JP5046552B2 - 光電式煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は、光の投受光により煙を感知する光電式煙感知器に関するものである。

従来から、この種の光電式煙感知器として、例えば、特許文献１に示されるような構成のものが知られている。これを図９（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図１０を参照して説明する。光電式煙感知器９０は、監視空間Ｓに光を照射する発光ダイオード９１と、監視空間Ｓ内の煙粒子による散乱光を受光する受光素子９２と、この受光素子９２から出力される受光信号に基づいて監視空間Ｓ内の煙粒子の存否を判定する受光信号処理回路９３と、監視空間Ｓを囲むように形成されるラビリンス９４とを備えている。

発光ダイオード９１、受光素子９２、及び受光信号処理回路９３は、ボディ９５内に格納されており、発光ダイオード９１は、ボディ９５の投光用開口９５ａを通して監視空間Ｓに光を照射し、受光素子９２は、監視空間Ｓからの光をボディ９５の受光用開口９５ｂを通して受光する。監視空間Ｓ内には、発光ダイオード９１から発光された光を監視空間Ｓの中央に向けて反射する投光側プリズムレンズ９６と、監視空間Ｓの中央からの光を受光素子９２に向けて反射する受光側プリズムレンズ９７が配置されている。監視空間Ｓ内に煙が存在する場合、発光ダイオード９１から発光されて投光側プリズムレンズ９６により反射された光は、その一部が煙により散乱されて、その散乱光の一部が受光側プリズムレンズ９７により反射されて受光素子９２に受光される。

ラビリンス９４は、発光ダイオード９１から照射された光のうち監視空間Ｓ内の煙を透過した光が受光素子９２に入射する量を低減させる第１の機能と、感知器９０の外側にある光、例えば室内灯や太陽光が受光素子９２に入射する量を低減させる第２の機能と、感知器９０の外側から監視空間Ｓ内に煙が入るように煙の流路を確保する第３の機能を担っている。

ラビリンス９４は、複雑に屈曲した又は表面に複雑な凹凸が形成された複数の壁体９４ａが監視空間Ｓを囲むように配置されて成り、また、光の透過及び反射を抑えるために黒色の合成樹脂により形成されている。ラビリンス９４は、防虫網９８及び保護カバー９９により覆われており、防虫網９８には、煙の流通を可能にすると共に虫などの通り抜けを不能にする微細孔９８ａが格子状に多数形成され、保護カバー９９には、煙の流通を可能にする帯状孔９９ａが複数形成されている。

このような構成の光電式煙感知器９０は、発光ダイオード９１から煙検出用の光を監視空間Ｓに照射し、そのときに受光素子９２から出力される受光信号に基いて、受光信号処理回路９３により煙粒子の検知や煙の濃度の計測を行って、火災の発生有無を判断するようになっている。
特開２００２−３５２３４６号公報

ところが、上述したような従来の光電式煙感知器９０においては、ラビリンス９４は、第１の機能と第２の機能を実現するために形状を複雑にする必要があり、その結果、第３の機能である煙の流路の確保が困難になる。このため、従来の光電式煙感知器９０では、感知器９０の外側と監視空間Ｓ内での煙濃度が同じになり難く、監視空間Ｓ内の煙濃度を感知器９０の外側周辺の煙濃度より低い煙濃度と判断してしまう場合がある。このことは、感知器９０周辺の気流の速度が遅いほど顕著となる。また、天井面に近いほど気流の速度は遅くなるため、感知器９０を天井に埋め込んで、煙検知に必要な部分だけを天井面から露出させているような場合には、煙の流入性が特に悪くなり、監視空間Ｓ内の煙濃度を感知器９０の外側周辺の煙濃度より低い煙濃度と判断してしまう可能性が高まり、その結果、火災の検出が遅れる虞がある。

