JP2017146284A - Foreign matter sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子から出射される光を異物に反射させて、その反射光を受光素子で受光する異物センサに関する。 The present invention relates to a foreign matter sensor that reflects light emitted from a light emitting element to a foreign substance and receives the reflected light by a light receiving element.
従来、光電方式のほこりセンサ装置は、マイコン等によってパルス駆動されたLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)から出射される光を、ほこりやタバコの煙粒子などの異物に反射させて、その反射光を受光素子で捉える。また、ほこりセンサ装置は、受光素子で捉えた反射光を電気信号に代え、この電気信号を増幅してパルス出力する。さらに、ほこりセンサ装置は、上記増幅された電気信号を受けてマイコン等で情報処理することにより、異物の濃度を算出するようになっている。従来のほこりセンサ装置では、定められた周期および定められたパルス幅を有するパルスによってLEDを駆動すると共に、定められたサンプリングタイミングにて受光素子からの出力パルスを読み込んで、異物の濃度を算出するようになっている。 Conventionally, a photoelectric dust sensor device reflects light emitted from an LED (Light Emitting Diode) driven by a microcomputer or the like to a foreign substance such as dust or tobacco smoke particles, and reflects the reflected light. Is captured by the light receiving element. Further, the dust sensor device replaces the reflected light captured by the light receiving element with an electric signal, amplifies the electric signal, and outputs a pulse. Further, the dust sensor device calculates the concentration of the foreign matter by receiving the amplified electric signal and performing information processing with a microcomputer or the like. In a conventional dust sensor device, an LED is driven by a pulse having a predetermined period and a predetermined pulse width, and an output pulse from a light receiving element is read at a predetermined sampling timing to calculate the concentration of foreign matter. It is like that.
図5は、従来の光電方式のほこりセンサ装置における異物検出領域の周辺図である。このほこりセンサ装置は、LED1と、フォトダイオード2とを備え、略直方体のケース5の内部に内部領域3(異物検出領域)が設けられている。
FIG. 5 is a peripheral view of a foreign object detection region in a conventional photoelectric dust sensor device. This dust sensor device includes an
LED1は、その発光面の法線がケース5の一面12と所定角度(<90°)をなすと共に、その発光面がケース5の略中央部を向くように、ケース5の角部(二つの面が交わる部分)の近傍に配置されている。
The
また、フォトダイオード2は、その受光面の法線がケース5の一面12と上記所定角度と略同じ所定角度(<90°)をなすと共に、その受光面がケース5の略中央部を向くように、ケース5におけるLED1が配置されている角部に対向する角部に配置されている。
In addition, the normal of the light receiving surface of the
また、紙面に対して垂直方向に対向して並ぶケース5の二つの面のそれぞれの中央部分には、ケース5の内外を連通させるほこり通過穴10が形成されている。そして、異物の汚染源からの異物がこのほこり通過穴10を介して異物検出領域であるケース5の内部領域3に浸入できるようになっている。
In addition, a
このほこりセンサ装置は、LED1から出射されてケース5の中央部付近に浮遊している異物で反射してフォトダイオード2に入射した光の光量に基づいて、ケース5内の異物の濃度を算出するようになっている。
This dust sensor device calculates the concentration of foreign matter in the case 5 based on the amount of light that is emitted from the
次に、図6は、上記ほこりセンサ装置の回路構成を示す図である。同図に示すように、ほこりセンサ装置は、マイクロコンピュータ(以下、単に「マイコン」という)30、駆動回路31、LED1、フォトダイオード2、第1の増幅回路37、第2の増幅回路39、および第3の増幅回路45などを備える。
Next, FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the dust sensor device. As shown in the figure, the dust sensor device includes a microcomputer (hereinafter simply referred to as “microcomputer”) 30, a
