JP7143418B2

JP7143418B2 - 水位検知装置および加湿装置

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Description

本発明の一態様は、容器内の水位を検知する水位検知装置に関する。

近年、水位検知装置の構成について、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、簡単な水位検知装置の構成によって、水位が所定水位以上であるか否かを判定する技術が開示されている。

日本国公開特許公報「特開２０１６－９９２５６号公報」

但し、後述するように、水位検知装置の検知精度を向上させるための工夫点には、なお改善の余地がある。本発明の一態様は、水位検知装置において、従来よりも正確に水位を検知することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る水位検知装置は、容器内の水位を検知する水位検知装置であって、上記容器内の水面の所定の位置に検知光を出射する発光部と、上記検知光が上記所定の位置において反射された光である反射光を受光する受光部と、演算装置と、を備え、上記演算装置は、上記検知光と上記反射光とに基づき、上記水位の検知値である水位検知値を算出し、上記容器内の風量に応じて、上記水位検知値を補正する。

本発明の一態様に係る水位検知装置によれば、従来よりも正確に水位を検知できる。

実施形態１の加湿装置の概要を示す図である。図１の加湿装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、風量と測距センサの測定精度との間の関係について説明するための図である。シフト値設定テーブルの一例を示す図である。（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、発明者による一検討結果について説明するための図である。（ａ）～（ｃ）はそれぞれ、発明者による別の検討結果について説明するための図である。

〔実施形態１〕
実施形態１の加湿装置１について、以下に説明する。説明の便宜上、以降の各実施形態では、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、公知技術と同様の事項については、説明を適宜省略する。各図面は、各部材の形状、構造、および位置関係等を概略的に説明することを目的としたものであり、必ずしもスケール通りに描かれていないことに留意されたい。

（加湿装置１）
図１は、加湿装置１の概要を示す図である。図２は、加湿装置１の要部の構成を示す機能ブロック図である。以下の説明では、図１の紙面上方向および紙面下方向をそれぞれ、鉛直上方向および鉛直下方向とする。但し、加湿装置１の各部の位置および配置方向は、図１の例に限定されない。

加湿装置１は、測距センサ１０（水位検知装置）および貯水トレイ９０（容器）を備える。貯水トレイ９０は、水ＷＴを受容する容器の一例である。貯水トレイ９０は、加湿装置１の筐体８０内に収容されている。以下に述べるように、測距センサ１０は、貯水トレイ９０内の水ＷＴの水位（図１のＷＬ）を、光学的に検知する。測距センサ１０は、筐体８０内の所定の位置に配置されている。より具体的には、測距センサ１０は、筐体８０内の底面を基準として、当該筐体８０の最上部よりも高い位置に配置されている。図１のＨは、筐体８０内の底面を基準とした場合の、測距センサ１０の高さを示す。Ｈは、筐体８０の高さよりも大きい値として設定されている。

筐体８０には、給水口８１と給水経路８２と放出口８３とが設けられている。加湿装置１のユーザが給水口８１に水ＷＴを注ぐことにより、給水経路８２を介して、当該水ＷＴを貯水トレイ９０内に補充できる。加湿装置１において、筐体８０内には、ファン７１が設けられている。また、貯水トレイ９０内には、加湿フィルタ７２が設けられている。加湿フィルタ７２は、貯水トレイ９０内の水ＷＴの一部を吸収する。ファン７１を動作させることにより、筐体８０内に風ＷＤを発生させることができる。風ＷＤが加湿フィルタ７２を通過することにより、ファン７１によって送風される空気中に、加湿フィルタ７２内に含有された水ＷＴの一部が放湿される。つまり、空気を加湿できる。加湿フィルタ７２を通過した風ＷＤ（つまり、加湿後の空気）は、放出口８３を通って、加湿装置１の外部へと放出される。

図１の例では、気化式の加湿装置１の一構成例が示されている。但し、本発明の一態様に係る加湿装置は、気化式の加湿装置に限定されない。当該加湿装置は、水ＷＴを加熱することによって蒸気を発生させるスチーム式の加湿装置であってもよい。あるいは、当該加湿装置は、水ＷＴを微粒子化して放出する超音波式の加湿器であってもよい。

