(57)【要約】【課題】内部に粒子が付着することを抑制できる粒子検出センサを提供する。【解決手段】投光素子１０と受光素子２０とを備え、検知領域ＤＡにおける粒子による投光素子１０の光の散乱光を受光素子２０で受光することにより大気中に含まれる粒子を検出する粒子検出センサ１であって、検知領域ＤＡを含む空間領域であって粒子を含む大気が流れる空間領域である粒子流路３３と前記散乱光を受光素子２０に導くための空間領域である受光領域３２との接続部分に、透光性を有する第１保護板６１が配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置された投光素子と、
前記筐体内に配置され、かつ、検知領域における粒子による前記投光素子の光の散乱光を受光する受光素子と、
前記筐体内に設けられ、かつ、前記検知領域を含む空間領域であって粒子を含む大気が流れる空間領域である粒子流路と、
前記筐体内に設けられ、かつ、前記散乱光を前記受光素子に導くための空間領域である受光領域と、
前記粒子流路と前記受光領域との接続部分に配置され、かつ、透光性を有する第１保護板とを備える
粒子検出センサ。
【請求項２】
前記受光領域は、前記粒子流路との接続部分に開口部を有し、
前記第１保護板は、前記受光領域の前記開口部を覆うように配置されている
請求項１に記載の粒子検出センサ。
【請求項３】
前記第１保護板と前記受光素子との間に、前記散乱光を反射して当該散乱光を前記受光素子に導く反射体が設けられている
請求項１又は２に記載の粒子検出センサ。
【請求項４】
前記反射体の内面は、回転楕円体の回転面の一部である
請求項３に記載の粒子検出センサ。
【請求項５】
前記第１保護板の主面は、前記回転楕円体を構成する楕円の長軸に対して直角である
請求項４に記載の粒子検出センサ。
【請求項６】
前記第１保護板の主面の法線は、前記回転楕円体を構成する楕円の長軸に対して傾斜している
請求項４に記載の粒子検出センサ。
【請求項７】
前記反射体は、前記回転楕円体を構成する楕円における一方の焦点が前記検知領域内に存在するように配置されており、
前記受光素子は、前記楕円における他方の焦点の近傍に配置される
請求項４〜６のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項８】
前記反射体の前記開口部側の端部は、前記第１保護板に接触している
請求項２〜７のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項９】
前記第１保護板と前記受光素子との間に、集光レンズが設けられている
請求項１に記載の粒子検出センサ。
【請求項１０】
前記第１保護板は、さらに、前記粒子流路と光トラップ構造を有するラビリンス部との接続部分にも配置されている
請求項１〜９のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項１１】
前記ラビリンス部は、前記粒子流路との接続部分に開口部を有し、
前記第１保護板は、前記ラビリンス部の前記開口部も覆うように配置されている
請求項１０に記載の粒子検出センサ。
【請求項１２】
前記第１保護板は、厚みが一様の平板である
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項１３】
前記筐体には、前記第１保護板に付着した付着物を除去するための清掃具が導入される清掃具導入孔が設けられている
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項１４】
さらに、前記粒子流路に大気を導入するための大気導入孔、及び、前記粒子流路から大気を放出するための大気放出孔を有し、
前記清掃具導入孔は、前記大気導入孔及び前記大気放出孔とは別に設けられている
請求項１３に記載の粒子検出センサ。
【請求項１５】
さらに、前記粒子流路に大気を導入するための大気導入孔、及び、前記粒子流路から大気を排出するための大気放出孔を有し、
前記清掃具導入孔は、前記大気導入孔及び前記大気放出孔の少なくとも一方である
請求項１３に記載の粒子検出センサ。
【請求項１６】
さらに、前記投光素子の光が投光される空間領域である投光領域と前記粒子流路との接続部分に配置された第２保護板を有する
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項１７】
前記第１保護板と前記第２保護板とで形成される空間は、前記粒子流路の一部を形成し、且つ、前記検知領域の幅と一致する
請求項１６に記載の粒子検出センサ。
【請求項１８】
前記第２保護板は、厚みが一様の平板である
請求項１６又は１７に記載の粒子検出センサ。
【請求項１９】
前記第１保護板と第２保護板とは、平行となるように配置されている
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項２０】
前記筐体には、前記第１保護板及び前記第２保護板に付着した付着物を除去するための清掃具が導入される清掃具導入孔が設けられている
請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の粒子検出センサ。
【請求項２１】
さらに、前記粒子流路に大気を導入するための大気導入孔、及び、前記粒子流路から大気を放出するための大気放出孔を有し、
前記清掃具導入孔は、前記大気導入孔及び前記大気放出孔とは別に設けられている
請求項２０に記載の粒子検出センサ。
【請求項２２】
前記清掃具導入孔は、前記清掃具を前記第１保護板の主面水平方向から挿入できるように構成されている
請求項１４又は２１に記載の粒子検出センサ。
【請求項２３】
前記清掃具導入孔は、前記第１保護板の主面水平方向を開放するように設けられている
請求項２２に記載の粒子検出センサ。
【請求項２４】
前記清掃具導入孔は、大気が前記粒子流路内を流れる方向に沿って長尺状に設けられている
請求項２２又は２３に記載の粒子検出センサ。
【請求項２５】
前記清掃具導入孔は、着脱可能に取り付けられた蓋によって塞がれている
請求項１４又は２１に記載の粒子検出センサ。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の粒子検出センサを搭載している
ダストセンサ。
【請求項２７】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の粒子検出センサを搭載している
煙感知器。
【請求項２８】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の粒子検出センサ、又は、請求項２６に記載のダストセンサを搭載している
空気清浄機。
【請求項２９】
請求項１〜２５のいずれか１項に記載の粒子検出センサ、又は、請求項２６に記載のダストセンサを搭載している
換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子検出センサ、並びに、粒子検出センサを備えた、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機及び換気扇に関し、特に、大気中に浮遊する粒子（エアロゾル）を当該粒子の散乱光によって検知する光散乱式粒子検出センサ及びこれを用いた空気清浄機等に関する。
【背景技術】
【０００２】
光散乱式粒子検出センサは、投光素子と受光素子とを備える光電式センサであり、測定対象の気体を取り込んで投光素子の光を当該気体に照射し、その散乱光によって気体に含まれる粒子の有無を検出するものである。例えば、大気中に浮遊するホコリ・花粉・煙等の粒子を検出することができる。
【０００３】
