WO2009131119A1

WO2009131119A1 - 煙感知器

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Publication number: WO2009131119A1
Application number: PCT/JP2009/057922
Authority: WO
Inventors: 福井　卓; 畑谷　光輝
Original assignee: パナソニック電工株式会社
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2009-10-29
Also published as: CN102077256A; CN102077256B; CA2722958C; CA2722958A1; AU2009239074A1; US20110031419A1; US8552355B2; AU2009239074B2; EP2273466A4; EP2273466A1

Abstract

　電流電圧変換回路２は、第１の帰還回路５と、補正用トランジスタＱ１とを備える。第１の帰還回路５は、出力電圧Ｖ１０のうち所定の第１カットオフ周波数以下の低周波成分の大きさに応じた電圧を出力し、補正用トランジスタＱ１は、第１の帰還回路５の出力の大きさに応じた補正電流Ｉ２１をセンサ電流Ｉ１０から引き抜く。第１の帰還回路５は、第１の積分回路９と、サンプルホールド回路１０とを有する。第１の積分回路９は、変換部３の出力電圧Ｖ１０を積分し、サンプルホールド回路１０は、パルス状の検出信号が入力されるセンシング期間において、第１の積分回路９の出力をサンプルホールドする。これにより、受光部への外乱光の入射を防止する手段を簡素化あるいは省略することができる。

Description

煙感知器

　本発明は、火災時に発生する煙を感知し発報する煙感知器に関する。

　従来から、この種の煙感知器Ａとして、図３０（ａ）に示すようにハウジング２０と、ＬＥＤ（発光部）６と、フォトダイオード（受光部）ＰＤとを備えた構成が知られている（日本国特許第２７８３９４５号公報参照）。日本国特許第２７８３９４５号公報に記載の煙感知器Ａでは、ＬＥＤ６は、ハウジング２０内の検知空間に向けて間欠的に光を出力し、フォトダイオードＰＤは、ＬＥＤ６からの直接光が入射しない位置に配置され、受光した光を電流に変換する。この煙感知器Ａでは、検知空間内に煙が流入すると、ＬＥＤ６からの光が検知空間内の煙で拡散反射されることによりフォトダイオードＰＤでのＬＥＤ６からの光の受光量が増加し、フォトダイオードＰＤから出力される電流量が増加する。

　ＬＥＤ６およびフォトダイオードＰＤは、ＬＥＤ６の前方に配置された投光レンズ２３およびフォトダイオードＰＤの前方に配置された受光レンズ２４と共に光学ブロック２５を構成する。ハウジング２０は、ボディ２６とカバー２７とを備えている。ボディ２６は、下面に開口部が形成され当該開口部に向けてＬＥＤ６からの光が出射されるように光学ブロック２５を収納する。カバー２７は、上面開口の有底円筒状であってボディ２６の開口部を覆うようにボディ２６に結合される。カバー２７の周壁には煙を取り込むための開口窓が形成されており、カバー２７内に前記検知空間が形成される。ここでカバー２７内には、検知空間への虫の侵入を防止する防虫網２８、および検知空間への外乱光の入射を防止するラビリンス２１が検知空間を包囲するように配置される。ラビリンス２１は、蛍光灯や白熱灯などからの様々な外乱光の入射を防止するとともに、検知空間内に煙がない状態でＬＥＤ６の光がフォトダイオードＰＤに入射することを防止するために、入り組んだ光路を持つ複雑な構造を採用している。

　この種の煙感知器Ａは、図３０（ｂ）に示すように、ハウジング２０内に収納された回路ブロック１に、フォトダイオードＰＤからの入力電流を電圧に変換して出力する電流電圧変換回路（ＩＶ変換回路）２が設けられている。さらに、煙感知器Ａは、電流電圧変換回路２の出力電圧を増幅回路１２とフィルタ回路１３とを通して判定処理部である発報判定回路１４に入力し、前記出力電圧の変化量が所定の火災判定レベルを超えると発報回路１５（ブザー等）で発報するように構成されている。なお、回路ブロック１には、各回路に電源供給する電源回路１６と、他の発報手段等を連動させる連動回路１７と、ＬＥＤ６を周期的にパルス発光させるＬＥＤ駆動回路１８とが設けられている。ＬＥＤ駆動回路１８は、ＬＥＤ６と直列接続されたトランジスタＴｒ１（図３１参照）を含んでいる。

　ここで用いられる電流電圧変換回路２は、たとえば図３１に示すように演算増幅器ＯＰ１を含む変換部３を有する。変換部３は、演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子と出力端子との間に変換抵抗Ｒ２を接続してなり、この反転入力端子に入力電流Ｉ２０が入力されると、入力電流Ｉ２０の変動に応じて電圧値が変動する出力電圧Ｖ１０を出力端子Ｔｏｕｔに出力するように構成される。図３１の例では、非反転入力端子に基準電圧Ｖｓが印加されているので、変換抵抗Ｒ２の抵抗値をｒ２とすれば出力電圧Ｖ１０は、Ｖ１０＝Ｖｓ－（Ｉ２０×ｒ２）で表される。要するに電流電圧変換回路２は、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光していない定常状態での出力電圧Ｖ１０を動作点として、入力電流Ｉ２０の変動に応じて動作点を基準に出力電圧Ｖ１０を変動させることとなる。

　また、近年では、設置が簡単であることから、電池を電源とした煙感知器Ａの需要が増えている。電池を煙感知器Ａの電源とする場合には、煙感知器Ａの平均消費電力を抑えて電池の長寿命化を図るため、煙感知器Ａを間欠駆動させる必要がある。この場合には、図３２（ａ）に示す電流電圧変換回路２への電源供給も間欠的に行われることとなる。そのため、ＬＥＤ６は図３２（ｂ）のように電流電圧変換回路２への電源供給が行われている間にパルス状の光を出力するように駆動される。ここで、検知空間に煙が流入してフォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光すると、図３２（ｃ）に実線で示すように電流電圧変換回路２の出力電圧Ｖ１０の変化量ΔＶは大きくなり図中の火災判定レベルに達することとなる。一方、検知空間に煙がなければ、図３２（ｃ）に破線で示すように出力電圧の変化量ΔＶは小さくなり、火災判定レベルに達することはない。

　ところで、図３１のような電流電圧変換回路２では、図３３（ａ）に示すように演算増幅器ＯＰ１のダイナミックレンジが、演算増幅器ＯＰ１の電源電圧ＶＤＤとグランドＧＮＤとの間に規定されている。そのため、上述した出力電圧Ｖ１０はこのダイナミックレンジの範囲内で変動する。したがって、入力電流Ｉ２０がある大きさ以上になると出力電圧Ｖ１０が飽和してしまう。

　たとえば上述した煙感知器Ａにおいては、ラビリンス２１を設けてあるとはいえ、検知空間を外部から完全には遮断することはできないので、フォトダイオードＰＤに対して僅かながら外乱光が入射することがある。通常、外乱光は時間的変動が小さく、フォトダイオードＰＤがこの外乱光を受光することによりフォトダイオードＰＤからは時間的変動の小さい電流（以下、「低周波成分」という）が出力されることになる。そして、入力電流Ｉ２０に含まれる低周波成分がある大きさ以上になると、出力電圧Ｖ１０が飽和する可能性がある。

　すなわち、入力電流Ｉ２０に低周波成分が含まれていなければ、図３３（ａ）のように出力電圧Ｖ１０の動作点は基準電圧Ｖｓとなるから、入力電流Ｉ２０の変動があれば出力電圧Ｖ１０もこの変動に追従して変動する。これに対して、入力電流Ｉ２０に低周波成分が含まれていると、図３３（ｂ）に示すように出力電圧Ｖ１０の動作点が低下し、入力電流Ｉ２０が増加した場合に出力電圧Ｖ１０が途中で飽和してしまう可能性がある。特に、低周波成分が大きく、図３３（ｃ）のように出力電圧Ｖ１０の動作点がグランドＧＮＤ付近にまで低下している場合、入力電流Ｉ２０の変動によらず出力電圧Ｖ１０が飽和状態にあり、入力電流Ｉ２０の増加を出力電圧Ｖ１０が追従することはない。

　たとえば変換抵抗Ｒ２の抵抗値ｒ２を１ＭΩ、基準電圧Ｖｓを１Ｖと仮定すると、入力電流Ｉ２０が１μＡで変換抵抗Ｒ２の両端間の電圧降下は１Ｖとなり、その結果、電流電圧変換回路２の出力電圧Ｖ１０が０Ｖとなって飽和する。この状態では、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光して電流電圧変換回路２にパルス状の入力電流Ｉ２０が入力されても、電流電圧変換回路２の出力電圧Ｖ１０は飽和しているからこれ以上変動することはない。したがって、この場合、出力電圧Ｖ１０の変化量ΔＶが火災判定レベルに達することなく失報となる可能性がある。

　また、この種の煙感知器Ａにおいて、出力電圧Ｖ１０の瞬時値が所定の火災判定レベルに達したときに発報する構成とすることも考えられる。この場合、出力電圧Ｖ１０が飽和しなくても、低周波成分の影響で出力電圧Ｖ１０の動作点自体が変動すると、失報や非火災報となる可能性がある。つまり、検知空間に煙があるにもかかわらず、出力電圧Ｖ１０が火災判定レベルに達することなく失報となったり、検知空間に煙がないにもかかわらず、出力電圧Ｖ１０が火災判定レベルに達して非火災報となったりする。

　ただし、上記煙感知器Ａでは、ラビリンス２７によって検知空間に外乱光の入射を防止しているので、外乱光の影響による出力電圧Ｖ１０の動作点の変動が抑制されることとなり、上述したような失報や非火災報は生じにくい。

　ところで、上述した煙感知器Ａにおいては、検知空間への外乱光の入射を防止するラビリンス２１の構造が複雑であり、ラビリンス２１の製造にかかるコストが煙感知器Ａ全体の低コスト化の妨げとなっている。そこで、ラビリンス２１の構造を極力簡素化、あるいはラビリンス２１自体を省略することで、煙感知器Ａの低コスト化を図ることが要望されている。

　しかし、ラビリンス２１を簡素化あるいは省略すると、フォトダイオードＰＤで受光される外乱光が強くなり、入力電流Ｉ２０に含まれる低周波成分が大きくなって出力電圧Ｖ１０の動作点が変動するため、失報や非火災報を生じやすくなるという問題がある。特に、上述のように電池を煙感知器Ａの電源とする場合には、演算増幅器ＯＰ１の電源電圧が低く演算増幅器ＯＰ１のダイナミックレンジが比較的狭いため、出力電圧Ｖ１０が飽和しやすくなる。

　本発明は上記事由に鑑みて為されており、受光部への外乱光の入射を防止する手段を簡素化あるいは省略することができる煙感知器を提供することを目的とする。

　本発明に係る煙感知器は、発光部と、受光部と、電流電圧変換回路と、電流源と、判定処理部とを備える。発光部は、検知空間に向けて所定のセンシング期間にパルス状の光を出力する。受光部は、発光部からの直接光は入射せず検知空間内に流入した煙により拡散反射された発光部からの光が入射する位置に配置される。電流源は、受光部に対して受光強度に相当する大きさのセンサ電流を流すように構成される。電流電圧変換回路は変換部を有し、変換部は、入力電流を出力電圧に変換して出力端子から出力するように構成される。この入力電流は、受光部に接続されている変換部の入力端子に入力される。判定処理部は、出力電圧に基づいて検知空間内の煙の有無を判定するように構成される。さらに、電流電圧変換回路は低周波補正手段を有する。この低周波補正手段は、出力電圧のうち受光部が発光部からの光を受光したときに生じるパルス状の検出信号の周波数より低いカットオフ周波数以下の低周波成分を抽出し、当該低周波成分に応じた大きさの補正電流を流し、当該補正電流と前記入力電流との合成電流を前記センサ電流とすることで入力電流を補正電流分だけ小さくする。

　この構成によれば、受光部を流れる電流に低周波成分が含まれている場合に、低周波補正手段が、出力端子と入力端子との間にフィードバックをかけて前記低周波成分による出力電圧の飽和を抑制することができる。つまり、低周波補正手段が、低周波成分に応じた大きさの補正電流を流すことによって、入力電流から前記低周波成分が減算され、出力電圧への低周波成分の影響が抑制される。したがって、受光部で受光される外乱光が強く受光部を流れるセンサ電流に含まれる低周波成分が比較的大きい場合でも、変換部の出力端子に生じる出力電圧への前記低周波成分の影響を抑制することができる。その結果、受光部への外乱光の入射を防止する手段を簡素化あるいは省略することが可能になる。

　より好ましい形態として、センサ電流は、受光部から入力端子に流れ込む向きの電流であって、低周波補正手段は、補正電流に相当する大きさの電流を受光部から引き抜くように構成される。

　この構成によれば、低周波補正手段が、受光部から補正電流を引き抜くことにより、変換部に入力される入力電流から前記低周波成分が減算され、出力電圧への低周波成分の影響を抑制することができる。

　他の好ましい形態として、センサ電流は、変換部から受光部に流れ込む向きの電流であって、低周波補正手段は、補正電流に相当する大きさの電流を受光部に供給するように構成される。

　この構成によれば、低周波補正手段が、補正電流を受光部に供給することによって、変換部から受光部に供給される入力電流から前記低周波成分が減算され、出力電圧への低周波成分の影響が抑制される。

　さらに好ましい形態として、低周波補正手段は、第１の帰還回路と、補正用トランジスタとを具備する。第１の帰還回路は、出力電圧のうち検出信号の周波数より低い第１カットオフ周波数以下の低周波成分を出力する。また、補正用トランジスタは、所定電位点と入力端子との間に挿入され、第１の帰還回路の出力に制御端子が接続されることで、第１の帰還回路の出力に応じた大きさの補正電流を流すように構成される。

　この構成によれば、第１カットオフ周波数以下の低周波成分を補正電流として補正用トランジスタに流すことができるので、抵抗に補正電流を流す場合に比べて大きな補正電流を流すことが可能となる。したがって、受光部で受光される外乱光が強く入力電流に含まれる低周波成分が比較的大きい場合でも、変換部の出力端子に生じる出力電圧への前記低周波成分の影響を抑制することができる。その結果、受光部への外乱光の入射を防止する手段を簡素化あるいは省略することが可能になる。

　他の好ましい形態として、低周波補正手段は、第２の帰還回路と、補正用抵抗とを具備する。第２の帰還回路は、出力電圧のうち検出信号の周波数より低い第２カットオフ周波数以下の低周波成分に相当する電圧を出力する。また、補正用抵抗は、第２の帰還回路の出力と前記入力端子との間に挿入され、第２の帰還回路の出力に応じた大きさの前記補正電流を流すように構成される。

　この構成によれば、第２カットオフ周波数以下の低周波成分を補正電流として補正用抵抗に流すことができるので、補正電流を補正用トランジスタのみに流す場合に比べて、出力電圧への影響を抑制可能な低周波成分の大きさの上限を広げることができる。したがって、より大きな低周波成分が入力電流に含まれる場合でも、変換部の出力端子に生じる出力電圧への前記低周波成分の影響を抑制することができる。

　さらに他の好ましい形態として、第１の帰還回路は周波数切替手段を有する。この周波数切替手段は、センシング期間においては第２カットオフ周波数より低く、センシング期間以外の期間においては第２カットオフ周波数より高くなるように第１カットオフ周波数を切り換えるように構成される。

　この構成によれば、第１の帰還回路は、センシング期間以外の期間においては、比較的広範囲の低周波成分を補正用トランジスタに流しながらも、センシング期間においては、検出信号が補正用トランジスタに流れてしまうことを回避できる。また、センシング期間においても、第２カットオフ周波数以下の低周波成分であれば第２の帰還回路によって補正用抵抗に流すことができる。

　さらに他の好ましい形態として、第１の帰還回路は、出力電圧の積分値成分を出力する積分回路を有する。また、周波数切替手段はサンプルホールド回路を具備し、サンプルホールド回路は、積分回路の出力と前記補正用トランジスタの前記制御端子との間に挿入された第１のスイッチを有する。さらに、周波数切替回路は、センシング期間においては第１のスイッチをオフすることでサンプルホールド回路を作動させ、保持された積分回路の出力電圧を補正用トランジスタの制御端子に印加するように構成される。

　この構成によれば、センシング期間においては、第１のスイッチがオフすることで積分回路の出力と補正用トランジスタの制御端子との間が遮断されるから、積分回路に発生するフリッカ雑音等の定常雑音が入力に影響することを防止でき、ＳＮ比が向上する。

　さらに他の好ましい形態として、変換部の入力端子と出力端子との間には第２のスイッチが接続されている。第２のスイッチは、第１のスイッチがオンのときにオンする。

　この構成によれば、第２のスイッチがオンすることにより変換部の入力端子と出力端子との間の利得が低下し、第１のスイッチがオンすることによる系の発振を抑制することができる。

　さらに他の好ましい形態として、第１のスイッチは、オフ抵抗の値が、補正用トランジスタの制御端子と所定電位点との間の抵抗値よりも小さく設定されている。

　この構成によれば、第１のスイッチがオフするセンシング期間においても、第１のスイッチのオフ抵抗を通して微小電流を流すことができるから、補正用トランジスタの制御端子と所定電位点との間に生じる漏れ電流により補正用トランジスタの制御端子の電位が低下することを防止することができる。したがって、補正用トランジスタの制御端子の電位が低下することによる出力電圧の変動を抑制することができる。