逆に、ラビリンス９４の形状を簡素化すると、第３の機能である煙の流路が確保されて煙の流入性が向上するため、感知器９０の外側周辺の煙濃度と監視空間Ｓ内の煙濃度が一致し、これにより、感知器９０の外側周辺の煙濃度をより正確に判断でき、火災の検出をより早めることが可能である。しかしながら、ラビリンス９４の形状を簡素化すると、第１の機能と第２の機能が低下して、発光ダイオード９１から照射されて監視空間Ｓ内の煙を透過した光や室内灯、太陽光などの外光が受光素子９２に受光されるため、誤報を生じることがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ラビリンスの形状を簡素化して煙の流路を確保しつつ、外乱光による誤報の影響を低減できる光電式煙感知器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、監視空間に光を間欠的に又は変調をかけて照射する投光手段と、監視空間内に煙粒子が存在するときに生じる散乱光を受光する受光手段と、受光手段から出力される受光信号に基づいて監視空間内の煙粒子の存否を判定する受光信号処理手段とを備えた光電式煙感知器において、監視空間と受光手段との間に、投光手段が照射する光より長い波長の光及び投光手段が照射する光より短い波長の光を減衰させる光学フィルタを具備し、光学フィルタは、長波長側においては、投光手段が照射する光の波長から受光手段の受光感度の上限の波長までの光のみを減衰させ、短波長側においては、受光手段の受光感度の下限の波長から投光手段が照射する光の波長までの光のみを減衰させるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光電式煙感知器において、受光手段から出力される受光信号の直流成分及び低周波数の交流成分をカットするフィルタ回路を具備するものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の光電式煙感知器において、受光手段から出力される受光信号のうち、投光手段が照射する光の周波数より高い周波数の交流成分をカットするフィルタ回路を具備するものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光電式煙感知器において、監視空間と受光手段との間に、監視空間内に煙粒子が存在するときに生じる散乱光を集光するためのレンズを配置し、レンズと受光手段との間に、光学フィルタを配置するものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光電式煙感知器において、投光手段及び受光手段は筐体内に収納され、該筐体の外側が監視空間とされ、投光手段は斜め下方に光を照射するように配置され、受光手段は監視空間から斜め上方に散乱する光を受光するように配置されているものである。

請求項１の発明によれば、投光手段から照射される光より長い波長の光及び投光手段から照射される光より短い波長の光が光学フィルタにより減衰されるため、投光手段から照射される光より長い波長の外乱光及び投光手段から照射される光より短い波長の外乱光に対する耐外乱光性を確保しつつ、ラビリンスの形状を簡素化して（又はラビリンスをなくして）監視空間内への煙の流入性の向上を図ることができる。しかも、光学フィルタを、長波長側においては、投光手段より照射される光の波長から受光手段の受光感度の上限の波長までの光を減衰させ、短波長側においては、受光手段の受光感度の下限の波長から投光手段より照射される光の波長までの光を減衰させるものとすることにより、投光手段から照射される光より長い波長の外乱光及び投光手段から照射される光より短い波長の外乱光に対する耐外乱光性を確保しつつ、光学フィルタに蒸着する光学薄膜の膜数を低減できる。

請求項２の発明によれば、受光手段から出力される受光信号の直流成分及び低周波数の交流成分がフィルタ回路によりカットされるため、直流成分及び低周波数成分の外乱光に対する耐外乱光性を確保しつつ、ラビリンスの形状を一層簡素化して（又はラビリンスをなくして）監視空間内への煙の流入性の向上を図ることができる。

請求項３の発明によれば、受光手段から出力される受光信号のうち投光手段から照射される光の周波数より高い周波数の交流成分がフィルタ回路によりカットされるため、投光手段から照射される光の周波数より高い周波数成分の外乱光に対する耐外乱光性を確保しつつ、ラビリンスの形状を一層簡素化して（又はラビリンスをなくして）監視空間内への煙の流入性の向上を図ることができる。

請求項４の発明によれば、監視空間内の煙からの散乱光が受光レンズにより集光された後に光学フィルタを通って受光手段に受光されるため、より多くの信号量を確保することができる。

請求項５の発明によれば、筐体の外側の煙が検知可能となるため、３６０°いずれの方向からの煙の流れも遮ることなく煙検知が可能となる。さらに、筐体の外側の煙が検知可能であるため、光電式煙感知器を天井面や壁面に埋め込んでも煙検知が可能となる。

