(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024083191
(43)【公開日】2024-06-20
(54)【発明の名称】煙感知器
(51)【国際特許分類】
G08B 17/107 20060101AFI20240613BHJP
G01N 21/53 20060101ALI20240613BHJP
【ＦＩ】
G08B17/107 A
G01N21/53 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023018972
(22)【出願日】2023-02-10
(31)【優先権主張番号】P 2022196881
(32)【優先日】2022-12-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003403
【氏名又は名称】ホーチキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079359
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 進
(74)【代理人】
【識別番号】100228669
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 愛規
(72)【発明者】
【氏名】長島 哲也
【テーマコード（参考）】
2G059
5C085
【Ｆターム（参考）】
2G059AA05
2G059BB01
2G059BB09
2G059DD12
2G059EE02
2G059EE11
2G059GG08
2G059HH02
2G059JJ11
2G059KK01
2G059MM01
2G059NN10
5C085AA03
5C085AB08
5C085BA33
5C085BA35
5C085CA04
5C085CA08
5C085DA07
5C085DA08
5C085FA06
5C085FA20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】火災による煙の判定の確度を高めて非火災報防止を確実なものとした上で、空間フィルタを利用して火災による煙を判定して火災を検出する煙感知器を提供する。
【解決手段】煙感知器１０は、空間フィルタ機構を構成するものとして、検煙領域１６に第１波長帯及び第２波長帯を含む光を照射する発光素子２４と、第１波長帯の光により生じる第１散乱角の前方散乱光を受光する第１受光素子３２及び第２波長帯の光により生じる第２散乱角の後方散乱光を受光する第２受光素子４０と、所定の空間周波数を持つ第１レチクル２８及び第２レチクル３６と、検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、煙の種別を識別する煙種別識別部と、煙の移動速度を検出する速度検出部と、検出対象を確定させる煙確定部と、を備える。また、光学素子としてレチクル以外にレンズアレイ、フレネルレンズ、受光素子アレイ及び発光素子アレイ等を備えても良い。
【選択図】図１
【解決手段】煙感知器１０は、空間フィルタ機構を構成するものとして、検煙領域１６に第１波長帯及び第２波長帯を含む光を照射する発光素子２４と、第１波長帯の光により生じる第１散乱角の前方散乱光を受光する第１受光素子３２及び第２波長帯の光により生じる第２散乱角の後方散乱光を受光する第２受光素子４０と、所定の空間周波数を持つ第１レチクル２８及び第２レチクル３６と、検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、煙の種別を識別する煙種別識別部と、煙の移動速度を検出する速度検出部と、検出対象を確定させる煙確定部と、を備える。また、光学素子としてレチクル以外にレンズアレイ、フレネルレンズ、受光素子アレイ及び発光素子アレイ等を備えても良い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
火災による煙を含む検出対象が通過する検煙領域に所定の第１波長帯の光と当該第１波長帯とは異なる所定の第２波長帯の光とを含む光を照射する発光部と、
前記発光部からの光に含まれる前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか一方の光が前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射されて生じる所定の第１散乱角の前方散乱光及び前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか他方の光が前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射されて生じる所定の第２散乱角の後方散乱光を受光する受光部と、
所定の空間周波数を持つ光学部と、
前記受光部により受光された前記前方散乱光による第１受光信号及び又は前記後方散乱光による第２受光信号に基づき前記検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、
前記煙判定部により煙と判定された場合に、前記第１受光信号及び前記第２受光信号に基づき煙の種別を識別する煙種別識別部と、
前記煙判定部により煙と判定された場合に、前記第１受光信号及び前記第２受光信号に基づき煙の移動速度を検出する速度検出部と、
前記煙判定部による判定結果、前記煙種別識別部による識別結果及び前記速度検出部による検出結果に基づき前記検出対象を確定させる煙確定部と、
を備えることで、前記発光部からの光を空間変調する一組の空間フィルタ機構を構成したことを特徴とする煙感知器。
前記発光部からの光に含まれる前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか一方の光が前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射されて生じる所定の第１散乱角の前方散乱光及び前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか他方の光が前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射されて生じる所定の第２散乱角の後方散乱光を受光する受光部と、
所定の空間周波数を持つ光学部と、
前記受光部により受光された前記前方散乱光による第１受光信号及び又は前記後方散乱光による第２受光信号に基づき前記検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、
前記煙判定部により煙と判定された場合に、前記第１受光信号及び前記第２受光信号に基づき煙の種別を識別する煙種別識別部と、
前記煙判定部により煙と判定された場合に、前記第１受光信号及び前記第２受光信号に基づき煙の移動速度を検出する速度検出部と、
前記煙判定部による判定結果、前記煙種別識別部による識別結果及び前記速度検出部による検出結果に基づき前記検出対象を確定させる煙確定部と、
を備えることで、前記発光部からの光を空間変調する一組の空間フィルタ機構を構成したことを特徴とする煙感知器。
【請求項2】
請求項１記載の煙感知器において、
前記速度検出部は、更に煙の移動方向を検出することを特徴とする煙感知器。
前記速度検出部は、更に煙の移動方向を検出することを特徴とする煙感知器。
【請求項3】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記前方散乱光を生じさせる前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか一方の光は、前記後方散乱光を生じさせる前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか他方の光に対して長波長帯の光となるように設定されたことを特徴とする煙感知器。
前記前方散乱光を生じさせる前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか一方の光は、前記後方散乱光を生じさせる前記第１波長帯又は前記第２波長帯の何れか他方の光に対して長波長帯の光となるように設定されたことを特徴とする煙感知器。
【請求項4】
請求項１記載の煙感知器において、
前記発光部は、前記第１波長帯の光及び前記第２波長帯の光を前記検煙領域に照射する発光素子を備え、
前記受光部は、前記検煙領域を通過する前記検出対象の方向に対応した２次元空間において受光光軸が所定の角度となるように前記検煙領域に対して所定の位置に配置された第１受光素子と第２受光素子とを備え、
前記光学部は、前記第１受光素子と前記第２受光素子とが配置された前記所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
前記第１受光素子は、前記第１波長帯の光に受光感度を持ち、前記第１光学素子を介して前記第１波長帯の光により生じた前記前方散乱光又は前記後方散乱光の一方を受光し、
前記第２受光素子は、前記第２波長帯の光に受光感度を持ち、前記第２光学素子を介して前記第２波長帯の光により生じた前記前方散乱光又は前記後方散乱光の他方を受光することを特徴とする煙感知器。
前記発光部は、前記第１波長帯の光及び前記第２波長帯の光を前記検煙領域に照射する発光素子を備え、
前記受光部は、前記検煙領域を通過する前記検出対象の方向に対応した２次元空間において受光光軸が所定の角度となるように前記検煙領域に対して所定の位置に配置された第１受光素子と第２受光素子とを備え、
前記光学部は、前記第１受光素子と前記第２受光素子とが配置された前記所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
前記第１受光素子は、前記第１波長帯の光に受光感度を持ち、前記第１光学素子を介して前記第１波長帯の光により生じた前記前方散乱光又は前記後方散乱光の一方を受光し、
前記第２受光素子は、前記第２波長帯の光に受光感度を持ち、前記第２光学素子を介して前記第２波長帯の光により生じた前記前方散乱光又は前記後方散乱光の他方を受光することを特徴とする煙感知器。
【請求項5】
請求項１記載の煙感知器において、
前記発光部は、前記検煙領域を通過する前記検出対象の方向に対応した２次元空間において発光光軸が所定の角度となるように前記検煙領域に対して所定の位置に配置された前記第１波長帯の光を照射する第１発光素子と前記第２波長帯の光を照射する第２発光素子とを備え、
前記受光部は、前記第１波長帯の光及び前記第２波長帯の光に受光感度を持ち、前記前方散乱光及び前記後方散乱光を受光する受光素子を備え、
前記光学部は、前記第１発光素子と前記第２発光素子とが配置された前記所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
前記第１発光素子から照射された前記第１波長帯の光は前記第１光学素子を介して前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射され、前記第２発光素子から照射された前記第２波長帯の光は前記第２光学素子を介して前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射されることを特徴とする煙感知器。
前記発光部は、前記検煙領域を通過する前記検出対象の方向に対応した２次元空間において発光光軸が所定の角度となるように前記検煙領域に対して所定の位置に配置された前記第１波長帯の光を照射する第１発光素子と前記第２波長帯の光を照射する第２発光素子とを備え、
前記受光部は、前記第１波長帯の光及び前記第２波長帯の光に受光感度を持ち、前記前方散乱光及び前記後方散乱光を受光する受光素子を備え、
前記光学部は、前記第１発光素子と前記第２発光素子とが配置された前記所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
前記第１発光素子から照射された前記第１波長帯の光は前記第１光学素子を介して前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射され、前記第２発光素子から照射された前記第２波長帯の光は前記第２光学素子を介して前記検煙領域を通過する前記検出対象に照射されることを特徴とする煙感知器。
【請求項6】
請求項４又は５記載の煙感知器において、
前記速度検出部は、前記第１受光信号に基づき所定方向となる第１移動速度成分を検出すると共に前記第２受光信号に基づき前記第１移動速度成分とは異なる方向となる第２移動速度成分を検出し、前記第１移動速度成分及び前記第２移動速度成分に基づき前記検煙領域を通過する煙の移動速度を検出することを特徴とする煙感知器。
前記速度検出部は、前記第１受光信号に基づき所定方向となる第１移動速度成分を検出すると共に前記第２受光信号に基づき前記第１移動速度成分とは異なる方向となる第２移動速度成分を検出し、前記第１移動速度成分及び前記第２移動速度成分に基づき前記検煙領域を通過する煙の移動速度を検出することを特徴とする煙感知器。
【請求項7】
請求項６記載の煙感知器において、
前記第１光学素子及び前記第２光学素子は、異なる空間周波数となる複数の領域が前記空間周波数の大きさに応じて段階的に配列され、
前記速度検出部は、前記第１受光信号及び前記第２受光信号において変化する信号周期の増減に基づき第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルを検出し、前記第１移動速度ベクトル及び前記第２移動速度ベクトルに基づき前記検煙領域を通過する煙の移動方向を検出することを特徴とする煙感知器。
前記第１光学素子及び前記第２光学素子は、異なる空間周波数となる複数の領域が前記空間周波数の大きさに応じて段階的に配列され、
前記速度検出部は、前記第１受光信号及び前記第２受光信号において変化する信号周期の増減に基づき第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルを検出し、前記第１移動速度ベクトル及び前記第２移動速度ベクトルに基づき前記検煙領域を通過する煙の移動方向を検出することを特徴とする煙感知器。
【請求項8】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記発光部は、通常状態で間欠発光により光を照射し、前記受光部の受光により得られた前記第１受光信号及び又は前記第２受光信号が所定の煙の発現条件を充足したときに、前記間欠発光から所定時間の連続発光に切り替えることを特徴とする煙感知器。
前記発光部は、通常状態で間欠発光により光を照射し、前記受光部の受光により得られた前記第１受光信号及び又は前記第２受光信号が所定の煙の発現条件を充足したときに、前記間欠発光から所定時間の連続発光に切り替えることを特徴とする煙感知器。
【請求項9】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記煙判定部は、
前記煙の判定条件として、
前記検出対象の判定を行うための所定時間に得られた前記第１受光信号又は前記第２受光信号に２以上の山谷が存在する第１の条件と、
前記検出対象の判定を行うための所定時間に得られた前記第１受光信号又は前記第２受光信号が所定の零点レベルを超えている第２の条件と、
前記検出対象の判定を行うための所定時間に得られた前記第１受光信号又は前記第２受光信号が所定の周期以上で上下動を繰り返す第３の条件と、
を充足した場合に前記煙と判定することを特徴とする煙感知器。
前記煙判定部は、
前記煙の判定条件として、
前記検出対象の判定を行うための所定時間に得られた前記第１受光信号又は前記第２受光信号に２以上の山谷が存在する第１の条件と、
前記検出対象の判定を行うための所定時間に得られた前記第１受光信号又は前記第２受光信号が所定の零点レベルを超えている第２の条件と、
前記検出対象の判定を行うための所定時間に得られた前記第１受光信号又は前記第２受光信号が所定の周期以上で上下動を繰り返す第３の条件と、
を充足した場合に前記煙と判定することを特徴とする煙感知器。
【請求項10】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記煙種別識別部は、
所定時間の前記第１受光信号の受光値を積分した第１受光値と、所定時間の前記第２受光信号の受光値を積分した第２受光値との比率に基づき、前記煙判定部により判定された煙が白煙か黒煙か非火災要因の検出対象かを識別することを特徴とする煙感知器。
前記煙種別識別部は、
所定時間の前記第１受光信号の受光値を積分した第１受光値と、所定時間の前記第２受光信号の受光値を積分した第２受光値との比率に基づき、前記煙判定部により判定された煙が白煙か黒煙か非火災要因の検出対象かを識別することを特徴とする煙感知器。
【請求項11】
請求項１０記載の煙感知器において、
前記煙確定部は、
前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が白煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合には、前記検出対象を白煙として確定し、
前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が黒煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には、前記検出対象を黒煙として確定することを特徴とする煙感知器。
前記煙確定部は、
前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が白煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合には、前記検出対象を白煙として確定し、
前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が黒煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には、前記検出対象を黒煙として確定することを特徴とする煙感知器。
【請求項12】
請求項１１記載の煙感知器において、
前記煙確定部は、前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が白煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度条件が所定の白煙速度を充足していない場合、及び前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が黒煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、前記検出対象を火災による煙以外の異物として確定することを特徴とする煙感知器。
前記煙確定部は、前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が白煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度条件が所定の白煙速度を充足していない場合、及び前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が黒煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、前記検出対象を火災による煙以外の異物として確定することを特徴とする煙感知器。
【請求項13】
請求項１１記載の煙感知器において、
前記煙確定部は、前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が白煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度条件が所定の白煙速度を充足していない場合、及び前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が黒煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、煙の種別を確定せずに前記検出対象を火災による煙として確定することを特徴とする煙感知器。
前記煙確定部は、前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が白煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度条件が所定の白煙速度を充足していない場合、及び前記煙判定部により前記検出対象が煙と判定され、前記煙種別識別部により前記煙が黒煙と識別され、前記速度検出部により検出された前記煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、煙の種別を確定せずに前記検出対象を火災による煙として確定することを特徴とする煙感知器。
【請求項14】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記検煙領域に対する遮光構造及び防虫構造を有さないことを特徴とする煙感知器。
前記検煙領域に対する遮光構造及び防虫構造を有さないことを特徴とする煙感知器。
【請求項15】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記光学部は、所定方向に遮光部と開口部とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルであり、前記開口部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備えたことを特徴とする煙感知器。
前記光学部は、所定方向に遮光部と開口部とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルであり、前記開口部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備えたことを特徴とする煙感知器。
【請求項16】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記光学部は、少なくとも前記検煙領域に面する一面にシリンドリカルレンズが所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたレンズアレイであり、前記シリンドリカルレンズが１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備えたことを特徴とする煙感知器。
前記光学部は、少なくとも前記検煙領域に面する一面にシリンドリカルレンズが所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたレンズアレイであり、前記シリンドリカルレンズが１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備えたことを特徴とする煙感知器。
【請求項17】
請求項１６記載の煙感知器において、
前記レンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側に前記レンズアレイと別体の集光レンズが配置されるか、又は前記レンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側の面に集光レンズが前記レンズアレイと一体に形成されたことを特徴とする煙感知器。
前記レンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側に前記レンズアレイと別体の集光レンズが配置されるか、又は前記レンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側の面に集光レンズが前記レンズアレイと一体に形成されたことを特徴とする煙感知器。
【請求項18】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記光学部は、前記検煙領域に面する一面をレンズ平面部とし、前記一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部が光学中心部から外部に向けて所定の配置間隔で同心円状に複数配置されたフレネルレンズであり、前記プリズム部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で同心円状に配置された光学素子を備えたことを特徴とする煙感知器。
前記光学部は、前記検煙領域に面する一面をレンズ平面部とし、前記一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部が光学中心部から外部に向けて所定の配置間隔で同心円状に複数配置されたフレネルレンズであり、前記プリズム部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で同心円状に配置された光学素子を備えたことを特徴とする煙感知器。
【請求項19】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記光学部は、前記受光部と一体に形成され、
前記光学部が一体に形成された前記受光部は、前記検煙領域に面する一面に受光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された受光素子アレイを備えたことを特徴とする煙感知器。
前記光学部は、前記受光部と一体に形成され、
前記光学部が一体に形成された前記受光部は、前記検煙領域に面する一面に受光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された受光素子アレイを備えたことを特徴とする煙感知器。
【請求項20】
請求項１９記載の煙感知器において、
前記受光素子アレイと前記検煙領域との間に集光レンズが配置されるか、又は前記受光素子アレイの一面側に集光レンズが前記受光素子アレイと一体に形成され、
前記受光素子は、１．０～１０ｍｍの範囲の所定値を前記集光レンズの集光倍率で縮小した値となる配置間隔で配置されたことを特徴とする煙感知器。
前記受光素子アレイと前記検煙領域との間に集光レンズが配置されるか、又は前記受光素子アレイの一面側に集光レンズが前記受光素子アレイと一体に形成され、
前記受光素子は、１．０～１０ｍｍの範囲の所定値を前記集光レンズの集光倍率で縮小した値となる配置間隔で配置されたことを特徴とする煙感知器。
【請求項21】
請求項１又は２記載の煙感知器において、
前記光学部は、前記発光部と一体に形成され、
前記光学部が一体に形成された前記発光部は、前記検煙領域に面する一面に発光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された発光素子アレイを備え、前記発光素子が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置されたことを特徴とする煙感知器。
前記光学部は、前記発光部と一体に形成され、
前記光学部が一体に形成された前記発光部は、前記検煙領域に面する一面に発光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された発光素子アレイを備え、前記発光素子が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置されたことを特徴とする煙感知器。
【請求項22】
請求項２１記載の煙感知器において、
前記発光素子アレイと前記検煙領域との間にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが配置されるか、又は前記発光素子アレイの一面側にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが前記発光素子アレイと一体に形成されたことを特徴とする煙感知器。
前記発光素子アレイと前記検煙領域との間にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが配置されるか、又は前記発光素子アレイの一面側にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが前記発光素子アレイと一体に形成され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】
本発明は、火災により発生した煙に光を照射して生じる散乱光により火災を検出する煙感知器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の建物や施設に構築される火災報知システムは、受信機に煙感知器等の端末機器を接続することで火災を検出して管理者や居住者に火災を報知し、管理者に現場での初期対応を促すと共に居住者に避難を促す。
【0003】
また、火災報知システムでは煙感知器が火災による煙に限らず、調理の煙やバスルームの湯気等により火災を誤検出することで非火災報を発してしまうことがあることから、このような火災以外の原因（非火災要因）による非火災報を防止するために、２種類の波長の光を検煙領域に照射し、煙に光を照射して生じる散乱光について異なる波長の光強度の比を求めて煙の種類を含めて判定した上で火災を検出する煙感知器が提案されている（特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００４－３２５２１１号公報
【特許文献2】特開２０２０－０３５０２９号公報
【特許文献3】特開昭５１－０００３６７号公報
【特許文献4】特開昭５２－１５３７８１号公報
【特許文献5】特開昭５８－０３８８６４号公報
【特許文献6】特開昭５３－０５２４７３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、従来の煙感知器では煙の流れる方向、即ち風向や風速を測定することはできないため、火災の発生地点の把握や避難方向の指示において重要となる煙の流れる方向の情報は得ることができておらず、管理者による現場での初期対応や居住者の避難を早期に正確に指示することが難しいとされていた。
【0006】
そのため、煙感知器の検煙領域に光を照射して煙による散乱光により火災を検出する手法に、不規則なパターンを有する物体の移動速度を計測するために用いる空間フィルタを利用することが考えられる。
【0007】
空間フィルタを利用した例として、例えば特許文献３では製造ラインでの紙送り速度を空間フィルタにより測定している。特許文献４では回転ロールにより供給される物体の移動速度を直交する第１、第２の空間フィルタ検出器により計測している。特許文献５では空間フィルタを介して溶液中の浮遊粒子を観測することにより観測対象外の小粒子の影響を排除している（尚、浮遊粒子の移動速度は観測していない）。特許文献６では直交する２つの空間フィルタにより移動体の移動速度と方向を測定している。
【0008】
しかしながら、これら従来の空間フィルタを用いて不規則なパターンを有する物体の移動速度を計測する手法は、被測定物が生産ライン上を流れる物体や車両から観測される地面や高速に移動する物体等の大きな固体が主である一方、煙感知器で検出対象となる火災による煙の移動速度は非常に遅く、また煙は明瞭な像が得られる固体とは異なる微粒子の集合体であることから、従来の空間フィルタをそのまま適用することはできず、火災による煙に対応したセンサ方式が必要であった。
【0009】
また、煙感知器で空間フィルタを利用して煙の流れる方向を検出（風向や風速を測定）できるようにするには、煙の移動速度が遅い、即ち低風速の気流が測定でき、煙感知器に組み込むことが可能である小型で安価なセンサ構造とする必要がある。
【0010】
