JPH0816947A

JPH0816947A - 感知装置並びにそれを用いた防災システムおよび電子機器および異常検出方法および検出素子並びにそれを用いた検出装置の試験方法

Info

Publication number: JPH0816947A
Application number: JP26202794A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kimura; 徹男木村; Seiichi Tanaka; 征一田中; Narimasa Takahashi; 成政高橋; Ryukichi Hashimoto; 隆吉橋本
Original assignee: Nittan Co Ltd
Current assignee: Nittan Co Ltd
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JP3126601B2

Abstract

(57)【要約】【目的】どのタイプの火災が発生した場合にもこれを
検出することができ、さらには、発生した火災のタイプ
を判別して出力することの可能な感知装置を提供する。【構成】検出素子，例えば有機半導体素子Ｘ１は、有
炎火災時に生ずるガスと燻焼火災時に生ずるガスとの両
方に対して特性値，例えば抵抗値が変化し、かつ、有炎
火災時に生ずるガスと燻焼火災時に生ずるガスとでは特
性値変化の極性が異なるという性質を有している。この
性質を利用し、例えば、素子Ｘ１の抵抗値を抵抗値抽出
器１１で抽出し、抵抗減少判別器１２，抵抗増加判別器
１３で抵抗値の減少，増加を判別し、これらの判別結果
に基づき情報出力回路１４から所定の信号を出力するこ
とによって、火災発生を検出し、および／または、火災
のタイプ(性状)を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火災などの異常を検出
するための感知装置及び防災システム及び電子機器及び
異常検出方法及び検出素子及び検出装置の試験方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、火災などを検出する感知装置とし
て、熱感知器，光電式煙感知器，イオン化式煙感知器，
炎感知器が知られている。また、このような感知装置
は、例えばビルの室内の所定場所に設置されて防災シス
テムを構築したりするのに用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、火災の種類
には、大別して、有炎火災，燻焼火災の２つのタイプの
ものがあるが、従来では、全てのタイプの火災に対して
適用可能な感知器は知られていない。

【０００４】例えば上述した熱感知器，光電式煙感知
器，イオン化式煙感知器，炎感知器の特性は、次表（表
１）のようなものとなっており、熱感知器，炎感知器
は、有炎火災に対しては優れた検出性能を有するが、燻
焼火災を良好に検出することはできない。また、光電式
煙感知器，イオン化式煙感知器では、完全燃焼の有炎火
災を良好に検出することができない。

【０００５】

【表１】

【０００６】従って、このような感知器を用いて例えば
防災システムを構築する場合、感知器の設定される環境
にどのタイプの火災発生が予測されるかを予め調べ、感
知器の種別を選択する必要があり、選択した感知器の種
別が不適切なものである場合には、火災を検出すること
ができないという問題があった。また、適切な種別の感
知器が選択され設置されたとしても、予想しないタイプ
の火災が発生したときには、この火災を検出することが
できないという問題があった。

【０００７】本発明は、どのタイプの異常(例えば火災)
が発生した場合にもこれを検出することができ、さらに
は、発生した異常(火災)のタイプを判別して出力するこ
との可能な感知装置並びにそれを用いた防災システム及
び電子機器及び異常検出方法及び検出素子及び検出装置
の試験方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１，請求項２，請求項１９記載の
発明は、電子アクセプター性ガスと電子ドナー性ガスと
の両方に対して所定の特性値が変化し、かつ、電子アク
セプター性ガスと電子ドナー性ガスとでは特性値変化の
極性が異なる性質をもつ素子を用いて、異常(火災)の発
生を検出し、および／または、異常(火災)のタイプ(性
状)を検出するようになっていることを特徴としてい
る。ここで、上記のような性質をもつ素子としては、請
求項１２に記載のように、金属置換フタロシアニン類，
金属酸化物を添加した金属置換フタロシアニン類，ある
いはイオンドープしたポリマー類などの有機半導体素
子、あるいは、半導体レベルの電気伝導度をもつ金属酸
化物などの無機半導体素子があり、また、これらの素子
を用いる場合には、装置の小型化が可能となる。

【０００９】また、請求項３乃至請求項１１記載の発明
は、上記の性質をもつ素子を有する検知手段と、検知手
段の素子の特性値の変化を監視し、特性値の変化に応じ
た情報を出力する特性監視手段とを備えていることを特
徴としている。

【００１０】ここで、特に、請求項９または請求項１１
記載のように、素子の特性値として素子の抵抗値を監視
し、特性値としての抵抗値が所定時間内に所定値以上減
少または増加するときに、異常(例えば火災)が発生した
旨の情報を出力するように特性監視手段が構成されてい
る場合には、異常が有炎火災と燻焼火災のいずれのタイ
プのものであっても、素子の抵抗値が変化するので、全
てのタイプの火災をこの感知装置で検出することができ
る。

【００１１】また、請求項１０または請求項１１記載の
ように、特性値としての抵抗値が所定時間内に所定量減
少したか増加したかの極性を検知する極性検知機能が特
性監視手段に設けられており、抵抗値が所定時間内に所
定値以上減少または増加するときに、減少または増加の
極性に対応した性状情報を出力するように特性監視手段
が構成されている場合には、有炎火災のときと燻焼火災
のときとでは、素子の抵抗値の変化極性が異なるので、
この極性を検知することで、有炎火災であるのか燻焼火
災であるのかの別をこの感知装置で性状情報として検出
し、これを出力することができる。

【００１２】なお、請求項５記載のように、検知手段
が、所定の導電型をもつ１つの素子からなっている場合
には、抵抗値としては、この素子の抵抗値の減少，増加
が監視される。また、請求項６記載のように、検知手段
が、所定の導電型をもつ第１の素子と、第１の素子とは
反対の導電型をもつ第２の素子とが直列に接続されて構
成されている場合には、抵抗値としては、両方の素子の
抵抗値を反映した抵抗値の減少，増加が監視される。こ
の場合には、ガスに晒されたときの抵抗値の変化は、１
つの素子だけの抵抗値の変化よりも大きく、従って、異
常(火災)の発生、および／または、異常(火災)の性状を
より高感度に検知することができる。

【００１３】また、請求項７記載のように、抵抗値抽出
手段が、素子と直列に接続された抽出用素子の両端間の
電位差を素子の特性値として抽出するようになってお
り、該抽出用素子が、その両端間の電位差が時間的に緩
やかに変化するときには、これに追従して抽出用素子の
特性値が変化し、両端間の電位差の緩やかな変化を相殺
するように制御され、また、その両端間の電位差が急激
に変化するときには、これに追従しないように制御さ
れ、その両端間の急激な変化のみが素子の特性値として
抽出されて出力されるようになっている場合、検出素子
の抵抗が雑ガスの影響を受けて緩やかに変化するときに
も、この変化を相殺し、検出素子の抵抗値の急激な変化
のみを抽出することができる。

【００１４】また、請求項１２，請求項１３記載のよう
に、従来公知となっている任意の感知器からの検出結果
と、前記抵抗減少判別手段，前記抵抗増加判別手段から
の判別結果とを組み合わせて、所定の異常情報を出力す
る場合には、より信頼性良く異常情報を出力することが
できる。

【００１５】さらに、請求項１５乃至請求項１８記載の
ように、このような感知装置を防災システム，電子機器
に用いる場合、どのようなタイプの火災であっても火災
の発生を正確にかつ迅速に検出することができる。ま
た、火災のタイプ(性状)をも検出可能であるので、検出
した火災のタイプ(性状)に応じた適切な処置を迅速に講
ずることができる。

【００１６】また、請求項２１記載の発明は、第１の電
極と、該第１の電極に対向して配置される第２および第
３の電極とを少なくとも有し、第２および第３の電極
が、互いに接続されたり切り離されたりするよう、接続
と切離しとが切換可能になっている検出素子を用いた検
出装置の試験方法であって、検出装置が、検出素子の第
１の電極と第２の電極との間の状態変化を監視し、第１
の電極と第２の電極との間の状態変化に基づいて所定の
検出結果を出力するものである場合に、第２および第３
の電極の接続と切離しとを切換えたときに、素子の見か
け上の状態変化を検出装置が検出して所定の検出結果を
出力するか否かにより、検出装置を簡単な仕方で信頼性
良く試験することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１８】図１(ａ)，(ｂ)は本発明において用いられ
る検出素子の一例を示す図であり、図１(ａ)は平面図、
図１(ｂ)は図１(ａ)のＡ−Ａ線における断面図である。
図１(ａ)，(ｂ)を参照すると、この検出素子は、例え
ば、基質(ガラス，アルミナ，シリコン基板など)１００
上に、銅，鉛，ニッケル，コバルト，亜鉛等の金属フタ
ロシアニンを主体としたフタロシアニン層１０１が蒸着
形成され、フタロシアニン層１０１上に、金，白金等か
らなる２つの櫛形電極１０２，１０３が蒸着形成され
て、有機半導体素子として構成されている。ここで、基
質１００は、例えば大きさが３ｍｍ×３ｍｍ程度、厚さ
が約１ｍｍ程度のものであり、また、フタロシアニン層
１０１の厚さは、例えば１０ｎｍ〜数１００ミクロン程
度のものである。なお、素子の大きさについては、これ
をさらに小さくすることも可能であり、また、電極１０
２，１０３は直接基質１００上に蒸着されても良く、こ
れによって素子の小型化を図ることも可能である。

【００１９】一般に、このようなフタロシアニン類の有
機半導体素子は、ｐ型半導体素子として振る舞い、この
素子を二酸化窒素ガスに晒すと、この素子の電極１０
２，１０３間の抵抗値が減少することが知られている。
すなわち、鉛フタロシアニン，ニッケルフタロシアニ
ン，コバルトフタロシアニンのようなｐ型半導体として
機能する有機半導体では、二酸化窒素ガスが電子アクセ
プターガスとして働き、抵抗値が減少する。

【００２０】また、鉛フタロシアニン，ニッケルフタロ
シアニン，コバルトフタロシアニンなどに、酸化ルテニ
ウム（ＲｕＯ₂），パラジウム(Ｐｄ)等が添加(混入)さ
れた有機半導体は、ｎ型半導体として振る舞い、このよ
うな素子を電子アクセプターガスに晒すと、抵抗値が増
加することが知られている。このように、有機半導体素
子は、本来、ｐ型半導体として振る舞うが、触媒や金属
酸化物をドープすることによってｎ型半導体にすること
も可能である。

【００２１】また、図１(ａ)，(ｂ)の検出素子におい
て、基質１００上に、フタロシアニン層１０１のかわり
に、半導体レベルの電気伝導度をもつ金属酸化物の層１
０１'を形成し、この金属酸化物層上に２つの櫛形電極
１０２，１０３を形成して、この検出素子を無機半導体
素子として構成することもでき、検出素子をこのような
無機半導体素子として構成する場合にも、上述した有機
半導体素子と同様の性質をもたせることができる。

【００２２】すなわち、金属酸化物として、酸化スズ，
酸化亜鉛，酸化鉄等やこれらを主成分としたものを用い
る場合、この金属酸化物は、電子アクセプターガスに晒
すと、抵抗値が増加し、ｎ型半導体として振舞う。

【００２３】一方、金属酸化物として、酸化銅，酸化ク
ロム，酸化ニッケル等やこれらを主成分としたものを用
いる場合、この金属酸化物は、電子アクセプターガスに
晒すと、抵抗値が減少し、ｐ型半導体として振舞う。

【００２４】なお、基質１００上に、フタロシアニン層
１０１のかわりに、上述のような金属酸化物の層１０
１'を形成して無機半導体素子を得る場合にも、金属酸
化物層１０１'の厚さを、フタロシアニン層１０１の場
合と同様、例えば１０ｎｍ〜数１００ミクロン程度のも
のにすることができる。また、無機半導体素子の大きさ
を、有機半導体素子と同様、３ｍｍ×３ｍｍ程度、さら
にこれよりも小さくすることができ、また、電極１０
２，１０３は、直接基質１００上に蒸着されても良く、
これによって、有機半導体素子と同様に、素子の小型化
を図ることができる。

