(57)【要約】【課題】白煙も、黒っぽい煙も確実に検出でき、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できる煙検出器を提供すること。【解決手段】煙検出領域Ｄに光を出射する発光素子１と、上記煙検出領域Ｄ内の煙粒子からの反射光が入射する受光面４ａを有し、この受光面４ａ内の入射光の位置を表す信号電流Ｉ１，Ｉ２を出力する位置検出素子４と、制御装置１００とを備える。この制御装置１００は、位置検出素子４から受けた受光信号Ｉ１，Ｉ２の比に基づいて、位置検出素子４の受光面４ａの略全面が上記煙粒子からの反射光を受けたと判別すると、煙検出領域Ｄ内に煙が存在すると判別する。【選択図】図５
2013120404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙検出領域に光を出射する発光素子と、
上記煙検出領域内の煙粒子によって反射された反射光が入射する受光面を有し、この受光面内の入射光の位置を表す信号を出力する受光素子と、
上記受光素子から受けた上記入射光の位置を表わす信号に基づいて、上記受光素子の上記受光面の略全面が上記煙粒子からの反射光を受けたと判別すると、上記煙検出領域内に煙が存在すると判別する煙判別部と
を備えることを特徴とする煙検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の煙検出器において、
上記発光素子と上記受光素子との間の距離と、上記発光素子から出射された光の光軸方向における上記煙検出領域の奥行きと、上記受光素子の上記受光面における幅とは、上記煙検出領域内にある煙を三角測距できる寸法関係にあることを特徴とする煙検出器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の煙検出器において、
上記発光素子から出射された光を集光して、投光ビームを作成して上記煙検出領域内に照射する投光用集光部と、
上記煙粒子からの反射光を上記受光素子の受光面に向けて集光する受光用集光部と
を備えることを特徴とする煙検出器。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載の煙検出器において、
上記煙判別部は、上記受光素子が出力した２つの信号の比を算出して、この信号の比に基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否か判別することを特徴とする煙検出器。
【請求項５】
請求項４に記載の煙検出器において、
上記煙判別部は、さらに、上記受光素子が出力した上記２つの信号の和を算出して、上記信号の和と上記信号の比とに基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否か判別することを特徴とする煙検出器。
【請求項６】
請求項５に記載の煙検出器において、
上記煙判別部は、上記信号の比が略１に等しいとき、上記煙検出領域内に煙が存在すると判別することを特徴とする煙検出器。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１つに記載の煙検出器において、
上記発光素子は、パルス光を出射し、
上記煙判別部は、上記受光素子が出力した信号を上記パルス光に同期して取り出し、この取り出した信号に基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否か判別することを特徴とする煙検出器。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１つに記載の煙検出器において、
上記受光素子は、位置検出素子または多分割フォトダイオードで構成されていることを特徴とする煙検出器。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１つに記載の煙検出器を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知空間に光を出射する発光素子と、この発光素子から出射された光のうち煙による散乱光を受ける受光素子とを備える煙検出器およびこの煙検出器を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の煙検出器としては、図９に模式的に示すものがある（特開平５−２０３５７２号公報（特許文献１））。