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JPH0632141B2 - Intermittent drive circuit for photoelectric smoke detector - Google Patents
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JPH0632141B2 - Intermittent drive circuit for photoelectric smoke detector - Google Patents

Intermittent drive circuit for photoelectric smoke detector

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Publication number
JPH0632141B2
JPH0632141B2 JP63265611A JP26561188A JPH0632141B2 JP H0632141 B2 JPH0632141 B2 JP H0632141B2 JP 63265611 A JP63265611 A JP 63265611A JP 26561188 A JP26561188 A JP 26561188A JP H0632141 B2 JPH0632141 B2 JP H0632141B2
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JP
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circuit
transistor
voltage
current
emitting element
Prior art date
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JP63265611A
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Inventor
富三 寺澤
雅夫 荒川
正信 小川
浩則 上
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光電式煙感知器の間欠駆動回路に関するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an intermittent drive circuit for a photoelectric smoke detector.

[従来の技術] 第11図は光電式煙感知器の従来例(特公昭60−14
398号公報参照)を示すブロック図である。図中、l1,
l2は感知器回線であり、受信機に接続されている。受信
機は感知器回線l1,l2間に直流電源電圧を供給してお
り、感知器回線l1,l2間が短絡されると、回線電流の増
大を検出して火災報知信号を発報する。1はダイオード
ブリッジであり、その交流入力端子は感知器回線l1,l2
に接続されており、直流出力端子は感知器の内部回路に
接続されている。このダイオードブリッジ1は無くても
良いが、施工時に作業員が感知器回線l1,l2を逆極性に
配線しても正常に動作可能とするために設けられてい
る。2はスイッチング回路であり、サイリスタ素子やト
ランジスタによる自己保持回路よりなり、カウント回路
12からのトリガ信号によりターンオンされて、感知器
回線l1,l2間を短絡させ、受信機に煙感知信号を送出す
るものである。3は定電圧回路であり、ダイオードブリ
ッジ1の直流出力端子に得られる直流電圧を所定の定電
圧に変換して内部回路に供給する。4は発振回路であ
り、基準クロック信号を発生している。5はタイミング
制御回路であり、発振回路4からの基準クロック信号を
分周して、発光素子6の発光タイミングを制御するため
の発光制御信号を発生する。6はLED(発光ダイオー
ド)よりなる発光素子である。7はドライブ回路であ
り、タイミング制御回路5から出力される発光制御信号
に従って発光素子6を間欠的に駆動する。8は受光素子
であり、発光素子6からのパルス光が煙の粒子に当たっ
て散乱することにより生じた微弱なパルス光を受光す
る。9は増幅器であり、受光素子8からの微弱な電気信
号を増幅する。10は比較器であり、増幅器9からの出
力信号と基準電圧源11からの基準信号とを比較するこ
とにより、煙の有無を判定し、煙流入と判定したときに
出力信号を発生させる。11は基準電圧源であり、比較
器10に煙の有無を判定するための基準信号を供給す
る。12はカウント回路であり、比較器10からの出力
信号が、少なくとも2回以上得られたときにスイッチン
グ回路2にトリガ信号を供給する。
[Prior Art] FIG. 11 shows a conventional example of a photoelectric smoke detector (Japanese Patent Publication No. 60-14).
FIG. 398). In the figure, l 1 ,
l 2 is a sensor line, which is connected to the receiver. The receiver is supplied with DC power supply voltage between the sensor lines l 1, l 2, when between sensor lines l 1, l 2 is short-circuited, originating a fire alarm signal by detecting an increase in the line current To inform. 1 is a diode bridge, the AC input terminals of which are sensor lines l 1 , l 2
The DC output terminal is connected to the internal circuit of the sensor. The diode bridge 1 may be omitted, but it is provided so that a worker can normally operate even when the sensor lines l 1 and l 2 are wired in reverse polarities during construction. 2 is a switching circuit, which is composed of a self-holding circuit composed of thyristor elements and transistors, is turned on by a trigger signal from the counting circuit 12, short-circuits the sensor lines l 1 and l 2, and sends a smoke detection signal to the receiver. It is what is sent. Reference numeral 3 denotes a constant voltage circuit, which converts the DC voltage obtained at the DC output terminal of the diode bridge 1 into a predetermined constant voltage and supplies it to the internal circuit. Reference numeral 4 is an oscillation circuit, which generates a reference clock signal. A timing control circuit 5 divides the reference clock signal from the oscillation circuit 4 to generate a light emission control signal for controlling the light emission timing of the light emitting element 6. Reference numeral 6 is a light emitting element composed of an LED (light emitting diode). A drive circuit 7 intermittently drives the light emitting element 6 in accordance with a light emission control signal output from the timing control circuit 5. Reference numeral 8 denotes a light receiving element, which receives a weak pulsed light generated by the pulsed light from the light emitting element 6 hitting and scattering smoke particles. An amplifier 9 amplifies a weak electric signal from the light receiving element 8. Reference numeral 10 denotes a comparator, which compares the output signal from the amplifier 9 with the reference signal from the reference voltage source 11 to determine the presence or absence of smoke, and to generate an output signal when it is determined to be smoke inflow. A reference voltage source 11 supplies a reference signal to the comparator 10 for determining the presence or absence of smoke. Reference numeral 12 is a counting circuit, which supplies a trigger signal to the switching circuit 2 when the output signal from the comparator 10 is obtained at least twice.

[発明が解決しようとする課題] 上述のように、光電式の煙感知器は、煙の侵入による微
弱な散乱光を受光素子8により検出するために、発光素
子6から高輝度の光を放射する必要がある。この発光素
子6を連続駆動すると、消費電力が増大するので、上述
のように、間欠駆動することが望ましいが、発光素子6
の発光量は温度変化に対して所定の負勾配で減少するよ
うに駆動電流を制御する必要があり、そのためドライブ
回路7はアナログ電位を扱うことになる。このようなア
ナログ電位を扱う回路では、間欠駆動の休止区間中にお
いても電源ラインから電流が流れることが一般的であ
り、このため、間欠駆動しても消費電流低減の効果が少
なかった。そこで、間欠駆動の休止区間中においては、
アナログ電位を発生させるための回路に電流を流さない
ことが考えられる。しかしながら、その場合、間欠駆動
の休止区間に移行するときに、アナログ電位が不安定な
状態に陥る可能性があり、発光素子6に電流を流すため
のトランジスタに発熱が生じたり、スイッチング損失を
生じる可能性がある。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the photoelectric smoke detector emits light of high brightness from the light emitting element 6 in order to detect weak scattered light due to invasion of smoke by the light receiving element 8. There is a need to. If the light emitting element 6 is continuously driven, the power consumption increases, so it is desirable to intermittently drive the light emitting element 6 as described above.
It is necessary to control the drive current so that the amount of light emission of is reduced with a predetermined negative gradient with respect to the temperature change, and therefore the drive circuit 7 handles the analog potential. In such a circuit that handles an analog potential, a current generally flows from the power supply line even during a pause period of intermittent driving, and therefore, even if intermittent driving is performed, the effect of reducing current consumption is small. Therefore, during the rest period of intermittent drive,
It is conceivable that no current flows in the circuit for generating the analog potential. However, in that case, there is a possibility that the analog potential may fall into an unstable state when shifting to the pause period of the intermittent drive, and heat is generated in the transistor for passing a current to the light emitting element 6, or switching loss occurs. there is a possibility.

なお、特開昭54−26697号公報には、光電式煙感
知器の間欠駆動回路において、間欠駆動の休止区間中
に、アナログ電位を発生させるための回路に電流を流さ
ない回路構成が開示されているが、この公報に開示され
た回路構成では、発光素子と直列的に2個のトランジス
タを介在させる必要があり、各トランジスタに共に発光
素子駆動用の大電流が流れるので、電力損失が大きくな
るという欠点がある。特に、2個のトランジスタのうち
の1個には、アナログ電位を発生させるための回路の電
流と、発光素子の電流が同時に流れることになるので、
ベース駆動電流も大きくする必要があり、電力損失が大
きくなる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-26697 discloses a circuit configuration of an intermittent drive circuit for a photoelectric smoke detector, in which a current does not flow in a circuit for generating an analog potential during a pause period of intermittent drive. However, in the circuit configuration disclosed in this publication, it is necessary to interpose two transistors in series with the light emitting element, and a large current for driving the light emitting element flows through each transistor, resulting in a large power loss. There is a drawback that In particular, the current of the circuit for generating the analog potential and the current of the light emitting element simultaneously flow in one of the two transistors,
It is also necessary to increase the base drive current, which increases power loss.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、光電式煙感知器の間欠駆動回路
において、休止区間中の電源電流を確実に遮断すると共
に、休止区間に移行するときの不安定な動作を防止し、
且つ間欠駆動に用いるトランジスタによる電力損失も低
減することにある。
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to reliably cut off the power supply current in the pause section in the intermittent drive circuit of the photoelectric smoke detector, and Prevents unstable operation when transitioning,
In addition, the power loss due to the transistor used for intermittent driving is also reduced.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る光電式煙感知器の間欠駆動回路にあって
は、上記の課題を解決するために、第1図に示すよう
に、第1の電源ラインVCCと第2の電源ラインVSS1
電位差により給電され、光電式煙感知器の発光素子6を
間欠駆動用の制御信号LEDONに基づいて間欠的に駆
動するためのドライブ回路であって、間欠駆動用の制御
信号LEDONに基づいて発光素子6の休止区間にオフ
となり、発光素子6の駆動区間にオンとなるように制御
され、第1及び第2の電源ラインVCC,VSS1の間にて、
定電圧素子ZD3及び第1の抵抗素子R6と直列的に接続
された第1のトランジスタTr6と、第1のトランジスタ
Tr6がオンのときに前記定電圧素子ZD3に生じるアナ
ログ電位を受けて導通状態となり、第1及び第2の電源
ラインVCC,VSS1の間にて、発光素子6及び第2の抵抗
素子R7と直列的に接続された第2のトランジスタTr7
と、前記定電圧素子ZD3に対して並列的に接続され、
間欠駆動用の制御信号に基づいて発光素子6の駆動区間
にオフとなり、発光素子6の休止区間にオンとなるよう
に制御される絶縁ゲート型のトランジスタTr10とを備
えることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In the intermittent drive circuit of the photoelectric smoke detector according to the present invention, in order to solve the above problems, as shown in FIG. The drive circuit is intermittently driven based on the control signal LEDON for intermittent driving of the light emitting element 6 of the photoelectric smoke sensor, which is supplied with power by the potential difference between CC and the second power supply line V SS1. Based on the control signal LEDON for control, the light-emitting element 6 is controlled to be turned off during the rest period and turned on during the driving period of the light-emitting element 6, and between the first and second power supply lines V CC and V SS1 . ,
The first transistor Tr 6 connected in series with the constant voltage element ZD 3 and the first resistance element R 6 and the analog potential generated in the constant voltage element ZD 3 when the first transistor Tr 6 is on are The second transistor Tr 7 is connected to the light emitting element 6 and the second resistance element R 7 in series between the first and second power supply lines V CC and V SS1.
And is connected in parallel to the constant voltage element ZD 3 ,
An insulated gate transistor Tr 10 is controlled so that it is turned off during a drive period of the light emitting element 6 and turned on during a rest period of the light emitting element 6 based on a control signal for intermittent driving. Is.

