JPH09293183A - 火災検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 処理速度の速いＣＰＵ、遅いＣＰＵを切りか
えて使用することにより低消費電力化でき、小型化を図
ることを目的とする。 【解決手段】 発光パルスを発生させるスイッチング素
子のトランジスタＱ１とを有する発光回路１と、発光ダ
イオードの光の煙粒子による散乱光を受光して電気信号
に変換し、増幅して出力する受光増幅回路８と、受光増
幅回路の出力が所定の基準値以上の時に火災検出信号を
出力する火災検出回路９と、発光用コンデンサの両端電
圧が所定電圧値を越えた時にコンデンサ充電検出信号を
出力するコンデンサ充電検出回路２と、コンデンサ充電
検出回路のコンデンサ充電検出信号を受けてごく短い所
定時間だけ停止モードから動作モードに切り換え、動作
モード切換時から所定時間後に発光トリガパルスを発光
回路のトランジスタＱ１に出力し、又火災検出回路の火
災検出信号を受けて火災信号を出力する検知器制御回路
１１と電池電源１２とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は火災警報器、特に家
庭用、住宅用の光電式火災検知器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の家庭用光電式火災検知器は、発光
素子を常時間欠的に点灯させ、発光素子の直接光が入射
しない位置に設けられている受光素子の出力により火災
の検知を行っている。即ち、火災検知器のラビリンス内
に煙が流入すると、煙による散乱光により受光素子の出
力が上がり、これにより火災を検出し、火災信号を出力
するものである。このような火災検知器は、電源として
電池が使われており、火災検知器の制御回路としてＣＰ
Ｕが内蔵されており、ＣＰＵの消費電流は無視すること
ができる程小さな値ではない。したがって、ＣＰＵを常
時動作状態にすると、電池を大容量としなければなら
ず、火災検知器の小型化を図ることができないという問
題が生じていた。また、検知間隔時間を頻繁にして精度
を高めようとして、火災検知の処理速度を速くしようと
して高速のＣＰＵを用いると、高速のＣＰＵは消費電力
が大きくなるという問題もあった。

【０００３】このような問題を解決するものとして、例
えば特開平７−１７５９８２号公報に開示されている従
来の火災検知器がある。かかる従来の火災検知器は、比
較的早い処理速度で煙濃度等の火災データを取り込んで
処理する動作モードと、前記処理を停止する動作停止モ
ードを有する第１のＣＰＵと、比較的遅い処理速度で前
記第１のＣＰＵを動作モード又は動作停止モードに設定
する第２のＣＰＵとを備え、比較的高速の第１のＣＰＵ
が動作する必要がないときには動作停止モードに設定し
て低消費電力化を実現しようとしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の火
災検知器では、第１と第２の２つのＣＰＵを使用してお
り、消費電力が大きい処理速度の速い第１のＣＰＵにつ
いては低消費電力化が実現されるが、消費電力が小さい
処理速度の遅い第２のＣＰＵについては常時動作モード
にあり、しかも第１のＣＰＵの動作モード時には２つの
ＣＰＵが動作するため、低消費電力化を図って火災検知
器の小型化を図ることは充分解決できたとはいえないも
のであった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、処理速度の速い１つのＣＰＵ
を使用しても低消費電力化でき、小型化を図ることがで
きる火災検知器を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る火災検知器
は、発光パルスにより間欠的に発光する発光素子と、常
時は電圧が印加されて発光素子の発光用電荷を充電する
発光用コンデンサと、発光トリガパルスに基づきオン動
作して発光用コンデンサに充電された発光用電荷により
発光パルスを発生させるスイッチング素子とを有する発
光回路と、発光回路の発光素子の光の煙粒子による散乱
光を受光して電気信号に変換する受光素子を有し、その
電気信号を増幅して出力する受光増幅回路と、受光増幅
回路の出力が所定の基準値以上のときに火災検出信号を
出力する火災検出回路と、上記発光用コンデンサの両端
電圧を検出し、該両端電圧が所定電圧値を越えたときに
コンデンサ充電検出信号を出力するコンデンサ充電検出
回路と、常時は停止モードであり、コンデンサ充電検出
回路からのコンデンサ充電検出信号を受けてごく短い所
定時間だけ停止モードから動作モードに切り換え、動作
モードの切り換え時から所定時間後に発光トリガパルス
を発光回路のスイッチング素子に出力すると共に、火災
検出回路からの火災検出信号を受けて火災信号を出力す
る検知器制御回路と、発光回路、受光増幅回路、火災検
出回路、コンデンサ充電検出回路及び検知器制御回路を
駆動させるための電池電源とを備えて構成されている。