また、空間フィルタを用いた煙感知器にあっても、火災による煙に限らず、調理の煙やバスルームの湯気等により非火災報を発してしまう可能性があることから、火災による煙の判定の確度を高めて非火災報防止を確実なものとする必要がある。
【0011】
本発明は、火災による煙の判定の確度を高めて非火災報防止を確実なものとした上で、空間フィルタを利用して火災による煙を判定して火災を検出可能とする煙感知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】
【0012】
（煙感知器）
本発明は、煙感知器であって、
火災による煙を含む検出対象が通過する検煙領域に所定の第１波長帯の光と当該第１波長帯とは異なる所定の第２波長帯の光とを含む光を照射する発光部と、
発光部からの光に含まれる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第１散乱角の前方散乱光及び第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第２散乱角の後方散乱光を受光する受光部と、
所定の空間周波数を持つ光学部と、
受光部により受光された前方散乱光による第１受光信号及び又は後方散乱光による第２受光信号に基づき検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、
煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の種別を識別する煙種別識別部と、
煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の移動速度を検出する速度検出部と、
煙判定部による判定結果、煙種別識別部による識別結果及び速度検出部による検出結果に基づき検出対象を確定させる煙確定部と、
を備えることで、発光部からの光を空間変調する一組の空間フィルタ機構を構成したことを特徴とする。
本発明は、煙感知器であって、
火災による煙を含む検出対象が通過する検煙領域に所定の第１波長帯の光と当該第１波長帯とは異なる所定の第２波長帯の光とを含む光を照射する発光部と、
発光部からの光に含まれる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第１散乱角の前方散乱光及び第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第２散乱角の後方散乱光を受光する受光部と、
所定の空間周波数を持つ光学部と、
受光部により受光された前方散乱光による第１受光信号及び又は後方散乱光による第２受光信号に基づき検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、
煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の種別を識別する煙種別識別部と、
煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の移動速度を検出する速度検出部と、
煙判定部による判定結果、煙種別識別部による識別結果及び速度検出部による検出結果に基づき検出対象を確定させる煙確定部と、
を備えることで、発光部からの光を空間変調する一組の空間フィルタ機構を構成したことを特徴とする。
【0013】
（煙の移動方向を検出する速度検出部）
速度検出部は、更に煙の移動方向を検出する。
速度検出部は、更に煙の移動方向を検出する。
【0014】
（発光部から照射される光の波長）
前方散乱光を生じさせる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光は、後方散乱光を生じさせる第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光に対して長波長帯の光となるように設定される。
前方散乱光を生じさせる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光は、後方散乱光を生じさせる第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光に対して長波長帯の光となるように設定される。
【0015】
（１つの発光素子と２つの受光素子による検出）
発光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光を検煙領域に照射する発光素子を備え、
受光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において受光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１受光素子と第２受光素子とを備え、
光学部は、第１受光素子と第２受光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
第１受光素子は、第１波長帯の光に受光感度を持ち、第１光学素子を介して第１波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の一方を受光し、
第２受光素子は、第２波長帯の光に受光感度を持ち、第２光学素子を介して第２波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の他方を受光する。
発光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光を検煙領域に照射する発光素子を備え、
受光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において受光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１受光素子と第２受光素子とを備え、
光学部は、第１受光素子と第２受光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
第１受光素子は、第１波長帯の光に受光感度を持ち、第１光学素子を介して第１波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の一方を受光し、
第２受光素子は、第２波長帯の光に受光感度を持ち、第２光学素子を介して第２波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の他方を受光する。
【0016】
（２つの発光素子と１つの受光素子による検出）
発光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において発光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１波長帯の光を照射する第１発光素子と第２波長帯の光を照射する第２発光素子とを備え、
受光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光に受光感度を持ち、前方散乱光及び後方散乱光を受光する受光素子を備え、
光学部は、第１発光素子と第２発光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
第１発光素子から照射された第１波長帯の光は第１光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射され、第２発光素子から照射された第２波長帯の光は第２光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射される。
発光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において発光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１波長帯の光を照射する第１発光素子と第２波長帯の光を照射する第２発光素子とを備え、
受光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光に受光感度を持ち、前方散乱光及び後方散乱光を受光する受光素子を備え、
光学部は、第１発光素子と第２発光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、
第１発光素子から照射された第１波長帯の光は第１光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射され、第２発光素子から照射された第２波長帯の光は第２光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射される。
【0017】
（煙の移動速度の検出）
速度検出部は、第１受光信号に基づき所定方向となる第１移動速度成分を検出すると共に第２受光信号に基づき第１移動速度成分とは異なる方向となる第２移動速度成分を検出し、第１移動速度成分及び第２移動速度成分に基づき検煙領域を通過する煙の移動速度を検出する。
速度検出部は、第１受光信号に基づき所定方向となる第１移動速度成分を検出すると共に第２受光信号に基づき第１移動速度成分とは異なる方向となる第２移動速度成分を検出し、第１移動速度成分及び第２移動速度成分に基づき検煙領域を通過する煙の移動速度を検出する。
【0018】
（煙の移動方向の検出）
第１光学素子及び第２光学素子は、異なる空間周波数となる複数の領域が空間周波数の大きさに応じて段階的に配列され、
速度検出部は、第１受光信号及び第２受光信号において変化する信号周期の増減に基づき第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルを検出し、第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルに基づき検煙領域を通過する煙の移動方向を検出する。
第１光学素子及び第２光学素子は、異なる空間周波数となる複数の領域が空間周波数の大きさに応じて段階的に配列され、
速度検出部は、第１受光信号及び第２受光信号において変化する信号周期の増減に基づき第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルを検出し、第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルに基づき検煙領域を通過する煙の移動方向を検出する。
【0019】
（間欠発光と連続発光）
発光部は、通常状態で間欠発光により光を照射し、受光部の受光により得られた第１受光信号及び又は第２受光信号が所定の煙の発現条件を充足したときに、間欠発光から所定時間の連続発光に切り替える。
発光部は、通常状態で間欠発光により光を照射し、受光部の受光により得られた第１受光信号及び又は第２受光信号が所定の煙の発現条件を充足したときに、間欠発光から所定時間の連続発光に切り替える。
【0020】
（煙判定部による煙の判定条件）
煙判定部は、
煙の判定条件として、
検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号に２以上の山谷が存在する第１の条件と、
検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の零点レベルを超えている第２の条件と、
検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の周期以上で上下動を繰り返す第３の条件と、
を充足した場合に煙と判定する。
煙判定部は、
煙の判定条件として、
検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号に２以上の山谷が存在する第１の条件と、
検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の零点レベルを超えている第２の条件と、
検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の周期以上で上下動を繰り返す第３の条件と、
を充足した場合に煙と判定する。
【0021】
（煙種別識別部による煙の識別）
煙種別識別部は、
所定時間の第１受光信号の受光値を積分した第１受光値と、所定時間の第２受光信号の受光値を積分した第２受光値との比率に基づき、煙判定部により判定された煙が白煙か黒煙か非火災要因の検出対象かを識別する。
煙種別識別部は、
所定時間の第１受光信号の受光値を積分した第１受光値と、所定時間の第２受光信号の受光値を積分した第２受光値との比率に基づき、煙判定部により判定された煙が白煙か黒煙か非火災要因の検出対象かを識別する。
【0022】
（煙確定部による白煙及び黒煙の確定）
煙確定部は、
煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合には、検出対象を白煙として確定し、
煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には、検出対象を黒煙として確定する。
煙確定部は、
煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合には、検出対象を白煙として確定し、
煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には、検出対象を黒煙として確定する。
【0023】
（煙確定部による異物の確定）
煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、検出対象を火災による煙以外の異物として確定する。
煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、検出対象を火災による煙以外の異物として確定する。
【0024】
（煙確定部による火災による煙の確定）
煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、煙の種別を確定せずに検出対象を火災による煙として確定する。
煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、煙の種別を確定せずに検出対象を火災による煙として確定する。
【0025】
（検煙領域に対する構造）
検煙領域に対する遮光構造及び防虫構造を有さない。
検煙領域に対する遮光構造及び防虫構造を有さない。
【0026】
（物理フィルタであるレチクルとした光学素子）
光学部は、所定方向に遮光部と開口部とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルであり、開口部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備える。
光学部は、所定方向に遮光部と開口部とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルであり、開口部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備える。
【0027】
（レンズアレイとした光学素子）
光学部は、少なくとも検煙領域に面する一面にシリンドリカルレンズが所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたレンズアレイであり、シリンドリカルレンズが１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備える。
光学部は、少なくとも検煙領域に面する一面にシリンドリカルレンズが所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたレンズアレイであり、シリンドリカルレンズが１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備える。
【0028】
（集光レンズと組み合わせたレンズアレイ）
レンズアレイの検煙領域に面する側（一面側）とは反対側（他面側）にレンズアレイと別体の集光レンズが配置されるか、又はレンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側の面（他面）に集光レンズがレンズアレイと一体に形成される。
レンズアレイの検煙領域に面する側（一面側）とは反対側（他面側）にレンズアレイと別体の集光レンズが配置されるか、又はレンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側の面（他面）に集光レンズがレンズアレイと一体に形成される。
【0029】
（フレネルレンズとした光学素子）
光学部は、検煙領域に面する一面をレンズ平面部とし、一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部が光学中心部から外部に向けて所定の配置間隔で同心円状に複数配置されたフレネルレンズであり、プリズム部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で同心円状に配置された光学素子を備える。
光学部は、検煙領域に面する一面をレンズ平面部とし、一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部が光学中心部から外部に向けて所定の配置間隔で同心円状に複数配置されたフレネルレンズであり、プリズム部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で同心円状に配置された光学素子を備える。
【0030】
（受光部と一体した光学部）
光学部は、受光部と一体に形成され、
光学部が一体に形成された受光部は、検煙領域に面する一面に受光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された受光素子アレイを備える。
光学部は、受光部と一体に形成され、
光学部が一体に形成された受光部は、検煙領域に面する一面に受光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された受光素子アレイを備える。
【0031】
（集光レンズと組み合わせた受光素子アレイ）
受光素子アレイと検煙領域との間に集光レンズが配置されるか、又は受光素子アレイの一面側に集光レンズが受光素子アレイと一体に形成され、
受光素子は、１．０～１０ｍｍの範囲の所定値を集光レンズの集光倍率で縮小した値となる配置間隔で配置される。
受光素子アレイと検煙領域との間に集光レンズが配置されるか、又は受光素子アレイの一面側に集光レンズが受光素子アレイと一体に形成され、
受光素子は、１．０～１０ｍｍの範囲の所定値を集光レンズの集光倍率で縮小した値となる配置間隔で配置される。
【0032】
（発光部と一体とした光学部）
光学部は、発光部と一体に形成され、
光学部が一体に形成された発光部は、検煙領域に面する一面に発光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された発光素子アレイを備え、発光素子が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置される。
光学部は、発光部と一体に形成され、
光学部が一体に形成された発光部は、検煙領域に面する一面に発光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された発光素子アレイを備え、発光素子が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置される。
【0033】
（レンズと組み合わせた発光素子アレイ）
発光素子アレイと検煙領域との間にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが配置されるか、又は発光素子アレイの一面側にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが発光素子アレイと一体に形成される。
発光素子アレイと検煙領域との間にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが配置されるか、又は発光素子アレイの一面側にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが発光素子アレイと一体に形成される。
【発明の効果】
【0034】
（煙感知器の効果）
本発明は、煙感知器であって、火災による煙を含む検出対象が通過する検煙領域に所定の第１波長帯の光と当該第１波長帯とは異なる所定の第２波長帯の光とを含む光を照射する発光部と、発光部からの光に含まれる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第１散乱角の前方散乱光及び第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第２散乱角の後方散乱光を受光する受光部と、所定の空間周波数を持つ光学部と、受光部により受光された前方散乱光による第１受光信号及び又は後方散乱光による第２受光信号に基づき検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の種別を識別する煙種別識別部と、煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の移動速度を検出する速度検出部と、煙判定部による判定結果、煙種別識別部による識別結果及び速度検出部による検出結果に基づき検出対象を確定させる煙確定部と、を備えることで、発光部からの光を空間変調する一組の空間フィルタ機構を構成したため、検煙領域を通過する検出対象に発光部から異なる２つの波長の光を照射して生じる異なる散乱角の前方散乱光及び後方散乱光は変調が掛かった状態で受光部により受光されることになり、火災の煙による前方散乱光により得られた第１受光信号及び又は後方散乱光により得られた第２受光信号は煙の移動速度に応じた周波数を持つ信号となると共に固有の特徴を持つことから、煙判定部で第１受光信号及び又は第２受光信号に基づき異物等の検出対象とは区別して煙を判定することを可能とする。また、煙判定部で煙と判定された場合には、更に煙種別識別部による煙の種別の識別結果と速度検出部による煙の移動速度の検出結果に基づき、火災による煙と非火災要因の検出対象（例えば湯気等）とを区別して非火災報防止を確実なものとすることを可能とし、火災検出の確度を高めることができる。
本発明は、煙感知器であって、火災による煙を含む検出対象が通過する検煙領域に所定の第１波長帯の光と当該第１波長帯とは異なる所定の第２波長帯の光とを含む光を照射する発光部と、発光部からの光に含まれる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第１散乱角の前方散乱光及び第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第２散乱角の後方散乱光を受光する受光部と、所定の空間周波数を持つ光学部と、受光部により受光された前方散乱光による第１受光信号及び又は後方散乱光による第２受光信号に基づき検出対象が煙であるかを判定する煙判定部と、煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の種別を識別する煙種別識別部と、煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の移動速度を検出する速度検出部と、煙判定部による判定結果、煙種別識別部による識別結果及び速度検出部による検出結果に基づき検出対象を確定させる煙確定部と、を備えることで、発光部からの光を空間変調する一組の空間フィルタ機構を構成したため、検煙領域を通過する検出対象に発光部から異なる２つの波長の光を照射して生じる異なる散乱角の前方散乱光及び後方散乱光は変調が掛かった状態で受光部により受光されることになり、火災の煙による前方散乱光により得られた第１受光信号及び又は後方散乱光により得られた第２受光信号は煙の移動速度に応じた周波数を持つ信号となると共に固有の特徴を持つことから、煙判定部で第１受光信号及び又は第２受光信号に基づき異物等の検出対象とは区別して煙を判定することを可能とする。また、煙判定部で煙と判定された場合には、更に煙種別識別部による煙の種別の識別結果と速度検出部による煙の移動速度の検出結果に基づき、火災による煙と非火災要因の検出対象（例えば湯気等）とを区別して非火災報防止を確実なものとすることを可能とし、火災検出の確度を高めることができる。
【0035】
（１つの発光素子と２つの受光素子による検出の効果）
また、発光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光を検煙領域に照射する発光素子を備え、受光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において受光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１受光部と第２受光部とを備え、光学部は、第１受光素子と第２受光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、第１受光素子は、第１波長帯の光に受光感度を持ち、第１光学素子を介して第１波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の一方を受光し、第２受光素子は、第２波長帯の光に受光感度を持ち、第２光学素子を介して第２波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の他方を受光するため、前述した煙感知器の効果と同様の効果が得られる。
また、発光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光を検煙領域に照射する発光素子を備え、受光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において受光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１受光部と第２受光部とを備え、光学部は、第１受光素子と第２受光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、第１受光素子は、第１波長帯の光に受光感度を持ち、第１光学素子を介して第１波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の一方を受光し、第２受光素子は、第２波長帯の光に受光感度を持ち、第２光学素子を介して第２波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の他方を受光するため、前述した煙感知器の効果と同様の効果が得られる。
【0036】
（２つの発光素子と１つの受光素子による検出の効果）
また、発光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において発光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１波長帯の光を照射する第１発光素子と第２波長帯の光を照射する第２発光素子とを備え、受光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光に受光感度を持ち、前方散乱光及び後方散乱光を受光する受光素子を備え、光学部は、第１発光素子と第２発光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、第１発光素子から照射された第１波長帯の光は第１光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射され、第２発光素子から照射された第２波長帯の光は第２光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射されるため、前述した煙感知器の効果と同様の効果が得られる。
また、発光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において発光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１波長帯の光を照射する第１発光素子と第２波長帯の光を照射する第２発光素子とを備え、受光部は、第１波長帯の光及び第２波長帯の光に受光感度を持ち、前方散乱光及び後方散乱光を受光する受光素子を備え、光学部は、第１発光素子と第２発光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、第１発光素子から照射された第１波長帯の光は第１光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射され、第２発光素子から照射された第２波長帯の光は第２光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射されるため、前述した煙感知器の効果と同様の効果が得られる。
【0037】
（煙の移動方向の検出の効果）
また、第１光学素子及び第２光学素子は、異なる空間周波数となる複数の領域が空間周波数の大きさに応じて段階的に配列され、速度検出部は、第１受光信号及び第２受光信号において変化する信号周期の増減に基づき第１移動速度ベクトル及び第２移動速ベクトルを検出し、第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルに基づき検煙領域を通過する煙の移動方向を検出するため、従来の煙感知器では検出できなかった煙の移動方向を検出できる。
また、第１光学素子及び第２光学素子は、異なる空間周波数となる複数の領域が空間周波数の大きさに応じて段階的に配列され、速度検出部は、第１受光信号及び第２受光信号において変化する信号周期の増減に基づき第１移動速度ベクトル及び第２移動速ベクトルを検出し、第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルに基づき検煙領域を通過する煙の移動方向を検出するため、従来の煙感知器では検出できなかった煙の移動方向を検出できる。
【0038】
（間欠発光と連続発光の効果）
また、発光部は、通常状態で間欠発光により光を照射し、受光部の受光により得られた第１受光信号及び又は第２受光信号が所定の煙の発現条件を充足したときに、間欠発光から所定時間の連続発光に切り替えるため、必要以上に発光部を駆動させることがなく、消費電力の低減を可能とする。
また、発光部は、通常状態で間欠発光により光を照射し、受光部の受光により得られた第１受光信号及び又は第２受光信号が所定の煙の発現条件を充足したときに、間欠発光から所定時間の連続発光に切り替えるため、必要以上に発光部を駆動させることがなく、消費電力の低減を可能とする。
【0039】
（煙判定部による煙の判定条件の効果）
また、煙判定部は、煙の判定条件として、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号に２以上の山谷が存在する第１の条件と、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の零点レベルを超えている第２の条件と、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の周期以上で上下動を繰り返す第３の条件と、を充足した場合に煙と判定するため、煙と煙以外の異物との判定をより確実に行うことを可能とする。
