JPH10334361A - Flood device for photoelectric smoke sensor - Google Patents
Flood device for photoelectric smoke sensorInfo
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- JPH10334361A JPH10334361A JP13966697A JP13966697A JPH10334361A JP H10334361 A JPH10334361 A JP H10334361A JP 13966697 A JP13966697 A JP 13966697A JP 13966697 A JP13966697 A JP 13966697A JP H10334361 A JPH10334361 A JP H10334361A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、監視空間にビーム
光を照射し、監視空間に流入した煙による光の減衰に基
づき火災を検出する光電式煙感知器の投光装置に関し、
特に、ビーム光の強度分布を均一化してビーム像のパタ
ーン形状を任意に設定できるようにした光電式煙感知器
の投光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device of a photoelectric smoke detector for irradiating a monitoring space with a light beam and detecting a fire based on attenuation of light caused by smoke flowing into the monitoring space.
In particular, the present invention relates to a light emitting device for a photoelectric smoke sensor, which can uniformly set an intensity distribution of a light beam and can arbitrarily set a pattern shape of a beam image.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、広いエリアで火災監視を行う反射
型の煙感知器にあっては、投光装置と受光装置を備えた
感知器本体に対し、所定の監視距離例えば数十メートル
程度の監視距離を介して反射板を対向配置し、監視空間
に流入した煙による投光装置からの光の減衰に基づく受
光出力の減衰によって火災を検出している。2. Description of the Related Art Conventionally, in a reflection type smoke detector for monitoring a fire in a large area, a predetermined monitoring distance, for example, about several tens of meters, is required for a detector body having a light emitting device and a light receiving device. Reflectors are disposed opposite to each other with a monitoring distance therebetween, and a fire is detected by the attenuation of the received light output based on the attenuation of light from the light emitting device due to smoke flowing into the monitoring space.
【0003】この場合、投光装置には発光素子として例
えば近赤外線LEDを使用しており、近赤外線LEDか
らの光を集光レンズで絞ってビーム光とし、このビーム
光を所定の監視距離を介して対向配置した反射板に照射
して反射させ、受光装置に入射させて監視空間に流入し
た煙による光の減衰から火災を検出している。In this case, for example, a near-infrared LED is used as a light-emitting element in the light projecting device, and light from the near-infrared LED is focused by a condenser lens to form a beam, and this beam is set to a predetermined monitoring distance. A fire is detected from the attenuation of light caused by smoke flowing into the monitoring space by irradiating the light to a reflecting plate which is opposed to the light receiving plate through the light receiving device.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このような反射型煙感
知器の投光装置にあっては、近赤外線LEDからの光を
集光レンズで平行なビーム光に変換して監視空間に照射
しているが、投光装置からのビーム光は反射板との間を
往復して受光装置に入射するが、例えば投光装置と反射
板の監視距離が40メートルといった長い距離であった
とすると、ビーム光の拡散により反射板の位置に届く時
にビーム像は大きく広がっており、同じように、反射板
で反射された光も受光装置に戻った時には、大きく拡散
しており、投光エネルギの内、受光装置で検出できるエ
ネルギはわずかである。In such a light emitting device of a reflection type smoke detector, light from a near-infrared LED is converted into a parallel light beam by a condensing lens and irradiated to a monitoring space. However, the beam light from the light emitting device reciprocates between the reflecting plate and enters the light receiving device. For example, if the monitoring distance between the light emitting device and the reflecting plate is as long as 40 meters, the beam The beam image spreads greatly when it reaches the position of the reflector due to the diffusion of light. Similarly, when the light reflected by the reflector returns to the light receiving device, the beam image is greatly diffused. The energy that can be detected by the light receiving device is small.
【0005】また建物の側壁などには、機器設置後も、
わずかな経時歪みが起こることが報告されている。もし
ビーム断面の光強度分布が不均一であると、例えばこの
側壁の歪みによって光強度の弱い部分が反射板に入射す
る位置になったとき、煙が存在しないときの受光信号が
微弱となり、十分なS/N比が得られず、また監視可能
な最大距離が短くなってしまう問題があり、ビーム光の
光軸に直向する断面での光強度の分布を可能な限り均一
にすることが望ましい。[0005] In addition, even after the equipment is installed on the side wall of the building,
It has been reported that slight temporal distortion occurs. If the light intensity distribution of the beam cross section is non-uniform, for example, when the portion with low light intensity comes to the position where it enters the reflector due to the distortion of the side wall, the light receiving signal when there is no smoke becomes weak, and And the maximum distance that can be monitored becomes short, and it is necessary to make the distribution of the light intensity as uniform as possible in a cross section that is perpendicular to the optical axis of the light beam. desirable.
【0006】このビーム光の強度分布が不均一となる問
題を解決するため、例えば図9のような投光器がある
(特開平5−79979号)。図9において、投光器に
設けた発光ダイオード105からの光は結像レンズ10
4で導波路103に導入され、導波路103内を伝搬さ
せることによってエネルギ分布が均一化され、導波路1
03の端面からの出射光を投光レンズ102によって遠
くに結像している。In order to solve the problem that the intensity distribution of the light beam becomes non-uniform, there is a light projector as shown in FIG. 9 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-79979). In FIG. 9, light from a light emitting diode 105 provided in a light projector is
4, is introduced into the waveguide 103, and is propagated in the waveguide 103 so that the energy distribution is made uniform.
The light emitted from the end surface of No. 03 is imaged far by the light projecting lens 102.
【0007】しかしながら、このような投光ビームのエ
ネルギ分布を均一化する投光器構造にあっては、発光ダ
イオードの前方に結像レンズ、導波路及び投光レンズを
配置しなければならず、均一化のための光学系が比較的
複雑となり、光軸方向の寸法も大きくなって投光器が大
型化する難点がある。一方、反射型煙感知器にあって
は、例えば天井に近い位置に設置したような場合、監視
空間の光軸近くに梁等の障害物が存在してどうしても避
けられない場合がある。このような場合、投光装置から
のビーム光の一部が梁等の障害物で反射して受光装置に
入射することがある。However, in such a projector structure for making the energy distribution of the light beam uniform, an image forming lens, a waveguide and a light projecting lens must be arranged in front of the light emitting diode. However, there is a problem in that the optical system for this is relatively complicated, the dimension in the direction of the optical axis becomes large, and the projector becomes large. On the other hand, when the reflection type smoke detector is installed at a position close to the ceiling, for example, there are cases where obstacles such as beams exist near the optical axis of the monitoring space and cannot be avoided. In such a case, a part of the light beam from the light projecting device may be reflected by an obstacle such as a beam and enter the light receiving device.
【0008】反射型煙感知器は、所定の監視距離に反射
板を設置してその反射光を受光することを前提に、定常
監視状態での受光レベルと監視空間に流入した煙の濃度
に応じた受光レベルとの関係、即ち検出感度を装置設置
時に設定している。しかし、監視空間の障害物等より反
射板からの反射光以外の光が入射すると、反射型煙感知
器の検出原理そのものが損われ、検出機能が失われてし
まうという本質的な問題があった。[0008] The reflection type smoke detector is based on the premise that a reflection plate is installed at a predetermined monitoring distance and the reflected light is received, according to the light receiving level in a steady monitoring state and the concentration of smoke flowing into the monitoring space. The relationship with the received light level, that is, the detection sensitivity is set when the apparatus is installed. However, if light other than the light reflected from the reflector is incident from an obstacle in the monitoring space, the detection principle of the reflection type smoke detector itself is damaged, and there is an essential problem that the detection function is lost. .
