JP6735478B2 - Water content sensor and clothes dryer - Google Patents
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Description
本発明は、水分量センサ及び衣類乾燥装置に関する。 The present invention relates to a water content sensor and a clothes drying device.
従来、例えば、室内空間で干された衣類(対象物)を乾燥させる衣類乾燥装置には、対象物の水分量を検出する水分量センサが搭載されたものが知られている。そして、衣類乾燥装置は、対象物の水分量を水分量センサで検出し、当該水分量センサの検出結果に基づいて除湿強度を調整させる場合がある。また、水分量センサとしては、例えば、水分による赤外線の吸収を利用して、水分量を測定する赤外線水分計が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a clothes drying device that dries clothes (object) dried in an indoor space is known to include a water content sensor that detects the water content of the object. Then, the clothes drying device may detect the water content of the object with the water content sensor and adjust the dehumidification strength based on the detection result of the water content sensor. As the moisture content sensor, for example, an infrared moisture meter that measures the moisture content by utilizing infrared absorption by moisture is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、より効率的な衣類乾燥を可能とするべく、対象物の状況に応じて水分量を検出することが望まれている。 By the way, in order to enable more efficient clothes drying, it is desired to detect the water content according to the situation of the target object.
そこで、本発明は、対象物の水分量を状況に応じて検出することで、効率的な衣類乾燥を可能とする水分量センサ及び衣類乾燥装置を提供することである。 Therefore, the present invention is to provide a water content sensor and a clothes drying device that enable efficient clothes drying by detecting the water content of an object according to the situation.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る水分量センサは、対象物に対して光を発し、当該対象物からの反射光に基づいて対象物の水分量を検出する水分量センサであって、水による吸収が所定値よりも大きな第一波長帯を含む検知光と、水による吸収が所定値以下である第二波長帯を含む参照光とを対象物に向けて、走査しながら発する発光部と、対象物によって反射された検知光を受光し、第一電気信号に変換する第一受光部と、対象物によって反射された参照光を受光し、第二電気信号に変換する第二受光部と、第一電気信号及び第二電気信号の信号比を算出する演算処理部と、発光部が発する検知光及び参照光の走査範囲において、信号比の複数の検出位置の分布を信号比に基づいて制御する光源制御部とを備える。 In order to achieve the above object, a water content sensor according to one embodiment of the present invention is a water content sensor that emits light to an object and detects the water content of the object based on reflected light from the object. Then, the detection light including the first wavelength band whose absorption by water is larger than a predetermined value, and the reference light including the second wavelength band whose absorption by water is equal to or less than the predetermined value are directed toward the object while scanning. A light emitting unit that emits light, a first light receiving unit that receives the detection light reflected by the object and converts it into a first electric signal, and a reference light that receives the reference light reflected by the object and converts it into a second electric signal. Two light receiving parts, an arithmetic processing part for calculating the signal ratio of the first electric signal and the second electric signal, and a distribution of a plurality of detection positions of the signal ratio in the scanning range of the detection light and the reference light emitted by the light emitting part. And a light source control unit that controls based on the ratio.
また、本発明の一態様に係る衣類乾燥装置は、上記水分量センサと、水分量センサで検出された水分量に基づいて、乾燥条件を制御する乾燥制御部とを備える。 A clothes drying device according to an aspect of the present invention includes the moisture content sensor, and a drying control unit that controls drying conditions based on the moisture content detected by the moisture content sensor.
本発明に係る水分量センサ及び衣類乾燥除湿機は、対象物の水分量を状況に応じて検出することで、効率的な衣類乾燥を可能とする。 The water content sensor and the clothes drying/dehumidifying machine according to the present invention enable efficient clothes drying by detecting the water content of the object according to the situation.
以下では、本発明の実施の形態に係る衣類乾燥装置及び水分量センサについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, a clothes dryer and a water content sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement of constituent elements, connection forms, and the like shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, the constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as arbitrary constituent elements.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 In addition, each drawing is a schematic view, and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like in the drawings do not necessarily match. Further, in each of the drawings, the substantially same components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted or simplified.
(実施の形態)
[衣類乾燥装置]
まず、実施の形態に係る衣類乾燥装置100について説明する。(Embodiment)
[Clothes dryer]
First, the
図1は実施の形態に係る衣類乾燥装置100の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
図1に示すように、衣類乾燥装置100は、室内空気を吸い込んで除湿し、再度室内に向けて送風することで、室内に干された対象物2を乾燥させるものである。ここで、対象物2は、特に限定されない場合、例えば衣類などである。衣類以外の対象物2としては、シーツ、枕カバーなどの寝具が挙げられる。
