JP5216767B2

JP5216767B2 - 警報器

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Publication number: JP5216767B2
Application number: JP2009523616A
Authority: JP
Inventors: 功浅野
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2013-06-19
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Also published as: EP2172915B1; EP2172915A4; KR101429320B1; EP2172915A1; US20100188235A1; KR20100033958A; US8742937B2; JPWO2009011267A1; WO2009011267A1; CN101681547B; CN101681547A

Description

本発明は、住宅に設置され、火災による煙を電池駆動により検出して警報する警報器に関する。
本出願は、特願２００７−１８８０５５号を基礎出願とし、その内容を取り込む。

住宅用火災警報器として知られる従来の警報器（光電式煙感知器）は、室内の煙濃度が所定値を超えた場合に火災を検出し、警報表示灯を点滅させると共に、音声警報で火災が発生したことを周囲に通知する警報機能を備えている。

このような住宅用の警報器は、リチウム電池を電源として動作しており、一度、電池がセットされると、例えば７年間に亘り電池交換を要することなく、火災監視ができることを保証している。

このような警報器では、電池電圧が例えば３ボルトであり、ＬＥＤを発光駆動する電圧としては低いことから、電池電圧を昇圧回路により例えば２倍の６ボルトに昇圧してＬＥＤを発光させている。これにより、マイクロ秒オーダーの短時間の発光であっても、ＬＥＤから十分な光量の光を出し、検煙室内に流入した煙粒子による散乱光が得られるようにしている。

図５は、従来の警報器の発光駆動回路を、ＭＰＵと共に示したブロック図である。同図に示す発光駆動回路１００では、電池１０２に続いて定電圧回路１０４を設けており、容量の大きなコンデンサ１０６に対して一定電圧を充電している。コンデンサ１０６には、トランジスタやＦＥＴなどのスイッチ素子１０８を介して容量の大きなコンデンサ１１０及び抵抗１１１が直列接続され、さらに、スイッチ素子１０８及びコンデンサ１１０からなる直列回路と並列をなすように抵抗１１２が接続されている。このような接続構造により、チャージポンプ回路が構成されている。コンデンサ１１０の２次側には、スイッチ素子１１４を介して、発光素子であるＬＥＤ１１６が接続されている。

電池１０２は、スイッチ素子１０８，１１４がオフの状態で、抵抗１１２を介してコンデンサ１１０を定電圧に充電する。そして、例えば１０秒毎の火災検出周期に達すると、ＭＰＵ１１８は、スイッチ素子１０８をオンにして、コンデンサ１０６に対してコンデンサ１１０を直列接続して２倍の電圧に昇圧する。同時に、ＭＰＵ１１８は、スイッチ素子１１４をオンにすることで、コンデンサ１０６，１１０の直列接続で昇圧した電圧をＬＥＤ１１６に加えて発光させる。

ＬＥＤ１１６からの光は、検煙空間に流入している煙の粒子に当って散乱される。この散乱光は、受光素子であるフォトダイオード１２０で受光されて微弱な受光信号に変換され、受光増幅回路１２２で発光駆動に同期して増幅された後に、ＭＰＵ１１８に入力され、さらにＡＤ変換により受光データに変換される。この受光データが所定の火災レベルを超えていれば、警報出力回路１２４を動作させて火災警報を出力させる。

図６は、他の警報器の発光駆動回路を、ＭＰＵと共に示したブロック図である。発光駆動回路１００は、定電圧回路を不要としており、電池１０２により容量の大きなコンデンサ１２６に対して、一定電圧を充電している。コンデンサ１２６には、スイッチ素子１２８を介して容量の小さなコンデンサ１３０が直列接続され、さらにスイッチ素子１２８及びコンデンサ１３０の直列回路と並列をなすように逆流防止用ダイオード１３２が接続されている。また、コンデンサ１３０と直列にスイッチ素子１３４が接続されている。

コンデンサ１３０の２次側には、逆流防止用ダイオード１３６を介して容量の大きなコンデンサ１３８が接続され、更に、スイッチ素子１４０及び定電圧回路１４２を介して、発光素子であるＬＥＤ１１６が接続されている。

電池１０２は、スイッチ素子１２８がオフ、かつスイッチ素子１３４がオンの状態で、逆流防止用ダイオード１３２を介して容量の小さなコンデンサ１３０を充電する。その後、ＭＰＵ１１８は、スイッチ素子１２８をオンにし、スイッチ素子１３４をオフに切替え、コンデンサ１２６にコンデンサ１３０を直列接続し、昇圧した電圧により、逆流防止用ダイオード１３６を介して容量の大きなコンデンサ１３８を充電する動作を繰り返す。そして、１０秒に１回といった火災検出周期に達した際に、スイッチ素子１４０をオンにして、ＬＥＤ１１６に昇圧電圧を印加して発光させる。

