JPH09223279A

JPH09223279A - 煙センサ

Info

Publication number: JPH09223279A
Application number: JP2828296A
Authority: JP
Inventors: Masanori Hayashi; 雅則林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1997-08-26
Anticipated expiration: 2016-02-15
Also published as: JP3227369B2

Abstract

(57)【要約】【課題】任意の時間に煙濃度の測定を可能とする。【解決手段】測定空間に光を照射する発光部１と、発光
部１から照射された光が測定空間内の煙により散乱され
た散乱光を受光して電気信号に変換する光電変換部２
と、光電変換部２から出力される電気信号に基づいて煙
濃度に応じたアナログ信号を出力するアナログ出力部３
と、発光部１並びに光電変換部２を間欠駆動するタイミ
ング制御部４とを備えている。タイミング制御部４には
外部から制御信号Ｔｒが入力される。この制御信号Ｔｒ
が入力されたときに、タイミング制御部４は発光部１、
光電変換部２及びアナログ出力部３を各々駆動するため
の信号を出力する。よって、外部から制御信号Ｔｒを与
えたときに煙濃度の測定が行われるから、任意の時間に
煙濃度の測定が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、煙による散乱光を
検出することで煙濃度の測定を行う煙センサに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の煙センサを示す概略回路
図であり、測定空間に光を照射する発光回路３０と、発
光回路３０から照射された光が上記測定空間内の煙によ
り散乱された散乱光を受光して電気信号に変換する光電
変換回路３１と、光電変換回路３１の出力信号をサンプ
ルホールドするサンプルホールド回路３２と、サンプル
ホールドされた信号をアナログ出力信号に変換する出力
回路３３と、発光回路３０を間欠的に駆動するためのタ
イミング制御回路３４とを備えている。このような煙セ
ンサは、例えば防災システムにおける煙感知器等に利用
され、煙感知器の匡体内等に形成された測定空間に侵入
した煙の濃度を測定するものである。

【０００３】図１２に示すように、発光回路３０はタイ
ミング制御回路３４からの信号がＨレベルの時に定電流
を発生させる制御回路３５と、トランジスタＱ₈〜Ｑ₁₁
並びに抵抗素子Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃等で構成されて制御回路３５
から出力される定電流により定電圧を発生させる所謂バ
ンドギャップリファレンス回路（以下、「ＢＧＲ回路」
と略す。）３６と、ＢＧＲ回路３６の定電圧によりオン
するスイッチング素子Ｑ₇と、スイッチング素子Ｑ₇に
より駆動される発光素子３７と、発光素子３７の駆動電
流を制限する抵抗素子Ｒ₁₄とからなり、制御回路３５か
らの信号がＨレベルの時にＢＧＲ回路３６の定電圧に応
じた駆動電流で発光素子３７を駆動するように構成され
いる。また、ＢＧＲ回路３６は抵抗素子Ｒ₁₁〜Ｒ₁₃の抵
抗比により任意の温度特性を持った定電圧を発生させる
ように構成されているので、発光素子３７の温度特性を
任意に調整することができる。

