検出器
【課題】受光部への光の入射角度を小さくした検出器を提供する。
【解決手段】検出器Ａは、発光部１と、受光部２と、導光体３とを備える。導光体３は、下部ミラー４と上部ミラー５とを組み合わせて構成され、検出対象の気体が通気口を通して導入される内部空間を有し、内部空間の周りの反射面６で発光部１からの放射光を反射することによって放射光を受光部２へと導光する。反射面６の形状は２点Ｐ１，Ｐ２を焦点とする楕円体状に形成され、焦点Ｐ１の位置に発光部１が配置され、焦点Ｐ２の位置に対して発光部１に近い側に受光部２が配置されている。
【解決手段】検出器Ａは、発光部１と、受光部２と、導光体３とを備える。導光体３は、下部ミラー４と上部ミラー５とを組み合わせて構成され、検出対象の気体が通気口を通して導入される内部空間を有し、内部空間の周りの反射面６で発光部１からの放射光を反射することによって放射光を受光部２へと導光する。反射面６の形状は２点Ｐ１，Ｐ２を焦点とする楕円体状に形成され、焦点Ｐ１の位置に発光部１が配置され、焦点Ｐ２の位置に対して発光部１に近い側に受光部２が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば気体の種類や濃度、煙の濃度、或いは気体に含まれる塵埃などを検出するための検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内壁の形状が回転楕円体に形成されたガス計測室を備え、ガス計測室内で一方の焦点に赤外線放射源を、他方の焦点に赤外線を検出する検出器を配置したガスセンサがあった（例えば特許文献１参照）。ガス計測室に検出対象の気体が存在すると、気体の種類に応じて特定の波長の赤外線が吸収されるから、検出器によって検出される赤外線の強度をもとに、ガス計測室に存在する気体の組成を検出できる。尚、特許文献２にも、楕円体形状のガス室を備え、ガス室内で一方の焦点に赤外線発光装置が配置され、他方の焦点に赤外線検出装置が配置された赤外線式ガス検出器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４７６１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１のガスセンサや特許文献２の検出器では、受光素子が焦点位置に配置されているので、回転楕円体の表面で反射した光を受光素子に集光させることができる。しかしながら、受光素子付近の回転楕円体の表面で１回反射されて受光素子に入射する光は、その入射角度が大きくなっていた。入射角度が大きくなると、受光素子の表面で入射光の一部が反射されてロスが発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、受光部への光の入射角度を小さくした検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願の検出器は、発光部と、受光部と、導光体とを備える。前記導光体は、検出対象の気体が導入される内部空間を有し、前記内部空間の周りの反射面で前記発光部からの放射光を反射することによって前記放射光を前記受光部へと導光する。前記反射面の形状は楕円体状に形成され、前記反射面の一方の焦点位置に前記発光部が配置され、他方の焦点位置に対して前記発光部に近い側に前記受光部が配置されている。
【０００７】
この検出器において、前記受光部を複数備え、それぞれの前記受光部の前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタが配置され、複数の前記受光部が受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する検出部を備えることも好ましい。ここにおいて、検出部によって検出される検出対象の気体の状態とは、内部空間における検出対象の気体の有無やその濃度、或いは、検出対象の気体が複数存在する場合は内部空間に存在する気体の種類などである。
【０００８】
この検出器において、前記反射面が、それぞれの前記受光部と前記発光部とを結ぶ直線を中心軸とする楕円体状に形成された複数の反射面を含むことも好ましい。
【０００９】
この検出器において、前記複数の反射面の境界付近に、前記内部空間に気体を出入りさせる通気口が設けられることも好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反射面の一方の焦点位置に発光部が配置され、他方の焦点位置に対して発光部に近い側に受光部が配置されているので、反射面で反射されて受光部に入射する光の入射角度を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本実施形態の検出器を模式的に示した断面図、（ｂ）は要部を拡大した断面図、（ｃ）は比較例の断面図である。
【図２】同上の分解斜視図である。
【図３】（ａ）は同上の外観斜視図、（ｂ）は同上の斜視断面図である。
【図４】同上を構成する光学フィルタへの入射光の経路を説明する説明図である。
【図５】同上を構成する光学フィルタの透過率−波長特性の説明図である。
【図６】同上を構成する受光部の出力波形の説明図である。
【図７】同上の他の形態を模式的に示した断面図である。
【図８】同上のまた別の形態を模式的に示した断面図である。
【図９】同上のさらに別の形態を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る検出器の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００１３】
本実施形態の検出器Ａは、検出対象の気体（例えば一酸化炭素やメタンなど）の種類及び濃度を検出するために用いられる。尚、検出器Ａは気体の種類や濃度を検出するものに限定されるものではなく、煙や塵埃の有無やその濃度を検出するものでもよい。
【００１４】
この検出器Ａは、図１〜図３に示すように、発光部１と、受光部２と、円柱状の導光体３（下部ミラー４及び上部ミラー５からなる）と、発光部１を保持する保持部１０と、受光部２を保持する保持部２０と、光学フィルタ３０を備えている。
【００１５】