上述のように、容量の小さなコンデンサ１３０により繰り返し充電することで、一回あたりの電荷の移動量を抑え、スイッチ素子１２８、１３４の容量を小さくしている。また、定電圧回路１４２を、発光動作時のみ動作させている。
特開２００７−０１１８２８号公報特開２００６−３５０４１２号公報特開２００７−１７９３６７号公報実開平０５−００８６９６号公報

しかしながら、このような従来の住宅用の警報器の発光駆動回路は、次の問題を有している。

まず、図５に示した発光駆動回路１００は、定電圧回路１０４が必要であり、また、定電圧回路１０４の消費電流により電池寿命が短くなる問題がある。更に、昇圧動作のために、比較的大きな電流を流すトランジスタなどを用いたスイッチ素子が２個必要であり、コストが高くなる問題もある。

また、図６に示した発光駆動回路１００は、定電圧回路１４２が定常的に電流を消費せず、昇圧に使用するコンデンサ１３０も容量が小さいので、昇圧に使用するスイッチ素子１２８，１３４として小型のトランジスタを採用できる。しかしながら、スイッチ素子１２８，１３４の反復動作で昇圧しているため、トランジスタに無駄なベース電流が流れており、また、昇圧動作時にもＭＰＵ１１８の動作電流が流れるため、電池１０２の寿命が短くなる問題がある。更に、コンデンサ１３０の逆流防止用にダイオード１３６を必要とするため、部品点数が増加してコストが高くなる問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、昇圧発光が必要であっても更に消費電流を低減して電池寿命を延ばせると共に、部品点数とコストを低減可能とする警報器の提供を目的とする。

本発明は、上記課題を解決してかかる目的を達成するために、以下の手段を採用した。
すなわち、（１）本発明の警報器は、発光部と；電池電源と；この電池電源からの電圧を昇圧して昇圧電圧を生成する昇圧回路と；この昇圧回路を制御して前記昇圧電圧が得られたタイミングで前記発光部に前記昇圧電圧を供給して間欠的に発光駆動させる発光制御部と；前記発光部からの光が煙によって散乱した散乱光を受光する受光部と；この受光部からの受光信号を受光データに変換する変換回路と；この変換回路からの前記受光データに基づいて火災を検出する火災検出部と；この火災検出部からの火災検出信号により、警報を出力する警報部と；前記昇圧回路及び前記変換回路に対する基準電圧を生成する基準電圧回路と；前記昇圧回路、前記発光制御部及び前記変換回路を動作させるクロック信号を出力するクロック回路と；を備えた警報器であって、前記発光制御部及び前記火災検出部の機能をプログラムの実行により実現するプロセッサ回路と、前記昇圧回路と、前記変換回路と、前記基準電圧回路と、前記クロック回路と、前記各回路部の制御回路とを、パッケージ化された集積回路に設けている。

（２）前記クロック回路に対応した前記制御回路として、低速クロック信号及び高速クロック信号を出力するクロック発生回路と；前記低速クロック信号または前記高速クロック信号を選択する切替手段と；試験モードが設定された場合に、前記切替手段に前記高速クロック信号を選択出力させ、非試験モードが設定された場合に、前記切替手段に低速クロックを選択出力させる制御部と；を備えてもよい。

（３）前記プロセッサ回路及び前記昇圧回路に対応した前記制御回路として、前記クロック回路から前記プロセッサ回路に供給される前記クロック信号をオンまたはオフにする第１切替部と；前記クロック回路部から前記昇圧回路に供給される前記クロック信号をオンまたはオフにする第２切替部と；前記昇圧回路の動作時間を設定する昇圧設定タイマと；前記プロセッサ回路のスリープ時間を設定するスリープ設定タイマと；前記第１切替部をオフにして前記プロセッサ回路への前記クロック信号の供給を停止させた状態で、前記第２切替部をオンにして前記昇圧回路に前記クロック信号を供給して動作させ、更に前記昇圧設定タイマを起動して昇圧設定時間の経過を監視する昇圧制御部と；前記昇圧設定タイマによる前記昇圧設定時間の経過時に、前記第２切替部をオフにして前記昇圧回路への前記クロック信号の供給を停止させた状態で、前記第１切替部をオンにして前記プロセッサ回路に前記クロック信号を供給して動作させるプロセッサ制御部と；前記プロセッサ回路の動作終了時に前記第１切替部をオフにして前記クロック信号の供給を停止させると同時に、前記スリープ設定タイマを起動して前記スリープ設定時間の経過を監視し、前記スリープ設定時間の経過時に前記昇圧制御部の処理に移行するスリープ制御部と；を備えてもよい。