また、煙判定部は、煙の判定条件として、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号に２以上の山谷が存在する第１の条件と、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の零点レベルを超えている第２の条件と、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた第１受光信号又は第２受光信号が所定の周期以上で上下動を繰り返す第３の条件と、を充足した場合に煙と判定するため、煙と煙以外の異物との判定をより確実に行うことを可能とする。
【0040】
（煙種別識別部による煙の識別の効果）
また、煙種別識別部は、所定時間の第１受光信号の受光値を積分した第１受光値と、所定時間の第２受光信号の受光値を積分した第２受光値との比率に基づき、煙判定部により判定された煙が白煙か黒煙か非火災要因の検出対象かを識別するため、火災による煙として白煙及び黒煙を非火災要因の検出対象とは区別してより確実に識別することを可能とする。
また、煙種別識別部は、所定時間の第１受光信号の受光値を積分した第１受光値と、所定時間の第２受光信号の受光値を積分した第２受光値との比率に基づき、煙判定部により判定された煙が白煙か黒煙か非火災要因の検出対象かを識別するため、火災による煙として白煙及び黒煙を非火災要因の検出対象とは区別してより確実に識別することを可能とする。
【0041】
（煙確定部による白煙及び黒煙の確定の効果）
また、煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合には、検出対象を白煙として確定し、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には、検出対象を黒煙として確定するため、火災による煙の一種である白煙及び黒煙の確定はより確度が高く行われることを可能とする。
また、煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合には、検出対象を白煙として確定し、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には、検出対象を黒煙として確定するため、火災による煙の一種である白煙及び黒煙の確定はより確度が高く行われることを可能とする。
【0042】
（煙確定部による異物の確定の効果）
また、煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、検出対象を火災による煙以外の異物として確定するため、火災による煙の一種である白煙及び黒煙と確定する条件が厳しく、より確度高く白煙及び黒煙を確定することを可能とする。
また、煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、検出対象を火災による煙以外の異物として確定するため、火災による煙の一種である白煙及び黒煙と確定する条件が厳しく、より確度高く白煙及び黒煙を確定することを可能とする。
【0043】
（煙確定部による火災による煙の確定の効果）
また、煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、煙の種別を確定せずに検出対象を火災による煙として確定するため、火災による煙である確度は高いものの、その煙の種別の確度が低い場合には確度が低く誤った煙の種別による報知を避けつつ火災である旨を報知することを可能とする。
また、煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、煙の種別を確定せずに検出対象を火災による煙として確定するため、火災による煙である確度は高いものの、その煙の種別の確度が低い場合には確度が低く誤った煙の種別による報知を避けつつ火災である旨を報知することを可能とする。
【0044】
（検煙領域に対する構造の効果）
また、検煙領域に対する遮光構造及び防虫構造を有さないため、煙流入の障害となる構造物を排したことにより煙の移動速度や移動方向を正しく検出することができる上、遮光構造や防虫構造を有する従来の煙感知器に比べて構造が簡単であり、コストの低減を可能とする。
また、検煙領域に対する遮光構造及び防虫構造を有さないため、煙流入の障害となる構造物を排したことにより煙の移動速度や移動方向を正しく検出することができる上、遮光構造や防虫構造を有する従来の煙感知器に比べて構造が簡単であり、コストの低減を可能とする。
【0045】
（物理フィルタであるレチクルとした光学素子の効果）
光学部は、所定方向に遮光部と開口部とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルであり、開口部が０．１～１０ｍｍの範囲の所定値となるピッチでスリットが配置された光学素子を備えるため、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備え、より確実に火災を検出することを可能とする。
光学部は、所定方向に遮光部と開口部とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルであり、開口部が０．１～１０ｍｍの範囲の所定値となるピッチでスリットが配置された光学素子を備えるため、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備え、より確実に火災を検出することを可能とする。
【0046】
（レンズアレイとした光学素子の効果）
また、光学部は、少なくとも検煙領域に面する一面にシリンドリカルレンズが所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたレンズアレイであり、シリンドリカルレンズが１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備えるため、レチクルと同様に煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備え、より確実に火災を検出することを可能する。また、集光レンズと組み合わせることで、散乱光を効率良く集光して受光部に入射して損失を低減したり、発光部から照射された光を平行光に変換して検煙領域に効率良く照射したりすることを可能とし、受光部での受光量を高めることができる。
また、光学部は、少なくとも検煙領域に面する一面にシリンドリカルレンズが所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたレンズアレイであり、シリンドリカルレンズが１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置された光学素子を備えるため、レチクルと同様に煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備え、より確実に火災を検出することを可能する。また、集光レンズと組み合わせることで、散乱光を効率良く集光して受光部に入射して損失を低減したり、発光部から照射された光を平行光に変換して検煙領域に効率良く照射したりすることを可能とし、受光部での受光量を高めることができる。
【0047】
（フレネルレンズとした光学素子の効果）
また、光学部は、検煙領域に面する一面をレンズ平面部とし、一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部が光学中心部から外部に向けて所定の配置間隔で同心円状に複数配置されたフレネルレンズであり、プリズム部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で同心円状に配置された光学素子を備えるため、レンズアレイと同様に煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備え、より確実に火災を検出することを可能とし、散乱光を効率良く集光して受光部に入射して損失を低減したり、発光部から照射された光を平行光に変換して検煙領域に効率良く照射したりすることを可能とし、受光部での受光量を高めることができる。
また、光学部は、検煙領域に面する一面をレンズ平面部とし、一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部が光学中心部から外部に向けて所定の配置間隔で同心円状に複数配置されたフレネルレンズであり、プリズム部が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で同心円状に配置された光学素子を備えるため、レンズアレイと同様に煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備え、より確実に火災を検出することを可能とし、散乱光を効率良く集光して受光部に入射して損失を低減したり、発光部から照射された光を平行光に変換して検煙領域に効率良く照射したりすることを可能とし、受光部での受光量を高めることができる。
【0048】
（受光部と一体とした光学部の効果）
また、光学部は、受光部と一体に形成され、光学部が一体に形成された受光部は、検煙領域に面する一面に受光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された受光素子アレイを備えるため、受光部が煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備えた光学部として機能を持ち、より確実に火災を検出することを可能とする。また、集光レンズと組み合わせることで、受光部が検煙領域からの散乱光を効率良く集光して受光部の受光素子アレイに入射して損失を低減して受光感度を高めることができると共に、受光素子アレイを小型化することを可能とする。
また、光学部は、受光部と一体に形成され、光学部が一体に形成された受光部は、検煙領域に面する一面に受光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された受光素子アレイを備えるため、受光部が煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備えた光学部として機能を持ち、より確実に火災を検出することを可能とする。また、集光レンズと組み合わせることで、受光部が検煙領域からの散乱光を効率良く集光して受光部の受光素子アレイに入射して損失を低減して受光感度を高めることができると共に、受光素子アレイを小型化することを可能とする。
【0049】
（発光部と一体とした光学部の効果）
また、光学部は、発光部と一体に形成され、光学部が一体に形成された発光部は、検煙領域に面する一面に発光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された発光素子アレイを備え、発光素子が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置されるため、発光部が煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備えた光学部として機能を持ち、より確実に火災を検出することを可能とする。また、シリンドリカルレンズと組み合わせることで、発光素子アレイに配列された各発光素子からの光を一方向に照射し、検煙領域に発光素子間の空きに対応して分離した照射領域を形成することを可能とし、受光部で受光する散乱光に変調が掛かった状態とすることを可能する。また、凸レンズと組み合わせることで、発光素子アレイに配列された各発光素子から光を並列するレーザー光状に照射し、検煙領域に光強度が異なる照射領域を形成することを可能とし、受光部で受光する散乱光に変調が掛かった状態とすることを可能する。
また、光学部は、発光部と一体に形成され、光学部が一体に形成された発光部は、検煙領域に面する一面に発光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置された発光素子アレイを備え、発光素子が１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置されるため、発光部が煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに適した光学素子を備えた光学部として機能を持ち、より確実に火災を検出することを可能とする。また、シリンドリカルレンズと組み合わせることで、発光素子アレイに配列された各発光素子からの光を一方向に照射し、検煙領域に発光素子間の空きに対応して分離した照射領域を形成することを可能とし、受光部で受光する散乱光に変調が掛かった状態とすることを可能する。また、凸レンズと組み合わせることで、発光素子アレイに配列された各発光素子から光を並列するレーザー光状に照射し、検煙領域に光強度が異なる照射領域を形成することを可能とし、受光部で受光する散乱光に変調が掛かった状態とすることを可能する。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】第１実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図2】第１実施形態の煙感知器の内部構造を前面から見た断面で示した説明図である。
【図3】第１実施形態の煙感知器の回路構成を示したブロック図である。
【図4】第１実施形態の煙感知器の発光動作と受光動作を示したタイムチャートである。
【図5】煙が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである。
【図6】サイズの大きい異物が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである。
【図7】サイズの小さい異物が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである。
【図8】第１実施形態の煙感知器による煙の移動速度の検出を示した説明図である。
【図9】綿灯芯を燻焼させた場合の白煙とケロシンを燃焼させた場合の黒煙による前方散乱光及び後方散乱光の受光値とその比率を示した説明図である。
【図10】検出対象確定処理の全体を示したフローチャートである。
【図11】検出対象確定処理の煙判定処理の詳細を示したフローチャートである。
【図12】検出対象確定処理の煙種別識別及び煙確定処理の詳細を示したフローチャートである。
【図13】煙の移動方向を検出可能とした第１実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図16】第２実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図17】第２実施形態の煙感知器の回路構成を示したブロック図である。
【図18】第２実施形態の煙感知器の発光動作と受光動作を示したタイムチャートである。
【図19】煙の移動方向を検出可能とした第２実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図20】第３実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図21】第３実施形態の煙感知器の内部構造を前面から見た断面で示した説明図である。
【図24】煙の移動方向を検出可能とした第３実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図27】第４実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図30】煙の移動方向を検出可能とした第４実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図32】第５実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図35】煙の移動方向を検出可能とした第５実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図38】第６実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図40】煙の移動方向を検出可能とした第６実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図42】第７実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図46】煙の移動方向を検出可能とした第７実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図50】第８実施形態の煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【図53】レンズカバーを半球レンズとした発光素子アレイを示した説明図である。
【図54】煙の移動方向を検出可能とした第８実施形態による煙感知器の内部構造を平面から見た断面で示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0051】
以下に、本発明に係る煙感知器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施形態により、本発明が限定されるものではない。
【0052】
［実施形態の基本的な概念］
まず、実施形態の基本的概念について説明する。実施形態は、概略的に、散乱式検煙構造と空間フィルタを使用して流入（侵入）してきた検出対象を確定して火災による煙である場合に火災を検出する煙感知器に関するものである。
まず、実施形態の基本的概念について説明する。実施形態は、概略的に、散乱式検煙構造と空間フィルタを使用して流入（侵入）してきた検出対象を確定して火災による煙である場合に火災を検出する煙感知器に関するものである。
【0053】
実施形態の煙感知器は、発光部、受光部、光学部、煙判定部、煙種別識別部、速度検出部及び煙確定部を備えることで、発光部からの光を空間変調する一組の空間フィルタ機構を構成したものである。
【0054】
ここで、「空間フィルタ機構」は、空間変調を行うものであり、空間フィルタ機構による空間フィルタリングは、電気的な信号処理等も含むものであり、煙判定部、煙種別識別部、速度検出部及び煙確定部は、その電気的な信号処理を行ものであり、「信号処理部」に相当するものである。
【0055】
まず、「発光部」とは、火災による煙を含む検出対象が通過する検煙領域に所定の第１波長帯の光と当該第１波長帯とは異なる所定の第２波長帯の光とを含む光（２波長の光）を照射するものであり、発光部により光を照射する位置は所定の１箇所に限られたものではなく、所定の１箇所から光を照射するもの、及び所定の複数箇所から光を照射するものを含む概念である。
【0056】
ここで、「検煙領域」とは、煙感知器の外部から流入した検出対象が通過するための煙感知器内の領域であり、また検出対象に発光部からの光を照射したときに生ずる散乱光を受光部で受光して検出対象を確定する処理を行うための領域でもあり、検煙空間等を含む概念である。また、検煙領域に対して遮光構造及び防虫構造を持たない、煙感知器の外部に対して開放された検煙領域も含まれる。また、「検出対象」とは、発光部から照射された光により散乱光を生じさせるものであり、火災による煙以外にも非火災要因である調理などによる湯気や蒸気、掃除等による塵埃や虫等の異物、喫煙による煙草の煙等を含む概念である。また、「火災による煙」とは、白煙（白色煙）と黒煙（黒色煙）を含み、白煙は、例えば木材や布等が燻る（燻焼する）ことで発生する白っぽい煙であり、また黒煙は、例えば対象物に着火して火災を伴い燃えることで発生する黒っぽい煙である。
【0057】
また、発光部から照射される光を散乱角の異なる２波長の光とすることで、散乱角及び波長に起因した散乱特性の相違を作り出し、この散乱角及び波長の相違によって煙の種類による散乱光の光強度に顕著な差を持たせることでき、白煙（白色煙）と黒煙（黒色煙）等の煙の種類を含めて火災による煙を確定することが可能となる。
【0058】
また、発光部は、通常状態（検出対象が検煙領域に流入していない状態）では間欠発光として光を照射し、受光部の受光により得られた第１受光信号及び又は第２受光信号が所定の煙の発現条件を充足したときに、間欠発光から所定時間の連続発光に切り替えるようにしても良い。
【0059】
ここで、「間欠発光」とは、発光部を所定周期ごとに所定時間の間発光駆動することで発光部から照射される光を間欠的に発光することを意味する。また、「連続発光」とは、発光素子を駆動し続けることで発光部から照射される光を連続的に発光することを意味し、また実質的に煙の移動速度を測定できる周期で発光部をパルス点灯させる場合も連続発光に含むものとする。また、「煙の発現条件」は任意であるが、例えば間欠発光による前方散乱光を受光部が受信した際の第１受光信号の信号レベル（受光値）が所定値を超えた場合に条件を充足したとするものを含み、第２受光信号に基づく条件や第１受光信号及び第２受光信号の両方に基づく条件としたものであっても良い。
【0060】
続いて、「受光部」とは、発光部からの光に含まれる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第１散乱角の前方散乱光及び第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光が検煙領域を通過する検出対象に照射されて生じる所定の第２散乱角の後方散乱光を受光し、受光した光を電気信号（受信信号）に変換するものであり、受光部により散乱光を受光する位置は所定の１箇所に限られたものではなく、所定の１箇所で散乱光を受光するもの、及び所定の複数箇所で散乱光を受光するものを含む概念である。ここで、「散乱角」とは、粒子（検出対象）に入射する光線と粒子からの散乱光線の成す角であり、入射光線が粒子を通過したところから散乱光線を臨む角度のことであり、即ち前方散乱では鋭角（０°～９０°）に、後方散乱では鈍角（９０°～１８０°）となる。
【0061】
また、受光部で受光される「前方散乱光」は、第１波長帯又は第２波長帯のどちらの光による散乱光であっても良いが、前方散乱光を生じさせる第１波長帯又は第２波長帯の何れか一方の光は、後方散乱光を生じさせる第１波長帯又は第２波長帯の何れか他方の光に対して長波長帯の光となるように設定されることが好ましく、また「前方散乱光」が第１波長帯の光による散乱光である場合には「後方散乱光」は第２波長帯の光による散乱光であり、「前方散乱光」が第２波長帯の光による散乱光である場合には「後方散乱光」は第１波長帯の光による散乱光となる。
【0062】
続いて、「光学部」とは、所定の空間周波数を持ち、光学部を通過する光に空間周波数による変調を掛けるものであり、光学部が備える光学素子の構造や種類は任意であるが、例えば所定方向に遮光部と開口部（スリット）とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルを含む。また、光学素子が持つ「所定の空間周波数」は１つの特定の空間周波数に留まらず、異なる空間周波数を持つ複数領域があるものを含む。
【0063】
また、光学素子を所定方向に遮光部と開口部（スリット）とを交互に配置して構成される格子状の物理フィルタであるレチクルとした場合に、レチクルの持つ空間周波数は、配列されたスリットの配置間隔（ピッチ）により決定され、配置間隔が小さいほど空間周波数は高くなり、配置間隔が大きいほど空間周波数が低くなる関係にある。
【0064】
ここで検出対象となる火災による煙の移動速度は１～４０ｃｍ／ｓ程度の非常遅い速度であり、煙感知器に構成される光学系の倍率を１とした場合には、スリットのピッチは０．１～１０ｍｍの範囲の所定値とすることが望ましい。尚、ピッチは０．１～１０ｍｍの範囲の所定値とすることが望ましいことの詳細については後述する［実施形態の具体的内容］にて説明する。
【0065】
また、本実施形態の「光学部」は、発光部から照射される光が前方散乱光又は後方散乱光として受光部で受光されるまでの間に光学部の光学素子を通過するように検煙領域に対して所定の位置に配置される。ここで、「発光部から照射される光が前方散乱光又は後方散乱光として受光部で受光されるまでの間に光学素子を通過する」とは、発光部から照射される光が光学素子を介して検出対象に照射されるもの、発光部から照射される光が検出対象に照射されて前方散乱光又は後方散乱光となった後に光学素子を介して受光部で受光されるものの双方を含むものであり、発光部から照射されてから受光部で受光されるまでの光路の何れかで光学素子を通過する（介する）ことを意味する。
【0066】
続いて、「煙判定部」とは、受光部により受光された前方散乱光による第１受光信号及び又は後方散乱光による第２受光信号に基づき検出対象が煙であるかを判定するものである。
【0067】
そして、火災による煙により生じ、光学素子を介して受光部で受光される前方散乱光又は後方散乱光の第１受信信号又は第２受光信号は、他の検出対象にはない固有の特徴を有することとなり、煙判定部は、煙の判定条件として、例えば検出対象の判定を行うための所定時間に得られた受光信号に２以上の山谷が存在する第１の条件と、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた受光信号が所定の零点レベルを超えている第２の条件と、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた受光信号が所定の周期以上で上下動を繰り返す第３の条件と、を充足した場合に検出対象が煙と判定しても良い。尚、「零点レベル」とは、通常状態で受光された受光信号の平均（所定期間の移動平均）となるレベルのことである。
【0068】
また、第３の条件は、受光信号から求められる自己相関係数により充足しているかを判断しても良い。自己相関係数を使う理由としては、光学素子を介して受光部で受光される火災による煙の散乱光はパルス状の受光信号となることから信号周期を求めることができるが、明確な周期（周波数）を持つパルス状の受光信号とならない場合があるためである。このように明確な周期（周波数）を持つパルス状の受光信号が得られない場合には、受光信号から自己相関係数を求めると、自己相関係数では煙の移動速度に応じた所定の周期で緩やかな上下動を繰り返しており、自己相関係数の周期から受光信号の周期を求めることができる。
【0069】
また、光学素子のピッチよりも大きいサイズの異物による散乱光の受光信号から求められる自己相関係数は基本的に周期性を持たず、光学素子のピッチよりも小さいサイズの異物による散乱光の受光信号から求められる自己相関係数は、火災による煙の受光信号から求められる自己相関係数の周期よりも短い周期で＋１（最大値）と－１（最小値）との間を激しく往復する上下動となることから煙の判定をこれらの検出対象とは明確に分けて判定することができる。
【0070】
また、第１受光信号又は第２受光信号の何れかしか得られない煙の移動方向も存在することから、その場合には第１受光信号又は第２受光信号の何れかに基づき検出対象の判定を行っても良く、当然第１受光信号及び第２受光信号の両方に基づき検出対象の判定を行うことを妨げない。
【0071】
続いて、「煙種別識別部」とは、煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の種別を識別するものである。ここで、「煙の種別の識別」とは、火災による煙である白煙や黒煙を識別するものに限らず、非火災要因となる調理やバスルームからの湯気等の検出対象も含めて識別するものを含む。
【0072】
また、その識別方法、手段は任意であるが、例えば所定時間の第１受光信号の受光値を積分した第１受光値と、所定時間の第２受光信号の受光値を積分した第２受光値との比率（＝第１受光値／第２受光値）に基づき識別するものがある。
【0073】
続いて、「速度検出部」とは、煙判定部により煙と判定された場合に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき煙の移動速度を検出するものである。ここで、その検出方法、手段は任意であるが、例えば第１受光信号に基づき所定方向となる第１移動速度成分を検出すると共に第２受光信号に基づき第１移動速度成分とは異なる方向となる第２移動速度成分を検出し、第１移動速度成分及び第２移動速度成分に基づき検煙領域を通過する煙の移動速度を検出するものがある。ここで、「移動速度成分」とは、移動速度（大きさ）を表すものである。尚、受光信号に基づく煙の移動速度の検出の詳細については後述する［実施形態の具体的内容］にて説明する。
【0074】
続いて、「煙確定部」とは、煙判定部による判定結果、煙種別識別部による識別結果及び速度検出部による検出結果に基づき、検出対象を確定させるものである。ここで、火災による煙であった場合に報知可能となるのであれば、その確定される検出対象の種類は任意であり、例えば検出対象が火災による煙であった場合には、「火災による煙」としての確定や、更にその種別を特定した「白煙」や「黒煙」としての確定を含み、検出対象が火災による煙でなかった場合には、「火災による煙以外の異物」としての確定や更にその種別を特定する、例えば「湯気」等としての確定を含む。
【0075】
また、検出対象を確定するための条件は任意であるが、例えば煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合に検出対象を白煙として確定し、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には検出対象を黒煙として確定するものを含む。このような条件にすることで、火災による煙の一種である「白煙」及び「黒煙」を確定するための確度を高めることを可能とする。
【0076】
また、煙確定部は、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、検出対象を火災による「煙以外の異物」として確定しても良い。このような条件にすることで、火災による煙の一種である「白煙」及び「黒煙」を確定するための確度を更に高めることを可能とする。ここで、煙以外の異物と確定される場合には、虫、ごみ、人によるいたずら、結露、ホコリの付着等があり、これらの種別を特定した上での「煙以外の異物」と確定するものも含む。
【0077】
また、煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が白煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合、及び煙判定部により検出対象が煙と判定され、煙種別識別部により煙が黒煙と識別され、速度検出部により検出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には、煙の種別を確定せずに検出対象を火災による煙として確定しても良い。このような条件にすることで、煙判定部及び煙種別識別部により「火災による煙」である確度が高いものの、煙の移動速度による条件を充足していなく煙の種別の確度が高くない場合に、誤った煙の種別の報知を避けつつも火災による煙として報知を行うことを可能とする。
【0078】
また、「判定」、「識別」、「検出」及び「確定」としているのは、各機能部（煙判定部、速度検出部、煙種別識別部、煙確定部）毎に区別し易くしたためであり、それぞれの用語が他の用語を包括し得るものであり、その他にも「検知」、「判別」、「判断」及び「算出」等、用語の意味合いから代替し得る用語は含み得るものである。
【0079】
また、実施形態の煙感知器の光学系は、発光部に１つの発光素子を備え、受光部に２つの受光素子を備えた光学系と、発光部に２つの発光素子を備え、受光部に１つ受光素子を備えた光学系に分けられる。ここで、「発光素子」及び「受光素子」の構造・種類は任意であるが、例えば「発光素子」として、第１波長帯の光や第２波長帯の光を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）等が用いたものや、「受光素子」として、第１波長帯の光や第２波長帯に受光感度を持つフォトダイオード（ＰＤ）等が用いたものを含む。
