JPH05340873A - 光電式煙感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】投光手段や受光手段の個数を増加させることな
く、広範囲の監視空間を設定することができる光電式煙
感知器を提供する。 【構成】駆動部４１は、投光手段１と受光手段２とを設
けたケース６の向きを複数方向に選択的に設定する。投
光手段１から各方向に投光された検知光は、ケース６と
は別の場所に配置した反射体５１によって反射された後
に受光手段２に入射する。したがって、検知光を投光す
る各方向ごとに受光手段２を設ける必要がなく、投光手
段１と受光手段２とを一対設けるだけで監視空間を広く
設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光手段から室内空間
のような監視空間に検知光を投光し、監視空間を通過し
た検知光を受光手段に入射させ、受光手段で受光した検
知光の受光光量の減衰量に基づいて監視空間での煙の存
否を判断する光電式煙感知器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、室内空間のような広い空間を
監視空間として煙の存否を監視するために、検知光を監
視空間に投光する投光手段と、監視空間を通過した検知
光を受光する受光手段とを分離して別体に設けた分離型
と称する煙感知器が提供されている。すなわち、図６に
示すように、検知光を投光する投光手段１と、検知光を
受光する受光手段２とを監視空間を挟んで対向させて配
設し、監視空間に煙が存在するときに受光手段２での検
知光の受光光量が減少することを利用して煙の存否を判
定するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成では、投
光手段１と受光手段２とを離れた場所に対にして設ける
とともに、投光手段１と受光手段２との同期を取るため
の結線を必要とするものであるから、監視領域を広げよ
うとすれば配線の引回しが面倒である。また、一対の投
光手段１と受光手段２を用いるだけでは監視空間が一直
線上の光路上に限定されることになって、煙の検知確率
が低いものであるから、複数対の投光手段１と受光手段
２とを設ける必要があり、投光手段１および受光手段２
の個数が増加するという問題が生じる。

【０００４】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、投光手段や受光手段の個数を増加させること
なく、広範囲の監視空間を設定することができるように
した光電式煙感知器を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、監視空間に検知光を投光する
投光手段１と、監視空間を通過した検知光を受光する受
光手段２と、受光手段２で受光した検知光の受光光量の
減衰量に基づいて監視空間内の煙の存否を判断する判定
手段３と、投光手段１からの検知光の投光方向を既定さ
れた複数方向に順次設定する方向切換手段４と、方向切
換手段４により設定される各投光方向について投光手段
１からの検知光を反射して受光手段２に入射させる複数
個の反射手段５とを具備しているのである。

【０００６】請求項２の発明では、監視空間に検知光を
投光する投光手段１と、監視空間を通過した検知光を受
光する受光手段２と、受光手段２で受光した検知光の受
光光量の減衰量に基づいて監視空間内の煙の存否を判断
する判定手段３と、検知光を反射して受光手段２に入射
させる複数個の反射手段５とを具備し、一つの反射手段
に入射した投光手段からの検知光を反射して他の反射手
段５に入射させることによって検知光を複数回反射した
後に受光手段に到達させるのである。

【０００７】

【作用】請求項１の構成では、投光手段１からの検知光
の投光方向を方向切換手段４によって複数方向に選択的
に設定するから、検知光の投光方向を一方向に固定的に
設定していた従来構成に比較して監視空間を広げること
ができる。投光手段１から各方向に投光された検知光
は、反射手段５によって反射された後に受光手段２に入
射するのであり、検知光を投光する各方向ごとに受光手
段２を設ける必要がないから、投光手段１と受光手段２
とを一対設けるだけで監視空間を広く設定することがで
きる。

【０００８】請求項２の構成では、投光手段１からの検
知光を複数回反射した後に受光手段２に入射させるよう
に複数個の反射手段５を設けているのであって、投光手
段１から投光された検知光を一つの反射手段５で反射し
た後に他の反射手段５に入射し、検知光を次々に反射さ
せて検知光を受光手段２に入射させるから、反射手段５
を適宜配置すれば、投光手段１と受光手段２とを一対だ
け用いながらも検知光が通過する監視領域を広くとるこ
とができることになる。しかも、投光手段１、受光手段
２、反射手段５は位置を固定することができるのであ
り、可動部分がないから構成が簡単になる。また、設置
場所の形状に応じて各反射手段５を適宜配置することに
よって、投光手段１からの直接光が到達しないような場
所に検知光を回り込ませることができる。すなわち、投
光手段１と受光手段２とを一対だけ用いているにもかか
わらず、複雑な形状の監視空間であっても死角が形成さ
れるのを防止できるのである。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）図１（ｂ）に示すように、発光ダイオード
等の投光素子１１を備えた投光手段１と、フォトダイオ
ード等の受光素子２１を備えた受光手段２とが一つのケ
ース６に収納される。投光素子１１にはタイミング信号
発生回路１２から一定周期で発生するタイミング信号が
駆動回路１３を介して入力され、投光素子１１は間欠的
に発光する。投光素子１１から出力された光は投光光学
系１４を通して監視空間に対してビーム状の検知光とし
て投光される。投光素子１１の発光間隔はたとえば５秒
などと設定される。