マイコン30は、内部にA/D変換部(アナログデジタル変換部)24を備えている。マイコン30は、駆動回路31にパルス信号を出力するようになっている。また、駆動回路31は、マイコン30からのパルス信号を受けて、LED1の駆動や停止の制御を行っている。また、3段の増幅回路構成を形成している第1の増幅回路37、第2の増幅回路39、および第3の増幅回路45は、フォトダイオード2が出力した非常に小さなアナログ信号を、マイコン30が読み取れる迄増幅して、この増幅されたアナログ信号をマイコン30に出力するようになっている。また、マイコン30は、増幅されたアナログ信号を受けると、このアナログ信号を、A/D変換部24でデジタル信号に変換して、このデジタル信号に基づいて異物の濃度を算出するようになっている。
The
図6において、46は、収納容器を示し、47は、ほこりやタバコの煙粒子などの異物を示している。また、同図において、42は、抵抗を示し、43は、コンデンサを示し、40は、可変抵抗を示している。抵抗42とコンデンサ43とは、マイコン30のグランドGNDと電位Vccとの間に、コンデンサ43がグランドGND側になるように、直列に配置されている。また、コンデンサ43の両端の端子のそれぞれは、駆動回路31に接続されている。抵抗42およびコンデンサ43は、駆動回路31に印加する電圧を調整する役割を担っている。また、可変抵抗40は、第2の増幅回路39とグランドGNDとの間に配置されて、マイコン30に出力する増幅信号の大きさを調整する役割を担っている。
In FIG. 6, 46 indicates a storage container, and 47 indicates foreign matter such as dust and tobacco smoke particles. In the figure,
次に、図7は、ほこりセンサ装置の動作タイミングチャートである。より詳しくは、同図は、マイコン30が出力したLED駆動電流パルスと、そのLED駆動電流パルスに対応してフォトダイオード2から増幅器を介してマイコン30に出力された出力パルスと、のタイミングチャートである。同図において横軸は、時間を示し、縦軸は、電流および電圧を示している。
Next, FIG. 7 is an operation timing chart of the dust sensor device. More specifically, this figure is a timing chart of the LED drive current pulse output from the
図7の(a)に81で示す波形は、LED駆動電流の入力電流波形であり、91で示す波形は、フォトダイオード2から出力されて増幅されてマイコン30に出力された出力電圧波形である。同図に示すように、LED駆動電流波形は、周期が一定のT1で、パルス幅PWが一定のT2で、電流振幅がAのパルスになっている。このほこりセンサ装置は、電流がハイの状態(今の場合A)になっている期間、LEDが駆動されて、LEDが発光するようになっている。一方、電圧がロウの状態になっている期間、LEDが消灯するようになっている。
The waveform indicated by 81 in FIG. 7A is an input current waveform of the LED drive current, and the waveform indicated by 91 is an output voltage waveform output from the
また、図7の(b)に示すように、上記出力信号の電圧波形は、LED駆動電圧がロウの状態からハイの状態になった瞬間から徐々に上昇してピークに達した後、徐々に降下する丘形状の局所波形を有している。出力信号の電圧波形91において、丘形状の局所波形93は、異物が検出されていない状態を示し、丘形状の局所波形94は、異物が検出された状態の一例を示している。上記局所波形93の存在でもわかるように、タバコの煙やほこり等の異物が無いときにおいても出力レベルが存在するが、これは、LED1から出射されてケースの壁面で反射してフォトダイオード2に到達する不要光に起因するものである。
Further, as shown in FIG. 7B, the voltage waveform of the output signal gradually rises from the moment when the LED drive voltage changes from the low state to the high state and reaches a peak, and then gradually. It has a falling hill-shaped local waveform. In the
同図に示すように、異物が検出された場合の丘形状の局所波形94の出力値は、異物が検出されていない場合の丘形状の局所波形93の出力値よりも大きくなっている。異物の検出や、異物の濃度算出は、上記出力信号の電圧波形のピーク値を読み取ることにより行う。異物の有無のみを検出するのであれば、予めピーク値の閾値を決めておき、閾値を超えた場合異物を検出したと判断すれば良い。
As shown in the figure, the output value of the hill-shaped
このようなセンサ構造を有するほこりセンサ装置において、LEDの発光出力の低下によりホコリの検出感度の低下が問題になっている。LEDの発光出力が低下すれば上記出力信号の電圧波形のピーク値も下がるため、異物の量が同じでも測定結果が異なってしまう。 In the dust sensor device having such a sensor structure, a decrease in dust detection sensitivity is a problem due to a decrease in the light emission output of the LED. If the light emission output of the LED decreases, the peak value of the voltage waveform of the output signal also decreases, so that the measurement result differs even if the amount of foreign matter is the same.
