(57)【要約】【課題】種々の感知器の効率的な開発を可能にする。【解決手段】発光ダイオードＤ１１、受光素子Ｄ１２を有し、Ｄ１２の出力から煙濃度信号を得、この信号から火災判定信号を得る煙検知機能ブロック１と、温度信号を得る熱検知機能ブロック２と、煙濃度信号および温度信号の少なくとも一方を利用して火災判定信号を得る演算機能ブロック３と、煙検知機能ブロック１または演算機能ブロック３で得られた火災判定信号をＲ型の受信機に対する多重伝送用の信号に変換するとともに、その受信機からの信号を演算機能ブロック３用に変換する伝送機能ブロック５と、火災判定信号に応じてＰ型の受信機に火災の発生を示す信号を送るスイッチング回路４２、およびＲ型の受信機と伝送機能ブロック５との間で送受信される信号の転送を行う信号送受信回路４３などを有する電源機能ブロック４とのうちいずれかのブロックを用いて所望の検知器を構成する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子およびこの発光素子の光を受光する受光素子を有し、この受光素子の出力から煙濃度に応じた煙濃度信号を得るとともに、この煙濃度信号から火災の発生を示す火災判定信号を得る煙検知機能ブロックと、
周囲温度を検知して周囲温度を示す温度信号を得る熱検知機能ブロックと、
前記煙濃度信号および温度信号の少なくとも一方を利用して火災の発生を示す火災判定信号を得る演算機能ブロックと、
前記煙検知機能ブロックまたは演算機能ブロックで得られた火災判定信号を外部の第１受信機に対する多重伝送用の信号に変換するとともに、その第１受信機からの信号を前記演算機能ブロック用に変換する伝送機能ブロックと、
前記火災判定信号に応じて第２受信機に火災の発生を示す信号を送るスイッチング回路、および前記第１受信機と伝送機能ブロックとの間で送受信される信号の転送を行う信号送受信回路を有する電源機能ブロックと
のうちいずれかのブロックを用いて構成される感知器。
【請求項２】
前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙および熱を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項３】
前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙および熱を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項４】
前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項５】
前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項６】
前記煙検知機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項７】
前記煙検知機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項８】
前記熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、熱を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項９】
前記熱検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、熱を検知する請求項１記載の感知器。
【請求項１０】
前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックの少なくとも１つを集積回路で構成して成る請求項１〜９のいずれかに記載の感知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災報知器などの防災用、空調などの設備用、空気清浄機やエアコンなどの民生用に利用される感知器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３，図１４に従来の感知器の基本的な構成図を示す。図１３の感知器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ１１、受光素子（フォトダイオード）Ｄ１２、発振回路１０、アンプ発光制御回路１１Ａ、発光ドライブ回路１２、電流電圧変換回路１３、電圧増幅回路１４、コンパレータ１６、調整回路１７Ａ、無極性回路４０、電源回路４１およびスイッチング回路４２により構成されている。他方、図１４の感知器は、発光ダイオードＤ１１、受光素子Ｄ１２、アンプ発光制御回路１１Ａ、発光ドライブ回路１２、電流電圧変換回路１３、電圧増幅回路１４，１５、調整回路１７Ｂ、熱検知回路２０、ＡＤ変換回路３０、信号演算部３１Ａ、Ｉ／Ｏ処理部３２、信号演算部３１Ａ駆動用の発振回路３３、通信インターフェース５２Ａ、メモリ回路５１Ａ、無極性回路４０、電源回路４１および信号送受信回路４３により構成されている。ただし、発振回路３３はアンプ発光制御回路１１Ａに兼用されている。また、感知器の構造を図１５に示す。
【０００３】
図１３，図１４において、発振回路１０（３３）からの信号をもとに、アンプ発光制御回路１１Ａにより発光ダイオードＤ１１の発光タイミングを作る。この信号を発光ドライブ回路１２に入力させ、発光ダイオードＤ１１を間欠的に発光させる。煙検知室（図１５参照）内に煙が存在すると、発光ダイオードＤ１１の発光により散乱光が発生し、この散乱光がプリズムレンズ（図１５では受光レンズ）を通じて受光素子Ｄ１２に入射して、光電流が発生する。この信号を電流電圧変換回路１３によって電圧に変換し、その電圧を電圧増幅回路１４（１４，１５）により増幅し、煙濃度に応じた信号を得る。
【０００４】