また、本発明の一態様に係る加湿装置には、加湿機能を有する任意の電気機器（例：家電機器）が含まれる。例えば、当該加湿装置には、加湿機能を有する空気清浄機または空気調和機が含まれる。

図２に示されるように、測距センサ１０は、第１制御部１５（演算装置）、発光部１１０、受光部１２０を備える。加湿装置１は、ファンモータ７０（ファン７１を駆動するモータ）および第２制御部７５をさらに備える。第１制御部１５は、測距センサ１０の各部を統括的に制御する。第１制御部１５は、距離算出部１５０、水位算出部１５１、風量ステージ検知部１５２、および水位補正部１５３を備える。第２制御部７５は、加湿装置１の各部を制御する。なお、第１制御部１５と第２制御部７５とを、一体の制御部として設けることもできる。例えば、第２制御部７５に、第１制御部１５の機能を統合されてもよい。従って、第２制御部７５を演算装置として機能させることもできる。

一例として、第２制御部７５は、ファンモータ７０を制御する。第２制御部７５によってファンモータ７０を所定の回転数（回転速度）（単位：ｒｐｍ）で回転させることにより、ファン７１を同回転数で回転させることができる。このため、ファン７１によって所定の風量（所定の量の風ＷＴ）（単位：ｍ^３／ｍｉｎ）を発生させることができる。以下、ファン７１の回転数を、単に回転数と称する。風量（以下、Ｑ）は、主に、回転数と加湿装置１の機械的構造（特に、風ＷＤの経路を規定する部分の構造）とに依存する。

（測距センサ１０の処理の概要）
測距センサ１０における、水位補正部１５３を除いた各部の処理について述べる。測距センサ１０は、当該測距センサ１０（厳密には、測距センサ１０の受光面）と水ＷＴの水面（以下、単に水面）との間の距離（図１のｄ）を、光学的に検知する。発光部１１０は、水面の所定の位置に、検知光Ｌ１（例：赤外光）を出射する。一例として、発光部１１０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。図１の反射光Ｌ２は、検知光Ｌ１が上記所定の位置において反射された光である。受光部１２０は、反射光Ｌ２を受光する。一例として、受光部１２０は、反射光Ｌ２（例：赤外光）を検知可能な光電変換素子（受光素子）である。なお、図１では、便宜上、検知光Ｌ１と反射光Ｌ２とが重ならないように図示されていることに留意されたい。

距離算出部１５０は、検知光Ｌ１と反射光Ｌ２とに基づいて、ｄを算出する。距離算出部１５０におけるｄの算出方法としては、任意の方法が使用されてよい。一例として、距離算出部１５０は、発光部１１０によって出射された検知光Ｌ１と受光部１２０によって受光された反射光Ｌ２との間の位相差を比較することにより、ｄを算出する。

水位算出部１５１は、ｄに基づいて、貯水トレイ９０内の水ＷＴの水位（ＷＬ）を算出（検知）する。貯水トレイ９０内の水ＷＴの水位とは、具体的には、筐体８０内の底面を基準とした場合の、水ＷＴの水面の高さである。本明細書では、水ＷＴの水位の真値を、水位真値と称する。これに対し、水位算出部１５１によって算出された、貯水トレイ９０内の水ＷＴの水位を、水位検知値とも称する。以下の説明では、特に明示されない限り、ＷＬは水位検知値であるものとする。一例として、水位算出部１５１は、
ＷＬ＝Ｈ－ｄ…（１）
として、ＷＬを算出する。Ｈの値は、水位算出部１５１において予め設定されている。このように、測距センサ１０は、検知光Ｌ１および反射光Ｌ２に基づいて、ＷＬを算出することもできる。

さらに、水位算出部１５１は、水位レベル（以下、ＷＬＥＶＥＬ）を算出する。水位レベルとは、ＷＬを％単位で表現した量である、一例として、貯水トレイ９０内に水ＷＴが入っていない状態（つまり、ＷＬ＝０の状態）を、水位レベル０％とする。これに対し、貯水トレイ９０内が満水の状態（水位ＷＬが予め規定された水位ＷＬ０に達した状態）を、水位レベル１００％とする。この場合、水位算出部１５１は、ＷＬＥＶＥＬ＝（ＷＬ／ＷＬ０）×１００として、水位レベルを算出する。一例として、水位算出部１５１は、ＷＬＥＶＥＬを整数値として算出する。

