开放类型的散射光烟雾检测器、特别地具有侧视器LED

摘要

本发明公开了开放类型的散射光烟雾检测器、特别地具有侧视器LED。本发明涉及一种具有外壳（2）和容纳在其上的电路基板（3）的开放类型的散射光烟雾检测器（1），其中至少一个光发射器（4）和一个光接收器（5）布置在电路基板上。电路基板具有与外壳相对地设置的内面（IS）和与内面相对地设置的外面（AS）。光发射器（4）被体现用于发射具有定向射线（RS）的光束（L）。光发射器和光接收器布置在具有在散射光烟雾检测器外部露天定位的散射光体积（M）的散射光阵列中。根据本发明，定向射线在光发射器与散射光体积之间传播经过的路径的部分平行于电路基板的外面行进。优选地，光发射器是安置在侧视器封装中的发光二极管（LED）并且光接收器是安置在反向鸥翼封装中的光电二极管。光电二极管与其传感器表面（F）通过充当孔和机械保护的电路基板（3）中的开口（OF）对准到相对地设置的散射光体积（M）。

说明书

本发明涉及散射光烟雾检测器，其具有外壳和容纳在其上的电路基板。至少一个光发射器和一个光接收器布置在电路基板上。电路基板具有与外壳相对地设置的内面和与内面相对地设置的外面。光发射器被体现以用于发射具有定向射线的光束。光发射器和光接收器布置在具有在散射光烟雾检测器外部露天定位的散射光体积的散射光阵列中。

具有平面电路基板的开放类型的散射光烟雾检测器从EP2093734A1中已知。布置在所述电路基板上的是用于发射光照光的光发射器以及还有被邻近于此安装以用于接收所测量的光的光接收器。所测量的光由光照光从例如在散射光烟雾检测器外部露天定位的检测空间中的烟雾的后向散射产生。光发射器在与电路基板的平面成直角处发射光照光。光照光至少部分地以近似180°（即，以170°与190°之间）在检测空间中向后散射。后向散射光然后到达光接收器作为所测量的光，光接收器的主要接收方向同样与电路基板的平面成直角。

所述后向散射光阵列的情况中的不利方面在于到目前为止最大部分的所测量的光变为丢失。另外，光接收器不具有抵挡环境影响和机械效应的保护。

EP1191496A1和EP1039426A2均公开了具有光发射器和光接收器的开放类型的散射光烟雾检测器，该光发射器和该光接收器以该光发射器和该光接收器的散射点位于露天的散射光烟雾检测器外部这样的方式布置。光发射器和光接收器以近似80°至90°的散射光角度布置在散射光阵列中。该光发射器的主要发射方向和该光接收器的主要接收方向因而相对于彼此以该近似80°至90°倾斜。当这样的散射光烟雾检测器被配合到安装表面（典型地被配合到天花板）时，该光发射器的主要发射方向和该光接收器的主要接收方向然后相对于所述安装表面以近似40°至45°倾斜。

作为关于安装表面倾斜的散射光阵列的结果，开放类型的两个散射光烟雾检测器具有比较大的总体高度。

在引言中所引述的现有技术的基础上继续，本发明的目的是公开一种开放类型的散射光烟雾检测器，其具有特别简单的设计和特别低的总体高度。

本发明另外的目的是公开一种开放类型的散射光烟雾检测器，其中光发射器和光接收器的光学活性表面被特别好地保护以抵挡机械效应。

该目的是借助于主要权利要求的主题来实现的。在从属权利要求中公开本发明的有利实施例变型。

根据本发明，定向射线在光发射器与散射光体积之间传播经过的路径的部分平行于电路基板的外面行进。优选地，所述传播经过的路径的主要部分，即至少80%，优选地至少90%，平行于外面行进。在该上下文中，通过“平行”意指所述定向射线传播经过的路径的部分还可以近似平行于电路基板的外面行进，诸如例如由于组装容差。所述定向射线因而还可以以与电路基板的外面成小于5°的锐角行进。

光束是平行的，尽管优选地为发散光束。这样的光束受外围射线约束。相比之下，光束的方向由在光束的中心处行进的定向射线指定。

光发射器典型地为发光二极管，其优选地发射350nm至1000nm的波长范围中（即，在从紫外到红外的波长范围中）的单色光。

光电传感器优选地为半导体光电二极管。其在光学上对由光发射器发射的光敏感。平行于电路基板的光束的至少部分轨迹有利地使得开放类型的散射光烟雾检测器的总体高度能够显著降低。

相比于根据引言中所引述的EP2093734A1的后向散射光阵列，可以通过光电传感器检测到所测量的光或散射光的显著更大的百分比，因为要被检测的颗粒在引向光电传感器的方向上被更多地光照。

另外的优点在于以下事实：光发射器的光学活性表面，其典型地布置在与电路基板成直角处且因此也在与安装表面成直角处，现在被有利地保护以抵挡典型地在引向安装表面的方向上的作用于开放类型的散射光烟雾检测器上的机械效应。

根据一个实施例变型，光发射器以由其发射的光束从电路基板的边缘在电路基板的相对边缘的方向上（即，至少大致朝向电路基板的（几何）中心）行进这样的方式布置和对准在电路基板上。