導光体３は例えば全体として円柱状をなす合成樹脂成形品からなり、この導光体３は中心軸を通って中心軸と平行な平面によって下部ミラー４と上部ミラー５との２つの部材に分割されている。下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面には、下部ミラー４及び上部ミラー５を接合した際に表面の形状が楕円体状となる凹部が設けられている。これら凹部の表面に反射率の高い金属をコーティング（例えばクロムめっきなど）することによって、反射面６が形成されている。下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面において、軸方向の一端部には、互いに対向する位置に半円状に窪んだ凹部４ａ，５ａが設けられ、下部ミラー４及び上部ミラー５が接合された状態では凹部４ａ，５ａによって貫通孔７が形成される。下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面において、軸方向の他端部には、互いに対向する位置に半円状に窪んだ凹部４ｂ，５ｂが設けられ、下部ミラー４及び上部ミラー５が接合された状態では凹部４ｂ，５ｂによって貫通孔８が形成される。また、下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面において、導光体３の円周面に対応する部位には、互いに対向する位置に半円状に窪んだ凹部４ｃ，５ｃが設けられ、下部ミラー４及び上部ミラー５が接合された状態では凹部４ｃ，５ｃによって通気口９が形成される。
【００１６】
発光部１は、赤外光を発光する発光ダイオードのような発光素子１ａが円板状のベース部１ｂの前面に配置され、ベース部１ｂの後面には複数本の端子ピン１ｃが設けられている。
【００１７】
この発光部１は、キャップ部１１及び押さえ板１２からなる保持部１０を介して導光体３の軸方向における一端部に取り付けられる。キャップ部１１は略円盤状であって、導光体３側の端面には導光体３の端部が挿入される丸穴状の凹部１１ａが設けられ、凹部１１ａの底部中央には導光体３の貫通孔７と連なるように丸穴１１ｂが設けられている。またキャップ部１１における導光体３と反対側の端面には、発光部１のベース部１ａを納める凹部１１ｃが丸穴１１ｂの周りに設けられている。押さえ板１２は、略円板状であって、発光部１の端子ピン１ｃを挿通させる貫通孔１２ａが中央部に設けられている。なお貫通孔１２ａの内径はベース部１ｂの外径よりも小さい寸法に設定され、押さえ板１２の外径はベース部１ｂの外径よりも大きい寸法に設定されている。
【００１８】
受光部２はＣＡＮタイプの本体２ｂを備える。本体２ｂの前面には受光窓２ｃが開口しており、この受光窓２ｃに臨むように受光素子２ａ（例えば焦電型の赤外線検出素子からなる）が本体２ｂの内部に収納されている。また本体２ｂの後面には複数本の端子ピン２ｄが設けられている。
【００１９】
この受光部２は、キャップ部２１及び押さえ板２２からなる保持部２０を介して導光体３の軸方向における他端部に取り付けられる。キャップ部２１は略円盤状であって、導光体３側の端面には導光体３の端部が挿入される丸穴状の凹部２１ａが設けられ、凹部２１ａの底部中央には導光体３の貫通孔８と連なるように丸穴２１ｂが設けられている。また押さえ板２２は、略円板状であって、受光部２の端子ピン２ｄを挿通させる貫通孔２２ａが中央部に設けられている。なお貫通孔２２ａの内径は受光部２の本体２ｂの外径よりも小さい寸法に設定され、押さえ板２２の外径は本体２ｂの外径よりも大きい寸法に設定されている。
【００２０】
光学フィルタ３０は膜状に形成され、検出対象の気体が吸収する波長域以外で透過率が低下するような透過率−波長特性を有している。この光学フィルタ３０は受光部２の前側に配置されているが、受光素子２ｂの前側に配置されるようにして受光部２の本体２ｂと一体に設けられていてもよい。
【００２１】
次に、この検出器Ａの組み立て手順を説明する。先ず、作業者は下部ミラー４と上部ミラー５とを重ね合わせて導光体３を構成した後、導光体３の軸方向一端側（貫通孔７が設けられた端部）にキャップ部１１を被せ、導光体３の軸方向他端側（貫通孔８が設けられた端部）にキャップ部２１を被せる。その後、作業者は、発光面を導光体３側に向けた状態で発光部１を凹部１１ｃ内に配置し、発光部１の背面側に押さえ板１２を配置する。そして、押さえ板１２及びキャップ部１１の孔１２ｂ，１１ｄに通された取付ねじ（図示せず）が導光体３のねじ部４ｄ，５ｄにねじ込まれることによって、保持部１０が導光体３に固定され、保持部１０と導光体３の間に発光部１が保持される。また、作業者は、受光面を導光体３側に向けた状態で受光部２を丸穴２１ｂに配置し、受光部２の背面側に押さえ板２２を配置する。この状態から押さえ板２２及びキャップ部２１の孔２２ｂ，２１ｃに通された取付ねじ（図示せず）が導光体３のねじ部（図示せず）にねじ込まれることによって、保持部２０が導光体３に固定され、保持部２０と導光体３の間で受光部２が保持される。このように、保持部１０，２０を介して発光部１及び受光部２が導光体３に取り付けられた状態では、発光素子１ａが貫通孔７と対向し、受光素子２ａが貫通孔８と対向し、発光素子１ａから放射された光は導光体３の内部空間に照射され、受光素子２ａに直接入射するか、或いは、反射面６で反射されて受光素子２ａに導光される。
【００２２】
この検出器Ａを用いて検出対象の気体の有無を検出する場合、検出器Ａに電源が供給されると、発光部１の発光素子１ａは導光体３の内部空間に光を照射する。発光部１は楕円体状の反射面６の焦点位置Ｐ１に配置されているので、発光部１から照射された光が反射面６で反射されると、その反射光は他方の焦点位置Ｐ２に集光される。受光部２は、焦点位置Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線上で、焦点位置Ｐ２よりも発光部１に近い側に配置されているので、反射面６で反射された反射光は光学フィルタ３０を介して受光部２に入射され、受光量に応じた大きさの信号（電流信号或いは電圧信号）が受光部２から出力される。ここで、通気口９を通って導光体３の内部空間に検出対象の気体が導入され、内部空間において検出対象の気体の濃度が増加すると、この気体によって吸収される光が増加し、受光部２への入射光量が低下する。受光部２への入射光量が低下すると、受光部２から出力される信号の大きさも変化するので、受光部２からの出力信号をもとに、検出対象の気体の有無やその濃度を検出することができる。図６は検出対象の気体の濃度と受光部２への入射光量の時間変化の測定例を示し、図中の線Ｄは気体の濃度、線Ｅは受光部２への入射光量であり、濃度が増加するにつれて入射光量が減少し、濃度が減少するにつれて入射光量が増加している。
【００２３】
ここにおいて、本実施形態では図１（ａ）に示すように反射面６が楕円体状に形成され、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に発光部１が配置され、他方の焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に受光部２が配置されている。発光部１は、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に配置されているので、発光部１からの放射光は反射面６によって反射されて、他方の焦点位置Ｐ２に集光する。受光部２は、他方の焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に配置されているので、図１（ｃ）に示すように焦点位置Ｐ２に受光部２が配置された場合に比べて受光部２に入射する光の入射角度を小さくできる（図１（ｂ）参照）。これにより、入射角度が大きい場合に比べて、入射光が受光部２の表面で反射されてロスが発生するのを抑制でき、受光部２への入射光量を増やすことができる。