【0009】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、発光ダイオードからのビーム光を簡
単な光学構造によりビーム端面方向で均一化して、ビー
ム断面方向のパターン形状を必要に応じて任意の形状に
設定して障害物での反射を回避できるようにした光電式
煙感知器の投光装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a conventional problem, and requires a light beam from a light-emitting diode to be uniform in the direction of a beam end face by a simple optical structure so that a pattern shape in a beam cross-sectional direction is required. It is an object of the present invention to provide a light emitting device of a photoelectric smoke detector which can be set to an arbitrary shape according to the above condition so that reflection at an obstacle can be avoided.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。まず本発明は、監視空間
にビーム光を照射し、監視空間に流入した煙により減衰
するビーム光を受光して火災を検出する光電式煙感知器
の投光装置を提供する。In order to achieve this object, the present invention is configured as follows. First, the present invention provides a light emitting device of a photoelectric smoke detector that irradiates a monitoring space with a light beam, receives a light beam attenuated by smoke flowing into the monitoring space, and detects a fire.
【0011】この投光装置として本発明にあっては、光
軸方向に発光ダイオードと集光レンズを配置した基本構
造をもつ。本発明で使用する発光ダイオードは、本体ベ
ースの片側に先端レンズを一体に備えた円筒形のカバー
を装着すると共に、カバー内の所定位置に本体ベースに
貫通したリード線から引き出されたボンディングワイヤ
により電気的に接続され、更に発光チップの背後にリフ
レクタを配置している。In the present invention, the light projecting device has a basic structure in which a light emitting diode and a condenser lens are arranged in the optical axis direction. The light emitting diode used in the present invention has a cylindrical cover integrally provided with a tip lens on one side of the main body base, and a bonding wire pulled out from a lead wire penetrating the main body base at a predetermined position in the cover. It is electrically connected, and a reflector is arranged behind the light emitting chip.
【0012】このような構造の発光タイオードにつき本
発明にあっては、発光チップを第1光源とし、発光素子
の背後のリフレクタにより前方に反射された光がカバー
先端の先端レンズに入射する位置を仮想的な第2光源と
し、集光レンズの焦点を第2光源を外れた位置又は第2
光源の位置となるように配置し、更に、発光ダイオード
のカバーの先端レンズに所定形状の開口部を形成するマ
スク部材を装着したことを特徴とする。According to the present invention, the light emitting diode having the above structure has the light emitting chip as the first light source and determines the position where the light reflected forward by the reflector behind the light emitting element is incident on the tip lens at the tip of the cover. As a virtual second light source, the focal point of the condenser lens is set at a position outside the second light source or at a second position.
It is characterized in that it is arranged so as to be located at the position of the light source, and that a mask member for forming an opening of a predetermined shape is attached to the tip lens of the cover of the light emitting diode.
【0013】このような発光ダイオードにおける第2光
源を外した位置又は第2光源の位置を集光レンズの焦点
とするように配置することで、チップ前面で発光され先
端レンズの主に中心部から出射される光をぼかすこと
で、チップ側面及び背面で発光されリクレクタによって
反射され主に先端レンズの周辺部から出射される光と合
成し、この合成光の光軸に直向するビーム断面での光強
度分布(エネルギ強度分布)を均一化することができ
る。By arranging the position where the second light source is removed or the position of the second light source in such a light emitting diode as the focal point of the condenser lens, light is emitted from the front surface of the chip and mainly from the center of the tip lens. By blurring the emitted light, the light is emitted on the side and back surfaces of the chip, is reflected by the reflector, and is mainly combined with the light emitted from the periphery of the tip lens. The light intensity distribution (energy intensity distribution) can be made uniform.
【0014】そして、マスク部材を発光ダイオードのカ
バー先端に密着して装着することで、ビーム像のパター
ンを開口形状に応じて任意の形状とすることができ、監
視空間に梁等の障害物が存在して避けられないような場
合であっても、障害物にビーム光が当らないようにビー
ム光の一部を除くことが簡単にでき、障害物による反射
光の受光で検出機能が失われるという本質的な問題を解
消できる。By mounting the mask member in close contact with the tip of the light-emitting diode cover, the beam image pattern can be formed in an arbitrary shape according to the opening shape, and obstacles such as beams are obstructed in the monitoring space. Even if it is unavoidable to exist, a part of the light beam can be easily removed so that the light beam does not hit the obstacle, and the detection function is lost by receiving the reflected light from the obstacle. The essential problem that can be solved.
【0015】このマスク部材は、円形穴、ピンホール、
一部を切り欠いたピンホール、又は所定方向を長手方向
とするスリット等を開口部として備えている。また集光
レンズの焦点は、例えば第2光源とLEDカバー先端の
レンズ頭頂部との間となるように配置する。また集光レ
ンズの焦点を、選んだLEDの特性に合せて第2光源を
貫通して接続しているボンディングワイヤの屈曲先端位
置までの間となるように配置してもよい。This mask member has a circular hole, a pinhole,
A pinhole partially cut out, a slit having a longitudinal direction in a predetermined direction, or the like is provided as an opening. The focal point of the condenser lens is arranged, for example, between the second light source and the top of the lens at the tip of the LED cover. Further, the focal point of the condenser lens may be arranged so as to be located between the bending tip positions of the bonding wires connected through the second light source in accordance with the characteristics of the selected LED.
【0016】更に、本発明の投光装置は、投光装置と受
光装置を備えた感知器本体に対し所定の監視距離の監視
空間を介して投光装置からの光を受光装置に反射する反
射部材を配置した反射型の煙検出構造を備えた光電式煙
感知器での使用を対象とする。勿論、反射板を使用せず
に投光装置と受光装置を監視空間を介して対向配置した
減光式分離型煙感知器で使用してもよい。Further, according to the light emitting device of the present invention, there is provided a reflector for reflecting light from the light emitting device to the light receiving device via a monitoring space of a predetermined monitoring distance with respect to the sensor body having the light emitting device and the light receiving device. It is intended for use in a photoelectric smoke detector having a reflection type smoke detection structure in which members are arranged. As a matter of course, the light emitting device and the light receiving device may be used in a dimming type separated smoke detector in which the light projecting device and the light receiving device are opposed to each other via the monitoring space without using the reflector.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1は本発明の投光装置が使用さ
れる光電式煙感知器の説明図である。図1において、光
電式煙感知器の感知器本体24には、投光装置25と受
光装置26が設けられ、この感知器本体24に対し所定
の監視距離、例えば40メートルの監視距離Lを介して
反射板27が対向配置される。投光装置25は例えば近
赤外線LEDなどの発光ダイオード1と集光レンズ2を
備え、発光ダイオード1を間欠的に発光駆動し、発光ダ
イオード1からの光を集光して平行なビーム光に変換し
て出力する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view of a photoelectric smoke detector using a light projecting device of the present invention. In FIG. 1, a light emitting device 25 and a light receiving device 26 are provided in a sensor main body 24 of a photoelectric smoke detector, and a predetermined monitoring distance, for example, a monitoring distance L of 40 meters, is provided for the sensor main body 24. Thus, the reflection plate 27 is arranged to be opposed. The light projecting device 25 includes, for example, a light-emitting diode 1 such as a near-infrared LED and a condenser lens 2, drives the light-emitting diode 1 intermittently to emit light, condenses the light from the light-emitting diode 1, and converts the light into a parallel light beam. And output.