　さらに他の好ましい形態として、第１の帰還回路は、出力電圧の積分値成分を出力する積分回路を有する。この周波数切替手段はローパスフィルタ回路を具備し、ローパスフィルタ回路は、コンデンサと、抵抗および第３のスイッチの並列回路とを有する。コンデンサは、補正用トランジスタの制御端子と所定電位点との間に接続され、並列回路は、積分回路の出力と補正用トランジスタの制御端子との間に接続される。さらに、波数切替手段は、センシング期間においては第３のスイッチをオフすることでローパスフィルタ回路を作動させるように構成される。

　この構成によれば、第３のスイッチがオフするセンシング期間においても、抵抗を通して電流を流すことができるから、補正用トランジスタの制御端子と所定電位点との間に生じる漏れ電流により補正用トランジスタの制御端子の電位が低下することを防止することができる。したがって、補正用トランジスタの制御端子の電位が低下することによる出力電圧の変動を抑制することができる。また、センシング期間における第１カットオフ周波数を精度よく設定することができるので、検出信号が補正用トランジスタに流れない範囲で、第１カットオフ周波数を高く設定することができる。そのため、センシング期間においても、比較的広範囲の低周波成分を補正用トランジスタに流すことが可能になる。

　さらに他の好ましい形態として、第１の帰還回路は積分回路を有し、積分回路は第１の抵抗とコンデンサとで決まる時定数を有する。周波数切替手段は、第２の抵抗および第４のスイッチの直列回路を具備し、当該直列回路は第１の抵抗と並列に接続される。さらに周波数切替手段は、センシング期間においては第４のスイッチをオフするように構成される。

　この構成によれば、サンプルホールド回路を設ける場合に比べて、回路の小型化、低消費電力化を図ることができる。また、センシング期間における第１カットオフ周波数を精度よく設定することができるので、検出信号が補正用トランジスタに流れない範囲で、第１カットオフ周波数を高く設定することができる。そのため、センシング期間においても、比較的広範囲の低周波成分を補正用トランジスタに流すことが可能になる。

　さらに他の好ましい形態として、第２の帰還回路は第２のアクティブフィルタからなり、第２のアクティブフィルタは入力電流に対して逆位相の電圧を出力する。第１の帰還回路は第１のアクティブフィルタからなり、第１のアクティブフィルタは入力電流に対して同位相の電圧を出力するように構成される。

　この構成によれば、第１および第２の帰還回路がアクティブフィルタで実現されているので、低周波成分に対して高利得を持つことができ、低周波成分による出力電圧の変動を確実に抑制することができる。

　さらに他の好ましい形態として、第２の帰還回路は第２のアクティブフィルタからなり、前記第２のアクティブフィルタは、変換部から受光部に供給される電流に対して同位相の電圧を出力する。第１の帰還回路は第１のアクティブフィルタからなり、第１のアクティブフィルタは、変換部から受光部に供給される電流に対して逆位相の電圧を出力するように構成される。

　より好ましい形態として、補正用トランジスタは複数個設けられており、電流電圧変換回路は、選択用スイッチと、スイッチ制御回路とを備える。選択用スイッチは、各補正用トランジスタと入力端子との間にそれぞれ挿入される。スイッチ制御回路は、第１の帰還回路の出力が大きくなるほどオンする選択用スイッチの個数が増えるように、第１の帰還回路の出力に応じて選択用スイッチをオンオフ制御する。

　この構成によれば、補正電流が大きくなるほど、補正電流を流す補正用トランジスタの個数が増えるので、入力電流の大幅な補正を可能としながらも、各補正用トランジスタにおけるチャネル幅とチャネル長との比を小さく抑えることができる。したがって、補正用トランジスタ１個当たりの定常雑音を小さく抑えることができる。

　より好ましい形態として、第１の帰還回路と第２の帰還回路とは演算増幅器を共用しており、電流電圧変換回路はモード切替手段を備える。モード切替手段は、演算増幅器を前記第１の帰還回路に用いる動作モードと、演算増幅器を前記第２の帰還回路に用いる動作モードとを切り替えるように構成される。

　この構成によれば、第１の帰還回路と第２の帰還回路とが演算増幅器を共用しているから、各帰還回路にそれぞれ演算増幅器を設ける場合に比べて、回路の小型化を図ることができる。

　より好ましい形態として、第１の帰還回路の電源電圧は他の回路の電源電圧よりも高く設定されている。

　この構成によれば、第１の帰還回路の電源電圧が他の回路の電源電圧と同じである場合に比べて、第１の帰還回路の出力の上限値が高くなり、したがって、補正用トランジスタに流すことができる電流の大きさの上限を広げることができる。

　他の好ましい形態として、本発明に係る煙感知器は、発光部と、受光部と、センサ出力処理部と、演算処理部とを備える。発光部は、検知空間に向けてパルス状の光を間欠的に出力する。受光部は、発光部からの直接光は入射せず検知空間内に流入した煙により拡散反射された発光部からの光が入射する位置に配置され、光を受光して電流に変換するように構成される。センサ出力処理部は、受光部から入力される入力電流を出力電圧に変換する。演算処理部は、出力電圧に基づいて検知空間内の煙の有無を判定するように構成される。さらに、センサ出力処理部は、入力電流が変動すると当該変動量に応じて出力電圧の瞬時値を過渡的に変化させる。また、演算処理部は、検出手段と、判定手段とを有する。検出手段は、入力電流に対する出力電圧の過渡応答期間に設定されている第１および第２のサンプリングタイミングで、出力電圧の瞬時値をそれぞれ計測値として検出する。判定手段は、検出手段で検出された両計測値間の差分値を所定のしきい値と比較することにより、検知空間内の煙の有無を判定する。第１および第２のサンプリングタイミングは、両計測値間に差を生じるように設定されている。

　この構成によれば、演算処理部は、入力電流に対する出力電圧の過渡応答期間に設定されている第１および第２のサンプリングタイミングで出力電圧の瞬時値をそれぞれ計測値として検出する。そして、演算処理部は、両計測値間の差分値を所定のしきい値と比較することにより検知空間内の煙の有無を判定するので、たとえ入力電流に含まれる低周波成分が大きくなって出力電圧の動作点が変動することがあっても、当該低周波成分が前記差分値に影響することは殆どない。したがって、低周波成分の影響を受けずに検知空間内の煙の有無を判定することができる。その結果、ラビリンスを簡素化あるいは省略しながらも、失報や非火災報を生じにくいという利点がある。

　より好ましい形態として、センサ出力処理部はバンドパス手段を有し、バンドパス手段は、発光部からの光のパルス幅に応じて決定された周波数帯域に利得のピークを生じさせるように構成される。センサ出力処理部は、出力電圧を受光部が発光部からの光を受光していない状態での瞬時値である動作点から正負両側に振れる信号として出力する。また、検出手段は、動作点の両側で計測値をそれぞれ検出する。

　この構成によれば、検出手段は、出力電圧の動作点の両側でそれぞれ計測値を検出するので、動作点の片側で両計測値を検出する場合に比べて両計測値間の差分値を大きくとることができ、ＳＮ比が向上するという利点がある。

　より好ましい形態として、バンドパス手段は、積分回路と、微分回路とを有し、積分回路は入力電流を積分し、微分回路は当該積分回路の出力を微分するように構成される。

　この構成によれば、積分回路と微分回路とを用いた比較的簡単な構成で、出力電圧を動作点から正負両側に振れる信号とすることができる。

　他の好ましい形態として、発光部からの光のパルス幅と、第１および第２のサンプリングタイミングとは、同一のクロックに基づいて決定される。

　この構成によれば、発光部の駆動回路の温度特性などにより発光部からの光のパルス幅がばらつくことがあっても、当該パルス幅のばらつきに伴って第１および第２のサンプリングタイミングも変化することになる。したがって、発光部からの光のパルス幅のばらつきに起因した計測値のばらつきを抑制することができる。

　さらに他の好ましい形態として、第１および第２のサンプリングタイミングは、出力電圧の瞬時値のピークの手前にそれぞれ設定される。

　この構成によれば、センサ出力処理部の温度特性などによりセンサ出力処理部の利得がばらつくことがあっても、出力電圧の瞬時値のピークでそれぞれ計測値を検出する場合に比べると、前記利得ばらつきに起因した計測値のばらつきを小さく抑えることができる。

　さらに他の好ましい形態として、演算処理部は、発光部が光を出力する前の予備期間に前記出力電圧の瞬時値を予備値として読み出し、当該予備値が予め決められている正常範囲内になければ判定手段による判定を行わないように構成される。

　この構成によれば、低周波成分の影響で出力電圧の動作点自体が変動して正常範囲を外れているような状態では判定手段による判定を行わない。したがって、低周波成分の影響で出力電圧が飽和し発光部からの光を受光部が受光することに起因した出力電圧の変動量を正確に検出できないことによる失報を防止できる。

　さらに他の好ましい形態として、センサ出力処理部は間欠的に駆動され、発光部はセンサ出力処理部の駆動中に光を出力するように構成される。

　この構成によれば、センサ出力処理部を常時駆動する場合に比べて、平均消費電力を低く抑えることができる。なお、センサ出力処理部の起動時に出力電圧の瞬時値が変動することがあっても、センサ出力処理部の起動時における出力電圧の変動の影響を受けずに検知空間内の煙の有無を判定することができる。

　さらに他の好ましい形態として、検出手段はＡＤ変換器からなり、ＡＤ変換器は、瞬時値を量子化してデジタル値からなる計測値を得るように構成される。

　この構成によれば、検出手段がＡＤ変換器からなるので、演算処理部の回路構成を比較的簡単にすることができる。

　他の好ましい形態として、本発明に係る煙感知器は、発光部と、受光部と、検出処理部と、判定処理部とを備える。発光部は、検知空間内に向けて間欠的に光を出力する。受光部は、発光部からの直接光は入射せず検知空間内に流入した煙により拡散反射された発光部からの光が入射する位置に配置される。検出処理部は、受光部での受光強度に基づいて検知空間内の煙濃度に相当する検出値を求めるように構成される。判定処理部は、検出値に基づいて火災の有無を判定するように構成される。さらに、判定処理部は、記憶手段と、判定手段とを有し、記憶手段は複数段階の判定レベルを記憶し、判定手段は検出値を判定レベルと比較する。ここで、判定レベルは、基準レベルと、火災判定レベルと、状態判定レベルとを含んでいる。基準レベルは、検知空間内に煙がない状態での検出値に相当し、火災判定レベルは、基準レベルより高く設定され火災の判定基準となり、状態判定レベルは、火災判定レベルより低く設定され且つ基準レベルと火災判定レベルとの少なくとも一方を用いて算出される。判定手段は、検出値が火災判定レベル以上であれば火災と判定し、検出値が火災判定レベル未満であれば、検出値と状態判定レベルとの大小関係に応じて所定の動作状態を判定するように構成される。

　この構成によれば、判定手段は、検出値が火災判定レベル以上であれば火災と判定し、検出値が火災判定レベル未満であれば、検出値と状態判定レベルとの大小関係に応じて所定の動作状態を判定する。これにより、検出値を判定レベルと比較する１回の処理で火災の有無と動作状態との両方を判定することができる。したがって、火災の有無以外の動作状態を判定しながらも、火災判定のみを行う場合に比べて回路構成が複雑になったり判定に要する時間が長くなったりすることがないという利点がある。

　より好ましい形態として、状態判定レベルは、基準レベルより低く設定される故障判定レベルを含み、判定手段は、検出値が故障判定レベル未満であれば動作状態を故障と判定するように構成される。

　この構成によれば、光学系の異常などにより検出値が正常範囲から外れた場合に、故障と判定することができる。

　さらに好ましい形態として、故障判定レベルは、基準レベルを用いて算出される。

　この構成によれば、故障判定レベルを単独で設定する必要がなく、判定レベルの設定の手間が省けるという利点がある。

　さらに他の好ましい形態として、状態判定レベルは、基準レベルより高く設定される汚れ判定レベルを含む。判定手段は、検出値が汚れ判定レベル以上で且つ火災判定レベル未満であれば動作状態を検知空間内に汚れ有りと判定し、所定のタイミングで汚れの有無を確認して規定値以上の頻度で汚れ有りと判定されれば、記憶手段内の火災判定レベルを高くする補正を行うように構成される。

　この構成によれば、所定のタイミングで汚れの有無を確認して規定値以上の頻度で汚れ有りと判定されれば、記憶手段内の火災判定レベルを高くする補正を行うので、火災判定を行う度に減算補正を行う必要がある従来構成に比べて、補正の頻度が低くなる。したがって、検知空間内の汚れに起因した非火災報を防止しながらも、火災判定に必要な処理を従来よりも少なくすることができるという利点がある。

　より好ましい形態として、汚れ判定レベルは、基準レベルと火災判定レベルとの両方を用いて算出される。

　この構成によれば、汚れ判定レベルを単独で設定する必要がなく、判定レベルの設定の手間が省けるという利点がある。また、火災判定レベルを用いて汚れ判定レベルが算出されるので、火災判定レベルが補正されたときには汚れ判定レベルも補正されることとなり、検知空間内が汚れた際の汚れ判定レベルの補正も不要になる。

本発明の実施形態１の構成を示す概略回路図である。同上の構成を示すブロック図である。同上の電流電圧変換回路の利得を示す特性図である。同上の動作を示すタイミングチャートである。同上の煙感知器を示す斜視図である。本発明の実施形態２の構成を示す概略回路図である。本発明の実施形態３の構成を示す概略回路図である。本発明の実施形態４の構成を示す概略回路図である。本発明の実施形態５の構成を示す概略回路図である。同上の動作を示すタイミングチャートである。同上の他の構成を示す概略回路図である。本発明の実施形態６の構成を示す概略回路図である。同上の動作を示すタイムチャートである。同上の動作を示す波形図である。同上の動作を示すタイムチャートである。同上の動作を示すタイムチャートである。本発明の実施形態７の構成を示す概略回路図である。（ａ）は同上のセンサ出力処理部の利得を示す特性図、（ｂ）は実施形態６のセンサ出力処理部の利得を示す特性図である。実施形態６の動作を示すタイムチャートである。実施形態７の動作を示すタイムチャートである。同上の動作を示すタイムチャートである。同上の動作を示すタイムチャートである。本発明の実施形態８の構成を示す概略ブロック図である。同上に用いる判定レベルを示す説明図である。同上の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態９の構成を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略部分縦断面図である。同上の煙感知室の内部構造を示す概略平面図である。同上の他の構成を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略部分縦断面図である。本発明の実施形態１０の煙感知室の内部構造を示す概略平面図である。従来の煙感知器を示し、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は回路ブロックのブロックである。同上の電流電圧変換回路を示す概略回路図である。同上の動作を示すタイミングチャートである。同上の出力電圧を示す説明図である。

　（実施形態１）
　本実施形態の煙感知器Ａは、ハウジング２０内に検知空間を有している。さらに煙感知器Ａは、発光部と、受光部と、回路ブロック１とを備える。発光部は、検知空間に向けて間欠的にパルス状の光を出力し、受光部は、発光部からの直接光が入射しない位置に配置され、受光した光を電流に変換する。回路ブロック１は、受光部からの入力電流に基づいて、検知空間内の煙を検知するように構成される。この煙感知器Ａでは、検知空間内に煙が流入すると、発光部からの光が検知空間内の煙で拡散反射されることにより受光部での発光部からの光の受光量が増加し、受光部から出力される電流量が増加する。ここで例示する煙感知器Ａは電池を電源としており、平均消費電力を抑えて電池の長寿命化を図るために間欠駆動する。

　回路ブロック１は、電流電圧変換回路と、判定処理部（図３０（ｂ）の発報判定回路１４に相当）とを備えている。電流電圧変換回路は、受光部から入力される入力電流を、当該入力電流の変動に応じて電圧値が変動する出力電圧に変換して出力する。判定処理部は、電流電圧変換回路の出力電圧に基づいて検知空間内の煙の有無を判定する。

　電流電圧変換回路２は、図２に示すように、接続端子Ｔｉｎから入力される入力電流Ｉ２０を出力電圧Ｖ１０に変換して出力端子Ｔｏｕｔから出力する変換部３を備えている。さらに、電流電圧変換回路２は、低周波補正手段として、第２の帰還回路４および補正用抵抗Ｒ１と、第１の帰還回路５および補正用トランジスタＱ１との両方を備えている。第２の帰還回路４は、出力電圧Ｖ１０のうち所定の第２カットオフ周波数ｆｃ２以下の低周波成分の大きさに応じた電圧を出力し、補正用抵抗Ｒ１は、第２の帰還回路４の出力と変換部３の接続端子Ｔｉｎとの間に挿入されている。第１の帰還回路５は、出力電圧Ｖ１０のうち所定の第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分の大きさに応じた電圧を出力し、補正用トランジスタＱ１は、第１の帰還回路５の出力の大きさに応じた電流をセンサ電流Ｉ１０から引き抜くように構成される。センサ電流Ｉ１０は、電流源から供給され、受光部としてのフォトダイオードＰＤ（図１参照）を流れる電流であって、フォトダイオードＰＤの受光強度に応じた大きさの電流である。

　しかして、低周波補正手段は、低周波成分の大きさに応じた補正電流Ｉ２１，Ｉ２２を流し、当該補正電流Ｉ２１，Ｉ２２と入力電流Ｉ２０との合成電流をセンサ電流Ｉ１０とすることにより、入力電流Ｉ２０を補正電流Ｉ２１，Ｉ２２分だけ低減させる。以下、電流電圧変換回路２の具体的な構成について図１を参照して説明する。