As shown in FIG. 1, the
衣類乾燥装置100は、略直方体形状の本体101と、本体101の上部で開閉する蓋部102とを備えている。本体101の上部には、蓋部102が開状態になった場合に露出する送風部103(図2参照)が設けられている。送風部103は、室内の空間3に対して風Wを送ることで、当該空間3内に存在する対象物2を乾燥させる。空間3は、衣類乾燥装置100と対象物2との間の空間(自由空間)であり、湿気(水蒸気)を含んでいる。空間3は、衣類乾燥装置100の本体101の外部空間である。
The
また、本体101の上部には、蓋部102から離れた位置に、外気を取り込む吸込口104が設けられている。本体101の内部には、吸込口104から送風部103まで空気を案内する流路が形成されており、その流路に対して、空気を除湿する除湿部105(図2参照)が設けられている。また、蓋部102には、対象物2の水分量を検出する水分量センサ1が設けられている。
A
図2は、実施の形態に係る衣類乾燥装置100の制御ブロック図である。図2に示すように、衣類乾燥装置100は、除湿部105と、送風部103と、水分量センサ1と、乾燥制御部106とを備えている。
FIG. 2 is a control block diagram of
除湿部105は、例えば、蒸気圧縮式のヒートポンプであり、本体101の流路を流れる空気を除湿する。送風部103は、除湿部105によって除湿された空気を空間3に向けて送風する。送風部103における送風範囲、風向き、送風の強度(風力)、送風温度などの少なくとも1つの乾燥条件が変更可能となっている。水分量センサ1の詳細については、後述する。
The
乾燥制御部106は、マイクロコントローラで構成される。乾燥制御部106は、衣類乾燥装置100の統括的な動作プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。
The
具体的には、乾燥制御部106は、水分量センサ1によって検出された対象物2の水分量に基づいて、送風部103の乾燥条件を制御する。これにより、対象物2の水分量に応じて、適切な乾燥条件が選択されることになる。
Specifically, the drying
[水分量センサ]
次に、実施の形態に係る水分量センサ1の概要について説明する。[Water content sensor]
Next, an outline of the
図3は、実施の形態に係る水分量センサ1の構成と対象物2とを示す模式図である。図4は、実施の形態に係る水分量センサ1の制御構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
水分量センサ1は、対象物2に対して光を発し、当該対象物2からの反射光に基づいて対象物2の水分量を検出する水分量センサである。
The
本実施の形態では、図1及び図2に示すように、水分量センサ1は、空間3を隔てて配置された対象物2に含まれる水分を検出する。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
図1及び図2に示すように、水分量センサ1は、筐体10と、発光部20と、第一受光モジュール30と、第二受光モジュール40と、信号処理回路50とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以下では、水分量センサ1の各構成要素について詳細に説明する。
Below, each component of the
[筐体]
筐体10は、衣類乾燥装置100における蓋部102の筐体であり、発光部20と、第一受光モジュール30と、第二受光モジュール40と、信号処理回路50とを収容している。筐体10は、遮光性の材料から形成されている。これにより、外光が筐体10内に入射するのを抑制することができる。具体的には、筐体10は、第一受光モジュール30と第二受光モジュール40とが受光する光に対して遮光性を有する樹脂材料又は金属材料から形成されている。[Case]
The
筐体10の外壁には、複数の開口が設けられており、これらの開口に、発光部20のレンズ21と、第一受光モジュール30のレンズ31と、第二受光モジュール40のレンズ41とが取り付けられている。
A plurality of openings are provided on the outer wall of the
[発光部]
発光部20は、水による吸収が所定値よりも大きな第一波長帯を含む検知光と、水による吸収が所定値以下である第二波長帯を含む参照光とを対象物2に向けて発する発光部である。具体的には、発光部20は、レンズ21と、光源22と、走査モジュール23と、検出範囲調整機構24とを備えている。[Light emitting part]
The
レンズ21は、光源22が発した光を、対象物2に対して集光する集光レンズである。レンズ21は、樹脂製の凸レンズであるが、これに限らない。
The
光源22は、検知光をなす第一波長帯と参照光をなす第二波長帯とを含み、ピーク波長が第二波長帯側にある連続した光を発するLED(Light Emitting Diode)光源である。具体的には、光源22は、化合半導体からなるLED光源である。
The
図5は、水分と水蒸気との吸光スペクトルを示す図である。図5に示すように、水分は、約1450nm及び約1940nmの波長に吸収ピークを有する。水蒸気は、水分の吸収ピークよりやや低い波長、具体的には約1350nm〜1400nm及び約1800nm〜1900nmの波長に吸収ピークを有する。 FIG. 5 is a diagram showing absorption spectra of water and water vapor. As shown in FIG. 5, water has absorption peaks at wavelengths of about 1450 nm and about 1940 nm. Water vapor has an absorption peak at a wavelength slightly lower than the absorption peak of water, specifically, at a wavelength of about 1350 nm to 1400 nm and about 1800 nm to 1900 nm.
このため、検知光をなす第一波長帯としては、水の吸光度が高い波長帯を選択し、参照光をなす第二波長帯としては、第一波長帯よりも水の吸光度が小さい波長帯を選択する。そして、一例としては、第二波長帯の平均波長は、第一波長体の平均波長よりも長くする。また、光学的なバンドパスフィルタの最大透過率の半値である波長の中心値で定義される中心波長に関して、例えば第一波長帯の中心波長は1450nmとし、第二波長帯の中心波長は1700nmとする。 Therefore, as the first wavelength band forming the detection light, a wavelength band having a high water absorbance is selected, and as the second wavelength band forming the reference light, a wavelength band having a smaller water absorption than the first wavelength band is selected. select. Then, as an example, the average wavelength of the second wavelength band is made longer than the average wavelength of the first wavelength body. Regarding the center wavelength defined by the center value of the wavelength that is half the maximum transmittance of the optical bandpass filter, for example, the center wavelength of the first wavelength band is 1450 nm and the center wavelength of the second wavelength band is 1700 nm. To do.
このように、光源22が、第一波長帯と第二波長帯とを連続して含む光を照射するので、対象物2には、水による吸収が大きな第一波長帯を含む検知光と、水による吸収が第一波長帯よりも小さい第二波長帯を含む参照光が照射される。
In this way, since the
走査モジュール23は、光源22からの光を空間3に向けて走査させるものである。この走査モジュール23による走査範囲A内であれば、光源22からの光を走査して、所望の位置で水分量を検出することができる。
The
図6は、実施の形態に係る走査モジュール23の走査範囲Aを示す説明図である。なお、図6においては、走査範囲A内に一つの対象物2しか含まれていない場合を示しているが、この走査範囲A内に複数の対象物2が含まれていてもよい。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the scanning range A of the
図6に示すように、走査モジュール23は、光源22からの光が走査範囲Aを走査する間に、当該光を一時的に複数回停止する。この停止時において、水分量の検出が行われる。水分量が検出される位置を「検出位置P」とし、1つの検出位置で水分量が検出される範囲を「検出範囲Ra」とする。走査範囲A内においては、複数の検出位置Pが存在することになるが、走査モジュール23は、検出位置Pのピッチを調整することができる。具体的には、走査モジュール23は、主走査方向での光の停止タイミングを調整することで、主走査方向における検出位置Pのピッチを調整する。また、走査モジュール23は、副走査間隔を調整することで、副走査方向における検出位置Pのピッチを調整する。
As illustrated in FIG. 6, the
走査モジュール23は、光源22からの光を反射して当該光を走査させる構造を有する。具体的には、走査モジュール23は、水平方向(主走査方向)に比較的高速で揺動する第一ミラーと、垂直方向(副走査方向)に比較的低速で揺動する第二ミラーとを有している。そして、第一ミラー及び第二ミラーは、光源22からの光を自己の振れ角に応じた方向に反射する。光源からの光は、第一ミラーで反射した後に、第二ミラーで反射する。第一ミラー及び第二ミラーがそれぞれ水平方向及び垂直方向に揺動することにより、光源22からの光が水平方向及び垂直方向に(すなわち、二次元的に)走査されながら空間3に照射され、対象物2を走査する。