この煙検出器は、円筒形状のケーシング２００内に、発光ダイオードからなる発光素子２０１とフォトダイオードからなる受光素子２０２とを配置している。そして、この発光素子２０１の光軸と受光素子２０２の光軸とが交差する部分２１０に煙Ｓが侵入したとき、この煙Ｓによって発光素子２０１から照射された光が拡散され、反射され、この反射光を受けた受光素子２０２が受光量に応じたレベルの出力信号を出力する。この出力信号は、図示しない増幅回路によって増幅されて、図示しないマイクロコンピュータに入力される。このマイクロコンピュータにおいて、上記増幅された出力信号と、予め定められた基準レベルとが比較されて、上記出力信号が基準レベルを超えたという比較結果によって、煙が存在すると判別すると、警報等を発するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２０３５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の煙検出器では、上記反射光の受光素子２０２の受光量に応じたレベルの出力信号と基準レベルとを比較して、煙の有無を判別しているため、受光量の大小が即、煙の有無につながる。そのため、紙を燻したときに生じる白煙からの反射光を受けたときの受光量を基準レベルとすると、実際の火災で発生する黒っぽい煙が発生した場合、黒っぽい煙の反射光は、白煙の反射光に比べて光量が著しく少ないため、黒っぽい煙を検出し難いという問題がある。
【０００５】
一方、黒っぽい煙からの反射光を受けたときの受光素子の出力を基準レベルに定めると、黒煙を検出できるが、埃、虫などからの反射光を受光素子が受けたとき、埃、虫などを煙と誤検出する場合が有る。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、白煙も、黒っぽい煙も確実に検出でき、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できる煙検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の煙検出器は、
煙検出領域に光を出射する発光素子と、
上記煙検出領域内の煙粒子によって反射された反射光が入射する受光面を有し、この受光面内の入射光の位置を表す信号を出力する受光素子と、
上記受光素子から受けた上記入射光の位置を表わす信号に基づいて、上記受光素子の上記受光面の略全面が上記煙粒子からの反射光を受けたと判別すると、上記煙検出領域内に煙が存在すると判別する煙判別部と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
上記構成の煙検出器によれば、発光素子から煙検出領域に出射された光が、この煙検出領域内の煙粒子によって反射され、この反射光が受光素子の受光面に入射すると、上記受光素子は、受光面内の入射光の位置を表す信号を出力する。この信号に基づいて、受光素子の受光面の略全面が煙粒子からの反射光を受けたと判別されると、煙検出領域内に煙が存在すると判別される。このため、受光素子の受光量ではなく、受光素子の受光面内の略全面に反射光が入力されたか否かで判別し、広がりを持つ煙の特性に適した判別をしているので、正確に煙を検出できる。したがって、受光量の大小による影響を受けずに、白煙も、黒っぽい煙も確実に検出できる。
【０００９】
また、上記煙検出領域内の一部に埃や虫などが侵入しても、埃や虫などからの反射光は、上記受光面の一部の領域に入射するだけで、上記受光面の略全面に入射することはないから、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できる。
【００１０】
一実施形態では、
上記発光素子と上記受光素子との間の距離と、上記発光素子から出射された光の光軸方向における上記煙検出領域の奥行きと、上記受光素子の上記受光面における幅とは、上記煙検出領域内にある煙を三角測距できる寸法関係にある。
【００１１】
上記実施形態によれば、上記発光素子と上記受光素子との間の距離と、上記発光素子から出射された光の光軸方向における煙検出領域の奥行きと、上記受光素子の上記受光面における幅との寸法関係によって、上記煙検出領域にある煙を三角測距できる。したがって、上記発光素子と上記受光素子との間の距離と、上記発光素子から出射された光の光軸方向における煙検出領域の奥行きと、上記受光素子の上記受光面における幅との寸法関係によって、煙検出領域を任意に設定でき、また、小型化も容易に達成できる。
