(57)【要約】【課題】含水分量と、周囲温湿度から衣類の乾燥時間を推定し、使用者に報知する送風機を提供する。【解決手段】水分量センサー内の受光部によって受光した２つの波長の光の強度の比較によって算出された対象物の水分量と、温度センサーで測定された周囲温度と、湿度センサーで測定された周囲湿度とに基づいて、対象物の乾燥時間を推定し、表示部に表示させる。これにより、１回目の水分量検知時から対象物の素材や厚み等による水分量の違いに応じた、乾燥時間が表示される送風機を提供できる。【選択図】図６
2020137593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体外部の空気を前記本体内に吸い込む吸込口と、
前記吸込口から吸い込んだ空気を前記本体外部へ吹き出す吹出口と、
前記吸込口から前記吹出口へ空気を搬送させる送風部と、
対象物が含む水分量を算出する水分量センサーと、
前記送風部の運転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記水分量センサーで算出した前記対象物が含む水分量に基づいて、前記対象物の乾燥までに必要な乾燥時間を推定し、
前記制御部で算出した前記乾燥時間を表示する表示部を備えることを特徴とする送風機。
【請求項２】
前記水分量センサーは、前記対象物に向けて水に吸収される波長の光である検知光と、前記検知光より水に吸収されにくい波長の光である参照光と、を発光する発光部と、前記対象物から反射された前記検知光と、前記対象物から反射された前記参照光と、を受光する受光部と、前記受光部が検知した前記検知光の強度と前記受光部が検知した前記参照光の強度との比に基づいて前記対象物が含む水分量を算出する水分量算出部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の送風機。
【請求項３】
前記制御部は、前記対象物が含む水分量に応じて設定された前記対象物の乾燥までに必要な乾燥時間を記憶する乾燥時間記憶部を備え、
前記制御部は、前記乾燥時間記憶部から前記対象物が含む水分量に応じて設定された乾燥時間を推定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送風機。
【請求項４】
前記乾燥時間記憶部は、前記対象物が含む水分量と前記本体周辺の温湿度情報とを用いて設定された前記対象物の乾燥までに必要な乾燥時間を記憶し、
前記制御部は、前記乾燥時間記憶部から前記対象物が含む水分量と前記本体周辺の温湿度情報とに応じて設定された乾燥時間を推定することを特徴とする請求項３に記載の送風機。
【請求項５】
前記制御部によって推定された乾燥時間を通信端末に送信する送信部を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に向けて風を送り、室内に干した洗濯物の乾燥等に使用される送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生活スタイルの変化に伴い時間を問わずに洗濯物を室内にて乾かしたいという要望が多くなっている。それに基づき、室内の居住、非居住部分を洗濯物の乾燥の場所として利用する送風機の需要が高まっている。
【０００３】
送風機の制御装置については、既に種々考案され、赤外線センサーを用いて室内の温度分布を作成して、その温度分布から被乾燥物の位置を特定し、その位置に向けて除湿空気を送風するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、温湿度センサーを用いて室内の温湿度を測定し、被乾燥物付近の絶対湿度を算出することで、被乾燥物の乾燥時間を推定するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１では、左右方向の風向を調整するフラップと赤外線センサーを送風機に設置している。そして、送風機の前方右側、前方中央、前方左側の３つの検出範囲のどの検出範囲内に被乾燥物があるのかを赤外線センサーによる温度分布から判定する。さらに、判定した検出範囲に集中して除湿空気を送風するように、送風機のフラップの可動範囲を制御するようにしている。
【０００５】
特許文献２では、温湿度センサーで測定した室内の雰囲気温湿度から被乾燥物近傍の絶対湿度を推定し、被乾燥物近傍と室内雰囲気の絶対湿度との差から乾燥速度を算出する。そして、使用者が任意に設定できる被乾燥物の量と乾燥速度に基づいて、乾燥と判断するまでの時間を算出し、本体に表示させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１２６０４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８１５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の送風機においては、対象物の判定を室内の温度分布で行っている。衣類の乾燥において、衣類の素材、厚み等によって水分量に違いが生じると、同一の温度、湿度の環境であっても乾く時間に差異が生じ、正確に乾燥時間の推定ができないおそれがあった。