(57)【要約】【課題】浮遊微粒子と浮遊微粒子でない異物を識別して夫々感知できる浮遊微粒子感知装置および煙感知器を提供する。【解決手段】外部からの浮遊微粒子が流入すると共に外部からの外乱光を遮断するチャンバー１０と、チャンバー１０内に配置され、チャンバー１０内に流入した浮遊微粒子を検出する一対の第１の受発光部(１１,１２)と、チャンバー１０内に配置され、第１の受発光部(１１,１２)により浮遊微粒子が検出される第１の感知領域よりも底側の第２の感知領域において、浮遊微粒子と異なる異物を検出する第２の受発光部(２１,２２)とを備える。【選択図】図１
2013246148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの浮遊微粒子が流入可能で、かつ、外部からの外乱光を遮断するハウジング部と、
上記ハウジング部内に配置され、上記ハウジング部内に流入した上記浮遊微粒子を検出する一対の第１の受発光部と、
上記ハウジング部内に配置され、上記第１の受発光部により上記浮遊微粒子が検出される第１の感知領域よりも底側の第２の感知領域において、上記浮遊微粒子と異なる異物を検出する第２の受発光部と
を備えたことを特徴とする浮遊微粒子感知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の浮遊微粒子感知装置において、
上記第１,第２の受発光部は、受光素子または発光素子のいずれか一方を共用していることを特徴とする浮遊微粒子感知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の浮遊微粒子感知装置において、
上記第１,第２の受発光部が上記受光素子を共用するとき、上記受光素子は、共通のレンズに対して２つの受光チップを有する一方、
上記第１,第２の受発光部が上記発光素子を共用するとき、上記発光素子は、共通のレンズに対して２つの発光チップを有することを特徴とする浮遊微粒子感知装置。
【請求項４】
請求項２に記載の浮遊微粒子感知装置において、
上記第１,第２の受発光部が上記受光素子を共用するとき、上記受光素子は、２つの受光領域が同一半導体基板に形成された１つの受光チップを有することを特徴とする浮遊微粒子感知装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の浮遊微粒子感知装置と、
上記浮遊微粒子感知装置の上記第２の受発光部からの感知信号に基づいて、上記異物を感知したことを警告する警告手段と
を備えたことを特徴とする煙感知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、浮遊微粒子感知装置および煙感知器に関し、感知空間に光を照射する発光素子と、その発光素子から出射された光のうちの浮遊微粒子による散乱光を受光する受光素子とを備えた光電式の浮遊微粒子感知装置およびそれを備えた煙感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な光散乱式の浮遊微粒子感知装置は、図９に示すように、ラビリンス構造を備えた空間を形成するチャンバー７１０に一対の発光素子７１１と受光素子７１２が配置され、発光素子７１１の照射する光がチャンバー７１０内で反射し、直接受光素子７１２に照射されない構造をしている。上記浮遊微粒子感知装置は、発光素子７１１の光軸と受光素子７１２の光軸が交差(重合)する部分に浮遊微粒子が侵入したときに、浮遊微粒子に発光素子７１１から照射された光が散乱して、その散乱光を受光素子７１２で検出する仕組みになっている。
【０００３】
この浮遊微粒子感知装置では、チャンバー７１０の外部に制御回路基板７４０を備え、制御回路基板７４０によって発光素子７１１と受光素子７１２の動作を制御する。また、受光素子７１２に増幅回路７１３を接続し、受光素子７１２からの信号を検出可能な信号レベルに増幅する。そして、マイクロコンピュータ７３０に入力される増幅回路７１３の出力信号が、マイクロコンピュータ７３０に記憶された判定レベル以上のとき、マイクロコンピュータ７３０は浮遊微粒子の侵入と判断し、警報鳴動等の出力を行う。上記チャンバー７１０は、浮遊微粒子の流入を可能とし、埃等の異物は流入しないように工夫されている。
【０００４】