　変換部３は、図１に示すように、演算増幅器ＯＰ１を備え、当該演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子と出力端子との間に変換抵抗Ｒ２が接続され、演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に基準電圧Ｖｓが印加された構成を有する。演算増幅器ＯＰ１の反転入力端子は変換部３の入力端子として機能し、前述の接続端子Ｔｉｎには、受光部となるフォトダイオードＰＤが接続される。しかして、フォトダイオードＰＤからのセンサ電流Ｉ１０は、接続端子Ｔｉｎを介して入力端子（反転入力端子）から変換部３に入力される。

　上記変換部３は、変換抵抗Ｒ２に並列接続されたコンデンサＣ１を有し、ローパスフィルタとしても機能する。ここで、変換部３は、所定のカットオフ周波数ｆｃ０以下の入力電流Ｉ２０のみを通すように、変換抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１との回路定数が設定される。このカットオフ周波数ｆｃ０は、変換抵抗Ｒ２の抵抗値ｒ２とコンデンサＣ１の定数ｃ１とを用いてｆｃ０＝１／（２π×ｒ２×ｃ１）で表され、少なくとも検出信号を通すように設定される。ここでいう検出信号は、フォトダイオードＰＤが発光部としてのＬＥＤ６（図３０参照）からの光を受光したときに生じるパルス状のセンサ電流Ｉ１０を意味する。

　したがって、電流電圧変換回路２は、フォトダイオードＰＤからのセンサ電流Ｉ１０がゼロの状態での出力電圧Ｖ１０（ここでは基準電圧Ｖｓ）を動作点として、センサ電流Ｉ１０の変動に応じて動作点を基準に出力電圧Ｖ１０を変動させることとなる。

　第２の帰還回路４は、反転増幅回路７と、第２の積分回路８とを有する。反転増幅回路７は、変換部３の出力電圧Ｖ１０を反転増幅し、第２の積分回路８は、反転増幅回路７で反転増幅された出力電圧Ｖ１０を積分し、出力電圧Ｖ１０の積分値成分に相当する積分電圧Ｖｄｃを出力する。

　第２の積分回路８は、演算増幅器ＯＰ２を備え、反転増幅回路７の出力に抵抗Ｒ３を介して演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子を接続し、この演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサＣ２を接続して構成される。これにより、第２の積分回路８は抵抗Ｒ３とコンデンサＣ２とで決まる時定数を有するローパスフィルタとして機能する。この積分回路８は、少なくとも前記検出信号を遮る（つまり、検出信号の周波数より低い）第２カットオフ周波数ｆｃ２を有するように時定数が設定される。

　反転増幅回路７は、積分回路８の出力を変換部３の出力電圧Ｖ１０に対して同相とするために設けられている。この反転増幅回路７は、演算増幅器ＯＰ３を備え、変換部３の出力端子Ｔｏｕｔに抵抗Ｒ４を介して演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子を接続し、この演算増幅器ＯＰ３の反転入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ５を接続して構成される。なお、両演算増幅器ＯＰ２，ＯＰ３の非反転入力端子には基準電圧Ｖｓが印加される。

　しかして、前記検出信号と低周波成分とが変換部３の入力電流Ｉ２０に含まれている場合に、第２の積分回路８から出力される積分電圧Ｖｄｃは前記低周波成分に相当する電圧となる。このとき、入力電流Ｉ２０は変換部３にて一旦位相が反転され、さらに反転増幅回路７および積分回路８でもそれぞれ１回ずつ位相が反転されるため、積分回路８の出力には入力電流Ｉ２０と逆位相の積分電圧Ｖｄｃが現れる。ここで、変換部３の接続端子Ｔｉｎには基準電圧Ｖｓが印加されているので、補正用抵抗Ｒ１の両端間には、基準電圧Ｖｓから積分電圧Ｖｄｃを減算した電位差が生じることになる。そのため、補正用抵抗Ｒ１は、積分電圧Ｖｄｃの大きさに応じた補正電流Ｉ２２を流すことにより、センサ電流Ｉ１０から前記補正電流Ｉ２２を引き抜くことができる。すなわち、センサ電流Ｉ１０に低周波成分が含まれている場合には、当該低周波成分を減算した電流が入力電流Ｉ２０として変換部３に入力されるため、当該低周波成分が出力電圧Ｖ１０から取り除かれる。

　なお、補正用抵抗Ｒ１として抵抗値の小さい素子を用いれば、補正用抵抗Ｒ１自体の熱雑音が大きくなり、電流電圧変換回路２の入力換算ノイズも大きくなる。そのため、検出対象であるフォトダイオードＰＤからの信号成分（センサ電流Ｉ１０）と前記ノイズとの比であるＳＮ比が低下するという問題があるので、補正用抵抗Ｒ１の抵抗値はある程度大きく設定される。

　ところで、本実施形態の煙感知器Ａにおいては、第１の帰還回路５は、第１の積分回路９と、サンプルホールド回路１０とを有している。第１の積分回路９は、変換部３の出力電圧Ｖ１０を積分し、サンプルホールド回路１０は、第１の積分回路９の出力をサンプルホールドするように構成される。

　第１の積分回路９は、演算増幅器ＯＰ４を備え、出力端子Ｔｏｕｔに抵抗Ｒ６を介して演算増幅器ＯＰ４の反転入力端子を接続し、この演算増幅器ＯＰ４の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサＣ３を接続して構成される。この第１の積分回路９は、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ３とで決まる時定数を有するローパスフィルタとして機能する。この積分回路９は、上述した第２の積分回路８の第２カットオフ周波数ｆｃ２よりも高い第１カットオフ周波数ｆｃ１（つまりｆｃ２＜ｆｃ１）を有するように時定数が設定される。なお、演算増幅器ＯＰ４の非反転入力端子には基準電圧Ｖｓが印加される。

　補正用トランジスタＱ１は、接続端子Ｔｉｎと回路グランド（所定電位点）との間に挿入され、第１の積分回路９の出力に応じた補正電流Ｉ２１を変換部３の接続端子Ｔｉｎから回路グランドに流すように、ここではＮチャネルのＭＯＳＦＥＴで構成されている。この補正用トランジスタＱ１は、ドレインを接続端子Ｔｉｎに接続するとともにソースを回路グランドに接続し、ゲートがサンプルホールド回路１０を介して積分回路９の出力（演算増幅器ＯＰ４の出力端子）に接続された形で設けられている。

　サンプルホールド回路１０は、コンデンサＣ４と、常閉形の第１のスイッチＳＷ１とを有している。第１のスイッチＳＷ１は、積分回路９の出力と補正用トランジスタＱ１のゲートとの間に挿入され、コンデンサＣ４は、補正用トランジスタＱ１のゲートと回路グランドとの間に接続される。このサンプルホールド回路１０は、第１のスイッチＳＷ１を所定のタイミングでオフすることにより、当該所定のタイミングでの積分回路９の出力をコンデンサＣ４の出力電圧として維持する。

　上述の構成により、積分回路９が変換部３の出力電圧Ｖ１０を積分することで、変換部３の出力電圧Ｖ１０のうち第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分が積分回路９の出力に現れることとなる。このとき、入力電流Ｉ２０は変換部３にて一旦位相が反転され、さらに積分回路９でも位相が反転されるため、積分回路９の出力には入力電流Ｉ２０と同相の低周波成分が現れる。ここで、積分回路９の出力はサンプルホールド回路１０を介して補正用トランジスタＱ１のゲートに印加される。そのため、サンプルホールド回路１０のスイッチＳＷ１がオンの状態では、補正用トランジスタＱ１のドレイン－ソース間には積分回路９の出力（出力電圧Ｖ１０の低周波成分）の大きさに応じた補正電流Ｉ２１が流れることとなる。したがって、センサ電流Ｉ１０に含まれる第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分を補正用トランジスタＱ１に引き抜くことができ、電流電圧変換回路２全体としては前記低周波成分の利得を下げることができる。

　ここにおいて、サンプルホールド回路１０のスイッチＳＷ１をオフにすると、積分回路９の出力と補正用トランジスタＱ１のゲートとの間は遮断される。ただし、積分回路９の出力はコンデンサＣ４の両端電圧として維持される。そのため、補正用トランジスタＱ１のドレイン－ソース間には、スイッチＳＷ１がオフする直前の積分回路９の出力の大きさに応じた補正電流Ｉ２１を流し続けることができる。言い換えれば、スイッチＳＷ１がオフすることによりサンプルホールド回路１０が作動すると、補正用トランジスタＱ１に流すことができる補正電流Ｉ２１の周波数の上限値（第１カットオフ周波数ｆｃ１）は低下する。ただし、直流成分については、引き続き補正用トランジスタＱ１に引き抜くことで出力電圧Ｖ１０から取り除くことができる。

　本実施形態においては、サンプルホールド回路１０のスイッチＳＷ１をオフするタイミングを、煙感知器ＡのＬＥＤ６がパルス状の光を出力する期間、つまり検知空間内に流入した煙の有無を検出する期間（以下、センシング期間という）に合わせて設定してある。すなわち、本実施形態の煙感知器Ａは、上記センシング期間中にフォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光したときに生じる検出信号を電圧に変換し、出力電圧Ｖ１０として出力する。そこで、上記センシング期間における前記検出信号が補正用トランジスタＱ１に引き抜かれてしまうことがないように、センシング期間にはスイッチＳＷ１をオフとする。

　さらに詳しく説明すると、第１の積分回路９の第１カットオフ周波数ｆｃ１は、第２の積分回路８の第２カットオフ周波数ｆｃ２に比べると前記検出信号の周波数の近くに設定されている。そのため、スイッチＳＷ１がオンの状態では、前記検出信号が補正用トランジスタＱ１に引き抜かれ、電流電圧変換回路２全体として前記検出信号の利得が低減する可能性がある。そこで、上記センシング期間にスイッチＳＷ１をオフしてサンプルホールド回路１０を作動させることで、前記検出信号が補正用トランジスタＱ１に引き抜かれることを回避し、電流電圧変換回路２全体として前記検出信号の利得を高く確保する。

　ここで、上述したように煙感知器Ａを間欠駆動する場合には、電流電圧変換回路２への電源供給も間欠的に行われ、電流電圧変換回路２への電源供給が行われている期間内に上記センシング期間が設定される。スイッチＳＷ１をオフするのはセンシング期間のみとし、電流電圧変換回路２への電源供給が開始してからセンシング期間が開始するまでの間、およびセンシング期間が終了してから電流電圧変換回路２への電源供給が停止するまでの間にはスイッチＳＷ１をオンさせる。

　しかして、スイッチＳＷ１がオフされるセンシング期間には、第１の帰還回路５の出力はスイッチＳＷ１がオフする直前の値に固定されるので、センサ電流Ｉ１０に含まれる揺らぎのない直流成分に関しては補正用トランジスタＱ１に継続して引き抜くことができる。一方、センサ電流Ｉ１０に含まれる揺らぎのある低周波成分に関しては、当該低周波成分が第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分であっても、補正用トランジスタＱ１に引き抜くことはできない。

　ただし、センシング期間においても、第２カットオフ周波数ｆｃ２以下の低周波成分に関しては、第２の帰還回路４の出力として取り出すことにより補正用抵抗Ｒ１に引き抜くことを可能としている。

　以上説明した構成の煙感知器Ａによれば、センシング期間以外の期間において、センサ電流Ｉ１０のうち第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分は第１の帰還回路５を通してフィードバックされ、補正用トランジスタＱ１に引き抜かれることとなる。したがって、たとえセンサ電流Ｉ１０に低周波成分が含まれていても、出力電圧Ｖ１０の動作点は基準電圧Ｖｓに落ち着くこととなる。また、センシング期間においては、センサ電流Ｉ１０のうち第２カットオフ周波数ｆｃ２以下の低周波成分は第２の帰還回路４を通してフィードバックされ、補正用抵抗Ｒ１に引き抜かれることとなる。したがって、たとえセンサ電流Ｉ１０に低周波成分が含まれていても、出力電圧Ｖ１０の動作点は基準電圧Ｖｓに落ち着くこととなる。このとき、スイッチＳＷ１がオフし、第１の帰還回路５の出力がセンシング期間直前の値にホールドされるので、検出信号が補正用トランジスタＱ１に引き抜かれることはなく、検出信号に相当する出力電圧Ｖ１０を出力することができる。

　すなわち、センサ電流Ｉ１０の低周波成分を引き抜く手段として補正用抵抗Ｒ１と補正用トランジスタＱ１とを用いたことにより、補正用抵抗Ｒ１のみで低周波成分を引き抜く場合に比べて、より大きな電流成分の引き抜きに対応することができる。しかも、第１カットオフ周波数ｆｃ１を高めに設定することで、センシング期間以外の期間においては出力電圧Ｖ１０から比較的広範囲の低周波成分を取り除くことができる。さらに、サンプルホールド回路１０のスイッチＳＷ１のオンオフ切り替えによって、センシング期間においては、検出対象となる検出信号を減衰させないようにすることができる。

　また、第２の帰還回路４の第２カットオフ周波数ｆｃ２よりも、第１の帰還回路５の第１カットオフ周波数ｆｃ１を高く設定してあるから、電流電圧変換回路２への電源供給が開始すると、第２の帰還回路４よりも先に第１の帰還回路５の出力が応答する。そのため、第２の帰還回路４を遮断する手段等を付加することなく、第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分の大部分を補正用トランジスタＱ１に引き抜くことができ、結果的に、電流電圧変換回路２の小型化を図ることができる。

　しかも、センシング期間に第１の帰還回路５の第１カットオフ周波数ｆｃ１を低下させる周波数切替手段としてサンプルホールド回路１０を用いることで、センシング期間には、積分回路９の出力と補正用トランジスタＱ１との間が遮断される。したがって、積分回路９で発生する雑音（フリッカ雑音等）が入力電流Ｉ２０に影響することはなく、ＳＮ比の向上を図ることができるという利点もある。

　上記構成の電流電圧変換回路２の具体例を示すと、第１の帰還回路５の第１カットオフ周波数ｆｃ１は少なくとも１２０Ｈｚより高く設定される。これにより、銅鉄形安定器を用いて商用電源（６０Ｈｚの交流電源とする）で点灯する蛍光灯からの光をフォトダイオードＰＤが受光しても、前記蛍光灯の光の点滅の影響で電流電圧変換回路２の出力電圧Ｖ１０が変動することがない。さらに、第２の帰還回路４の第２カットオフ周波数ｆｃ２も１２０Ｈｚより高く設定する。これにより、スイッチＳＷ１がオフとなるセンシング期間においても、第２の帰還回路４を通して前記蛍光灯の光の影響を受けた１２０Ｈｚ以下の低周波成分がフィードバックされ、当該低周波成分を補正用抵抗Ｒ１に引き抜くようにしてある。

　ところで、図１においては、変換部３の変換抵抗Ｒ２に並列接続された第２のスイッチＳＷ２が設けられている。このスイッチＳＷ２は、第１のスイッチＳＷ１と同一のタイミングでオフする常閉形のスイッチであって、以下に説明する機能を有する。

　すなわち、仮に第１のスイッチＳＷ１のみが設けられているとすれば、第１のスイッチＳＷ１がオンしたときに、第１の帰還回路５のカットオフ周波数ｆｃ１が高周波側にシフトする。そのため、図３（ａ）に示す電流電圧変換回路２全体の利得の周波数特性においては、第１のスイッチＳＷ１がオンしたときに実線で示すように低周波側の利得がつぶれる。これにより、カットオフ周波数ｆｃ０と第１カットオフ周波数ｆｃ１との間に利得のピークが生じ、系が発振しやすい状態、つまり、出力電圧Ｖ１０が発振しやすい状態となる。その結果、図４（ｃ）に破線で示すように出力電圧Ｖ１０が低いときに第１のスイッチＳＷ１がオフされてしまうと、結果的に出力電圧Ｖ１０の立ち上がりが遅れるという問題がある。

　これに対して、本実施形態では、変換抵抗Ｒ２と並列に第２のスイッチＳＷ２を接続している。そのため、第２のスイッチＳＷ２を第１のスイッチＳＷ１と共に電源投入時からセンシング期間開始時点までオンすることで、図３（ｂ）に示すように第１のスイッチＳＷ１がオンしている間には変換抵抗Ｒ２の両端が接続されて変換部３の利得がつぶされる。これにより、上述した利得のピークをなくすことができ、第１のスイッチＳＷ１がオンすることによる系の発振を抑制することができる。

　さらにまた、本実施形態では、第１および第２の各帰還回路４，５の積分回路８，９としてパッシブ回路ではなく演算増幅器ＯＰ２，ＯＰ４を有したアクティブ回路を採用している。これにより、第１および第２の各帰還回路４，５は低周波成分に対して高利得を持つことができ、演算増幅器ＯＰ２，ＯＰ４のオープンゲインまで帰還をかけることができる。すなわち、パッシブフィルタを用いた構成では、第１の帰還回路５が作動したときに、出力電圧Ｖ１０には電圧降下（降下量は利得によって異なる）が発生する。その後、サンプルホールド回路１０が作動すると、第２の帰還回路４が作動して出力電圧Ｖ１０が同様に変動し、結果的に、当該変動が最終出力にも現れる。そのため、当該変動中に検出信号の誤検出を生じることがある。なお、前記変動を抑えるために検出信号の発生するタイミングの直前までサンプルホールド回路１０を作動させないことも考えられるが、この場合、回路全体の消費電流が増加する。これに対して、本実施形態ではアクティブフィルタを用いているから、低周波成分による出力電圧Ｖ１０の低下を抑制し、出力電圧Ｖ１０の飽和を確実に回避することができる。

