JP6317218B2

JP6317218B2 - 減光式煙感知器

Info

Publication number: JP6317218B2
Application number: JP2014188026A
Authority: JP
Inventors: 智広加藤
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: JP2016062176A

Description

本発明は、発光素子から発光された光が監視空間に存在する煙によって遮られて減光することを利用して火災を感知する減光式煙感知器に関し、特に発光素子及び受光素子が収容された光学台を有する本体と、発光素子から発光された光を受光素子に向けて反射する反射板を備え、前記本体と前記反射板を監視空間内に対向配置する反射式の減光式煙感知器に関する。

一般的な反射式の減光式煙感知器は、特許文献１の第２図に示されるように、投光器と受光器を併設し、これら投光器と受光器の前方にレンズをそれぞれ配置している。そして、投光器から出た光がレンズを通して再帰性反射板に到達し、再帰性反射板で反射された光がレンズを通して受光器に入射するようになっている。

しかし、上記のような構造では、再帰性反射板を用いていることから、投光器から発光された光は、反射して、投光器に戻ってくるため、反射光の一部しか受光器に入射させることができず反射光の大部分を無駄にしている。さらに、投光器と受光器を併設していることから装置が大型化するという問題がある。

そこで、この問題を解決するために、特許文献１においては、同軸上の前後に配置した煙感知用の投光器及び受光器と、この投光器及び受光器の同軸上の前方に配置され中央部と周縁部とで異なる曲率を有して中央部で前記投光器の光を集めて前方に照射させると共に前方からの光を周縁部で集めて前記受光器に照射させる２焦点レンズと、この２焦点レンズの前方に煙感知用空間を挟んで配置した再帰性反射板とを備えた減光式煙感知器が開示されている。

実開昭６３−１４３９９６号（実願昭６３−２８９０１号のマイクロフィルム）

特許文献１の第２図の減光式煙感知器は、受光器で受光する反射板からの反射光量が少なく、装置が大型化する問題があり、このような問題を解決するとして提案されている特許文献１の減光式煙感知器は、２焦点レンズを使用することが前提となっているため、コストが高くなると言う問題がある。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、２焦点レンズのような高価な部品を用いることなく、小型化が可能で感度にも優れた減光式煙感知器を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る減光式煙感知器は、発光素子と受光素子が設けられた光学台を有する本体と、前記発光素子から照射された光を前記受光素子に向けて反射する反射板とを備えた減光式煙感知器であって、
前記発光素子から照射された直接光が前記受光素子に入射するのを防止するために前記発光素子と前記受光素子との間に設けられた仕切り板と、前記発光素子と前記受光素子の前方に設けられた焦点が単一のレンズとを有し、前記発光素子と前記受光素子は前記レンズの焦点からずれた位置に配置されていることを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記レンズは、前記受光素子側に傾斜するように設置されていることを特徴とするものである。

本発明においては、発光素子から照射された直接光が受光素子に入射するのを防止するために前記発光素子と前記受光素子との間に設けられた仕切り板と、前記発光素子と前記受光素子の前方に設けられた単一のレンズとを有し、前記発光素子と前記受光素子は前記レンズの焦点からずれた位置に配置されていることにより、２焦点レンズのような高価な部品を用いることなく、小型化が可能で感度にも優れた減光式煙感知器を得ることができる。

本発明の一実施の形態の減光式煙感知器の説明図である。本発明の一実施の形態の減光式煙感知器の動作説明図である。本発明の他の実施の形態の減光式煙感知器の説明図である。

［実施の形態１］
本実施の形態に係る減光式煙感知器１は、図１、図２に示すように、発光素子３と受光素子５が設けられた光学台７を有する本体部９と、発光素子３から照射された光を受光素子５に向けて反射する反射板１１とを備えたものである。
また、発光素子３から照射された直接光が前記受光素子５に入射するのを防止するために発光素子３と受光素子５との間に設けられた仕切り板１３と、発光素子３と受光素子５の前方に設けられた焦点が単一のレンズ１５とを有している。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜発光素子、受光素子＞
発光素子３は例えばＬＥＤからなる。
受光素子５は例えばフォトダイオードからなる。
発光素子３と受光素子５は、一つの光学台７に設けられており、また、発光素子３と受光素子５はレンズ１５の焦点から前後方向にずれた位置に配置されている。

レンズ１５の焦点からずれた位置に発光素子３及び受光素子５を配置する理由は以下の通りである。
減光式煙感知器は、一般に本体部と反射板を、監視空間を介して数十メートル離れた位置に設置し、監視空間内の煙の存在による減光を感知することで火災を感知するものである。そのため、煙の存在による減光量の変化は大きい方が、耐ノイズ性が高まり、誤報が少なくなるので好ましく、そのため監視状態において受光素子が受光する光量が大きいことが好ましい。
他方、本体部又は反射板を設置している建物等の歪みによって本体部と反射板との相対位置がずれた場合にも受光素子が受光する受光量が減少するが、誤検知を防止する観点からこの場合に生ずる減光量は小さい方が好ましく、そのためには本体部と反射板との位置ずれに起因する光量の変化が小さい方が好ましい。
以上の要請から、発光素子や受光素子をレンズの焦点位置に配置すると、受光素子の受光する受光する光量は大きくなるが、同時に位置ずれに起因する光量の変化も大きくなる。