この種の光散乱式粒子検出センサとして、迷光の発生を低減するために、投光素子又は受光素子と対向する位置に光トラップが設けられたものが知られている（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】特開平１１−２４８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光散乱式粒子検出センサでは、ホコリ・花粉・煙等の粒子を含む気体を内部に導入することによって粒子を検出するため、当該粒子が粒子検出センサの内部に付着して検出精度が低下する場合がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、内部に粒子が付着することを抑制できる粒子検出センサ等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】
上記目的を達成するために、本発明に係る粒子検出センサの一態様は、筐体と、前記筐体内に配置された投光素子と、前記筐体内に配置され、かつ、検知領域における粒子による前記投光素子の光の散乱光を受光する受光素子と、前記筐体内に設けられ、かつ、前記検知領域を含む空間領域であって粒子を含む大気が流れる空間領域である粒子流路と、前記筐体内に設けられ、かつ、前記散乱光を前記受光素子に導くための空間領域である受光領域と、前記粒子流路と前記受光領域との接続部分に配置され、かつ、透光性を有する第１保護板とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、粒子検出センサの内部に粒子が付着することを抑制できるので、検出精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る粒子検出センサの上面図、（ｂ）は、同粒子検出センサの正面図、（ｃ）は、同粒子検出センサの下面図、（ｄ）は、（ａ）のＡ−Ａ線における同粒子検出センサの断面図である。
【図２Ａ】大気中に粒子が存在しない場合における粒子検出センサの動作を説明するための断面図である。
【図２Ｂ】大気中に粒径の小さい粒子が存在する場合における粒子検出センサの動作を説明するための断面図である。
【図２Ｃ】大気中に粒径の大きい粒子が存在する場合における粒子検出センサの動作を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る粒子検出センサにおける反射体と受光素子と検知領域との位置関係を説明するための図である。
【図４Ａ】比較例の粒子検出センサの断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す比較例の粒子検出センサの内部を清掃するときの様子を示す同粒子検出センサの要部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る粒子検出センサの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る粒子検出センサの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る粒子検出センサの構成を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態５に係る粒子検出センサの上面図、（ｂ）は、同粒子検出センサの正面図、（ｃ）は、同粒子検出センサの下面図、（ｄ）は、（ａ）のＡ−Ａ線における同粒子検出センサの断面図である。
【図９Ａ】本発明の実施の形態５に係る粒子検出センサの筐体内を清掃（メンテナンス）するときの様子を示す斜視図である。
【図９Ｂ】本発明の実施の形態５に係る粒子検出センサの筐体内を清掃（メンテナンス）するときの様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１２】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る粒子検出センサの構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る粒子検出センサの構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態における粒子検出センサ１は、投光素子１０と受光素子２０とを備える光電式センサであり、検知領域ＤＡにおける粒子による投光素子１０からの光の散乱光を受光素子２０で受光することにより大気中に含まれる粒子を検出するものである。本実施の形態における粒子検出センサ１は、さらに、反射面を有する反射体４０と、大気を加熱する加熱装置５０とを有しており、また、内部に導入された粒子が通る粒子流路３３と粒子の散乱光を受光素子２０に導くための空間領域である受光領域３２との接続部分には、透光性を有する第１保護板６１が配置されている。
【００１４】
投光素子１０は、所定の波長の光を発する光源（発光部）であり、例えば、ＬＥＤや半導体レーザ等の固体発光素子である。投光素子１０としては、赤外光、青色光、緑色光、赤色光又は紫外光を発する発光素子を用いることができる。
【００１５】
なお、投光素子１０の発光波長が短いほど、粒径の小さな粒子を検出しやすくなる。また、投光素子１０の発光制御方式は特に限定されるものではなく、投光素子１０から出射する光は、ＤＣ駆動による連続光又はパルス光等とすることができる。また、投光素子１０の出力の大きさは、時間的に変化していてもよい。
【００１６】
受光素子２０は、光を受ける受光部であり、例えば、フォトダイオード、フォトＩＣダイオード、フォトトランジスタ、又は、高電子倍増管等、光を受けて電気信号に変換する素子（光検出器）である。
【００１７】
図１（ｄ）に示すように、投光素子１０及び受光素子２０は、筐体３０（ケース）内に配置される。筐体３０は、投光素子１０及び受光素子２０を保持するように構成されている。本実施の形態において、投光素子１０及び受光素子２０は、それぞれの光軸を交差させる形で筐体３０内に配置されている。
【００１８】
受光素子２０での受光感度を大きくするには散乱光のうち前方散乱光を多く取得するとよい。この場合、投光素子１０の光軸と受光素子２０の光軸とを一致させることによって前方散乱光を容易に取得することができるが、単に投光素子１０と受光素子２０との光軸を一致させただけでは、受光素子２０には前方散乱光以外に投光素子１０からの直接光が入射してしまうことになり、粒子の検出精度が低下してしまう。
【００１９】
このため、本実施の形態では、投光素子１０及び受光素子２０の各々の光軸を交差させている。一例として、投光素子１０の光軸と受光素子２０の光軸とのなす角は６０度（１２０度）である。
【００２０】
このように、投光素子１０及び受光素子２０の各々の光軸を交差させることによって、投光素子１０からの直接光の影響を受けることなく、前方散乱光に近い部分の側方散乱光を取得できるので、粒子の検出精度の低下を抑制できる。
【００２１】
図１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、筐体３０の外形は、一例として扁平直方体である。筐体３０は、第１筐体部３０ａ（蓋部）と第２筐体部３０ｂとの２つの部材によって構成されている。第２筐体部３０ｂからは、複数のリード線１１、２１及び５１が露出している。リード線１１、２１及び５１は、それぞれ、投光素子１０、受光素子２０及び加熱装置５０と電気的に接続されている。
【００２２】