以下、本発明を具体化した実施形態による光電式煙感知器について図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態について説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図２は、第１の実施形態に係る光電式煙感知器の構成を示す。光電式煙感知器１は、例えば、屋内の天井面に取付けて使用され、屋内に発生した煙を光の投受光により感知する機器である。

光電式煙感知器１は、監視空間Ｓに煙検出用の光を照射する投光手段である発光ダイオード２と、煙粒子によって生じる散乱光を受光する受光手段である受光素子３と、光を集光する受光レンズ４と、特定の波長の光を減衰させる光学フィルタ５と、受光素子３から出力される受光信号に基づいて煙粒子の存否を判定する受光信号処理回路６と、不要な光が受光素子３に受光されるのを防止するためのラビリンス７と、虫などが監視空間Ｓ内へ侵入するのを防止する防虫網８と、これらを収納、保持する筐体９とを備えている。

筐体９は、発光ダイオード２、受光素子３、受光レンズ４、光学フィルタ６、及び受光信号処理回路６を格納するボディ１０と、ラビリンス７及び防虫網８を格納する保護カバー１１とから成っている。光電式煙感知器１は、例えば、ボディ１０が天井面に埋め込まれ、保護カバー１１が天井面から突出されるように、天井面に設置される。

発光ダイオード２は、ボディ１０の投光用開口１０ａを通して監視空間Ｓに斜め下方に光を照射するように、ボディ１０内に配置されており、受光素子３は、監視空間Ｓから斜め上方に散乱する光をボディ１０の受光用開口１０ｂを通して受光するように、ボディ１０内に配置されている。発光ダイオード２の発光光軸Ｃ１と受光素子３の受光光軸Ｃ２との成す角度は、概ね９０〜１３０°（望ましくは１００〜１１０°）を成し、発光光軸Ｃ１と受光光軸Ｃ２とにより構成される平面は、鉛直面に平行になっている。

受光レンズ４は、監視空間Ｓと受光素子３との間に配置されており、監視空間Ｓ内の煙粒子によって生じる散乱光を受光素子３上に集光する。光学フィルタ５は、監視空間Ｓと受光素子３との間であってレンズ４と受光素子３との間に配置されており、発光ダイオード２が照射する光の波長付近の光を透過させ、その他の波長の光を減衰させる。

受光信号処理回路６は、受光素子３から出力される受光信号を電圧変換する電圧変換回路、増幅回路、受光信号の直流成分及び低周波数の交流成分をカットする低周波カットフィルタ回路、受光信号のうち発光ダイオード２から照射される光の周波数より高い周波数の交流成分をカットする高周波カットフィルタ回路、及び受光信号に基いて煙粒子の存否の判定や煙濃度の計測を行って火災の発生を判断する判断回路等を備えている。

ラビリンス７は、不要な光が受光素子３に受光されるのを防止するための投光側隔壁部７１、投光側トラップ部７２、受光側隔壁部７３、及び受光側トラップ部７４を有しており、光の透過及び反射を抑えるために黒色の合成樹脂により形成されている。投光側隔壁部７１、投光側トラップ部７２、受光側隔壁部７３、及び受光側トラップ部７４は、円環状の基体部７５に一体的に形成されており、監視空間Ｓを囲むように配置されている。

投光側隔壁部７１は、１枚の平板状の壁体から成り、監視空間Ｓに対して発光ダイオード２の反対側（発光ダイオード２の発光光軸Ｃ１の先）に配置されており、壁体の壁面が発光光軸Ｃ１に対して斜めになっている。投光側トラップ部７２は、隙間を空けて平行に並べられた複数の平板状の壁体から成り、発光ダイオード２の発光光軸Ｃ１が投光側隔壁部７１で反射してできる光軸Ｃ３の先に配置されており、各壁体の壁面が光軸Ｃ３に対して平行になっている。受光側隔壁部７３は、１枚の平板状の壁体から成り、監視空間Ｓに対して受光素子３の反対側（受光素子３の受光光軸Ｃ２の先）に配置されており、壁体の壁面が受光光軸Ｃ２に対して斜めになっている。受光側とラップ部７４は、隙間を空けて平行に並べられた複数の平板状の壁体から成り、受光素子３の受光光軸Ｃ２が受光側隔壁部７３で反射してできる光軸Ｃ４の先に配置されており、各壁体の壁面が光軸Ｃ４に対して平行になっている。

