JP3015633B2 - 散乱光式煙感知器 - Google Patents
散乱光式煙感知器Info
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- JP3015633B2 JP3015633B2 JP5221548A JP22154893A JP3015633B2 JP 3015633 B2 JP3015633 B2 JP 3015633B2 JP 5221548 A JP5221548 A JP 5221548A JP 22154893 A JP22154893 A JP 22154893A JP 3015633 B2 JP3015633 B2 JP 3015633B2
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- light emitting
- angle
- light receiving
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、煙による散乱光を検出
することにより煙を感知する散乱光式煙感知器に関す
る。
することにより煙を感知する散乱光式煙感知器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の散乱光式煙感知器では、ラビリ
ンス部材により外部からの煙を効率良く流入させると共
に外部からの光を遮断する検煙室を形成し、この検煙室
において発光部と受光部の各光軸が交差するように配置
して煙による散乱光を検出するように構成されている。
ンス部材により外部からの煙を効率良く流入させると共
に外部からの光を遮断する検煙室を形成し、この検煙室
において発光部と受光部の各光軸が交差するように配置
して煙による散乱光を検出するように構成されている。
【０００３】このような従来の散乱光式煙感知器では、
発光部を構成する発光素子として３０〜６０°の比較的
広い指向角度を有する赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）
が用いられているので、受光部がこの赤外線ＬＥＤの比
較的広い指向角度の直接光を受光しないように、発光部
と受光部の各光軸が交差する散乱角やラビリンス部材の
形状や反射角度を工夫しなければならない。
発光部を構成する発光素子として３０〜６０°の比較的
広い指向角度を有する赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）
が用いられているので、受光部がこの赤外線ＬＥＤの比
較的広い指向角度の直接光を受光しないように、発光部
と受光部の各光軸が交差する散乱角やラビリンス部材の
形状や反射角度を工夫しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の散乱光式煙感知器では、発光素子が比較的広い指向
角度を有するので、構造を薄型化しようすると発光素子
からの直接光の一部やラビリンス部材による反射光が受
光素子に入射して０点レベルが高くなり、したがって、
薄型化することができないという問題点がある。
来の散乱光式煙感知器では、発光素子が比較的広い指向
角度を有するので、構造を薄型化しようすると発光素子
からの直接光の一部やラビリンス部材による反射光が受
光素子に入射して０点レベルが高くなり、したがって、
薄型化することができないという問題点がある。
【０００５】また、発光部の指向角度を狭くして薄型化
するために発光素子の前面にレンズ等を組み込んで発光
部を構成すると、高価になるとともに発光素子とレンズ
の取付け位置の誤差によりビームの方向がずれることに
なり、したがって、高度な組み立て精度が必要とされる
ので生産性が悪化する。本発明は上記従来の問題点に鑑
み、０点レベルをできるだけ小さくして信頼性の高い散
乱光式煙感知器を提供することを目的とする。
するために発光素子の前面にレンズ等を組み込んで発光
部を構成すると、高価になるとともに発光素子とレンズ
の取付け位置の誤差によりビームの方向がずれることに
なり、したがって、高度な組み立て精度が必要とされる
ので生産性が悪化する。本発明は上記従来の問題点に鑑
