JP2016114579A - 埃センサおよび電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】埃センサにおいて、埃が暗箱内を浮遊するため、暗箱内にある発光部や受光部の表面にあるレンズに埃が付着したことを検知する方法として、受光部のレンズに光を照射する汚れ検知用投光部を設置する方法がある。この方法では、汚れ検知用投光部を用意する必要がありコストが掛かる問題があった。また、暗箱内にある発光部のレンズに埃が付着したことは検出出来ない問題や、埃センサが停止している間しか受光部のレンズに埃が付着したことを検出出来ない問題もあった。【解決手段】そこで、本発明の埃センサは、通風路内に、発光部より照射された光を受光部に向けて反射する反射部を備えた。【選択図】 図１

Description

本発明は、発光部と受光部を有し、発光部からの光を埃に照射し、埃による反射光の一部を受光部で受光し埃の検出を行う埃センサに関する。

図３に示すように埃センサ１０は、暗箱２０内に白抜き矢印に示すように埃を含む空気が通過するように、暗箱２０の一端にある流入口２２から流入した空気を他端にある流出口２３にまで導く通風路２１を暗箱２０の内部に設け、この暗箱２０内に発光部３０と受光部４０を配置し、発光部３０から光を通風路２１に照射して、埃による反射光を受光部４０で受光し、受光した光の量に応じて受光部４０から出力される電流値が変化することを利用して、埃の量を検出している。もし、通過する空気の中に埃が多くあった場合は、埃による反射光が多くなり、受光部４０から出力される電流値が大きくなる。もし、通過する空気の中に埃が少なかった場合は、埃による反射光が少なくなり、受光部４０から出力される電流値が小さくなる。

このような埃センサ１０において、暗箱２０内を浮遊する埃が、暗箱２０内にある発光部３０や受光部４０の表面にあるレンズ（３１、４１）に付着する。レンズ（３１、４１）に付着した埃は光を遮断するため、発光部３０からの光を通風路２１に照射できなくなるおそれや、埃による反射光を受光部４０で受光できなくなり、埃センサ１０が通過する空気に含まれる埃の量を正確に検出することが出来なくなるおそれがあった。

このように、埃センサ１０が埃の量を正確に検出できない状態を検知する方法として、特許文献１に開示されているように、埃を照射する発光部とは別に、受光部のレンズに光を照射する汚れ検知用投光部を設置する方法がある。この方法では、汚れ検知用投光部が受光部のレンズに光を照射することで、受光部で受光した光の強度よりレンズに埃が付着しているか否かを判定している。

特開平６−１０２０９２号公報

しかし、特許文献１の方法では、汚れ検知用投光部を設ける必要があるため、コストが掛かる問題があった。また、受光部のレンズに埃が付着したことは検出できるが、暗箱内にある発光部のレンズに埃が付着したことは検出出来なかった。さらに、埃センサが動作している間は、受光部は受光した光の強度から埃の量を検出しているため、汚れ検知用投光部を発光させることが出来ず、埃センサが停止している間以外は、受光部のレンズに埃が付着したか否かを検出出来なかった。

そこで、本発明は、汚れ検知用投光部を用意することなく、発光部や受光部のレンズに埃が付着したか否かを検出できる埃センサを提供するものである。

上述した問題を解決するために、本発明の埃センサは、暗箱と、暗箱の内部に、空気が通過する通風路と、通風路内の空気に光を照射する発光部と、通風路内を通過する空気中に含まれる埃による反射光の強度を検出する受光部と、を備えた埃センサであって、通風路内に、発光部より照射された光を受光部に向けて反射する反射部を備えた埃センサである。

また、受光部が受光した光の強度が予め決められている所定値以上であるか否かを判定し、光の強度が所定値未満であった場合、埃が付着したと判定する判定部を備えた埃センサである。

あるいは暗箱と、判定部を備えた電気機器であって、暗箱の内部に、空気が通過する通風路と、通風路内の空気に光を照射する発光部と、通風路内を通過する空気中に含まれる埃による反射光の強度を検出する受光部と、通風路内に、発光部より照射された光を受光部に向けて反射する反射部と、を備え、判定部が、受光部が受光した光の強度が予め決められている所定値以上であるか否かを判定し、光の強度が所定値未満であった場合、埃が付着したと判定する電気機器である。