【0080】
発光部に１つの発光素子を備え、受光部に２つの受光素子を備えた光学系を持つ煙感知器に対応した第１実施形態の煙感知器では、受光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において受光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１受光素子と第２受光素子とを備え、光学部は、第１受光素子と第２受光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、発光部は、第１受光素子及び第２受光素子で受光する散乱光を生じさせる光を検煙領域に照射する発光素子を備え、第１受光素子は、第１波長帯の光に受光感度を持ち、第１光学素子を介して第１波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の一方を受光し、第２受光素子は、第２波長帯の光に受光感度を持ち、第２光学素子を介して第２波長帯の光により生じた前方散乱光又は後方散乱光の他方を受光する。即ち、第１実施形態では、発光部は１箇所から光を検煙領域に照射するものであり、受光部は２箇所で散乱光を受光するものである。
【0081】
ここで、「検煙領域を通過する検出対象の移動方向に対応した２次元空間」とは、例えば直交するＸ－Ｙ－Ｚ３次元空間とした場合に、その内の２次元で構成される空間（例えばＸ－Ｙ２次元空間等）のことである。そして、当該２次元空間に対応して配置することは、煙感知器は天井面等の設置面に対して設けられ、設置面に沿って移動する火災により発生する煙を検知する煙感知器に流入する煙は基本的に設置面に対応した２次元方向でしか移動しなく、煙の移動方向は設置面に対応したＸ－Ｙ２次元空間について行えば十分に検出可能であるためである。また、「受光光軸が所定の角度となるように配置された」とは、その受光光軸が異なる方向となれば任意の角度で第１受光素子と第２受光素子とは配置されてよく、例えば互いの受光光軸が直交する９０°で配置されたものを含む。
【0082】
また、発光部に２つの発光素子を備え、受光部に１つ受光素子を備えた光学系を持つ煙感知器に対応した第２実施形態の煙感知器では、発光部は、検煙領域を通過する検出対象の方向に対応した２次元空間において発光光軸が所定の角度となるように検煙領域に対して所定の位置に配置された第１波長帯の光を照射する第１発光素子と第２波長帯の光を照射する第２発光素子とを備え、光学部は、第１発光素子と第２発光素子とが配置された所定の角度と同じ角度で配置された第１光学素子と第２光学素子とを備え、受光部は、第１発光素子及び第２発光素子から照射された光により生じた散乱光を受光する受光素子を備え、第１発光素子から照射された第１波長帯の光は第１光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射され、第２発光素子から照射された第２波長帯の光は第２光学素子を介して検煙領域を通過する検出対象に照射される。即ち、第２実施形態では、発光部は２箇所から光を検煙領域に照射するものであり、受光部は１箇所で散乱光を受光するものである。
【0083】
また、「第１光学素子」及び「第２光学素子」は、異なる空間周波数となる複数の領域が空間周波数の大きさに応じて段階的に配列された構造であっても良い。ここで、「異なる空間周波数となる領域」は２つの領域あれば十分であるが２以上の領域であることを妨げず、２以上の領域である場合には空間周波数の大きさに応じ段階的に配列される。
【0084】
そして、異なる空間周波数となる複数の領域を持つ光学素子を用いることで、信号処理部は、第１受光信号及び第２受光信号において変化する信号周期の増減に基づき第１移動速度ベクトル及び第２移動速度ベクトルを検出することができ、検煙領域を通過する煙の移動方向を検出することができるようになる。ここで、「移動速度ベクトル」とは、煙の移動する向きとその向きの移動速度（大きさ）を表すものである。尚、受光信号に基づく煙の移動方向の検出の詳細については後述する［実施形態の具体的内容］にて説明する。
【0085】
また、煙感知器を含む端末機器を受信機に接続して火災を報知する火災報知システムでは、煙感知器は、更に少なくとも煙確定部による確定結果を含む処理結果を受信機へ送信する伝送部を備え、受信機は、受信した処理結果に基づき報知を行う。
【0086】
ここで、「受信機」とは、火災報知システムを構築する施設や設備の電気室等に設置され、監視領域に設置された煙感知器等の端末機器を接続することで監視領域の火災等の異常を監視するものである。また、「監視領域」とは、煙感知器等の端末機器により監視の対象となる領域であり、一定の広がりをもった屋外或いは屋内の空間であり、例えば、建物の部屋、廊下、階段等の空間を含む概念である。また、「煙確定部による確定結果を含む処理結果」とは、煙確定部により確定された「火災による煙」、「白煙」及び「黒煙」等の確定結果だけではなく、例えば煙判定部による判定結果、煙種別識別部による識別結果、速度検出部による検出結果や判定を行った日時（タイムスタンプ）、「煙以外の異物」と確定した場合の処理結果等の情報を適宜含んだものであり、これらの処理結果に基づき警報や注意報を発しても良い。
【0087】
また、「光学素子」として、前述したレチクル以外に、更にレンズアレイ、フレネルレンズ、受光部と一体した光学部により実現される受光素子アレイ、発光部と一体した光学部により実現される発光素子アレイ等を含む。
【0088】
「レンズアレイ」とは、少なくとも検煙領域に面する一面にシリンドリカルレンズが所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたものであり、シリンドリカルレンズは１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置されるのが望ましい。ここで、「空き」とは隣り合うシリンドリカルレンズ間のシリンドリカルレンズが存在しない領域のことであり、「配置間隔」とは、隣り合うシリンドリカルレンズの中心間距離のことである。また、「シリンドリカルレンズ」とは、「円柱型レンズ」、「蒲鉾型レンズ」、「円筒型レンズ」、「シリンダー型レンズ」等の概念を含む。また、光学素子を「レンズアレイ」とした場合には、レンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側にレンズアレイと別体の集光レンズが配置されるか、又はレンズアレイの検煙領域に面する側とは反対側の面に集光レンズがレンズアレイと一体に形成されるようにしても良い。
【0089】
「フレネルレンズ」とは、検煙領域に面する一面をレンズ平面部とし、一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部が光学中心部から外部に向けて所定の配置間隔で同心円状に複数配置されたものであり、プリズム部は１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置されるのが望ましい。ここで、「配置間隔」は前述した光学素子を「レンズアレイ」とした場合のシリンドリカルレンズの「配置間隔」と同義である。
【0090】
光学部が一体に形成された受光部が備える「受光素子アレイ」とは、検煙領域に面する一面に受光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたものであり、受光素子は１．０～１０ｍｍの範囲に対応した所定値となる配置間隔で配置されるのが望ましい。ここで、「空き」、「配置間隔」は前述した光学素子を「レンズアレイ」とした場合のシリンドリカルレンズの「空き」、「配置間隔」と同義である。また、受光素子アレイと検煙領域との間に集光レンズが配置されるか、又は受光素子アレイの一面側に集光レンズが受光素子アレイと一体に形成されるようにしても良い。また、「１．０～１０ｍｍの範囲に対応した所定値」とは、必ずしも１．０～１０ｍｍの範囲に限られたものではなく、例えば集光レンズが設けられた場合には集光レンズの集光倍率で縮小した配置間隔で受光素子アレイは配置される必要があり、集光レンズの集光倍率を１／１０とするのであれば、所定値は１．０～１ｍｍの範囲の所定値となる。
【0091】
光学部が一体に形成された発光部が備える「発光素子アレイ」とは、検煙領域に面する一面に発光素子が所定方向に所定幅の空きを空けて複数配置されたものであり、光学素子は１．０～１０ｍｍの範囲の所定値となる配置間隔で配置されるのが望ましい。ここで、「空き」、「配置間隔」は前述した光学素子を「レンズアレイ」とした場合のシリンドリカルレンズの「空き」、「配置間隔」と同義である。また、発光素子アレイと検煙領域との間にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが配置されるか、又は発光素子アレイの一面側にシリンドリカルレンズ又は凸レンズが発光素子アレイと一体に形成されるようにしても良い。
【0092】
以下、具体的な実施形態を説明する。以下に示す具体的な実施形態では、発光部に１つの発光素子を備え、受光部に２つの受光素子を備えた光学系を持つ煙感知器に対応した第１実施形態及び発光部に２つの発光素子を備え、受光部に１つ受光素子を備えた光学系を持つ煙感知器に対応した第２実施形態の煙感知器の光学素子を「レチクル」とした場合で第１実施形態及び第２実施形態を説明し、第１実施形態の光学素子を「レンズアレイ」とした場合を「第３実施形態」、「フレネルレンズ」とした場合を「第５実施形態」、「受光素子アレイ」とした場合を「第７実施形態」とし、第２実施形態の光学素子を「レンズアレイ」とした場合を「第４実施形態」、「フレネルレンズ」とした場合を「第６実施形態」、「発光素子アレイ」とした場合を「第８実施形態」とし、第１乃至６実施形態については、「発光部」が「発光素子」を備え、「受光部」が「受光素子」を備え、第１、３、５、７実施形態における第１受光素子と第２受光素子との受光光軸、及び第２、４、６、８実施形態における第１発光素子と第２発光素子との発光光軸が直交する場合について説明する。
【0093】
［実施形態の具体的内容］
煙検知装置の実施形態について、より詳細に説明する。その内容については以下のように分けて説明する。
ａ．受光光学系にレチクルを設けた第１実施形態の煙感知器
ａ１．感知器構造
ａ２．煙感知器の回路構成
ａ３．発光制御と受光読込制御
ｂ．煙判定部
ｃ．速度検出部
ｄ．煙種別識別部
ｅ．煙確定部
ｆ．検出対象確定処理
ｆ１．検出対象確定処理の全容
ｆ２．煙判定処理
ｆ３．煙種別識別処理と煙確定処理
ｇ．煙の移動方向の検出
ｈ．発光光学系にレチクルを設けた第２実施形態の煙感知器
ｈ１．感知器構造
ｈ２．煙感知器の回路構成
ｈ３．発光制御と受光読込制御
ｈ４．煙判定部、速度検出部、煙種別識別部及び煙確定部
ｈ５．煙の移動方向の検出
ｉ．受光光学系にレンズアレイを設けた第３実施形態の煙感知器
ｊ．煙の移動方向を検出可能とした第３実施形態の煙感知器
ｋ．発光光学系にレンズアレイを設けた第４実施形態の煙感知器
ｌ．煙の移動方向を検出可能とした第４実施形態の煙感知器
ｍ．受光光学系にフレネルレンズを設けた第５実施形態の煙感知器
ｎ．煙の移動方向を検出可能とした第５実施形態の煙感知器
ｏ．発光光学系にフレネルレンズを設けた第６実施形態の煙感知器
ｐ．煙の移動方向を検出可能とした第６実施形態の煙感知器
ｑ．受光光学系に受光素子アレイを設けた第７実施形態の煙感知器
ｒ．煙の移動方向を検出可能とした第７実施形態の煙感知器
ｓ．発光光学系に発光素子アレイを設けた第８実施形態の煙感知器
ｔ．煙の移動方向を検出可能とした第８実施形態の煙感知器
ｕ．本発明の変形例
煙検知装置の実施形態について、より詳細に説明する。その内容については以下のように分けて説明する。
ａ．受光光学系にレチクルを設けた第１実施形態の煙感知器
ａ１．感知器構造
ａ２．煙感知器の回路構成
ａ３．発光制御と受光読込制御
ｂ．煙判定部
ｃ．速度検出部
ｄ．煙種別識別部
ｅ．煙確定部
ｆ．検出対象確定処理
ｆ１．検出対象確定処理の全容
ｆ２．煙判定処理
ｆ３．煙種別識別処理と煙確定処理
ｇ．煙の移動方向の検出
ｈ．発光光学系にレチクルを設けた第２実施形態の煙感知器
ｈ１．感知器構造
ｈ２．煙感知器の回路構成
ｈ３．発光制御と受光読込制御
ｈ４．煙判定部、速度検出部、煙種別識別部及び煙確定部
ｈ５．煙の移動方向の検出
ｉ．受光光学系にレンズアレイを設けた第３実施形態の煙感知器
ｊ．煙の移動方向を検出可能とした第３実施形態の煙感知器
ｋ．発光光学系にレンズアレイを設けた第４実施形態の煙感知器
ｌ．煙の移動方向を検出可能とした第４実施形態の煙感知器
ｍ．受光光学系にフレネルレンズを設けた第５実施形態の煙感知器
ｎ．煙の移動方向を検出可能とした第５実施形態の煙感知器
ｏ．発光光学系にフレネルレンズを設けた第６実施形態の煙感知器
ｐ．煙の移動方向を検出可能とした第６実施形態の煙感知器
ｑ．受光光学系に受光素子アレイを設けた第７実施形態の煙感知器
ｒ．煙の移動方向を検出可能とした第７実施形態の煙感知器
ｓ．発光光学系に発光素子アレイを設けた第８実施形態の煙感知器
ｔ．煙の移動方向を検出可能とした第８実施形態の煙感知器
ｕ．本発明の変形例
【0094】
［ａ．受光光学系にレチクルを設けた第１実施形態の煙感知器］
受光光学系にレチクルを設けて空間フィルタ機構を構成した第１実施形態の煙感知器について説明する。
受光光学系にレチクルを設けて空間フィルタ機構を構成した第１実施形態の煙感知器について説明する。
【0095】
【0096】
ここで、図１及び図２の説明では、Ｘ-Ｙ-Ｚ方向が互いに直交する方向であり、具体的には、天井面等の設置面に設置される側の煙感知器の面を平面（上面）とし、Ｘ方向を左右方向とし、Ｙ方向を前後方向とし、Ｚ方向を上下方向とする。また、Ｘ方向における＋Ｘ側を右側、－Ｘ側を左側とし、Ｙ方向における＋Ｙ側を後側、－Ｙ側を前側とし、Ｚ方向における＋Ｚ側を上側、－Ｚ側を下側とする。この点は図８、図１３、図１６及び図１９、図２０乃至図４４、図４６乃至図４８、図５０乃至図５６のＸ-Ｙ-Ｚ方向においても同様となる。
【0097】
図１及び図２に示すように、煙感知器１０は、カップ状の筐体１２の下側に検煙領域１６として内部空間が形成されている。検煙領域１６の外周面には複数の煙流入口１４が開口されている。煙流入口１４は筐体１２の下部側面に、例えばリブにより８分割された開口である。
【0098】
煙が流入抵抗を受けることなく検煙領域１６に流入して通過し、また煙の流れる方向を可能な限り正確に把握するために、煙流入口１４の間を仕切るリブは可能限り小さな幅として煙流入口１４を大きくし、煙流入口１４の内側には従来の散乱光式の煙感知器に設けられている遮光構造（ラビリンス構造）や防虫構造（防虫網）を設けない構造としている。尚、遮光構造（ラビリンス構造）や防虫構造（防虫網）が設けられることを妨げるものではない。また、他の実施例として、筐体１２の検煙領域１６の外周面からリブをなくして外周面の全面を開放した形状としても良く、この形状の場合には更に煙の流入抵抗がない構造を提供することができる。
【0099】
図２に示すように、検煙領域１６の上部には回路収納部１８が形成され、感知器回路２２が収納されている。回路収納部１８の外部上面には一対の端子金具２０が配置され、設置面に配置される公知の感知器ベースの嵌合金具に端子金具２０を嵌合することで、感知器ベースに電気的且つ機械的に煙感知器１０を着脱自在に取付可能としている。
【0100】
図１に示すように、煙感知器１０の検煙領域１６には、外部から流入して通過する検出対象を検出するために、発光素子２４、第１受光光学系２６及び第２受光光学系３４が設けられている。第１受光光学系２６と第２受光光学系３４は、受光光軸が円筒形となる検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間にて直交するように配置されている。尚、ここでの「直交」とは、厳密に直交しているものに限らず、所定の誤差を持つ略直交のものを含む。
【0101】
発光素子２４は、第１中心波長λ１を持つ所定の第１波長帯の光と第２中心波長λ２を持つ所定の第２波長帯を含む光を同時に照射する。ここで、発光素子２４から照射する第１波長帯の第１中心波長λ１は６００ｎｍ以上、例えば７００ｎｍとし、第２波長帯の第２中心波長λ２は５００ｎｍ以下、例えば４５０ｎｍとして、波長に起因した散乱特性の相違を作り出し、散乱光の光強度に顕著な差を持たせることを可能としている。
【0102】
本実施形態にあっては、発光素子２４として白色ＬＥＤ（白色発光ダイオード）を使用している。白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせて、青色ＬＥＤの光を蛍光体に通して白色の発光としていることから、白色ＬＥＤから照射される光には、第１中心波長λ１を７００ｎｍとした第１波長帯の光と、第２中心波長λ２を４５０ｎｍとした第２波長帯の光が含まれており、検煙領域１６内に、白色ＬＥＤを用いることで第１波長帯と第２波長帯の光を同時に照射することができる。
【0103】
また、発光素子２４として、白色ＬＥＤではなく２色ＬＥＤ（２色発光ダイオード）を使用することもできる。２色ＬＥＤは、第１中心波長λ１を７００ｎｍとした第１波長帯の光を発する第１発光チップと、第２中心波長λ２を４５０ｎｍとした第２波長帯の光を発する第２発光チップを備え、両者を同時に駆動させることで第１波長帯と第２波長帯の光を同時に照射することができる。
【0104】
第１受光光学系２６は、第１レチクル２８、レンズ３０及び第１受光素子３２で構成される。尚、第１レチクル２８は、図２に示すように、検煙領域１６で上下方向に起立して配置されるものであるが、図１では分かり易くするために、実際の配置状態ではなく図２と同じ向きで示している。また、図２では第２受光光学系３４の前側に発光素子２４が存在しているが、発光素子２４の図示は省略している。
【0105】
第１レチクル２８は、発光素子２４から光を照射して検煙領域１６を移動する（通過する）検出対象により生じた散乱光に所定の空間周波数で変調を掛けてパルス光として散乱光を通過させるものであり、その構造や種類は任意であるが、例えば長方形の金属薄板を用いた遮光版に、上下方向に開口した複数のスリット（開口）を所定のピッチ（配置間隔）で配列した構造であり、空間周波数はスリットのピッチで決まるものである。
【0106】
ここで、レチクルのピッチをＰ（ｍｍ）、レチクルを介して受光素子で受光される散乱光による受光信号の周波数をｆ（Ｈｚ）、レンズによる光学系の倍率をｍ、検出される煙の移動速度Ｖ（ｃｍ／ｓ）とすると、これらは、
Ｖ＝Ｐｆ／ｍ
の関係にあり、検出対象とする煙の移動速度Ｖを１～４０ｃｍ／ｓ、光学系の倍率ｍを１とすると、レチクルのピッチＰと散乱光による受光信号の周波数ｆの関係は、
Ｐ＝ ０．１ｍｍの場合、ｆ＝１００～４０００（Ｈｚ）
Ｐ＝ １．０ｍｍの場合、ｆ＝１０～４００（Ｈｚ）
Ｐ＝１０．０ｍｍの場合、ｆ＝１～４０（Ｈｚ）
となる。
Ｖ＝Ｐｆ／ｍ
の関係にあり、検出対象とする煙の移動速度Ｖを１～４０ｃｍ／ｓ、光学系の倍率ｍを１とすると、レチクルのピッチＰと散乱光による受光信号の周波数ｆの関係は、
Ｐ＝ ０．１ｍｍの場合、ｆ＝１００～４０００（Ｈｚ）
Ｐ＝ １．０ｍｍの場合、ｆ＝１０～４００（Ｈｚ）
Ｐ＝１０．０ｍｍの場合、ｆ＝１～４０（Ｈｚ）
となる。
【0107】
また、ピッチＰが小さい程、細かな煙の揺らぎを捉えて移動速度の遅い煙の移動を検出できるが、移動速度の早い煙に対しては検出精度が落ちる。逆にピッチＰが大きい程、移動速度の速い煙に対しては精度よく検出できるが、遅い煙に対しての検出精度は落ちる。そのため、検出対象とする煙の速度により適切なレチクルを用いる必要がある。
【0108】
そして、実施形態では検出したい煙の移動速度は１～４０ｃｍ／ｓと遅い速度であるが、ピッチＰを０．１ｍｍとした場合には、煙の移動速度が想定している移動速度（１～４０ｃｍ／ｓ）内の上限寄りの速度の際に得られる受光信号の周波数ｆが大きすぎる（周期が短じかすぎる）ことから、ピッチＰを１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、例えば第１レチクル２８は、ピッチＰを２．０ｍｍ、スリット数を１０個としている。これにより、第１レチクル２８の長手方向（左右方向）の長さは３ｃｍ程度となり、検煙領域１６に対して配置可能なサイズとなっている。
【0109】
第１受光素子３２は、第１波長帯に受光感度をもつフォトダイオ―ド（ＰＤ）が使用される。また、第１受光素子３２としては、可視光波長帯域に感度をもつ広帯域フォトダイオードに、第１波長帯の波長帯域のみを受光するフィルタ層をＰＤモールディング（透明カバー部材）に設けても良く、広帯域フォトダイオードの前方に、第１波長帯の波長帯域を透過するフィルタを配置しても良い。
【0110】
また、第１受光素子３２は、検煙点Ｐで交差する発光素子２４の発光光軸２４０と第１受光素子３２の受光光軸３２０による第１散乱角θ１が２０°～７０°の範囲、例えばθ１＝４５°となるように配置されている。このため、第１受光素子３２は検出対象により生じる前方散乱光を受光して第１受光信号を出力する。
【0111】
また、火災の煙による散乱光の受光について説明すると、まず火災により発生した煙は、通常均一な状態ではなく、ある程度の集合体（煙塊）が存在するムラがある状態で煙感知器１０の検煙領域１６に流入してくる。そして、煙塊に発光素子２４からの光が照射されることで生じた散乱光が第１レチクル２８に配列した複数のスリットを順次通過することで間欠的に光量が増減することにより、空間周波数で変調を掛けたパルス光となり、パルス光となった散乱光がレンズ３０で集光されて第１受光素子３２に入射する。そのため、第１受光素子３２で受光された散乱光による受光信号は、煙塊の移動速度に応じた周期（周波数）で信号レベルが増減するように経時的に変化し、この経時的に変化するパルス状の受光信号は、第１受光光学系２６により煙に含まれる煙塊が検煙領域１６を通過するごとに得られることとなる。
【0112】
第２受光光学系３４は、第２レチクル３６、レンズ３８及び第２受光素子４０で構成され、第２レチクル３６は第１レチクル２８、レンズ３０はレンズ３８と同じものとしており、検煙領域１６における配置場所及び各構成物の配置方向が相違している。また、第２受光光学系３４による散乱光の受光についても、第１受光光学系２６による散乱光の受光と同様になる。
【0113】
第２受光素子４０は、第２波長帯に受光感度をもつフォトダイオ―ド（ＰＤ）が使用される。また、第２受光素子４０としては、可視光波長帯域に感度をもつ広帯域フォトダイオードに第２波長帯の波長帯域のみを受光するフィルタ層をＰＤモールディング（透明カバー部材）に設けても良いし、広帯域フォトダイオードの前方に、第２波長帯の波長帯域を透過するフィルタを配置しても良い。
【0114】
また、第２発光素子４０は、検煙点Ｐで交差する発光素子２４の発光光軸２４０と第２受光素子４０の受光光軸４００による第２散乱角θ２が１１０°～１６０°の範囲、例えばθ２＝１３５°となるように配置されている。このため第２受光素子４０は検出対象により生じる後方散乱光を受光して第２受光信号を出力する。
【0115】
ここで、検煙点Ｐで交差する第１受光素子３２の受光光軸３２０と第２受光素子４０の受光光軸４００は直交するように第１受光素子３２及び第２発光素子４０が配置されていることから、発光素子２４に対する第１受光素子３２の第１散乱角θ１が決まると、発光素子２４に対する第２受光素子の第２散乱角θ２が
θ２＝９０°＋θ１
として一義的に決まる関係にある。
θ２＝９０°＋θ１
として一義的に決まる関係にある。
【0116】
【0117】
図３に示すように、煙感知器１０は、電源部４４、制御部４６、伝送部４８、発光駆動部５０、増幅回路部５２，５４、検煙領域１６に設けられた発光素子２４、第１受光素子３２、第２受光素子４０で構成される。尚、電源部４４、制御部４６、伝送部４８、発光駆動部５０、増幅回路部５２、５４については、回路収納部１８に収納された感知器回路２２が備えている。
【0118】
制御部４６は、ＣＰＵ、メモリ及び各種の入出力ポートを備えたコンピュータ回路であり、ＣＰＵによるプログラムの実行により信号処理部として煙判定部５６、速度検出部５８、煙種別識別部６０及び煙確定部６２の機能を実現する。伝送部４８はＳ端子とＳＣ端子に接続された伝送線４２を介して受信機との間で信号を送受信する。
【0119】
電源部４４は伝送線４２を介して供給された電源電圧を所定の安定化電圧に変換して出力する。発光駆動部５０は制御部４６からの指示により発光素子２４を発光駆動させる。増幅回路部５２は第１受光素子３２からの第１受光信号を増幅して制御部４６に出力する。増幅回路部５４は第２受光素子４０からの第２受光信号を増幅して制御部４６に出力する。
【0120】
（ａ３．発光制御と受光読込制御）
次に、制御部による発光制御と受光信号の読込制御について説明する。当該説明にあっては、発光素子の発光動作と受光素子の受光動作を示したタイムチャートである図４を参照する。尚、図４（Ａ）は発光素子２４の発光動作を示し、図４（Ｂ）は第１受光素子３２の受光動作を示し、図４（Ｃ）は第２受光素子４０の受光動作を示している。
次に、制御部による発光制御と受光信号の読込制御について説明する。当該説明にあっては、発光素子の発光動作と受光素子の受光動作を示したタイムチャートである図４を参照する。尚、図４（Ａ）は発光素子２４の発光動作を示し、図４（Ｂ）は第１受光素子３２の受光動作を示し、図４（Ｃ）は第２受光素子４０の受光動作を示している。
【0121】
制御部４６は、検煙領域１６に煙の流入や異物の侵入等がない通常状態にあっては、図４（Ａ）に示すように、例えば１～数秒となる所定の周期Ｔ０でパルス発光させる間欠発光で発光素子２４を発光駆動させ、消費電力を抑えている。そして、検煙領域１６に検出対象として、例えば火災による煙が流入した場合には、間欠発光による発光素子２４からの照射光が流入した煙に照射されて生じた散乱光を第１受光素子３２及び第２受光素子４０で受光することで第１受光素子３２及び第２受光素子４０から第１受光信号及び第２受光信号が出力されることになり、制御部４６は、火災による煙の発現の検出条件として、例えば第１受光素子３２の第１受光信号を監視し、第１受光素子３２の第１受光信号が所定の閾値レベルＴＨ以上となった場合に、発光素子２４を所定時間Ｔ１（連続発光時間）の間で連続発光させ、この連続発光時間Ｔ１の間に第１受光素子３２及び第２受光素子４０から出力され、増幅回路部５２、５４により増幅された第１受光信号及び第２受光信号を順次Ａ／Ｄ変換して読み込んでメモリに記憶する。尚、火災による煙の発現の検出条件は、これに限らず任意の条件としてよく、例えば第１受光素子３２の第１受光信号ではなく、第２受光素子４０の第２受光信号に基づく条件や第１受光素子３２及び第２受光素子４０の双方の受光信号に基づく条件のものであってもよい。
【0122】
ここで、連続発光時間Ｔ１は、検煙領域１６のサイズや想定する煙の移動速度等を考慮して適宜設定すればよいが、例えば検煙領域１６の直径が５０ｍｍ程度とし、煙の移動速度が１～４０ｃｍ／ｓとすると、煙が検煙領域１６を通過する時間は５～０．１２５秒であることから、５秒程度の時間に設定する。
【0123】
また、通常状態での間欠発光により火災による煙の発現の検出条件を満たした場合の発光素子２４の発光駆動は「連続発光」として煙の移動速度を測定する。それは、実質的に煙の移動速度を測定できる周波数でのパルス発光を含むものとして消費電力を抑制してもよい。ここで、パルス発光の周波数は、例えば検煙領域１６の直径を５０ｍｍとし、第１レチクル２８及び第２レチクル３６のピッチが１～１０ｍｍの範囲の所定のピッチとすると、１～４００Ｈｚの受光信号を得ることができる８００Ｈｚ程度となる。尚、実施形態での「連続発光」は、実質的に煙の移動速度を測定できる周波数でのパルス発光を含むものとして扱う。
【0124】
［ｂ．煙判定部］
次に、制御部により実現される機能である煙判定部について説明する。当該説明にあっては、煙（煙塊）が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである図５、レチクルのピッチよりもサイズの大きい異物（例えば虫）が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである図６、及びレチクルのピッチよりもサイズの小さい異物（例えば小さなごみ）が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである図７を参照する。尚、当該説明は、第１受光素子３２から出力された第１受光信号の場合で説明するが、第２受光素子４０から出力された第２受光信号の場合も基本的に同様となる。
次に、制御部により実現される機能である煙判定部について説明する。当該説明にあっては、煙（煙塊）が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである図５、レチクルのピッチよりもサイズの大きい異物（例えば虫）が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである図６、及びレチクルのピッチよりもサイズの小さい異物（例えば小さなごみ）が検煙領域を通過した場合に得られる受光信号とその自己相関係数の経時変化を示したタイムチャートである図７を参照する。尚、当該説明は、第１受光素子３２から出力された第１受光信号の場合で説明するが、第２受光素子４０から出力された第２受光信号の場合も基本的に同様となる。
【0125】
煙判定部５６は、第１受光素子３２から出力された第１受光信号又は第２受光素子４０から出力された第２受光信号の少なくとも何れかが所定の煙判定条件を充足した場合に煙と判定するものである。これは、煙の流入方向によって第１受光信号又は第２受光信号の何れの受光信号でしか交流成分が含まれずに、両方の受光信号について第１乃至第３全ての条件を満たす受光信号が得られない場合があるためである。
【0126】
図５（Ａ）は、火災による煙（煙塊）が検煙領域１６を通過した際に、第１受光素子３２で第１レチクル２８を介して受光される火災の煙による第１散乱角θ１となる第１波長帯の前方散乱光の第１受光信号の経時変化を示している。煙による前方散乱光が第１レチクル２８に配列した複数のスリットを順次通過することで間欠的に光量が増減することにより、第１レチクル２８の空間周波数で変調を掛けたパルス光となり、パルス光となった前方散乱光がレンズ３０で集光されて第１受光素子３２に入射することになるため、第１受光素子３２で受光された煙による前方散乱光の第１受光信号は、図５（Ａ）に示すように煙の移動速度に応じた周期（周波数）で信号レベルが緩やかに増減するパルス状の受光信号となる。この経時的に変化するパルス状の受光信号は、煙中に散開した煙塊が検煙領域１６を通過するごとに得られる。
【0127】
また、パルス状の受信信号の周期Ｔ（周波数）を求めるための自己相関及びその遅れ時間（ラグ）の検出には、コレログラムの手法を用いる。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の受光信号について自己相関係数を求めたコレログラムであり、受光信号のパターン内に表れる自己相関係数の変化を遅れ時間ごとに示したグラフとなる。図５（Ｂ）には遅れ時間（ラグ）に応じて所定周期で自己相関係数の正のピーク及び負のピークが現れており、得られたパルス状の受信信号についてピークが不明確な繰り返し信号であっても、自己相関係数から受光信号の周期Ｔを求めることができる。例えば図５（Ｂ）では、負のピークについては周期Ｔ１，Ｔ３、Ｔ５が検出され、正のピークについては周期Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６が検出されることから、これらの周期Ｔ１～Ｔ６の平均を求めて受光信号の周期Ｔとする。