【００１０】受光素子２１の出力は受光回路２２に入力
されて、増幅されるとともに、タイミング信号に同期し
て検知光に対応する出力のみが抽出され、受光回路２２
の出力は判定手段３である判定回路２３に入力されて監
視空間での煙の存否が判定され、判定回路２３では監視
空間に煙が存在すると判定すると検知信号を発生する。
すなわち、監視空間に煙が存在すると、煙が存在しない
場合に比較して、受光素子２１での検知光の受光光量が
減少するから、受光素子２１での受光光量が所定レベル
まで減少すれば、監視空間に煙が存在するものと判断す
るのである。また、投光素子１１の１回の発光に対して
受光光量が所定レベルまで減少しただけで煙が存在する
と判定すると誤報を生じる可能性が高いから、判定回路
２３では、受光光量が所定レベルまで減少したときに、
受光光量が所定レベル以下になる状態が投光素子１１の
３回の発光について連続して検出されて初めて検知信号
を発生する。受光素子２１への入射光は、受光光学系２
４を通して受光素子２１の受光面に収束される。ここ
に、受光光学系２４は光軸が投光光学系１４と略平行に
なるように配置される。また、誤報を防止するために
は、受光光量が所定レベル以下である状態を連続して検
出する回数が多いほどよいが、回数が多いほど検知信号
の発生までの時間が遅れるから、設置条件に応じて最適
な回数を選択すればよい。

【００１１】ケース６は、パルスモータなどからなる駆
動部４１によって駆動され、投光光学系１４と受光光学
系２４との光軸の方向を変えることができるようになっ
ている。駆動部４１は、ケース６を一つの回転軸の回り
に回転させることによって、光軸の方向が複数方向に設
定できるように制御される。また、図１（ａ）に示すよ
うに、回転軸を中心として一定の角度間隔αで光軸の方
向を設定可能とするように、駆動部４１は制御回路４２
によって制御されている。すなわち、駆動部４１および
制御回路４２によって方向切換手段４が構成される。角
度間隔αは必ずしも一定とする必要はなく、任意に設定
してもよい。

【００１２】制御回路４２によって設定される各方向に
は、投光光学系１４および受光光学系２４に対面する鏡
面を有した反射手段５である反射体５１がそれぞれ配設
される。すなわち、投光光学系１４を通して監視空間に
投光された検知光は、反射体５１によって反射された後
に受光光学系２４に入射するように反射体５１の鏡面の
向きが設定される。

【００１３】ところで、タイミング信号発生回路１２、
判定回路２３、制御回路４２はマイクロコンピュータを
用いて構成されており、駆動部４１の角度間隔αはメモ
リに設定されるようになっている。したがって、メモリ
の内容を書き換えることによって、監視空間の形状に応
じて角度間隔αを任意に設定することが可能になる。制
御回路４２はタイミング信号発生回路１２から発生する
タイミング信号および判定回路２３から発生する信号に
基づいて制御され、判定回路２３において受光光量が上
記所定レベル以下であることが検出されていないときに
は、投光素子１１の発光に同期させて光軸を各方向に順
次設定する。また、判定回路２３において受光光量が上
記所定レベル以下であることが検出されると、駆動部４
１によるケース６の回転を停止し、光軸を同じ方向に向
けた状態で、投光素子１１の３回の発光に対して受光素
子２１での受光光量が連続して所定レベル以下になるか
どうかを確認する。投光素子１１の３回の発光に対して
受光素子２１の受光光量が連続して所定レベル以下にな
るという条件が満たされれば判定回路２３から検知信号
が発生する。また、上記条件が満たされないときには、
投光素子１１の発光毎に光軸を順次設定する動作に復帰
する。