従来の光散乱式の浮遊微粒子感知装置としては、図１０に示すような構成のものがある(例えば、特開２０１１−１０２７１０号公報(特許文献１)参照)。この浮遊微粒子感知装置は、チャンバー８１０内の感知空間に一対の発光素子８１１と受光素子８１２を配置し、発光素子８１１の照射する光がチャンバー８１０内で反射し、直接受光素子８１２に照射されない構造をしている。また、上記浮遊微粒子感知装置は、発光素子８１１の光軸と受光素子８１２の光軸が交差(重合)する部分に微粒子が侵入したときに、微粒子に発光素子８１１から照射された光が散乱して、その散乱光を受光素子８１２で検出する仕組みとなっている。
【０００５】
図１０に示すXI−XI線から見たチャンバー８１０の断面模式図を図１１に示している。図１１に示すように、発光素子８１１の照射光と受光素子８１２の受光可能エリアが重なる感知領域に浮遊微粒子が侵入することにより発光素子８１１から照射された光が浮遊微粒子で散乱し、その散乱光が受光素子８１１に入射する。上記浮遊微粒子感知装置は、入射された散乱光の光強度の大小により浮遊微粒子の侵入量に比例した信号を得ることで、浮遊微粒子の濃度を感知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０２７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような浮遊微粒子感知装置が使用される機器は、空気清浄器や煙センサ等の民生機器であり、一般家庭環境で使用される。一般家庭環境においては、浮遊微粒子の侵入以外に大きな埃の侵入、ダニ,ノミといった虫の侵入、結露によりチャンバー底面８１０aへの水滴の付着等により、光が散乱して誤動作することがある。そのため、チャンバー８１０は、発光素子８１１の照射光と受光素子８１２の受光可能エリアが重なる感知領域Ｓ８０１がチャンバー底面８１０aより上側に収まるように設計されている。
【０００８】
しかしながら、上記浮遊微粒子感知装置のチャンバー底面８１０aに堆積した埃等の異物８２０は、気流の侵入により拡散した場合、感知領域Ｓ８０１に侵入することがある。そのため、浮遊微粒子が侵入していないのに異物８２０を感知して誤動作するという問題がある。
【０００９】
そのような場合は、上記浮遊微粒子感知装置を備えた煙感知器においては、火災ではないのに火災であると判定する誤動作をすることから、使用者もしくは使用者の近隣住民にとって大きな問題となることがしばしば発生している。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、浮遊微粒子と浮遊微粒子でない異物を識別して夫々感知できる浮遊微粒子感知装置および煙感知器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の浮遊微粒子感知装置は、
外部からの浮遊微粒子が流入可能で、かつ、外部からの外乱光を遮断するハウジング部と、
上記ハウジング部内に配置され、上記ハウジング部内に流入した上記浮遊微粒子を検出する一対の第１の受発光部と、
上記ハウジング部内に配置され、上記第１の受発光部により上記浮遊微粒子が検出される第１の感知領域よりも底側の第２の感知領域において、上記浮遊微粒子と異なる異物を検出する第２の受発光部と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、ハウジング部内に配置された一対の第１の受発光部の発光素子からの光が、ハウジング部内の第１の感知領域に外部から流入した浮遊微粒子に照射されて散乱し、その浮遊微粒子からの散乱光を一対の第１の受発光部の受光素子で検出することにより、浮遊微粒子を感知することができる。一方、ハウジング部内に配置された第２の受発光部の発光素子からの光が、ハウジング部内の第１の感知領域よりも底側の第２の感知領域において浮遊微粒子と異なる異物(埃、ダニ等の虫、結露による水滴等を含む)に照射されて散乱し、その異物からの散乱光を第２の受発光部の受光素子で検出することにより、ハウジング部内の状態を感知できる。したがって、浮遊微粒子と浮遊微粒子でない異物を識別して夫々感知することができる。
【００１３】
また、一実施形態の浮遊微粒子感知装置では、
上記第１,第２の受発光部は、受光素子または発光素子のいずれか一方を共用している。
【００１４】
上記実施形態によれば、第１,第２の受発光部が受光素子を共用することにより、受光素子が１つで構成されるため、受光素子に接続される増幅回路も１つで構成でき、部品コストを低減できる。あるいは、第１,第２の受発光部が発光素子を共用することにより、発光素子の駆動に伴う消費電流の低減できると共に、発光素子に接続される駆動回路も１つで構成できることから、部品コストを低減できる。