[作用] 本発明にあっては、このように、光電式煙感知器の間欠
駆動回路において、アナログ電位を扱う回路を外部から
の制御信号LEDONにより間欠駆動させており、間欠
駆動の休止期間においては電流が流れないように構成し
ている。したがって、制御信号LEDONが“High”レ
ベルの区間における消費電流が大きくても、制御信号L
EDONが“Low”レベルの区間が十分に長ければ消費
電流には大幅に低減される。
[Operation] According to the present invention, as described above, in the intermittent drive circuit of the photoelectric smoke detector, the circuit for handling the analog potential is intermittently driven by the control signal LEDON from the outside, and the intermittent drive is stopped. Is configured so that no current flows. Therefore, even if the current consumption is large in the section where the control signal LEDON is at “High” level, the control signal L
If the section where EDON is at the "Low" level is sufficiently long, the current consumption is greatly reduced.

また、間欠駆動の休止期間中においても、電源ラインV
CCと電源ラインVSS1の間は所定の電位差に充電されて
おり、電源電圧自体を落としてしまうものではないの
で、制御信号LEDONが“High”レベルになれば、ア
ナログ電位が所定の有効状態に達するまでの時間は短縮
され、したがって、制御信号LEDONを“High”レベ
ルとする期間を短くすることができ、この点でも低消費
電流化を図れることになるものである。
In addition, even during the pause period of the intermittent drive, the power supply line V
The CC and the power supply line V SS1 are charged to a predetermined potential difference and do not drop the power supply voltage itself. Therefore, when the control signal LEDON becomes “High” level, the analog potential becomes a predetermined valid state. The time required to reach it can be shortened. Therefore, the period during which the control signal LEDON is at the “High” level can be shortened, and in this respect as well, low current consumption can be achieved.

このように、電源電圧自体を落とさずに、電源ラインV
CCと電源ラインVSS1の間を所定の電位差に充電してい
る場合、駆動区間から休止区間に移行するときに、アナ
ログ電位を急激に落とさないと、発光素子6を駆動する
ためのトランジスタTr7がオン状態とオフ状態の中間的
な状態となり、トランジスタTr7の発熱を生じたり、ス
イッチングに伴う電力損失を生じる場合がある。そこ
で、第1図に示すドライブ回路では、制御信号LEDO
Nが“High”レベルから“Low”レベルに移行すると、
絶縁ゲート型のトランジスタTr10をオンさせて、定電
圧素子ZD3の両端に生じていたアナログ電位を電源ラ
インVSS1の電位に急峻に変化させるものであり、これ
により、発光素子6を駆動するためのバイポーラトラン
ジスタTr7のベース電位は、(n−1)個のダイオード
列の順方向降下電圧(n−1)×VFにより逆バイアス
されて、急激にオフ状態に移行する。したがって、オン
状態とオフ状態の中間的な状態が生じないものであり、
トランジスタTr7の発熱やスイッチングに伴う電力損失
を低減できる。また、絶縁ゲート型のトランジスタTr
10は、ひとたびゲート入力容量を充電してしまえば、そ
れ以上はゲート駆動電流を流し続けなくても低インピー
ダンス状態を維持することができるので、休止期間中の
電源電流を遮断することができ、間欠駆動の休止期間が
長くても消費電流が増えることはない。
In this way, the power supply line V
In the case where the CC and the power supply line V SS1 are charged to a predetermined potential difference, the transistor Tr 7 for driving the light emitting element 6 must be dropped unless the analog potential is drastically dropped when shifting from the driving section to the rest section. Becomes an intermediate state between the ON state and the OFF state, which may cause heat generation of the transistor Tr 7 or power loss due to switching. Therefore, in the drive circuit shown in FIG. 1, the control signal LEDO
When N shifts from "High" level to "Low" level,
The insulated gate transistor Tr 10 is turned on to abruptly change the analog potential generated at both ends of the constant voltage element ZD 3 to the potential of the power supply line V SS1 , thereby driving the light emitting element 6. The base potential of the bipolar transistor Tr 7 for reverse biasing is reverse biased by the forward voltage drop (n−1) × V F of the (n−1) diode array, and rapidly shifts to the off state. Therefore, an intermediate state between the ON state and the OFF state does not occur,
Power loss due to heat generation and switching of the transistor Tr 7 can be reduced. Also, an insulated gate transistor Tr
Once the gate input capacitance is charged, 10 can maintain the low impedance state without continuing to flow the gate drive current any more, so the power supply current during the idle period can be cut off. Even if the intermittent driving idle period is long, the current consumption does not increase.

[実施例] 第2図は本発明の一実施例の回路構成を示す図であり、
第11図に示す従来例のブロック図において、スイッチ
ング回路2と定電圧回路3及びドライブ回路7の回路構
成を具体的に例示したものである。まず、スイッチング
回路2はPNPトランジスタTr1とNPNトランジスタ
Tr2を含み、これらが自己保持回路を構成するように接
続されている。PNPトランジスタTr1のエミッタは、
ダイオードブリッジ1の正出力端子に接続され、NPN
トランジスタTr2のエミッタはダイオードブリッジ1の
負出力端子に接続されている。PNPトランジスタTr1
のベースはNPNトランジスタTr2のコレクタに接続さ
れて、PNPトランジスタTr1のコレクタはNPNトラ
ンジスタTr2のベースに接続されている。各トランジス
タTr1,Tr2のベース・エミッタ間には抵抗R1,R2
並列接続されている。NPNトランジスタTr2のベース
はトリガ端子となり、ダイオードD0を介してカウント
回路12の出力に接続されている。
[Embodiment] FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention.
In the block diagram of the conventional example shown in FIG. 11, the circuit configurations of the switching circuit 2, the constant voltage circuit 3, and the drive circuit 7 are specifically illustrated. First, the switching circuit 2 includes a PNP transistor Tr 1 and an NPN transistor Tr 2 , which are connected so as to form a self-holding circuit. The emitter of the PNP transistor Tr 1 is
Connected to the positive output terminal of diode bridge 1,
The emitter of the transistor Tr 2 is connected to the negative output terminal of the diode bridge 1. PNP transistor Tr 1
Is connected to the collector of the NPN transistor Tr 2 and the collector of the PNP transistor Tr 1 is connected to the base of the NPN transistor Tr 2 . Resistors R 1 and R 2 are connected in parallel between the base and emitter of each of the transistors Tr 1 and Tr 2 . The base of the NPN transistor Tr 2 serves as a trigger terminal and is connected to the output of the counting circuit 12 via the diode D 0 .

カウント回路12の出力信号OUTが“High”レベルに
なると、ダイオードD0を介してNPNトランジスタTr
2にベース電流が流れ、NPNトランジスタTr2のコレ
クタ電流によりPNPトランジスタTr1にベース電流が
流れ、以後、PNPトランジスタTr1のコレクタ電流に
よりNPNトランジスタTr2のベース電流が供給され
て、スイッチング回路は自己保持状態(ラッチアップ状
態)となり、ダイオードブリッジ1の直流出力端子間を
短絡するので、感知器回線l1,l2間は短絡される。これ
によって、感知器回線l1,l2に流れる回線電流は増大
し、感知器回線l1,l2の他端に接続された受信機は、煙
感知信号を検出する。その後、受信機側でリセットスイ
ッチを操作して、感知器回線l1,l2に流れる回線電流を
遮断するまで、スイッチング回路2は自己保持状態を維
持する。
When the output signal OUT of the counting circuit 12 becomes “High” level, the NPN transistor Tr is passed through the diode D 0.
2 to the base current flows, the base current flows in the PNP transistor Tr 1 by the collector current of the NPN transistor Tr 2, thereafter, the base current of the NPN transistor Tr 2 is supplied by the collector current of the PNP transistor Tr 1, the switching circuit Since the self-holding state (latch-up state) is established and the DC output terminals of the diode bridge 1 are short-circuited, the sensor lines l 1 and l 2 are short-circuited. As a result, the line current flowing through the sensor lines l 1 and l 2 increases, and the receiver connected to the other ends of the sensor lines l 1 and l 2 detects the smoke detection signal. After that, the switching circuit 2 maintains the self-holding state until the reset switch is operated on the receiver side to interrupt the line current flowing through the sensor lines l 1 and l 2 .

次に、定電圧回路3の構成について説明する。定電圧回
路3は3個のNPNトランジスタTr3,Tr4,Tr5を含
む。トランジスタTr3のコレクタは、ダイオードブリッ
ジ1の正出力端子に接続されている。トランジスタTr3
のベースは、ツェナダイオードZD1とダイオードD1
直列回路よりなる第1の定電圧素子と、ツェナダイオー
ドZD2とダイオードD2の直列回路よりなる第2の定電
圧素子を介して、ダイオードブリッジ1の負出力端子に
接続されている。ダイオードD1,D2はツェナダイオー
ドZD1,ZD2のツェナ電圧の温度係数を補償するため
に設けられている。第1及び第2の定電圧素子には、ト
ランジスタTr3のコレクタ・ベース間に接続されたバイ
アス抵抗R3を介してダイオードブリッジ1の正出力端
子から電流が流れる。これによって、第1の定電圧素子
の両端には、ツェナダイオードZD1のツェナ電圧VZD1
とダイオードD1の順方向降下電圧VFを加え合わせた定
電圧(VZD1+VF)が発生する。また、第2の定電圧素子
の両端には、ツェナダイオードZD2ツェナ電圧VZD2
ダイオードD2の順方向降下電圧VFを加え合わせた定電
圧(VZD2+VF)が発生する。したがって、トランジスタ
Tr3のベースには、第1及び第2の定電圧素子の両端電
圧を加え合わせた電圧(VZD1+VZD2+2×VF)が発生
する。トランジスタTr3のベース・エミッタ間電圧をV
BE3とすると、トランジスタTr3のエミッタ電圧は、(V
ZD1+VZD1+2×VF−VBE3)で一定となる。この電圧
は、低抵抗R4を介して電源用コンデンサC1に充電さ
れ、電源ラインVCC,VSS1間の電源電圧となる。また、
トランジスタTr5のベース・エミッタ間電圧をVBE5
すると、トランジスタTr5のエミッタ電圧は、(VZD2
F−VBE5)で一定となる。この電圧は、電源用コンデ
ンサC2に充電され、電源ラインVDD,VSS2間の電源電
圧となる。トランジスタTr4は過電流を防止するために
設けられており、トランジスタTr3のエミッタ電流が適
正なレベルであれば低抵抗R4の両端に生じる電圧が小
さいので、トランジスタTr4は動作しないが、トランジ
スタTr3のエミッタ電流が異常に増大すると、低抵抗R
4の両端に生じる電圧によりトランジスタTr4にベース
電流が流れ、そのコレクタ・エミッタ間を介してトラン
ジスタTr3のベース電流を分流し、トランジスタTr3
エミッタ電流を制限する。
Next, the configuration of the constant voltage circuit 3 will be described. The constant voltage circuit 3 includes three NPN transistors Tr 3 , Tr 4 , Tr 5 . The collector of the transistor Tr 3 is connected to the positive output terminal of the diode bridge 1. Transistor Tr 3
The base of the diode bridge is connected via a first constant voltage element composed of a series circuit of Zener diode ZD 1 and diode D 1 and a second constant voltage element composed of a series circuit of Zener diode ZD 2 and diode D 2. 1 is connected to the negative output terminal. The diodes D 1 and D 2 are provided to compensate the temperature coefficient of the Zener voltage of the Zener diodes ZD 1 and ZD 2 . A current flows from the positive output terminal of the diode bridge 1 to the first and second constant voltage elements via the bias resistor R 3 connected between the collector and the base of the transistor Tr 3 . As a result, the zener voltage V ZD1 of the zener diode ZD 1 is applied across the first constant voltage element.
A constant voltage (V ZD1 + V F ) is generated by adding the forward drop voltage V F of the diode D 1 and the forward voltage V F. Further, a constant voltage (V ZD2 + V F ) which is the sum of the Zener diode ZD 2 Zener voltage V ZD2 and the forward drop voltage V F of the diode D 2 is generated across the second constant voltage element. Therefore, at the base of the transistor Tr 3 , a voltage (V ZD1 + V ZD2 + 2 × V F ) which is the sum of the voltages across the first and second constant voltage elements is generated. The base-emitter voltage of the transistor Tr 3 is V
Assuming BE3 , the emitter voltage of the transistor Tr 3 is (V
ZD1 + V ZD1 + 2 × constant at V F -V BE3). This voltage is charged in the power source capacitor C 1 through the low resistance R 4 and becomes a power source voltage between the power source lines V CC and V SS1 . Also,
When the base-emitter voltage of the transistor Tr 5 is V BE5 , the emitter voltage of the transistor Tr 5 is (V ZD2 +
It becomes constant at V F -V BE5). This voltage is charged in the power supply capacitor C 2 and becomes a power supply voltage between the power supply lines V DD and V SS2 . The transistor Tr 4 is provided in order to prevent overcurrent, and if the emitter current of the transistor Tr 3 is at an appropriate level, the voltage generated across the low resistance R 4 is small, so the transistor Tr 4 does not operate. When the emitter current of the transistor Tr 3 increases abnormally, the low resistance R
A base current flows through the transistor Tr 4 due to the voltage generated across the transistor 4, and the base current of the transistor Tr 3 is shunted between the collector and the emitter of the transistor Tr 4 to limit the emitter current of the transistor Tr 3 .