【0018】投光装置25からのビーム光は反射板27
で反射され、破線のように感知器本体24の受光装置2
6に戻される。反射板27としては、入射光を高効率で
入射方向と同一方向に反射する再帰型反射板(リフレッ
クス・リフレクタ)が使用される。受光装置26には、
集光レンズ28とフォトダイオード等の受光素子29が
設けられている。The light beam from the light projecting device 25 is reflected by a reflection plate 27.
And the light receiving device 2 of the sensor main body 24 as indicated by the broken line.
Returned to 6. As the reflection plate 27, a recursive reflection plate (reflex reflector) that reflects incident light with high efficiency in the same direction as the incident direction is used. In the light receiving device 26,
A condenser lens 28 and a light receiving element 29 such as a photodiode are provided.
【0019】図2は図1の感知器本体24に設けた投光
装置25の投光光学系を取り出している。尚、発光タイ
オードに装着するマスク装置は後述する図7で明かにす
る。投光光学系は光軸3の方向に発光ダイオード1と集
光レンズ2を配置しており、発光ダイオード1からの光
を集光レンズ2で集光して平行ビームに変換して出射し
ている。発光ダイオード1としては例えばピーク発光波
長が870nmとなる近赤外線発光ダイオードが使用さ
れ、例えば沖電気製OLD2603H等を使用すること
ができる。FIG. 2 shows the light projecting optical system of the light projecting device 25 provided in the sensor main body 24 of FIG. The mask device mounted on the light emitting diode will be clarified in FIG. 7 described later. The light projecting optical system has a light emitting diode 1 and a condensing lens 2 arranged in the direction of the optical axis 3. Light from the light emitting diode 1 is condensed by the condensing lens 2, converted into a parallel beam, and emitted. I have. As the light emitting diode 1, for example, a near-infrared light emitting diode having a peak emission wavelength of 870 nm is used, and for example, OLD2603H manufactured by Oki Electric Co., Ltd. can be used.
【0020】この近赤外線の発光ダイオード1は、リー
ド線11を外部に取り出した本体ベース9の片側にカバ
ー4を装着した密封構造をもち、カバー4の先端は先端
レンズ5となっている。カバー4の内部には、本体ベー
ス9に貫通したリード線から引き出されたボンディング
ワイヤ8によって電気的に接続されるLEDチップ6が
支持されている。The near-infrared light emitting diode 1 has a hermetically sealed structure in which a cover 4 is mounted on one side of a main body base 9 from which a lead wire 11 is taken out. Inside the cover 4, an LED chip 6 electrically connected by a bonding wire 8 drawn from a lead wire penetrating the main body base 9 is supported.
【0021】LEDチップ6を電流駆動により発光させ
ると、チップの両面及び側面から光を出射する。LED
チップ6の背後にはリフレクタ7(リード線の一部を加
工してできている)が配置され、LEDチップ6の側面
及び裏面からの光を反射して前方に出射するようにして
いる。このため発光ダイオード1からは、光軸3を通る
中心部分については主にLEDチップ6前面からの直接
光による光が出射され、その周囲からは主にリフレクタ
7で反射されたLEDチップ6の側面及び裏面から出た
光が出射されることになる。When the LED chip 6 emits light by current driving, light is emitted from both sides and side surfaces of the chip. LED
A reflector 7 (made by processing a part of a lead wire) is arranged behind the chip 6 so as to reflect light from the side surface and the back surface of the LED chip 6 and emit the light forward. For this reason, the light from the light emitting diode 1 is mainly emitted by the direct light from the front surface of the LED chip 6 in the central portion passing through the optical axis 3, and the side of the LED chip 6 reflected mainly by the reflector 7 from the periphery thereof And light emitted from the back surface is emitted.
【0022】このように発光ダイオード1からはLED
チップ6前面からの光とリフレクタ7で反射されたLE
Dチップ6の側面及び裏側から出た光の2つの合成光が
出射される。このため集光レンズ2側から発光ダイオー
ド1を見ると、直接光を出すLEDチップ6が第1光源
となり、これにLEDチップ6の側面及び裏面から出て
リフレクタ7により反射されて先端レンズ5にドーナツ
状に入射して出射される仮想的な光源を第2光源10と
見做すことができる。As described above, the light emitting diode 1
Light from the front of the chip 6 and LE reflected by the reflector 7
Two combined lights of light emitted from the side surface and the back side of the D chip 6 are emitted. Therefore, when the light-emitting diode 1 is viewed from the condenser lens 2 side, the LED chip 6 that directly emits light serves as a first light source, and the LED chip 6 exits from the side and back surfaces of the LED chip 6 and is reflected by the reflector 7 to the tip lens 5. A virtual light source that is incident and emitted in a donut shape can be regarded as the second light source 10.
【0023】ここで発光ダイオード1のカバー4におけ
る先端レンズ5の頂部をP1、リフレクタ7による反射
光による仮想的な第2光源10の位置をP2とすると、
集光レンズ2の焦点Fが第2光源10又はその近傍の位
置となるように発光ダイオード1に対し集光レンズ2を
配置する。例えば図2の実施形態にあっては、集光レン
ズ2の焦点距離をfとすると、その焦点Fが集光レンズ
2からカバーの先端レンズ5の頂部P1までの距離d1
よりLED内部側で第2光源10の位置P2までの距離
d2の手前となるように、即ちP1−P2の間に焦点F
が位置するように、集光レンズ2を配置している。Here, assuming that the top of the tip lens 5 in the cover 4 of the light emitting diode 1 is P1 and the position of the virtual second light source 10 due to the light reflected by the reflector 7 is P2.
The condenser lens 2 is arranged with respect to the light emitting diode 1 so that the focal point F of the condenser lens 2 is located at or near the second light source 10. For example, in the embodiment of FIG. 2, if the focal length of the condenser lens 2 is f, the focal point F is the distance d1 from the condenser lens 2 to the top P1 of the tip lens 5 of the cover.
The focus F is set so as to be closer to the distance d2 to the position P2 of the second light source 10 on the inner side of the LED, that is, between P1 and P2.
The condenser lens 2 is arranged so that is located.
【0024】また集光レンズ2は第2光源10の位置又
はその近傍の位置となるように焦点Fを設定すればよい
ことから、他の実施形態にあっては、選んだLEDの特
性に合せて第2光源10の位置P2とLEDチップ6と
の間に設置してもよい。この場合、LEDチップ6は本
体ベース9を貫通したリード線から釣針状に引き出した
ボンディングワイヤ8に電気的に接続されており、ボン
ディングワイヤ8の屈曲部はLEDチップ6より前方に
位置しており、集光レンズ2からボンディングワイヤ8
の屈曲先端部までの距離をd3とすると、焦点距離fが
距離d3を越えない範囲、即ち焦点Fがボンディングワ
イヤ8の屈曲先端より前方にずれた位置となるように、
集光レンズ2を配置する。The focal point F of the condenser lens 2 may be set so as to be at the position of the second light source 10 or a position in the vicinity thereof. Alternatively, it may be installed between the position P2 of the second light source 10 and the LED chip 6. In this case, the LED chip 6 is electrically connected to a bonding wire 8 pulled out like a hook from a lead wire passing through the main body base 9, and the bent portion of the bonding wire 8 is located forward of the LED chip 6. From the condenser lens 2 to the bonding wire 8
Assuming that the distance to the bending end of the bonding wire is d3, the focal length f does not exceed the distance d3, that is, the focal point F is located at a position shifted forward from the bending end of the bonding wire 8.
