本發(fā)明涉及粒子檢測傳感器。

背景技術(shù)：

作為粒子檢測傳感器，已知有光散射式粒子檢測傳感器，該光散射式粒子檢測傳感器，根據(jù)粒子的散射光來檢測大氣中浮游的粒子。

光散射式粒子檢測傳感器是具備投光元件和受光元件的光電式傳感器，根據(jù)向獲取的測量對(duì)象的氣體照射投光元件的光而產(chǎn)生的粒子的散射光，檢測氣體中包含的粒子(例如參考專利文獻(xiàn)1)。這樣，能夠檢測例如大氣中浮游的塵埃、花粉、煙霧、pm2.5(微小粒子狀物質(zhì))等的粒子。

(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))

(專利文獻(xiàn))

專利文獻(xiàn)1∶日本特開平11-248629號(hào)公報(bào)

在粒子檢測傳感器中，作為投光元件采用了半導(dǎo)體激光等的半導(dǎo)體發(fā)光元件。半導(dǎo)體發(fā)光元件，通過發(fā)光從半導(dǎo)體發(fā)光元件自身產(chǎn)生熱，從而半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度上升，降低了光輸出。換言之，半導(dǎo)體發(fā)光元件因自身發(fā)出的熱，導(dǎo)致光輸出降低。

因此，在作為投光元件采用半導(dǎo)體發(fā)光元件的粒子檢測傳感器中，因投光元件的發(fā)光，隨著時(shí)間經(jīng)過，檢測精度下降，出現(xiàn)檢測精度不均這樣的課題。

在這個(gè)情況下，通過使電路搭載增益，該增益是使因投光元件的溫度而出現(xiàn)的光輸出的變化消失的增益，從而校正因投光元件的溫度而出現(xiàn)的光輸出的變化。然而，電路的校正會(huì)使成本變高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明鑒于這樣的課題而提出，其目的在于提供一種粒子檢測傳感器，以低成本，就能抑制因投光元件的溫度而出現(xiàn)的光輸出的變化導(dǎo)致的檢測精度不均。

為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明涉及的粒子檢測傳感器，具備：投光元件，向檢測區(qū)域射出光；受光元件，接受散射光，該散射光是來自所述投光元件的光因所述檢測區(qū)域的粒子而散射的光；第一支承部件，支承所述受光元件；以及第二支承部件，支承所述投光元件，所述第二支承部件的線性膨脹系數(shù)與所述第一支承部件不同，所述第一支承部件具有用于設(shè)置所述受光元件的第一設(shè)置部、以及用于設(shè)置所述第二支承部件的第二設(shè)置部，所述第一設(shè)置部和所述第二設(shè)置部，被設(shè)置在與所述投光元件的光軸或者所述受光元件的光軸之間的距離不同的位置。

通過本發(fā)明，能夠以低成本就能抑制投光元件的溫度而出現(xiàn)的光輸出的變化導(dǎo)致的檢測精度不均。

附圖說明

圖1是實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的外形斜視圖。

圖2是在取下第一框體部的狀態(tài)下的實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的斜視圖。

圖3是實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的截面圖(yz平面的截面圖)。

圖4是實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的截面圖(沿著圖2的iv-iv線的xy平面的截面圖)。

圖5是實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的截面圖(沿著圖2的v-v線的xy平面的截面圖)。

圖6是表示在實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的投光元件的光束剖面的一例的圖。

圖7是表示針對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度與光輸出變化的關(guān)系的圖。

圖8是用于說明實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的工作原理的圖(實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的簡略模式圖)。

圖9是用于說明實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器的工作原理的圖(在低溫時(shí)和高溫時(shí)的投光元件的光強(qiáng)度分布圖)。

圖10是用于說明變形例1涉及的粒子檢測傳感器的工作原理的圖(變形例1涉及的粒子檢測傳感器的簡略模式圖)。

圖11是用于說明變形例2涉及的粒子檢測傳感器的工作原理的圖(變形例2涉及的粒子檢測傳感器的簡略模式圖)。

圖12是用于說明變形例3涉及的粒子檢測傳感器的工作原理的圖(變形例3涉及的粒子檢測傳感器的簡略模式圖)。

具體實(shí)施方式

下面，參考附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，下面說明的實(shí)施方式都是示出本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)具體例子。以下的實(shí)施方式中示出的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置以及連接形式等，都是本發(fā)明的一個(gè)例子，主旨不是限制本發(fā)明。因此，在以下的實(shí)施方式的構(gòu)成要素中，對(duì)于示出本發(fā)明的最上位概念的方案中所沒有記載的構(gòu)成要素，作為任意的構(gòu)成要素來說明。