　ここで、第１の帰還回路５の電源電圧は、電流電圧変換回路２における帰還回路５以外の回路の電源電圧よりも高くすることが望ましい。これにより、第１の帰還回路５の出力電圧（つまり、補正用トランジスタＱ１のゲート電圧）を大きくとることができ、したがって、比較的大きな補正電流Ｉ２１を補正用トランジスタＱ１に引き抜くことが可能となる。その結果、比較的大きな振幅の低周波成分がセンサ電流Ｉ１０に含まれる場合でも、当該低周波成分を出力電圧Ｖ１０から取り除くことができ、出力電圧Ｖ１０への影響を抑制可能な低周波成分の大きさの上限が一層大きくなるという利点がある。

　また、サンプルホールド回路１０が作動しているセンシング期間内であっても、補正用トランジスタＱ１のゲートと回路グランドとの間に生じる漏れ電流の影響により、補正用トランジスタＱ１のゲート電圧が時間経過に伴って徐々に低下することがある。このとき、補正用トランジスタＱ１のドレイン－ソース間に引き抜かれる補正電流Ｉ２１も徐々に低下するので、これに伴い出力電圧Ｖ１０が変動する可能性がある。この対策として、第１のスイッチＳＷ１に、オフ抵抗が補正用トランジスタＱ１のゲート－ソース間の抵抗値よりも小さくなる素子（たとえばアナログスイッチ）を用いることが考えられる。これにより、スイッチＳＷ１がオフであるセンシング期間においても、スイッチＳＷ１のオフ抵抗を介して流れる微小電流によって、前記漏れ電流によるゲート電圧の低下を抑制することができ、出力電圧Ｖ１０の変動を抑制することができる。

　以上説明したように本実施形態の煙感知器Ａは、フォトダイオードＰＤに対して強い外乱光が入射することによりセンサ電流Ｉ１０に大きな低周波成分が含まれる場合でも、出力電圧Ｖ１０への前記低周波成分の影響を抑制することができる。したがって、ラビリンス２１を簡素化し、図５に示すように煙感知器Ａの薄型化等を図ることが可能となる。図５の煙感知器Ａは、ハウジング２０の前方（ハウジング２０を天井に取り付けた場合の下方）を検知空間として、フォトダイオードＰＤがこの検知空間に流入する煙で拡散反射したＬＥＤ６からの光を受光することで煙を感知する。

　（実施形態２）
　本実施形態の煙感知器Ａは、図６に示すように補正用トランジスタＱ１を複数個設けた点が、実施形態１の煙感知器Ａと相違する。

　すなわち、本実施形態では、接続端子Ｔｉｎと回路グランド（所定電位点）との間に複数個の補正用トランジスタＱ１が並列に接続され、第１の帰還回路５の出力は各補正用トランジスタＱ１のゲートにそれぞれ接続されている。ここで、各補正用トランジスタＱ１のドレインと接続端子Ｔｉｎとの間には、選択用スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，・・・がそれぞれ挿入され、各選択用スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，・・・のオンオフ制御はスイッチ制御回路１１にて行うように構成される。

　スイッチ制御回路１１は、補正用トランジスタＱ１のゲートに印加される第１の帰還回路５の出力を監視するように構成される。そして、スイッチ制御回路１１は、帰還回路５の出力が大きくなるほどオンする選択用スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，・・・の個数が増えるように、帰還回路５の出力の大きさに応じて選択用スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，・・・をオンオフ制御する。したがって、センサ電流Ｉ１０から引き抜く補正電流Ｉ２１が大きくなるほど、接続端子Ｔｉｎと回路グランドとの間に並列接続される補正用トランジスタＱ１の個数が増え、電流の引き抜きに使用される補正用トランジスタＱ１の個数が多くなる。

　要するに、センサ電流Ｉ１０から補正電流Ｉ２１を引き抜く補正用トランジスタＱ１において、対応可能な電流値を大きくするためには、チャネル幅（Ｗ）とチャネル長（Ｌ）との比（Ｗ／Ｌ）を大きくとる必要がある。しかし、前記比（Ｗ／Ｌ）を大きくすると、引き抜く電流量が同じであっても補正用トランジスタＱ１の熱雑音が大きくなってしまう。これに対して、本実施形態では、各補正用トランジスタＱ１の前記比（Ｗ／Ｌ）を小さく抑え、熱雑音を小さく抑えながらも、大電流を引き抜く際には複数個の補正用トランジスタＱ１を並列接続することによって、比較的大きい電流に対応できるという利点がある。

　その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

　（実施形態３）
　本実施形態の煙感知器Ａは、第１の帰還回路５の第１カットオフ周波数ｆｃ１を切り替える周波数切替手段として、図７に示すようにサンプルホールド回路１０に代えてローパスフィルタ回路１０’を設けた点が、実施形態１の煙感知器Ａと相違する。

　ローパスフィルタ回路１０’は、抵抗Ｒ７と、コンデンサＣ５と、常閉形の第３のスイッチＳＷ３とを有している。抵抗Ｒ７は、第１の積分回路９の出力と補正用トランジスタＱ１のゲートとの間に挿入され、コンデンサＣ５は、補正用トランジスタＱ１のゲートと回路グランドとの間に接続され、第３のスイッチＳＷ３は、抵抗Ｒ７に並列接続される。このローパスフィルタ回路１０’は、抵抗Ｒ７とコンデンサＣ５とで決まる所定のカットオフ周波数以下の低周波成分を通過させる。

　上記構成により、第３のスイッチＳＷ３がオンの状態では、積分回路９の出力が補正用トランジスタＱ１に直接印加される。一方、第３のスイッチＳＷ３がオフの状態では、積分回路９の出力がローパスフィルタ回路１０’を通して補正用トランジスタＱ１に印加される。したがって、第１の帰還回路５の第１カットオフ周波数ｆｃ１は、第３のスイッチＳＷ３がオフすることで低下する。

　本実施形態においては、ローパスフィルタ回路１０’のスイッチＳＷ３をオフするタイミングを、煙感知器ＡのＬＥＤ６がパルス状の光を出力する期間（センシング期間）に合わせて設定してある。すなわち、上記センシング期間における前記検出信号が補正用トランジスタＱ１に引き抜かれてしまうことがないように、センシング期間にはスイッチＳＷ３をオフとする。

　その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

　（実施形態４）
　本実施形態の煙感知器Ａは、周波数切替手段として、図８に示すようにサンプルホールド回路１０に代えて、第２の抵抗Ｒ８および第４のスイッチＳＷ４の直列回路を設けた点が、実施形態１の煙感知器Ａと相違する。

　抵抗Ｒ８と常閉形の第４のスイッチＳＷ４との直列回路は、第１の積分回路９の第１の抵抗Ｒ６と並列に接続されている。これにより、第４のスイッチＳＷ４がオンの状態では、積分回路９の第１カットオフ周波数ｆｃ１は抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ８とコンデンサＣ３とで決まる時定数によって決定する。一方、第４のスイッチＳＷ４がオフの状態では、積分回路９の第１カットオフ周波数ｆｃ１は抵抗Ｒ６とコンデンサＣ３とで決まる時定数によって決定する。したがって、第１の帰還回路５の第１カットオフ周波数ｆｃ１は、第４のスイッチＳＷ４がオフすることで低下する。

　本実施形態においては、第１の積分回路９のスイッチＳＷ４をオフするタイミングを、煙感知器ＡのＬＥＤ６がパルス状の光を出力する期間（センシング期間）に合わせて設定してある。すなわち、上記センシング期間における前記検出信号が補正用トランジスタＱ１に引き抜かれてしまうことがないように、センシング期間にはスイッチＳＷ４をオフとする。

　その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

　（実施形態５）
　本実施形態の煙感知器Ａは、図９に示すように第２の帰還回路４と第１の帰還回路５とで、１つの演算増幅器ＯＰ２を兼用するようにした点が、実施形態１の煙感知器Ａと相違する。

　すなわち、本実施形態では、第２の帰還回路４の演算増幅器ＯＰ２を第１の帰還回路５に兼用している。この煙感知器Ａは、第２の帰還回路４を作動させる動作モードと第１の帰還回路５を作動させる動作モードとを切り替えるための複数のスイッチ（モード切替手段）ＳＷ５～ＳＷ１０を備えている。具体的に説明すると、演算増幅器ＯＰ２の出力端子と補正用抵抗Ｒ１との間にはスイッチＳＷ５が挿入され、出力端子Ｔｏｕｔと抵抗Ｒ３との間にはスイッチＳＷ６が挿入されている。また、出力端子Ｔｏｕｔと反転増幅回路７の入力（抵抗Ｒ４）との間にはスイッチＳＷ７が挿入され、反転増幅回路７の出力と抵抗Ｒ３との間にはスイッチＳＷ８が挿入されている。さらに、抵抗Ｒ６’とスイッチＳＷ９とからなる直列回路が、演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ３と並列に接続される。また、演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子と出力端子との間にはコンデンサＣ３が接続され、当該コンデンサＣ３と並列に、コンデンサＣ２’とスイッチＳＷ１０とからなる直列回路が接続されている。

　ここで、スイッチＳＷ６，ＳＷ９は、図１０に示すように第１のスイッチＳＷ１と同時にオンすることで第１の帰還回路５を作動させ、このとき、その他のスイッチＳＷ５，ＳＷ７，ＳＷ８，ＳＷ１０はオフする。この状態では、出力端子Ｔｏｕｔは、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ６’との並列回路を介して演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続され、演算増幅器ＯＰ２の出力端子は、補正用トランジスタＱ１のゲートに接続される。さらに、演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子と出力端子との間にはコンデンサＣ３が接続される。

　一方、スイッチＳＷ５，ＳＷ７，ＳＷ８，ＳＷ１０は、図１０に示すように同時にオンすることで第２の帰還回路４を作動させ、このとき、その他のスイッチＳＷ１，ＳＷ６，ＳＷ９はオフする。この状態では、出力端子Ｔｏｕｔは反転増幅回路７と抵抗Ｒ３とを介して演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子に接続され、演算増幅器ＯＰ２の出力端子は、補正用抵抗Ｒ１に接続される。さらに、演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子と出力端子との間にはコンデンサＣ３およびコンデンサＣ２’の並列回路が接続されることとなる。

　要するに、いずれの状態でも、反転増幅回路ＯＰ２は積分回路を構成するとはいえ、そのカットオフ周波数は、それぞれの状態で異なる。つまり、前記カットオフ周波数は、スイッチＳＷ１，ＳＷ６，ＳＷ９がオンの状態では、抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ６’からなる並列回路とコンデンサＣ３とで第１カットオフ周波数ｆｃ１に設定される。一方、前記カットオフ周波数は、スイッチＳＷ５，ＳＷ７，ＳＷ８，ＳＷ１０がオンの状態では、コンデンサＣ３およびコンデンサＣ２’からなる並列回路と抵抗Ｒ３とで第２カットオフ周波数ｆｃ２に設定される。

　以上説明した本実施形態の構成によれば、演算増幅器ＯＰ２を第２の帰還回路４と第１の帰還回路５とで兼用しているから、各帰還回路４，５にそれぞれ個別に演算増幅器を設ける場合に比べて、小型化、低消費電力化を図ることが可能になる。

　その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

　ところで、上記各実施形態では、フォトダイオードＰＤが光を受光したときに、フォトダイオードＰＤから接続端子Ｔｉｎに対してセンサ電流Ｉ１０が流れ込む構成を前提として説明した。ただし、この構成に限らず、接続端子Ｔｉｎに対するセンサ電流Ｉ１０の向きを逆向きとし、フォトダイオードＰＤが光を受光したときに、接続端子ＴｉｎからフォトダイオードＰＤにセンサ電流Ｉ１０が流れ込む構成を前提としてもよい。この場合、電流電圧変換回路２はフォトダイオードＰＤにセンサ電流Ｉ１０を供給する電流源として機能する。

　具体的には、この場合の電流電圧変換回路２は、図１１に示すような回路構成となる。すなわち、補正用トランジスタＱ１は、接続端子Ｔｉｎと所定電位点Ｖｃｃとの間に接続されたＰチャネルのＭＯＳＦＥＴからなり、第１の帰還回路５の出力に応じた補正電流Ｉ２１を所定電位点Ｖｃｃから接続端子Ｔｉｎに流すように構成される。これにより、補正用抵抗Ｒ１および補正用トランジスタＱ１はフォトダイオードＰＤから補正電流Ｉ２１，Ｉ２２を引き抜くように機能するのではなく、フォトダイオードＰＤに補正電流Ｉ２１，Ｉ２２を供給するように機能する。

　図１１の構成を採用した煙感知器Ａによれば、センシング期間以外の期間において、センサ電流Ｉ１０のうち第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分は、補正用トランジスタＱ１を通して補正電流Ｉ２１としてフィードバックされる。そのため、フォトダイオードＰＤには変換部３の入力電流Ｉ２０に加えて補正電流Ｉ２１が流れることとなる。また、センシング期間においては、センサ電流Ｉ１０のうち第２カットオフ周波数ｆｃ２以下の低周波成分は、補正用抵抗Ｒ１を通して補正電流Ｉ２２としてフィードバックされる。そのため、フォトダイオードＰＤには変換部３の入力電流Ｉ２０に加えて補正電流Ｉ２２が流れることとなる。

　すなわち、図１１の構成でも、低周波補正手段が補正電流Ｉ２１，Ｉ２２を流し、当該補正電流Ｉ２１，Ｉ２２と入力電流Ｉ２０との合成電流をセンサ電流Ｉ１０とすることにより、入力電流Ｉ２０を補正電流Ｉ２１，Ｉ２２分だけ小さくすることができる。

　なお、図１１の例で補正用トランジスタＱ１として用いているＰチャネルのＭＯＳＦＥＴは、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴに比べてホールの移動度が小さい。そのため、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴを補正用トランジスタＱ１に用いる場合に比べて、補正用トランジスタＱ１から出るノイズ成分は小さくなる。特に、Ｓｉ／ＳｉＯ_２界面にある未結合手に電子が捕獲、放出されることによって発生するフリッカノイズは、ＰチャネルではＮチャネルに比べて１／３程度に低減することが知られている。したがって、補正用トランジスタＱ１としてＰチャネルのＭＯＳＦＥＴを用いることは、ＳＮ比の向上に有用である。

　さらに、上記各実施形態では、受光部としてフォトダイオードＰＤを例示したが、この例に限らず、たとえばＣｄＳやサーミスタなどの素子を受光部に用いることもできる。すなわち、本発明の煙感知器Ａは、フォトダイオードＰＤのように自ら光起電力を生じる素子だけでなく、ＣｄＳやサーミスタのように自ら光起電力を生じない受動素子からなる受光部にも対応可能である。

　（実施形態６）
　本実施形態の煙感知器Ａは、ハウジング２０内に検知空間を有している。さらに煙感知器Ａは、発光部と、受光部と、回路ブロック３０とを備える。発光部は、検知空間に向けて間欠的にパルス状の光を出力し、受光部は、発光部からの直接光が入射しない位置に配置され、受光した光を電流に変換する。回路ブロック３０は、受光部からの入力電流に基づいて、検知空間内の煙を検知するように構成される。この煙感知器Ａでは、検知空間内に煙が流入すると、発光部からの光が検知空間内の煙で拡散反射されることにより受光部での発光部からの光の受光量が増加し、受光部から出力される電流量が増加する。ここで例示する煙感知器Ａは電池を電源としており、平均消費電力を抑えて電池の長寿命化を図るために間欠駆動する。

　本実施形態の回路ブロック３０は、図１２に示すように、センサ出力処理部３１と、演算処理部３２とを備えている。センサ出力処理部３１は、受光部から入力されるセンサ電流Ｉ１０を、当該センサ電流Ｉ１０の変動に応じて電圧値が変動する出力電圧Ｖ３０に変換して出力する。演算処理部３２は、センサ出力処理部２の後段に設けられ、前記出力電圧Ｖ３０に基づいて検知空間内の煙の有無を判定する。センサ電流Ｉ１０は、電流源から供給され、受光部としてのフォトダイオードＰＤを流れる電流であって、フォトダイオードＰＤの受光強度に応じた大きさの電流である。

　センサ出力処理部３１は、図１２に示すように、接続端子Ｔｉｎから入力される入力電流Ｉ２０を出力電圧に変換して出力する電流電圧変換回路３３を備えている。さらに、センサ出力処理部３１は、電流電圧変換回路３３の出力に接続されたハイパスフィルタ３４と、ハイパスフィルタ３４を通過した前記出力電圧を増幅する電圧増幅回路３５とを有する。

　電流電圧変換回路３３は、演算増幅器ＯＰ３１を備え、当該演算増幅器ＯＰ３１の反転入力端子と出力端子との間に変換抵抗Ｒ３１が接続され、演算増幅器ＯＰ３１の非反転入力端子に基準電圧Ｖｓ１が印加された構成を有する。演算増幅器ＯＰ３１の反転入力端子は電流電圧変換回路３３の入力端子として機能し、前述の接続端子Ｔｉｎには、受光部となるフォトダイオードＰＤが接続される。しかして、フォトダイオードＰＤからのセンサ電流Ｉ１０は、接続端子Ｔｉｎを介して入力端子（反転入力端子）から電流電圧変換回路３３に入力される。