【０００４】タイミング制御回路３４では、発光回路３
０を間欠駆動するために発振回路３８により出力される
クロック信号に基づき、タイミング回路３９において一
定周期の間欠駆動信号を作成している。煙感知器の匡体
内等の測定空間に煙が侵入すると、発光回路３０から照
射された光がその煙により散乱されて光電変換回路３１
により受光される。光電変換回路３１は、フォトダイオ
ードのような受光素子４０、基準電圧源４１、オぺアン
プＯＰ₈〜ＯＰ₁₀、抵抗素子Ｒ₁₅〜Ｒ₁₉及びコンデンサ
Ｃ₄より構成されている。受光素子４０に光が照射され
ると受光素子４０には微弱な光電流が流れる。この光電
流はオペアンプＯＰ₈と電流電圧変換用の抵抗Ｒ₁₅によ
って電圧信号に変換され、オペアンプＯＰ₉、ＯＰ₁₀に
より直流増幅される。オペアンプＯＰ₉の増幅率は入力
抵抗Ｒ₁₈と帰還抵抗Ｒ₁₆の比率で決定され、オペアンプ
ＯＰ₁₀の増幅率は入力抵抗Ｒ₁₉と帰還抵抗Ｒ₁₇の比率で
決定される。オヘアンプＯＰ₁₀から出力される電圧信号
はコンデンサＣ₄及びアナログスイッチＳＷ₃により直
流分がカットされ、サンプルホールド回路３２に入力さ
れる。入力された信号電圧はサンプルホールド回路３２
により一定時間保持されて出力回路３３に入力される。
出力回路３３は定電圧源４２とオペアンプＯＰ₁₁、およ
び抵抗素子Ｒ₂₀，Ｒ₂₁から成り、サンプルホールド回路
３２から出力される信号電圧を定電圧源４２の電圧値
と、抵抗素子Ｒ₂₀，Ｒ₂₁の抵抗比率とオペアンプＯＰ₁₁
により、任意のオフセット電圧とゲインを加えてアナロ
グ出力として出力回路３３から出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では発光素子３７が発光する一定周期で煙濃度の測定を
行っていたため、任意の時間における煙濃度の測定がで
きないという問題があった。本発明は上記問題点の解決
を目的とするものであり、任意の時間の煙濃度の測定が
可能な煙センサを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、測定空間に光を照射する発光
手段と、該発光手段から照射された光が上記測定空間内
の煙により散乱された散乱光を受光して電気信号に変換
する光電変換手段と、上記電気信号に基づいて煙濃度に
応じたアナログ信号を出力するアナログ出力手段と、上
記発光手段並びに光電変換手段を間欠駆動するタイミン
グ制御手段と、外部からの制御信号を受けたときに一定
時間だけ上記アナログ信号を出力させる外部制御手段と
を備えたものであり、外部からの制御信号に応じて外部
制御手段が煙濃度に応じたアナログ信号を出力させるた
め、任意の時間における煙濃度の測定が可能となる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記外部制御手段が、外部からの制御信号を受けた
ときに一定時間だけ上記アナログ出力手段を間欠動作さ
せるものであり、外部からの制御信号を受けたときだけ
アナログ出力手段が間欠動作するため、任意の時間にお
ける煙濃度の測定が可能となるとともに、煙濃度測定時
のアナログ出力手段における消費電流の低減が図れる。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記外部制御手段が、外部からの制御信号を受けた
ときに上記発光手段並びに光電変換手段を間欠駆動させ
る間欠駆動信号を一定時間だけ上記タイミング制御手段
から出力させるものであり、外部からの制御信号を受け
たときだけタイミング制御手段が間欠駆動信号を出力す
るため、任意の時間における煙濃度の測定が可能となる
とともに、煙濃度測定時のタイミング制御手段における
消費電流の低減が図れる。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記発光手段並びに光電変換手段を間欠駆動させる
間欠駆動信号を生成するタイミング回路と、該タイミン
グ回路にクロック信号を供給する発振回路とを上記タイ
ミング制御手段に具備するとともに、上記外部からの制
御信号に基づいて上記発振回路の動作をオン／オフする
上記外部制御手段を備えたものであり、外部からの制御
信号を受けたときだけ発振回路がオンすることにより、
任意の時間における煙濃度の測定が可能となるととも
に、煙濃度測定時の発振回路における消費電流の低減が
図れる。

【００１０】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、外部から入力される外部クロック信号に応じたクロ
ック信号を出力する外部発振モードと、所定のクロック
信号を出力する内部発振モードとを切り換える切換手段
を上記発振回路に設けたものであり、外部発振モードに
おいては外部クロック信号に同期して煙濃度の測定を行
うことができ、他の装置やシステムに組み込む際の発振
回路の回路構成の変更が不要となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。図１は本実施形態における煙
センサの回路ブロック図を示し、測定空間に光を照射す
る発光手段たる発光部１と、発光部１から照射された光
が測定空間内の煙により散乱された散乱光を受光して電
気信号に変換する光電変換手段たる光電変換部２と、光
電変換部２から出力される電気信号に基づいて煙濃度に
応じたアナログ信号を出力するアナログ出力手段たるア
ナログ出力部３と、発光部１、光電変換部２並びにアナ
ログ出力部３を間欠駆動するタイミング制御手段たるタ
イミング制御部４とを備えている。