The
なお、光を反射して走査する構造以外にも、光源22の姿勢を調整することで光を走査する構造を走査モジュール23に採用してもよい。また、水分量センサ1自体を移動させて、光を走査してもよい。
In addition to the structure that reflects and scans light, the
検出範囲調整機構24は、検出範囲Raの大きさを調整する機構である。具体的には、検出範囲調整機構24は、レンズ21と光源22との間隔を変動させることで、レンズ21を透過した光のスポットの大きさを制御する。このスポットが検出範囲Raである。
The detection
図7A及び図7Bは、実施の形態に係る検出範囲調整機構24の概念図である。図7Aは検出範囲が広い状態を示し、図7Bは検出範囲が狭い状態を示している。具体的に説明すると、図7Aに示すように、レンズ21と光源22との距離を短くした場合(図7Bよりも短い距離d1)、レンズ21を透過した光のスポット(検出範囲Ra)は大きくなる。他方、図7Bに示すように、レンズ21と光源22との距離を長くした場合(図7Aよりも長い距離d2)、レンズ21を透過した光のスポット(検出範囲Ra)は小さくなる。検出範囲調整機構24は、レンズ21及び光源22の少なくとも一方を移動させて、レンズ21と光源22との距離を調整することで、検出範囲Raの大きさを調整する。
7A and 7B are conceptual diagrams of the detection
[第一受光モジュール]
図3に示すように第一受光モジュール30は、レンズ31と、第一バンドパスフィルタ32と、第一受光部33とを備えている。[First light receiving module]
As shown in FIG. 3, the first
レンズ31は、対象物2によって反射された反射光を第一受光部33に集光するための集光レンズである。レンズ31は、例えば、焦点が第一受光部33の受光面に位置するように筐体10に固定されている。レンズ31は、例えば、樹脂製の凸レンズであるが、これに限らない。
The
第一バンドパスフィルタ32は、反射光から第一波長帯の光を抽出するバンドパスフィルタである。具体的には、第一バンドパスフィルタ32は、レンズ31と、第一受光部33との間に配置されており、レンズ31を透過して第一受光部33に入射する反射光の光路上に設けられている。そして、第一バンドパスフィルタ32は、第一波長帯の光を透過し、かつ、それ以外の波長帯の光を吸収する。
The
第一受光部33は、対象物2によって反射され、第一バンドパスフィルタ32を透過した第一波長帯の光を受光し、第一電気信号に変換する受光素子である。第一受光部33は、受光した第一波長帯の光を光電変換することで、当該光の受光量(すなわち、強度)に応じた第一電気信号を生成する。生成された第一電気信号は、信号処理回路50に出力される。第一受光部33は、例えば、フォトダイオードであるが、これに限定されない。例えば、第一受光部33は、フォトトランジスタ、又は、イメージセンサでもよい。
The first
[第二受光モジュール]
第二受光モジュール40は、レンズ41と、第二バンドパスフィルタ42と、第二受光部43とを備えている。[Second light receiving module]
The second
レンズ41は、対象物2によって反射された反射光を第二受光部43に集光するための集光レンズである。レンズ41は、例えば、焦点が第二受光部43の受光面に位置するように筐体10に固定されている。レンズ41は、例えば、樹脂製の凸レンズであるが、これに限らない。
The
第二バンドパスフィルタ42は、反射光から第二波長帯の光を抽出するバンドパスフィルタである。具体的には、第二バンドパスフィルタ42は、レンズ41と、第二受光部43との間に配置されており、レンズ41を透過して第二受光部43に入射する反射光の光路上に設けられている。そして、第二バンドパスフィルタ42は、第二波長帯の光を透過し、かつ、それ以外の波長帯の光を吸収する。
The
第二受光部43は、対象物2によって反射され、第二バンドパスフィルタ42を透過した第二波長帯の光を受光し、第二電気信号に変換する受光素子である。第二受光部43は、受光した第二波長帯の光を光電変換することで、当該光の受光量(すなわち、強度)に応じた第二電気信号を生成する。生成された第二電気信号は、信号処理回路50に出力される。第二受光部43は、第一受光部33と同形の受光素子である。つまり、第一受光部33がフォトダイオードである場合には、第二受光部43もフォトダイオードである。
The second
[信号処理回路]
信号処理回路50は、発光部20の光源22を点灯制御するとともに、第一受光部33及び第二受光部43から出力された第一電気信号及び第二電気信号を処理することで、水分量を演算する回路である。[Signal processing circuit]
The
信号処理回路50は、筐体10に収容されていてもよく、又は、筐体10の外側面に取り付けられていてもよい。あるいは、信号処理回路50は、無線通信などの通信機能を有し、第一受光部33からの第一電気信号及び第二受光部43からの第二電気信号を受信してもよい。
The
具体的には、図4に示すように、信号処理回路50は、光源制御部51、第一増幅部52、第二増幅部53、第一信号処理部54、第二信号処理部55及び演算処理部56を備えている。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
光源制御部51は、駆動回路及びマイクロコントローラで構成される。光源制御部51は、光源22、走査モジュール23及び検出範囲調整機構24の制御プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。
The
光源制御部51は、光源22の点灯及び消灯が所定の発光周期で繰り返されるように、光源22を制御する。具体的には、光源制御部51は、所定の周波数(例えば、1kHz)のパルス信号を光源22に出力することで、光源22を所定の発光周期で点灯及び消灯させる。
The light
また、光源制御部51は、検出範囲調整機構24を制御して、光源22とレンズ21との間隔を制御することで、検出範囲Raの大きさの制御を行う。さらに、光源制御部51は、走査モジュール23を制御して、光源22からの光を走査させながら、所定のピッチで停止させることで、複数の検出位置Pで検出範囲Raの光を対象物2に照射させる。光源制御部51は、演算処理部56で検出された水分量に基づいて、複数の検出位置Pのピッチと検出範囲Raの大きさとの少なくとも一方を制御することで、走査範囲A内の検出位置Pの分布を制御する。検出位置Pの分布制御については、後述する。
Further, the light
第一増幅部52は、第一受光部33が出力した第一電気信号を増幅して第一信号処理部54に出力する。具体的には、第一増幅部52は、第一電気信号を増幅するオペアンプである。
The
第一信号処理部54は、マイクロコントローラで構成される。第一信号処理部54は、第一電気信号に対する処理プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。第一信号処理部54は、第一電気信号に対して、通過帯域制限を行うとともに当該通過帯域制限による位相遅延を補正してから、光源22の発光周期との乗算処理を施す。この第一電気信号に対する処理は、いわゆるロックインアンプ処理である。これにより、外乱光に基づくノイズを第一電気信号から抑制することが可能である。
The first
第二増幅部53は、第二受光部43が出力した第二電気信号を増幅して第二信号処理部55に出力する。具体的には、第二増幅部53は、第二電気信号を増幅するオペアンプである。
The
第二信号処理部55は、マイクロコントローラで構成される。第二信号処理部55は、第二電気信号に対する処理プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。第二信号処理部55は、第二電気信号に対して、通過帯域制限を行うとともに当該通過帯域制限による位相遅延を補正してから、光源22の発光周期との乗算処理を施す。この第二電気信号に対する処理は、いわゆるロックインアンプ処理である。これにより、外乱光に基づくノイズを第二電気信号から抑制することが可能である。
The second
演算処理部56は、第一受光部33から出力された第一電気信号と、第二受光部43から出力された第二電気信号とに基づいて、対象物2が含む成分を検出する。具体的には、演算処理部56は、第一電気信号の電圧レベルと第二電気信号の電圧レベルとの比(信号比)に基づいて、対象物2が含む水分量を検出する。本実施の形態では、演算処理部56は、第一信号処理部54によって処理された第一電気信号と、第二信号処理部55によって処理された第二電気信号とに基づいて、対象物2が含む水分量を検出する。具体的な水分量の検出(算出)方法については後で説明する。
The
演算処理部56は、例えば、マイクロコントローラである。演算処理部56は、信号処理プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどを有する。演算処理部56は、検出した対象物2の水分量を入出力ポートから光源制御部51に出力する。これにより、演算処理部56で検出された水分量に基づいて、光源制御部51が、走査範囲A内の複数の検出位置Pの分布を制御することができる。
The
[信号処理(検出処理)]
続いて、演算処理部56による信号処理(乾燥度の検出処理)について説明する。[Signal processing (detection processing)]
Next, the signal processing (dryness detection processing) by the
本実施の形態では、演算処理部56は、反射光に含まれる検知光の光エネルギーPdと、参照光の光エネルギーPrとを比較することで、対象物2に含まれる成分量を検出する。なお、光エネルギーPdは、第一受光部33から出力される第一電気信号の強度に対応し、光エネルギーPrは、第二受光部43から出力される第二電気信号の強度に対応する。
In the present embodiment, the
光エネルギーPdは、次の(式1)で表される。 The light energy Pd is represented by the following (Formula 1).