筐体３０には、投光素子１０の光が投光される空間領域である投光領域３１と、検知領域ＤＡにおいて投光素子１０の光が粒子に当たって発生した散乱光を受光素子２０に導くための空間領域である受光領域３２（拡散光導入部）と、粒子を含む大気（気体）が流れる空間領域である粒子流路３３と、ラビリンス部３４とが設けられている。
【００２３】
投光領域３１、受光領域３２、粒子流路３３及びラビリンス部３４は、筐体３０における筒状の空間領域である。
【００２４】
例えば、図１（ｄ）に示すように、投光領域３１、受光領域３２及びラビリンス部３４の各々は、周囲が筐体３０の内面（内壁）で囲まれた略円筒状又は略角筒状の有底筒状の空間領域であり、粒子流路３３との接続部分に開口部を有している。つまり、投光領域３１、受光領域３２及びラビリンス部３４の各々は、各開口部が粒子流路３３に向かって開口しており、各開口部において粒子流路３３と接続されている。本実施の形態において、投光領域３１、受光領域３２及びラビリンス部３４の各々の開口部は、検知領域ＤＡに向かって開口している。
【００２５】
粒子流路３３は、大気中の粒子を測定するために筐体３０内に導入した気体を通過させる気体通過領域である。粒子流路３３は、周囲が筐体３０の内面（内壁）で囲まれた略円筒状又は略角筒状の筒状空間領域であって、検知領域ＤＡを含む空間領域である。本実施の形態において、粒子流路３３は、検知領域ＤＡ全体を含んでいる。本実施の形態において、粒子流路３３は、大気導入孔３５から大気放出孔３６に向かって真っ直ぐな流路となっており、その途中で、投光領域３１、受光領域３２及びラビリンス部と接続されている。
【００２６】
また、投光領域３１、受光領域３２、粒子流路３３及びラビリンス部３４における筐体３０の内面（壁面）は、光を吸収させるために黒色であるとよい。例えば、筐体３０は、黒色の樹脂成型品であり、内部に露出部分は少なくとも黒色表面となっている。
【００２７】
検知領域ＤＡは、測定対象の気体に含まれる粒子（エアロゾル）を検知するための領域であるエアロゾル検知領域（エアロゾル測定部）であり、投光領域３１と受光領域３２とが重なる空間領域である。なお、検知領域ＤＡは、粒子流路３３内に存在するように設定されている。測定対象の気体は、粒子流路３３を通って検知領域ＤＡに導かれる。
【００２８】
なお、本実施の形態において、粒子流路３３の流路方向（測定対象の気体が流れる方向）は、図１の紙面上下方向としているが、図１の紙面垂直方向としてもよい。つまり、本実施の形態では、粒子流路３３の流路軸は、投光素子１０及び受光素子２０の各光軸が通る平面上に存在するように設定しているが、当該平面と直交するように設定されていてもよい。
【００２９】
ラビリンス部３４は、投光素子１０の光のうち検知領域ＤＡで粒子に当たらずに検知領域ＤＡを通過した光が筐体３０内で反射及び散乱して受光素子２０で受光されてしまうことを防止する構造を有する。具体的に、ラビリンス部３４は、光トラップ構造を有し、ラビリンス部３４の内部に一旦進入した光がラビリンス部３４から出て行かないような光吸収構造を有する。例えば、ラビリンス部３４における筐体３０の内面には、多重反射させて光を吸収させるための複数の黒色突起が設けられる。
【００３０】
本実施の形態において、ラビリンス部３４（光トラップ構造）は、投光素子１０と対向する位置に設けられている。具体的には、ラビリンス部３４の開口部が投光領域３１の開口部に対向している。なお、本実施の形態において、ラビリンス部３４は、投光素子１０と対向する位置にのみ設けられているが、投光素子１０及び受光素子２０の両方と対向する位置に設けられていてもよいし、受光素子２０と対向する位置にのみ設けられていてもよい。但し、受光素子２０と対向する位置にのみラビリンス部３４を設ける場合、ラビリンス部３４の内部に一旦進入した光が戻って行かないように、ラビリンス部３４を貫通孔にする等の手段を設けるとよい。
【００３１】
また、筐体３０には、粒子流路３３に大気を導入するための大気導入孔３５と、粒子流路３３から大気を放出するための大気放出孔３６とが設けられている。大気導入孔３５は、粒子検出センサ１の外部に存在する大気を粒子検出センサ１の内部（粒子流路３３）に供給するための大気供給口であり、粒子流路３３の一方に繋がっている。一方、大気放出孔３６は、粒子検出センサ１の内部（粒子流路３３）の大気を粒子検出センサ１の外部に排出するための大気排出口であり、粒子流路３３の他方に繋がっている。
【００３２】
これにより、粒子を含む大気（測定対象の気体）は、大気導入孔３５から筐体３０内に導入されて粒子流路３３を通って検知領域ＤＡに流入され、大気放出孔３６から筐体３０外に放出される。本実施の形態では、効率良く筐体３０内に大気を導入して排気するために、大気導入孔３５の方が大気放出孔３６よりも開口面積が大きくなっている。
【００３３】
また、本実施の形態において、投光領域３１には、投光レンズ（発光レンズ）３１ａが設けられている。投光レンズ３１ａは、投光素子１０の前方に配置されており、投光素子１０から出射する光（投光ビーム）を検知領域ＤＡに向けて進行させるように構成されている。つまり、投光素子１０から出射する光は投光レンズ３１ａを介して検知領域ＤＡに到達する。投光レンズ３１ａは、例えば、透明樹脂レンズ又はガラスレンズである。
【００３４】
投光レンズ３１ａは、投光素子１０から出射する光を検知領域ＤＡに向けてコリメートさせるコリメートレンズであってもよいし、投光素子１０から出射する光を検知領域ＤＡに集光させる集光レンズであってもよいが、投光レンズ３１ａとしては、検知領域ＤＡにおいて投光素子１０の光強度を大きくするようなレンズを用いるとよい。また、検知領域ＤＡ内の場所によって光強度が異なると、同じ粒径の粒子であっても検知領域ＤＡ内の場所によって散乱光の強度が異なってしまうので、投光レンズ３１ａとしては、投光素子１０の光の強度分布が検知領域ＤＡ全体で均一になるようなレンズを用いるとよい。さらに、投光素子１０の光が筐体３０の壁面に反射すると無用な反射光及び散乱光が発生することになるので、投光レンズ３１ａとしては、投光素子１０の光が投光領域３１における筐体３０の壁面に反射することなく直接検知領域ＤＡに到達するようなレンズを用いるとよい。なお、投光レンズ３１ａは、設けなくてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態において、投光領域３１には発光絞り部３１ｂが設けられている。発光絞り部３１ｂは、投光レンズ３１ａを通過した後の投光素子１０の光について、不要な光を絞って集光径を小さくする。発光絞り部３１ｂは、樹脂等からなり、投光領域３１の内壁に所定の形状で形成されている。なお、発光絞り部３１ｂは、筐体３０と一体成型されていてもよい。
【００３６】
反射体４０（反射板）は、検知領域ＤＡにおける粒子による投光素子１０の光の散乱光を反射して当該散乱光を受光素子２０に導く反射部材である。本実施の形態において、反射体４０は、粒子の散乱光を反射して受光素子２０に集光させている。より具体的には、反射体４０は、粒子の散乱光を受光素子２０に向けて反射している。
【００３７】
図１（ｄ）に示すように、本実施の形態では、反射体４０は、受光領域３２に設けられている。具体的には、反射体４０は、受光領域３２における筐体３０の内面に沿って設けられた集光ミラーであり、反射面である内面が曲面となっている。図１（ｄ）に示すように、反射体４０の内面は、回転楕円体の回転面の一部である。つまり、反射体４０は、内面（反射面）の形状が回転楕円面の一部の形状をなす楕円ミラーであり、反射体４０の内面の断面形状は楕円の一部である。
【００３８】
また、反射体４０は、粒子流路３３に向かって開口する開口部を有する。具体的には、反射体４０の開口部は、検知領域ＤＡに向かって開口している。本実施の形態において、反射体４０の開口部は、受光領域３２の開口部と略一致している。つまり、反射体４０は、受光領域３２の開口部近傍まで設けられている。また、反射体４０の開口部側の端部は、第１保護板６１に接触している。
