線により
回路基板115に実装されていたため、微弱な受光信号
がリード線を流れる際に外来ノイズの影響が出易いとい
う問題があった。そこで、受光部ホルダ107内に金属
製のシールドケースを装着するようにしている。また、
回路基板115に実装する殆どの電気部品16をチップ
部品として小型化を図り、また回路設計を最適化するこ
とで部品点数を低減しているが、これ以上の小型化と部
品点数の削減には限界があった。
9に示す特開平4−117597号の光電式煙感知器が
ある。図9の光電式煙感知器にあっては、フォトダイオ
ードからなる受光素子、煙検出回路、投光素子駆動回
路、電源回路が組み込まれた集積回路207が回路基板
205に面実装され、光学基台202は発光素子203
からの検煙部211内での散乱光を面実装された集積回
路207内の受光素子に集光するプリズム部208aと
レンズ部208bとを一体に備えた受光レンズ208を
保持する。
れる集積回路207に組み込んで構成することで、受光
素子のリード線に外来ノイズが侵入する可能性が殆どな
くなり、また受光素子、煙検出回路、投光素子駆動回
路、電源回路を組み込み、集積回路化したことで、大幅
に部品点数が削減されている。しかしながら、図9の光
電式煙感知器にあっては、階層配置された回路基板20
5に面実装された集積回路207内の受光素子に、プリ
ズム部208aとレンズ部208bを一体化した特殊な
集光レンズ208により検煙部211から散乱光を集光
しなければならず、集光レンズ208が別途必要になる
と共に、集積回路207内の受光素子に散乱光を集光す
るためには高精度の位置合せを必要とし、このため部品
の精度を高くしなければならない。
の侵入を防止するという電気回路の改良であるにもかか
わらず、図8と対比して明らかなように、受光部ホルダ
を含めた検煙部211の構造を大幅に変更しなければな
らないことから、開発期間が長くなり、結果としてコス
トアップになってしまう問題があった。本発明は、この
ような従来の問題点に鑑みてなされたもので、受光部ホ
ルダを含めた検煙部の構造を殆ど変更することなく、受
光素子のリード線からのノイズ侵入の防止と部品点数の
低減ができるようにした光電式煙感知器を提供すること
を目的とする。
め、本発明は次のように構成する。まず本発明は、回路
収納部と検煙部が階層配置され、回路収納部に感知器回
路を実装した回路基板を組み込むと共に、検煙部に発光
素子を備えた発光部ホルダと受光素子を備えた受光部ホ
ルダを配置し、検煙部に流入した煙による発光素子から
の光の散乱光を受光素子で受光して火災を検出する光電
式煙感知器を対象とする。
あっては、受光部ホルダに、受光素子と少なくとも受光
信号の増幅回路を実装した集積回路を樹脂モールドした
集積回路ユニットを階層方向(垂直方向)から収納し、
集積回路ユニットの端子を回路収納部内の回路基板に階
層方向(垂直方向)から接続固定したことを特徴とす
る。ここで、集積回路ユニットは、受光素子を単体で集
積回路に実装したと同じ大きさとする。
外に少なくとも受光信号の増幅回路を実装した集積回路
ユニットを、検煙部に配置した受光部ホルダ内に階層方
向から収納し、且つ集積回路ユニットの端子を回路収納
部の回路基板に対し階層方向から接続固定したことで、
検煙部に配置している受光部ホルダの構造の変更は基本
的に不要である。
増幅信号であることから、従来のような微弱な受光出力
とは異なり、外来ノイズに対する影響は殆どない。更
に、従来の受光素子と同様に、集積回路ユニットのパッ
ケージそのものに集光レンズがモールドされており、特
殊の集光経路をもつ集光レンズを別途必要とせず、光学
レンズの位置決めを高精度で簡単に実現できる。
は、受光素子及び増幅回路に加え、更に、煙検出回路、
発光用の発振回路を前記集積回路に実装してもよい。ま
た集積回路ユニットは、受光素子及び増幅回路に加え、
煙検出回路、発光用の発振回路、更に電源回路を集積回
路に実装してもよい。これによって可能な限り回路基板
に実装する部品点数を低減する。
発振回路としては、発光素子を駆動するスイッチングト
ランジスタを除く回路を実装する。この発光駆動用のス
イッチングトランジスタを集積回路に内蔵すると、これ
