JP2002109653A - Photoelectric type smoke detector - Google Patents

Photoelectric type smoke detector

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JP2002109653A
JP2002109653A JP2000298348A JP2000298348A JP2002109653A JP 2002109653 A JP2002109653 A JP 2002109653A JP 2000298348 A JP2000298348 A JP 2000298348A JP 2000298348 A JP2000298348 A JP 2000298348A JP 2002109653 A JP2002109653 A JP 2002109653A
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light
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prism
angle
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浩司 阪本
Shinji Kirihata
慎司 桐畑
Naoyuki Nishikawa
尚之 西川
Taketsugu Wada
剛嗣 和田
Shoichi Oka
昭一 岡
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact photoelectric type smoke detector in which aberrations will not be generated. SOLUTION: In this photoelectric type smoke detector, a beam is emitted toward a smoke detecting area by a light-emitting element 3, the scattered light resulting from particles of smoke or the like present in the smoke detecting area is detected by a light-receiving element 5, whereby the smoke or the like is detected. This sensor comprises a first lens part for collecting the scattered light, a prism part for changing the advancing direction of the light collected by the first lens, and a second lens part for collecting the light changed in advancing direction by the prism part to the light-receiving element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子を用いて
煙検知エリアに光線を照射し、当該煙検知エリア内に存
在する煙・埃・エアロゾル等の粒子によって散乱した光
を、受光素子で検出することにより煙等を検知する、光
電式煙感知器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of irradiating a smoke detection area with a light beam using a light emitting element, and using a light receiving element to scatter light scattered by particles such as smoke, dust and aerosol existing in the smoke detection area. The present invention relates to a photoelectric smoke detector that detects smoke or the like by detecting the smoke.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の光電式煙感知器として、
特開平3-111997号公報に記載されているものが知られて
いる。図8及び図9は、夫々当該煙感知器の縦断面図
と、横断面図であり、図に示すように、有底円筒状のハ
ウジング1の底部内側に回路基板2が設置され、回路基
板2には、電線4を介して接続される発光素子3と、受
光素子5とが備えられると共に、発光素子3の駆動回路
や、受光素子5の出力に基づいて煙等の存否を判定する
煙検出回路等が実装されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a photoelectric smoke detector of this kind,
The one described in JP-A-3-111997 is known. 8 and 9 are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view, respectively, of the smoke detector. As shown in the figures, a circuit board 2 is installed inside a bottom of a cylindrical housing 1 having a bottom. The light emitting element 2 includes a light emitting element 3 and a light receiving element 5 which are connected via an electric wire 4. A detection circuit and the like are mounted.

【0003】回路基板2を被覆するように設置される光
学基台6は、煙粒子等による散乱光を受光素子5に集光
するプリズムレンズ7と、保持筒に挿入された発光素子
3とが装着されている。ここで、プリズムレンズ7は、
散乱光を反射させて進行方向を変更するプリズム部7b
と、プリズム部7bにより、進行方向が変更された光線
を受光素子5に集光するレンズ部7cとを、アクリル樹
脂やポリカーボネイトのような透明材料により一体に形
成したものであり、プリズム部7bは、全反射を利用し
て光線の進行方向を変更している。
An optical base 6 installed so as to cover the circuit board 2 includes a prism lens 7 for condensing light scattered by smoke particles or the like on a light receiving element 5 and a light emitting element 3 inserted in a holding cylinder. It is installed. Here, the prism lens 7
Prism section 7b that reflects scattered light to change the traveling direction
And a lens portion 7c for condensing the light beam whose traveling direction has been changed by the prism portion 7b on the light receiving element 5 are integrally formed of a transparent material such as acrylic resin or polycarbonate. The traveling direction of the light beam is changed using total reflection.

【0004】光学基台6の下端に近接して設置される煙
導入部8は、横断面視略くの字状の隔壁部8aが、円環
状に複数連接されてなり、煙導入部8の周縁部には、防
虫網12が巻回されると共に、煙導入部8の下端部を被
覆するように略円盤状の蓋部13が嵌合されている。そ
して、光学基台6により、ハウジング1の内部が上下2
室に分離され、上室である回路収納エリア14に回路基
板2が配設される一方、下室である煙検知エリア10に
は、夫々の隔壁部8a間に形成される煙導入口8cを通
して、煙粒子が導入され、発光素子3から光を照射し
て、当該煙粒子に起因する散乱光を受光素子5で受光す
ることで、煙粒子の存否を検出することができるように
なっている。
[0004] The smoke introduction section 8 installed near the lower end of the optical base 6 is formed by connecting a plurality of partition walls 8a having a substantially U-shape in cross section in an annular shape. An insect net 12 is wound around the periphery, and a substantially disc-shaped lid 13 is fitted so as to cover the lower end of the smoke introduction section 8. The optical base 6 allows the inside of the housing 1 to move up and down 2
The circuit board 2 is disposed in a circuit storage area 14 which is an upper chamber, and a smoke detection area 10 which is a lower chamber is passed through a smoke inlet 8c formed between the partition walls 8a. , Smoke particles are introduced, light is emitted from the light emitting element 3, and scattered light caused by the smoke particles is received by the light receiving element 5, so that the presence or absence of the smoke particles can be detected. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、光電式煙感
知器は、一般的に住宅等の天井等に取付けられるため、
あまり大きなハウジングを備えたものは好ましくなく、
よりコンパクトな光電式煙感知器が求められている。そ
のためには、光学系を小さくすることが考えられ、より
具体的には、プリズムレンズ7の焦点距離を短くすれば
良いが、当該光電式煙感知器で用いられている従来のプ
リズムレンズ7では、レンズ部が1つしかないので、焦
点距離を短くするには限界があるという問題点があっ
た。
The photoelectric smoke detector is generally mounted on a ceiling of a house or the like.
Those with a very large housing are not preferred,
There is a need for a more compact photoelectric smoke detector. To this end, it is conceivable to reduce the size of the optical system. More specifically, the focal length of the prism lens 7 may be reduced. However, in the conventional prism lens 7 used in the photoelectric smoke detector, Since there is only one lens unit, there is a problem that there is a limit in shortening the focal length.

【0006】また、図8に示すように、従来のプリズム
レンズ7は、煙検知エリア10に露出する面(以下、入
射面と呼ぶ。)が、略垂直となっており、当該煙検知エ
リア10から入射する光が、入射面に垂直に交わらない
ため、収差が発生しやすいという問題点があった。
As shown in FIG. 8, the surface of the conventional prism lens 7 that is exposed to the smoke detection area 10 (hereinafter, referred to as an incident surface) is substantially vertical. There is a problem that aberration is likely to occur because the light incident from the light does not cross the incident surface perpendicularly.

【0007】本発明は、かかる問題点に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは、収差が発生しな
いコンパクトな光電式煙感知器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a compact photoelectric smoke detector which does not generate aberration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明にあ
っては、発光素子によって煙検知エリアに光線を照射
し、前記煙検知エリア内に存在する煙等の粒子に起因す
る散乱光を、受光素子で検出することにより煙等を検知
する光電式煙感知器において、前記散乱光を集光する第
1のレンズ部と、前記第1のレンズで集光した光を、前
記受光素子へ集光する第2のレンズ部とを設けたことを
特徴とするものである。
According to the present invention, a light emitting element irradiates a light beam to a smoke detection area and scatters light caused by particles such as smoke existing in the smoke detection area. In a photoelectric smoke sensor for detecting smoke or the like by detecting light with a light receiving element, a first lens unit that collects the scattered light, and light collected by the first lens is transmitted to the light receiving element. And a second lens unit for condensing light.