【0128】
尚、レチクルを介して受光される散乱光の受光信号は、煙魂のサイズがレチクルのピッチよりも大きいときには明確なパルス状の受光信号にならない場合があり、その場合には図５（Ｂ）のように受光信号から自己相関係数を求めて自己相関の強い部分を検出し、その部分から受光信号の周期Ｔを求めることとなる。また、受光信号のピークが明確であり、受光信号から周期Ｔを求められるのであれば、自己相関係数を求めなくともよい。
【0129】
そして、このような火災による煙の散乱光の受光信号は、次のような固有の特徴を有する。第１の特徴として、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた受光信号に２以上の山６０及び谷６２が存在する。第２の特徴として、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた受光信号が所定の零点レベル６４を超えている。これは、煙の煙塊が存在しない部分であっても煙による散乱光が生じるためである。第３の特徴として、検出対象の判定を行うための所定時間に得られた受光信号又は受光信号から求めた自己相関係数が煙の移動速度に応じた所定の周期で緩やかに上下動を繰り返す。ここで判定を行うための所定時間は任意の時間とすれば良いが、例えば前述した発光素子３２が連続発光している連続発光時間Ｔ１がその時間に該当する。
【0130】
これに対して、検煙領域１６を虫等の異物が通過した場合に得られる散乱光の受光信号は火災による煙の散乱光の受光信号とは異なるものとなる。
【0131】
検煙領域１６を通過した異物がレチクルのピッチより大きい場合には、図６（Ａ）に示すような受信信号が得られる。この受光信号は、異物が検煙領域１６に侵入したときに零レベル６４から飽和レベル６６まで立ち上った後に飽和レベル６６を維持し、異物が検煙領域１６から出たときに零レベル６４に戻る周期性のない矩形パルス状の信号となる。また、図６（Ａ）の受光信号から求めた自己相関係数のコレログラムは、図６（Ｂ）に示すように、周期性なく正から負に掛けて緩やかに変化する。
【0132】
また、検煙領域１６を通過した異物がレチクルのピッチより小さい場合には、図７（Ａ）に示すような受信信号が得られる。この受光信号は、零レベル６４から飽和レベル６６に立ち上がって零レベル６４に戻り、煙の場合の受信信号に比べて短い周期の矩形パルス状の信号となる。また、図７（Ａ）の受光信号から求めた自己相関係数のコレログラムは、図７（Ｂ）に示すように、煙の場合の自己相関係数に比べて短周期で１（最大値）と－１（最小値）との間を激しく上下動を繰り返す。
【0133】
このため、検煙領域１６を虫等の異物が通過した場合に得られる散乱光の受光信号は、火災による煙が通過した場合に得られる散乱光の受光信号が持つ第１乃至第３の特徴を全て充足することがなく、虫等の異物とは区別して正しく火災による煙を判定して、煙の判定の確度を高めることができる。
【0134】
また、煙感知器にあっては、例えば検煙領域を取り囲む壁部や検煙領域内の発光素子、受光素子、レンズ等の部品への塵埃付着や湿気による結露、煙感知器の構造材の経時的変色等により発光素子からの光が乱反射し、煙による散乱光と同様の光量が受光素子に入射する事により、零レベルが次第に高くなる不具合が発生する。従来の煙感知器ではこのような乱反射して受光素子に入力された光を煙による散乱光と見誤り火災を誤検出して誤報を発する事があった。しかしながら、実施形態の煙感知器１０においては、このような不具合により得られる受光信号は対象物が移動しないためレチクル（光学素子）を介しても交流成分を含まないため、このような不具合により得られる受光信号と煙により得られる受光信号とを明確に区別して判定する事ができる。
【0135】
［ｃ．速度検出部］
次に、制御部により実現される機能である速度検出部について説明する。当該説明にあっては、図１の煙感知器の検煙領域を通過する煙（煙塊）に対する煙の移動速度の検出を示した図８を参照する。
次に、制御部により実現される機能である速度検出部について説明する。当該説明にあっては、図１の煙感知器の検煙領域を通過する煙（煙塊）に対する煙の移動速度の検出を示した図８を参照する。
【0136】
速度検出部５８は、煙判定部５６で煙と判定された場合に、第１受光素子３２から出力された第１受光信号及び第２受光素子４５０から出力された第２受光信号に基づいて煙の移動速度を検出するものである。
【0137】
煙に存在する煙塊２５が任意の方向から移動速度Ｖで、例えば図８で示すように、左前から右後に向けて検煙領域１６に流入したとすると、検煙領域１６を通過する煙塊２５による第１散乱角θ１となる第１波長帯の前方散乱光は、Ｘ－Ｙ２次元空間でＸ方向にスリットが配列された第１レチクル２８を通過することで第１レチクル２８のスリットのピッチで定まる空間周波数で変調された後、レンズ３０で集光されて第１受光素子３２に入射し、第１受光素子３２で受光した前方散乱光の第１受光信号は増幅回路部５２で増幅され制御部４６に読み込まれる。
【0138】
そして、速度検出部５８は、第１受光素子３２で受光した前方散乱光の第１受光信号又は自己相関係数から求められる周期Ｔｘに基づき第１受光素子３２で受光した前方散乱光の第１受光信号の周波数ｆｘを算出（検出）する。例えば、図５（Ａ）に示す受光信号が得られた場合には、得られた受光信号から図５（Ｂ）に示すような自己相関係数を求め、その周期Ｔ１～Ｔ６の平均周期として周期Ｔｘを求め、周期Ｔｘに基づき周波数ｆｘを算出する。
【0139】
ここで、第１レチクル２８のピッチをＰ、レンズ３０による光学系の倍率をｍとすると、煙塊２５のＸ方向の移動速度成分Ｖｘは、
Ｖｘ＝Ｐ・ｆｘ／ｍ
として求められることから、速度検出部５８は初期設定等により設定されたピッチＰ及び光学系の倍率ｍと算出した周波数ｆｘに基づき、移動速度成分Ｖｘを算出（検出）する。
Ｖｘ＝Ｐ・ｆｘ／ｍ
として求められることから、速度検出部５８は初期設定等により設定されたピッチＰ及び光学系の倍率ｍと算出した周波数ｆｘに基づき、移動速度成分Ｖｘを算出（検出）する。
【0140】
また同様に、検煙領域１６を通過する煙塊２５による第２散乱角θ２となる第２波長帯の後方散乱光は、Ｘ－Ｙ２次元空間でＹ方向にスリットが配列された第２レチクル３６を通過することで第２レチクル３６のスリットのピッチで定まる空間周波数で変調された後、レンズ３８で集光されて第２受光素子４０に入射し、第２受光素子４０で受光した後方散乱光の第２受光信号は増幅回路部５４で増幅され制御部４６に読み込まれる。
【0141】
そして、速度検出部５８は、第１受光素子３２で受光した前方散乱光の第１受光信号と同様に、第２受光素子４０で受光した後方散乱光の第２受光信号又は自己相関係数から求められる周期Ｔｙに基づき第２受光素子４０で受光した後方散乱光の第２受光信号の周波数ｆｙを算出（検出）する。
【0142】
ここで、第２レチクル３６のピッチをＰ、レンズ３８による光学系の倍率をｍとすると、煙塊２５のＹ方向の移動速度成分Ｖｙは、
Ｖｙ＝Ｐ・ｆｙ／ｍ
として求められることから、速度検出部５８は初期設定等により設定されたピッチＰ、光学系の倍率ｍと検出した周波数ｆｙに基づき、移動速度成分Ｖｙを算出（検出）する。
Ｖｙ＝Ｐ・ｆｙ／ｍ
として求められることから、速度検出部５８は初期設定等により設定されたピッチＰ、光学系の倍率ｍと検出した周波数ｆｙに基づき、移動速度成分Ｖｙを算出（検出）する。
【0143】
そして、煙塊２５の移動速度Ｖは、移動速度成分Ｖｘ，Ｖｙの二乗和の平方根であることから、
Ｖ＝｛（Ｖｘ）２＋（Ｖｙ）２｝１／２
として求められ、速度検出部５８は煙の移動速度Ｖを煙塊２５の移動速度Ｖとして算出（検出）する。
Ｖ＝｛（Ｖｘ）２＋（Ｖｙ）２｝１／２
として求められ、速度検出部５８は煙の移動速度Ｖを煙塊２５の移動速度Ｖとして算出（検出）する。
【0144】
［ｄ．煙種別識別部］
次に、制御部により実現される機能である煙種別識別部について説明する。当該説明にあっては、綿灯芯を燻焼させた場合の白煙とケロシンを燃焼させた場合の黒煙による前方散乱光及び後方散乱光の受光値（受光レベル）とその比率を示した図９を参照する。
次に、制御部により実現される機能である煙種別識別部について説明する。当該説明にあっては、綿灯芯を燻焼させた場合の白煙とケロシンを燃焼させた場合の黒煙による前方散乱光及び後方散乱光の受光値（受光レベル）とその比率を示した図９を参照する。
【0145】
煙種別識別部６０は、煙判定部５６で煙と判定された場合に、第１受光素子３２から出力された第１受光信号及び第２受光素子４０から出力された第２受光信号に基づいて煙が煙の種別を識別するものである。
【0146】
煙の種別を識別するため、煙種別識別部６０は、第１受光素子３２から出力された所定時間、例えば図４に示した連続発光時間Ｔ１の第１受光信号の受光値（受光レベル）を積分して算出（検出）された第１受光値Ａ１と、第２受光素子４０から出力された同じく連続発光時間Ｔ１の第２受光信号の受光値（受光レベル）を積分して算出（検出）された第２受光値Ａ２から、
Ｒ＝Ａ１／Ａ２
として比率Ｒを算出（検出）し、比率Ｒが所定の白煙識別条件を充足した場合に白煙と識別し、比率Ｒが所定の黒煙識別条件を充足した場合に黒煙と識別する。
Ｒ＝Ａ１／Ａ２
として比率Ｒを算出（検出）し、比率Ｒが所定の白煙識別条件を充足した場合に白煙と識別し、比率Ｒが所定の黒煙識別条件を充足した場合に黒煙と識別する。
【0147】
また、第１受光値Ａ１は、第１中心波長λ１（＝７００ｎｍ）の第１波長帯の光が照射され生じた第１散乱角θ１＝３０°による前方散乱光の第１受光信号で得られる受光値であり、第２信号値Ａ２は、第２中心波長λ２（＝４５０ｎｍ）の第２波長帯の光が照射され生じた第２散乱角θ２＝１２０°の後方散乱光の第２受光信号で得られる受光値である。
【0148】
図９に示すように、綿灯芯を燻焼させた場合の白煙及びケロシンを燃焼させた場合の黒煙で算出された第１受光値Ａ１と第２受光値Ａ２に基づきそれぞれの比率Ｒを算出すると、白煙（綿灯芯）の場合はＲ＝８．０となり、黒煙（ケロシン）の場合はＲ＝２．３となり、白煙（綿灯芯）と黒煙（ケロシン）では両者の比率Ｒには顕著な差が表れることから、煙種別識別部６０は比率Ｒに基づき白煙であるか黒煙であるか識別することができる。
【0149】
このため、例えば煙の種別を識別するための比率閾値ＲｔｈとしてＲｔｈ１＝５を設定し、Ｒ≧５の場合には白煙と識別し、Ｒ＜５の場合には黒煙と識別する。
【0150】
また、検煙領域１６に流入した検出対象が、例えば調理やバスルーム等からの湯気の場合には、第１受光値Ａ１と第２受光値Ａ２の比率Ｒは１０を超える大きな値を示す。このため、非火災要因である湯気を識別するための非火災要因比率閾値Ｒｔｈ２としてＲｔｈ２＝１２を設定し、Ｒ≧１２の場合には湯気等の非火災要因と識別し、白煙は比率Ｒが５≦Ｒ＜１２の場合に識別されるようにすることで、非火災要因となる検出対象を含めて煙の種別を識別することができる。尚、上記説明での値は一例であり、光の波長や散乱角等の選択により変化するものであることから、上記の値に限定されるものではない。
【0151】
［ｅ．煙確定部］
次に、制御部により実現される機能である煙確定部について説明する。
次に、制御部により実現される機能である煙確定部について説明する。
【0152】
煙確定部６２は、煙判定部５６による判定結果、煙種別識別部６０による識別結果及び速度検出部５８による検出結果に基づき、検出対象を確定するものである。実施形態では、煙判定部５６により煙と判定され、煙種別識別部６０で白煙と識別され、速度検出部５８で検出された煙の移動速度Ｖが所定の白煙速度条件を充足した場合に白煙と確定し、煙判定部５６により煙と判定され、煙種別識別部６０で黒煙と識別され、速度検出部５８で検出された煙の移動速度Ｖが所定の黒煙速度条件を充足した場合に黒煙と確定する。また、煙判定部５６により煙と判定され、煙種別識別部６０で白煙又は黒煙と識別された場合であっても、速度検出部５８で検出された煙の移動速度Ｖが対応する煙の煙速度条件を充足しないときには、火災による煙とは確定せずに、煙以外の異物として確定する。これにより、白煙及び黒煙の確定がより確度高く行うことを可能としている。
【0153】
尚、煙確定部６２による検出対象の確定条件は一例に過ぎず、これ以外の任意の条件とすることを妨げない。例えば、まず煙判定部５６により煙と判定され、煙種別識別部６０で白煙又は黒煙と識別された場合には、火災による煙と確定し、火災による煙の種別として、煙種別識別部６０で白煙を識別され、かつ速度検出部５８で検出された煙の移動速度Ｖが所定の白煙速度条件を充足した場合に白煙と確定し、煙種別識別部６０で黒煙を識別され、かつ速度検出部５８で検出された煙の移動速度Ｖが所定の黒煙速度条件を充足した場合に黒煙と確定するものとする。また、煙種別識別部６０で白煙を識別され、速度検出部５８で検出された煙の移動速度Ｖが所定の白煙速度条件を充足しない場合、及び煙種別識別部６０で黒煙を識別され、速度検出部５８で検出された煙の移動速度Ｖが所定の黒煙速度条件を充足しない場合には、煙の種別は特定せずに火災による煙として確定するようにしても良い。これにより、確度が低く誤った煙の種別による報知を避けつつ火災である旨を報知することを可能とする。
【0154】
一般的に、燻焼火災で発生する白煙の移動速度は遅く、燃焼火災で発生する黒煙の移動速度は早いことが知られている。このため、白煙速度条件又は黒煙速度条件を充足しているかの条件として、例えば想定される煙の移動速度Ｖが１～４０ｃｍ／ｓであることから、移動速度閾値Ｖｔｈを２０ｃｍ／ｓと設定し、煙確定部６２は白煙速度条件としてＶ≦２０ｃｍ／ｓを充足した場合には白煙とし、黒煙速度条件としてＶ＞２０ｃｍ／ｓを充足した場合には黒煙と判断する。
【0155】
このため、煙種別識別部６０での第１受光値Ａ１及び第２受光値Ａ１の比率Ｒに基づく煙の種別の識別により非火災要因となる検出対象とは区別して白煙か黒煙かの煙の種別を識別して非火災報を防止すると共に、更に煙の移動速度Ｖに基づく白煙又は黒煙の判断が加わることで、白煙か黒煙かの煙の種別を確定する確度を高めることを可能とする。
【0156】
煙確定部６２による確定結果は、速度検出部５８で検出された煙の移動速度等と共に処理結果として受信機へ伝送され、例えば受信機で火災警報が出力されると共に煙の移動速度と煙の種別が表示されることで報知され、火災の規模や進展状況を把握して、避難誘導や消火活動などの適切な対処を可能とする。
【0157】
［ｆ．検出対象確定処理］
次に、第１実施形態による煙感知器の検出対象確定処理について説明する。当該説明にあっては、検出対象確定処理の全体を示したフローチャートである図１０、検出対象確定処理の煙判定処理（ステップＳ４）の詳細を示したフローチャートである図１１、及び検出対象確定処理の煙種別識別処理（ステップＳ６）及び煙確定処理（ステップＳ７）の詳細を示したフローチャートである図１２を参照するものであり、図３に示した制御部４６の処理動作となる。
次に、第１実施形態による煙感知器の検出対象確定処理について説明する。当該説明にあっては、検出対象確定処理の全体を示したフローチャートである図１０、検出対象確定処理の煙判定処理（ステップＳ４）の詳細を示したフローチャートである図１１、及び検出対象確定処理の煙種別識別処理（ステップＳ６）及び煙確定処理（ステップＳ７）の詳細を示したフローチャートである図１２を参照するものであり、図３に示した制御部４６の処理動作となる。
【0158】
（ｆ１．検出対象確定処理の全容）
まず、検出対象確定処理の全容について説明する。図１０に示すように、制御部４６は、通常状態にあっては、間欠発光する発光素子２４により照射される光による前方散乱光の第１受光信号及び後方散乱光の第２受光信号を読み込んでいる（ステップＳ１）。そして、煙の発現の検出条件として、例えば読み込んだ第１受光素子３２の第１受光信号が所定の閾値レベルＴＨを超えたことを判別すると、発光素子２４を連続発光時間Ｔ１のあいだ連続発光させて第１受光素子３２の第１受光信号及び第２受光素子４０の第２受光信号を順次読み込んでメモリに記憶する（ステップＳ２、３）。
まず、検出対象確定処理の全容について説明する。図１０に示すように、制御部４６は、通常状態にあっては、間欠発光する発光素子２４により照射される光による前方散乱光の第１受光信号及び後方散乱光の第２受光信号を読み込んでいる（ステップＳ１）。そして、煙の発現の検出条件として、例えば読み込んだ第１受光素子３２の第１受光信号が所定の閾値レベルＴＨを超えたことを判別すると、発光素子２４を連続発光時間Ｔ１のあいだ連続発光させて第１受光素子３２の第１受光信号及び第２受光素子４０の第２受光信号を順次読み込んでメモリに記憶する（ステップＳ２、３）。
【0159】
続いて、煙判定部５６による煙判定処理を行い、煙と判定された場合には速度検出部５８による速度検出処理、煙種別識別部６０による煙種別識別処理及び煙確定部６２による煙確定処理を行い、煙確定部６２により火災による煙の種別を確定した場合には、その確定結果を煙の移動速度等と共に処理結果として受信機へ伝送し、間欠発光による受光信号の読込みに戻る（ステップＳ４～Ｓ１０、ステップＳ１）。一方、煙判定部５６により煙と判定されなかった場合及び煙確定部６２により火災による煙と確定されなかった場合には、煙以外の異物と確定し、間欠発光による受光信号の読込みに戻る（ステップＳ５、Ｓ９、Ｓ１１、Ｓ１）。
【0160】
（ｆ２．煙判定処理）
次に、検出対象確定処理の煙判定処理（ステップＳ４）の詳細について説明する。図１１に示すように、煙判定処理では、煙判定部５６がメモリに記憶された第１受光素子３２の第１受光信号又は第２受光素子４０の第２受光信号から検出対象が煙であるかの判定を行う。検出対象の判定にあたり、まず第１の条件として、連続発光時間Ｔ１の間に得られた受光信号に２以上の山谷が存在しているか判別し、第２の条件として、連続発光時間Ｔ１の間に得られた受光信号が所定の零点レベルを超えているか判別し、第３の条件として、連続発光時間Ｔ１の間に得られた受光信号から求めた自己相関係数のピークについて所定の周期以上で上下動しているか判別し、これらの全ての条件を充足した場合には煙と判定し、何れかの条件を満たさない場合には煙以外の異物と判定する（ステップＳ１１～Ｓ１７）。
次に、検出対象確定処理の煙判定処理（ステップＳ４）の詳細について説明する。図１１に示すように、煙判定処理では、煙判定部５６がメモリに記憶された第１受光素子３２の第１受光信号又は第２受光素子４０の第２受光信号から検出対象が煙であるかの判定を行う。検出対象の判定にあたり、まず第１の条件として、連続発光時間Ｔ１の間に得られた受光信号に２以上の山谷が存在しているか判別し、第２の条件として、連続発光時間Ｔ１の間に得られた受光信号が所定の零点レベルを超えているか判別し、第３の条件として、連続発光時間Ｔ１の間に得られた受光信号から求めた自己相関係数のピークについて所定の周期以上で上下動しているか判別し、これらの全ての条件を充足した場合には煙と判定し、何れかの条件を満たさない場合には煙以外の異物と判定する（ステップＳ１１～Ｓ１７）。
【0161】
尚、ここでは、煙の流入方向によっては第１受光素子３２又は第２受光素子４０の何れでしか第１乃至第３全ての条件を満たす受光信号が得られない場合もあるため、第１受光素子３２又は第２受光素子４０の何れの受光信号について第１乃至第３の条件を充足した場合に煙と判定されるものとしている。尚、第３の条件を自己相関係数のピーク周期に基づき判別しているが、受光信号の周期に基づき判別しても良く、また、初めに受光信号の周期による第３の条件を充足しているか判別を試み、受光信号からでは受光信号の周期の算出（検出）が出来ない場合に、自己相関係数のピーク周期により第３の条件を充足しているか判別しても良い。
【0162】
（ｆ３．煙種別識別処理と煙確定処理）
次に、検出対象確定処理の煙種別識別処理（ステップＳ６）と煙確定処理（ステップＳ７）の詳細について説明する。
次に、検出対象確定処理の煙種別識別処理（ステップＳ６）と煙確定処理（ステップＳ７）の詳細について説明する。
【0163】
図１２に示すように、煙種別識別処理では、煙種別識別部６０がメモリから読み出した所定時間、例えば連続発光時間Ｔ１の第１受光信号の受光値の積分による受光値Ａ１を算出し、同じくメモリから読み出した連続発光時間Ｔ１の第２受光信号の受光値の積分による受光値Ａ２を算出し、受光値Ａ１と受光値Ａ２の比率ＲをＲ＝Ａ１／Ａ２として算出する（ステップＳ２１～Ｓ２３）。
【0164】
続いて、煙種別識別部６０は、比率Ｒが比率閾値Ｒｔｈ１以上であり、非火災要因比率閾値Ｒｔｈ２未満である場合には白煙と識別し（ステップＳ２４～Ｓ２６）、比率Ｒが比率閾値Ｒｔｈ１未満である場合には黒煙と識別し（ステップＳ２４、Ｓ３０）、比率Ｒが非火災要因比率閾値Ｒｔｈ２以上である場合には、煙以外の異物として識別する（ステップＳＳ２４～Ｓ２５、Ｓ３４）。
【0165】
続いて、煙種別識別処理で白煙又は黒煙と識別された場合には、煙確定部６２による煙確定処理が行われる。
【0166】
煙種別識別処理で白煙と識別され、速度検出処理で算出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足している場合には白煙と確定し（ステップＳ２６～Ｓ２８）、煙種別識別処理で白煙と識別され、速度検出処理で算出された煙の移動速度が所定の白煙速度条件を充足していない場合には火災による煙の以外の異物と確定する（ステップＳ２６～Ｓ２７、Ｓ２９）。
【0167】
また、煙種別識別処理で黒煙と識別され、速度検出処理で算出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足している場合には黒煙と確定し（ステップＳ３０～Ｓ３２）、煙種別識別処理で黒煙と識別され、速度検出処理で算出された煙の移動速度が所定の黒煙速度条件を充足していない場合には火災による煙の以外の異物と確定する（ステップＳ３０～Ｓ３１、Ｓ３３）。
【0168】
［ｇ．煙の移動方向の検出］
次に、煙の移動方向を検出可能とした第１実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第１実施形態による煙感知器を平面（上面）から見た断面で示した図１３、図１３の方向検出用レチクルを取り出して示した図１４、及び第１受光素子で受光される散乱光の第１受光信号を示したタイムチャートである図１５を参照する。
次に、煙の移動方向を検出可能とした第１実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第１実施形態による煙感知器を平面（上面）から見た断面で示した図１３、図１３の方向検出用レチクルを取り出して示した図１４、及び第１受光素子で受光される散乱光の第１受光信号を示したタイムチャートである図１５を参照する。
【0169】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図１３に示すように、図１の第１受光光学系２６の第１レチクル２８と第２受光光学系３４の第２レチクル３６を方向検出用レチクル２８０、３６０とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。それ以外の構成は、図１で示した構成と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。
【0170】
方向検出用レチクル２８０は、図１４に示すように、スリット（開口）が配列される領域を高空間周波数領域２８２と低空間周波数領域２８４に分け、高空間周波数領域２８２には各スリットのスリット幅を小さくして小さいピッチＰ１でスリットを配列し、低空間周波数領域２８４には各スリットのスリット幅を大きくして大きいピッチＰ２でスリットを配列している。
【0171】
ここで、前述した通り、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓｅｃに対応したレチクルの空間周波数を決めるピッチは１～１０ｍｍの範囲が適当であることから、例えばピッチＰ１を２ｍｍとし、ピッチＰ２を４ｍｍとするように各領域のスリットを配列する。尚、方向検出用レチクル３６０についても方向検出用レチクル２８０と同様となる。
【0172】
検煙領域１６を通過する煙による第１散乱角θ１の前方散乱光を、方向検出用レチクル２８０を介して第１受光素子３２で受光すると、例えば図１５に示すような第１受光信号が得られる。ここで図１５に示す第１受光信号では、前半は高空間周波数領域２８２のピッチＰ１のスリットにより変調された散乱光による短い周期Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３のパルス状の受光信号となり、後半は低空間周波数領域２８４のピッチＰ２のスリットにより変調された散乱光による長い周期Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３のパルス状の受光信号となっている。図１５のように前半の周期が短く後半の周期が長い第１受光信号の場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出される。これに対して、前半の周期が長く後半の周期が短い第１受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出される。
【0173】
また、このような煙の移動方向の検出は、Ｘ方向にスリットが配列された方向検出用レチクル２８０に対し直交するＹ方向にスリットが配列された方向検出用レチクル３６０を介して第２散乱角θ２の後方散乱光を第２受光素子４０で受光する場合についても同様であり、第２受光素子４０から得られた第２受光信号について前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後向き）として検出される。これに対して、前半の周期が長く後半の周期が短い第２受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前向き）として検出される。
【0174】
また、煙感知器１０は、設置する部屋等の区画で磁気コンパスなどを使用して磁北を調べ、磁北マーカー１５が磁北を向くように配置される。つまり、Ｙ方向は磁極の南北方向となり、Ｘ方向は磁極の東西方向に対応し、Ｘ方向における＋Ｘ側は東側、－Ｘ側は西側となり、Ｙ方向における＋Ｙ側は北側、－Ｙ側は南側となる。また、磁極の方向を示す方位角度を北が０°、東が９０°、南が１８０°、西が２７０°として、煙感知器１０により検出される煙の移動方向は、例えば磁極の方位角度θとして算出（検出）されるものとする。尚、煙感知器１０を下側から見た場合の方角としているが、煙感知器１０を上側から見た方角とした場合には東と西の位置は逆となり、どのように方位角度を設定するか任意である。
【0175】
そして、Ｘ－Ｙ２次元空間における煙の移動速度Ｖの移動速度成分Ｖｘ，Ｖｙと、移動速度Ｖと移動速度成分Ｖｘとのなす角の角度θｖとの関係は、
ｔａｎθｖ＝Ｖｙ／Ｖｘ
であることから、θｖは、
θｖ＝ｔａｎ－１（Ｖｙ／Ｖｘ）
として求められる。
ｔａｎθｖ＝Ｖｙ／Ｖｘ
であることから、θｖは、
θｖ＝ｔａｎ－１（Ｖｙ／Ｖｘ）
として求められる。
【0176】
ここで、煙の移動方向の検出するための移動速度成分Ｖｘ，Ｖｙは、方向検出用レチクル２８０、３６０を用いていることにより移動速度ベクトルで表すことができ、ここでは＋方向の移動速度を正の値とすると、煙の移動方向となる磁極の方位角度θは、
（ ０ ，＋Ｖｙ）の場合、θ＝０°
（＋Ｖｘ，＋Ｖｙ）の場合、θ＝９０°－θｖ
（＋Ｖｘ， ０ ）の場合、θ＝９０°
（＋Ｖｘ，－Ｖｙ）の場合、θ＝９０°＋θｖ
（ ０ ，－Ｖｙ）の場合、θ＝１８０°
（－Ｖｘ，－Ｖｙ）の場合、θ＝１８０°－θｖ
（－Ｖｘ， ０ ）の場合、θ＝２７０°
（－Ｖｘ，＋Ｖｙ）の場合、θ＝２７０°＋θｖ
として求められる。
（ ０ ，＋Ｖｙ）の場合、θ＝０°
（＋Ｖｘ，＋Ｖｙ）の場合、θ＝９０°－θｖ
（＋Ｖｘ， ０ ）の場合、θ＝９０°
（＋Ｖｘ，－Ｖｙ）の場合、θ＝９０°＋θｖ
（ ０ ，－Ｖｙ）の場合、θ＝１８０°
（－Ｖｘ，－Ｖｙ）の場合、θ＝１８０°－θｖ
（－Ｖｘ， ０ ）の場合、θ＝２７０°
（－Ｖｘ，＋Ｖｙ）の場合、θ＝２７０°＋θｖ
として求められる。
【0177】
また、受光信号に基づく移動速度成分（煙の移動方向を考慮しない）の検出は、図１５に示す第１受光素子３２の第１受光信号に基づく移動速度成分Ｖｘの検出を例に取ると、次のようになる。まず、高空間周波数領域２８２のスリットにより変調された前方散乱光による第１受信信号の周期Ｔ１１～Ｔ１３の平均周期から周波数ｆｘ１を算出（検出）し、ピッチＰ１と光学系の倍率ｍとして、移動速度成分Ｖｘ１を、
Ｖｘ１＝Ｐ１・ｆｘ１／ｍ
として算出（検出）する。尚、高空間周波数領域２８２により変調された前方散乱光による第１受光信号の周期の算出は、第１受光信号の自己相関係数から算出してもよい。
Ｖｘ１＝Ｐ１・ｆｘ１／ｍ
として算出（検出）する。尚、高空間周波数領域２８２により変調された前方散乱光による第１受光信号の周期の算出は、第１受光信号の自己相関係数から算出してもよい。
【0178】
続いて、低空間周波数領域２８４のスリットにより変調された前方散乱光による第１受信信号の周期Ｔ２１～Ｔ２３の平均周期から周波数ｆｘ２を算出（検出）し、ピッチＰ２と光学系の倍率ｍとして、移動速度成分Ｖｘ２を、
Ｖｘ２＝Ｐ２・ｆｘ２／ｍ
として算出（検出）し、算出された移動速度成分Ｖｘ１，Ｖｘ２の平均値として移動速度成分Ｖｘを、
Ｖｘ＝（Ｖｘ１＋Ｖｘ２）／２
として算出（検出）する。
Ｖｘ２＝Ｐ２・ｆｘ２／ｍ
として算出（検出）し、算出された移動速度成分Ｖｘ１，Ｖｘ２の平均値として移動速度成分Ｖｘを、
Ｖｘ＝（Ｖｘ１＋Ｖｘ２）／２
として算出（検出）する。
【0179】
そして、本実施形態では煙の移動方向を検出することから、受光信号の信号周期の変化に基づき、各移動速度ベクトルを検出して、移動速度ベクトル（正負の値で表された移動速度成分Ｖｘ，Ｖｙ）に基づき煙の移動方向を磁極の方位角度θとして算出（検出）する。
【0180】
このように煙感知器１０で検出された煙の移動速度Ｖ及び煙の移動方向（磁極の方位角度θ）は、処理結果に含まれて受信機へ送信され、例えば受信機で煙の移動速度が表示されると共に煙の移動方向として磁極の方位角度θが表示されることで、火災の規模や火源の位置を推定することを可能とし、火源の位置に応じた避難誘導や消火対応が可能となる。
【0181】
また、例えば火災報知システムとして建物等における煙感知器１０の取付方向と位置を煙感知器毎に認識しているのであれば、磁北マーカー１５を必要とすることなく、煙感知器１０に対する煙の流入方向から火点が建物内のどの方向なのかを特定することができる。また、煙感知器が複数台設置されている場合には、複数ある煙感知器の各々で検出された煙の移動方向により風向（気流の進む向き）を検出して、風向に基づいて火点の位置や今後の煙の流動する向きを推定することもできる。
【0182】
［ｈ．発光光学系にレチクルを設けた第２実施形態の煙感知器］
発光光学系にレチクルを設けて空間フィルタ機構を構成した第２実施形態の煙感知器について説明する。
発光光学系にレチクルを設けて空間フィルタ機構を構成した第２実施形態の煙感知器について説明する。
【0183】
（ｈ１．感知器構造）
まず、感知器構造について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図１６を参照する。
まず、感知器構造について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図１６を参照する。
【0184】