并且，各個(gè)圖為模式圖，并非是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱D示。此外，對(duì)于各個(gè)圖中實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成賦予相同的符號(hào)，并省略或簡化重復(fù)說明。

此外，在本說明書及附圖中，x軸、y軸及z軸表示三維直角坐標(biāo)系的三個(gè)軸，將z軸方向作為鉛直方向，與z軸垂直的方向(與xy平面平行的方向)作為水平方向。

(實(shí)施方式)

利用圖1～圖5來說明實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器1。圖1是實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器1的外形斜視圖。圖2是在取下第一框體部81的狀態(tài)下的該粒子檢測傳感器1的斜視圖。圖3～圖5是該粒子檢測傳感器1的截面圖，圖3是在yz平面的截面圖，圖4是沿著圖2的iv-iv線的xy平面的截面圖，圖5是沿著圖2的v-v線的xy平面的截面圖。另外，在圖3中表示從投光元件10射出的光的光線的軌跡。

如圖3及圖4所示，粒子檢測傳感器1是具備投光元件10和受光元件20的光電式傳感器，通過由受光元件20接受來自投光元件10的光因檢測區(qū)域da的粒子而散射的散射光，從而檢測包含在大氣中的粒子。粒子檢測傳感器1的檢測對(duì)象的粒子，例如是2μm以下的微小塵埃、花粉、煙霧、pm2.5等微粒子，粒子檢測傳感器1，能夠檢測出粒子的有無、粒子的數(shù)量、粒子的大小、粒子的濃度等。

如圖2～圖4所示，粒子檢測傳感器1具備投光元件10、受光元件20、第一反射體30、加熱裝置40、投光透鏡50、光衰減部60、以及第二反射體70。

如圖1～圖4所示，粒子檢測傳感器1具備框體80。投光元件10、受光元件20、第一反射體30、加熱裝置40、投光透鏡50、光衰減部60以及第二反射體70，被設(shè)置在框體80內(nèi)。另外，如圖3所示，投光元件10及受光元件20，以各自的光軸在檢測區(qū)域da交叉的方式設(shè)置在框體80內(nèi)。

檢測區(qū)域da是用于檢測作為測量對(duì)象的氣體所包含的粒子(氣溶膠)的氣溶膠檢測區(qū)域。此外，檢測區(qū)域da是產(chǎn)生散射光的光散射部，該散射光是因氣體中包含的粒子而散射的光。換言之，在檢測區(qū)域da，因氣體中包含的粒子，從投光元件10射出的光被反射，產(chǎn)生散射光。在本實(shí)施方式，檢測區(qū)域da，在平面視時(shí)，成為包含投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2交叉的交點(diǎn)的區(qū)域，被設(shè)定在第一反射體30內(nèi)的粒子通過的流路內(nèi)。檢測區(qū)域da是例如φ2mm。如圖1及圖3所示，測量對(duì)象的氣體，從設(shè)置在框體80的流入口80a流入，被檢測區(qū)域da引導(dǎo)之后，從流出口80b流出。

投光元件10向檢測區(qū)域da射出光。投光元件10是發(fā)出規(guī)定的波長的光的光源，例如發(fā)出紅外光、藍(lán)色光、綠色光、紅色光或者紫外光的發(fā)光元件。作為投光元件10，能夠采用led或者ld(半導(dǎo)體激光)等的半導(dǎo)體發(fā)光元件。作為廉價(jià)且高輸出的投光元件10，優(yōu)選是采用發(fā)出紅色光的紅色ld。此外，投光元件10，可以構(gòu)成為發(fā)出兩個(gè)波長以上的混合波。在本實(shí)施方式，投光元件10的光軸j1，例如被設(shè)定為通過檢測區(qū)域da。

作為一例，投光元件10射出如圖6表示的光強(qiáng)度分布的光。圖6表示投光元件10的光束剖面的一例。如圖6所示，從投光元件10射出的光的任意截面的光強(qiáng)度分布為正態(tài)分布。另外，投光元件10的光強(qiáng)度分布，至少一部分的光強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，就不只限于圖6表示的分布。

另外，投光元件10的發(fā)光波長越短，越容易檢測出粒徑小的粒子。此外，投光元件10的發(fā)光控制方式?jīng)]有特別限定，從投光元件10射出的光，可以是由dc驅(qū)動(dòng)的連續(xù)光或者脈沖光等。此外，投光元件10的輸出大小，可以隨著時(shí)間而變化。