このため、特許文献1に記載された技術では、無塵時におけるLEDの初期状態での上記出力信号の電圧を記憶しておき、測定時の無塵時におけるLEDの上記出力信号の電圧と比較することにより、LEDの発光出力低下の補正を行っている。
For this reason, in the technique described in
しかしながら、上記従来の感度補正の方法では、予め無塵時の状態を測定しておく必要があり、ほこりセンサ装置の実使用状態では無塵時の状態を実現することが困難であるという問題がある。 However, in the conventional sensitivity correction method, it is necessary to measure the dust-free state in advance, and it is difficult to realize the dust-free state in the actual usage state of the dust sensor device. is there.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、予め無塵時の状態を測定しておくことを不要とし、長期使用において異物の検出感度の低下を抑制することができる異物センサを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to make it unnecessary to measure the dust-free state in advance and to suppress a decrease in the detection sensitivity of foreign matter over a long period of use. The object is to realize a foreign matter sensor capable of
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る異物センサは、光を出射する発光素子と、点灯および消灯が交互に繰り返されるように上記発光素子を駆動する駆動部と、上記発光素子から出射される光が異物で反射した反射光を受光する受光素子と、を備えた異物センサであって、上記発光素子の各回の点灯時間の累積結果である点灯累積時間を計測する計測部と、上記計測部が計測した上記発光素子の点灯累積時間に応じて、異物の検出感度の低下を抑制する制御を行う制御部と、を備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a foreign matter sensor according to one embodiment of the present invention includes a light-emitting element that emits light, a driving unit that drives the light-emitting element so as to be alternately turned on and off, and the light-emitting element. A light-receiving element that receives reflected light reflected by a foreign object, and a measurement unit that measures a cumulative lighting time that is a cumulative result of each lighting time of the light-emitting element. And a control unit that performs control to suppress a decrease in the detection sensitivity of the foreign matter according to the accumulated lighting time of the light emitting element measured by the measurement unit.
本発明の一態様によれば、予め無塵時の状態を測定することを不要とし、長期使用において異物の検出感度の低下を抑制することができるという効果を奏する。 According to one embodiment of the present invention, there is an effect that it is not necessary to previously measure a dust-free state, and it is possible to suppress a decrease in detection sensitivity of a foreign object in a long-term use.
本発明の実施の形態について図1〜図4に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、特定の実施形態にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付記し、その説明を省略する場合がある。 The embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Hereinafter, for convenience of explanation, components having the same functions as those described in the specific embodiment may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
〔実施形態1〕
図1は、本発明の実施形態1に係るほこりセンサ装置(異物センサ)110の電気的構成を示す回路図である。ほこりセンサ装置110(後述するほこりセンサ装置120、130も同様)は、LED(発光素子)1から出射された光を、ほこりやタバコの煙粒子などの異物47に反射させて、その反射光をフォトダイオード(受光素子)2で受光する光電方式の装置である。また、ほこりセンサ装置110(後述するほこりセンサ装置120、130も同様)は、ほこりやタバコの煙粒子等を検知して自動運転する空気清浄機等に適用することができる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a dust sensor device (foreign matter sensor) 110 according to
また、本実施形態のほこりセンサ装置110は、図6に示す従来のほこりセンサ装置と比較して、点灯時間計測部(計測部)22を備え、マイコン30内に駆動時間調整部21を備えている点が異なっている。
Further, the
(駆動回路31)
駆動回路(駆動部)31は、LED1をパルス駆動する。具体的には、駆動回路31は、点灯および消灯が交互に繰り返されるようにLED1を駆動する。
(Drive circuit 31)
The drive circuit (drive unit) 31 drives the
(点灯時間計測部22)
点灯時間計測部22は、LED1の各回の点灯時間の累積結果である点灯累積時間を計測する。
(Lighting time measuring unit 22)
The lighting
(マイコン30)
マイコン(制御部)30は、LED1の点灯累積時間とLED1の輝度の低下率との対応関係に基づいて、異物47の検出感度の低下を抑制する制御を行う。本実施形態では、点灯時間計測部22が計測したLED1の点灯累積時間に応じて、異物47の検出感度の低下を抑制する制御を行う。
(Microcomputer 30)
The microcomputer (control unit) 30 performs control to suppress a decrease in the detection sensitivity of the
(駆動時間調整部21)
マイコン30は、駆動時間調整部21を備える。駆動時間調整部21は、マイコン30から出力されるパルス信号の一周期中におけるLED1の駆動時間(パルス幅に相当する)を長くする(LED1の少なくとも1回の点灯時間を長くする)ことで、上記検出感度の低下を抑制する。この駆動時間の調整は以下の方法で行う。
(Driving time adjustment unit 21)
The
LED1の動作時間は、LED1の輝度の低下率と相関がある。例えば、LED1の光出力(P)は、動作時間(t)に対して指数関数的に減少し、以下の式で表される。
P=Po×exp(−βt)・・・(1)
ここで、Poは、初期の光出力であり、βは、劣化率(または輝度の低下率)であり、tは、LED1の動作時間であり、より厳密には、LED1の各回の点灯時間の累積結果である点灯累積時間である。図2の(a)に、実使用温度(35℃、450mA)でのLEDの動作試験データの一例を示す。
The operation time of the
P = Po × exp (−βt) (1)
Here, Po is the initial light output, β is the deterioration rate (or luminance reduction rate), t is the operating time of the
式(1)中の劣化率(β)は、素子の材料、構造および使用条件などで異なるため、想定される環境でのテスト等により予め算出しておく。 Since the deterioration rate (β) in the equation (1) differs depending on the material, structure, use conditions, etc. of the element, it is calculated in advance by a test in an assumed environment.