【００２４】
また、気体の種類によって吸収する光の波長域（以下、吸収波長域という。）が異なり、検出対象の気体によって吸収波長域が異なるから、本実施形態では、検出対象の気体が吸収する波長域（吸収波長域）の透過率がそれ以外の波長域よりも高い光学フィルタ３０を受光部２の前側に配置してある。これにより、吸収波長域以外の光は光学フィルタ３０によって減衰されるから、受光素子２ａによって吸収波長域の光が存在するか否かを確実に検出でき、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００２５】
図４は光学フィルタ３０を透過して受光部２に入射する光の光路を示している。この光学フィルタ３０に対して斜めに光Ｌ２が入射する場合は、光学フィルタ３０に対して略直交する方向から光Ｌ１が入射する場合に比べて、フィルタ内を光が通過する光路長が異なり、それによって透過特性が変化する。図５は光学フィルタ３０の透過率−波長特性を示し、検出対象の気体の吸収波長域以外で透過率が低下するような透過率−波長特性Ｂに調整されている。ここで、光学フィルタ３０に略直交する方向から入射する光Ｌ１に対しては、光学フィルタ３０の透過率−波長特性は線Ｂで示されるような特性となり、吸収波長域以外の光を減衰させることができる。一方、光学フィルタ３０に斜めに入射する光Ｌ２に対しては、フィルタ内を通過する光路長が長くなることから、透過率のピークが短波長側にずれて、その透過率−波長特性は線Ｃで示されるような特性になる。この場合、検出対象の気体の吸収波長域における透過率が低くなり、吸収波長域よりも短波長側で透過率が高くなるため、透過させたい波長の光が減衰され、透過させたくない波長の光が透過してしまうから、Ｓ／Ｎ比が低下する可能性がある。しかしながら、本実施形態では受光部２が、焦点位置Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線上であって、焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に配置されているので、光学フィルタ３０に入射する光の入射角度を小さくできる。よって、検出対象の気体の吸収波長域からの透過率−波長特性のずれが小さくなり、所望の透過率−波長特性が得られるから、Ｓ／Ｎ比の低下が抑えられ、検出対象の気体を確実に検出することができる。
【００２６】
ところで、図１に示した模式的な断面図では受光部２が１つのみであるが、図７に示すように、複数（例えば２個）の受光部２Ａ，２Ｂを備え、それぞれの受光部２Ａ，２Ｂの前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタ３１，３２を配置してもよい。受光部２Ａ，２Ｂの出力は、例えばマイクロコンピュータからなる演算部４０（検出部）に入力される。演算部４０は、複数の受光部２Ａ，２Ｂが受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する。尚、演算部４０によって検出される検出対象の気体の状態とは、内部空間における検出対象の気体の有無やその濃度、或いは、検出対象の気体が複数存在する場合は内部空間に存在する気体の種類などである。
【００２７】
発光部１は、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に配置されている。受光部２Ａ，２Ｂは、反射面６の他方の焦点位置Ｐ２よりも発光部１に近い側であって、導光体３の貫通孔８と焦点位置Ｐ２との間に配置されている。受光部２Ａの前側には光学フィルタ３１が配置され、受光部２Ｂの前側には光学フィルタ３２が配置されている。光学フィルタ３１は、検出対象の気体の吸収波長と概ね同じ波長帯域の光を透過させる検出用の光学バンドパスフィルタである。また、光学フィルタ３２は、光学フィルタ３１とは異なる波長帯域の光を透過させる参照用の光学バンドパスフィルタである。ここで、演算部４０は、受光部２Ａの出力から求めた受光部２Ａの受光量と、受光部２Ｂの出力から求めた受光部２Ｂの受光量との差分を求めることによって、検出対象の気体の有無やその濃度を検出する。
【００２８】
導光体３の内部空間に検出対象の気体が流入すると、この気体によって吸収される波長域の光量が低下し、受光部２Ａの受光量が変化する。一方、受光部２Ｂの受光量には変化がないから、演算部４０は、受光部２Ａの受光量と受光部２Ｂの受光量との差分を求めることによって、検出対象の気体の濃度に応じた出力を得ることができ、検出対象の気体が流入したことやその濃度を検知できる。一方、気体の吸収以外の原因（例えば発光部１への印加電圧の変動、発光部１の劣化、反射面６の汚れなど）によって発光部１の発光光量が低下すると、受光部２Ａ，２Ｂの出力が両方共に低下するので、受光部２Ａの受光光量と受光部２Ｂの受光光量との差分は変化しない。したがって、演算部４０が、気体の吸収以外の原因による発光量の低下を、検出対象の気体による光の吸収と誤検出する可能性を低減できる。
【００２９】
尚、光学フィルタ３１，３２を、それぞれ別個の気体の吸収波長と概ね同じ波長帯域の光を透過させる検出用の光学バンドパスフィルタとし、２種類の気体の状態を検出するようにしてもよい。この場合、光学フィルタ３１の通過波長域が吸収波長域である気体（以下、気体Ａ１と言う。）が導光体３の内部空間に流入すると、気体Ａ１の濃度に応じて受光量２Ａの受光量が低下するので、演算部４０は、受光部２Ａの出力に基づいて、気体Ａ１が存在することやその濃度を検出する。また、光学フィルタ３２の通過帯域が吸収波長域である気体（以下、気体Ａ２と言う。）が導光体３の内部空間に流入すると、気体Ａ２の濃度に応じて受光量２Ｂの受光量が低下するので、演算部４０は、受光部２Ｂの出力に基づいて、気体Ａ２が存在することやその濃度を検出する。このように、光学フィルタ３１，３２を、それぞれ別個の気体の吸収波長と概ね同じ波長帯域の光を透過させる検出用の光学バンドパスフィルタとした場合は、演算部４０により複数種類の気体の状態を検出することが可能になる。
【００３０】
また、図７では焦点位置Ｐ２よりも発光部１に近い側に受光部及び光学フィルタの組をを２個ずつ配置しているが、受光部及び光学フィルタの組を３組以上配置してもよい。この場合、その内の１組を参照用として、その光学フィルタに透過波長域が検出対象の吸収波長域とは異なる波長帯域に設定された光学バンドパスフィルタを用い、残りの複数組を検出用とすれば、気体の吸収以外の原因による受光量の低下を誤検出することなく、複数種類の気体の状態を検出することができる。
【００３１】