火災判定については、図１３に示すように、煙濃度に応じた出力電圧が所定の閾値を越えると、コンパレータ１６による火災判定回路にて火災と判断する方法がある。閾値の設定は調整回路１７Ａで行われる。これには一般的に機械式のボリュームなどが用いられる。これに対して近年では、マイコンのソフト処理により火災判断を行うものも増えている。図１４に示すように、電圧増幅回路１４，１５からの出力電圧をＡＤ変換回路３０によりデジタル信号に変換し、そのデータをもとにソフト処理により火災を判断する。この場合、出方データの時系列データから、火災と非火災を判別したり、煙検知室内の汚れによる迷光信号分の補正などを行える利点がある。
【０００５】
火災の検知手段としては、炎による熱の温度を計測することによる熱感知器も非常に普及している。検知手段は多種あるが、サーミスタの温度変化による低抗値の変化から、温度を計測する手段が普及している。一般的に煙感知器は、火災初期のくすぶった状態である煙の発生は多いが熱の発生が少ない火災の検知に適している。また、熱感知器は炎が大きく煙の発生がすくない火災に適していると言われている。これら２つの感知器の長所を利用し欠点を補うために、煙感知と熱感知の両方を１つのセンサにまとめた熱煙複合感知器も普及し始めている。図１４はその一例である。
【０００６】
上記の様な手段で火災判定の結果を、端子Ｔ４１，Ｔ４２側に接続される受信機（図示せず）に伝達する手段としては、大きく２種類ある。１つは火災発生時に監視回線に接続したスイッチング回路４２を通電させ、これを短絡保持させることにより火災報知を行う方法で（図１３参照）、この方法が採られる場合、図１３に示す端子Ｔ４１，Ｔ４２側に接続される受信機は一般にＰ型の受信機と呼ばれる。もう１つは、感知器個々にアドレスが設定され、感知器と監視器が多重伝送を行っており、火災発生の情報などをその通信手段により行う方法で（図１４参照）、この方法が採られる場合、図１４に示す端子Ｔ４１，Ｔ４２側に接続される受信機は一般にＲ型の受信機と呼ばれる。前者はスイッチング回路４２を通電させ短絡保持させる手段であり、感知器および受信機の回路構成が簡素になる長所がある。しかし、感知器個々にアドレスが設定されていないため、どの感知器が発報したかは受信機側からはわからない。また、煙濃度や熱発生温度の値や、感知器の故障などの異常などを感知器に通信する手段がない。一方後者は、感知器と監視器が多重伝送を行っているため、前述の問題点が解決される。しかし、前者の感知器に比べ複雑な構成となる。なお、アドレス情報はメモリ回路５１Ａに設定される。
【０００７】
これとは別に、受信機を必要としない感知器もある。例えば感知器にブザー回路などが装備され、火災検知を行うとそのブザーがなり火災を知らせるものである。また、計測した煙濃度の出力を出すだけの機能のものもある。この場合、煙濃度を必要とする機器に直接信号を送ることになる。空調機や空気清浄器など、煙発生量により機器を動作・制御させるものがこのなかに含まれる。
【０００８】
なお、特開平１１−２５３７３号公報には、レーザダイオード、受光素子、光学部材、基台ユニット等に寸法的なばらつきがあっても安定した散乱光の信号量が高効率で得られるようにした煙感知装置が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に感知器の種類は多種多様であるが、以上を分類すると次のようになる。
（１）煙・熱検出を組み合わせ、煙濃度・温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、感知器個々のアドレス設定が行える煙熱感知器。
（２）煙・熱検出を組み合わせ、煙濃度・温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、短絡保持により火災発生を伝える煙熱感知器。
（３）煙検出で得られる煙濃度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、感知器個々のアドレス設定が行える煙感知器。
（４）煙検出で得られる煙濃度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、短絡保持により火災発生を伝える煙感知器。
（５）煙検出で得られる煙濃度出力を利用してコンパレータによる火災判断を行い、感知器個々のアドレス設定が行える煙感知器。
（６）煙検出で得られる煙濃度出力を利用してコンパレータによる火災判断を行い、短絡保持により火災発生を伝える煙感知器。
（７）熱検出で得られる温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、感知器個々のアドレス設定が行える熱感知器。
（８）熱検出で得られる温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、短絡保持により火災発生を伝える熱感知器。
（９）その他、煙濃度、熱情報を他の外部機器（空調設備など）に直接伝送する感知器。
【００１０】
これらの感知器は、設置される規模、使われる環境、要求コスト、既設および新設される受信機の種類などによりユーザのニーズが様々であるため、メーカーとしてはこれらすべての機種に対応していく必要がある。しかし、一般的にはこれらの感知器は、個々にばらばらに開発される。各回路は単体の抵抗やトランジスタのチップを使って構成されることが多い。このため部品点数が非常に増え、コストアップ要因となる。またそれぞれの種類の回路を一気にＩＣなどで集積化しても、品種の数だけＩＣが増えることになり効率的ではなく、コストアップの要因となっている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、種々の感知器の効率的な開発が可能な感知器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記のように様々な感知器があるが、検知手段である煙計測、熱計測は重複したところが多く、また火災判定手段、通信手段なども重複したところが多く、これを機能別に、煙検知機能、電源機能、伝送機能、演算機能、熱検知機能のわずか５つの機能ごとにブロック化し、それの組み合わせにより上述した種々の感知器を効率的に開発することを目的とする。