【００１２】図２は発光部１の具体回路構成を示し、発
光ダイオードのような発光素子５と、発光素子５を駆動
する発光駆動回路６とを備えている。この発光駆動回路
６は、２つの定電圧回路７₁，７₂と、発光素子５に直
列接続されたスイッチング素子Ｑ₁とを備え、一方の定
電圧回路７₁はスイッチング素子Ｑ₂、オペアンプＯＰ
₁、抵抗Ｒ₁〜Ｒ₃及びダイオードＤ₁，Ｄ₂等で構成
されるバンドギャップリファレンス回路から成り、他方
の定電圧回路７₂はスイッチング素子Ｑ₃〜Ｑ ₅、オペ
アンプＯＰ₂及び抵抗Ｒ₄，Ｒ₅等から構成されるとと
もに定電圧回路７₁の出力側に接続され、後述するタイ
ミング制御部４からの間欠駆動信号ＬＥＤ（実際には間
欠駆動信号ＬＥＤを反転した信号ＬＥＤ’）によってス
イッチング素子Ｑ₁をオン／オフするようになってい
る。すなわち、間欠駆動信号ＬＥＤ’がＬレベルのとき
には定電圧回路７₂のスイッチング素子Ｑ₄がオン、ス
イッチング素子Ｑ₅がオフとなることから、スイッチン
グ素子Ｑ₁がオンとなって発光素子５に駆動電流が流れ
て発光素子５が発光し、反対に間欠駆動信号ＬＥＤ’が
Ｈレベルのときにはスイッチング素子Ｑ₄がオフ、スイ
ッチング素子Ｑ₅がオンとなることから、スイッチング
素子Ｑ₁はオフとなって発光素子５には駆動電流は流れ
ないので発光素子５は発光しない。

【００１３】図３は光電変換部２の具体回路構成を示
し、散乱光を受光するホトダイオードのような受光素子
８と、受光素子８で光電変換されて得られる微弱な出力
電流を電圧信号に変換し且つ増幅する受光回路９とを備
えている。この受光回路９は、基準電圧Ｖ_refを発生す
る基準電圧回路１０と、オペアンプＯＰ₃を具備して受
光素子８の出力電流を電圧信号に変換する電流電圧変換
回路１１と、オペアンプＯＰ₄，ＯＰ₅を用いた反転増
幅器から成る増幅回路１２と、電流電圧変換回路１１と
増幅回路１２との間に挿入されたオペアンプＯＰ₆から
成るバッファ回路１３と、後述するタイミング制御部４
からの初期バイアス信号ＣＨＧによりオン／オフされる
アナログスイッチＳＷ₁とを備え、各オペアンプＯＰ₃
〜ＯＰ₆の非反転入力端に基準電圧Ｖ_refが入力される
とともに、電流電圧変換回路１１の出力端にはアナログ
スイッチＳＷ₁並びにバッファ回路１３が接続してあ
る。

【００１４】ここで、初期バイアス信号ＣＨＧがＨレベ
ルのときにアナログスイッチＳＷ₁がオンとなり、各オ
ペアンプＯＰ₃〜ＯＰ₆が基準電圧Ｖ_refにバイアスさ
れる。一方、オペアンプＯＰ₃の出力は、受光素子８の
暗電流ｉ₁による帰還抵抗Ｒｆでの電圧降下ｉ₁×Ｒｆ
と基準電圧Ｖ_refの差分Ｖ_ref−ｉ₁×Ｒｆとなる。こ
の状態で初期バイアス信号ＣＨＧがＬレベルとなってア
ナログスイッチＳＷ₁がオフすれば回路の電圧は変化し
ないが、オペアンプＯＰ₃の非反転入力端がハイインピ
ーダンスであることから、コンデンサＣ₁の充電電荷
（ｉ₁×Ｒｆ×Ｃ ₁）はアナログスイッチＳＷ₁がオフ
している間変化しない。このとき、受光素子８で散乱光
を受光すると光電流ｉ₂が帰還抵抗Ｒｆに流れ、オペア
ンプＯＰ₃の出力電圧はＶ_ref−（ｉ₁＋ｉ₂）×Ｒｆ
となるが、コンデンサＣ₁の充電電荷は変化しないの
で、バッファ回路１３の入力電圧並びに出力電圧はＶ
_ref−ｉ ₂×Ｒｆとなる。この出力電圧が増幅回路１２
にて増幅され、煙濃度に応じた電圧信号としてアナログ
出力部３へ出力される。