本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、対象物の素材や厚み等による水分量の保有量を把握し、最適な乾燥時間の推定を行う送風機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る送風機は、本体と前記本体外部の空気を前記本体内に吸い込む吸込口と、前記吸込口から吸い込んだ空気を前記本体外部へ吹き出す吹出口と、前記吸込口から前記吹出口へ空気を搬送させる送風部と、対象物が含む水分量を算出する水分量センサーと、前記送風部の運転を制御し、水分量センサーで算出した対象物が含む水分量に基づいて、対象物の乾燥までに必要な乾燥時間を算出する制御部と、前記制御部で推定した乾燥予定時間を表示する表示部と、を備えるものとし、これにより初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の送風機によれば、対象物の素材や厚み等による水分量の含有量を正確に把握し、最適な乾燥時間の推定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る送風機の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、同送風機の概略構成を示す概略断面図である。
【図３】図３は、同送風機の発光部と受光部の概略構成を示す概略断面図である。
【図４】図４は、同送風機の制御の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】図５は、同送風機の水分量センサーにおける水分及び水蒸気の吸光スペクトルと光の波長との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、同送風機の乾燥時間算出におけるフローチャートを示す図である。
【図７】図７は、同送風機の制御部における対象物の水分量と送風機の乾燥時間との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、同送風機の乾燥時間記憶部における水分量、温湿度情報、乾燥時間の関係を示した表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の送風機は、本体外部の空気を本体内に吸い込む吸込口と、吸込口から吸い込んだ空気を本体外部へ吹き出す吹出口と、吸込口から吹出口へ空気を搬送させる送風部と、乾燥対象である対象物が含む水分量を算出する水分量センサーと、送風部の運転を制御し、水分量センサーが算出した対象物の水分量に基づいて対象物の乾燥までに必要な乾燥時間を推定する制御部と、制御部で推定した乾燥時間を表示する表示部とを有した送風機である。
【００１２】
これにより、対象物の含水分量から乾燥時間を推定することで乾燥時間の精度を向上させることができる。
【００１３】
また、水分量センサーは、対象物に向けて水に吸収される波長の光である検知光と、検知光より水に吸収されにくい波長の光である参照光とを発光する発光部と、対象物から反射さえた検知光と、対象物から反射された参照光とを受光する受光部と、受光部が検知した検知光の強度と受光部が検知した参照光の強度との比に基づいて対象物が含む水分量を算出する水分量算出部とを有している。
【００１４】
これにより、対象物に反射した光の強度を直接検出することができ、対象物の素材や厚み等による水分量の違いを判別できるようになる。
【００１５】
また、制御部は対象物が含む水分量に応じて設定された対象物の乾燥までに必要な乾燥時間を記憶する乾燥時間記憶部を備え、乾燥時間記憶部から対象物が含む水分量に応じて設定された乾燥時間を推定する構成を有している。
【００１６】
これにより、対象物の素材や厚み等による水分量の違いを考慮し、より高精度な乾燥時間を推定し報知することができる。
【００１７】
また、乾燥時間記憶部は、対象物が含む水分量と本体周辺の温湿度情報とを用いて設定された対象物の乾燥までに必要な乾燥時間を記憶し、制御部は、乾燥時間記憶部から対象物が含む水分量と本体周辺の温湿度情報とに応じて設定された乾燥時間を推定する構成を有している。
【００１８】
これにより、対象物の水分量だけでなく、周囲環境の変化に応じて乾燥時間を推定し報知することができる。
【００１９】
また、制御部によって算出された乾燥時間を通信端末に送信する送信部を有している。
【００２０】
これにより、推定された対象物の乾燥時間を本体から離れた場所にいる使用者に報知することができる。
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態１に係る送風機について、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１は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すもので、除湿機を例にして示している。したがって、以下の実施の形態１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１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。