【００１５】
また、一実施形態の浮遊微粒子感知装置では、
上記第１,第２の受発光部が上記受光素子を共用するとき、上記受光素子は、共通のレンズに対して２つの受光チップを有する一方、
上記第１,第２の受発光部が上記発光素子を共用するとき、上記発光素子は、共通のレンズに対して２つの発光チップを有する。
【００１６】
上記実施形態によれば、共通のレンズに対して２つの受光チップを有する受光素子を用いることにより、１つの受光素子で異なる範囲の反射光を受光することができ、ハウジング部のサイズの縮小化が可能になる。あるいは、共通のレンズに対して２つの発光チップを有する発光素子を用いることにより、１つの発光素子３１１から２つの光軸を照射することができ、ハウジング部のサイズの縮小化が可能になる。
【００１７】
また、一実施形態の浮遊微粒子感知装置では、
上記第１,第２の受発光部が上記受光素子を共用するとき、上記受光素子は、２つの受光領域が同一半導体基板に形成された１つの受光チップを有する。
【００１８】
上記実施形態によれば、２つの受光領域が同一半導体基板に形成された１つの受光チップを有する受光素子を用いることにより、受光素子の構成部品を減らすことができ、受光素子の製造コストを低減できる。
【００１９】
また、この発明の煙感知器では、
上記のいずれか１つの浮遊微粒子感知装置と、
上記浮遊微粒子感知装置の上記第２の受発光部からの感知信号に基づいて、上記異物を感知したことを警告する警告手段と
を備えた。
【００２０】
上記構成によれば、浮遊微粒子感知装置の第２の受発光部によりハウジング部内の第２の感知領域における異物を感知して、第２の受発光部からの感知信号に基づいて警告手段により例えば表示または音声などの音を用いて使用者に異物を感知したことを警告することによって、ハウジング部内に異物が堆積していることを知らせる。これにより、使用者がハウジング部内の異物を除去することで、浮遊微粒子が侵入していないのに異物を感知して火災であると判定する誤動作を未然に防止することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
以上より明らかなように、この発明によれば、浮遊微粒子と浮遊微粒子でない異物を識別して夫々感知できる浮遊微粒子感知装置およびそれを用いた煙感知器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の浮遊微粒子感知装置の概略図である。
【図２】図２は上記浮遊微粒子感知装置のチャンバーの断面構造を示す模式図である。
【図３】図３はこの発明の第２実施形態の浮遊微粒子感知装置のチャンバーの断面構造を示す模式図である。
【図４】図４はこの発明の第３実施形態の浮遊微粒子感知装置のチャンバーの断面構造を示す模式図である。
【図５】図５はこの発明の第４実施形態の浮遊微粒子感知装置の発光素子の構成を示す図である。
【図６】図６はこの発明の第５実施形態の浮遊微粒子感知装置の受光素子の構成を示す図である。
【図７】図７は上記受光素子の要部の構成を示す図である。
【図８】図８はこの発明の第６実施形態の浮遊微粒子感知装置の受光素子の要部の構成を示す図である。
【図９】図９は一般的な浮遊微粒子感知装置の概略構成を示す図である。
【図１０】図１０は従来の浮遊微粒子感知装置の構造を示す図である。
【図１１】図１１は図１０のXI−XI線から見た上記浮遊微粒子感知装置のチャンバーの断面構造を示す模式図である。
【図１２】図１２は従来の浮遊微粒子感知装置の受光素子の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明の浮遊微粒子感知装置および煙感知器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２４】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の浮遊微粒子感知装置の概略図を示している。
【００２５】
この第１実施形態の浮遊微粒子感知装置は、図１に示すように、外部からの浮遊微粒子が流入可能で、かつ、外部からの外乱光を遮断するハウジング部一例としてのチャンバー１０を備えている。このチャンバー１０内に、浮遊微粒子を感知する発光素子１１と受光素子１２と、チャンバー底面１０aの状態を感知する発光素子２１と受光素子２２とを配置している。また、この浮遊微粒子感知装置は、各受光素子１２,２２の信号を電流電圧変換して増幅する増幅回路１３,２３と、各発光素子１１,２１の駆動回路１４,２４と、全体の動作の制御と信号処理を行うマイクロコンピュータ３０とを備えた制御回路基板４０とを備えている。