ここで、図７の検出器Ａでは反射面６が１つの楕円体形状で構成されているが、図８に示すように、導光体３の内面に、発光部１が配置された点Ｐ１を焦点の１つとする楕円体状の反射面６Ａ，６Ｂを設けてもよい。受光部２Ａは、反射面６Ａの焦点Ｐ１，Ｐ３を結ぶ直線Ｌ３上で、焦点Ｐ３に対して発光部１に近い側に配置され、受光部２Ａの前側に光学フィルタ３１が配置されている。受光部２Ｂは、反射面６Ｂの焦点Ｐ１，Ｐ４を結ぶ直線Ｌ４上で、焦点Ｐ４に対して発光部１に近い側に配置され、受光部２Ｂの前側に光学フィルタ３２が配置されている。
【００３２】
この場合、発光部１からの照射光が反射面６Ａによって反射されると、その反射光は反射面６Ａの焦点Ｐ３に集光されるため、焦点Ｐ３の手前側に配置された受光部２Ａに入射する光量が大きくなり、受光部２Ａへの入射効率が向上する。また、発光部１からの照射光が反射面６Ｂによって反射されると、その反射光は反射面６Ｂの焦点Ｐ４に集光されるため、焦点Ｐ４の手前側に配置された受光部２Ｂに入射する光量が大きくなり、受光部２Ｂへの入射効率が向上する。
【００３３】
また、図９に示すように、上部ミラー５の凹部内面に設けられた反射面６Ａと、下部ミラー４の凹部内面に設けられた反射面６Ｂとの境界付近に、内部空間に気体を流入させる通気口９が設けられている。
【００３４】
反射面６Ａと反射面６Ｂとの境界部分は完全な楕円体状になっていないので、反射面６Ａ，６Ｂの境界付近で発光部１からの光が反射された場合、その反射光は焦点Ｐ３，Ｐ４に集光されにくく、そのため受光部２Ａ，２Ｂに入射しにくくなる。したがって、反射面６Ａ，６Ｂの境界付近に通気口９を設けることで、受光部２Ａ，２Ｂへの入射光量に影響を及ぼすことなく、導光体３の内部空間に気体を流入させたり、内部空間から外部へ気体を流出させたりすることができる。
【００３５】
尚、図７〜図９に示す検出器Ａは、受光部及び光学フィルタを２個ずつ（受光部２Ａ及び光学フィルタ３１の組と受光部２Ｂ及び光学フィルタ３２の組）備えているが、受光部及び光学フィルタの組を３組以上備えていてもよい。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の検出器Ａは、発光部１と、受光部２と、導光体３とを備える。導光体３は、検出対象の気体が導入される内部空間を有し、内部空間の周りの反射面６で発光部１からの放射光を反射することによって放射光を受光部２へと導光する。反射面６の形状は、２点Ｐ１，Ｐ２を焦点とする楕円体状に形成されている。一方の焦点Ｐ１の位置には発光部１が配置され、他方の焦点Ｐ２の位置に対して発光部１に近い側に受光部２が配置されている。
【００３７】
このように、発光部１は、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に配置されているので、発光部１からの放射光は反射面６によって反射されて、他方の焦点位置Ｐ２に集光する。受光部２は、他方の焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に配置されているので、焦点位置Ｐ２に受光部２が配置された場合に比べて受光部２に入射する光の入射角度を小さくできる。これにより、入射角度が大きい場合に比べて、入射光が受光部２の表面で反射されてロスが発生するのを抑制でき、受光部２への入射光量を増やすことができるから、受光部２の出力から内部空間に流入した気体の種類やその状態（例えば濃度）を検出できる。また、検出対象の気体の吸収波長域以外の光を減衰させる光学フィルタ３０が受光部２の前側に配置されている場合、光学フィルタ３０に入射する光の入射角度を小さくできる。光学フィルタ３０への入射角度が大きくなると、フィルタ内を通過する光路長が長くなり、それによって透過率が低下し、透過波長帯域が変化して不要な光が増加するが、光学フィルタ３０への光の入射角度を小さくすることで、検出対象の気体の吸収波長域からの透過率−波長特性のずれが低減され、検出対象の気体を確実に検出することができる。
【００３８】
また、本実施形態の検出器Ａにおいて、受光部を複数備え、それぞれの受光部の前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタが配置され、複数の受光部が受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する検出部を備えることも好ましい。
【００３９】
これにより、複数の受光部が受光した光量から、複数種類の気体の存否や濃度を検出することができる。また、気体の吸収以外の原因（例えば発光部１への印加電圧の変動、発光部１の劣化、反射面６の汚れなど）で受光部の受光量が変動した場合は、複数の受光部で同じように受光量が変化するため、複数の受光部の出力を検出することによって、気体の吸収以外の原因による受光量の低下を内部空間への気体の流入と誤検出する可能性を低減できる。さらに、光学フィルタへの入射角度が大きくなると、光学バンドパスフィルタの透過波長帯域が変化するため不要な光が増加するが、光学フィルタへの入射角度を小さくできるので、光学フィルタの透過率−波長特性のずれが低減され、検出対象の気体を確実に検出することができる。
【００４０】
また、受光部及び光学フィルタを複数組備えた検出器Ａにおいて、反射面が、それぞれの受光部と発光部とを結ぶ直線を中心軸とする楕円体状に形成された複数の反射面を含むことも好ましい。
【００４１】
これにより、それぞれの受光部に入射する入射光量を大きくでき、各受光部への入射効率が向上する。
【００４２】
また更に、検出器Ａにおいて、複数の反射面の境界付近に、内部空間に気体を出入りさせる通気口が設けられることも好ましい。
【００４３】
複数の反射面の境界付近では、完全な楕円体形状となっていないため、複数の反射面の境界付近で反射された光は受光部に入射しにくくなる。したがって、複数の反射面の境界付近に通気口が設けられることによって、各受光部への入射光量に影響を及ぼすことなく、導光体の内部空間に気体を流入させたり、内部空間から外部へ気体を流出させたりすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ 検出器
１ 発光部
１ａ 発光素子
２ 受光部
２ａ 受光素子
３ 導光体
４ 下部ミラー
５ 上部ミラー
６ 反射面
９ 通気口