【００２２】
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。
【００２３】
（実施の形態１）
［送風機１］まず、送風機１について説明する。送風機は対象物１００に向けて送風することができ、例えば、除湿機、バス乾燥機等がある。ここでは、送風機能を備えた送風機１について説明を行う。
【００２４】
図１は送風機１の概略構成を示す斜視図である。図２は送風機１の概略構成を示す概略断面図である。
【００２５】
図１、図２において示すように、送風機１の本体２内部にはファン（図示せず）で構成された送風部３を設ける。送風部３は、室内空気を吸込口１０から吹出口１１へ導く。このとき、吸込口１０から取り込まれた室内空気は、送風部３によって吹出口１１から室内へ送風される。
【００２６】
図２において示すように、本体２の上方には、送風部３からの空気を送風する吹出口１１と対象物の水分量を測定する水分量センサー１２とを設けている。また、本体２の下方には送風部３へ空気を給気する吸込口１０を設ける。
【００２７】
本体２には制御部５と本体２周囲の室内空気を検知できる位置に周囲温度を測定する温度センサー１４と周囲湿度を測定する湿度センサー１５と使用者に表示が見えるように表示部１３とを設ける。
【００２８】
図２及び図４に示すように、水分量センサー１２には、発光部７と受光部８と水分量算出部５６とを設け、発光部７で対象物１００に向かって発光させて反射させた光を受光部８で受光する。水分量算出部５６は、受光部８によって受光した２つの波長の光の強度から対象物１００の水分量を算出する。
【００２９】
図２及び図４に示すように、制御部５は、１つまたは複数のマイクロコントローラで構成される。制御部５は、対象物１００が含む水分量と温度センサー１４で取得された温度と湿度センサー１５で取得された湿度との情報と、対象物が乾燥まで要する乾燥時間を関連付けて記憶する乾燥時間記憶部８１を備えている。また、制御部５は、送風機１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。
【００３０】
具体的には、制御部５は、受光部８によって受光した２つの波長の光の強度の比較によって算出された対象物１００の水分量と、温度センサー１４で取得された周囲温度と、湿度センサー１５で取得された周囲湿度とに基づいて、対象物１００の乾燥時間を推定し、表示部１３に表示させる。これにより、対象物１００の素材や厚み等による水分量の違いに応じて最適な乾燥時間を算出することができる。すなわち、水分量センサー１２が対象物の水分量を１度算出することで、正確な乾燥時間を表示することができる。
【００３１】
［発光部７と受光部８と制御部５の構成］次に、実施の形態１に係る水分量センサー１２と制御部５の構成の概要についてさらに説明する。
【００３２】
図３は、実施の形態１に係る発光部７と受光部８の構成と対象物１００とを示す模式図である。図４は、実施の形態１に係る送風機１の制御構成を示すブロック図である。
【００３３】
本実施の形態１では、図３及び図４に示すように、発光部７および受光部８は、空間を隔てて存在する対象物１００に含まれる水分量を波長の違う２波長の比較で検出する。対象物１００に含まれる水分量は、対象物１００上に溜まった水分と、対象物１００に浸透した水分とである。
【００３４】
以下では、各構成要素について詳細に説明する。
【００３５】
［発光部７］発光部７は、水に吸収される波長の光である第一波長帯を含む検知光と、第一波長帯よりも水に吸収させる波長が小さい第二波長帯を含む参照光とを対象物１００に向けて発光する。具体的には、発光部７は、投光レンズ２１と、光源２２とを備えている。
【００３６】
投光レンズ２１は、光源２２が発した光を、対象物１００に対して集光する集光レンズである。投光レンズ２１は、樹脂製の凸レンズであるが、これに限らない。
【００３７】
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。
【００３８】
図５は、水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。
【００３９】
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する。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。第一波長体は水蒸気の影響を受けにくい。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。
【００４０】
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１００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。
【００４１】