【0009】請求項2記載の発明にあっては、発光素子
によって煙検知エリアに光線を照射し、前記煙検知エリ
ア内に存在する煙等の粒子に起因する散乱光を、受光素
子で検出することにより煙等を検知する光電式煙感知器
において、前記散乱光を集光する第1のレンズ部と、前
記第1のレンズで集光した光の進行方向を変更するプリ
ズム部と、前記プリズム部で進行方向を変更した光を、
前記受光素子へ集光する第2のレンズ部とを備えたこと
を特徴とするものである。
According to the second aspect of the present invention, the light emitting element irradiates a light beam to the smoke detection area, and the light receiving element detects scattered light caused by particles such as smoke existing in the smoke detection area. A first lens unit for collecting the scattered light, a prism unit for changing a traveling direction of the light collected by the first lens, and the prism The light whose traveling direction has been changed in the
A second lens unit for condensing the light on the light receiving element.

【0010】請求項3記載の発明にあっては、請求項2
記載の光電式煙感知器に対し、第1のレンズ部の光軸
と、第2のレンズ部の光軸に対して垂直な面とがなす角
を、第2のレンズ部の光軸に対して垂直な面と、プリズ
ム部の反射面とがなす角の2倍の角度から、直角を減じ
て得た角度にしたことを特徴とするものである。
[0010] According to the third aspect of the present invention, the second aspect is provided.
The angle between the optical axis of the first lens unit and the plane perpendicular to the optical axis of the second lens unit is defined with respect to the optical smoke sensor of the second embodiment. The angle obtained by subtracting the right angle from the angle twice as large as the angle formed between the vertical surface and the reflecting surface of the prism portion.

【0011】請求項4記載の発明にあっては、請求項2
又は請求項3記載の光電式煙感知器に対し、第2のレン
ズ部の光軸に対して垂直な面と、プリズム部の反射面と
がなす角を、臨界角以上としたことを特徴とするもので
ある。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a second aspect.
Alternatively, in the photoelectric smoke detector according to claim 3, an angle formed between a surface perpendicular to an optical axis of the second lens unit and a reflection surface of the prism unit is set to be equal to or larger than a critical angle. Is what you do.

【0012】請求項5記載の発明にあっては、請求項2
又は請求項3記載の光電式煙感知器に対し、第2のレン
ズ部の光軸に対して垂直な面と、プリズム部の反射面と
がなす角を、45°乃至70°としたことを特徴とする
ものである。
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a second aspect.
Alternatively, in the photoelectric smoke detector according to claim 3, an angle formed between a surface perpendicular to the optical axis of the second lens unit and the reflection surface of the prism unit is 45 ° to 70 °. It is a feature.

【0013】請求項6記載の発明にあっては、請求項2
乃至請求項5何れか記載の光電式煙感知器に対し、第1
のレンズ部に入射する一方、プリズム部の反射面には当
たらない光を遮光するようにしたことを特徴とするもの
である。
According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a second aspect.
A photoelectric smoke detector according to any one of claims 1 to 5,
The light that enters the lens portion and does not impinge on the reflection surface of the prism portion is shielded.

【0014】請求項7記載の発明にあっては、請求項1
乃至請求項6何れか記載の光電式煙感知器に対し、前記
第1のレンズ部は、入射した光を略平行な光に屈折させ
るように形成されていることを特徴とするものである。
According to the seventh aspect of the present invention, there is provided the first aspect.
7. The photoelectric smoke detector according to claim 6, wherein the first lens portion is formed to refract incident light into substantially parallel light.

【0015】請求項8記載の発明にあっては、請求項1
乃至請求項7何れか記載の光電式煙感知器に対し、前記
煙検知エリアを形成する煙導入部を設けると共に、その
煙導入部内に、前記第1のレンズ部を備え、その第1の
レンズ部の焦点距離が、第1のレンズ部と相対する前記
煙導入部の表面上に、結像するようにしたことを特徴と
するものである。
According to the invention described in claim 8, claim 1 is provided.
8. The photoelectric smoke sensor according to claim 1, further comprising: a smoke introduction portion forming the smoke detection area; and the first lens portion provided in the smoke introduction portion. The focal length of the section is formed on the surface of the smoke introducing section opposite to the first lens section.

【0016】請求項9記載の発明にあっては、請求項1
乃至請求項7何れか記載の光電式煙感知器に対し、前記
煙検知エリアを形成する煙導入部を設けると共に、その
煙導入部内に、前記第1のレンズ部を備え、その第1の
レンズ部の焦点距離が、前記煙検知エリアの中心と、煙
導入部の表面との中間位置に結像するようにしたことを
特徴とするものである。
According to the ninth aspect of the present invention, the first aspect is provided.
8. The photoelectric smoke sensor according to claim 1, further comprising: a smoke introduction portion forming the smoke detection area; and the first lens portion provided in the smoke introduction portion. The focal length of the portion forms an image at an intermediate position between the center of the smoke detection area and the surface of the smoke introduction portion.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態]以下、本実施
形態の光電式煙感知器について、図1乃至図3に基づい
て詳細に説明する。図1及び図2は、夫々、本実施形態
の光電式煙感知器の構造を示す縦断面図と、横断面図で
あり、図に示すように、有底円筒状のベース部1aと、
そのベース部1aの下端部に併設される円錐台状の取付
部1bとからなるハウジング1を備え、当該取付部1b
の下端部には、回路基板2等を設置するための円形状の
凹部1baが形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A photoelectric smoke detector according to the present embodiment will be described below in detail with reference to FIGS. 1 and 2 are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view, respectively, showing the structure of the photoelectric smoke detector of the present embodiment, and as shown in the drawings, a bottomed cylindrical base 1a,
A housing 1 comprising a truncated cone-shaped mounting portion 1b provided at the lower end of the base portion 1a.
A circular concave portion 1ba for mounting the circuit board 2 and the like is formed at a lower end portion of the substrate.

【0018】回路基板2には、電線4を介して接続され
る、発行ダイオード等の発光素子3と、ホトダイオード
等の受光素子5とが備えられると共に、発光素子3の駆
動回路や、受光素子5の出力に基づいて煙等の存否を判
定する煙検出回路、電源回路等が実装されている。ここ
で、煙検出回路は、受光素子5の出力を処理するアナロ
グ信号処理回路と、当該回路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等とから構成されている。
The circuit board 2 is provided with a light emitting element 3 such as a light emitting diode and a light receiving element 5 such as a photodiode, which are connected via an electric wire 4, and a driving circuit of the light emitting element 3 and a light receiving element 5 connected thereto. A smoke detection circuit, a power supply circuit, and the like for determining the presence or absence of smoke or the like based on the output of the device are mounted. Here, the smoke detection circuit includes an analog signal processing circuit that processes the output of the light receiving element 5, a digital circuit that controls a switching circuit based on the circuit, and the like.