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明の感知器は、発光素子およびこの発光素子の光を受光する受光素子を有し、この受光素子の出力から煙濃度に応じた煙濃度信号を得るとともに、この煙濃度信号から火災の発生を示す火災判定信号を得る煙検知機能ブロックと、周囲温度を検知して周囲温度を示す温度信号を得る熱検知機能ブロックと、前記煙濃度信号および温度信号の少なくとも一方を利用して火災の発生を示す火災判定信号を得る演算機能ブロックと、前記煙検知機能ブロックまたは演算機能ブロックで得られた火災判定信号を外部の第１受信機に対する多重伝送用の信号に変換するとともに、その第１受信機からの信号を前記演算機能ブロック用に変換する伝送機能ブロックと、前記火災判定信号に応じて第２受信機に火災の発生を示す信号を送るスイッチング回路、および前記第１受信機と伝送機能ブロックとの間で送受信される信号の転送を行う信号送受信回路を有する電源機能ブロックとのうちいずれかのブロックを用いて構成されるものである。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙および熱を検知するものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙および熱を検知するものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、熱を検知するものである。
【００２１】
請求項９記載の発明は、請求項１記載の感知器において、前記熱検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、熱を検知するものである。
【００２２】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックの少なくとも１つを集積回路で構成して成るものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
【００２４】
まず、第１実施形態および後述する各実施形態で共通に使用される各ブロックについて説明する。ブロックは、全部で、煙検知機能ブロック１、熱検知機能ブロック２、演算機能ブロック３、電源機能ブロック４および伝送機能ブロック５の５種類存在する。
（１）煙検知機能ブロック
煙検知機能ブロック１は、発光ダイオードＤ１１、受光素子Ｄ１２、発振回路１０、アンプ発光制御回路１１、発光ドライブ回路１２、電流電圧変換回路１３、２段式の電圧増幅回路１４，１５、コンパレータ１６および調整回路１７により構成され、他のブロックとの接続用として、電源入力用であって上記各部と接続される端子Ｔ１１、発振信号入力用の端子Ｔ１２、煙濃度信号出力用の端子Ｔ１３および火災判定信号出力用の端子Ｔ１４を有している。
【００２５】
アンプ発光制御回路１１は、内部端子Ｔ１５を有し、この内部端子Ｔ１５に内部接続された発振回路１０からの発振信号または端子Ｔ１２に入力された発振信号を利用して、発光ダイオードＤ１１の発光タイミングの信号を生成するとともに電流電圧変換回路１３および電圧増幅回路１４，１５により成るアンプの間欠駆動タイミングの信号を生成するものである。このアンプ発光制御回路１１から発光ダイオードＤ１１駆動用の発光ドライブ回路１２を介して発光ダイオードＤ１１に発光タイミングの信号が供給されると、発光ダイオードＤ１１はその発光タイミングで間欠的に発光する。また、アンプ発光制御回路１１からアンプに間欠駆動タイミングの信号が供給されると、アンプは間欠駆動し、これによりアンプの消費電流が低減される。
【００２６】
なお、火災の感知器では、１回線に複数の感知器が接続されるため、低消費電流が要求されることが多く、このような場合、上記間欠駆動タイミングの信号が使用される。このため、その場合以外などでは、間欠駆動タイミングの信号を使用しないようにできる構成にしてもよい。
【００２７】
受光素子Ｄ１２は、プリズム（図１５の受光レンズ参照）を介して発光ダイオードＤ１１からの光を受光し、この光に応じた光電流を出力するものである。ここで、当該煙検知機能ブロック１の近傍（通常、煙検知室内）に、煙が存在すると、発光ダイオードＤ１１の光により散乱光が発生し、この散乱光がプリズムを介して受光素子Ｄ１２に受光され、散乱光、つまり発光ダイオードＤ１１からの光の散乱度合いに応じた光電流が受光素子Ｄ１２から出力されることになる。この場合、光電流が散乱光に応じて変動するので、光電流のレベルを監視することで、煙濃度の判定、つまりは火災判定が可能になる。
【００２８】
電流電圧変換回路１３は、受光素子Ｄ１２からの光電流を電圧に変換するもので、電圧増幅回路１４，１５は、電流電圧変換回路１３の出力電圧を増幅し、増幅後の信号を煙濃度信号として端子Ｔ１３に出力するものである。
【００２９】
コンパレータ１６は、電圧増幅回路１４，１５（図１の例では電圧増幅回路１４）の出力信号と所定の閾値との比較を行い、この比較結果から火災が発生したか否かを判断し、例えば上記出力信号が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断して火災判定信号を端子Ｔ１４に出力するものである。なお、端子Ｔ１４に出力される火災判定信号は電圧でも電流でもよい。
【００３０】
調整回路１７は、電圧増幅回路１４，１５（図１の例では電圧増幅回路１５）のゲイン、バイアス調整用、およびコンパレータ１６の閾値調整用であって、機械式のボリュームまたは電子式のボリュームなど、あるいはレーザートリミングが可能な抵抗などにより構成される。
【００３１】
なお、発光ダイオードＤ１１、受光素子Ｄ１２は、煙検知機能ブロック１に外付けされているが、煙検知機能ブロック１に内蔵される構成でもよい。
【００３２】
ここで、煙検知機能ブロック１の動作を説明する。アンプ発光制御回路１１から発光タイミングの信号が出力されると、発光ダイオードＤ１１が間欠的に発光する。この発光ダイオードＤ１１の発光による光は受光素子Ｄ１２で受光されて光電流に変換される。この光電流は、電流電圧変換回路１３で電圧に変換され、この後、電圧増幅回路１４，１５で増幅され、この増幅後の信号が煙濃度信号として端子Ｔ１３に出力される。他方、電圧増幅回路１４，１５（図１の例では電圧増幅回路１４）の出力信号は、コンパレータ１６で閾値と比較され、この比較結果から火災が発生したか否かが判断される。このとき、その出力信号が閾値を越えれば、火災判定信号が端子Ｔ１４に出力される。