【０００７】また、本発明に係る火災検知器は、発光素
子異常の故障表示信号に基づき点灯して発光素子異常の
故障を表示する故障表示灯を備え、上記検知器制御回路
は動作モードの所定時間の間で、発光トリガパルスに基
づき発光パルスによって発光素子が発光する所定時間が
経過した後に上記コンデンサ充電検出回路からコンデン
サ充電検出信号を受けたときに上記発光素子が異常と判
断して上記故障表示灯に故障表示信号を出力するように
している。

【０００８】さらに、本発明に係る火災検知器は、電池
切れの故障表示信号に基づき点灯して電池切れの故障を
表示する故障表示灯と、電池電源の電圧を検出し、検出
値が所定値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電
圧低下検出回路を備え、上記検知器制御回路は動作モー
ドの所定時間の間で、所定時間だけ電圧低下検出回路を
駆動させ、該電圧低下検出回路から電池電圧低下信号を
受けたときに上記電池電源が電池切れ判断して上記故障
表示灯に故障表示信号を出力するようにしている。

【０００９】本発明においては、検知器制御回路は常時
は停止モードであり、コンデンサ充電検出回路が検出し
た発光回路の発光用コンデンサの両端電圧が所定電圧値
を越えたときに出力するコンデンサ充電検出信号を受け
てごく短い所定時間だけ停止モードから動作モードに切
り換え、動作モードの切り換え時から所定時間後に発光
トリガパルスを発光回路のスイッチング素子に出力する
と、スイッチング素子はオン動作して発光用コンデンサ
に充電された発光用電荷により発光パルスを発生させ、
その発光パルスにより発光素子を発光させ、その発光素
子の発光は発光トリガパルスが出力される度に繰り返え
され、受光増幅回路と火災検出回路では検知器制御回路
の動作モード時に動作して発光素子の発光に基づいて火
災を検出するようにしており、検知器制御回路、発光回
路、受光増幅回路及びコンデンサ充電検出回路のいずれ
も検知器制御回路の動作モード時に駆動し、その動作モ
ードの時間は停止モードの時間に対してごく短い割合の
時間であるから、検知器制御回路が処理速度の速い１つ
のＣＰＵであっても大幅に低消費電力化でき、小型化を
図ることができる。

【００１０】本発明においては、発光素子異常の故障表
示信号に基づき点灯して発光素子異常の故障を表示する
故障表示灯を備え、検知器制御回路は動作モードの所定
時間の間で、発光トリガパルスに基づき発光パルスによ
って発光素子が発光する所定時間が経過した後に上記コ
ンデンサ充電検出回路からコンデンサ充電検出信号を受
けたときに発光素子が異常と判断して故障表示灯に故障
表示信号を出力し、故障表示灯が点灯して発光素子異常
の故障を表示するようにしているから、低消費電力化を
図りながら、発光素子の断線等の発光素子異常も検出す
ることができる。

【００１１】本発明においては、電池切れの故障表示信
号に基づき点灯して電池切れの故障を表示する故障表示
灯と、電池電源の電圧を検出し、検出値が所定値以下の
ときに電池電圧低下信号を出力する電圧低下検出回路を
備え、上記検知器制御回路は動作モードの所定時間の間
で、所定時間だけ電圧低下検出回路を駆動させ、該電圧
低下検出回路から電池電圧低下信号を受けたときに上記
電池電源の電池切れを判断して上記故障表示灯に故障表
示信号を出力し、故障表示灯が点灯して電池切れの故障
を表示するようにしているから、低消費電力化を図りな
がら、電池電源の電池切れも検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
火災検知器の構成を示すブロック図、図２は同火災検知
器の構成を示す回路図、図３は同火災検知器の各部位の
信号のタイミングチャートである。図１において、１は
発光回路で、発光パルスにより発光する発光素子である
煙検出用の発光ダイオードＬ１と、常時は電圧が印加さ
れて発光ダイオードＬ１の発光用電荷を充電する発光用
コンデンサＣ１と、発光トリガパルスに基づきオン動作
して発光用コンデンサＣ１に充電された発光用電荷によ
り発光パルスを発生させるスイッチング素子であるトラ
ンジスタＱ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ４とで構成されている。
なお、この発光トリガパルスのパルス幅及びパルス周期
はそれぞれ約８０μsec,５sec である。

【００１３】発光回路１のトランジスタＱ１のベースは
抵抗Ｒ１を介して後述のマイコンＩＣ４の出力ポートＰ
Ｏ１に接続されると共に抵抗Ｒ２を介して後述の定電圧
回路３のマイナス電源端子に接続され、そのエミッタも
定電圧回路３のマイナス電源端子に接続されている。ト
ランジスタＱ１のコレクタは発光ダイオードＬ１、抵抗
Ｒ４及び抵抗Ｒ３を介して定電圧回路３のプラス電源端
子に接続されている。発光用コンデンサＣ１のプラス側
端子は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の接続点に接続され、発光用
コンデンサＣ１のマイナス側端子は定電圧回路３のマイ
ナス電源端子に接続されている。