また、水位算出部１５１は、水位ステージを検知（判定）する。水位ステージとは、ＷＬＥＶＥＬの程度を示す指標である。一例として、水位算出部１５１は、
・水位ステージ０：水位レベル０～４％；
・水位ステージ１：水位レベル５～１４％；
・水位ステージ２：水位レベル１５～２４％；
・水位ステージ３：水位レベル２５～３４％；
・水位ステージ４：水位レベル３５～４４％；
・水位ステージ５：水位レベル４５～５４％；
・水位ステージ６：水位レベル５５～６４％；
・水位ステージ７：水位レベル６５～７４％；
・水位ステージ８：水位レベル７５～８４％；
・水位ステージ９：水位レベル８５～９４％；
・水位ステージ１０：水位レベル９５～１０４％；
・水位ステージ１１：水位レベル１０５～１１４％；
・水位ステージ１２：水位レベル１１５％；
として、１３通りに水位ステージを分類する（後述の図４も参照）。なお、本明細書では、特に明示されない限り、「Ａ～Ｂ」とは、「Ａ以上かつＢ以下」を意味するものとする。このように、水位ステージ数が大きくなるほど、水位レベルがより大きくなる。

なお、水位算出部１５１は、ＷＬに基づいて、貯水トレイ９０内の水ＷＴの水量（以下、ＷＶ）を算出することもできる。一例として、水位算出部１５１は、ＷＶ＝ＷＬ×Ｓとして、ＷＶを算出する。Ｓは、貯水トレイ９０の底面積である。Ｓの値は、水位算出部１５１において予め設定されている。

風量ステージ検知部１５２は、風量ステージを検知（判定）する。風量ステージとは、Ｑの大きさ（貯水トレイ９０内の風量がどの程度大きいか）を示す指標である。本明細書では、風量ステージを、ノッチとも称する。ノッチは、回転数に関連付けられて設定されている。一例として、風量ステージ検知部１５２は、ノッチ０～３の４通りにノッチを分類する（後述の図４も参照）。

後述の図４の例について、ノッチ数と回転数とＱとの間の関係の一部の例を挙げると次の通りである。例えば、水位ステージ０（例：水位レベル０％）の場合、
・ノッチ０（風量ステージ０）：０ｒｐｍ（回転無）（Ｑ＝０ｍ^３／ｍｉｎ）；
・ノッチ１（風量ステージ１）：６００ｒｐｍ（Ｑ＝０．７７ｍ^３／ｍｉｎ）；
・ノッチ２（風量ステージ２）：９５０ｒｐｍ（Ｑ＝０．９６ｍ^３／ｍｉｎ）；
・ノッチ３（風量ステージ３）：１３７０ｒｐｍ（Ｑ＝１．７６ｍ^３／ｍｉｎ）；
である。

また、水位ステージ１０（例：水位レベル１００％）の場合、
・ノッチ０（風量ステージ０）：０ｒｐｍ（回転無）（Ｑ＝０ｍ^３／ｍｉｎ）；
・ノッチ１（風量ステージ１）：６５０ｒｐｍ（Ｑ＝０．８４ｍ^３／ｍｉｎ）；
・ノッチ２（風量ステージ２）：１０５０ｒｐｍ（Ｑ＝１．０９ｍ^３／ｍｉｎ）；
・ノッチ３（風量ステージ３）：１４００ｒｐｍ（Ｑ＝１．８０ｍ^３／ｍｉｎ）；
である。

一例として、ファンモータ７０には、回転数を検知するためのセンサ（不図示）が設けられてよい。風量ステージ検知部１５２は、当該センサから回転数を取得し、当該回転数に応じたノッチを判定してよい。あるいは、風量ステージ検知部１５２は、加湿装置１の運転状態（動作モード）に応じて、回転数を推定してもよい。この場合、ファンモータ７０に、上記センサを設けることが不要となる。