【0019】また、回路基板2を被覆するように設置さ
れる光学基台6は、円形盆状のベース部6aを備え、そ
のベース部6aの周縁部近傍には、下方に向かって、発
光素子保持部6bと、レンズ保持部6cとが、互いに横
断面視直角の向きとなるように突設されている。発光素
子保持部6bには、取付部1bの中心軸に向かって、縦
断面視略円形状の発光素子装着孔6baが穿設され、そ
の発光素子装着孔6baには、保持筒に挿入された発光
素子3が装着されている。
The optical base 6 provided so as to cover the circuit board 2 has a circular basin-shaped base portion 6a, and a light emitting element is provided near the periphery of the base portion 6a. The holding portion 6b and the lens holding portion 6c protrude from each other so as to be perpendicular to each other in a cross-sectional view. The light emitting element holding portion 6b is formed with a light emitting element mounting hole 6ba having a substantially circular shape in a vertical cross section in the direction of the central axis of the mounting portion 1b. The light emitting element mounting hole 6ba is inserted into the holding cylinder. The light emitting element 3 is mounted.

【0020】一方、レンズ保持部6cには、ベース部6
aの表面を貫通する横断面視矩形状の孔と、当該孔の下
端部の、取付部1bの中心軸に面する一部分が、略矩形
状に形成されてなるレンズ装着孔6caが穿設され、そ
のレンズ装着孔6caには、プリズムレンズ7が装着さ
れている。
On the other hand, the lens holder 6c has a base 6
and a lens mounting hole 6ca in which a part of the lower end of the hole facing the central axis of the mounting portion 1b is formed in a substantially rectangular shape, and a rectangular mounting hole 6ca is formed. The prism lens 7 is mounted in the lens mounting hole 6ca.

【0021】プリズムレンズ7は、図3に示すように、
煙等によって散乱された光を屈折させる第1のレンズ部
7aと、そのレンズ部7aに入射した光を反射させて進
行方向を変更させるプリズム部7bと、そのプリズム部
7bにて進行方向を変更された光線を受光素子5に集光
する第2のレンズ部7cとを、アクリルやポリカーボネ
イト等の樹脂材料により一体に形成したものであり、横
断面視略三角形のプリズム部7bは、全反射を利用して
光線の進行方向を変更させるようになっている。
The prism lens 7 is, as shown in FIG.
A first lens portion 7a for refracting light scattered by smoke or the like, a prism portion 7b for reflecting light incident on the lens portion 7a to change the traveling direction, and changing the traveling direction by the prism portion 7b The second lens portion 7c for condensing the light beam focused on the light receiving element 5 is formed integrally with a resin material such as acrylic or polycarbonate. The prism portion 7b, which is substantially triangular in cross section, performs total reflection. The direction of travel of the light beam is changed by utilizing this.

【0022】より具体的には、レンズ部7aの光軸と、
レンズ部7cの光軸に対して垂直な面がなす角をθ、レ
ンズ部7cの光軸に対して垂直な面と、プリズム部7b
の横断面視三角形の長辺(反射面R)がなす角をψと
し、θ=2ψ−90゜で表される条件を満たすように形
成されたプリズムレンズ7を用いることで、レンズ部7
aの光軸上の光線が、プリズム部7bで折り返され、レ
ンズ部7cの光軸と一致させることができる。
More specifically, the optical axis of the lens section 7a and
The angle formed by the surface perpendicular to the optical axis of the lens unit 7c is θ, the surface perpendicular to the optical axis of the lens unit 7c, and the prism unit 7b.
The angle formed by the long side (reflection surface R) of the triangle viewed from the cross section of is defined as プ リ ズ ム, and the lens unit 7 is formed by using the prism lens 7 formed so as to satisfy the condition represented by θ = 2ψ−90 ゜.
The light ray on the optical axis a is turned back by the prism part 7b and can be made to coincide with the optical axis of the lens part 7c.

【0023】尚、図1及び図2に示すように、発光素子
保持部6b及びレンズ保持部6cは、夫々発光素子3及
びプリズムレンズ7の位置決めをしており、夫々の位置
は、発光素子3が放射する光の方向と、プリズムレンズ
7(レンズ部7a)の光軸とが、互いに交差するように
調整されており、煙粒子等によって引き起こされる散乱
光の元となる、発光素子3からの放射光が、プリズムレ
ンズ7を介して、効率良く受光素子5へ受光されるよう
になっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the light-emitting element holder 6b and the lens holder 6c position the light-emitting element 3 and the prism lens 7, respectively. Is adjusted so that the direction of the light emitted by the light source and the optical axis of the prism lens 7 (the lens portion 7a) intersect each other, and the light from the light emitting element 3 which is a source of scattered light caused by smoke particles and the like. The emitted light is efficiently received by the light receiving element 5 via the prism lens 7.

【0024】また、光学基台6の下端に近接して設置さ
れる煙導入部8は、横断面視略くの字状の隔壁部8a
が、円盤状のベース部8b上の周縁部に、円環状に複数
連接されてなり、夫々の隔壁部8a間には煙導入口8c
が形成され、煙導入部8の周縁部には、防虫網が巻回さ
れている(図示せず)。また、発光素子装着孔6baの
表面に取付けられる、略円盤状のアパーチャー9aに
は、発光素子保持部6bに向かうに従って、開口面積が
大きくなる光導出孔9aaが穿設されており、発光素子
3から導出される光に、さらに指向性を持たせている。
The smoke introduction section 8 installed near the lower end of the optical base 6 has a substantially U-shaped partition wall section 8a in cross section.
Are connected to the peripheral portion on the disk-shaped base portion 8b in a ring shape, and a smoke inlet 8c is provided between each partition 8a.
Is formed, and an insect repellent net is wound around the periphery of the smoke introduction section 8 (not shown). A light-discharge hole 9aa whose opening area increases toward the light-emitting element holding portion 6b is formed in the substantially disk-shaped aperture 9a attached to the surface of the light-emitting element mounting hole 6ba. The light derived from is further provided with directivity.

【0025】一方、レンズ保持部6cの、取付部1bの
中心軸に面する表面の近傍には、当該表面と略45°の
向きとなるように、横断面視略矩形状の棒状部材からな
るアパーチャー9bが設けられている一方、取付部1b
の中心軸を対称にして、アパーチャー9bと略同形状の
アパーチャー9cが設けられ、隔壁部8aからの乱反射
光がプリズムレンズ7へ入射しないようにしている。
尚、アパーチャー9b・9cは、ベース部6a若しくは
ベース部8bと一体に構成しても良いし、別部品として
構成しても良い。
On the other hand, in the vicinity of the surface of the lens holding portion 6c facing the central axis of the mounting portion 1b, the lens holding portion 6c is formed of a rod-shaped member having a substantially rectangular shape in cross section so as to be oriented at approximately 45 ° with respect to the surface. While the aperture 9b is provided, the mounting portion 1b
An aperture 9c having substantially the same shape as the aperture 9b is provided so that the center axis of the aperture 9b is symmetrical, so that irregularly reflected light from the partition wall 8a does not enter the prism lens 7.
The apertures 9b and 9c may be formed integrally with the base 6a or the base 8b, or may be formed as separate parts.

【0026】そして、ベース部6a、発光素子保持部6
b、レンズ保持部6c、隔壁部8a、ベース部8bで構
成される空間は、夫々の隔壁部8a間に形成される煙導
入口8cを通して、煙粒子が導入され、発光素子3から
光を照射して、当該煙粒子に起因する散乱光を受光素子
5で受光することで、煙粒子の存否を検出するための煙
検知エリア10となっている。
Then, the base part 6a, the light emitting element holding part 6
b, a space formed by the lens holding portion 6c, the partition 8a, and the base 8b, smoke particles are introduced through the smoke inlet 8c formed between the respective partitions 8a, and light is emitted from the light emitting element 3. The light receiving element 5 receives the scattered light caused by the smoke particles, thereby forming a smoke detection area 10 for detecting the presence or absence of the smoke particles.