(式1) Pd=Pd0×Gd×Rd×Td×Aad×Ivd (Formula 1) Pd=Pd0×Gd×Rd×Td×Aad×Ivd
ここで、Pd0は、光源22が発した光のうち、検知光をなす第一波長帯の光の光エネルギーである。Gdは、第一波長帯の光の第一受光部33に対する結合効率(集光率)である。具体的には、Gdは、光源22が発した光のうち、対象物2で拡散反射される成分の一部(すなわち、反射光に含まれる検知光)になる部分の割合に相当する。
Here, Pd0 is the light energy of the light of the first wavelength band forming the detection light, of the light emitted by the
Rdは、対象物2による検知光の反射率である。Tdは、第一バンドパスフィルタ32により検知光の透過率である。Ivdは、第一受光部33における反射光に含まれる検知光に対する受光感度である。
Rd is the reflectance of the detection light by the
Aadは、対象物2に含まれる成分(水分)による検知光の吸収率あり、次の(式2)で表される。
Aad is the absorptance of detection light by the component (water) contained in the
(式2) Aad=10−αa×Ca×D (Formula 2) Aad=10 −αa×Ca×D
ここで、αaは、予め定められた吸光係数であり、具体的には、成分(水分)による検知光の吸光係数である。Caは、対象物2に含まれる成分(水分)の体積濃度である。Dは、検知光の吸収に寄与する成分の厚みの2倍である寄与厚みである。
Here, αa is a predetermined extinction coefficient, specifically, the extinction coefficient of the detection light due to the component (water). Ca is the volume concentration of the component (water content) contained in the
より具体的には、水分が均質に分散した対象物2では、光が対象物2に入射し、内部で反射して対象物2から出射する場合において、Caは、対象物2の成分に含まれる体積濃度に相当する。また、Dは、内部で反射して対象物2から出射するまでの光路長に相当する。例えば、対象物2が繊維などの網目状の固形物、又は、スポンジなどの多孔性の固形物である場合、固形物の表面で光が反射されると仮定する。この場合、例えば、Caは、固形物を覆っている液相に含まれる水分の濃度である。また、Dは、固形物を覆っている液相の平均的な厚みとして換算される寄与厚みである。
More specifically, in the
したがって、αa×Ca×Dは、対象物2に含まれる成分量(水分量)に相当する。以上のことから、対象物2に含まれる水分量に応じて、第一電気信号の強度に相当する光エネルギーPdが変化することが分かる。なお、水分と比べて湿気の吸光度は極端に小さいので、無視することができる。
Therefore, αa×Ca×D corresponds to the component amount (water content) contained in the
同様に、第二受光部43に入射する参照光の光エネルギーPrは、次の(式3)で表される。
Similarly, the light energy Pr of the reference light incident on the second
(式3) Pr=Pr0×Gr×Rr×Tr×Ivr (Formula 3) Pr=Pr0×Gr×Rr×Tr×Ivr
本実施の形態では、参照光は、対象物2に含まれる成分によって実質的には吸収されないとみなすことができるので、(式1)と比較して分かるように、水分による吸収率Aadに相当する項は(式3)には含まれていない。
In the present embodiment, it can be considered that the reference light is not substantially absorbed by the component contained in the
(式3)において、Pr0は、光源22が発した光のうち、参照光をなす第二波長帯の光の光エネルギーである。Grは、光源22が発した参照光の第二受光部43に対する結合効率(集光率)である。具体的には、Grは、参照光のうち、対象物2で拡散反射される成分の一部(すなわち、反射光に含まれる参照光)になる部分の割合に相当する。Rrは、対象物2による参照光の反射率である。Trは、第二バンドパスフィルタ42による参照光の透過率である。Ivrは、第二受光部43の反射光に対する受光感度である。
In (Equation 3), Pr0 is the light energy of the light of the second wavelength band forming the reference light, of the light emitted by the
本実施の形態では、光源22から照射される光、つまり、検知光と参照光とは、同軸かつ同スポットサイズで照射されるため、検知光の結合効率Gdと参照光の結合効率Grとは略等しくなる。また、検知光と参照光とはピーク波長が比較的近いので、検知光の反射率Rdと参照光の反射率Rrとが略等しくなる。
In the present embodiment, the light emitted from the
したがって、(式1)と(式3)との比を取ることにより、次の(式4)が導き出される。 Therefore, the following (Equation 4) is derived by taking the ratio of (Equation 1) and (Equation 3).
(式4) Pd/Pr=Z×Aad (Formula 4) Pd/Pr=Z×Aad
ここで、Zは、定数項であり、(式5)で示される。 Here, Z is a constant term and is represented by (Equation 5).
(式5) Z=(Pd0/Pr0)×(Td/Tr)×(Ivd/Ivr) (Equation 5) Z=(Pd0/Pr0)×(Td/Tr)×(Ivd/Ivr)
光エネルギーPd0及びPr0はそれぞれ、光源22の初期出力として予め定められている。また、透過率Td及び透過率Trはそれぞれ、第一バンドパスフィルタ32及び第二バンドパスフィルタ42の透過特性により予め定められている。受光感度Ivd及び受光感度Ivrはそれぞれ、第一受光部33及び第二受光部43の受光特性により予め定められている。したがって、(式5)で示されるZは、定数とみなすことができる。
The light energies Pd0 and Pr0 are predetermined as the initial output of the
演算処理部56は、第一電気信号に基づいて検知光の光エネルギーPdを算出し、第二電気信号に基づいて参照光の光エネルギーPrを算出する。具体的には、第一電気信号の信号レベル(電圧レベル)が光エネルギーPdに相当し、第二電気信号の信号レベル(電圧レベル)が光エネルギーPrに相当する。
The
したがって、演算処理部56は、(式4)に基づいて、対象物2に含まれる水分の吸収率Aadを算出することができる。これにより、演算処理部56は、(式2)に基づいて水分量を算出することができる。
Therefore, the
なお、空間3には湿気(水蒸気)も存在しているが、水蒸気によって検知光及び参照光が吸収される場合も想定される。この水蒸気による吸収分をキャンセルするように第一電気信号及び第二電気信号を補正する補正部を信号処理回路50に設けてもよい。
Although humidity (water vapor) is also present in the
[分布制御]
次に、検出した水分量に基づく、走査範囲A内における複数の検出位置Pの分布制御について説明する。[Distribution control]
Next, the distribution control of the plurality of detection positions P in the scanning range A based on the detected water content will be described.