［受光部８］図３に示すように受光部８において、発光部７によって照射され対象物１００に反射された反射光ＲＡ１は、受光レンズ７１によって集光しハーフミラー３４を介して第一光路ＬＲ０１と第二光路ＬＲ０２に分割される。
【００４２】
受光レンズ７１は、対象物１００によって反射された反射光ＲＡ１を第一受光素子７３および第二受光素子４３に集光する集光レンズである。受光レンズ７１は、例えば、焦点が第一受光素子７３の受光面に位置するように受光部８に固定されている。受光レンズ７１は、例えば、樹脂製の凸レンズであるが、これに限らない。
【００４３】
ハーフミラー３４は、例えば、受光レンズ７１と第一受光素子７３の間に配置され、受光レンズ７１によって集光された光のうち半分が透過し、残りは反射する。
【００４４】
ハーフミラー３４を透過した第一光路ＬＲ０１の先には、第一バンドパスフィルタ７２と、第一受光素子７３とを備えている。
【００４５】
第一バンドパスフィルタ７２は、反射光ＲＡ１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７２は、ハーフミラー３４と、第一受光素子７３との間に配置されており、ハーフミラー３４を透過して第一受光素子７３に入射する反射光の光路上に設けられている。第一バンドパスフィルタ７２は、第一波長帯の光を透過するとともに、それ以外の波長帯の光を反射または吸収する。
【００４６】
第一受光素子７３は、対象物１００によって反射されてハーフミラー３４を透過して第一バンドパスフィルタ７２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。第一受光素子７３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、水分量算出部５６（図４）に出力される。第一受光素子７３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、第一受光素子７３は、フォトトランジスタ、又は、イメージセンサでもよい。
【００４７】
第二バンドパスフィルタ４２は、ハーフミラー３４で反射された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、ハーフミラー３４と、第二受光素子４３との間に配置されており、ハーフミラー３４を反射して第二受光素子４３に入射する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反射または吸収する。
【００４８】
第二受光素子４３は、対象物１００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。第二受光素子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、水分量算出部５６に出力される。第二受光素子４３は、第一受光素子７３と同形の受光素子である。つまり、第一受光素子７３がフォトダイオードである場合には、第二受光素子４３もフォトダイオードである。
【００４９】
［水分量算出部５６］図４に示すように、水分量センサー１２は、発光部７の光源２２を点灯制御するとともに、第一受光素子７３及び第二受光素子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、水分量を演算する水分量算出部５６を備える。
【００５０】
水分量センサー１２は、本体２に収容されていてもよく、又は、本体２の外面に取り付けられていてもよい。
【００５１】
具体的には、水分量センサー１２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及び水分量算出部５６を備えている。
【００５２】
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。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。
【００５３】
第一増幅部５２は、第一受光素子７３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。
【００５４】
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。
【００５５】
第二増幅部５３は、第二受光素子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。
【００５６】
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。
【００５７】
水分量算出部５６は、第一受光素子７３から出力された第一電気信号と、第二受光素子４３から出力された第二電気信号とに基づいて、対象物１００が含む水分を検出する。具体的には、水分量算出部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１００が含む水分量を検出する。本実施の形態では、水分量算出部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１００が含む水分量を検出する。水分量算出部５６は、検出した水分量を制御部５に出力する。具体的な水分量の検出処理については後で説明する。