The condenser lens 2 is arranged.
【0025】このような発光ダイオード1に対する集光
レンズ2の焦点Fの配置は、第1光源としてのLEDチ
ップ6から先端レンズ5を貫通してくる光とリフレクタ
7で反射された仮想的な第2光源10から先端レンズ5
を貫通してくる光を集光レンズ2で集光し、その結果で
きた合成光の強度分布を均一化させるためである。即
ち、集光レンズ2の焦点Fを発光ダイオード1のLED
チップ6の表面に一致させると、ビーム光の像はLED
チップ6の発光面の明暗に応じた形状を結像することと
なり、通常、LEDチップ6の発光面には十字形に電極
が配置されており、この電極部分が発光していないこと
から、電極部分で光量が欠落した不均一な部分となる。The arrangement of the focal point F of the condenser lens 2 with respect to the light emitting diode 1 depends on the light penetrating the tip lens 5 from the LED chip 6 as the first light source and the virtual second light reflected by the reflector 7. 2 Light source 10 to tip lens 5
Is condensed by the condenser lens 2 to make the intensity distribution of the resultant light uniform. That is, the focal point F of the condenser lens 2 is set to the LED of the light emitting diode 1
When matched to the surface of the chip 6, the image of the light beam is LED
An image is formed in a shape corresponding to the brightness of the light emitting surface of the chip 6. Usually, electrodes are arranged in a cross shape on the light emitting surface of the LED chip 6, and since this electrode portion does not emit light, the electrode A non-uniform portion where the light amount is missing in the portion.
【0026】またボンディングワイヤ8の先端に集光レ
ンズ2の焦点Fを合わせると、ボンディングワイヤ8の
部分は後方からの光を妨げて光が抜けた部分となり、ボ
ンディングワイヤ8の影が結像され、これによってビー
ム像の不均一が起きている。先端レンズ5の頂部P1よ
り前方に焦点Fを設定すると、第1光源としてのLED
チップ6及びリフレクタ7の反射光による第2光源10
からの距離が遠くなりすぎ、2つの光源からの光が拡散
しすぎて集光性能が低下し、これが不均一化を起こすこ
とになる。When the focal point F of the condenser lens 2 is adjusted to the tip of the bonding wire 8, the portion of the bonding wire 8 becomes a portion from which light from the rear is obstructed and light escapes, and a shadow of the bonding wire 8 is formed. This causes a non-uniform beam image. When the focal point F is set ahead of the top P1 of the tip lens 5, an LED as the first light source
Second light source 10 by reflected light of chip 6 and reflector 7
The light from the two light sources is too diffused, and the light-collecting performance is reduced, which causes non-uniformity.
【0027】このような理由から本発明にあっては、集
光レンズ2の焦点Fが図2のようにカバーレンズの先端
P1からリフレクタ7の反射光によるレンズ基部の第2
光源10までの位置P2の間、あるいは第2光源10の
位置P2からLEDチップ6を支持しているボンディン
グワイヤ8の屈曲した先端までの間のいずれかの範囲に
設定する。更に第2光源の位置に焦点Fをもってきても
よい。For this reason, according to the present invention, the focal point F of the condenser lens 2 is adjusted such that the focal point F of the second lens base of the lens base by the reflected light of the reflector 7 from the tip P1 of the cover lens as shown in FIG.
The distance is set to any range between the position P2 to the light source 10 and the range from the position P2 of the second light source 10 to the bent tip of the bonding wire 8 supporting the LED chip 6. Further, the focal point F may be set at the position of the second light source.
【0028】図3(A)は図2の発光ダイオード1から
の光を集光レンズ2で集光しない場合の強度分布であ
り、図3(B)は集光レンズ2で集光し、均一化された
場合の強度分布である。図3(A)の場合、LEDチッ
プ6から出射される光は、チップ前面で発光され、先端
レンズ5を透過して出射される光の強度分布12と、チ
ップ側面及び背面で発光され、リクレクタ7によって反
射され、先端レンズ5を透過して出射される光の強度分
布13の分布を合成した光の強度分布14のようになる
が、一般には光強度分布12の方が光強度分布13より
強い。FIG. 3A shows the intensity distribution when the light from the light emitting diode 1 in FIG. 2 is not condensed by the condenser lens 2, and FIG. It is an intensity distribution in the case of being converted. In the case of FIG. 3A, the light emitted from the LED chip 6 is emitted on the front surface of the chip, and the intensity distribution 12 of the light emitted through the front lens 5 and emitted on the side and back surfaces of the chip. The light intensity distribution 12 is obtained by combining the distribution of the intensity distribution 13 of the light reflected by the light 7 and emitted through the tip lens 5, but the light intensity distribution 12 is generally higher than the light intensity distribution 13. strong.
【0029】この光の強度分布12は、光軸3方向にピ
ーク状態に増加しているが、先端にLEDチップ6の電
極面に設けている電極による発光量の少ない部分による
窪みが形成されている。そこで光の強度分布12、13
の合成強度分布を均一化するためには、発光ダイオード
1の前方に図3(B)のように集光レンズ2を配置し、
集光レンズ2の焦点Fを、強度分布12の光をぼかし、
強度分布13の光を極力ぼかさない位置とする。Although the light intensity distribution 12 increases in a peak state in the direction of the optical axis 3, a depression is formed at the tip due to a portion of the electrode provided on the electrode surface of the LED chip 6 which emits a small amount of light. I have. Therefore, the light intensity distributions 12 and 13
In order to make the combined intensity distribution uniform, a condenser lens 2 is arranged in front of the light emitting diode 1 as shown in FIG.
The focus F of the condenser lens 2 is blurred by the light of the intensity distribution 12,
The position where the light of the intensity distribution 13 is not blurred as much as possible.
【0030】強度分布12の光は、発光ダイオード1の
先端レンズ5の比較的中心となる部分(頂部)から、そ
の主たる成分を出射しており、また強度分布13の光
は、比較的外周部からドーナツ状に、その主たる成分を
出射している。発光タイオード1の先端レンズ5は曲率
をもっていることから、その頂点部と外周部では、集光
レンズ2からの距離が異なり、従って、光源としての位
置が異なることになる。The light having the intensity distribution 12 emits its main component from a relatively central portion (top) of the front end lens 5 of the light emitting diode 1, and the light having the intensity distribution 13 has a relatively outer peripheral portion. , The main component is emitted in the form of a donut. Since the tip lens 5 of the light emitting diode 1 has a curvature, the distance from the condensing lens 2 is different between the apex and the outer periphery, and accordingly, the position as the light source is different.
【0031】本発明では、集光レンズ2の焦点Fを、強
度分布12の光をぼかして強度分布15の光とし、強度
分布13の光を集光して強度分布16の光とし、この強
度分布15,16の光を合成した合成光の強度分布を強
度分布17のように均一化する位置とする。この場合、
もし強度分布12より強度分布13の方が高い強度であ
った場合には、光レンズ2の焦点Fの位置を、逆に強度
分布13の光をぼかして合成分布が均一になる位置とす
る。即ち、焦点FがLED先端レンズ頂部より前方とな
る。According to the present invention, the focal point F of the condenser lens 2 is changed to a light having an intensity distribution 15 by blurring the light having an intensity distribution 12 and a light having an intensity distribution 16 by condensing light having an intensity distribution 13. The intensity distribution of the combined light obtained by combining the light of the distributions 15 and 16 is set as a position where the intensity distribution is made uniform like the intensity distribution 17. in this case,
If the intensity distribution 13 has a higher intensity than the intensity distribution 12, the position of the focal point F of the optical lens 2 is set to a position where the light of the intensity distribution 13 is blurred and the combined distribution becomes uniform. That is, the focal point F is in front of the top of the LED tip lens.
