JPH03205537A - 光電式煙感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投光素子からの光の煙粒子による散乱光を受
光素子により受光し、これにより煙の存在を検知するよ
うにした光電式煙感知器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、投光素子からの光の煙粒子による散乱光を受光素
子により受光し、これにより煙の存在を検知する煙感知
器の光学系の基本構或は、第４図に示すようなものであ
る。すなわち、空間のＺ軸上に発光素子Ａを配し、Ｙ軸
上に受光素子Ｂを配して、発光素子Ａを発光させる。煙
がＺ軸上にないときは受光素子Ｂに光が到達しないため
受光されない。ＣはＸ−Ｙ軸に平行に配設された遮光板
で迷光による誤動作を防止する。一方、煙がＺ軸上に存
在すると煙粒子ＤによりＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を含む四方
に散乱し、受光素子ＢはそのうちＹ軸方向の散乱光を受
光素子Ｂで受光する。

しかしながら、この受光系は、全散乱光の内一部分だけ
しか検出できず、また受光素子Ｂに集光レンズを付加し
ても程度の差に過ぎないため、検知感度を表すＳ／Ｎ比
（煙における散乱光／外乱ノイズ）がいきおい低くなり
、誤動作を起こしやすいという欠点を有している。この
光学系では、発光素子Ａの光束を増大する必要が生じて
消費電力を増大させたり、受光側の信号増幅のゲインを
高くする必要が生じて回路の余裕をなくするという問題
があった。

また、第５図及び第６図は上記問題点を解決しようとし
た特公昭５９−４１１３８号公報に記載されている従来
例である。第５図に示す従来例では、中実の円柱を形威
し、その中心軸上に円筒孔３１を形成するとともに上端
面中央に凹部３２を形威し、受光素子２６を下付けした
プリント基盤２２に上端面を位置させ受光素子２６を凹
部′３２の中央に位置させるようになし、凹部３２の底
面はその受光素子２６を受光面中心とした局率半径とす
る円弧面３３が形威されるとともに、円柱の下部外周に
は受光素子２６の受光面中心を焦点としこの焦点を含み
主軸に直角な軸の回りに回転して得られる回転放物面３
４を形威し、回転放物面３４にアルミニウムなどでメッ
キあるいは蒸着して鏡面とする。また円筒孔３１の上部
に遮光筒３５を嵌着して遮光筒３５に発光素子２５を配
設し、円筒孔３１の下部で外部に通ずる感煙領域３０を
形成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる特公昭５９−４１１３８号公報に示されているよ
うに、発光素子２５から発散した１次光は、感煙領域３
０内に煙が浸入しない場合、そのまま直進して光トラッ
プ２９に捕獲される。（第５図参照）。感煙領域３０内
に煙が浸入した場合、四方散乱して、円筒孔３１の径方
向に発散する散乱光ＣＩは回転放物面３４に対して主軸
に平行に入射するから、その発射Ｃ２はすべてその焦点
すなわち受光素子２６に受光されることになり、受光効
率がかなり改善されている。（第６図参照）。

しかし、第６図のものにあっては、感煙領域３０が一方
向にしか開口部を持たないため煙の流入性が悪くなり検
知までに時間がかかりすぎてしまう。

また、反射面に形威するために蒸着を行っているがこれ
はコストアップにつながり、また長期にわたる耐環境性
を考慮すると湿気等により反射面の反射率の低下を招く
という問題点があった。

本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、散乱光の受光効率を向上させた光電式煙感知器
を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の光電式煙感知器は、散乱光を集光するための円
錐形の全反射面をもつプリズムと放物面形状を持つレン
ズ面とを一体化しその光軸付近に感煙領域１３を形成す
る貫通孔１４を設けた受光トンネルレンズ１５と、この
受光トンネルレンズｌ５の焦点位置付近に配設された受
光素子６と、この感煙領域１３に対して受光光軸２１か
らはずれた位置から全反射面ｌ７を通して光を照射する
投光素子１０とを備えたことを特徴とするものである。

〔作　　用〕

本発明は、煙の流入性を損なわずに散乱光の受光効率を
向上させているものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図に示すように、外殻を構威する筐体は、戒形品により
形威されシールドケース８を内配するボディｌ及びラビ
リンス５で図示された光学室３をもつカバー２により構
戒されている。カバー２の周囲には、カバー２内部の光
学室３の中に虫が浸入して誤動作を引き起こすのを防止
するために防虫網４が設けてある。また、光学室３の外
周部には、外乱光を防ぐと共に、煙を流入させることの
できる簡単な迷路状となった隔壁たるラビリンス５が設
けてある。ポディ１には受光素子６及び電子回路を実装
したプリント基盤７がシールドケース８内に配設されて
いる。またボディ１の下端部には光学室３の土壁部材９
が設けて′あり、この上壁部材９に投光素子ＩＯ、該投
光素子１０からの光を全反射して光路変換させるための
直角プリズムｌ１を装着したホルダー１２、及び下部の
円錐形の全反射面をもつプリズムと上部の回転放物面で
構威されるレンズ面を一体化しその光軸付近に感煙領域
１３を形成する該光軸方向の貫通孔１４を設けた受光ト
ンネルレンズ１５を配設してある。