Ｐ１，Ｐ２ 焦点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば気体の種類や濃度、煙の濃度、或いは気体に含まれる塵埃などを検出するための検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内壁の形状が回転楕円体に形成されたガス計測室を備え、ガス計測室内で一方の焦点に赤外線放射源を、他方の焦点に赤外線を検出する検出器を配置したガスセンサがあった（例えば特許文献１参照）。ガス計測室に検出対象の気体が存在すると、気体の種類に応じて特定の波長の赤外線が吸収されるから、検出器によって検出される赤外線の強度をもとに、ガス計測室に存在する気体の組成を検出できる。尚、特許文献２にも、楕円体形状のガス室を備え、ガス室内で一方の焦点に赤外線発光装置が配置され、他方の焦点に赤外線検出装置が配置された赤外線式ガス検出器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４７６１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１のガスセンサや特許文献２の検出器では、受光素子が焦点位置に配置されているので、回転楕円体の表面で反射した光を受光素子に集光させることができる。しかしながら、受光素子付近の回転楕円体の表面で１回反射されて受光素子に入射する光は、その入射角度が大きくなっていた。入射角度が大きくなると、受光素子の表面で入射光の一部が反射されてロスが発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、受光部への光の入射角度を小さくした検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願の検出器は、発光部と、受光部と、導光体とを備える。前記導光体は、検出対象の気体が導入される内部空間を有し、前記内部空間の周りの反射面で前記発光部からの放射光を反射することによって前記放射光を前記受光部へと導光する。前記反射面の形状は楕円体状に形成され、前記反射面の一方の焦点位置に前記発光部が配置され、他方の焦点位置に対して前記発光部に近い側に前記受光部が配置されている。
【０００７】
この検出器において、前記受光部を複数備え、それぞれの前記受光部の前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタが配置され、複数の前記受光部が受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する検出部を備えることも好ましい。ここにおいて、検出部によって検出される検出対象の気体の状態とは、内部空間における検出対象の気体の有無やその濃度、或いは、検出対象の気体が複数存在する場合は内部空間に存在する気体の種類などである。
【０００８】
この検出器において、前記反射面が、それぞれの前記受光部と前記発光部とを結ぶ直線を中心軸とする楕円体状に形成された複数の反射面を含むことも好ましい。
【０００９】
この検出器において、前記複数の反射面の境界付近に、前記内部空間に気体を出入りさせる通気口が設けられることも好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反射面の一方の焦点位置に発光部が配置され、他方の焦点位置に対して発光部に近い側に受光部が配置されているので、反射面で反射されて受光部に入射する光の入射角度を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本実施形態の検出器を模式的に示した断面図、（ｂ）は要部を拡大した断面図、（ｃ）は比較例の断面図である。
【図２】同上の分解斜視図である。
【図３】（ａ）は同上の外観斜視図、（ｂ）は同上の斜視断面図である。
【図４】同上を構成する光学フィルタへの入射光の経路を説明する説明図である。
【図５】同上を構成する光学フィルタの透過率−波長特性の説明図である。
【図６】同上を構成する受光部の出力波形の説明図である。
【図７】同上の他の形態を模式的に示した断面図である。
【図８】同上のまた別の形態を模式的に示した断面図である。
【図９】同上のさらに別の形態を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る検出器の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００１３】
本実施形態の検出器Ａは、検出対象の気体（例えば一酸化炭素やメタンなど）の種類及び濃度を検出するために用いられる。尚、検出器Ａは気体の種類や濃度を検出するものに限定されるものではなく、煙や塵埃の有無やその濃度を検出するものでもよい。
【００１４】
この検出器Ａは、図１〜図３に示すように、発光部１と、受光部２と、円柱状の導光体３（下部ミラー４及び上部ミラー５からなる）と、発光部１を保持する保持部１０と、受光部２を保持する保持部２０と、光学フィルタ３０を備えている。
【００１５】
導光体３は例えば全体として円柱状をなす合成樹脂成形品からなり、この導光体３は中心軸を通って中心軸と平行な平面によって下部ミラー４と上部ミラー５との２つの部材に分割されている。下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面には、下部ミラー４及び上部ミラー５を接合した際に表面の形状が楕円体状となる凹部が設けられている。これら凹部の表面に反射率の高い金属をコーティング（例えばクロムめっきなど）することによって、反射面６が形成されている。下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面において、軸方向の一端部には、互いに対向する位置に半円状に窪んだ凹部４ａ，５ａが設けられ、下部ミラー４及び上部ミラー５が接合された状態では凹部４ａ，５ａによって貫通孔７が形成される。下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面において、軸方向の他端部には、互いに対向する位置に半円状に窪んだ凹部４ｂ，５ｂが設けられ、下部ミラー４及び上部ミラー５が接合された状態では凹部４ｂ，５ｂによって貫通孔８が形成される。また、下部ミラー４及び上部ミラー５の接合面において、導光体３の円周面に対応する部位には、互いに対向する位置に半円状に窪んだ凹部４ｃ，５ｃが設けられ、下部ミラー４及び上部ミラー５が接合された状態では凹部４ｃ，５ｃによって通気口９が形成される。
【００１６】
発光部１は、赤外光を発光する発光ダイオードのような発光素子１ａが円板状のベース部１ｂの前面に配置され、ベース部１ｂの後面には複数本の端子ピン１ｃが設けられている。
【００１７】
この発光部１は、キャップ部１１及び押さえ板１２からなる保持部１０を介して導光体３の軸方向における一端部に取り付けられる。キャップ部１１は略円盤状であって、導光体３側の端面には導光体３の端部が挿入される丸穴状の凹部１１ａが設けられ、凹部１１ａの底部中央には導光体３の貫通孔７と連なるように丸穴１１ｂが設けられている。またキャップ部１１における導光体３と反対側の端面には、発光部１のベース部１ａを納める凹部１１ｃが丸穴１１ｂの周りに設けられている。押さえ板１２は、略円板状であって、発光部１の端子ピン１ｃを挿通させる貫通孔１２ａが中央部に設けられている。なお貫通孔１２ａの内径はベース部１ｂの外径よりも小さい寸法に設定され、押さえ板１２の外径はベース部１ｂの外径よりも大きい寸法に設定されている。
【００１８】
受光部２はＣＡＮタイプの本体２ｂを備える。本体２ｂの前面には受光窓２ｃが開口しており、この受光窓２ｃに臨むように受光素子２ａ（例えば焦電型の赤外線検出素子からなる）が本体２ｂの内部に収納されている。また本体２ｂの後面には複数本の端子ピン２ｄが設けられている。