受光元件20是接受散射光的受光部，該散射光是從投光元件10的光因檢測區(qū)域da的氣體中的粒子而散射的光。換言之，受光元件20接受的光是，投光元件10發(fā)出的光被檢測區(qū)域da中存在的粒子反射并散射的光。受光元件20是將接受的光變換為電信號(hào)的元件，例如光電二極管、光電ic二極管、光電晶體管、或者高電子倍增管等。

第一反射體30是反射散射光，并引導(dǎo)到受光元件20的反射部件，所述散射光是來自投光元件10的光因檢測區(qū)域da的粒子而散射的光。在本實(shí)施方式，第一反射體30是反射檢測區(qū)域da的粒子的散射光，聚光到受光元件20并且引導(dǎo)的聚光鏡。

如圖3所示，具體而言，第一反射體30是內(nèi)表面(反射面)的形狀成為旋轉(zhuǎn)橢圓體(旋轉(zhuǎn)橢圓面)的一部分的橢圓鏡，第一反射體30的內(nèi)表面的截面形狀成為橢圓的一部分。在這個(gè)情況下，構(gòu)成第一反射體30的內(nèi)表面的旋轉(zhuǎn)橢圓體的橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)，一方的焦點(diǎn)(第一焦點(diǎn))位于檢測區(qū)域da內(nèi)，并且另一方的焦點(diǎn)(第二焦點(diǎn))位于受光元件20的附近(例如受光元件20的中心)。

這樣，將因檢測區(qū)域da中存在的粒子而產(chǎn)生的散射光，用少的反射次數(shù)(1次或者數(shù)次)射入到受光元件20。換言之，能夠避免因多重反射的光的衰減。其結(jié)果，能夠提高受光元件20的受光效率，所以能夠提高粒子的檢測效率。另外，構(gòu)成第一反射體30的內(nèi)表面形狀的旋轉(zhuǎn)橢圓體的橢圓，例如，長徑是20mm～100mm，短徑是10mm～50mm。

第一反射體30的內(nèi)表面是反射面，例如可以是難以產(chǎn)生散射光的表面，并且吸收率小，反射率高的表面(鏡面等)。由此，能夠?qū)⑸淙氲降谝环瓷潴w30的很多光引導(dǎo)到受光元件20。作為第一反射體30，可以以內(nèi)表面本身成為反射面的方式，將基底部件本身用金屬等來構(gòu)成，也可以在樹脂和金屬的基底部件的內(nèi)表面形成成為反射面的反射膜。作為反射膜能夠使用鋁、金、銀或者銅等的金屬反射膜、鏡面反射膜、或者電介質(zhì)多層膜等。更具體而言，作為反射膜，能夠使用鍍銀或者鋁蒸鍍膜。通過形成這樣的反射膜，能夠提高第一反射體30的內(nèi)表面的反射率。

在第一反射體30設(shè)置有光導(dǎo)入孔31和光排出孔32，光導(dǎo)入孔31是將投光元件10的光導(dǎo)入到第一反射體30的內(nèi)部的孔，光排出孔32是從第一反射體30排出的光穿過的孔。光導(dǎo)入孔31是使光從第一反射體30的外部導(dǎo)入到內(nèi)部的貫通孔，光排出孔32是使光從第一反射體30的內(nèi)部排出到外部的貫通孔。光導(dǎo)入孔31及光排出孔32是具有圓形開口的圓筒形的貫通孔，但光導(dǎo)入孔31及光排出孔32的形狀，不只限于此。

光導(dǎo)入孔31及光排出孔32，設(shè)置在投光元件10的光軸j1上。換言之，光導(dǎo)入孔31及光排出孔32，設(shè)置在隔著檢測區(qū)域da相對(duì)的位置。因此，由投光元件10射出并通過光導(dǎo)入孔31導(dǎo)入到第一反射體30的光中，在檢測區(qū)域da沒有照射粒子的光，以直線狀穿過第一反射體30并穿過光排出孔32，向第一反射體30的外部排出。

此外，第一反射體30設(shè)置有粒子導(dǎo)入孔33和粒子排出孔34，粒子導(dǎo)入孔33用于將從流入口80a流入到框體80內(nèi)的粒子導(dǎo)入到第一反射體30的內(nèi)部，粒子排出孔34用于將第一反射體30內(nèi)部的粒子向第一反射體30的外部排出。換言之，粒子導(dǎo)入孔33及粒子排出孔34，成為流入到框體80內(nèi)的粒子(氣體)的流路。