次に、ドライブ回路7の構成について説明する。ドライ
ブ回路7は2個のNPNトランジスタTr6,Tr7と、3
個のNMOSトランジスタTr8,Tr9,Tr10と、1個の
PMOSトランジスタTr11を含み、タイミング制御回
路5からの発光制御信号LEDONが“High”レベルの
ときには、発光素子6に駆動電流I6を通電するが、発
光制御信号LEDONが“Low”レベルのときには、発
光素子6に電流を通電しないのみならず、ドライブ回路
7自体が全く電流を消費しない高インピーダンス状態と
なることを特徴としている。
Next, the configuration of the drive circuit 7 will be described. The drive circuit 7 includes two NPN transistors Tr 6 , Tr 7 and 3
When the light emission control signal LEDON from the timing control circuit 5 is at “High” level, the drive current I 6 is supplied to the light emitting element 6 including the NMOS transistors Tr 8 , Tr 9 , Tr 10 and the PMOS transistor Tr 11. When the light emission control signal LEDON is at the “Low” level, the drive circuit 7 itself is in a high impedance state in which the drive circuit 7 itself consumes no current.

タイミング制御回路5からの発光制御信号LEDON
は、NMOSトランジスタTr8のゲートに印加されてい
る。NMOSトランジスタTr8のソースは電源ラインV
SS1に接続され、ドレインはバイアス用の抵抗R5を介し
て電源ラインVCCに接続されている。抵抗R5とNMO
SトランジスタTr8のドレインの接続点は、NMOSト
ランジスタTr9,Tr10及びPMOSトランジスタTr11
のゲートに接続されている。NMOSトランジスタT
r9,Tr10のソースは電源ラインVSS1に接続され、PM
OSトランジスタTr11のソースは電源ラインVCCに接
続されている。NMOSトランジスタTr9のドレインと
PMOSトラジスタTr11のドレインは、NPNトラン
ジスタTr6のベースに共通接続されている。NPNトラ
ンジスタTr6のコレクタは電源ラインVCCに接続され、
エミッタは抵抗R6を介してツェナダイオードZD3のカ
ソードに接続され、ツェナダイオードZD3のアノード
は電源ラインVSS1に接続されている。ツェナダイオー
ドZD3のカソードには、NMOSトランジスタTr10
ドレインが接続されると共に、(n−1)個のダイオー
ド直列アレイを介して、NPNトランジスタTr7のベー
スが接続されている。NPNトランジスタTr7のエミッ
タは、抵抗R7を介して電源ラインVSS1に接続されてい
る。また、NPNトランジスタTr7のコレクタは、発光
素子6のカソードに接続され、発光素子6のアノードは
電源ラインVCCに接続されている。
Light emission control signal LEDON from the timing control circuit 5
Is applied to the gate of the NMOS transistor Tr 8 . The source of the NMOS transistor Tr 8 is the power line V
It is connected to SS1 and its drain is connected to the power supply line V CC via a biasing resistor R 5 . Resistor R 5 and NMO
The drain of the S-transistor Tr 8 is connected to the NMOS transistors Tr 9 , Tr 10 and the PMOS transistor Tr 11.
Is connected to the gate. NMOS transistor T
The sources of r 9 and Tr 10 are connected to the power supply line V SS1 and PM
The source of the OS transistor Tr 11 is connected to the power supply line V CC . The drain of the NMOS transistor Tr 9 and the drain of the PMOS transistor Tr 11 are commonly connected to the base of the NPN transistor Tr 6 . The collector of the NPN transistor Tr 6 is connected to the power supply line V CC ,
The emitter is connected to the cathode of the Zener diode ZD 3 via the resistor R 6, and the anode of the Zener diode ZD 3 is connected to the power supply line V SS1 . The drain of the NMOS transistor Tr 10 is connected to the cathode of the Zener diode ZD 3 , and the base of the NPN transistor Tr 7 is connected to the cathode of the Zener diode ZD 3 through the (n−1) diode series array. The emitter of the NPN transistor Tr 7 is connected to the power supply line V SS1 via the resistor R 7 . The collector of the NPN transistor Tr 7 is connected to the cathode of the light emitting element 6, and the anode of the light emitting element 6 is connected to the power supply line V CC .

以下、ドライブ回路7の動作について説明する。タイミ
ング制御回路5からの発光制御信号LEDONが“Hig
h”レベルになると、NMOSトランジスタTr8がオン
状態となり、NMOSトランジスタTr9,Tr10及びPM
OSトランジスタTr11のゲート電位が低下するので、
NMOSトランジスタTr9,Tr10はオフ状態、PMO
SトランジスタTr11はオン状態となる。故に、NPN
トランジスタTr6のベース電位は上昇し、NPNトラン
ジスタTr6のコレクタ・エミッタ間を介して抵抗R6
ツェナダイオードZD3の直列回路に電流が流れる。こ
れにより、ツェナダイオードZD3のカソードには、そ
のツェナ電圧VZD3に等しい電圧が発生する。この電圧
から(n−1)個分のダイオード直列アレイの順方向電
圧降下(n−1)×VFを差し引いた電圧が、NPNト
ランジスタTr7のベースに印加されて、NPNトランジ
スタTr7がオン状態となり、発光素子6に駆動電流I6
が流れる。
The operation of the drive circuit 7 will be described below. The light emission control signal LEDON from the timing control circuit 5 is “Hig
At the "h" level, the NMOS transistor Tr 8 is turned on, and the NMOS transistors Tr 9 , Tr 10 and PM are
Since the gate potential of the OS transistor Tr 11 drops,
The NMOS transistors Tr 9 and Tr 10 are in the off state, PMO
The S transistor Tr 11 is turned on. Therefore, NPN
The base potential of the transistor Tr 6 rises, and current flows through the series circuit of the resistor R 6 and the Zener diode ZD 3 via the collector and emitter of the NPN transistor Tr 6 . As a result, a voltage equal to the Zener voltage V ZD3 is generated at the cathode of the Zener diode ZD 3 . The forward voltage drop (n-1) voltage obtained by subtracting a × V F of the voltage (n-1) pieces of the diode series array, is applied to the base of the NPN transistor Tr 7, NPN transistor Tr 7 is turned And the drive current I 6 is applied to the light emitting element 6.
Flows.

次に、タイミング制御回路5からの発光制御信号LED
ONが“Low”レベルになると、NMOSトランジスタ
Tr8がオフ状態となり、バイアス用の抵抗R5によりN
MOSトランジスタTr9,Tr10及びPMOSトランジス
タTr11のゲート電位が上昇するので、NMOSトラン
ジスタTr9,Tr10はオン状態、PMOSトランジスタT
r11はオフ状態となる。故に、NPNトランジスタTr6
のベース電位は降下し、NPNトランジスタTr6のコレ
クタ・エミッタ間を介して電流は流れない。また、ツェ
ナダイオードZD3の両端はNMOSトランジスタTr10
により短絡されるので、ツェナダイオードZD3のカソ
ード電位は低下し、NPNトランジスタTr7はオフ状態
となり、発光素子6の駆動電流I6は停止する。
Next, the light emission control signal LED from the timing control circuit 5
When ON becomes “Low” level, the NMOS transistor Tr 8 is turned off and the bias resistor R 5 causes N.
Since the gate potentials of the MOS transistors Tr 9 and Tr 10 and the PMOS transistor Tr 11 rise, the NMOS transistors Tr 9 and Tr 10 are in the ON state and the PMOS transistor T
r 11 is turned off. Therefore, the NPN transistor Tr 6
Of the NPN transistor Tr 6 does not flow through the collector-emitter of the NPN transistor Tr 6 . Further, both ends of the Zener diode ZD 3 are connected to the NMOS transistor Tr 10
Therefore, the cathode potential of the Zener diode ZD 3 is lowered, the NPN transistor Tr 7 is turned off, and the drive current I 6 of the light emitting element 6 is stopped.

パワーオンリセット回路13は、電源用コンデンサC1
の電圧上昇を検出し、発振回路4とタイミング制御回路
5及びカウント回路12にパワーオンリセット信号RE
SETを供給する。アナログ信号処理回路14は、第1
1図に示す増幅器9と比較器10及び基準電圧源11を
含んでいる。発振回路4は基準クロック信号OSCをタ
イミング制御回路5に供給する。タイミング制御回路5
は基準クロック信号OSCを分周して、ドライブ回路7
に発光制御信号LEDONを供給すると共に、アナログ
信号処理回路14にタイミング制御信号PHI1及びP
HI2を供給し、カウント回路12にリセット信号RS
T及びアップクロック信号UPCLKを供給する。アナ
ログ信号処理回路14からはカウント回路12に比較出
力信号COMPが供給される。発振回路4とタイミング
制御回路5、アナログ信号処理回路14及びカウント回
路12は低電圧で動作し、消費電流も少ないので、コン
デンサC2から給電されている。一方、発光素子6のド
ライブ回路7は瞬間的に大電流を消費するので、コンデ
ンサC1から給電されている。このように、ドライブ回
路7の電源ラインVSSを、他の回路の電源ラインVDD
ら分離することにより、発光素子6の発光時に他の回路
の電源電圧が瞬時低下する恐れがなくなり、他の回路の
誤動作を防止できるものである。
The power-on reset circuit 13 includes a power supply capacitor C 1
Of the power-on reset signal RE to the oscillation circuit 4, the timing control circuit 5, and the count circuit 12
Supply SET. The analog signal processing circuit 14 has a first
It includes an amplifier 9, a comparator 10 and a reference voltage source 11 shown in FIG. The oscillator circuit 4 supplies the reference clock signal OSC to the timing control circuit 5. Timing control circuit 5
Divides the reference clock signal OSC into the drive circuit 7
To the analog signal processing circuit 14 and the timing control signals PHI1 and PHI
HI2 is supplied, and the reset signal RS is supplied to the count circuit 12.
It supplies T and the upclock signal UPCLK. The comparison output signal COMP is supplied from the analog signal processing circuit 14 to the count circuit 12. The oscillator circuit 4, the timing control circuit 5, the analog signal processing circuit 14, and the count circuit 12 operate at a low voltage and consume little current, so that power is supplied from the capacitor C 2 . On the other hand, the drive circuit 7 of the light emitting element 6 instantaneously consumes a large amount of current, so that power is supplied from the capacitor C 1 . In this way, by separating the power supply line V SS of the drive circuit 7 from the power supply line V DD of the other circuit, there is no possibility that the power supply voltage of the other circuit will momentarily drop when the light emitting element 6 emits light. It is possible to prevent malfunction of the circuit.