【００１２】
また、一実施形態では、
上記発光素子から出射された光を集光して、投光ビームを作成して上記煙検出領域内に照射する投光用集光部と、
上記煙粒子からの反射光を上記受光素子の受光面に向けて集光する受光用集光部と
を備える。
【００１３】
上記実施形態によれば、発光素子から出射された光は、投光用集光部によって集光され、投光ビームとなって煙検出領域内に照射される。煙粒子からの反射光は、受光用集光部によって集光されて、受光素子の受光面に導かれる。したがって、煙検出領域内に照射される光量を増加させて、受光素子に導かれる反射光の光量を増加できるから、受光素子の受光面内の入射光の位置を精度良く検出できて、煙の存在を精度良く検出できる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記煙判別部は、上記受光素子が出力した２つの信号の比を算出して、この信号の比に基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否か判別する。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記受光素子が出力した２つの信号の比に基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否かが判別されるから、受光素子の受光量の変化をソフトウェアなどによって補正する必要がなくて、受光量の大小に関係なく煙の存在を精度良く検出できる。
【００１６】
また、一実施形態では、
上記煙判別部は、さらに、上記受光素子が出力した上記２つの信号の和を算出して、上記信号の和と上記信号の比とに基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否か判別する。
【００１７】
上記実施形態によれば、上記受光素子が出力した上記２つの信号の和が算出されるから、上記信号の和より受光素子全体の受光量が分かり、煙の濃度を検出できる。このため、例えば、料理中に発生した少量の煙については、煙の濃度が低いと判断できて、誤検出を防止できる。したがって、上記信号の和および上記信号の比により複合的に判断できて、煙の存在をより精度良く検出できる。
【００１８】
また、一実施形態では、
上記煙判別部は、上記信号の比が略１に等しいとき、上記煙検出領域内に煙が存在すると判別する。
【００１９】
上記実施形態によれば、上記信号の比が略１に等しいとき、上記煙検出領域内に煙が存在すると判別するので、簡単かつ迅速に煙検出領域内の煙の存在を検出できる。
【００２０】
また、上記煙検出領域内の一部に埃や虫などが侵入しても、埃や虫などからの反射光は、上記受光面の一部の領域に入射するだけで、受光面の略全面に入射することはないから、上記信号の比が略１になることはない。したがって、埃や虫などを煙と誤検出するのを簡単に防止できる。
【００２１】
また、一実施形態では、
上記発光素子は、パルス光を出射し、
上記煙判別部は、上記受光素子が出力した信号を上記パルス光に同期して取り出し、この取り出した信号に基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否か判別する。
【００２２】
上記実施形態によれば、パルス光に同期して受光素子から取り出された信号に基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在するか否か判別するので、外乱光の影響を低減できて、ラビリンスと呼ばれる外乱光が煙検出領域内に侵入するのを防止するための構造物を設ける必要がない。したがって、煙検出器の構造を簡単にできて、部品点数を低減できると共に、煙検出器の外観をデザインしやすくできる。
【００２３】
また、一実施形態では、
上記受光素子は、位置検出素子または多分割フォトダイオードで構成されている。
【００２４】
上記実施形態によれば、上記受光素子を、例えば、位置検出素子で構成した場合、上記受光面内の入射光の位置に発生した光エネルギに比例した光電流は、入射位置と両端の電極との距離に逆比例して、両端の電極から電流として取り出せる。このため、広がりを持った煙からの反射光が、上記受光素子の上記受光面の略全面に入射したとき、両端の電極からの電流に基づいて、上記煙検出領域内に煙が存在すると判別できる。
【００２５】
また、多分割フォトダイオードの場合も、上記受光面の略全面に反射光が入射したか否かによって、簡単に煙を検出できる。