（２）熱検知機能ブロック
熱検知機能ブロック２は、他のブロックとの接続用として、電源入力用の端子Ｔ２１および温度信号出力用の端子Ｔ２２を有し、サーミスタなどの熱計測素子により成り、その出力信号を温度信号として端子Ｔ２２に出力する熱検知回路２０により構成されている。ここで、熱検知回路２０がサーミスタで構成される場合、周囲温度に応じてサーミスタの抵抗値が変動するので、サーミスタの抵抗値を計測することで、周囲温度を計測することが可能になる。
（３）演算機能ブロック
演算機能ブロック３は、ＡＤ変換回路３０、ロジック回路の信号演算部３１、Ｉ／Ｏ処理部３２、および信号演算部３１駆動用の発振回路３３を備え、通常、ＡＤ変換器付きマイコンなどで構成される。また、演算機能ブロック３には、他のブロックとの接続用として、煙検知機能ブロック１の端子Ｔ１３との接続用の端子Ｔ３１、熱検知機能ブロック２の端子Ｔ２２との接続用の端子Ｔ３２、電源入力用であって上記各部と接続されるの端子Ｔ３３、伝送信号入力用の端子Ｔ３４、伝送信号出力用の端子Ｔ３５、および発振信号出力用の端子Ｔ３６，Ｔ３７が具備されている。ただし、端子Ｔ３６は、煙検知機能ブロック１の端子Ｔ１２との接続用である。また、発振回路３３の発振信号は出力端子Ｔ３６，Ｔ３７にも出力される。
【００３３】
ここで、演算機能ブロック３を構成するマイコンによるソフト処理について説明する。煙検知機能ブロック１からの煙濃度信号が端子Ｔ３１を介して受信されると、また熱検知機能ブロック２からの温度信号が端子Ｔ３２を介して受信されると、その信号がＡＤ変換回路３０でデジタル値に変換される。そして、ソフト処理により、信号演算部３１でデジタル値と所定の閾値との比較が行われ、この比較結果から火災が発生したか否かが判断される。例えば上記デジタル値が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断されて火災判定信号が伝送信号としてＩ／Ｏ処理部３２を介して端子Ｔ３５に出力される。
【００３４】
また、上記デジタル値の時間的変化から、煙検知機能ブロック１の煙検知室内の汚れによる迷光信号分の補正などが信号演算部３１で行われる場合があり、さらに、伝送機能を持つ受信機（電源機能ブロック４の後述の端子Ｔ４１，Ｔ４２に接続される外部機器）に対する送受信信号用の変換処理が信号演算部３１で従来と同様に行われる場合があり、この場合、伝送機能ブロック５は当該演算機能ブロック３に併合される。
【００３５】
これらの処理はディップスイッチなどのハード的な切替手段で切替設定される構成でもよい。あるいは、受信機などの外部機器から受信した命令に従って、実行するプログラムを変更するなどのソフト的な変更方法で選択設定される構成でもよい。なお、用途によって切替えの必要のない場合は、これらの手段は使用されない。
（４）電源機能ブロック
電源機能ブロック４は、無極性回路４０、電源回路４１、スイッチング回路４２および信号送受信回路４３により構成され、受信機（図示せず）との接続用の端子Ｔ４１，Ｔ４２、スイッチング信号入力用の端子Ｔ４３、伝送信号入力用の端子Ｔ４４、伝送信号出力用の端子Ｔ４５および電源出力用の端子Ｔ４６を有している。スイッチング回路４２および信号送受信回路４３のどちらを用いるかは受信機で選択される。
【００３６】
無極性回路４０は、端子Ｔ４１，Ｔ４２への伝送線（図示せず）の接続を、両伝送線の極性に関係なく可能にするためのもので、通常、ダイオードブリッジにより構成される。
【００３７】
電源回路４１は、定電源回路であって、無極性回路４０から所定の定電圧を得て、これを他のブロックに対する電源入力として端子Ｔ４６に出力するものである。
【００３８】
スイッチング回路４２は、端子Ｔ４３に火災の発生を示す火災判定信号（スイッチング信号）が入力されると、例えば短絡状態（無極性回路４０の右側両端を短絡する状態）になって火災の発生を示す信号を、無極性回路４０を介して端子Ｔ４１，Ｔ４２に送信するものである。すなわち、スイッチング回路４２は、端子Ｔ４３に火災判定信号が入力されると作動するのである。このスイッチング回路４２を用いる場合、Ｐ型の受信機が端子Ｔ４１，Ｔ４２に接続される。この場合、スイッチング回路４２が短絡状態になるとその受信機により火災報知が行われる。
【００３９】
信号送受信回路４３は、端子Ｔ４４，Ｔ４５と端子Ｔ４１，４２との間で送受信される信号の受け渡しを行うものである。この信号送受信回路４３を用いる場合、Ｒ型の受信機が端子Ｔ４１，Ｔ４２に接続される。この場合、例えば端子Ｔ４４に火災判定信号が入力されると、その火災判定信号は信号送受信回路４３により無極性回路４０を介して端子Ｔ４１，Ｔ４２側に多重伝送される。
（５）伝送機能ブロック
伝送機能ブロック５は、発振回路５０、アドレス保持部５１、およびロジック回路の通信インターフェース５２により構成され、Ｒ型の受信機と接続される電源機能ブロック４とともに使用される。また、伝送機能ブロック５には、電源入力用であって上記各部と接続される端子Ｔ５１、演算機能ブロック３の端子Ｔ３７との接続用の端子Ｔ５２、煙検知機能ブロック１の端子Ｔ１４との接続用の端子Ｔ５３、演算機能ブロック３の端子Ｔ３５との接続用の端子Ｔ５４、電源機能ブロック４の端子Ｔ４５との接続用の端子Ｔ５５、演算機能ブロック３の端子Ｔ３４との接続用の端子Ｔ５６、および電源機能ブロック４の端子Ｔ４４との接続用の端子Ｔ５７が具備される。
【００４０】
発振回路５０は、所定の発振信号を生成して出力するもので、各ブロックの組合せに応じて適宜内蔵される。
【００４１】
アドレス保持部５１は、設定された固有なアドレスを保持するもので、ＥＥＰＲＯＭなどの半導体記憶素子またはディップスイッチなどにより成り、各ブロックの組合せに応じて適宜内蔵される。例えば、演算機能ブロック３のマイコンにアドレスが記憶保持されている場合には、アドレス保持部５１を伝送機能ブロック５に内蔵する必要はない。