粒子導(dǎo)入孔33以及粒子排出孔34，設(shè)置在隔著檢測區(qū)域da相對(duì)的位置。具體而言，粒子導(dǎo)入孔33及粒子排出孔34，沿著鉛直方向(z軸方向)被設(shè)置。粒子導(dǎo)入孔33及粒子排出孔34是具有圓形開口的圓筒形的貫通孔，但粒子導(dǎo)入孔33及粒子排出孔34的形狀，不只限于此。

加熱裝置40是加熱氣體(大氣)的加熱器，例如電阻加熱器。由加熱裝置40加熱氣體，從而在框體80內(nèi)產(chǎn)生向著鉛直方向的上升氣流(向z軸正方向的氣體流動(dòng))。這樣，能夠容易從流入口80a向框體80內(nèi)引入包含粒子的氣體并引導(dǎo)到檢測區(qū)域da。

如圖3及圖4所示，投光透鏡50，設(shè)置在投光元件10的前方，構(gòu)成為使從投光元件10射出的光(投光光束)向檢測區(qū)域da前進(jìn)。從投光元件10射出的光，經(jīng)由投光透鏡50到達(dá)檢測區(qū)域da。投光透鏡50，例如設(shè)置在與投光元件10隔開3mm～5mm的位置，投光透鏡50的聚光點(diǎn)在從投光元件10隔開16mm左右的位置。

投光透鏡50是例如使投光元件10射出的光聚束(聚光)到檢測區(qū)域da的聚束透鏡。換言之，投光透鏡(聚束透鏡)50的聚光點(diǎn)存在于檢測區(qū)域da內(nèi)，在本實(shí)施方式，與構(gòu)成第一反射體30的橢圓的焦點(diǎn)一致。投光透鏡50是由例如由丙烯(pmma)或者聚碳酸酯(pc)等的透明樹脂材料構(gòu)成的樹脂透鏡或者玻璃材料構(gòu)成的玻璃透鏡，厚度是3mm左右，直徑是10mm左右。

如圖3所示，光衰減部60具有用于使光衰減的光衰減構(gòu)造(光阱構(gòu)造)。光衰減部60例如是使進(jìn)入到光衰減部60的不需要的光(漫射光)多重反射從而衰減的無用光衰減部。在本實(shí)施方式，光衰減部60使經(jīng)由光排出孔32從第一反射體30排出的光衰減。這樣，從第一反射體30進(jìn)入光衰減部60的光，由光衰減部60來進(jìn)行衰減，從而不能返回到第一反射體30。另外，光衰減部60的形狀，由框體80(第一支承部件81a)的樹脂成形的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。

在本實(shí)施方式，光衰減部60，被設(shè)置在隔著檢測區(qū)域da與投光元件10相對(duì)的位置。具體而言，光衰減部60是與第一反射體30鄰接的封閉式空間的光學(xué)室，通過設(shè)置在第一反射體30的光排出孔32，與第一反射體30在空間上相連。

光衰減部60設(shè)置有第二反射體70。第二反射體70是反射從光排出孔32排出的光，引導(dǎo)到光衰減部60的里側(cè)的反射部件。在本實(shí)施方式，第二反射體70是反射從第一反射體30的光排出孔32排出的光，聚光到光衰減部60的里側(cè)的聚光鏡，例如是將從光排出孔32排出的光，以線狀聚光的圓柱鏡。通過設(shè)置第二反射體70，從投光元件10射出的光中的射入到光衰減部60的漫射光(不需要的光)再聚光到光衰減部60的里側(cè)，從而能夠抑制射入到光衰減部60的光返回到第一反射體30。

框體80是收納投光元件10、受光元件20、第一反射體30、加熱裝置40以及投光透鏡50等的殼體。具體而言，框體80被構(gòu)成為保持投光元件10、受光元件20、第一反射體30、加熱裝置40以及投光透鏡50等?？蝮w80例如是扁平長方體的盒狀的殼體。

如圖1及圖3所示，框體80設(shè)置有流入口80a與流出口80b。包含粒子的氣體，從流入口80a流入到框體80的內(nèi)部，通過檢測區(qū)域da，從流出口80b向框體80的外部流出。流入口80a是用于向框體80內(nèi)導(dǎo)入大氣的大氣導(dǎo)入孔。流出口80b是用于從框體80排出氣體的大氣排出孔。另外，設(shè)流入口80a的開口面積比流出口80b的開口面積大，從而能夠高效地向框體80內(nèi)導(dǎo)入大氣并且排氣。