【００５８】
水分量算出部５６は、例えば、マイクロコントローラである。水分量算出部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。
【００５９】
［制御部５］制御部５は、対象物１００に含まれる水分量と、送風機１の周囲温度及び周囲湿度と、対象物１００の乾燥時間を関連付けて記憶する乾燥時間記憶部８１を備える。乾燥時間記憶部８１については、後述する。
【００６０】
制御部５は、本体２に収容されていてもよく、又は、本体２の外面に取り付けられていてもよい。あるいは、無線通信などの通信機能を有し、水分量算出部５６で算出した水分量を受信してもよい。
【００６１】
乾燥時間記憶部８１は、例えば、マイクロコントローラである。乾燥時間記憶部８１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。
【００６２】
［表示部１３］表示部１３は、制御部５で推定した乾燥時間の情報を受け取り使用者に報知させる、表示機能を備える。例えば、７セグメントディスプレイやＬＥＤの点灯数等で乾燥時間を報知させる。
【００６３】
［水分量の算出処理］続いて、対象物１００の水分量から乾燥時間を推定し、表示部１３に表示させる方法について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００６４】
乾燥時間算出の流れとして、Ｓ１にて送風機１を運転させた後、Ｓ２にて水分量センサー１２から対象物１００の水分量を測定する。さらに、Ｓ３にて本体２周囲の温湿度を測定し、Ｓ４にて測定した対象物１００の水分量、周囲温度、周囲湿度の情報を制御部５に入力する。Ｓ５にて入力された情報を基に乾燥時間記憶部８１に記憶されている乾燥時間を表示部１３に出力し、Ｓ６にて表示部１３で乾燥時間の表示をさせる。また、任意の時間Ｔ分後、Ｓ７にて対象物１００の水分量、周囲温湿度を測定し、Ｓ８にて乾燥時間の補正を行う。Ｓ８で補正した乾燥時間は再度、表示部１３で表示させ、以降Ｔ分ごとに乾燥時間の補正を行う。
【００６５】
Ｓ１において送風機１の運転を開始した直後、Ｓ２によって実行される水分量の算出処理について説明する。
【００６６】
本実施の形態では、水分量算出部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１００に含まれる成分量を検出する。なお、光エネルギーＰｄは、第一受光素子７３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、第二受光素子４３から出力される第二電気信号の強度に対応する。
【００６７】
光エネルギーＰｄは、次の（式１）で表される。
【００６８】
（式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素子７３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（対象物１００）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。
【００６９】
Ｒｄは、対象物１００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７２により検知光の透過率である。Ｉｖｄは、第一受光素子７３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。
【００７０】
Ａａｄは、対象物に含まれる成分（水分）による検知光の吸収率であり、次の（式２）で表される。
【００７１】
（式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。
【００７２】
より具体的には、水分が均質に分散した対象物では、光が対象物に入射し、反射して対象物から出射する場合において、Ｃａは、対象物の成分に含まれる体積濃度に相当する。また、Ｄは、反射して対象物から出射するまでの光路長に相当する。例えば、Ｃａは、対象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、対象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。
【００７３】
したがって、αａ×Ｃａ×Ｄは、対象物に含まれる成分量（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。
【００７４】
同様に、第二受光素子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。
【００７５】
（式３）  Ｐｒ＝Ｐｒ０×Ｇｒ×Ｒｒ×Ｔｒ×Ｉｖｒ
本実施の形態では、参照光は、対象物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。
【００７６】