投光素子１０から発せられた光１６は直角プリズム１１
に入射後、斜面１７を全反射によって光路変換され受光
光軸Ｚ，に平行に受光トンネルレンズ１５に向かって進
行する。火災で煙が発生すると、煙はラビリンス５を通
って感煙領域１３に達し、投光素子１０からの光が煙粒
子によって散乱される。感煙領域１３は貫通孔１４から
なるので、煙の流入がきわめてスムーズである。このこ
とは散乱光の受光効率を高めている。その散乱光のうち
、受光光軸Ｚ１に対してほぼ直角方向に散乱した光１８
は受光トンネルレンズ１５の円錐面１９によって全反射
されたのち回転放物面２０によって受光素子６に集光さ
れ、受光素子６の出力信号のレベルが一定値以上に上昇
すると感知器が作動するものである。

なお、投光用直角プリズム１ｌ及び受光トンネルレンズ
１５を形成するにはアクリルやポリカーポネイトのよう
な樹脂材料を或形して用いるのが一ｉ的であるが、光線
が屈折率の高い媒質から低い媒質に向かう場合は臨界角
というものが存在することに注意して形成する必要があ
る。発光ダイオード、発光トランジスタ等の投光素子１
ｏの発光波長はおおむね６００〜１０００ｎｍであり、
屈折率ｎが１．４８〜１．５９となるので、臨界角θｃ
＝ｓｉｎ引（１／ｎ）より、入射角θが４２．５゜以上
になればどの条件でも全反射を起こすことになる。本実
施例の場合は、直角プリズム１１及び受光トンネルレン
ズｌ５の斜面が光軸に対して４５゜傾いているので、ア
ルミ蒸着などによって反射面を構威しなくても全反射に
よる光路変更が可能になり、またアルξ蒸着によって反
射面を形成する場合のように蒸着物による反射損もない
。

したがって、この光学系を用いた光電式煙感知器は、感
煙領域１３の受光光軸ＺＩに対して直角方向に散乱する
散乱光のすべてを貫通孔１４の全周より受光し、かつ光
路変更に全反射を利用しているので反射損がなく、さら
に貫通孔１４からなる感煙領域は煙粒子の流入性が良好
であるから受光効率を向上できる。さらに全反射を利用
して光の進路を変更しており、反射面形威にミラー蒸着
等を必要としないのでコストも安価であり耐環境性の不
安もない。

また、光源となる投光素子１０は、受光光軸Ｚ，上から
外してあるので、反射光が、電機的ノイズをひらうのを
防止しており、さらには、受光素子６側に光が逃げるの
を十分に防止することができ、光電弐煙感知器の誤動作
防止は十分になされている。

〔発明の効果］ 本発明の光電弐煙感知器は、上述のように散乱光を集光
するための円錐系の全反射面をもつプリズムと放物面形
状を持つレンズ面とを一体化しその光軸付近に感煙領域
１３を形威する貫通孔１４を設けた受光トンネルレンズ
１５と、この受光トンネルレンズ１５の焦点位置付近に
配設された受光素子６と、この感煙領域１３に対して受
光光軸２１からはずれた位置から全反射面１７を通して
光を照射する投光素子１０とを備えたことを特徴とする
ものであるので、感煙領域１３の受光光軸Ｚ１に対して
直角方向に散乱する散乱光のすべてを貫通孔１４の全周
より受光し、かつ光路変更に全反射を利用しているので
反射損がなく、さらに貫通孔１４からなる感煙領域は煙
粒子の流入性が良好であるから受光効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図に示すのは、本発明の一実施例を示す
図で、第１図は縦断面図、第２図は横断面図、第３図ハ
要部の側面図である。第４図は従来例を示す斜視図、第
５図及び第６図は各々従来例を示す断面図である。 ３・・・光学室、５・・・ラビリンス、６・・・受光素
子、１０・・・投光素子、１１・・・直角プリズム、１
３・・・感煙領域、１４・・・中空孔、ｌ５・・・受光
トンネルレンズ。 ｌ１ 図 １４貫通孔 １４図 Ｙ ＄５１ Ｉ６肉 １１１　ｌ月２ａｌ日 平底　１年　特許願　第２４８４７１号２．発明の名称 光電弐煙感知器 ３．補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　　所　　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称　（５８３）松下電工株式会社 代表者　　　三　好　俊　夫 ４．代理人 住　　所　　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
松下電工株式会社　特許課内 氏　　名 ５．補正の対象 （６２０１）弁理士　　竹　元　敏　丸′一　　＼′＼
゛ （】）明細書の第９頁第６行目乃至第７行目に「反射光
が、電機的ノイズをひらうのを防止しており、」とある
を「反射光が、電気的ノイズをびらうのを防止しており
、ｊと訂正する。 以上 （１） 明細書の第７頁第５行目に 「固定するもの

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）散乱光を集光するための円錐形の全反射面をもつ
   プリズムと放物面形状を持つレンズ面とを一体化しその
   光軸付近に感煙領域１３を形成する貫通孔１４を設けた
   受光トンネルレンズ１５と、この受光トンネルレンズ１
   ５の焦点位置付近に配設された受光素子６と、この感煙
   領域１３に対して受光光軸Ｚ＿１からはずれた位置から
   全反射面１７を通して光を照射する投光素子１０とを備
   えたことを特徴とする光電式煙感知器。