本発明の埃センサおよびこれを備えた電気機器によれば、汚れ検知用投光部を用意する必要がなくなりコストを抑えることが出来ると共に、運転中に暗箱内にある発光部や受光部のレンズに埃が付着したか否かを検出できる。

（ａ）本発明にかかる埃センサの断面を示した断面図である。（ｂ）本発明にかかる電気機器の構成を示したブロック図である。 本発明にかかる埃センサの制御を示したフロー図である。 従来の埃センサの断面を示した断面図である。

以下に、図面に基づいて、本発明にかかる埃センサおよび埃センサを備えた電気機器の実施例を詳細に説明する。

本発明に関する埃センサ１００は、図１（ａ）に示すように、外光を遮断し内部が暗室のようになる箱体の暗箱２００と、発光ダイオード（ＬＥＤ）３４０とレンズ３１０を有する発光部３００と、フォトダイオード４４０とレンズ４１０を有する受光部４００を備えている。

暗箱２００は、直方体状の箱体である。暗箱２００の内部には白抜き矢印で示すように埃を含む空気が通過できるよう、暗箱２００の一端にある流入口２１１から流入した空気を他端にある流出口２１２に導く通風路２１０が形成されている。通風路２１０の中央部分には通過する空気中に含まれる埃の量を検出するための領域である検出領域２２０が設けられる。発光部３００と受光部４００は通風路２１０内に配置されている。暗箱２００の内部にある一面の一端側に発光部３００、他端側に受光部４００を配置すると共に、発光部３００と受光部４００は検出領域２２０に向けた位置にレンズ（３１０、４１０）を設けている。各々のレンズ（３１０、４１０）の光軸（３３０、４３０）が検出領域２２０で交差している。さらに、検出領域２２０には、発光部３００より照射された光を受光部４００に向けて反射する反射部５００が配置されている。

発光部３００は、レンズ３１０と発光ダイオード３４０によって構成されている。発光ダイオード３４０は予め決められた波長の光を発光し、レンズ３１０を介することで発光した光を収束させて、通風路２１０内の検出領域２２０に向かって光を照射する。なお、レンズ３１０に埃が付着した場合は検出領域２２０に向かって照射される光の強度が下がる。

受光部４００は、レンズ４１０とフォトダイオード４４０より構成されている。受光部４００は、通風路２１０内の検出領域２２０にある埃による反射光をレンズ４１０で集光し、フォトダイオード４４０で受光して電気信号に変換した後に、後述する判定部７００に電気信号を出力している。もし、通過する空気の中に埃が多くあった場合は、埃による反射光が多くなり、受光部４００から出力される電流値が大きくなる。もし、通過する空気の中に埃が少なかった場合は、埃による反射光が少なくなり、受光部４００から出力される電流値が小さくなる。なお、レンズ４１０に埃が付着した場合はレンズ４１０を透過する光の強度が下がる。

反射部５００は、例えば針金のような細い金属棒で構成されていれば良い。この反射部５００は通風路２１０内の検出領域２２０で、発光部３００内のレンズ３１０の光軸３３０と受光部４００内のレンズ４１０の光軸４３０が交差する交点６００上に配置されている。本実施例では、この交点６００は検出領域２２０の中心に位置する。この交点６００に反射部５００を配置することで、発光部３００より照射された光を受光部４００に向けて反射する。なお、反射部５００に埃が付着した場合は反射される光の強度が下がる。また、本実施例では反射部５００を検出領域２２０の中心に配置しているが本発明はこれに限定したものではなく、反射部５００は検出領域２２０内であればどこでも良い。なお、本実施例では反射部５００は細い金属棒で構成されているが、本発明はこれに限定したものではなく、細長い鏡などあっても良い。

次に、図１（ｂ）に示すように、本発明の埃センサ１００を備えた電気機器８００内に設けられ、埃センサ１００から出力された電気信号を受信し、受信した電気信号を基に通風路２１０内にあるレンズ（３１０、４１０）などに埃センサ１００の検出動作に問題を起こす程度の埃が付着しているか否かを判定する判定部７００について説明する。判定部７００は、中央処理装置（ＣＰＵ）７１０や記憶部（ＲＯＭなど）７２０より構成されている。この記憶部７２０には、レンズ（３１０、４１０）などに埃が付着しているか否かを判定するために比較する所定値が記憶されている。この所定値は、通風路２１０内を通過する空気に埃が全くない状態で、反射部５００で反射された光のみを受光部４００で受信した時に出力される電気信号の電流値としてある。