【００２５】ところで、本願の発明者は、このような検
出素子(有機半導体素子，無機半導体素子)に各種火災か
ら発生するガスを晒し、そのときの素子の抵抗値の変化
を調べた。次表(表２)には、その結果が示されている。

【００２６】

【表２】

【００２７】この実験結果から、本願の発明者は、検出
素子がｐ型のものである場合、素子の抵抗値は、有炎火
災のガスに晒されると減少し、また、燻焼火災のガスに
晒されると増加することを見出した。また、検出素子が
ｎ型のものである場合、素子の抵抗値は、有炎火災のガ
スに晒されると増加し、また、燻焼火災のガスに晒され
ると減少することを見出した。すなわち、これらの素子
では、有炎火災から生じるガスは主に電子アクセプター
性ガスとして反応し、燻焼火災から生じるガスは主に電
子ドナー性ガスとして反応することを見出した。

【００２８】図２(ａ)は、ｐ型半導体として機能する検
出素子の電子アクセプター性ガス，電子ドナー性ガスに
対する応答特性ＲＳＰ１，ＲＳＰ２をそれぞれ示してい
る。なお、図２(ａ)の各応答特性ＲＳＰ１，ＲＳＰ２
は、図２(ｂ)のように、検出素子と直列に抵抗２００を
設け、検出素子と抵抗２００に電源２０１によって所定
電圧Ｅを印加した状態で、素子を時刻ｔ₁から時刻ｔ₂ま
で電子アクセプター性ガス，電子ドナー性ガスにそれぞ
れ晒したときの素子の抵抗値の変化を、抵抗２００の電
圧降下Ｖとして得たものである。図２(ａ)の応答特性Ｒ
ＳＰ１，ＲＳＰ２から、検出素子では、電子アクセプタ
ー性ガス，電子ドナー性ガスのいずれに対しても抵抗値
が変化するが、電子アクセプター性ガスと電子ドナー性
ガスとでは、抵抗値の変化の極性が互いに異なることが
わかる。

【００２９】本発明は、上述のように、有炎火災と燻焼
火災のいずれの場合にも、検出素子(有機半導体素子，
無機半導体素子)の抵抗値が変化し、また、有炎火災と
燻焼火災とでは、検出素子の抵抗値変化の極性が異なる
という上記実験結果に着目してなされたものである。

【００３０】図３は本発明に係る感知装置の構成例を示
す図である。図３を参照すると、この感知装置は、少な
くとも１つの有機半導体素子あるいは無機半導体素子か
らなる検知部１と、検知部１の所定の特性値の変化を監
視し、該所定の特性値の変化に基づき所定の異常情報を
出力する特性値監視部２とを有している。

【００３１】また、図３の構成例では、特性値監視部２
は、検知部１の所定部分の抵抗値を上記所定の特性値と
して抽出する抵抗値抽出器１１と、抽出された抵抗値に
基づき抵抗値が減少したかを判別する抵抗減少判別器１
２と、抽出された抵抗値に基づき抵抗値が増加したかを
判別する抵抗増加判別器１３と、抵抗減少判別器１２か
らの判別結果と抵抗増加判別器１３からの判別結果とに
基づき所定の異常情報を出力する情報出力回路１４とを
備えている。

【００３２】ここで、情報出力回路１４は、抵抗減少判
別器１２からの判別結果と抵抗増加判別器１３からの判
別結果との論理和をとる論理和回路１５を有し、論理和
回路１５からの出力を異常発生信号（火災発生信号）Ｙ
１として出力し、また、抵抗減少判別器１２からの判別
結果を第１の異常性状信号（第１の火災性状信号）Ｙ２
として出力し、抵抗増加判別器１３からの判別結果を第
２の異常性状信号（第２の火災性状信号）Ｙ３として出
力するようになっている。

【００３３】図４は図３の感知装置の第１の具体的な構
成例を示す図である。図４の感知装置では、検知部１に
１つの検出素子Ｘ１が用いられている。ここで、検出素
子Ｘ１には、有機半導体である鉛フタロシアニンや金属
酸化物である酸化ニッケルのようなｐ型半導体としての
機能を有するものが用いられても良いし、酸化ルテニウ
ムとパラジウムが混入したフタロシアニン(有機半導体)
や金属酸化物である酸化スズのようなｎ型半導体として
の機能を有するものが用いられても良い。

【００３４】また、抵抗値抽出器１１は、検出素子Ｘ１
に直列に接続される抵抗３１と、検出素子Ｘ１と抵抗３
１に所定電圧Ｅを印加する電源３２と、バッファ３３と
により構成されており、検出素子Ｘ１の抵抗値を、抵抗
３１の端子間の電圧Ｖとして抽出するようになってい
る。なお、バッファ３３は、検出素子Ｘ１のインピーダ
ンスが極めて高いことから、抵抗３１の端子間の電圧Ｖ
をインピーダンス変換して出力するために設けられてい
る。

【００３５】また、抵抗減少判別器１２は、例えば、抵
抗３４とコンデンサ３５とからなるＲＣ時定数回路と、
抵抗３６と抵抗３７とからなる電圧分割回路と、ＲＣ時
定数回路のコンデンサ３５の端子間電圧Ｖ₁が−側端子
に加わり、また、電圧分割回路の抵抗３７の端子間電圧
Ｖ₂が＋側端子に加わって、＋側端子の電圧Ｖ₂が−側端
子の電圧Ｖ₁よりも高いときに、論理値“１”の判別結
果を出力するコンパレータ３８とにより構成されてい
る。

【００３６】ここで、抵抗３４，３６，３７の抵抗値Ｒ
₁，Ｒ₂，Ｒ₃、および、コンデンサ３５の容量値Ｃ₁は、
抵抗減少判別器１２が、所定期間Δｔ以内で所定量ΔＶ
以上の電圧Ｖの増加のみを検出できるよう(所定時間Δ
ｔ以内で所定量ΔＲ以上の素子Ｘ１の抵抗値の減少のみ
を検出できるよう)、適宜な値に設定されている。すな
わち、抵抗値Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃および容量値Ｃ₁は、所定時
間Δｔ以内に所定量ΔＶだけ過渡的に増加する図５(ａ)
に示すような電圧Ｖに対しては、電圧Ｖ₁と電圧Ｖ₂とが
図５(ｂ)に示す関係を満たし、また、所定量ΔＶ増加す
るのに所定時間Δｔ以上かかる図６(ａ)に示すような電
圧Ｖに対しては、電圧Ｖ₁と電圧Ｖ₂とが図６(ｂ)に示す
ように、常にＶ₂＜Ｖ₁の関係を満たし、また、所定量Δ
Ｖ以上には増加しない図７(ａ)に示すような電圧Ｖに対
しても、電圧Ｖ₁と電圧Ｖ₂とが図７(ｂ)に示すように、
常にＶ₂＜Ｖ₁の関係を満たすような適宜の値に設定され
ている。

【００３７】なお、電圧Ｖが、図８(ａ)に示すように減
少する場合(素子Ｘ１の抵抗値が増加する場合)には、図
８(ｂ)に示すように、抵抗３４，３６，３７の抵抗値Ｒ
₁，Ｒ₂，Ｒ₃，コンデンサ３５の容量値Ｃ₁と無関係に、
常に、電圧Ｖ₁は電圧Ｖ₂よりも高くなる。

【００３８】このように、抵抗３４，３６，３７の抵抗
値Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，コンデンサ３５の容量値Ｃ₁が適切に
設定されていることにより、抵抗減少判別器１２のコン
パレータ３８の＋側素子に加わる電圧Ｖ₂は、電圧Ｖが
所定時間Δｔ以内に所定量ΔＶ以上増加したときにのみ
(電圧Ｖの変化が図５(ａ)のようになる場合にのみ)、電
圧Ｖ₁よりも大きくなり、従って、コンパレータ３８か
らは、この場合にのみ、論理値“１”が出力されるよう
になっている(図５(ｃ))。

【００３９】すなわち、電圧Ｖが所定時間Δｔ以内に所
定量ΔＶ以上増加しないときには、電圧Ｖ₂は電圧Ｖ₁よ
りも常に小さく、従って、コンパレータ３８から論理値
“１”が出力されることはない。これにより、経年変化
により電圧Ｖが緩やかに変動する場合，あるいは電子ド
ナー性ガスに晒されなくなったときに電圧Ｖが緩やかに
回復増加する場合などに(電圧Ｖが図６(ａ)のように変
化するときに)、コンパレータ３８からは論理値“１”
が出力されることはないので(図６(ｃ))、誤検出がなさ
れるのを有効に防止できる。また、電圧Ｖがノイズ的に
僅かに増加した場合などのときにも(電圧Ｖが図７
（ａ）のように変化するときにも)、コンパレータ３８
からは論理値“１”が出力されることはないので(図７
(ｃ))、誤検出がなされるのを有効に防止できる。

【００４０】また、電圧Ｖが図８(ａ)のように減少する
場合にも、電圧Ｖ₂は図８(ｂ)に示すように電圧Ｖ₁より
も常に小さく、従って、コンパレータ３８から論理値
“１”が出力されることはない(図８(ｃ))。

【００４１】また、抵抗増加判別器１３は、抵抗４２と
抵抗４０とコンデンサ４３とからなるＲＣ時定数回路
と、ＲＣ時定数回路の抵抗４０の端子間電圧(すなわ
ち，コンデンサ４３の端子間電圧)Ｖ₃が＋側に加わり、
また、電圧Ｖが電圧Ｖ₄として−側に加わって、＋側端
子の電圧Ｖ₃が−側端子の電圧Ｖ₄よりも高いときに、論
理値“１”の判別結果を出力するコンパレータ４４とに
より構成されている。

【００４２】ここで、抵抗４０，４２の抵抗値Ｒ₅，
Ｒ₆、および、コンデンサ４３の容量値Ｃ₂は、抵抗増加
判別器１３が、所定期間Δｔ以内で所定量ΔＶ'以上の
電圧Ｖの減少のみを検出できるよう(所定時間Δｔ以内
で所定量ΔＲ'以上の素子Ｘ１の抵抗値の増加のみを検
出できるよう)、適宜な値に設定されている。すなわ
ち、抵抗値Ｒ₅，Ｒ₆および容量値Ｃ₂は、所定時間Δｔ
以内に所定量ΔＶ'だけ過渡的に減少する図９(ａ)に示
すような電圧Ｖに対しては、電圧Ｖ₃と電圧Ｖ₄とが図９
(ｂ)に示す関係を満たし、また、所定量ΔＶ'減少する
のに所定時間Δｔ以上かかる図１０(ａ)に示すような電
圧Ｖに対しては、電圧Ｖ₃と電圧Ｖ₄とが図１０(ｂ)に示
すように、常にＶ₃＜Ｖ₄の関係を満たし、また、所定量
ΔＶ'以上には減少しない図１１(ａ)に示すような電圧
Ｖに対しても、電圧Ｖ₃と電圧Ｖ₄とが図１１(ｂ)に示す
ように、常にＶ₃＜Ｖ₄の関係を満たすような適宜の値に
設定されている。

【００４３】なお、電圧Ｖが、図１２(ａ)に示すよう
に、増加する場合(素子Ｘ１の抵抗値が減少する場合)に
は、図１２(ｂ)に示すように、抵抗４０，４２の抵抗値
Ｒ₅，Ｒ₆，コンデンサ４３の容量値Ｃ₂と無関係に、常
に、電圧Ｖ₄は電圧Ｖ₃よりも高くなる。