がノイズ源となってしまうことから、発光駆動用のスイ
ッチングトランジスタは回路基板に実装させる。
器の組立分解図である。まず天井面等に光電式煙感知器
を設置した状態で、下側にカップ状の外カバー1が位置
し、外カバーの周囲には煙流入口2が複数開口してい
る。一方、天井面側に固定された感知器ベースに対する
取付け側には端子盤3が配置される。端子盤3の下側に
はパッキン7を介して検煙部本体5が固定される。
部本体5の下側よりネジ10を通し、端子盤3を貫通し
て上側の嵌合金具9にねじ込むことで行う。端子盤3の
下側に検煙部本体5を取り付けた状態で、その間に回路
収納部が形成され、回路収納部にはシールドケース4と
回路基板8が組み込まれる。検煙部本体5の下側には検
煙部カバー11が着脱自在に取り付けられる。検煙部カ
バー11の周壁の内側には複数のラビリンス部材が形成
されており、ラビリンス部材の外側に防虫網14が一体
に設けられている。この検煙部本体5の下側に対する検
煙部カバー11の取付けで、検煙部カバー11の内側に
検煙部が形成される。
部ホルダベース16a、受光部ホルダベース17a、更
に遮光板18が一体に形成されている。発光部ホルダベ
ース16aには赤外線LED等を用いた発光素子21が
挿入され、リード端子を回路基板8にハンダ付けにより
接続している。この発光素子21を収納した状態で、発
光部ホルダベース16aに対しては発光部カバー16b
が装着される。
部ホルダベース17aに対しては、受光集積回路ユニッ
ト(以下「受光ICユニット」という)20が収納さ
れ、受光ICユニット20のリード端子は上側に位置す
る回路収納部の回路基板8にハンダ付けにより接続され
る。受光ICユニット20を収納した状態で、受光部ホ
ルダベース17aに対しては受光部ホルダカバー17b
を装着する。
ー17bの内側にシールドキャップ22を装着している
が、シールドキャップ22を省略しても問題はない。更
に受光部ホルダベース18aには、赤外線LEDを用い
たテスト用発光素子28が収納される。図2は、図1の
組立分解図に対応した本発明による光電式煙感知器の断
面図である。外カバー1の内部には、端子盤3、検煙部
本体5及び検煙部カバー11の取付けにより、上側に回
路収納部12が形成され、下側に検煙部13が形成され
ている。回路収納部12の上側にはシールドケース4が
固定され、下側には回路基板8が固定されている。
ホルダ17が配置される。発光部ホルダ16の中には発
光素子21が収納され、リード端子を上部の回路基板8
に挿入してハンダ付け固定している。また受光部ホルダ
17には受光ICユニット20が収納されている。この
受光ICユニット20は、左下に取り出して示すよう
に、樹脂モールドされたパッケージ本体23の受光側に
集光レンズ24を一体にモールドしており、上部に、こ
の実施形態にあっては6本のリード端子25を取り出し
ている。受光ICユニット20の内部には、受光部ホル
ダ17に対する収納状態の断面図から明らかなようにI
Cチップ26が組み込まれ、ICチップ26のチップ面
に受光素子27及び、後の説明で明らかにする受光回路
部に設けている少なくとも受光信号の増幅回路の回路パ
ターンが形成されている。受光素子27は、モールドに
より一体成形した集光レンズ24の背後の光軸上の焦点
位置に配置されている。
7に対し回路収納部12と検煙部13の階層方向即ち垂
直方向に収納されており、また受光ICユニット20の
リード端子25も階層方向となる垂直方向に取り出さ
れ、上部に位置する回路基板8にスルーホールを貫通し
た状態でハンダ付けにより固定されている。図3は、図
2の検煙部13に設けた発光部ホルダ16と受光部ホル
ダ17を取り出して平面的な断面で示している。発光部
ホルダ16に収納された発光素子21は、光軸21aの
方向に光を射出する。この発光側の光軸21aに対し、
受光部ホルダ17は光軸27aによって交差角70°と
なる方向に配置されている。発光部ホルダ16と受光部
ホルダ17との間には遮光板18が配置され、発光素子
21から受光部ホルダ17側に対する光の直接入射を防
いでいる。
1絞り部30を開口し、その背後に受光ICユニット2
0を収納しており、モールドにより一体化した集光レン
ズ24により入射した散乱光を集光して、ICチップ2