这有利地使得尽可能大的距离能够被实现在光发射器与布置在电路基板的中心处的光电传感器之间，这具有以下结果：从光发射器的观点来看，散射光体积的光照仅在其远场中受影响。术语“远场”在该上下文中是指距其大于5cm的距离处的光发射器或LED的光学活性表面的部分。大部分均匀且可再生的光分布存在于所述远场中，因此散射光也展现出度量学方面的可靠光分布。

另一方面，由于干扰源，使得光源的近场中的光分布展现出局部消光、衰减和增加，这不是可靠地可再生的。因此，散射光也同样遭受这些不确定性。正是为此原因，LED的制造商指定仅远场中的光分布。

另外的优点在于以下事实：还可以借助于环形围绕物或借助于用于容纳散射光烟雾检测器（参见图1）上的电路基板的环形框架、附加地以保护从而抵挡机械效应的构造上简单的方式覆盖布置在（径向）外边缘处的光发射器。针对电路基板的所述类型的围绕物典型地已经出于机械和美学原因而被提供。

根据特别有利的实施例变型，光发射器是所谓的“侧视器（sidelooker）LED”。所述类型的LED还称为“侧发射式”LED或还称为“侧视”LED。该LED是被体现以用于直接表面安装在电路基板上的SMD组件。

该情况中的特定优点在于：借助于这样的“侧视器”LED，光可以被直接地且在没有平行于电路基板的另外的光学辅助物的情况下发射。该类型的LED以高体积产生，虽然出于完全不同的目的，特别地用于从侧面光照显示器和触摸屏。另外的优点是：出于该原因，这样的LED已经被体现用于发射小于30°的窄光束。

根据一个实施例变型，光接收器被屏蔽以抵挡来自光发射器的直射光。其主要接收方向指向远离电路基板的外面。特别地，主要接收方向与电路基板的外面成直角。

光接收器可以例如借助于布置在电路基板的外面上的光发射器和光接收器之间的孔而被屏蔽以抵挡来自光发射器的直射光。

根据优选实施例变型，光接收器具有传感器表面。针对光接收器而在电路基板中提供光学窗口。光接收器以传感器表面平行于电路基板的内面行进且与光学窗口相对地设置这样的方式布置和对准在电路基板的内面上，使得来自光发射器的散射光可以通过充当孔的光学窗口而检测到。

在最简单的情况中，光学窗口是电路基板中的开口或钻孔。在适当的情况下，开口可以借助于由塑料或玻璃制成的透明保护盖而封闭。开口可以可替换地被提供有由塑料或玻璃制成的光学透镜，使得光学上较大的捕获区可用于要捕获的散射光。

特定的优点首先在于一方面开口的孔效应以及在于电路基板“背后”的光电传感器的受机械保护的布置。

优选地，光接收器然后为安置在倒装芯片封装中或安置在所谓的“反向鸥翼（reverse-gullwing）”封装中的光电二极管。用于光电二极管的这种类型的SMD封装格式（SMD代表表面安装器件）特别有利地适合用于电路基板上的直接表面安装，即，用于SMT（SMT代表表面安装技术）。与通孔技术组件形成对照，SMD组件不具有线接合引线。它们可以因而借助于可焊接接合垫而直接焊接在电路基板上。

根据可替换的实施例变型，光接收器具有传感器表面。光接收器以一方面传感器表面平行于电路基板的外面行进且另一方面来自光发射器的散射光可检测这样的方式布置和对准在电路基板的外面上。在该情况中，可能必要的是，提供孔以便保护从而抵挡来自光发射器的直射光，并且在适当的情况下还提供透明保护盖。

根据一个实施例变型，电路基板被提供以用于在电路基板的外面上施加装饰性板或装饰性膜，或者被体现以用于该目的。如果必要的话，装饰性板或装饰性膜可以具有针对光接收器和/或针对另外的光电子组件的切掉部或透明窗口。在该上下文中通过“透明窗口”意指装饰性板或装饰性膜在对应点处是畅通的或漫射透明的。

特定优点在于以下事实：开放类型的散射光烟雾检测器可以被装饰性地适配成适合于空间的外部环境。散射光烟雾检测器可以在该实例中被体现为使得装饰性板可以例如被扣合（snap-fit）到电路基板上。装饰性膜可以是例如一侧粘附膜，其然后可以被贴附到电路基板。

根据优选实施例变型，直射光接收器布置在电路基板上。直射光接收器出于检测直射光的目的而与光发射器对准，散射光体积位于所述光发射器与直射光接收器之间并且直射光接收器被提供以用于污染监视的目的和/或用于监视光发射器的亮度的降低。

换言之，直射光接收器是与光发射器相对地布置的。特别地，光发射器的光学发送轴和直射光接收器的光学接收轴与彼此对准。

依靠该布置，一方面可能检测光发射器与直射光接收器之间的光学路径中的任何污染。如果由直射光接收器输出的接收器信号未达预定义最小水平目标，则可以发布适当的警告消息以警示用户。另一方面，有利地可能检查光发射器正在正确运转。为此目的，由直射光接收器输出的接收器信号可以用于补偿光发射器（特别是LED）的老化效应。因此，例如，可以至少部分地补偿借助于电子控制和评估单元检测的对应于亮度的降低的接收器信号的弱化。