【００４４】このように、抵抗４０，４２の抵抗値
Ｒ₅，Ｒ₆，コンデンサ４３の容量値Ｃ₂が適切に設定さ
れていることにより、抵抗増加判別器１３のコンパレー
タ４４の＋側端子に加わる電圧Ｖ₃は、電圧Ｖが所定時
間Δｔ以内に所定量ΔＶ'以上減少したときにのみ(電圧
Ｖの変化が図９(ａ)のようになる場合にのみ)、電圧Ｖ₄
よりも大きくなり、従って、コンパレータ４４からは、
この場合にのみ、論理値“１”が出力されるようになっ
ている(図９(ｃ))。

【００４５】すなわち、電圧Ｖが所定時間Δｔ以内に所
定量ΔＶ'以上減少しないときには、電圧Ｖ₃は電圧Ｖ₄
よりも常に小さく、従って、コンパレータ４４から論理
値“１”が出力されることはない。これにより、経年変
化により電圧Ｖが緩やかに変動する場合，あるいは電子
アクセプター性ガスに晒されなくなったときに電圧Ｖが
緩やかに回復減少する場合などに(電圧Ｖが図１０(ａ)
のように変化するときに)、コンパレータ４４から論理
値“１”が出力されることはないので(図１０(ｃ))、誤
検出がなされるのを有効に防止できる。また、電圧Ｖが
ノイズ的に僅かに減少した場合などのときにも(電圧Ｖ
が図１１(ａ)のように変化するときにも)、コンパレー
タ４４からは論理値“１”が出力されることはないので
(図１１(ｃ))、誤検出がなされるのを有効に防止でき
る。

【００４６】また、電圧Ｖが図１２(ａ)のように増加す
る場合にも、電圧Ｖ₃は図１２(ｂ)に示すように電圧Ｖ₄
よりも常に小さく、従って、コンパレータ４４から論理
値“１”が出力されることはない(図１２(ｃ))。

【００４７】次に、このような構成の感知装置の動作を
図４に示した第１の具体的な構成例に基づいて説明す
る。

【００４８】この感知装置を正しく動作させるために
は、異常(火災)が発生し検出ガス（燃焼ガス）が発生す
るときに、このガスに検出素子(有機半導体素子あるい
は無機半導体素子)Ｘ１が晒されるように、検知部１を
配置する。検出素子Ｘ１として、例えば、ｐ型半導体の
機能をもつ鉛フタロシアニンなどの有機半導体素子や酸
化ニッケルなどの金属酸化物素子(無機半導体素子)が用
いられる場合、この検出素子Ｘ１が有炎火災から生ずる
燃焼ガスのうちの電子アクセプター性ガスに晒される
と、その抵抗値が急激に減少し、抵抗値抽出器１１の抵
抗３１の端子間電圧Ｖは、図２(ａ)の応答特性ＲＳＰ１
のように急激に増加する。すなわち、検出素子Ｘ１がい
かなるガスにも晒されていないときの抵抗３１の端子間
電圧をＶ₀とするとき、抵抗３１の端子間電圧Ｖは、素
子Ｘ１が例えば時刻ｔ₁に有炎火災から生ずる電子アク
セプター性ガスに晒されるときには、図５(ａ)に示すよ
うに、Ｖ₀から開始して所定時間Δｔ以内に所定量ΔＶ
以上増加する。この端子間電圧Ｖは、バッファ３３を介
して抵抗減少判別器１２と抵抗増加判別器１３とに加わ
る。

【００４９】応答特性ＲＳＰ１のこのような立上り時に
は、抵抗減少判別器１２では、ＲＣ時定数回路のコンデ
ンサ３５の端子間電圧Ｖ₁，電圧分割回路の抵抗３７の
端子間電圧Ｖ₂が図５(ｂ)に示すように変化し、これに
より、コンパレータ３８からは、図５(ｃ)に示すよう
に、論理値“１”の信号が出力される。この結果、情報
出力回路１４からは、異常発生信号(火災発生信号)Ｙ１
と第１の異常性状信号(第１の火災性状信号)Ｙ２とが出
力される。なお、このとき、抵抗増加判別器１３のコン
パレータ４４からの出力は、論理値“０”であるので、
第２の異常性状信号(第２の火災性状信号)Ｙ３は出力さ
れない。

【００５０】また、素子Ｘ１が時刻ｔ₂に電子アクセプ
ター性ガスに晒されなくなるときには、抵抗３１の端子
間電圧Ｖは、図２(ａ)の応答特性ＲＳＰ１に示すよう
に、電圧Ｖ₀に向かって立下る(回復する)が、この立下
り(回復)は緩やかであるので、所定時間Δｔ以内に所定
量ΔＶ’以上は減少せず、従って、このときに、抵抗増
加判別器１３が誤まって動作することはない。すなわ
ち、応答特性ＲＳＰ１の回復時には、いずれの信号Ｙ
１，Ｙ２，Ｙ３も出力されることはない。

【００５１】このように、この感知装置では、有炎火災
から生ずる燃焼ガスのうちの電子アクセプター性ガスに
晒されるとき、これを確実に検知し、火災発生信号Ｙ１
と、第１の火災性状信号Ｙ２とを迅速に出力することが
できる。

【００５２】また、この検出素子Ｘ１が燻焼火災から生
ずる燃焼ガスのうちの電子ドナー性ガスに晒される場合
には、その抵抗値が急激に増加し、抵抗値抽出器１１の
抵抗３１の端子間電圧Ｖは、図２(ａ)の応答特性ＲＳＰ
２のように急激に減少する。すなわち、検出素子Ｘ１が
いかなるガスにも晒されていないときの抵抗３１の端子
間電圧をＶ₀とするとき、抵抗の端子間電圧Ｖは、素子
Ｘ１が例えば時刻ｔ₁に燻焼火災から生ずる電子ドナー
性ガスに晒されるときには、図９(ａ)に示すように、Ｖ
₀から開始して所定時間Δｔ以内に所定量ΔＶ'以上減少
する。この端子間電圧Ｖは、バッファ３３を介して抵抗
減少判別器１２と抵抗増加判別器１３とに加わる。

【００５３】応答特性ＲＳＰ２のこのような立下り時に
は、抵抗増加判別器１３では、ＲＣ時定数回路のコンデ
ンサ４３の端子間電圧Ｖ₃が図９(ｂ)に示すように変化
し、これにより、コンパレータ４４からは、図９(ｃ)に
示すように、論理値“１”の信号が出力される。この結
果、情報出力回路１４からは、異常発生信号(火災発生
信号)Ｙ１と第２の異常性状信号(第２の火災性状信号)
Ｙ３とが出力される。なお、このとき、抵抗減少判別器
１２のコンパレータ３８の出力は、論理値“０”である
ので、第１の異常性状信号(第１の火災性状信号)Ｙ２は
出力されない。

【００５４】また、素子Ｘ１が時刻ｔ₂に電子ドナー性
ガスに晒されなくなるときには、コンデンサ４３の端子
間電圧Ｖ₃は、図２(ａ)の応答特性ＲＳＰ２に示すよう
に、電圧Ｖ₀に向かって立上がる(回復する)が、この立
上り(回復)は緩やかであるので、所定時間Δｔ以内に所
定量ΔＶ以上は減少せず、従って、このときに、抵抗減
少判別器１２が誤まって動作することはない。すなわ
ち、応答特性ＲＳＰ２の回復時には、いずれの信号Ｙ
１，Ｙ２，Ｙ３も出力されることはない。

【００５５】このように、この感知装置では、燻焼火災
から生ずる燃焼ガスのうちの電子ドナー性ガスに晒され
るときにも、これを確実に検知し、火災発生信号Ｙ１
と、第２の火災性状信号Ｙ３とを迅速に出力することが
できる。

【００５６】以上の説明からわかるように、この感知装
置を用いることにより、有炎火災(完全燃焼の有炎火
災，不完全燃焼の有炎火災の両方を含む)が発生する場
合，燻焼火災が発生する場合のいずれの場合にも、火災
発生信号Ｙ１が出力されるので、これにより、火災の発
生を検出することができる。また、素子Ｘ１として、有
機半導体である鉛フタロシアニンや金属酸化物である酸
化ニッケルのようなｐ型半導体を用いると、有炎火災が
発生する場合には、第１の火災性状信号Ｙ２が出力さ
れ、また、燻焼火災が発生する場合には、第２の火災性
状信号Ｙ３が出力されるので、これにより、どのタイプ
(性状)の火災が発生したかを検出することができる。

【００５７】また、この感知装置は、小型化が可能な有
機半導体素子，無機半導体素子を用いており、また信号
処理回路も簡単な構成であるので、全体として小型化，
低コスト化を図ることができる。

【００５８】図１３は図３の感知装置の第２の具体的な
構成例を示す図である。図１３の感知装置では、検知部
１に、ｐ型半導体として機能する第１の検出素子Ｘ２と
ｎ型半導体として機能する第２の検出素子Ｘ３との２つ
の検出素子を用い、これら２つの検出素子Ｘ２，Ｘ３を
直列に接続し、その接続交点ＣＳの電圧変化を検知する
よう構成されている。すなわち、図４の構成例と比べ、
抵抗３１のかわりにｎ型半導体の検出素子Ｘ３が設けら
れた構成となっている。なお、ｐ型半導体として機能す
る第１の検出素子Ｘ２としては、鉛フタロシアニンなど
の有機半導体素子や酸化ニッケルなどの金属酸化物素子
(無機半導体素子)などが用いられ、また、ｎ型半導体と
して機能する検出素子Ｘ３には、酸化ルテニウムとパラ
ジウムが混入したフタロシアニンのなどの有機半導体素
子や酸化スズなどの金属酸化物素子(無機半導体素子)が
用いられる。

【００５９】図１３の感知装置では、有炎火災のような
電子アクセプター性ガスに晒されるとき、ｐ型半導体と
して機能する第１の検出素子Ｘ２は抵抗値が減少する一
方、ｎ型半導体として機能する第２の検出素子Ｘ３は抵
抗値が増加する。また、燻焼火災のような電子ドナー性
ガスに晒されるとき、ｐ型半導体として機能する第１の
検出素子Ｘ２は抵抗値が増加する一方、ｎ型半導体とし
て機能する第２の検出素子Ｘ３は抵抗値が減少する。

【００６０】従って、電子アクセプター性ガスまたは電
子ドナー性ガスに晒されるときに２つの検出素子Ｘ２，
Ｘ３の抵抗変化によって接続交点ＣＳから得られる電圧
変化は、図４の感知装置において抵抗３１の端子間に得
られる電圧変化に比べて、倍加され、ガス検知をより高
感度に行なうことができる。また、第２の検出素子Ｘ３
として、温度変化により、第１の検出素子Ｘ２と同様の
抵抗変化をするものを用いる場合には、温度による抵抗
の変化は、素子Ｘ２と素子Ｘ３との両者においてバラン
スがとれ、これにより、温度変化によっては交点ＣＳに
おける電圧が影響されず(変化せず)、ガス検出の信頼性
を向上させることができる。また、素子Ｘ２，Ｘ３の湿
度によるリークがある場合にも、素子Ｘ２の湿度による
特性が素子Ｘ３の湿度によりリーク特性とほぼ同じもの
である場合には、湿度によるリークがあっても、これに
よっては接続交点ＣＳにおける電圧が影響されず(変化
せず)、ガス検出の信頼性を向上させることができる。

【００６１】なお、図４または図１３の感知装置では、
素子Ｘ１，素子Ｘ２にｐ型半導体を用いたが、素子Ｘ
１，素子Ｘ２にｎ型半導体のものを用いることもできる
(この場合、図１３の感知装置では、素子Ｘ３にｐ型半
導体のものを用いる)。このときには、上述した説明と
は逆に、燻焼火災のときに第１の火災性状信号Ｙ２が出
力され、有炎火災のときに第２の火災性状信号Ｙ３が出
力される。