【００１５】図４はアナログ出力部３の具体回路構成を
示し、光電変換部２から出力される煙濃度に応じた電圧
信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路１４
と、オペアンプＯＰ₈を用いた反転増幅器を具備する出
力回路１５と、後述するタイミング制御部４からの間欠
駆動信号ＯＵＴによってオン／オフされるスイッチング
素子Ｑ₆を具備してオペアンプＯＰ₈の非反転入力端に
基準電圧を出力する基準電圧発生回路１６とを備えてい
る。このサンプルホールド回路１４は、タイミング制御
部４からのサンプルホールド信号Ｓ／Ｈによってオン／
オフされるアナログスイッチＳＷ₂と、アナログスイッ
チＳＷ₂を介して光電変換部２からの電圧信号が非反転
入力端に入力されるオペアンプＯＰ₇と、入力された電
圧信号を保持するためのコンデンサＣ₂とを備えてい
る。なお、オペアンプＯＰ₇はバッファアンプとして機
能している。

【００１６】一方、出力回路１５は、オペアンプＯＰ₈
を用いた反転増幅器として構成されており、基準電圧発
生回路１６からオペアンプＯＰ₈の非反転入力端に与え
られる電圧を基準にサンプルホールド回路１４の出力電
圧を反転増幅する。なお、出力回路１５における増幅率
は抵抗Ｒ₆，Ｒ₇の抵抗値比によって決定される。ここ
で、図５はサンプルホールド回路１４のオペアンプＯＰ
₇及び出力回路１５のオペアンプＯＰ₈の具体回路構成
を示し、ＰＭＯＳトランジスタＰ₁₁，Ｐ₁₂，Ｐ₅，
Ｐ₆，Ｐ₉，Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₇と、ＮＭＯＳトランジス
タＮ₁₃，Ｎ₃，Ｎ₄，Ｎ₁₄，Ｎ₁₀，Ｎ₈と、コンデンサ
Ｃｘ及び抵抗Ｒｘを備え、タイミング制御部４からの間
欠駆動信号ＯＵＴ１がＨレベルで間欠駆動信号ＯＵＴ２
がＬレベルのときには、入力端子Ｖ₁，Ｖ₂の入力電圧
を差動増幅した電圧Ｖｏが出力端子に得られるものであ
る。また、間欠駆動信号ＯＵＴ２がＨレベルで間欠駆動
信号ＯＵＴｌがＬレベルのときには、ＮＭＯＳトランジ
スタＮ₁₄がオン、ＰＭＯＳトランジスタＰ₇，Ｐ₉がオ
ンとなり、出力電圧ＶｏはＨレベルとなる。なお、間欠
駆動信号ＯＵＴ２は間欠駆動信号ＯＵＴ１をインバータ
等で反転して得られる。

【００１７】また、基準電圧発生回路１６は、ＭＯＳＦ
ＥＴから成るスイッチング素子Ｑ₆と、このスイッチン
グ素子Ｑ₆のドレインに直列接続された分圧抵抗Ｒ₈，
Ｒ₉とを備え、間欠駆動信号ＯＵＴ１によってスイッチ
ング素子Ｑ₆がオンとなったときに、電源電圧を分圧抵
抗Ｒ₈，Ｒ₉とスイッチング素子Ｑ₆のオン抵抗とで分
圧して基準電圧を発生するものである。

【００１８】図６はタイミング制御部４のブロック図を
示し、基準のクロック信号を発生する発振回路１７と、
外部からの制御信号が入力されたときに発振回路１７の
クロック信号に基づいて、間欠駆動信号ＬＥＤ、初期バ
イアス信号ＣＨＧ、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈ及び間
欠駆動信号ＯＵＴを出力することで発光部１、光電変換
部２及びアナログ出力部３を間欠駆動させるタイミング
回路１８とを備えている。また、タイミング回路１８は
外部からの制御信号を取り込む外部信号入力手段１９
と、制御信号により発振回路１７からのクロック信号を
所定段だけ分周するとともにシフトレジストし、さらに
論理演算を行って各部を間欠駆動させるための上記各信
号を生成する制御手段２０と、外部信号入力手段１９及
び制御手段２０にリセット信号を出力するリセット手段
２１とを備えている。