作为结果，可以甚至在增加污染的情况下有利地维持关于烟雾检测的额定灵敏度。

可替换于大致处于电路基板的中心处的光接收器的布置且不管该光接收器是布置在电路基板的内面还是外面上，光接收器还可以在电路基板的边缘区中且与光发射器成散射光角度而布置和对准（参见图5）。在该情况中，由此形成的散射光体积是与电路基板的外面相对地且优选地大致在电路基板的中心处定位的。光接收器的主要接收方向在该情况中不是与所述外面成直角，而是平行于所述外面。

优选地，光发射器和光接收器二者均被实现为SMD组件且特别地分别被体现为“侧视器”LED和“侧视器”光电二极管。

光发射器还可以是双色“侧视器”LED。其可以被配置用于发射不同波长处的单色光的两个光束。两个光束具有基本上相同的公共定向射线并且它们之间的仅有的实质差异是它们的颜色。相应的所发射的光可以是例如紫外、蓝色、绿色、红色或红外光。在具有相同散射光角度的公共散射光阵列的该情况中，可能的是借助于使用合适评估软件的控制和评估单元确定散射光体积中的烟雾颗粒的颗粒大小。优选地，所发射的光是蓝色和红外光。当然，前面提到的“侧视器”LED也可以是多色LED，诸如例如RGB“侧视器”LED。

根据特别有利的实施例变型，直射光接收器布置在电路基板上。所述直射光接收器出于检测来自光发射器的直射光的目的而与光发射器对准。散射光烟雾检测器具有电子控制和评估单元，其出于信号通信目的而连接到光发射器和直射光接收器。其被配置用于激活光发射器以及用于捕获源自直射光接收器的信号和用于关于展现出大信号改变的信号跳跃的序列评估所述信号。控制和评估单元此外被配置成比较所述类型的信号序列与至少一个预定义的用户侧命令序列并在有效命令序列的情况下将散射光烟雾检测器转接到与命令序列相关联的操作模式中。

典型地，散射光烟雾检测器已经具有控制和评估单元，其用于激活光发射器且用于评估由光接收器从烟雾颗粒检测的散射光以便然后在烟雾颗粒的最小浓度值被超过的情况下发布警报。控制和评估单元优选地是基于处理器的且特别地为在其上执行合适计算机程序的微控制器。

在该上下文中通过命令序列的用户侧输入所意指的内容是光发射器与直射光接收器之间的光路的突然中断，其发生在诸如例如服务技术人员或公寓所有者之类的用户利用其手指以按压按钮的方式中断前述光路时。归因于手指几乎完全中断光路或者再次释放光路这一事实，直射光接收器的所接收的信号具有数字特性，其具有几个100ms的时间范围中的信号跳跃。到此程度，可以以不同的方式有利地检测和解释这样的“触摸事件”。

命令序列可以例如是摩斯码（Morsecode），诸如例如“划线-划线-点”或“点-点-点”。所述类型的代码是唯一的且可以因此被控制和评估单元检测为明确的命令序列。可替换地，包含二进制代码的任意序列是可设想到的，诸如例如脉冲-位置代码或脉冲-暂停代码。有效捕获的命令序列可以借助于控制和评估单元通过散射光烟雾检测器的蜂鸣器和/或指示器LED的简短激活而检测。

散射光烟雾检测器的可切换操作模式可以具有例如不同功能模式，诸如例如警报触发简档（敏感、中等、鲁棒）、音量简档（响亮、中等、安静）、环境监视（开、关）、污染监视（开、关）、火焰监视（开、关）等等。

用户可以因而有利地在散射光烟雾检测器的操作期间对散射光烟雾检测器的行为作出调节。

根据可替换的实施例变型，散射光烟雾检测器具有平面（不透光）保护盖，其被提供以用于覆盖电路基板的目的且布置在电路基板的外面上。保护盖以距电路基板的外面一定距离间隔地布置，使得用于由光发射器发射的光束的光通道产生在电路基板的外面与保护盖的相对地设置的内面之间。保护盖具有用于光出耦合（outcoupling）/漏斗元件的切掉部。光出耦合/漏斗元件具有用于光接收器的光漏斗以及邻接该光漏斗的用于将在光通道中从光发射器行进的光束进行出耦合的光出耦合部分。光出耦合部分以经出耦合的光束跨光漏斗且超出而延伸到散射光烟雾检测器的环境中这样的方式体现。

光通道有利地为光发射器给予非常好的保护以抵挡机械效应以及抵挡沾污或污染。光漏斗有利地服务于扩大光学接收区。光发射器优选地为“侧视器”LED或“侧发射式”LED。

根据另外的可替换实施例变型，散射光烟雾检测器具有平面（不透光）保护盖，其被提供以用于覆盖电路基板的目的且布置在电路基板的外面上。保护盖以距电路基板的外面一定距离间隔地布置，使得针对邻接光发射器的用于转发由光发射器发射的光束的光导体元件的容纳空间产生在电路基板的外面与保护盖的相对地设置的内面之间。光导体元件优选地由透明塑料或玻璃产生并优选地为一片式组件。保护盖具有针对光导体元件的光出耦合部分的切掉部。光导体元件以在光导体元件中行进的光束在光出耦合部分的出射表面处出耦合并跨光接收器的接收区且超出而延伸到散射光烟雾检测器的环境中这样的方式体现。