【００６２】また、図４または図１３の感知装置におい
て、例えば抵抗３１または素子Ｘ３の抵抗値が素子Ｘ１
または素子Ｘ２の抵抗値に比べて非常に小さい場合に
は、信号(電圧)Ｖは非常に小さなものとなり、信号(電
圧)Ｖを十分に検出することができなくなる。従って、
素子Ｘ１または素子Ｘ２に直列接続される抵抗３１また
は素子Ｘ３としては、素子Ｘ１または素子Ｘ２の抵抗値
になるべく近い抵抗値をもつものを用いるのが良い。

【００６３】具体的には、素子Ｘ１またはＸ２がｐ型半
導体のものである場合、その抵抗は、櫛型電極の形状
(櫛間の間隔や櫛の長さなど)等に応じて、１０⁷Ω〜１
０¹¹Ω程度であり、従って、抵抗３１または素子Ｘ３と
しては、素子Ｘ１または素子Ｘ２の抵抗値が１０⁷Ω程
度であれば、１０⁷Ωになるべく近い抵抗値のものを用
い、また、素子Ｘ１またはＸ２の抵抗値が１０¹¹Ω程度
であれば、１０¹¹Ωになるべく近い抵抗値のものを用い
るのが良い。

【００６４】ところで、上述のような各検出素子は、通
常の環境下において、雑ガスの吸着，脱離により、抵抗
値が緩やかに変化する。図４または図１３の感知装置で
は、前述したように、抵抗減少判別器１２，抵抗増加判
別器１３において、抵抗値が所定の時間内に所定量変化
する場合のみを検知し、従って、抵抗値の緩やかな変化
は検知せず、このような雑ガスからの影響を受けないよ
うに構成されているが、これのかわりに、抵抗減少判別
器１２，抵抗増加判別器１３での処理に先立って、雑ガ
スからの影響による素子Ｘ１またはＸ２の抵抗値の緩や
かな変化に基づく電圧の緩やかな変化を、相殺できるよ
うな機構が設けられていても良い。

【００６５】より具体的に、図４の感知装置では、素子
Ｘ１に直列に接続されている抵抗３１は、固定抵抗値の
ものであるので、この抵抗３１の両端の電圧Ｖは、素子
Ｘ１の抵抗値が雑ガスからの影響によって緩やかに変化
するときに、これに応じて緩やかに変化し、これがノイ
ズ成分となる。また、図１３の感知装置では、素子Ｘ２
が例えばｐ型半導体のものであるとき、これに直列に接
続されている素子Ｘ３はｎ型半導体のものであるので、
交点ＣＳの電圧Ｖは、素子Ｘ２，素子Ｘ３の抵抗値が雑
ガスからの影響によって緩やかに変化するとき、その約
２倍の変化率で変化し、これがノイズ成分となる。

【００６６】従って、感知装置としては、素子Ｘ１また
はＸ２の抵抗値が急激に変化するときにのみ、急激に変
化する電圧Ｖを出力し、素子Ｘ１またはＸ２の抵抗値が
緩やかに変化するときには、これに影響されずにほとん
ど変化しないほぼ一定の電圧Ｖが出力されるような機構
(すなわち、電圧Ｖにノイズ成分として重畳しないよう
な機構)を設け、これにより、判別処理に先立ってノイ
ズの影響を予め相殺するようにしても良い。

【００６７】図１４は雑ガス等によるノイズの影響を相
殺するようにした感知装置の具体的な構成例を示す図で
ある。なお、図１４には、図３の感知装置において、特
に、検知部１と抵抗値抽出器１１に対応する構成が示さ
れている。図１４の構成例では、検知部１に、例えばｐ
型半導体として機能する１つの検出素子(Ｘ１またはＸ
２と同様の検出素子)Ｘ４が用いられている。また、抵
抗値抽出器１１として、検出素子Ｘ４に直列に接続され
るアナログスイッチ(トランスミッションゲート)７１
と、抵抗７２とコンデンサ７３とからなる第１のＲＣ時
定数回路と、抵抗７５とコンデンサ７６とからなる第２
のＲＣ時定数回路と、抵抗７８と抵抗７９とからなる電
圧分割回路と、検出素子Ｘ４とアナログスイッチ７１に
電源から所定電圧Ｅを与えた状態で、検出素子Ｘ４とア
ナログスイッチ７１との接続交点ＣＳの電圧Ｖがゲート
電圧として加わり、電源からの所定電圧Ｅがドレインに
加わり、また、ソース側が抵抗８０を介して接地されて
おり、ソース電圧が検出電圧Ｖ’として最終的に抽出さ
れる電界効果型トランジスタ(ＦＥＴ)８１と、トランジ
スタ８１のソース電圧Ｖ’が＋側端子に加わり、また、
電圧分割回路の抵抗７９の端子間電圧Ｖ₆が−側端子に
加わって、ソース電圧Ｖ’と抵抗７９の端子間電圧Ｖ₆
との差電圧(Ｖ’−Ｖ₆)を第１のＲＣ時定数回路を介し
てアナログスイッチ７１のコントロール電圧として出力
する差分回路(コンパレータ)８２と、第１のＲＣ時定数
回路の抵抗７２と並列に接続され、第２のＲＣ時定数回
路の抵抗７５の端子間電圧Ｖ₇がコントロール電圧とし
て加わるアナログスイッチ(トランスミッションゲート)
８３とを有している。

【００６８】図１４の構成例では、素子Ｘ４とアナログ
スイッチ７１との接続交点ＣＳの電圧Ｖが電界効果型ト
ランジスタ８１のゲートに加わり、この電界効果型トラ
ンジスタ８１のドレイン，ソース間に電流が流れると
き、ゲート，ソース間の電圧降下をＶ_gsとすると、ソー
ス電圧Ｖ’は、(Ｖ−Ｖ_gs)となる。このソース電圧Ｖ’
は、差分回路８２の＋側端子に加わり、差分回路８２か
らは、ソース電圧Ｖ’と差分回路８２の−側端子電圧Ｖ
₆との差電圧(Ｖ’−Ｖ₆)が出力される。

【００６９】いま、検出素子Ｘ４の抵抗値が雑ガスなど
の影響によって時間的に緩やかに変化し、接続交点ＣＳ
の電圧Ｖが、例えば図１５(ａ)に符号Ｖ_r1あるいは符号
Ｖ_r2で示すように時間的に緩やかに変化するときには、
ソース電圧Ｖ’もこれを反映して時間的に緩やかに変化
する。差分回路８２の−側端子電圧Ｖ₆は、電源電圧Ｅ
を一定の比で分割したものであり、一定値となっている
ので、差分回路８２からの差電圧(Ｖ’−Ｖ₆)も接続交
点ＣＳの電圧Ｖを反映して時間的に緩やかに変化する。

【００７０】この場合、抵抗７２とコンデンサ７３とか
らなる第１のＲＣ時定数回路は、差分回路８２からの差
電圧(Ｖ’−Ｖ₆)が緩やかに変化するものであるので、
これをほぼ直流電圧のものとして波形変形せずにアナロ
グスイッチ７１にコントロール電圧Ｖ_CNTとして加え
る。この結果、接続交点ＣＳの電圧Ｖが図１５(ａ)に符
号Ｖ_r1あるいは符号Ｖ_r2で示すように、時間的に緩やか
に増加し、あるいは減少するときには、アナログスイッ
チ７１のコントロール電圧Ｖ_CNTも、図１５(ｂ)に示す
ように、図１５(ａ)の符号Ｖ_r1あるいは符号Ｖ_r2で示す
電圧波形を反映した電圧Ｖ_CNT1あるいはＶ_CNT2となり、
アナログスイッチ７１は、その入出力間の電圧(抵抗
値)，すなわち接続交点ＣＳの電圧Ｖを減少させ、ある
いは増加させるように働く。

【００７１】換言すれば、図１４の構成例では、接続交
点ＣＳの電圧Ｖが緩やかに変化するとき、所定の時間遅
延後、接続交点ＣＳの電圧Ｖを、その変化の方向とは、
反対の方向に変化させる(電圧Ｖが増加するときには減
少させ、電圧Ｖが減少するときには増加させる)フィー
ドバック制御ループによって、接続交点ＣＳの電圧Ｖが
ほぼ一定の電圧となるようにしている。従って、素子Ｘ
４の抵抗値が雑ガスの影響を受けて時間的に緩やかに変
化するときにも、接続交点ＣＳの電圧Ｖは、このフィー
ドバック制御により、符号Ｖ_Cで示すように、ほぼ一定
のものとなり、ソース電圧Ｖ’をも、ほぼ一定のものに
することができ、これを抽出結果(検出電圧)として出力
することができる。

【００７２】一方、検出素子Ｘ４が電子アクセプター性
ガスあるいは電子ドナー性ガスに晒されて、その抵抗値
が、急激に減少あるいは増加し、接続交点ＣＳの電圧Ｖ
が図１６(ａ)に符号Ｖ_r1あるいは符号Ｖ_r2で示すよう
に、時間的に急激に変化するときには、これを反映し
て、ソース電圧Ｖ’も時間的に急激に変化し、また、差
分回路８２からの差電圧(Ｖ’−Ｖ₆)も時間的に急激に
変化する。

【００７３】この場合、第１のＲＣ時定数回路は、時間
的に急激に変化する差電圧(Ｖ’−Ｖ₆)をそのＲＣ時定
数で緩和し、緩やかな波形に変形してアナログスイッチ
７１にコントロール電圧Ｖ_CNTとして加える。この結
果、アナログスイッチ７１のコントロール電圧Ｖ
_CNTは、図１６(ｂ)に符号Ｖ_CNT1あるいはＶ_CNT2で示す
ようになり、アナログスイッチ７１は、このコントロー
ル電圧によってその入出力間の電圧(抵抗値)を変化させ
ても、図１６(ａ)に示すような急激な電圧変化には追従
しない。従って、接続交点ＣＳの電圧Ｖの急激な変化
は、アナログスイッチ７１の抵抗値変化によってはほと
んど影響を受けず、ソース電圧Ｖ’も、ほぼ図１６(ａ)
を反映した時間的に急激に変化するものとなり、これを
抽出結果(検出電圧)として出力することができる。

【００７４】このように、図１４の構成例では、素子Ｘ
４の抵抗値が緩やかに変化するときには、ほぼ一定の電
圧Ｖ’を抽出結果として出力することができ、素子Ｘ４
の抵抗値が急激に変化するときには、これに応じた急激
に変化する電圧Ｖ’を抽出結果として出力することがで
きるので、雑ガスなどによるノイズの影響を受けずに、
検出素子Ｘ４の特定のガスによる抵抗値変化のみを電圧
変化として信頼性良く得ることができる。

【００７５】また、図１４の構成例では、アナログスイ
ッチ７１として、ＣＭＯＳのトランスミッションゲート
を用いることができ、この場合、アナログスイッチ７１
の抵抗値を平均的に１０⁷Ω〜１０¹¹Ω程度のものにす
ることができる。従って、アナログスイッチ７１とし
て、使用される検出素子Ｘ４の抵抗値とほぼ同程度の抵
抗値をもつものを用いれば、平常状態時において、接続
交点ＣＳの電圧Ｖを電源電圧Ｅの１／２程度の電圧値
(Ｅ／２程度)にすることができる。なお、このときに
は、差分回路８２の−側端子電圧Ｖ₆が(Ｅ／２−Ｖ_gs)
となるように、電圧分割回路の抵抗７８および抵抗７９
を設定しておく必要がある。

【００７６】このように、図１４の構成例では、検出素
子Ｘ４とほぼ同程度の抵抗値をもつアナログスイッチ７
１が用いられることにより、信号(電圧)Ｖを十分に大き
なものとすることができ、抽出結果である信号(電圧)
Ｖ’を、これを検出させるのに十分な大きなものにする
ことができる。

【００７７】なお、上述のような電圧検出(抵抗値抽出)
動作は、電源を投入後、所定の時間が経過し、回路全体
がほぼ定常的な状態になった後(交点ＣＳの電圧がほぼ
Ｅ／２程度になった後)なされるのが良い。