　ここに、本実施形態の電流電圧変換回路３３は、変換抵抗Ｒ３１に並列接続されたコンデンサＣ３１を有し、ローパスフィルタとしても機能する。ここで、電流電圧変換回路３３は、所定のカットオフ周波数ｆｃ０以下の入力電流Ｉ２０を通すように、変換抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ３１との回路定数が設定される。このカットオフ周波数ｆｃ０は、変換抵抗Ｒ３１の抵抗値ｒ３１とコンデンサＣ３１の定数ｃ３１とを用いてｆｃ０＝１／（２π×ｒ３１×ｃ３１）で表され、少なくとも検出信号を通すように設定される。ここでいう検出信号は、フォトダイオードＰＤが発光部としてのＬＥＤ６（図１１参照）からの光を受光したときに生じるパルス状のセンサ電流Ｉ１０を意味する。

　また、電流電圧変換回路３３は上記構成により積分回路としても機能するため、その出力電圧は、入力電流Ｉ２０が変動すると所定の時間遅れをもって変動するように入力電流Ｉ２０の変化時点から時間経過に伴って電圧値を変化させることとなる。

　ハイパスフィルタ３４は、コンデンサＣ３２と抵抗Ｒ３２との直列回路からなる。当該直列回路は、演算増幅器ＯＰ３１の出力端子に接続され、当該直列回路における演算増幅器ＯＰ３１とは反対側の端部（抵抗Ｒ３２の一端部）には基準電圧Ｖｓ２が印加されている。ハイパスフィルタ３４の出力は、コンデンサＣ３２と抵抗Ｒ３２との接続点から出力される。ハイパスフィルタ３４のカットオフ周波数ｆｃ３１は、変換抵抗Ｒ３２の抵抗値ｒ３２とコンデンサＣ３２の定数ｃ３２とを用いてｆｃ３１＝１／（２π×ｒ３２×ｃ３２）で表される。このカットオフ周波数ｆｃ３１は、少なくともフォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光したときに生じるパルス状の出力電圧を通すように設定される。

　電圧増幅回路３５は、演算増幅器ＯＰ３２を備え、ハイパスフィルタ３４の出力端（コンデンサＣ３２と抵抗Ｒ３２との接続点）に演算増幅器ＯＰ３２の非反転入力端子を接続して構成される。さらに、電圧増幅回路３５は、演算増幅器ＯＰ３２の反転入力端子に抵抗Ｒ３３を介して基準電圧Ｖｓ２を加えるとともに、反転入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ３４およびコンデンサＣ３３からなる並列回路を接続して構成される。電圧増幅回路３５で増幅された電圧は、出力電圧Ｖ３０として後段の演算処理部３２に出力される。

　センサ出力処理部３１は、上記構成により、フォトダイオードＰＤからのセンサ電流Ｉ１０がゼロの状態での出力電圧Ｖ３０の瞬時値を動作点として、センサ電流Ｉ１０の変動に応じて動作点を基準に出力電圧Ｖ３０を変動させることとなる。このとき、出力電圧Ｖ３０の瞬時値は、入力電流Ｉ２０の変動量に応じて過渡的に変動する。

　演算処理部３２は、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）３６と、ＡＤ変換器３７と、判定回路３８とを有する。サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）３６は、センサ出力処理部３１から入力される出力電圧Ｖ３０の瞬時値を保持し、ＡＤ変換器３７は、センサ出力処理部３１から入力される出力電圧Ｖ３０をデジタル値に変換する検出手段として機能する。判定回路３８は、ＡＤ変換器３７の出力（デジタル値）に基づいて検知空間内の煙の有無を判定する判定手段として機能する。

　ＡＤ変換器３７は、出力電圧Ｖ３０をサンプリング（標本化）し、量子化することによって、サンプリングタイミングにおける出力電圧Ｖ３０の瞬時値をデジタル値として検出する。ここで、サンプリングはＬＥＤ６が１回発光するごとに２回ずつ行われ、これによりフォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光することに起因した出力電圧Ｖ３０の変動成分を取り出すことが可能になる。

　すなわち、ＡＤ変換器３７では、ＬＥＤ６が発光した直後に設定されている第１のサンプリングタイミングで１回目のサンプリングを行い、この時点での出力電圧Ｖ３０の瞬時値を第１の計測値として量子化する。そして、ＡＤ変換器３７は、第１のサンプリングタイミングから所定時間後に設定されている第２のサンプリングタイミングにおいて、サンプルホールド回路８で出力電圧Ｖ３０の瞬時値を保持し、この状態で２回目のサンプリングを行う。これにより、ＡＤ変換器３７は、第２のサンプリングタイミングの時点での出力電圧Ｖ３０の瞬時値を第２の計測値として量子化する。

　ここにおいて、ＬＥＤ６からのパルス状の光をフォトダイオードＰＤが受光すると出力電圧Ｖ３０の瞬時値が所定の時間遅れをもって変化する。そこで、第１および第２のサンプリングタイミングは、少なくとも当該瞬時値の変化が第１の計測値と第２の計測値との間に反映されるように、入力電流Ｉ２０に対する出力電圧Ｖ３０の過渡応答期間に設定される。

　しかして、図１３（ａ）に示すようにＬＥＤ６をパルス発光させた場合に、検知空間内に所定量を超える煙が流入していると、出力電圧Ｖ３０は図１３（ｂ）に示すように第１のサンプリングタイミングから第２のサンプリングタイミングにかけて比較的大きく変動する。そのため、ＡＤ変換部３７で得られる第１の計測値ＡＤ１と第２の計測値ＡＤ２との間には比較的大きな差が生じることとなる。一方、検知空間内に所定量を超える煙が流入していなければ、出力電圧Ｖ３０は図１３（ｃ）に示すように第１のサンプリングタイミングから第２のサンプリングタイミングにかけて大きく変動することはない。そのため、ＡＤ変換部３７で得られる第１の計測値ＡＤ１と第２の計測値ＡＤ２との間に図１３（ｂ）のときほど大きな差は生じない。

　判定回路３８は、ＡＤ変換器３７で得られた第１および第２の計測値をそれぞれ記憶する記憶部（図示せず）を備えている。さらに、判定回路３８は、記憶部に記憶された第１の計測値と第２の計測値との差分を求め、当該差分値を所定のしきい値（以下、火災判定レベルという）と比較することにより検知空間内の煙の有無を判定する演算部（図示せず）を具備している。演算部では、上述した図１３（ｂ）のように第１および第２の計測値ＡＤ１，ＡＤ２間の差分が火災判定レベル以上の場合に煙有り（火災と判断できる煙濃度に達している）と判定する。一方、図１３（ｃ）のように第１および第２の計測値ＡＤ１，ＡＤ２間の差分が火災判定レベルより小さい場合には煙なし（火災と判断できる煙濃度に達していない）と判定する。

　判定回路３８での判定結果は発報回路１５（図３０参照）に送られ、火災発生時（つまり、煙有りとの判定時）には適宜の方法で報知される。なお、煙感知器Ａは上記判定結果を住宅情報盤などの外部装置に送るように構成されていてもよい。

　以上説明した構成によれば、第１のサンプリングタイミングにおける出力電圧Ｖ３０の瞬時値と第２のサンプリングタイミングにおける出力電圧Ｖ３０の瞬時値との差分に基づいて煙の有無の判定がなされることとなる。したがって、たとえ検知空間に蛍光灯や白熱灯などからの様々な外乱光が入射し、外乱光の影響により出力電圧Ｖ３０の動作点が変動することがあっても、失報や非火災報を生じにくいという利点がある。すなわち、本実施形態ではＬＥＤ６がパルス発光した際の出力電圧Ｖ３０の変化量に基づいて煙の有無の判定がなされる。結果的に、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光しているにもかかわらず火災発生と判断されずに失報となったり、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光していないにもかかわらず火災発生と判断されて非火災報となったりすることを回避できる。

　たとえば、銅鉄形安定器を用いて商用電源（６０Ｈｚの交流電源とする）で点灯する蛍光灯からの光が検知空間に入射した場合、図１４に示すように、出力電圧Ｖ３０が前記蛍光灯の光の点滅の影響を受けると１２０Ｈｚの周波数で正弦波状に変動する。このとき、出力電圧Ｖ３０の変動周期は８．３３ｍｓとなるので、出力電圧Ｖ３０の振幅をピークトゥーピーク（peak to peak）で「２」と仮定すれば、１２０μｓの間に前記蛍光灯の影響で生じ得る出力電圧Ｖ３０の最大変動量は次のように求まる。つまり、３６０°×（１２０μｓ／８．３ｍｓ）＝５．１８４°、ｓｉｎ（５．１８４°）＝０．０９０３５より、「０．０９０３５」と求まる。この値（０．０９０３５）は元々の振幅（２）の約４．５％である（０．０９０３５／２＝０．０４５１７５）。したがって、１２０μｓの間隔で第１および第２のサンプリングタイミングを設定すれば、前記蛍光灯の影響で生じる出力電圧Ｖ３０の変動量を４．５％程度にまで減衰（－２６．９ｄＢ）することができる。

　そのため、フォトダイオードＰＤでの外乱光の受光量が増大し、入力電流Ｉ２０に含まれる低周波成分が大きくなって出力電圧Ｖ３０の動作点が変動したとしても、失報や非火災報を生じにくくなる。結果的に、ラビリンスの構造を極力簡素化、あるいはラビリンス自体を省略して、煙感知器Ａの低コスト化を図ることができる。

　また、本実施形態では回路ブロック３０を間欠駆動することを想定しているため、図１５に示すように、センサ出力処理部３１の起動直後において出力電圧Ｖ３０が比較的大きく変動することがある。ここで、上述のようにＬＥＤ６がパルス発光した際の出力電圧Ｖ３０の変化量に基づいて煙の有無を判定することで、センサ出力処理部３１の起動直後における出力電圧Ｖ３０の変動の影響で失報や非火災報を生じることも回避可能となる。

　ところで、図１６に示すように、外乱光の影響で入力電流Ｉ２０に含まれる低周波成分がある大きさ以上になると、出力電圧Ｖ３０が飽和する可能性がある。特に、本実施形態のように電池を煙感知器の電源とする場合、演算増幅器の電源電圧が低く演算増幅器のダイナミックレンジが比較的狭いため、出力電圧Ｖ３０が比較的飽和しやすくなる。入力電流Ｉ２０が増加した場合に出力電圧Ｖ３０が途中で飽和してしまうと、入力電流Ｉ２０の変動を出力電圧Ｖ３０が追従できなくなる。そのため、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光してパルス状のセンサ電流Ｉ１０が生じても、出力電圧Ｖ３０の変化量が火災判定レベルに達することなく失報となる可能性がある（図１６（ｂ）では飽和しなかった場合の出力電圧Ｖ３０を２点鎖線で示す）。

　そこで、本実施形態では、図１６（ｂ）に示すようにＬＥＤ６が発光する前の予備期間に出力電圧Ｖ３０の瞬時値を予備値ＡＤ０として読み出し、当該予備値ＡＤ０が予め定められている正常範囲内になければ判定回路３８による判定を行わないようにする。この機能は、演算処理部３２に備えた予備判定手段（図示せず）で実現される。すなわち、予備判定手段は、ＬＥＤ６のパルス発光を受けて出力電圧Ｖ３０が変動する前に、外乱光の影響による出力電圧Ｖ３０の動作点からの変化量を予備値ＡＤ０として検出する。そして、予備判定手段は、前記変化量が正常範囲を超えていれば、出力電圧Ｖ３０が飽和する可能性があると判断して、判定回路３８に煙の有無の判定を行わせないようにする。これにより、外乱光の影響で出力電圧Ｖ３０が飽和しＬＥＤ６のパルス発光に起因した出力電圧Ｖ３０の変動量を正確に検出できないことによる失報をなくすことができる。

　（実施形態７）
　本実施形態の煙感知器Ａは、図１７に示すように、センサ出力処理部３１が、第２の帰還回路３９および補正用抵抗Ｒ３５と、第１の帰還回路４０および補正用トランジスタＱ３１とを備えている。第２の帰還回路３９は、電流電圧変換回路３３の出力電圧のうち所定の第２カットオフ周波数ｆｃ２以下の低周波成分の大きさに応じた電圧を出力し、補正用抵抗Ｒ３５は、第２の帰還回路３９の出力と電流電圧変換回路３３の接続端子Ｔｉｎとの間に挿入されている。第１の帰還回路４０は、電流電圧変換回路３３の出力電圧のうち所定の第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分の大きさに応じた電圧を出力し、補正用トランジスタＱ３１は、第１の帰還回路４０の出力の大きさに応じた電流をセンサ電流Ｉ１０から引き抜くように構成される。

　第２の帰還回路３９は、反転増幅回路４１と、第２の積分回路４２とを有する。反転増幅回路４１は、電流電圧変換回路３３の出力電圧を反転増幅し、第２の積分回路４２は、反転増幅回路４１で反転増幅された出力電圧を積分し、出力電圧の積分値成分に相当する積分電圧を出力する。

　第２の積分回路４２は、演算増幅器ＯＰ３３を備え、反転増幅回路４１の出力に抵抗Ｒ３６を介して演算増幅器ＯＰ３３の反転入力端子を接続し、この演算増幅器ＯＰ３３の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサＣ３４を接続して構成される。これにより、第２の積分回路４２は、抵抗Ｒ３６とコンデンサＣ３４とで決まる時定数を有するローパスフィルタとして機能する。この積分回路４２は、少なくともフォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光したときに生じるセンサ電流Ｉ１０（以下、検出信号という）に対応する出力電圧を遮る第２カットオフ周波数ｆｃ２を有するように、時定数が設定される。

　反転増幅回路４１は、積分回路４２の出力を電流電圧変換回路３３の出力電圧に対して同相とするために設けられている。この反転増幅回路４１は、演算増幅器ＯＰ３４を備え、電流電圧変換回路３３の出力端子に抵抗Ｒ３７を介して演算増幅器ＯＰ３４の反転入力端子を接続し、この演算増幅器ＯＰ３４の反転入力端子と出力端子との間に抵抗Ｒ３８を接続して構成される。なお、両演算増幅器ＯＰ３３，ＯＰ３４の非反転入力端子は回路グランドに対して基準電圧Ｖｓ１と同電位にされている。

　しかして、前記検出信号と低周波成分とが電流電圧変換回路３３の入力電流Ｉ２０に含まれている場合に、第２の積分回路４２から出力される積分電圧は前記低周波成分に相当する電圧となる。このとき、入力電流Ｉ２０は電流電圧変換回路３３にて一旦位相が反転され、さらに反転増幅回路４１および積分回路４２でもそれぞれ１回ずつ位相が反転されるため、積分回路４２の出力には入力電流Ｉ２０と逆位相の積分電圧が現れる。ここで、電流電圧変換回路３３の接続端子Ｔｉｎは回路グランドに対して基準電圧Ｖｓ１と同電位になっているので、補正用抵抗Ｒ３５の両端間には、基準電圧Ｖｓから積分電圧を減算した電位差が生じることになる。そのため、補正用抵抗Ｒ３５は、積分電圧の大きさに応じた補正電流Ｉ２２を流すことにより、センサ電流Ｉ１０から前記補正電流Ｉ２２を引き抜くことができる。すなわち、センサ電流Ｉ１０に低周波成分が含まれている場合には、この低周波成分を減算した電流が入力電流Ｉ２０として電流電圧変換回路３３に入力されるため、当該低周波成分が出力電圧から取り除かれる。

　ところで、本実施形態の回路ブロック３０においては、第１の帰還回路４０は、第１の積分回路４３と、サンプルホールド回路４４とを有している。第１の積分回路４３は、電流電圧変換回路３３の出力電圧を積分し、サンプルホールド回路４４は、第１の積分回路４３の出力をサンプルホールドするように構成される。

　第１の積分回路４３は、演算増幅器ＯＰ３５を備え、電流電圧変換回路３３の出力端子Ｔｏｕｔに抵抗Ｒ３９を介して演算増幅器ＯＰ３５の反転入力端子を接続し、この演算増幅器ＯＰ３５の反転入力端子と出力端子との間にコンデンサＣ３５を接続して構成される。この第１の積分回路４３は、抵抗Ｒ３９とコンデンサＣ３５とで決まる時定数を有するローパスフィルタとして機能する。第１の積分回路４３は、上述した第２の積分回路４２の第２カットオフ周波数ｆｃ２よりも高い第１カットオフ周波数ｆｃ１（つまりｆｃ２＜ｆｃ１）を有するように時定数が設定される。なお、演算増幅器ＯＰ３５の非反転入力端子は回路グランドに対して基準電圧Ｖｓ１と同電位にされている。

　補正用トランジスタＱ３１は、接続端子Ｔｉｎと回路グランド（所定電位点）との間に挿入され、第１の積分回路４３の出力に応じた補正電流Ｉ２１を接続端子Ｔｉｎから回路グランドに流すように、ここではＮチャネルのＭＯＳＦＥＴで構成されている。この補正用トランジスタＱ３１は、ドレインを接続端子Ｔｉｎに接続するとともにソースを回路グランドに接続し、ゲートがサンプルホールド回路４４を介して第１の積分回路４３の出力（演算増幅器ＯＰ３５の出力端子）に接続された形で設けられている。

　サンプルホールド回路４４は、コンデンサＣ３６と、常閉形の第１のスイッチＳＷ３１とを有している。第１のスイッチＳＷ３１は、第１の積分回路４３の出力と補正用トランジスタＱ３１のゲートとの間に挿入され、コンデンサＣ３６は、補正用トランジスタＱ３１のゲートと回路グランドとの間に接続される。このサンプルホールド回路４４は、第１のスイッチＳＷ３１を所定のタイミングでオフすることにより、当該所定のタイミングでの積分回路４３の出力をコンデンサＣ３６の出力電圧として維持する。