【0032】ここで、図3における発光ダイオード1の
2つの光源からの出射成分の強度分布はLEDごとに異
なっており、実際に集光レンズ2の焦点Fを設定する際
には、図2の発光ダイオード1におけるP1〜P2の間
あるいはP2からボンディングワイヤ8までの先端まで
の間のいずれかで焦点Fの位置を調整しながら、集光レ
ンズ2によるビーム光の強度分布を確認しながら最適な
焦点Fの位置を決める必要がある。Here, the intensity distribution of the emission components from the two light sources of the light emitting diode 1 in FIG. 3 differs for each LED, and when the focus F of the condenser lens 2 is actually set, While adjusting the position of the focal point F either between P1 and P2 of the light emitting diode 1 or between P2 and the tip of the bonding wire 8, it is optimal while checking the intensity distribution of the light beam by the condenser lens 2. It is necessary to determine the position of the focal point F.
【0033】また図2における投光光学系の寸法関係を
見ると、例えば発光ダイオード1は外径が約5ミリメー
トルであり、集光レンズ2として例えば焦点距離f=3
2.57ミリメートルのものを使用して図示のようにP
1とP2の間に焦点Fを設定すると、LEDチップ6の
発光により集光レンズ2に入射する有効化入射ラインは
光軸3を中心に直径10ミリメートル程度の範囲であ
り、したがって集光レンズ2としては直径10ミリメー
トル程度の外径のもので、所定の屈折率を有するものを
使用すればよい。Referring to the dimensional relationship of the light projecting optical system in FIG. 2, for example, the light emitting diode 1 has an outer diameter of about 5 mm, and the focusing lens 2 has, for example, a focal length f = 3.
Use a 2.57 mm P as shown
When the focal point F is set between 1 and P2, the effective incident line incident on the condenser lens 2 by the light emission of the LED chip 6 has a diameter of about 10 mm around the optical axis 3; May be used having an outer diameter of about 10 mm and having a predetermined refractive index.
【0034】図4は、図3(B)において、集光レンズ
2の焦点FをLEDチップ6の前側の発光面の位置から
前方にずらしていった場合の投影像の変化である。図4
(A)は、集光レンズ2の焦点をLEDチップ6の前側
の発光面の位置とした場合であり、像の中心にチップ前
面で発光され先端レンズ5を透過して出射された像Aが
あり、電極による発光量の少ない部分が十字形の影とし
て表われている。中心の像Aの周囲には、チップ側面及
び背面で発光され、リクレクタ7によって反射され、先
端レンズ5を透過して出射されたドーナツ状の像Bが現
われる。FIG. 4 shows a change in the projected image when the focal point F of the condenser lens 2 is shifted forward from the position of the light emitting surface on the front side of the LED chip 6 in FIG. FIG.
(A) is a case where the focal point of the condenser lens 2 is set to the position of the light emitting surface on the front side of the LED chip 6, and an image A emitted at the front of the chip and transmitted through the front lens 5 is emitted at the center of the image. In addition, a portion where the amount of light emitted by the electrode is small is shown as a cross-shaped shadow. Around the center image A, a donut-shaped image B which is emitted on the side and rear surfaces of the chip, reflected by the reflector 7 and transmitted through the tip lens 5 appears.
【0035】この図4(A)の状態から集光レンズ2の
焦点Fを前方に移動すると、中心の像Aが図4(B)
(C)のようにぼけ始め、さらに焦点Fを前方に移動す
ると、図4(D)のように像A,Bの間の影がなくなっ
てほぼ均一な強度分布となる。この図4(D)の均一な
強度分布が得られた場合の集光レンズ2の焦点Fの位置
は、発光チップ6の背後のリフレクタ7により前方に反
射された光がカバー先端のレンズに入射する位置を仮想
的な第2光源とすると、この第2光源を外れた位置又は
第2光源の位置となる。When the focal point F of the condenser lens 2 is moved forward from the state shown in FIG. 4A, the image A at the center is changed to the state shown in FIG.
As shown in FIG. 4C, when the focal point F is further moved forward, the shadow between the images A and B disappears as shown in FIG. When the uniform intensity distribution shown in FIG. 4D is obtained, the position of the focal point F of the condenser lens 2 is such that light reflected forward by the reflector 7 behind the light emitting chip 6 enters the lens at the tip of the cover. Assuming that the position of the second light source is a virtual second light source, the position is a position outside the second light source or a position of the second light source.
【0036】また発光ダイオード1からの光は集光レン
ズ2で集光されてほぼ平行に送り出されるが、投光装置
に近い部分にビームウェスト状のくびれが現われた後、
直線的な広がりをもちながら監視空間を伝搬する。この
場合のビームの光軸3に対する広がり角度θはθ=4°
程度であるが、そのうちの本装置として輝度的に有効な
部分はθ=2°程度の範囲となっている。The light from the light emitting diode 1 is condensed by the condenser lens 2 and sent out almost in parallel. After a beam waist-shaped constriction appears in a portion close to the light emitting device,
It propagates in the monitoring space while having a linear spread. In this case, the spread angle θ of the beam with respect to the optical axis 3 is θ = 4 °
Of these, the portion effective in luminance as the present device is in the range of about θ = 2 °.
【0037】図5は図1に示した光電式煙感知器の設置
状態における建物側壁の経時的な変化による光軸ずれを
説明している。図5(A)は設置時であり、建物側壁3
0に感知器本体24を設置し、感知器本体24に対向し
た反対側の建物側壁31に反射板27を設置し、光軸合
わせを行っている。このような光軸合わせを行った状態
で、主に屋根の膨脹に起因した建物側壁30,31の歪
みにより垂直方向に対し側壁30,31が例えば上側が
広がるように傾くと、正しい光軸方向に対し角度φの光
軸ずれを起こす。この光軸ずれの角度φは、本願発明者
等の調査によれば最大でφ=1.7°程度となる事例が
判明している。FIG. 5 illustrates an optical axis shift due to a temporal change of a building side wall when the photoelectric smoke detector shown in FIG. 1 is installed. FIG. 5 (A) shows the state at the time of installation, and the side wall 3 of the building.
The sensor main body 24 is installed at 0, and the reflector 27 is installed on the opposite side wall 31 of the building opposite to the sensor main body 24 to perform optical axis alignment. In such a state where the optical axes are aligned, if the side walls 30, 31 are tilted such that the upper side expands with respect to the vertical direction due to the distortion of the building side walls 30, 31 mainly due to the expansion of the roof, the correct optical axis direction is obtained. Causes an optical axis shift of an angle φ. According to the investigation by the inventors of the present invention, it has been found that the angle φ of the optical axis shift is about 1.7 ° at the maximum.