【００１４】すなわち、タイミング信号発生回路１２、
判定回路２３、制御回路４２を構成するマイクロコンピ
ュータは、図２に示すように動作する。ここでは、反射
体５１にそれぞれ１〜ｎまでの番号が付与されているも
のとして説明する。まず、反射体５１の番号を１に初期
化した後（ステップＳ１）、反射体５１の番号に対応す
る角度間隔αをメモリから読み出し（ステップＳ２）、
駆動部４１の回転軸を読み出した角度間隔αだけ回転さ
せる（ステップＳ３）。光軸が所望方向に設定される
と、次に、投光素子１１を発光させ（ステップＳ４）、
受光素子２１で受光した受光光量に基づいて煙（火災）
の存否を判定する（ステップＳ５）。受光光量が所定レ
ベル以下であって、火災レベルであると判定されると
（ステップＳ６）、同じ方向で複数回（実施例としては
３回）の連続処理を行い（ステップＳ７）、火災が発生
していると判定すると（ステップＳ８）、検知信号を発
生する（ステップＳ９）。また、火災レベルではないと
き（ステップＳ７）や、複数回の連続処理において火災
の発生と判定されないときには（ステップＳ８）、すべ
ての方向について処理を行ったかどうかを判定し（ステ
ップＳ１０）、途中であれば反射体５１の番号を１だけ
増やし（ステップＳ１１）、以後、ステップＳ２からス
テップＳ１０の処理を繰り返す。また、すべての方向に
ついて処理を行った後には、反射体５１の番号を１に戻
し（ステップＳ１２）、ステップＳ２からステップＳ１
０の処理を繰り返す。以上のようにして、各反射体５１
をスキャンしながら煙の存否によって火災が発生したか
どうかを判定するのである。

【００１５】上記構成では、一組の投光手段１と受光手
段２とを用いて、反射体５１の個数を増やせば監視領域
を容易に広げることができるのである。しかも、反射体
５１の位置を特定することによって、投光手段１と受光
手段２との間のどの光路上で煙が検出されたかを知るこ
とができるから、煙の存在場所の特定が比較的容易にで
きるのである。また、投光手段１と受光手段２とは一つ
のケース６に設けられているから、投光手段１と受光手
段２との間での光軸合わせはほとんど不要である。

【００１６】（実施例２）本実施例は、図３に示すよう
に、投光手段１から投光した検知光を、複数の反射体５
１で順に反射した後に、受光手段２に入射させるように
したものである。したがって、実施例１における駆動部
４１、制御回路４２は本実施例では省略され、ケース６
は定位置に固定されている。各反射体５１のうちの一つ
は、投光手段１からの検知光が直接入射されて、他の反
射体５１に検知光を反射するように配置される。また、
各反射体５１のうちの他の一つは、他の反射体５１より
入射した検知光を受光手段２に対して直接入射させるよ
うに配置される。残りの反射体５１は、他の反射体５１
から入射した検知光を別の反射体５１に反射するように
配置される。したがって、投光手段１から投光された検
知光は複数の反射体５１によって次々に複数回反射され
た後に、受光手段２に入射することになる。

【００１７】このような構成によって、検知光の光路を
網目状に形成することが可能になり、監視空間を広く設
定することが可能になるのである。また、監視空間内に
柱７のような遮光する部材が存在している場合に、その
部材を避けるように光路を設定することが可能になり、
死角が少なくなるのである。しかも、監視空間に対して
検知光をいろいろな方向から照射することができるか
ら、煙を検知する確率が高くなるのである。

【００１８】ところで、上記構成では、反射体５１の個
数が多くなると、投光手段１から受光手段２までの光路
が長くなって受光手段２では十分な受光光量が得られな
くなるという問題が生じることがある。そこで、一つの
反射体５１から入射した検知光を増幅した後に他の反射
体５１に対して送出するように構成した中継器８を光路
上に配設している。中継器８は、図４に示すように、フ
ォトダイオードのような受光素子８１と、発光ダイオー
ドのような投光素子８２と、受光素子８１に入射した光
のうち検知光を分離して増幅する受光回路８３と、受光
回路８３の出力に基づいて後述する処理を行うマイクロ
コンピュータよりなる演算制御回路８４とを備える。投
光素子８２は受光回路８３で増幅された信号により駆動
されて検知光に相当する出力光を発生するものであっ
て、演算制御回路８４により発光状態が制御される。受
光素子８１には受光光学系８６を通して検知光が収束さ
れ、投光素子８２は投光光学系８５を通してビームを出
力する。

【００１９】演算制御回路８４にはメモリが設けられ、
受光素子８１において検知光を正常に受光しているとき
には、メモリに格納された倍率で受光光量に対する発光
光量を決定し、投光素子８２を発光させる。この倍率は
受光光量に対応するようにメモリに設定されている。ま
た、演算制御回路８４では、投光手段１から中継器８に
至る光路上の反射体５１に異常が生じて検知光が受光素
子８１に入射しなくなった場合には（煙の存在による検
知光の受光光量の減少とは変化パターンが異なることな
どを利用して識別する）、投光手段１と同程度の発光光
量で発光素子８２を一定時間間隔で間欠的に発光させ
る。したがって、投光手段１から中継器８に至る光路上
の反射体５１に異常が生じて中継器８に検知光が入射し
ない場合であっても、受光手段２に検知光を入射させる
ことが可能になる。たとえば、投光手段１と受光手段２
との間の光路長の半分の位置に中継器８を配置している
とすれば、光路長は半分になって煙を検知する確率が低
下するものの、煙が検知できなくなるという事態は回避
することができる。