　上述の構成により、第１の積分回路４３が電流電圧変換回路３３の出力電圧を積分することで、当該出力電圧のうち第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分が第１の積分回路４３の出力に現れることとなる。このとき、入力電流Ｉ２０は電流電圧変換回路３３にて一旦位相が反転され、さらに第１の積分回路４３でも位相が反転されるため、積分回路４３の出力には入力電流Ｉ２０と同相の低周波成分が現れる。ここで、積分回路４３の出力はサンプルホールド回路４４を介して補正用トランジスタＱ３１のゲートに印加される。そのため、サンプルホールド回路４４のスイッチＳＷ３１がオンの状態では、補正用トランジスタＱ３１のドレイン－ソース間には積分回路４３の出力の大きさに応じた電流が流れることとなる。したがって、センサ電流Ｉ１０に含まれる第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分を補正用トランジスタＱ３１に引き抜くことができ、センサ出力処理部３１全体としては前記低周波成分の利得を下げることができる。

　ここにおいて、サンプルホールド回路４４のスイッチＳＷ３１をオフにすると、積分回路４３の出力と補正用トランジスタＱ３１のゲートとの間は遮断される。ただし、積分回路４３の出力はコンデンサＣ３６の両端電圧として維持される。そのため、補正用トランジスタＱ３１のドレイン－ソース間には、スイッチＳＷ３１がオフする直前の積分回路４３の出力の大きさに応じた補正電流Ｉ２１を流し続けることができる。言い換えれば、サンプルホールド回路４４のスイッチＳＷ３１がオフすることによりサンプルホールド回路４４が作動すると、補正用トランジスタＱ３１のドレイン－ソース間に流すことができる補正電流Ｉ２１の周波数の上限値（第１カットオフ周波数ｆｃ１）は低下する。ただし、直流成分については、引き続き補正用トランジスタＱ３１に引き抜くことで出力電圧から取り除くことができる。

　本実施形態においては、サンプルホールド回路４４のスイッチＳＷ３１をオフするタイミングを、煙感知器のＬＥＤ６がパルス状の光を出力する期間、つまり検知空間内に流入した煙の有無を検出する期間（以下、センシング期間という）に合わせて設定してある。すなわち、本実施形態のセンサ出力処理部３１は、上記センシング期間中にフォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光したときに生じる検出信号を電圧信号に変換し、出力電圧Ｖ３０として出力する。そこで、上記センシング期間における前記検出信号が補正用トランジスタＱ３１に引き抜かれてしまうことがないように、センシング期間にはスイッチＳＷ３１をオフとする。

　さらに詳しく説明すると、第１の積分回路４３の第１カットオフ周波数ｆｃ１は、第２の積分回路４２の第２カットオフ周波数ｆｃ２に比べると前記検出信号の周波数の近くに設定されている。そのため、スイッチＳＷ３１がオンの状態では、前記検出信号が補正用トランジスタＱ３１に引き抜かれ、センサ出力処理部３１全体として前記検出信号の利得が低減する可能性がある。そこで、本実施形態では上記センシング期間にスイッチＳＷ３１をオフしてサンプルホールド回路４４を作動させることで、前記検出信号が補正用トランジスタＱ１に引き抜かれることを回避し、センサ出力処理部３１全体として前記検出信号の利得を高く確保する。

　しかして、スイッチＳＷ３１がオフされるセンシング期間には、第１の帰還回路４０の出力はスイッチＳＷ３１がオフする直前の値に固定されるので、センサ電流Ｉ１０に含まれる揺らぎのない直流成分に関しては補正用トランジスタＱ３１に継続して引き抜くことができる。一方、センサ電流Ｉ１０に含まれる揺らぎのある低周波成分に関しては、当該低周波成分が第１カットオフ周波数ｆｃ１以下の低周波成分であっても、補正用トランジスタＱ３１に引き抜くことはできない。

　ただし、センシング期間においても、第２カットオフ周波数ｆｃ２以下の低周波成分に関しては、第２の帰還回路１１の出力として取り出すことにより補正用抵抗Ｒ３５に引き抜くことを可能としている。

　以上説明した構成の回路ブロック３０によれば、センサ電流Ｉ１０の低周波成分を引き抜く手段として補正用抵抗Ｒ３５と補正用トランジスタＱ３１とを用いたことにより、補正用抵抗Ｒ３５のみで低周波成分を引き抜く場合に比べて、より大きな電流成分の引き抜きに対応することができる。

　また、図１７の例では、電流電圧変換回路３３の変換抵抗Ｒ３１に並列接続された第２のスイッチＳＷ３２が設けられている。このスイッチＳＷ３２は、第１のスイッチＳＷ３１と同一のタイミングでオフする常閉形のスイッチであって、以下に説明する機能を有する。

　すなわち、仮に第１のスイッチＳＷ３１のみが設けられているとすれば、第１のスイッチＳＷ３１がオンしたときに、第１の帰還回路４０のカットオフ周波数ｆｃ１が高周波側にシフトする。そのため、センサ出力処理部３１全体における利得の周波数特性に関しては、第１のスイッチＳＷ３１がオンしたときに低周波側の利得がつぶれる。これにより、カットオフ周波数ｆｃ０と第１カットオフ周波数ｆｃ１との間に利得のピークが生じ、系が発振しやすい状態、つまり、出力電圧Ｖ３０が発振しやすい状態となる。その結果、出力電圧Ｖ３０が低いときに第１のスイッチＳＷ３１がオフされてしまうと、結果的に出力電圧Ｖ３０の立ち上がりが遅れるという問題がある。

　これに対して、本実施形態では、変換抵抗Ｒ３１と並列に第２のスイッチＳＷ３２を接続している。そのため、第２のスイッチＳＷ３２を第１のスイッチＳＷ３１と共にオンすることで、第１のスイッチＳＷ３１がオンしている間には変換抵抗Ｒ３１の両端が接続されてセンサ出力処理部３１の利得がつぶされ、上述した利得のピークをなくすことができる。これにより、第１のスイッチＳＷ３１がオンすることによる系の発振を抑制することができる。

　ところで、本実施形態では、センサ出力処理部３１における利得の周波数特性について、図１８（ａ）に示すように所定の周波数（ここでは２ｋＨｚ）を基準周波数とする。そして、当該基準周波数よりも高周波側および低周波側の利得をつぶすことにより、基準周波数に利得のピークが生じるようにしてある。すなわち、本実施形態では基準周波数を中心とする比較的狭い周波数帯域に利得を持たせてある。対して、実施形態６では、図１８（ｂ）に示すように、比較的広い周波数帯域（ここでは０．１Ｈｚ～８ｋＨｚ）に亘って平坦な利得を有するようにセンサ出力処理部３１の利得の周波数特性が設定されていた。

　具体的には、ハイパスフィルタ３４の時定数を調節してハイパスフィルタ３４を微分回路として機能させる。これにより、電流電圧変換回路３３に設けられている積分回路（抵抗Ｒ３１およびコンデンサＣ３１）で積分された信号が後段のハイパスフィルタ３４にて微分されるようにしてある。要するに、積分回路である電流電圧変換回路３３のローパスフィルタ機能と、微分回路としてのハイパスフィルタ３４とが、所定の周波数帯域（基準周波数を中心とする周波数帯域）に利得のピークを生じさせるバンドパス手段として機能する。

　ここにおいて、上述の基準周波数は、入力電流Ｉ２０に対して出力電圧Ｖ３０の振幅が最大となるように、ＬＥＤ６をパルス発光させる際のパルス幅に応じて決定される。たとえば、パルス発光のパルス幅を９０μｓとする場合には、基準数波数は２ｋＨｚとすることが望ましい。このように入力電流Ｉ２０のパルス幅に応じて決まる基準周波数を中心とした狭周波数帯域に利得を持たせることにより、入力電流Ｉ２０に対して出力電圧Ｖ３０の振幅を大きくすることが可能になる。

　しかして、実施形態６の構成では、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光して図１９（ａ）のようにパルス状の入力電流Ｉ２０が流れると、出力電圧Ｖ３０は図１９（ｂ）に示すように入力電流Ｉ２０の立ち上がりに合わせて動作点から低下し始める。その後、出力電圧Ｖ３０は入力電流Ｉ２０の立ち下がりに合わせて動作点に向けて上昇し始める。このように、出力電圧は動作点の片側（ここでは電圧が小さくなる側）にのみ振れることとなる。

　これに対して、本実施形態では、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光して図２０（ａ）のようにパルス状の入力電流Ｉ２０が流れると、出力電圧Ｖ３０は図２０（ｂ）に示すように入力電流Ｉ２０の立ち上がりに合わせて動作点から低下し始める。そして、出力電圧Ｖ３０は、入力電流Ｉ２０の立ち下がりに合わせて上昇し始め、その後、動作点を超えてピークに達してから、動作点に向けて下降し始める。つまり、電流電圧変換回路３３の積分回路で積分されたパルス信号が、後段のハイパスフィルタ３４にて微分されることにより、動作点の両側に振れる出力電圧Ｖ３０となる。このように、出力電圧Ｖ３０は動作点の両側に振れることとなる。

　したがって、本実施形態では、たとえば出力電圧Ｖ３０における上下の各ピークでそれぞれサンプリングを行うことにより、実施形態６の構成に比べて第１および第２の両計測値間の差分（ΔＶ）を大きくとることができ、ＳＮ比が向上するという利点がある。要するに、実施形態６のように出力電圧Ｖ３０が動作点の片側にのみ振れる場合には、第１および第２の両計測値間の差分は、出力電圧Ｖ３０の動作点との差分としてしかとることはできない。これに対し、本実施形態のように出力電圧Ｖ３０が動作点の両側に振れる場合には、動作点から一方のピークまでの約２倍の大きさとして第１および第２の両計測値間の差分をとることができる。その結果、出力電圧Ｖ３０から取り出される信号成分が大きくなり、ＳＮ比が向上する。

　なお、具体的な構成としては、変換抵抗Ｒ３１＝５ＭΩ、コンデンサＣ３１＝１４ｐＦ、抵抗Ｒ３２＝２ＭΩ、コンデンサＣ３２＝５０ｐＦ、抵抗Ｒ３３＝３９ｋΩ、抵抗Ｒ３４＝７４０ｋΩ、コンデンサＣ３３＝３０ｐＦ、補正用抵抗Ｒ３５＝４００ｋΩ、抵抗Ｒ３６＝５００ｋΩ、コンデンサＣ３４＝２００ｐＦ、抵抗Ｒ３７＝５００ｋΩ、抵抗Ｒ３８＝４０ｋΩ、抵抗Ｒ３９＝２５０ｋΩ、コンデンサＣ３５＝３０ｐＦ、コンデンサＣ３６＝６０ｐＦと設定すれば、図１８（ａ）に示すように２ｋＨｚを基準周波数とする利得のピークが生じることとなる。

　また、本実施形態の構成では、実施形態６のように第２の計測値を検出するためにサンプルホールドする必要がないため、演算処理部３２におけるサンプルホールド回路３６が不要になるという利点もある。

　ところで、第１および第２の各サンプリングタイミングは、第１および第２の両計測値間の差分を大きくするという観点では、出力電圧Ｖ３０のピーク（下限値および上限値）付近にそれぞれ設定されることが望ましい。ただし、当該ピークの大きさは、センサ出力処理部３１の利得の周波数特性に依存しているため、センサ出力処理部３１の構成部品の温度特性などによってセンサ出力処理部３１の利得の周波数特性が変化すると、出力電圧Ｖ３０のピークも変化することがある。出力電圧Ｖ３０のピークが変化すれば当然ながら第１および第２の両計測値間の差分の大きさも変化することとなる。そこで、本実施形態では、第１および第２の各サンプリングタイミングを、それぞれ時間軸方向における出力電圧Ｖ３０のピークの手前に設定している。これにより、センサ出力処理部３１の利得の周波数特性ばらつきに起因した第１および第２の両計測値間の差分のばらつきを、極力小さく抑えることができる。

　すなわち、図２１に示すように、センサ出力処理部３１の利得の周波数特性が定常状態にあるときの出力電圧Ｖ３０のピークの手前に第１および第２の各サンプリングタイミングを設定する。これにより、定常状態での出力電圧Ｖ３０のピークに第１および第２の各サンプリングタイミングを設定する場合に比べて、センサ出力処理部３１の利得ばらつきによる計測値のばらつきを小さく抑えることができる。第１および第２の各サンプリングタイミングの定常状態での出力電圧Ｖ３０のピークからのシフト量は、各計測値のばらつきが規定の目標精度内に収まるように決定される。図示例では、ＬＥＤ６をパルス発光させるパルス幅を９０μｓとして、発光開始時点から８０μｓの時点と２００μｓの時点とをそれぞれ第１および第２のサンプリングタイミングとしている。

　また、入力電流Ｉ２０のパルス幅は、図２２（ａ）に示すように（図中、定常状態を「ｔｙｐ」、最大値を「ｍａｘ」、最小値を「ｍｉｎ」で示す）、ＬＥＤ駆動回路１８（図３０参照）の温度特性などによりある程度の範囲でばらつくことがある。入力電流Ｉ２０のパルス幅が変化すると、それに伴い図２２（ｂ）に２点鎖線で示すように、時間軸方向における出力電圧Ｖ３０のピーク位置も変化する。その結果、サンプリングタイミングを固定的に設定していては、第１および第２の計測値の値にばらつきを生じることとなる。そこで、本実施形態では、入力電流Ｉ２０のパルス幅を規定するＬＥＤ駆動回路１８内のクロックを、サンプリングタイミングを決定するためのクロックに共用する。

　これにより、ＬＥＤ駆動回路１８の温度特性などに起因して、入力電流Ｉ２０のパルス幅が変化したとしても、変化後のパルス幅に合わせてサンプリングタイミングが決定される。そのため、入力電流Ｉ２０のパルス幅のばらつきによる第１および第２の各計測値のばらつきを抑えることができる。

　なお、本実施形態では、フォトダイオードＰＤが光を受光したときに、フォトダイオードＰＤから接続端子Ｔｉｎに対してセンサ電流Ｉ１０が流れ込む構成を前提として説明した。ただし、この構成に限らず、接続端子Ｔｉｎに対するセンサ電流Ｉ１０の向きを逆向きとし、フォトダイオードＰＤが光を受光したときに、接続端子ＴｉｎからフォトダイオードＰＤにセンサ電流Ｉ１０が流れ込む構成を前提としてもよい。この場合、センサ出力処理部３１はフォトダイオードＰＤにセンサ電流Ｉ１０を供給する電流源として機能する。具体的には、この場合の電流電圧変換回路２は、補正用トランジスタＱ３１が、接続端子Ｔｉｎと所定電位点との間に接続されたＰチャネルのＭＯＳＦＥＴからなり、第１の積分回路４３の出力に応じた電流を所定電位点から接続端子Ｔｉｎに流すように構成される。これにより、補正用抵抗Ｒ５および補正用トランジスタＱ１はフォトダイオードＰＤか補正電流Ｉ２１，Ｉ２２を引き抜くように機能するのではなく、フォトダイオードＰＤに補正電流Ｉ２１，Ｉ２２を供給するように機能する。

　その他の構成および機能は実施形態６と同様である。

　（実施形態８）
　本実施形態の煙感知器Ａは、ハウジング２０内に検知空間を有している。さらに煙感知器Ａは、ＬＥＤ（発光部）６と、フォトダイオード（受光部）ＰＤと、回路ブロック５０とを備えている。ＬＥＤ６は、検知空間に向けて間欠的に光を出力し、フォトダイオードＰＤは、ＬＥＤ６からの直接光が入射しない位置に配置され、受光した光を電流に変換する。回路ブロック５０は、フォトダイオードＰＤからの入力電流に基づいて、検知空間内の煙を検知するように構成される。この煙感知器Ａでは、検知空間内に煙が流入すると、ＬＥＤ６からの光が検知空間内の煙で拡散反射されることによりフォトダイオードＰＤでのＬＥＤ６からの光の受光量が増加し、フォトダイオードＰＤから出力される電流量が増加する。ここで例示する煙感知器Ａは電池を電源としており、平均消費電力を抑えて電池の長寿命化を図るために間欠駆動する。

　本実施形態の回路ブロック５０は、図２３に示すように検出処理部５１と、判定処理部５２とを備えている。検出処理部５１は、フォトダイオードＰＤから入力される入力電流に基づいて検知空間内の煙濃度に相当する検出値を求め、判定処理部５２は、検出処理部２の後段に設けられ前記検出値に基づいて火災の有無を判定する。

　検出処理部５１は、図２３に示すように、入力端子から入力される入力電流を当該入力電流の変動に応じて電圧値が変動する出力電圧に変換して出力する電流電圧変換回路（Ｉ／Ｖ変換回路）５３を備えている。さらに、検出処理部５１は、電流電圧変換回路５３の出力に接続され前記出力電圧を増幅する電圧増幅回路５４と、電圧増幅回路５４の出力（以下、出力電圧という）をデジタル値に変換するＡＤ変換器５５とを有する。ＡＤ変換器５５は、出力電圧をサンプリング（標本化）し、量子化することによって、フォトダイオードＰＤがＬＥＤ６からの光を受光することに起因した出力電圧の変動成分（検出値）をデジタル値として抽出する。この構成によれば、検出処理部５１は、フォトダイオードＰＤからの入力電流がゼロの状態での出力電圧の瞬時値を動作点とし、入力電流の変動に応じた出力電圧の動作点からの変化量を検出値として後段の判定処理部５２に出力する。