【００７８】この場合、電源投入後、回路全体が安定し
た状態になるまでの時間(すなわち、交点ＣＳの電圧Ｖ
がＥ／２程度となるまでの時間)は、第１のＲＣ時定数
回路によって定まり、この時間は、なるべく短かい方が
良い。図１４の構成例において、第１のＲＣ時定数回路
の抵抗７２と並列に接続されているアナログスイッチ
(トランスミッションゲート)８３は、電源投入後、交点
ＣＳの電圧Ｖを、短時間のうちに、ほぼＥ／２程度にす
るために設けられている。

【００７９】すなわち、電源が定常的に供給されている
状態では、アナログスイッチ８３のコントロール電圧
は、所定値以下となっており、アナログスイッチ８３は
オフの状態となっているが、電源が投入された直後は、
抵抗７５とコンデンサ７６とからなる第２のＲＣ時定数
回路によって、アナログスイッチ８３のコントロール電
圧は過渡的に所定の電圧値以上となり、アナログスイッ
チ８３がオンになる(アナログスイッチ８３が導通状態
となる)。この結果、第１のＲＣ時定数回路の抵抗７２
両端はほぼ短絡状態となり、これにより、コンデンサ７
３は急速に充電され、この電圧がアナログスイッチ７１
のコントロール電圧として加わることで、交点ＣＳの電
圧を迅速にＥ／２程度にすることができる。

【００８０】なお、上記アナログスイッチ８３は、その
コントロール電圧Ｖ₇によってオン・オフ作動するもの
であり、トランスファ領域で作動させるアナログスイッ
チ７１とは、その作動の態様を異にしている。

【００８１】また、上記構成例において、アナログスイ
ッチ７１は、その両端間の電圧(抵抗値)をコントロール
電圧によって、可変制御する電圧制御型可変素子(可変
抵抗器)として機能し、このような電圧制御型可変素子
として機能するものであれば、アナログスイッチ７１に
限らず、任意の素子を用いることができる。

【００８２】また、電圧制御型可変素子のかわりに、電
流制御型可変素子(可変抵抗器)を用いることもできる。
図１７は電圧制御型可変素子のかわりに電流制御型可変
素子を用いた感知装置の具体例を示す図である。なお、
図１７において図１４と対応する箇所には同じ符号を付
している。

【００８３】図１７の構成例では、電流制御型可変素子
として、フォトカプラ８５が用いられている。より詳細
に、図１７の構成例では、検出素子Ｘ４には、フォトカ
プラ８５のフォトトランジスタ８６が直列に接続されて
いる。また、抵抗７２とコンデンサ７３とからなる第１
のＲＣ時定数回路の出力段には、インピーダンス変換回
路９０を介してフォトカプラ８５の発光ダイオード８７
が接続されている。なお、インピーダンス変換回路９０
は、演算増幅器８８と所定の抵抗値をもつ抵抗８９とに
より構成されている。

【００８４】図１７の構成例では、検出素子Ｘ４の抵抗
値が、雑ガスなどの影響によって、時間的に緩やかに変
化し、接続交点ＣＳの電圧Ｖが図１５(ａ)に符号Ｖ_r1あ
るいは符号Ｖ_r2で示すように、時間的に緩やかに変化す
るときには、第１のＲＣ時定数回路は、これをほぼ直流
電圧のものとして波形変形せずに、インピーダンス変換
回路９０を介して、フォトカプラ８５の発光ダイオード
８７に加える。すなわち、この場合、発光ダイオード８
７に加わる電圧(発光ダイオード８７に供給される電流)
は、図１５(ｂ)に示したと同様に、図１５(ａ)の符号Ｖ
_r1あるいは符号Ｖ_r2で示す電圧波形を反映したものとな
り、発光ダイオード８７から出射する光の光量の変化
も、この電圧波形を反映したものとなる。これにより、
発光ダイオード８７から出射する光を受光するフォトト
ランジスタ８６に流れる電流(フォトトランジスタ８６
の抵抗値)は、図１５(ａ)の符号Ｖ_r1あるいは符号Ｖ_r2
で示す電圧波形を反映して変化し(すなわち電流が緩や
かに増加するか、あるいは緩やかに減少し)、この結
果、接続交点ＣＳの電圧Ｖを減少させ、あるいは増加さ
せて、接続交点ＣＳの電圧Ｖ，ソース電圧Ｖ’がほぼ一
定の電圧となるようフィードバック制御することができ
る。

【００８５】一方、検出素子Ｘ４の抵抗値が、急激に減
少あるいは増加し、接続交点ＣＳの電圧Ｖが図１６(ａ)
に符号Ｖ_r1あるいは符号Ｖ_r2で示すように、時間的に急
激に変化するときには、第１のＲＣ時定数回路は、これ
に追従しない。従って、発光ダイオード８７に加わる電
圧は、図１５(ｂ)に示したと同様に、緩やかな波形のも
のとなり(図１６(ｂ)参照)、発光ダイオード８７から出
射する光の光量も緩やかに変化する。これにより、フォ
トトランジスタ８６に流れる電流(フォトトランジスタ
の抵抗値)も、緩やかに変化し、この結果、接続交点Ｃ
Ｓの電圧Ｖの急激な変化は、フォトトランジスタ８６に
流れる電流の変化によってほとんど影響を受けず、ソー
ス電圧Ｖ’も、ほぼ図１６(ａ)を反映した急激に変化す
るものとなる。

【００８６】このように、図１７の構成例においても、
図１４の構成例と同様に、素子Ｘ４の抵抗値が緩やかに
変化するときには、ほぼ一定の電圧Ｖ’を抽出結果とし
て出力することができ、素子Ｘ４の抵抗値が急激に変化
するときには、これに応じた急激に変化する電圧Ｖ’を
抽出結果として出力することができるので、雑ガスなど
によるノイズの影響を受けずに、検出素子Ｘ４の特定の
ガスによる抵抗値変化のみを電圧変化として信頼性良く
得ることができる。なお、図１７の構成例では、電流制
御型可変素子(抵抗器)として、フォトカプラ８５を用い
たが、上述のような電流制御型可変素子として機能する
ものであれば、フォトカプラ８５に限らず、任意の素子
を用いることができる。

【００８７】上述の説明からわかるように、図３の構成
例において、抵抗値抽出器１１としては、図１４あるい
は図１７の構成のものを用いることができる。この場
合、電圧制御型可変素子(アナログスイッチ)７１，電流
制御型可変素子(フォトカプラ)８５は、抽出用素子とし
て機能する。抵抗値抽出器１１に図１４あるいは図１７
の構成のものが用いられる場合には、抵抗減少判別器１
２，抵抗増加判別器１３としては、図４，図１３に示し
たような構成のものを用いることもできるし、あるい
は、図４，図１３に示したような構成に比べて、より簡
単な構成のものを用いることもできる。

【００８８】図１８，図１９には、抵抗値抽出器１１に
図１４あるいは図１７の構成のものが用いられるとした
ときの、抵抗減少判別器１２，抵抗増加判別器１３の構
成例がそれぞれ示されている。図１８を参照すると、こ
の抵抗減少判別器１２は、抵抗９５と抵抗９６とからな
る電圧分割回路と、抵抗９６の両端間の固定電圧Ｖ₈と
ソース電圧Ｖ’とを比べ、ソース電圧Ｖ’が固定電圧Ｖ
₈よりも大きくなるときに第１の火災発生信号Ｙ２を出
力するコンパレータ３８とを有している。

【００８９】また、図１９を参照すると、この抵抗増加
判別器１３は、抵抗９７と抵抗９８とからなる電圧分割
回路と、抵抗９７の両端間の固定電圧Ｖ₉とソース電圧
Ｖ’とを比べ、ソース電圧Ｖ’が固定電圧Ｖ₉よりも小
さくなるときに第２の火災発生信号Ｙ３を出力するコン
パレータ４４とを有している。

【００９０】ここで、固定電圧Ｖ₈，Ｖ₉は、例えば、図
２０(ａ)，(ｂ)にそれぞれ示すように設定されている。
すなわち、図２０(ａ)，(ｂ)のように、電圧Ｖ’の所定
量ΔＶ以上の増加あるいは減少だけを検出するように、
抵抗９５，９６，抵抗９７，９８の抵抗値が設定されて
いる。

【００９１】このように、図１４あるいは図１７の構成
では、雑ガス等の影響で検出素子Ｘ４の抵抗値が緩やか
に変化しても、ソース電圧Ｖ’はほぼ一定に保持される
ので、抵抗減少判別器１２，抵抗増加判別器１３には、
図１８，図１９にそれぞれ示したような簡単な構成のも
のを用いることができる。

【００９２】なお、上述の例では、各検出素子が、通常
の環境下において雑ガスの吸着，脱離により抵抗値が緩
やかに変化するものであるとして説明したが、上述のよ
うな各検出素子としては、検出可能なガスに対して高い
感度を有し、例えば、二酸化窒素に対してｐｐｂのオー
ダーで検出可能なものもあり、このような素子が用いら
れる場合には、環境に浮遊する雑ガスからの影響を受け
て、抵抗値が急激に変化し、火災発生信号Ｙ１，第１の
火災性状信号Ｙ２，第２の火災性状信号Ｙ３が出力され
てしまうことも考えられる。このような事態をも防止す
るために、図３の感知装置において、情報出力回路１４
を例えば図２１に示すように変形することもできる。図
２１の例では、情報出力回路１４は、従来公知となって
いる感知器，例えば通常の煙感知器４６の出力と、論理
和回路１５の出力、コンパレータ３８の出力、コンパレ
ータ４４の出力との論理積をそれぞれとり、火災発生信
号Ｙ１、第１の火災性状信号Ｙ２、第２の火災性状信号
Ｙ３をそれぞれ出力する論理積回路４７，４８，４９を
さらに有している。このように、例えば通常の煙感知器
４６の出力との論理積をとり、通常の煙感知器４６から
所定の出力結果が出力されたときにのみ、抵抗減少判別
器１２，抵抗増加判別器１３からの判別結果に基づい
て、火災発生信号Ｙ１，第１の火災発生信号Ｙ２，第２
の火災発生信号Ｙ３を出力することによって、環境に浮
遊する雑ガスからの影響を低減させ、検出の信頼性を向
上させることもできる。

【００９３】また、上述した各構成例では示されていな
いが、各検出素子の抵抗値は数桁のオーダーで変化する
ものもあるので、抵抗値抽出器１１において、ログアン
プ等によりダイナミックレンジの拡大を図ったり、ある
いは、自動利得調整器により信号処理のし易いレンジに
信号をたえず維持するようになっていても良い。また、
抵抗減少判別器１２，抵抗増加判別器１３については、
図４，図１３，図１８，図１９に示した構成は、単なる
一例であって、これ以外の構成のものにすることも可能
である。

【００９４】また、上述の構成例では、情報出力回路１
４は、火災発生信号Ｙ１，第１の火災発生信号Ｙ２，第
２の火災発生信号Ｙ３を出力可能な構成となっている
が、用途等に応じ、火災発生信号Ｙ１だけを出力可能な
構成になっていても良いし、あるいは、第１の火災発生
信号Ｙ２，第２の火災発生信号Ｙ３だけを出力可能な構
成になっていても良い。

【００９５】図２２は図３に示したような感知装置を用
いた防災システム(例えば火災警報システム)の構成例を
示す図である。この防災システムでは、受信機５１から
延びている線路Ｌに図３に示したような感知装置５２が
接続されている。ここで、受信機５１は、中央処理装置
５３と、感知装置５２との間での伝送制御を行なう伝送
制御部５４と、警報を出力する警報出力部５５とを有し
ている。また感知装置５２は、例えばビル内の所定の場
所に設置されているとする。