み、０点レベルをできるだけ小さくして信頼性の高い散
乱光式煙感知器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、略円筒形をした本体の天井に設けられた上
壁に外部からの煙が流入しやすくすると共に外部からの
光を遮断するラビリンス部材を複数立設し、該ラビリン
ス部材により包囲される領域で検煙室が構成され、該検
煙室において各光軸が交差するように配置された煙感知
用発光素子と受光素子をそれぞれ備えた発光部と受光部
を有する散乱光式煙感知器において、前記発光素子自体
の半値角は略１０°以下で構成され、前記発光部と受光
部は各光軸が交差する散乱角を前記受光部が前記発光部
からの直接光を受光しないための角度である略６０°以
上で、光軸上に所定角度で傾斜して設けられるラビリン
ス部材により反射された１次反射光を受光しないための
角度である略８０°以下の範囲になるように配置され、
ラビリンス部材の先端面は発光部の発光面に向かない角
度で形成され、平面部が発光部の放射光を受光部の受光
面の方向に向かないように、且つ外部の方向に反射して
逃がす角度で配置され、更に発光部の発光面に対向する
ラビリンス部材は発光部からの光を受光部とは逆の方向
に反射するように形成されていることを特徴とする。
するために、略円筒形をした本体の天井に設けられた上
壁に外部からの煙が流入しやすくすると共に外部からの
光を遮断するラビリンス部材を複数立設し、該ラビリン
ス部材により包囲される領域で検煙室が構成され、該検
煙室において各光軸が交差するように配置された煙感知
用発光素子と受光素子をそれぞれ備えた発光部と受光部
を有する散乱光式煙感知器において、前記発光素子自体
の半値角は略１０°以下で構成され、前記発光部と受光
部は各光軸が交差する散乱角を前記受光部が前記発光部
からの直接光を受光しないための角度である略６０°以
上で、光軸上に所定角度で傾斜して設けられるラビリン
ス部材により反射された１次反射光を受光しないための
角度である略８０°以下の範囲になるように配置され、
ラビリンス部材の先端面は発光部の発光面に向かない角
度で形成され、平面部が発光部の放射光を受光部の受光
面の方向に向かないように、且つ外部の方向に反射して
逃がす角度で配置され、更に発光部の発光面に対向する
ラビリンス部材は発光部からの光を受光部とは逆の方向
に反射するように形成されていることを特徴とする。
【０００７】望ましくは、発光部と受光部の散乱角は略
７０°で構成され、また、発光部の発光面に対向するラ
ビリンス部材は、その反射面が発光部の光軸に対して、
略４５°で形成される。
７０°で構成され、また、発光部の発光面に対向するラ
ビリンス部材は、その反射面が発光部の光軸に対して、
略４５°で形成される。
【０００８】
【作用】本発明では、発光素子の半値角が略１０°以下
で構成され、また、散乱角が略６０°から８０°の範囲
になるように発光部と受光部が配置されるとともに、発
光部の発光面に対向するラビリンス部材の反射面と受光
素子の受光面が対向しないので、発光素子と受光素子の
各組み付け精度が悪かったり、発光素子自体のバラツキ
により光軸がずれていても、構造を薄型化した場合に発
光部からの直接光の一部やラビリンス部材による反射光
が受光部に入射することがなくなり、したがって、簡単
な構造で０点レベルを低くすることができる。
で構成され、また、散乱角が略６０°から８０°の範囲
になるように発光部と受光部が配置されるとともに、発
光部の発光面に対向するラビリンス部材の反射面と受光
素子の受光面が対向しないので、発光素子と受光素子の
各組み付け精度が悪かったり、発光素子自体のバラツキ
により光軸がずれていても、構造を薄型化した場合に発
光部からの直接光の一部やラビリンス部材による反射光
が受光部に入射することがなくなり、したがって、簡単
な構造で０点レベルを低くすることができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例
を示す説明図である。発光素子１２は、その出力パワー
Ｐが半値になる所謂半値角θ１が略１０°以下で構成さ
れ、発光素子１２と受光素子１３は各光軸が交差する散
