JP2001242064A - 花粉検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の方法は花粉を検出する精度が十分では
ないという課題を有している。 【解決手段】 花粉１２が通過する配管部９の管壁側に
高速の気流を噴出させるようにして、配管部９の中心部
の流速を減少させるようにして、花粉１２が配管部１２
の中心付近を流れるようにして、精度の高い花粉の検知
ができる花粉検出装置としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、花粉の有無、ある
いは花粉の量を計測する花粉計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、杉やヒノキなどの花粉にアレルギ
ー症状を呈する人が増加しており、家屋の窓の開閉や、
布団や洗濯物の屋外への干し物を行う際や、外出の際の
目安として花粉の飛散量をリアルタイムに知りたいとの
要望が高まっている。

【０００３】現在、テレビやラジオ等によって提供され
ている花粉の状況についての放送は、１日数回といった
程度であり、リアルタイム性に欠けるものである。ま
た、この情報は観測地点についてのものであり、実際に
生活する場所とは異なっているため、現地性にも乏し
い。

【０００４】従来行われている花粉の計測は、一定時間
にシート上に落下して付着した花粉を顕微鏡によって目
視計数する方法、熱を加えたり酵素を加えたりして花粉
を変成させて花粉の有無を調べる方法などがある。これ
らはいずれも手間が掛るためやはりリアルタイム性に欠
けるものである。

【０００５】これらの方法に代わる即時性の高い計測方
法として、花粉に光を照射して光の散乱の状態を調べた
り、花粉から発せられる蛍光を調べたりする方法が提案
されている。

【０００６】例えば、特開平１０−３１８９０８号公報
には、配管経路中を通過する花粉にレーザ光を照射し、
その散乱光の角度と光量から花粉量を算出する構成が開
示されている。

【０００７】また、特開平７―８３８３０号公報には、
配管経路中を通過する花粉に励起光となるレーザ光を照
射し、花粉が発光する特有の蛍光の量を計測して花粉量
を算出する構成が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の方
法は花粉を検出する精度が十分ではないという課題を有
している。すなわち、経路を通過する花粉に直接レーザ
光を照射する構成のものは、経路の径方向の花粉の位置
によって蛍光量が変動するものであり、花粉の量の多少
による蛍光量の変化と判別ができないものである。、ま
た、照射したレーザ光が花粉に命中しない確率も高いも
のである。この対策として、レーザ光のスポットを大き
くすると、花粉に当たる確率は上がるが、蛍光量や散乱
光の量が低下して、検知精度を低下するものである。

【０００９】また、経路内の花粉の位置が一定する程度
に経路径を小さくすることも考えられるが、花粉のサイ
ズは数１０ミクロン程度であり、このような小径の経路
としたときには通常のポンプなどでは十分な吸引量を確
保できないものである。換言すれば、装置の実現性が乏
しくなる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、花粉が通過す
る配管部の管壁側に高速の気流を噴出させるようにし
て、配管部の中心部の流速を減少させるようにして、花
粉が配管部の中心付近を流れるようにして、精度の高い
花粉の検知ができる花粉検出装置としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、花粉
が通過する配管部の管壁側に高速の気流を噴出させるよ
うにして、配管部の中心部の流速を減少させるようにし
て、花粉が配管部の中心付近を流れるようにして、精度
の高い花粉の検知ができる花粉検出装置としている。

【００１２】請求項２に記載した発明は、噴出部が、配
管部の管壁の一方に高速の気流を噴出させるようにし
て、常に花粉が配管部の噴出部逆側を通過するようにで
き、花粉を検出するために照射する光源の調整が容易
で、照射位置による光量変化がない正確な検出ができる
花粉検出装置としている。

【００１３】請求項３に記載した発明は、噴出部に接続
している循環部に、花粉の循環を防止する花粉フィルタ
を有するようにして、噴出部から噴出する噴流をより高
速とでき、花粉の通過範囲を狭め、検出精度を向上した
花粉検出装置としている。