【0027】このように、プリズムレンズ7に、レンズ
部7aとレンズ部7cの2つのレンズ部を形成すること
によって、屈折力を大きくすることにより、プリズムレ
ンズ7の焦点距離を短くすることができるので、光学系
が小さくなって、コンパクトな光電式煙感知器を提供す
ることができると共に、レンズ部が2つになることで、
収差の改善など、設計の自由度を増やすことができる。
As described above, by forming the two lens portions of the lens portion 7a and the lens portion 7c on the prism lens 7, the focal length of the prism lens 7 can be shortened by increasing the refractive power. Therefore, the optical system is reduced, and a compact photoelectric smoke detector can be provided. In addition, since the number of lens units is two,
It is possible to increase the degree of freedom of design such as improvement of aberration.

【0028】また、θ=2ψ−90゜の条件のプリズム
レンズ7を用いることによって、散乱光がレンズ部7a
の入射面に垂直に交わるため、レンズ部7aの偏心や傾
きによる収差の影響を殆ど受けず、受光素子5に散乱光
を効率的に集光させることができる。さらに、発光素子
3が放射する光の方向と、プリズムレンズ7の光軸と
が、互いに交差するようにしたことで、煙検知エリア1
0の中心付近からの強い散乱光を、プリズムレンズ7の
収差の影響を殆ど受けずに、受光素子5に集光させるこ
とができ、十分な受光量を確保することができるのであ
る。
Also, by using the prism lens 7 under the condition of θ = 2 ° −90 °, the scattered light is
, The scattered light can be efficiently condensed on the light receiving element 5 without being substantially affected by the aberration due to the eccentricity or inclination of the lens portion 7a. Further, since the direction of the light emitted from the light emitting element 3 and the optical axis of the prism lens 7 intersect each other, the smoke detection area 1
The strong scattered light from the vicinity of the center of 0 can be condensed on the light receiving element 5 almost without being affected by the aberration of the prism lens 7, and a sufficient light receiving amount can be secured.

【0029】尚、発光素子3が放射する光の方向と、プ
リズムレンズ7の光軸との交差角度が大きくなると、受
光素子5で受光する光量が増えるが、白色・黒色の煙の
色比が大きくなるため、白色又黒色の煙によって感度に
差を生じることとなる。一方、交差角度を小さくする
と、白色・黒色の煙の色比が小さくなるため、白色又黒
色の煙によって感度に差が生じないが、受光素子5で受
光する光量が減るため、感度の良い高価な受光素子5を
用いなければならない。
When the angle of intersection between the direction of light emitted from the light emitting element 3 and the optical axis of the prism lens 7 increases, the amount of light received by the light receiving element 5 increases, but the color ratio of white / black smoke increases. Because of the large size, white or black smoke causes a difference in sensitivity. On the other hand, when the crossing angle is reduced, the color ratio of white / black smoke is reduced, so that there is no difference in sensitivity due to white or black smoke. A light receiving element 5 must be used.

【0030】そこで、当該交差角度は、受光量と煙の色
比とのバランスが良い角度に決められており、図2の例
では、略直角となるように定められているが、本願の発
明者らの試行錯誤の結果では、110°近傍が良いとし
ている。尚、種々の条件により、決定されるものであっ
て、これに限定されるものではなく、一般の光電式煙感
知器のように、130°としても良い。
In view of this, the crossing angle is determined to be an angle having a good balance between the amount of received light and the color ratio of smoke. In the example of FIG. 2, the crossing angle is determined to be substantially a right angle. According to the results of trial and error by those, it is considered that around 110 ° is good. In addition, it is determined by various conditions, and is not limited to this. The angle may be set to 130 ° like a general photoelectric smoke detector.

【0031】また、受光素子5で散乱光を感知できれば
良いので、必ずしも、発光素子3が放射する光の方向
と、プリズムレンズ7の光軸とが、互いに交差する必要
はない。さらに、アクリルやポリカーボネイト等の樹脂
材料を使用したプリズムレンズの例を示したが、樹脂材
料に限らず、BK7等のガラス材料等でプリズムレンズ
を形成しても良い。
Since it is sufficient that the scattered light can be sensed by the light receiving element 5, the direction of the light emitted from the light emitting element 3 and the optical axis of the prism lens 7 do not necessarily need to cross each other. Furthermore, although an example of a prism lens using a resin material such as acryl or polycarbonate has been described, the prism lens may be formed of a glass material such as BK7 without being limited to the resin material.

【0032】[第2の実施の形態]本願の発明者らは、レ
ンズ部7aとレンズ部7cの2つのレンズ部を持ち、θ
=2ψ−90゜の条件を満たすプリズムレンズ7を用い
ることにより、収差の影響を殆ど受けずに、十分な受光
量を確保することができるコンパクトな光電式煙感知器
を提供することができた。ところが、レンズ部7cの光
軸に対して垂直な面と、プリズム部7bの反射面Rがな
す角ψによって、受光素子5への受光量が減少する場合
があるという問題点がある。そこで、本願の発明者ら
は、かかる問題点を解決すべく、受光量を減少させるこ
とのない光電式煙感知器を提案している。
[Second Embodiment] The present inventors have two lens units, a lens unit 7a and a lens unit 7c, and have θ
By using the prism lens 7 that satisfies the condition of 2 = −90 °, it was possible to provide a compact photoelectric smoke detector capable of securing a sufficient amount of received light without being substantially affected by aberration. . However, there is a problem that the amount of light received by the light receiving element 5 may decrease due to the angle す formed between the surface perpendicular to the optical axis of the lens portion 7c and the reflection surface R of the prism portion 7b. In order to solve such a problem, the inventors of the present application have proposed a photoelectric smoke detector that does not reduce the amount of received light.

【0033】図3に示した、プリズムレンズ7のプリズ
ム部7bは、レンズ部7aから入射する、どのような方
向の光も反射させて、レンズ部7cに導くことができる
ものでなく、所謂全反射条件と呼ばれるものが存在し、
当該全反射条件を満たさない光は、プリズム部7bを透
過してしまい、受光効率低下の要因となる。かかる全反
射条件とは、透過を起さずに反射する条件であって、図
4に示すように、プリズム部7bの反射面Rに対して、
直角の向きの軸から、ある一定角度よりも大きな入射角
を持つ条件をいい、この一定角度を臨界角φcと呼ぶ。
The prism portion 7b of the prism lens 7 shown in FIG. 3 cannot reflect the light incident from the lens portion 7a in any direction and guide it to the lens portion 7c. There is something called the reflection condition,
Light that does not satisfy the total reflection condition is transmitted through the prism portion 7b, which causes a decrease in light receiving efficiency. The total reflection condition is a condition for reflection without causing transmission, and as shown in FIG. 4, the reflection surface R of the prism portion 7b
A condition in which the incident angle is larger than a certain angle from the axis at a right angle is referred to as a critical angle φc.