一般に、回転数が増加する程、Ｑは大きくなる傾向にある（後述の図５も参照）。この点を鑑み、上述の通り、ノッチの番号（ノッチ数）は、回転数の増加に伴って、より大きくなるように設定されてよい。この場合、ノッチ数（風量ステージ数）が大きくなるほど、Ｑがより大きくなる。なお、所定のノッチ数に対応する回転数は、水位ステージに応じて相違しうる。従って、所定のノッチ数に対応するＱも、水位ステージに応じて相違しうる。但し、ノッチ０の場合には、いずれの水位ステージにおいても、Ｑ＝０である。

（Ｑと測距センサ１０の測定精度との間の関係）
図３は、Ｑと測距センサ１０の測定精度との間の関係について説明するための図である。図３の（ａ）には、Ｑ＝０である場合（つまり、ファン７１が停止されている場合）が示されている。これに対し、図３の（ｂ）には、Ｑ≠０である場合（つまり、ファン７１が駆動されている場合）が示されている。なお、図３では、図示の簡便化のため、図１に示された一部の部材の図示が省略されている。

図３の（ａ）に示されるように、Ｑ＝０である場合には、風ＷＤが発生しないため、水面には揺れがほぼ生じない。このため、水面はほぼ平坦な面となる。この場合、以下に述べる図３の（ｂ）の場合とは異なり、水面において検知光Ｌ１の乱反射が生じない。それゆえ、反射光Ｌ２の経路は、ほぼ一定となる。この場合、測距センサ１０によって、ｄを適切に検知できる。つまり、ｄは、測距センサ１０と水面との間の実際の距離（以下、距離真値）に十分に近い値として検知される。この場合、測距センサ１０によって検知されるＷＬは、水位真値に十分に近い値となる。

これに対し、図３の（ｂ）に示されるように、Ｑ≠０である場合には、風ＷＤの影響によって、水面に揺れが生じる。このため、図３の（ａ）の場合とは異なり、水面に波立ちが生じる。つまり、水面に局所的な高低差が発生する。その結果、水面において検知光Ｌ１の乱反射が生じる、このため、反射光Ｌ２の経路が、乱反射によって変化しうる。

それゆえ、測距センサ１０における、ｄの検知精度が低下してしまう。例えば、図３の（ｂ）の場合には、平均的な水位は図３の（ａ）の場合と同程度であるにも関わらず、受光部１２０に入射する反射光Ｌ２の光路長が、図３の（ａ）の場合に比べて長くなっている。それゆえ、測距センサ１０によって、距離真値よりも長い距離が、ｄとして検知されてしまう。その結果、測距センサ１０における、ＷＬの検知精度も低下する。例えば、水位真値とは乖離したＷＬ（水位真値よりも低い水位）が、測距センサ１０によって検知される。

さらに、Ｑが大きくなるにつれて、水面の揺れが顕著となる。このため、Ｑが大きい場合には、ｄの検知精度が大きく低下しうる。このように、本願の発明者（以下、発明者）は、「風ＷＤによる水面の揺れに起因して、測距センサ１０の測定精度が低下する」という課題を新たに見出した。この点を踏まえ、発明者は、「風ＷＤの影響を考慮することにより、測距センサ１０の測定精度の低下を防止する」という、新たなコンセプトに想到した。これに対し、従来技術（例：特許文献１）では、上記課題について何ら考慮されていない。それゆえ、従来技術では、当該課題を解決するための具体的な構成についても、何ら教示されていない。

また、Ｑは、貯水トレイ９０内の水位に応じて変更される場合もある。例えば、ＷＬが小さい場合には、ＷＬが大きい場合に比べて、加湿フィルタ７２による空気の加湿をより効果的に行うために、Ｑが大きく設定される。この点を踏まえ、発明者は、「測距センサ１０の測定精度の低下を防止するためには、ＷＬについても考慮することが好ましい」という、さらなるコンセプトに想到した。