【００４２】
通信インターフェース５２は、ロジック回路により成り、発振回路５０が内蔵されるとその出力と接続される内部端子Ｔ５８、およびアドレス保持部５１が内蔵されるとその出力と接続される内部端子Ｔ５９を有し、上記端子Ｔ５１〜Ｔ５７に接続される。そして、端子Ｔ５３または端子Ｔ５４に火災判定信号が送信されてくると、その火災判定信号を、Ｒ型の受信機固有のアルゴリズムに則った多重伝送用の信号に変換し、この変換後の信号を端子Ｔ５７に出力する処理が行われる。逆に、Ｒ型の受信機固有のアルゴリズムに則った多重伝送用の信号で命令が端子Ｔ５７に送信されてくると、その命令を端子Ｔ５６に出力する処理が行われる。また、当該伝送機能ブロック５などを用いて構成される感知器固有のアドレス設定や、設定されたアドレスを端子Ｔ５７に出力する処理が行われる。
【００４３】
伝送機能ブロック５は、演算機能ブロック３がソフト上で演算可能な場合は必要ない場合がある。しかし、低消費電流が求められる感知器の場合、演算機能ブロック３が送受信信号への変換の計算をすることができないことが多い。このため、ロジック回路で構成された伝送機能ブロック５が必要となる場合が多い。
【００４４】
なお、上記５種の各ブロックは、ＩＣ化された構成でも、１枚の回路基板上に形成される構成でも、あるいはハイブリッドＩＣのように複数の回路部品を樹脂で一体にモールドして成る構成でもよい。
【００４５】
次に、図１を用いて上記５種の各ブロックを組み合わせて得た感知器の説明を行うと、５種のブロック全てが使用され、熱・煙複合型の感知器が構成されている。すなわち、Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３３，Ｔ５１の各々とＴ４６とが接続され、Ｔ１３とＴ３１、Ｔ２２とＴ３２、Ｔ３６とＴ１２、Ｔ３７とＴ５２、Ｔ３５とＴ５４、Ｔ５６とＴ３４、Ｔ４５とＴ５５、およびＴ５７とＴ４４がそれぞれ互いに接続されている。また、発振回路１０，５０は機能しないように設定されている。なお、各端子間の接続は、基板の導体パターンを介した接続、コネクタ接続またはケーブル接続でもよく、あるいはコネクタ付きケーブルのハーネス接続などでもよいのは言うまでもない。
【００４６】
次に、図１の感知器の動作を説明する。煙検知機能ブロック１において、端子Ｔ１２の発振信号を利用するアンプ発光制御回路１１から発光タイミングの信号が出力されると、発光ダイオードＤ１１が間欠的に発光する。この発光による光は受光素子Ｄ１２で受光されて光電流に変換される。この光電流は、電流電圧変換および電圧増幅を経て、煙濃度に応じた煙濃度信号として端子Ｔ１３に出力される一方、途中、閾値と比較され、この比較結果から火災が発生したか否かが判断される。このとき、その出力信号が閾値を越えれば、火災判定信号が端子Ｔ１４に出力される。なお、端子Ｔ１４に出力される火災判定信号は本感知器の動作に影響しない。
【００４７】
熱検知機能ブロック２において、周囲温度に応じた温度信号が検出されて端子Ｔ２２に出力される。
【００４８】
演算機能ブロック３において、上記煙濃度信号および温度信号は、それぞれ、端子Ｔ３１，Ｔ３２に取り込まれ、デジタル値に変換された後、火災判別および補正などに利用される。このとき、デジタル値が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断されて火災判定信号が伝送信号としてＩ／Ｏ処理部３２を介して端子Ｔ３５に出力される。
【００４９】
伝送機能ブロック５において、例えば、上記火災判定信号が端子Ｔ５４に入力されると、端子Ｔ５２からの発振信号で駆動する通信インターフェース５２によって、Ｒ型の受信機固有のアルゴリズムに則った多重伝送用の信号に変換され、この変換後の信号が端子Ｔ５７に出力される。
【００５０】
電源機能ブロック４において、信号送受信回路４３によって、端子Ｔ４４，Ｔ４５と端子Ｔ４１，４２との間で送受信される信号の受け渡しが行われる。例えば、端子Ｔ４４に上記変換後の信号が送られてくると、その信号は端子Ｔ４１，Ｔ４２側に渡される。なお、端子Ｔ４１，Ｔ４２側に渡されるその他情報には、各ブロックの異常情報や伝送機能ブロック５のアドレス保持部５１が保持するアドレス情報などがある。逆に、端子Ｔ４１，Ｔ４２側からの情報は端子Ｔ４５側に渡される。なお、端子Ｔ４５側に渡された情報は、通信インターフェース５２で演算機能ブロック３が理解できる命令に変換されて端子Ｔ５６に出力される。また、命令には自動点検や異常確認などの様々な命令がある。
【００５１】
以上、煙検知機能ブロック１、熱検知機能ブロック２、演算機能ブロック３、電源機能ブロック４および伝送機能ブロック５の５種類のブロックを用意することで、種々の感知器の効率的な開発が可能になる。
【００５２】
図２は本発明の第２実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第２実施形態の説明を行う。
【００５３】
例えば空調機や空気清浄機などの機器（外部機器）では、それに対して煙濃度信号または温度信号を出力する感知器が使用される場合がある。この場合、感知器に発光素子・受光素子があればよい。第２実施形態では、外部機器に煙濃度信号を出力する感知器が煙検知機能ブロック１を用いて構成される。すなわち、煙検知機能ブロック１の端子Ｔ１１には外部機器からの定電圧が印加され、端子Ｔ１３が外部機器の煙濃度信号入力用の端子に接続される。
【００５４】
この構成では、発光ダイオードＤ１１および受光素子Ｄ１２が設置された光学室に入った煙の煙濃度が煙濃度信号として出力される。この場合、本感知器は煙感知器として機能する。ここで、外部機器には、煙を外部に排出する換気装置、煙をフィルタによって吸収する煙除去装置、空気清浄機や、その他家庭内でのホームセキュリティの回線などに接続される場合もある。これらの機器は、煙濃度の値が所定の閾値を越えると煙判定信号を出力したり、煙濃度の値を外部に表示したりする機能をもつことが多い。
【００５５】
