JP2002323434A

JP2002323434A - 浮遊微粒子検知装置

Info

Publication number: JP2002323434A
Application number: JP2001126771A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Nishikawa; 尚之西川; Koji Sakamoto; 浩司阪本; Shoichi Oka; 昭一岡; Shinji Kirihata; 慎司桐畑; Taketsugu Wada; 剛嗣和田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】発光素子のリード部を加工することなくケー
ス内に収容し小型及び薄型化を達成できる浮遊微粒子検
知装置を提供すること。【解決手段】検知空間に光を照射させる発光素子２
と、発光素子２から出射された光のうち浮遊微粒子によ
る散乱光を受光する受光素子３と、少なくとも発光素子
２を駆動する回路部を発光素子２とともに実装する回路
基板４と、浮遊微粒子を導入する検知空間を内部に形成
させるケース５とを備え、検知空間内に回路基板４と平
行な平行光軸として発光素子２と受光素子３の光軸Ａ
２，Ａ３が形成される浮遊微粒子検知装置において、前
記発光素子２を、前記回路基板４にその光軸が略垂直と
なるよう実装し、該素子の上部にその垂直光軸Ａ２’を
屈曲させる光軸屈曲手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検知空間に光を照
射させる発光素子と、発光素子から出射された光のうち
浮遊微粒子による散乱光を受光する受光素子とを備えた
光電式の浮遊微粒子検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような浮遊微粒子検知装置とし
て、例えば特開平９−０１０１７５として開示された光
電式煙感知器がある。この光電式煙感知器は、ビル、住
宅などの自動火災報知システムに用いられるもので、内
部に浮遊微粒子を検知する検知空間を有するケース１０
０の周囲には、図６に示すような、ラビリンスとよばれ
る、浮遊微粒子を導入し且つ外光を遮断する迷路構造１
０１が設けられている。

【０００３】この場合、検知空間に光を照射させるＬＥ
Ｄ素子にて形成された発光素子１０２と、この発光素子
から出射された光のうち浮遊微粒子による散乱光を受光
するホトダイオード素子にて形成された受光素子１０３
とは、発光素子１０２と受光素子１０３の各光軸Ａ２，
Ａ３が交差するよう、ホルダ部となる凹所１０４，１０
５に収容され、また、この凹所１０４，１０５には、発
光素子１０２の光を受光素子１０３が直接受光すること
が無いように横向きの開口１０４ａ、１０５ａが形成さ
れている。

【０００４】ところで、本出願人においても、図７に示
すような、特開平９−２３１４８５として開示されたよ
り薄型化を実現可能な光電式煙感知器を提案している。
この場合、発光素子１０２と受光素子１０３とは、その
各光軸が検知空間内に回路基板１０６と平行な平行光軸
として形成されるよう上記のようなケース内に配設され
ている。したがって、回路基板１０６の発光素子１０２
と受光素子１０３の実装面側となるケース内に、比較的
薄い検知空間を形成することができ、より薄型の光電式
煙感知器を構成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、発光素子１０２を、レンズ形状を
一体に有する砲弾型の一般部品としている。したがっ
て、さらに薄型化を実現するためには、検知空間内の浮
遊微粒子の検知領域をより縮小させるため、例えば上記
ホルダ部の横向きの開口を小さく形成する必要がある。
しかし、この方法によると、発光素子からの光の照射量
が少なくなり、浮遊微粒子による受光素子１０３への散
乱光量が低下して受光電流が小さくなる。その結果、そ
の受光電流と、発光素子からの照射光による迷光に基づ
く迷光電流、あるいは受光電流を増幅する受光回路部を
構成する部品自らの内部ノイズ電流とのＳＮ比が小さく
なることが想定される。

【０００６】ところで、発光素子１０２となる上記のＬ
ＥＤ素子は、リード部１０２ａを曲げて上記ホルダ部に
収容され回路基板１０６に実装されている。すなわち、
このＬＥＤ素子は、所定長さの真っ直ぐなリード部にエ
ポキシ樹脂によるＬＥＤチップの封止体を兼ねたレンズ
状の外郭を有しており、光を横向きに出射させるため
に、このリード部を曲げ加工し回路基板１０６に半田付
けする必要があった。したがって、この曲げ加工に手間
がかかるとともに、加工に際して封止状態を損ねること
も懸念された。