6上に配置した受光素子27に集光している。また受光
部ホルダ17の手前には仕切板32が配置され、仕切板
32には第2絞り部31が開口し、検煙部内壁で反射し
たノイズ光の入射を防いでいる。更にこの実施形態にあ
っては、受光部ホルダ17にテスト用発光素子28を収
納しており、テスト用発光素子28から煙流入時の散乱
光に相当するテスト光を発光して疑似的な感知器試験が
できるようにしている。
れる感知器回路のブロック図である。感知器回路は受信
機からの電源兼用信号線となる感知器回線が接続される
端子L,Cを有し、端子L,Cを続いてダイオードブリ
ッジを用いた整流ノイズ吸収回路50を設けている。続
いて出力回路52が設けられ、更に電源回路部となる定
電圧回路54及び電流制限回路56を設けている。
振回路58からの発振パルスは駆動回路60を介して発
光部62に与えられる。駆動回路60は、発振回路58
からの発振パルスによりオン、オフされるスイッチング
トランジスタを備えている。スイッチングトランジスタ
を用いた駆動回路60からの発光駆動パルスは、発光部
62に設けた発光素子例えば赤外線LEDに供給され、
間欠的に発光駆動を行う。尚、駆動回路60は、電流制
限回路56からの電源供給を受け、この電源ラインには
電解コンデンサ80を接続している。
流入による散乱光を受光している。受光部64で受光し
た微弱な受光信号は増幅回路66で増幅され、比較回路
68に与えられる。比較回路68には所定の閾値が設定
されており、増幅回路66からの受光信号がこの閾値を
上回ると、計数回路70に対し比較出力を生ずる。計数
回路70は比較回路68からの連続する比較出力を計数
しており、例えば連続して比較出力が2回得られた時
に、計数出力を出力回路52に出力する。比較回路68
及び計数回路70で煙検出回路を構成している。計数回
路70からの出力を受けた出力回路52は、サイリスタ
等のスイッチング素子のオンにより端子L,C間を低イ
ンピーダンスに短絡し、受信機からの感知器回線に発報
電流を流すことで火災検出信号を出力する。
て、この実施形態にあっては受光部64と増幅回路66
をIC回路部72としており、このIC回路部72が図
2の受光部ホルダ17に収納した受光ICユニット20
にIC回路として組み込まれている。受光部64及び増
幅回路66以外の回路部については、回路収納部12に
収納した回路基板8に実装される。
の光電式煙感知器の動作を説明する。受信機からの感知
器回線に対する接続により端子L,C間に電源供給が行
われると、定電圧回路54からの電源供給を受けて各回
路部が動作状態となる。即ち発振回路58が所定周波数
で発振して発振パルスを駆動回路60に供給し、スイッ
チングトランジスタのオンにより発光部62の発光素子
を発光駆動して間欠的に煙検出用の光を検煙部に出力す
る。
部62からの光の煙による散乱光が受光部64に入射
し、微弱な受光出力を生ずる。受光出力は増幅回路66
で増幅された後、煙検出回路を構成する比較回路68、
計数回路70で火災の検出がなされる。具体的には増幅
された受光出力は、比較回路68で所定の閾値と比較さ
れ、閾値を越えたときに計数回路70に比較出力を生じ
て計数動作を行わせる。比較回路68より比較出力が例
えば2回連続すると計数回路70が出力し、出力回路5
2のサイリスタ等のスイッチング素子をオンし、端子
L,C間を低インピーダンスに短絡して発報電流を流す
ことで、受信機に対し火災検出信号を出力する。
に微弱な信号であり、ノイズの影響を受け易い。しかし
ながら本発明にあっては、受光部64は増幅回路66と
共にIC回路部72として例えば図3の受光部ホルダ1
7に収納した受光ICユニット20に樹脂モールドによ
り組み込まれ、受光部64はICチップ26上に受光素
子27として設けられ、またICチップ26上には受光
素子27の受光出力を増幅する増幅回路66も設けられ
ていることから、受光素子27の微弱な受光出力に外部
からのノイズが侵入することは殆どない。
から外部に取り出されたリード端子25には、図4の増
幅回路66で増幅された受光信号が出力され、この増幅
済みの受光信号は十分なレベルを持っていることから、
ノイズの侵入を受けてもS/N比が殆ど劣化せず、次段