（水位補正部１５３）
発明者は、上記課題を解決するために、「測距センサ１０に水位補正部１５３を設ける」というコンセプトに想到した。水位補正部１５３は、ノッチ（風量ステージ）および水位ステージに応じて、ＷＬを補正する。換言すれば、水位補正部１５３は、（ｉ）貯水トレイ９０内の風量（Ｑ）、および、（ｉｉ）当該貯水トレイ９０内の水位（換言すればＷＬ）に応じて、ＷＬを補正する。但し、水位補正部１５３は、ノッチのみに応じて（Ｑのみに応じて）、ＷＬを補正してもよい。

以下、補正後のＷＬを、ＷＬＳと称する。ＷＬＳは、補正後水位検知値と称されてもよい。一例として、水位補正部１５３は、
ＷＬＳ＝ＷＬ＋ＰＳＨＩＦＴ…（２）
として、ＷＬＳを算出する。つまり、水位補正部１５３は、ＷＬの値をＰＳＨＩＦＴだけ加算（シフト）する。ＰＳＨＩＦＴは、シフト値（シフト量）とも称される。ＷＬ、ＷＬＳ、およびＰＳＨＩＦＴはいずれも、任意単位である。一例として、ＷＬ、ＷＬＳ、およびＰＳＨＩＦＴの単位は、ｍｍであってよい。

一例として、水位補正部１５３は、シフト値設定テーブルを参照し、ＰＳＨＩＦＴを設定する。シフト値設定テーブルとは、各ノッチおよび各水位ステージに応じたＰＳＨＩＦＴの値が、予め設定されたテーブルである。図４は、シフト値設定テーブルの一例を示す図である。以下、図４のシフト値設定テーブルを用いる場合を例示する。但し、水位補正部１５３によるＰＳＨＩＦＴの設定方法として、他の方法が適用されてもよい。

一例として、「ノッチ１、水位ステージ３」である場合を考える。この場合、水位補正部１５３は、図４のシフト値設定テーブルを参照し、ＰＳＨＩＦＴ＝６として設定する。そして、水位補正部１５３は、ＷＬＳ＝ＷＬ＋６として設定する。つまり、水位補正部１５３は、ＷＬＳを、ＷＬよりも６だけ大きい値として算出する。すなわち、水位補正部１５３によって、ＷＬは、６（例：６ｍｍ）だけ高い水位へと補正される。

なお、図４に示されるように、ノッチ０の場合には、いずれの水位ステージにおいても、ＰＳＨＩＦＴ＝０に設定される。上述の通り、Ｑ＝０の場合には、風ＷＤによる水面の揺れが生じないためである。このように、Ｑ＝０の場合には、ＷＬは補正されなくともよい。

また、各水位ステージでは、ノッチ数が大きくなるにつれて、ＰＳＨＩＦＴがより大きくなるように（より厳密には、ＰＳＨＩＦＴが広義の単調増加をするように）設定される。つまり、Ｑが大きくなるにつれて、ＷＬＳがより大きい値として算出される（ＷＬがより大きい値へと補正される）。上述の通り、Ｑが大きい場合には、水面の揺れが顕著となりうる。そこで、Ｑに応じた水面の揺れの影響を効果的に相殺するためには、Ｑの増加に伴ってＰＳＨＩＦＴを増加させることが好ましい。

水位補正部１５３は、水位の検知結果として、ＷＬＳを第２制御部７５に供給してよい。この場合、第２制御部７５は、ＷＬＳに基づいて、所定の報知態様による報知をユーザに選択的に行ってよい。例えば、第２制御部７５は、ＷＬＳが所定の閾値（以下、報知閾値）よりも小さい場合、貯水トレイ９０への給水を促すように、ユーザに報知してよい。例えば、第２制御部７５は、加湿装置１に設けられた報知部（不図示）を動作させ、ユーザに報知を行わせる。一例として、報知部には、ランプ、アラーム、および表示パネルの少なくともいずれかが含まれる。ＷＬに替えてＷＬＳに基づく報知を行うことにより、誤判定に基づく報知を避けることができるので、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。

なお、水位補正部１５３は、ＷＬＳに基づいて、補正後の水位レベルおよび水位ステージを検知してもよい。また、水位補正部１５３は、ＷＬＳに基づいて、補正後の水量を算出してもよい。