【０００７】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、発光素子のリード部を加
工することなくケース内に収容し小型及び薄型化を達成
できる浮遊微粒子検知装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の浮遊微粒子検知装置にあっては、検知空間
に光を照射させる発光素子と、発光素子から出射された
光のうち浮遊微粒子による散乱光を受光する受光素子
と、少なくとも発光素子を駆動する回路部を発光素子と
ともに実装する回路基板と、浮遊微粒子を導入する検知
空間を内部に形成させるケースとを備え、検知空間内に
回路基板と平行な平行光軸として発光素子と受光素子の
光軸が形成される浮遊微粒子検知装置において、前記発
光素子及び／又は受光素子を、前記回路基板にその光軸
が略垂直となるよう実装し、該素子の上部にその垂直光
軸を屈曲させる光軸屈曲手段を設けたことを特徴として
いる。

【０００９】この構成にて、ケース内部の検知空間にそ
の光軸が略垂直となるよう、光を照射させる発光素子を
駆動させる回路部の設けられた回路基板に真っ直ぐな状
態で実装された発光素子及び／又は、その発光素子から
出射された光のうち浮遊微粒子による散乱光を受光する
受光素子の光軸が、素子上部に設けられる光軸屈曲手段
にて屈曲されて、発光素子及び／又は受光素子の垂直光
軸が回路基板と平行な平行光軸とされる。

【００１０】そして、上記発光素子及び／又は受光素子
を、レンズを一体にもった部品とし、前記光軸屈曲手段
をプリズム体とすることが好ましい。この場合、レンズ
を一体にもった発光素子及び／又は受光素子の部品上部
に設けられるプリズム体にてその垂直光軸が屈曲され、
回路基板と平行な平行光軸とされる。

【００１１】また、上記プリズム体の光の出射面及び／
又は光の受光面に集光レンズを一体形成するのが好まし
い。この場合、レンズを一体にもった発光素子及び／又
は受光素子部品の上部に設けられる、光の出射面及び／
又は光の受光面に集光レンズをもったプリズム体にてそ
の出射光又は入射光が屈曲且つ集光される。

【００１２】また、上記プリズム体を、前記発光素子と
受光素子の平行光軸が前記検知空間の略中間位置となる
よう前記ケースに配設させるのが好ましい。この場合、
ケース内部の、レンズを一体にもった発光素子及び／又
は受光素子の部品上部に設けられるプリズム体にてその
垂直光軸が屈曲され、検知空間の略中間位置に回路基板
と平行な光軸とされる。

【００１３】また、上記ケースは、前記発光素子及び／
又は受光素子の平行光軸と交差する箇所に光トラップ構
造を有するのが好ましい。この場合、発光素子から出射
された光、あるいは受光素子へ入射する光は、その素子
上部に設けられた光軸屈曲手段にて屈曲されて回路基板
と平行となった発光素子及び受光素子の平行光軸のケー
スと交差する箇所に設けられた光トラップ構造にて吸収
される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図５は、本発明の請求項
１乃至５全てに対応する一実施の形態を示し、図１は、
本発明の一実施の形態の浮遊微粒子検知装置の検知空間
を示す概略構成図、図２は、同浮遊微粒子検知装置の光
軸屈曲手段の説明図、図３は、同浮遊微粒子検知装置の
検知空間を示す平面図、図４は、同浮遊微粒子検知装置
の検知空間を示す他の実施例による概略構成図、図５
は、同浮遊微粒子検知装置の検知空間を示す更に異なる
実施例による概略構成図である。

【００１５】この実施の形態の浮遊微粒子検知装置１
は、検知空間に光を照射させる発光素子２と、発光素子
２から出射された光のうち浮遊微粒子による散乱光を受
光する受光素子３と、少なくとも発光素子２を駆動する
回路部を発光素子２とともに実装する回路基板４と、浮
遊微粒子を導入する検知空間を内部に形成させるケース
５とを備え、検知空間内に回路基板４と平行な平行光軸
として発光素子２と受光素子３の光軸Ａ２，Ａ３が形成
される浮遊微粒子検知装置において、前記発光素子２
を、前記回路基板４にその光軸が略垂直となるよう実装
し、該素子の上部にその垂直光軸Ａ２’を屈曲させる光
軸屈曲手段を設けてなる。