【００２６】
また、本発明の電子機器は、本発明の煙検出器を有することを特徴としている。
【００２７】
本発明の電子機器によれば、上記煙検出器によって、白煙も、黒っぽい煙も確実に検出でき、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の煙検出器によれば、白煙も、黒っぽい煙も確実に検出でき、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態の煙検出器の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】上記煙検出器の位置検出素子の平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記煙検出器における三角測距原理について説明する図である。
【図４】上記煙検出領域を投光レンズの光軸方向の一次元と仮定して説明する図である。
【図５】実際に上記煙検出領域内にある煙を検出する状態を示している図である。
【図６】上記煙検出器の制御ブロック図である。
【図７】上記煙検出器の制御装置の制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図８Ａ】上記煙検出器の変形例の概略構成を示す図である。
【図８Ｂ】上記煙検出器の変形例の平面図である。
【図９】従来の煙検出器の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態の煙検出器の概略構成を示している。
【００３２】
この実施形態の煙検出器は、図１に示すように、本体ケーシング１０内に、発光素子１と、この発光素子１から出射された光を集光して、投光ビームを作成して煙検出領域Ｄ内に照射する投光用集光部の一例としての投光レンズ２と、上記煙検出領域Ｄ内の煙粒子からの反射光を集光する受光用集光部の一例としての受光レンズ５と、上記受光レンズ５で集束された反射光が入射する受光面４ａを有し、この受光面４ａ内の入射光の位置を表す信号を出力する受光素子４を備えている。
【００３３】
上記発光素子１と上記受光素子４との間には、遮光壁１１を設けて、上記発光素子１から漏れた光が直接、受光素子４に入らないようにしている。
【００３４】
上記発光素子１は、例えば、発光ダイオードや面発光レーザなどから構成されている。上記発光素子１から出射された光は、出射部前方の光路に配設された投光レンズ２により並行光に集光されて、投光ビームとなって、本体ケーシング１０内の煙検出領域Ｄに照射される。
【００３５】
上記煙検出領域Ｄ内の煙粒子で拡散反射された反射光は、受光レンズ５により絞られ、上記受光素子４の受光面４ａに入射する。
【００３６】
上記受光素子４は、一次元の位置検出素子４（ＰＳＤ：Ｐosition Ｓensitive Ｄevice)である。この位置検出素子４は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、Ｐ層４１，Ｉ層４２，Ｎ層４３を有するＰＩＮ構造で、表面のＰ層４１は受光面４ａを形成し、均一な比抵抗値を持っている。上記受光面４ａのスポット光が入射した位置に発生した光エネルギに比例した光電流は、入射位置と両端の電極４５，４６との距離に反比例して、両端の電極４５，４６から電流Ｉ１，Ｉ２として取り出せるようになっている。つまり、入射位置と電極４５との距離に反比例した電流Ｉ１が電極４５から、入射位置と電極４６との距離に反比例した電流Ｉ２が電極４６から出力される。
【００３７】
図３は、上記煙検出器における三角測距原理について説明する図である。
【００３８】
図３において、Ｌは、上記投光レンズ２の光軸上にある検出対象物３と投光レンズ２との距離、Ａは、互いに平行な投光レンズ２の光軸と受光レンズ５の光軸との間の距離、ｆは、受光レンズ５の焦点距離であって、受光レンズ５と位置検出素子４の受光面４ａとの間の距離、ｘは、上記受光レンズ５の光軸から位置検出素子４の受光面４ａ上の光スポット６までの距離である。
【００３９】
上記Ｌ，Ａ，ｆ，ｘの間には、三角測距の原理により、次の式（１）に示される関係が成立する。
ｘ＝（Ａ・ｆ）／Ｌ・・・（１）
【００４０】
したがって、上記投光レンズ２から検出対象物３（煙）までの距離Ｌ、つまり、煙検出器から検出対象物３である煙の流入位置までの距離Ｌに対して、投光レンズ２の光軸と受光レンズ５の光軸との間の距離Ａと、受光レンズ５の焦点距離ｆとを適宜定めると、受光レンズ５の光軸から位置検出素子４の受光面４ａ上の光スポット６までの距離ｘを所望の値にして、小型化を達成できる。