光出耦合部分有利地准许由光发射器发射的光的几乎无损且定向的出耦合。光发射器再一次优选地为“侧视器”LED或“侧发射式”LED。

根据特别有利的实施例变型，至少一个第一环境光发射器布置在电路基板的外面上以用于远离外面且基本上与后者成直角地发射光到散射光烟雾检测器的环境中的目的。

可替换地或除此之外，多个第二环境光发射器可以在径向上向外平放的边缘区中布置在电路基板的外面上以用于基本上在径向上远离散射光烟雾检测器发射光到散射光烟雾检测器的环境中的目的。

光接收器以其主要接收方向指向远离电路基板的外面且与后者成直角这样的方式布置在电路基板上。

优选地，光接收器是针对烟雾检测而提供或已经存在的光接收器或光电二极管。这有利地去除了对于分离的光接收器的需要。

多个环境光接收器可以附加地在径向上向外平放的边缘区中布置在电路基板的外面上以用于检测从基本上径向的方向朝向散射光烟雾检测器的环境光的目的。

散射光烟雾检测器具有电子控制和评估单元，其出于信号通信目的而被连接到环境光发射器和光接收器以及在适用的情况下连接到环境光接收器。控制和评估单元被配置成激活相应环境光发射器以便发射特别地经调制的光脉冲。此外，其被配置用于：捕获源自光接收器和在适用的情况下源自环境光接收器的信号，该信号与从物体反射的经调制的光脉冲相关；关于时间评估所述信号；以及如果所检测到的物体位于散射光烟雾检测器周围预定义距离内且超过预定义最小信号水平，则发布警告消息。

通过该手段，如果在散射光烟雾检测器的环境中存在流动屏蔽物体，则通知根据本发明的散射光烟雾检测器的用户。在火灾的情况下，所得到的烟雾可能不再能够到达散射光烟雾检测器。

独立于本发明，先前实施例变型因而涉及开放类型的散射光烟雾检测器。后者具有电路基板，该电路基板具有至少一个光发射器和一个光接收器，其布置在具有在散射光烟雾检测器外部露天定位的散射光体积的散射光阵列中以用于烟雾检测的目的。散射光烟雾检测器被提供以用于安装在安装表面上，特别地在天花板上。光接收器以其主要接收方向指向远离散射光烟雾检测器且在已安装状态中基本上平行于安装表面的表面法线延伸这样的方式布置和对准在电路基板上（参见图2）。

优选地，散射光烟雾检测器具有电子控制和评估单元，其出于信号通信目的而被连接到光发射器和光接收器。所述单元被提供以用于激活光发射器以及用于评估由光接收器从烟雾颗粒检测到的散射光以便在烟雾颗粒的最小浓度值被超过的情况下引发警报。

散射光烟雾检测器此外具有一个或多个环境光发射器，其出于信号通信目的而被连接到电子控制和评估单元。后者被配置成激活该至少一个环境光发射器以便发射特别地经调制的光脉冲，且此外被配置成：捕获源自光接收器的接收信号，该接收信号与从物体反射的经调制的光脉冲相关；关于时间评估该接收信号；以及如果所检测到的物体位于散射光烟雾检测器周围预定义距离内且超过预定义最小信号水平，则发布警告消息。

光接收器用于烟雾检测和用于环境监视二者。有利地，不要求分离的环境光接收器。

最后，根据另外的实施例变型，热传感器、特别地热电堆或微测辐射热计热传感器可以布置在电路基板上。散射光烟雾检测器具有电子控制和评估单元，其出于信号通信目的而被连接到热传感器且被配置成关于明火的闪烁频率特性的存在评估由热传感器捕获的信号以及在存在明火的闪烁频率特性的情况下发布火焰警报。

作为结果，可以在明火或炽热灰烬的情况下即时发布火灾警报。

作为示例参照以下附图来解释本发明和本发明的有利实施例，在附图中：

图1示出根据本发明的包括光发射器和光接收器的具有散射光阵列的开放类型的散射光烟雾检测器的示例，

图2在沿所指示的交叉线II-II的截面图中示出根据图1的示例，

图3示出根据本发明的具有针对电路基板的环形围绕物的实施例变型，该环形围绕物具有光学偏转构件，

图4示出根据本发明的具有布置在带有孔的电路基板外面上的光接收器的散射光烟雾检测器的实施例变型，

图5示出具有根据本发明的布置在电路基板的径向外边缘上的散射光阵列的另外的实施例变型，

图6示出根据本发明的带有保护盖且具有针对光出耦合/漏斗元件的切掉部的实施例变型，

图7在沿那里指示的交叉线VII-VII的截面图中示出根据图6的示例，

图8示出具有根据本发明的用于改变操作模式的用户侧输入构件的散射光烟雾检测器的另外的实施例变型，

图9示出根据本发明的具有两个散射光阵列的根据图1的散射光烟雾检测器的实施例变型，

图10示出根据本发明的带有保护盖且具有用于光出耦合的光导体元件的截面图中的散射光烟雾检测器的另外的实施例变型，

图11在所指示的观看方向XI上示出从上方到根据图10的散射光烟雾检测器上的视图，

图12示出具有用于流动屏蔽物体的环境监视的根据本发明的散射光烟雾检测器的另外的实施例变型，以及

图13示出包括基于处理器的控制和评估单元且具有多个所连接的光发射器和光接收器的根据本发明的散射光烟雾检测器的框图。

图1示出根据本发明的包括光发射器4、41和光接收器5、51的具有散射光阵列的开放类型的散射光烟雾检测器1的示例。光发射器4以及还有光接收器5布置在具有在烟雾检测器1外部露天定位的散射光体积M、M1的散射光阵列中。