乱角θ２が略６０°から８０°の範囲になるように配置
され、更に発光素子１２の発光面に対向するラビリンス
部材９１は、反射面が受光素子１３の受光面が対向しな
いようにかつ発光素子１２の光軸に対して略４５°の反
射角度θ３で形成されている。
する。図１は本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例
を示す説明図である。発光素子１２は、その出力パワー
Ｐが半値になる所謂半値角θ１が略１０°以下で構成さ
れ、発光素子１２と受光素子１３は各光軸が交差する散
乱角θ２が略６０°から８０°の範囲になるように配置
され、更に発光素子１２の発光面に対向するラビリンス
部材９１は、反射面が受光素子１３の受光面が対向しな
いようにかつ発光素子１２の光軸に対して略４５°の反
射角度θ３で形成されている。
【００１０】図２は本発明に係る散乱光式煙感知器の一
実施例の平面と発光素子１２のホルダを側面から見た断
面および外観を示しており、図３は平面と受光素子１３
のホルダを側面から見た断面および外観を示している。
なお、図２および図３に示す側面図では、発光素子１２
および受光素子１３と防虫網５は示されていない。図２
および図３において、検煙部本体２は略円筒形で形成さ
れ、上壁８が天井に取り付けられる。上壁８には、複数
のラビリンス部材９が立設するように形成され、このラ
ビリンス部材９により包囲される領域に検煙室が形成さ
れている。各ラビリンス部材９は、外部からの煙が流入
しやすくするとともに外部からの光を遮断するように形
成される。また、ラビリンス部材９の間により形成され
る煙流入口５ａは、虫が検煙室に侵入して散乱光が発生
することを防止するための防虫網５により包囲され、検
煙部本体２の底部開口（上壁８とは反対側）が図示省略
のカバーにより覆われる。
実施例の平面と発光素子１２のホルダを側面から見た断
面および外観を示しており、図３は平面と受光素子１３
のホルダを側面から見た断面および外観を示している。
なお、図２および図３に示す側面図では、発光素子１２
および受光素子１３と防虫網５は示されていない。図２
および図３において、検煙部本体２は略円筒形で形成さ
れ、上壁８が天井に取り付けられる。上壁８には、複数
のラビリンス部材９が立設するように形成され、このラ
ビリンス部材９により包囲される領域に検煙室が形成さ
れている。各ラビリンス部材９は、外部からの煙が流入
しやすくするとともに外部からの光を遮断するように形
成される。また、ラビリンス部材９の間により形成され
る煙流入口５ａは、虫が検煙室に侵入して散乱光が発生
することを防止するための防虫網５により包囲され、検
煙部本体２の底部開口（上壁８とは反対側）が図示省略
のカバーにより覆われる。
【００１１】上壁８にはまた、ラビリンス部材９により
形成された検煙室の中央において発光素子１２と受光素
子１３の各光軸が交差するように、煙検知用の発光素子
１２と受光素子１３をそれぞれ収納するための凹部であ
るホルダ１０、１１と、発光素子１２の放射光が受光素
子１３に直接到達することを防止するための遮光板１４
が立設するように形成されている。また、ホルダ１０、
１１には発光素子１２の光を受光素子１３が直接受光し
ないようにそれぞれ各視野を絞るための開口２２、２１
が形成されている。ここで開口部２２を備えたホルダ１
０と発光素子１２が煙検知用の発光部を構成し、また開
口部２１を備えたホルダ１１と受光素子１３が煙検知用
の受光部を構成している。
形成された検煙室の中央において発光素子１２と受光素
子１３の各光軸が交差するように、煙検知用の発光素子
１２と受光素子１３をそれぞれ収納するための凹部であ
るホルダ１０、１１と、発光素子１２の放射光が受光素
子１３に直接到達することを防止するための遮光板１４
が立設するように形成されている。また、ホルダ１０、
１１には発光素子１２の光を受光素子１３が直接受光し
ないようにそれぞれ各視野を絞るための開口２２、２１
が形成されている。ここで開口部２２を備えたホルダ１
０と発光素子１２が煙検知用の発光部を構成し、また開
口部２１を備えたホルダ１１と受光素子１３が煙検知用