図１６に示すように、煙感知器１０の検煙領域１６には、外部から流入して通過する検出対象を検出するためのセンサ構造として、第１発光光学系６４、第２発光光学系７２及び受光素子８０が設けられている。第１発光光学系６４と第２発光光学系７２は、発光光軸が検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間で直交するように配置されている。
【0185】
第１発光光学系６４は、第１レチクル７０、第１発光素子６６及びレンズ６８で構成される。第１発光素子６６は所定の第１波長帯、例えば第１中心波長λ１を７００ｎｍとする第１波長帯の光を発光する発光ダイオードを用いており、発光光軸６６０を検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐに向けて光を照射可能としている。
【0186】
第１レチクル７０は、第１発光素子６６からの光に空間周波数による変調を掛けてから検煙領域１６に照射させるものであり、その構造や種類は任意であるが、例えば図１の第１実施形態の第１レチクル２８と同様に、長方形の金属薄板を用いた遮光版に、上下方向に開口した複数のスリット（開口）を所定のピッチ（配置間隔）で配列した構造であり、ピッチＰを２．０ｍｍ、スリット数を１０個としている。
【0187】
第２発光光学系７２は、第２レチクル７８、第２発光素子７４及びレンズ７６で構成される。第２発光素子７４は、所定の第２波長帯、例えば第２中心波長λ２を４５０ｎｍとする第２波長帯の光を発光する発光ダイオードを用いており、発光光軸７４０を検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐに向けて光を照射可能としている。また、第２レチクル７８は、第２発光素子７４からの光に空間周波数による変調を掛けて検煙領域１６に照射させるものであり、第１レチクル７０と同じものとしている。
【0188】
第１発光素子６６又は第２発光素子７４は、通常状態では、例えば所定の周期でパルス発光する間欠発光を交互に行っており、煙の発現の検出条件として、例えば第１受光信号又は第２受信信号の何れかが所定の閾値レベルＴＨを超えた場合に、連続発光時間Ｔ１の連続発光を第１発光素子６６又は第２発光素子７４で交互に行う。ここでの連続発光とは、実質的に煙の移動速度を測定できる周波数でのパルス発光を含むものとして、消費電力を抑制してもよい。ここで、パルス発光の周波数は、例えば検煙領域１６の直径を５０ｍｍとし、第１レチクル７０及び第２レチクル７８のピッチが１．０～１０ｍｍの範囲の所定のピッチとすると、１～４００Ｈｚの受光信号を得ることができる８００Ｈｚ程度となる。
【0189】
受光素子８０は、受光光軸８００が検煙点Ｐで、第１発光素子６６の発光光軸６６０に対し所定の第１散乱角θ１で交差すると共に第２発光素子７４の発光光軸７４０に対し所定の第２散乱角θ２で交差されるように配置される。ここで、第１散乱角θ１と第２散乱角θ２の間には、
θ２＝９０°＋θ１
の関係がある。
θ２＝９０°＋θ１
の関係がある。
【0190】
第１錯乱角θ１及び第２散乱角θ２は任意であるが、第１散乱角θ１が２０°～７０°の範囲、例えばθ１＝４５°とし、第２散乱角θ２が１１０°～１６０°の範囲、例えばθ２＝１３５°とする。
【0191】
また、受光素子８０は、第１発光素子６６から照射される第１波長帯の光（前方散乱光）及び第２発光素子７４から照射される第２波長帯の光（後方散乱光）に受光感度を有するフォトダイオード（ＰＤ）を使用し、第１レチクル６６により変調された第１発光素子６６からの第１波長帯の光が検煙領域１６を通過する検出対象に照射されて生じる第１散乱角θ１の前方散乱光を受光すると共に、第２レチクル７６により変調された第２発光素子７４からの第２波長帯の光が検煙領域１６を通過する検出対象に照射されて生じる第２散乱角θ２の後方散乱光を受光する。
【0192】
受光素子８０で出力される前方散乱光による第１受光信号及び後方散乱光による第２受光信号は、基本的に第１実施形態での第１受光素子３２で出力される第１受光信号及び第２受光素子４０で出力される第２受光信号と同じであり、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような信号となる。
【0193】
【0194】
図１７に示すように、本実施形態の煙感知器１０は、電源部４４、制御部４６、伝送部４８、発光駆動部５０，５１、増幅回路部５２、検煙領域１６に設けられた第１発光素子６６、第２発光素子７４及び受光素子８０で構成される。尚、第１実施形態と同じ部分は同一符号を付して説明は省略する。
【0195】
制御部４６は、図３の第１実施形態と同様に、ＣＰＵ、メモリ及び各種の入出力ポートを備えたコンピュータ回路であり、ＣＰＵによるプログラムの実行により信号処理部として煙判定部５６、速度検出部５８、煙種別識別部６０及び煙確定部６２の機能を実現する。発光駆動部５０は制御部４６からの指示により第１発光素子６６を発光駆動し、発光駆動部５１は制御部４６からの指示により第２発光素子７４を発光駆動する。増幅回路部５２は受光素子８０からの受光信号を増幅して制御部４６に出力する。
【0196】
（ｈ３．発光制御と受光読込制御）
次に、制御部による発光制御及び受光素子の受光信号の読込制御について説明する。当該説明にあっては、発光素子の発光動作と受光素子の受光動作を示した図１８を参照する。尚、図１８（Ａ）は第１発光素子６６の発光動作を示し、図１８（Ｂ）は第２発光素子７４の発光動作を示し、図１８（Ｃ）は受光素子８０の受光動作を示している。
次に、制御部による発光制御及び受光素子の受光信号の読込制御について説明する。当該説明にあっては、発光素子の発光動作と受光素子の受光動作を示した図１８を参照する。尚、図１８（Ａ）は第１発光素子６６の発光動作を示し、図１８（Ｂ）は第２発光素子７４の発光動作を示し、図１８（Ｃ）は受光素子８０の受光動作を示している。
【0197】
制御部４６は、通常状態にあっては、図１８（Ａ）に示すように、例えば１～数秒となる所定の周期Ｔ０でパルス発光させる間欠発光で第１発光素子６６を発光駆動させると共に、第１発光素子６６の間欠発光から所定時間ｔ０遅らせて第２発光素子７４を周期Ｔ０でパルス発光を行う発光させる間欠発光で発光駆動させ、消費電力を抑えている。そして、検煙領域１６に検出対象として、例えば火災による煙が流入した場合には、間欠発光による第１発光素子６６及び第２発光素子７４からの照射光が流入した煙に照射されて生じた前方散乱光及び後方散乱光を受光素子８０で受光することで受光素子８０から第１受光信号及び第２受光信号が出力されることになり、制御部４６は、火災による煙の発現の検出条件として、例えば受光素子８０の第１受光信号及び第２受光信号を監視し、何れかの受光信号が所定の閾値レベルＴＨを超えた場合に、まず第１発光素子６６を所定時間Ｔ１（連続発光時間）の間で連続発光させ、続いて第２発光素子７４を連続発光時間Ｔ１の間で連続発光させ、それぞれの発光期間に対応して受光素子８０から順次出力され、増幅回路部５２により増幅された受光期間の第１受光信号及び第２受光信号をＡ／Ｄ変換で読み込んでメモリに記憶する。
【0198】
また、火災による煙の発現の検出条件を充足した場合に、第２発光素子７４を連続発光させてから第１発光素子６６を連続発光させても良く、また、第１発光素子６６の連続発光の後に第２発光素子７４を連続発光させる代わりに、第１発光素子６６・第２発光素子７４を交互に高速でパルス点灯させてもよい。これによりその後の第１発光素子６６、第２発光素子７４による信号処理の時間ずれがなくなり、速度検出や煙識別の判定により正確性が保てる。その他の点は第１実施形態と基本的に同様であることから、その説明は省略する。
【0199】
（ｈ４．煙判定部、速度検出部、煙種別識別部及び煙確定部）
第２実施形態における受光素子８０で受光される第１発光素子６６からの照射光による前方散乱光の第１受光信号は、第１実施形態における第１受光素子３２で受光される発光素子２４からの照射光による前方散乱光の第１受光信号に相当し、第２実施形態における受光素子８０で受光される第２発光素子７４からの照射光による後方散乱光の第２受光信号は、第１実施形態における第２受光素子４０で受光される発光素子２４からの照射光による後方散乱光の第２受光信号に相当するものであり、第２実施形態における制御部４６による受光素子８０から順次出力される第１受光信号及び第２受光信号に基づく、煙判定部５６による煙判定処理、速度検出部５８による移動検出処理、煙種別識別部６０による煙種別識別処理及び煙確定部６２による煙確定処理は、第１実施形態の場合と基本的に同様であることから、煙判定部５６、速度検出部５８、煙種別識別部６０及び煙確定部６２についての説明は省略する。
第２実施形態における受光素子８０で受光される第１発光素子６６からの照射光による前方散乱光の第１受光信号は、第１実施形態における第１受光素子３２で受光される発光素子２４からの照射光による前方散乱光の第１受光信号に相当し、第２実施形態における受光素子８０で受光される第２発光素子７４からの照射光による後方散乱光の第２受光信号は、第１実施形態における第２受光素子４０で受光される発光素子２４からの照射光による後方散乱光の第２受光信号に相当するものであり、第２実施形態における制御部４６による受光素子８０から順次出力される第１受光信号及び第２受光信号に基づく、煙判定部５６による煙判定処理、速度検出部５８による移動検出処理、煙種別識別部６０による煙種別識別処理及び煙確定部６２による煙確定処理は、第１実施形態の場合と基本的に同様であることから、煙判定部５６、速度検出部５８、煙種別識別部６０及び煙確定部６２についての説明は省略する。
【0200】
（ｈ５．煙の移動方向の検出）
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第２実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第２実施形態による煙感知器を平面（上面）から見た断面で示した図１９を参照する。
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第２実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第２実施形態による煙感知器を平面（上面）から見た断面で示した図１９を参照する。
【0201】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図１９に示すように、図１６の第１発光光学系６４の第１レチクル７０と第２発光光学系７２の第２レチクル７８を方向検出用レチクル７００，７８０とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。それ以外の構成は、図１６で示した構成と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。また、方向検出用レチクル７００，７８０は、第１実施形態の方向検出用レチクル２８０、３６０と基本的に同様であるから、その説明は省略する。
【0202】
また、第１発光素子６６からの光を、方向検出用レチクル７００を介して検煙領域１６を通過する煙（煙塊）に照射して生じる前方散乱光を受光素子８０で受光すると、例えば第１実施形態と同様に図１５に示すような第１受信信号が得られる。第１発光素子６６から照射された光により生じた前方散乱光の第１受信信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右方向）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左方向）として検出される。
【0203】
また、第２発光素子７４からの光を、方向検出用レチクル７８０を介して検煙領域１６を通過する煙（煙塊）に照射して生じる後方散乱光を受光素子８０で受光した場合も同様であり、その第２受光信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後方向）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前方向）として検出される。
【0204】
従って、第１実施形態と同様に、第１受光信号及び第２受光信号に基づき移動速度ベクトルを検出することができ、検煙領域１６を通過する煙の移動方向（磁極の方位角度）を検出することができる。
【0205】
［ｉ．受光光学系にレンズアレイを設けた第３実施形態の煙感知器］
受光光学系にレンズアレイを設けた空間フィルタ機構を構成した第３実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図２０、煙感知器の内部構造を前面から見た断面で示した図２１、レンズアレイを取り出して第１受光素子と共に示した図２３、及びレンズアレイにより検煙領域に形成される視野領域を示した図２４を参照する。尚、図２２、図２３は第１レンズアレイを例に取り、図２２（Ａ）はレンズアレイを平面（上面）から見て示し、図２２（Ｂ）はレンズアレイを右面から見て示し、図２２（Ｃ）はレンズアレイを前面から見て示している。
受光光学系にレンズアレイを設けた空間フィルタ機構を構成した第３実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図２０、煙感知器の内部構造を前面から見た断面で示した図２１、レンズアレイを取り出して第１受光素子と共に示した図２３、及びレンズアレイにより検煙領域に形成される視野領域を示した図２４を参照する。尚、図２２、図２３は第１レンズアレイを例に取り、図２２（Ａ）はレンズアレイを平面（上面）から見て示し、図２２（Ｂ）はレンズアレイを右面から見て示し、図２２（Ｃ）はレンズアレイを前面から見て示している。
【0206】
図２０及び図２１に示すように、第１実施形態と同様に、煙感知器１０の検煙領域１６には、外部から流入して通過する検出対象を検出するために、発光素子２４、第１受光光学系２６及び第２受光光学系３４が設けられている。第１受光光学系２６と第２受光光学系３４は、受光光軸が検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間にて直交するように配置されている。
【0207】
第１受光光学系２６が第１レンズアレイ１００と第１受光素子３２で構成され、第２受光光学系３４は第２レンズアレイ１１０と第２受光素子４０で構成される点で第１実施形態とは異なるが、発光素子２４に第１中心波長λ１（例えば７００ｎｍ）を持つ所定の第１波長帯の光と第２中心波長λ２（例えば４５０ｎｍ）を持つ所定の第２波長帯を含む光を同時に照射する白色ＬＥＤが使用され、第１受光素子３２に所定の第１波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオ―ド（ＰＤ）が使用され、第２受光素子３２に所定の第２波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオ―ド（ＰＤ）が使用される等のそれ以外の構成（回路構成も含む）については図１に示した第１実施形態と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。尚、図２１では第２受光光学系３４の前側に発光素子２４が存在しているが、発光素子２４の図示は省略している。
【0208】
図２２に示すよう、第１レンズアレイ１００は、検煙領域１６に面する一面にシリンドリカルレンズ１０４が左右方向に所定幅の空きを空けて複数配列（配置）されている。ここで、シリンドリカルレンズ１０４の配置間隔は、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに対応した１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、当該範囲内とすることで煙の移動速度に適した光学素子となり、より確実に火災を検出することを可能とする。
【0209】
また、第１レンズアレイ１００は、一面とは反対側、即ち第１受光素子３２側の他面に集光レンズ、例えば凸レンズ１０２が形成され、第１レンズアレイ１００にはシリンドリカルレンズ１０４と凸レンズ１０２とが一体に形成されている。尚、凸レンズ１０２は第１レンズアレイ１００に一体に形成するのではなく、第１レンズアレイ１００とは別体として第１レンズアレイ１００の他面側に分離配置した構造としてもよい。
【0210】
第１レンズアレイ１００を設けた第１受光光学系２６は、図２３に示すように、第１レンズアレイ１００の一面に配置したシリンドリカルレンズ１０４の各々に対応して、検煙領域１６内で箱形視野区画１０８がシリンドリカルレンズ１０４間の空きに対応した幅の空きを空けて並んだ視野領域１０６を仮想的に形成している。尚、視野領域１０６内の箱形視野区画１０８間の空きは光を受光しない領域となる。
【0211】
このため、検煙領域１６に煙（煙塊）が流入すると、視野領域１０６の箱形視野区画１０８の各々を煙（煙塊）が通過する際に発生した散乱光が平行光として対応するシリンドリカルレンズ１０４に入射し、入射した散乱光が凸レンズ１０２により第１受光素子３２に集光され、第１実施形態と同様に、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような受光信号が得られる。
【0212】
また、検煙領域１６で発生した散乱光をシリンドリカルレンズ１０４と凸レンズ１０２により効率良く集光して第１受光素子３２に入射することから、損失を低減して第１受光素子３２での受光量を高めることを可能としている。
【0213】
尚、第１レンズアレイ１００を設けた第１受光光学系２６で説明したが、第２レンズアレイ１１０を設けた第２受光光学系３４についても、配置位置・方向、受光する光の波長が異なる以外は第１レンズアレイ１００を設けた第１受光光学系２６と同様となる。
【0214】
また、第３実施形態は、第１実施形態と同様に、発光素子２４、第１受光光学系２６及び第２受光光学系３４が設けられ、同様の受光信号が得られることから、制御部による発光制御と受光読込制御、煙判定部、速度検出部、煙種別識別部、煙確定部、及び各機能部による処理については、第１実施形態の場合と基本的に同様であり、その説明は省略する。
【0215】
［ｊ．煙の移動方向を検出可能とした第３実施形態の煙感知器］
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第３実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第３実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図２４、方向検出用レンズアレイを取り出して示した図２５、及び方向検出用レンズアレイにより検煙領域に形成される視野領域を示した図２６を参照する。尚、図２５、図２６は第１方向検出用レンズアレイを例に取り、図２５（Ａ）は方向検出用レンズアレイを平面（上面）から見て示し、図２５（Ｂ）は方向検出用レンズアレイを前面から見て示している。
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第３実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第３実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図２４、方向検出用レンズアレイを取り出して示した図２５、及び方向検出用レンズアレイにより検煙領域に形成される視野領域を示した図２６を参照する。尚、図２５、図２６は第１方向検出用レンズアレイを例に取り、図２５（Ａ）は方向検出用レンズアレイを平面（上面）から見て示し、図２５（Ｂ）は方向検出用レンズアレイを前面から見て示している。
【0216】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図２４に示すように、図２０の第１受光光学系２６の第１レンズアレイ１００を第１方向検出用レンズアレイ１０００とし、第２受光光学系３４の第２レンズアレイ１１０を第２方向検出用レンズアレイ１１００とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。それ以外の構成は、図２４で示した構成と同様であることから説明は省略する。
【0217】
第１方向検出用レンズアレイ１０００は、図２５に示すように、検煙領域１６に面する一面にシリンドリカルレンズ１００４が複数配列（配置）され、一面とは反対側の他面に集光レンズ、例えば凸レンズ１００２が形成されている。また、シリンドリカルレンズ１００４が配列される一面は高空間周波数領域１００６と低空間周波数領域１００８に分けられ、高空間周波数領域１００６にはシリンドリカルレンズ１００４間の空きの幅を小さくして小さいピッチＰ１となる配置間隔でシリンドリカルレンズ１００４を配列し、低空間周波数領域１００８にはシリンドリカルレンズ１００４間の空きの幅を大きくして大きいピッチＰ２となる配置間隔でシリンドリカルレンズ１００４を配列している。
【0218】
ここで、前述した通り、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓｅｃに対応したレンズアレイを設けた空間フィルタ機構の空間周波数を決める配置間隔は１．０～１０ｍｍの範囲が適当であることから、例えばピッチＰ１を２ｍｍとし、ピッチＰ２を４ｍｍとするようにシリンドリカルレンズ１００４を配列する。
【0219】
第１方向検出用レンズアレイ１０００を設けた第１受光光学系２６は、図２６に示すように、第１方向検出用レンズアレイ１０００の一面に高空間周波数領域１００６と低空間周波数領域１００８に分けて配置したシリンドリカルレンズ１００４の各々に対応して、検煙領域１６内で高空間周波数領域１００６に属する箱形視野区画１０１２と低空間周波数領域１００８に属する箱形受光区画１０１２が各領域のシリンドリカルレンズ１０４間の空きに対応した幅の空きを空けて配列された視野領域１０１０を仮想的に形成している。尚、視野領域１０１０内の箱形視野区画１０１２間の空きは光を受光しない領域となる。
【0220】
このため、検煙領域１６を通過する煙（煙塊）による散乱光を、第１方向検出用レンズアレイ１０００を介して第１受光素子３２で受光すると、第１実施形態と同様に、例えば図１５に示した受光信号と同様な受光信号が得られる。第１受光素子３２で得られた受光信号が図１５のように前半の周期が短く後半の周期が長い受光信号の場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出される。これに対して、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出される。
【0221】
尚、第１方向検出用レンズアレイ１０００を設けた第１受光光学系２６で説明したが、第２方向検出用レンズアレイ１１００を設けた第２受光光学系３４についても、配置位置・方向、受光する光の波長が異なる以外は、第１方向検出用レンズアレイ１０００を設けた第１受光光学系２６と同様であり、第２受光素子４０から得られた受光信号について前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前向き）として検出される。
【0222】
従って、第３実施形態においても第１実施形態と同様に、第１受光素子３２の受光信号に基づきＸ方向の移動速度ベクトルを検出し、第２受光素子４０の受光信号に基づきＹ方向の移動速度ベクトルを検出し、Ｘ方向とＹ方向の移動速度ベクトルに基づき煙の移動方向（磁極の方位角度）を検出することができる。
【0223】
また、第１実施形態と同様に、磁北マーカー１５を必要とすることなく、煙感知器１０に対する煙の流入方向から火点が建物内のどの方向なのかを特定するようにしても良い。
【0224】
［ｋ．発光光学系にレンズアレイを設けた第４実施形態の煙感知器］
発光光学系にレンズアレイを設けて空間フィルタ機構を構成した第４実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図２７、レンズアレイを取り出して発光素子と共に示した図２８、レンズアレイにより検煙領域に形成される照射領域を示した図２９を参照する。尚、図２８、図２９は第１レンズアレイを例に取り、図２８（Ａ）はレンズアレイを平面（上面）から見て示し、図２５（Ｂ）はレンズアレイを右面から見て示し、図２５（Ｃ）はレンズアレイを前面から見て示している。
発光光学系にレンズアレイを設けて空間フィルタ機構を構成した第４実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図２７、レンズアレイを取り出して発光素子と共に示した図２８、レンズアレイにより検煙領域に形成される照射領域を示した図２９を参照する。尚、図２８、図２９は第１レンズアレイを例に取り、図２８（Ａ）はレンズアレイを平面（上面）から見て示し、図２５（Ｂ）はレンズアレイを右面から見て示し、図２５（Ｃ）はレンズアレイを前面から見て示している。
【0225】
図２７に示すように、第２実施形態と同様に、煙感知器１０の検煙領域１６には、外部から流入して通過する検出対象を検出するために、第１発光光学系６４、第２発光光学系７２及び受光素子８０が設けられている。第１発光光学系６４と第２発光光学系７２は、発光光軸が検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間で直交するように配置されている。
【0226】
第１発光光学系６４が第１レンズアレイ１２０と第１発光素子６６で構成され、第２発光光学系７２が第２レンズアレイ１３０と第２発光素子７４で構成される点で第２実施形態とは異なるが、第１発光素子６６に第１中心波長λ１（例えば７００ｎｍ）を持つ所定の第１波長帯の光を発光する発光ダイオードが使用され、第２発光素子７４に第２中心波長λ２（例えば４５０ｎｍ）を持つ所定の第２波長帯の光を発光する発光ダイオードが使用され、受光素子８０に第１発光素子６６から照射される第１波長帯の光及び第２発光素子７４から照射される第２波長帯の光に受光感度を有するフォトダイオード（ＰＤ）が使用される等のそれ以外の構成（回路構成も含む）については、図１６に示した第２実施形態と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。
【0227】
第１レンズアレイ１２０は、第１発光素子６６からの光に空間周波数による変調を掛けてから検煙領域１６に照射するものである。図２８に示すように、第１レンズアレイ１２０は、検煙領域１６に面する一面にシリンドリカルレンズ１２４が左右方向に所定幅の空きを空けて複数配列（配置）されている。ここで、シリンドリカルレンズ１２４の配置間隔は、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに対応した１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、当該範囲内とすることで煙の移動速度に適した光学素子となり、より確実に火災を検出することを可能とする。
【0228】
また、第１レンズアレイ１２０は、一面とは反対側、即ち第１発光素子６６側の他面に集光レンズ、例えば凸レンズ１２２が形成され、第１レンズアレイ１２０にはシリンドリカルレンズ１２４と凸レンズ１２２とが一体に形成されている。尚、凸レンズ１２２は第１レンズアレイ１２０に一体に形成するのではなく、第１レンズアレイ１２０とは別体として第１レンズアレイ１２０の他面側に分離配置した構造としてもよい。
【0229】
第１レンズアレイ１２０を設けた第１発光光学系６４は、図２９に示すように、第１レンズアレイ１２０の一面に配置したシリンドリカルレンズ１２４の各々に対応して、検煙領域１６内で箱形照射区画１２８がシリンドリカルレンズ１２４間の空きに対応した幅の空きを空けて配列された照射領域１２６を仮想的に形成している。尚、照射領域１２６内の箱形照射区画１２８間の空きは光が照射されない領域となる。
【0230】
このため、第１発光素子６６から第１レンズアレイ１２０を介して照射される光は照射領域１２６を持つ平行光として照射され、検煙領域１６に煙（煙塊）が流入すると、照射領域１２６の箱形照射区画１２８の各々を煙（煙塊）が通過する際に発生した散乱光が受光素子８０に入射し、第１実施形態と同様に、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような受光信号が得られる。
【0231】
また、検煙領域１６で発生した散乱光をシリンドリカルレンズ１２４と凸レンズ１２２により効率良く照射して発生した散乱光を受光素子８０に入射することから、損失を低減して受光素子８０での受光量を高めることを可能としている。
【0232】
尚、第１レンズアレイ１２０を設けた第１発光光学系６４で説明したが、第２レンズアレイ１３０を設けた第２発光光学系７２についても、配置位置・方向、照射する光の波長が異なる以外は第１レンズアレイ１２０を設けた第１発光光学系６４と同様となる。
【0233】
また、第４実施形は、第２実施形態と同様に第１発光光学系６４、第２発光光学系７２及び受光素子８０が設けられ、同様の受光信号が得られることから、制御部による発光制御と受光読込制御、煙判定部、速度検出部、煙種別識別部、煙確定部、及び各機能部による処理については、第２実施形態の場合と基本的に同様であり、その説明は省略する。
【0234】
［ｌ．煙の移動方向を検出可能とした第４実施形態の煙感知器］
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第４実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第４実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３０、及び方向検出用レンズアレイにより検煙領域に形成される視野領域を示した図３１を参照する。尚、図３１は第１方向検出用レンズアレイを例に取り、図２２及び図２８で示した通り、第３実施形態のレンズアレイと第４実施形態のレンズアレイは基本的に同様であり、方向検出用レンズアレイについても基本的に第３実施形態と同様であることから、方向検出用レンズアレイを取り出して示す図は省略する。
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第４実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第４実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３０、及び方向検出用レンズアレイにより検煙領域に形成される視野領域を示した図３１を参照する。尚、図３１は第１方向検出用レンズアレイを例に取り、図２２及び図２８で示した通り、第３実施形態のレンズアレイと第４実施形態のレンズアレイは基本的に同様であり、方向検出用レンズアレイについても基本的に第３実施形態と同様であることから、方向検出用レンズアレイを取り出して示す図は省略する。
【0235】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図３０に示すように、図２７の第１発光光学系６４の第１レンズアレイ１２０を第１方向検出用レンズアレイ１２００とし、第２発光光学系７２の第２レンズアレイ１３０を第２方向検出用レンズアレイ１３００とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。それ以外の構成は、図２７で示した構成と同様であることから説明は省略する。
【0236】