【００１４】２は発光用コンデンサＣ１の両端電圧を検
出し、該両端電圧が所定電圧値を越えたときにコンデン
サ充電検出信号を出力するコンデンサ充電検出回路で、
入力端子INと出力端子OUT とグランド端子GND とを有す
る電圧検出器ＩＣ１と、スイッチング素子であるトラン
ジスタＱ２と、抵抗Ｒ５とで構成されている。コンデン
サ充電検出回路２のトランジスタＱ２のベースは発光用
コンデンサＣ１のプラス側端子に接続され、そのコレク
タは定電圧回路３のプラス電源端子に接続され、そのエ
ミッタは電圧検出器ＩＣ１の入力端子INに接続されてい
る。電圧検出器ＩＣ１の出力端子OUT は抵抗５を介して
定電圧回路３のプラス電源端子に接続されると共にマイ
コンＩＣ４の入力ポートＰＩ１に接続され、そのグラン
ド端子GND は定電圧回路のマイナス電源端子に接続され
ている。

【００１５】３は後述の電池電圧低下検出回路４、表示
回路５及び出力回路６を除いた各回路に後述の電池電源
の電圧によって変動しない一定の電圧、例えば４．５Ｖ
を供給する定電圧ＩＣ４で構成された定電圧回路であ
る。４は後述の電池電源１２の電圧を検出し、検出値が
所定値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電池電
圧低下検出回路で、電圧検出器ＩＣ３と、回路を動作状
態にするスイッチング素子であるトランジスタＱ３と、
抵抗Ｒ６〜Ｒ８とで構成されている。電池電圧低下検出
回路４のトランジスタＱ３のベースは抵抗Ｒ７を介して
後述の電池電源１２のプラス電源端子に接続されている
と共に抵抗８を介してマイコンＩＣ４の出力ポートＰＯ
３に接続され、そのエミッタは電池電源１２のプラス電
源端子に接続され、そのコレクタは電圧検出器ＩＣ３の
入力端子INに接続されている。電圧検出器ＩＣ３の出力
端子OUT は抵抗Ｒ６を介して電池電源１２のプラス電源
端子に接続されていると共にマイコンＩＣ４の入力ポー
トＰＩ３に接続され、電圧検出器ＩＣ３のグランド端子
GND は電池電源１２のマイナス電源端子に接続されてい
る。

【００１６】５は火災表示と故障表示の２種類の表示を
行う表示回路で、火災表示灯である発光ダイオードＬ２
と、故障表示灯である発光ダイオードＬ３と、スイッチ
ング素子であるトランジスタＱ４〜Ｑ５と、抵抗Ｒ９〜
Ｒ１４とで構成されている。表示回路５のトランジスタ
Ｑ４のベースは抵抗Ｒ９を介してマイコンＩＣ４の出力
ポートＰＯ５に接続されていると共に抵抗Ｒ１０を介し
て電池電源１２のマイナス電源端子に接続されている。
そのトランジスタＱ４のコレクタは発光ダイオードＬ２
及び抵抗Ｒ１１を介して電池電源１２のプラス電源端子
に接続され、そのエミッタは電池電源１２のマイナス電
源端子に接続されている。また、トランジスタＱ５のベ
ースは抵抗Ｒ１２を介してマイコンＩＣ４の出力ポート
ＰＯ６に接続されていると共に抵抗Ｒ１３を介して電池
電源１２のマイナス電源端子に接続されている。そのト
ランジスタＱ５のコレクタは発光ダイオードＬ３及び抵
抗Ｒ１４を介して電池電源のプラス電源端子に接続さ
れ、そのエミッタは電池電源１２のマイナス電源端子に
接続されている。Ｒ１５は動作モードのクロック周波数
を設定する抵抗で、マイコンＩＣ４の発振端子ＯＳＣ１
とＯＳＣ２に接続されている。

【００１７】６は火災信号と故障信号の２種類のを外部
に出力する出力回路で、火災信号出力部６ａと故障信号
出力部６ｂとを有し、火災信号出力部６ａはマイコンＩ
Ｃ４の出力ポートＰＯ７に接続され、故障信号出力部６
ｂはマイコンＩＣ４の出力ポートＰＯ８に接続されてい
る。７は電源投入時にマイコンＩＣ４をリセット状態に
し、それから所定時間後にリセット解除して動作可能な
イニシャル状態にするリセット回路で、マイコンＩＣ４
のリセット端子RESET に一端が接続された抵抗Ｒ１６
と、一端が定電圧回路のプラス電源端子に接続されてい
るマイコンＩＣ４のプラス電源端子ＶDDに接続され、他
端が抵抗Ｒ１６の他端に接続された抵抗Ｒ１７と、一端
が抵抗Ｒ１６と抵抗Ｒ１７の接続点に接続され、他端が
定電圧回路のマイナス電源端子に接続されているリセッ
ト解除用コンデンサＣ２と、アノードが抵抗Ｒ１６と抵
抗Ｒ１７の接続点に接続され、カソードがプラス電源端
子ＶDDに接続されたダイオードＤとで構成されている。