【００４１】
具体的には、例えば、上記投光レンズ２から検出対象物３（煙）までの距離Ｌを約１５ｍｍとした場合、投光レンズ２の光軸と受光レンズ５の光軸との間の距離Ａを約３ｍｍ，受光レンズ５の焦点距離を約３．５ｍｍとすると、上記受光レンズ５の光軸から位置検出素子４の受光面４ａ上の光スポット６までの距離ｘは約０．７ｍｍとなって、煙検出器を小型化できるのである。
【００４２】
図４は、上記煙検出領域Ｄを投光レンズ２の光軸方向の一次元と仮定して説明する図である。
【００４３】
図４において、図３に示す構成要素と同一の構成要素については、図３における参照番号と同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００４４】
図４において、Ｄは、投光レンズ２からの距離Ｌ１とＬ２との間の煙検出領域である。３１は、投光レンズ２の光軸上において、煙検出領域Ｄのうちで投光レンズ２から最も近い位置Ｐ１にある検出対象物（煙）であり、３２は、投光レンズ２の光軸上において、煙検出領域Ｄのうちで投光レンズ２から最も遠い位置Ｐ２にある検出対象物（煙）である。また、３３は、上記煙検出領域Ｄの外にあって、上記位置Ｐ１よりも上記投光レンズ２に近い位置Ｐ３にある検出対象物を示し、３４は、上記煙検出領域Ｄの外にあって、上記位置Ｐ２よりも上記投光レンズ２から遠い位置Ｐ４にある検出対象物を示している。
【００４５】
この場合、上記煙検出領域Ｄのうち投光レンズ２から最も近い位置Ｐ１にある検出対象物３１からの反射光は、矢印ａ１で示すように位置検出素子４の受光面４ａの右端に入射する。一方、上記煙検出領域Ｄのうち投光レンズ２から最も遠い位置Ｐ２にある検出対象物３２からの反射光は、矢印ａ２で示すように位置検出素子４の受光面４ａの左端に入射する。したがって、煙検出領域Ｄ内にある検出対象物（煙）からの反射光は、位置検出素子４の受光面４ａに入射する。
【００４６】
一方、上記煙検出領域Ｄ外に位置する検出対象物３３からの反射光は、矢印ａ３で示すように、位置検出素子４の受光面４ａに入射しない。同様に、上記煙検出領域Ｄ外に位置する検出対象物３４からの反射光は、矢印ａ４で示すように、位置検出素子４の受光面４ａに入射しない。
【００４７】
したがって、上記（１）式のＬに、Ｌ１，Ｌ２を代入して、ｘの最大値と、最小値とを定めて、位置検出素子４の受光面４ａの寸法を定めることができる。逆に、位置検出素子４の受光面４ａの寸法（ｘの最大値および最小値）が定まっている場合、上記（１）式を満たすように、Ｌ１，Ｌ２，ｆを定めるとよい。
【００４８】
図４では、投光レンズ２の光軸方向の煙検出領域Ｄの奥行きについて検討しているが、その光軸方向に直交する煙検出領域Ｄの幅方向の寸法についても、三角測距の原理によって、同様に定められる。
【００４９】
図５は、実際に上記煙検出領域Ｄ内にある煙を検出する状態を示している図である。
【００５０】
図５において、図３，図４に示す構成要素と同一の構成要素については、図３，図４における参照番号と同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００５１】
図３，図４で説明した三角測距の原理によって、図５に示されるような奥行寸法および幅寸法が予め定められた煙検出領域Ｄ内にある煙からの反射光が、位置検出素子４の受光面４ａの略全面に入るように、発光素子１，投光レンズ２，受光レンズ５，および位置検出素子４の位置関係と、位置検出素子４の受光面４ａの寸法とが定められている。
【００５２】
上記煙検出領域Ｄの位置および範囲は、発光素子１，投光レンズ２，受光レンズ５，および位置検出素子４の位置関係と、位置検出素子４の受光面４ａの寸法により、任意に設定できるのである。
【００５３】
上記煙検出領域Ｄ内にある煙からの反射光は、図５に示すように煙が拡散して広がるという特性により、受光面４ａの略全面に略均等に入射するので、受光面４ａの略全面で略均等の電荷が発生し、位置検出素子４の電極４５から出力される信号電流Ｉ１と、電極４６から出力される信号電流Ｉ２とは略等しくなる。
【００５４】
上記位置検出素子４の両端の電極４５，４６から出力される信号電流Ｉ１，Ｉ２は、制御装置１００に入力される。上記制御装置１００は、発光素子１を駆動する。
【００５５】