第１方向検出用レンズアレイ１２００は、検煙領域１６に面する一面にシリンドリカルレンズ１２０４が複数配列され、一面とは反対側の他面に集光レンズ、例えば凸レンズ１２０２が形成されている。また、シリンドリカルレンズ１２０４が配列される一面は高空間周波数領域１２０６と低空間周波数領域１２０８に分けられ、高空間周波数領域１２０６にはシリンドリカルレンズ１２０４間の空きの幅を小さくして小さいピッチＰ１となる配置間隔でシリンドリカルレンズ１２０４を配列し、低空間周波数領域１２０８にはシリンドリカルレンズ１２０４間の空きの幅を大きくして大きいピッチＰ２となる配置間隔でシリンドリカルレンズ１２０４を配列している。
【0237】
ここで、前述した通り、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓｅｃに対応したレンズアレイを設けた空間フィルタ機構の空間周波数を決める配置間隔は１．０～１０ｍｍの範囲が適当であることから、例えばピッチＰ１を２ｍｍとし、ピッチＰ２を４ｍｍとするようにシリンドリカルレンズ１２０４を配列する。
【0238】
第１方向検出用レンズアレイ１２００を設けた第１発光光学系６４は、図３１に示すように、第１方向検出用レンズアレイ１２００の一面に高空間周波数領域１２０６と低空間周波数領域１２０８に分けて配置したシリンドリカルレンズ１２０４の各々に対応して、検煙領域１６内で高空間周波数領域１２０６に属する箱形照射区画１２１２と低空間周波数領域１２０８に属する箱形照射区画１２１２が各領域のシリンドリカルレンズ１２４間の空きに対応した幅の空きを空けて配列された照射領域１２１０を仮想的に形成している。尚、照射領域１２１０内の箱形照射区画１２１２間の空きは光が照射されない領域となる。
【0239】
このため、第１発光素子６６からの光を、第１方向検出用レンズアレイ１２００を介して検煙領域１６を通過する煙（煙塊）に照射して生じる散乱光を受光素子８０で受光すると、例えば第１実施形態と同様に図１５に示すような受信信号が得られる。第１発光素子６６から照射された光により生じた散乱光の受信信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出される。
【0240】
尚、第１方向検出用レンズアレイ１２００を設けた第１発光光学系６４で説明したが、第２方向検出用レンズアレイ１３００を設けた第２発光光学系７２についても、配置位置・方向、照射する光の波長が異なる以外は、第１方向検出用レンズアレイ１２００を設けた第１発光光学系６４と同様であり、第２発光素子７４から照射された光により生じた散乱光の受信信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前向き）として検出される。
【0241】
従って、第４実施形態においても第２実施形態と同様に、第１発光素子６６から照射された光により生じた散乱光の受信信号に基づきＸ方向の移動速度ベクトルを検出し、第２発光素子７４から照射された光により生じた散乱光の受信信号に基づきＹ方向の移動速度ベクトルを検出し、Ｘ方向とＹ方向の移動速度ベクトルに基づき煙の移動方向（磁極の方位角度）を検出することができる。
【0242】
［ｍ．受光光学系にフレネルレンズを設けた第５実施形態の煙感知器］
受光光学系にフレネルレンズを設けて空間フィルタ機構を構成した第５実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３２、フレネルレンズを取り出して示した図３３、及びフレネルレンズにより検煙領域に形成される視野領域を示した図３４を参照する。尚、図３３、図３４は第１フレネルレンズを例に取り、図３３（Ａ）は図３３（Ｂ）のフレネルレンズの切断線ａ－ａの断面を示し、図３３（Ｂ）はフレネルレンズを後面から見て示している。
受光光学系にフレネルレンズを設けて空間フィルタ機構を構成した第５実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３２、フレネルレンズを取り出して示した図３３、及びフレネルレンズにより検煙領域に形成される視野領域を示した図３４を参照する。尚、図３３、図３４は第１フレネルレンズを例に取り、図３３（Ａ）は図３３（Ｂ）のフレネルレンズの切断線ａ－ａの断面を示し、図３３（Ｂ）はフレネルレンズを後面から見て示している。
【0243】
図３２に示すように、第１実施形態と同様に、煙感知器１０の検煙領域１６には外部から流入して通過する検出対象を検出するために、発光素子２４、第１受光光学系２６及び第２受光光学系３４が設けられている。第１受光光学系２６と第２受光光学系３４は、受光光軸が検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間にて直交するように配置されている。
【0244】
第１受光光学系２６が第１フレネルレンズ１４０と第１受光素子３２で構成され、第２受光光学系３４が第２フレネルレンズ１５０と第２受光素子４０で構成される点で第１実施形態とは異なるが、発光素子２４に第１中心波長λ１（例えば７００ｎｍ）を持つ所定の第１波長帯の光と第２中心波長λ２（例えば４５０ｎｍ）を持つ所定の第２波長帯を含む光を同時に照射する白色ＬＥＤが使用され、第１受光素子３２に所定の第１波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオ―ド（ＰＤ）が使用され、第２受光素子３２に所定の第２波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオ―ド（ＰＤ）が使用される等のそれ以外の構成（回路構成も含む）については、図１に示した第１実施形態と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。
【0245】
図３３に示すよう、第１フレネルレンズ１４０は、検煙領域１６に面する一面をレンズ平面部１４２とし、一面とは反対側、即ち第１受光素子３２側の他面に円環状のプリズム部１４４が光学中心部１４５から所定の配置間隔で同心円状に複数配列（配置）されている。プリズム部１４４の配置間隔は煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに対応した１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、当該範囲内とすることで煙の移動速度に適した光学素子となり、より確実に火災を検出することを可能とする。
【0246】
ここで、図３４に示すように、第１受光素子３２の受光光軸が第１フレネルレンズ１４０のレンズ焦点Ｆ（光学中心部１４５）上に位置し、プリズム部１４４はレンズ焦点Ｆ（受光光軸）を軸とした球体面となるプリズム面を備えるように配列されている。また、第１フレネルレンズ１４０を設けた第１受光光学系２６は、プリズム部１４４の各々に対応して、検煙領域１６内で所定幅を持つ円筒体に近い（図３３（Ｂ）に示すように上下両側が切り取られた円筒体）円筒状視野区画１４８が所定幅の空きを空けて同心円状に配列された視野領域１４６を仮想的に形成している。尚、視野領域１４６内の円筒状視野区画１４８間の空きは光を受光しない領域となる。
【0247】
このため、検煙領域１６に煙（煙塊）が流入すると、視野領域１４６の円筒状視野区画１４８の各々を煙（煙塊）が通過する際に発生した散乱光が平行光として対応する第１フレネルレンズ１４０のレンズ平面部１４２に入射し、入射した散乱光が集光レンズとして機能するプリズム部１４４により第１受光素子３２に集光され、第１実施形態と同様に、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような受光信号が得られる。
【0248】
また、検煙領域１６で発生した散乱光をレンズ平面部１４２とプリズム部１４４により効率良く集光して第１受光素子３２に入射することから、損失を低減して第１受光素子３２での受光量を高めることを可能としている。
【0249】
尚、第１フレネルレンズ１４０を設けた第１受光光学系２６で説明したが、第２フレネルレンズ１５０を設けた第２受光光学系３４についても、配置位置・方向、受光する光の波長が異なる以外は第１フレネルレンズ１４０を設けた第１受光光学系２６と同様となる。
【0250】
また、第５実施形態は、第１実施形態と同様に、発光素子２４、第１受光光学系２６及び第２受光光学系３４が設けられ、同様の受光信号が得られることから、制御部による発光制御と受光読込制御、煙判定部、速度検出部、煙種別識別部、煙確定部、及び各機能部による処理については、第１実施形態の場合と基本的に同様であり、その説明は省略する。
【0251】
［ｎ．煙の移動方向を検出可能とした第５実施形態の煙感知器］
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第５実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第５実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３５、方向検出用フレネルレンズを取り出して示した図３６、及び方向検出用フレネルレンズにより検煙領域に形成される視野領域を示した図３７を参照する。尚、図３６、図３７は第１方向検出用フレネルレンズを例に取り、図３６（Ａ）は図３６（Ｂ）のフレネルレンズの切断線ｂ－ｂの断面を示し、図３６（Ｂ）はフレネルレンズを後面から見て示している。
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第５実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第５実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３５、方向検出用フレネルレンズを取り出して示した図３６、及び方向検出用フレネルレンズにより検煙領域に形成される視野領域を示した図３７を参照する。尚、図３６、図３７は第１方向検出用フレネルレンズを例に取り、図３６（Ａ）は図３６（Ｂ）のフレネルレンズの切断線ｂ－ｂの断面を示し、図３６（Ｂ）はフレネルレンズを後面から見て示している。
【0252】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図３５に示すように、図３２の第１受光光学系２６の第１フレネルレンズ１４０を第１方向検出用フレネルレンズ１４００とし、第２受光光学系３４の第２フレネルレンズ１５０を第２方向検出用フレネルレンズ１５００とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。それ以外の構成は、図３２で示した構成と同様であることから説明は省略する。
【0253】
第１方向検出用フレネルレンズ１４００は、図３６に示すように、検煙領域１６に面する一面をレンズ平面部１４０２とし、一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部１４０４が光学中心部１４０５から所定の配置間隔で同心円状に複数配列（配置）されている。また、プリズム部１４０４が配列されるレンズ一面は光学中心部１４０５を境に左右で高空間周波数領域１４０６と低空間周波数領域１４０８に分けられ、高空間周波数領域１４０６にはプリズム部１４０４を小さいピッチＰ１となる配置間隔で配列し、低空間周波数領域１４０８にはプリズム部１４０４を大きいピッチＰ２となる配置間隔で配列している。
【0254】
ここで、前述した通り、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓｅｃに対応したフレネルレンズを設けた空間フィルタ機構の空間周波数を決める配置間隔は１．０～１０ｍｍの範囲が適当であることから、例えばピッチＰ１を２ｍｍとし、ピッチＰ２を４ｍｍとするようにプリズム部１４０４を配列する。
【0255】
第１方向検出用フレネルレンズ１４００を設けた第１受光光学系２６は、図３７に示すように、第１方向検出用フレネルレンズ１４００の他面に高空間周波数領域１４０６と低空間周波数領域１４０８に分けて配置したプリズム部１４０４の各々に対応して、検煙領域１６内で高空間周波数領域１４０６に属する円筒状視野区画１４１２と低空間周波数領域１４０８に属する円筒状視野区画１４１２が所定幅の空きを空けて配列された視野領域１４１０を仮想的に形成している。尚、視野領域１４１０内の円筒状視野区画１４１２間の空きは光を受光しない領域となる。
【0256】
このため、検煙領域１６を通過する煙（煙塊）による散乱光を、第１方向検出用フレネルレンズ１４００を介して第１受光素子３２で受光すると、第１実施形態と同様に、例えば図１５に示した受光信号と同様な受光信号が得られる。第１受光素子３２で得られた受光信号が図１５のように前半の周期が短く後半の周期が長い受光信号の場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出される。これに対して、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出される。
【0257】
尚、第１方向検出用フレネルレンズ１４００を設けた第１受光光学系２６で説明したが、第２方向検出用フレネルレンズ１５００を設けた第２受光光学系３４についても、配置位置・方向、受光する光の波長が異なる以外は、第１方向検出用フレネルレンズ１４００を設けた第１受光光学系２６と同様であり、第２受光素子４０から得られた受光信号について前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前向き）として検出される。
【0258】
従って、第５実施形態においても第１実施形態と同様に、第１受光素子３２の受光信号に基づきＸ方向の移動速度ベクトルを検出し、第２受光素子４０の受光信号に基づきＹ方向の移動速度ベクトルを検出し、Ｘ方向とＹ方向の移動速度ベクトルに基づき煙の移動方向（磁極の方位角度）を検出することができる。
【0259】
また、第１実施形態と同様に、磁北マーカー１５を必要とすることなく、煙感知器１０に対する煙の流入方向から火点が建物内のどの方向なのかを特定するようにしても良い。
【0260】
［ｏ．発光光学系にフレネルレンズレンズを設けた第６実施形態の煙感知器］
発光光学系にフレネルレンズレンズを設けて空間フィルタ機構を構成した第６実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３８、及びフレネルレンズレンズにより検煙領域に形成される照射領域を示した図３９を参照する。尚、フレネルレンズは基本的に第５実施形態のフレネルレンズと同じであることからフレネルレンズを取り出して示した図は省略し、図３９は第１フレネルレンズを例に取る。
発光光学系にフレネルレンズレンズを設けて空間フィルタ機構を構成した第６実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図３８、及びフレネルレンズレンズにより検煙領域に形成される照射領域を示した図３９を参照する。尚、フレネルレンズは基本的に第５実施形態のフレネルレンズと同じであることからフレネルレンズを取り出して示した図は省略し、図３９は第１フレネルレンズを例に取る。
【0261】
図３８に示すように、第２実施形態と同様に、煙感知器１０の検煙領域１６には、外部から流入して通過する検出対象を検出するために、第１発光光学系６４、第２発光光学系７２及び受光素子８０が設けられている。第１発光光学系６４と第２発光光学系７２は、発光光軸が検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間で直交するように配置されている。
【0262】
第１発光光学系６４が第１フレネルレンズ１６０と第１発光素子６６で構成され、第２発光光学系７２が第２フレネルレンズ１７０と第２発光素子７４で構成される点で第２実施形態とは異なるが、第１発光素子６６に第１中心波長λ１（例えば７００ｎｍ）を持つ所定の第１波長帯の光を発光する発光ダイオードが使用され、第２発光素子７４に第２中心波長λ２（例えば４５０ｎｍ）を持つ所定の第２波長帯の光を発光する発光ダイオードが使用され、受光素子８０に第１発光素子６６から照射される第１波長帯の光及び第２発光素子７４から照射される第２波長帯の光に受光感度を有するフォトダイオード（ＰＤ）が使用される等のそれ以外の構成（回路構成も含む）については、図１６に示した第２実施形態と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。
【0263】
第１フレネルレンズ１６０は、第１発光素子６６からの光に空間周波数による変調を掛けてから検煙領域１６に照射するものである。図３９に示すように、第１フレネルレンズ１６０は、検煙領域１６に面する一面をレンズ平面部１６２とし、一面とは反対側、即ち第１発光素子６６側の他面に円環状のプリズム部１６４が光学中心部１６５から所定の配置間隔で同心円状に複数配列（配置）されている。プリズム部１６４の配置間隔は煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに対応した１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、当該範囲内とすることで煙の移動速度に適した光学素子となり、より確実に火災を検出することを可能とする。
【0264】
ここで、図３９に示すように、第１発光素子６６の発光光軸が第１フレネルレンズ１６０のレンズ焦点Ｆ（光学中心部１６５）上に位置し、プリズム部１６４はレンズ焦点Ｆ（発光光軸）を軸とした球体面となるプリズム面を備えるように配列されている。また、第１フレネルレンズ１６０を設けた第１発光光学系６４は、プリズム部１６４の各々に対応して、検煙領域１６内で所定幅を持つ円筒体に近い（図３３（Ｂ）に示すように上下両側が切り取られた円筒体）となる円筒状照射区画１６８が所定幅の空きを空けて同心円状に配列された照射領域１６６を仮想的に形成している。尚、照射領域１６６内の円筒状照射区画１６８間の空きは光が照射されない領域となる。
【0265】
このため、第１発光素子６６から第１フレネルレンズ１６０を介して照射される光は照射領域１６６を持つ平行光として照射され、検煙領域１６に煙（煙塊）が流入すると、照射領域１６６の円筒状照射区画１６８の各々を煙（煙塊）が通過する際に発生した散乱光が受光素子８０に入射し、第１実施形態と同様に、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような受光信号が得られる。
【0266】
また、検煙領域１６で発生した散乱光をレンズ平面部１６２とプリズム部１６４により効率良く照射して発生した散乱光を受光素子８０に入射することから、損失を低減して受光素子８０での受光量を高めることを可能としている。
【0267】
尚、第１フレネルレンズ１６０を設けた第１発光光学系６４で説明したが、第２フレネルレンズ１７０を設けた第２発光光学系７２についても、配置位置・方向、照射する光の波長が異なる以外は第１レンズアレイ１２０を設けた第１発光光学系６４と同様となる。
【0268】
また、第６実施形は、第２実施形態と同様に第１発光光学系６４、第２発光光学系７２及び受光素子８０が設けられ、同様の受光信号が得られることから、制御部による発光制御と受光読込制御、煙判定部、速度検出部、煙種別識別部、煙確定部、及び各機能部による処理については、第２実施形態の場合と基本的に同様であり、その説明は省略する。
【0269】
［ｐ．煙の移動方向を検出可能とした第６実施形態の煙感知器］
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第６実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第６実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図４０、及び方向検出用フレネルレンズにより検煙領域に形成される照射領域を示した図４１を参照する。尚、方向検出用フレネルレンズは基本的に第５実施形態の方向検出用フレネルレンズと同じであることから方向検出用フレネルレンズを取り出して示した図は省略し、図４１は第１方向検出用フレネルレンズを例に取る。
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第６実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第６実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図４０、及び方向検出用フレネルレンズにより検煙領域に形成される照射領域を示した図４１を参照する。尚、方向検出用フレネルレンズは基本的に第５実施形態の方向検出用フレネルレンズと同じであることから方向検出用フレネルレンズを取り出して示した図は省略し、図４１は第１方向検出用フレネルレンズを例に取る。
【0270】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図４０に示すように、図３５の第１発光光学系６４の第１フレネルレンズ１６０を第１方向検出用フレネルレンズ１６００とし、第２発光光学系７２の第２フレネルレンズ１７０を第２方向検出用フレネルレンズ１７００とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。それ以外の構成は、図３５で示した構成と同様であることから説明は省略する。
【0271】
図４１に示すように、第１方向検出用フレネルレンズ１６００は、検煙領域１６に面する一面をレンズ平面部１６０２とし、一面とは反対側の他面に円環状のプリズム部１６０４が光学中心部１６０５から所定の配置間隔で同心円状に複数配列（配置）されている。また、プリズム部１６０４が配列される一面は光学中心部１６０５を境に左右で高空間周波数領域１６０６と低空間周波数領域１６０８に分けられ、高空間周波数領域１６０６にはプリズム部１６０４を小さいピッチＰ１となる配置間隔で配列し、低空間周波数領域１６０８にはプリズム部１６０４を大きいピッチＰ２となる配置間隔で配列している。
【0272】
ここで、前述した通り、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓｅｃに対応したフレネルレンズを設けた空間フィルタ機構の空間周波数を決める配置間隔は１．０～１０ｍｍの範囲が適当であることから、例えばピッチＰ１を２ｍｍとし、ピッチＰ２を４ｍｍとするようにプリズム部１６０４を配列する。
【0273】
第１方向検出用フレネルレンズ１６００を設けた第１発光光学系６４は、図４１に示すように、第１方向検出用フレネルレンズ１６００の他面に高空間周波数領域１６０６と低空間周波数領域１６０８に分けて配置したプリズム部１６０４の各々に対応して、検煙領域１６内で高空間周波数領域１６０６に属する円筒状照射区画１６１２と低空間周波数領域１６０８に属する円筒状照射区画１６１２が所定幅の空きを空けて配列された照射領域１６１０を仮想的に形成している。尚、照射領域１６１０内の円筒状照射区画１６１２間の空きは光を照射しない領域となる。
【0274】
このため、第１発光素子６６からの光を、第１方向検出用フレネルレンズ１６００を介して検煙領域１６を通過する煙（煙塊）に照射して生じる散乱光を受光素子８０で受光すると、例えば第１実施形態と同様に図１５に示すような受信信号が得られる。第１発光素子６６から照射された光により生じた散乱光の受信信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出される。
【0275】
尚、第１方向検出用フレネルレンズ１６００を設けた第１発光光学系６４で説明したが、第２方向検出用フレネルレンズ１７００を設けた第２発光光学系７２についても、配置位置・方向、照射する光の波長が異なる以外は、第１方向検出用フレネルレンズ１６００を設けた第１発光光学系６４と同様であり、第２発光素子７４から照射された光により生じた散乱光の受信信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前向き）として検出される。
【0276】
従って、第６実施形態においても第２実施形態と同様に、第１発光素子６６から照射された光により生じた散乱光の受信信号に基づきＸ方向の移動速度ベクトルを検出し、第２発光素子７４から照射された光により生じた散乱光の受信信号に基づきＹ方向の移動速度ベクトルを検出し、Ｘ方向とＹ方向の移動速度ベクトルに基づき煙の移動方向（磁極の方位角度）を検出することができる。
【0277】
また、第１実施形態と同様に、磁北マーカー１５を必要とすることなく、煙感知器１０に対する煙の流入方向から火点が建物内のどの方向なのかを特定するようにしても良い。
【0278】
［ｑ．受光光学系に受光素子アレイを設けた第７実施形態の煙感知器］
受光光学系に受光素子アレイを設けて空間フィルタ機構を構成した第７実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図４２、受光素子アレイと凸レンズを備えた受光光学系を取り出して示した図４３、受光素子アレイを取り出して示した図４４、及び受光素子アレイの受光素子と制御部との間の増幅回路部を示した図４５を参照する。尚、図４３は第１受光光学系、図４４、図４５は第１受光素子アレイを例に取り、図４４（Ａ）は受光素子アレイを前面から見て示し、図４４（Ｂ）は受光素子アレイを平面（上面）から見て示している。また、図４２及び図４３の凸レンズは、上下方向に起立して配置されるものであるが、分かり易くするために実際の配置状態とはなっていない。
受光光学系に受光素子アレイを設けて空間フィルタ機構を構成した第７実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図４２、受光素子アレイと凸レンズを備えた受光光学系を取り出して示した図４３、受光素子アレイを取り出して示した図４４、及び受光素子アレイの受光素子と制御部との間の増幅回路部を示した図４５を参照する。尚、図４３は第１受光光学系、図４４、図４５は第１受光素子アレイを例に取り、図４４（Ａ）は受光素子アレイを前面から見て示し、図４４（Ｂ）は受光素子アレイを平面（上面）から見て示している。また、図４２及び図４３の凸レンズは、上下方向に起立して配置されるものであるが、分かり易くするために実際の配置状態とはなっていない。
【0279】
図４２に示すように、第１実施形態と同様に、煙感知器１０の検煙領域１６には、外部から流入して通過する検出対象を検出するために、発光素子２４、第１受光光学系２６及び第２受光光学系３４が設けられている。第１受光光学系２６と第２受光光学系３４は、受光光軸が検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間にて直交するように配置されている。
【0280】
第１受光光学系２６が第１受光素子アレイ１８０と集光レンズ、例えば凸レンズ１９０で構成され、第２受光光学系３４が第２受光素子アレイ２００と集光レンズ、例えば凸レンズ２１０で構成される点で第１実施形態とは異なっている。
【0281】
また、受光素子アレイの受光素子と制御部との間の増幅回路部については、第１受光素子アレイ１８０を例に図４５に示すように、第１受光素子アレイ１８０の基板１８２に配列（配置）された受光素子１８４を一つ置きに並列接続して差動増幅器１８５のプラス入力端子に接続すると共に、一つ置きに残った受光素子１８４を並列接続して差動増幅器１８５のマイナス入力端子に接続している。尚、差動増幅器１８５のプラス入力端子とマイナス入力端子に対する入力バランスを取るために、第１受光素子アレイ１８０に配列される受光素子１８４の数を偶数としている。
【0282】
また、発光素子２４に第１中心波長λ１（例えば７００ｎｍ）を持つ所定の第１波長帯の光と第２中心波長λ２（例えば４５０ｎｍ）を持つ所定の第２波長帯を含む光を同時に照射する白色ＬＥＤが使用される等のそれ以外の構成については、図１に示した第１実施形態と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。
【0283】
図４４に示すように、第１受光素子アレイ１８０は、左右方向を長手方向とした矩形の基板１８２の検煙領域１６に面する一面に受光素子１８４が左右方向に所定幅の空きを空けて複数配列（配置）されている。ここで、受光素子１８４には、例えば所定の第１波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオード（ＰＤ）を使用し、第１受光素子アレイ１８０をＰＤアレイとしている。
【0284】
また、凸レンズ１９０は、図４３に示すように、第１受光素子アレイ１８０と検煙領域１６の間に配置されているが、第１方向検出用受光素子アレイ１８００と一体としても良い。そして、第１受光素子アレイ１８０と凸レンズ１９０が設けられた第１受光光学系２６は、図４３に示すように、第１受光素子アレイ１８０の基板１８２の一面に配列した受光素子１８４の各々に対応して、検煙領域１６内で箱形視野区画１８８が受光素子１８４間の空きに対応した幅の空きを空けて並んだ視野領域１８６を仮想的に形成（結像）する。尚、視野領域１８６内の箱形視野区画１８８間の空きは光を受光しない領域となる。
【0285】
ここで、検煙領域１６内で仮想的に形成される箱形視野区画１８８の配置間隔は、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに対応した１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、当該範囲内とすることで、より確実に火災を検出することを可能とする。そして、第１受光素子アレイ１８０の受光素子１８４の配置間隔は、箱形視野区画１８８の配置間隔を凸レンズ１９０の集光倍率で縮小した間隔となる。凸レンズ１９０の集光倍率は任意であるが、例えば集光倍率を１／１０とすると、第１受光素子アレイ１８０の受光素子１８４は０．１～１．０ｍｍの範囲の所定値の間隔で配列することが適当となる。
【0286】
このため、検煙領域１６に煙（煙塊）が流入すると、視野領域１８６の箱形視野区画１８８の各々を煙（煙塊）が通過する際に発生した散乱光が平行光として凸レンズ１９０に入射し、入射した散乱光が凸レンズ１９０により第１受光素子アレイ１８０の対応する受光素子１８４に集光され、第１実施形態と同様に、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような受光信号が得られる。
【0287】
また、検煙領域１６で発生した散乱光を凸レンズ１９０により効率良く集光して第１受光素子アレイ１８０の対応する受光素子１８４に入射することから、損失を低減して受光素子１８４での受光量を高めることを可能としている。
【0288】
尚、第１受光素子アレイ１８０を設けた第１受光光学系２６で説明したが、第２受光素子アレイ２００を設けた第２受光光学系３４についても、配置位置・方向、受光する光の波長（所定の第２波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオードの使用）が異なる以外は、第１受光素子アレイ１８０を設けた第１受光光学系２６と同様となる。
【0289】
また、第７実施形態は、第１実施形態と同様に、発光素子２４、第１受光光学系２６及び第２受光光学系３４が設けられ、同様の受光信号が得られることから、制御部による発光制御と受光読込制御、煙判定部、速度検出部、煙種別識別部、煙確定部、及び各機能部による処理については、第１実施形態の場合と基本的に同様であり、その説明は省略する。
【0290】
［ｒ．煙の移動方向を検出可能とした第７実施形態の煙感知器］