【００１８】８は発光回路１の発光ダイオードＬ１の光
の煙粒子による散乱光を受光して電気信号パルスに変換
し、その電気信号パルスを増幅して出力する受光増幅回
路で、受光素子であるホトダイオードＰＤと、ホトダイ
オードＰＤの電気信号パルスを増幅して出力する増幅部
ＡＭＰと、増幅部ＡＭＰの駆動電源をオン、オフする駆
動スイッチＳＷとを有し、駆動スイッチＳＷはマイコン
ＩＣ４の出力ポートＰＯ２からのＬレベルでオンする。
なお、受光増幅回路８のフォトダイオードＰＤはラビリ
ンス（煙流入室）内に設けられている。９は受光増幅回
路８から出力された電気信号パルスが所定の基準値以上
のときにＬレベルの火災検出信号をマイコンＩＣ４の入
力ポートＰＩ２に出力する火災検出回路で、通常のとき
はＨレベルの信号をマイコンＩＣ４の入力ポートＰＩ２
に出力している。

【００１９】１０は検出器汚れ検出と発光量及び受光量
低下検出の検知器異常検出を行う検知器異常検出回路
で、オペアンプＩＣ５と、スイッチング素子であるトラ
ンジスタＱ６と、抵抗Ｒ１８〜Ｒ２７と、コンデンサＣ
８〜Ｃ９とで構成されている。検知器異常検出回路１０
のオペアンプＩＣ５のプラス入力端子は抵抗Ｒ１８を介
して受光増幅回路８の増幅部ＡＭＰの出力側と接続さ
れ、オペアンプＩＣ５のマイナス入力端子は抵抗Ｒ２０
及び抵抗Ｒ２１を介して定電圧回路３のマイナス電源端
子と接続されている。抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ２１の接続点
は抵抗Ｒ１９を介してマイコンＩＣ４の出力ポートＰＯ
４に接続されている。オペアンプＩＣ５のマイナス入力
端子と出力端子には増幅率設定用の抵抗Ｒ２２が接続さ
れている。そのオペアンプＩＣ５のマイナス入力端子は
抵抗Ｒ２３及び抵抗Ｒ２４を介して定電圧回路３のマイ
ナス電源端子に接続されている。

【００２０】トランジスタＱ６のベースは抵抗Ｒ２３と
抵抗Ｒ２４の接続点に接続されると共にコンデンサＣ３
を介して定電圧回路３のマイナス電源端子に接続されて
いる。トランジスタＱ６のコレクタは抵抗Ｒ２５及び抵
抗Ｒ２７を介して定電圧回路３のプラス電源端子に接続
され、そのエミッタは定電圧回路３のマイナス電源端子
に接続されている。抵抗Ｒ２５と抵抗Ｒ２７の接続点は
抵抗Ｒ２６を介してマイコンＩＣ４の入力ポートＰＩ４
に接続されていると共にコンデンサＣ４を介して定電圧
回路３のマイナス電源端子に接続されている。１１は発
光回路１〜検知器異常検出回路１０にそれぞれ制御信号
を出力し、これらの各回路から各種信号を受けて火災信
号、故障信号等の各種信号を出力する検知器制御回路を
構成する４ビット・シングルチップ・マイコンＩＣ４
で、各種のポートと端子とを有している。１２は電池電
圧低下検出回路４、表示回路５及び出力回路６を駆動さ
せるための例えば６Ｖの電池電源である。

【００２１】次に、本発明の一実施例に係る火災警報器
の動作を説明する。 １）まず、検知器制御回路１１を構成するＣＰＵである
マイコンＩＣ４の停止モードの解除について説明する。
本実施の形態はマイコンの有するスタンバイ機能のう
ち、停止モードを使ってマイコンの消費電流を削減した
ものである。ところで、一般にマイコンのスタンバイモ
ードとして待ちモード（ＨＡＬＴモードともいう）と停
止モードがあり、待ちモードはシステム・クロックの発
振を継続させたままプログラム・カウンタの動作を停止
するもので、待ちモードの消費電流（例えば、ＶDD＝５
Ｖ、ｆ＝１ＭＨｚで０．３ｍＡ）は動作モード（同条件
で０．４ｍＡ）と比較して多少減少する程度である。停
止モードはシステム・クロックの発振を停止させるモー
ドで、このモードの消費電流はほとんどない（上記条件
で０．１μＡである）。