動作時間(t)は、点灯時間計測部22にて、マイコン30から駆動回路31へ出力されるLED駆動パルスのパルス数をカウントすることにより算出する。LED駆動パルスのパルス数のカウント結果は、図示しない記憶部などに保持する。
The operation time (t) is calculated by counting the number of LED drive pulses output from the
上記の劣化率(β)を設定すれば、式(1)から動作時間(t)に対するLED1の光出力の劣化具合(または、輝度の低下の程度)がわかるので、マイコン30は、この劣化分(低下分)の輝度を上げて調整を行うことで、検出感度の低下を抑制する制御を行う。
If the above degradation rate (β) is set, the degree of degradation of the light output of the
輝度の調整は、LED駆動パルスのパルス幅を広げて、LEDの駆動時間(点灯時間)を長くすることにより行う。例えば、図2の(b)に示す初期状態のLED駆動パルスのパルス幅を、図2の(c)に示すように広げる。 The brightness is adjusted by widening the pulse width of the LED drive pulse and extending the LED drive time (lighting time). For example, the pulse width of the LED driving pulse in the initial state shown in (b) of FIG. 2 is expanded as shown in (c) of FIG.
(ほこりセンサ装置110の効果)
ほこりセンサ装置110は、上記のように、LED1の点灯累積時間に応じて、異物47の検出感度の低下を抑制する制御を行うことで、長期使用においても異物47の検出感度の低下を抑制することができる。また、ほこりセンサ装置110は、LED1の点灯累積時間とLED1の輝度の低下率との相関関係(LED1の特性)を利用するものであるため、上述した特許文献1に記載された技術のように、予め無塵時の状態を測定しておく必要はない。以上により、予め無塵時の状態を測定しておくことを不要とし、長期使用において異物47の検出感度の低下を抑制することができる。
(Effect of dust sensor device 110)
As described above, the
〔実施形態2〕
図3は、本発明の実施形態2に係るほこりセンサ装置(異物センサ)120の電気的構成を示す回路図である。
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the dust sensor device (foreign matter sensor) 120 according to the second embodiment of the present invention.
(可変抵抗44)
本実施形態のほこりセンサ装置120は、可変抵抗(制御部)44を設けている点で、実施形態1と異なっている。
(Variable resistor 44)
The
本実施形態では、マイコン30および可変抵抗44は、点灯時間計測部22が計測したLED1の点灯累積時間に応じて、駆動回路31が駆動するLED1の駆動電流を大きくすることで、検出感度の低下を抑制する制御を行う。
In the present embodiment, the
点灯時間計測部22で算出した点灯累積時間に応じたLED1の光出力の劣化具合(輝度の低下の程度)を補正するように、LED1の駆動電流を大きくする。具体的には、可変抵抗44の抵抗値をマイコン30から制御可能にしておき、上記補正を行うようにLED駆動電流を変更する。
The drive current of the
(ほこりセンサ装置120の効果)
ほこりセンサ装置120は、上述したように可変抵抗44の抵抗値を変化させて、駆動回路31が駆動するLED1の駆動電流を大きくすることで、LED1の輝度を向上させる。このため、LED1の輝度の低下分を補うことができるため、異物47の検出感度の低下を抑制することができる。
(Effect of dust sensor device 120)
The
〔実施形態3〕
本実施形態のほこりセンサ装置(異物センサ)は、図1に示すほこりセンサ装置110の機能ブロックを適用することができる。
[Embodiment 3]
A functional block of the
本実施形態では、マイコン30が、点灯時間計測部22が計測したLED1の点灯累積時間に応じて、フォトダイオード2の出力電圧のピーク値が所定の電圧閾値を超えるか否か判定する場合の上記電圧閾値を小さくすることで、異物47の検出感度の低下を抑制する制御を行う。例えば、フォトダイオード2の出力電圧の判定レベル(所定の電圧閾値)をマイコン30において、補正する。より具体的には、点灯時間計測部22が計測したLED1の点灯累積時間から算出されるLED1の光出力の劣化具合(輝度の低下率)に対応して、フォトダイオード2の出力電圧のピーク値が下がることを予めプログラムしておけば、点灯累積時間を計測することにより自動的に補正を行うことができる。
In the present embodiment, the
〔実施形態4〕
図4は、本発明の実施形態4に係るほこりセンサ装置(異物センサ)130の電気的構成を示す回路図である。
[Embodiment 4]
FIG. 4 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a dust sensor device (foreign matter sensor) 130 according to Embodiment 4 of the present invention.