の受光部を構成している。
【００１２】ホルダ１０に収納される発光素子１２とし
ては、図４および図５に示すようにその出力パワーＰが
半値になる所謂半値角θ１が略１０°以下のものが用い
られ、発光素子１２は、先端をエポキシレンズ１２ａ等
により形成してチップ１２ｂの放射光を集束することに
より半値角θ１が略１０°以下になるように構成されて
いる。
ては、図４および図５に示すようにその出力パワーＰが
半値になる所謂半値角θ１が略１０°以下のものが用い
られ、発光素子１２は、先端をエポキシレンズ１２ａ等
により形成してチップ１２ｂの放射光を集束することに
より半値角θ１が略１０°以下になるように構成されて
いる。
【００１３】発光素子１２と受光素子１３は、受光素子
１３が発光素子１２からの直接光を受光しないように各
光軸が交差する角度すなわち散乱角度θ２が略６０°以
上になるように、かつ受光素子１３がラビリンス部材９
１により反射された１次反射光を受光しないように散乱
角度θ２が略８０°以下になるように配置されている。
１３が発光素子１２からの直接光を受光しないように各
光軸が交差する角度すなわち散乱角度θ２が略６０°以
上になるように、かつ受光素子１３がラビリンス部材９
１により反射された１次反射光を受光しないように散乱
角度θ２が略８０°以下になるように配置されている。
【００１４】なお、発光素子１２と受光素子１３が収納
されるホルダ１０、１１の上記角度θ２は、θ２＝７０
°で形成することが望ましい。また、検煙室に対する受
光素子１３の視野がその正面のみになるように発光素子
１２の発光面に対向するラビリンス部材９１が他のラビ
リンス部材９より比較的長く形成されるとともに、その
先端と遮光板１４により隙間２０が形成されている。こ
の隙間２０の光軸方向と直交する幅は例えば３〜５ｍｍ
程度で形成される。
されるホルダ１０、１１の上記角度θ２は、θ２＝７０
°で形成することが望ましい。また、検煙室に対する受
光素子１３の視野がその正面のみになるように発光素子
１２の発光面に対向するラビリンス部材９１が他のラビ
リンス部材９より比較的長く形成されるとともに、その
先端と遮光板１４により隙間２０が形成されている。こ
の隙間２０の光軸方向と直交する幅は例えば３〜５ｍｍ
程度で形成される。
【００１５】ラビリンス部材９は、先端面９１ａが発光
素子１２の発光面に向かないように、また、平面部９１
ｂが発光素子１２の放射光を受光素子１３の受光面の方
向に反射せず、かつ外部の方向に反射して逃がす角度で
形成されている。特に発光素子１２の発光面に対向する
ラビリンス部材９１は、発光素子１２から光を受光素子
１３とは逆の方向に反射するように例えば発光素子１２
の光軸との角度θ３が略４５°になるように形成されて
いる。
素子１２の発光面に向かないように、また、平面部９１
ｂが発光素子１２の放射光を受光素子１３の受光面の方
向に反射せず、かつ外部の方向に反射して逃がす角度で
形成されている。特に発光素子１２の発光面に対向する
ラビリンス部材９１は、発光素子１２から光を受光素子
１３とは逆の方向に反射するように例えば発光素子１２
の光軸との角度θ３が略４５°になるように形成されて
いる。
【００１６】図６は、半値角θ１が４°、７°、７．５
°、９°、１３°、１５°、２０°の発光素子を用いて
それぞれのＳ／Ｎ比を測定した実験データである。図か
ら明らかなように、Ｓ／Ｎ比は半値角θ１が９°まで増
加するに従って増加し、９°から増加するに従って減少
した。したがって、発光素子１２としては半値角θ１が
略１０°以下のものが用いられているので、Ｓ／Ｎ比を
改善することができる。
°、９°、１３°、１５°、２０°の発光素子を用いて
それぞれのＳ／Ｎ比を測定した実験データである。図か
ら明らかなように、Ｓ／Ｎ比は半値角θ１が９°まで増
加するに従って増加し、９°から増加するに従って減少
した。したがって、発光素子１２としては半値角θ１が
略１０°以下のものが用いられているので、Ｓ／Ｎ比を
改善することができる。
【００１７】また、発光素子１２のホルダ１０内に対す
る組み付け精度が悪かったり、発光素子１２自体のバラ
ツキにより光軸がずれていても、発光素子１２の出力パ