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第７実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第７実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図４６、方向検出用受光素子アレイと凸レンズを備えた受光光学系を取出して示した図４７、方向検出用受光素子アレイを取り出して示した図４８、及び方向検出用受光素子アレイの受光素子と制御部との間の増幅回路部を示した図４９を参照する。尚、図４７は第１受光光学系、図４８、図４９は第１方向検出用受光素子アレイを例に取り、図４８（Ａ）は方向検出用受光素子アレイを前面から見て示し、図４８（Ｂ）は受光素子アレイを平面（上面）から見て示している。
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第７実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第７実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図４６、方向検出用受光素子アレイと凸レンズを備えた受光光学系を取出して示した図４７、方向検出用受光素子アレイを取り出して示した図４８、及び方向検出用受光素子アレイの受光素子と制御部との間の増幅回路部を示した図４９を参照する。尚、図４７は第１受光光学系、図４８、図４９は第１方向検出用受光素子アレイを例に取り、図４８（Ａ）は方向検出用受光素子アレイを前面から見て示し、図４８（Ｂ）は受光素子アレイを平面（上面）から見て示している。
【0291】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図４６に示すように、図４２の第１受光光学系２６の第１受光素子アレイ１８０を第１方向検出用受光素子アレイ１８００とし、第２受光光学系３４の第２受光素子アレイ２００を第２方向検出用受光素子アレイ２０００とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。
【0292】
また、受光素子アレイの受光素子と制御部との間の増幅回路部については、第１方向検出用受光素子アレイ１８００を例に図４９に示すように、第１方向検出用受光素子アレイ１８００の基板１８０２に配列（配置）された受光素子１８０４を一つ置きに並列接続して差動増幅器１８０５のプラス入力端子に接続すると共に、一つ置きに残った受光素子１８０４を一つ置きに並列接続して差動増幅器１８０５のマイナス入力端子に接続している。尚、差動増幅器１８０５に対する入力バランスをとるため、高空間周波数領域１８０６及び低空間周波数領域１８０８のそれぞれに配列される受光素子１８０４の数を偶数としている。それ以外の構成は、図４２で示した構成と同様であることから説明は省略する。
【0293】
図４８に示すように、第１方向検出用受光素子アレイ１８００は、左右方向を長手方向とした矩形の基板１８０２の検煙領域１６に面する一面に受光素子１８０４が左右方向に所定幅の空きを空けて複数配列（配置）されている。また、基板１８０２の一面は高空間周波数領域１８０６と低空間周波数領域１８０８に基板１８０２の左右方向における中心を境に分けられ、高空間周波数領域１８０６には受光素子１８０４を小さいピッチＰ１となる配置間隔で配列し、低空間周波数領域１８０８には受光素子１８０４を大きいピッチＰ２となる配置間隔で配列している。ここで、受光素子１８０４には、例えば所定の第１波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオード（ＰＤ）を使用し、第１方向検出用受光素子アレイ１８００をＰＤアレイとしている。
【0294】
また、凸レンズ１９００は、図４６に示すように、第１方向検出用受光素子アレイ１８００と検煙領域１６の間に配置されているが、第１方向検出用受光素子アレイ１８００と一体としても良い。そして、第１方向検出用受光素子アレイ１８００と凸レンズ１９００が設けられた第１受光光学系２６は、図４７に示すように、第１方向検出用受光素子アレイ１８００の基板１８０２の一面に配列した受光素子１８０４の各々に対応して、検煙領域１６内で高空間周波数領域１８０６に属する箱形視野区画１８１２と低空間周波数領域１８０８に属する箱形受光区画１８１２が各領域の受光素子１８４間の空きに対応した幅の空きを空けて並んだ視野領域１８１０を仮想的に形成（結像）する。尚、視野領域１８１０内の箱形視野区画１８１２間の空きは光を受光しない領域となる。
【0295】
ここで、検煙領域１６内で仮想的に形成される箱形視野区画１８１２の配置間隔は、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに対応した１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、当該範囲内とすることで、より確実に火災を検出することを可能とする。そして、第１方向検出用受光素子アレイ１８００の受光素子１８０４の配置間隔は、箱形視野区画１８１２の配置間隔を凸レンズ１９００の集光倍率で縮小した間隔となることから、例えば高空間周波数領域１８０６に対応した箱形視野区画１８１２の配置間隔を小さいピッチとなる２ｍｍとし、低空間周波数領域１８０８に対応した箱形視野区画１８１２の配置間隔を大きいピッチとなる４ｍｍとし、凸レンズ１９０の集光倍率を１／１０とすると、第１方向検出用受光素子アレイ１８００の高空間周波数領域１８０６の受光素子１８０４は０．２ｍｍ（＝ピッチＰ１）で配列され、第１受光素子アレイ１８００の低空間周波数領域１８０８の受光素子１８０４は０．４ｍｍ（＝ピッチＰ２）で配列されることになる。
【0296】
このため、検煙領域１６を通過する煙（煙塊）による散乱光を、第１方向検出用受光素子アレイ１８００の受光素子１８０４の各々で受光すると、第１実施形態と同様に、例えば図１５に示した受光信号と同様な受光信号が得られる。受光素子１８０４の各々から得られた受光信号が図１５のように前半の周期が短く後半の周期が長い受光信号の場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出される。これに対して、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出される。
【0297】
尚、第１方向検出用受光素子アレイ１８００を設けた第１受光光学系２６で説明したが第２方向検出用受光素子アレイ２０００を設けた第２受光光学系３４についても、配置位置・方向、受光する光の波長（所定の第２波長帯の光に受光感度をもつフォトダイオードの使用）が異なる以外は、第１方向検出用受光素子アレイ１８００を設けた第１受光光学系２６と同様であり、第２方向検出用受光素子アレイ２０００の受光素子の各々から得られた受光信号について前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前向き）として検出される。
【0298】
従って、第７実施形態においても第１実施形態と同様に、第１方向検出用受光素子アレイ１８００の受光素子１８０４の受光信号に基づきＸ方向の移動速度ベクトルを検出し、第２方向検出用受光素子アレイ２０００の受光素子の受光信号に基づきＹ方向の移動速度ベクトルを検出し、Ｘ方向とＹ方向の移動速度ベクトルに基づき検煙領域１６を通過する煙の移動方向（磁極の方位角度）を検出することができる。
【0299】
また、第１実施形態と同様に、磁北マーカー１５を必要とすることなく、煙感知器１０に対する煙の流入方向から火点が建物内のどの方向なのかを特定するようにしても良い。
【0300】
［ｓ．発光光学系に発光素子アレイを設けた第８実施形態の煙感知器］
発光光学系に発光素子アレイを設けて空間フィルタ機構を構成した第８実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図５０、発光素子アレイを取り出して示した図５１、発光素子アレイの照射領域を示した図５２、及びレンズカバーを半球レンズとした発光素子アレイを示した図５３を参照する。尚、図５１乃至図５３は第１発光素子アレイを例に取り、図５１（Ａ）は発光素子アレイを平面（上面）から見て示し、図５１（Ｂ）は発光素子アレイを右面から見て示し、図５１（Ｃ）は発光素子アレイを前面から見て示している。また、図５３（Ａ）は光素子アレイを平面（上面）から見て示し、図５３（Ｂ）は発光素子アレイを前面から見て示している。
発光光学系に発光素子アレイを設けて空間フィルタ機構を構成した第８実施形態の煙感知器について説明する。当該説明にあっては、煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図５０、発光素子アレイを取り出して示した図５１、発光素子アレイの照射領域を示した図５２、及びレンズカバーを半球レンズとした発光素子アレイを示した図５３を参照する。尚、図５１乃至図５３は第１発光素子アレイを例に取り、図５１（Ａ）は発光素子アレイを平面（上面）から見て示し、図５１（Ｂ）は発光素子アレイを右面から見て示し、図５１（Ｃ）は発光素子アレイを前面から見て示している。また、図５３（Ａ）は光素子アレイを平面（上面）から見て示し、図５３（Ｂ）は発光素子アレイを前面から見て示している。
【0301】
図５０に示すように、第２実施形態と同様に、煙感知器１０の検煙領域１６には、外部から流入して通過する検出対象を検出するために、第１発光光学系６４、第２発光光学系７２及び受光素子８０が設けられている。第１発光光学系６４と第２発光光学系７２は、発光光軸が検煙領域１６の中心点となる検煙点Ｐで交差し、且つＸ－Ｙ２次元空間で直交するように配置されている。
【0302】
第１光光学系６４が第１発光素子アレイ２２０で構成され、第２発光光学系７２が第２発光素子アレイ２３０で構成される点で第２実施形態とは異なるが、受光素子８０に第１中心波長λ１（例えば７００ｎｍ）を持つ所定の第１波長帯の光及び第２中心波長λ２（例えば４５０ｎｍ）を持つ所定の第２波長帯の光に受光感度を有するフォトダイオード（ＰＤ）が使用される等のそれ以外の構成（回路構成も含む）については、図１６に示した第２実施形態と同様であることから、同一符号を付して説明は省略する。
【0303】
図５１に示すように、第１発光素子アレイ２２０は、左右方向を長手方向とした矩形の基板２２２の検煙領域１６に面する一面に発光素子２２６が左右方向に所定幅の空きを空けて複数配列（配置）されている。ここで、発光素子２２６には、例えば所定の第１波長帯の光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して、そのレンズカバーとしてシリンドリカルレンズ２２８を設け、第１発光素子アレイをＬＥＤアレイとしている。このため、図５２に示すように、第１発光素子アレイ２２０の発光素子２２６の各々からの光はシリンドリカルレンズ２２８により一方向に平行光として照射される。尚、シリンドリカルレンズ２２８は第１発光素子アレイ２２０とは別体として第１発光素子アレイ２２０の一面側に分離配置した構造としてもよい。
【0304】
また、発光素子２２６の配置間隔は、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓに対応した１．０～１０ｍｍの範囲内で選択するのが適当であり、当該範囲内とすることで煙の移動速度に適した光学素子として機能し、より確実に火災を検出することを可能とする。
【0305】
また、第１発光素子アレイ２２０を設けた第１発光光学系６４は、図５２に示すように、第１発光素子アレイ２２０の基板２２２の一面に配列した発光素子２２６の各々に対応して、検煙領域１６内で所定の幅を持つ扇状照射区画２２７が発光素子２２６間の空きに対応した所定幅の空きを空けて配列された照射領域２２５を仮想的に形成する。尚、照射領域２２５内の扇状照射区画２２７間の空きは光が照射されない領域となる。
【0306】
このため、発光素子２２６の各々からシリンドリカルレンズ２２８を介して照射される光は照射領域２２５を持つ平行光として照射され、検煙領域１６に煙（煙塊）が流入すると、照射領域２２５の扇状照射区画２２７の各々を煙（煙塊）が通過する際に発生した散乱光が受光素子８０に入射し、第１実施形態と同様に、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような受光信号が得られる。
【0307】
また、検煙領域１６で発生した散乱光をシリンドリカルレンズ２２８により効率良く照射して発生した散乱光を受光素子８０に入射することから、損失を低減して受光素子８０での受光量を高めることを可能としている。
【0308】
尚、第１発光素子アレイ２２０を設けた第１発光光学系６４で説明したが、第２発光素子アレイ２３０を設けた第２発光光学系７２についても、配置位置・方向、照射する光の波長（所定の第２波長帯の光を発光する発光ダイオードの使用）が異なる以外は、第１発光素子アレイ２２０を設けた第１発光光学系６４と同様となる。
【0309】
また、第８実施形は、第２実施形態と同様に第１発光光学系６４、第２発光光学系７２及び受光素子８０が設けられ、同様の受光信号が得られることから、制御部による発光制御と受光読込制御、煙判定部、速度検出部、煙種別識別部、煙確定部、及び各機能部による処理については、第２実施形態の場合と基本的に同様であり、その説明は省略する。
【0310】
【0311】
半球レンズ２４８は、発光素子２４６からの光を円柱状の光ビームとして検煙領域１６に照射させるものであり、発光素子２４６は所定の間隔で配列されているため、第１発光光学系６４は、円柱状の照射区画２２７が発光素子２４６の配置間隔に対応した所定の間隔で配列された照射領域を検煙領域１６内に形成する。このため、レンズカバーを半球レンズ２４８とした第１発光素子アレイ２４０の場合にも第１実施形態と同様に、例えば火災による煙、サイズの大きい異物及びサイズの小さい異物の場合の受光信号の一例として示した図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）のような受光信号が得られる。また、第２発光素子アレイ２３０についても発光素子アレイの他の実施形態は適用し得るものである。
【0312】
［ｔ．煙の移動方向を検出可能とした第８実施形態の煙感知器］
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第８実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第８実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図５４、方向検出用発光素子アレイを取り出して示した図５５、方向検出用発光素子アレイの照射領域を示した図５６を参照する。尚、図５４乃至図５６は第１方向検出用発光素子アレイを例に取り、図５５（Ａ）は発光素子アレイを平面（上面）から見て示し、図５５（Ｂ）は発光素子アレイを右面から見て示し、図５５（Ｃ）は発光素子アレイを前面から見て示している。
次に、煙の移動方向の検出を可能とした第８実施形態の変形例について説明する。当該説明にあっては、煙の移動方向を検出可能とした第８実施形態による煙感知器の内部構造を平面（上面）から見た断面で示した図５４、方向検出用発光素子アレイを取り出して示した図５５、方向検出用発光素子アレイの照射領域を示した図５６を参照する。尚、図５４乃至図５６は第１方向検出用発光素子アレイを例に取り、図５５（Ａ）は発光素子アレイを平面（上面）から見て示し、図５５（Ｂ）は発光素子アレイを右面から見て示し、図５５（Ｃ）は発光素子アレイを前面から見て示している。
【0313】
本実施形態では煙の移動方向を検出するために、図５４に示すように、図５０の第１発光光学系６４の第１発光素子アレイ２２０を第１方向検出用発光素子アレイ２２００とし、第２発光光学系７２の第２発光素子アレイ２３０を第２方向検出用発光素子アレイ２３００とし、検煙領域１６の中心となる検煙点Ｐを通る前後方向の中心線の後側となる筐体１２の外面に磁北マーカー１５を設けている。それ以外の構成は、図５０で示した構成と同様であることから説明は省略する。
【0314】
図５５に示すように、第１方向検出用発光素子アレイ２２００は、左右方向を長手方向とした矩形の基板２２０２の検煙領域１６に面する一面に発光素子２２０６が左右方向に所定幅の空きを空けて複数配列（配置）されている。また、基板２２０２の一面は高空間周波数領域２２１０と低空間周波数領域２２１２に基板２２０２の左右方向における中心を境に分け、高空間周波数領域２２１０には発光素子２２０６を小さいピッチＰ１となる配置間隔で配列し、低空間周波数領域２２１２には発光素子２２０６を大きいピッチＰ２となる配置間隔で配列している。
【0315】
ここで、発光素子２２０６には、例えば所定の第１波長帯の光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して、そのレンズカバーとしてシリンドリカルレンズ２２０８を設け、第１方向検出用発光素子アレイをＬＥＤアレイとしている。このため、図５６に示すように、第１方向検出用発光素子アレイ２２００の発光素子２２０６からの光はシリンドリカルレンズ２２０８により一方向に平行光として照射される。尚、シリンドリカルレンズ２２０８は第１方向検出用発光素子アレイ２２００とは別体として第１発光素子アレイ２２０の一面側に分離配置した構造としても良く、前述した通り、レンズカバーをシリンドリカルレンズの代わりに半球レンズとしても良い。
【0316】
また、前述した通り、煙の移動速度１～４０ｃｍ／ｓｅｃに対応した発光素子アレイを設けた空間フィルタ機構の空間周波数を決める発光素子の配置間隔は１．０～１０ｍｍの範囲が適当であることから、例えばピッチＰ１を２ｍｍとし、ピッチＰ２を４ｍｍとするように発光素子２２０６を配列する。
【0317】
第１方向検出用発光素子アレイ２２００を設けた第１発光光学系６４は、図５６に示すように、第１方向検出用発光素子アレイ２２００の一面に配置した発光素子２２０６の各々に対応して、検煙領域１６内で高空間周波数領域２２１０に属する扇状照射区画２２０７と低空間周波数領域２２１２に属する扇状照射区画２２０７が各領域の発光素子２２０６間の空きに対応した幅の空きを空けて配列された照射領域２２０５を仮想的に形成している。尚、照射領域２２０５内の扇状照射区画２２０７間の空きは光が照射されない領域となる。
【0318】
このため、第１方向検出用発光素子アレイ２２００の発光素子２２０６からの光を、シリンドリカルレンズ２２０８を介して検煙領域１６を通過する煙（煙塊）に照射して生じる散乱光を受光素子８０で受光すると、例えば第１実施形態と同様に図１５に示すような受信信号が得られる。第１方向検出用発光素子アレイ２２００の発光素子２２０６から照射された光により生じた散乱光の受信信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出される。
【0319】
尚、第１方向検出用発光素子アレイ２２００を設けた第１発光光学系６４で説明したが、第２方向検出用発光素子アレイ２３００を設けた第２発光光学系７２についても、配置位置・方向、照射する光の波長（所定の第２波長帯の光を発光する発光ダイオードの使用）が異なる以外は、第１方向検出用発光素子アレイ２２００を設けた第１発光光学系６４と同様であり、第２方向検出用発光素子アレイ２３００の発光素子から照射された光により生じた散乱光の受信信号にあっては、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は＋Ｙ方向（後向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は－Ｙ方向（前向き）として検出される。
【0320】
従って、第８実施形態においても第２実施形態と同様に、第１方向検出用発光素子アレイ２２００の発光素子２２０６から照射された光により生じた散乱光の受信信号に基づきＸ方向の移動速度ベクトルを検出し、第２方向検出用発光素子アレイ２３００の発光素子から照射された光により生じた散乱光の受信信号に基づきＹ方向の移動速度ベクトルを検出し、Ｘ方向とＹ方向の移動速度ベクトルに基づき煙の移動方向（磁極の方位角度）を検出することができる。
【0321】
また、第１実施形態と同様に、磁北マーカー１５を必要とすることなく、煙感知器１０に対する煙の流入方向から火点が建物内のどの方向なのかを特定するようにしても良い。
【0322】
［ｕ．本発明の変形例］
本発明による煙感知器の変形例について説明する。本発明の煙感知器は、上記の実施形態以外に、以下の変形を含むものである。
本発明による煙感知器の変形例について説明する。本発明の煙感知器は、上記の実施形態以外に、以下の変形を含むものである。
【0323】
（光学素子）
上記の第１、第３、第５及び第７実施形態で受光光学系に設けた光学素子は、遮光板に複数のスリット（開口）を所定のピッチ（間隔）で配列した物理フィルタであるレチクル、シリンドリカルレンズを配列したレンズアレイ、フレネルレンズ又は受光素子アレイとしているが、光学素子はこれらに限定されず、適宜の光学素子が使用できる。
上記の第１、第３、第５及び第７実施形態で受光光学系に設けた光学素子は、遮光板に複数のスリット（開口）を所定のピッチ（間隔）で配列した物理フィルタであるレチクル、シリンドリカルレンズを配列したレンズアレイ、フレネルレンズ又は受光素子アレイとしているが、光学素子はこれらに限定されず、適宜の光学素子が使用できる。
【0324】
また、上記の第２、第４、第６及び第８実施形態での発光光学系に設けた光学素子も同様であり、遮光板に複数のスリット（開口）を所定のピッチ（間隔）で配列した物理フィルタであるレチクル、シリンドリカルレンズを配列したレンズアレイ、フレネルレンズ又は発光素子アレイ以外の適宜の光学素子が使用できる。
【0325】
（発光素子及び受光素子）
また、１つの発光素子と２つの受光素子を備えた実施形態（第１、第３、第５、第７実施形態）、及び２つの発光素子と１つ受光素子を備えた実施形態（第２、第４、第６、第８実施形態）で説明したが、２つの発光素子と２つの受光素子を備えた実施形態とすることもできる。また、第１波長帯の光の第１中心波長λ１を７００ｎｍとし、第２波長帯の光の第２中心波長λ２を４５０ｎｍとしているが、これらの波長に限定されることなく、例えば第１波長帯の光を９５０ｎｍ帯の近赤外線光とし、第２波長帯の光を３５０ｎｍ帯の紫外線光としても良い。
また、１つの発光素子と２つの受光素子を備えた実施形態（第１、第３、第５、第７実施形態）、及び２つの発光素子と１つ受光素子を備えた実施形態（第２、第４、第６、第８実施形態）で説明したが、２つの発光素子と２つの受光素子を備えた実施形態とすることもできる。また、第１波長帯の光の第１中心波長λ１を７００ｎｍとし、第２波長帯の光の第２中心波長λ２を４５０ｎｍとしているが、これらの波長に限定されることなく、例えば第１波長帯の光を９５０ｎｍ帯の近赤外線光とし、第２波長帯の光を３５０ｎｍ帯の紫外線光としても良い。
【0326】
（検出対象確定処理）
図１３に示した方向検出用レチクル２８０，３６０を設けた第１実施形態の煙感知器１０の制御部４６に設けられた煙種別識別部６０及び煙確定部６２による処理は、図１５に示した前半と後半で周期の異なる第１受光信号を所定時間積分して第１受光値Ａ１を求め、また、前半と後半で周期の異なる第２受光信号を所定時間積分して第２受光値Ａ２を求めることで、同様にして処理することができる。この点は、第２実施形態乃至第８実施形態の煙感知器１０についても同様となる。
図１３に示した方向検出用レチクル２８０，３６０を設けた第１実施形態の煙感知器１０の制御部４６に設けられた煙種別識別部６０及び煙確定部６２による処理は、図１５に示した前半と後半で周期の異なる第１受光信号を所定時間積分して第１受光値Ａ１を求め、また、前半と後半で周期の異なる第２受光信号を所定時間積分して第２受光値Ａ２を求めることで、同様にして処理することができる。この点は、第２実施形態乃至第８実施形態の煙感知器１０についても同様となる。
【0327】
（フレネルレンズ）
フレネルレンズを用いた空間フィルタ機構である第４及び第５実施形態にあっては、煙がＺ方向（上下方向）に移動した場合にも時間的に変化する散乱光の受光信号が得られ、仮に煙がＺ方向に移動した場合には煙の移動方向の検出が困難になることが想定されることから、リニアフレネルレンズ等を用いた空間フィルタ機構としても良い。また、フレネルレンズを用いた空間フィルタ機構であっても、煙は煙感知器が設置されている設置面（Ｘ－Ｙ２次元面）に沿って流れるため煙のＺ方向（上下方向）の移動はほぼ存在しなく、実質的に問題なく煙の移動方向を検出できる。
フレネルレンズを用いた空間フィルタ機構である第４及び第５実施形態にあっては、煙がＺ方向（上下方向）に移動した場合にも時間的に変化する散乱光の受光信号が得られ、仮に煙がＺ方向に移動した場合には煙の移動方向の検出が困難になることが想定されることから、リニアフレネルレンズ等を用いた空間フィルタ機構としても良い。また、フレネルレンズを用いた空間フィルタ機構であっても、煙は煙感知器が設置されている設置面（Ｘ－Ｙ２次元面）に沿って流れるため煙のＺ方向（上下方向）の移動はほぼ存在しなく、実質的に問題なく煙の移動方向を検出できる。
【0328】
（高空間周波数領域と低空間周波数領域）
第１乃至第８実施形態において、煙の移動方向の検出を可能とするために、高空間周波数領域と低空間周波数領域を持つ方向検出用のレチクル、レンズアレイフレネルレンズ、受光素子アレイ又は発光素子アレイを用いているが、配置された際の高空間周波数領域と低空間周波数領域との位置関係は逆であっても良い。
第１乃至第８実施形態において、煙の移動方向の検出を可能とするために、高空間周波数領域と低空間周波数領域を持つ方向検出用のレチクル、レンズアレイフレネルレンズ、受光素子アレイ又は発光素子アレイを用いているが、配置された際の高空間周波数領域と低空間周波数領域との位置関係は逆であっても良い。
【0329】
図１３に示した第１実施形態の方向検出用レチクルを例に取ると、方向検出用レチクル２８０は、左側に高空間周波数領域、右側に低空間周波数領域が位置するように設けられているが、左側に低空間周波数領域、右側に高空間周波数領域が位置するように設けても良い。この場合には、第１受光素子３２から得られた受光信号は、前半の周期が短く後半の周期が長い場合には、煙の移動方向は－Ｘ方向（左向き）として検出され、前半の周期が長く後半の周期が短い受光信号の場合には、煙の移動方向は＋Ｘ方向（右向き）として検出されることとなる。
【0330】
（その他）
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【0331】
１０：煙感知器
１２：筐体
１４：煙流入口
１５：磁北マーカー
１６：検煙領域
１８：回路収納部
２０：端子金具
２２：感知器回路
２４：発光素子
２５：煙塊
２６：第１受光光学系
２８、６６：第１レチクル
３６、７６：第２レチクル
３０、３８、６４、７４：レンズ
３２：第１受光素子
３４：第２受光光学系
４０：第２受光素子
４２：伝送線
４４：電源部
４６：制御部
４８：伝送部
５０，５１：発光駆動部
５２，５４：受光増幅部
６０：第１発光光学系
６２：第１発光素子
７０：第２発光光学系
７２：第２発光素子
８０：受光素子
１００，１２０：第１レンズアレイ
１０００，１２００：第１方向検出用レンズアレイ
１０２，１００２，１２２，１２０２，１９０，２１０，１９００，２１００：凸レンズ
１０４，１００４，１２４，１２０４：シリンドリカルレンズ
１０６，１０１０，１４６，１４１０，１８６，１８１０：視野領域
１０８，１０１２，１８８，１８１２：箱形視野区画
１１０，１３０：第２レンズアレイ
１１００，１３００：第２方向検出用レンズアレイ
１００６，１２０６，１４０６，１６０６，１８０６，２２１０，２８２：高空間周波数領域
１００８，１２０８，１４０８，１６０８，１８０８，２２１２，２８４：低空間周波数領域
１２６，１２１０，１６６，１６１０，２２５，２２０５：照射領域
１２８，１２１２：箱形照射区画
１４０，１６０：第１フレネルレンズ
１４００，１６００：第１方向検出用フレネルレンズ
１４２，１４０２，１６２，１６０２：レンズ平面部
１４４，１４０４，１６４，１６０４：プリズム部
１４５，１４０５，１６５，１６０５：光学中心部
１４８，１４１２：円筒状視野区画
１５０，１７０：第２フレネルレンズ
１５００，１７００：第２方向検出用フレネルレンズ
１６８，１６１２：円筒状照射区画
１８０：第１受光素子アレイ
１８００：第１方向検出用受光素子アレイ
１８２，１８０２，２２２，２４２，２２０２：基板
１８４，１８０４：受光素子
１８５，１８０５：差動増幅器
２００：第２受光素子アレイ
２０００：第２方向検出用受光素子アレイ
２２０，２４０：第１発光素子アレイ
２２００：第１方向検出用発光素子アレイ
２２６，２４６，２２０６：発光素子
２２７，２２０７：扇状照射区画
２２８，２２０８：シリンドリカルレンズ
２３０：第２発光素子アレイ
２３００：第２方向検出用発光素子アレイ
２４８：半球レンズ
２４０、６６０、７４０：発光光軸
２８０，３６０，７００，７８０：方向検出用レチクル
３２０、４００、８００：受光光軸
１２：筐体
１４：煙流入口
１５：磁北マーカー
１６：検煙領域
１８：回路収納部
２０：端子金具
２２：感知器回路
２４：発光素子
２５：煙塊
２６：第１受光光学系
２８、６６：第１レチクル
３６、７６：第２レチクル
３０、３８、６４、７４：レンズ
３２：第１受光素子
３４：第２受光光学系
４０：第２受光素子
４２：伝送線
４４：電源部
４６：制御部
４８：伝送部
５０，５１：発光駆動部
５２，５４：受光増幅部
６０：第１発光光学系
６２：第１発光素子
７０：第２発光光学系
７２：第２発光素子
８０：受光素子
１００，１２０：第１レンズアレイ
１０００，１２００：第１方向検出用レンズアレイ
１０２，１００２，１２２，１２０２，１９０，２１０，１９００，２１００：凸レンズ
１０４，１００４，１２４，１２０４：シリンドリカルレンズ
１０６，１０１０，１４６，１４１０，１８６，１８１０：視野領域
１０８，１０１２，１８８，１８１２：箱形視野区画
１１０，１３０：第２レンズアレイ
１１００，１３００：第２方向検出用レンズアレイ
１００６，１２０６，１４０６，１６０６，１８０６，２２１０，２８２：高空間周波数領域
１００８，１２０８，１４０８，１６０８，１８０８，２２１２，２８４：低空間周波数領域
１２６，１２１０，１６６，１６１０，２２５，２２０５：照射領域
１２８，１２１２：箱形照射区画
１４０，１６０：第１フレネルレンズ
１４００，１６００：第１方向検出用フレネルレンズ
１４２，１４０２，１６２，１６０２：レンズ平面部
１４４，１４０４，１６４，１６０４：プリズム部
１４５，１４０５，１６５，１６０５：光学中心部
１４８，１４１２：円筒状視野区画
１５０，１７０：第２フレネルレンズ
１５００，１７００：第２方向検出用フレネルレンズ
１６８，１６１２：円筒状照射区画
１８０：第１受光素子アレイ
１８００：第１方向検出用受光素子アレイ
１８２，１８０２，２２２，２４２，２２０２：基板
１８４，１８０４：受光素子
１８５，１８０５：差動増幅器
２００：第２受光素子アレイ
２０００：第２方向検出用受光素子アレイ
２２０，２４０：第１発光素子アレイ
２２００：第１方向検出用発光素子アレイ
２２６，２４６，２２０６：発光素子
２２７，２２０７：扇状照射区画
２２８，２２０８：シリンドリカルレンズ
２３０：第２発光素子アレイ
２３００：第２方向検出用発光素子アレイ
２４８：半球レンズ
２４０、６６０、７４０：発光光軸
２８０，３６０，７００，７８０：方向検出用レチクル
３２０、４００、８００：受光光軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】