第3図は発振回路4とタイミング制御回路5、アナログ
信号処理回路14及びカウント回路12の構成を具体的
に示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram specifically showing the configurations of the oscillation circuit 4, the timing control circuit 5, the analog signal processing circuit 14, and the count circuit 12.

まず、発振回路4は時定数設定用のコンデンサCT及び
抵抗RTと、2個のインバータG1,G2及び発振制御用の
NANDゲートG3よりなる。NANDゲートG3の一方
の入力は、抵抗RTを介してインバータG1の出力に接続
されると共に、コンデンサCTを介してインバータG1
入力とインバータG2の出力に接続されている。NAN
DゲートG3の出力はインバータG2の入力に接続され、
NANDゲートG3の他方の入力には、インバータG4
介してパワーオンリセット信号RESETが入力されて
いる。パワーオンリセット信号RESETが“Low”レ
ベルになると、インバータG4の出力が“High”レベル
となり、NANDゲートG3が信号通過可能な状態とな
って、インバータG2の出力には、抵抗RTとコンデンサ
Tの時定数で決まる周期の基準クロック信号OSCが
得られる。
First, the oscillator circuit 4 includes a capacitor C T and a resistor R T for setting a time constant, two inverters G 1 and G 2, and a NAND gate G 3 for controlling oscillation. One input of the NAND gate G 3 is connected to the output of the inverter G 1 via the resistor R T, and is also connected to the input of the inverter G 1 and the output of the inverter G 2 via the capacitor C T. NAN
The output of the D gate G 3 is connected to the input of the inverter G 2 ,
The power-on reset signal RESET is input to the other input of the NAND gate G 3 via the inverter G 4 . When the power-on reset signal RESET becomes "Low" level, the output of the inverter G 4 becomes a "High" level, so NAND gate G 3 is a signal passable condition, the output of the inverter G 2 is, R T resistor And a reference clock signal OSC having a period determined by the time constant of the capacitor C T is obtained.

この基準クロック信号OSCは、タイミング制御回路5
における分周回路5aに入力されている。分周回路5a
は、15段のDフリップフロップを縦続接続して成り、
各段のDフリピュフロップは、その反転出力を自己の
データ入力Dに接続されると共に、次段のクロック入力
CLKに接続されている。初段のDフリップフロップの
クロック入力CLKには基準クロック信号OSCが供給
され、終段のDフリップフロップの出力Qからは、基準
クロック信号OSCの分周出力B15が得られる。
The reference clock signal OSC is supplied to the timing control circuit 5
Is input to the frequency dividing circuit 5a. Frequency divider circuit 5a
Consists of 15 stages of D flip-flops connected in series,
The D flip-flop of each stage has its inverted output connected to its own data input D and also to the clock input CLK of the next stage. The reference clock signal OSC is supplied to the clock input CLK of the first stage D flip-flop, and the divided output B 15 of the reference clock signal OSC is obtained from the output Q of the last stage D flip-flop.

この分周出力B15は、タイミング制御回路5におけるシ
フトレジスタ回路5bに入力されている。シフトレジス
タ回路5bは、7段のDフリップフロップを縦続接続し
て成り、各段のDフリップフロップは、その出力Qを次
段のデータ入力Dに接続されている。初段のDフリップ
フロップのデータ入力Dには、分周回路5aの分周出力
15が供給されている。各段のDフリップフロップのク
ロック入力CLKには、分周回路5aにおける2段目の
Dフリップフロップの出力Q(分周出力B2)が供給され
ている。
The frequency-divided output B 15 is input to the shift register circuit 5b in the timing control circuit 5. The shift register circuit 5b is formed by connecting seven stages of D flip-flops in cascade, and the output Q of each stage D flip-flop is connected to the data input D of the next stage. The frequency-divided output B 15 of the frequency-dividing circuit 5a is supplied to the data input D of the D flip-flop in the first stage. The output Q (divided output B 2 ) of the D flip-flop of the second stage in the frequency dividing circuit 5a is supplied to the clock input CLK of the D flip-flop of each stage.

なお、分周回路5a及びシフトレジスタ回路5bにおける
各Dフリップフロップのリセット入力Rには、パワーオ
ンリセット信号RESETが供給されている。
The power-on reset signal RESET is supplied to the reset input R of each D flip-flop in the frequency dividing circuit 5a and the shift register circuit 5b.

シフトレジスタ回路5bにおける3段目〜7段目のDフ
リップフロップの出力Q3,3,Q4,Q5,5,6,7
び分周回路5aの分周出力B14は、タイミング制御回路
5における論理回路5cのANDゲートG5〜G9に図示
のように入力されて、制御信号PHI1、PHI2、L
EDON、RST、UPCLKを夫々生成する。
The output of the third stage to 7-stage in the shift register circuit 5b of the D flip-flop Q 3, 3, Q 4, Q 5, 5, 6, 7 and divided output B 14 is a frequency dividing circuit 5a, the timing control circuit 5 are input to AND gates G 5 to G 9 of the logic circuit 5 c in FIG. 5 to control signals PHI 1, PHI 2, L.
EDON, RST, and UPCLK are generated respectively.

次に、増幅器9と比較器10及び基準電圧源11を含む
アナログ信号処理回路14の構成について説明する。
Next, the configuration of the analog signal processing circuit 14 including the amplifier 9, the comparator 10 and the reference voltage source 11 will be described.

増幅器9は、3段のオペアンプOP1,OP2,OP3を縦
続接続して成り、各オペアンプの非反転入力には、基準
電圧回路15からの基準電圧Vrが印加されている。初
段のオペアンプOP1の反転入力にはシリコンフォトダ
イオード(SPD)よりなる受光素子8のカソードが接続
されている。受光素子8のアノードは電源ラインVSS2
に接続されている。したがって、受光素子8のPN接合
は逆バイアスされており、光照射によってPN接合に逆
方向に流れる光電流をオペアンプOP1により電圧信号
として検出するものである。このために、オペアンプO
1の出力と反転入力の間に接続される帰還抵抗R8とし
ては高抵抗が使用されている。2段目のオペアンプOP
2は電圧増幅回路を構成しており、その電圧増幅率は、
入力抵抗R9と帰還抵抗R10の比率で決まる。3段目の
オペアンプOP3も電圧増幅回路を構成しており、その
電圧増幅率は、入力抵抗R11と帰還抵抗R12の比率で決
まる。オペアンプOP3の出力は、直流カット用のコン
デンサC3の一端に接続されており、コンデンサC3の他
端はオペアンプOP4の非反転入力に接続されている。
オペアンプOP4の出力はその反転入力に帰還されてお
り、したがって、オペアンプOP4はインピーダンス変
換器として作用するバッファアンプである。オペアンプ
OP4の出力は、抵抗R13とコンデンサC4よりなるロー
パスフィルタを介して、コンパレータ用のオペアンプO
5の非反転入力に接続されている。なお、直流カット
用のコンデンサC3の他端は、アナログスイッチSW1
介して基準電圧回路15の出力に接続されている。基準
電圧回路15の出力は、オペアンプOP6の非反転入力
に印加されている。オペアンプOP6の出力は、抵抗R
14と抵抗R15を介して電源ラインVSS2に接続されてい
る。抵抗R14と抵抗R15の接続点はオペアンプOP6
反転入力に帰還されている。抵抗R14から得られる基準
電圧VREFは、コンパレータ用のオペアンプOP5の反転
入力に印加されている。オペアンプOP5の出力は、N
ORゲートG10,G11よりなるRSフリップフロップ1
2aのセット入力とされている。このRSフリップフロ
ップ12aのリセット入力には、ANDゲートG8から出
力されるリセット信号RSTが供給されている。また、
RSフリップフロップ12aの出力は、アップダウンカ
ウンタ12bのアップダウン選択信号UDSとされてい
る。アップダウンカウンタ12bのリセット入力Rに
は、パワーオンリセット信号RESETが供給されてお
り、アップクロック入力UPCLKには、ANDゲート
9から出力されるアップクロック信号UPCLKが供
給されている。
The amplifier 9 is formed by connecting three stages of operational amplifiers OP 1 , OP 2 and OP 3 in cascade, and the reference voltage Vr from the reference voltage circuit 15 is applied to the non-inverting input of each operational amplifier. The cathode of the light receiving element 8 formed of a silicon photodiode (SPD) is connected to the inverting input of the first stage operational amplifier OP 1 . The anode of the light receiving element 8 is the power supply line V SS2
It is connected to the. Therefore, the PN junction of the light receiving element 8 is reversely biased, and the photocurrent flowing in the reverse direction to the PN junction due to light irradiation is detected as a voltage signal by the operational amplifier OP 1 . For this reason, the operational amplifier O
A high resistance is used as the feedback resistor R 8 connected between the output of P 1 and the inverting input. Second stage operational amplifier OP
2 constitutes a voltage amplification circuit, and its voltage amplification factor is
It is determined by the ratio of the input resistance R 9 and the feedback resistance R 10 . The third stage operational amplifier OP 3 also constitutes a voltage amplifier circuit, and the voltage amplification factor thereof is determined by the ratio of the input resistance R 11 and the feedback resistance R 12 . The output of the operational amplifier OP 3 is connected to one end of the capacitor C 3 for DC cut, the other end of the capacitor C 3 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier OP 4.
The output of the operational amplifier OP 4 is fed back to its inverting input, and thus the operational amplifier OP 4 is a buffer amplifier acting as an impedance converter. The output of the operational amplifier OP 4 is passed through a low-pass filter composed of a resistor R 13 and a capacitor C 4 , and an operational amplifier O for comparator O
It is connected to the non-inverting input of P 5 . The other end of the DC cut capacitor C 3 is connected to the output of the reference voltage circuit 15 via the analog switch SW 1 . The output of the reference voltage circuit 15 is applied to the non-inverting input of the operational amplifier OP 6 . The output of the operational amplifier OP 6 is a resistor R
It is connected to the power supply line V SS2 via 14 and the resistor R 15 . The connection point between the resistors R 14 and R 15 is fed back to the inverting input of the operational amplifier OP 6 . The reference voltage V REF obtained from the resistor R 14 is applied to the inverting input of the operational amplifier OP 5 for the comparator. The output of the operational amplifier OP 5 is N
RS flip-flop 1 including OR gates G 10 and G 11
It is considered as a set input for 2a. The reset signal RST output from the AND gate G 8 is supplied to the reset input of the RS flip-flop 12a. Also,
The output of the RS flip-flop 12a is used as the up / down selection signal UDS of the up / down counter 12b. The reset input R of the up-down counter 12b, the power-on reset signal RESET is supplied to the up clock input UPCLK, up clock signal UPCLK output from the AND gate G 9 are supplied.