如圖1所示，框體80由第一框體部81和第二框體部82構(gòu)成。此外，如圖2及圖3所示，第一框體部81，進(jìn)一步由第一支承部件81a和第二支承部件81b構(gòu)成。

第一支承部件81a至少支承受光元件20。在本實(shí)施方式，第一支承部件81a支承受光元件20、第一反射體30、加熱裝置40以及投光透鏡50。換言之，投光透鏡50由不同于第二支承部件81b的部件來支承。具體而言，投光透鏡50由第一支承部件81a支承。此外，第二支承部件81b支承投光元件10。

第一支承部件81a與第二支承部件81b的線性膨漲系數(shù)不同。在本實(shí)施方式，第一支承部件81a的線性膨脹系數(shù)比第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)大。具體而言，第一支承部件81a由樹脂材料構(gòu)成，第二支承部件81b由金屬材料構(gòu)成。例如，第一支承部件81a由黑色的abs樹脂構(gòu)成，第二支承部件81b由鋁構(gòu)成。此外，第二框體部82，由與第一支承部件81a相同的樹脂材料構(gòu)成。具體而言，第二框體部82，由黑色的abs樹脂構(gòu)成。另外，第一框體部81(第一支承部件81a和第二支承部件81b)和第二框體部82的材料，不被限定為這些材料。

如圖4及圖5所示，第一支承部件81a具有用于設(shè)置受光元件20的第一設(shè)置部81a1和用于設(shè)置第二支承部件81b的第二設(shè)置部81a2。例如，第一設(shè)置部81a1是用于載置受光元件20的載置面，第二設(shè)置部81a2是用于載置第二支承部件81b的載置面。第一設(shè)置部81a1和第二設(shè)置部81a2，被設(shè)置在與投光元件10的光軸j1的距離不同的位置。在本實(shí)施方式被設(shè)定為如下，在投光元件10不發(fā)出光的狀態(tài)(非發(fā)光時(shí))下，第一設(shè)置部81a1與投光元件10的光軸j1的距離比第二設(shè)置部81a2與投光元件10的光軸j1的距離大。

此外，第一支承部件81a和第二支承部件81b在多處被連接。第一支承部件81a和第二支承部件81b，以相互對(duì)置的表面進(jìn)行面接觸的狀態(tài)，通過兩個(gè)螺絲91及92來固定。

如上所述構(gòu)成的粒子檢測傳感器1，例如進(jìn)行如下，檢測出流入到粒子檢測傳感器1(框體80)內(nèi)的氣體(大氣)所包含的粒子。

在這個(gè)情況下，從流入口80a流入到框體80內(nèi)的氣體，引導(dǎo)到檢測區(qū)域da。此時(shí)，氣體中包含粒子(氣溶膠)時(shí)，從投光元件10射出的光，被檢測區(qū)域da中存在的粒子反射。從而，因粒子產(chǎn)生散射光。被產(chǎn)生的粒子的散射光的一部分，被第一反射體30反射并引導(dǎo)到受光元件20。射入到受光元件20的光，變換為電信號(hào)而被輸出。通過電信號(hào)，知道流入到粒子檢測傳感器1內(nèi)的氣體中存在粒子。

此外，根據(jù)受光元件20接受的信號(hào)的大小，換言之因粒子的散射光的光強(qiáng)度的大小，能夠判別粒子的大小(粒徑)。從而，能夠判別大氣中包含的粒子是塵埃、還是花粉、還是煙霧、還是pm2.5(微小粒子狀物質(zhì))。

進(jìn)而，由受光元件20檢測出的信號(hào)的輸出的每一個(gè)，換言之因粒子的散射光的光強(qiáng)度的峰值的每一個(gè)與粒子的每一個(gè)對(duì)應(yīng)，所以還能算出流入到粒子檢測傳感器1內(nèi)的氣體中的粒子的個(gè)數(shù)(數(shù)量)和濃度。

另一方面，流入到粒子檢測傳感器1內(nèi)的大氣沒有包含粒子的情況下，在檢測區(qū)域da粒子不存在，所以從投光元件10射出的光通過檢測區(qū)域da原樣前進(jìn)，不會(huì)產(chǎn)生因粒子的散射光。從而，在這個(gè)情況下，基本上受光元件20沒有反應(yīng)，所以能夠判斷為流入到粒子檢測傳感器1內(nèi)的氣體中不存在粒子。