（効果）
測距センサ１０では、水位補正部１５３によって、Ｑを考慮してＷＬを補正できる。すなわち、風ＷＤによる水面の揺れが生じている場合（ＷＬが水位真値と乖離しうる場合）であっても、ＷＬを補正できる。それゆえ、水位真値により近い補正後の値（すなわちＷＬＳ）を、検知結果として出力できる。このように、測距センサ１０によれば、従来よりも高精度に（正確に）水位を検知できる。

ところで、上述の通り、Ｑは、貯水トレイ９０内の水位に応じて変化しうる。この点を踏まえ、水位補正部１５３は、さらに、ＷＬ（補正前の水位検知値，水位真値に関連する数値の１つ）に応じて、当該ＷＬを補正することもできる。このため、水位の検知精度をさらに向上させることが可能となる。

（補足事項）
図５は、発明者による一検討結果について説明するための図である。具体的には、図５の（ａ）には風量とシフト値（シフト量）との間の関係の一例を示すグラフが示されている。シフト値は、水面の揺れの程度を示す指標の一例であると言える。図５の（ｂ）には、各水位（より具体的には、各水位レベル）における回転数と風量との間の関係の一例を示すグラフが示されている。なお、図５の各グラフは、トレンドの一例を説明するための概念図である。このため、各グラフには単位は記載されていない。

図５の（ａ）のグラフに基づき、発明者は、「シフト値は、風量に依存する」という傾向を確認した。さらに、発明者は、「低水位の場合、貯水トレイ９０内の水ＷＴの水量（ＷＶ）が少ない。その結果、低水位の場合（例：風量大の場合の一例）には、シフト値が小さくなりうる。」と考察した。

続いて、図５の（ｂ）のグラフに基づき、発明者は、「回転数が大きいほど、風量が大きくなる」という傾向を確認した。さらに、発明者は、「水位が低いほど、風量が大きくなる」という傾向を確認した。上述の通り、ＰＳＨＩＦＴの設定方法は任意であるが、こうした傾向を踏まえ、ＰＳＨＩＦＴが設定される（例：水位補正テーブルが作成される）ことが好ましいと考えられる。

〔実施形態２〕
加湿装置１に、Ｑを測定する風量センサを設けてもよい。風量センサは、筐体８０内の所定に位置に設けられてよい。この場合、水位補正部１５３は、風量センサによって測定されたＱに応じて、ＷＬを補正してもよい。加湿装置１に風量センサを設けた場合、第１制御部１５から風量ステージ検知部１５２を省略できる。

〔実施形態３〕
加湿装置１を運転させた場合、時間経過に伴って水位レベルが低下する。そこで、上述の通り、水位レベルが低くなった場合には、給水を促すようユーザへの報知を行うことが好ましい。ユーザの給水の手間を最大限に削減する観点からは、理想的には、水位レベルが０％に達した時点で、ユーザへの報知を行うことが好ましい。但し、測距センサ１０の精度のばらつきを考慮すると、水位レベル０％に対応する値に報知閾値を設定することは現実的ではない。

例えば、測距センサ１０がＷＬを大きめに検知してしまった（つまり、ｄを小さめに検知してしまった）場合、実際に貯水トレイ９０から水ＷＴが無くなった状態（実際に水位レベルが０％に達した状態）においても、０％よりも高い水位レベル（例：水位レベル５％）が検知される。従って、ユーザへの報知を適切に行うことができない。

この点を鑑み、加湿装置１では、報知閾値は、水位レベル０％に対応する値よりもやや大きい値に設定されることが一般的である。例えば、報知閾値は、水位レベル１０％に対応する値に設定される。但し、このように報知閾値を設定した場合、貯水トレイ９０内に水ＷＴがある程度残っているにも関わらず、ユーザに給水を促す報知が行われることとなる。その結果、ユーザの給水の手間を十分に削減できるには至らない。この点を踏まえ、発明者は、ユーザへの報知を行う条件について、さらなる検討を行った。