（４）前記制御回路が、前記第１切替部及び前記第２切替部に対応した第１制御ビット及び第２制御ビットを備えた制御レジスタを有し、前記第１制御ビット及び前記第２制御ビットに対するビットセット及びビットリセットに応じて、前記第１切替部及び前記第２切替部をオンまたはオフにして前記クロック信号の供給及び停止を制御する構成を採用してもよい。

（５）前記昇圧回路部が、前記基準電圧回路から出力された前記基準電圧を入力して略２倍の昇圧電圧を生成してもよい。

本発明の警報器によれば、発光制御部及び火災検出部の機能をプログラムの実行により実現するプロセッサ回路と、昇圧回路と、基準電圧回路とを集積回路に設けたことで、昇圧電圧により発光駆動するための外部回路を必要最小限に抑えることができる。よって、本発明によれば、部品点数及びコストの低減を図ることができる。

また、集積回路に昇圧回路を設けたことで、昇圧動作に使用するスイッチ素子として、例えばバイポーラトランジスタのような、無駄なベース電流が流れない回路を使用することができる。よって、本発明によれば、消費電流が低減して電池寿命を更に延ばすことができる。

また、昇圧回路の動作時にはプロセッサ回路のクロック供給を停止し、プロセッサ回路の動作時には昇圧回路のクロック供給を停止し、更に、例えば１０秒周期となる火災検出周期の発光空き時間の間は、プロセッサ回路及び昇圧回路の両方に対するクロック供給を停止してスリープ状態としている。このような構成を採用することにより、集積回路での消費電流を大幅に低減し、電池寿命を伸ばすことができる。

特に、プロセッサ回路のクロック供給を停止して行う昇圧回路の動作を、低速クロックを使用して例えば３００ミリ秒近い時間をかけてゆっくり昇圧することで、非常に小さな消費電流で昇圧することができる。よって、本発明によれば、集積回路全体として消費電流を大幅に低減し、電池寿命を伸ばすことができる。

また、集積回路に設けられた昇圧回路は、同じく集積回路に設けられているＡＤ変換回路の基準電圧を発生する基準電圧回路からの基準電圧を入力して昇圧している。そのため、本発明によれば、定電圧回路を必要とすることなく、安定した昇圧電圧を簡単に生成することができる。

更に、製造段階の検査工程などで、外部設定により高速クロックを選択することができるので、検査工程における動作を高速化して検査に要する作業時間を短縮することもできる。

図１は、本発明に係る警報器の一実施形態を示す回路ブロック図である。図２は、同実施形態に係る集積回路に設けられた制御ロジック回路を示す回路ブロック図である。図３は、同実施形態における火災監視制御を示すタイムチャートである。図４は、同火災監視制御のフローチャートである。図５は、従来の定電圧回路及び発光駆動回路を備えた従来の警報器を示す回路ブロック図である。図６は、容量の小さなコンデンサを繰り返し充電して昇圧する従来の警報器を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１０集積回路
１２電源回路
１４ＭＰＵ
１６火災監視制御部
１８発光制御部
２０昇圧回路
２２ＡＤ変換回路
２４基準電圧回路
２５制御ロジック回路
２６クロック回路
２８クロック発生回路
３０マルチプレクサ（切替手段。ＭＵＸ）
３２受光同期スイッチ
３４，３６，４０コンデンサ
３８電池（電池電源）
４０電源用コンデンサ
４２昇圧保持用コンデンサ
４４発光駆動スイッチ
４６ＬＥＤ
４８フォトダイオード
５０受光増幅回路
５２発報表示灯
５４ブザー
５６ブザー駆動スイッチ
５８移報回路
６０移報端子
６２検査スイッチ
６４制御レジスタ
６６ＭＰＵクロック制御ビット
６８昇圧クロック制御ビット
７０クロック選択ビット
７２昇圧設定タイマ
７４スリープ設定タイマ
７６ＯＲゲート
７８インバータ
８０，８２ＡＮＤゲート

図１は、本発明に係る住宅用の警報器（光電式煙感知器）の一実施形態を示す回路ブロック図である。同図に示すように、本実施形態の警報器は、集積回路１０を備えている。この集積回路１０には、外部回路が接続されている。

集積回路１０には、電源回路１２と、プロセッサ回路として機能するＭＰＵ１４と、発光駆動のための昇圧電圧を生成する昇圧回路２０と、ＡＤ変換回路２２と、基準電圧回路２４と、制御ロジック回路２５と、クロック回路２６とが設けられている。