【００１４】請求項４に記載した発明は、配管部に溝を
設けて、重力で落下した花粉が確実に溝部を通過するよ
うにして、一定位置で光の照射ができ、照射位置による
光量変化がない正確な検出ができる花粉検出装置として
いる。

【００１５】請求項５に記載した発明は、配管部の断面
形状を底部に向かう急傾斜を有しているものとして、花
粉が重力によって傾斜を滑って確実に配管部の底部を通
過するようにでき、光の照射位置による光量変化がない
正確な検出ができる花粉検出装置としている。

【００１６】請求項６に記載した発明は、配管部は、下
流側を低く傾斜させている構成として、通過する花粉が
管内を滑り落ち易くなり、配管部の内壁に付着しにく
く、正確な検出ができる花粉検出装置としている。

【００１７】請求項７に記載した発明は、配管部は花粉
が流入する流入部を偏心させて有する構成として、吸入
する空気の流れが螺旋流となって、花粉が配管部内壁を
沿うように流れ、一定位置で光の照射ができ、照射位置
による光量変化がない正確な検出ができる花粉検出装置
としている。

【００１８】請求項８に記載した発明は、配管部はアー
スしている構成として、配管部に静電気が発生すること
がなく、花粉が配管部の内壁に付着しないため、正確な
検出ができる花粉検出装置としている。

【００１９】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて説明する。図１は本実施例の花粉検出装置の構成
を示す断面図である。また、図２は同じく検知部の近傍
を示す断面図である。本実施例の花粉検出装置は、花粉
１２を吸引する吸引部１１と、吸引部１１に接続した配
管部９と、配管部９の管壁側に高速の気流を噴出する噴
出部９１と、配管部９に光を照射するレーザーユニット
である光源８と、光源８の光が配管９内の花粉に当たっ
たときに花粉が発生する蛍光を受光する受光素子７であ
るフォトダイオードと、受光素子７の信号から花粉の有
無あるいは花粉の量を演算する制御回路１と、制御回路
１に接続した表示部１５を備えているものである。前記
光源８と受光素子７と制御回路１と表示部１５とは検知
部２０を構成しているものである。

【００２０】なお、受光素子７の前面には光学フィルタ
６を設けており、光源８が照射している花粉を励起する
励起光５３０ｎｍの波長の光をカットして、花粉が発生
する蛍光である６００ｎｍの波長の光のみを通過させて
いる。

【００２１】制御回路１はマイコンやその周辺回路で構
成しており、受光素子７の信号を受光回路３を介して受
け、花粉の有無、あるいは花粉の量を判定して、表示部
１５に表示する。

【００２２】吸引部１１は蓋１１ａを備えており、蓋１
１ａとの隙間から、つまり周回方向から花粉１２を吸引
する。すなわち、吸引部１１には、配管部９を介して、
吸気ファン５を接続しているものである。また吸引部１
１と配管部９との間には、防塵フィルタ１０を設けてお
り、配管部９内に大型のゴミなどが進入することを防止
している。また、前記光源８は、発光回路２の点灯、消
灯によってレーザ光の発光と停止を制御されている。

【００２３】前記噴出部９１は、図２に示している構成
となっているものである。すなわち、吸気ファン５が塗
出する気流の一部を循環部９２によって配管部９１の管
壁に沿うように循環させているものである。このとき、
噴出部９１を構成する管壁９１ａは、配管部９と非常に
小さいクリアランスを有する円形状となっている。この
ため、前記吸気フアン５の循環気流は配管部９の管壁に
密着されるように高速で吹き出されるものである。

【００２４】なお本実施例では、還流部９２内には花粉
の循環を防ぐ花粉フィルタ９３を設けている。また配管
部９の内壁は、アース線９６によってアースしている。
従って配管部９に静電気が発生することはないものであ
る。