【００２０】ここにおいて、中継器８では、図５（ａ）
に示すように、検知光に相当する出力光Ｐを発生すると
ともに、各出力光の間のタイムスロットにおいて、倍率
を示す８ビットの倍率データＴＭと、投光手段１から中
継器８に至るまでの光路上での反射体５１の異常の有無
を示す１ビットの異常データＡＮと、２ビットのパリテ
ィビットＰＢとを受信手段２に伝送するようになってい
る。投光手段１から中継器８に至る光路上での異常がな
い正常時には、図５（ｂ）に示すように、出力光Ｐを所
定倍率に設定し、倍率データＴＭにより倍率を示し、異
常データＡＮは正常を示して０になる。また、異常時に
は、図５（ｃ）に示すように、出力光Ｐを投光素子１の
発光光量になるように設定し、このときには倍率データ
ＴＭは０になり、異常データＡＮは異常を示して１にな
る。

【００２１】一方、判定回路２３では、倍率データＴ
Ｍ、異常データＡＮ、パリティビットＰＢを受けて判定
に用いる。すなわち、倍率データＴＭを用いて演算すれ
ば、投光手段１の発光光量と受光手段２の受光光量との
比率を求めることができ、煙の存否を確実に判定できる
ことになる。また、異常データＡＮによって投光手段１
から中継器８までの光路上での反射体５１の異常を知る
ことができ、異常に対する信号を発生すれば、反射体５
１の異常に迅速に対処することが可能になる。他の構成
は実施例１と同様である。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明は、投光手段からの検知
光の投光方向を既定された複数方向に順次設定し、各投
光方向について投光手段からの検知光を反射して受光手
段に入射させる複数個の反射手段を設けているので、反
射手段の個数分だけ検知領域を広げることができるとい
う利点がある。しかも、投光手段と受光手段とを一組だ
け用いて反射手段の個数を増やすだけで検知領域を広げ
ることができるという効果を奏する。また、設置条件に
応じて反射手段の位置や個数を選択すればよく、設置条
件に応じた施工が容易であり、しかも、監視空間が広い
場合でも反射手段を増設すればよいだけであるから、監
視空間が広い場合でもコスト増を抑制できるという利点
がある。

【００２３】請求項２の発明は、一つの反射手段に入射
した投光手段からの検知光を反射して他の反射手段に入
射させることによって検知光を複数回反射した後に受光
手段に到達させるので、請求項１の発明と同様に一組の
投光手段と受光手段とを設けて反射手段の個数を増やす
だけで検知領域を広げることができるという効果があ
る。しかも、検知光を監視空間に対していろいろな方向
から投光することができるから、煙を確実に検知できる
という利点がある。また、反射手段の配置位置を適宜設
定することによって障害物を回避して監視領域を設定し
たり、曲がりのある廊下や階段などの複雑な形状の監視
領域に対応することが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示し、（ａ）は設置例を示す説明
図、（ｂ）はブロック回路図である。

【図２】実施例１の動作説明図である。

【図３】実施例２の設置例を示す説明図である。

【図４】実施例２のブロック回路図である。

【図５】実施例２の動作説明図である。

【図６】従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 投光手段 ２ 受光手段 ３ 判定手段 ４ 方向切換手段 ５ 反射手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視空間に検知光を投光する投光手段
   と、監視空間を通過した検知光を受光する受光手段と、
   受光手段で受光した検知光の受光光量の減衰量に基づい
   て監視空間内の煙の存否を判断する判定手段と、投光手
   段からの検知光の投光方向を既定された複数方向に順次
   設定する方向切換手段と、方向切換手段により設定され
   る各投光方向について投光手段からの検知光を反射して
   受光手段に入射させる複数個の反射手段とを具備して成
   ることを特徴とする光電式煙感知器。
2. 【請求項２】 監視空間に検知光を投光する投光手段
   と、監視空間を通過した検知光を受光する受光手段と、
   受光手段で受光した検知光の受光光量の減衰量に基づい
   て監視空間内の煙の存否を判断する判定手段と、検知光
   を反射して受光手段に入射させる複数個の反射手段とを
   具備し、一つの反射手段に入射した投光手段からの検知
   光を反射して他の反射手段に入射させることによって検
   知光を複数回反射した後に受光手段に到達させることを
   特徴とする光電式煙感知器。