【００２６】
上記発光素子１１と受光素子１２で第１の受発光部を構成し、発光素子２１と受光素子２２で第２の受発光部を構成している。
【００２７】
図２は上記浮遊微粒子感知装置に備えられるチャンバー１０の断面構造を示している。
【００２８】
図２(A)に示すように、チャンバー１０の断面中央に配置された発光素子１１の円錐状の照射光と受光素子１２の円錐状の受光可能エリアが重なる範囲が、浮遊微粒子を感知する感知領域Ｓ１となる。チャンバー底面１０aの状態は、異物２０(埃の堆積、虫の侵入、結露等)により変化するため、チャンバー底面１０aが浮遊微粒子の感知領域Ｓ１にならないように設計している。しかし、気流の侵入や想定以上に異物２０が侵入した場合には、異物２０が感知領域Ｓ１に入り、誤動作を引き起こす。
【００２９】
上記浮遊微粒子感知装置では、図２(B)に示すように、チャンバー底面１０aの状態を感知する発光素子２１と受光素子２２を備え、発光素子２１の円錐状の照射光と受光素子２２の円錐状の受光可能エリアが重なる範囲が、異物２０を感知する感知領域Ｓ２となる。
【００３０】
チャンバー底面１０aに堆積する埃などの異物２０の状態を表す信号をマイクロコンピュータ３０(図１に示す)に与えることで、誤動作を引き起こす前にチャンバー底面１０aの異常状態を判断することが可能になる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
図３はこの発明の第２実施形態の浮遊微粒子感知装置のチャンバー１１０の断面構造を示している。
【００３２】
チャンバー１１０には、図３(A)に示すように、浮遊微粒子感知用とチャンバー底面状態感知用の２つの発光素子１１１,１２１を備え、発光素子１１１,１２１からの照射光による散乱光を受光する１つの受光素子１１２を備えている。
【００３３】
上記発光素子１１１と受光素子１１２で第１の受発光部を構成し、発光素子１２１と受光素子１１２で第２の受発光部を構成している。
【００３４】
チャンバー１１０の断面中央に配置された発光素子１１１の円錐状の照射光と受光素子１１２の円錐状の受光可能エリアが重なる範囲が、浮遊微粒子を感知する感知領域Ｓ１０１となることは、第１実施形態の浮遊微粒子感知装置と同様である。
【００３５】
上記浮遊微粒子感知装置では、図３(B)に示すように、チャンバー底面１１０aの状態を感知する発光素子１２１を備え、その発光素子１１１の照射光と受光素子１１２の受光可能エリアが重なる感知領域Ｓ１０２はチャンバー底面１１０aを照射するように配置し、チャンバー底面１１０aに堆積する埃などの異物１２０からの散乱光を得ることができる。浮遊微粒子感知用の発光素子１１１とチャンバー底面状態感知用の発光素子１２１の発光タイミングを変えて感知することにより、１つの受光素子１１２で浮遊微粒子とチャンバー底面１１０aの状態を表す受光信号を得ることができる。
【００３６】
上記第２実施形態の浮遊微粒子感知装置では、受光素子が１つで構成されるため、受光素子に接続される増幅回路も１つで構成でき、部品コストを低減することが可能となる。
【００３７】
〔第３実施形態〕
図４はこの発明の第３実施形態の浮遊微粒子感知装置に備えられるハウジング部の一例としてのチャンバー２１０の断面構造を示している。
【００３８】
チャンバー２１０には、図４(A)に示すように、浮遊微粒子感知用とチャンバー底面状態感知用の２つの受光素子２１２,２２２を備え、上記受光素子２１２,２２２の光源として１つの発光素子２１１を備えている。
【００３９】
上記発光素子２１１と受光素子２１２で第１の受発光部を構成し、発光素子２１１と受光素子２２２で第２の受発光部を構成している。
【００４０】
チャンバー１０の断面中央に配置された発光素子２１１の円錐状の照射光と受光素子２１２の円錐状の受光可能エリアが重なる範囲が、浮遊微粒子を感知する感知領域Ｓ２０１となることは、第１実施形態の浮遊微粒子感知装置と同様である。
【００４１】
この第３実施形態の浮遊微粒子感知装置では、図４(B)に示すように、浮遊微粒子感知用の受光素子とは別にチャンバー底面２１０aの状態を感知する受光素子２２２を備え、その受光素子２２２の円錐状の受光可能エリアと発光素子２１１の円錐状の照射光が重なる感知領域Ｓ２０２は、チャンバー底面２１０aを照射するように配置し、チャンバー底面２１０aに堆積する埃などの異物２２０からの散乱光を得ることができる。