本実施形態のほこりセンサ装置130は、温度センサ26を備えている点で、上述した実施形態と異なっている。
The
(温度センサ26、マイコン30)
温度センサ26は、LED1の周辺温度を検出するようになっており、マイコン30は、温度センサ26によって検出された周辺温度に応じて、LED1の輝度の低下率を補正することで、異物47の検出感度の低下を抑制する制御を行う。
(
The
LED1の劣化(輝度の低下)は点灯累積時間に比例するが、LED1の周囲温度により劣化のスピードが異なる。一般に温度が高くなると劣化スピードが速くなる。このため、温度を測定して温度累積を記録し、一定の累積値に達した時点で上記式(1)の劣化率βを調整する。 The deterioration of LED1 (decrease in luminance) is proportional to the accumulated lighting time, but the speed of deterioration differs depending on the ambient temperature of LED1. Generally, the deterioration speed increases as the temperature increases. For this reason, the temperature is measured, the temperature accumulation is recorded, and the deterioration rate β of the above equation (1) is adjusted when a certain accumulation value is reached.
例えば、上記式(1)の劣化率βの算出を環境温度75℃、80℃、85℃、90℃、95℃で行っておき、それぞれの劣化率をβ75、β80、β85、β90、β95としておく。
For example, the deterioration rate β of the above formula (1) is calculated at environmental temperatures of 75 ° C., 80 ° C., 85 ° C., 90 ° C., and 95 ° C., and the respective deterioration rates are β 75,
マイコン30は、点灯時間100h毎での累積温度から平均温度を求め、平均温度が75℃以上、80℃未満であればβ75を使用し、平均温度が80℃以上、85℃未満であればβ80を使用し劣化率の見直し(補正)を行う。なお、平均温度は、測定温度の累積を測定時間で割って求める。
The
また、平均温度が85℃以上、90℃未満であればβ85を使用し、平均温度が90℃以上、95℃未満であればβ90を使用し、平均温度が95℃以上、100℃未満であればβ95を使用し、劣化率の見直し(補正)を行う。これにより、実際に使用される環境にあった補正(検出感度の抑制処理)が可能になり、補正精度(検出感度の抑制処理の精度)が向上する。 If the average temperature is 85 ° C or more and less than 90 ° C, β85 is used. If the average temperature is 90 ° C or more and less than 95 ° C, β90 is used, and the average temperature is 95 ° C or more and less than 100 ° C. For example, β95 is used and the deterioration rate is reviewed (corrected). As a result, correction (detection sensitivity suppression processing) suitable for the environment in which it is actually used is possible, and correction accuracy (detection sensitivity suppression processing accuracy) is improved.
〔実施形態5〕
図4は、本発明の実施形態5に係るほこりセンサ装置(異物センサ)130の電気的構成を示す回路図である。
[Embodiment 5]
FIG. 4 is a circuit diagram showing an electrical configuration of a dust sensor device (foreign matter sensor) 130 according to Embodiment 5 of the present invention.