なお、熱検知機能ブロック２を用いて外部機器に温度信号を出力する感知器を構成すれば、この感知器は熱感知器として機能する。
【００５６】
図３は本発明の第３実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第３実施形態の説明を行う。
【００５７】
図３に示す感知器は第１実施形態の感知器と同様に構成される。本感知器は、特に、感知器本体でアドレスを設定する必要があり、多重伝送を行う受信機との接続が必要で、かつ煙濃度信号と温度信号（熱発生温度信号）の両方から、煙濃度と熱発生温度の時系列データによる火災予測や誤報低減機能や、光学室内の汚れ補正など高度の火災判定を行う必要がある場合に用いられる。
【００５８】
図４は本発明の第４実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第４実施形態の説明を行う。
【００５９】
図４に示す感知器は、煙検知機能ブロック１、熱検知機能ブロック２、演算機能ブロック３および電源機能ブロック４を組み合わせて構成され、Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３３の各々とＴ４６とが接続され、Ｔ１３とＴ３１、Ｔ２２とＴ３２、Ｔ３６とＴ１２、およびＴ３５とＴ４３がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路１１の内部端子Ｔ１５には発振回路１０の出力が接続されている。
【００６０】
この構成では、煙検知機能ブロック１の煙濃度信号および熱検知機能ブロック２の温度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック３で判断され、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が演算機能ブロック３の端子Ｔ３５から電源機能ブロック４の端子４３に出力される。そして、端子４３に火災判定信号が送られてくると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路４２が短絡状態になる。
【００６１】
以上により、Ｐ型の受信機用であって煙および熱の双方を感知することができる感知器を構成することができる（マルチＰ型）。
【００６２】
図５は本発明の第５実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第５実施形態の説明を行う。
【００６３】
図５に示す感知器は、煙検知機能ブロック１、演算機能ブロック３、電源機能ブロック４および伝送機能ブロック５を組み合わせて構成され、Ｔ１１，Ｔ３３，Ｔ５１の各々とＴ４６とが接続され、Ｔ１３とＴ３１、Ｔ３６とＴ１２、Ｔ３７とＴ５２、Ｔ３５とＴ５４、Ｔ５６とＴ３４、Ｔ４５とＴ５５、およびＴ５７とＴ４４がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路１１の内部端子Ｔ１５には発振回路１０の出力が接続されていない。さらに、伝送機能ブロック５に発振回路５０が内蔵されていない。
【００６４】
この構成では、煙検知機能ブロック１の煙濃度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック３で判断される。このとき、煙濃度信号のデジタル値が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断されて火災判定信号が端子Ｔ３５から出力される。その火災判定信号は、伝送機能ブロック５で多重伝送信号に変換され、電源機能ブロック４の信号送受信回路４３の受け渡しにより、端子Ｔ４１，Ｔ４２側に多重伝送される。なお、逆方向は既に説明した通りである。
【００６５】
以上により、Ｒ型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる（ＡＩ付きＲ型）。
【００６６】
図６は本発明の第６実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第６実施形態の説明を行う。
【００６７】
図６に示す感知器は、煙検知機能ブロック１、演算機能ブロック３および電源機能ブロック４を組み合わせて構成され、Ｔ１１，Ｔ３３の各々とＴ４６とが接続され、Ｔ１３とＴ３１、Ｔ３６とＴ１２、およびＴ３５とＴ４３がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路１１の内部端子Ｔ１５には発振回路１０の出力が接続されていない。
【００６８】
この構成では、煙検知機能ブロック１の煙濃度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック３で判断され、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が演算機能ブロック３の端子Ｔ３５から電源機能ブロック４の端子４３に出力される。そして、端子４３に火災判定信号が送られてくると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路４２が短絡状態になる。
【００６９】
以上により、Ｐ型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる（ＡＩ付きＰ型）。
【００７０】
図７は本発明の第７実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第７実施形態の説明を行う。
【００７１】
図７に示す感知器は、煙検知機能ブロック１、電源機能ブロック４および伝送機能ブロック５を組み合わせて構成され、Ｔ１１，Ｔ５１の各々とＴ４６とが接続され、Ｔ１４とＴ５３、Ｔ４５とＴ５５、およびＴ５７とＴ４４がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路１１の内部端子Ｔ１５には発振回路１０の出力が接続されている。さらに、伝送機能ブロック５に発振回路５０が内蔵され、その出力が内部端子Ｔ５８に接続されている。
【００７２】