【0038】そこで図5のような建物側壁の歪み等に起
因した光軸ずれに対しては、図2に示した投光光学系に
よる集光レンズ2からのビームの光軸から片側広がり角
度θを、図5のずれ角θ0=1.7°以上として、像中
心に反射板を配置しておけば、光軸ずれが起きても投光
装置からの光を反射板27に照射して受光することがで
きる。図2の実施形態にあっては、集光レンズ2からの
平行ビームの広がり角度θはθ=4°程度であり(有効
広がり角度2°程度)、図4のずれ角θ0=1.7°よ
り大きいことから、建物の歪みなどに起因した光軸ずれ
に対し格別調整することなく検出状態を安定して維持す
ることができる。Therefore, with respect to the optical axis shift caused by the distortion of the building side wall as shown in FIG. 5, the one-side spread angle θ from the optical axis of the beam from the condenser lens 2 by the light projecting optical system shown in FIG. If the shift angle θ0 is equal to or greater than 1.7 ° in FIG. 5 and the reflector is arranged at the center of the image, even if an optical axis shift occurs, the light from the light projecting device is irradiated on the reflector 27 and received. can do. In the embodiment of FIG. 2, the spread angle θ of the parallel beam from the condenser lens 2 is about θ = 4 ° (effective spread angle of about 2 °), and the shift angle θ0 of FIG. 4 is 1.7 °. Since it is larger, the detection state can be stably maintained without special adjustment for the optical axis shift due to the distortion of the building or the like.
【0039】このとき図2の投光光学系における集光レ
ンズ2の焦点Fを、発光ダイオード1に対するビーム強
度分布を均一とするように配置することで、ビーム広が
り角θ=2°の範囲での強度分布が例えば図3の強度分
布17のようにほぼ均一化し、この均一化によって図5
(B)のように光軸ずれが起きても反射板27に光ビー
ムの一部が確実に当たって感知器本体24側で反射光を
受光でき、光軸ずれに伴う反射光量のレベル変化も無視
できるほどに小さくできる。At this time, by arranging the focal point F of the condenser lens 2 in the light projecting optical system of FIG. 2 so that the beam intensity distribution with respect to the light emitting diode 1 is uniform, the beam spread angle θ is within a range of θ = 2 °. The intensity distribution of FIG. 5 is substantially uniform, for example, as in the intensity distribution 17 of FIG.
Even if the optical axis shift occurs as in (B), a part of the light beam surely hits the reflecting plate 27 and the reflected light can be received on the sensor body 24 side, and the level change of the reflected light amount due to the optical axis shift can be ignored. Can be as small as possible.
【0040】即ち、図6(B)のように、例えば集光レ
ンズ2の焦点を発光チップの前方の発光面に位置させて
いた場合には、図4(A)のようなパターンの投影像4
0aを受光部27で受けており、光軸ずれによって投影
像40bの位置にシフトすると中心の像と周囲の像の間
のドーナツ状の影の部分が受光板27にかかり、受光部
に入射する光エネルギが大きく低下する。That is, as shown in FIG. 6B, for example, when the focal point of the condenser lens 2 is located on the light emitting surface in front of the light emitting chip, the projected image of the pattern as shown in FIG. 4
0a is received by the light receiving unit 27, and if the position shifts to the position of the projected image 40b due to the optical axis shift, a donut-shaped shadow portion between the center image and the surrounding image is applied to the light receiving plate 27 and enters the light receiving unit. Light energy is greatly reduced.
【0041】これに対し本発明にあっては、図6(A)
のように、図4(D)のような光強度分布が均一化され
た投影像50aを受光部27で受けており、光軸ずれに
よって投影像50bの位置にシフトしても、発光部27
に入射する光エネルギはほとんど変化しない。図7は、
図2に示した発光ダイオード1に対する集光レンズ2の
焦点Fの配置状態の光学系につき、発光ダイオード1に
ビーム像の形状を任意に設定するためのマスク部材を設
けた本発明の実施形態である。On the other hand, in the present invention, FIG.
As shown in FIG. 4D, the projected image 50a having the uniform light intensity distribution as shown in FIG. 4D is received by the light receiving unit 27, and even if the projected image 50b is shifted to the position of the projected image 50b due to the optical axis shift, the light emitting unit 27
The light energy incident on the light beam hardly changes. FIG.
With respect to the optical system in which the focal point F of the condenser lens 2 is arranged with respect to the light emitting diode 1 shown in FIG. 2, the light emitting diode 1 is provided with a mask member for arbitrarily setting the shape of a beam image. is there.
【0042】図7(A)はマスク部材18の第1実施形
態であり、発光ダイオード1のカバー4における先端の
先端レンズ5の部分のみが外部に露出するように、右側
の端面図に示す円形穴19を設けたマスク部材18を密
着して配置している。このマスク部材18の円形穴19
によって発光ダイオード1からの周辺の光がカットさ
れ、開口となる円形穴19を通った光のみが集光レンズ
2に入射し、光軸3の前方に示すように光軸断面から見
て円形のビーム像19aを結像することができる。FIG. 7A shows a first embodiment of the mask member 18, which is a circle shown in the right end view so that only the tip lens 5 at the tip of the cover 4 of the light emitting diode 1 is exposed to the outside. The mask member 18 provided with the hole 19 is closely arranged. The circular hole 19 of the mask member 18
As a result, only light passing through the circular hole 19 serving as an opening is incident on the condenser lens 2, and as shown in front of the optical axis 3, a circular light is seen from the optical axis cross section. The beam image 19a can be formed.
【0043】図7(B)はマスク部材18によって発光
ダイオード1の先端に密着してピンホール21を開口し
た場合である。この場合、マスク部材18は部材本体1
8aと開口部材18bの2分割構造をもっており、両者
を接着固定した状態で図示のように発光ダイオード1の
先端に嵌め入れている。マスク部材18の先端の光軸3
が通る位置にはピンホール21が開口しており、この結
果、光軸3を中心とした中央部分の光のみがピンホール
21を通って集光レンズ2に入射し、光軸3の前方の断
面方向の像に示すように、図7(A)に比べ、より径の
小さいビーム像21aを結像することができる。FIG. 7 (B) shows a case where the pinhole 21 is opened in close contact with the tip of the light emitting diode 1 by the mask member 18. In this case, the mask member 18 is the member body 1
8a and the opening member 18b are divided into two parts. The two parts are bonded and fixed to the tip of the light emitting diode 1 as shown in the figure. Optical axis 3 at the tip of mask member 18
A pinhole 21 is opened at a position through which the light passes. As a result, only light in the central portion centered on the optical axis 3 enters the condenser lens 2 through the pinhole 21 and is located in front of the optical axis 3. As shown in the image in the sectional direction, a beam image 21a having a smaller diameter can be formed as compared with FIG. 7A.
【0044】図7(C)は切欠付きのピンホール22を
形成したものであり、例えばピンホールの上側を任意の
位置で塞いでおくことで、光軸方向の断面ビーム像から
明らかなように切欠ピンホール像22aとすることがで
きる。この切欠ピンホール像22aの切欠位置は、発光
ダイオード1に装着しているマスク部材18bを矢印方
向に回すことで、例えば右側の破線の切欠ピンホール像
22bのように切欠位置を適宜に調整できる。FIG. 7 (C) shows a cut-out pinhole 22 formed by, for example, closing the upper side of the pinhole at an arbitrary position, so that it can be seen from the cross-sectional beam image in the optical axis direction. The cutout pinhole image 22a can be used. By turning the mask member 18b attached to the light emitting diode 1 in the direction of the arrow, the cutout position of the cutout pinhole image 22a can be appropriately adjusted, for example, as shown by the right broken line cutout pinhole image 22b. .