【００４２】
上記第３実施形態の浮遊微粒子感知装置では、浮遊微粒子感知用の受光素子２１２とチャンバー底面状態感知用の受光素子２２２の信号は同一の発光により同時に得ることができ、発光素子２１１の駆動に伴う消費電流の低減と発光素子に接続される駆動回路も１つで構成できることから、部品コストを低減することが可能となる。
【００４３】
〔第４実施形態〕
図５はこの発明の第４実施形態の浮遊微粒子感知装置に備えられる発光素子３１１を示している。この第４実施形態の浮遊微粒子感知装置は、発光素子を除いて第３実施形態の浮遊微粒子感知装置と同様の構成をしており、図４を援用する。
【００４４】
この第４実施形態の浮遊微粒子感知装置の発光素子３１１は、図５に示すように、浮遊微粒子感知用とチャンバー底面状態感知用の２つの発光チップ３１１a,３１１bを、レンズ３３０が形成された同一のパッケージ内に配置している。浮遊微粒子感知用の発光チップ３１１aはレンズ３３０の中心を水平に通る光軸上に配置している。チャンバー底面状態感知用の発光チップ３１１bは、発光素子３１１に備えられるレンズ３３０により光軸が底面方向に曲がるようにレンズ３３０の中心を通る光軸よりも上方に配置する。
【００４５】
このように、上記第４実施形態の浮遊微粒子感知装置では、発光源となる発光ダイオード(ＬＥＤ(Light Emitting Diode))である発光チップ３１１a,３１１b(半導体チップ)をレンズ形状に成型したモールド樹脂でパッケージした発光素子３１１を用いる。
【００４６】
上記のように２つの発光チップ３１１a,３１１bを１つの発光素子３１１に備えることによって、単一の発光素子３１１から異なる２つの光軸の光を照射することができ、チャンバーのサイズの縮小化を可能にする。
【００４７】
〔第５実施形態〕
図６はこの発明の第５実施形態の浮遊微粒子感知装置に備えられる受光素子４１２を示している。この第５実施形態の浮遊微粒子感知装置は、受光素子を除いて第２実施形態の浮遊微粒子感知装置と同様の構成をしており、図３を援用する。
【００４８】
この第５実施形態の浮遊微粒子感知装置の受光素子４１２は、図５に示すように、浮遊微粒子感知用とチャンバー底面状態感知用の２つの受光チップ４１２a,４１２bを、レンズ４３０が形成された同一のパッケージ内に配置している。浮遊微粒子感知用の受光チップ４１２aは、レンズ４３０の中心を水平に通る光軸上に配置している。チャンバー底面状態感知用の受光チップ４１２bは、受光素子４１２に備えられるチャンバー底面方向からの反射光が集光されるレンズ４３０の中心を通る光軸よりも上方に配置する。
【００４９】
このように、上記第５実施形態の浮遊微粒子感知装置では、光電変換するフォトダイオード(ＰＤ(Potential Divider Photodiode))である受光チップ４１２a,４１２b(半導体チップ)を集光レンズ形状に成型したモールド樹脂でパッケージした受光素子４１２を用いる。
【００５０】
上記のように２つの受光チップ４１２a,４１２bを１つの受光素子４１２に備えることによって、単一の受光素子４１２で異なる範囲の反射光を受光することができ、チャンバーのサイズの縮小化を可能にする。
【００５１】
図７は図６に示す受光素子４１２の要部の構成を示している。
【００５２】
上記受光素子４１２は、図７に示すように、長方形状のダイパッド５０１と、ダイパッド５０１に連なるリード端子５０２と、ダイパッド５０１と離間したリード端子５０３,５０４とを有するリードフレーム５００を備えている。
【００５３】
リードフレーム５００のダイパッド５０１上に２つの受光チップ５１０,５２０を配置している。受光チップ５１０,５２０は、円形の受光部５１０a,５２０aを有する。また、受光チップ５１０上のアノード電極パッド５１１とダイパッド５０１をワイヤボンディングにより接続すると共に、受光チップ５１０上のカソード電極パッド５１２とリード端子５０３をワイヤボンディングにより接続している。また、受光チップ５２０上のアノード電極パッド５２１とリード端子５０２をワイヤボンディングにより接続すると共に、受光チップ５２０上のカソード電極パッド５２２とリードフレーム５０４をワイヤボンディングにより接続している。
【００５４】
図１２は比較のための従来の受光素子の構成を示しており、図１２において、１０００はリードフレーム、１００１はダイパッド、１０１０は受光チップ、１０１０aは受光部、１０１１はアノード電極パッド、１０１２はカソード電極パッド、１００２,１００３はリード端子である。