【００２２】まず、６Ｖの電池電源１２が火災検知器に
セットされると、定電圧回路３の定電圧器ＩＣ２が４．
５Ｖを出力し、発光回路１、コンデンサ充電検出回路
２、リセット回路７、受光増幅回路８、火災検出回路
９、検知器異常検出回路１０及び検知器制御回路１１に
電圧を供給する。そして、発光回路１では煙検出用の発
光ダイオードＬ１に発光用電荷をチャージするための発
光用コンデンサＣ１に発光用電荷が抵抗Ｒ３を介して充
電される。このとき、発光用コンデンサＣ1 の両端電圧
（実際は、その両端電圧からトランジスタＱ２のエミッ
タ・ベース間電圧ＶBEを引いた電圧である）をコンデン
サ充電検出回路２の電圧検出器ＩＣ１で監視している。
発光用コンデンサＣ1 への充電が開始された当初は、電
圧検出器ＩＣ１で監視する電圧が所定のしきい値電圧以
下であるため、電圧検出器ＩＣ１の出力は０Ｖ（Ｌレベ
ル）で、マイコンＩＣ４の入力ポートＰＩ１にはＬレベ
ルが入力される。そして、発光用コンデンサＣ２への充
電が進み、電圧検出器ＩＣ１で監視する電圧が所定のし
きい値電圧、例えば３．２Ｖを越えると、電圧検出器Ｉ
Ｃ１の出力はＨＩＧＨインピーダンスになり、マイコン
ＩＣ４の入力ポートＰＩ１にはＨレベルが入力され、マ
イコンＩＣ４はこのＨレベルの入力をトリガにして停止
モードから動作モードに切り換わる。

【００２３】次に、マイコンＩＣ４が動作モードに切り
換えられてから、第１の所定時間、例えば１０ｍsec が
経過したら、マイコンＩＣ４は再び停止モードに戻る。
この停止モードに戻るまでの動作モードの間に後述する
ように発光ダイオードＬ１が発光し、発光用コンデンサ
Ｃ１の発光用電荷が放電され、発光用コンデンサＣ１の
両端電圧はしきい値電圧以下となり、電圧検出器ＩＣ１
の出力は０Ｖで、マイコンＩＣ４の入力ポートＰＩ１に
はＬレベルが再び入力され、その後に発光用コンデンサ
Ｃ１への充電が進み、電圧検出器ＩＣ１の監視電圧がし
きい値電圧を越え、電圧検出器ＩＣ１の出力がＨＩＧＨ
インピーダンスになり、マイコンＩＣ４の入力ポートＰ
Ｉ１にはＨレベルが入力され、マイコンＩＣ４は停止モ
ードから動作モードに切り換わる。このように、マイコ
ンＩＣ４は停止モードと動作モードとに交互に切り換わ
り、停止モードと動作モードとからなるｌ周期の時間は
例えば約５秒で、そのうち動作モードの時間が１０ｍse
c であるから、停止モードの時間は４．９９sec とな
り、ｌ周期のうちで、動作モードが占める割合が極めて
小さいので、マイコンＩＣ４の低消費電流化が図られる
こととなる。

【００２４】２）次に、火災検出について説明する。検
知器制御回路１１を構成するマイコンＩＣ４が動作モー
ドになると、マイコンＩＣ４はその出力ポートＰＯ２を
Ｌレベルにし、受光増幅回路８にＬレベルを入力する。
そうすると、受光増幅回路８内の駆動スイッチＳＷがオ
ンし、４．５Ｖの電圧が印加されて、受光増幅回路８は
駆動を始め、しばらくすると出力が安定する。その時に
マイコンＩＣ４は出力ポートＰＯ１をＨレベル、即ちパ
ルス幅が約８０μsec の発光トリガパルスを発光回路１
のトランジスタＱ１のベースに抵抗Ｒ１を介して出力す
る。この発光トリガパルスはマイコンＩＣ４が動作モー
ドになってから、第２の所定時間、例えば８ｍsec の後
に出力される。

【００２５】発光回路１では、発光トリガパルスがトラ
ンジスタＱ１のベースに出力されると、トランジスタＱ
１がオンし、発光用コンデンサＣ１の充電電圧は抵抗Ｒ
４を介して煙検出用の発光ダイオードＬ１に印加され、
発光ダイオードＬ１は例えば発光電流０．８Ａで発光す
る。発光ダイオードＬ１の発光を受光した受光増幅回路
８はそのホトダイオードＰＤが光を電気信号パルスに変
換し、増幅部ＡＭＰが増幅し、火災検出回路９に出力す
る。火災検出回路９では受光増幅回路８の電気信号パル
スが所定の基準値以上か否かを判断し、電気信号パルス
が所定の基準値以下のときはＨレベルの信号を出力し、
基準値以上のときにＬレベルの火災検出信号を出力し、
これらの信号はマイコンＩＣ４の入力ポートＰＩ２に入
力される。

