(57)【要約】【課題】外乱光と識別し得るように変調された光を用いて煙を検知するようにしたので、これにより外乱光の影響を受けることなく検知動作が可能であるとともに、構造の簡素化を図ることができる火災警報器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、外乱光と識別し得るように変調された光を発光する発光手段１２と、この発光手段から発光される光を選択的に受光する受光手段１３と、煙の粒子の存在による前記受光手段１３の受光量の変化を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて警報を発する報知手段５、２７とを備える火災警報器である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外乱光と識別し得るように変調された光を発光する発光手段と；
この発光手段から発光される光を選択的に受光する受光手段と；
煙の粒子の存在による前記受光手段の受光量の変化を検出する検出手段と；
この検出手段の検出結果に基づいて警報を発する報知手段と；
を具備することを特徴とする火災警報器。
【請求項２】
前記発光手段は、警報器本体の外部へ光を発光するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の火災警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅等に設置され、火災に伴って発生する煙を検知して警報を発するようにした火災警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種、火災警報器においては、煙検知室内に発光部と受光部とを交差するように配置し、発光部から煙検知室内に光を照射させ、煙検知室内に侵入した煙の粒子によって散乱された発光部の光を受光部で検知し、この検知結果に基づいて警報を発するようにしている。
【０００３】
これらの場合、煙検知室内への煙の侵入を許容する一方、太陽光や照明光等の外乱光の影響による誤作動を防止するため、外乱光が侵入しないようにラビリンス壁や遮光壁が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５２３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、ラビリンス壁や遮光壁を設けるため、煙の検出感度が悪くなり、また、その配置及び構成が複雑なものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、外乱光と識別し得るように変調された光を用いて煙を検知するようにし、これにより外乱光の影響を受けることなく検知動作が可能であるとともに、構造の簡素化を図ることができる火災警報器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の火災警報器は、外乱光と識別し得るように変調された光を発光する発光手段と；この発光手段から発光される光を選択的に受光する受光手段と；煙の粒子の存在による前記受光手段の受光量の変化を検出する検出手段と；この検出手段の検出結果に基づいて警報を発する報知手段と；を具備することを特徴とする。
【０００８】
発光手段は、例えば、赤外線リモコン信号のような変調された光信号を発光する。これにより太陽光や照明光のような外乱光とは識別された光信号とすることができる。一方、受光手段は、この識別された光信号を選択的に受光する。この受光手段には、例えば、フォトダイオード、増幅器やバンドパスフィルタ等を備えた赤外線受信モジュールを用いることができる。勿論、これらの機能をプログラムでソフト的に実行するようにしてもよい。
【０００９】
受光量の変化を検出する場合には、煙の濃度の増加に従って、受光量の増加又は減少による変化を検出する場合があるが、格別その検出方法に限定されるものではない。
【００１０】
報知手段には、聴覚に訴える音によるもの、視覚に訴える表示によるもの等があるが、これらのいずれでもよく、また、双方で警報を行うようにしてもよい。
【００１１】
請求項２に記載の火災警報器は、請求項１に記載の火災警報器において、前記発光手段は、警報器本体の外部へ光を発光するようにしたことを特徴とする。このような構成にすることにより、例えば、室内の天井面全体の広い範囲に亘って、煙の検知を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、外乱光と識別し得る変調された光を用いて煙を検知するようにしたので、信頼性が向上でき、また、外乱光の侵入を防ぐための構造の複雑化を回避することができる火災警報器を提供することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、広い範囲に亘って煙の検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態（実施例１）に係る火災警報器を示す斜視図である。
【図２】同煙検知部を示す平面図である。
【図３】同回路構成を示すブロック図である。
【図４】同変調信号を示す波形図である。
【図５】同（実施例２）に係る煙検知部を示す平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態（実施例１）に係る火災警報器を示す説明図である。
【図７】同（実施例２）に係る火災警報器を示す平面図である。