第4図はカウント回路12の回路構成を示している。カ
ウント回路12は、上述のNORゲートG10,G11より
なるRSフリップフロップ12aと、アップダウンカウ
ンタ12bを備えている。アップダウンカウンタ12b
は、2個のDフリップフロップを備えている。各Dフリ
ップフロップのリセット入力Rには、パワーオンリセッ
ト信号RESETが供給され、クロック入力CKLに
は、アップクロック信号UPCLKが供給されている。
また、各Dフリップフロップの出力Q10,Q20は、AN
DゲートG12に入力され、ANDゲートG12の出力がカ
ウント回路12の出力信号OUTとなる。なお、各Dフ
リップフロップのデータ入力D10,D20は、アップダウ
ン選択信号UDSと各Dフリップフロップの出力Q10,
20に基づいて、論理回路G13,G14により夫々生成さ
れ、過去3回連続して煙の散乱光の検出信号COMPが
“High”レベルトなったときには、出力信号OUTが
“High”レベルとなり、スイッチング回路2がトリガさ
れるように構成されている。
FIG. 4 shows the circuit configuration of the count circuit 12. The count circuit 12 includes an RS flip-flop 12a including the NOR gates G 10 and G 11 described above, and an up / down counter 12b. Up-down counter 12b
Has two D flip-flops. The power-on reset signal RESET is supplied to the reset input R of each D flip-flop, and the up clock signal UPCLK is supplied to the clock input CKL.
The outputs Q 10 and Q 20 of each D flip-flop are AN
It is input to the D gate G 12, and the output of the AND gate G 12 becomes the output signal OUT of the count circuit 12. The data inputs D 10 and D 20 of each D flip-flop are the up / down selection signal UDS and the output Q 10 of each D flip-flop.
When the detection signal COMP of smoke scattered light generated at each of the logic circuits G 13 and G 14 respectively based on Q 20 has become “High” level three times in the past, the output signal OUT becomes “High” level. , The switching circuit 2 is configured to be triggered.

ところで、上述の第2図に示したドライブ回路7では、
ツェナダイオードZD3のツェナ電圧をVZD3とすると、
発光素子6の駆動電流は I6={VZD3−(n−1)×VF−VBE7}/R7 =(VZD3−n×VF)/R7 となる。ただし、トランジスタTr7のベース・エミッタ
間電圧VBE7は(n−1)個のダイオードの各々の順方向
降下電圧VFと等しいものとする。以上のことから明ら
かなように、第2図に示したドライブ回路7では、トラ
ンジスタTr7のベース・エミッタ間電圧VBE7の温度特
性が発光素子6の駆動電流I6の温度特性に影響を与え
ることになる。
By the way, in the drive circuit 7 shown in FIG.
If the zener voltage of the zener diode ZD 3 is V ZD3 ,
The driving current of the light emitting element 6 is I 6 = {V ZD3 − (n−1) × V F −V BE7 } / R 7 = (V ZD3 −n × V F ) / R 7 . However, the base-emitter voltage V BE7 of the transistor Tr 7 is equal to the forward drop voltage V F of each of the (n−1) diodes. As is clear from the above, in the drive circuit 7 shown in FIG. 2, the temperature characteristic of the base-emitter voltage V BE7 of the transistor Tr 7 affects the temperature characteristic of the drive current I 6 of the light emitting element 6. It will be.

第5図はドライブ回路7の他の回路例を示している。第
2図に示すドライブ回路7と比較すると、PNPトラン
ジスタTr14,Tr15よりなるカレントミラー回路を追加
した点、並びにトランジスタTr7のベース・エミッタ間
電圧VBE7をトランジスタTr17のベース・エミッタ間電
圧VBE17により打ち消して、発光素子6の駆動電流I6
の温度特性が、ツェナダイオードZD3と(n−1)個の
ダイオードのみにより決定されるようにした点が異な
る。
FIG. 5 shows another circuit example of the drive circuit 7. As compared with the drive circuit 7 shown in FIG. 2, a current mirror circuit including PNP transistors Tr 14 and Tr 15 is added, and the base-emitter voltage V BE7 of the transistor Tr 7 is applied to the base-emitter of the transistor Tr 17. The drive current I 6 of the light emitting element 6 is canceled by the voltage V BE17.
The temperature characteristic of is different only in that it is determined only by the zener diode ZD 3 and (n-1) diodes.

まず、発光制御信号LEDONが“High”レベルのとき
には、上述のように、NMOSトランジスタTr8がオン
状態、NMOSトランジスタTr9,Tr10がオフ状態、P
MOSトランジスタTr11がオン状態となるので、PM
OSトランジスタTr12とNMOSトランジスタTr13
ゲート電位が上昇し、PMOSトランジスタTr12はオ
フ状態、NMOSトランジスタTr13はオン状態とな
る。このため、PNPトランジスタTr14には抵抗R16
で決まる定電流が流れ、同じ電流がPNPトランジスタ
Tr15を介してトランジスタTr6のベースに流れる。こ
のとき、NMOSトランジスタTr16のゲート電位は低
いので、NMOSトランジスタTr16はオフ状態であ
り、NPNトランジスタTr17は動作可能な状態となっ
ている。このNPNトランジスタTr17は、抵抗R6の両
端電圧が上昇すると、NPNトランジスタTr6のベース
電流を分流させて、抵抗R6の両端電圧を低下させ、ト
ランジスタTr17のベース・エミッタ間電圧VBE17に等
しくなるように負帰還制御を行っている。このため、こ
のドライブ回路7では、発光素子6の駆動電流I6は、 I6={VVD3−(n−1)×VF}/R7 となる。これは、トランジスタTr7のベース・エミッタ
間電圧VBE7とトランジスタTr17のベース・エミッタ間
電圧VBE17が打ち消し合うからである。
First, when the light emission control signal LEDON is at the “High” level, as described above, the NMOS transistor Tr 8 is on, the NMOS transistors Tr 9 and Tr 10 are off, and P
Since the MOS transistor Tr 11 is turned on, PM
The gate potentials of the OS transistor Tr 12 and the NMOS transistor Tr 13 rise, the PMOS transistor Tr 12 turns off and the NMOS transistor Tr 13 turns on. Therefore, the PNP transistor Tr 14 has a resistor R 16
The constant current determined by the current flows through the PNP transistor Tr 15 and the same current flows into the base of the transistor Tr 6 . At this time, the gate potential of the NMOS transistor Tr 16 is low, NMOS transistor Tr 16 is OFF state, NPN transistor Tr 17 is made ready for operation. When the voltage across the resistor R 6 rises, the NPN transistor Tr 17 diverts the base current of the NPN transistor Tr 6 to reduce the voltage across the resistor R 6 and the base-emitter voltage V BE17 of the transistor Tr 17. Negative feedback control is performed so that it becomes equal to. Therefore, in the drive circuit 7, the drive current I 6 of the light emitting element 6 is: I 6 = {V VD3 − (n−1) × V F } / R 7 . This is because the base-emitter voltage V BE7 of the transistor Tr 7 and the base-emitter voltage V BE17 of the transistor Tr 17 cancel each other out.

次に、発光制御信号LEDONが“Low”レベルのとき
には、上述のように、NMOSトランジスタTr8がオフ
状態、NMOSトランジスタTr9,Tr10がオン状態、P
MOSトランジスタTr11がオフ状態となるので、PM
OSトランジスタTr12とNMOSトランジスタTr13
ゲート電位は降下し、ROMSトランジスタTr12はオ
ン状態、NMOSトランジスタTr13はオフ状態とな
る。このため、PNPトランジスタTr14には電流が流
れなくなり、PNPトランジスタTr15にも電流が流れ
なくなる。NMOSトランジスタTr16,Tr10がオン状
態となるので、NPNトランジスタTr6,Tr7のベース
電位は低下し、NPNトランジスタTr6,Tr7は完全に
オフ状態となる。したがって、制御信号PHI1が“Lo
w”レベルのときには、電源ラインVCCから電源ライン
SS1には全く電流が流れなくなる。
Next, when the light emission control signal LEDON is at the “Low” level, as described above, the NMOS transistor Tr 8 is off, the NMOS transistors Tr 9 and Tr 10 are on, and P
Since the MOS transistor Tr 11 is turned off, PM
The gate potentials of the OS transistor Tr 12 and the NMOS transistor Tr 13 drop, the ROMS transistor Tr 12 is turned on and the NMOS transistor Tr 13 is turned off. Therefore, no current flows through the PNP transistor Tr 14 and no current flows through the PNP transistor Tr 15 . Since the NMOS transistor Tr 16, Tr 10 is turned on, the base potential of the NPN transistor Tr 6, Tr 7 decreases, the NPN transistor Tr 6, Tr 7 is completely turned off. Therefore, the control signal PHI1 is "Lo".
At the w "level, no current flows from the power supply line V CC to the power supply line V SS1 .

ここで、ドライブ回路7に用いる(n−1)個のダイオー
ドは、ツェナダイオードZD3のツェナ電圧VZD3の温度
係数、発光素子6の発光効率の温度係数、受光素子8の
受光効率及び電流−電圧変換用の高抵抗R8の温度係数
を考慮し、発光側と受光側の温度係数が全体としてほぼ
ゼロとなるように、その個数を選ぶものである。その具
体的な方法については後述する。
Here, the (n-1) diodes used in the drive circuit 7 are the temperature coefficient of the Zener voltage V ZD3 of the Zener diode ZD 3 , the temperature coefficient of the light emitting efficiency of the light emitting element 6, the light receiving efficiency of the light receiving element 8 and the current −. In consideration of the temperature coefficient of the high resistance R 8 for voltage conversion, the number is selected so that the temperature coefficients on the light emitting side and the light receiving side are almost zero as a whole. The specific method will be described later.

次に、オペアンプOP1〜OP6の具体的な回路構成を第
6図に例示する。このオペアンプは、MOSトランジス
タTr18〜Tr30と抵抗R17及びインバータG15を含み、
制御信号PHI1が“High”レベルであるときには、入
力端子IN1,IN2に印加される電圧の差分を増幅し
た電圧信号を出力端子OUT1に発生し、制御信号PH
I1が“Low”レベルであるときには、出力端子OUT
1が“Low”レベルになると共に、電源ラインVDDとV
SS2の間に全く電流が流れなくなるように動作すること
を特徴としている。以下、その動作を簡単に説明する
と、まず、制御信号PHI1が“High”レベルのときに
は、PMOSトランジスタTr18とNMOSトランジス
タTr20のゲート電位が上昇するので、PMOSトラン
ジスタTr18はオフ状態となり、NMOSトランジスタ
Tr20はオン状態となる。したがって、PMOSトラン
ジスタTr19,Tr21,Tr26,Tr28はゲート電位が低下
し、抵抗素子として作用する。このため、入力端子IN
1,IN2に印加された電圧の差分に相当する電圧がM
OSトランジスタTr22〜Tr25よりなる差動増幅器によ
り生成され、この電圧がMOSトランジスタTr27,Tr
29にて2段増幅されて出力端子OUT1に出力される。
このとき、MOSトランジスタTr26,Tr28はMOSト
ランジスタTr27,Tr29の負荷抵抗として作用する。次
に、制御信号PHI1が“Low”レベルになると、PM
OSトランジスタTr18とNMOSトランジスタTr20
ゲート電位が低下するので、PMOSトランジスタTr
18はオン状態、NMOSトランジスタTr20はオフ状態
となる。したがって、PMOSトランジスタTr19,Tr
21,Tr26,Tr28はゲート電位が上昇し、遮断状態とな
る。このため、電源ラインVDDから電源ラインVSS2
は全く電流が流れなくなる。また、インバータG15は電
源ラインVDDとVSS2により給電されているが、本実施
例のインバータは全てCMOSインバータよりなるの
で、状態が遷移した後は電流が流れない。よって、制御
信号PHI1が“Low”レベルの状態ではオペアンプO
1〜OP6は全く電流を消費しなくなる。
Next, to illustrate a specific circuit configuration of the operational amplifier OP 1 ~OP 6 in Figure 6. This operational amplifier includes MOS transistors Tr 18 to Tr 30 , a resistor R 17, and an inverter G 15 .
When the control signal PHI1 is at "High" level, a voltage signal obtained by amplifying the difference between the voltages applied to the input terminals IN1 and IN2 is generated at the output terminal OUT1, and the control signal PH1 is generated.
When I1 is at "Low" level, the output terminal OUT
1 goes to "Low" level and power lines V DD and V
The feature is that it operates so that no current flows during SS2 . The operation will be briefly described below. First, when the control signal PHI1 is at the “High” level, the gate potentials of the PMOS transistor Tr 18 and the NMOS transistor Tr 20 rise, so that the PMOS transistor Tr 18 is turned off and the NMOS transistor Tr 18 is turned off. The transistor Tr 20 is turned on. Therefore, the gate potentials of the PMOS transistors Tr 19 , Tr 21 , Tr 26 , Tr 28 decrease, and they function as resistance elements. Therefore, the input terminal IN
The voltage corresponding to the difference between the voltages applied to 1 and IN2 is M
It is generated by a differential amplifier composed of OS transistors Tr 22 to Tr 25 , and this voltage is generated by the MOS transistors Tr 27 , Tr 27 .
It is amplified at 29 two stages and output to the output terminal OUT1.
At this time, the MOS transistors Tr 26 and Tr 28 act as load resistances of the MOS transistors Tr 27 and Tr 29 . Next, when the control signal PHI1 becomes "Low" level, PM
Since the gate potentials of the OS transistor Tr 18 and the NMOS transistor Tr 20 decrease, the PMOS transistor Tr 20
18 is turned on, and the NMOS transistor Tr 20 is turned off. Therefore, the PMOS transistors Tr 19 , Tr
The gate potentials of 21 , Tr 26 and Tr 28 rise, and the gates are cut off. Therefore, no current flows from the power line V DD to the power line V SS2 . Further, the inverter G 15 is supplied with power by the power supply lines V DD and V SS2 , but since all the inverters of this embodiment are CMOS inverters, no current flows after the state transition. Therefore, when the control signal PHI1 is at "Low" level, the operational amplifier O
P 1 to OP 6 consume no current at all.