【００２５】以下、本実施例の動作について説明する。
図示してない操作スイッチをオンすると、吸気ファンが
回転を開始し、制御回路１が動作を開始する。吸気ファ
ン５が回転すると、吸引部１１から花粉を含んだ空気が
吸引される。このとき、大型のゴミは、吸引部１１に設
けている蓋１１ａと、防塵フィルタ１０によって捕集さ
れる。従って配管部９内には花粉１２を含んだ空気が吸
引される。

【００２６】このとき配管部９内では、吸気ファン５が
送風する空気の一部が循環部９２によって配管部９の検
知部２０の入り口側に戻され、噴出部９１から高速の気
流として噴出されている。この高速の気流は、前記した
ように、配管部９の管壁に沿って流れている。従って配
管部９の中央付近の気流の流れは相対的に遅くなるもの
である。このため吸引された花粉１２は、配管部９の中
央付近に集中して流れるようになる。

【００２７】この状態で、つまり花粉１２が配管部９の
中央部を流れている状態で、制御回路１が発光回路２を
駆動すると、光源８が点灯してレーザ光線を放射する。
このとき本実施例では、このレーザ光線を５３０ｎｍの
波長のものとしている。波長５３０ｎｍの光を励起光と
して受けると、花粉は６００ｎｍ近辺の蛍光を発光する
ことが知られている。そこで本実施例では、フィルタ６
を使用して、花粉１２等によって散乱した前記５３０ｎ
ｍの波長のレーザ光をカットして、６００ｎｍの蛍光の
みを受光素子７によって受けるようにしている。

【００２８】受光素子７の信号は、受光回路３によって
増幅されて、制御回路１に伝達される。制御回路１は、
予め、受光回路３が計測した電圧と花粉の量との関係を
プログラムとして有している。従って、前記信号を受け
た制御回路１は、花粉の有無、あるいは花粉の量の大小
を演算して、この結果を表示部１５に表示するものであ
る。

【００２９】このとき本実施例では、花粉１２が通過す
る配管部９の管壁側に吸気ファン５が送風する空気の一
部を、循環部９２によって循環させ、噴出部９１から高
速の気流として噴出させるようにしているため、配管部
９の中心部の流速が減少して、花粉１２が配管部９の中
心付近を流れるものである。従って、光源８と受光素子
７の焦点の設定を配管部９の中央部に一定して設定する
ことができ、安定した測定ができるものである。また、
配管部９の管壁に付着する花粉１２の量が減少して、精
度の高い花粉の検知ができる花粉検出装置を実現するも
のである。

【００３０】またこのとき本実施例では、循環部９２に
花粉フィルタ９３を配置している。花粉フィルタ９３
は、本実施例では、繊維状の物質等で構成している。こ
のため、噴出部９１から噴出する高速の気流中に花粉１
２が含まれることはなく、従って噴出部９１から噴出す
る噴流をより高速とできるものである。このため、花粉
１２は配管部９の中央付近をより集中して流れるように
なって、精度の高い花粉の検知ができる花粉検出装置を
実現するものである。

【００３１】またこのとき本実施例では、配管部９はア
ース線９によってアースする構成としている。このため
配管部９に静電気が発生することがないものである。従
って配管部９を流れる花粉１２が静電気によって配管部
９の管壁に付着することはなく、精度の高い花粉の検知
ができる花粉検出装置を実現するものである。

【００３２】なお本実施例では、吸気ファン５が送風す
る空気の一部を循環部９２によって配管部９の検知部２
０の入り口側に循環させ、噴出部９１から高速の気流と
して噴出させる構成としているが、吸気ファン５とは別
に高速気流を噴出させるためのファンを設ける構成とし
ても、支障はないものである。