【００１９】
この受光部２は、キャップ部２１及び押さえ板２２からなる保持部２０を介して導光体３の軸方向における他端部に取り付けられる。キャップ部２１は略円盤状であって、導光体３側の端面には導光体３の端部が挿入される丸穴状の凹部２１ａが設けられ、凹部２１ａの底部中央には導光体３の貫通孔８と連なるように丸穴２１ｂが設けられている。また押さえ板２２は、略円板状であって、受光部２の端子ピン２ｄを挿通させる貫通孔２２ａが中央部に設けられている。なお貫通孔２２ａの内径は受光部２の本体２ｂの外径よりも小さい寸法に設定され、押さえ板２２の外径は本体２ｂの外径よりも大きい寸法に設定されている。
【００２０】
光学フィルタ３０は膜状に形成され、検出対象の気体が吸収する波長域以外で透過率が低下するような透過率−波長特性を有している。この光学フィルタ３０は受光部２の前側に配置されているが、受光素子２ｂの前側に配置されるようにして受光部２の本体２ｂと一体に設けられていてもよい。
【００２１】
次に、この検出器Ａの組み立て手順を説明する。先ず、作業者は下部ミラー４と上部ミラー５とを重ね合わせて導光体３を構成した後、導光体３の軸方向一端側（貫通孔７が設けられた端部）にキャップ部１１を被せ、導光体３の軸方向他端側（貫通孔８が設けられた端部）にキャップ部２１を被せる。その後、作業者は、発光面を導光体３側に向けた状態で発光部１を凹部１１ｃ内に配置し、発光部１の背面側に押さえ板１２を配置する。そして、押さえ板１２及びキャップ部１１の孔１２ｂ，１１ｄに通された取付ねじ（図示せず）が導光体３のねじ部４ｄ，５ｄにねじ込まれることによって、保持部１０が導光体３に固定され、保持部１０と導光体３の間に発光部１が保持される。また、作業者は、受光面を導光体３側に向けた状態で受光部２を丸穴２１ｂに配置し、受光部２の背面側に押さえ板２２を配置する。この状態から押さえ板２２及びキャップ部２１の孔２２ｂ，２１ｃに通された取付ねじ（図示せず）が導光体３のねじ部（図示せず）にねじ込まれることによって、保持部２０が導光体３に固定され、保持部２０と導光体３の間で受光部２が保持される。このように、保持部１０，２０を介して発光部１及び受光部２が導光体３に取り付けられた状態では、発光素子１ａが貫通孔７と対向し、受光素子２ａが貫通孔８と対向し、発光素子１ａから放射された光は導光体３の内部空間に照射され、受光素子２ａに直接入射するか、或いは、反射面６で反射されて受光素子２ａに導光される。
【００２２】
この検出器Ａを用いて検出対象の気体の有無を検出する場合、検出器Ａに電源が供給されると、発光部１の発光素子１ａは導光体３の内部空間に光を照射する。発光部１は楕円体状の反射面６の焦点位置Ｐ１に配置されているので、発光部１から照射された光が反射面６で反射されると、その反射光は他方の焦点位置Ｐ２に集光される。受光部２は、焦点位置Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線上で、焦点位置Ｐ２よりも発光部１に近い側に配置されているので、反射面６で反射された反射光は光学フィルタ３０を介して受光部２に入射され、受光量に応じた大きさの信号（電流信号或いは電圧信号）が受光部２から出力される。ここで、通気口９を通って導光体３の内部空間に検出対象の気体が導入され、内部空間において検出対象の気体の濃度が増加すると、この気体によって吸収される光が増加し、受光部２への入射光量が低下する。受光部２への入射光量が低下すると、受光部２から出力される信号の大きさも変化するので、受光部２からの出力信号をもとに、検出対象の気体の有無やその濃度を検出することができる。図６は検出対象の気体の濃度と受光部２への入射光量の時間変化の測定例を示し、図中の線Ｄは気体の濃度、線Ｅは受光部２への入射光量であり、濃度が増加するにつれて入射光量が減少し、濃度が減少するにつれて入射光量が増加している。
【００２３】
ここにおいて、本実施形態では図１（ａ）に示すように反射面６が楕円体状に形成され、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に発光部１が配置され、他方の焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に受光部２が配置されている。発光部１は、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に配置されているので、発光部１からの放射光は反射面６によって反射されて、他方の焦点位置Ｐ２に集光する。受光部２は、他方の焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に配置されているので、図１（ｃ）に示すように焦点位置Ｐ２に受光部２が配置された場合に比べて受光部２に入射する光の入射角度を小さくできる（図１（ｂ）参照）。これにより、入射角度が大きい場合に比べて、入射光が受光部２の表面で反射されてロスが発生するのを抑制でき、受光部２への入射光量を増やすことができる。
【００２４】
また、気体の種類によって吸収する光の波長域（以下、吸収波長域という。）が異なり、検出対象の気体によって吸収波長域が異なるから、本実施形態では、検出対象の気体が吸収する波長域（吸収波長域）の透過率がそれ以外の波長域よりも高い光学フィルタ３０を受光部２の前側に配置してある。これにより、吸収波長域以外の光は光学フィルタ３０によって減衰されるから、受光素子２ａによって吸収波長域の光が存在するか否かを確実に検出でき、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００２５】
図４は光学フィルタ３０を透過して受光部２に入射する光の光路を示している。この光学フィルタ３０に対して斜めに光Ｌ２が入射する場合は、光学フィルタ３０に対して略直交する方向から光Ｌ１が入射する場合に比べて、フィルタ内を光が通過する光路長が異なり、それによって透過特性が変化する。図５は光学フィルタ３０の透過率−波長特性を示し、検出対象の気体の吸収波長域以外で透過率が低下するような透過率−波長特性Ｂに調整されている。ここで、光学フィルタ３０に略直交する方向から入射する光Ｌ１に対しては、光学フィルタ３０の透過率−波長特性は線Ｂで示されるような特性となり、吸収波長域以外の光を減衰させることができる。一方、光学フィルタ３０に斜めに入射する光Ｌ２に対しては、フィルタ内を通過する光路長が長くなることから、透過率のピークが短波長側にずれて、その透過率−波長特性は線Ｃで示されるような特性になる。この場合、検出対象の気体の吸収波長域における透過率が低くなり、吸収波長域よりも短波長側で透過率が高くなるため、透過させたい波長の光が減衰され、透過させたくない波長の光が透過してしまうから、Ｓ／Ｎ比が低下する可能性がある。しかしながら、本実施形態では受光部２が、焦点位置Ｐ１，Ｐ２を結ぶ直線上であって、焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に配置されているので、光学フィルタ３０に入射する光の入射角度を小さくできる。よって、検出対象の気体の吸収波長域からの透過率−波長特性のずれが小さくなり、所望の透過率−波長特性が得られるから、Ｓ／Ｎ比の低下が抑えられ、検出対象の気体を確実に検出することができる。