次に、基準電圧回路15の具体的な回路構成を第7図に
示す。この回路は、制御信号PHI1の反転信号を▲
▼とすると、▲▼が“High”レベルのと
きには、出力端子OUT2に基準電圧Vrを発生し、制
御信号PHI1が“Low”レベルのときには、電源ライ
ンVDDから電源ラインVSS2への電流が遮断されるよう
に動作することを特徴としている。以下、制御信号PH
I1が“High”レベルのときに、基準電圧Vrが一定の
電圧として発生する原理について説明する。
Next, FIG. 7 shows a specific circuit configuration of the reference voltage circuit 15. This circuit outputs an inverted signal of the control signal PHI1.
Then, when ▼ is at the “High” level, the reference voltage Vr is generated at the output terminal OUT2, and when the control signal PHI1 is at the “Low” level, the current from the power line V DD to the power line V SS2 is cut off. It is characterized by operating as described above. Hereinafter, the control signal PH
The principle that the reference voltage Vr is generated as a constant voltage when I1 is at "High" level will be described.

トランジスタTr36,Tr39のベース・エミッタ間電圧を
EB36,VEB39とし、トランジスタTr39とTr36に流れ
る電流をIとすると、 VBE36=VBE39+I・R … となる。トランジスタTr36のエミッタ面積とトランジ
スタTr39のエミッタ面積の比率を1:Sに選ぶと、そ
れぞれのコレクタ電流Ic36,Ic39は次のようになる。
Assuming that the base-emitter voltages of the transistors Tr 36 and Tr 39 are V EB36 and V EB39 and the current flowing through the transistors Tr 39 and Tr 36 is I, then V BE36 = V BE39 + I · R. If the ratio of the emitter area of the transistor Tr 36 and the emitter area of the transistor Tr 39 is selected to be 1: S, the collector currents Ic 36 and Ic 39 of the respective transistors are as follows.

Ic36=Is・exp(VBE3/VT) Ic39=S×Is・exp(VBE2/VT) ここで、Isは飽和電流、VT=kT/q、kはボルツマン
定数、qは電子電荷、Tは絶対温度である。
Ic 36 = Is · exp (V BE3 / V T ) Ic 39 = S × Is · exp (V BE2 / V T ), where Is is the saturation current, V T = kT / q, k is the Boltzmann constant, and q is Electronic charge, T is absolute temperature.

これを式に代入すると、 I=(VT/R)lnS 直列接続されたトランジスタTr41,Tr42,…の個数をm
個とすると、 Vo=I・kR+mVBE =mVBE+(VT/R)lnS 温度特性を0とするには、 m=2,S=2と選び、 とすると、k=67.89 したがって、R=1kΩとすると、kRは67.9kΩと
なり、温度係数0の定電圧回路となる。このように、m
とSを適当に選び、出力電圧Vrを一定に保つことがで
きる。
Substituting this into the equation, I = (V T / R) lnS The number of transistors Tr 41 , Tr 42 , ... Connected in series is m.
In this case, Vo = I · kR + mV BE = mV BE + (V T / R) lnS Choose m = 2, S = 2, Then, k = 67.89 Therefore, if R = 1 kΩ, kR becomes 67.9 kΩ, and the constant voltage circuit has a temperature coefficient of 0. Thus, m
And S can be selected appropriately to keep the output voltage Vr constant.

また、本実施例にあっては、発光素子6と受光素子8、
電流−電圧変換用の高抵抗R8、基準電圧回路15の内
力電圧Vrの温度係数を元に、ドライブ回路7の駆動電
流I6の温度特性を以下のように調整することで、受光
出力Voが温度に対して変動しない光検出回路を実現し
ている。
Further, in this embodiment, the light emitting element 6 and the light receiving element 8,
By adjusting the temperature characteristic of the drive current I 6 of the drive circuit 7 as follows based on the temperature coefficient of the internal resistance voltage Vr of the high resistance R 8 for current-voltage conversion and the reference voltage circuit 15, the light receiving output Vo Realizes a photodetector circuit that does not change with temperature.

受光素子8の受光出力電流I8は、初段のオペアンプO
1の高抵抗R8に流れ、電圧信号に変換される。基準電
圧回路15の出力電圧をVrとすると、オペアンプOP1
の出力電圧Voは、 Vo=Vr−I8・R8 となる。両辺について、温度Tの変化∂Tに対する偏微
分係数を求めると、 ここで、 となるようにすると、 ここで、電流−電圧変換用の高抵抗R8が集積回路の拡
散抵抗よりなるものとし、その温度変動分(∂R8/∂
T)/R8を2000ppm/℃と仮定する。また、受光素
子8の受光出力電流I8の温度変動分(∂I8/∂T)/I
8を−2000ppm/℃と仮定すれば、 となる。しかしながら、受光素子8が一般的なシリコン
フォトダイオード(SPD)であるとすると、その受光出
力電流I8の温度係数は正であり、上記のように出力電
圧Voの温度変動を0とすることができない。そこで、
温度上昇と共に発光素子8の発光量を減少させて、受光
素子8の受光出力電流I8の温度変動分が負の勾配を持
つようにすれば良い。つまり、受光素子8の受光出力電
流I8は発光素子6の発光量に比例し、発光素子6の発
光量は駆動電流I6に比例すると考えられるので、発光
素子6の発光量を温度上昇と共に減少させれば良いと考
えられる。今、受光素子8単独の受光出力電流の温度係
数を3000ppm/℃とすると、発光素子6の発光量の
温度係数を−5000ppm/℃とすれば、(∂Vo/∂T)
ほぼ0に近似できる。
Receiving the output current I 8 of the light receiving element 8, the first stage of the operational amplifier O
It flows through the high resistance R 8 of P 1 and is converted into a voltage signal. When the output voltage of the reference voltage circuit 15 is Vr, the operational amplifier OP 1
The output voltage Vo of the above becomes Vo = Vr−I 8 · R 8 . When the partial differential coefficient with respect to the change ∂T of the temperature T is obtained for both sides, here, So that Here, it is assumed that the high resistance R 8 for current-voltage conversion is a diffusion resistance of the integrated circuit, and the temperature variation (∂R 8 / ∂
T) / R 8 is assumed to be 2000 ppm / ° C. Further, the temperature variation of the light receiving output current I 8 of the light receiving element 8 (∂I 8 / ∂T) / I
Assuming 8 is -2000ppm / ° C, Becomes However, if the light receiving element 8 is a general silicon photodiode (SPD), the temperature coefficient of the light receiving output current I 8 is positive, and the temperature variation of the output voltage Vo can be zero as described above. Can not. Therefore,
The amount of light emitted from the light emitting element 8 may be decreased as the temperature rises so that the temperature variation of the light receiving output current I 8 of the light receiving element 8 has a negative gradient. That is, the light receiving output current I 8 of the light receiving element 8 is proportional to the quantity of light from the light emitting element 6, since the quantity of light from the light emitting element 6 is considered to be proportional to the drive current I 6, with increasing temperature the quantity of light from the light emitting element 6 It is thought that it should be reduced. Now, assuming that the temperature coefficient of the light receiving output current of the light receiving element 8 alone is 3000 ppm / ° C., and the temperature coefficient of the light emission amount of the light emitting element 6 is −5000 ppm / ° C., (∂Vo / ∂T)
It can be approximated to 0.

次に、ドライブ回路7の温度特性について説明する。第
2図において、ツェナダイオードZD3ツェナ電圧をV
ZD3、トランジスタTr7のベース・エミッタ間電圧及び
(n−1)個のダイオード直列アレイの各々の順方向降下
電圧をVFとすると、発光素子6に流れる電流I6は I6={VZD3−n・VF}/R7 となる。両辺について、温度Tの変化∂Tに対する偏微
分係数を求めると、 今、発光素子6の発光効率の温度変動を−6250ppm
/℃とする。このとき、−15℃〜65℃の温度範囲で
は、発光素子6の発光量は+25%〜−25%まで変動
する。発光素子6の発光量は温度上昇と共に減少し、受
光素子8の受光出力電流I8を減少させるが、受光素子
8単独での受光出力電流と、電流−電圧変換用の高抵抗
8の抵抗値は、温度上昇と共に逆に増加する特性を有
している。したがって、発光素子の発光量が−5000
ppm/℃であるとすると、受光回路の出力電圧Voの温度
係数(∂Vo/∂T)を0にできるから、結局、発光素子
6のドライブ回路7における駆動電流I6の温度係数を
1250ppm/℃とすれば、回路全体として温度係数を
ゼロにすることができる。
Next, the temperature characteristics of the drive circuit 7 will be described. In FIG. 2, the Zener diode ZD 3 Zener voltage is V
ZD3 , base-emitter voltage of transistor Tr 7 and
Assuming that the forward drop voltage of each of the (n-1) diode series arrays is V F , the current I 6 flowing through the light emitting element 6 is I 6 = {V ZD3 −n · V F } / R 7 . When the partial differential coefficient with respect to the change ∂T of the temperature T is obtained for both sides, Now, the temperature variation of the luminous efficiency of the light emitting element 6 is −6250 ppm.
/ ° C. At this time, in the temperature range of −15 ° C. to 65 ° C., the light emission amount of the light emitting element 6 varies from + 25% to −25%. Quantity of light from the light emitting element 6 decreases with increasing temperature, but decreases the light reception output current I 8 of the light receiving element 8, the light receiving output current of the light receiving element 8 alone, current - resistance of the high resistance R 8 for voltage conversion The value has the property of increasing conversely with increasing temperature. Therefore, the light emission amount of the light emitting element is -5000.
If it is ppm / ° C., the temperature coefficient (∂Vo / ∂T) of the output voltage Vo of the light receiving circuit can be set to 0, so that the temperature coefficient of the drive current I 6 in the drive circuit 7 of the light emitting element 6 is 1250ppm / If the temperature is set to ° C, the temperature coefficient of the entire circuit can be zero.