【００３３】（実施例２）続いて本発明の第２の実施例
について説明する。図３は本実施例の構成を示す断面図
である。本実施例では、噴出部９１は、配管部９の管壁
の一方に高速の気流を噴出させるようにしているもので
ある。つまり、循環部９２によって還流された気流は、
噴出部９１から配管部９の上方のみに噴出されるものの
である。このため配管部９内では、相対的に噴出部９１
の逆側である配管部９底部の流速が遅くなる。このため
吸引された花粉１２は、配管部９の噴出部９１を配置さ
れていない底部に集中して流れるようになる。

【００３４】このため、光源８と受光素子６の焦点の設
定を、常に配管部９の底部に一定に設定できるものであ
る。このため本実施例によれば、光源８の照射位置によ
る測定のばらつきのない安定した測定ができ、精度の高
い花粉の検知ができる花粉検出装置を実現するものであ
る。

【００３５】なお本実施例では、噴出部９１は、循環部
９２によって吸気ファン５が送風する空気の一部を配管
部９の検知部２０の入り口部に循環させたものを高速の
気流として噴出させる構成としているが、還流部９２を
設けずに大気から吸入した空気を送風する簡便な構成と
することもできる。

【００３６】また吸気ファン５とは別のファンを設け
て、このファンによって噴出部９１から高速の気流を噴
出させる構成としても支障はないものである。

【００３７】（実施例３）続いて本発明の第３の実施例
について説明する。図４は本実施例で使用している配管
部９の形状を示す断面図である。図４（ａ）は側面から
見た断面図、図４（ｂ）は、同じく正面から見た断面図
である。すなわち本実施例では、配管部９の底部に細い
溝部９４を設けている。このため例えば、実施例２で説
明している配管部９の片側に高速の気流を噴出する噴出
部９１を設けたときに花粉１２は、溝部９４を集中して
流れるものである。すなわち花粉１２は重力によっと溝
部９４内に落下した状態で、配管部９を流れるものであ
る。

【００３８】このため本実施例によれば、光源８と受光
素子７の焦点の設定を溝部９４に一定に設定することに
よって、光源８の照射位置による測定のばらつきのな
い、精度の高い検出ができる花粉検出装置を実現するも
のである。

【００３９】また一般的には配管部９を太くすると、曲
率が大きくなるため花粉１２の通過位置がばらつき易い
ものである。この点本実施例によれば、溝部９４を設け
ることによって、花粉１２の通過位置を溝部９４に一定
にできるものである。従って特に本実施例によれば、配
管部９を太くして、広範囲からサンプル空気を吸引で
き、また流量を増やすことも可能となるものである。

【００４０】なお溝部９４の配置位置は、検知部２０の
測定範囲だけとすることが望ましいものである。この範
囲に限定することによって、溝部９４に花粉１２が詰ま
りにくくなるものである。

【００４１】（実施例４）続いて本発明の第４の実施例
について説明する。図５は本実施例で使用している配管
部９の形状を示す断面図で、（ａ）は側面から見たもの
を、（ｂ）は正面からものである。本実施例で使用して
いる配管部９は、中央部から底部に向かう急傾斜を有し
ているものである。すなわち、角度αで表現している急
傾斜を有しているものである。すなわち、実施例３で説
明したものは配管部９の一部に溝部９４を設けているも
のであるが、本実施例のものは、配管部９の全体が溝部
となっているものである。

【００４２】このため本実施例によれば、花粉１２は重
力によって、角度αの傾斜に沿って滑り落ち、配管部９
の底部を集中して通過する。

【００４３】従って本実施例によれば、光源８と受光素
子７の焦点の設定を配管部９の底部に一定に設定できる
ものである。このため、光源８の照射位置による測定の
ばらつきがなく、精度の高い花粉の検出ができる花粉検
出装置を実現するものである。

【００４４】また配管部９を太くしたとき、曲率が大き
くなるため通過位置がばらつき易いが、本実施例とした
場合は、急傾斜αを設けることによって、花粉１２が一
定の位置を通過でき、配管部９を太くして、広範囲のサ
ンプル空気を吸引できる構成としたときにも、管内に花
粉１２が舞い上げることがなく、また流量を増やすこと
も可能である。