下面，利用圖7～圖9來說明本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1的光學(xué)動(dòng)作。圖7是表示針對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度與光輸出變化的關(guān)系的圖。圖8是用于說明實(shí)施方式涉及的粒子檢測傳感器1的工作原理的圖，將圖1～圖5表示的粒子檢測傳感器1進(jìn)行簡略化并模式性地表示的圖。圖9是用于說明粒子檢測傳感器1的工作原理的圖，表示在低溫時(shí)和高溫時(shí)的投光元件10的光強(qiáng)度分布。

如圖7所示，ld(半導(dǎo)體激光)或led等的半導(dǎo)體發(fā)光元件，通過發(fā)光而從半導(dǎo)體發(fā)光元件自身產(chǎn)生熱，從而具有半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度上升，光輸出降低這樣的溫度特性。

因此，作為投光元件采用半導(dǎo)體發(fā)光元件的粒子檢測傳感器，隨著粒子檢測傳感器的使用，投光元件的光輸出下降。因此，如果不校正因投光元件的溫度出現(xiàn)的光輸出的變化，隨著投光元件的發(fā)光，檢測精度按照時(shí)間經(jīng)過而下降，導(dǎo)致檢測精度不均。

于是，在本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1，預(yù)先調(diào)整設(shè)定第一支承部件81a與第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)的大小關(guān)系、以及投光元件10的光軸j1及受光元件20的光軸j2的位置，從而校正因投光元件10的溫度出現(xiàn)的光輸出的變化。

具體而言，在本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1，使第一支承部件81a與第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)設(shè)為不同，并且在低溫時(shí)(從投光元件10不發(fā)出光的狀態(tài)等)，以使從投光元件10的光軸j1到第一設(shè)置部81a1的距離與從投光元件10的光軸j1到第二設(shè)置部81a2的距離不同的方式構(gòu)成第一支承部件81a。

在本實(shí)施方式，設(shè)第一支承部件81a的線性膨脹系數(shù)比第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)大，如圖8的(a)所示，投光元件10的非發(fā)光時(shí)的低溫時(shí)，以第一設(shè)置部81a1與投光元件10的光軸j1之間的距離比第二設(shè)置部81a2與投光元件10的光軸j1之間的距離大的方式，構(gòu)成第一支承部件81a。在這個(gè)情況下，在低溫時(shí)，投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2在光學(xué)上不一致。

從而，如圖8的(b)所示，在高溫時(shí)(驅(qū)動(dòng)粒子檢測傳感器1等，從而投光元件10發(fā)光的狀態(tài)等)，由于所述線性膨脹系數(shù)的關(guān)系，第一支承部件81a的熱膨脹量比第二支承部件81b的熱膨脹量大，所以第一設(shè)置部81a1上的受光元件20的光軸j2與第二設(shè)置部81a2上的投光元件10的光軸j1接近。其結(jié)果，投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2在光學(xué)上一致。換言之，投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2，經(jīng)由投光透鏡50是連續(xù)的。

此時(shí)，低溫時(shí)投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2在光學(xué)上不一致，所以如圖9所示，在低溫時(shí)的受光元件20的光輸入是根據(jù)在表示低溫時(shí)的投光元件10的光輸出的光強(qiáng)度分布中的點(diǎn)p1的光強(qiáng)度下的粒子的散射光的光輸入。換言之，在低溫時(shí)，受光元件20接受的光不是根據(jù)投光元件10射出的光的峰值強(qiáng)度，而是根據(jù)比峰值強(qiáng)度低的光強(qiáng)度的光因粒子散射而產(chǎn)生的散射光。

另一方面，在高溫時(shí)，如圖9所示，根據(jù)投光元件10的溫度特性，投光元件10的光輸出會(huì)降低，但是如所述一樣，受光元件20的光軸j2與投光元件10的光軸j1接近，受光元件20接受的光是，根據(jù)接近投光元件10射出的光的峰值強(qiáng)度的強(qiáng)度(點(diǎn)p2)的光輸出而產(chǎn)生的散射光。換句話說，被設(shè)定為在高溫時(shí)受光元件20的光軸j2與投光元件10的光軸j1接近，在光學(xué)上一致。

其結(jié)果，如圖9所示，在低溫時(shí)及高溫時(shí)的任何情況下，受光元件20接受的光是，針對(duì)從投光元件10射出的光，根據(jù)大體相同的光強(qiáng)度的光而產(chǎn)生的粒子的散射光。