【0034】また、当該直角の向きの軸と、レンズ部7
aの光軸とのなす角をφとし、φから臨界角φcを減じ
て得た値を、臨界余裕ωと呼ぶことにすると、当該臨界
余裕ωは、レンズ部7cの光軸に対して垂直な面と、プ
リズム部7bの反射面Rがなす角ψが、臨界角φcより
も大きれば生じることとなる。例えば、発光素子3に出
力ピーク波長950nm程度のものを使用し、レンズ材
料として、ポリカーボネイトを使用する場合、屈折率n
は略1.57程度となって、(1)式より、臨界角φc
は略39.6°となるので、ψを39.6°よりも大き
くすることで、臨界余裕ωを得ることができ、一定の全
反射領域を得ることができる。
The right-angled axis and the lens portion 7
The angle formed by the optical axis of a with the optical axis is φ, and the value obtained by subtracting the critical angle φc from φ is called the critical margin ω. The critical margin ω is perpendicular to the optical axis of the lens portion 7c. Occurs when the angle ψ formed by the reflection surface R of the prism portion 7b with the proper surface is larger than the critical angle φc. For example, when a light emitting element 3 having an output peak wavelength of about 950 nm is used and polycarbonate is used as a lens material, the refractive index n
Is about 1.57, and from the equation (1), the critical angle φc
Is approximately 39.6 °, so by setting ψ to be larger than 39.6 °, a critical margin ω can be obtained, and a constant total reflection area can be obtained.

【数1】 φc=sin-1(1/n) ……(1)[Formula 1] φc = sin −1 (1 / n) (1)

【0035】このように、ψを臨界角φcよりも大きく
すると共に、全反射領域を生じる限界である90°未満
の角度とすることにより、一定の全反射領域を得ること
ができ、受光量を減少させることなく、感度を上げるこ
とができるが、レンズ部7aのレンズ径Dは、(2)式
で与えられ、プリズム部7bの反射面R(反射辺)は、
光学系を小さくしたいという要求から、大きくできない
ので、ψを大きく取るほどレンズ径Dが減少して、受光
量も減少し感度が低下する。
As described above, by making ψ larger than the critical angle φc and making the angle less than 90 ° which is the limit for generating the total reflection area, a constant total reflection area can be obtained, and the amount of received light can be reduced. Although the sensitivity can be increased without reducing the lens diameter, the lens diameter D of the lens portion 7a is given by Expression (2), and the reflection surface R (reflection side) of the prism portion 7b is
Since it is not possible to increase the size of the optical system due to the demand for making the optical system smaller, the larger the value of ψ, the smaller the lens diameter D, the smaller the amount of received light and the lower the sensitivity.

【数2】 D=Rcosψ ……(2)D = Rcosψ (2)

【0036】そこで、ψは一定の全反射領域を得ること
ができると共に、受光量を十分に確保できる角度に設定
され、本願の発明者らの試行錯誤の結果では、概ね45
°〜70°にすると良く、特に48°が良いとされる。
尚、プリズムの大きさや材質によって、屈折率nや反射
面R等が変わってくるので、これに限定されるものでは
ない。また、その他の構成については、第1の実施形態
と同様であるので、ここでは説明を省略することとす
る。
Therefore, ψ is set to an angle that can obtain a constant total reflection area and can sufficiently secure the amount of received light. According to the results of trial and error by the inventors of the present application, ψ is approximately 45.
The angle is preferably set to be from 70 to 70 °, and particularly preferably from 48 °.
Note that the refractive index n, the reflection surface R, and the like change depending on the size and material of the prism, and are not limited thereto. In addition, other configurations are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted here.

【0037】[第3の実施の形態]本願の発明者らは、レ
ンズ部7cの光軸に対して垂直な面と、プリズム部7b
の反射面Rがなす角ψを、一定の全反射領域を得ること
ができると共に、受光量を十分に確保できる角度に設定
することにより、受光量を減少させることなく、感度を
上げることができる光電式煙感知器を提供することがで
きた。
[Third Embodiment] The inventors of the present application disclose a plane perpendicular to the optical axis of a lens section 7c and a prism section 7b.
By setting the angle ψ formed by the reflecting surface R to an angle at which a constant total reflection area can be obtained and a sufficient amount of received light can be obtained, the sensitivity can be increased without reducing the amount of received light. A photoelectric smoke detector could be provided.

【0038】ところが、図5(a)及び(2)式から分
かるように、レンズ部7cの光軸に対して垂直な面と、
プリズム部7bの反射面Rがなす角ψが、45°以上に
なると、レンズ部7bのレンズ径に比べて、レンズ部7
cのレンズ径が大きくなるので、図2に示す煙検知エリ
ア10からの散乱光のうち、レンズ部7aに入射する
が、プリズム部7bの反射面Rに当たらずに、レンズ部
7cを透過して、受光部5に集光されない迷光が発生
し、受光素子5のS/N比が低下するという問題点があ
る。
However, as can be seen from the expressions (a) and (2) of FIG. 5, a surface perpendicular to the optical axis of the lens portion 7c has:
When the angle ψ formed by the reflection surface R of the prism portion 7b is 45 ° or more, the lens portion 7 has a larger diameter than the lens portion 7b.
Since the lens diameter of the lens c increases, of the scattered light from the smoke detection area 10 shown in FIG. Therefore, there is a problem that stray light which is not condensed on the light receiving unit 5 is generated and the S / N ratio of the light receiving element 5 is reduced.

【0039】そこで、本願の発明者らは、かかる問題点
を解決すべく、レンズ部7aに入射するが、プリズム部
7bの反射面Rに当たらない光を遮光することにより、
迷光の発生を防止して、受光素子5のS/N比を改善す
ることができる光電式煙感知器を提案している。より具
体的には、図5(b)に示すように、レンズ部7aの前
面に、当該光を遮光する略平板状のアパーチャー11を
設けるようにする。
In order to solve such a problem, the inventors of the present application shield light that is incident on the lens portion 7a but does not hit the reflection surface R of the prism portion 7b.
A photoelectric smoke detector that can prevent the generation of stray light and improve the S / N ratio of the light receiving element 5 has been proposed. More specifically, as shown in FIG. 5B, a substantially flat aperture 11 for blocking the light is provided on the front surface of the lens portion 7a.

【0040】このようにすることで、受光素子5への受
光量には影響を与えず、迷光を著しく低減できるので、
受光素子5のS/N比を改善することができ、図2に示
す隔壁部8aに、埃等が付着することに起因するノイズ
の増加によって、受光特性が大きく変動することなく、
信頼性の高い光電式煙感知器を提供することができる。
By doing so, the amount of light received by the light receiving element 5 is not affected, and stray light can be significantly reduced.
The S / N ratio of the light receiving element 5 can be improved, and the light receiving characteristic does not largely change due to an increase in noise caused by the attachment of dust or the like to the partition wall 8a shown in FIG.
A highly reliable photoelectric smoke detector can be provided.

【0041】尚、アパーチャー11の形状は、平板状に
限らず、図1に示すアパーチャー9aのように円形とし
ても良いし、レンズ部7aに入射するが、プリズム部7
bの反射面Rに当たらない光を遮光することができれ
ば、どのような形状であっても良い。また、アパーチャ
ーではなく、必要な部分だけを遮光するように、レンズ
部7aの表面に、塗料を塗装しても良い。さらに、その
他の構成については、第1の実施形態と同様であるの
で、ここでは説明を省略することとする。
The shape of the aperture 11 is not limited to a flat plate, but may be a circular shape like the aperture 9a shown in FIG.
Any shape may be used as long as light that does not hit the reflecting surface R of b can be blocked. Further, a paint may be applied to the surface of the lens portion 7a so as to shield only a necessary portion from light instead of the aperture. Further, the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted here.