【００５５】
〔第６実施形態〕
図８はこの発明の第６実施形態の浮遊微粒子感知装置に備えられる受光素子の要部を示している。この第６実施形態の浮遊微粒子感知装置は、受光素子を除いて第２実施形態の浮遊微粒子感知装置と同様の構成をしており、図３を援用する。
【００５６】
この第６実施形態の浮遊微粒子感知装置の受光素子は、図８に示すように、長方形状のダイパッド６０１と、ダイパッド６０１に連なるリード６０２と、ダイパッド６０１と離間したリード６０３,６０４とを有するリードフレーム６００を備えている。
【００５７】
リードフレーム６００のダイパッド６０１上に１つの受光チップ６１０を配置している。受光チップ６１０は、四角形状の受光部６１０a,６１０bを有する。また、受光チップ６１０上の第１カソード電極パッド６１１とリード端子６０３をワイヤボンディングにより接続すると共に、受光チップ６１０上のアノード電極パッド６１２とリード端子６０２をワイヤボンディングにより接続している。また、受光チップ６１０上の第２カソード電極パッド６１３とリード端子６０４をワイヤボンディングにより接続している。
【００５８】
図８に示す受光素子は、浮遊微粒子感知用とチャンバー底面状態感知用の２つの受光部６１０a,６１０bを同一の半導体基板上に備えた受光チップ６１０を有する。
【００５９】
上記第６実施形態の浮遊微粒子感知装置では、光電変換するフォトダイオード(ＰＤ(Potential Divider Photodiode))である受光チップ６１０(半導体チップ)を集光レンズ形状に成型したモールド樹脂でパッケージした受光素子を用いる。
【００６０】
上記浮遊微粒子感知用とチャンバー底面状態感知用の受光素子は、同一の半導体基板上に２つの受光部６１０a,６１０bを備えた１つの受光チップ６１０で構成されるため、受光素子の構成部品を低減することができ、受光素子の製造コストを低減することができる。
【００６１】
上記受光素子の受光部６１０a,６１０bは、第５実施形態の浮遊微粒子感知装置の図６に示す受光素子４１２と同様に浮遊微粒子感知用の受光部６１０aは、受光素子に備えられるレンズの中心を水平に通る光軸上に配置する。一方、チャンバー底面状態感知用の受光部６１０bは受光素子に備えられるチャンバー底面方向からの反射光が集光されるレンズの中心を通る光軸よりも上方に配置する。
【００６２】
従来の浮遊微粒子感知装置は、侵入する可能性のある異物や埃が感知エリアのチャンバー底面に堆積した場合、気流の流入により堆積した埃が舞い上がったり、感知領域に埃が付着したりすることにより誤動作を引き起こす可能性があった。特に煙感知器に使用された場合、上記誤検知が発生することにより、火事でもないのに火事であると警報を鳴動するため、大きなトラブルを引き起こすことがある。
【００６３】
これに対して、上記第１〜第６の実施形態の浮遊微粒子感知装置によれば、チャンバー底面を感知する機能を備えることにより、誤検知の原因となり得る埃や虫の侵入、結露による水滴の付着等を検出することができるため、煙等の浮遊微粒子の感知を誤検知することなく感知することができる。
【００６４】
また、上記第２,第３の実施形態の浮遊微粒子感知装置のように、発光素子や受光素子のどちらか一方をチャンバー底面感知用に追加して備え、発光素子と受光素子のどちらか他方は浮遊微粒子感知用とチャンバー底面感知用として共用することで、部品点数の増大を減らすことができる。
【００６５】
また、上記第４の実施形態の浮遊微粒子感知装置のように、チャンバー底面感知用の発光素子は、同一素子内部に発光チップを２つ構成することにより異なる光軸の光を照射することができ、発光素子を追加せずにチャンバー底面感知用の光を照射することができる。
【００６６】
また、上記第５の実施形態の浮遊微粒子感知装置のように、チャンバー底面感知用の受光素子は、同一素子内部に受光チップを２つ構成することにより浮遊微粒子感知領域とチャンバー底面感知領域の散乱光を受光することができ、受光素子を追加せずにチャンバー底面感知用の光を受光することができる。
【００６７】
また、上記第６の実施形態の浮遊微粒子感知装置のように、同一半導体基板上に２つの受光部を備えた受光チップを備えることで、２つの受光チップを備えなくても浮遊微粒子感知領域とチャンバー底面感知領域の散乱光を受光することができる。
【００６８】
上記第２,第３の実施形態の浮遊微粒子感知装置を備えた煙感知器は、チャンバー底面感知信号が一定以上に上昇したときに、警報動作もしくは点灯動作等により使用者に知らせることで誤動作を未然に防ぐことができる。