まず、水分量検出の開始時においては、光源制御部51は、複数の検出位置Pのピッチと、検出範囲Raの大きさとをそれぞれ初期値として、それらに基づいて、検出範囲調整機構24及び走査モジュール23を制御する。これにより、走査範囲Aにおいては、初期値の大きさの光が、初期値のピッチで一時停止されながら走査される。一時停止された部分では、その都度、第一受光部33及び第二受光部43に反射光が入射する。これにより、演算処理部56で、各検出位置Pでの水分量が検出される。
First, at the start of water content detection, the light
次いで、演算処理部56は、検出した水分量を光源制御部51に出力する。光源制御部51は当該水分量に基づいて、次回の走査時の複数の検出位置Pのピッチと、検出範囲Raの大きさとを決定する。この決定に用いられる水分量は、検出範囲Ra内における水分量の経時的な変化を認識できる形式であればよい。例えば、決定に用いられる水分量は、複数の検出位置Pにおける水分量の平均値であってもよいし、特定の一つの検出位置Pの水分量であってもよい。
Next, the
図8は、実施の形態に係る走査範囲Aの複数の検出位置Pの分布と、水分量との関係を示す説明図である。水分量が多い場合には、対象物2がそれほど乾燥しておらず、全体的に濡れた状態である。つまり、衣類乾燥装置100で細やかに乾燥条件を変更しなくてもよいので、検出位置Pのピッチを広くするとともに、検出範囲Raの大きさも大きくする。すわなち、検出位置Pの分布を粗くする。換言すると検出密度を低くする。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the distribution of the plurality of detection positions P in the scanning range A and the water content according to the embodiment. When the water content is large, the
一方、水分量が少なくなるにしたがって、対象物2も部分的に乾燥していく。このため、衣類乾燥装置100で細やかに乾燥条件を変更することが望まれる。乾燥条件の細やかな制御には、検出位置Pも細やかにして、水分量のデータ数を多くする必要がある。このことから、水分量が少なくなるにしたがって、検出位置Pのピッチを狭くするとともに、検出範囲Raの大きさも小さくする。すわなち、検出位置Pの分布を密にする。換言すると検出密度を高くする。
On the other hand, as the water content decreases, the
このように、光源制御部51は、複数の検出位置Pのピッチと、検出範囲Raの大きさとを水分量に基づいて決定することで、走査範囲A内の複数の検出位置Pの分布を適切に制御している。
In this way, the light
[衣類乾燥装置の動作]
次いで、衣類乾燥装置100の動作について説明する。[Operation of clothes dryer]
Next, the operation of the
衣類乾燥時においては、衣類乾燥装置100の乾燥制御部106は、水分量センサ1から入力された各検出位置Pの水分量及び座標に基づいて、送風部103の乾燥条件を制御する。具体的には、対象物2の水分量が少ない場合には、水分量センサ1から乾燥制御部106に入力される水分量のデータ数も少ない。このため、乾燥制御部106は、送風部103の乾燥条件を大まかに決定することになる。他方、対象物2の水分量が多い場合には、水分量センサ1から乾燥制御部106に入力される水分量のデータ数も多い。このため、乾燥制御部106は、送風部103の乾燥条件を細やかに決定することになる。
At the time of drying clothes, the drying
[効果など]
以上のように、本実施の形態に係る水分量センサ1によれば、対象物2に対して光を発し、当該対象物2からの反射光に基づいて対象物2の水分量を検出する水分量センサ1であって、水による吸収が所定値よりも大きな第一波長帯を含む検知光と、水による吸収が所定値以下である第二波長帯を含む参照光とを対象物2に向けて、走査しながら発する発光部20と、対象物2によって反射された検知光を受光し、第一電気信号に変換する第一受光部33と、対象物2によって反射された参照光を受光し、第二電気信号に変換する第二受光部43と、第一電気信号及び第二電気信号の信号比を算出する演算処理部56と、発光部20が発する検知光及び参照光の走査範囲Aにおいて、信号比の複数の検出位置Pの分布を信号比に基づいて制御する光源制御部51とを備える。[Effects]
As described above, the
また、本実施の形態に係る衣類乾燥装置100によれば、水分量センサ1と、水分量センサ1で検出された水分量に基づいて、乾燥条件を制御する乾燥制御部106とを備える。
Further, the
この構成によれば、光源制御部51が、第一電気信号及び第二電気信号の信号比を検出するための複数の検出位置Pの分布を、信号比(水分量)に基づいて制御しているので、対象物2の状況に応じて水分量を適切な数だけ検出することができる。したがって、水分量センサ1で検出された水分量に基づく乾燥条件の制御を効率化することができる。
According to this configuration, the light
また、光源制御部51は、走査範囲Aにおいて、信号比の複数の検出位置Pのピッチ及び検出位置Pでの検出範囲Raの大きさの少なくとも一方を、信号比に基づいて制御する。
Further, the
この構成によれば、検出位置Pの分布の制御では、信号比の複数の検出位置Pのピッチ及び検出位置Pでの検出範囲Raの大きさの少なくとも一方を制御しているので、前記分布の制御を簡単に行うことができる。 According to this configuration, in the control of the distribution of the detection positions P, at least one of the pitch of the plurality of detection positions P of the signal ratio and the size of the detection range Ra at the detection positions P is controlled. Control can be performed easily.
また、発光部20は、光源22とレンズ21とを備え、光源制御部51は、光源22とレンズ21との間隔を制御することで、検出範囲Raの大きさの制御を行う。
The
この構成によれば、検出範囲Raの大きさの制御が、光源22とレンズ21との間隔を制御することで行われているので、簡単な機構で検出範囲Raの大きさの制御が可能である。
According to this configuration, since the size of the detection range Ra is controlled by controlling the distance between the
また、光源22は、検知光をなす波長帯と参照光をなす波長帯とを含む連続した波長の光を放射し、光源制御部51は、光源22を所定の発光周期で発光させ、水分量センサ1は、第一受光部33の第一電気信号を処理して、演算処理部56に出力する第一信号処理部54と、第二受光部43の第二電気信号を処理して、演算処理部56に出力する第二信号処理部55とを備え、第一信号処理部54は、第一電気信号に対して、通過帯域制限を行うとともに当該通過帯域制限による位相遅延を補正してから、発光周期との乗算処理を施し、第二信号処理部55は、第二電気信号に対して、通過帯域制限を行うとともに当該通過帯域制限による位相遅延を補正してから、発光周期との乗算処理を施す。
Further, the
この構成によれば、第一電気信号及び第二電気信号に対して、ロックインアンプ処理を施すことができ、外乱光に基づくノイズを第一電気信号及び第二電気信号から抑制することが可能である。 According to this configuration, lock-in amplifier processing can be performed on the first electric signal and the second electric signal, and noise due to ambient light can be suppressed from the first electric signal and the second electric signal. Is.