【００１９】図７はタイミング回路１８の具体回路構成
を示し、外部からの制御信号によってセットされるとと
もに分周回路２３の最終段の出力信号Ｄｎによってリセ
ットされるＲＳラッチ回路２２と、発振回路１７からの
クロック信号を分周するために立ち上がりエッジ検出の
フリップフロップが所定の段数だけ接続されて成る分周
回路２３と、この分周回路２３の各段の出力を所定のク
ロック分だけ遅延させるシフトレジスタ２４と、分周回
路２３の各段の出力とシフトレジスタ２４の出力との論
理和や論理積の演算を行って間欠駆動信号ＬＥＤ、初期
バイアス信号ＣＨＧ、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈ及び
間欠駆動信号ＯＵＴを生成する論理回路ブロック２５と
を備えており、分周回路２３及びシフトレジスタ２４は
ＲＳラッチ回路２２から出力される信号によってリセッ
トされるものであり、ＲＳラッチ回路２２が外部信号入
力手段１９とリセット手段２０に該当し、また、分周回
路２３、シフトレジスタ２４及び論理回路ブロック２５
の回路群が制御手段２０に該当する。

【００２０】図８は発振回路１７の具体回路構成を示
し、一方の入力にＲＳラッチ回路２２の出力信号が入力
されたＮＡＮＤ回路２６と、ＮＡＮＤ回路２６の出力を
反転するインバータ２７と、このインバータ２７の出力
をさらに反転するインバータ２８と、インバータ２７の
出力端とＮＡＮＤ回路２６の他方の入力端との間に接続
されたコンデンサＣ₃と、インバータ２８の出力端とＮ
ＡＮＤ回路２６のコンデンサＣ₃の一端が接続された方
の入力端との間に接続された抵抗Ｒ₁₀とを備え、抵抗Ｒ
₁₀の抵抗値とコンデンサＣ₃の容量値とでクロック信号
の周期が決定される。ここで、ＲＳラッチ回路２２の出
力（以下、「リセット信号」と呼ぶ。）がＬレベルにな
ると、インバータ２７の出力端（以下、「ａ端子」と呼
ぶ。）の電位はＬレベル、インバータ２８の出力端（以
下、「ｂ端子」と呼ぶ。）の電位はＨレベル、またＮＡ
ＮＤ回路２６の入力端に接続された抵抗Ｒ₁₀の一端（以
下、「ｃ端子」と呼ぶ。）の電位はＨレベルとなり、こ
の状態が保持される。一方、リセット信号がＨレベルに
なると、コンデンサＣ₃には電荷が充電されているため
にＮＡＮＤ回路２６の出力はＬレベルとなり、ａ端子の
電位はＨレベル、ｂ端子の電位はＬレベルになる。する
と、コンデンサＣ₃の充電電荷が抵抗Ｒ₁₀を介して放電
されるためにｃ端子の電位が低下し、やがてＮＡＮＤ回
路２６の出力はＨレベルに反転する。さらに、ＮＡＮＤ
回路２６の出力が反転すればコンデンサＣ₃が充電され
てｃ端子の電位が上昇して再度ＮＡＮＤ回路２６の出力
が反転し、以降リセット信号がＨレベルにある限り上記
動作を繰り返すことになる。すなわち、リセット信号が
Ｈレベルにある間は、ａ端子には抵抗Ｒ₁₀の抵抗値とコ
ンデンサＣ₃の容量値との積で決まる時定数に応じた周
期のクロック信号が出力されるのである（内部発振モー
ド）。

【００２１】ところで、ＮＡＮＤ回路２６及びインバー
タ２７，２８は集積回路として構成され、抵抗Ｒ₁₀及び
コンデンサＣ₃はそれに外付けされる外付け部品となっ
ている。このため、抵抗Ｒ₁₀及びコンデンサＣ₃を取り
外し、ｃ端子より外部のクロック信号を入力すれば、ａ
端子には、リセット信号がＨレベルにある間だけｃ端子
に入力されたクロック信号と同じ周期のクロック信号が
出力されることになる（外部発振モード）。したがっ
て、集積化された回路構成を変更することなく、抵抗Ｒ
₁₀の抵抗値とコンデンサＣ₃の容量値とを適宜選択する
ことで任意の周期のクロック信号を発振回路１７から出
力させることができるとともに、抵抗Ｒ₁₀及びコンデン
サＣ₃をａ〜ｃ端子から切り離し且つ外部からクロック
信号を与えることにより、内部発振モードから外部発振
モードへと切り換えることができる。すなわち、従来は
一定のクロックを有するマイコン等を有するシステムに
煙センサを組み込む場合に、マイコン等のクロック信号
を利用することができず、余分な回路構成が必要となっ
ていたが、本実施形態によれば、発振器を具備するシス
テムに組み込む時も、あるいは発振器を具備しないシス
テムに組み込む時でも、集積化された回路構成に何ら変
更を加えることなくそのまま用いることができるのであ
る。