【００３９】
反射体４０としては、ベース部材の表面そのものが反射面となるようにベース部材そのものを金属等の反射材料で構成してもよいし、樹脂や金属のベース部材の表面に反射面となる反射膜を形成してもよい。
【００４０】
反射膜としては、アルミニウム、金、銀や銅等の金属反射膜、鏡面反射膜、又は、誘電体多層膜等を用いることができる。反射膜としては、吸収率が小さく、高い反射率を有するものがよい。また、反射膜として、蒸着等で形成したアルミニウム膜の表面に当該アルミニウム膜よりも薄い薄膜を積層したものを用いてもよい。アルミニウム膜に積層する薄膜としては、例えば、ＭｇＦ膜、ＳｉＯ２膜、ＳｉＯ膜、ＡｌＮ膜、アルミナ膜、又は、増反射膜等が用いられる。このように、アルミニウム膜にこれらの薄膜を積層することによって、アルミニウム膜の劣化（腐食等）を抑制したり光増幅による光学特性を向上させたりすることができる。
【００４１】
加熱装置５０は、粒子を含む大気を検知領域ＤＡに導入するために大気を加熱するものであり、粒子流路３３内に流れる気体の流れを促進させるための気流を発生させる気流発生装置として機能する。具体的には、加熱装置５０は、低コストのヒータ抵抗等であり、本実施の形態では、粒子流路３３内に配置されている。つまり、加熱装置５０は、粒子流路３３内の大気を加熱する。
【００４２】
例えば、加熱装置５０がヒータ抵抗である場合、ヒータ抵抗に電圧を印加すると、ヒータ抵抗が加熱される。これにより、ヒータ抵抗の周囲の大気は、加熱されて密度が小さくなり、重力と逆方向の上方向に移動する。つまり、加熱装置５０によって粒子流路３３内の大気を加熱すると、上方向の気流（上昇気流）を発生させることができる。
【００４３】
このように、加熱装置５０によって粒子流路３３内の大気を加熱することによって、筐体３０（粒子流路３３）内に測定対象の気体（大気）を容易に引き込むことができるので、加熱装置５０を設けない場合と比べて、粒子検出センサ１内に多くの粒子を取り込むことができる。したがって、粒子流路３３に含まれる検知領域ＤＡにおける単位体積あたりの粒子の量を大きくすることができるので、感度を高くすることができる。
【００４４】
また、加熱装置５０は、上昇気流を発生させるので、図１（ｄ）に示すように、粒子流路３３の下方部分に設置するとよい。なお、加熱装置５０が動作していない状態でも、大気導入孔３５と大気放出孔３６との間において大気は粒子流路３３内を通過することができる。つまり、加熱装置５０が動作していない場合でも、大気中に含まれる粒子を検出することは可能である。
【００４５】
第１保護板６１は、ホコリ・花粉・煙等の粒子が受光領域３２に入り込まないようにするための保護部材であり、筐体３０内に配置されている。例えば、第１保護板６１は、大気中に浮遊する粒子（ホコリ・花粉・煙・ＰＭ２．５等）が粒子検出センサ１の動作中及び非動作中に筐体３０内に入ってきた場合に、当該粒子が受光領域３２に入り込まないようにする。
【００４６】
図１（ｄ）に示すように、本実施の形態において、第１保護板６１は、受光領域３２の粒子流路３３との接続部分となる開口部（受光領域３２の開口部）を覆うように配置されている。つまり、第１保護板６１は受光領域３２に蓋をするように配置されている。受光領域３２の開口部が第１保護板６１で覆われることによって受光領域３２は閉じた空間領域となり、受光領域３２外から受光領域３２内にホコリ・花粉・煙等の粒子が入り込むことを防止できる。
【００４７】
また、本実施の形態において、第１保護板６１の主面と、回転楕円体の回転面からなる反射体４０を構成する楕円の長軸（反射体４０の光軸）及び受光素子２０の光軸とは、直角をなしている。言い換えると、第１保護板６１の主面との法線は、反射体４０を構成する楕円の長軸及び受光素子２０の光軸と平行となっている。
【００４８】
このように構成される第１保護板６１は、例えば、ガラス、又は、ポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂によって構成された透明板である。第１保護板６１の全透過率は、フレネル反射を無視すれば、例えば９９％以上である。また、第１保護板６１としては、厚みが一様の平板を用いている。つまり、第１保護板６１として、全領域において板厚が一定の平板を用いている。なお、第１保護板６１は厚みが一様の平板でなくてもよく、第１保護板６１を受光領域３２に取り付ける等するために、第１保護板６１は、周縁部分が肉薄となっていたり周縁部分の一部が切り欠かれていたりしてもよい。
【００４９】
第１保護板６１の平面視形状は、受光領域３２の開口部を覆う形状であればよく、例えば、受光領域３２の開口部の形状が円形である場合は、第１保護板６１としては円板状の透明板を用いればよい。
【００５０】
また、第１保護板６１は、粒子の散乱光を散乱させないように構成されている。つまり、第１保護板６１で光が散乱しないように、第１保護板６１の表面は、検知領域ＤＡ側の主面も受光素子２０側の主面も平滑面である。
【００５１】
第１保護板６０としては、屈折率が１．５以下で、厚みが２００μｍ以下の平板を用いるとよい。これにより、第１保護板６０による散乱光の光路の位置ずれを小さくすることができる。
【００５２】
なお、後述するように、第１保護板６１の表面に付着した付着物を綿棒等の清掃具で擦って除去することもあるので、第１保護板６１の表面は、耐摩耗性を有するとよい。したがって、第１保護板６１の表面には、耐摩耗性を向上させるための表面処理又は表面コート処理等が施されているとよい。
【００５３】
次に、本実施の形態における粒子検出センサ１の動作について、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを用いて説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、それぞれ、大気中に粒子が存在しない場合、大気中に粒径の小さい粒子が存在する場合及び大気中に粒径の大きい粒子が存在する場合における粒子検出センサの動作を説明するための断面図である。
【００５４】
加熱装置５０を動作させて粒子流路３３に気流を発生させると、大気導入孔３５から粒子検出センサ１内に大気が引き込まれ、当該大気は、粒子流路３３を経由して検知領域ＤＡに導かれる。
【００５５】
この場合、図２Ａに示すように、粒子検出センサ１内に導入された大気に粒子（エアロゾル）が存在しない場合、つまり、検知領域ＤＡに粒子が流入しない場合は、投光素子１０から出射した光は検知領域ＤＡを通過してそのまま直進するので、粒子による散乱光が発生しない。したがって、この場合、基本的には受光素子２０の反応がないので、粒子検出センサ１内に導入された大気中に粒子が存在しないことが分かる。
【００５６】
なお、この場合、検知領域ＤＡを通過して直進した光が筐体３０の中で反射して迷光となって受光素子２０に入射する場合があるが、受光素子２０で検出される光強度は、検知領域ＤＡに粒子が存在する場合と比べて小さい。したがって、粒子検出センサ１内に導入された大気中に粒子が存在しないことが分かる。
【００５７】
本実施の形態では、ラビリンス部３４が設けられているので、検知領域ＤＡを通過して直進した光は、ラビリンス部３４で減衰吸収される。これにより、検知領域ＤＡを通過して直進した光が迷光となって受光素子２０に入射することを抑制できる。
【００５８】