【００９６】このような構成の防災システムでは、受信
機５１の警報出力部５５が図２３に示すように、火災の
発生を報知する火災発生報知部５６と、発生した火災の
タイプ(性状)を報知する火災性状報知部５７とを備えて
いる場合、有炎火災が発生すると、感知装置５２からの
火災発生信号Ｙ１，第１の火災性状信号Ｙ２によって受
信機５１の警報出力部５５の火災発生報知部５６，火災
性状出力部５７は、火災が発生したこと、および発生し
た火災のタイプ(性状)が有炎火災であることをオペレー
タ等に知らせたり、有炎火災であるときに必要な警報制
御を行なうことができる。より具体的には、有炎火災で
ある旨の第１の火災性状信号Ｙ２が出力されることによ
り、消火機器の制御を迅速に行ない、また避難誘導を直
ちに行なうことができる。

【００９７】また、燻焼火災が発生すると、感知装置５
２からの火災発生信号Ｙ１，第２の火災性状信号Ｙ３に
よって、受信機５１の火災発生報知部５６，火災性状出
力部５７は、火災が発生したこと、および発生した火災
のタイプ(性状)が燻焼火災であることをオペレータ等に
知らせたり、燻焼火災であるときに必要な警報制御を行
なうことができる。より具体的には、燻焼火災である旨
の第２の火災性状信号Ｙ３が出力されることにより、排
煙機器の制御を迅速に行ない、また、さらに火災が拡大
するかを監視し、火災の進行状態に応じて避難誘導を行
なうことができる。

【００９８】なお、受信機５１が、第１の火災性状信号
Ｙ２と第２の火災性状信号Ｙ３との論理和をとって、火
災発生信号Ｙ１を生成する機能を有している場合には、
感知装置５２としては、その情報出力回路１４が第１の
火災性状信号Ｙ２と第２の火災性状信号Ｙ３だけを出力
可能なものを用いても良い。また、受信機５１の警報出
力部５５が火災の発生を知らせるだけの機能しか有して
いないときには、感知装置５２としては、その情報出力
回路１４が火災発生信号Ｙ１だけを出力可能なものを用
いても良い。

【００９９】また、上述の実施例，構成例では、感知装
置が図３に示すような構成のものであるとし、火災発生
信号Ｙ１，第１の火災性状信号Ｙ２，第２の火災性状信
号Ｙ３を出力するように構成されているが、この感知装
置の特性値監視部２が、図３の構成において抵抗値抽出
器１１のみを有するように、構成されていても良い。す
なわち、抵抗値の抽出結果を最終出力として出力するよ
うに、感知装置を構成することもできる。より具体的に
は、図４，図１３の構成における素子３３のアナログ出
力信号Ｖ，あるいは図１４，図１７の構成におけるソー
ス電圧(アナログ出力信号)Ｖ’が最終出力として出力さ
れるよう、感知装置を構成することもできる。この場
合、この感知装置を上述のような防災システムに用いる
とき、図３の特性値監視部２の抵抗減少判別器１２，抵
抗増加判別器１３，情報出力回路１４の各機能を受信機
５１にもたせることもできる。すなわち、図４，図１３
の構成における素子３３のアナログ出力信号Ｖ，あるい
は図１４，図１７の構成におけるソース電圧(アナログ
出力信号)Ｖ’を受信機５１に送信し、受信機５１にお
いて火災判別等を行なわせることもできる。

【０１００】また、図２４は図３に示したような感知装
置が組み込まれた電子機器の構成例を示す図である。図
２４の電子機器は、機器の各部分に電力を供給する電源
部６１と、図３に示したような感知装置５２と、感知装
置５２の情報出力回路１４からの信号に応じて電源部６
１を制御する電源制御部６２と、情報出力回路１４から
信号に応じて警報を出力する警報出力部６３とを有して
いる。

【０１０１】図２５はこのような電子機器の具体例を示
す図あり、図２５の例では、電源制御部６２にラッチン
グリレー６４が用いられ、ラッチングリレー６４には、
感知装置５２の情報出力回路１４からの火災発生信号Ｙ
１が入力するようになっている。すなわち、信号Ｙ１が
ラッチングリレー６４に入力するとき、ラッチングリレ
ー６４が駆動し、機器の各部への電源部６１からの電源
供給を遮断するようになっている。なお、電源制御部６
２にラッチングリレー以外のものを用いることも可能で
ある。例えば、火災発生信号Ｙ１が入力した時点から所
定の期間、電源部６１からの電源供給を遮断するような
構成のものを用いることも可能である。

【０１０２】また、図２５の例では、警報出力部６３に
は、火災発生信号Ｙ１，第１の火災性状信号Ｙ２，第２
の火災性状信号Ｙ３が入力するようになっており、信号
Ｙ１により火災の発生を報知し、また、信号Ｙ２，Ｙ３
によって火災のタイプ(性状)を報知するようになってい
る。

【０１０３】このような構成の電子機器では、機器内で
火災現象が発生する場合に、この火災現象から発生する
ガスに晒されるように感知装置５２の検知部１(少なく
とも１つの有機半導体素子あるいは無機半導体素子)が
配置されるとき、機器内において、有炎火災，燻焼火災
のいずれのタイプの火災が発生しても、火災発生信号Ｙ
１によって機器の各部への電源供給を断にすることがで
き、また、火災発生信号Ｙ１，第１の火災性状信号Ｙ
２，第２の火災性状信号Ｙ３によって、警報出力部６３
では、例えば図２２の防災システムの受信機５１の警報
出力部５５と同様に、火災が発生したこと、および、発
生した火災のタイプが有炎火災または燻焼火災であるこ
とをオペレータ等に知らせたり、必要な警報制御を行な
うことができる。

【０１０４】なお、従来、電子機器に組み込まれる火災
感知器として、バイメタルのような温度を検出する熱感
知器，イオン式煙感知器，光電式煙感知器が知られてい
る。しかしながら、熱感知器では、燻焼のような火災に
対してはほとんど感度を示さず、熱のみしか検出できな
いという大きな欠点があった。また、イオン式煙感知器
は、煙の測定電離箱(チャンバ)内の電離化のために放射
線源からのα粒子の飛程距離程度の大きさが必要で、小
型化には限界があり、また、放射線を使用しているため
に機器の廃棄のときには容易に処分できず大きな問題と
なること、機器内の部品の異常加熱による燻焼火災に対
してはあまり感度が期待できないなどの欠点があった。
また、光電式煙感知器は、信号処理の関係から散乱光方
式の原理で煙による散乱光信号と暗箱内面で反射する雑
音光との比をある程度維持する必要があることから、暗
箱の大きさを小さくできないという欠点があった。さら
に、回路的には、散乱光信号は極めて微弱であることか
ら高利得の増幅器がいること、省電力化するためのパル
ス駆動するなど回路が極めて複雑でコストも高くなると
いう欠点もあった。

【０１０５】また、従来において、金属酸化物等による
ガス感知器も知られているが、これらのガス感知器で
は、特定のガスに対する異常の発生を検出するのみで、
異常の性状を検出することはできない。

【０１０６】これらの火災感知器に比べて、本発明の感
知装置は、前述のように、有炎火災，燻焼火災のいずれ
をも検知し、また、その性状をも検知し、従って、本発
明の感知装置を電子機器に組み込む場合、防災制御を確
実に行なうことができる。

【０１０７】また、金属酸化物等による従来のガス感知
器では、特定のガスに対してのみ反応して特定のガスの
選択性を向上させるため(特定のガスについての感度を
高めるため)、ガス感知器自身を加熱しなければならな
いという欠点があった。

【０１０８】より詳しくは、金属酸化物等による従来の
ガス感知器では、金属酸化物を高温加熱装置によって、
２００℃〜３００℃程度の温度に加熱し、このときに、
金属酸化物が電子ドナー性ガス(一方の種類のガス)につ
いてのみ反応し(金属酸化物の抵抗が減少し)、電子アク
セプター性ガス(他方の種類のガス)については電子ドナ
ー性ガスと比べてほとんど反応しない(金属酸化物の抵
抗がほとんど変化しない)という性質を利用して、一方
の種類の特定のガス，すなわち電子ドナー性ガスの発生
のみを検出するようになっている。

【０１０９】これに対して、本発明の感知装置では、検
出素子に酸化ニッケル，酸化スズなどの金属酸化物の無
機半導体素子を用いる場合にも、電子アクセプター性ガ
スと電子ドナー性ガスとの両方に対して抵抗値が変化
し、かつ、電子アクセプター性ガスと電子ドナー性ガス
とでは抵抗値変化の極性が異なるという素子の性質に着
目し、素子のこのような性質を利用することで、異常の
発生を検出できるのみならず、異常の性状をも検出する
ようにしており、従って、このような検出処理がなされ
るためには、金属酸化物の温度を電子アクセプター性ガ
スと電子ドナー性ガスとの両方に反応するという性質が
現われる温度にする必要がある。

【０１１０】このような性質は、金属酸化物を２００℃
〜３００℃程度の温度に加熱する場合には、現われな
い。すなわち、金属酸化物を高温加熱した場合には、主
に一方の種類のガスにのみ反応し、電子アクセプター性
ガスと電子ドナー性ガスとの両方に確実に反応するとい
う性質は現われない。

【０１１１】従って、本発明では、検出素子に金属酸化
物を用いる場合にも、この金属酸化物が両方の種類のガ
スに反応するという性質を利用するため、従来のガス感
知器のような高温加熱装置を用いる必要がなく、また、
高温加熱装置を用いることはできない。

【０１１２】同様に、本発明において、検出素子に有機
半導体素子が用いられる場合にも、これを加熱する必要
がなく、加熱せずとも、両方の種類のガスに極めて高感
度である。このように、有機半導体素子，無機半導体素
子の検出素子を用いた本発明の感知装置は、特別な加熱
装置を用いずとも(すなわち低消費電力で)、通常の煙感
知器よりも高感度にかつ、有災，燻焼のいずれかの火災
が発生した場合でも、これを検出することができ、さら
には、その性状をも検出できるので、従来の感知器では
火災にまで至ってしまったものでも、火災のごく初期の
状態を検出し、電子機器の電源を遮断し、電気に起因す
る異常加熱による火災を未然に防ぐことができる。

【０１１３】また、有機半導体素子，無機半導体素子を
用いた本発明の感知装置は、前述のように、従来の感知
器よりも小型化が可能であるので、機器内に特別な場所
を設けずに設置でき、消費電流も少なく、素子自身のコ
ストも安く、量産品の機器にはコストの負担をかけず
に、防災機能を実現できる。特に、有機半導体，無機半
導体自体の小型化が可能であることから、電子機器の所
要の回路等が実装されている電気回路基板上に検出素子
を実装することによって、感知装置が組み込まれる場合
にも、機器の小型化を維持することができる。

【０１１４】なお、上述の各実施例，構成例では、有機
半導体素子にフタロシアニン類(例えば、金属置換フタ
ロシアニン類、金属酸化物を添加した金属置換フタロシ
アニン類)を用いるとして説明したが、有機半導体素子
はフタロシアニン類に限定されるものでなく、フタロシ
アニン類の他にも、例えば、イオンをドープしたポリピ
ロール等の導電性ポリマー類などの有機半導体素子をも
用いることもでき、導電性ポリマー類などを用いる場合
にも、前述したと同様の効果を得ることができる。

【０１１５】また、上述の実施例では、無機半導体とし
て、酸化ニッケル，酸化スズなどの金属酸化物を用いて
いるが、無機半導体としては、酸化ニッケル，酸化スズ
などの混合物を用いても良いし、あるいは、これらの金
属酸化物にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｕなどの貴金属触媒やアルミ
ナ，シリカ等のバインダを加えたものを用いることもで
きる。

【０１１６】さらに、水蒸気は電子ドナー性のガスとし
て振る舞うことが知られているので、湿度の影響を低減
するためにフタロシアニンに疎水性の官能基をつけた有
機半導体素子を用いることもできる。また、アルカンと
フタロシアニンを溶剤に混合させ、この溶剤を基質に塗
布することで、耐湿性の向上を図ることもできる。