このような構成のラビリンス７は、発光ダイオード２から照射されて監視空間Ｓ内の煙を透過した煙検出用の光が受光素子３に入射する量を低減させる第１の機能と、監視空間Ｓの外側にある光、例えば室内灯や太陽光が受光素子３に入射する量を低減させる第２の機能と、監視空間Ｓの外側から監視空間Ｓ内に煙が入るように煙の流路を確保する第３の機能を担っている。

防虫網８は、有底円筒状をしており、ラビリンス７の外側を覆っている。防虫網８には、煙の流通を可能にすると共に虫などの通り抜けを不能にする微細孔８ａが格子状に多数形成されている。保護カバー１１は、有底円筒状をしており、防虫網８を覆っている。保護カバー１１には、煙の流通を可能にする帯状孔１１ａが複数形成されている。

このような構成の光電式煙感知器１は、発光ダイオード２から煙検出用の光を監視空間Ｓに照射し、そのときに受光素子３から出力される受光信号（信号電流）に基いて、受光信号処理回路６により火災の発生有無を判断する。すなわち、発光ダイオード２は、煙検出用の光を変調をかけて間欠的に照射し、受光素子３は、受光レンズ４により集光されて光学フィルタ５を透過した光を受光して、その受光量に応じた信号電流を出力する。受光信号処理回路６は、受光素子３から出力される信号電流を電圧変換回路により電圧変換した後に増幅回路により増幅し、その信号の直流成分および低周波数の交流成分を低周波カットフィルタ回路により減衰すると共に、その信号のうちダイオード２の発光周波数（変調周波数）より高い周波数の交流成分を高周波カットフィルタ回路により減衰し、そして、その信号から煙粒子の存否の判定や煙濃度の計測を行って火災の発生有無を判断する。火災の発生と判断された場合は、ブザー（不図示）による警報などが行われる。

図３は、上記発光ダイオード２の発光波長、及び光学フィルタ５の透過波長特性を示す。発光ダイオード２は、発光波長が概ね８８０〜１０２０ｎｍのものを使用し、受光素子３は、概ね７００〜１２００ｎｍに受光感度を持つものを使用している。そして、光学フィルタ５は、発光ダイオード２の発光波長付近の光（概ね８８０〜１０２０ｎｍの波長の光）を透過させ、発光ダイオード２が照射する光より長い波長の光（１０２０ｎｍより長い波長の光）及び発光ダイオード２が照射する光より短い波長の光（８８０ｎｍより短い波長の光）を減衰させる特性を持つものを使用している。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記発光ダイオード２の発光動作例を示す。発光ダイオード２は、例えば図４（ａ）に示すように、発光周波数５ｋ〜２０ｋＨｚに変調をかけた光を、１〜１０ｓｅｃ毎に５０μ〜２００μｓｅｃ間発光するように間欠的に照射する。この場合、上記受光信号処理回路６は、低周波カットフィルタ回路を概ね０〜２００Ｈｚの周波数成分をカットする回路とし、高周波カットフィルタ回路を概ね３０ｋ〜２００ｋＨｚの周波数成分をカットする回路とする。

また、発光ダイオード２は、例えば図４（ｂ）に示すように、発光周波数１００ｋ〜２ＭＨｚに変調をかけた光を、１〜１０ｓｅｃ毎に０．５μ〜１０μｓｅｃ間発光するように間欠的に照射してもよく、例えば図４（ｃ）に示すように、発光周波数１００ｋ〜２ＭＨｚに変調をかけた光を、５〜１００μｓｅｃ毎に０．５μ〜１０μｓｅｃ間発光するように間欠的に照射してもよい。これらの場合、上記受光信号処理回路６は、高周波カットフィルタ回路を備える必要がない。