【００２２】次に、本実施形態の煙センサの動作を図９
及び図１０のタイムチャートに基づいて説明する。な
お、図９はタイミング制御部４の動作を説明するための
タイムチャートであり、（ａ）は発振回路１７から出力
されるクロック信号、（ｂ）〜（ｄ）は分周回路２３の
各段の分周信号Ｄ₁〜Ｄｎ（一部省略）、（ｅ）は発光
部１を間欠駆動するための間欠駆動信号ＬＥＤ、（ｆ）
はサンプルホールド回路１４のアナログスイッチＳＷ₂
をオン／オフするためのサンプルホールド信号Ｓ／Ｈ、
（ｇ）は光電変換部２を間欠的に動作させるための初期
バイアス信号ＣＨＧ、（ｈ）はアナログ出力部３を間欠
駆動するための間欠駆動信号ＯＵＴ、（ｉ）は外部から
タイミング制御部４に与えられる制御信号Ｔｒ、（ｊ）
は制御信号Ｔｒによって反転するＲＳラッチ回路２２の
出力信号を示している。また、図１０は煙センサの全体
動作を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）は
制御信号Ｔｒ、（ｂ）は間欠駆動信号ＬＥＤ、（ｃ）は
サンプルホールド信号Ｓ／Ｈ、（ｄ）は初期バイアス信
号ＣＨＧ、（ｅ）は間欠駆動信号ＯＵＴ、（ｆ）は光電
変換部２の出力信号、（ｇ）はサンプルホールド回路１
４の出力信号、（ｈ）は煙濃度に応じた最終的なアナロ
グ出力を示している。

【００２３】まず、タイミング制御部４の動作を図９に
基づいて説明する。外部からの制御信号Ｔｒが入力され
てＨレベルになると（同図（ｉ）参照）、ＲＳラッチ回
路２２がセットされ（同図（ｊ）参照）、発振回路１７
からクロック信号が出力されるとともに、分周回路２３
がクロック信号を分周して各段から順次分周信号Ｄ₁〜
Ｄｎが出力される（同図（ａ）〜（ｄ）参照）。各分周
信号Ｄ₁〜Ｄｎは直接且つシフトレジスタ２４を介して
論理回路ブロック２５に入力され、論理回路ブロック２
５における論理演算によって間欠駆動信号ＬＥＤ、サン
プルホールド信号Ｓ／Ｈ、初期バイアス信号ＣＨＧ、間
欠駆動信号ＯＵＴが生成されて各部に出力される（同図
（ｅ）〜（ｈ）参照）。そして、最終段の分周信号Ｄｎ
の立ち上がりによってＲＳラッチ回路２２がリセットさ
れるため、ＲＳラッチ回路２２の出力はＬレベルとな
り、それによって分周回路２３及びシフトレジスタ２４
がリセット状態となってその動作を停止する（同図
（ｂ）〜（ｈ）参照）。また、発振回路１７もその発振
動作を停止する（同図（ａ）参照）。なお、この状態は
次に外部からの制御信号Ｔｒが入力されるまで保持され
る。

【００２４】次に、煙センサの全体動作を図１０に基づ
いて説明する。外部からの制御信号Ｔｒの入力によって
初期バイアス信号ＣＨＧがＨレベルからＬレベルに、ま
た、間欠駆動信号ＯＵＴがＬレベルからＨレベルに変わ
ると（同図（ａ），（ｄ），（ｅ）参照）、既に説明し
たように光電変換部２の受光回路９が所定の値にバイア
スされるとともにアナログ出力部３が駆動され、光電変
換部２の出力が立ち上がる（同図（ｆ）参照）。そし
て、初期バイアス信号ＣＨＧが一旦オフとなった後、間
欠駆動信号ＬＥＤが発光駆動回路６に出力され（同図
（ｂ）参照）、発光素子５が発光する。発光素子５から
測定空間（例えば、煙感知器のような煙センサの場合に
は感知器匡体の内部）に照射された光が煙の粒子により
散乱され、その散乱光が光電変換部２の受光素子８にて
受光される。その結果、光電変換部２の出力が受光素子
８における受光レベルに応じて低下し、既に間欠駆動さ
れているアナログ出力部３に入力される（同図（ｆ）参
照）。