【００１６】また、該実施の形態の浮遊微粒子検知装置
１においては、発光素子２を、レンズを一体にもった部
品とし、前記光軸屈曲手段をプリズム体６としてもい
る。また、該実施の形態の浮遊微粒子検知装置１におい
ては、前記プリズム体６の光の出射面に集光レンズ６１
を一体形成してもいる。

【００１７】詳しくは、この浮遊微粒子検知装置１は、
従来の技術の項にて述べた光電式煙感知器で、検知空間
を内部に形成させる、煙検知室となるケース５と、例え
ば感知した煙の濃度に応じて火災出力をおこなう信号出
力手段をもった本体（図示せず）とによって構成され
る。

【００１８】発光素子２は、この場合、レンズを一体に
もったリード部２２を下向きに有するラジアル型部品の
ＬＥＤ素子で、図２に示すように、砲弾型のエポキシ樹
脂によるＬＥＤチップ２１の封止体を兼ねたレンズ状の
外郭２３を有している。この発光素子２は、真っ直ぐな
リード部２２を介して回路基板４に立設され、この発光
素子２上部に設けられる後述するプリズム体６にてその
垂直光軸Ａ２’が屈曲され、回路基板４と平行な平行光
軸Ａ２を構成する。この平行光軸Ａ２と受光素子３の平
行光軸Ａ３との交差する箇所が煙を感知する感煙領域と
なる。

【００１９】受光素子３は、この場合、レンズを一体に
もったリード部を下向きに有するラジアル型部品のホト
ダイオード素子（ＰＤ素子）で、図３に示すように、略
角状の封止体を兼ねた樹脂製外郭の側面に凸レンズ３１
を一体に有している。この凸レンズ３１前方には、この
場合、受光レンズとなる、アクリル樹脂製の集光用レン
ズ体７が設けられている。

【００２０】ケース５は、図１に示すような略円筒状体
で、その合成樹脂製の器体内部に、発光素子２に相当す
る赤外ＬＥＤ素子と受光素子３に相当するホトダイオー
ド素子とを収容する。そして、上板５１の周囲に、煙が
流入し且つ外光の入射しないよう複数の略く字状の縦リ
ブの突設されたラビリンス部５２を有し、その上板５１
の対向する下面側には、化粧キャップを兼ねた下板５４
が設けられて形成される。すなわち、このケース５は、
同図において煙が横方向に通過し検知空間内部へ流入可
能なように形成されている。

【００２１】このケース５は、図３に示すように、発光
素子２と受光素子３の平行光軸Ａ２，Ａ３との成す平面
視角度が１００度程度となり、煙を感知する感煙領域Ｓ
が検知空間の略中央付近で、また、その平行光軸Ａ２，
Ａ３が前記検知空間の略中間位置に形成されるように、
ラビリンス部５２の適宜位置に発光素子２及び受光素子
３が配設されている。また、このケース５の発光素子２
の平行光軸Ａ２と交差する箇所に光トラップ構造となる
複数の縦長の三角リブ５３が設けられており、発光素子
２上部に設けられるプリズム体６にて屈曲されて回路基
板と平行となった、発光素子から出射された光がこの光
トラップ構造の三角リブ５３の傾斜面にて収れん吸収さ
れ、ケース５内部にて迷光が少なくなるようになってい
る。

【００２２】プリズム体６は、発光素子２の垂直光軸を
屈曲させる光軸屈曲手段で、図２に示すように、発光素
子２上部に配設されている。なお、この発明の光軸屈曲
手段は、このプリズム体６以外に、上記ケース５の一部
に大略４５度の反射面となるミラー面を形成させ、この
ミラー面にアルミ蒸着処理を施して形成した反射ミラー
や、別体のミラー体を用いる等各種構成とすることもで
きる。このプリズム体６の光の出射面には、感煙領域Ｓ
を形成する発光素子２による投光ビームを絞り込みをお
こなう集光レンズ６１が一体形成され、このプリズム体
６にて発光素子２の出射光が屈曲且つ集光されるように
なっており、少ない部品点数にて感煙領域Ｓをより小さ
く形成することができるようになっている。

【００２３】このプリズム体６による場合、その光を全
反射させる光屈曲面の角度設定を適切におこなうことに
て、上記の反射ミラー等より、光軸屈曲に際しての光の
ロスを殆ど無くすることができという利点がある。ま
た、図２に示すように、発光素子２から出射された光の
うち、全反射される光（２ａ）以外は、光屈曲面６２を
透過される（図中の光２ｂ）。したがって、発光素子２
から出射されて感煙領域Ｓを形成する投光ビームの絞り
込みがより確実になされ、浮遊微粒子検知装置１をより
小型にできるという効果を奏する。