本実施形態の光電式煙感知器１によれば、監視空間Ｓ内に煙が存在する場合、発光ダイオード２から照射された煙検出用の光の一部が煙にて散乱されて、その散乱光の一部が受光レンズ４によって集光された後に光学フィルタ５を透過して受光素子３に受光される。

このとき、煙にて散乱されずに煙を透過した煙検出用の光は、ラビリンス７の投光側隔壁部７１にて反射して、ラビリンス７の投光側トラップ部７２に入射する。一方、受光素子３は、ラビリンス７の受光側隔壁部７３により受光側トラップ７４を見ている。従って、煙を透過した煙検出用の光は、受光素子３に受光される量が低減される。監視空間Ｓ内に煙が存在しない場合に発光ダイオード２から照射された煙検出用の光も、同様に、受光素子３に受光される量が低減される。

また、室内灯や太陽光などの外光は、ラビリンス７の受光側隔壁部７３に遮られるため、受光素子３に直接に受光されない。しかも、受光側隔壁部７３に遮られずに監視空間Ｓ内に入射した外光は、ラビリンス７の内部で複数回反射することによって減衰されるうえ、外光に含まれている発光ダイオード２の発光波長付近以外の光が光学フィルタ５によってさらに減衰されるため、受光素子３に受光される量が大幅に低減される。

さらに、外光に含まれている発光ダイオード２の発光波長付近の光は、光学フィルタ５により減衰されないが、ラビリンス７の内部で複数回反射することによって受光信号処理回路６の増幅回路のアンプが飽和しないレベルにまで十分減衰されている。このため、外光に含まれている発光ダイオード２の発光波長付近の光が受光素子３に受光されて受光素子３から出力される受光信号は、太陽光、白熱灯、非インバータ蛍光灯などの外光成分（受光信号の直流成分および低周波数の交流成分）が受光信号処理回路６の低周波数カットフィルタ回路によって除去され、インバータ蛍光灯などの外光成分（受光信号のうち発光ダイオード２の変調周波数より高い周波数の交流成分）が受光信号処理回路６の高周波数カットフィルタ回路によって除去される。

従って、本実施形態の光電式煙感知器１によれば、ラビリンス７を投光側隔壁部７１、投光側トラップ部７２、受光側隔壁部７３、及び受光側トラップ部７４で構成した簡素な形状にしても、室内灯や太陽光などの外光の影響を大幅に低減することができ、監視空間Ｓ内の煙粒子からの散乱光を精度良く検知することが可能となる。つまりは、煙流入性と耐外乱光性を同時に向上することができ、耐外乱光性を確保しつつ火災の早期検出が可能となる。

なお、上記実施形態において、発光ダイオード２の発光波長は８８０〜１０２０ｎｍ以外であってもよく、受光素子３の受光感度は７００〜１２００ｎｍ以外であってもよい。特に受光素子３の受光感度分布が広い場合においては、光学フィルタ５の透過特性を変更することで、同等の効果を得ることができる。

また、光学フィルタ５は、長波長側においては、発光ダイオード２が照射する光の波長から受光素子３の受光感度の上限の波長までの光を減衰させる特性にするのが好ましい。このような特性にすれば、白熱灯に対する耐外乱光性を確保しつつ、光学フィルタ５に蒸着する光学薄膜の膜数を低減でき、コスト低減が可能となる。さらに、光学フィルタ５は、短波長側においては、受光素子３の受光感度の下限の波長から発光ダイオード２の照射する光の波長までの光を減衰させる特性にするのが好ましい。このような特性にすれば、白熱灯に加えて、蛍光灯、太陽光に対する耐外乱光性を確保しつつ、光学フィルタ５に蒸着する光学薄膜の膜数を低減でき、コスト低減が可能となる。