【0042】[第4の実施の形態]本願の発明者らは、ア
パーチャーを設けることによって、迷光の発生を防止し
て、受光素子5の受光効率を改善することができる光電
式煙感知器を提供することができたが、レンズ部7aの
屈折力が弱かったり、強すぎたりすると、レンズ部7a
の周縁部近傍を通過した光が、第2の実施形態で述べ
た、全反射条件を満たさずに、プリズム部7bを透過す
してしまい、レンズ部7cによって、受光素子5へ集光
されることがないので、受光素子5の受光効率が低下す
るというという問題点がある。
[Fourth Embodiment] The inventors of the present application provide a photoelectric smoke detector which can prevent the generation of stray light and improve the light receiving efficiency of the light receiving element 5 by providing an aperture. Although it could be provided, if the refractive power of the lens portion 7a is weak or too strong, the lens portion 7a
Is transmitted through the prism portion 7b without satisfying the total reflection condition described in the second embodiment and is condensed on the light receiving element 5 by the lens portion 7c. Therefore, there is a problem that the light receiving efficiency of the light receiving element 5 is reduced.

【0043】そこで、本願の発明者らは、かかる問題点
を解決すべく、図6に示すように、レンズ部7aのレン
ズ面を調整することによって、当該レンズ部7aに入射
した入射光を略平行に屈折させて、プリズム部7bへの
入射角を一定にしたプリズムレンズ7を用いることで、
レンズ部7aの周縁部近傍を通過した光も、全反射条件
を満たし、プリズム部7bにてレンズ部7cへ反射され
て、確実に受光素子5へ集光されるようにした。
In order to solve such a problem, the present inventors adjusted the lens surface of the lens portion 7a as shown in FIG. 6 to substantially reduce the incident light incident on the lens portion 7a. By using the prism lens 7 that is refracted in parallel and makes the angle of incidence on the prism portion 7b constant,
The light passing near the periphery of the lens portion 7a also satisfies the condition of total reflection, is reflected by the prism portion 7b to the lens portion 7c, and is surely focused on the light receiving element 5.

【0044】より具体的には、レンズ部7aのレンズ面
を非球面とすることで、図2に示す煙感知エリア10か
らの光を、平行に屈折させることができ、収差を発生さ
せることがないので、受光素子5の受光効率を向上せし
めた光電式煙感知器を提供することができる。ところ
で、レンズ部7aのレンズ面は、レンズ部7aに入射す
る光が全反射条件を満たす範囲で屈折されれば、どのよ
うな面形状のレンズ部を構成しても良いが、複雑な非球
面とすると、プリズムレンズ7のコストアップとなるの
で、加工性の点から、当該レンズ面の形状は双曲面や放
物面等が適当である。尚、その他の構成については、第
1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略す
ることとする。
More specifically, by making the lens surface of the lens portion 7a aspherical, the light from the smoke sensing area 10 shown in FIG. 2 can be refracted in parallel, and aberration can be generated. Therefore, it is possible to provide a photoelectric smoke detector in which the light receiving efficiency of the light receiving element 5 is improved. Incidentally, the lens surface of the lens portion 7a may have any surface shape as long as the light incident on the lens portion 7a is refracted within a range satisfying the total reflection condition. In this case, the cost of the prism lens 7 is increased. Therefore, from the viewpoint of workability, the shape of the lens surface is suitably a hyperboloid or a paraboloid. Note that the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted here.

【0045】[第5の実施の形態]本願の発明者らは、レ
ンズ部7aに入射した入射光を略平行に屈折させて、プ
リズム部7bへの入射角を一定にしたプリズムレンズ7
を用いることで、受光素子5の受光効率を向上せしめた
光電式煙感知器を提供することができた。ところが、レ
ンズ部7aの焦点距離が、当該レンズ部と相対する隔壁
部8aの表面よりも外側に位置する程、当該隔壁部8a
の表面における、レンズ部7aの集光面積が大きくなっ
て、当該隔壁部8aの表面で発生する光の乱反射を多く
捉えることとなるので、受光素子5のS/N比が低下す
るという問題点がある。
[Fifth Embodiment] The inventors of the present application refracted the incident light incident on the lens portion 7a substantially in parallel, and made the prism lens 7 having a constant incident angle on the prism portion 7b.
By using, the photoelectric smoke detector in which the light receiving efficiency of the light receiving element 5 is improved can be provided. However, as the focal length of the lens part 7a is located outside the surface of the partition part 8a facing the lens part, the partition part 8a
Since the light-collecting area of the lens portion 7a on the surface of the light-receiving element 5 becomes large and irregular reflection of light generated on the surface of the partition wall portion 8a is captured, the S / N ratio of the light-receiving element 5 decreases. There is.

【0046】そこで、本願の発明者らは、かかる問題点
を解決すべく、図7に示すように、レンズ部7aの焦点
距離が、当該レンズ部と相対する隔壁部8aの表面上に
結像するプリズムレンズ7を用いる光電式煙感知器を提
案している。このようにすることで、当該隔壁部8aの
表面における、レンズ部7aの集光面積を限りなく小さ
くすることができ、当該隔壁部8aの表面で発生する光
の乱反射の捕捉を抑制できるので、受光素子5のS/N
比を向上せしめることができる。
In order to solve such a problem, the inventors of the present invention set the focal length of the lens portion 7a so that the focal length of the lens portion 7a forms an image on the surface of the partition wall portion 8a opposed to the lens portion, as shown in FIG. A photoelectric smoke detector using a prism lens 7 is proposed. By doing so, the light-collecting area of the lens portion 7a on the surface of the partition 8a can be reduced as much as possible, and capture of irregular reflection of light generated on the surface of the partition 8a can be suppressed. S / N of light receiving element 5
The ratio can be improved.

【0047】ところが、S/N比を向上できるかわり
に、受光素子5の受光量の低下を招くこととなる。一
方、煙検知エリア10の中心近傍から射出した光を、受
光素子5上に結像させるようにレンズ部7aの面形状を
設定した場合、受光量が増加するがS/N比は低下する
こととなる。そこで、レンズ部7aの焦点距離は、受光
量とS/N比とのバランスが良い距離に定めると良く、
一例として、煙検知エリア10の中心と、隔壁部8aの
表面との中間位置に結像するように、レンズ部7aの面
形状を設定するのが適当である。尚、その他の構成につ
いては、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説
明を省略することとする。
However, instead of improving the S / N ratio, the amount of light received by the light receiving element 5 is reduced. On the other hand, when the surface shape of the lens portion 7a is set so that light emitted from near the center of the smoke detection area 10 is focused on the light receiving element 5, the amount of received light increases but the S / N ratio decreases. Becomes Therefore, the focal length of the lens unit 7a is preferably set to a distance that provides a good balance between the amount of received light and the S / N ratio.
As an example, it is appropriate to set the surface shape of the lens portion 7a so that an image is formed at an intermediate position between the center of the smoke detection area 10 and the surface of the partition wall portion 8a. Note that the other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted here.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明にあ
っては、散乱光を集光する第1のレンズ部と、その第1
のレンズで集光した光を、受光素子へ集光する第2のレ
ンズ部とを設けたことにより、屈折力が大きくなって焦
点距離を短くすることができるので、光学系が小さくな
って、コンパクトな光電式煙感知器を提供することがで
きると共に、レンズ部が2つになることで、収差の改善
を図ることができるという効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the first lens portion for collecting the scattered light and the first lens portion are provided.
By providing the second lens unit for condensing the light condensed by the lens on the light receiving element, the refracting power increases and the focal length can be shortened. It is possible to provide a compact photoelectric smoke detector, and it is possible to improve the aberration by using two lens units.