【００２４】上記の浮遊微粒子検知装置１においては、
ケース５内部の検知空間にその光軸Ａ２’が略垂直とな
るよう、光を照射させる発光素子２を駆動させる回路部
の設けられた回路基板４に真っ直ぐな状態で実装された
発光素子２の光軸Ａ２が、素子上部に設けられる光軸屈
曲手段となるプリズム体６にて屈曲され、発光素子２の
垂直光軸Ａ２’が回路基板４と平行な平行光軸Ａ２とさ
れて、受光素子３の回路基板４と平行な平行光軸Ａ３と
の交差点に感煙領域Ｓが形成される。

【００２５】このとき、レンズを一体にもった発光素子
２部品上部に設けられるプリズム体６にてその垂直光軸
Ａ２’が屈曲され、回路基板４と平行な平行光軸Ａ２と
なって、発光素子２から出射される光の絞り込みがより
確実に成されて感煙領域Ｓが形成され、さらに、上記発
光素子２の上部に設けられる、光の出射面に集光レンズ
６１をもったプリズム体６にてその出射光が屈曲且つ集
光されて、少ない部品点数にて感煙領域Ｓがより小さく
形成される。また、ケース５内部の、発光素子２の部品
上部に設けられるプリズム体６にて、検知空間の略中間
位置に回路基板と平行な光軸Ａ２が形成されるので、ケ
ース５の上下内面にて光が反射されず迷光の少ないもの
となるのである。

【００２６】したがって、以上説明した浮遊微粒子検知
装置１（光電式煙感知器）によると、ケース５内部の検
知空間にその光軸が略垂直となるよう、光を照射させる
発光素子２を駆動させる回路部の設けられた回路基板４
に真っ直ぐな状態で実装された発光素子２の光軸が、素
子上部に設けられる光軸屈曲手段にて屈曲されて、発光
素子２の垂直光軸Ａ２’が回路基板４と平行な平行光軸
とされるので、発光素子２のリード部２２を加工するこ
となくケース５内に収容し小型及び薄型化を達成でき
る。

【００２７】そして、レンズを一体にもった発光素子２
の部品上部に設けられるプリズム体６にてその垂直光軸
Ａ２’が屈曲され、回路基板４と平行な平行光軸Ａ２と
されるので、発光素子２から出射されて感煙領域Ｓを形
成する投光ビームの絞り込みがより確実にできる。ま
た、レンズを一体にもった発光素子２の部品の上部に設
けられる、光の出射面に集光レンズ６１をもったプリズ
ム体６にてその出射光が屈曲且つ集光されるので、少な
い部品点数にて感煙領域Ｓをより小さく形成することが
できる。また、ケース５内部の、レンズを一体にもった
発光素子２の部品上部に設けられるプリズム体６にてそ
の垂直光軸Ａ２’が屈曲され、検知空間の略中間位置に
回路基板４と平行な光軸とされるので、ケース５の上下
内面にて光が反射されず、以て、迷光の少ないものとす
ることができ、しかも、発光素子２から出射された光
は、その素子上部に設けられたプリズム体６にて屈曲さ
れて回路基板４と平行となった発光素子２の平行光軸Ａ
２のケース５と交差する箇所に設けられた光トラップ構
造にて吸収されるので、ケース５内部にて迷光をより少
なくできる。

【００２８】なお、本発明は、上記に示されたもの以外
に、例えば、図４に示すように、上記プリズム体６に替
えて、光軸屈曲手段を、ケース５の一部に設けた大略４
５度の反射ミラー８としたものや、あるいは、図５に示
すように、受光素子３となるＰＤ素子側を表面実装型の
ものとし、その上部に光軸屈曲手段として同じ上記プリ
ズム体６を設けたもの等、各種実施形態のものも含むこ
とは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上述の実施態様の如く実施さ
れて、請求項１記載の浮遊微粒子検知装置にあっては、
ケース内部の検知空間にその光軸が略垂直となるよう、
光を照射させる発光素子を駆動させる回路部の設けられ
た回路基板に真っ直ぐな状態で実装された発光素子及び
／又は、その発光素子から出射された光のうち浮遊微粒
子による散乱光を受光する受光素子の光軸が、素子上部
に設けられる光軸屈曲手段にて屈曲されて、発光素子及
び／又は受光素子の垂直光軸が回路基板と平行な平行光
軸とされるので、発光素子のリード部を加工することな
くケース内に収容し小型及び薄型化を達成できる。