【００２５】一方、アナログ出力部３では、間欠駆動信
号ＯＵＴ１がＨレベル（間欠駆動信号ＯＵＴ２がＬレベ
ル）になると基準電圧発生回路１６のスイッチング素子
Ｑ₆がオンとなって出力回路１５のオペアンプＯＰ₈に
基準電圧が出力され、出力回路１５が既に説明したよう
な反転増幅動作を行う。また、サンプルホールド回路１
４では、サンプルホールド信号Ｓ／ＨがＨレベルに立ち
上がっている期間だけ光電変換部２の出力をサンプリン
グし且つサンプルホールド信号Ｓ／ＨがＬレベルになれ
ばその値をホールドする（同図（ｇ）参照）。そして、
サンプルホールド回路１４でホールドされた信号が出力
回路１５において適宜所定の電圧レベルに変換され、測
定空間内の煙濃度に応じた最終的なアナログ出力として
得ることができる（同図（ｈ）参照）。

【００２６】上述のように、本実施形態では、外部から
制御信号Ｔｒが入力された時にタイミング制御部４がそ
の動作を開始し、各部に間欠駆動信号等を供給し終える
とその動作を停止するため、制御信号Ｔｒを与えること
で任意の時間に煙濃度の測定を行うことが可能となる。
つまり、本実施形態ではタイミング制御部４が外部制御
手段となる。さらに、測定動作中以外ではタイミング制
御部４が動作を停止するため、測定動作中以外の消費電
流はほぼゼロとなる。すなわち、タイミング制御部４の
動作時間をｔ_ON、動作時の消費電流をｉ_ONとしたとき、
単位時間内の消費電流はｉ_ON×ｔ_ON÷単位時間となり、
定常的に動作させた場合に比較して平均消費電流の低減
を図ることができる。

【００２７】また、本実施形態においては、間欠駆動信
号ＯＵＴ１がＬレベル（間欠駆動信号ＯＵＴ２がＨレベ
ル）のときにはアナログ出力部３の基準電圧発生回路１
６のスイッチング素子Ｑ₆がオフとなり、出力回路１５
のオペアンプＯＰ₈には電流は流れず、さらに抵抗
Ｒ₈，Ｒ₉にも電流が流れないため、出力回路１５及び
基準電圧発生回路１６における消費電流をほぼゼロとす
ることができる。したがって、煙センサのアナログ出力
が一定のタイミングで他のシステムに取り込まれるよう
な場合でも、その取り込まれるタイミングに同期させて
アナログ出力部３に間欠動作を行わせることにより、回
路の消費電流を減少させることができるという利点があ
る。

【００２８】さらに、本実施形態では、タイミング制御
部４の発振回路１７がタイミング制御部４からのリセッ
ト信号がＬレベルのときにはクロック信号の出力を停止
するので、内部発振モードあるいは外部発振モードの何
れであっても発振回路の消費電流の低減が図れるという
利点がある。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明は、測定空間に光を照射
する発光手段と、該発光手段から照射された光が上記測
定空間内の煙により散乱された散乱光を受光して電気信
号に変換する光電変換手段と、上記電気信号に基づいて
煙濃度に応じたアナログ信号を出力するアナログ出力手
段と、上記発光手段並びに光電変換手段を間欠駆動する
タイミング制御手段と、外部からの制御信号を受けたと
きに一定時間だけ上記アナログ信号を出力させる外部制
御手段とを備えたので、外部からの制御信号に応じて外
部制御手段が煙濃度に応じたアナログ信号を出力させる
ため、任意の時間における煙濃度の測定が可能となると
いう効果がある。

【００３０】請求項２の発明は、上記外部制御手段が、
外部からの制御信号を受けたときに一定時間だけ上記ア
ナログ出力手段を間欠動作させるので、外部からの制御
信号を受けたときだけアナログ出力手段が間欠動作する
ため、任意の時間における煙濃度の測定が可能となると
ともに、煙濃度測定時のアナログ出力手段における消費
電流の低減が図れるという効果がある。