[変形例1]
上記実施の形態では、検出範囲調整機構24が光源22とレンズ21との相対的な距離を調整することで、検出範囲Raの大きさを制御する場合を例示した。この変形例1では、検出範囲調整機構が複数のレンズを制御することで、検出範囲Raの大きさを制御する場合について説明する。[Modification 1]
In the above embodiment, the detection
図9A及び図9Bは、変形例1に係る検出範囲調整機構24Aの概念図である。図9Aは検出範囲が広い状態を示し、図9Bは検出範囲が狭い状態を示している。具体的に説明すると、発光部20は、曲率の異なる複数のレンズ21a、21bを有している。検出範囲調整機構24Aは、レンズ21a、21bを光源22に対向する位置で切り替える切り替え機構であり、光源制御部51によって制御される。
9A and 9B are conceptual diagrams of a detection
なお、レンズ21a、21bが光源22に対向する位置に配置されると、レンズ21a、21bの光軸と、光源22の光軸とが一致する。また当該位置においては、レンズ21a、21bと光源22との距離d3は、一定である。
When the
図9Aに示すように、曲率の大きいレンズ21aが光源22に対向する位置に配置されている場合には、レンズ21aを透過した光のスポット(検出範囲Ra)は大きくなる。他方、図9Bに示すように、レンズ21aよりも曲率の小さいレンズ21bが光源22に対向する位置に配置されている場合には、レンズ21bを透過した光のスポット(検出範囲Ra)は小さくなる。
As shown in FIG. 9A, when the
このように、発光部20は、光源22と複数のレンズ21a、21bとを備え、光源制御部51は、複数のレンズ21a、21bを制御することで、検出範囲Raの大きさの制御を行う。
Thus, the
この構成によれば、検出範囲Raの大きさの制御に、複数のレンズ21a、21bが用いられるので、検出範囲Raの大きさの制御をより自由度高くすることができる。
According to this configuration, since the plurality of
なお、複数のレンズを制御することで、検出範囲Raの大きさが制御できるのであれば、その複数のレンズの制御方法は如何様でもよい。例えば、光源22の光軸に沿って、複数のレンズを配列し、これらのレンズの間隔を光源制御部51が制御することで検出範囲Raの大きさを制御することも「複数のレンズの制御」に含まれるものとする。
Note that any method can be used to control the plurality of lenses as long as the size of the detection range Ra can be controlled by controlling the plurality of lenses. For example, it is also possible to arrange a plurality of lenses along the optical axis of the
[変形例2]
上記実施の形態では、複数の検出位置Pのピッチと、検出範囲Raの大きさとの両者を制御することで、検出位置Pの分布を制御している場合を例示して説明した。この変形例2では、光源制御部51が複数の検出位置Pのピッチを制御することで、検出位置Pの分布を制御を行う場合について説明する。[Modification 2]
In the above embodiment, the case where the distribution of the detection positions P is controlled by controlling both the pitch of the plurality of detection positions P and the size of the detection range Ra has been described. In the second modification, a case where the light
図10は、変形例2に係る走査範囲Aの複数の検出位置Pの分布と、水分量との関係を示す説明図である。図10では、走査範囲Aにおける二点鎖線の円は、発光部20からの光が走査時に一時的に停止するが、水分量の検出を行わない部分を示す。また、実線の円は、水分量を検出する検出位置Pである。なお、発光部20からの光は、走査時に検出位置Pだけで一時停止するようにしてもよい。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the distribution of the plurality of detection positions P in the scanning range A and the moisture content according to the second modification. In FIG. 10, the chain double-dashed line circle in the scanning range A indicates a portion in which the light from the
光源制御部51は、水分量が多い場合には、検出範囲Raを一定のまま検出位置Pのピッチを広くして、走査範囲A内における検出密度を低くする。そして、光源制御部51は、水分量が少なくなるにしたがって、検出範囲Raを一定のまま検出位置Pのピッチを狭くすることで、走査範囲A内における検出密度を高くする。
When the amount of water is large, the light
この構成によれば、検出位置Pのピッチを制御することで、検出位置Pの分布を制御しているので、検出範囲調整機構がなくとも検出位置Pの分布を制御することができる。つまり、水分量センサ1の簡素化を図ることができる。
According to this configuration, since the distribution of the detection positions P is controlled by controlling the pitch of the detection positions P, the distribution of the detection positions P can be controlled without the detection range adjusting mechanism. That is, the
[変形例3]
変形例2では、光源制御部51が複数の検出位置Pのピッチを制御することで、検出位置Pの分布を制御する場合について説明した。この変形例3では、光源制御部51が、複数の検出位置Pを所定数毎にグループ化して、各グループにおける検出位置Pの所定数を制御することで、分布の制御を行う場合について説明する。[Modification 3]
In the second modification, the case where the light
図11は、変形例3に係る走査範囲Aの複数の検出位置Pの分布と、水分量との関係を示す説明図である。図11では、走査範囲Aにおける二点鎖線の円は、水分量の検出する検出位置Pである。また、実線の円は、複数の検出位置Pをグループ化した範囲R1を示す。 FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the distribution of a plurality of detection positions P in the scanning range A and the moisture content according to the third modification. In FIG. 11, the circle of the two-dot chain line in the scanning range A is the detection position P where the water content is detected. The solid line circle indicates a range R1 in which a plurality of detection positions P are grouped.
この場合、演算処理部56は、各グループ内の複数の検出位置Pでの水分量を平均化したものを、グループ化した範囲の水分量として用いる。つまり、一つのグループの範囲R1を仮想的な検出位置及び検出範囲とみなすことができる。
In this case, the
そして、光源制御部51は、水分量が多い場合には、各グループにおける検出位置Pの所定数を大きくして、走査範囲A内における仮想的な検出密度を低くする。そして、光源制御部51は、水分量が少なくなるにしたがって、各グループにおける検出位置Pの所定数を小さくすることで、走査範囲A内における仮想的な検出密度を高くする。
Then, when the water content is large, the light
この構成によれば、各グループにおける検出位置Pの所定数を制御することで、検出範囲調整機構がなくとも仮想的に検出範囲の大きさを制御することができる。 With this configuration, by controlling the predetermined number of detection positions P in each group, the size of the detection range can be virtually controlled without the detection range adjustment mechanism.
[変形例4]
上記実施の形態では、検出位置Pの分布制御を水分量に基づいて制御する場合を例示した。しかし、検出位置Pの分布制御を乾燥度に基づいて制御することも可能である。[Modification 4]
In the above-described embodiment, the case where the distribution control of the detection positions P is controlled based on the amount of water has been illustrated. However, it is also possible to control the distribution control of the detection positions P based on the dryness.