クロック回路２６には、低速クロックＣＬＫ１及び高速クロックＣＬＫ２の２種類のクロック信号を発生させるクロック発生回路２８と、低速クロックＣＬＫ１及び高速クロックＣＬＫ２を切替出力するマルチプレクサ（切替手段。ＭＵＸ）３０とが設けられている。

ＭＰＵ１４は、いわゆるシングルチップのコンピュータである。同ＭＰＵ１４のバスには、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びインタフェースが備えられており、プログラムの実行による機能として、火災監視制御部１６及び発光制御部１８の機能を実現している。

集積回路１０に設けられた昇圧回路２０には、昇圧に使用するコンデンサ３４が外部接続されている。また、基準電圧回路２４には、基準電圧を安定化させるために必要なコンデンサ３６が外部接続されている。
集積回路１０には、外部回路として、電源として使用する電池３８が接続されている。電池３８としては、例えばリチウム電池などを使用している。電池３８に続いて、電源用コンデンサ４０が接続されている。

昇圧回路２０から出力された昇圧電圧を充電するために、昇圧保持用コンデンサ４２が設けられている。この昇圧保持用コンデンサ４２に続いて、発光駆動スイッチ４４が設けられている。さらに、発光駆動スイッチ４４と直列をなすように、発光部を構成するＬＥＤ４６が設けられている。

発光駆動スイッチ４４は、ＭＰＵ１４の発光制御部１８により、例えば所定の発光周期Ｔ０（例えばＴ０＝１０秒間隔）で、マイクロ秒オーダーの短時間の間、オンにされ、昇圧回路２０により充電されている昇圧保持用コンデンサ４２の昇圧電圧を、ＬＥＤ４６に供給して発光させる。

ＬＥＤ４６の発光による光は、図示しない検煙部に流入した煙の粒子に当って散乱光を生じる。この散乱光は、集積回路１０に外部接続されている受光増幅回路５０の受光部を構成するフォトダイオード４８で受光されて受光電流となり、受光増幅回路５０で増幅される。なお、受光増幅回路５０の一部を集積回路１０に内蔵してもよい。

受光増幅回路５０からの受光信号は、集積回路１０のＡＤ変換回路２２で受光データにデジタル変換され、ＭＰＵ１４に読み込まれる。受光増幅回路５０は、ＭＰＵ１４による受光同期スイッチ３２のスイッチングで、ＬＥＤ４６の発光に同期して駆動され、受光電流を増幅させる。

ＭＰＵ１４に設けられた火災監視制御部１６は、ＡＤ変換回路２２から読み込んだ受光データを、予め定めた火災レベルと比較し、火災レベルを超えていた場合には火災発生と判断する。そして、図１のＬＥＤ４６の右側に示している、ＬＥＤを用いた発報表示灯５２を点滅または点灯させると同時に、ブザー駆動スイッチ５６をオンにして、ブザー５４の鳴動により音響警報を出す。

ＭＰＵ１４は、移報回路５８のスイッチ素子をオンにすることで、移報端子６０に他の機器が接続されている場合に移報電流を流すことで移報信号を出力する。

集積回路１０の外部には、その製造時の検査工程で検査スイッチ６２を一時的に接続できるようになっている。検査スイッチ６２は、集積回路１０の制御ロジック回路２５に接続されている。検査スイッチ６２をオンにすると、制御ロジック回路２５は、マルチプレクサ３０に対して高速クロックＣＬＫ２の選択制御信号を出力する。すると、マルチプレクサ３０は、クロック発生回路２８からの高速クロックＣＬＫ２を選択し、制御ロジック回路２５を介してＭＰＵ１４及び昇圧回路２０に対して高速クロックＣＬＫ２を供給する。そして、通常時の低速クロックＣＬＫ１による動作に対して、検査時にはＭＰＵ１４及び昇圧回路２０の動作を短時間で検査可能にする高速動作が選べるようになっている。

集積回路１０に設けられている制御ロジック回路２５は、ＭＰＵ１４及び昇圧回路２０に対するクロック信号の供給及び停止を制御する。本実施形態では、Ｔ０＝１０秒となる発光周期において、まず昇圧設定時間Ｔ１に亘り、制御ロジック回路２５は、ＭＰＵ１４に対するクロック信号の供給を停止させた状態で、昇圧回路２０にクロック信号を供給する。そして、このクロック信号の供給により、昇圧回路２０をＴ１時間に亘り動作させ、昇圧保持用コンデンサ４２を発光させるのに必要な昇圧電圧を順次充電させる。