さらに、ラビリンス７は、煙を透過した煙検出用の光が受光素子３に入射する量を低減させる第１の機能、外光が受光素子３に入射する量を低減させる第２の機能、及び煙の流入性を確保する第３の機能を損なわない範囲であれば、どのような構成や形状であってもよく、例えば投光側トラップ部７２を備えない等の構成であってもよい。

また、光電式煙感知器１は、受光レンズ４を備えない構成としてもよい。例えば、発光ダイオード２の光量を向上したり、発光ダイオード２の発光光軸Ｃ１と受光素子３の受光光軸Ｃ２が成す角度を拡大するなどして、煙粒子からの散乱光の光量を向上することにより、受光レンズ３を使用しなくても所望の性能を得ることが可能である。また、光電式煙感知器１は、天井面に限られず、壁面などに取付けて使用することも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。図５（ａ）（ｂ）は、第２の実施形態に係る光電式煙感知器の構成を示す。本実施形態の光電式煙感知器１は、上記第１の実施形態におけるラビリンス７、防虫網８、及び保護カバー１１を備えていない構成になっている。つまり、本実施形態の光電式煙感知器１は、筐体９の外側を監視空間Ｓとしている。また、本実施形態の光電式煙感知器１は、光学フィルタ５の透過波長特性が上記第１の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第１の実施形態と同様である。

本実施形態では、発光ダイオード２は、投光用開口１０ａを通して筐体９の外側の監視空間Ｓに斜め下方に光を照射し、受光素子３は、筐体９の外側の監視空間Ｓから斜め上方に散乱する光を受光用開口１０ｂを通して受光する。発光ダイオード２の発光光軸Ｃ１と受光素子３の受光光軸Ｃ２は、上記第１の実施形態と同様になっている。受光レンズ４及び光学フィルタ５は、上記第１の実施形態と同様に、監視空間Ｓと受光素子３との間に配置されている。光電式煙感知器１は、発光ダイオード２から煙検出用の光を筐体９の外側の監視空間Ｓに照射し、そのときに受光素子３から出力される受光信号（信号電流）に基いて、受光信号処理回路６により火災の発生有無を判断する。

図６は、本実施形態における発光ダイオード２の発光波長、及び光学フィルタ５の透過波長特性を示す。発光ダイオード２は、上記第１の実施形態と同様に、発光波長が概ね８８０〜１０２０ｎｍのものを使用し、受光素子３も、上記第１の実施形態と同様に、概ね７００〜１２００ｎｍに受光感度を持つものを使用している。そして、光学フィルタ５は、上記第１の実施形態と異なり、発光ダイオード２の発光波長のピーク値付近を中心に半値幅±３０ｎｍ（９１０ｎｍ〜９８０ｎｍ）程度の光を透過させ、その他の波長の光を減衰させる特性にしており、透過可能な波長範囲を上記第１の実施形態よりも狭くしている。

本実施形態の光電式煙感知器１によれば、監視空間Ｓ内に煙が存在する場合、上記第１の実施形態と同様に、発光ダイオード２から照射された煙検出用の光の一部が煙にて散乱されて、その散乱光の一部が受光レンズ４によって集光された後に光学フィルタ５を透過して受光素子３に受光される。

このとき、煙にて散乱されずに煙を透過した煙検出用の光は、いずれの構造体に当たることなく、遠方に向かって直進する。従って、煙を透過した煙検出用の光は、受光素子３に受光されない。監視空間Ｓ内に煙が存在しない場合に発光ダイオード２から照射された煙検出用の光も、同様に、受光素子３に受光されない。

また、室内灯や太陽光などの外光は、外光に含まれている発光ダイオード２の発光波長付近以外（発光ダイオード２の発光波長のピーク値付近を中心に半値幅±３０ｎｍ外）の光が光学フィルタ５によって減衰されるため、受光素子３に受光される量が大幅に低減される。