（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素子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、第二受光素子４３の反射光に対する受光感度である。
【００７７】
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。
【００７８】
したがって、（式１）と（式３）との比（信号比）を取ることにより、次の（式４）が導き出される。
【００７９】
（式４）  Ｐｄ／Ｐｒ＝Ｚ×Ａａｄ
ここで、Ｚは、定数項であり、（式５）で示される。
【００８０】
（式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７２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、第一受光素子７３及び第二受光素子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。
【００８１】
水分量算出部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。
【００８２】
したがって、水分量算出部５６は、（式４）に基づいて、対象物１００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、水分量算出部５６は、（式２）に基づいて水分量を算出することができる。
【００８３】
なお、空間には湿気（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水分量センサー１２に設けてもよい。
【００８４】
［周囲温湿度の測定］温度センサー１４は、本体周囲の雰囲気温度を測定し、湿度センサー１５は、本体周囲の雰囲気湿度を測定する。具体的には、温度センサー１４はサーミスタなどであり、湿度センサー１５は高分子センサーなどである。
【００８５】
図６のＳ３にて、温度センサー１４と湿度センサー１５から本体周囲温度と本体周囲湿度の測定を行う。測定した温湿度情報は制御部５に送り、乾燥時間の推定に用いる。
【００８６】
［乾燥時間の推定］続いて、図６のＳ４、Ｓ５において、乾燥時間の推定処理を行う。
【００８７】
図７に示すグラフは、水分量センサー１２によって算出された対象物１００の水分量と対象物１００の乾燥時間との変化について示している。図７に示すように、水分量センサー１２によって算出された初期の対象物１００の水分量によって対象物１００が乾燥していく乾燥時間を推定できる。制御部５は、対象物１００の水分量が低下し、乾燥と判断する乾燥判断閾値を設け、図７に示す水分量変化のグラフから対象物１００の乾燥時間を推定する。例えば、素材、厚み等が異なるＡ、Ｂ、Ｃの対象物１００があり、初期時の各水分量が図７のような場合、乾燥時間はそれぞれ図７のＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）と推定できる。
【００８８】
水分量センサー１２によって算出された初期の水分量を基に、温度センサー１４で測定した周囲温度と湿度センサー１５で測定した周囲湿度の情報を加えることで、周囲環境の変化に対応した乾燥時間の推定を行う。制御部５は、推定した水分量変化のグラフに対し周囲温湿度の値を加え、周囲状況による乾燥速度の変化をグラフの傾きとして対応し、乾燥時間を推定する。
【００８９】
図７に示すグラフの傾きに対応する乾燥速度Ｒｃは次の（式６）で示される。
【００９０】
（式６）  Ｒｃ＝−α（ｔ−ｔｗ）／Ｗ
ここで、αは熱伝達係数で定数であり、ｔは乾球温度、ｔｗは湿球温度、Ｗは潜熱である。（式６）から周囲温度が上がると乾燥速度が上がるため傾きが大きくなり、周囲湿度が上がると乾燥速度が下がるため傾きが少なくなる傾向になる。
【００９１】
図８の表は、乾燥時間記憶部８１において記憶された情報であり、図８の表を基に乾燥時間を算出する。水分量センサー１２によって算出された初期の水分量と、本体周囲温度と、本体周囲湿度から、乾燥時間を推定する表を乾燥時間記憶部８１に設ける。水分量センサー１２によって算出された初期の水分量の値から図８の表（Ａ、Ｂ、Ｃ）のいずれかを選択し、周囲温湿度の情報を入力することで、その環境下での乾燥時間を出力する。
【００９２】
例えば、素材、厚みが異なるＡ、Ｂ、Ｃの対象物１００において、水分量センサー１２によって算出された各水分量と乾燥時間の関係が図７のようになる。すなわち、素材、厚みが異なるＡ、Ｂ、Ｃの対象物１００において、それぞれ初期時の水分量が異なる。そこで、それぞれの初期時の水分量に合わせて乾燥時間を算出する。温度２０℃湿度４０％の環境下の場合、初期時の水分量、本体周囲温度、本体周囲湿度から対象物１００のＡの乾燥時間は、図８に示す乾燥時間記憶部８１の表から２００分と推定でき、対象物１００のＢ、Ｃもそれぞれ乾燥時間記憶部８１の表から、１９２分、１７８分と推定できる。図７のグラフから初期時の水分量のみで乾燥時間を推定する事が可能だが、加えて、図８の表から温湿度の情報により周囲環境の変化に対応し、さらに精度良く乾燥時間を推定する事が可能となる。図８の表はあくまで例示であり、乾燥時間の値はこの限りではない。