這樣，在本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1，在低溫時(shí)反而不用投光元件10的峰值強(qiáng)度的光來檢測粒子。這樣，在低溫時(shí)不使用峰值強(qiáng)度的光的因粒子的散射光，多少犧牲了檢測精度，但是低溫時(shí)和高溫時(shí)使用大體相同的光強(qiáng)度的光的因粒子的散射光，所以能夠消除低溫時(shí)的檢測精度與高溫時(shí)的檢測精度之差。換言之，能夠減少低溫時(shí)與高溫時(shí)的檢測精度的變化。

以上，通過本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1，預(yù)先調(diào)整設(shè)定第一支承部件81a與第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)的大小關(guān)系、投光元件10的光軸j1及受光元件20的光軸j2的位置，從而不使用溫度傳感器，就能校正因投光元件10的溫度出現(xiàn)的光輸出的變化。因此，能夠以低成本就能抑制因投光元件10的溫度出現(xiàn)的光輸出的變化而導(dǎo)致的檢測精度的不均。換言之，能夠消除針對(duì)檢測精度的投光元件10的溫度依存性，能夠?qū)崿F(xiàn)將檢測精度維持在一定程度的粒子檢測傳感器。

另外，在本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1，采用了投光透鏡50，但是如圖10的(a)和(b)所示，不使用投光透鏡50，也能夠校正因投光元件10的溫度的光輸出的變化。

在這個(gè)情況下，如圖8的(a)一樣，使第一支承部件81a的線性膨脹系數(shù)比第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)大，如圖10的(a)所示，以在低溫時(shí)第一設(shè)置部81a1與投光元件10的光軸j1之間的距離比第二設(shè)置部81a2與投光元件10的光軸j1之間的距離大的方式，構(gòu)成第一支承部件81a，但是因?yàn)闆]有使用投光透鏡50，所以如圖10的(b)所示，以在高溫時(shí)，不使用投光透鏡50就能使投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2在光學(xué)上一致的方式，構(gòu)成第一支承部件81a與第二支承部件81b。

這樣，與所述相同，在低溫時(shí)及高溫時(shí)的任何情況下，受光元件20接受的光也是，針對(duì)從投光元件10射出的光，大體上相同的光強(qiáng)度的光而產(chǎn)生的粒子的散射光。因此，不使用溫度傳感器就能校正因投光元件10的溫度的光輸出的變化，所以能夠以低成本就能抑制因投光元件10的溫度出現(xiàn)的光輸出的變化而導(dǎo)致的檢測精度的不均。

此外，如本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1一樣，優(yōu)選的是第一支承部件81a與第二支承部件81b在多處連接。例如，如本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1一樣，第一支承部件81a與第二支承部件81b能夠通過螺釘91及92連接。在這個(gè)情況下的粒子檢測傳感器，模式性表示為圖11的(a)與(b)。

這樣，在多處連接第一支承部件81a與第二支承部件81b，如圖11的(b)所示，高溫時(shí)能夠使第二支承部件81b彎曲。其結(jié)果，能夠使投光元件10的光軸j1的角度發(fā)生變化，即使第二支承部件81b的熱膨脹量或者位置的變化微小，也能夠使投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2的偏差變大。因此，即使第二支承部件81b的結(jié)構(gòu)很小，也能夠有效地校正因投光元件10的溫度的光輸出的變化。

另外，第一支承部件81a與第二支承部件81b可以直接連接，也可以間接連接。此外，圖11的(a)與(b)表示的粒子檢測傳感器沒有使用投光透鏡50，不過也可以使用投光透鏡50來進(jìn)行調(diào)整。

此外，在本實(shí)施方式的粒子檢測傳感器1，投光透鏡50由不同于第二支承部件81b的部件所支承。具體而言，投光透鏡50由第一支承部件81a支承。

這樣，能夠使投光元件10與投光透鏡50的焦點(diǎn)之間的位置發(fā)生變化。其結(jié)果，能夠使投光元件10的光軸j1的角度發(fā)生變化，所以如所述一樣，即使第二支承部件81b的熱膨脹量或者位置的變化微小，也能使投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2之間的偏差變大。因此，即使第二支承部件81b的結(jié)構(gòu)小，也能有效地校正因投光元件10的溫度的光輸出的變化。

(變形例)