本実施形態のほこりセンサ装置130は、サージ電流検知回路(サージ電流検知部)25を備えている点で、上述した実施形態と異なっている。
The
(サージ電流検知回路25、駆動時間調整部21)
サージ電流検知回路25は、駆動回路31に侵入する所定の電流閾値を超える強いサージ電流を検知し、マイコン30の駆動時間調整部21は、検知された上記強いサージ電流が流れた時間に応じて、LED1の点灯時間の累積結果である点灯累積時間を長くすることで、異物47の検出感度の低下を抑制する制御を行う。
(Surge
The surge
LED1の劣化(輝度の低下)は、点灯累積時間に比例するが、駆動回路31に侵入するサージ電流により、劣化が進む。このため、サージ電流を検知し、一定以上の強度のサージ電流を検知した場合、LED1の点灯累積時間を調整する。
The deterioration of LED 1 (decrease in luminance) is proportional to the accumulated lighting time, but the deterioration progresses due to a surge current that enters the
サージ電流検知回路25は、LED1の回路電源より電圧の高い設定電圧以上の電圧による電流(または所定の電流閾値を超える強いサージ電流)が流れたときに起動する回路である。駆動時間調整部21は、サージ電流がA秒流れる毎に点灯累積時間にB秒追加する補正を行う。サージ電流と追加の補正時間の関係は、加速度試験等により予め算出しておく。
The surge
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る異物センサは、光を出射する発光素子(LED1)と、点灯および消灯が交互に繰り返されるように上記発光素子を駆動する駆動部(駆動回路31)と、上記発光素子から出射される光が異物で反射した反射光を受光する受光素子(フォトダイオード2)と、を備えた異物センサ(ほこりセンサ装置110〜130)であって、上記発光素子の各回の点灯時間の累積結果である点灯累積時間を計測する計測部(点灯時間計測部22)と、上記計測部が計測した上記発光素子の点灯累積時間に応じて、異物の検出感度の低下を抑制する制御を行う制御部(マイコン30、可変抵抗44)と、を備える構成である。
[Summary]
The foreign matter sensor according to
発光素子の点灯累積時間は、発光素子の輝度の低下率と相関がある。このため、上記構成のように、発光素子の点灯累積時間に応じて、異物の検出感度の低下を抑制する制御を行うことで、長期使用においても異物の検出感度の低下を抑制することができる。また、上記構成は、発光素子の点灯累積時間と発光素子の輝度の低下率との相関関係(発光素子の特性)を利用するものであるため、特許文献1に記載された技術のように、予め無塵時の状態を測定しておく必要はない。以上により、予め無塵時の状態を測定しておくことを不要とし、長期使用において異物の検出感度の低下を抑制することができる。
The accumulated lighting time of the light emitting element has a correlation with the luminance reduction rate of the light emitting element. For this reason, as in the above-described configuration, by performing control that suppresses the decrease in foreign matter detection sensitivity according to the accumulated lighting time of the light emitting elements, the decrease in foreign matter detection sensitivity can be suppressed even in long-term use. . In addition, since the above configuration uses the correlation (light emitting element characteristics) between the accumulated lighting time of the light emitting element and the luminance decrease rate of the light emitting element, as in the technique described in
本発明の態様2に係る異物センサは、上記態様1において、上記制御部は、上記発光素子の点灯累積時間と上記発光素子の輝度の低下率との対応関係に基づいて、上記異物センサの検出感度の低下を抑制する制御を行うことが好ましい。上記構成によれば、予め無塵時の状態を測定しておくことを不要とし、長期使用において異物の検出感度の低下を抑制することができる。
The foreign matter sensor according to
本発明の態様3に係る異物センサは、上記態様1または2において、上記制御部は、上記計測部が計測した上記発光素子の点灯累積時間に応じて、上記駆動部による上記発光素子の少なくとも1回の点灯時間を長くすることで、上記検出感度の低下を抑制する制御を行っても良い。
The foreign matter sensor according to aspect 3 of the present invention is the above-described
上記構成によれば、駆動部による上記発光素子の少なくとも1回の点灯時間を長くすることで、発光素子の輝度を向上させることができる。このため、発光素子の輝度の低下分を補うことができるため、異物の検出感度の低下を抑制することができる。 According to the said structure, the brightness | luminance of a light emitting element can be improved by lengthening at least 1 time of lighting of the said light emitting element by a drive part. For this reason, since the fall of the brightness | luminance of a light emitting element can be supplemented, the fall of the detection sensitivity of a foreign material can be suppressed.