【図８】同（実施例３）に係る火災警報器の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態に係る火災警報器について図１乃至図５を参照して説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１６】
（実施例１）図１において、火災警報器本体１は、略円盤状をなしており、住宅内の天井面や壁面に取付けられて使用される。本体１は、取付ベース２とカバー３とを備えており、カバー３の中央部は皿状に突出し、その側周囲には、煙流入口４が開口して形成されている。また、カバー３の下側中央部には、赤色発光の発光ダイオードで構成された表示灯５が設けられている。この表示灯５は、警報時に点滅して表示するものである。なお、この煙流入口４には、格子状の防虫網６が設けられ、煙の流通を可能にするとともに、虫等の通り抜けを防止している。
【００１７】
さらに、カバー３には、音響孔７が形成されている。この音響孔７に対応するカバー３の内部には警報を発する報知手段としてのスピーカが収容されている。また、カバー３の外周側には停止ボタン８が設けられている。この停止ボタン８は、警報音を停止するもので、カバー３内部には、停止ボタン８の操作により動作するスイッチが組み込まれている。  そして、カバー３内には、煙検知部やマイクロコンピュータを搭載した回路基板等が収容されている。
【００１８】
次に、図２を参照して煙検知部１０について説明する。図２は、火災警報器本体１の天井面への取付け状態では、下側となる平面図である。円形状のベース板１１に発光素子として赤外発光ダイオード１２と、受光素子としてフォトダイオード１３とが約９０度の間隔を空けて外周近傍に取付けられている。そして、この赤外発光ダイオード１２の照射範囲とフォトダイオード１３の受光範囲とが重なる部分が検知領域Ａとして構成されるようになっている。
【００１９】
したがって、この赤外発光ダイオード１２の発光により出射された光は、検知領域Ａに照射されており、この検知領域Ａに煙が侵入すると、照射された赤外光が煙の粒子で散乱し、その散乱光がフォトダイオード１３に入射する。そして、煙の濃度が高まると、煙の粒子が増加し、フォトダイオード１３の受光量も増加し、その変化の度合いが設定した閾値を超えると、これを検出して音声や表示灯５の点滅で警報を行うようになっている。
【００２０】
ところで、後述するように、この赤外発光ダイオード１２から出射される光は、太陽光や照明光の外乱光と識別できるように変調された光信号となっており、一方、フォトダイオード１３は、この変調された光信号である散乱光を選択的に受光するようになっている。したがって、外乱光の影響を受け、これを検出して誤って警報を行うような事態を回避することができるものである。また、煙検知部１０内への外乱光の侵入を防ぐためのラビリンス壁や遮光壁を設ける必要がなく、又は設けたとしても簡素化が可能となる。
【００２１】
次に、火災警報器の回路構成について図３のブロック図を参照して説明する。本実施形態では、全体の制御をマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）２０が実行するようになっている。マイコン２０は、概略的には、演算部及び制御部を有するＣＰＵ２１と、記憶手段であるＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３と、入出力制御手段２４とから構成されている。そして、入出力制御手段２４には、煙検知部１０を構成する赤外発光ダイオード１２と、増幅器２５が接続されたフォトダイオード１３とが接続されている。また、増幅器２６を介してスピーカ２７が接続され、表示灯５及び警報音停止用のスイッチ２８が接続されている。なお、電源としてはリチウム電池２９が用いられている。
【００２２】
このように構成された火災警報器の動作について説明する。発光手段を構成する赤外発光ダイオード１２には、ＲＯＭ２２に格納されている例えば、図４に示すようなパルス状の特定のコード化された変調信号が入出力制御手段２４を経由して送信されている。この変調信号は、赤外線リモコン信号のような周波数３８ｋＨｚの信号である。赤外発光ダイオード１２は、この変調信号に基づいて発光し、したがって、この赤外発光ダイオード１２から出射される周波数３８ｋＨｚの光は、外乱光と異なり、すなわち、太陽光や照明光と明確に識別し得るものとなっている。
【００２３】
一方、受光手段を構成するフォトダイオード１３は、この赤外発光ダイオード１２から出射される変調信号としての光を選択的に受光するようにマイコン２０によって制御されている。具体的には、プログラムによって制御されており、受光した光の信号は、増幅器２５で増幅され、入出力制御手段２４を介してＣＰＵ２１に送信される。ＣＰＵ２１においては、バンドパスフィルタ、検波、波形整形等の機能を実行し、受光した変調信号の光の量を予めＲＯＭ２２に記憶された所定の基準値と比較するようになっている。つまり、受光した変調信号を選択し、変調された光の受光量の変化が閾値を超えているか否かを検出手段によって検出するようになっている。
【００２４】
したがって、検知領域Ａに煙が侵入すると、変調された赤外光が煙の粒子で散乱し、その散乱光がフォトダイオード１３に入射し、煙の検出が行われる。そして、受光量が増加し、検出手段によって、変化が閾値を超えていると判断された場合には、ＣＰＵ２１は、火災発生と判断し、警報を発するための制御信号をスピーカ２７及び表示灯５に送信する。この制御信号を受けて、スピーカ２７では、警報データとしてＲＯＭ２２に記憶されている「ビュービュービュー、火事です。火事です。」との音声メッーセージを発し、表示灯５では、赤色の発光ダイオードを点滅し火災を報知する。
