JP6608305B2 - 異物センサ - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
Claims (6)
- 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、
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と、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うことを特徴とする異物センサ。 - 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を特徴とする請求項1に記載の異物センサ。
- 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うことを特徴とする請求項1または2に記載の異物センサ。
- 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うことを特徴とする請求項1または2に記載の異物センサ。
- 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うことを特徴とする請求項1または2に記載の異物センサ。
- 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うことを特徴とする請求項2に記載の異物センサ。
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