JPH04160696A - 光電式煙感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、投光素子からの入射光を煙監視領域に照射し
、この入射光に対する煙粒子による散乱光を受光素子に
より検出し、受光素子の出力の変化に基づいて煙を検出
するようにした光電式煙感知器に関するものである。

【従来の技術】

この種の光電式煙感知器として、第４図に示すように、
ハウジング１の内部に設定された暗室２に対して投光素
子３からの入射光を導入し、暗室２に煙粒子が導入され
ている場合に入射光に対して生じる散乱光を受光素子４
て受光し、受光素子４の出力の変化に基づいて煙粒子の
存否を判定するものが提供されている。 ハウジング１の中には内底面に沿う形で回路基板５か配
設され、回路基板５には、投光素子３や受光素子４のほ
か、投光素子３の点滅を制御する駆動回路や受光素子４
の出力により煙の存否を判定する煙検出回路なとが実装
される。回路基板５の下面側には光学基台６が配設され
、ハウジング１の内部空間において光学基台６の下面側
の空間か暗室２とされる。暗室２の一部はラビリンス体
１］を介して外部空間に連通しており、ラビリンス体１
１は外光を遮光した状態て煙粒子を通過させるように構
成されている。ところで、投光素子３は光学基台６に保
持されて暗室２に対して所定角度で入射光を投光するよ
うに配設され、受光素子４は回路基板５の表面にほぼ直
交する方向の光軸を有している。すなわち、受光素子４
は、煙検出回路なととともに集積回路４ａ上に組み込ま
れており、受光素子４の出力か外来ノイズの影響を受け
にくいようにしである。 上述のように、受光素子４の光軸が回路基板５の表面に
ほぼ直交するように設定されているから、暗室２からの
散乱光を偏向して受光素子４に入射させるために、光学
基台６には受光ミラー７が配設される。受光ミラー７は
、散乱光が入射する入射面７ａか回路基板５の表面にほ
ぼ直交する平面として形成され、受光素子４に対向する
出射面には凸曲面であるレンズ面７ｂが形成され、入射
面７ａに所定方向から入射した光線をレンズ面７１〕か
ら出射させるように偏向する反射面７Ｃを有した形状に
形成されている。このような受光ミラー７を配設するこ
とにより、回路基板５に沿う投光素子３と受光素子４と
の距離を小さくすることかでき、ハウジング１の小形化
が図れるのである。 また、暗室２において投光素子３により照射される領域
のうち、煙粒子による散乱光の受光素子４に入射てきる
領域が煙監視領域になる。 一方、受光素子４に散乱光以外の光線が入射すると、受
光素子４の出力レヘルの変化が少なくなり、煙粒子の検
出精度が低下することになる。したがって、投光素子３
からの直接光が受光ミラー７に入射しないように、投光
素子３の光軸を回路基板５の表面に対して傾斜させ、ま
た、投光素子３と受光ミラー７との間で光学基台６に遮
光突起６ａを設けである。

【発明か解決しようとする課題】

上記構成では、受光素子４に入射する光を偏向する受光
ミラー７を設けることによってハウシング１を小形化て
きるようにし、また、受光素子４を煙検出回路などとと
もに集積回路４ａに組シ込むことによってノイズの影響
を受けにくいようにしているものである。 ところで、上記構成においてハウジング１をさらに小形
化しようとすれば、投光素子３を受光ミラー７に近付け
なければならない。投光素子３を受光ミラー７に近付け
ると、第４図に破線で示すように、投光素子３から送出
された光の一部か受光ミラー７に直接入射することにな
る。ここにおいて、受光ミラー７の反射面７ｃを適宜角
度に設定しておけは、受光ミラー７の入射面７ａに入射
した光線のうち煙粒子による散乱光以外を受光素子４に
入射させないようにすることが可能である。 しかしながら、入射面７ａの周縁で散乱した光線の一部
は反射面７ｃて偏向されずにレンズ面７ｂに到達するか
ら、このような光線は迷光となって受光素子４に入射す
ることになる。受光ミラー７の入射面７ａの周縁での散
乱光は、はこりの付着などによる影響を受けやすいから
、迷光の変動量が大きくなり、煙粒子の検出精度が変動
して誤報や失報を生しるという問題か生しる。 このような問題を回避するには、投光素子３の回路基板
５に対する傾斜角度を小さくし、受光ミラー７の入射面
７ａの周縁での散乱光の大部分が反射面７ｃて反射され
るようにすることが考えられる。しかしながら、このよ
うな構成では、受光ミラー７に入射する散乱光も減少す
るから、煙粒子の存否による受光素子４ての受光レベル
の変化が小さくなり、煙粒子の検出感度が低下するとい
う問題が生じる。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、ハ
ウジングを小形化しながらも、煙粒子の検出感度を低下
させずに受光素子への迷光の入射量を少なくし、煙粒子
の検出精度の変動を防止して誤報や失報の発生を抑制し
た光電式煙感知器を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明では、上記目的を達成するために、ハウジング内
に設定された煙監視領域に投光素子がらの入射光を照射
し、この入射光に対する煙粒子による散乱光を受光素子
により検出し、受光素子の出力の変化に基ついて煙を検
′出するようにした光電式煙感知器におい□て、投光素
子および受光素子はハウシンクの内底面に沿って納装さ
れた回路基板の一面に実装されていて回路基板の表面に
ほぼ直交する方向の光軸を有し、回路基板の上記一面側
には光学基台が定位置に配設され、光学基台は、投光素
子からの光を煙監視領域に所定角度で入射させるように
偏向する投光ミラーと、煙監視領域からの散乱光を受光
素子に入射させる向きに偏向する受光ミラーとを保持し
ているのである。