【0045】更に図7(D)はマスク部材18に矩形ス
リット23を開口したもので、集光レンズ2によるビー
ム像の結像位置には矩形スリット像23aが結像され
る。このスリット像23aについても、発光ダイオード
1のマスク部材18bを矢印のように回すことで、矩形
スリット23bのように長手方向を適宜の方向に変える
ことができる。もちろん図7(A)〜(D)に限らず、
必要に応じて適宜の開口形状とすることができる。FIG. 7D shows a rectangular slit 23 opened in the mask member 18, and a rectangular slit image 23a is formed at a position where the beam image is formed by the condenser lens 2. Also for the slit image 23a, the longitudinal direction can be changed to an appropriate direction like the rectangular slit 23b by turning the mask member 18b of the light emitting diode 1 as shown by the arrow. Of course, it is not limited to FIGS.
An appropriate opening shape can be used as needed.
【0046】この図7(A)〜(D)のように、投光装
置からのビーム像の形状をマスク部材18によって適宜
に調整できるようにしたことで、例えば図8(A)のよ
うに、感知器本体24と反射板27の間に梁32などの
障害物が存在し、投光装置25からのビーム光の一部が
梁32で反射して受光装置26に入射するような場合、
この梁32のビーム光が当たらないように投光装置25
からのビーム光の結像の形状をマスク部材18の開口部
の形成で設定することができる。As shown in FIGS. 7A to 7D, the shape of the beam image from the light projecting device can be appropriately adjusted by the mask member 18, so that, for example, as shown in FIG. When there is an obstacle such as the beam 32 between the sensor main body 24 and the reflection plate 27 and a part of the beam light from the light projecting device 25 is reflected by the beam 32 and enters the light receiving device 26,
The light projecting device 25 is set so that the beam light of the beam 32 does not impinge.
The shape of the image of the light beam from the light source can be set by forming the opening of the mask member 18.
【0047】前述の光軸ずれを補償するためには、θ>
1.7°となるようにマスク部材に開口部を形成すれ
ば、開口部の形状は任意でよい。例えばマスク部材をつ
けない場合には図8(B)の破線のように投光装置25
からのビーム光が梁32に当たって反射しているが、例
えば図7(B)のようなピンホール21をもつマスク部
材18bをセットすることで、実線のように投光装置2
5からの光軸を絞って梁32による反射を回避すること
ができる。尚、図7(B)(C)(D)のようにピンホ
ールや極く小さなスリットを形成した場合には、回折現
象によるビームの拡散が予想されるが、例えばピンホー
ル21にあっては0.5ミリメートル程度の大きさまで
であれば、回折現象を起こすことなくビーム像を絞るこ
とができることが確認できている。In order to compensate for the above-described optical axis shift, θ>
If an opening is formed in the mask member so as to be 1.7 °, the shape of the opening may be arbitrary. For example, when the mask member is not attached, the light projecting device 25 as shown by the broken line in FIG.
7B is reflected by the beam 32. For example, by setting the mask member 18b having the pinhole 21 as shown in FIG.
The reflection from the beam 32 can be avoided by narrowing the optical axis from 5. When a pinhole or a very small slit is formed as shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, beam diffusion due to a diffraction phenomenon is expected. It has been confirmed that up to a size of about 0.5 mm, a beam image can be narrowed without causing a diffraction phenomenon.
【0048】また図7(B)(C)(D)のように、ピ
ンホールやごく小さなスリットを形成した場合、LED
からの出射光分布が微妙に変化するので、厳密には照射
像はわずかにぼけるが、実用上問題は少ない。もし、必
要があれば、再度、集光レンズ位置を調整すればよい。
また上記の実施形態は図1の反射型の光電式煙感知器を
例にとるものであったが、別の実施形態として投光装置
25と受光装置26を監視空間を介して対向配置した減
光式分離型煙感知器の投光装置についてもそのまま適用
できる。更に上記の実施形態は、監視空間に流入した煙
の減光による火災検出を例にとっているが、監視空間に
ビーム光を設定し、ビーム光の遮断で侵入者を検出する
侵入者検出装置の投光装置についても、同様に本発明を
適用することができる。When a pinhole or a very small slit is formed as shown in FIGS.
Strictly speaking, the emitted image is slightly blurred because the distribution of light emitted from the light source changes slightly, but there are few practical problems. If necessary, the position of the condenser lens may be adjusted again.
In the above embodiment, the reflection type photoelectric smoke detector shown in FIG. 1 is taken as an example. However, as another embodiment, a light emitting device 25 and a light receiving device 26 are arranged to face each other via a monitoring space. The same applies to the light projecting device of the optical separation type smoke detector. Further, in the above-described embodiment, fire detection is performed by extinction of smoke flowing into the monitoring space, but a light beam is set in the monitoring space, and an intruder detection device that detects an intruder by blocking the light beam is used. The present invention can be similarly applied to an optical device.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、発光ダイオードにおけるリフレクタの反射光に依存
したカバー先端の先端レンズ基部の仮想的な第2光源を
外した位置又は第2光源位置に、集光レンズの焦点が位
置するように配置することで、チップ前面で発光され先
端レンズの主に中心部から出射される光をぼかすこと
で、チップ側面及び背面で発光されリクレクタによって
反射され主に先端レンズの周辺部から出射される光と合
成光の光軸に直向するビーム断面での強度分布(近赤外
線エネルギ)の分布を均一化し、更に発光ダイオードの
カバー先端に適宜の形状をもつマスク部材を開口部を密
着状態で装着させたことで、マスク部材の開口形状に応
じた任意の形状をもったビーム像を得ることができ、監
視空間に梁などの障害物が存在して避けられないような
場合であっても、障害物にビーム光が当たらないように
ビーム光の一部を除いたビーム像とすることが簡単にで
き、障害物からの反射光の受光で反射型煙感知器の本質
的な検出機能が失われていた問題を確実に解消できる。As described above, according to the present invention, the virtual second light source is removed from the position of the virtual second light source or the second light source position of the tip lens base at the tip of the cover depending on the reflected light of the reflector in the light emitting diode. By arranging the condenser lens so that the focal point is positioned, light emitted from the front surface of the chip and light emitted mainly from the center of the tip lens is blurred, emitted from the chip side surface and the rear surface, reflected by the collector, and reflected by the collector. In addition, the distribution of the intensity distribution (near-infrared energy) in the beam cross section that is perpendicular to the optical axis of the light emitted from the peripheral portion of the tip lens and the combined light is made uniform, and the light-emitting diode cover tip has an appropriate shape. By mounting the mask member in close contact with the opening, it is possible to obtain a beam image having an arbitrary shape corresponding to the opening shape of the mask member, and obstructing beams such as beams in the monitoring space. Even if there is an obstacle that cannot be avoided, it is easy to obtain a beam image excluding a part of the light beam so that the light beam does not hit the obstacle, and the reflected light from the obstacle can be easily obtained. The problem that the essential detection function of the reflection type smoke detector is lost in the light reception can be surely solved.
【図1】本発明の投光装置を用いた反射型煙感知器の説
明図FIG. 1 is an explanatory view of a reflection type smoke detector using the light emitting device of the present invention.
【図2】本発明による投光装置の光学構造の説明図FIG. 2 is an explanatory view of an optical structure of a light projecting device according to the present invention.