在本示例中，散射光烟雾检测器1以圆形形状体现。其具有电路基板3，同样以圆形形状体现，其容纳在作为烟雾检测器1的外壳2的一部分的安装环8中。除了保留功能之外，其同时服务于保护光发射器4、41以抵挡机械效应以及保护以抵挡沾污和污染。面向观看者的电路基板3的外面由AS标明。出于装饰目的，如附图中所指示的，电路基板3可以被提供有装饰性膜DEKO。诸如例如电容器、电阻器等之类的电子组件7或微控制器70优选地被应用在与可见外面AS相对地设置的电路基板3的内面IS上。

所示的光发射器4、41被体现用于发射具有定向射线RS的光束L，其中根据本发明，定向射线RS在光发射器4、41与散射光体积M、M1之间传播经过的路径的部分平行于电路基板3的外面AS行进。散射光体积M、M1在该情况中为光接收器5、51的光学接收区E与光束L之间的几何交叉集合。光发射器41的主要辐射方向进一步由HA标明，并且用于在侧面限制辐射光束L的孔由B标明。孔B还可以是安装环8的一部分。

根据本发明，光发射器4、41已经以由其发射的光束L从电路基板3的边缘在电路基板3的相对地设置的边缘的方向上延伸这样的方式布置和对准在电路基板3上。光发射器4、41相应地布置在外面AS上并且在电路基板3的径向上向外平放边缘区中。光发射器4、41典型地为LED。这被配置用于发射从400nm到1000nm的波长范围中的典型为单色的光，并且根据本发明，这是“侧视器”LED或“侧发射式”二极管。同样在该视图中将看到的是被体现为“反向鸥翼”光电二极管的光接收器5、51，其平面传感器表面F根据本发明通过电路基板3中的开口OF而可见。光电传感器5、51就好像通过电路基板3“看”到散射区域M、M1中。其还可以至少部分地突出到开口OF中。

图2在沿所指示的交叉线II-II的截面图中示出根据图1的示例。在该视图中，散射光阵列在散射光体积M、M1的实施例的情况下特别清楚地可识别。还可以看到由烟雾颗粒P散射的光如何穿过充当电路基板3中的孔B的开口OF以到达反向鸥翼光电二极管5、51的传感器表面F。传感器表面F是与开口OF相对地设置的。指向远离电路基板3的外面AS的光电二极管5、51的主要接收方向由HE标明。所述方向反平行于典型为平面的电路基板3的法线（被标记为N）。

根据本发明同样布置在电路基板3上的是直射光接收器6。后者出于检测由点状光线符号表示的直射光D的目的而对准到光发射器4、41。作为光发射器4、41的相对布置的结果，散射光体积M、M1因此也位于光发射器4、41与直射光接收器6、61之间。这使得光发射器4、41的污染监视和功能监视借助于直射光接收器6、61而成为可能。

图3示出根据本发明的具有针对散射光烟雾检测器1的电路基板3的具有光学偏转构件K的环形围绕物8的实施例变型。

在该情况中，电路基板3具有针对处于其径向外边缘区中的光发射器41的穿过开口DO。光发射器42现在以由光发射器42发射的光束L到达光学偏转构件K这样的方式布置和对准在电路基板3的内面IS上。在本示例中，被体现用于容纳电路基板3的安装环8具有至少部分圆周反射内轮廓K作为光学偏转构件K。在该布置中，光学偏转构件K是与穿过开口DO相对地设置的并以光束L的定向射线RS平行于电路基板3的外面AS行进这样的方式偏转入射在那里的光束L。在本示例中，光发射器42是针对SMD安装而安置在倒装芯片封装中的LED。

图4示出根据本发明的具有布置在带有孔B的电路基板外面AS上的光接收器5、52的散射光烟雾检测器1的实施例变型。

在该实施例变型中，光接收器52现在以一方面其传感器表面F平行于电路基板3的外面AS行进并且另一方面仅散射光可以由光发射器41检测这样的方式布置和对准在电路基板3的外面AS上。为了避免来自光发射器41的直射光，孔B布置在光发射器41与光接收器52之间。

图5示出具有根据本发明的布置在电路基板3的径向外边缘上的散射光阵列的另外的实施例变型。

在该情况中，光发射器4、41和光接收器5、53二者均布置在电路基板3的径向外区中。它们以将散射光体积M2（在几何上）限定为与电路基板3的外面AS相对地平放这样的方式以散射光角度α关于彼此而对准。光发射器4、41的主要发射方向HA和光接收器5、53的主要接收方向HE平行于电路基板3的外面AS行进。在本示例中，散射光体积M2被大致限定在电路基板3的几何中心处。