以上基于實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所涉及的粒子檢測傳感器進(jìn)行了說明，不過本發(fā)明并非受上述的實(shí)施方式所限。

例如，在所述實(shí)施方式，設(shè)第一支承部件81a的線性膨脹系數(shù)比第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)大，以在低溫時(shí)第一設(shè)置部81a1與投光元件10的光軸j1之間的距離比第二設(shè)置部81a2與投光元件10的光軸j1之間的距離大的方式，構(gòu)成了第一支承部件81a，不過不只限于此。

具體而言，也可以設(shè)第一支承部件81a的線性膨脹系數(shù)比第二支承部件81b的線性膨脹系數(shù)小，如圖12的(a)所示，以在低溫時(shí)第一設(shè)置部81a1與投光元件10的光軸j1的距離比第二設(shè)置部81a2與投光元件10的光軸j1的距離小的方式，構(gòu)成第一支承部件81a。

這樣，如圖12的(b)所示，在高溫時(shí)，根據(jù)所述線性膨脹系數(shù)的關(guān)系，第二支承部件81b比第一支承部件81a熱膨脹量大，第二設(shè)置部81a2上的投光元件10的光軸j1與第一設(shè)置部81a1上的受光元件20的光軸j2接近。從而，投光元件10的光軸j1與受光元件20的光軸j2在光學(xué)上一致。

其結(jié)果，根據(jù)與圖9說明的工作原理相同的工作原理，在低溫時(shí)及高溫時(shí)的任何情況下，針對(duì)從投光元件10射出的光，受光元件20接受的光是根據(jù)大體相同的光強(qiáng)度的光來產(chǎn)生的粒子的散射光。從而，對(duì)于圖12的(a)以及(b)表示的形態(tài)，也可以不使用溫度傳感器就能校正因投光元件10的溫度而出現(xiàn)的光輸出的變化。因此，能夠以低成本就能抑制因投光元件10的溫度出現(xiàn)的光輸出的變化而導(dǎo)致的檢測精度的不均。

此外，在所述實(shí)施方式，將投光元件10的光軸j1作為基準(zhǔn)，以在低溫時(shí)從投光元件10的光軸j1到第一設(shè)置部81a1為止的距離與從投光元件10的光軸j1到第二設(shè)置部81a2為止的距離不同的方式，構(gòu)成了第一支承部件81a，但是不限于此。

具體而言，也可以將受光元件20的光軸j2作為基準(zhǔn)，以在低溫時(shí)的從受光元件20的光軸j2到第一設(shè)置部81a1為止的距離與從受光元件20的光軸j2到第二設(shè)置部81a2為止的距離不同的方式，構(gòu)成第一支承部件81a。在這個(gè)情況下，也能得到與所述實(shí)施方式相同的效果。

此外，在所述實(shí)施方式的粒子檢測傳感器，能夠搭載在塵埃傳感器上。例如，在該塵埃傳感器，根據(jù)內(nèi)置的粒子檢測傳感器檢測出塵埃的粒子的情況下，根據(jù)聲音和光來報(bào)告檢測出塵?；蛘咴陲@示器上進(jìn)行顯示。

此外，在所述實(shí)施方式的粒子檢測傳感器，能夠搭載在煙霧感知器。例如，煙霧感知器，通過內(nèi)置的粒子檢測傳感器來檢測出煙霧的粒子的情況下，根據(jù)聲音和光來報(bào)知檢測出煙霧或者在顯示器上進(jìn)行顯示。

此外，在所述實(shí)施方式的粒子檢測傳感器或者所述塵埃傳感器，可以搭載在空氣凈化器、排氣扇或者空調(diào)等。在這個(gè)情況下，例如該空氣凈化器、排氣扇或者空調(diào)，根據(jù)內(nèi)置的粒子檢測傳感器檢測出塵埃的粒子的情況下，可以僅僅在顯示器上顯示檢測出了塵埃，也可以進(jìn)行風(fēng)扇控制，即啟動(dòng)風(fēng)扇或者變更風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度等。

另外，針對(duì)各個(gè)實(shí)施方式實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠想到的各種變形而得到的實(shí)施方式，以及在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)對(duì)各個(gè)實(shí)施方式中的構(gòu)成要素以及功能進(jìn)行任意組合而實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式均包含在本發(fā)明內(nèi)。

符號(hào)說明

1粒子檢測傳感器

10投光元件

20受光元件

50投光透鏡

81a第一支承部件

81a1第一設(shè)置部

81a2第二設(shè)置部

81b第二支承部件