昇圧設定時間Ｔ１に亘る昇圧動作が完了すると、制御ロジック回路２５は、昇圧回路２０に対するクロック信号の供給を停止して、ＭＰＵ１４に対するクロック信号の供給に切り替える。これにより、ＭＰＵ１４が動作し、発光制御部１８によるＬＥＤ４６の発光制御と；その散乱光をフォトダイオード４８で受光して受光増幅した信号を、ＡＤ変換回路２２で受光データに変換して取り込む処理と；火災監視制御部１６で、受光データを火災レベルと比較して火災の有無を検出する処理と；を実行する。

ＭＰＵ１４は、発光制御部１８及び火災監視制御部１６による処理を終了すると、制御ロジック回路２５に制御信号を出力する。そして、昇圧回路２０に対するクロック信号の供給の停止を維持したまま、ＭＰＵ１４に対するクロック信号の供給も停止し、ＭＰＵ１４及び昇圧回路２０に対するクロック信号の供給を停止させたスリープモードに入る。

このスリープモードは、スリープ設定時間Ｔ２に亘り、タイマ監視により継続される。スリープ設定時間Ｔ２が経過すると、制御ロジック回路２５は、昇圧回路２０に対するクロック信号の供給を開始し、次の発光駆動周期の処理が開始され、これが繰り返される。

図２は、本実施形態における制御ロジック回路２５の詳細を、ＭＰＵ１４、昇圧回路２０、クロック発生回路２８及びマルチプレクサ３０と共に示した回路ブロック図である。

同図に示すように、制御ロジック回路２５は、制御レジスタ６４と、昇圧設定タイマ７２と、スリープ設定タイマ７４と、ＯＲゲート７６と、インバータ７８と、第１ゲートスイッチとして機能するＡＮＤゲート８０と、第２ゲートスイッチとして機能するＡＮＤゲート８２とを備えている。

制御レジスタ６４は、例えば８ビットレジスタであり、そのうちの任意の３つのビットに、ＭＰＵクロック制御ビット６６、昇圧クロック制御ビット６８及びクロック選択ビット７０を割り当てている。

制御レジスタ６４のＭＰＵクロック制御ビット６６及び昇圧クロック制御ビット６８は、昇圧設定タイマ７２、スリープ設定タイマ７４、ＯＲゲート７６及びインバータ７８からなる回路部で、ビットセット、ビットリセットを制御する。

昇圧設定タイマ７２には、昇圧回路２０の昇圧動作に必要な昇圧設定時間Ｔ１が設定されている。また、スリープ設定タイマ７４には、スリープ設定時間Ｔ２が設定されている。本実施形態の場合、一定周期Ｔ０＝１０秒で発光駆動を間欠的に行っていることから、例えば昇圧設定タイマ７２の昇圧設定時間Ｔ１は、約３００ミリ秒に設定されている。また、スリープ設定タイマ７４のスリープ設定時間Ｔ２は、例えばＴ２＝約９．６秒に設定されている。したがって、ＭＰＵ１４の動作時間は、約１００ミリ秒に割り当てられている。もちろん、ＭＰＵ１４による動作時間はそのときの処理状況により、ある範囲で変動するものであり、タイマ設定によるコントロールには依存しない。

制御レジスタ６４のＣＰＵクロック制御ビット６６は、ビット１にセットされると、ＡＮＤゲート８０を許容状態とし、マルチプレクサ３０で選択されたクロック信号をＭＰＵ１４に供給して動作させる。

また、制御レジスタ６４の昇圧クロック制御ビット６８も、ビット１にセットされるとＡＮＤゲート８２を許容状態とし、マルチプレクサ３０からのクロック信号を昇圧回路２０に供給して昇圧動作を行わせる。

図３は、図２に示した制御ロジック回路２５によるクロック信号の供給及び停止に基づくＭＰＵ１４及び昇圧回路２０の動作を示すタイムチャートである。即ち、図３の（Ａ）は、ＭＰＵ１４の動作を示し、図３の（Ｂ）は、制御レジスタ６４のＭＰＵクロック制御ビット６６を示し、図３の（Ｃ）は、制御レジスタ６４の昇圧クロック制御ビット６８を示している。また、図３の（Ｄ）は、昇圧設定タイマ７２、図３の（Ｅ）は、スリープ設定タイマ７４、更に図３の（Ｆ）は、昇圧回路２０の動作を示している。