【作用】

上記構成によれば、投光素子および受光素子を光軸か回
路基板の表面にほぼ直交する方向に向くように回路基板
の一面に実装し、回路基板の」二記一面側に配設した光
学基台に、投光素子からの光を煙監視領域に所定角度で
入射させるように偏向する投光ミラーと、煙監視領域か
らの散乱光を受光素子に入射させる向きに偏向する受光
ミラーとを装着しているので、投光素子から煙監視領域
に入射させる光と、煙監視領域から受光素子に入射させ
る光とをそれぞれ投光ミラーと受光ミラーとによって偏
向することにより、投光素子と受光素子との間の回路基
板に沿う距離を小さく設定することができ、投光ミラー
から送出された光が受光ミラーに直接入射しないような
位置関係に設定しながらも、従来に比較してハウジング
を小形化することかできるのである。その結果、ハウジ
ングが小形でありながらも、迷光を低減して煙粒子の検
出精度の変動を小さくし、かつ、受光素子に入射する煙
粒子による散乱光の光量を大きくすることができるので
あって、誤報や失報が少なく検出感度が高い煙感知器を
提供できるのである。

【実施例】

第１図に示すように、ハウジング］は、下面開口する有
底円筒状のボディ１０と、ボディ１０の開口面に装着さ
れ内部に暗室２を形成する円筒状のラビリンス体１１と
、ラビリンス体１１の下端面を覆うカバー１２とにより
形成される。ラビリンス体１１は、第２図に示すように
、周部に水平断面か略く形に形成された多数の隔壁１３
を有し、隣合う隔壁１３の間に略く形の煙導入路を形成
したものである。煙導入路の一端部はハウジング１の外
周面に開口して煙導入口となり、煙導入路の他端部はラ
ビリンス体１１の中央部に形成された断面円形の暗室２
に連通ずる。隔壁１．３は反射が生しないようにした黒
色とされ、かつ、煙導入路が屈曲していることにより、
外光が暗室２に導入されないようにしである。ラビリン
ス体１１の周面には防虫網１４が装着され、暗室２への
虫の侵入が防止されている。 一方、ボディ１０には、光学基台６と回路基板５とが納
装される。回路基板５はボディ１ｏの内底面に沿う形で
配設され、回路基板５に対してボディ１０の内底面とは
反対側の一面に光学基台６か配設されるのである。回路
基板５には集積回路４ａが実装され、この集積回路４ａ
には、ホトダイオードなとよりなる受光素子４のほが、
受光素子４の出力に基づいて暗室２の中での煙粒子の存
否を検出する煙検出回路、投光素子３を駆動する駆動回
路、電源回路が組み込まれている。煙検出回路は、受光
素子４の出力を処理するアナログ信号処理回路と、アナ
ログ信号処理回路の出力に基づいてスイッチング回路を
制御するディジタル回路とを備えている。ずなわち、こ
の集積回路４ａには、集積回路４ａの中に組み込めない
部品や組み込むのが望ましくない部品以外は、煙感知器
に必要な回路がすべて組み込まれているのである。 回路基板５には、発光ダイオードよりなる投光素子３、
サージ保護素子ＺＮＲ２感度調節用の可変　　　　　′
抵抗器ＶＲ、コンデンサＣなとも実装されている。 投光素子３はチップ部品であって回路基板らに表面実装
されている。投光素子３と受光素子４とは回路基板５の
表面に対して直交する向きの光軸を有するように実装さ
れるのである。 光学基台６には、投光素子３に対応する部位に投光ミラ
ー８が装着され、受光素子４に対応する部位に受光ミラ
ー７が装着される。また、光学基台６において投光ミラ
ー８と受光ミラー７との中間の部位には、入射光が受光
ミラー７に直接入射するのを防止するために遮光突起６
ａが突設されている。 受光ミラー７は、従来構成と同様に、入射面７ａに入射
した煙粒子による散乱光を反射させて偏向する反射面７
Ｃと、反射面７Ｃにより偏向された光線を、受光素子４
に集光するレンズ面７ｂとをアクリルやポリカーボネイ
トのような透明材料により一体に形成したものである。 入射面７ａは平面であって、入射面７ａの法線とレンズ
面７ｂの光軸とはほぼ直交するように位置関係が設定さ
れる。また、反射面７ｃは全反射を利用して光線を偏向
するのであって、暗室２の中で設定された煙監視領域（
投光素子３からの光線と、受光素子４の視野との重なる
領域）からの煙粒子による散乱光と同じ方向の光線のみ
が受光素子４に入射するように角度が設定される。 投光ミラー８は、第３図に示すように、入射面８ａが投
光素子３の発光中心から等距離である球面の一部をなし
、出射面８ｂが回路基板５に対して傾斜した平面てあっ
て、入射面８ａから入射した光線を出射面８ｂから出射
させるように偏向する反射面８Ｃは第３図（ａ）に破線
で示すような回転放物面となるように形成されている。 ここにおいて、反射面８ｃにはアルミニウノ＼の蒸着膜
等からなる反射層８ｄが形成されている。また、投光素
子３の発光中心が、反射面８ｃの焦点、あるいは焦点の
近傍に位置するように投光ミラー８が配置される。入射
面８ａが球面の一部をなすように形成されているのは、
投光素子３から投光ミラー８に入射する光線の進行方向
を管理しやすくするためである。投光ミラー８の、入射
面８ａに対応して光学基台６には遮光壁６ｂが形成され
、投光素子３からの光線のうち反射面８ｃに到達しない
ものを除去し、迷光の発生を防止するのようになってい
る。 以上のように構成されているがら、ラビリンス体２０の
外周面より暗室２に煙粒子が導入されると、暗室２の中
の煙監視領域において散乱光が生じ、受光素子４てはこ
れを検出し、集積回路４ａから煙検知信号が出力される
のである。また、受光素子４は煙検出回路とともに集積
回路４ａに組み込まれているから、外来雑音の影響を受
けにくくなり、信号対雑音比を良好にすることができる
のである。さらに、投光ミラー８を用いたことによって
、投光素子３と受光素子４との距離を小さくすることが
できるとともに、従来のように投光素子３を光学基台６
に装着していた場合に比較すれは、投光部分の構成を全
体的に小形化できる（少なくともリード線が不要になる
）から、ハウジング１を小形化することができるのであ
る。しかも、小形でありながら暗室２に投光された光線
が受光ミラー７に直接入射するのを防止できるのである
（第１図に破線で示す光線を参照）。その結果、散乱光
の非受光時と受光時とにおける受光素子４の出力レヘル
の差（信号対雑音比）を大きくして煙粒子の検出感度を
高くし、かつ、検出精度の変動を抑制して誤報や失報を
低減てきるのである。