【００２６】ラビリンス内に煙が無い状態では発光ダイ
オードの光の煙粒子による散乱光は少なく、受光増幅回
路８の電気信号パルスは所定の基準値以下であり、ラビ
リンス内に火災により煙が入った状態では、発光ダイオ
ードの光の煙粒子による散乱光が多くなって受光増幅回
路８の電気信号パルスは所定の基準値以上となる。この
ように、煙検出用の発光ダイオードＬ１の発光に合わせ
て、マイコンＩＣ４の入力ポートＰＩ２が火災検出信号
を取り込む。マイコンＩＣ４では、入力ポートＰＩ２が
Ｌレベルの火災検出信号を取り込んだら、火災と判断し
て火災信号を出力ポートＰＯ５から表示回路５に入力す
ると共に出力回路６の火災信号出力部６ａに出力する。
表示回路５では火災信号を受けると、火災表示灯用のト
ランジスタＱ４がオンし、火災表示灯である発光ダイオ
ードＬ２を点灯させる。なお、出力回路６では火災信号
出力部６ａが火災信号を無線或いは有線で接続されてい
る受信機に送信する。

【００２７】３）さらに、煙検出用の発光ダイオードＬ
１の断線等の異常検出について説明する。マイコンＩＣ
４は動作モードになり、動作モード継続時間である第１
の所定時間の間であって、動作モードになってから、第
２の所定時間、例えば８ｍsec 経過後に発光トリガパル
スをポートＰ０１から出力するが、その発光トリガパル
スを出力した後に、電圧検出器ＩＣ１の出力をマイコン
ＩＣ４がそのポートＰＩ１から取り込み、発光用コンデ
ンサＣ１が放電しているか否かを監視して煙検出用の発
光ダイオードＬ１の断線等の異常を検出をする。即ち、
電圧検出器ＩＣ１の出力がＬレベルであれば、煙検出用
の発光ダイオードＬ１が発光して発光用コンデンサＣ１
の発光用電荷が放電しているため、煙検出用の発光ダイ
オードＬ１は断線しておらず、正常であることが判断で
きる。

【００２８】また、電圧検出器ＩＣ１の出力がＨレベル
であれば、発光用コンデンサＣ１の発光用電荷が放電し
ておらず、煙検出用の発光ダイオードＬ１は発光してい
ないこととなり、つまり断線等の異常状態であると判断
できる。そこで、マイコンＩＣ４が発光ダイオードＬ１
が異常状態であると判断したら、出力ポートＰＯ６から
発光ダイオード異常を示すＬレベルの故障信号を表示回
路５に入力する。表示回路５では故障信号を受けると、
故障表示灯用のトランジスタＱ５がオンし、故障表示灯
である発光ダイオードＬ３を連続点灯させる。この発光
ダイオードＬ３の連続点灯は、マイコンＩＣ４が動作モ
ードから停止モードになってもＬレベルに固定されてい
るため、発光ダイオードＬ３の異常が回復するまで点灯
し続ける。

【００２９】４）また、電池電源の電池切れ等による電
池電圧低下検出について説明する。マイコンＩＣ４は発
光トリガパルスを出力した後に、電池電圧低下検出回路
４の電池電圧検出用の電圧検出器ＩＣ３の消費電流（数
μＡ）を押さえるために、動作モードの間で、第３の所
定時間、例えば４０〜８０μsec だけマイコンＩＣ４の
出力ポートＰＯ３をＬレベルにし、電池電圧低下検出回
路４のトランジスタＱ３をオンさせて電圧検出器ＩＣ３
に電源を供給し、電圧検出器ＩＣ３の出力をポートＰＩ
３から取り込むことにより、電池電源１２の電圧が所定
電圧以上であるか否かにより電池電圧の低下を検出す
る。

【００３０】そして、電圧検出器ＩＣ３は印加されてい
る電池電圧が所定検出電圧、例えば４．８Ｖ以上であれ
ば、電池電圧の低下がないと判断してＨＩＧＨインピー
ダンスになり、ポートＰＩ３にはＨレベルが入力され
る。また、電池電源１２の電池電圧が低下し、例えば
４．８Ｖ未満になると、マイコンＩＣ４は電池電圧の低
下があると判断してポートＰＯ６からＬレベルの故障信
号を表示回路５の故障表示灯用のトランジスタＱ５に断
続入力すると共に出力回路６の故障信号出力部６ｂに出
力する。表示回路５では、故障表示灯用のトランジスタ
Ｑ５が動作モード毎に動作モードの時間だけオンし、故
障表示灯である発光ダイオードＬ３を点滅点灯させる。
その点滅周期は約５秒に１回である。なお、出力回路６
では故障信号出力部６ｂが故障信号を無線或いは有線で
接続されている受信機に送信する。