本発明の態様4に係る異物センサは、上記態様1または2において、上記制御部は、上記計測部が計測した上記発光素子の点灯累積時間に応じて、上記駆動部が駆動する上記発光素子の駆動電流を大きくすることで、上記検出感度の低下を抑制する制御を行っても良い。
In the foreign matter sensor according to aspect 4 of the present invention, in the
上記構成によれば、駆動部が駆動する上記発光素子の駆動電流を大きくすることで、発光素子の輝度を向上させることができる。このため、発光素子の輝度の低下分を補うことができるため、異物の検出感度の低下を抑制することができる。 According to the above configuration, the luminance of the light emitting element can be improved by increasing the drive current of the light emitting element driven by the driving unit. For this reason, since the fall of the brightness | luminance of a light emitting element can be supplemented, the fall of the detection sensitivity of a foreign material can be suppressed.
本発明の態様5に係る異物センサは、上記態様1または2において、上記制御部は、上記計測部が計測した上記発光素子の点灯累積時間に応じて、上記受光素子の出力電圧のピーク値が所定の電圧閾値を超えるか否か判定する場合の上記電圧閾値を小さくすることで、上記検出感度の低下を抑制する制御を行っても良い。
The foreign matter sensor according to aspect 5 of the present invention is the foreign matter sensor according to
上記構成によれば、受光素子の出力電圧のピーク値が所定の電圧閾値を超えるか否か判定する場合の電圧閾値を小さくすることで、受光素子の検出感度の低下を抑制することができる。 According to the above configuration, a decrease in the detection sensitivity of the light receiving element can be suppressed by reducing the voltage threshold when determining whether or not the peak value of the output voltage of the light receiving element exceeds the predetermined voltage threshold.
本発明の態様6に係る異物センサは、上記態様2において、上記発光素子の周辺温度を検出する温度センサを備え、上記制御部は、上記温度センサによって検出された周辺温度に応じて、上記発光素子の輝度の低下率を補正することで、上記検出感度の低下を抑制する制御を行っても良い。
A foreign matter sensor according to aspect 6 of the present invention includes the temperature sensor that detects the ambient temperature of the light emitting element in the
上記構成によれば、実際に使用される環境にあった検出感度の抑制処理が可能になり、検出感度の抑制処理の精度を向上させることができる。 According to the above configuration, it is possible to perform detection sensitivity suppression processing in accordance with the environment actually used, and it is possible to improve the accuracy of detection sensitivity suppression processing.
本発明の態様7に係る異物センサは、上記態様1〜6の何れかにおいて、上記駆動部に侵入する所定の電流閾値を超える強いサージ電流を検知するサージ電流検知部を備え、上記制御部は、検知された上記強いサージ電流が流れた時間に応じて、上記点灯累積時間を長くすることで、上記検出感度の低下を抑制する制御を行っても良い。
A foreign matter sensor according to aspect 7 of the present invention includes a surge current detection unit that detects a strong surge current that exceeds a predetermined current threshold value that enters the driving unit in any one of the
発光素子の輝度の低下は累積点灯時間に比例するが、駆動部へ侵入するサージ電流により、輝度の低下が進む。そこで、上記構成では、検知された強いサージ電流が流れた時間に応じて、発光素子の累積点灯時間を長くすることで、異物の検出感度の低下を抑制することができる。 The decrease in luminance of the light emitting element is proportional to the cumulative lighting time, but the decrease in luminance proceeds due to the surge current that enters the drive unit. Therefore, in the above configuration, it is possible to suppress a decrease in detection sensitivity of the foreign matter by lengthening the cumulative lighting time of the light emitting element according to the time when the detected strong surge current flows.
〔本発明の別の表現〕
本発明は、以下のように表現することもできる。すなわち、本発明の一態様に係るほこりセンサは、発光ダイオードからの光をほこりや煙粒子に反射させ、その反射光を受光素子で受光する光電方式のほこりセンサにおいて、上記発光ダイオードの点灯累積時間に対する発光ダイオードの輝度低下に対する検出誤差を補正する手段を備えていても良い。
[Another expression of the present invention]
The present invention can also be expressed as follows. That is, the dust sensor according to one aspect of the present invention is a photoelectric dust sensor that reflects light from a light emitting diode to dust or smoke particles and receives the reflected light by a light receiving element. There may be provided means for correcting a detection error with respect to a decrease in luminance of the light emitting diode.