【０１１７】また、上述の実施例では、検出素子とし
て、その構造が図１(ａ)，(ｂ)に示したようなものとな
っているが、前述したように、基質１００上に、櫛形電
極１０２，１０３を直接形成し、その上に、フタロシア
ニン層１０１を蒸着形成して、検出素子を構成すること
も可能である(図２６(ａ)，(ｂ)参照)。

【０１１８】また、上述の実施例では、検出素子とし
て、その電極構造が図１(ａ)，(ｂ)，あるいは図２６
(ａ)，(ｂ)に示したような櫛形電極型式のものとなって
いる場合を例にとって説明したが、図１(ａ)，(ｂ)，図
２６(ａ)，(ｂ)以外にも種々の変形が可能である。例え
ば、素子が円形形状などの場合には、電極形状を図２７
に示すような同心円形状のものとすることができる。ま
た、検出素子としては、その構造が櫛形電極型式のもの
に限らず、種々の型式のものを用いることができる。図
２８(ａ)，(ｂ)，(ｃ)には、従来の各種のガスセンサが
示されており、本発明の検出素子の構造を、例えば図２
８(ａ)，(ｂ)，(ｃ)に示されるような従来のガスセンサ
の構造と同様のものにすることもできる。なお、図２８
(ａ)あるいは図２８(ｂ)の構造では、白金などの電極２
０２，２０３間に感ガス半導体と溶剤との混合ペースト
２０１を注入し、２つの電極２０２，２０３を混合ペー
ストで包み込んで、固め、焼結して、素子を形成するこ
とができる。また、図２８(ｃ)の構造では、電極２０
２，２０３間に感ガス半導体２０４を注入し、これを圧
力で固めて、素子を形成することができる。

【０１１９】また、検出素子が図１(ａ)，(ｂ)，図２６
(ａ)，(ｂ)，図２７のような構造になっている場合にお
いて、さらに、所望の目的等に応じて、櫛形電極の構造
を変形することも可能である。例えば、図２９には、感
知装置の機能試験を行なうのに適した櫛形電極構造が示
されている。すなわち、図２９の検出素子では、１つの
櫛形電極９１と、該櫛形電極９１にそれぞれ対向して配
置されている２つの櫛形電極９２，９３との合計３つの
櫛形電極が半導体に対して設けられており、２つの電極
９２，９３は、図３０に示すように、切換手段(スイッ
チ)９４によって、互いに接続されたり切離されたりす
るようになっている。

【０１２０】このような構造の検出素子では、電極９２
と電極９３の間に設けられている切換手段(スイッチ)９
４を開，閉することによって感知装置の機能試験を行な
うことができる。すなわち、感知装置は、電極９１と電
極９３との間の抵抗値を監視し、この抵抗値の変化を検
知して所定の検出結果を出力するようになっており、通
常の動作モード時には、スイッチ９４を例えば閉に保持
し、電極９２を電極９３に電気的に接続した状態にして
おく。この場合には、櫛形電極は、実質的に図１(ａ)，
(ｂ)，図２６(ａ)，(ｂ)に示したと同様の構造となり、
この検出素子の電極９１と電極９３(および電極９２)と
の間の電位差(電圧)に基づいて、所定の物理現象(例え
ば火災現象)の検知動作を行なうことができる。なお、
通常の動作モード時に、スイッチ９４を開に保持した状
態にしておいても良い。

【０１２１】また、試験モード時には、スイッチ９４を
開から閉に、あるいは閉から開に切り換え、電極９２を
電極９３から電気的に切り離しあるいは接続し、このと
きの電極９１と電極９３との間の抵抗値の変化を検知す
ることで、感知装置の機能試験を行なうことができる。

【０１２２】より詳細には、図２９の電極構造では、電
極９２と電極９３とがともに対称となっており、素子自
体の抵抗がどのように変化しようとも、電極９１，電極
９２間の抵抗値と電極９１，電極９３間の抵抗値とは、
ほぼ等しい。従って、電極９１，電極９２間の抵抗値を
Ｒ，電極９１，電極９３間の抵抗値をＲとするとき、ス
イッチ９４が閉になっている場合の電極９１と電極９３
との間の抵抗値は、図３１(ａ)からわかるように、Ｒ／
２となっている。この状態で、スイッチ９４を開にし、
電極９２を電極９３から電気的に切り離すと、電極９１
と電極９３との間の抵抗値は、図３１(ｂ)からわかるよ
うに、Ｒとなり、２倍となる。すなわち、スイッチ２４
を閉から開に切り換えることによって、検出素子の抵抗
値を、見かけ上、急激に増加させることができ、このと
きに、感知装置が例えば図３の構成である場合には、火
災発生信号Ｙ１，第２の火災発生信号Ｙ３が出力される
か否かを調べることにより、図３の構成の感知装置が正
常か否かを試験することができる。また、スイッチ９４
が開になっている状態で(電極９１，９３間の抵抗値が
Ｒとなっている状態で)、スイッチ９４を閉にし、電極
９２を電極９３に電気的に接続すると、電極９１と電極
９３との間の抵抗は、Ｒ／２となり、１／２倍となる。
すなわち、スイッチを開から閉に切り換えることによっ
て、検出素子の抵抗値を、見かけ上、急激に減少させる
ことができ、このときに、感知装置が例えば図３の構成
のものである場合には、火災発生信号Ｙ１，第１の火災
発生信号Ｙ２が出力されるか否かを調べることにより、
図３の構成の感知装置が正常か否かを試験することがで
きる。

【０１２３】なお、図２９の例では、電極９２と電極９
３とが対称となっているが、電極９２と電極９３とは、
これらを電気的に接続したり、切り離したりするときに
電極９１と電極９３との間の抵抗値を急激に変化させる
機能をもつものであれば良く、従って、必ずしも対称に
する必要はなく、また、上記機能を有するものであれば
任意の形状，構造のものにすることができる。

【０１２４】例えば、図３２(ａ)に示すような構造のも
のにすることもできるし、素子が円形形状などの場合、
図２７に対応させて、図３２(ｂ)に示すような同心円構
造のものにすることもできる。

【０１２５】また、図２９の例では、合計３つの電極９
１，９２，９３としているが、必要に応じ、さらに多く
の電極とすることもできる。例えば、電極９１を２つに
分割して合計４つの電極としたり、電極９２，９３をさ
らに分割することも可能である。

【０１２６】また、図２９の例では、電極が櫛形構造に
なっているとして説明したが、電極９１と電極９２，９
３とが対向している構造であれば、これが櫛形でない場
合にも、同様にして試験を行なうことができる。

【０１２７】また、上述の各実施例，構成例では、異常
の発生、および／または、異常の性状を検知するための
素子として、有機半導体素子あるいは無機半導体素子を
用いているが、本発明は、有機半導体素子，無機半導体
素子に限定されるものではない。すなわち、本発明で用
いられる素子としては、基本的には、電子アクセプター
性ガスと電子ドナー性ガスとの両方に対して特性値が変
化し、かつ、電子アクセプター性ガスと電子ドナー性ガ
スとで特性値変化の極性が異なるという性質をもつ素子
であれば良く、従って、このような性質を有するもので
あれば、有機半導体素子，無機半導体素子以外の素子を
も用いることができる。例えば有機半導体と無機半導体
とを混合した素子を用いることもできる。

【０１２８】また、上述の実施例，構成例では、素子の
特性値として素子の抵抗値を挙げたが、電子アクセプタ
ー性ガスと電子ドナー性ガスとの両方に対して変化し、
かつ、その変化の極性が電子アクセプター性ガスと電子
ドナー性ガスとで異なるものであれば、抵抗値以外のも
のをも用いることもできる。例えば、電子アクセプター
性ガスと電子ドナー性ガスとの両方に対して容量値が変
化し、かつ、その容量値の変化の極性が電子アクセプタ
ー性ガスと電子ドナー性ガスとで異なる性質をもつ素子
の場合、この素子の容量値を素子の特性値として用いる
ことができる。素子の特性値として、例えば素子の容量
値を用いる場合、特性値監視部２には、容量値変化を検
知するための発振回路などを用いることができる。

【０１２９】また、上述の実施例，構成例では、有炎火
災から生じる電子アクセプター性ガスと燻焼火災から生
じる電子ドナー性ガスに反応する素子について説明した
が、これらに限定されるものではなく、例えば、有炎火
災から生じる電子ドナー性ガスと燻焼火災から生じる電
子アクセプター性ガスに反応するというようなこれまで
に述べた素子とは反対の特性をもつ素子を用いることも
できる。

【０１３０】また、上述の実施例，構成例では、有炎火
災と燻焼火災との両方を検出することを意図している
が、表２からわかるように、本発明に用いられる検出素
子は、ＴＦ１，ＴＦ４，ＴＦ５，ＴＦ６のような有炎火
災(着炎火災)を確実に検出することができるので、本発
明の感知装置，例えば図３の構成の感知装置を、有炎火
災のみを検出する有炎火災検出装置としても用いること
ができる。また、本発明に用いられる検出素子は、ＴＦ
２，ＴＦ３のような燻焼火災を確実に検出することがで
きるので、本発明の感知装置を燻焼火災のみを検出する
燻焼火災検出装置としても用いることができる。特に、
ＴＦ１，ＴＦ４，ＴＦ５，ＴＦ６のような着炎火災が発
生したときには、一般に、火災の進展が早く、緊急に避
難を要するので、このような着炎火災を確実に捉える検
知装置が火災検知にとって重要であると考えられ、従っ
て、本発明の検出素子は、有炎火災を検出する場合に特
に有用である。

【０１３１】なお、表１を参照すると、ＴＦ１，ＴＦ
４，ＴＦ５，ＴＦ６のような有炎火災(着炎火災)を検出
できる検知装置として、炎式感知器が従来知られてい
る。しかしながら、炎式感知器は、直接炎から放射され
る紫外線あるいは赤外線エネルギーを受け取る必要があ
り、炎と感知器の間に障害物があると、感度が著しく低
下し、炎を良好に検出することができないことがある。

【０１３２】これに対し、本発明の検出素子は、炎から
発生する特定のガスを検出するので、炎と検知装置との
間に障害物があるような場合にも、炎，すなわち着炎火
災を確実に検出することが可能となる。

【０１３３】なお、有炎火災のみを検出する場合、ある
いは、燻焼火災のみを検出する場合、感知装置(検出装
置)としては、例えば図３の構成のままでも良いし、あ
るいは、よりコンパクトな構成にすることもできる。す
なわち、使用される素子がｐ型であるかｎ型であるかに
応じて、抵抗減少判別器１２または抵抗増加判別器１３
のいずれか一方が設けられていれば良く、また情報出力
回路１４は、抵抗減少判別器１２(または抵抗増加判別
器１３)からの出力Ｙ２(またはＹ３)を火災発生信号と
して直接出力するものであれば良い。

【０１３４】このような構成では、有炎火災検出用の感
知装置として用いられる場合、有炎火災が生じたときに
は、炎と検出素子との間に障害物があっても、火災発生
信号を確実に出力することができ、有炎火災を確実に検
出することができる。同様に、燻焼火災検出用の感知装
置として用いられる場合、燻焼火災が生じたときには、
火災発生信号を確実に出力することができ、燻焼火災を
確実に検出することができる。

【０１３５】また、図１４乃至図１７の感知装置(検出
装置)において、検出素子Ｘ４としては、特定のガスに
対してその特性値(例えば抵抗値)が急激に減少あるいは
増加する素子が用いられているとして説明したが、図１
４乃至図１７の感知装置(検出装置)は、検出素子が特定
の物理現象を検出したときにその特定値(例えば抵抗値)
が急激に減少あるいは増加するものであれば、上記検出
素子Ｘ４に限らず、一般的な任意の検出素子(例えば光
検出素子や温度検出素子など)にも同様に適用すること
ができて、検出素子のノイズによる影響を著しく低減
し、特定の物理現象のみを信頼性良く検出することがで
きる。