【００２６】
ところで、図１に示した模式的な断面図では受光部２が１つのみであるが、図７に示すように、複数（例えば２個）の受光部２Ａ，２Ｂを備え、それぞれの受光部２Ａ，２Ｂの前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタ３１，３２を配置してもよい。受光部２Ａ，２Ｂの出力は、例えばマイクロコンピュータからなる演算部４０（検出部）に入力される。演算部４０は、複数の受光部２Ａ，２Ｂが受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する。尚、演算部４０によって検出される検出対象の気体の状態とは、内部空間における検出対象の気体の有無やその濃度、或いは、検出対象の気体が複数存在する場合は内部空間に存在する気体の種類などである。
【００２７】
発光部１は、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に配置されている。受光部２Ａ，２Ｂは、反射面６の他方の焦点位置Ｐ２よりも発光部１に近い側であって、導光体３の貫通孔８と焦点位置Ｐ２との間に配置されている。受光部２Ａの前側には光学フィルタ３１が配置され、受光部２Ｂの前側には光学フィルタ３２が配置されている。光学フィルタ３１は、検出対象の気体の吸収波長と概ね同じ波長帯域の光を透過させる検出用の光学バンドパスフィルタである。また、光学フィルタ３２は、光学フィルタ３１とは異なる波長帯域の光を透過させる参照用の光学バンドパスフィルタである。ここで、演算部４０は、受光部２Ａの出力から求めた受光部２Ａの受光量と、受光部２Ｂの出力から求めた受光部２Ｂの受光量との差分を求めることによって、検出対象の気体の有無やその濃度を検出する。
【００２８】
導光体３の内部空間に検出対象の気体が流入すると、この気体によって吸収される波長域の光量が低下し、受光部２Ａの受光量が変化する。一方、受光部２Ｂの受光量には変化がないから、演算部４０は、受光部２Ａの受光量と受光部２Ｂの受光量との差分を求めることによって、検出対象の気体の濃度に応じた出力を得ることができ、検出対象の気体が流入したことやその濃度を検知できる。一方、気体の吸収以外の原因（例えば発光部１への印加電圧の変動、発光部１の劣化、反射面６の汚れなど）によって発光部１の発光光量が低下すると、受光部２Ａ，２Ｂの出力が両方共に低下するので、受光部２Ａの受光光量と受光部２Ｂの受光光量との差分は変化しない。したがって、演算部４０が、気体の吸収以外の原因による発光量の低下を、検出対象の気体による光の吸収と誤検出する可能性を低減できる。
【００２９】
尚、光学フィルタ３１，３２を、それぞれ別個の気体の吸収波長と概ね同じ波長帯域の光を透過させる検出用の光学バンドパスフィルタとし、２種類の気体の状態を検出するようにしてもよい。この場合、光学フィルタ３１の通過波長域が吸収波長域である気体（以下、気体Ａ１と言う。）が導光体３の内部空間に流入すると、気体Ａ１の濃度に応じて受光量２Ａの受光量が低下するので、演算部４０は、受光部２Ａの出力に基づいて、気体Ａ１が存在することやその濃度を検出する。また、光学フィルタ３２の通過帯域が吸収波長域である気体（以下、気体Ａ２と言う。）が導光体３の内部空間に流入すると、気体Ａ２の濃度に応じて受光量２Ｂの受光量が低下するので、演算部４０は、受光部２Ｂの出力に基づいて、気体Ａ２が存在することやその濃度を検出する。このように、光学フィルタ３１，３２を、それぞれ別個の気体の吸収波長と概ね同じ波長帯域の光を透過させる検出用の光学バンドパスフィルタとした場合は、演算部４０により複数種類の気体の状態を検出することが可能になる。
【００３０】
また、図７では焦点位置Ｐ２よりも発光部１に近い側に受光部及び光学フィルタの組をを２個ずつ配置しているが、受光部及び光学フィルタの組を３組以上配置してもよい。この場合、その内の１組を参照用として、その光学フィルタに透過波長域が検出対象の吸収波長域とは異なる波長帯域に設定された光学バンドパスフィルタを用い、残りの複数組を検出用とすれば、気体の吸収以外の原因による受光量の低下を誤検出することなく、複数種類の気体の状態を検出することができる。
【００３１】
ここで、図７の検出器Ａでは反射面６が１つの楕円体形状で構成されているが、図８に示すように、導光体３の内面に、発光部１が配置された点Ｐ１を焦点の１つとする楕円体状の反射面６Ａ，６Ｂを設けてもよい。受光部２Ａは、反射面６Ａの焦点Ｐ１，Ｐ３を結ぶ直線Ｌ３上で、焦点Ｐ３に対して発光部１に近い側に配置され、受光部２Ａの前側に光学フィルタ３１が配置されている。受光部２Ｂは、反射面６Ｂの焦点Ｐ１，Ｐ４を結ぶ直線Ｌ４上で、焦点Ｐ４に対して発光部１に近い側に配置され、受光部２Ｂの前側に光学フィルタ３２が配置されている。
【００３２】
この場合、発光部１からの照射光が反射面６Ａによって反射されると、その反射光は反射面６Ａの焦点Ｐ３に集光されるため、焦点Ｐ３の手前側に配置された受光部２Ａに入射する光量が大きくなり、受光部２Ａへの入射効率が向上する。また、発光部１からの照射光が反射面６Ｂによって反射されると、その反射光は反射面６Ｂの焦点Ｐ４に集光されるため、焦点Ｐ４の手前側に配置された受光部２Ｂに入射する光量が大きくなり、受光部２Ｂへの入射効率が向上する。
【００３３】
また、図９に示すように、上部ミラー５の凹部内面に設けられた反射面６Ａと、下部ミラー４の凹部内面に設けられた反射面６Ｂとの境界付近に、内部空間に気体を流入させる通気口９が設けられている。
【００３４】
反射面６Ａと反射面６Ｂとの境界部分は完全な楕円体状になっていないので、反射面６Ａ，６Ｂの境界付近で発光部１からの光が反射された場合、その反射光は焦点Ｐ３，Ｐ４に集光されにくく、そのため受光部２Ａ，２Ｂに入射しにくくなる。したがって、反射面６Ａ，６Ｂの境界付近に通気口９を設けることで、受光部２Ａ，２Ｂへの入射光量に影響を及ぼすことなく、導光体３の内部空間に気体を流入させたり、内部空間から外部へ気体を流出させたりすることができる。
【００３５】
尚、図７〜図９に示す検出器Ａは、受光部及び光学フィルタを２個ずつ（受光部２Ａ及び光学フィルタ３１の組と受光部２Ｂ及び光学フィルタ３２の組）備えているが、受光部及び光学フィルタの組を３組以上備えていてもよい。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の検出器Ａは、発光部１と、受光部２と、導光体３とを備える。導光体３は、検出対象の気体が導入される内部空間を有し、内部空間の周りの反射面６で発光部１からの放射光を反射することによって放射光を受光部２へと導光する。反射面６の形状は、２点Ｐ１，Ｐ２を焦点とする楕円体状に形成されている。一方の焦点Ｐ１の位置には発光部１が配置され、他方の焦点Ｐ２の位置に対して発光部１に近い側に受光部２が配置されている。