【００３１】請求項３の発明は、上記外部制御手段が、
外部からの制御信号を受けたときに上記発光手段並びに
光電変換手段を間欠駆動させる間欠駆動信号を一定時間
だけ上記タイミング制御手段から出力させるので、外部
からの制御信号を受けたときだけタイミング制御手段が
間欠駆動信号を出力するため、任意の時間における煙濃
度の測定が可能となるとともに、煙濃度測定時のタイミ
ング制御手段における消費電流の低減が図れるという効
果がある。

【００３２】請求項４の発明は、上記発光手段並びに光
電変換手段を間欠駆動させる間欠駆動信号を生成するタ
イミング回路と、該タイミング回路にクロック信号を供
給する発振回路とを上記タイミング制御手段に具備する
とともに、上記外部からの制御信号に基づいて上記発振
回路の動作をオン／オフする上記外部制御手段を備えた
ので、外部からの制御信号を受けたときだけ発振回路が
オンすることにより、任意の時間における煙濃度の測定
が可能となるとともに、煙濃度測定時の発振回路におけ
る消費電流の低減が図れるという効果がある。

【００３３】請求項５の発明は、外部から入力される外
部クロック信号に応じたクロック信号を出力する外部発
振モードと、所定のクロック信号を出力する内部発振モ
ードとを切り換える切換手段を上記発振回路に設けたの
で、外部発振モードにおいては外部クロック信号に同期
して煙濃度の測定を行うことができ、他の装置やシステ
ムに組み込む際の発振回路の回路構成の変更が不要とな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。

【図２】同上の発光部を示す具体回路図である。

【図３】同上の光電変換部を示す具体回路図である。

【図４】同上のアナログ出力部を示す具体回路図であ
る。

【図５】同上のオペアンプを示す具体回路図である。

【図６】同上のタイミング制御部を示すブロック図であ
る。

【図７】同上のタイミング制御部を示す具体回路図であ
る。

【図８】同上の発振回路を示す具体回路図である。

【図９】同上のタイミング制御部の動作を説明するため
のタイムチャートである。

【図１０】同上の動作を説明するためのタイムチャート
である。

【図１１】従来例を示す回路ブロック図である。

【図１２】同上の発光回路を示す具体回路図である。

【符号の説明】

１発光部２光電変換部３アナログ出力部４タイミング制御部５発光素子６発光駆動回路８受光素子９受光回路１７発振回路１８タイミング回路Ｔｒ外部からの制御信号

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【手続補正書】

【提出日】平成８年５月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定空間に光を照射する発光手段と、該
発光手段から照射された光が上記測定空間内の煙により
散乱された散乱光を受光して電気信号に変換する光電変
換手段と、上記電気信号に基づいて煙濃度に応じたアナ
ログ信号を出力するアナログ出力手段と、上記発光手段
並びに光電変換手段を間欠駆動するタイミング制御手段
と、外部からの制御信号を受けたときに一定時間だけ上
記アナログ信号を出力させる外部制御手段とを備えたこ
とを特徴とする煙センサ。
【請求項２】上記外部制御手段は、外部からの制御信
号を受けたときに一定時間だけ上記アナログ出力手段を
間欠動作させることを特徴とする請求項１記載の煙セン
サ。
【請求項３】上記外部制御手段は、外部からの制御信
号を受けたときに上記発光手段並びに光電変換手段を間
欠駆動させる間欠駆動信号を一定時間だけ上記タイミン
グ制御手段から出力させることを特徴とする請求項１記
載の煙センサ。
【請求項４】上記発光手段並びに光電変換手段を間欠
駆動させる間欠駆動信号を生成するタイミング回路と、
該タイミング回路にクロック信号を供給する発振回路と
を上記タイミング制御手段に具備するとともに、上記外
部からの制御信号に基づいて上記発振回路の動作をオン
／オフする上記外部制御手段を備えたことを特徴とする
請求項１記載の煙センサ。
【請求項５】外部から入力される外部クロック信号に
応じたクロック信号を出力する外部発振モードと、所定
のクロック信号を出力する内部発振モードとを切り換え
る切換手段を上記発振回路に設けたことを特徴とする請
求項４記載の煙センサ。