散射光阵列具有110°与145°之间的范围中的散射光角度α。在本示例中，其为120°。在该情况中，光阵列是前向散射光阵列。可替换地，散射光阵列可以具有35°至70°之间的范围中的散射光角度α。在这样的情况中，光阵列则为后向散射光阵列。

此外，图5中所示的实施例变型可以借助于第二散射光阵列加以扩展（在这方面还参见图8）。

在两个光发射器和单个光发射器的情况中，散射光烟雾检测器可以具有两个散射光阵列，该两个散射光阵列具有两个前向散射角度、具有两个后向散射角度或者具有一个前向和一个后向散射角度，在每一种情况中具有公共散射光中心。换言之，两个光发射器的主要发射方向和光接收器的主要接收方向则优选地交叉在一个点处，即，在散射光体积的中心处。

两个光发射器优选地为LED。它们可以发射相同波长处或与彼此不同的波长处的单色光，诸如例如蓝色光、绿色光、红色光或红外光。

在不同波长的单色光的情况中并且在相同散射光角度处，然后可能的是使控制和评估单元借助于合适评估软件确定烟雾颗粒大小。

在不同的散射光角度处的相同波长的所发射的光的情况中，诸如例如在前向散射光角度和后向散射光角度的情况中，然后可能的是使控制和评估单元借助于合适评估软件确定烟雾的类型。

在两个光接收器和单个光发射器的情况中，散射光烟雾检测器可以同样地再一次具有两个散射光阵列，该两个散射光阵列具有两个前向散射角度、具有两个后向散射角度或者具有一个前向散射和一个后向散射角度，在每一种情况中具有公共散射光中心。换言之，两个光接收器的主要接收方向和光发射器的主要发射方向然后优选地交叉在一个点处，即，在散射光体积的中心处。

两个光接收器优选地为光电二极管。它们每一个可以对不同波长的单色光敏感，诸如例如对蓝色光、绿色光、红色光或红外光敏感，在这种情况中光发射器41然后至少发射具有这些不同波长的光。光发射器41可以是双色LED。其还可以是白光LED。

也在该情况中，在相同或不同散射光角度处，可能的是使控制和评估单元借助于合适评估软件确定烟雾颗粒大小和/或确定烟雾的类型。

图6示出根据本发明的具有保护盖10且具有针对光出耦合/漏斗元件11的切掉部AU的实施例变型。

在本示例中，所示的散射光烟雾检测器1已经具有两个散射光阵列，每一个具有光发射器41、光接收器51和布置在其之间切掉部AU中的光出耦合/漏斗元件11。

一般而言，双散射光阵列实现了关于两个散射光阵列中的一个中的故障（诸如例如由苍蝇或昆虫导致）的较高水平的误警报抗扰性。

从上方到所图示的散射光烟雾检测器1上的视图揭示了面向观看者的平面保护盖10，所述盖以用于由光发射器4发射的光束L的光通道CH产生在电路基板3的外面AS与保护盖10的相对地设置的内面之间这样的方式以距电路基板3的外面AS一定距离间隔地布置（在这方面还参见图7）。在该情况中，保护盖10的外面由AS’标明，并且平行于电路基板3的表面法线的保护盖10的表面法线由N标明。保护盖10优选地为不透光的。同时，其可以是装饰性板DEKO。两个光出耦合/漏斗元件11中的每一个具有针对光接收器5、51的光漏斗TR以及邻接该光漏斗TR以用于将源自光发射器4、41且在光通道CH中传导的光束L出耦合的目的的光出耦合部分R。光出耦合部分R以出耦合的光束L跨光漏斗TR且超出而行进到散射光烟雾检测器的环境中这样的方式体现（在这方面参见图7）。光出耦合部分R以斜坡的方式实现。

参考标记SW标明两个侧壁，其在本示例中在“斜坡”的两侧上且与保护盖10的外面AS’成直角延伸。侧壁10等同地服务于提供抵抗污染物的保护。可替换地，侧壁可以是保护盖10自身的必要组成部分。参考标记TO标明漏斗开口，E标明所图示的布置的光学捕获区，并且13标明用于实现环境监视的第一环境光发射器。在图12和图13的示例中解释最后提到的内容。

图7在沿那里指示的交叉线VII-VII的截面图中示出根据图6的示例。

在该视图中，可以详细地看到平行于电路基板3的外面AS发射的光束L的轨迹以及在光通道CH中的前进和经由光接收器51且超出的接下来的出耦合。同时，光发射器41借助于不透光的保护盖10受保护以抵挡机械效应和污染物。

图8示出具有用于改变操作模式的根据本发明的用户侧输入构件的散射光烟雾检测器1的另外的实施例变型。

在那里所示的附图的示例中，散射光烟雾检测器1具有两个散射光阵列，该两个散射光阵列具有两个光发射器41和公共光接收器51。这两个光发射器41均被配置成发射不同于彼此的波长范围中的优选为单色的光。优选地，一个光发射器41发射红外或红色光并且另一个光发射器42发射绿色、蓝色或UV光。光接收器51对两种“光颜色”均敏感。两个光发射器41优选地被二者择一地激活。控制和评估单元70然后可以根据与两个光发射器41相关联的光接收器信号关于时间的比率来计算所检测到的烟雾颗粒P的颗粒大小以便确定烟雾的类型。