【発明の効果】

本発明は上述のように、投光素子および受光素子を光軸
が回路基板の表面にほぼ直交する方向に向くように回路
基板の一面に実装し、回路基板の上記一面側に配設した
光学基台に、投光素子からの光を煙監視領域に所定角度
で入射させるように偏向する投光ミラーと、煙監視領域
からの散乱光を受光素子に入射させる向きに偏向する受
光ミラーとを装着しているので、投光素子から煙監視領
域に入射させる光と、煙監視領域から受光素子に入射さ
せる光とをそれぞれ投光ミラーと受光ミラーとによって
偏向することにより、投光素子と受光素子との間の回路
基板に沿う距離を小さく設定することができ、投光ミラ
ーから送出された光が受光ミラーに直接入射しないよう
な位置関係に設定しながらも、従来に比較してハウジン
グを小形化することができるという効果を奏する。その
結果、ハウジングが小形でありながらも、迷光を低減し
て煙粒子の検出精度の変動を小さくし、かつ、受光素子
に入射する煙粒子による散乱光の光量を大きくすること
がで、きるのであって、誤報や失報が少なく検出感度が
高い煙感知器を提供できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は同上の
カバーを外した状態を示す下面図、第３図（ａ）（ｂ）
はそれぞれ同上に用いる投光ミラーを示す断面図と正面
図、第４図は従来例を示す断面図である。 １・・ハウジング、２・・・暗室、３・・発光素子、４
・・・投光素子、５・・・回路基板、６・・・光学基台
、７・・・受光ミラー、８・・投光ミラー。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２図 第３図 （ａ） ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジング内に設定された煙監視領域に投光素子
   からの入射光を照射し、この入射光に対する煙粒子によ
   る散乱光を受光素子により検出し、受光素子の出力の変
   化に基づいて煙を検出するようにした光電式煙感知器に
   おいて、投光素子および受光素子はハウジングの内底面
   に沿って納装された回路基板の一面に実装されていて回
   路基板の表面にほぼ直交する方向の光軸を有し、回路基
   板の上記一面側には光学基台が定位置に配設され、光学
   基台は、投光素子からの光を煙監視領域に所定角度で入
   射させるように偏向する投光ミラーと、煙監視領域から
   の散乱光を受光素子に入射させる向きに偏向する受光ミ
   ラーとを保持して成ることを特徴とする光電式煙感知器
   。