さらに、外光に含まれている発光ダイオード２の発光波長付近（発光ダイオード２の発光波長のピーク値付近を中心に半値幅±３０ｎｍ内）の光は、光学フィルタ５により減衰されないが、外光に含まれている発光ダイオード２の発光波長付近の光が受光素子３に受光されて受光素子３から出力される受光信号は、上記第１の実施形態と同様に、太陽光、白熱灯、非インバータ蛍光灯などの外光成分が受光信号処理回路６の低周波数カットフィルタ回路によって除去され、インバータ蛍光灯などの外光成分が受光信号処理回路６の高周波数カットフィルタ回路によって除去される。

従って、本実施形態の光電式煙感知器１によれば、上記第１の実施形態のラビリンス７を備えていない構成においても、室内灯や太陽光などの外光の影響を大幅に低減することができ、監視空間Ｓ内の煙粒子からの散乱光を精度良く検知することが可能となる。つまりは、煙流入性と耐外乱光性を同時に向上することができ、耐外乱光性を確保しつつ火災の早期検出が可能となる。

しかも、筐体９の外側を監視空間Ｓとしているため、３６０°いずれの方向からの煙の流れも遮ることなく煙検知が可能となる。従って、煙の流れ方向に依存せずに火災の早期検出が可能となり、また、真の煙濃度の計測が可能となる。さらに、筐体９の外側が監視空間Ｓであるため、光電式煙感知器１を完全に天井面や壁面とフラットになるように設置しても煙検知が可能となり、従って、光電式煙感知器１の天井面や壁面からの出っ張りをなくすことができ、インテリアのデザインが損なわれないと共に、従来では測定できなかった天井面や壁面の近傍の煙濃度の計測が可能となる。

なお、上記実施形態において、光学フィルタ５の透過波長特性は、発光ダイオード２の発光波長のピーク値付近を中心に半値幅±３０ｎｍ程度の光を透過する特性に限られず、光電式煙感知器１を使用する環境での外光の種類や強度に応じて半値幅を変えればよい。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。図７（ａ）（ｂ）は、第７の実施形態に係る光電式煙感知器の構成を示す。本実施形態の光電式煙感知器１は、受光素子３の受光光軸Ｃ２の方向が上記第２の実施形態と異なっている。本実施形態における他の構成については、上記第２の実施形態と同様である。

本実施形態では、発光ダイオード２は、上記第２の実施形態と同様に、投光用開口１０ａを通して筐体９の外側の監視空間Ｓに斜め下方に光を照射する。受光素子３は、上記第２の実施形態と異なり、筐体９の外側の監視空間Ｓから略水平方向に散乱する光を受光用開口１０ｂを通して受光する。すなわち、受光素子３は、ボディ１０（筐体９）の出っ張り部１０ｃ内に配置されており、受光光軸Ｃ２が概ね天井面に平行になっている。発光ダイオード２の発光光軸Ｃ１と受光素子３の受光光軸Ｃ２との成す角度は、概ね９０〜１３０°（望ましくは１００〜１１０°）を成し、発光光軸Ｃ１と受光光軸Ｃ２とにより構成される平面は、鉛直面に平行になっている。

受光レンズ４及び光学フィルタ５は、受光素子３と共にボディ１０（筐体９）の出っ張り部１０ｃ内に配置されている。受光レンズ４は、監視空間Ｓと受光素子３との間に配置されており、光学フィルタ５は、監視空間Ｓと受光素子３との間であってレンズ４と受光素子３との間に配置されている。光電式煙感知器１は、上記第２の実施形態と同様に、発光ダイオード２から煙検出用の光を筐体９の外側の監視空間Ｓに照射し、そのときに受光素子３から出力される受光信号（信号電流）に基いて、受光信号処理回路６により火災の発生有無を判断する。

本実施形態の光電式煙感知器１によれば、上記第２に実施形態と同様に、煙流入性と耐外乱光性を同時に向上することができ、耐外乱光性を確保しつつ火災の早期検出が可能となる。また、ボディ１０（筐体９）の出っ張り部１０ｃのみが天井面や壁面から突出するように光電式煙感知器１を設置しても煙検知が可能となり、従って、光電式煙感知器１の天井面や壁面からの出っ張りを小さくでき、インテリアのデザインが損なわれないと共に、従来では測定できなかった天井面や壁面の近傍の煙濃度の計測が可能となる。