　判定処理部５２は、後述する判定レベルを記憶する記憶手段５６を有する。さらに、判定処理部５２は、ＡＤ変換器５５の出力（検出値）に基づいて、検知空間内の煙の有無を判定する判定手段としての判定回路５７とを有する。判定回路５７は、前記検出値を記憶手段５６内の所定の判定レベルと比較することにより検知室内の煙の有無を判定する。

　ここにおいて、記憶手段５６に記憶されている判定レベルには、図２４に示すように予め定められた基準レベル（検知空間内に煙がない状態での検出値に相当する）と、基準レベルより高く設定され火災の判定基準となる火災判定レベルとが含まれている。さらに当該判定レベルには、火災判定レベルより低く設定され、火災以外の所定の動作状態の判定基準となる状態判定レベルが含まれている。判定回路５７は、検出値と各判定レベルとの間の大小関係を比較することにより、火災の有無と、動作状態との両方を同時に判定する。

　本実施形態では、状態判定レベルは、基準レベルより高く設定され、動作状態としての検知空間内の汚れの有無を判定する際に判定基準となる汚れ判定レベルを含んでいる。すなわち、判定回路５７は、図２５に示すように、検出値を各判定レベルと比較することで検出値が該当する領域を判定する（Ｓ１）。ここで、判定回路５７は、検出値が火災判定レベル以上の領域Ｂ（図２４参照）に該当する場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）には、検知空間内に煙有り（火災と判断できる煙濃度に達している）と判定する。一方、判定回路５７は、検出値が汚れ判定レベル以上で且つ火災判定レベル未満の領域Ｃ（図２４参照）に該当する場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）には、検知空間内に汚れ有りと判定する。

　さらに、本実施形態では、状態判定レベルに、基準レベルよりも低く設定され、動作状態として煙感知器Ａの故障を判定する際に判定基準となる故障判定レベルを含んでいる。判定回路５７は、検出値が故障判定レベル以上且つ汚れ判定レベル未満の領域Ａ（図２４参照）に該当する場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）には、正常と判定する。一方、判定回路５７は、検出値が故障判定レベル未満の領域Ｄ（図２４参照）に該当する場合（Ｓ４：Ｎｏ）には、故障と判定する。これにより、光学系の異常などにより検出値が正常範囲から外れた場合に、故障と判定することができる。

　ただし、判定回路５７は、１回の判定で発報等を行うのではなく、検出値が該当した領域Ａ～Ｄに応じて各種のカウンタを動作させ、当該カウント値が規定値に達した時点で発報等を行う。

　具体的に説明すると、判定回路５７は、検出値が領域Ｂに該当する場合には、検出値が領域Ｂに該当すると判定される度に火災判定用のカウンタを動作させる（Ｓ５）。そして、当該カウント値が規定値に達すると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、判定回路５７は、煙有りという判断を確定し、火災発報を開始する（Ｓ７）。検出値が領域Ｄに該当する場合には、判定回路５７は、検出値が領域Ｄに該当すると判定される度に故障判定用のカウンタを動作させる（Ｓ８）。そして、当該カウント値が規定値に達すれば（Ｓ９：Ｙｅｓ）、判定回路５７は、故障という判断を確定し、故障発報を開始する（Ｓ１０）。

　また、検出値が領域Ｃに該当する場合には、判定回路５７は、検出値が領域Ｃに該当すると判定される度に汚れ判定用のカウンタを動作させる（Ｓ１１）。そして、当該カウント値が規定値に達すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、判定回路５７は、汚れ有りという判断を確定し、記憶手段５６内の火災判定レベルを高くする補正を行う（Ｓ１３）。つまり、煙感知器Ａにおいては、検知空間内に流入した煙だけでなく、検知空間の内周面に堆積した塵埃等の汚れによっても、ＬＥＤ６からの光が拡散反射されてフォトダイオードＰＤで受光される。この場合にも検出値が増加するので、汚れによる検出値の増加に起因して非火災報を生じることがないように、検知空間内に汚れが付着していると判断されたときには火災判定レベルを引き上げる補正を行う。このときの火災判定レベルの補正量（引き上げ量）は、汚れ判定レベルからの検出値のオーバー量（検出値と汚れ判定レベルとの差分）に応じて決定する。

　ところで、判定回路５７における検出値と各判定レベルとの比較（Ｓ１）は、所定の周期（たとえば８秒周期）で行われる。ただし、検知空間内の汚れに関しては短時間で付着しないので、検出値が領域Ｃに該当するか否かについては予め定められている補正周期（たとえば１時間）毎に判定する。つまり、補正周期以外のタイミングでは、たとえ検出値が領域Ｃに該当すると判断されても汚れ判定用のカウンタを動作させることはなく、正常と判定される。しかも、汚れ判定用のカウンタは、補正周期で検出値が領域Ｃ以外の領域に該当するとダウンカウントによりカウント値が減少する。しかして、判定回路５７は、補正周期毎に汚れの有無（つまり検出値が領域Ｃに該当するか否か）を確認する。そして、判定回路５７は、規定値以上の頻度（たとえば１０回中８回の頻度）で汚れ有り（つまり検出値が領域Ｃに該当）と判定されれば、記憶手段５６内の火災判定レベルを高くする補正を行う。

　また、本実施形態では、判定回路５７が煙有りと判断した場合に、判定回路５７における検出値と各判定レベルとの比較判定の周期（以下、判定周期という）を定常時よりも短くすることで、検知空間内に煙が流入してから火災発報を行うまでの時間を短くしている。すなわち、検出値が領域Ｂに該当し、火災判定用のカウンタが動作を開始すると、判定周期を短く変更（たとえば８秒周期から４秒周期に変更）する。

　具体例としては、火災判定用のカウンタとして０～５までのカウントが可能なカウンタを用い、検出値が領域Ｂに該当することでカウント値が「０」から「１」になると判定周期を短くすることが考えられる。この場合、次の判定時に検出値が領域Ｂに該当することでカウント値が「１」から「２」、さらに次の判定時に検出値が領域Ｂに該当することでカウント値が「２」から「３」になると、火災発報を開始する。その後、検出値が領域Ｂに該当している間はカウント値「３」を維持し、検出値が領域Ｂから外れると、判定の度にカウント値を「４」、「５」、「０」の順に変化させる。カウント値が「４」、「５」の間は火災発報を継続するが、カウント値が「０」に戻ると、火災発報を終了するとともに判定周期を元の判定周期に変更（たとえば４秒周期から８秒周期に変更）する。

　また、判定回路５７は、基準レベルと火災判定レベルとの少なくとも一方を用いて状態判定レベル（汚れ判定レベルおよび故障判定レベル）を算出し、算出された状態判定レベルを記憶手段５６に記憶するレベル算出手段としての機能を有している。すなわち、判定レベルとして、基準レベルおよび火災判定レベルのみがたとえば工場出荷前に予め設定され、状態判定レベル（汚れ判定レベルおよび故障判定レベル）に関しては、判定回路５７にて自動的に算出されることとなる。

　ここでは、基準レベルをＡＤ０、火災判定レベルをＡＤＦとしたときに、汚れ判定レベルは（ＡＤＦ－ＡＤ０）／４＋ＡＤ０で定義され、故障判定レベルは（ＡＤ０）／２で定義されると仮定する。これにより、火災判定レベルや故障判定レベルを個別に設定する必要がなく、判定レベルの設定に掛かる手間が省けるという利点がある。しかも、上述のように火災判定レベルを用いて汚れ判定レベルを算出している場合には、汚れ有りという判断の確定時に、火災判定レベルが補正されることに伴い汚れ判定レベルも補正されることとなる。そのため、検知空間内が汚れた際の汚れ判定レベルの補正が不要になるという利点もある。要するに、汚れ有りとの判定が確定し火災判定レベルが引き上げられると、当該火災判定レベルから算出される汚れ判定レベルも自動的に引き上げられることとなる。また、煙感知器Ａの設置環境に応じて汚れ判定レベルおよび故障判定レベルを変更するなど、比較的柔軟に、汚れ判定レベルおよび故障判定レベルを設定することが可能である。

　なお、汚れ判定レベルおよび故障判定レベルをどのように定義するかについては、上述した例に限らない。ただし、一般的に、検出値の大きさは、回路の構成部品の温度特性などに起因して１０％程度のばらつきが見込まれるので、当該ばらつきの影響で故障と判定されることがないように、故障判定レベルに関しては基準レベルの８０％以下とすることが望ましい。

　判定回路５７での判定結果は発報回路（図示せず）に送られ、火災発生時（つまり、煙有りとの判定時）、あるいは故障判定時（つまり、故障との判定時）には適宜の方法で報知される。なお、煙感知器Ａは上記判定結果を住宅情報盤などの外部装置に送るように構成されていてもよい。

　以上説明した構成によれば、判定回路５７は、記憶手段５６に記憶されている複数段階の判定レベルと検出値を比較することにより、検知空間内の煙の有無を判定する処理と、動作状態を判定する処理との両方を１回の処理で同時に行う。そのため、従来のように動作状態（検知空間内の汚れの有無および故障の有無）を判定する処理と火災判定の処理とを別々に行う場合に比べて、処理時間の短縮を図ることができる。しかも、判定回路５７は、所定の補正周期毎に汚れの有無を確認して、規定値以上の頻度で汚れ有りと判定されれば火災判定レベルを高くする補正を行う。そのため、煙の有無の判定を行う度に汚れ状態レベルを検出値から減算する必要がある従来構成に比べて、補正の頻度が低くなり、当該補正に伴う演算処理数を少なくすることができる。結果的に、検知空間内の汚れに起因した非火災報を防止しながらも、検知空間内の煙の有無の判定に必要な処理を従来よりも少なく抑えることができる。

　また、従来の煙感知器においては、火災判定以外の各種判定（故障判定、汚れ判定等）を行うために、判定種別ごとに個別の回路を用いる構成もあった。これに対し、本実施形態では、このような従来構成に比べて回路構成が簡単になり、煙感知器Ａの小型化、低消費電力化にもつながるという利点がある。

　なお、検知空間内の汚れ（検出値が領域Ｃに該当するか否か）については、上述したように予め定められている補正周期毎に判定する構成に限らない。たとえば煙感知機Ａの定期点検時のような適宜のタイミングで判定するようにし、規定値以上の頻度で汚れ有りと判定されれば記憶手段５６内の火災判定レベルを高くする補正を行う構成としてもよい。

　（実施形態９）
　本実施形態では、上記各実施形態で説明した構成の回路ブロックを用いた煙感知器の構造について説明する。

　本実施形態の煙感知器は、天井などに取り付けられ、図２６に示すように、多数の通気孔を備えた防虫網６０を煙感知室６１に被せてなる煙感知体６２と、回路基板６３と、円盤状のボディ６４とからなる。回路基板６３には、投光素子、受光素子、その他電子部品（不図示）が実装される。ボディ６４は、煙感知体６２や回路基板６３を全て収容しており、これにより全体として凹凸の少ない外観を実現する。なお、図２６（ｂ）では、煙感知器Ａは天井面に設置された状態とは天地を逆にして図示してある。

　ボディ６４は、ベース６５とカバー６６とからなる。カバー６６の外周部には、縦横の桟６７によって多数の開口６８が形成されている。ボディ６４内では、回路基板６３に煙感知体６２が一体に組み付けられている。なお、煙感知体６２は回路基板６３の上面側（天井面側）、下面側のいずれに設けられていてもよい。

　以下、煙感知室６１の内部構造について図２７を参照して説明する。図２７では、防虫網６０を破線で図示し、回路基板６３は図示を省略する。

　投光ユニット７０は煙感知室６１の外周部に配設され、受光ユニット８０は投光ユニット７０からの光を直接受光しない外周位置に設けられている。投光ユニット７０は、回路基板６３上の発光部たる投光素子（ＬＥＤ）７１を投光カバー７２に収容してなり、受光ユニット８０は、回路基板６３上の受光部たる受光素子（フォトダイオード）８１を受光カバー８２に収容してなる。投光カバー７２および受光カバー８２は、後述するラビリンス壁９０や遮光壁１００などと共に光学基台１１０上に一体的に成形される。

　透光カバー７２は、煙感知室６１の内方に向けて開口された投光窓７３を有する。一方、受光カバー８２は、煙感知室６１の内方に向けて開口された受光窓８３を有する。投光窓７３から出る光の光軸および受光窓８３に入る光の光軸は、共に光学基台１１０の内底面に対し略平行する。

　投光ユニット７０は、投光素子７１から、投光窓７３および煙感知室６１の略中央を通って反対側にあるラビリンス壁９１に光が届くように、投光窓７３と遮光壁１００とによって定まる投光範囲（実線２０１，２０１によって囲まれた領域）に光を照射する構成となっている。一方、受光ユニット８０は、受光窓８３と遮光壁１００とによって定まる受光範囲（実線２０２，２０２で囲まれた領域）からの光を受光する構成となっている。

　投光範囲と受光範囲とは煙感知室６１の略中央で重なり合い、その部分に感煙領域２０３が形成される。すなわち、煙感知室６１は、感煙領域２０３に流入してきた煙に投光ユニット７０からの光が照射されると、受光ユニット８０が、光を受けた煙の散乱光を受光し、その受光信号を回路ブロックに伝達して火災判別を行う構成となっている。

　ここで、遮光壁１００は、投光ユニット７０から受光ユニット８０への直接光を遮断するために設けられており、投光ユニット７０と受光ユニット８０とで形成される短弧２０４側の領域の略中央位置に、煙感知室６１の外周部より内方に突出するように形成されている。

　複数のラビリンス壁９０は、略平板状に形成され、光学基台１１０の内底面より煙感知室６１の高さ方向（上下方向）の全長に亘って立設されている。当該ラビリンス壁９０は、外周側の端部（以下、外側端といい、その反対側の端部を内側端という）では、２つのラビリンス壁９０の間隙によって、煙流入口１２０が形成されるとともに、それよりも内方側では２つのラビリンス壁９０で囲まれた間隙によって煙流入路１２１が形成されている。

　また、ラビリンス壁９０は、煙感知室６１内に外乱光が入射して煙感知機能が不安定にならないように、外乱光を遮断する機能も有している。ここで、短弧２０４の中央と煙感知室６１の中心とを結ぶ中心線Ｌ１で煙感知室６１内を区切ると、ラビリンス壁９０は、受光ユニット側の領域内の投光側ラビリンス壁９１と、投光ユニット側の領域内の受光側ラビリンス壁９２とに分類される。投光側ラビンリンス壁９１は、投光ユニット７０からの直接光を受け、受光側ラビリンス壁９２は、受光ユニット８０への外乱光の入射を防止する。

　これらの投光側ラビリンス壁９１と受光側ラビリンス壁９２とは、それぞれの内側端９１０，９２０が煙感知室６１内中央に向かず、それぞれ内側端９１０，９２０が向かい合っている。つまり、投光側ラビリンス壁９１の内側端９１０は反時計回り（左回り）に向けられ、受光側ラビリンス壁９２の内側端９２０は時計回り（右回り）に向けられている。これにより、投光側ラビリンス壁９１と受光側ラビリンス壁９２とは、煙を流入させるとともに、煙流入口１２０から入り込んだ外乱光をラビリンス壁９１，９２の外向壁面９１３，９２３で遮ることができる。なお、投光側ラビリンス壁９１は、その内側端９１０が受光範囲に入らないような寸法に形成されている。

　このような構造によれば、投光側ラビリンス壁９１では、その内向壁面９１２が投光ユニット７０から感煙領域２０３を超えて到達する直接光を受ける。内向壁面９１２に照射した光は、受光ユニット８０よりも外側方向に反射され、隣接するラビリンス壁９１の外向壁面９１３に当たって、煙流入路１２１を煙とは逆行するように煙感知室６１外へ出る。したがって、投光ユニット７０からの直接光は、感煙領域２０３を通過すると投光側ラビリンス壁９１での反射によっても受光範囲に向かって反射することなく、且つ光強度が減衰されて外部へ放出される。図２７においては、投光側ラビリンス壁９１に当たって外部へ出る光の軌跡を実線２０５で示している。

　一方、受光側ラビリンス壁９２は内向壁面９２２が投光ユニット７０側に向いているため、仮に、光が受光ユニット８０から受光側ラビリンス壁９２に向けて照射されたとすれば、投光側ラビリンス壁９１と同様に、その光は隣接するラビリンス壁９２に反射しながら煙感知室６１外に出ようとする。つまり、受光側ラビリンス壁９２をこのように配設することで、外部からの光が直接受光ユニット８０に受光されることを回避している。図２７においては、受光側ラビリンス壁９２に当たる仮想光の軌跡を実線２０６で示している。

　また、投光側ラビリンス壁９１の内側端９１０などで散乱した光が受光側ラビリンス壁９２に照射された場合でも、受光側ラビリンス壁９２の内向壁面９２２が投光ユニット７０側に向いているため、その反射光は煙感知室６１外に出る。図２７においては、投光側ラビリンス壁９１に当たって散乱する光の軌跡を実線２０７で示している。

　このように、投光側、受光側ラビリンス壁９１，９２を上記のように配設することで、投光ユニット７０から投光されて不要となった光や外部からの光が、煙感知室６１内の受光ユニット８０や受光範囲に向かう迷光となることを防止できる。また、このような構成により適切な煙流入ができ、且つ適切な遮光が行え、それによって迷光の少ない煙感知室６１を構成できる。

　特に本実施形態のように、煙感知室６１が小型の煙感知器Ａでは、「く」の字形などの複雑な形状のラビリンス壁を形成しにくく、且つ煙感知室６１内の寸法が小さいため光の反射により不要光の光強度を減衰させにくい。そのため、平板状のラビリンス壁を整列させて配設させると、一般的に迷光が発生しやすくなるが、上述した構成を採用すれば迷光の発生を低減できる。