【００３１】５）さらに、検知器汚れ検出と発光量及び
受光量低下検出の検知器異常検出について説明する。マ
イコンＩＣ４は動作モードになると、発光トリガパルス
を出力し、火災検出信号を取り込むと共に、ポートＰＩ
４から検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出のた
めの上下限故障信号を取り込む。その検知器汚れ検出と
発光量及び受光量低下検出のために、マイコンＩＣ４は
その出力ポートＰＯ４を火災検出のサンプリング毎に接
地とオープン（ＨＩＧＨインピーダンス）とに切り換え
て検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出を交互に
行うようにしている。

【００３２】ここで、出力ポートＰＯ４を接地すると抵
抗Ｒ１９とＲ２１とが並列接続になり、出力ポートＰＯ
４をオープンにすると抵抗Ｒ２１だけとなってオペアン
プＩＣ５のゲインが切り換わることとなり、それによっ
て検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出を場合分
けしている。なお、オペアンプＩＣ５のゲインＡG の切
り換わりは次のようになる。 ａ）ＰＯ４オープン時 ＡGo＝Ｒ２２／（Ｒ２０＋
Ｒ２１） ｂ）ＰＯ４接地時 ＡGS＝Ｒ２２／（Ｒ２０＋
１／（１／Ｒ２１＋１／Ｒ１９）） ゆえに、ＰＯ４接地時のゲインＡGS＞オープン時のゲイ
ンＡGoとなる。

【００３３】（ａ）まず、検知器汚れ検出について説明
する。検知器汚れ検出を行う上限値故障検出モードで
は、ポートＰＯ４をオープンにする。ポートＰＯ４をオ
ープンにすると、検知器に煙がない状態では受光増幅回
路８の増幅部ＡＭＰの出力はほとんどなく、検知器異常
検出回路１０のオペアンプＩＣ５の出力は小さく、トラ
ンジスタＱ６をオンできず、ポートＰＩ４への入力はＨ
レベルになる。このように正常時には検出ポートＰＩ４
がＨレベルとなる。また、検知器内が塵埃等で汚れる
と、検知器に煙がない状態でも受光増幅回路８の増幅部
ＡＭＰの出力が大きくなる。この出力をさらに検知器異
常検出回路１０のオペアンプＩＣ５で増幅するため、オ
ペアンプＩＣ５の出力はトランジスタＱ６をオンし、ポ
ートＰＩ４への入力をＬレベルにする。この時、マイコ
ンＩＣ４は検知器汚れ検出の故障検出信号を出力回路６
の故障信号出力部６ｂに出力すると共に表示回路５に出
力し、表示回路５では故障表示灯Ｌ３を連続点灯させ
る。

【００３４】（ｂ）つぎに、発光量及び受光量低下検出
について説明する。発光量及び受光量低下検出を行う下
限値故障検出モードでは、ポートＰＯ４を接地する。ポ
ートＰＯ４を接地すると、検知器に煙がない状態では受
光増幅回路８の増幅部ＡＭＰの出力はほとんどないが、
検知器異常検出回路１０のオペアンプＩＣ５の出力は十
分にトランジスタＱ６をオンでき、ポートＰＩ４の入力
はＬレベルとなる。このように正常時には検出ポートＰ
Ｉ４がＬレベルとなる。 また、検知器の発光素子の発
光低下や受光素子の受光量が低下すると、検知器に煙が
ある状態でもオペアンプＩＣ５の出力が小さくなり、ト
ランジスタＱ６をオンできず、ポートＰＩ４への入力が
Ｈレベルになる。この時、マイコンＩＣ４は発光量及び
受光量低下検出の故障検出信号を出力回路６の故障信号
出力部６ｂに出力すると共に表示回路５に出力し、表示
回路５では故障表示灯Ｌ３を連続点灯させる。

【００３５】なお、実際には検知器汚れ検出の上限値ま
たは発光量及び受光量低下検出の下限値故障を検出した
時はそのモードで固定し、所定回数以上にわたって故障
を検出した時点で故障確定とする。所定回数未満で正常
に戻った時にはその時点で通常監視モードに戻る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、検知器制
御回路は常時は停止モードであり、コンデンサ充電検出
回路が検出した発光回路の発光用コンデンサの両端電圧
が所定電圧値を越えたときに出力するコンデンサ充電検
出信号を受けてごく短い所定時間だけ停止モードから動
作モードに切り換え、動作モードの切り換え時から所定
時間後に発光トリガパルスを発光回路のスイッチング素
子に出力すると、スイッチング素子はオン動作して発光
用コンデンサに充電された発光用電荷により発光パルス
を発生させ、その発光パルスにより発光素子を発光さ
せ、その発光素子の発光は発光トリガパルスが出力され
る度に繰り返され、受光増幅回路と火災検出回路では検
知器制御回路の動作モード時に動作して発光素子の発光
に基づいて火災を検出するようにしたので、検知器制御
回路、発光回路、受光増幅回路及びコンデンサ充電検出
回路のいずれも検知器制御回路の動作モード時に駆動
し、その動作モードの時間は停止モードの時間に対して
ごく短い割合の時間であるから、検知器制御回路が処理
速度の速い１つのＣＰＵであっても大幅に低消費電力化
でき、小型化を図ることができるという効果を有する。