ワーを受光素子１３の視野内に収めることができ、ま
た、煙による出力値は指向角度が広い発光素子を用いた
場合より大きくなる。さらに、レンズ等を組み込まない
ので安価に構成することができ、また、発光素子とレン
ズとの組み付け精度によりビームの方向がずれることも
ない。
る組み付け精度が悪かったり、発光素子１２自体のバラ
ツキにより光軸がずれていても、発光素子１２の出力パ
ワーを受光素子１３の視野内に収めることができ、ま
た、煙による出力値は指向角度が広い発光素子を用いた
場合より大きくなる。さらに、レンズ等を組み込まない
ので安価に構成することができ、また、発光素子とレン
ズとの組み付け精度によりビームの方向がずれることも
ない。
【００１８】図７は半値角θ１が９°の発光素子１２を
用い、散乱角θ２すなわち発光素子１２と受光素子１３
の各光軸の交差角度を３０°から９０°の範囲の１０°
毎及び１２０°における各０点出力を示している。図か
ら明らかなように、０点出力は散乱角θ２が３０°から
７０°まで増加するに従って減少し、７０°から増加す
るに従って増加した。
用い、散乱角θ２すなわち発光素子１２と受光素子１３
の各光軸の交差角度を３０°から９０°の範囲の１０°
毎及び１２０°における各０点出力を示している。図か
ら明らかなように、０点出力は散乱角θ２が３０°から
７０°まで増加するに従って減少し、７０°から増加す
るに従って増加した。
【００１９】したがって、散乱角度θ２が６０°から８
０°の範囲で構成されるとともに、発光素子１２の発光
面に対向するラビリンス部材９１が発光素子１２からの
光を受光素子１３とは逆の方向に反射するように形成さ
れ、受光素子１３がラビリンス部材９１による１次反射
光を受光しないので、０点レベルを低くすることができ
る。
０°の範囲で構成されるとともに、発光素子１２の発光
面に対向するラビリンス部材９１が発光素子１２からの
光を受光素子１３とは逆の方向に反射するように形成さ
れ、受光素子１３がラビリンス部材９１による１次反射
光を受光しないので、０点レベルを低くすることができ
る。
【００２０】さらに、煙検知用の発光素子１２の光がラ
ビリンス部材９の平面部９１ｂや先端のエッジにより何
度も反射されて検煙室内に拡散しても、この拡散光はラ
ビリンス部材９１と遮光板１４により受光素子１３に対
して遮断され、また、受光素子１３の視野が隙間２０と
開口２１により形成されて比較的小さいので、受光素子
１３の検出出力の０点レベルを低くすることができる。
ビリンス部材９の平面部９１ｂや先端のエッジにより何
度も反射されて検煙室内に拡散しても、この拡散光はラ
ビリンス部材９１と遮光板１４により受光素子１３に対
して遮断され、また、受光素子１３の視野が隙間２０と
開口２１により形成されて比較的小さいので、受光素子
１３の検出出力の０点レベルを低くすることができる。
【００２１】結果としてＳ／Ｎ比を改善することができ
るので、信頼性を向上することができ、また、粉塵や結
露等の種々のノイズに対して十分なマージンを得ること
ができる。さらに、検煙室内の反射光を受光するエリア
が限定されるので、その受光エリアのラビリンス構造を
重点的に設計すればよいので、煙の流入性や外乱光に対
してラビリンス構造を設計する場合の自由度を向上する
ことができる。
るので、信頼性を向上することができ、また、粉塵や結
露等の種々のノイズに対して十分なマージンを得ること
ができる。さらに、検煙室内の反射光を受光するエリア
が限定されるので、その受光エリアのラビリンス構造を
重点的に設計すればよいので、煙の流入性や外乱光に対
してラビリンス構造を設計する場合の自由度を向上する
ことができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、外部から
の煙が流入しやすくすると共に外部からの光を遮断し、
中央部において検煙室を形成する複数のラビリンス部材
と、前記ラビリンス部材により形成された検煙室におい
て各光軸が交差するように配置された煙検知用発光素子
と受光素子をそれぞれ備えた発光部と受光部を有する散
乱光式煙感知器において、発光素子は半値角が略１０°
以下で構成され、発光部と受光部は各光軸が交差する散