上記制御装置１００は、図６に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）１０１、パルス駆動回路１０２、増幅器１０３，１０４を有している。上記増幅器１０３，１０４は、信号電流Ｉ１，Ｉ２を増幅して、受光信号Ｉ１，Ｉ２として、ＣＰＵ１０１に出力する。上記ＣＰＵ１０１は、図７に示すような演算処理等を行って、煙検出動作を行う。また、上記ＣＰＵ１０１は、後述するように煙が存在すると判別すると、警報装置１１０に警報出力指令を出力する。
【００５６】
上記構成の煙検出器は、次のように動作する。
【００５７】
まず、図７に示すように、上記ＣＰＵ１０１は、パルス駆動回路１０２にパルス出力指令を出す（ステップＳ１）。パルス駆動回路１０２は、このパルス出力指令を受けて、発光素子１をパルス駆動する信号を出力する。そうすると、図５に示すように、発光素子１はパルス光を出射し、発光素子１から出射されたパルス光が、投光レンズ２によって集光され、投光ビームとなって煙検出領域Ｄ内に照射される。そして、この投光ビームは、この煙検出領域Ｄ内の煙粒子によって反射され、拡散されて、この反射光が位置検出素子４の受光面４ａに入射し、上記位置検出素子４は、受光面４ａ内の入射光の位置を表す信号電流Ｉ１，Ｉ２を両端の電極４５，４６から出力する。
【００５８】
次に、上記ＣＰＵ１０１は、このパルス出力指令に同期して、位置検出素子４から信号電流Ｉ１，Ｉ２を表す受光信号Ｉ１，Ｉ２を増幅器１０３，１０４から取り込む（ステップＳ２）。
【００５９】
上記ＣＰＵ１０１は、上記受光信号Ｉ１，Ｉ２から、以下の式（２）で表される比ＩＲを算出する。
ＩＲ＝Ｉ2／Ｉ1・・・（２）
【００６０】
そして、この比ＩＲの値が略１に等しいか、具体的には、以下の式（３）を満たすか否かを判断する（ステップＳ３）。
０．９＜ＩＲ＜１．１・・・（３）
【００６１】
このように、受光信号Ｉ１，Ｉ２の比ＩＲを求め、この比ＩＲが上記式（３）を満たすと、位置検出素子４の受光面４ａの略全面が煙粒子からの反射光を受けたと判別されて、煙検出領域Ｄ内に煙が存在する可能性があると判別するのである。したがって、位置検出素子４の受光量ではなく、受光信号Ｉ１，Ｉ２の比ＩＲによって位置検出素子４の受光面４ａの略全面が受光したか否かを判別するので、受光量の大小による影響を受けずに、白煙も、黒っぽい煙も確実に検出でき、かつ、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できるのである。
【００６２】
埃や虫などによって、位置検出素子４の受光面４ａの中央のみに反射光が入射しても、受光信号Ｉ１とＩ２とは等しくなるが、そのような場合は、確率的に略ゼロで、無視してもよいのである。
【００６３】
一方、上記ＣＰＵ１０１は、上記比ＩＲが式（３）を満たさないと判断すると、ステップＳ１に戻る。
【００６４】
次に、上記ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３で上記比ＩＲが式（３）を満たしたと判断すると、ステップＳ４で上記受光信号Ｉ１，Ｉ２を用いて、以下の式（４）で表される和ＩＳを算出する。
ＩＳ＝Ｉ1＋Ｉ2・・・（４）
【００６５】
そして、この和ＩＳが、所定の濃度以下の煙を検出しないように設定された閾値Ｔｈよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００６６】
上記ＣＰＵ１０１は、上記和ＩＳが閾値Ｔｈよりも大きいと判断すると、上記煙の濃度が所定の濃度以上であると判別して、煙検出領域Ｄ内に煙が存在すると判別し、警報装置１１０に警報出力指令を出す（ステップＳ５）。
【００６７】
このように、受光信号Ｉ１，Ｉ２の和ＩＳが閾値Ｔｈより大きい場合に、煙検出領域Ｄ内に煙が存在すると判別するので、料理中に発生した少量で濃度が低い煙等を検出して警報を発することがない。
【００６８】
一方、上記ＣＰＵ１０１は、上記和ＩＳが上記閾値Ｔｈよりも大きくないと判断すると、ステップＳ１に戻る。
【００６９】
上記実施形態の煙検出器によれば、位置検出素子４の受光量ではなく、受光信号Ｉ１，Ｉ２の比ＩＲによって、位置検出素子４の受光面４ａの略全面が受光したか否かを判別するので、受光量の大小による影響を受けずに、白煙も、黒っぽい煙も確実に検出でき、かつ、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できるのである。