また、本発明の一態様に係るほこりセンサは、上記構成に加えて、上記発光ダイオードはパルス駆動にて点灯され、上記点灯累積時間は上記パルスのカウントにて行われ、上記補正は、上記発光ダイオードの点灯時間を調整することにより行われても良い。 In addition to the above structure, the dust sensor according to one embodiment of the present invention is configured such that the light emitting diode is lit by pulse driving, the lighting cumulative time is performed by counting the pulses, and the correction is performed by the light emission. It may be performed by adjusting the lighting time of the diode.
また、本発明の一態様に係るほこりセンサは、上記構成に加えて、上記発光ダイオードはパルス駆動にて点灯され、上記点灯累積時間は上記パルスのカウントにて行われ、上記補正は、上記発光ダイオードの駆動電流を調整することにより行われても良い。 In addition to the above structure, the dust sensor according to one embodiment of the present invention is configured such that the light emitting diode is lit by pulse driving, the lighting cumulative time is performed by counting the pulses, and the correction is performed by the light emission. This may be done by adjusting the drive current of the diode.
また、本発明の一態様に係るほこりセンサは、上記構成に加えて、上記発光ダイオードはパルス駆動にて点灯され、上記点灯累積時間は上記パルスのカウントにて行われ、上記補正は、上記受光素子の出力電圧を調整することにより行われても良い。 In addition to the above structure, the dust sensor according to one embodiment of the present invention is configured such that the light emitting diode is lit by pulse driving, the lighting cumulative time is performed by counting the pulses, and the correction is performed by the light receiving. It may be performed by adjusting the output voltage of the element.
また、本発明の一態様に係るほこりセンサは、上記構成に加えて、上記発光ダイオードの周辺温度を測定するセンサと温度の累積記録装置を備え、上記補正は、上記温度の累積記録により調整されても良い。 A dust sensor according to an aspect of the present invention includes, in addition to the above configuration, a sensor that measures the ambient temperature of the light-emitting diode and a cumulative temperature recording device, and the correction is adjusted by the cumulative recording of the temperature. May be.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 LED(発光素子)
2 フォトダイオード(受光素子)
22 点灯時間計測部(計測部)
25 サージ電流検知回路(サージ電流検知部)
26 温度センサ
30 マイコン(制御部)
31 駆動回路(駆動部)
44 可変抵抗(制御部)
110〜130 ほこりセンサ装置(異物センサ)
1 LED (light emitting element)
2 Photodiode (light receiving element)
22 Lighting time measurement unit (measurement unit)
25 Surge current detection circuit (surge current detector)
26
31 Drive circuit (drive unit)
44 Variable resistance (control unit)
110-130 Dust sensor device (foreign matter sensor)
Claims (7)
点灯および消灯が交互に繰り返されるように上記発光素子を駆動する駆動部と、
上記発光素子から出射される光が異物で反射した反射光を受光する受光素子と、を備えた異物センサであって、
上記発光素子の各回の点灯時間の累積結果である点灯累積時間を計測する計測部と、
上記計測部が計測した上記発光素子の点灯累積時間に応じて、異物の検出感度の低下を抑制する制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする異物センサ。 A light emitting element that emits light;
A drive unit that drives the light emitting element so that lighting and extinction are alternately repeated;
A light-receiving element that receives the reflected light reflected by the foreign matter, and the light emitted from the light-emitting element,
A measuring unit for measuring a cumulative lighting time that is a cumulative result of each lighting time of the light emitting element;
A foreign matter sensor comprising: a control portion that performs control to suppress a reduction in foreign matter detection sensitivity according to the accumulated lighting time of the light emitting element measured by the measurement portion.
上記制御部は、上記温度センサによって検出された周辺温度に応じて、上記発光素子の輝度の低下率を補正することで、上記検出感度の低下を抑制する制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の異物センサ。 A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the light emitting element;
The said control part performs control which suppresses the said detection sensitivity fall by correcting the fall rate of the brightness | luminance of the said light emitting element according to the ambient temperature detected by the said temperature sensor. 2. The foreign matter sensor according to 2.
上記制御部は、検知された上記強いサージ電流が流れた時間に応じて、上記点灯累積時間を長くすることで、上記検出感度の低下を抑制する制御を行うことを特徴とする請求項1から6までの何れか1項に記載の異物センサ。 A surge current detection unit that detects a strong surge current exceeding a predetermined current threshold value that enters the drive unit,
The said control part performs control which suppresses the said detection sensitivity fall by lengthening the said lighting accumulation time according to the time when the detected said strong surge current flowed. 6. The foreign matter sensor according to any one of 6 to 6.
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