乱角が略６０°から８０°の範囲になるように配置さ
れ、更に発光部の発光面に対向するラビリンス部材の反
射面と受光部の受光面が対向しないようにしたので、発
光素子と受光素子の各組み付け精度が悪かったり、発光
素子自体のバラツキにより光軸がずれていても、構造を
薄型化した場合に発光部からの直接光の一部やラビリン
ス部材による反射光が受光部に入射することがなくな
り、したがって、簡単な構造で０点レベルを低くするこ
とができる。
の煙が流入しやすくすると共に外部からの光を遮断し、
中央部において検煙室を形成する複数のラビリンス部材
と、前記ラビリンス部材により形成された検煙室におい
て各光軸が交差するように配置された煙検知用発光素子
と受光素子をそれぞれ備えた発光部と受光部を有する散
乱光式煙感知器において、発光素子は半値角が略１０°
以下で構成され、発光部と受光部は各光軸が交差する散
乱角が略６０°から８０°の範囲になるように配置さ
れ、更に発光部の発光面に対向するラビリンス部材の反
射面と受光部の受光面が対向しないようにしたので、発
光素子と受光素子の各組み付け精度が悪かったり、発光
素子自体のバラツキにより光軸がずれていても、構造を
薄型化した場合に発光部からの直接光の一部やラビリン
ス部材による反射光が受光部に入射することがなくな
り、したがって、簡単な構造で０点レベルを低くするこ
とができる。
【図１】本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例を示
す説明図
す説明図
【図２】本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例の平
面および側面断面を示す説明図
面および側面断面を示す説明図
【図３】本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例の平
面および側面断面を示す説明図
面および側面断面を示す説明図
【図４】本発明に係る発光素子を示す説明図
【図５】本発明に係る発光素子の半値角を示す説明図
【図６】発光素子の半値角とＳ／Ｎ比の関係を示す説明
図
図
【図７】散乱角と０点出力の関係を示す説明図
【符号の説明】 ２：検煙部本体 ５：防虫網 ５ａ：煙流入口 ８：上壁 ９，９１：ラビリンス部材 １０，１１：凹部（ホルダ） １２：煙検知用発光素子 １２ａ：エポキシレンズ １２ｂ：チップ １３：煙検知用受光素子 １４：遮光部材 ２１，２２：開口 ９１ａ：先端面 ９１ｂ：平面部
Claims (2)
- 【請求項１】略円筒形をした本体の天井に設けられた上
壁に外部からの煙が流入しやすくすると共に外部からの
光を遮断するラビリンス部材を複数立設し、該ラビリン
ス部材により包囲される領域で検煙室が構成され、該検
煙室において各光軸が交差するように配置された煙感知
用発光素子と受光素子をそれぞれ備えた発光部と受光部
を有する散乱光式煙感知器において、 前記発光素子自体の半値角は略１０°以下で構成され、
前記発光部と受光部は各光軸が交差する散乱角を前記受
光部が前記発光部からの直接光を受光しないための角度
である略６０°以上で、光軸上に所定角度で傾斜して設
けられるラビリンス部材により反射された１次反射光を
受光しないための角度である略８０°以下の範囲になる
ように配置され、前記ラビリンス部材の先端面は前記発光部の発光面に向
かない角度で形成され、平面部は前記発光部の放射光を
前記受光部の受光面の方向に向かないように、且つ外部
の方向に反射して逃がす角度で配置され、 更に前記発光部の発光面に対向するラビリンス部材は前
記発光部からの光を前記受光部とは逆の方向に反射する
ように形成されていることを特徴とする散乱光式煙感知
器。 - 【請求項２】請求項１記載の散乱光式煙感知器におい
て、前記発光部の発光面に対向するラビリンス部材は、
その反射面が前記発光部の光軸に対して略４５°で形成
されていることを特徴とする散乱光式煙感知器。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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