この構成では、煙検知機能ブロック１の端子Ｔ１４から火災判定信号が出力されると、その火災判定信号は、伝送機能ブロック５で多重伝送信号に変換され、電源機能ブロック４の信号送受信回路４３の受け渡しにより、端子Ｔ４１，Ｔ４２側に多重伝送される。
【００７３】
以上により、Ｒ型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる（一般Ｒ型）。
【００７４】
なお、発振回路は、煙検知機能ブロック１および伝送機能ブロック５の双方に設けられているが、いずれか一方の発振器を共用する構成にしてもよい。
【００７５】
図８は本発明の第８実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第８実施形態の説明を行う。
【００７６】
図８に示す感知器は、煙検知機能ブロック１および電源機能ブロック４を組み合わせて構成され、Ｔ１１とＴ４６、およびＴ１４とＴ４３がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路１１の内部端子Ｔ１５には発振回路１０の出力が接続されている。
【００７７】
この構成では、煙検知機能ブロック１の端子Ｔ１４から火災判定信号が電源機能ブロック４の端子Ｔ４３に出力されると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路４２が短絡状態になる。
【００７８】
以上により、Ｐ型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる（一般Ｐ型）。
【００７９】
図９は本発明の第９実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第９実施形態の説明を行う。
【００８０】
図９に示す感知器は、熱検知機能ブロック２、演算機能ブロック３、電源機能ブロック４および伝送機能ブロック５を組み合わせて構成され、Ｔ２１，Ｔ３３，Ｔ５１の各々とＴ４６とが接続され、Ｔ２２とＴ３２、Ｔ３７とＴ５２、Ｔ３５とＴ５４、Ｔ５６とＴ３４、Ｔ４５とＴ５５、およびＴ５７とＴ４４がそれぞれ互いに接続されている。また、伝送機能ブロック５に発振回路５０が内蔵されていない。
【００８１】
この構成では、熱検知機能ブロック２の温度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック３で判断される。そして、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が端子Ｔ３５から出力される。火災判定信号は、伝送機能ブロック５で通信アルゴリズムに則った通信信号に変換され、電源機能ブロック４の信号送受信回路４３の受け渡しにより、端子Ｔ４１，Ｔ４２側に多重伝送される。なお、逆方向は既に説明した通りである。
【００８２】
以上により、Ｒ型の受信機用であって熱を感知することができる感知器を構成することができる（ＡＩ付き熱Ｒ型）。
【００８３】
図１０は本発明の第１０実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第１０実施形態の説明を行う。
【００８４】
図１０に示す感知器は、熱検知機能ブロック２、演算機能ブロック３および電源機能ブロック４を組み合わせて構成され、Ｔ２１，Ｔ３３，Ｔ４３の各々とＴ４６とが接続され、Ｔ２２とＴ３２、およびＴ３５とＴ４３がそれぞれ互いに接続されている。
【００８５】
この構成では、熱検知機能ブロック２の温度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック３で判断される。そして、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が端子Ｔ３５から電源機能ブロック４の端子Ｔ４３に出力される。そして、端子４３に火災判定信号が送られてくると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路４２が短絡状態になる。
【００８６】
以上により、Ｐ型の受信機用であって熱を感知することができる感知器を構成することができる（ＡＩ付き熱Ｐ型）。
【００８７】
なお、上記各実施形態で使用される煙検知機能ブロック１、熱検知機能ブロック２、演算機能ブロック３、電源機能ブロック４および伝送機能ブロック５のいずれかをＩＣ（集積化回路）で構成すれば、感知器を非常にコンパクトにすることができる。ただし、ＩＣ化が困難で、内蔵するとサイズが大きくなる部品（例えば大容量コンデンサや高精度な抵抗）、高耐圧を要求される部品、演算機能などを駆動させる発振子（例えば水晶発振子）などごく一部の部品はＩＣ周辺に外付けされる。この構成例を図１１，図１２に示す。ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３，ＩＣ４，ＩＣ５は、それぞれ煙検知機能ブロック１、熱検知機能ブロック２、演算機能ブロック３、電源機能ブロック４および伝送機能ブロック５を構成するＩＣである。図１２ではＩＣ３は樹脂パッケージされた部品として、その他はＩＣチップのまま回路基板にＣＯＢ実装され、ＩＣとパターンはワイヤボンディングされている。ＩＣがパッケージ品であるかチップ品であるかは自由に選択される。また、図１２例では、発光ダイオードＤ１１と受光レンズは光軸が互いに直交するように配置されているが、両光軸がなす角度は何度でも構わない。さらに、発光ダイオードＤ１１の発光電流のチャージ用コンデンサやサージ吸収用等の大容量コンデンサや、大電流が流れるトランジスタなど一部の部品は外付けされるが、各ブロックの主要機能はＩＣ化されているので、各機能の役割は変わらない。