【００９３】
ここで初期の水分量とは、運転開始後の第１回目の水分量センサー１２によって算出されたという意味で用いているが、例えば、１〜５回目の検知から選択される１つの値を定義し、５回における算出された水分量の平均値を初期としてもよい。後述の「乾燥時間の補正」における、任意のＴ分後に検知・算出された水分量は初期の水分量に該当しない。すなわち、乾燥時間を補正するために用いる補正用水分量ではないことを意味する。
【００９４】
最後に、図６のＳ６にて、推定した乾燥時間を表示部１３に送り、表示部１３にて使用者が対象物１００の乾燥時間を報知する。
【００９５】
［乾燥時間の補正］図６のＳ６から任意の時間Ｔ分後（例えば５分後）、Ｓ７にて再び対象物１００の水分量の算出と周囲温湿度の測定を行う。その後、Ｓ８にて制御部５は、水分量センサー１２によって算出された初期の水分量の値とＴ分後に測定した水分量の値である補正用水分量との差から図７に示すグラフの傾きに対応する乾燥速度を算出する。算出した乾燥速度から乾燥時間を推定し、Ｓ５にて出力した乾燥時間を基に補正を行う。また、同様に周囲温湿度を測定することで絶対湿度を算出する。絶対湿度の変化から乾燥と判断する絶対湿度の量となるまでの時間を推定し、乾燥時間の補正を行う。補正した乾燥時間を再び表示部１３で使用者に報知する。Ｔ分の周期ごとに補正を続けることで、周囲環境の変化に対応し、乾燥時間の精度を向上することができる。
【００９６】
以上のように、本実施の形態に係る送風機１によれば、対象物１００に対して光を発する発光部７と、この対象物１００からの反射光を受光する受光部８と、その受光強度の比に基づいて対象物１００の水分量を検出する水分量算出部５６と、その水分量に基づいて対象物１００の乾燥時間を推定する制御部５とを備えている。そして、送風機１は、制御部で推定した乾燥時間を表示する表示部１３と、温度を測定する温度センサー１４と、湿度を測定する湿度センサー１５を備えている。また、送風機は、発光部７は水に吸収される光である第一波長帯を含む検知光と、検知光よりも水に吸収されにくい光である第二波長帯を含む参照光を対象物１００に向けて照射しする。そして、受光部８は、対象物１００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素子７３と、対象物１００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素子４３を備え、対象物１００の水分量を算出する。さらに、制御部５は対象物１００が含む初期の水分量と、温度と、湿度に応じて設定された乾燥時間を記憶する乾燥時間記憶部８１を備える。
【００９７】
この構成によれば、対象物１００に反射した光の強度の比すなわち水分量を直接検出することができる。そのため、従来の温湿度分布からの推定では行えなかった、検知１回目での乾燥時間の推定が可能となる。さらに、温湿度分布では判別できなかった、対象物１００の素材や厚み等による水分量の違いを判別できるようになる。これは、発光部７で発光する検知光と参照光の波長をそれぞれ１４５０ｎｍと１７００ｎｍとするため可能になる。したがって、使用者は運転開始直後に対象物１００の乾燥時間を知ることができ、素早く乾燥時間の推定が可能となる。
【００９８】
［変形例］上記実施の形態では、本体２に備えられている、表示部１３にて乾燥時間を表示させる場合を例示した。しかし、本体２に通信手段を設け、別の通信端末に制御部５で推定した乾燥時間を送信することで、別の通信端末で乾燥時間を表示させてもよい。別の通信端末とは、例えばスマートフォンなどが挙げられる。
【００９９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上のように、本発明に係る送風機における赤外線の反射光強度検出による乾燥時間の推定は、被乾燥物の乾燥進行度合いの測定精度を高め、乾燥時間を素早く推定することができるため、被乾燥物の乾燥にかかる送風機の運転制御等に有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１    送風機
２    本体
３    送風部
５    制御部
７    発光部
８    受光部
１０    吸込口
１１    吹出口
１２    水分量センサー
１３    表示部
１４    温度センサー
１５    湿度センサー
２１    投光レンズ
２２    光源
３４    ハーフミラー
４２    第二バンドパスフィルタ
４３    第二受光素子
５１    光源制御部
５２    第一増幅部
５３    第二増幅部
５４    第一信号処理部
５５    第二信号処理部
５６    水分量算出部
７１    受光レンズ
７２    第一バンドパスフィルタ
７３    第一受光素子
８１    乾燥時間記憶部
１００    対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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