【図3】エネルギ分布を均一化する本発明の投光装置に
よる光強度分布の説明図FIG. 3 is an explanatory view of a light intensity distribution by a light projecting device of the present invention for making the energy distribution uniform.
【図4】発光ダイオードに対し集光レンズの焦点の位置
を前方に移動した場合の投影像の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a projected image when a focal position of a condenser lens is moved forward with respect to a light emitting diode.
【図5】図1の反射型煙感知器における光軸ずれの説明
図FIG. 5 is an explanatory view of an optical axis shift in the reflection type smoke detector of FIG. 1;
【図6】光軸ずれによる反射板に対する投影像の変化の
説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of a change in a projected image on a reflecting plate due to an optical axis shift.
【図7】マスク部材を設けた本発明の実施形態の説明図FIG. 7 is an explanatory view of an embodiment of the present invention provided with a mask member.
【図8】図1の反射型煙感知器における障害物による反
射光の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of light reflected by an obstacle in the reflection type smoke detector of FIG. 1;
【図9】エネルギ分布を均一化する従来の投光器構造の
説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional projector structure for uniformizing energy distribution.
1:発光ダイオード 2:集光レンズ 3:光軸 4:カバー 5:カバーレンズ部 6:LEDチップ(第1光源) 7:リフレクタ 8:ボンディングワイヤ 9:本体ベース 10:第2光源 11:リード線 12,15:第1光源の強度分布 13,16:第2光源の強度分布 14,17:合成強度分布 18:マスク部材 18a:マスク本体 18b:開口部材 19:円形開口 19a,21a,22a,22b,23a,23b:ビ
ーム像 21:ピンホール 22:切欠ピンホール 23:矩形スリット 24:感知器本体 25:投光装置 26:受光装置 27:反射板 28:集光レンズ 29:受光素子 30,31:壁面1: light emitting diode 2: condensing lens 3: optical axis 4: cover 5: cover lens section 6: LED chip (first light source) 7: reflector 8: bonding wire 9: body base 10: second light source 11: lead wire 12, 15: intensity distribution of the first light source 13, 16: intensity distribution of the second light source 14, 17: composite intensity distribution 18: mask member 18a: mask body 18b: opening member 19: circular opening 19a, 21a, 22a, 22b , 23a, 23b: Beam image 21: Pinhole 22: Notched pinhole 23: Rectangular slit 24: Sensor body 25: Light emitting device 26: Light receiving device 27: Reflecting plate 28: Condensing lens 29: Light receiving element 30, 31 : Wall
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成10年3月9日[Submission date] March 9, 1998
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0012】このような構造の発光タイオードにつき本
発明にあっては、発光チップを第1光源とし、発光素子
の背後のリフレクタにより前方に反射された光がカバー
先端の先端レンズに入射する仮想的な面光源と前記発光
ダイオードの光軸との交点を第2光源の位置とし、集光
レンズの焦点を第2光源を外れた位置又は第2光源の位
置となるように配置し、更に、発光ダイオードのカバー
の先端レンズに所定形状の開口部を形成するマスク部材
を装着したことを特徴とする。[0012] In the present invention per emission Taiodo of this structure, the light emitting chip to the first light source, the light reflected forward by the reflector behind the light-emitting element you enter the top lens of the cover distal Virtual Surface light source and the light emission
The intersection of the optical axis of the diode and the position of the second light source, the focal point of the condenser lens is arranged such that the position of the second position or the second light source out of the light source, further, the light emitting diode of the cover A mask member for forming an opening having a predetermined shape is attached to the tip lens.
Claims (5)
間に流入した煙により減衰した前記ビーム光を受光して
火災を検出する光電式煙感知器の投光装置に於いて、 光軸方向に発光ダイオードと集光レンズを配置し、 該発光ダイオードは、本体ベースに、先端にレンズを一
体に備えた円筒形のカバーを装着すると共に、該カバー
内の所定位置に発光チップを配置し、該発光チップは、
該本体ベースに貫通したリード線から引き出されたボン
ディングワイヤにより電気的に接続され、更に該発光チ
ップの背後にリフレクタを配置しており、 前記発光チップを第1光源とし、前記発光チップの背後
の前記リフレクタにより前方に反射された光が前記カバ
ー先端のレンズに入射する位置を仮想的な第2光源と
し、前記集光レンズの焦点を前記第2光源を外れた位置
又は第2光源の位置とし、 更に前記発光ダイオードは、前記カバー先端の先端レン
ズに所定形状の開口部を形成するマスク部材を密着させ
たことを特徴とする煙感知器の投光装置。An optical axis of a photoelectric smoke detector for irradiating a monitoring space with a light beam, receiving the light beam attenuated by smoke flowing into the monitoring space, and detecting a fire. A light-emitting diode and a condensing lens are arranged in the direction, and the light-emitting diode is provided with a cylindrical cover integrally provided with a lens at a tip thereof on a main body base, and a light-emitting chip is arranged at a predetermined position in the cover. , The light emitting chip,
The light emitting chip is electrically connected by a bonding wire drawn out from a lead wire penetrating the main body base, and a reflector is disposed behind the light emitting chip. The position where the light reflected forward by the reflector enters the lens at the tip of the cover is a virtual second light source, and the focal point of the condenser lens is the position off the second light source or the position of the second light source. The light emitting device of a smoke detector, wherein the light emitting diode further has a mask member forming an opening of a predetermined shape in close contact with a front end lens of the cover.
に於いて、前記マスク部材は、ピンホール、一部を切り
欠いたピンホール、又は所定方向を長手方向としたスリ
ットを開口部として備えたことを特徴とする煙感知器の
投光装置。2. A light emitting device for a photoelectric smoke detector according to claim 1, wherein said mask member has a pinhole, a partially cutout pinhole, or a slit having a predetermined direction as a longitudinal direction. A light emitting device for a smoke detector, which is provided as an opening.
に於いて、前記集光レンズの焦点が、前記第2光源と前
記カバー先端のレンズ頭頂部との間に位置するように配
置したことを特徴とする光電式煙感知器の投光装置。3. A light emitting device for a photoelectric smoke detector according to claim 1, wherein a focal point of said condenser lens is located between said second light source and a top of a lens at a tip of said cover. A light projecting device for a photoelectric smoke detector, wherein the light projecting device is disposed in a light emitting device.
に於いて、前記集光レンズの焦点が、前記第2光源と前
記発光チップに電気的に接続されているボンディングワ
イヤの屈曲先端位置までの間に位置するように配置した
ことを特徴とする煙感知器の投光装置。4. A light emitting device for a photoelectric smoke detector according to claim 1, wherein a focal point of said condenser lens is set to a position of a bonding wire electrically connected to said second light source and said light emitting chip. A light projecting device for a smoke detector, wherein the light projecting device is disposed so as to be located between a bent tip position.
煙感知器の投光装置に於いて、前記光電式煙感知器は、
前記投光装置と受光装置を備えた感知器本体に対し所定
の監視距離の監視空間を介して前記投光装置からの光を
前記受光装置に反射する反射部材を配置した反射型の煙
検出構造であることを特徴とする光電式煙感知器の投光
装置。5. The light emitting device for a photoelectric smoke detector according to claim 1, wherein said photoelectric smoke detector comprises:
A reflection type smoke detection structure in which a reflection member that reflects light from the light emitting device to the light receiving device via a monitoring space of a predetermined monitoring distance with respect to the sensor main body including the light emitting device and the light receiving device is arranged. A light emitting device for a photoelectric smoke detector, characterized in that:
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