【００３０】また、請求項２記載の浮遊微粒子検知装置
にあっては、レンズを一体にもった発光素子及び／又は
受光素子の部品上部に設けられるプリズム体にてその垂
直光軸が屈曲され、回路基板と平行な平行光軸とされる
ので、発光素子から出射される光の絞り込みがより確実
に成される。

【００３１】また、請求項３記載の浮遊微粒子検知装置
にあっては、レンズを一体にもった発光素子及び／又は
受光素子部品の上部に設けられる、光の出射面及び／又
は光の受光面に集光レンズをもったプリズム体にてその
出射光又は入射光が屈曲且つ集光されるので、少ない部
品点数にて感煙領域をより小さく形成することができ
る。

【００３２】また、請求項４記載の浮遊微粒子検知装置
にあっては、ケース内部の、レンズを一体にもった発光
素子及び／又は受光素子の部品上部に設けられるプリズ
ム体にてその垂直光軸が屈曲され、検知空間の略中間位
置に回路基板と平行な光軸とされるので、ケースの上下
内面にて光が反射されず、以て、迷光の少ないものとす
ることができる。

【００３３】また、請求項５記載の浮遊微粒子検知装置
にあっては、発光素子から出射された光、あるいは受光
素子へ入射する光は、その素子上部に設けられた光軸屈
曲手段にて屈曲されて回路基板と平行となった発光素子
及び受光素子の平行光軸のケースと交差する箇所に設け
られた光トラップ構造にて吸収されるので、ケース内部
にて迷光をより少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の浮遊微粒子検知装置の
検知空間を示す概略構成図である。

【図２】同浮遊微粒子検知装置の光軸屈曲手段の説明図
である。

【図３】同浮遊微粒子検知装置の検知空間を示す平面図
である。

【図４】同浮遊微粒子検知装置の検知空間を示す他の実
施例による概略構成図である。

【図５】同浮遊微粒子検知装置の検知空間を示す更に異
なる実施例による概略構成図である。

【図６】本発明の従来例である浮遊微粒子検知装置とな
る光電式煙感知器の検知空間を示す平面図である。

【図７】同浮遊微粒子検知装置となる他の光電式煙感知
器のの検知空間を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１浮遊微粒子検知装置２発光素子３受光素子４回路基板５ケース６プリズム体（光軸屈曲手段）Ａ２，Ａ３光軸Ａ２’ 垂直光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者桐畑慎司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Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB01 CC19 EE02 GG02 JJ11 JJ12 KK01 LL04 5C085 AA03 AB02 BA31 CA30 FA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検知空間に光を照射させる発光素子と、
発光素子から出射された光のうち浮遊微粒子による散乱
光を受光する受光素子と、少なくとも発光素子を駆動す
る回路部を発光素子とともに実装する回路基板と、浮遊
微粒子を導入する検知空間を内部に形成させるケースと
を備え、検知空間内に回路基板と平行な平行光軸として
発光素子と受光素子の光軸が形成される浮遊微粒子検知
装置において、前記発光素子及び／又は受光素子を、前記回路基板にそ
の光軸が略垂直となるよう実装し、該素子の上部にその
垂直光軸を屈曲させる光軸屈曲手段を設けたことを特徴
とする浮遊微粒子検知装置。
【請求項２】前記発光素子及び／又は受光素子を、レ
ンズを一体にもった部品とし、前記光軸屈曲手段をプリ
ズム体とした請求項１記載の浮遊微粒子検知装置。
【請求項３】前記プリズム体の光の出射面及び／又は
光の受光面に集光レンズを一体形成した請求項２記載の
浮遊微粒子検知装置。
【請求項４】前記プリズム体を、前記発光素子と受光
素子の平行光軸が前記検知空間の略中間位置となるよう
前記ケースに配設させた請求項２又は３記載の浮遊微粒
子検知装置。
【請求項５】前記ケースは、前記発光素子及び／又は
受光素子の平行光軸と交差する箇所に光トラップ構造を
有する請求項１乃至４の何れか１つの請求項に記載の浮
遊微粒子検知装置。