【0049】請求項2記載の発明にあっては、散乱光を
集光する第1のレンズ部と、その第1のレンズで集光し
た光の進行方向を変更するプリズム部と、そのプリズム
部で進行方向を変更した光を、受光素子へ集光する第2
のレンズ部とを備えたことにより、屈折力が大きくなっ
て焦点距離を短くすることができるので、光学系が小さ
くなって、コンパクトな光電式煙感知器を提供すること
ができると共に、レンズ部が2つになることで、収差の
改善を図ることができるという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, the first lens section for collecting the scattered light, the prism section for changing the traveling direction of the light collected by the first lens, and the prism section The light whose traveling direction has been changed in step 2 is focused on the light receiving element.
With the provision of the lens unit, the refractive power is increased and the focal length can be shortened. Therefore, the optical system is reduced, and a compact photoelectric smoke detector can be provided. Has the effect that aberration can be improved.

【0050】請求項3記載の発明にあっては、第1のレ
ンズ部の光軸と、第2のレンズ部の光軸に対して垂直な
面とがなす角を、第2のレンズ部の光軸に対して垂直な
面と、プリズム部の反射面とがなす角の2倍の角度か
ら、直角を減じて得た角度にしたことにより、散乱光が
第1のレンズ部の入射面に垂直に交わるため、第1のレ
ンズ部の偏心や傾きによる収差の影響を殆ど受けず、受
光素子に散乱光を効率的に集光させることができるとい
う効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, the angle formed by the optical axis of the first lens unit and the surface perpendicular to the optical axis of the second lens unit is determined by the angle of the second lens unit. By making the angle obtained by subtracting the right angle from twice the angle formed by the surface perpendicular to the optical axis and the reflection surface of the prism part, the scattered light is incident on the entrance surface of the first lens part. Since they intersect perpendicularly, there is an effect that the scattered light can be efficiently condensed on the light receiving element without being substantially affected by aberration due to the eccentricity or inclination of the first lens unit.

【0051】請求項4記載の発明にあっては、第2のレ
ンズ部の光軸に対して垂直な面と、プリズム部の反射面
とがなす角を、臨界角以上としたことにより、一定の全
反射領域を得ることができ、感度を上げることができる
という効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, the angle formed between the surface perpendicular to the optical axis of the second lens portion and the reflection surface of the prism portion is equal to or larger than the critical angle, thereby maintaining a constant angle. And the sensitivity can be increased.

【0052】請求項5記載の発明にあっては、第2のレ
ンズ部の光軸に対して垂直な面と、プリズム部の反射面
とがなす角を、45°乃至70°としたことにより、一
定の全反射領域を得ることができると共に、受光量を十
分に確保できるので、感度を上げることができるという
効果を奏する。
According to the fifth aspect of the present invention, the angle formed between the surface perpendicular to the optical axis of the second lens unit and the reflecting surface of the prism unit is 45 ° to 70 °. In addition, a constant total reflection area can be obtained, and the amount of received light can be sufficiently ensured.

【0053】請求項6記載の発明にあっては、第1のレ
ンズ部に入射する一方、プリズム部の反射面には当たら
ない光を遮光するようにしたことにより、受光素子5へ
の受光量には影響を与えず、迷光を著しく低減できるの
で、受光素子5のS/N比を改善することができる。ま
た、それに伴って、埃等の付着に起因するノイズの増加
によって、受光特性が大きく変動することなく、信頼性
の高い光電式煙感知器を提供することができるという効
果を奏する。
According to the sixth aspect of the present invention, the amount of light received by the light receiving element 5 is reduced by blocking light that enters the first lens portion but does not strike the reflecting surface of the prism portion. , And stray light can be significantly reduced, so that the S / N ratio of the light receiving element 5 can be improved. In addition, there is an effect that it is possible to provide a highly reliable photoelectric smoke sensor without largely changing the light receiving characteristics due to an increase in noise due to the attachment of dust and the like.

【0054】請求項7記載の発明にあっては、第1のレ
ンズ部は、入射した光を略平行な光に屈折させるように
形成されているので、第1のレンズ部の周縁部近傍を通
過した光も、全反射条件を満たすこととなり、受光素子
の受光効率を向上せしめた光電式煙感知器を提供するこ
とができるという効果を奏する。
According to the seventh aspect of the present invention, since the first lens portion is formed so as to refract incident light into substantially parallel light, the vicinity of the peripheral portion of the first lens portion is reduced. The transmitted light also satisfies the condition of total reflection, and has the effect of providing a photoelectric smoke detector in which the light receiving efficiency of the light receiving element is improved.

【0055】請求項8記載の発明にあっては、煙検知エ
リアを形成する煙導入部を設けると共に、その煙導入部
内に、第1のレンズ部を備え、その第1のレンズ部の焦
点距離が、第1のレンズ部と相対する前記煙導入部の表
面上に、結像するようにしたことで、煙導入部の表面に
おける、第1のレンズ部の集光面積を限りなく小さくす
ることができ、煙導入部の表面で発生する光の乱反射の
捕捉を抑制できるので、受光素子のS/N比を向上せし
めることができる。また、それに伴って、埃等の付着に
起因するノイズの増加によって、受光特性が大きく変動
することなく、信頼性の高い光電式煙感知器を提供する
ことができるという効果を奏する。
In the invention according to claim 8, a smoke introduction portion forming a smoke detection area is provided, and a first lens portion is provided in the smoke introduction portion, and a focal length of the first lens portion is provided. However, by forming an image on the surface of the smoke introduction section opposite to the first lens section, the light collection area of the first lens section on the surface of the smoke introduction section can be reduced as much as possible. As a result, it is possible to suppress capture of irregular reflection of light generated on the surface of the smoke introduction section, so that the S / N ratio of the light receiving element can be improved. In addition, there is an effect that it is possible to provide a highly reliable photoelectric smoke sensor without largely changing the light receiving characteristics due to an increase in noise due to the attachment of dust and the like.

【0056】請求項9記載の発明にあっては、煙検知エ
リアを形成する煙導入部を設けると共に、その煙導入部
内に、第1のレンズ部を備え、その第1のレンズ部の焦
点距離が、煙検知エリアの中心と、煙導入部の表面との
中間位置に結像するようにしたことで、煙導入部の表面
における、第1のレンズ部の集光面積を小さくすること
ができ、煙導入部の表面で発生する光の乱反射の捕捉を
抑制できるので、受光素子のS/N比を向上せしめるこ
とができると共に、十分な受光量を確保できる。また、
それに伴って、埃等の付着に起因するノイズの増加によ
って、受光特性が大きく変動することなく、信頼性の高
い光電式煙感知器を提供することができるという効果を
奏する。
According to the ninth aspect of the present invention, a smoke introduction portion for forming a smoke detection area is provided, and a first lens portion is provided in the smoke introduction portion, and a focal length of the first lens portion is provided. However, since the image is formed at an intermediate position between the center of the smoke detection area and the surface of the smoke introduction section, the light condensing area of the first lens section on the surface of the smoke introduction section can be reduced. Since the capture of irregular reflection of light generated on the surface of the smoke introducing portion can be suppressed, the S / N ratio of the light receiving element can be improved and a sufficient amount of received light can be secured. Also,
Accordingly, there is an effect that a highly reliable photoelectric smoke detector can be provided without a large change in light receiving characteristics due to an increase in noise due to the attachment of dust or the like.