次に、本発明の埃センサ１００を備えた電気機器が埃センサ１００内を通過する空気中に含まれる埃の量を検出する制御について図２のフロー図を基に説明する。

受光部４００がレンズ４１０を介して発光部３００が発光した光を受光する（Ｓ１）。そして、受光部４００は受光した光を電気信号に変換して（Ｓ２）、判定部７００に出力する（Ｓ３）。判定部７００は、受信した電気信号の電流値が記憶部に予め記憶されている所定値以上であるか否かを比較する（Ｓ４）。もし、受信した電気信号の電流値が所定値以上であった場合（Ｓ４−Ｙｅｓ）は、判定部７００は受信した電気信号の電流値から所定値を差し引いて、埃による反射光により得られた電気信号の電流値を算出し、算出した電気信号の電流値を基に埃の量を算出する（Ｓ５）。そして，Ｓ１に戻る。もし、受光部４００より送信された電気信号の電流値が所定値未満であった場合（Ｓ４−Ｎｏ）は、判定部７００は通風路２１０内にあるレンズ（３１０、４１０）などに埃が付着したと判定し、埃が付着したことを示す埃付着信号を出力する（Ｓ６）。

例えば、レンズ（３１０、４１０）などに埃が付着していない場合、通過する空気中に含まれる埃の量に関わらず、判定部７００が受信した電気信号の電流値は所定値以上となる。もし、レンズ（３１０、４１０）などに埃が付着していた場合、通過する空気中に含まれる埃の量が多い時は判定部７００が受信した電気信号の電流値が所定値以上となることがあるが、埃の量は変動するため埃の量が少なくなった時に、判定部７００が受信した電気信号の電流値が所定値未満となり、判定部７００は通風路２１０内にあるレンズ（３１０、４１０）などに埃が付着したと判定できる。

次に、本発明の埃センサの別実施例について以下に説明する。なお、前述の実施例と共通する箇所については説明を省略する。別実施例では、埃センサ１００が判定部７００を備えている点が異なり、それ以外は同じである。そのため、別実施例では、埃センサ１００が通風路２１０内にあるレンズ（３１０、４１０）などに埃が付着したか否かを判定できるため、埃センサ１００をどのような電気機器に備えても、埃が付着したか否かを判定することが出来る。

以上より、本発明の埃センサ１００およびこれを備えた電気機器は、汚れ検知用投光部を用意する必要がなくコストを抑えることが出来ると共に、運転中に暗箱２００内にあるレンズ（３１０、４１０）や反射部５００などに埃が付着したことを検出できる。

１００ 埃センサ
２００ 暗箱
３００ 発光部
４００ 受光部
５００ 反射部

Claims (3)

1. 暗箱と、
   前記暗箱の内部に、
   空気が通過する通風路と、
   前記通風路内の空気に光を照射する発光部と、
   前記通風路内を通過する空気中に含まれる埃による反射光の強度を検出する受光部と、
   を備えた埃センサであって、
   前記通風路内に、前記発光部より照射された光を前記受光部に向けて反射する反射部を備えたことを特徴とする埃センサ。
2. 請求項１に記載の埃センサであって、
   前記受光部が受光した光の強度が予め決められている所定値以上であるか否かを判定し、前記光の強度が所定値未満であった場合、埃が付着したと判定する判定部を備えたことを特徴とする埃センサ。
3. 暗箱と、判定部を備えた電気機器であって、
   前記暗箱の内部に、
   空気が通過する通風路と、
   前記通風路内の空気に光を照射する発光部と、
   前記通風路内を通過する空気中に含まれる埃による反射光の強度を検出する受光部と、
   前記通風路内に、前記発光部より照射された光を前記受光部に向けて反射する反射部と、
   を備え、
   前記判定部が、前記受光部が受光した光の強度が予め決められている所定値以上であるか否かを判定し、前記光の強度が所定値未満であった場合、埃が付着したと判定することを特徴とする電気機器。

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