　なお、上記構成に限らず、投光側ラビリンス壁９１の内側端９１０についても時計回り（右回り）に向けるようにして、投光側、受光側ラビリンス壁９１，９２を共に右回りとしてもよい。

　ところで、上述した煙感知室６１の内部構成は、図２８に示すように、煙感知室６１をボディ６４の前方（煙感知器６１を天井に取り付けた状態の下方）に突出するように配置した煙感知器Ａにも適用可能である。この煙感知器Ａは、円盤状のボディ６４の中央に煙感知室６１と防虫網６０とからなる煙感知体６２が突設されている。当該煙感知体６２はプロテクタ６９を被せることで保護されている。プロテクタ６９は、外周部に多数の開口６９０を有し、当該開口６９０から煙感知室６１への煙の流入を可能とする。

　（実施形態１０）
　本実施形態の煙感知器は、実施形態９で説明した煙感知器とは、煙感知室の内部構造が異なる。

　具体的には、実施形態９では、遮光壁１００が、煙を仕切ることができるように、煙感知室６１の外周部より内方に延びた仕切壁１０２に遮光体１０１が延設された構造であったのに対し、本実施形態では、遮光体１０１が、仕切壁に延設されずに煙感知室６１内に独立して立設された構造とする。

　遮光体１０１は、図２９に示すように、投光窓７３と受光窓８３との間に立設され、主に受光範囲と投光範囲とを制限する。投光範囲は、投光窓７３の開口の広さからすれば、投光軸Ｌ２を中心に所定角度に拡がるように、実線２００，２０１で囲まれた領域に定まるところ、遮光体１０１が直接光を遮ることによって、投光範囲は実線２０１，２０１の範囲に狭められている。同様に、受光範囲も遮光体１０１によって狭められている。

　さらに遮光体１０１は、投光ユニット７０からの直接光や、煙感知室６１で反射されて戻ってきた光をさらに反射させて光強度を減衰させる機能を有し、そのために種々の反射面が形成されている。

　特に、投光窓７３に対向する遮光面１０３は、投光ユニット７０からの直接光を反射させる面であり、図２９に示すように投光窓７３のある前面に対して、外向きにやや開いて形成されている。換言すると、遮光面１０３が投光ユニット７０の投光軸Ｌ２に対して鈍角をなす。これにより、その遮光面１０３に直接光が当たると、当該光は短弧１１０の領域に向けて反射される。図２９には、遮光面１０３に当たる光の軌跡を２０８で示している。

　遮光面１０３の投光軸Ｌ２に対する角度θは、図２９の例のように、投光カバー７２の側壁７４と、短弧１１０側のラビリンス壁９３との間に形成される煙流入路１２１に向かわせるような角度とする。しかして、投光ユニット７０と受光ユニット８０とに挟まれた領域に反射光を集めることで、その狭い空間内で光を何度も反射させて光強度を減衰させることができる。また、煙流入路１２１内で何度も反射が繰り返された光は、最終的には煙感知室６１外へ出るか、あるいは煙感知室６１内にとどまっても極めて弱い光となる。そのため、遮光体１０１に反射された光が要因となる迷光を減少させることができる。

　なお、実施形態９のように仕切壁１０２に遮光体１０１が延設されてなる遮光壁１００を採用した場合でも、遮光体１０１に本実施形態と同じ構成（遮光面１０３）を採用すれば、本実施形態と同様の効果が期待できる。

　また、図２９の例では、遮光面１０３に反射した光がラビリンス壁９３の内側端９３０に当たり、さらに遮光体１０１の他の反射面１０４に戻ってくる光の軌跡を図示している。図示例では、この戻ってきた反射光が受光ユニット８０の前面に向かっているが、この光も種々の部位で反射することで、受光ユニット８０での正常な受光にはほとんど問題ない程度に光強度が弱まっている。なお、煙流入とのバランスを考慮しながら、この反射面１０４を、反射光が煙感知室６１外へ放出されるような角度とすることが望ましい。

　なお、遮光面１０３は、投光窓７３で定まる投光範囲の外側にまで広がる補助面１０５をも有している。そのため、直接光はもれなく遮光できるとともに、その補助面１０５で、その後反射してくる光をさらに反射させて、光強度を減衰させることができる。

　その他の構成および機能は実施形態９と同様である。

　なお、上記各実施形態で説明した構成は、適宜組み合わせて用いることができる。

Claims

　発光部と、受光部と、電流電圧変換回路と、電流源と、判定処理部とを備えた煙感知器であって、
　前記発光部は、検知空間に向けて所定のセンシング期間にパルス状の光を出力し、
　前記受光部は、前記発光部からの直接光は入射せず前記検知空間内に流入した煙により拡散反射された前記発光部からの光が入射する位置に配置され、
　前記電流源は、前記受光部に対して受光強度に相当する大きさのセンサ電流を流し、
　前記電流電圧変換回路は変換部を有し、前記変換部は、入力電流を出力電圧に変換して出力端子から出力し、前記入力電流は、前記受光部に接続されている前記変換部の入力端子に入力され、
　前記判定処理部は、前記出力電圧に基づいて前記検知空間内の煙の有無を判定し、
　前記電流電圧変換回路は低周波補正手段を有し、
　前記低周波補正手段は、前記出力電圧のうち前記受光部が前記発光部からの光を受光したときに生じるパルス状の検出信号の周波数より低いカットオフ周波数以下の低周波成分を抽出し、当該低周波成分に応じた大きさの補正電流を流し、当該補正電流と前記入力電流との合成電流を前記センサ電流とすることで前記入力電流を前記補正電流分だけ小さくすることを特徴とする煙感知器。
　前記センサ電流は、前記受光部から前記入力端子に流れ込む向きの電流であって、
　前記低周波補正手段は、前記補正電流に相当する大きさの電流を前記受光部から引き抜くことを特徴とする請求項１記載の煙感知器。
　前記センサ電流は、前記変換部から前記受光部に流れ込む向きの電流であって、
　前記低周波補正手段は、前記補正電流に相当する大きさの電流を前記受光部に供給することを特徴とする請求項１記載の煙感知器。
　前記低周波補正手段は、第１の帰還回路と、補正用トランジスタとを具備し、
　前記第１の帰還回路は、前記出力電圧のうち前記検出信号の周波数より低い第１カットオフ周波数以下の低周波成分を出力し、
　前記補正用トランジスタは、所定電位点と前記入力端子との間に挿入され、前記第１の帰還回路の出力に制御端子が接続されることで、前記第１の帰還回路の出力に応じた大きさの前記補正電流を流すことを特徴とする請求項２記載の煙感知器。
　前記低周波補正手段は、第２の帰還回路と、補正用抵抗とを具備し、
　前記第２の帰還回路は、前記出力電圧のうち前記検出信号の周波数より低い第２カットオフ周波数以下の低周波成分に相当する電圧を出力し、
　前記補正用抵抗は、前記第２の帰還回路の出力と前記入力端子との間に挿入され、前記第２の帰還回路の出力に応じた大きさの前記補正電流を流すことを特徴とする請求項４記載の煙感知器。
　前記低周波補正手段は、第１の帰還回路と、補正用トランジスタとを具備し、
　前記第１の帰還回路は、前記出力電圧のうち前記検出信号の周波数より低い第１カットオフ周波数以下の低周波成分を出力し、
　前記補正用トランジスタは、所定電位点と前記入力端子との間に挿入され、前記第１の帰還回路の出力に制御端子が接続されることで、前記第１の帰還回路の出力に応じた大きさの前記補正電流を流すことを特徴とする請求項３記載の煙感知器。
　前記低周波補正手段は、第２の帰還回路と、補正用抵抗とを具備し、
　前記第２の帰還回路は、前記出力電圧のうち前記検出信号の周波数より低い第２カットオフ周波数以下の低周波成分に相当する電圧を出力し、
　前記補正用抵抗は、前記第２の帰還回路の出力と前記入力端子との間に挿入され、前記第２の帰還回路の出力に応じた大きさの前記補正電流を流すことを特徴とする請求項６記載の煙感知器。
　前記第１の帰還回路は周波数切替手段を有し、
　前記周波数切替手段は、前記センシング期間においては前記第２カットオフ周波数より低く、前記センシング期間以外の期間においては前記第２カットオフ周波数より高くなるように前記第１カットオフ周波数を切り換えることを特徴とする請求項５または請求項７に記載の煙感知器。
　前記第１の帰還回路は、前記出力電圧の積分値成分を出力する積分回路を有し、
　前記周波数切替手段はサンプルホールド回路を具備し、前記サンプルホールド回路は、前記積分回路の出力と前記補正用トランジスタの前記制御端子との間に挿入された第１のスイッチを有し、
　前記周波数切替回路は、前記センシング期間においては前記第１のスイッチをオフすることで前記サンプルホールド回路を作動させ、保持された前記積分回路の出力電圧を前記補正用トランジスタの前記制御端子に印加することを特徴とする請求項８記載の煙感知器。
　前記変換部の前記入力端子と前記出力端子との間には第２のスイッチが接続されており、
　前記第２のスイッチは、前記第１のスイッチがオンのときにオンすることを特徴とする請求項９記載の煙感知器。
　前記第１のスイッチは、オフ抵抗の値が、前記補正用トランジスタの前記制御端子と前記所定電位点との間の抵抗値よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項９記載の煙感知器。
　前記第１の帰還回路は、前記出力電圧の積分値成分を出力する積分回路を有し、
　前記周波数切替手段はローパスフィルタ回路を具備し、前記ローパスフィルタ回路は、コンデンサと、抵抗および第３のスイッチの並列回路とを有し、
　前記コンデンサは、前記補正用トランジスタの前記制御端子と前記所定電位点との間に接続され、
　前記並列回路は、前記積分回路の出力と前記補正用トランジスタの前記制御端子との間に接続され、
　前記周波数切替手段は、前記センシング期間においては前記第３のスイッチをオフすることで前記ローパスフィルタ回路を作動させることを特徴とする請求項８記載の煙感知器。
　前記第１の帰還回路は積分回路を有し、前記積分回路は第１の抵抗とコンデンサとで決まる時定数を有し、
　前記周波数切替手段は、第２の抵抗および第４のスイッチの直列回路を具備し、前記直列回路は前記第１の抵抗と並列に接続され、
　前記周波数切替手段は、前記センシング期間においては前記第４のスイッチをオフすることを特徴とする請求項８記載の煙感知器。
　前記第２の帰還回路は第２のアクティブフィルタからなり、前記第２のアクティブフィルタは前記入力電流に対して逆位相の電圧を出力し、
　前記第１の帰還回路は第１のアクティブフィルタからなり、前記第１のアクティブフィルタは前記入力電流に対して同位相の電圧を出力することを特徴とする請求項５記載の煙感知器。
　前記第２の帰還回路は第２のアクティブフィルタからなり、前記第２のアクティブフィルタは、前記変換部から前記受光部に供給される電流に対して同位相の電圧を出力し、
　前記第１の帰還回路は第１のアクティブフィルタからなり、前記第１のアクティブフィルタは、前記変換部から前記受光部に供給される電流に対して逆位相の電圧を出力することを特徴とする請求項７記載の煙感知器。
　前記補正用トランジスタは複数個設けられており、
　前記電流電圧変換回路は、選択用スイッチと、スイッチ制御回路とを備え、
　前記選択用スイッチは、前記各補正用トランジスタと前記入力端子との間にそれぞれ挿入され、
　前記スイッチ制御回路は、前記第１の帰還回路の出力が大きくなるほどオンする前記選択用スイッチの個数が増えるように、前記第１の帰還回路の出力に応じて前記選択用スイッチをオンオフ制御することを特徴とする請求項４または請求項６に記載の煙感知器。
　前記第１の帰還回路と前記第２の帰還回路とは演算増幅器を共用しており、
　前記電流電圧変換回路はモード切替手段を備え、前記モード切替手段は、前記演算増幅器を前記第１の帰還回路に用いる動作モードと、前記演算増幅器を前記第２の帰還回路に用いる動作モードとを切り替えることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の煙感知器。
　前記第１の帰還回路の電源電圧は他の回路の電源電圧よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の煙感知器。
　発光部と、受光部と、センサ出力処理部と、演算処理部とを備えた煙感知器であって、
　前記発光部は、検知空間に向けてパルス状の光を間欠的に出力し、
　前記受光部は、前記発光部からの直接光は入射せず前記検知空間内に流入した煙により拡散反射された前記発光部からの光が入射する位置に配置され、光を受光して電流に変換し、
　前記センサ出力処理部は、前記受光部から入力される入力電流を出力電圧に変換し、
　前記演算処理部は、前記出力電圧に基づいて前記検知空間内の煙の有無を判定し、
　前記センサ出力処理部は、前記入力電流が変動すると当該変動量に応じて前記出力電圧の瞬時値を過渡的に変化させ、
　前記演算処理部は、検出手段と、判定手段とを有し、
　前記検出手段は、前記入力電流に対する前記出力電圧の過渡応答期間に設定されている第１および第２のサンプリングタイミングで、前記出力電圧の瞬時値をそれぞれ計測値として検出し、
　前記判定手段は、前記検出手段で検出された前記両計測値間の差分値を所定のしきい値と比較することにより、前記検知空間内の煙の有無を判定し、
　前記第１および第２のサンプリングタイミングは、前記両計測値間に差を生じるように設定されていることを特徴とする煙感知器。
　前記センサ出力処理部はバンドパス手段を有し、
　前記バンドパス手段は、前記発光部からの光のパルス幅に応じて決定された周波数帯域に利得のピークを生じさせ、
　前記センサ出力処理部は、前記出力電圧を前記受光部が前記発光部からの光を受光していない状態での瞬時値である動作点から正負両側に振れる信号として出力し、
　前記検出手段は、前記動作点の両側で前記計測値をそれぞれ検出することを特徴とする請求項１９記載の煙感知器。
　前記バンドパス手段は、積分回路と、微分回路とを有し、前記積分回路は前記入力電流を積分し、前記微分回路は当該積分回路の出力を微分することを特徴とする請求項２０記載の煙感知器。
　前記発光部からの光のパルス幅と、前記第１および第２のサンプリングタイミングとは、同一のクロックに基づいて決定されることを特徴とする請求項２０記載の煙感知器。
　前記第１および第２のサンプリングタイミングは、前記出力電圧の瞬時値のピークの手前にそれぞれ設定されることを特徴とする請求項２０記載の煙感知器。
　前記演算処理部は、前記発光部が光を出力する前の予備期間に前記出力電圧の瞬時値を予備値として読み出し、当該予備値が予め決められている正常範囲内になければ前記判定手段による判定を行わないことを特徴とする請求項１９記載の煙感知器。
　前記センサ出力処理部は間欠的に駆動され、前記発光部は前記センサ出力処理部の駆動中に光を出力することを特徴とする請求項１９記載の煙感知器。
　前記検出手段はＡＤ変換器からなり、前記ＡＤ変換器は、前記瞬時値を量子化してデジタル値からなる前記計測値を得ることを特徴とする請求項１９記載の煙感知器。
　発光部と、受光部と、検出処理部と、判定処理部とを備えた煙感知器であって、
　前記発光部は、検知空間内に向けて間欠的に光を出力し、
　前記受光部は、前記発光部からの直接光は入射せず前記検知空間内に流入した煙により拡散反射された前記発光部からの光が入射する位置に配置され、
　前記検出処理部は、前記受光部での受光強度に基づいて前記検知空間内の煙濃度に相当する検出値を求め、
　前記判定処理部は、前記検出値に基づいて火災の有無を判定し、
　前記判定処理部は、記憶手段と、判定手段とを有し、前記記憶手段は複数段階の判定レベルを記憶し、前記判定手段は前記検出値を前記判定レベルと比較し、
　前記判定レベルは、基準レベルと、火災判定レベルと、状態判定レベルとを含み、
　前記基準レベルは、前記検知空間内に煙がない状態での前記検出値に相当し、前記火災判定レベルは、前記基準レベルより高く設定され火災の判定基準となり、前記状態判定レベルは、前記火災判定レベルより低く設定され且つ前記基準レベルと前記火災判定レベルとの少なくとも一方を用いて算出され、
　前記判定手段は、前記検出値が前記火災判定レベル以上であれば火災と判定し、前記検出値が前記火災判定レベル未満であれば、前記検出値と前記状態判定レベルとの大小関係に応じて所定の動作状態を判定することを特徴とする煙感知器。
　前記状態判定レベルは、前記基準レベルより低く設定される故障判定レベルを含み、
　前記判定手段は、前記検出値が前記故障判定レベル未満であれば前記動作状態を故障と判定することを特徴とする請求項２７記載の煙感知器。
　前記故障判定レベルは、前記基準レベルを用いて算出されることを特徴とする請求項２８記載の煙感知器。
　前記状態判定レベルは、前記基準レベルより高く設定される汚れ判定レベルを含み、
　前記判定手段は、前記検出値が前記汚れ判定レベル以上で且つ前記火災判定レベル未満であれば前記動作状態を前記検知空間内に汚れ有りと判定し、所定のタイミングで汚れの有無を確認して規定値以上の頻度で汚れ有りと判定されれば、前記記憶手段内の前記火災判定レベルを高くする補正を行うことを特徴とする請求項２７記載の煙感知器。
　前記汚れ判定レベルは、前記基準レベルと前記火災判定レベルとの両方を用いて算出されることを特徴とする請求項３０記載の煙感知器。