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

【図1】第1の実施形態に係る光電式煙感知器の構造を
示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a photoelectric smoke detector according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係る光電式煙感知器の構造を
示す横断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the photoelectric smoke detector according to the first embodiment.

【図3】第1の実施形態に係る光電式煙感知器に内蔵さ
れるプリズムレンズを示す図である。
FIG. 3 is a view showing a prism lens incorporated in the photoelectric smoke detector according to the first embodiment.

【図4】第2の実施形態に係る光電式煙感知器に内蔵さ
れるプリズムレンズを示す図である。
FIG. 4 is a view showing a prism lens incorporated in a photoelectric smoke sensor according to a second embodiment.

【図5】(a)は迷光が発生する場合を示す図であり、
(b)はアパーチャーを設けた第3の実施形態を示す図
である。
FIG. 5A is a diagram showing a case where stray light occurs,
(B) is a diagram showing a third embodiment provided with an aperture.

【図6】第4の実施形態に係る光電式煙感知器に内蔵さ
れるプリズムレンズを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a prism lens incorporated in a photoelectric smoke detector according to a fourth embodiment.

【図7】第5の実施形態に係る光電式煙感知器の、光学
系等の構造を示す縦断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a structure of an optical system and the like of a photoelectric smoke detector according to a fifth embodiment.

【図8】従来の光電式煙感知器の構造を示す縦断面図で
ある。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the structure of a conventional photoelectric smoke detector.

【図9】従来の光電式煙感知器の構造を示す横断面図で
ある。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional photoelectric smoke detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 発光素子 5 受光素子 7 プリズムレンズ 7a レンズ部(第1のレンズ部) 7b プリズム部 7c レンズ部(第2のレンズ部) 8 煙導入部 10 煙検知エリア 11 アパーチャー Reference Signs List 3 light emitting element 5 light receiving element 7 prism lens 7a lens section (first lens section) 7b prism section 7c lens section (second lens section) 8 smoke introduction section 10 smoke detection area 11 aperture

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 尚之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 和田 剛嗣 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 岡 昭一 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5C085 AA03 AB01 AC03 BA33 CA08 CA30 DA07 DA08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Naoyuki Nishikawa 1048 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Wada 1048 Odaka Kadoma Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. ( 72) Inventor Shoichi Oka 1048 Kadoma, Kazuma, Osaka Pref. Matsushita Electric Works Co., Ltd. F-term (reference) 5C085 AA03 AB01 AC03 BA33 CA08 CA30 DA07 DA08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光素子によって煙検知エリアに光線を
照射し、前記煙検知エリア内に存在する煙等の粒子に起
因する散乱光を、受光素子で検出することにより煙等を
検知する光電式煙感知器において、 前記散乱光を集光する第1のレンズ部と、前記第1のレ
ンズで集光した光を、前記受光素子へ集光する第2のレ
ンズ部とを設けたことを特徴とする光電式煙感知器。
1. A photoelectric type of illuminating a smoke detection area with a light emitting element and detecting scattered light caused by particles such as smoke existing in the smoke detection area by a light receiving element. In the smoke detector, a first lens unit that condenses the scattered light and a second lens unit that condenses the light condensed by the first lens to the light receiving element are provided. And photoelectric smoke detector.
【請求項2】 発光素子によって煙検知エリアに光線を
照射し、前記煙検知エリア内に存在する煙等の粒子に起
因する散乱光を、受光素子で検出することにより煙等を
検知する光電式煙感知器において、 前記散乱光を集光する第1のレンズ部と、前記第1のレ
ンズで集光した光の進行方向を変更するプリズム部と、
前記プリズム部で進行方向を変更した光を、前記受光素
子へ集光する第2のレンズ部とを備えたことを特徴とす
る光電式煙感知器。
2. A photoelectric type in which a light emitting element emits light to a smoke detection area, and scattered light caused by particles such as smoke existing in the smoke detection area is detected by a light receiving element to detect smoke or the like. In the smoke detector, a first lens unit that collects the scattered light, a prism unit that changes a traveling direction of the light collected by the first lens,
And a second lens unit for condensing the light whose traveling direction has been changed by the prism unit on the light receiving element.
【請求項3】 第1のレンズ部の光軸と、第2のレンズ
部の光軸に対して垂直な面とがなす角を、第2のレンズ
部の光軸に対して垂直な面と、プリズム部の反射面とが
なす角の2倍の角度から、直角を減じて得た角度にした
ことを特徴とする請求項2記載の光電式煙感知器。
3. An angle between an optical axis of the first lens unit and a plane perpendicular to the optical axis of the second lens unit is defined by a plane perpendicular to the optical axis of the second lens unit. 3. The photoelectric smoke detector according to claim 2, wherein an angle obtained by subtracting a right angle from an angle twice as large as an angle formed between the prism surface and the reflection surface is obtained.
【請求項4】 第2のレンズ部の光軸に対して垂直な面
と、プリズム部の反射面とがなす角を、臨界角以上とし
たことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の光電式
煙感知器。
4. An angle between a surface perpendicular to an optical axis of the second lens portion and a reflection surface of the prism portion is equal to or larger than a critical angle. Photoelectric smoke detector.
【請求項5】 第2のレンズ部の光軸に対して垂直な面
と、プリズム部の反射面とがなす角を、45°乃至70
°としたことを特徴とする請求項2又は請求項3記載の
光電式煙感知器。
5. An angle formed between a surface perpendicular to the optical axis of the second lens portion and a reflection surface of the prism portion is 45 ° to 70 °.
The photoelectric smoke sensor according to claim 2 or 3, wherein the angle is set to °.
【請求項6】 第1のレンズ部に入射する一方、プリズ
ム部の反射面には当たらない光を遮光するようにしたこ
とを特徴とする請求項2乃至請求項5何れか記載の光電
式煙感知器。
6. The photoelectric smoke according to claim 2, wherein light incident on the first lens unit and not incident on the reflecting surface of the prism unit is blocked. sensor.
【請求項7】 前記第1のレンズ部は、入射した光を略
平行な光に屈折させるように形成されていることを特徴
とする請求項1乃至請求項6何れか記載の光電式煙感知
器。
7. The photoelectric smoke sensor according to claim 1, wherein the first lens unit is formed so as to refract incident light into substantially parallel light. vessel.
【請求項8】 前記煙検知エリアを形成する煙導入部を
設けると共に、その煙導入部内に、前記第1のレンズ部
を備え、その第1のレンズ部の焦点距離が、第1のレン
ズ部と相対する前記煙導入部の表面上に、結像するよう
にしたことを特徴とする請求項1乃至請求項7何れか記
載の光電式煙感知器。
8. A smoke introduction section forming the smoke detection area, wherein the smoke introduction section includes the first lens section, and a focal length of the first lens section is a first lens section. The photoelectric smoke sensor according to claim 1, wherein an image is formed on a surface of the smoke introduction portion facing the smoke detector.
【請求項9】 前記煙検知エリアを形成する煙導入部を
設けると共に、その煙導入部内に、前記第1のレンズ部
を備え、その第1のレンズ部の焦点距離が、前記煙検知
エリアの中心と、煙導入部の表面との中間位置に結像す
るようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項7何
れか記載の光電式煙感知器。
9. A smoke introduction part forming the smoke detection area is provided, and the first lens part is provided in the smoke introduction part, and a focal length of the first lens part is equal to that of the smoke detection area. 8. The photoelectric smoke detector according to claim 1, wherein an image is formed at an intermediate position between the center and the surface of the smoke introduction section.
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