ここで、式の抵抗R7は温度係数が無視できるディス
クリートの部分とし、VZD3=6.9V、∂VZD3/∂T
=3mV/℃、∂VF/∂T=−2mV/℃、VF=0.7
Vとすると、 の値が1250ppm/℃=1.25×10-3となるよう
にすれば良い。このとき、n=1.956≒2となる。
したがって、ダイオードの個数は、(n−1)=1個とす
れば良い。
Here, the resistor R 7 in the equation is a discrete portion whose temperature coefficient can be ignored, and V ZD3 = 6.9 V, ∂V ZD3 / ∂T
= 3mV / ℃, ∂V F / ∂T = -2mV / ℃, V F = 0.7
If it is V, Value may be 1250 ppm / ° C. = 1.25 × 10 −3 . At this time, n = 1.596≈2.
Therefore, the number of diodes may be (n-1) = 1.

以上のように、ドライブ回路7における(n−1)個のダ
イオードの個数を適当に選ぶことにより、光検出回路の
出力電圧Voの温度係数を0にすることができる。
As described above, by appropriately selecting the number of (n-1) diodes in the drive circuit 7, the temperature coefficient of the output voltage Vo of the photodetector circuit can be made zero.

また、第5図に示す他のドライブ回路4を用いた場合に
は、 I6={VZD3+VBE−(n−1)VF−VBE}/R7 ={VZD3−(n−1)VF}/R7 となり、上記と同様の計算を行なえばn=3となるか
ら、ダイオードの個数を(n−1)=2個とすれば良い。
In the case of using the other drive circuit 4 shown in Fig. 5, I 6 = {V ZD3 + V BE - (n-1) V F -V BE} / R 7 = {V ZD3 - (n- 1) V F } / R 7 , and n = 3 if the same calculation as above is performed. Therefore, the number of diodes should be (n−1) = 2.

このようにして、本実施例にあっては、出力電圧の温度
係数が一定な光検出回路を実現しているものである。
In this way, in this embodiment, the photodetector circuit having a constant temperature coefficient of the output voltage is realized.

以上の回路のタイムチャートを第8図に示す。発振回路
4からの基準クロック信号OSCの周波数を10kHzと
すると、15段の分周回路5aの分周出力B15は、周期
3.2768秒のクロック信号とうなる。この分周出力
14を7段のシフトレジスタ回路5bに入力し、分周回
路5aの2段目の分周出力B2を用いてシフトさせ、シフ
トレジスタ回路5bの各段の出力Q1〜Q7を作る。この
信号を論理回路5cによってデコードし、制御信号PH
I1,PHI2、発光制御信号LEDON、アップクロ
ック信号UPCLK、リセット信号RSTを作成するも
のである。
A time chart of the above circuit is shown in FIG. When the frequency of the reference clock signal OSC from the oscillator circuit 4 is 10 kHz, the frequency-divided output B 15 of the 15-stage frequency divider circuit 5a becomes a clock signal with a period of 3.2768 seconds. This frequency-divided output B 14 is input to the 7-stage shift register circuit 5b and is shifted using the frequency-divided output B 2 of the second stage of the frequency divider circuit 5a to output Q 1 to the output of each stage of the shift register circuit 5b. Make Q 7 . This signal is decoded by the logic circuit 5c, and the control signal PH
I1, PHI2, the light emission control signal LEDON, the up clock signal UPCLK, and the reset signal RST are created.

制御信号PHI1は増幅器9と比較器10及び基準電圧
源11を含むアナログ信号処理回路14を有効にするた
めの制御信号であり、この制御信号が“Low”レベルの
区間においては、アナログ信号処理回路14の電源電流
を遮断して、低消費電流化を図るものである。これと同
時に、制御信号PHI2が立ち上がり、アナログスイッ
チSW1がオンし、直流カット用コンデンサC3のバッフ
ァアンプ側の端子を基準電圧Voに充電し、この結果、
コンデンサC3の両端は基準電圧Voに等しくなる。制御
信号PHI2が“Low”レベルとなり、アナログスイッ
チSW1がオフした後、発光制御信号LEDONが“Hig
h”レベルとなり、ドライブ回路7により、発光素子6
には駆動電流I6が流れる。発光制御信号LEDONが
“Low”レベルの区間には、ドライブ回路7の消費電流
もゼロとなる。発光素子6の発光により煙の散乱光を受
けて得られた受光素子8の出力信号が増幅器9にて増幅
され、受光信号CPLSが比較器10の基準電圧VREF
以上になると、比較器10の比較出力信号COMPは
“High”レベルトなる。この信号COMPはカウント回
路12のRSフリップフロップ12aによりラッチさ
れ、アップダウン選択信号UDSが“High”レベルとな
っているときに、アップクロック信号UPCLKにより
カウント回路12のアップダウンカウンタ12bに取り
込まれる。カウント回路12では、3回連続、受光信号
CPLSが基準電圧VREFを越えたときのみ、そのカウ
ント出力信号OUTが“High”レベルとなる。この動作
のタイムシャートを第9図に示す。なお、連続回数はカ
ウンタ12bに回路構成により自由に設定できる。この
カウント出力信号OUTが“High”レベルになると、ス
イッチング回路2にトリガ信号が供給され、感知器回線
l1,l2間が短絡状態となり、受信機側へ煙感知信号を電
流信号として送出する。なお、スイッチング回路2のト
リガ端子に接続されたダイオードD0は、スイッチング
回路2の自己保持動作時に、カウント出力信号OUTが
“Low”レベルに復帰しても自己保持状態を保証するた
めに挿入したものである。
The control signal PHI1 is a control signal for enabling the analog signal processing circuit 14 including the amplifier 9, the comparator 10, and the reference voltage source 11, and the analog signal processing circuit is in a low level section of the control signal. The power supply current of 14 is cut off to reduce the current consumption. At the same time, the rising control signal PHI2, the analog switch SW 1 is turned on, to charge the buffer amplifier side of the terminal of the DC blocking capacitor C 3 to the reference voltage Vo, the result,
Both ends of the capacitor C 3 become equal to the reference voltage Vo. Control signal PHI2 becomes "Low" level, after the analog switch SW 1 is turned off, the emission control signal LEDON is "Hig
The h "level is reached, and the drive circuit 7 causes the light emitting element 6
A drive current I 6 flows through this. The current consumption of the drive circuit 7 also becomes zero in the section where the light emission control signal LEDON is at the “Low” level. The output signal of the light receiving element 8 obtained by receiving the scattered light of smoke by the light emission of the light emitting element 6 is amplified by the amplifier 9, and the received light signal CPLS is the reference voltage V REF of the comparator 10.
When the above is reached, the comparison output signal COMP of the comparator 10 becomes the "High" level. This signal COMP is latched by the RS flip-flop 12a of the count circuit 12 and taken into the up / down counter 12b of the count circuit 12 by the up clock signal UPCLK when the up / down selection signal UDS is at "High" level. In the count circuit 12, the count output signal OUT becomes “High” level only when the light reception signal CPLS exceeds the reference voltage V REF for three consecutive times. The time chart of this operation is shown in FIG. The number of consecutive times can be freely set in the counter 12b by the circuit configuration. When the count output signal OUT becomes "High" level, the trigger signal is supplied to the switching circuit 2 and the sensor circuit is connected.
A short circuit occurs between l 1 and l 2 , and the smoke detection signal is sent as a current signal to the receiver side. The diode D 0 connected to the trigger terminal of the switching circuit 2 is inserted to ensure the self-holding state even when the count output signal OUT returns to the “Low” level during the self-holding operation of the switching circuit 2. It is a thing.

このように、本実施例では、感知器に流入した煙による
散乱光が3回連続して基準値を越えたときに、スイッチ
ング回路2がオンし、受信機側へ煙感知信号を送出する
ものである。このような感知器は広い範囲に分散して配
置され、感知器回線l1,l2間に多数個が並列的に接続さ
れるものであるから、その消費電流は少なく抑制するこ
とが望まれる。
As described above, in this embodiment, when the scattered light due to the smoke flowing into the sensor exceeds the reference value three times in a row, the switching circuit 2 is turned on and the smoke detection signal is sent to the receiver side. Is. Since such sensors are distributed over a wide range and a large number are connected in parallel between the sensor lines l 1 and l 2 , it is desirable to suppress the current consumption thereof to a low level. .

そこで、本実施例にあっては、まず、アナログ信号処理
回路14の低消費電流化を図るために、上述のように、
タイミング制御回路5により発生させた制御信号PHI
1によりアナログ信号処理回路14を間欠駆動させてい
る。電源電圧VCCを10V、VDDを5Vとし、アナログ
信号処理回路14を有効にする制御信号PHI1の“Hi
gh”レベル区間を1.4msecとすると、アナログ信号処
理回路14の全体で10mAの電流を消費させたとして
も、約3.2secに一度1.4msecの電流消費区間が存
在するだけであるから、10mA×1.4msec/3.2s
ec=4.38μAとなり、大幅な低消費電力化が可能と
なる。また、ドライブ回路7は発光制御信号LEDON
が“Low”レベルの区間においては全く電流が流れない
ので、発光素子6に流す駆動電流I6100mAとして
も、発光制御信号LEDONの“High”レベル区間を2
00μsecとすると、100mA×200μsec/3.2s
ec=6.25μAとなり、これも大幅な低消費電力化が
可能となる。
Therefore, in the present embodiment, first, in order to reduce the current consumption of the analog signal processing circuit 14, as described above,
Control signal PHI generated by timing control circuit 5
1, the analog signal processing circuit 14 is driven intermittently. The power supply voltage V CC is set to 10 V and V DD is set to 5 V, and the analog signal processing circuit 14 is enabled.
Assuming that the gh "level section is 1.4 msec, even if the entire analog signal processing circuit 14 consumes a current of 10 mA, there is only a 1.4 msec current consumption section once in about 3.2 seconds. 10mA × 1.4msec / 3.2s
Since ec = 4.38 μA, it is possible to significantly reduce power consumption. Further, the drive circuit 7 has the light emission control signal LEDON.
Since no current flows in the section of “Low” level, even if the driving current I 6 of 100 mA is applied to the light emitting element 6, the “High” level section of the light emission control signal LEDON is 2
Assuming 00 μsec, 100 mA × 200 μsec / 3.2 s
Since ec = 6.25 μA, it is possible to significantly reduce power consumption.

その他、定電圧回路3及びパワーオンリセット回路13
で約7μAの電流消費があり、タイミング制御回路5及
びカウント回路12を含むロジック回路部はCMOS構
成で消費電流が少なく、これと10kHzの発振回路4の
消費電流(5μA)を含めても全体で10μA以内に収ま
る。したがって、上記の消費電流を全て加え合わせて
も、全体として 4.38+6.25+7+10=27.63μAとな
り、30μA以下の低消費電流となる。
In addition, the constant voltage circuit 3 and the power-on reset circuit 13
The current consumption is about 7 μA, and the logic circuit part including the timing control circuit 5 and the count circuit 12 has a CMOS structure and consumes less current. Even if this is included with the current consumption (5 μA) of the oscillation circuit 4 of 10 kHz, the total is 5 μA. It is within 10 μA. Therefore, even if all of the above consumption currents are added, the total becomes 4.38 + 6.25 + 7 + 10 = 27.63 μA, which is a low consumption current of 30 μA or less.