図３において、まず時刻ｔ１でＭＰＵ１４に電源を供給する。この電源供給は、実際には住宅用の警報器に電池３８を収納してコネクタ接続した時である。

ＭＰＵ１４が電源供給により時刻ｔ１で動作すると、制御レジスタ６４のＭＰＵクロック制御ビット６６は、その時の昇圧設定タイマ７２のビット０をインバータ７８で反転したビット１のセットを受け、ＡＮＤゲート８０を許容状態として、クロック発生回路２８から出力される通常時は低速クロックＣＬＫ１をマルチプレクサ３０で選択し、ＭＰＵ１４に供給して動作させる。この時刻ｔ１〜ｔ２におけるＭＰＵ１４の動作により、初期診断、初期設定が行われ、ＭＰＵが運用状態となる。

時刻ｔ２では、ＭＰＵ１４が電源投入に伴う自己診断、初期設定を完了すると、ＯＲゲート７６を介して昇圧設定タイマ７２にセット信号を出力し、昇圧設定タイマ７２を起動する。

この昇圧設定タイマ７２のＭＰＵ１４による起動で、タイマ出力はそれまでのレベル０からレベル１に立ち上がる。そして、インバータ７８による反転で、ＭＰＵクロック制御ビット６６は、それまでのビット１からビット０にリセットされ、昇圧クロック制御ビット６８はそれまでのビット０からビット１にセットされる。

したがって、ＡＮＤゲート８０が禁止状態となってＭＰＵ１４に対するクロック信号の供給を停止し、同時にＡＮＤゲート８２が許容状態となり、昇圧回路２０に対するクロック信号の供給を開始する。

クロック信号の供給を受けた昇圧回路２０は、図１に示す基準電圧回路２４から出力されている基準電圧を電源電圧として入力し、外部接続しているコンデンサ３４を使用した充電転送動作により、昇圧保持用コンデンサ４２に昇圧電圧を順次充電し、例えば基準電圧の２倍となる昇圧電圧を生成する。

時刻ｔ３で、昇圧設定タイマ７２が昇圧設定時間Ｔ１に到達してタイムアップすると、昇圧設定タイマ７２の出力がそれまでのレベル１からレベル０に下がり、インバータ７８を介してＭＰＵクロック制御ビット６６がビット１にセットされ、昇圧クロック制御ビット６８が逆にビット０にリセットされる。

このため、ＡＮＤゲート８２が禁止状態となって昇圧回路２０に対するクロック信号の供給を停止して昇圧動作を停止し、同時にＡＮＤゲート８０が許容状態となってクロック信号をＭＰＵ１４に供給して動作させる。

この時刻ｔ３からのＭＰＵ１４のクロック信号の供給による動作により、図１に示した発光制御部１８が発光駆動スイッチ４４をマイクロ秒オーダーの短時間オンにし、昇圧保持用コンデンサ４２に保持している昇圧電圧をＬＥＤ４６に供給して発光させる。

ＬＥＤ４６の発光による光は、検煙部に流入している煙粒子で散乱され、さらにフォトダイオード４８で受光されて受光電流が得られる。この時のＭＰＵ１４は、受光同期スイッチ３２を発光駆動に同期して一時的にオンにすることで、受光増幅回路５０に電源を供給して動作させる。これにより、受光増幅回路５０は、フォトダイオード４８の受光信号を増幅して出力し、受光信号がＡＤ変換回路２２に入力して受光データに変換され、ＭＰＵ１４に取り込まれる。

ＭＰＵ１４の火災監視制御部１６は、ＡＤ変換回路２２から読み込んだ受光データを所定の火災レベルと比較し、火災レベル以下であった場合には、一連の処理を終了する。そして、図３の時刻ｔ４で、制御ロジック回路２５に設けられている制御レジスタ６４のＭＰＵクロック制御ビット６６を、ビット１からビット０にリセットすると同時に、スリープ設定タイマ７４をリセットスタートする。

これによって、制御レジスタ６４のＭＰＵクロック制御ビット６６及び昇圧クロック制御ビット６８の両方がビット０となってＡＮＤゲート８０，８２を禁止状態とし、ＭＰＵ１４及び昇圧回路２０の両方に対してクロック信号の供給が停止されたスリープ状態に入る。

その後、時刻ｔ５でスリープ設定タイマ７４がスリープ設定時間Ｔ２に達すると、タイムアップしてタイマ出力をレベル１からレベル０とする。これは、反転出力となっていることから、ＯＲゲート７６を介して昇圧設定タイマ７２にレベル１が加わって時刻ｔ５よりリセットスタートする。

昇圧設定タイマ７２がリセットスタートすると、昇圧クロック制御ビット６８をビット１にセットすることでＡＮＤゲート８２を許容状態とする。そして、昇圧回路２０にクロック信号を供給して昇圧動作を昇圧設定時間Ｔ１に亘り再び行わせる。