【００３７】
このように、発光部１は、反射面６の一方の焦点位置Ｐ１に配置されているので、発光部１からの放射光は反射面６によって反射されて、他方の焦点位置Ｐ２に集光する。受光部２は、他方の焦点位置Ｐ２に対して発光部１に近い側に配置されているので、焦点位置Ｐ２に受光部２が配置された場合に比べて受光部２に入射する光の入射角度を小さくできる。これにより、入射角度が大きい場合に比べて、入射光が受光部２の表面で反射されてロスが発生するのを抑制でき、受光部２への入射光量を増やすことができるから、受光部２の出力から内部空間に流入した気体の種類やその状態（例えば濃度）を検出できる。また、検出対象の気体の吸収波長域以外の光を減衰させる光学フィルタ３０が受光部２の前側に配置されている場合、光学フィルタ３０に入射する光の入射角度を小さくできる。光学フィルタ３０への入射角度が大きくなると、フィルタ内を通過する光路長が長くなり、それによって透過率が低下し、透過波長帯域が変化して不要な光が増加するが、光学フィルタ３０への光の入射角度を小さくすることで、検出対象の気体の吸収波長域からの透過率−波長特性のずれが低減され、検出対象の気体を確実に検出することができる。
【００３８】
また、本実施形態の検出器Ａにおいて、受光部を複数備え、それぞれの受光部の前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタが配置され、複数の受光部が受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する検出部を備えることも好ましい。
【００３９】
これにより、複数の受光部が受光した光量から、複数種類の気体の存否や濃度を検出することができる。また、気体の吸収以外の原因（例えば発光部１への印加電圧の変動、発光部１の劣化、反射面６の汚れなど）で受光部の受光量が変動した場合は、複数の受光部で同じように受光量が変化するため、複数の受光部の出力を検出することによって、気体の吸収以外の原因による受光量の低下を内部空間への気体の流入と誤検出する可能性を低減できる。さらに、光学フィルタへの入射角度が大きくなると、光学バンドパスフィルタの透過波長帯域が変化するため不要な光が増加するが、光学フィルタへの入射角度を小さくできるので、光学フィルタの透過率−波長特性のずれが低減され、検出対象の気体を確実に検出することができる。
【００４０】
また、受光部及び光学フィルタを複数組備えた検出器Ａにおいて、反射面が、それぞれの受光部と発光部とを結ぶ直線を中心軸とする楕円体状に形成された複数の反射面を含むことも好ましい。
【００４１】
これにより、それぞれの受光部に入射する入射光量を大きくでき、各受光部への入射効率が向上する。
【００４２】
また更に、検出器Ａにおいて、複数の反射面の境界付近に、内部空間に気体を出入りさせる通気口が設けられることも好ましい。
【００４３】
複数の反射面の境界付近では、完全な楕円体形状となっていないため、複数の反射面の境界付近で反射された光は受光部に入射しにくくなる。したがって、複数の反射面の境界付近に通気口が設けられることによって、各受光部への入射光量に影響を及ぼすことなく、導光体の内部空間に気体を流入させたり、内部空間から外部へ気体を流出させたりすることができる。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ 検出器
１ 発光部
１ａ 発光素子
２ 受光部
２ａ 受光素子
３ 導光体
４ 下部ミラー
５ 上部ミラー
６ 反射面
９ 通気口
Ｐ１，Ｐ２ 焦点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、受光部と、検出対象の気体が導入される内部空間を有し、前記内部空間の周りの反射面で前記発光部からの放射光を反射することによって前記放射光を前記受光部へと導光する導光体とを備え、
前記反射面の形状が楕円体状に形成され、前記反射面の一方の焦点位置に前記発光部が配置され、他方の焦点位置に対して前記発光部に近い側に前記受光部が配置されたことを特徴とする検出器。
【請求項２】
前記受光部を複数備え、それぞれの前記受光部の前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタが配置され、
複数の前記受光部が受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する検出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の検出器。
【請求項３】
前記反射面が、それぞれの前記受光部と前記発光部とを結ぶ直線を中心軸とする楕円体状に形成された複数の反射面を含むことを特徴とする請求項２記載の検出器。
【請求項４】
前記複数の反射面の境界付近に、前記内部空間に気体を出入りさせる通気口が設けられたことを特徴とする請求項３記載の検出器。
【請求項１】
発光部と、受光部と、検出対象の気体が導入される内部空間を有し、前記内部空間の周りの反射面で前記発光部からの放射光を反射することによって前記放射光を前記受光部へと導光する導光体とを備え、
前記反射面の形状が楕円体状に形成され、前記反射面の一方の焦点位置に前記発光部が配置され、他方の焦点位置に対して前記発光部に近い側に前記受光部が配置されたことを特徴とする検出器。
【請求項２】
前記受光部を複数備え、それぞれの前記受光部の前側に透過波長帯域が互いに異なる光学フィルタが配置され、
複数の前記受光部が受光した光量に基づいて検出対象の気体の状態を検出する検出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の検出器。
【請求項３】
前記反射面が、それぞれの前記受光部と前記発光部とを結ぶ直線を中心軸とする楕円体状に形成された複数の反射面を含むことを特徴とする請求項２記載の検出器。
【請求項４】
前記複数の反射面の境界付近に、前記内部空間に気体を出入りさせる通気口が設けられたことを特徴とする請求項３記載の検出器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９２３７５（Ｐ２０１３−９２３７５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２５６２（Ｐ２０１１−２３２５６２）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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