また、図２Ｂに示すように、粒子検出センサ１内に導入した大気に粒径の小さい粒子（エアロゾル）Ｐ１が存在する場合、つまり、検知領域ＤＡに粒径の小さい粒子Ｐ１が流入した場合は、投光素子１０の光は検知領域ＤＡに存在する粒子Ｐ１に当たって散乱し、当該散乱光は直接又は反射体４０で反射して受光素子２０に入射する。受光素子２０に光が入射すると所定の信号の出力があるので、粒子検出センサ１内に導入された大気中に粒子が存在することが分かる。
【００５９】
この場合、受光素子２０によって検出される散乱光の光強度は比較的に小さいので、粒子検出センサ１内に導入した大気中には粒径の小さい粒子が存在することが分かる。
【００６０】
また、図２Ｃに示すように、粒子検出センサ１内に導入した大気に粒径の大きい粒子（エアロゾル）Ｐ２が存在する場合、つまり、検知領域ＤＡに粒径の大きい粒子Ｐ２が流入した場合も、投光素子１０の光は検知領域ＤＡに存在する粒子Ｐ２に当たって散乱し、当該散乱光は直接又は反射体４０で反射して受光素子２０に入射する。受光素子２０に光が入射すると所定の信号の出力があるので、この場合も、粒子検出センサ１内に導入された大気中に粒子が存在することが分かる。
【００６１】
この場合、受光素子２０によって検出される散乱光の光強度は比較的に大きいので、粒子検出センサ１内に導入した大気中には粒径の大きい粒子Ｐ２が存在することが分かる。
【００６２】
このように、粒子による散乱光によって粒子検出センサ１内に導入された大気に粒子が含まれるか否か（粒子の有無）を検知することができる。つまり、大気中の粒子を検出することができる。
【００６３】
また、受光素子２０で受光した信号の大きさ、つまり、粒子による散乱光の光強度の大きさによって、粒子の大きさ（粒径）を判別することができる。
【００６４】
さらに、受光素子２０で検出される信号の出力の１つ１つ、つまり、粒子による散乱光の光強度のピーク１つ1つは、粒子の１つ１つに対応するので、粒子検出センサ１内に導入された大気の中の粒子の個数（量）も算出することができる。
【００６５】
特に、本実施の形態における粒子検出センサ１では、受光領域３２に、検知領域ＤＡにおける粒子による散乱光を反射して当該散乱光を受光素子２０に導くための反射体４０が設けられている。
【００６６】
これにより、受光領域３２にレンズを設ける場合と比べて、検知領域ＤＡの粒子によって発生する散乱光を、より多く受光素子２０に入射させることが可能となる。つまり、反射体４０は、レンズと比べて設計自由度が大きいので、より多くの散乱光を受光素子２０に導けるように形状を決めることができる。
【００６７】
例えば、図１（ｄ）に示すように、反射体４０の開口部を受光領域３２の開口部のぎりぎりまで延ばすことができ、検知領域ＤＡを基準とする反射体４０への見込み角を大きくすることができる。つまり、大きい立体角で散乱光を検出することができるので、散乱光の受光感度を高くすることが可能となる。
【００６８】
したがって、大気中に含まれる粒子が、ホコリであるか、花粉であるか、煙であるかを判別できるだけではなく、ＰＭ２．５（微小粒子状物質）のように粒径の小さな微粒子までも容易に判別することができる。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、反射体４０の内面が回転楕円体の回転面の一部をなしている。ここで、反射体４０と受光素子２０と検知領域ＤＡとの位置関係及びその作用効果について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る粒子検出センサにおける反射体と受光素子と検知領域との位置関係を説明するための図である。
【００７０】
図３に示すように、本実施の形態における反射体４０は、楕円ミラーとなっており、回転楕円体を構成する楕円における２つの焦点Ｆ１及びＦ２のうちの一方の焦点Ｆ１（第１の焦点）が検知領域ＤＡ内に存在するように配置されている。また、受光素子２０は、当該楕円における他方の焦点Ｆ２（第２の焦点）近傍に配置されている。
【００７１】
これにより、検知領域ＤＡの粒子によって発生する散乱光を、少ない反射回数（１回又は数回）で受光素子２０に入射させることができる。つまり、多重反射による光の減衰を回避できる。したがって、受光素子２０における受光効率を高めることができるので、感度を一層高くすることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、検知領域ＤＡと受光素子２０との間に第１保護板６１が配置されているので、第１保護板６１の屈折率を考慮した上で、反射体４０の焦点位置に検知領域ＤＡと受光素子２０とを配置するとよい。
【００７３】
次に、本実施の形態における粒子検出センサ１の作用効果について、図４Ａ及び図４Ｂに示す比較例の粒子検出センサ１００と比較して説明する。図４Ａは、比較例の粒子検出センサの断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す比較例の粒子検出センサの内部を清掃するときの様子を示す同粒子検出センサの要部拡大断面図である。
【００７４】
光散乱式粒子検出センサでは、大気中に浮遊するホコリ・花粉・煙等の粒子を含む気体を内部に導入することによって粒子を検出するため、当該粒子が粒子検出センサの内部に付着物として付着して、検出精度が低下する場合がある。特に、長期にわたる使用によって付着物が内部に蓄積すると、検出誤差も大きくなる。例えば、粒子が存在しないはずなのに粒子が存在するものとして検知し、誤った判定をする場合がある。
【００７５】
そこで、図４（ａ）に示すように、内部に付着した付着物を除去する構造を有する粒子検出センサ１００が考えられている。
【００７６】
図４（ａ）に示すように、比較例の粒子検出センサ１００は、投光素子１１０及び受光素子１２０と、投光素子１１０及び受光素子１２０を保持する筐体１３０と、投光領域１３１に配置されたレンズ１３１ａと、受光領域１３２に配置されたレンズ１３２ａとを備える。そして、粒子検出センサ１００では、内部を清掃できるように、筐体１３０に、検知対象の粒子を含む気体が流れる領域である気流通過領域に清掃具を導入するための貫通孔１７０が設けられている。
【００７７】
比較例の粒子検出センサ１００において、内部の清掃を行う場合、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１７０から綿棒等の清掃具２００を導入して、気流通過領域を構成する筐体３０の内壁等に付着した付着物を除去する。
【００７８】
しかしながら、比較例の粒子検出センサ１００の構造では、受光領域１３２内に粒子が入り込んでしまうので、レンズ１３２ａに粒子が付着物として付着する。レンズ１３２ａは、粒子の散乱光を受光素子１２０に集光させるので、レンズ１３２ａに粒子が付着するとレンズ１３２ａのレンズ作用に影響を与えて受光感度が低下し、検出精度が低下する。
【００７９】
また、レンズ１３２ａが受光領域１３２の奥まった箇所に配置されているので、レンズ１３２ａに粒子が付着すると、図４（ｂ）に示すように貫通孔１７０から導入した清掃具では付着物を拭き取りにくい。つまり、貫通孔１７０の近傍部分の付着物は容易に拭き取ることができるものの、貫通孔１７０から離れた箇所に存在する付着物については拭き取ることが難しい。さらに、図４（ａ）に示すように、受光領域１３２の周辺部分は入り組んだ構造となっており角部分も多いので、当該角部分によって死角ができ、角部周辺に存在する付着物を拭き取ることが難しくなっている。
【００８０】
このように、比較例の粒子検出センサ１００では、受光領域１３２内に付着した粒子によって検出精度が低下するという問題がある。
【００８１】