【００６９】
上記第１〜第６実施形態では、浮遊微粒子感知装置を備えた煙感知器について説明したが、これに限らず、空気清浄機などの他の装置にこの発明の浮遊微粒子感知装置を適用してもよい。
【００７０】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第６実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【００７１】
また、この浮遊微粒子感知装置としては、
浮遊微粒子の流入を可能とすると共に外乱光の侵入を防ぐラビリンス構造を有するチャンバーと、
上記チャンバーが装着され、上記受光素子が出力する信号の増幅回路と信号処理および上記発光素子の動作制御を行う制御回路と発光素子の駆動回路が実装された回路基板と
を備え、
上記チャンバーは、
上記チャンバー内に配置され、感知領域内の浮遊微粒子に向けて光を出射する第１の発光素子と、
上記チャンバー内に配置され、上記チャンバー底面に付着した浮遊微粒子、異物、水滴等に向けて出射する第２の発光素子と、
上記チャンバー内に配置され、感知領域内の浮遊微粒子によって散乱された散乱光を受光する第１の受光素子と、
上記チャンバー内に配置され、上記チャンバー内側に付着した浮遊微粒子、異物、水滴等によって散乱された散乱光を受光する第２の受光素子と
を備え、
浮遊微粒子による散乱光を感知するための第１の発光素子と第１の受光素子と、チャンバー底面の散乱光を感知するための第２の発光素子と第２の受光素子とを制御回路により切り替えてチャンバー底面の状態を感知することを特徴とするものでもよい。
【００７２】
上記構成によれば、チャンバー内に配置される浮遊微粒子感知用の第１の発光素子と第１の受光素子の他に、チャンバー底面に堆積する異物やダニ等の虫や結露による水滴等を感知する第２の発光素子と第２の受光素子を備えることにより、チャンバー底面の状態を感知することが可能である。また、制御回路により浮遊微粒子感知時の第１の発光素子と第１の受光素子とチャンバー底面の状態を感知時の第２の発光素子と第２の受光素子の選択を切り替えて信号処理することにより、誤動作発生前に埃等の異物の堆積、結露の発生、ダニ、ノミ等の侵入を感知することができる。
【００７３】
また、この発明の浮遊微粒子感知装置としては、
浮遊微粒子の流入を可能とすると共に外乱光の侵入を防ぐラビリンス構造を有するチャンバーと、
上記チャンバーが装着され、上記受光素子が出力する信号の増幅回路と信号処理および上記発光素子の動作制御を行う制御回路と発光素子の駆動回路が実装された回路基板と
を備え、
上記チャンバーは、
上記チャンバー内に配置され、感知領域内の浮遊微粒子に向けて光を出射する第１の発光素子と、
上記チャンバー内に配置され、上記チャンバー底面に付着した浮遊微粒子、異物、水滴等に向けて出射する第２の発光素子と、
上記チャンバー内に配置され、上記感知領域内の散乱光を受光する受光素子と
を備え、
浮遊微粒子による散乱光を感知するための第１の発光素子と、チャンバー底面の散乱光を感知するための第２の発光素子とを制御回路により切り替えてチャンバー底面の状態を感知することを特徴とするものでもよい。
【００７４】
上記構成によれば、チャンバー内に配置される浮遊微粒子感知用の第１の発光素子と受光素子の他に、チャンバー底面に堆積する異物やダニ等の虫や結露による水滴等に光が照射する第２の発光素子を備えることにより、チャンバー底面の状態を感知することが可能である。また、浮遊微粒子の感知時とチャンバー底面の状態感知時で共通の受光素子を使用することにより、受光素子に接続される増幅回路を追加することなくチャンバー底面の状態感知を可能にする。
【００７５】
また、この発明の浮遊微粒子感知装置としては、
浮遊微粒子の流入を可能とすると共に外乱光の侵入を防ぐラビリンス構造を有するチャンバーと、
上記チャンバーが装着され、上記受光素子が出力する信号の増幅回路と信号処理および上記発光素子の動作制御を行う制御回路と発光素子の駆動回路が実装された回路基板と
を備え、
上記チャンバーは、
上記チャンバー内に配置され、感知領域内に向けて光を出射する発光素子と、
上記チャンバー内に配置され、感知領域内の浮遊微粒子によって散乱された散乱光を受光する第１の受光素子と、
上記チャンバー内に配置され、上記チャンバー内側に付着した浮遊微粒子、異物、水滴等によって散乱された散乱光を受光する第２の受光素子と