【００３７】また、本発明においては、発光素子異常の
故障表示信号に基づき点灯して発光素子異常の故障を表
示する故障表示灯を備え、検知器制御回路は動作モード
の所定時間の間で、発光トリガパルスに基づき発光パル
スによって発光素子が発光する所定時間が経過した後に
上記コンデンサ充電検出回路からコンデンサ充電検出信
号を受けたときに発光素子が異常と判断して故障表示灯
に故障表示信号を出力し、故障表示灯が点灯して発光素
子異常の故障を表示するようにしているので、低消費電
力化を図りながら、発光素子の断線等の発光素子異常も
検出することができるという効果も有する。

【００３８】さらに、本発明においては、電池切れの故
障表示信号に基づき点灯して電池切れの故障を表示する
故障表示灯と、電池電源の電圧を検出し、検出値が所定
値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電圧低下検
出回路を備え、上記検知器制御回路は動作モードの所定
時間の間で、所定時間だけ電圧低下検出回路を駆動さ
せ、該電圧低下検出回路から電池電圧低下信号を受けた
ときに上記電池電源が電池切れと判断して上記故障表示
灯に故障表示信号を出力し、故障表示灯が点灯して電池
切れの故障を表示するようにしているので、低消費電力
化を図りながら、電池電源の電池切れも検出することが
できるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態に係る火災検知器の
構成を示すブロック図である。

【図２】図２は同火災検知器の構成を示す回路図であ
る。

【図３】図３は同火災検知器の各部位の信号のタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１ 発光回路 ２ コンデンサ充電検出回路 ３ 定電圧回路 ４ 電池電圧低下検出回路 ５ 表示回路 ６ 出力回路 ８ 受光増幅回路 ９ 火災検出回路 １０ 検出器異常検出回路 １１ 検知器制御回路 １２ 電池電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津川 直昭 東京都千代田区九段南４丁目７番３号 能 美防災株式会社内 (72)発明者 岡田 寿孝 東京都千代田区九段南４丁目７番３号 能 美防災株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光パルスにより間欠的に発光する発光
   素子と、常時は電圧が印加されて発光素子の発光用電荷
   を充電する発光用コンデンサと、発光トリガパルスに基
   づきオン動作して発光用コンデンサに充電された発光用
   電荷により発光パルスを発生させるスイッチング素子と
   を有する発光回路と、 発光回路の発光素子の光の煙粒子による散乱光を受光し
   て電気信号に変換する受光素子を有し、その電気信号を
   増幅して出力する受光増幅回路と、 受光増幅回路の出力が所定の基準値以上のときに火災検
   出信号を出力する火災検出回路と、 上記発光用コンデンサの両端電圧を検出し、該両端電圧
   が所定電圧値を越えたときにコンデンサ充電検出信号を
   出力するコンデンサ充電検出回路と、 常時は停止モードであり、コンデンサ充電検出回路から
   のコンデンサ充電検出信号を受けてごく短い所定時間だ
   け停止モードから動作モードに切り換え、動作モードの
   切り換え時から所定時間後に発光トリガパルスを発光回
   路のスイッチング素子に出力すると共に、火災検出回路
   からの火災検出信号を受けて火災信号を出力する検知器
   制御回路と、 発光回路、受光増幅回路、火災検出回路、コンデンサ充
   電検出回路及び検知器制御回路を駆動させるための電源
   電池と、 を備えたことを特徴とする火災検知器。
2. 【請求項２】 発光素子異常の故障表示信号に基づき点
   灯して発光素子異常の故障を表示する故障表示灯を備
   え、 上記検知器制御回路は動作モードの所定時間の間で、発
   光トリガパルスに基づき発光パルスによって発光素子が
   発光する所定時間が経過した後に上記コンデンサ充電検
   出回路からコンデンサ充電検出信号を受けたときに上記
   発光素子が異常と判断して上記故障表示灯に故障表示信
   号を出力することを特徴とする請求項１記載の火災検知
   器。
3. 【請求項３】 電池切れの故障表示信号に基づき点灯し
   て電池切れの故障を表示する故障表示灯と、 電源電池の電圧を検出し、検出値が所定値以下のときに
   電池電圧低下信号を出力する電圧低下検出回路を備え、 上記検知器制御回路は動作モードの所定時間の間で、所
   定時間だけ電圧低下検出回路を駆動させ、該電圧低下検
   出回路から電池電圧低下信号を受けたときに上記電池電
   源の電池切れを判断して上記故障表示灯に故障表示信号
   を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の火災
   検知器。