具体的には、信号比(第一電気信号の電圧レベルと第二電気信号の電圧レベルとの比)の変化率と、対象物2の乾燥度との関係を示すテーブルを演算処理部56の不揮発性メモリに予め記憶させていれば、演算処理部56は、検出した信号比とテーブルとに基づいて、対象物2の乾燥度Drを検出することができる。
Specifically, a table showing the relationship between the change rate of the signal ratio (the ratio between the voltage level of the first electric signal and the voltage level of the second electric signal) and the dryness of the
例えば、テーブルは、信号比の変化率と、乾燥度Drとの関係を示す検量線にて定義付けられている。具体的に、対象物2の乾燥時における重量をW1とし、対象物2が含有する水分量をW2(αa×Ca×Dに相当)としたときの乾燥度Drは、Dr=W1/(W1+W2)×100[%]で示される。また、第一電気信号をS1、第二電気信号をS2としたときの信号比Rは、R=S1/S2で示される。乾燥度が100%である場合の第一電気信号をs1、第二電気信号をs2としたときの基準信号比rは、r=s1/s2で示される。信号比の変化率は、信号比Rと基準信号比rとの比(規格化信号比)R/rで示される。そして、検量線は、比R/rと乾燥度Drとの関係で求められている。
For example, the table is defined by a calibration curve showing the relationship between the rate of change of the signal ratio and the dryness Dr. Specifically, when the weight of the
図12は、規格化信号比の変化率(ΔR/r)と、乾燥度Drとの関係を示すグラフである。図12に示すように、乾燥度Drが60%よりも大きくなると、変化率ΔR/rは、概ね線形の変化を示す。このため、乾燥度Drが60%以上における変化率ΔR/rと、乾燥度Drとの一次近似直線Cを検量線とする。この検量線に基づいてテーブルを作成し、演算処理部56の不揮発性メモリに予め記憶しておけばよい。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the rate of change (ΔR/r) in the normalized signal ratio and the dryness Dr. As shown in FIG. 12, when the dryness Dr is higher than 60%, the change rate ΔR/r shows a substantially linear change. Therefore, a linear approximation line C between the rate of change ΔR/r when the dryness Dr is 60% or more and the dryness Dr is used as a calibration curve. A table may be created based on this calibration curve and stored in advance in the non-volatile memory of the
このように、演算処理部56は、第一電気信号及び前記第二電気信号の信号比を算出し、当該信号比に基づき、水分量として対象物2の乾燥度を算出する。
In this way, the
この構成によれば、検出位置Pの分布制御を乾燥度に基づいて制御することができる。 With this configuration, the distribution control of the detection positions P can be controlled based on the dryness.
[変形例5]
ここで、参照光は検知光よりも水によって吸収されないために、当該参照光を基にした第二電気信号を用いれば、水分量センサ1から対象物2までの距離を測定することも可能である。このため、各検出位置Pにおいて、水分量センサ1からの距離も測定し、その測定値の経時変化と、水分量とを基にして、検出位置Pの分布を制御することも可能である。つまり、光源制御部51は、走査範囲Aにおける複数の検出位置Pでの信号比(水分量)と、当該複数の検出位置Pでの第二電気信号の経時変化(距離の経時変化)とに基づいて、検出位置Pの分布を制御する。[Modification 5]
Here, since the reference light is not absorbed by water more than the detection light, it is also possible to measure the distance from the
この構成によれば、水分量センサ1から対象物2(検出位置P)までの距離が時間的に変化したとしても、その経時変化に対応させて、検出位置Pの分布を制御することができる。例えば、走査範囲A内において、水分量センサ1からの距離が他の検出位置Pよりも極端に大きい検出位置Pが発生したとする。この場合、当該検出位置Pには、対象物2が存在しないと推測することができる。つまり、当該検出位置Pで検出された水分量を無視することで、衣類乾燥装置100で用いられるデータ数を削減することが可能である。また、対象物2が存在しない検出位置Pが推測できることにより、対象物2の形状も推測することができる。
According to this configuration, even if the distance from the
(その他)
以上、本発明に係る水分量センサ1について、上記の実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではない。(Other)
Although the
例えば、上記実施の形態では、光源22がLED光源である場合を例示したが、光源は半導体レーザ素子又は有機EL素子などでもよい。
For example, although the case where the
また、上記実施の形態では、検知光をなす第一波長帯と参照光をなす第二波長帯とを含む連続した光を1つの光源22が発する場合を例示して説明した。しかしながら、複数の光源を設け、1つの光源が検知光を発し、他の光源が参照光を発するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the case where one
また、上記実施の形態では、信号処理回路50に備わる光源制御部51、第一信号処理部54、第二信号処理部55及び演算処理部56がそれぞれ専用のマイクロコントローラからなる場合を例示して説明したが、信号処理回路は、全体として1つのマイクロコントローラで実現されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the light
また、上記実施の形態では、水分量センサ1が衣類乾燥装置100に一体的に搭載されている場合を例示したが、水分量センサは専用の機器であり、衣類乾燥装置100に後付けで取付可能な構成であってもよい。また、水分量センサが取り付けられる装置としては、水分量センサが検出した水分量(乾燥度)を利用可能な装置であれば、如何なる装置であってもよい。例えば、水分量センサが検出した水分量を用いて除湿条件を変更する除湿装置、水分量センサが検出した水分量を分析する分析装置などが挙げられる。
Further, in the above embodiment, the case where the
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it can be realized by making various modifications to those embodiments by those skilled in the art, or by arbitrarily combining the components and functions of the embodiments without departing from the spirit of the present invention. The form is also included in the present invention.
1 水分量センサ
2 対象物
20 発光部
21、21a、21b レンズ
22 光源
30 第一受光モジュール
32 第一バンドパスフィルタ
33 第一受光部
40 第二受光モジュール
42 第二バンドパスフィルタ
43 第二受光部
51 光源制御部
54 第一信号処理部
55 第二信号処理部
56 演算処理部
100 衣類乾燥装置
106 乾燥制御部
A 走査範囲
P 検出位置
Ra 検出範囲1
Claims (9)
水による吸収が所定値よりも大きな第一波長帯を含む検知光と、水による吸収が前記所定値以下である第二波長帯を含む参照光とを前記対象物に向けて、走査しながら発する発光部と、
前記対象物によって反射された前記検知光を受光し、第一電気信号に変換する第一受光部と、
前記対象物によって反射された前記参照光を受光し、第二電気信号に変換する第二受光部と、
前記第一電気信号及び前記第二電気信号の信号比を算出する演算処理部と、
前記発光部が発する前記検知光及び前記参照光の走査範囲において、前記信号比の複数の検出位置の分布を前記信号比に基づいて制御する光源制御部とを備え、
前記光源制御部は、前記走査範囲において、前記分布の制御では、前記信号比の複数の検出位置のピッチ及び前記検出位置での検出範囲の大きさの少なくとも一方を制御する水分量センサ。A moisture sensor that emits light to an object and detects the moisture content of the object based on the reflected light from the object,
A detection light including a first wavelength band whose absorption by water is larger than a predetermined value and a reference light including a second wavelength band whose absorption by water is equal to or less than the predetermined value are emitted toward the object while scanning. A light emitting part,
Receiving the detection light reflected by the object, a first light receiving unit for converting into a first electrical signal,
Receiving the reference light reflected by the object, a second light receiving unit for converting into a second electric signal,
An arithmetic processing unit that calculates a signal ratio of the first electric signal and the second electric signal,
In the scanning range of the detection light and the reference light emitted by the light emitting unit, a light source control unit for controlling the distribution of a plurality of detection positions of the signal ratio based on the signal ratio,
In the scanning range, the light source control unit controls at least one of a pitch of a plurality of detection positions of the signal ratio and a size of a detection range at the detection positions in the control of the distribution.