可替换地，这两个光发射器41均还可以被配置成发射相同的单色光。尽管在该布置的情况下，相同的散射光角度然后在每一种情况中存在于光发射器41与光接收器51之间，但是虽如此，存在不同的散射光体积。两个光发射器41进而优选地被二者择一地激活。控制和评估单元70被配置成通过比较两个光接收器信号来建立扰动变量的存在，诸如例如昆虫的存在。这尤其是在两个光接收器信号在其幅度方面显著不同于彼此并且最重要的是突然不同于彼此时。

根据本发明，直射光接收器6是与相应光发射器41相对地布置的。在该情况中，直射光接收器6与相应光发射器41对准以用于检测直射光D、D1、D2的目的。在相对地设置的直射光接收器61的方向上行进的相应光束由L1和L2标明。在图中由影线指示的输入场T1、T2被插入在光接收器51与相应的直射光接收器61之间。输入场T1、T2可以在图形上被突出显示为电路基板3的外面AS上或所图示的装饰性膜DEKO上的用于用户的输入构件。如果用户现在利用其手指触摸这样的输入场T1、T2，则光发射器41与关联的相对地设置的直射光接收器61之间的光路被中断。如果手指被移除，则再一次释放光路。电子控制和评估单元70出于信号通信目的而被连接到光发射器41和直射光接收器61。其被配置成激活相应光发射器41以及捕获源自关联的直射光接收器61的信号并针对展现出大信号改变的信号跳跃的序列评估所述信号。如在引言中所描述的，散射光烟雾检测器1的操作模式中的改变以此方式是可能的。在该情况中，存在甚至两个可用的输入可能性，其还可以与彼此组合。

图9示出根据本发明的具有两个散射光阵列的根据图1的散射光烟雾检测器1的实施例变型，每一个散射光阵列具有光发射器41和光接收器61。通过该构件，关于两个散射光阵列中的一个中的故障（诸如例如由苍蝇或昆虫导致）的较高水平的误警报抗扰性有利地是可能的。按准备好操作指示的方式的指示器发光二极管由LED标明。这通过重复的简短闪烁（诸如例如每30秒）来指示散射光烟雾检测器1的功能准备就绪。

图10示出根据本发明的带有保护盖10且具有用于对光进行出耦合的光导体元件LL的截面图中的散射光烟雾检测器1的另外的实施例变型。

散射光烟雾检测器1具有以距电路基板3的外面AS一定距离间隔的平面（不透光）保护盖10。距离优选地处于3至10mm的范围中。间隔开的布置导致针对邻接光发射器41的光导体元件LL的容纳空间。光导体元件LL被提供以用于转发由光发射器41发射的光束L。其以棱镜的方式实现。光发射器41进而为侧视器LED。其是与光导体元件LL直接相对地布置的，以用于入耦合（couplingin）所发射的光束L的目的。其以所发射的光束L以直角入耦合到光导体元件LL的优选为平面的入耦合表面EF中这样的方式对准。

保护盖10还具有针对光导体元件LL的光出耦合部分AT的（第一）切掉部AU1。光导体元件LL在该情况中以在光导体元件LL中行进的光束L在光出耦合部分AT的出射表面AF处出耦合这样的方式体现。在光导体元件LL内部，光束L的部分撞击在倾斜表面SR上使得所述部分以出射表面AF的方向上的全内反射而被反射。光导体元件LL优选地与保护盖10的外面A’齐平。此外，出射表面AF优选地被体现为平面。出耦合的光束L然后经由光接收器51的接收区E且超出而进一步行进到散射光烟雾检测器1的环境中。

与保护盖10中的第一切掉部AU1相邻，还存在另外的（第二）切掉部AU2，其被提供以用于容纳光学透镜LI。在两个切掉部AU1、AU2之间还存在不透光的障碍物BR以便防止光束L的部分直接到达光接收器51。光接收器51自身再次布置在电路基板3的内面IS上，其传感器表面F与电路基板3中的开口OF相对地平放，开口OF同时充当孔B。

图11在所指示的观看方向XI上示出从上方到根据图10的散射光烟雾检测器上的视图。

在该视图中可以看到两个相邻的四边形切掉部AU1、AU2，其通过障碍物B而与彼此分离。

容纳在第二切掉部AU2中的透镜LI还可以是光接收器51自身的必要组成部分。在该情况中，光接收器优选地布置在电路基板3的外面AS上。透镜LI然后在光学方面在光接收器的上游连接。

图12示出具有用于流动屏蔽物体的环境监视的根据本发明的散射光烟雾检测器1的另外的实施例变型。

两个第一环境光发射器13作为示例存在于电路基板3的外面AS上，远离外面AS且基本上与后者成直角地发射光到散射光烟雾检测器1的环境中。第一环境光发射器13优选地在非可见红外范围中且优选地利用宽的半球形发射区来发射光。

三个第二环境光发射器15此外在径向上向外平放的边缘区中存在于电路基板3的外面AS上，基本上径向上远离散射光烟雾检测器1发射光到散射光烟雾检测器1的环境中。第二环境光发射器15还优选地在非可见红外范围中发射光。发射区如所示那样优选地是扇形的，以便在针对散射光烟雾检测器1的侧向方向上发射尽可能多的光。