そして、Ｔ１時間後に昇圧設定タイマ７２がタイムアップすると、時刻ｔ６で昇圧クロック制御ビット６８がビット０にリセットされると同時に、ＭＰＵクロック制御ビット６６がビット１にセットされる。その結果、ＡＮＤゲート８２による昇圧回路２０に対するクロック信号の供給が停止されると同時に、ＡＮＤゲート８２によるＭＰＵ１４へのクロック信号の供給が開始する。そして、時刻ｔ６〜ｔ７に亘り、図１のＭＰＵ１４による発光制御部１８及び火災監視制御部１６としての処理動作が行われ、以下、所定周期Ｔ０ごとにこれを繰り返す。

図４は、本実施形態における火災監視制御を示すフローチャートであり、図２も併せて参照しながら以下に説明する。
図４において、電源投入、即ち電池３８のセットにより電源が供給されると、ステップＳ１でＭＰＵ起動処理が実行される。

続いて、ステップＳ２でＭＰＵ１４が制御レジスタ６４のＭＰＵクロック制御ビット６６をビット０にリセットし、同時にステップＳ３で昇圧クロック制御ビット６８をビット１にセットする。更に、ステップＳ４で昇圧設定タイマ７２をリセットしてスタートする。

このため、ステップＳ５で、ＭＰＵ１４に対するＡＮＤゲート８０からのクロック信号の供給が停止されると同時に、ＡＮＤゲート８２から昇圧回路２０に対しクロック信号の供給が開始され、昇圧回路２０による昇圧動作が行われる。

続いて、ステップＳ６で昇圧設定タイマ７２のタイムアップを監視しており、昇圧設定時間Ｔ１が経過してタイムアップすると、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ＭＰＵクロック制御ビット６６をビット１にセットすると同時に、昇圧クロック制御ビット６８をビット０にリセットする。

その結果、ステップＳ８でＭＰＵ１４が動作し、発光制御と火災監視制御とが行われる。ステップＳ８でＭＰＵ１４の処理が終了すると、ステップＳ９でＭＰＵクロック制御ビット６６をビット０にリセットし、これによってＡＮＤゲート８０からＭＰＵ１４に対するクロック信号の供給が停止する。

同時に、ステップＳ１０でスリープ設定タイマ７４をリセットしてスタートする。これによってスリープ設定タイマの設定時間Ｔ２に亘り、ＭＰＵ１４及び昇圧回路２０に対するクロック信号の供給が停止され、消費電力が抑えられたスリープ状態となる。

続いて、ステップＳ１１でスリープ設定タイマ７２のタイムアップを判別すると、再びステップＳ３に戻り、昇圧クロック制御ビット６８をビット１にセットして昇圧回路２０の昇圧動作から同じ処理を繰り返す。

再び、図１を参照して説明すると、工場における製造段階の検査工程では、集積回路１０に対して検査スイッチ６２を外部接続してオンにすることで、ＭＰＵ１４及び昇圧回路２０を高速クロックＣＬＫ２により動作させることができる。

即ち、図２の制御ロジック回路２５において、図１の検査スイッチ６２をオンにすると、制御レジスタ６４のクロック選択ビット７０が例えばビット１にセットされる。ビット１にセットされると、マルチプレクサ３０は、クロック発生回路２８から出力されている高速クロックＣＬＫ２と低速クロックＣＬＫ１とのうち、高速クロックＣＬＫ２の方を選択して出力する。

このため、検査工程で本実施形態の警報器を動作させた場合、マルチプレクサ３０で選択された高速クロックＣＬＫ２が昇圧回路２０及びＭＰＵ１４に供給される。その結果、図３のタイムチャートに示したような所定周期Ｔ０＝１０秒が高速クロックＣＬＫ２の供給により短い周期に切り替わり、短い周期で昇圧動作と発光駆動及び火災監視制御の動作が繰り返し行われる。

この場合の動作時間は、低速クロックＣＬＫ１に対する高速クロックＣＬＫ２の定倍数に応じた短い周期となり、検査工程で行われる各種の検査項目につき、各項目を短時間で実行して検査結果を得ることができる。

検査工程が済んだ後、図１に示した検査スイッチ６２は、外部接続から切り離されてオープンとなる。検査スイッチ６２を取り外してオープンにすると、図２の制御レジスタ６４のクロック選択ビット７０が例えばビット０に固定される。これにより、マルチプレクサ３０は、クロック発生回路２８の低速クロックＣＬＫ１を出力する通常状態のクロック信号選択となる。