請求項1に記載の水分量センサ。The light source control unit controls the distribution based on a signal ratio at the plurality of detection positions in the scanning range and a temporal change of the second electric signal at the plurality of detection positions. The moisture sensor described.
前記光源制御部は、前記光源と前記レンズとの間隔を制御することで、前記検出範囲の大きさの制御を行う
請求項1又は2に記載の水分量センサ。The light emitting unit includes a light source and a lens,
The water amount sensor according to claim 1, wherein the light source control unit controls the size of the detection range by controlling the distance between the light source and the lens.
前記光源制御部は、前記複数のレンズを制御することで、前記検出範囲の大きさの制御を行う
請求項1又は2に記載の水分量センサ。The light emitting unit includes a light source and a plurality of lenses,
The water amount sensor according to claim 1 or 2, wherein the light source control unit controls the size of the detection range by controlling the plurality of lenses.
前記光源制御部は、前記光源を所定の発光周期で発光させ、
前記水分量センサは、
前記第一受光部の前記第一電気信号を処理して、前記演算処理部に出力する第一信号処理部と、
前記第二受光部の前記第二電気信号を処理して、前記演算処理部に出力する第二信号処理部とを備え、
前記第一信号処理部は、前記第一電気信号に対して、通過帯域制限を行うとともに当該通過帯域制限による位相遅延を補正してから、前記発光周期との乗算処理を施し、
前記第二信号処理部は、前記第二電気信号に対して、通過帯域制限を行うとともに当該通過帯域制限による位相遅延を補正してから、前記発光周期との乗算処理を施す
請求項3又は4に記載の水分量センサ。The light source emits light of a continuous wavelength including a wavelength band forming the detection light and a wavelength band forming the reference light,
The light source control unit causes the light source to emit light in a predetermined light emission cycle,
The water content sensor,
A first signal processing unit that processes the first electric signal of the first light receiving unit and outputs the first electric signal to the arithmetic processing unit;
A second signal processing unit for processing the second electric signal of the second light receiving unit and outputting the second electric signal to the arithmetic processing unit;
The first signal processing unit, with respect to the first electric signal, performs a pass band limitation and corrects a phase delay due to the pass band limitation, and then performs a multiplication process with the light emission period,
The third signal processing unit performs passband limitation on the second electric signal, corrects a phase delay due to the passband limitation, and then performs multiplication processing with the light emission period. The water content sensor described in.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の水分量センサ。The water content sensor according to claim 1, wherein the light source control unit controls the distribution by controlling the pitch of the detection positions.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の水分量センサ。The light source control unit controls the distribution by grouping the plurality of detection positions by a predetermined number and controlling a predetermined number of the detection positions in each group. A moisture sensor according to the item.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の水分量センサ。The arithmetic processing unit calculates a signal ratio of the first electric signal and the second electric signal, and calculates the dryness of the object as the water content based on the signal ratio. The water content sensor according to item 1.
前記水分量センサで検出された前記水分量に基づいて、乾燥条件を制御する乾燥制御部とを備える
衣類乾燥装置。A water content sensor according to any one of claims 1 to 8,
A drying controller that controls a drying condition based on the water content detected by the water content sensor.
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (10)
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---|---|---|---|---|
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JP7217403B2 (en) * | 2019-01-29 | 2023-02-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | dehumidifier |
US20220291118A1 (en) * | 2019-08-27 | 2022-09-15 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical measuring device |
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JP7432812B2 (en) * | 2019-12-19 | 2024-02-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Air blower |
JP7432811B2 (en) | 2019-12-19 | 2024-02-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Air blower |
WO2022138464A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Water leakage sensor |
WO2022260451A1 (en) * | 2021-06-10 | 2022-12-15 | 삼성전자주식회사 | Clothes care apparatus and control method therefor |
CN113737496A (en) * | 2021-09-29 | 2021-12-03 | 广东好太太科技集团股份有限公司 | Intelligent wind control method, clothes airing machine and storage medium |
KR102590998B1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-10-19 | 주식회사 엘텍 | Optical oxygen measuring device |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5917248A (en) * | 1982-07-21 | 1984-01-28 | Hitachi Ltd | Inspection system for foreign matter |
GB8325691D0 (en) * | 1983-09-26 | 1983-10-26 | Wiggins Teape Group Ltd | Measuring water content |
JP2866467B2 (en) * | 1990-10-24 | 1999-03-08 | 日本たばこ産業株式会社 | Tabletop infrared moisture meter |
JP3702528B2 (en) * | 1996-03-27 | 2005-10-05 | 松下電器産業株式会社 | Clothes dryer |
JPH1090171A (en) * | 1996-09-17 | 1998-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dryness detecting sensor for clothes drier |
JPH10232200A (en) * | 1997-02-19 | 1998-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dryness informing device |
JPH116796A (en) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Ohbayashi Corp | Method for measuring moisture quantity of hydraulic fluid |
US20050279949A1 (en) * | 1999-05-17 | 2005-12-22 | Applera Corporation | Temperature control for light-emitting diode stabilization |
JP2006195083A (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Sharp Corp | Optical scanner |
US7651663B2 (en) * | 2006-06-23 | 2010-01-26 | General Electric Company | Appliance using a water hardness sensor system and method of operating the same |
JP5243005B2 (en) * | 2007-11-30 | 2013-07-24 | 象印マホービン株式会社 | Dehumidifier |
JP5256794B2 (en) * | 2008-03-13 | 2013-08-07 | パナソニック株式会社 | Clothes drying control method and clothes dryer |
US10443938B2 (en) * | 2009-11-08 | 2019-10-15 | Ga Innovation, Llc | Retrofit moisture and humidity sensor and automatic shutoff device for clothes dryers |
JP5387462B2 (en) * | 2010-03-15 | 2014-01-15 | 三菱電機株式会社 | Dehumidifier |
JP5382056B2 (en) * | 2011-04-22 | 2014-01-08 | パナソニック株式会社 | Dehumidifier |
EP2795271B1 (en) * | 2011-12-22 | 2021-07-28 | F. Hoffmann-La Roche AG | Light source lifetime extension in an optical system |
JP5839051B2 (en) * | 2012-01-31 | 2016-01-06 | 三菱電機株式会社 | Dehumidifier |
JP5904272B2 (en) * | 2012-03-29 | 2016-04-13 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
EP3175032B1 (en) * | 2014-07-31 | 2018-09-12 | Electrolux Appliances Aktiebolag | Laundry treatment apparatus with humidity detector |
JP2016041991A (en) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 日立アプライアンス株式会社 | Air conditioner |
JP5979567B1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-08-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Plant stress detection apparatus and plant stress detection method |
JP6473664B2 (en) * | 2015-06-02 | 2019-02-20 | 株式会社トプコン | Wavelength sensor device for plants |
JP2018141768A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Moisture amount sensor and clothing dryer |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018141768A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Moisture amount sensor and clothing dryer |
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