（発明者による一検討）
図６は、発明者による検討結果について説明するための図である。以下の説明では、貯水トレイ９０内に水ＷＴが含まれていない状態を「水無状態」と称する。また、貯水トレイ９０内に水ＷＴが含まれている状態を、「水有状態」と称する。図６の（ａ）のグラフは、貯水トレイ９０の状態が水無状態から水有状態へと移行した場合における、測距センサ１０の検知結果の時間変化の様子の一例を示す。当該グラフにおいて、横軸は時間（単位：秒）（以下、ｔ）を、縦軸は複数の測距センサ１０のそれぞれによって検知されたｄの平均値（以下、ｄｍ）を、それぞれ示す。測距センサ１０は、ｔｏｆセンサ（time of flight）センサとも称される。このため、ｄｍは、ｔｏｆ平均値と称されてもよい。

図６の（ａ）のグラフでは、ｔ＝１００の直前の時点において、ｄｍが顕著に変化（より具体的には、減少）している。つまり、当該時点において、水無状態から水有状態へと、貯水トレイ９０の状態が変化している。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）の部分Ｄ１を拡大したグラフである。図６の（ｂ）のグラフは、水無状態におけるｄｍの時間変化の様子の一例を示す。これに対し、図６の（ｃ）は、図６の（ａ）の部分Ｄ２を拡大したグラフである。図６の（ｃ）のグラフは、水有状態におけるｄｍの時間変化の様子の一例を示す。

水無状態では、測距センサ１０は、当該測距センサ１０と貯水トレイ９０の底面との間の距離を、ｄとして検知する。貯水トレイ９０の底面は、水ＷＴとは異なり固体であるので、比較的高い剛性を有する。このため、加湿装置１が運転中であっても（Ｑ≠０であっても）、風ＷＤの影響によって貯水トレイ９０の底面の形状は変化しない。従って、測距センサ１０と貯水トレイ９０の底面との間の実際の距離も変化しない。このため、図６の（ｂ）に示されるように、水無状態において、時間変化に伴うｄｍの変化（ばらつき）は比較的小さい。

これに対し、水有状態では、上述の通り、Ｑ≠０である場合には、風ＷＤの影響によって、水面に揺れが生じる。つまり、Ｑ≠０である場合には、水面の形状は様々に変化する。つまり、測距センサ１０と水面との間の実際の距離が変化する。このため、図６の（ｃ）に示されるように、水有状態では、水無状態に比べ、時間変化に伴うｄｍの変化は大きい。

（実施形態３における判定処理）
まず、第２制御部７５は、水位レベルが報知閾値（水位レベル１０％に対応する値）に達したことを判定する。そして、第２制御部７５は、当該判定がなされた時点から、所定の運転許容時間（例：１時間）に亘り、加湿装置１の運転を継続させる。

続いて、第２制御部７５は、所定の時間周期（例：３０秒）ごとに、ｄの変化（変動）の大きさを示すパラメータを算出する。一例として、第２制御部７５は、Δ＝ｄｍａｘ－ｄｍｉｎを算出する。ｄｍａｘは上記時間周期におけるｄの最大値であり、ｄｍｉｎは上記時間周期におけるｄの最小値である。Δは、上記時間周期におけるｄの変化の大きさを示す指標（パラメータ）の１つである。

続いて、第２制御部７５は、Δと所定の閾値（以下、ｄｔｈ）との大小比較を行う。ｄｔｈは、変動閾値とも称される。具体的には、第２制御部７５は、Δ≦ｄｔｈであるか否かを判定する。ｄｔｈの値は、事前に取得された実験結果（例：図６の（ｂ）および（ｃ）のグラフ）に基づいて、加湿装置１の設計者によって設定されてよい。一例として、ｄｔｈ＝１と設定されてよい。

Δ≦ｄｔｈである場合（例えば、図６の（ｂ）の例の場合）、ｄの変動は比較的小さいと言える。つまり、測距センサ１０と貯水トレイ９０の底面との間の距離が、ｄとして検知されていると期待される。そこで、第２制御部７５は、Δ≦ｄｔｈである場合、水無状態を検知してよい（貯水トレイ９０が水無状態であると判定してよい）。水無状態を検知した場合、第２制御部７５は、給水を促すようユーザに報知する。なお、水無状態を検知した場合、第２制御部７５は、運転許容時間が満了する前であっても、加湿装置１の運転を停止させてもよい。