【００２５】
なお、上記のような受光手段は、フォトダイオード１３、増幅器２５、バンドパスフィルタ等がパッケージ化された赤外線受信モジュールや受信ＩＣを用いて構成してもよい。
【００２６】
以上のように本実施例によれば、太陽光や照明光の外乱光と識別し得る変調された光を用いて煙を検知するようにしたので、信頼性が向上でき、また、外乱光の侵入を防ぐための構造の複雑化を回避することができ、さらに、検知部への煙の侵入も容易となるので検出感度が向上できる火災警報器を提供することが可能となる。
【００２７】
（実施例２）図５を参照して本実施例の煙検知部１０について説明する。本実施例では、円形状のベース板１１に発光素子として赤外発光ダイオード１２と、受光素子としてフォトダイオード１３とを正対するように配置したものである。
【００２８】
したがって、赤外発光ダイオード１２からの変調された光は、直接的にフォトダイオード１３によって受光される。前記実施例１と同様に、赤外発光ダイオード１２の照射範囲とフォトダイオード１３の受光範囲とが重なる部分が検知領域Ａとして構成されるが、この検知領域Ａに煙が侵入し、煙の濃度が高まってくると、それに従いフォトダイオード１３の受光量が減衰してくる。本実施例では、この受光量の減衰を検出してＲＯＭ２２に記憶された所定の基準値と比較するようにしたものである。
【００２９】
それゆえ、検出手段によって、受光量が減衰しその変化が閾値を超えていると判断された場合には、ＣＰＵ２１は、火災発生と判断し、警報を発する制御を行う。
【００３０】
以上のように本実施形態によれば、実施例１と同様に、外乱光と識別し得る変調された光を用いて煙を検知するようにしたので、信頼性が向上でき、また、構造の複雑化を回避することができ、さらに、検出感度が向上できる火災警報器を提供することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る火災警報器について図６乃至図８を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００３２】
（実施例１）図６に示すように、本実施例では、例えば、火災警報器本体１を室内の一定箇所に設置し、前記第１の実施形態と同様な、発光素子としての赤外発光ダイオードから発光される変調された光を本体１の外部に出射させ、室内の天井面Ｃ一帯にその光のビームＢを張り巡らせるようにしたものである。したがって、赤外発光ダイオードから発光される変調された光は、室内の壁面等に取付けられた反射板等によって反射、屈折を繰り返し、本体１に回帰されるようになっている。本体１には、受光素子としてのフォトダイオードが設けられており、これにより赤外発光ダイオードからの光が受光される。なお、受光素子としてのフォトダイオードは、本体１とは別体に設けるようにしてもよい。これにより、設置場所の自由度を広げることが可能となる。
【００３３】
このような構成によれば、検知領域は天井面Ｃ全体になり、煙が発生し天井面Ｃに流れてくると、それに従いフォトダイオードの受光量が減衰してくる。この受光量の減衰を検出して、その変化が閾値を超えていると判断された場合には、火災発生と判断し、警報を発する制御を行う。
【００３４】
以上のように本実施例によれば、外乱光と識別し得る変調された光を用いているので、外乱光の影響を受けることなく、火災警報器本体１の設置場所にかかわらず、例えば、室内全体における煙の検知が可能となる。
【００３５】
（実施例２）図７に示すように、本実施例では、火災警報器本体１の外周の４箇所に略等間隔で赤外発光ダイオード１２及びフォトダイオード１３を設けたものである。したがって、このように構成した本体１を例えば、室内の天井面中央部に設置し、赤外発光ダイオード１２から変調された光を本体１の外部周囲に放射状に出射させ、その光がフォトダイオード１３に回帰するように構成することにより、室内全体の広い範囲に亘って煙の検知が可能となる。
【００３６】
（実施例３）本実施例では、前記実施例と同様に、発光素子としての赤外発光ダイオードからの光を火災警報器本体１の外部に出射させるものである。そして、その動作は、図８のフローチャートに示すように、反射等によって受光素子としてのフォトダイオードに回帰する初期の受光量をＲＡＭ２３等に記憶しておき（Ｓ１）、この初期の受光量と検出した受光量を常時比較し（Ｓ２）、この比較結果が予め定めた基準値を超えているか否かを判断し（Ｓ３）、超えている場合に警報動作（Ｓ４）を行うようにしたものである。なお、所定の期間ごとに初期の受光量を更新するようにしておくのが望ましい。これによって、受光環境の変化に一層適切に対応することが可能となる。
【００３７】
以上のように本実施例によれば、初期の受光量を基準として、受光量の変化を検出しているので、受光環境に適切に対応した検出を行うことができる。
【００３８】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、この種、火災警報器には、電源として電池を用いるものと商用電源を用いるものとがあるが、本発明は、両者に適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・火災警報器本体、５・・・表示灯、１０・・・煙検出部、
１２・・・赤外発光ダイオード、１３・・・フォトダイオード、
２０・・・マイコン、２７・・・スピーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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