【００７０】
埃や虫などによって、位置検出素子４の受光面４ａの中央のみに反射光が入射しても、受光信号Ｉ１とＩ２とは等しくなるが、そのような場合は、確率的に略ゼロで、無視してもよいのである。
【００７１】
より詳しくは、上記煙検出領域Ｄ内の一部に埃や虫などが侵入しても、殆どの場合、埃や虫などからの反射光は、上記受光面４ａの中央以外の一部の領域に入射するだけで、上記受光面４ａの略全面に入射することはないから、上記比ＩＲが上記式（３）を満たすことがなく、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できるのである。
【００７２】
また、煙粒子からの反射光は、受光レンズ５によって集光されて、位置検出素子４の受光面４ａに導かれる。したがって、煙検出領域Ｄ内に照射される光量を増加させて、位置検出素子４に導かれる反射光の光量を増加できるから、位置検出素子４の受光面４ａ内の入射光の位置を精度良く検出できて、煙の存在を精度良く検出できる。
【００７３】
また、上記位置検出素子４が出力した、受光信号Ｉ１，Ｉ２の比ＩＲに基づいて、上記煙検出領域Ｄ内に煙が存在するか否かが判別されるから、位置検出素子４の受光量の変化をソフトウェアなどによって補正する必要がなくて、受光量の大小に関係なく煙の存在を精度良く検出できる。ここで、例えば、反射光の光量が１００で、光スポットの位置により、受光信号Ｉ１が８０，信号電流Ｉ2が２０となった場合に、上記比ＩＲは８０／２０＝８／２となる。これに対して、上記光量が１／１０に減少して１０となり、受光信号Ｉ１が８，受光信号Ｉ2が２となった場合でも、上記比ＩＲは８／２で一定で、光量の大小に関係がない。このように、上記比ＩＲを用いることによって、光量に関係なく位置検出素子４の受光面４ａの略全面に受光したか否か正確に判別できるのである。
【００７４】
また、上記位置検出素子４が出力した２つの受光信号Ｉ１，Ｉ２の和ＩＳを算出するから、上記和ＩＳより位置検出素子４全体の受光量が分かり、煙の濃度を検出できる。このため、例えば、料理中に発生した少量の煙については、煙の濃度が低いと判断できて、誤検出を防止できる。したがって、上記和ＩＳおよび上記比ＩＲにより複合的に判断できて、煙の存在をより精度良く検出できる。
【００７５】
また、上記比ＩＲが略１に等しいとき、上記煙検出領域Ｄ内に煙が存在すると判別するので、簡単かつ迅速に煙検出領域Ｄ内の煙の存在を検出できる。
【００７６】
また、パルス光に同期して位置検出素子４から取り出された信号に基づいて、上記煙検出領域Ｄ内に煙が存在するか否か判別するので、外乱光の影響を低減できて、ラビリンスと呼ばれる外乱光が煙検出領域Ｄ内に侵入するのを防止するための構造物を設ける必要がない。したがって、煙検出器の構造を簡単にできて、部品点数を低減できると共に、煙検出器の外観をデザインしやすくできる。
【００７７】
なお、従来の煙検出器の場合、外乱光である直流光をカットし、パルス光に同期した反射光を見ている場合でも、そのパルス光にたまたま同期した外乱光が入射すれば、光量は反射光と外乱光とを合計した光量となる。例えば、反射光の光量を２０、外乱光の光量を１０とすると、検出される光量は３０となり、誤差の影響が大きい。
【００７８】
一方、本実施形態の煙検出器の場合、上記位置検出素子４が出力した受光信号Ｉ１，Ｉ２の比ＩＲに基づいて煙を検出するので、パルス光にたまたま同期した外乱光が入射しても、上記比ＩＲへの影響は軽微である。例えば、反射光の光量を２０とし、反射光が位置検出素子４の中心に入射したとすると、受光信号Ｉ１が１０，受光信号Ｉ2が１０となり、上記比ＩＲは１０／１０となる。さらに、外乱光の光量を１０とし、外乱光が位置検出素子４の中心に入射したとすると、外乱光によって、受光信号Ｉ１，Ｉ２はそれぞれ５ずつ増加して、受光信号Ｉ１が１５，受光信号Ｉ2が１５となり、上記比ＩＲは１５／１５（＝１０／１０）となる。
【００７９】
このように、パルス光にたまたま同期した外乱光が入射しても、従来の煙検出器は外乱光の影響を受けやすいため、上記ラビリンスと呼ばれる外乱光が煙検出領域Ｄ内に侵入するのを防止するための構造物が必要となるが、本実施形態の煙検出器は、上記比ＩＲへの外乱光の影響は軽微なため、上記ラビリンスの必要性は少ないのである。
【００８０】
この発明の一実施形態の電子機器は、上記煙検出器含む空気清浄機や、火災報知器等である。
【００８１】