ところで、受光感度を向上させるために、受光領域に、レンズではなく、回転楕円体等の回転面を反射面とする反射板（楕円ミラー等）を配置することも考えられているが、比較例の粒子検出センサ１００のように、筐体に貫通孔を設けて清掃具を導入する方法では、反射板の内面（反射面）の全面を清掃することが難しい。
【００８２】
このため、受光領域に反射板が配置された構成の粒子検出センサでは、反射板の内面に付着物が付着すると、受光素子に受光される粒子の散乱光の量（受光量）が大きく変わってしまう。この結果、検出精度が大きく低下してセンサとしての信頼性が悪くなる。
【００８３】
そこで、本実施の形態における粒子検出センサ１では、図１（ｄ）に示すように、粒子流路３３と受光領域３２との接続部分に、透光性を有する第１保護板６１が配置されている。
【００８４】
これにより、ホコリ・花粉・煙等の粒子が受光領域３２の内部に入り込むことを抑制できるので、受光領域３２内にホコリ・花粉・煙等の粒子が付着物として付着することを抑制できる。したがって、受光領域３２に付着物が付着することによって検出精度が低下することを抑制できる。
【００８５】
また、本実施の形態において、第１保護板６１は、受光領域３２の開口部（粒子流路３３との接続部分となる開口部）を覆うように配置されている。
【００８６】
これにより、粒子が受光領域３２の内部に入り込むことを遮断できるので、受光領域３２内に粒子が付着することを回避できる。さらに、一旦、受光領域３２を第１保護板６１で覆った後は、その後の粒子検出センサ１の製造工程中においても受光領域３２に粒子等が入り込むことを遮断できるので、初期時の動作不良も防止できる。
【００８７】
また、本実施の形態において、第１保護板６１と受光素子２０との間に、粒子の散乱光を反射して当該散乱光を受光素子２０に導く反射体４０が設けられている。例えば、反射体４０の内面は、回転楕円体の回転面の一部であり、楕円ミラーである。
【００８８】
これにより、粒子の付着によって反射体４０の反射面が汚れることを抑制できる。つまり、反射体４０の反射面に粒子等の付着物が蓄積されない。したがって、反射体４０の反射面の反射率が長期にわたって変化しないので、受光感度及び検出精度の長期信頼性を向上させることができる。
【００８９】
さらに、第１保護板６１によって受光領域３２を密閉することによって、受光領域３２に空気や水分が入り込むことも遮断できる。これにより、反射体４０の反射面が腐食することを防止できるので、受光感度及び検出精度の長期信頼性を一層向上させることができる。
【００９０】
また、本実施の形態において、第１保護板６１の主面は、反射体４０の内面を構成する回転楕円体の楕円の長軸に対して直角である。
【００９１】
これにより、検知領域ＤＡにおける粒子の散乱光を効率良く第１保護板６１を透過させることができるので、第１保護板６１を配置したことで受光感度が低下することをなくすことができる。
【００９２】
また、本実施の形態において、粒子流路３３の幅と検知領域ＤＡの幅とを一致させるとよい。
【００９３】
これにより、粒子検知センサ１内に導入される粒子を含んだ気体の全てが検知領域ＤＡを通過することになるので、取り込まれた気体中に含まれる粒子を全て検出することができる。したがって、粒子の検出確率が向上し、検出精度を向上させることができる。
【００９４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る粒子検出センサ２について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る粒子検出センサの構成を示す断面図である。
【００９５】
図５に示すように、本実施の形態における粒子検出センサ２と上記実施の形態１における粒子検出センサ１とは、第１保護板６１の配置が異なる。
【００９６】
具体的には、上記実施の形態１における第１保護板６１は、その主面が反射体４０を構成する楕円の長軸に対して直角となるように配置されていたのに対して、本実施の形態における第１保護板６１は、その主面の法線が反射体４０を構成する楕円の長軸に対して傾斜するように配置されている。
【００９７】
以上、本実施の形態における粒子検出センサ２によれば、実施の形態１と同様に、粒子流路３３と受光領域３２との接続部分に第１保護板６１が配置されているので、粒子検出センサ２の動作中においても粒子検出センサ２の製造工程中においても、受光領域３２内に粒子が付着することを抑制できる。したがって、検出精度の低下を抑制できる。
【００９８】
また、本実施の形態でも、第１保護板６１が受光領域３２の開口部を覆うように配置されているので、受光領域３２内に粒子が付着することを一層抑制できる。
【００９９】
また、本実施の形態でも、粒子の付着によって反射体４０の反射面が汚れることを抑制できるので、反射体４０の反射面の反射率が変化せず、受光感度及び検出精度の長期信頼性を向上させることができる。
【０１００】
さらに、第１保護板６１によって受光領域３２を密閉することによって、受光領域３２に空気や水分が入り込むことを遮断することができる。これにより、反射体４０の反射面の腐食を防止できるので、受光感度及び検出精度の長期信頼性を一層向上させることができる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、第１保護板６１の主面の法線が、反射体４０の回転楕円体を構成する楕円の長軸に対して傾斜している。
【０１０２】
これにより、反射体４０の開口部を受光領域３２の開口部のぎりぎりまで延ばしたりして反射体４０の反射面を多く取ることができるので、反射体４０における粒子の散乱光の受光感度を容易に高くすることができる。したがって、高感度で粒子の検出を行うことができる粒子検出センサを実現できる。
【０１０３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る粒子検出センサ３について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態３に係る粒子検出センサの構成を示す断面図である。
【０１０４】
図６に示すように、本実施の形態における粒子検出センサ３と上記実施の形態１における粒子検出センサ１とは、第１保護板６１の配置が異なる。
【０１０５】
すなわち、上記実施の形態１における第１保護板６１は、粒子流路３３と受光領域３２との接続部分のみに配置されていたのに対して、本実施の形態における第１保護板６１は、粒子流路３３と受光領域３２との接続部分だけではなく粒子流路３３とラビリンス部３４との接続部分にも配置されている。具体的には、本実施の形態における第１保護板６１は、受光領域３２の開口部とラビリンス部３４の開口部との両方を覆っている。
【０１０６】
また、第１保護板６１は、粒子流路３３の一部を構成している。具体的には、第１保護板６１の表面は粒子流路３３の壁面となっている。
【０１０７】
以上、本実施の形態における粒子検出センサ３によれば、粒子流路３３と受光領域３２との接続部分及び粒子流路３３と受光領域３２との接続部分に第１保護板６１が配置されている。
【０１０８】
これにより、大気中に浮遊する粒子が受光領域３２だけではなくもラビリンス部３４にも入り込まないようにすることができるので、粒子検出センサ３の動作中においても粒子検出センサ２の製造工程中においても、受光領域３２内及びラビリンス部３４内に粒子が付着することを抑制できる。したがって、検出精度の低下を抑制できる。
【０１０９】
また、本実施の形態でも、粒子の付着によって反射体４０の反射面が汚れることを抑制できるので、反射体４０の反射面の反射率が変化せず、受光感度及び検出精度の長期信頼性を向上させることができる。しかも、反射体４０によってラビリンス部３４の反射率も変わらないので、粒子に当たらすに検知領域ＤＡを通過する投光素子１０からの直接光が筐体３０内部で反射して迷光となって受光素子２０に入射することも抑制できる。したがって、受光感度及び検出精度の長期信頼性を一層向上させることができる。