これに対し、Δ＞ｄｔｈである場合（例えば、図６の（ｃ）の例の場合）、ｄの変動はあまり小さくないと言える。このため、第２制御部７５は、Δ＞ｄｔｈである場合、水有状態を検知してよい（貯水トレイ９０が水有状態であると判定してよい）。水有状態を検知した場合、第２制御部７５は、ユーザへの報知を行わない。

このように、第２制御部７５は、報知閾値と変動閾値とに基づいて、ユーザへの報知を行うか否かを判定してもよい。変動閾値を導入することにより、報知閾値のみを用いた場合に比べ、水無状態をより高精度に判定できる。その結果、測距センサ１０の精度のばらつきを考慮しつつ、ユーザの給水の手間を効果的に削減することが可能となる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
加湿装置１の制御ブロック（特に第１制御部１５および第２制御部７５）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、加湿装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の一態様の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る水位検知装置は、容器内の水位を検知する水位検知装置であって、上記容器内の水面の所定の位置に検知光を出射する発光部と、上記検知光が上記所定の位置において反射された光である反射光を受光する受光部と、演算装置と、を備え、上記演算装置は、上記検知光と上記反射光とに基づき、上記水位の検知値である水位検知値を算出し、上記容器内の風量に応じて、上記水位検知値を補正する。

上記の構成によれば、従来の水位検知装置とは異なり、容器内の風量を考慮して（つまり、容器内の風に起因する水面の揺れの影響を考慮して）、水位検知値を補正できる。それゆえ、従来よりも正確に水位を検知できる。

本発明の態様２に係る水位検知装置では、上記態様１において、上記演算装置は、さらに、補正前の上記水位検知値に応じて、当該水位検知値を補正することが好ましい。

上述の通り、容器内の風量は、当該容器内の水位に応じて変化しうる。そこで、上記の構成によれば、容器内の水位をさらに考慮して、水位検知値を補正できる。このため、水位の検知精度をさらに向上させることができる。

本発明の態様３に係る水位検知装置では、上記態様１または２において、上記演算装置は、上記風量が大きくなるにつれて、上記水位検知値をより大きい値へと補正することが好ましい。

上記の構成によれば、風量の増加に応じた水面の揺れの影響を相殺するように、水位検知値を補正できる。このため、水位の検知精度をさらに向上させることができる。

本発明の態様４に係る加湿装置は、上記態様１から３のいずれか１つに係る水位検知装置と、水を受容する上記容器と、を備え、上記水位検知装置が上記水位を検知することが好ましい。

〔付記事項〕
本発明の一態様は、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。本発明の一態様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できる。

１加湿装置
１０測距センサ（水位検知装置）
１５第１制御部（演算装置）
７５第２制御部（演算装置）
９０貯水トレイ（容器）
１１０発光部
１２０受光部
１５０距離算出部
１５１水位算出部
１５２風量ステージ検知部
１５３水位補正部
Ｌ１検知光
Ｌ２反射光
ＷＤ風
ＷＴ水
ＷＬ水位

Claims

容器内の水位を検知する水位検知装置であって、
上記容器内の水面の所定の位置に検知光を出射する発光部と、
上記検知光が上記所定の位置において反射された光である反射光を受光する受光部と、
演算装置と、を備え、
上記演算装置は、
上記検知光と上記反射光とに基づき、上記水位の検知値である水位検知値を算出し、
上記容器内の風量に応じて、上記水位検知値を補正する、水位検知装置。
上記演算装置は、さらに、補正前の上記水位検知値に応じて、当該水位検知値を補正する、請求項１に記載の水位検知装置。
上記演算装置は、上記風量が大きくなるにつれて、上記水位検知値をより大きい値へと補正する、請求項１または２に記載の水位検知装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の水位検知装置と、
水を受容する上記容器と、を備え、
上記水位検知装置が上記水位を検知する、加湿装置。