【０１３６】また、図２９乃至図３２の説明において
も、特徴のある電極構造および切換手段をもつ検出素子
として、特定のガスに対してその特定値(例えば抵抗値)
が急激に減少あるいは増加する検出素子Ｘ４が用いられ
ている場合について説明したが、この電極構造および切
換手段は、上記検出素子Ｘ４に限らず、一般的な任意の
半導体素子(例えば光検出素子，回転センサ，位置検出
素子，温度検出素子など)にも同様に適用できる。従っ
て、本発明の上述したような試験方法は、半導体素子の
第１の電極と第２の電極との間の状態変化を監視し、こ
の状態変化に基づいて所定の検出結果を出力するもので
あれば、火災検出装置のみならず、任意の検出装置の試
験に用いることができる。すなわち、任意の半導体素子
を組込んだ任意の検出装置の試験を信頼性良くかつ容易
に行なうことができる。

【０１３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、電子アクセプター性ガスと電子ドナー性ガスとの両
方に対して特性値が変化し、かつ、電子アクセプター性
ガスと電子ドナー性ガスとでは特性値変化の極性が異な
るという素子の性質を用いて、異常を検出し、および／
または、異常の性状を検出するようになっているので、
どのタイプの異常(例えば火災)が発生した場合にもこれ
を検出することができ、さらには、発生した異常(火災)
のタイプを判別して出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において用いられる検出素子の一例を示
す図である。

【図２】ｐ型として振舞う検出素子のガスに対する応答
特性を説明するための図である。

【図３】本発明に係る感知装置の構成例を示す図であ
る。

【図４】図３の感知装置の第１の具体的な構成例を示す
図である。

【図５】抵抗減少判別器の動作例を示す図である。

【図６】抵抗減少判別器の動作例を示す図である。

【図７】抵抗減少判別器の動作例を示す図である。

【図８】抵抗減少判別器の動作例を示す図である。

【図９】抵抗増加判別器の動作例を示す図である。

【図１０】抵抗増加判別器の動作例を示す図である。

【図１１】抵抗増加判別器の動作例を示す図である。

【図１２】抵抗増加判別器の動作例を示す図である。

【図１３】図３の感知装置の第２の具体的な構成例を示
す図である。

【図１４】感知装置の他の具体的な構成例を示す図であ
る。

【図１５】図１４の感知装置の動作を説明するための図
である。

【図１６】図１４の感知装置の動作を説明するための図
である。

【図１７】感知装置の他の具体的な構成例を示す図であ
る。

【図１８】抵抗減少判別器の他の構成例を示す図であ
る。

【図１９】抵抗増加判別器の他の構成例を示す図であ
る。

【図２０】図１８，図１９の判別器の動作を説明するた
めの図である。

【図２１】情報出力回路の変形例を示す図である。

【図２２】本発明の感知装置を用いた防災システムの構
成例を示す図である。

【図２３】受信機の警報出力部の一例を示す図である。

【図２４】本発明の感知装置が組み込まれた電子機器の
構成例を示す図である。

【図２５】図２４の電子機器の具体例を示す図である。

【図２６】本発明において用いられる検出素子の他の例
を示す図である。

【図２７】本発明において用いられる検出素子の他の例
を示す図である。

【図２８】検出素子の他の構造例を示す図である。

【図２９】本発明において用いられる検出素子の他の例
を示す図である。

【図３０】図２９の検出素子による感知装置の試験の仕
方を説明するための図である。

【図３１】図３０の切換手段を開，閉したときの素子の
見かけ上の抵抗を説明するための図である。

【図３２】本発明において用いられる検出素子の他の例
を示す図である。

【符号の説明】

１検知部２抵抗値監視部１１抵抗値抽出器１２抵抗減少判別器１３抵抗増加判別器１４情報出力回路５１受信機５２感知装置５３中央処理装置５４伝送制御部５５警報出力部６１電源６２電源制御部６３警報出力部Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３検出素子Ｙ１火災発生信号Ｙ２第１の火災性状信号Ｙ３第２の火災性状信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本隆吉東京都渋谷区幡ケ谷１丁目11番６号ニッタン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子アクセプター性ガスと電子ドナー性
ガスとの両方に対して所定の特性値が変化し、かつ、電
子アクセプター性ガスと電子ドナー性ガスとでは特性値
変化の極性が異なるという性質をもつ素子を用いて、異
常の発生を検出し、および／または、異常の性状を検出
するようになっていることを特徴とする感知装置。
【請求項２】有炎火災時に生ずるガスと燻焼火災時に
生ずるガスとの両方に対して所定の特性値が変化し、か
つ、有炎火災時に生ずるガスと燻焼火災時に生ずるガス
とでは特性値変化の極性が異なるという性質をもつ素子
を用いて、火災発生を検出し、および／または、火災の
性状を検出するようになっていることを特徴とする感知
装置。
【請求項３】請求項１記載の素子を有する検知手段
と、検知手段の素子の所定の特性値の変化を監視し、所
定の特性値の変化に応じた情報を出力する特性監視手段
とを備えていることを特徴とする感知装置。
【請求項４】請求項２記載の素子を有する検知手段
と、検知手段の素子の所定の特性値の変化を監視し、所
定の特性値の変化に応じた情報を出力する特性監視手段
とを備えていることを特徴とする感知装置。
【請求項５】請求項３または請求項４記載の感知装置
において、前記検知手段は、所定の導電型をもつ１つの
素子からなり、前記特性監視手段は、前記素子の特性値
として前記素子の抵抗値を抽出する抵抗値抽出手段を備
えていることを特徴とする感知装置。
【請求項６】請求項３または請求項４記載の感知装置
において、前記検知手段は、所定の導電型をもつ第１の
素子と、第１の素子とは反対の導電型をもつ第２の素子
とが直列に接続されて構成されており、前記特性監視手
段は、直列に接続されている前記第１の素子と第２の素
子との両方の抵抗値を反映した抵抗値を所定の特性値と
して抽出する抵抗値抽出手段を有していることを特徴と
する感知装置。
【請求項７】請求項５記載の感知装置において、前記
抵抗値抽出手段は、前記素子と直列に接続される抽出用
素子を有し、該抽出用素子の両端間の電位差を素子の特
性値として抽出するようになっており、前記抽出用素子
は、その両端間の電位差が時間的に緩やかに変化すると
きには、これに追従して抽出用素子の特性値が変化し、
両端間の電位差の緩やかな変化を相殺するように制御さ
れ、また、その両端間の電位差が急激に変化するときに
は、これに追従しないように制御され、その両端間の急
激な変化のみが前記素子の特性値として抽出されて出力
されるようになっていることを特徴とする感知装置。
【請求項８】請求項５または請求項６記載の感知装置
において、前記特性監視手段は、さらに、前記抵抗値抽
出手段によって抽出した抵抗値が所定時間内に所定量減
少したかを判別する抵抗減少判別手段と、抽出した抵抗
値が所定時間内に所定量増加したかを判別する抵抗増加
判別手段と、抵抗減少判別手段および抵抗増加判別手段
からの判別結果に基づいて、所定の異常情報を出力する
情報出力手段とを備えていることを特徴とする感知装
置。
【請求項９】請求項８記載の感知装置において、前記
情報出力手段は、前記抵抗減少判別手段から抵抗減少の
判別結果が得られるか、または、前記抵抗増加判別手段
から抵抗増加の判別結果が得られるときのいずれの場合
にも異常発生情報を出力する異常発生出力手段を備えて
いることを特徴とする感知装置。
【請求項１０】請求項８記載の感知装置において、前
記情報出力手段は、前記抵抗減少判別手段から抵抗減少
の判別結果が得られるときに第１の異常性状情報を出力
し、また、前記抵抗増加判別手段から抵抗増加の判別結
果が得られるときに第２の異常性状情報を出力する異常
性状出力手段を備えていることを特徴とする感知装置。
【請求項１１】請求項８記載の感知装置において、前
記情報出力手段は、前記抵抗減少判別手段から抵抗減少
の判別結果が得られるか、または、前記抵抗増加判別手
段から抵抗増加の判別結果が得られるときのいずれの場
合にも異常発生情報を出力する異常発生出力手段と、前
記抵抗減少判別手段から抵抗減少の判別結果が得られる
ときに第１の異常性状情報を出力し、また、前記抵抗増
加判別手段から抵抗増加の判別結果が得られるときに第
２の異常性状情報を出力する異常性状出力手段を備えて
いることを特徴とする感知装置。
【請求項１２】請求項８記載の感知装置において、前
記情報出力手段は、従来公知となっている任意の感知器
からの検出結果と、前記抵抗減少判別手段，前記抵抗増
加判別手段からの判別結果とを組み合わせて、所定の異
常情報を出力するようになっていることを特徴とする感
知装置。
【請求項１３】請求項８記載の感知装置において、前
記情報出力手段は、従来公知となっている任意の感知器
から所定の検出結果が出力されたときにのみ、前記抵抗
減少判別手段，前記抵抗増加判別手段からの判別結果に
基づいて所定の異常情報を出力するようになっているこ
とを特徴とする感知装置。
【請求項１４】請求項１または請求項２記載の感知装
置において、前記素子は、金属置換フタロシアニン類，
金属酸化物を添加した金属置換フタロシアニン類，ある
いはイオンドープしたポリマー類などの有機半導体素
子、あるいは、半導体レベルの電気伝導度をもつ金属酸
化物などの無機半導体素子、あるいは、有機半導体と無
機半導体とを混合した素子であることを特徴とする感知
装置。
【請求項１５】請求項１乃至請求項１４のいずれか一
項に記載の感知装置を用い、該感知装置から出力される
情報に基づき防災制御を行なうようになっていることを
特徴とする防災システム。
【請求項１６】請求項１乃至請求項１４のいずれか一
項に記載の感知装置を用い、該感知装置から出力される
情報に基づき異常制御を行なうようになっていることを
特徴とする電子機器。
【請求項１７】請求項１６記載の電子機器において、
前記感知装置で異常が検出されたときに、機器の各部に
電力を供給する電源を断にすることを特徴とする電子機
器。
【請求項１８】請求項１６記載の電子機器において、
前記感知装置に用いられている素子は、前記機器の所定
の電気回路が実装されている電気回路基板上に実装され
ていることを特徴とする電子機器。
【請求項１９】電子アクセプター性ガスと電子ドナー
性ガスとの両方に対して所定の特性値が変化し、かつ、
電子アクセプター性ガスと電子ドナー性ガスとでは特性
値変化の極性が異なるという性質をもつ素子を用いて、
異常の発生を検出し、および／または、異常の性状を検
出することを特徴とする異常検出方法。
【請求項２０】半導体素子として形成され、所定の物
理現象を検出する機能を有する検出素子において、半導
体の特性値変化を電気的に取出すための電極構造を有
し、前記電極構造は、第１の電極と、該第１の電極に対
向して配置される第２および第３の電極とを少なくとも
有し、前記第２および第３の電極は、互いに接続された
り切り離されたりするよう、接続と切離しとが切換可能
になっていることを特徴とする検出素子。
【請求項２１】半導体素子として形成され、所定の物
理現象を検出する機能を有する検出素子を用いた検出装
置の試験方法であって、前記検出素子は、半導体の特性
値変化を電気的に取出すための電極構造を有し、前記電
極構造は、第１の電極と、該第１の電極に対向して配置
される第２および第３の電極とを少なくとも有し、前記
第２および第３の電極は、互いに接続されたり切り離さ
れたりするよう、接続と切離しとが切換可能になってお
り、前記検出装置が、検出素子の第１の電極と第２の電
極との間の状態変化を監視し、第１の電極と第２の電極
との間の状態変化に基づいて所定の検出結果を出力する
ものである場合に、前記第２および第３の電極の接続と
切離しとを切換えたときに、前記検出素子の見かけ上の
状態変化を前記検出装置が検出して所定の検出結果を出
力するか否かを調べることにより、該検出装置を試験す
る検出装置の試験方法。