を備え、
浮遊微粒子による散乱光を感知するための第１の受光素子と、チャンバー底面の散乱光を感知するための第２の受光素子とを制御回路により切り替えてチャンバー底面の状態を感知することを特徴とするものでもよい。
【００７６】
上記構成によれば、チャンバー内に配置される浮遊微粒子感知用の発光素子と第１の受光素子の他に、チャンバー底面に堆積する異物やダニ等の虫や結露による水滴等による散乱光を受光する第２の受光素子を備えることにより、チャンバー底面の状態を感知することが可能である。また、発光素子は浮遊微粒子の感知時とチャンバー底面の状態感知時で共通の発光素子を使用することにより、発光素子に接続される駆動回路を追加することなく、浮遊微粒子感知と同一の発光を用いて同時にチャンバー底面の状態感知を可能にする。
【００７７】
また、一実施形態の浮遊微粒子感知装置では、
上記２つの発光素子と１つの受光素子を備えた浮遊微粒子感知装置において、
上記２つの発光素子は２つの発光チップを同一パッケージ内に配置した１つの発光素子で構成している。
【００７８】
上記実施形態によれば、上記の発光素子は発光源となる発光ダイオード(ＬＥＤ)となる半導体チップをレンズ形状に成型したモールド樹脂でパッケージしたものを用いるが、同一パッケージに浮遊微粒子感知用のＬＥＤチップとチャンバー底面感知用のＬＥＤチップを備えることにより、単一の発光素子で異なる２つの光軸の光を照射することが可能である。上記により、チャンバー底面感知用の発光素子を個別に備えなくても、同一発光素子から浮遊微粒子感知用の発光とチャンバー底面感知用の発光を可能とし、チャンバーの縮小化を可能にする。
【００７９】
また、一実施形態の浮遊微粒子感知装置では、
上記１つの発光素子と２つの受光素子を備えた浮遊微粒子感知装置において、
上記２つの受光素子は２つの受光チップを同一パッケージ内に配置した１つの受光素子で構成している。
【００８０】
上記実施形態によれば、上記の受光素子は光電変換するフォトダイオード(ＰＤ)となる半導体チップを集光レンズ形状に成型したモールド樹脂でパッケージしたものを用いるが、同一パッケージに浮遊微粒子感知用の受光チップとチャンバー底面感知用の受光チップを備えることにより、単一の受光素子で異なる２つの光軸の光を受光することが可能である。上記により、チャンバー底面感知用の受光素子を個別に備えなくても、同一受光素子で浮遊微粒子による散乱光の受光とチャンバー底面による散乱光の受光を可能とし、チャンバーの縮小化を可能にする。
【００８１】
また、一実施形態の浮遊微粒子感知装置では、
上記１つの発光素子と２つの受光素子を備えた浮遊微粒子感知装置において、
上記２つの受光素子は２つの受光エリアを同一半導体基板上に作成した１つの受光素子で構成している。
【００８２】
上記実施形態によれば、上記の受光素子は、光電変換するフォトダイオード(ＰＤ)となる半導体チップを集光レンズ形状に成型したモールド樹脂でパッケージしたものを用いるが、パッケージされるフォトダイオードは浮遊微粒子感知用の受光部とチャンバー底面感知用の受光部を同一半導体チップ上に備えることにより、単一の受光素子で異なる２つの光軸の光を受光することが可能である。上記により、同一チップ上に異なる受光部を備えることで異なる受光素子を個別に備える必要がなくなり、チャンバーの縮小化を可能にする。
【００８３】
また、この発明の煙感知器としては、
上記の光散乱式粒子検知装置を搭載し、
上記チャンバー内側に付着した浮遊微粒子、異物、水滴等によって散乱された散乱光の受光信号の増加に応じて、警報を鳴動することを特徴とするものでもよい。
【００８４】
上記構成によれば、上記の浮遊微粒子感知装置を用いた煙感知器は、感知領域であるチャンバー底面の状態を感知することが可能となり、チャンバー底面を感知する信号出力に応じて警報を鳴動して埃の堆積を知らせることが可能となる。
【符号の説明】
【００８５】
１０,１１０,２１０…チャンバー
１０a,１１０a,２１０a…チャンバー底面
１１,２１,１１１,１２１,２１１,３１１…発光素子
１２,２２,１１２,１２２,２１２,２２２,４１２…受光素子
１３,２３…増幅回路
１４,２４…駆動回路
２０,１２０…異物
３０…マイクロコンピュータ
４０…制御回路基板
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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