の比較回路68においてノイズの影響を受けることなく
正確に受光信号と閾値との比較判断ができる。
子に加えて増幅回路66についても、IC回路部72と
して受光部ホルダ17に収納する受光ICユニット20
に実装しているため、増幅回路66を図2の回路収納部
12に設けた回路基板8に実装する必要がなく、その
分、部品点数が低減して小型化とコストダウンを図るこ
とができる。
光回路部の他の実施形態である。この実施形態にあって
は、受光部64、増幅回路66に加え、更に煙検出回路
(比較回路68、計数回路70)及び発振回路58で構
成される感知器回路部についてもIC回路部74に含め
るようにしたことを特徴とする。この場合、発振回路5
8の出力段を構成するスイッチングトランジスタを用い
た駆動回路60については、IC回路部74に含めると
発光パルスのスイッチングによる大きなノイズが発生
し、受光側の各回路部に悪影響を及ぼすことから、駆動
回路60はIC回路部74から除外し、回路基板側に実
装する。
4から発振回路58までの感知器回路部を含めること
で、更に回路基板8側に実装する部品点数を低減し、よ
り一層コストダウンを図ることができる。更に図6のよ
うに、図5に加え電源回路部を構成する定電圧回路54
と電流制限回路56についてもIC回路部76に含める
ようにしてもよい。この図6のような電源回路部を含む
IC回路部76とした場合には、感知器回路部の殆どの
回路が受光ICユニット20に集積回路として組み込ま
れ、回路収納部12に組み込まれる回路基板8には整流
ノイズ吸収回路50、出力回路52、駆動回路60とい
ったごくわずかな回路部しか実装する必要がない。
流ノイズ吸収回路50のダイオードブリッジ、出力回路
52のサイリスタ、駆動回路60のスイッチングトラン
ジスタ、電解コンデンサ80といった数点程度に低減す
ることができる。もちろん、図6のように電源回路部を
含めてIC回路部76とした場合には、図4や図5に比
べIC回路のチップ面積はある程度大きくなるが、図
2,図3から明らかなように、受光部ホルダ17の収納
スペースは散乱光が入射する検煙部13側及び高さ方向
については制限があるが横方向及び背後については十分
な余裕があり、内蔵するICチップ26が大きくなって
も十分に対応できる。
る受光ICユニット20の他の実施形態であり、この実
施形態にあっては、リード端子を使用せずに直接、回路
基板8にチップ部品と同様な接続工程によって実装でき
るようにしたことを特徴とする。即ち図7(a)の受光
ICユニット20は、パッケージ本体23は図2の受光
部ホルダ17に対する収納状態で上部が回路基板8の下
面に直接に接する高さを持っており、基板接触面の側面
にリード端子25の本数に対応した数のチップ端子34
を設けている。
は、チップ端子34側を回路基板8に当てて回路基板に
対するチップ部品のハンダ付けと同じハンダフローを用
いた実装処理を行うことで、回路基板8に受光ICユニ
ット20を電気的且つ機械的に接続し、この状態で図2
のように検煙部26に配置した受光部ホルダ17に収納
すればよい。
を考慮して、精度を高く回路基板8に実装するために、
図7(b)に示すように、両端の端子34aをリード形
状とし、回路基板8に実装して位置決めしても良い。ま
た、モールドの突起を一体に成形して、突起を回路基板
8に設けた孔に嵌め込み位置決めするようにしても良
い。
ず、回路収納部と検煙部を階層配置し、検煙部に発光部
ホルダと受光部ホルダを配置した構造であれば、適宜の
光電式煙感知器にそのまま適用できる。
ば、受光素子以外に少なくとも受光信号の増幅回路を実
装した集積回路ユニットを、検煙部に配置した受光部ホ
ルダに収納し、集積回路ユニットの端子を、階層配置さ
れた回路収納部の回路基板に対し階層方向(垂直方向)
から接続固定したことで、従来、検煙部に配置している
受光部ホルダの構造を変更することなく、受光素子及び
その増幅回路を実装した集積回路ユニットを収納でき、
集積回路ユニットの端子からは受光信号を増幅した信号
が出されることから外来ノイズに対する影響は殆どな
く、構造的に簡単で且つノイズに強い光電式煙感知器を
実現することができる。
ものに集光レンズがモールドされており、特殊な集光経