【００８８】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明によれば、発光素子およびこの発光素子の光を受光する受光素子を有し、この受光素子の出力から煙濃度に応じた煙濃度信号を得るとともに、この煙濃度信号から火災の発生を示す火災判定信号を得る煙検知機能ブロックと、周囲温度を検知して周囲温度を示す温度信号を得る熱検知機能ブロックと、前記煙濃度信号および温度信号の少なくとも一方を利用して火災の発生を示す火災判定信号を得る演算機能ブロックと、前記煙検知機能ブロックまたは演算機能ブロックで得られた火災判定信号を外部の第１受信機に対する多重伝送用の信号に変換するとともに、その第１受信機からの信号を前記演算機能ブロック用に変換する伝送機能ブロックと、前記火災判定信号に応じて第２受信機に火災の発生を示す信号を送るスイッチング回路、および前記第１受信機と伝送機能ブロックとの間で送受信される信号の転送を行う信号送受信回路を有する電源機能ブロックとのうちいずれかのブロックを用いて構成されるのであり、多種の感知器の機能を５種類の簡単なブロックに分類し、いずれかのブロックを用いることで、より多くのユーザニーズに応えることができ、また多くの種類の感知器を個々に開発することなく、開発効率を上げることが可能となる。また、各ブロックを共有化することで、部品単体のコスト低減も可能となる。結果として、感知器本体のコスト低減が可能となる。
【００８９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙および熱を検知するので、低コストで熱煙複合の高度な火災判断が行える多重伝送型の第１受信機に接続できる感知器が実現できる。
【００９０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙および熱を検知するので、低コストで熱煙複合の高度な火災判断が行える第２受信機に接続できる感知器が実現できる。
【００９１】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、低コストで煙濃度による高度な火災判断が行える多重伝送型の第１受信機に接続できる感知器が実現できる。
【００９２】
請求項５記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、低コストで煙濃度による高度な火災判断が行える第２受信機に接続できる感知器が実現できる。
【００９３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、より低コストで煙濃度による火災判断が行える多重伝送型の第１受信機に接続できる感知器が実現できる。
【００９４】
請求項７記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記煙検知機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、より低コストで煙濃度による火災判断が行える第２受信機に接続できる感知器が実現できる。
【００９５】
請求項８記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、熱を検知するので、低コストで熱発生温度による高度な火災判断が行える多重伝送型の第１受信機に接続できる感知器が実現できる。
【００９６】
請求項９記載の発明によれば、請求項１記載の感知器において、前記熱検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、熱を検知するので、低コストで熱発生温度による高度な火災判断が行える第２受信機に接続できるの感知器が実現できる。
【００９７】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１〜９のいずれかに記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、熱検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックの少なくとも１つを集積回路で構成して成るので、省スペースで小型の感知器が実現できる。また、ＩＣ化による部品点数削減によるコスト低減も可能であり、歩留まりも向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図９】本発明の第９実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図１１】各部ロックをＩＣ化した様子を示す図である。
【図１２】各部ロックをＩＣ化した様子を示す図である。
【図１３】従来の感知器の基本的な構成図である。
【図１４】従来の別の感知器の基本的な構成図である。
【図１５】従来の感知器の構造を示す図である。
【符号の説明】
１　煙検知機能ブロック
２　熱検知機能ブロック
３　演算機能ブロック
４　電源機能ブロック
５　伝送機能ブロック
Ｄ１１　発光ダイオード
Ｄ１２　受光素子
１０　発振回路
１１　アンプ発光制御回路
１２　発光ドライブ回路
１３　電流電圧変換回路
１４，１５　電圧増幅回路
１６　コンパレータ
１７　調整回路
２０　熱検知回路
３０　ＡＤ変換回路
３１　信号演算部
３２　Ｉ／Ｏ処理部
３３　発振回路
４０　無極性回路
４１　電源回路
４２　スイッチング回路
４３　信号送受信回路
５０　発振回路
５１　アドレス保持部
５２　通信インターフェース
【図１】
2004005000.tif 000003
【図２】
2004005000.tif 000004
【図３】
2004005000.tif 000005
【図４】
2004005000.tif 000006
【図５】
2004005000.tif 000007
【図６】
2004005000.tif 000008
【図７】
2004005000.tif 000009
【図８】
2004005000.tif 000010
【図９】
2004005000.tif 000011
【図１０】
2004005000.tif 000012
【図１１】
2004005000.tif 000013
【図１２】
2004005000.tif 000014
【図１３】
2004005000.tif 000015
【図１４】
2004005000.tif 000016
【図１５】
2004005000.tif 000017