【０１１０】
この場合、第１保護板６１によって受光領域３２及びラビリンス部３４を密閉することによって、受光領域３２及びラビリンス部３４に空気や水分が入り込むことを遮断することができる。これにより、反射体４０の反射面の腐食とラビリンス部３４の劣化とを防止できるので、受光感度及び検出精度の長期信頼性を一層向上させることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態では、粒子の付着によってラビリンス部３４内も汚れないので、センサとしての信頼性が向上するとともに歩留まりが向上する。
【０１１２】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る粒子検出センサ４について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係る粒子検出センサの構成を示す断面図である。
【０１１３】
図７に示すように、本実施の形態における粒子検出センサ４は、上記実施の形態３における粒子検出センサ３において、さらに、第２保護板６２が配置された構成となっている。
【０１１４】
具体的には、本実施の形態における粒子検出センサ４は、受光領域３２及びラビリンス部３４の開口部を覆うように配置された第１保護板６１と、投光領域３１と粒子流路３３との接続部分に配置された第２保護板６２とを有する。
【０１１５】
本実施の形態において、第２保護板６２は、第１保護板６１と対面するように配置されている。つまり、第２保護板６２と第１保護板６１とは、平行に配置されている。
【０１１６】
第２保護板６２は、投光領域３１に粒子が入り込まないようにするための保護部材である。具体的には、第２保護板６２は、投光領域３１の粒子流路３３との接続部分となる開口部（投光領域３１の開口部）を覆うように配置されている。つまり、第２保護板６２は投光領域３１に蓋をするように配置されており、投光領域３１の開口部が第２保護板６２で覆われることによって投光領域３１は閉じた空間領域となる。
【０１１７】
また、第２保護板６２は、第１保護板６１ともに、粒子流路３３の一部を構成している。具体的には、第１保護板６１及び第２保護板６２の表面は粒子流路３３の壁面となっており、粒子流路３３に導入された粒子は、第１保護板６１及び第２保護板６２の間を通過する。
【０１１８】
第２保護板６２は、第１保護板６１と同様に、例えばガラスや透明樹脂によって構成された透明板であって、全透過率はフレネル反射を無視すれば例えば９９％以上である。また、第２保護板６２としては、厚みが一様の平板を用いている。なお、第２保護板６２は、厚みが一様の平板でなくてもよく、第１保護板６１と同様に、取付上、周縁部分が肉薄となっていたり周縁部分の一部が切り欠かれていたりしてもよい。
【０１１９】
第２保護板６２の平面視形状は、投光領域３１の開口部を覆う形状であればよく、例えば、投光領域３１の開口部の形状が円形である場合は、第２保護板６２としては円板状の透明板を用いればよい。
【０１２０】
また、第２保護板６２も、粒子の散乱光を散乱させないように構成されている。つまり、第２保護板６２で光が散乱しないように、第２保護板６２の表面は、検知領域ＤＡ側の主面も投光素子１０側の主面も平滑面である。
【０１２１】
なお、後述するように、第２保護板６２の表面に付着した付着物を綿棒等の清掃具で擦って除去することもあるので、第２保護板６２の表面は、耐摩耗性を有するとよい。したがって、第２保護板６２の表面には、耐摩耗性を向上させるための表面処理又は表面コート処理等が施されているとよい。
【０１２２】
以上、本実施の形態における粒子検出センサ４によれば、粒子流路３３と受光領域３２との接続部分及び粒子流路３３と受光領域３２との接続部分に第１保護板６１が配置されているので、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【０１２３】
さらに、本実施の形態では、投光領域３１と粒子流路３３との接続部分に第２保護板６２が配置されている。
【０１２４】
これにより、大気中に浮遊する粒子が投光領域３１にも入り込まないようにすることができ、投光領域３１内に粒子が付着することを抑制できるとともに、投光レンズ３１ａ及び発光絞り部３１ｂに粒子が付着することも抑制できる。したがって、投光素子１０からの出射光を安定させることができるので、センサとしての信頼性が向上する。
【０１２５】
また、投光領域３１が第２保護板６２で覆われているので、投光レンズ３１ａを投光領域３１の奥まった位置に配置することができ、投光レンズ３１ａの設計の自由度が高まる。つまり、メンテナンスの際に投光レンズ３１ａに付着した粒子等を拭き取りやすくするためだけに、投光レンズ３１ａを粒子流路３３に近い位置に配置する必要がない。
【０１２６】
また、第１保護板６１と第２保護板６２とで形成される空間は、粒子流路３３の一部を形成し、且つ、検知領域ＤＡの幅と一致するとよい。例えば、第１保護板６１と第２保護板６２とで挟まれる空間が粒子流路３３の一部となるように構成し、且つ、第１保護板６１と第２保護板６２との間隔を粒子流路３３の幅に一致させるとともに検知領域ＤＡの幅に一致させるとよい。
【０１２７】
これにより、粒子検知センサ４内に導入される粒子を含んだ気体の全てが、検知領域ＤＡの幅と一致した粒子流路３３を通過するので、取り込まれた気体中に含まれる粒子を全て検出することができる。したがって、粒子の検出確率が向上し、検出精度を向上させることができる。
【０１２８】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る粒子検出センサ５について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態５に係る粒子検出センサの構成を示す断面図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【０１２９】
図８（ｂ）に示すように、本実施の形態における粒子検出センサ５は、上記実施の形態４における粒子検出センサ４において、さらに、筐体３０は、第１保護板６１及び第２保護板６２の表面に付着した付着物を除去するための清掃具が導入される清掃具導入孔３７と、清掃具導入孔３７を閉じる蓋３８とを有する。
【０１３０】
具体的には、清掃具導入孔３７は、第１筐体部３０ａに設けられた貫通孔である。清掃具導入孔３７は、清掃具を第１保護板６１及び第２保護板６２の主面水平方向から挿入できるように構成されている。本実施の形態において、清掃具導入孔３７は、第１保護板６１及び第２保護板６２の主面水平方向を開放するように設けられており、より具体的には、第１筐体部３０ａの第１保護板６１及び第２保護板６２に対向する部分を開口するように設けられている。つまり、清掃具導入孔３７は、粒子流路３３の一部を開口している。さらに、清掃具導入孔３７は、大気が粒子流路３３内を流れる方向（流路方向）に沿って長尺状に設けられている。
【０１３１】
第１保護板６１及び第２保護板６２を清掃する以外（粒子検出センサ５が動作中）は、清掃具導入孔３７は蓋３８によって塞がれている。蓋３８は、清掃具導入孔３７に着脱可能に嵌め込まれている。したがって、第１保護板６１及び第２保護板６２等の筐体３０内を清掃する場合、蓋３８を取り外して清掃具導入孔３７を開放し、清掃具導入孔３７から綿棒等の清掃具を挿入して筐体３０内の清掃を行う。
【０１３２】