路を持つ集光レンズを別途必要とすることなく、簡単に
検煙部に対する位置決めが高精度ででき、構成部品に精
度が要求されないことから十分なコストダウンが実現で
きる。また受光部ホルダに収納する集積回路ユニットは
少なくとも受光素子及び増幅回路を備えるが、これに加
えて煙検出回路、発光駆動用の発振回路、更には電源回
路部も実装することで、回路基板側に実装する部品点数
を大幅に低減でき、部品点数の低減による小型化とコス
トダウンが図られる。
スタを用いた駆動回路については、集積回路ユニット側
に設けず回路基板側とすることで、パワー素子の集積回
路への実装を回避し、パワー素子によるノイズの混入を
確実に防止できる。
トと共に示した断面図
て平面的に見た断面図
部の回路ブロック図
回路部の回路ブロック図
回路部の回路ブロック図
造の他の実施形態の説明図
Claims (6)
- 【請求項1】回路収納部と検煙部が階層配置され、前記
回路収納部に感知器回路を実装した回路基板を組み込む
と共に、前記検煙部に発光素子を備えた発光部ホルダと
受光素子を備えた受光部ホルダを配置し、前記検煙部に
流入した煙による発光素子からの光の散乱光を受光素子
で受光して火災を検出する煙感知器に於いて、 前記受光部ホルダは、前記受光素子と少なくとも受光信
号の増幅回路を実装した集積回路を樹脂モールドした集
積回路ユニットを階層方向から収納し、前記集積回路ユ
ニットの端子を前記回路収納部内の回路基板に階層方向
から接続固定したことを特徴とする光電式煙感知器。 - 【請求項2】請求項1記載の光電式煙感知器に於いて、
前記集積回路ユニットは、前記受光素子を単体で実装し
たと同じ大きさであることを特徴とする光電式煙感知
器。 - 【請求項3】請求項1記載の光電式煙感知器に於いて、
前記集積回路ユニットのパッケージそのものに集光レン
ズが一体にモールド成形されていることを特徴とする光
電式煙感知器。 - 【請求項4】請求項1記載の光電式煙感知器に於いて、
前記集積回路ユニットは、前記受光素子及び増幅回路に
加え、更に、煙検出回路、発光用の発振回路を前記集積
回路に実装したことを特徴とする光電式煙感知器。 - 【請求項5】請求項1記載の光電式煙感知器に於いて、
前記集積回路ユニットは、前記受光素子及び増幅回路に
加え、更に、煙検出回路、発光用の発振回路、及び電源
回路を前記集積回路に実装したことを特徴とする光電式
煙感知器。 - 【請求項6】請求項4又は5記載の光電式煙感知器に於
いて、前記集積回路ユニットは、前記発光用の発振回路
として、前記発光素子を駆動するスイッチングトランジ
スタを除く回路を前記集積回路に実装したことを特徴と
する光電式煙感知器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12058398A JPH11312281A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 光電式煙感知器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12058398A JPH11312281A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 光電式煙感知器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11312281A true JPH11312281A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14789879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12058398A Pending JPH11312281A (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 光電式煙感知器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11312281A (ja) |
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