さらに、受光素子３の受光光軸Ｃ２が天井面に概ね平行になっているため、床面付近からの光、例えばリモコンの信号光や太陽光が床面で反射、散乱した光が受光素子３に入射し難くなり、従って、光電式煙感知器１の誤動作を低減することが可能となる。

なお、上記実施形態において、例えば図８（ａ）（ｂ）に示すように、受光素子３の受光光軸Ｃ２上で、かつ監視空間Ｓに対して受光素子３と反対側になる位置に、受光素子３の受光視野を制限する視野制限体１５を設けてもよい。このような構成によれば、床面付近からの光、例えばリモコンの信号光や太陽光が床面で反射、散乱した光による誤動作をより一層低減することが可能となる。

（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光電式煙感知器の斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図。 同光電式煙感知器の分解斜視図。 同光電式煙感知器の発光ダイオードの発光波長、及び光学フィルタの透過波長特性を示す図。 （ａ）は同光電式煙感知器の発光ダイオードの発光動作例を示す図、（ｂ）は同発光ダイオードの別の発光動作例を示す図、（ｃ）は同発光ダイオードのさらに別の発光動作例を示す図。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る光電式煙感知器の斜視図、（ｂ）はその断面図。 同光電式煙感知器の発光ダイオードの発光波長、及び光学フィルタの透過波長特性を示す図。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る光電式煙感知器の斜視図、（ｂ）はその断面図。 （ａ）は同光電式煙感知器の別の構成を示す斜視図、（ｂ）はその断面図。 （ａ）は従来の光電式煙感知器の斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図。 従来の光電式煙感知器の分解斜視図。

符号の説明

１ 光電式煙感知器
２ 発光ダイオード
３ 受光素子
４ 受光レンズ
５ 光学フィルタ
６ 受光信号処理回路
７ ラビリンス
８ 防虫網
９ 筐体
１０ ボディ
１０ａ 投光用開口
１０ｂ 受光用開口
１０ｃ 出っ張り部
１１ 保護カバー
１５ 視野制限体
７１ 投光側隔壁部
７２ 投光側トラップ部
７３ 受光側隔壁部
７４ 受光側トラップ部
７５ 基体部
Ｓ 監視空間

Claims (5)

1. 監視空間に光を間欠的に又は変調をかけて照射する投光手段と、前記監視空間内に煙粒子が存在するときに生じる散乱光を受光する受光手段と、前記受光手段から出力される受光信号に基づいて前記監視空間内の煙粒子の存否を判定する受光信号処理手段とを備えた光電式煙感知器において、
   前記監視空間と受光手段との間に、前記投光手段が照射する光より長い波長の光及び前記投光手段が照射する光より短い波長の光を減衰させる光学フィルタを具備し、
   前記光学フィルタは、長波長側においては、前記投光手段が照射する光の波長から前記受光手段の受光感度の上限の波長までの光のみを減衰させ、短波長側においては、前記受光手段の受光感度の下限の波長から前記投光手段が照射する光の波長までの光のみを減衰させることを特徴とする光電式煙感知器。
2. 前記受光手段から出力される受光信号の直流成分及び低周波数の交流成分をカットするフィルタ回路を具備することを特徴とする請求項１に記載の光電式煙感知器。
3. 前記受光手段から出力される受光信号のうち、前記投光手段が照射する光の周波数より高い周波数の交流成分をカットするフィルタ回路を具備することを特徴とする請求項２に記載の光電式煙感知器。
4. 前記監視空間と受光手段との間に、前記監視空間内に煙粒子が存在するときに生じる散乱光を集光するためのレンズを配置し、
   前記レンズと受光手段との間に、前記光学フィルタを配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光電式煙感知器。
5. 前記投光手段及び受光手段は筐体内に収納され、該筐体の外側が前記監視空間とされ、
   前記投光手段は斜め下方に光を照射するように配置され、
   前記受光手段は前記監視空間から斜め上方に散乱する光を受光するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光電式煙感知器。

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