以上、本実施の形態に係る粒子検出センサ５によれば、清掃具導入孔３７を利用することによって、筐体３０内に付着した粒子等の付着物を除去するためのメンテナンスを行うことができる。例えば、第１保護板６１及び第２保護板６２の表面や粒子流路３３の壁面、あるいは、その他の筐体３０内の壁面に付着した付着物を除去することができる。
【０１３３】
この場合、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、清掃具導入孔３７から綿棒等の清掃具２００を導入して、第１保護板６１及び第２保護板６２の表面（粒子流路３３側の面）を清掃具２００で擦る等することによって第１保護板６１及び第２保護板６２の表面に付着した付着物を拭き取ることができる。図９Ａ及び図９Ｂは、本実施の形態に係る粒子検出センサの筐体内を清掃（メンテナンス）するときの様子を示している。
【０１３４】
また、図８に示すように、本実施の形態では、清掃具導入孔３７が第１保護板６１及び第２保護板６２と対向する位置に設けられているので、清掃具導入孔３７から挿入した清掃具２００によって第１保護板６１及び第２保護板６２の表面に付着した付着物を容易に除去することができる。
【０１３５】
また、本実施の形態において、清掃具導入孔３７は、清掃具２００を第１保護板６１及び第２保護板６２の主面水平方向から挿入できるように構成されている。これにより、清掃具導入孔３７に綿棒等の清掃具２００を挿入する際、第１保護板６１及び第２保護板６２の主面水平方向から清掃具２００を挿入することができる。
【０１３６】
そして、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、例えば、清掃具導入孔３７に挿入した清掃具２００によって第１保護板６１及び第２保護板６２の表面を擦るようにして、当該清掃具２００を清掃具２００の挿入方向に垂直な方向に沿って前後に動かすことで、第１保護板６１及び第２保護板６２の表面の付着物を拭き取ることができる。なお、第１保護板６１及び第２保護板６２の付着物を擦り取る際の清掃具２００の移動方向は、清掃具２００の挿入方向に垂直な方向に限るものではなく、清掃具２００の挿入方向等であってもよい。
【０１３７】
また、本実施の形態において、清掃具導入孔３７は、第１保護板６１及び第２保護板６２の主面水平方向を開放する位置に設けられている。これにより、清掃具２００を、清掃具導入孔３７を介して第１保護板６１及び第２保護板６２の主面水平方向から筐体３０内に容易に挿入することができる。
【０１３８】
また、本実施の形態において、清掃具導入孔３７は、大気が粒子流路３３内を流れる方向に沿って長尺状に設けられている。これにより、清掃具導入孔３７に挿入した清掃具２００を粒子流路３３の流路方向に沿って前後に動かすことによって、第１保護板６１及び第２保護板６２の主面の付着物を容易に拭き取ることができる。
【０１３９】
また、本実施の形態において、清掃具導入孔３７は、当該清掃具導入孔３７に着脱可能に取り付けられた蓋３８によって塞がれている。これにより、第１保護板６１及び第２保護板６２を清掃するときだけ蓋３８を外せばよく、清掃するとき以外は清掃具導入孔３７を蓋３８で閉じることができる。したがって、粒子検出センサ５本来のセンサ機能に影響を与えることなく、清掃（メンテナンス）を行うことができる。
【０１４０】
なお、本実施の形態は、実施の形態１〜３にも適用することができる。この場合、第１保護板６１の表面に付着した付着物を除去するために、清掃具導入孔３７には清掃具２００が挿入される。
【０１４１】
（その他変形例等）
以上、本発明に係る粒子検出センサについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１４２】
例えば、上記実施の形態において、清掃具導入孔３７は、大気導入孔３５及び大気放出孔３６とは別に設けられていた（つまり、清掃具導入孔３７は清掃専用の孔であった）が、大気導入孔３５及び大気放出孔３６を清掃具導入孔として用いてもよい。この場合、清掃具を大気導入孔３５及び大気放出孔３６から挿入して第１保護板６１や第２保護板６２の表面の付着物を取り除いてもよい。
【０１４３】
また、上記実施の形態において、第１保護板６１と受光素子２０との間には楕円ミラー等の反射体４０を配置したが、第１保護板６１と受光素子２０との間には集光レンズを配置してもよい。つまり、受光領域３２には、反射体４０ではなく、集光レンズを配置してもよい。なお、集光レンズは、検知領域ＤＡにおける粒子の散乱光を受光素子２０に集光させる機能を有する。
【０１４４】
また、上記実施の形態において、反射体４０の内面は、回転楕円体の回転面の一部としたが、これに限るものではなく、回転放物線等の円錐曲線の回転体の回転面の一部とすることもできる。この場合、円錐曲線としては、円ではなく、楕円、放物線及び双曲線の中から選ぶとよい。つまり、反射体の内面は、球体の曲面（球面）よりも、回転楕円体や回転放物線、回転双曲線の曲面（回転面）の一部にするとよい。反射体の内面が球面である場合、積分球のように拡散反射を利用すると、散乱光が何回も反射（多重反射）して減衰して、受光素子２０に光があまり入らなくなる。例えば、回転楕円体の場合と比べて、球体の場合は、１／１００程度しか受光しなくなる。
【０１４５】
また、上記実施の形態における各粒子検出センサは、ダストセンサに搭載することができる。例えば、当該ダストセンサは、内蔵する粒子検出センサによってホコリの粒子を検知した場合、ホコリを検知したことを音や光によって報知したり表示部に表示したりする。
【０１４６】
また、上記実施の形態における各粒子検出センサは、煙感知器に搭載することができる。例えば、煙感知器は、内蔵する粒子検出センサによって煙の粒子を検知した場合、煙を検知したことを音や光によって報知したり表示部に表示したりする。
【０１４７】
また、上記実施の形態における各粒子検出センサ又は上記ダストセンサは、空気清浄機又は換気扇に搭載することができる。例えば、当該空気清浄機又は換気扇は、内蔵する粒子検出センサによってホコリの粒子を検知した場合、単にホコリを検知したことを表示部に表示してもよいし、ファンを起動したりファンの回転速度を変更したり等のファンの制御を行ったりしてもよい。
【０１４８】
これらの機器において、清掃具導入孔３７を備える粒子検出センサ５を用いる場合、粒子検出センサ５は機器の外郭筐体に内蔵されることになるが、ユーザが綿棒等の清掃具２００を筐体３０内に挿入して第１保護板６１や第２保護板６２を容易に清掃できるように、機器の外郭筐体における清掃具導入孔３７に対向する部分には貫通孔が設けられていてもよい。これにより、当該貫通孔から清掃具導入孔３７に向かって清掃具２００を挿入できるので、第１保護板６１及び第２保護板６２の清掃を容易に行うことができる。
【０１４９】
また、上記実施の形態において、粒子を含む媒体は、大気（空気）としたが、大気以外の媒体（水等の液体）であってもよい。
【０１５０】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１５１】
１  粒子検出センサ
１０  投光素子
２０、１２０  受光素子
３０  筐体
３１  投光領域
３２  受光領域
３３  粒子流路
３４  ラビリンス部
３５  大気導入孔
３６  大気放出孔
３７  清掃具導入孔
３８  蓋
４０  反射体
５０  加熱装置
６１  第１保護板
６２  第２保護板
２００  清掃具
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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