【００４５】なお配管部９の断面形状を楕円にすること
で、簡易に効果的な管形状を実現することができる。

【００４６】（実施例５）続いて本発明の第５の実施例
について説明する。図６は本実施例の花粉検出装置に使
用している配管部９の形状を説明する断面図である。本
実施例では、検知部２０前後の配管部９を下流側が低く
なるように角度βだけ傾斜させている。このため通過す
る花粉１２が、配管部９を滑り落ち易くなっているもの
である。

【００４７】このため本実施例によれば、花粉１２が配
管部９の内壁に付着しにくく、精度の高い花粉の検出が
できる花粉検出装置を実現するものである。

【００４８】（実施例６）次に本発明の第６の実施例に
ついて説明する。図７は、本実施例の構成を示す断面図
で、（ａ）は配管部９を側面から見たものを、（ｂ）は
正面から見た断面図を示している。本実施例では、配管
部９に接続している流入口９５を偏心させた位置に設け
ている。このため、流入口９５から流入した花粉１２を
含んでいる空気は、図７（ａ）に示しているように、配
管部９内を螺旋状に流れるものである。この螺旋状の空
気の流れは、流入口９４の径等の形状や、偏心の度合い
に応じて変化するものである。本実施例では、この螺旋
のピッチ調節して、光源８と受光素子７の焦点位置が一
定となるようにしているものである。

【００４９】このため本実施例によれば、光源８の照射
位置によるばらつきがなく、精度の高い測定ができる花
粉検出装置を実現できるものである。

【００５０】なおレーザーユニット８とフォトダイオー
ド７を配管部９の外周に円環状に配置することで、花粉
１２の検知精度を向上することができる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に記載した発明は、花粉を吸引
する吸引部と、吸引部に接続した配管部と、前記配管部
の管壁側に高速の気流を噴出する噴出部と、前記配管部
に光を照射する光源と、前記光源の光が配管内の花粉に
当たって花粉が発生する蛍光を受光する受光素子と、受
光素子の信号から花粉の有無あるいは花粉の量を演算す
る制御回路と、前記制御回路に接続した表示部を備えた
構成として、花粉が配管部の中心付近を流れるようにし
て、精度の高い花粉の検知ができる花粉検出装置を実現
するものである。

【００５２】請求項２に記載した発明は、噴出部は、配
管部の管壁の一方に高速の気流を噴出させるようにした
構成として、常に花粉が配管部の噴出部逆側を通過する
ようにでき、花粉を検出するために照射する光源の調整
が容易で、照射位置による光量変化がない正確な検出が
できる花粉検出装置を実現するものである。

【００５３】請求項３に記載した発明は、噴出部は、花
粉の循環を防止する花粉フィルタを有する構成として、
噴出部から噴出する噴流をより高速とでき、花粉の通過
範囲を狭め、検出精度を向上した花粉検出装置を実現す
るものである。

【００５４】請求項４に記載した発明は、配管部に溝を
設けた構成として、重力で落下した花粉が確実に溝部を
通過するようにして、一定位置で光の照射ができ、照射
位置による光量変化がない正確な検出ができる花粉検出
装置を実現するものである。

【００５５】請求項５に記載した発明は、配管部は、断
面形状を底部に向かう急傾斜を有するものとした構成と
して、花粉が重力によって傾斜を滑って確実に配管部の
底部を通過するようにでき、光の照射位置による光量変
化がない正確な検出ができる花粉検出装置を実現するも
のである。

【００５６】請求項６に記載した発明は、配管部は、下
流側を低く傾斜させている構成として、通過する花粉が
管内を滑り落ち易くなり、配管部の内壁に付着しにく
く、正確な検出ができる花粉検出装置を実現するもので
ある。