なお、上記の実施形態では、図１の集積回路１０に設けた基準電圧回路２４が内部的に基準電圧を作り出しているが、この基準電圧を、レジスタ制御によって外部からの外部設定電圧を選択的に入力することにより発生させてもよい。

また、上記の実施形態に示した制御ロジック回路２５は一例であり、同じ機能を実現する回路であれば、適宜のロジック回路で構成でき、更に、ロジック回路に限定されず、ファームウェア（制御プログラム）の実行による機能として実現しても良い。

また、本発明は、上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形も含む。更に、本発明は、上記の実施形態に示した数値のみにより限定されない。

本発明の警報器によれば、昇圧発光が必要であっても更に消費電流を低減して電池寿命を延ばせると共に、部品点数及びコストが低減可能である。

Claims

発光部と；
電池電源と；
前記電池電源からの電圧を昇圧して昇圧電圧を生成する昇圧回路と；
前記昇圧回路を制御して前記昇圧電圧が得られたタイミングで前記発光部に前記昇圧電圧を供給して間欠的に発光駆動させる発光制御部と；
前記発光部からの光が煙によって散乱した散乱光を受光する受光部と；
前記受光部からの受光信号を受光データに変換する変換回路と；
前記変換回路からの前記受光データに基づいて火災を検出する火災検出部と；
前記火災検出部からの火災検出信号により、警報を出力する警報部と；
前記昇圧回路及び前記変換回路に対する基準電圧を生成する基準電圧回路と；
前記発光制御部及び前記火災検出部の機能をプログラムの実行により実現するプロセッサ回路と；
前記昇圧回路、前記プロセッサ回路及び前記変換回路を動作させるクロック信号を出力するクロック回路と；
を備えた警報器であって、
前記プロセッサ回路と、前記昇圧回路と、前記変換回路と、前記基準電圧回路と、前記クロック回路と、前記各回路部の制御回路とが、パッケージ化された集積回路に設けられ、
前記制御回路が、少なくとも、前記プロセッサ回路への前記クロック信号の供給を停止させて前記昇圧回路に前記クロック信号を供給して動作させる状態と、前記昇圧回路への前記クロック信号の供給を停止させて前記プロセッサ回路に前記クロック信号を供給して動作させる状態と、に切り替えることを特徴とする警報器。
請求項１に記載の警報器であって、
前記警報器が試験モードと非試験モードを有し、
前記クロック回路が、
低速クロック信号及び高速クロック信号を出力するクロック発生回路と；
前記低速クロック信号または前記高速クロック信号を選択する切替手段と；
前記試験モードが設定された場合に、前記高速クロック信号を選択出力させ、前記非試験モードが設定された場合に、前記低速クロックを選択出力させるように前記切替手段を切り替える部分を有する前記制御部と；
を備える。
請求項１に記載の警報器であって、
前記制御回路は、さらに前記昇圧回路及び前記プロセッサ回路への前記クロック信号の供給を停止させる状態に切り替える。
請求項３に記載の警報器であって、
前記制御回路が、
前記クロック回路から前記プロセッサ回路に供給される前記クロック信号をオンまたはオフにする第１切替部と；
前記クロック回路部から前記昇圧回路に供給される前記クロック信号をオンまたはオフにする第２切替部と；
前記昇圧回路の動作時間を設定する昇圧設定タイマと；
前記プロセッサ回路のスリープ時間を設定するスリープ設定タイマと；
前記第１切替部をオフにして前記プロセッサ回路への前記クロック信号の供給を停止させた状態で、前記第２切替部をオンにして前記昇圧回路に前記クロック信号を供給して動作させ、更に前記昇圧設定タイマを起動して昇圧設定時間の経過を監視する昇圧制御部と；
前記昇圧設定タイマによる前記昇圧設定時間の経過時に、前記第２切替部をオフにして前記昇圧回路への前記クロック信号の供給を停止させた状態で、前記第１切替部をオンにして前記プロセッサ回路に前記クロック信号を供給して動作させるプロセッサ制御部と；
前記プロセッサ回路の動作終了時に前記第１切替部をオフにして前記クロック信号の供給を停止させると同時に、前記スリープ設定タイマを起動して前記スリープ設定時間の経過を監視し、前記スリープ設定時間の経過時に前記昇圧制御部の処理に移行するスリープ制御部と；
を備える。
請求項４に記載の警報器であって、
前記制御回路が、
前記第１切替部及び前記第２切替部に対応した第１制御ビット及び第２制御ビットを備えた制御レジスタを有し、
前記第１制御ビット及び前記第２制御ビットに対するビットセット及びビットリセットに応じて、前記第１切替部及び前記第２切替部をオンまたはオフにして前記クロック信号の供給及び停止を制御する。