如在本示例中所的第一和第二环境光发射器13、15不一定必须存在。

此外布置在径向上向外平放的边缘区中的是三个环境光接收器14，其被提供以用于检测从基本上径向的方向朝向散射光烟雾检测器1的环境光的目的。在圆周方向上观看，它们布置在第二环境光发射器15之间。第二环境光发射器15和环境光接收器14还可以被组合在光电子组件中。在该情况中，六个环境光发射器/接收器然后产生，其分布布置在圆周方向上。除了光接收器5之外，如本示例中所示的环境光接收器14和/或直射光接收器6并不绝对必然存在。

散射光烟雾检测器1此外具有电子控制和评估单元70，其出于信号通信目的而被连接到环境光发射器13、15、到光接收器5和到环境光接收器14。控制和评估单元70被配置成激活相应环境光发射器13、15以及：捕获源自光接收器5、源自环境光接收器14和源自直射光接收器6的电信号，该信号与从物体反射的光脉冲相关；关于时间评估所述信号；以及如果所检测到的物体处于散射光烟雾检测器1周围预定义距离内且超过预定义最小信号水平，则发布警告消息MO,WARN。

对了对干扰的增强的抗扰性，环境光发射器13、15优选地发射经调制的光，诸如例如在若干KHz到MHz的范围中。这可以例如由控制和评估单元70实现。以对应的方式，关于所述调制频率对源自光接收器5、源自环境光接收器14和源自直射光接收器6的接收信号S1-S3进行滤波，诸如例如借助于由控制和评估单元70实现的数字滤波器。滤波器也可以是无源或电子组件。

在大于1MHz的范围中的较高频率处，所接收到的信号的相位信息还可以用于执行“飞行时间”分析。换言之，确定运输时间和因而被发送到环境中的光信号的路径。以此方式将可设想到对干扰物体的距离的甚至更准确的评价。该距离因而可以是基于由于反射所致的接收信号S1-S3的幅度的下降和/或基于所发送的光信号与接收信号S1-S3之间的相位差以飞行时间测量的方式来计算的。

图13示出包括基于处理器的控制和评估单元70且具有多个所连接的光发射器4、13、15、LED和光接收器5、6、14的根据本发明的散射光烟雾检测器1的框图。

参考标记PRG标明计算机程序，其适合用于执行先前描述的烟雾检测和用于环境监视。在用户侧上可选择的不同操作模式由MODE标明。这些可以包括对应于相应操作模式MODE的不同参数集合。

根据本发明，散射光烟雾检测器1可以此外具有：热传感器20，诸如例如PIR传感器或高温传感器（pyrosensor）；或者热电堆或微测辐射热计热传感器20，其出于信号通信目的而被连接到电子控制和评估单元70。后者可以被配置成：针对明火的闪烁频率特性的存在而评估由热传感器20捕获的信号S4；以及如果存在明火的闪烁频率特性，则发布火焰警报MF或火灾警报AL。散射光烟雾检测器1此外可以具有温度传感器21，其出于信号通信目的而被连接到电子控制和评估单元70。后者可以被配置成：针对不可接受地高的温度的存在而监视由温度传感器21捕获的信号S5；以及如果存在这样的信号，则发布过度温度消息MT或火灾警报AL。

基于所执行的计算机程序PRG，可以利用借助于控制和评估单元70的MR（诸如例如烟雾消息MR、污染消息MV和物体消息）发布另外的警示消息，如果被检测为非法的物体位于环境中的话。

参考标记列表

1散射光烟雾检测器

2外壳，壳部分，容器

3电路基板，印刷电路板

4、41、42光发射器，LED，IRED

5、51-53光接收器，光电二极管，IR光电二极管

6、61、62直射光接收器，光电二极管，IR光电二极管

7组件

8环，安装环

10保护盖

11光出耦合/漏斗元件

13第一环境光发射器，LED

14环境光接收器

15第二环境光发射器，LED

20热传感器，热电堆，微测辐射热计，高温传感器

21温度传感器

70电子控制和评估单元，处理单元，微控制器

A1-A4输出信号

AF出耦合表面

AL警报消息

AS电路基板的外面

AS’保护盖的外面，装饰性板或装饰性膜

AT光出耦合部分

AU、AU1切掉部

AU2

B孔

BR障碍物

CH光通道

D、D1、D2直射光线，直射光

DEKO装饰性板，装饰性膜

DO穿过开口

E接收区，接收扇区

EF入耦合表面

F传感器表面

HA主要发射方向

HE主要接收方向

IS电路基板的内面

K轮廓，内轮廓，反射轮廓

L、L1、L2光束

LI透镜

LL光导体元件

LED光学指示器元件，操作指示器

M、M1-M4散射光体积，散射光中心，测量体积

MF火焰消息

MO物体消息

MR烟雾消息

MT过度温度消息

MV污染消息

MODE操作模式

N法线，法线方向

OF光学窗口，开口，洞，钻孔

P颗粒，烟雾颗粒

PRG计算机程序

R光出耦合部分，斜坡

RS定向射线，优选方向上的光线

S1-S5信号，所接收的信号

SR倾斜表面

SW侧壁

T1、T2输入场，触摸区

TO漏斗开口

TR光漏斗

WARN警告消息

α散射光角度