上記電子機器においては、上記煙検出器を含むから、白煙も、黒っぽい煙も確実に検出でき、かつ、埃や虫などによる煙の誤検出を防止できる。したがって、例えば、空気清浄器においては、清浄を行うべき範囲を正確に判断でき、また、火災報知器においては、火災を正確に判断できる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、煙検出領域Ｄを煙検出器の内側に設定していたが、図８Ａ，図８Ｂに示すように、煙検出領域Ｄを煙検出器の外側下方に設定して、煙検出器を天井２０に取り付けてもよい。このように煙検出領域Ｄを煙検出器の外側に設定した場合、煙検出器の内側の構造を簡単にできて、部品点数を低減できると共に、煙検出器の外観をデザインしやすくできる。ここで、図８Ａ，図８Ｂにおいて、図１に示した構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して、説明を省略する。
【００８３】
また、上記実施形態では、上記発光素子１からパルス光を出射していたが、発光素子から一定の光量の光を連続して出射してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、上記受光素子として、一次元の位置検出素子４を用いたが、受光素子としては、二次元の位置検出素子を用いてもよい。二次元の位置検出素子を用いた場合、二次元の広がりを持って、受光面の略全面により反射光を受けたと判断できるので、一次元の位置検出素子よりも煙の存在をより精度良く検出できる。
【００８５】
また、上記実施形態では、上記受光素子は、位置検出素子４を用いたが、受光素子は、受光面上の光スポットの位置を表す信号を出力できればよく、例えば、多分割フォトダイオードであってもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、位置検出素子４の受光面４ａにおける略全面が煙粒子からの反射光を受けたと判別すると、煙検出領域Ｄ内に煙が存在すると判別していたが、受光素子の受光面における所定の幅を設定し、この幅に基づいて三角測距によって定まる所定の煙検出領域にある上記煙粒子からの反射光を受けたと判別すると、上記煙検出領域内に煙が存在すると判別してもよい。この場合、上記所定の幅の内部の全てが、本発明の受光素子の受光面の略全面に相当する。
【００８７】
この発明で、受光素子の受光面の略全面とは、受光面のうち、測定に寄与すべき面の全面という意味で、広がりを持った煙検出領域内の煙からの反射光を受ける領域全てという意味である。
【００８８】
また、上記実施形態では、ＣＰＵ１０１は、受光信号Ｉ１，Ｉ２の和ＩＳおよび上記比ＩＲにより複合的に煙の存在を判断していたが、上記比ＩＲだけに基づいて、煙の存在を判断してもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、ＣＰＵ１０１は、受光信号Ｉ１，Ｉ２の比ＩＲの値が略１に等しいか判断するとき、０．９＜ＩＲ＜１．１を満たすか否かを判断していたが、例えば、０．８＜ＩＲ＜１．２を満たすか否か、０．８５＜ＩＲ＜１．１５を満たすか否か、または０．９５＜ＩＲ＜１．０５を満たすか否かを判断してもよい。これらの範囲は全て、本発明の「略１」の範囲に含まれる。
【００９０】
また、上記実施形態では、ＣＰＵ１０１は、受光信号Ｉ１，Ｉ２の比ＩＲの値が略１に等しいと判断したとき、位置検出素子４の受光面４ａの略全面に煙粒子からの反射光を受けたと判別したが、例えば、多分割フォトダイオードからの信号によって、受光面における受光位置の重心を求めて、その重心が受光面の中心にあるときに、受光素子の受光面の略全面に煙粒子からの反射光を受けたと判別してもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、投光用集光部として投光レンズ２、受光用集光部として受光レンズ５を用いたが、レンズに代えて絞り等を用いてもよい。また、発光素子として半導体レーザを用いて、投光レンズ等を省略してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  発光素子
２  投光レンズ
４  位置検出素子
４ａ  受光面
５  受光レンズ
１００  制御装置
Ｄ  煙検出領域
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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