そこで、本実施の形態では、発光素子３と受光素子５をレンズ１５の焦点位置からずれた位置に配置することで、発光素子３の半値角（光強度が半減する角度）がレンズ１５を介することで拡がり、位置ずれに起因する光量の変化を小さくするようにしている。この場合、レンズ１５を通して反射板１１に照射される光強度も減少するが、本実施の形態では、レンズ１５の中心軸を挟んで受光素子５と発光素子３が近接した横並びで配置されているので、受光素子５の受光量の減少は許容範囲に収まっている。
つまり、本実施の形態では、発光素子３から発光される光及び受光素子５に入射する光の両方の光を一個のレンズ１５を透過させるという構成により、発光素子３及び受光素子５がそれぞれ個別のレンズを備えた光学台に設けられる場合と比較して、監視状態において受光素子５が受光する受光量の低下を抑え、かつ本体部と反射板１１との位置ずれに起因する光量の変化を小さくすることを実現している。

＜仕切り板＞
仕切り板１３は、発光素子３から照射された直接光が受光素子５に入射するのを防止するために発光素子３と受光素子５との間に設けられている。

＜レンズ＞
レンズ１５は、発光素子３と受光素子５の前方に設けられた焦点が単一の一個のレンズであり、発光素子３の発光が透過し、かつ反射板１１からの反射光が透過する。
レンズ１５は、フレネルレンズを用いるのが好ましい。フレネルレンズを用いることで、焦点からずれた位置にある発光素子３と受光素子５の光量を、凸レンズの場合よりも多くすることができる。

上記のように構成された本実施の形態の減光式煙感知器１の動作を説明する。
ＬＥＤから発光された光はレンズ１５を透過して反射板１１に照射する。照射された光は、図２の実線で示す放物線のように、中央の光の強度が最も高い状態で反射板１１に照射する。反射板１１で反射された光は、図２の破線で示すように、反射板１１で反射される前の光と対称形となる放物線のようにして本体部９側に向けて反射する。なお、放物線は光の強度を示している。発光素子３であるＬＥＤは、正面が最も光強度が強く、また、発光素子３であるＬＥＤの光は拡散するため、発光素子３の正面から少しずれた方向は光強度が弱まった光が送光される。これら光強度を結んだ線が、前記放物線である。

受光素子５に入射する光は、図１に示すように、放射された光とは逆方向に凸の放物線となる。しかし、受光素子５と発光素子３の位置がずれているので、放物線のピーク（光の強度の最大）の位置ではない。しかし、単一のレンズ１５に対して横並びで受光素子５と発光素子３を配置しているので、受光素子５の位置は発光素子３の位置に近く、ピークに近い光を受光することができる。

このように、本実施の形態の減光式煙感知器１によれば、極めて簡易な構造でありながら、２焦点レンズのような高価な部品を用いることなく、小型化が可能で感度にも優れた減光式煙感知器１を得ることができる。

［実施の形態２］
上記の実施の形態１においては、発光素子３から放射された光が、その方向を変えることなく反射板１１で反射されるものであった。
そのため、図２に示されるように、受光素子５に受光される光はピークよりも少し弱くなっている。
そこで、本実施の形態の減光式煙感知器２１では、受光素子５に受光される光の強度を高くするため、図３に示すように、レンズ１５を受光素子５側に傾斜するように設置したものである。なお、図３において、図２と同一及び対応する部分には同一の符号を付してある。また、図３において、発光素子３から発光された光を実線で示し、この光が反射板１１で反射した光を二点鎖線で示し、参考のため実施の形態１の反射光を破線で示している。

図３に示すように、発光素子３から放射された光は、レンズ１５を透過する際に受光素子５側に進路を変更した状態で反射板１１に向けて照射される。
反射板１１では、放射された光と対称形の放物線となる。このとき、図３の受光素子５からの直線と放物線との交点をみると、実施の形態１ものよりもピークに近いために、受光素子５が受光する光の強度が増している。
このように、本実施の形態によれば、より感度に優れるものが得られる。

なお、上記の説明では、レンズ１５としてフレネルレンズを用いたものについて説明したが、同様の効果は凸レンズを用いた場合であっても得ることができる。

１減光式煙感知器（実施の形態１）
３発光素子
５受光素子
７光学台
９本体部
１１反射板
１３仕切り板
１５レンズ
２１減光式煙感知器（実施の形態２）

Claims

発光素子と受光素子が設けられた光学台を有する本体と、前記発光素子から照射された光を前記受光素子に向けて反射する反射板とを備えた減光式煙感知器であって、
前記発光素子から照射された直接光が前記受光素子に入射するのを防止するために前記発光素子と前記受光素子との間に設けられた仕切り板と、前記発光素子と前記受光素子の前方に設けられた焦点が単一のレンズとを有し、
前記発光素子と前記受光素子は前記レンズの焦点からずれた位置に配置されていることを特徴とする減光式煙感知器。
前記レンズは、前記受光素子側に傾斜するように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の減光式煙感知器。