また、本実施例では、ドライブ回路7やアナログ信号処
理回路14等のアナログ回路部の間欠駆動のために、電
源ラインVCCやVDDの電圧を入切して低消費電流化を図
っているのではなく、各アナログ回路部に電流遮断制御
用のトランジスタを個別に設けて電流の遮断を行うもの
であるから、電源ラインの電圧を入切する方式に比べ
て、各アナログ回路部が有効状態に達するまでの時間が
短く、その結果、全体として1.4msecという短期間の
間に、煙による散乱光で生じた受光素子8の受光出力を
カウント回路12まで取り込むことができる。このた
め、アナログ回路部の有効時間が短くて済み、従来に比
べて大幅な低消費電流化を図ることができるものであ
る。
Further, in this embodiment, the voltage of the power supply lines V CC and V DD is switched on and off to achieve low current consumption for intermittent driving of the analog circuit portion such as the drive circuit 7 and the analog signal processing circuit 14. However, instead of providing a transistor for current cutoff control individually in each analog circuit to cut off the current, each analog circuit is in a valid state compared to the method of turning on and off the voltage of the power supply line. Therefore, the light receiving output of the light receiving element 8 generated by the scattered light due to smoke can be taken up to the counting circuit 12 in a short period of 1.4 msec as a whole. Therefore, the effective time of the analog circuit portion can be shortened, and the current consumption can be significantly reduced as compared with the conventional case.

以上のような本実施例の感知器回路は、誘電体分離技術
を用いた半導体集積回路として構成される。以下、第1
0図により誘電体分離基板の製造工程について説明す
る。まず、N-型の単結晶シリコン基板21上に、周知
の半導体プロセスの手法により酸化膜(SiO2)を形成
し、この酸化膜22の所望の箇所をフォトリソグラフィ
ー技術及び酸化膜エッチング技術によりエッチングし、
その後、アルカリ異方性エッチング液によりシリコン結
晶の異方性エッチングを行い、V字形の溝を形成する
(第10図(a)参照)。その後、表面にシリコン酸化膜(S
iO2)よりなる絶縁膜22を形成する。このシリコン酸
化膜は、絶縁膜として使用されるものであるから、その
目的からSi34等であっても良い。絶縁膜22の上
に、支持体となる多結晶シリコン層23を形成する(第
10図(b)参照)。多結晶シリコン層23の厚さとして
は、特に限定するものではないが、単結晶シリコン基板
21の厚さと同じくらいにしておく。その後、単結晶シ
リコン基板21の側から表面研磨を行い、絶縁膜22が
露出するまで研磨除去する(第10図(c)参照)。表面研
磨は最初は粗いラッピングから入り、次第に微細なもの
となるようにして、最終段階ではポリシングによる鏡面
仕上げとする。以上の工程により、絶縁膜22に包まれ
て多結晶シリコン層23の上に島のように存在する複数
の単結晶シリコン領域を含む誘電体分離基板が完成す
る。この島の存在する単結晶シリコン領域の各々に回路
素子を構成する。
The sensor circuit of this embodiment as described above is configured as a semiconductor integrated circuit using the dielectric isolation technique. Below, the first
The manufacturing process of the dielectric isolation substrate will be described with reference to FIG. First, an oxide film (SiO 2 ) is formed on the N type single crystal silicon substrate 21 by a well-known semiconductor process method, and a desired portion of the oxide film 22 is etched by a photolithography technique and an oxide film etching technique. Then
Then, anisotropic etching of the silicon crystal is performed with an alkali anisotropic etching solution to form a V-shaped groove.
(See FIG. 10 (a)). After that, a silicon oxide film (S
An insulating film 22 made of iO 2 ) is formed. Since this silicon oxide film is used as an insulating film, Si 3 N 4 or the like may be used for that purpose. A polycrystalline silicon layer 23 serving as a support is formed on the insulating film 22 (see FIG. 10 (b)). The thickness of the polycrystalline silicon layer 23 is not particularly limited, but is set to be approximately the same as the thickness of the single crystal silicon substrate 21. After that, surface polishing is performed from the single crystal silicon substrate 21 side, and polishing removal is performed until the insulating film 22 is exposed (see FIG. 10C). The surface polishing starts with rough lapping, then gradually becomes finer, and at the final stage, mirror finishing by polishing is performed. Through the above steps, a dielectric isolation substrate including a plurality of single crystal silicon regions which are wrapped in the insulating film 22 and exist on the polycrystalline silicon layer 23 like islands is completed. A circuit element is formed in each of the single crystal silicon regions where the island exists.

以上の誘電体分離技術を用いた集積化により、電源用コ
ンデンサC1,C2、発光素子6及び定電圧回路3の抵抗
3以外の全ての素子を同一チップ上に構成でき、同時
に小型軽量化も図れる。なお、抵抗R3は高耐圧の高抵
抗で、素子占有面積増大の問題を除外すれば、集積化す
ることも可能である。
Due to the integration using the dielectric isolation technology described above, all elements except the power supply capacitors C 1 and C 2 , the light emitting element 6 and the resistor R 3 of the constant voltage circuit 3 can be formed on the same chip, and at the same time small and lightweight. It can be realized. The resistor R 3 has a high withstand voltage and high resistance, and can be integrated if the problem of increasing the element occupying area is excluded.

[発明の効果] 本発明によれば、光電式煙感知器の間欠駆動回路におい
て、間欠駆動の休止期間において、第1の電源ラインと
第2の電源ラインの間の電源電圧を落とすことなく、定
電圧素子と第1の抵抗素子を備えるアナログ電位発生回
路への通電を第1のトランジスタにより遮断し、且つ、
定電圧素子の両端を絶縁ゲート型のトランジスタにより
短絡させることにより、定電圧素子の両端に生じるアナ
ログ電位により駆動されていた第2のトランジスタを確
実にオフさせて、発光素子への電流を遮断しているの
で、第1の電源ラインと第2の電源ラインの間は高イン
ピーダンス状態に遷移するものであり、電源電圧を落と
すことなく、休止期間中の電源電流を遮断することがで
きる。したがって、間欠駆動の駆動期間に入った後、第
1の電源ラインと第2の電源ラインの間の電源電圧を立
ち上げるための時間を確保する必要がなくなるので、定
電圧素子の両端に所定のアナログ電位が得られるまでの
時間を短縮することができ、駆動期間の時間短縮と休止
期間における電源電流遮断の両効果が総合されて、大幅
な低消費電流化が図れるという効果がある。
[Effect of the Invention] According to the present invention, in the intermittent drive circuit of the photoelectric smoke detector, during the pause period of the intermittent drive, without dropping the power supply voltage between the first power supply line and the second power supply line, The first transistor cuts off energization to the analog potential generation circuit including the constant voltage element and the first resistance element, and
By short-circuiting both ends of the constant voltage element with insulated gate type transistors, the second transistor driven by the analog potential generated at both ends of the constant voltage element is surely turned off, and the current to the light emitting element is cut off. Therefore, the first power supply line and the second power supply line transit to a high impedance state, and the power supply current during the idle period can be cut off without dropping the power supply voltage. Therefore, it is not necessary to secure a time for raising the power supply voltage between the first power supply line and the second power supply line after the drive period of the intermittent drive is started, and thus a predetermined voltage is provided across the constant voltage element. The time until the analog potential is obtained can be shortened, and the effects of both the shortening of the driving period and the interruption of the power supply current in the idle period can be combined, resulting in a significant reduction in current consumption.

また、間欠駆動の休止期間中に第1の電源ラインと第2
の電源ラインの間が高インピーダンス状態になることに
より、休止期間中の電源電流を遮断して消費電流を低減
しながらも、間欠駆動期間中に所定のアナログ電位を発
生する部分については、低インピーダンス状態として一
方の電源ラインの電位に固定することにより、不安定な
動作を防止することが可能となる。しかも、この所定の
アナログ電位を発生する部分を低インピーダンス状態と
するための手段として、絶縁ゲート型のトランジスタを
用いたことにより、ゲート入力容量の充電後は消費電流
が流れないという長所があり、安定な動作を実現しなが
らも消費電流の低減が可能となるものである。
In addition, the first power supply line and the second
The high-impedance state between the power supply lines cuts off the power supply current during the pause period to reduce the current consumption, but the part that generates a predetermined analog potential during the intermittent drive period has a low impedance. By fixing the potential to one of the power supply lines as a state, it is possible to prevent unstable operation. Moreover, the use of an insulated gate transistor as a means for bringing the portion that generates the predetermined analog potential into a low impedance state has the advantage that no consumption current flows after the gate input capacitance is charged. The current consumption can be reduced while realizing stable operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の光電式煙感知器の間欠駆動回路の基本
例を示す回路図、第2図は本発明の一実施例のブロック
回路図、第3図は同上に用いるデジタル回路及びアナロ
グ信号処理回路の具体回路図、第4図は同上に用いるカ
ウント回路の具体回路図、第5図は同上に用いるドライ
ブ回路の他の例を示す回路図、第6図は同上に用いるオ
ペアンプの具体回路図、第7図は同上に用いる基準電圧
回路の具体回路図、第8図は同上の感知器回路の動作波
形図、第9図は同上に用いるカウント回路の動作波形
図、第10図は同上の回路を実現する誘電体分離集積回
路の製造工程を示す断面図、第11図は従来例のブロッ
ク回路図である。 VCCは第1の電源ライン、VSS1は第2の電源ライン、
Tr6,Tr7,Tr8,Tr11はトランジスタ、LEDONは制
御信号である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic example of an intermittent drive circuit of a photoelectric smoke detector of the present invention, FIG. 2 is a block circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a digital circuit and analog used in the same. Specific circuit diagram of the signal processing circuit, FIG. 4 is a specific circuit diagram of the count circuit used in the same as above, FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of the drive circuit used in the same above, FIG. Circuit diagram, FIG. 7 is a concrete circuit diagram of the reference voltage circuit used in the same as above, FIG. 8 is an operation waveform diagram of the sensor circuit in the same as above, FIG. 9 is an operation waveform diagram of the counting circuit used in the same as above, and FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a dielectric isolation integrated circuit for realizing the above circuit, and FIG. 11 is a block circuit diagram of a conventional example. V CC is the first power supply line, V SS1 is the second power supply line,
Tr 6 , Tr 7 , Tr 8 , Tr 11 are transistors, and LEDON is a control signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の電源ラインと第2の電源ラインの電
位差により給電され、光電式煙感知器の発光素子を間欠
駆動用の制御信号に基づいて間欠的に駆動するためのド
ライブ回路であって、 間欠駆動用の制御信号に基づいて発光素子の休止区間に
オフとなり、発光素子の駆動区間にオンとなるように制
御され、第1及び第2の電源ラインの間にて、定電圧素
子及び第1の抵抗素子と直列的に接続された第1のトラ
ンジスタと、 第1のトランジスタがオンのときに前記定電圧素子に生
じるアナログ電位を受けて導通状態となり、第1及び第
2の電源ラインの間にて、発光素子及び第2の抵抗素子
と直列的に接続された第2のトランジスタと、 前記定電圧素子に対して並列的に接続され、間欠駆動用
の制御信号に基づいて発光素子の駆動区間にオフとな
り、発光素子の休止区間にオンとなるように制御される
絶縁ゲート型のトランジスタとを備えることを特徴とす
る光電式煙感知器の間欠駆動回路。
1. A drive circuit for supplying electric power by a potential difference between a first power supply line and a second power supply line and intermittently driving a light emitting element of a photoelectric smoke detector based on a control signal for intermittent driving. Based on the control signal for intermittent driving, the light-emitting element is controlled to be turned off during a rest period and turned on during a light-emitting element drive period, and a constant voltage is applied between the first and second power supply lines. The first transistor connected in series with the element and the first resistance element and the first transistor connected to the first transistor when the first transistor is turned on are brought into conduction by receiving the analog potential generated in the constant voltage element. A second transistor connected in series with the light emitting element and the second resistance element between the power supply lines, and connected in parallel with the constant voltage element, based on a control signal for intermittent driving. In the drive section of the light emitting element Off and becomes, intermittent driving circuit of the photoelectric smoke sensor, characterized in that it comprises an insulated gate transistor which is controlled to be turned on in the rest period of the light emitting element.
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