【００５７】請求項７に記載した発明は、花粉を吸引す
る吸引部と、吸引部に接続した配管部と、前記配管部に
光を照射する光源と、前記光源の光が配管内の花粉に当
たって花粉が発生する蛍光を受光する受光素子と、受光
素子の信号から花粉の有無あるいは花粉の量を演算する
制御回路と、前記制御回路に接続した表示部を備え、前
記配管部は花粉が流入する流入部を偏心させて有する構
成として、吸入する空気の流れが螺旋流となって、花粉
が配管部内壁を沿うように流れ、一定位置で光の照射が
でき、照射位置による光量変化がない正確な検出ができ
る花粉検出装置を実現するものである。

【００５８】請求項８に記載した発明は、配管部はアー
スしている構成として、配管部に静電気が発生すること
がなく、花粉が配管部の内壁に付着しないため、正確な
検出ができる花粉検出装置を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である花粉検出装置の全
体構成を示す断面図

【図２】同、検知部近傍の構成を示す断面図

【図３】本発明の第２の実施例である花粉検出装置の検
知部近傍の構成を示す断面図

【図４】本発明の第３の実施例である花粉検出装置の検
知部近傍の構成を示す断面図 （ａ）側面図 （ｂ）正面図

【図５】本発明の第４の実施例である花粉検出装置の検
知部近傍の構成を示す断面図 （ａ）側面図 （ｂ）正面図

【図６】本発明の第５の実施例である花粉検出装置の検
知部近傍の構成を示す断面図

【図７】本発明の第６の実施例である花粉検出装置の検
知部近傍の構成を示す断面図

【符号の説明】 １ 制御回路 ２ 発光回路 ３ 受光回路 ５ 吸気ファン ６ フィルタ ７ 受光素子 ８ 光源 ９ 配管部 １０ 防塵フィルタ １１ 吸引部 １２ 花粉 ２０ 検知部 ９１ 噴出部 ９２ 循環部 ９３ 花粉フィルタ ９４ 溝部 ９５ 流入口 ９６ アース線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｚ (72)発明者 三木 匡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 CA06 DA05 EA01 GA07 GB01 GB03 GB05 GB19 JA03 KA02 KA05 LA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 花粉を吸引する吸引部と、吸引部に接続
   した配管部と、前記配管部の管壁側に高速の気流を噴出
   する噴出部と、前記配管部に光を照射する光源と、前記
   光源の光が配管内の花粉に当たって花粉が発生する蛍光
   を受光する受光素子と、受光素子の信号から花粉の有無
   あるいは花粉の量を演算する制御回路と、前記制御回路
   に接続した表示部を備えた花粉検出装置。
2. 【請求項２】 噴出部は、配管部の管壁の一方に高速の
   気流を噴出させるようにした請求項１に記載した花粉検
   出装置。
3. 【請求項３】 噴出部に接続している吸気ファンが送風
   する空気の一部を検知部の入り口側に循環させる循環部
   は、花粉の循環を防止する花粉フィルタを有する請求項
   １又は２に記載した花粉検出装置。
4. 【請求項４】 配管部に溝を設けた請求項２または３に
   記載した花粉検出装置。
5. 【請求項５】 配管部は、断面形状を底部に向かう急傾
   斜を有するものとした請求項２から４のいずれか１項に
   記載した花粉検出装置。
6. 【請求項６】 配管部は、下流側を低く傾斜させている
   請求項１から５のいずれか１項に記載した花粉検出装
   置。
7. 【請求項７】 花粉を吸引する吸引部と、吸引部に接続
   した配管部と、前記配管部に光を照射する光源と、前記
   光源の光が配管内の花粉に当たって花粉が発生する蛍光
   を受光する受光素子と、受光素子の信号から花粉の有無
   あるいは花粉の量を演算する制御回路と、前記制御回路
   に接続した表示部を備え、前記配管部は花粉が流入する
   流入部を偏心させて有する花粉検出装置。
8. 【請求項８】 配管部はアースしている請求項１から７
   のいずれか１項に記載した花粉検出装置。