(57)【要約】【課題】界面で反射した反射光が受光部で受光されることを防止して貯留レベルを正確に検出する透過型光結合装置及び該装置を備える電気機器を提供する。【解決手段】光透過性を有する容器（４）に貯留された光透過性を有する液体（７０）の貯留レベルを検出可能な透過型光結合装置（５０）であって、容器の側壁部に向けて光を出射する発光部（３０）と、発光部から出射されて容器を透過した光を受光する受光部（４０）と、受光部の受光量に基づいて、容器に貯留された液体の貯留レベルを検出するレベル検出部（６０ｂ）と、発光部から出射する光のうち、受光部の方向に直進して出射される直進光を通過可能とする一方、液体内を透過し当該液体と当該液体に接する気体との界面７１で反射する反射光となりうる非直進光を遮光する出射光規制部（３５ａ）とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する容器に貯留された光透過性を有する液体の貯留レベルを検出可能な透過型光結合装置であって、
前記容器の側壁部に向けて光を出射する発光部と、
前記発光部から出射されて前記容器を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光量に基づいて、前記容器に貯留された前記液体の貯留レベルを検出するレベル検出部と、
前記発光部から出射する光のうち、前記受光部の方向に直進して出射される直進光を通過可能とする一方、前記液体内を透過し当該液体と当該液体に接する気体との界面で反射する反射光となりうる非直進光を遮光する出射光規制部とを備えることを特徴とする透過型光結合装置。
【請求項２】
前記出射光規制部は、前記発光部の上側に設けられた上遮光部であることを特徴とする、請求項１に記載の透過型光結合装置。
【請求項３】
他の出射光規制部として、前記発光部の下側に設けられた下遮光部を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の透過型光結合装置。
【請求項４】
前記容器が所定場所に対して装着又は脱離されていることを検出する容器検出部をさらに備え、
前記容器検出部は、前記受光部の受光量が、前記液体の貯留レベルを検出する場合の受光量よりも大きい場合に、前記容器の脱離を検出することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の透過型光結合装置。
【請求項５】
前記レベル検出部は、ヒステリシスを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の透過型光結合装置。
【請求項６】
前記受光部は、受光量に応じたアナログ出力を行い、該アナログ出力に対してフィルタ処理又はアベレージング処理を行うことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の透過型光結合装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の透過型光結合装置を備える電気機器。
【請求項８】
前記発光部及び前記受光部が、前記容器における隣り合った側壁部にそれぞれ配置されて、前記発光部から出射された光が前記電気機器に装着された前記容器のコーナー部を横切るように前記透過型光結合装置が構成され、
前記発光部と前記受光部とを対向配置して光学的に結合することを特徴とする、請求項７に記載の電気機器。
【請求項９】
光透過性を有する容器に貯留された光透過性を有する液体の貯留レベルを検出可能な透過型光結合装置を備える電気機器であって、
前記容器の側壁部に向けて光を出射する発光部と、
前記発光部から出射されて前記容器を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光量に基づいて、前記容器に貯留された前記液体の貯留レベルを検出するレベル検出部とを備え、
前記発光部及び前記受光部が、前記容器における隣り合った側壁部にそれぞれ配置されて、前記発光部から出射された光が前記電気機器に装着された前記容器のコーナー部を横切るように前記透過型光結合装置が構成され、
前記発光部から出射される光のうちの発光指向角の発光エッジ光と前記受光部で受光される光の受光指向角の受光エッジ部とが、光学的に結合することを特徴とする電気機器。
【請求項１０】
前記発光部及び前記受光部は、前記容器の深さ方向に配置された複数の発光素子及び複数の受光素子をそれぞれ有し、
前記発光部での前記複数の発光素子の全てを発光させるとともに、前記受光部は、前記複数の受光素子によって生成された各光電流値を加算した加算値に対応した出力値を出力することを特徴とする、請求項７又は請求項９に記載の電気機器。
【請求項１１】
前記容器が所定場所に装着又は脱離されているのを検出する容器検出部と、
動作初期において前記容器検出部によって前記容器の脱離が検出されたときに前記受光部が受光した受光量を初期受光量として記憶する記憶部と、
前記容器検出部によって前記容器の脱離が検出されたときに前記受光部が受光した受光量と、前記記憶部に記憶された前記初期受光量とを比較して、前記初期受光量に対する前記受光量の低下が所定値よりも大きいか否かを検出する受光量低下検出部と、
前記初期受光量に対する前記受光量の低下が所定値よりも大きい場合に、前記受光量の低下を通知する通知部とを備えることを特徴とする、請求項７又は請求項９に記載の電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、透過型光結合装置及び該装置を備える電気機器に関し、詳細には、光透過性を有する容器に貯留された光透過性を有する液体の貯留レベルを検出する透過型光結合装置及び該装置を備える電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、点滴筒の内壁の中心を避ける位置に配設される発光器と、点滴筒の薬液が発光線上にない場合に受光可能となる位置に配設される受光器とから構成されて、点滴筒に固定される検出器を備える液面検出装置を開示する。
【０００３】
特許文献２は、発光素子と受光素子とが対向して配設され、発光素子と受光素子とを結ぶ光軸が、被測定容器の光入射側の内壁面に対して傾斜して横切るように位置決めされた液体検出器を開示する。
【０００４】
特許文献３は、容器又は容器に連通する液室の一部を挟んで発光手段と受光手段とを配置し、透過光量の変化により液面検出手段において、容器又は液室の内面の透過光軸が横断する部分を濡れ性の高い部材で形成する液面検出手段を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−２９５５６７号公報
【特許文献２】特開昭６１−２７０８８１号公報
【特許文献３】特開平０５−３４０７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の液面検出装置では、点滴筒及び薬液の屈折作用を利用して液面の検出が行われており、薬液の有無によって、受光器が受光不可の位置又は受光可能な位置になるように、点滴筒及び薬液の屈折作用を調整する必要がある。
【０００７】
特許文献２の液体検出器においても、被測定容器及び液体の屈折作用を利用して液面の検出が行われており、液体の有無によって、受光素子が受光不可の位置又は受光可能な位置になるように、被測定容器及び液体の屈折作用を調整する必要がある。
【０００８】
特許文献３の液面検出手段では、光透過性の低いインクによって、発光手段からの光線が遮られるか否かによって透過光量が変化し、透過光量の変化によってインク液面の高さが検出されており、光透過性が非常に低いインクの遮光性を利用している。したがって、特許文献３の液面検出手段で対象とされる液体として、光透過性を有する液体を使用することは不適切である。
【０００９】
このように、特許文献１及び特許文献２は、被測定容器及び液体の屈折作用を利用し、特許文献３は、透過光量の変化を利用している。しかしながら、特許文献３では、インクの遮光性が利用されており、インクが光透過性を有すると誤検出する可能性がある。
【００１０】
ところで、光透過性を有する液体の液面を透過光量の変化によって検出する場合、発光部から出射された光が受光部でダイレクトに受光されることすなわち直接光が受光部で受光されることが、正確な貯留レベルの検出の面で好ましい。しかしながら、現実には、容器と液体との間で屈折率が異なるために、液体を貯留した容器には界面が存在する。例えば、空気と液体との間及び容器の底面部と液体との間には、それぞれ、液面及び底界面が存在する。そして、界面に対する入射角度によっては、界面に入射した光が透過するのではなく界面で反射する。このため、液面や底界面で反射した反射光すなわち間接光が、受光部で受光される。当該反射光が受光部で受光されることによって、受光部での受光量が液体の貯留レベルに対応したものにならず、誤検出するおそれがある。
【００１１】
したがって、この発明の解決すべき技術的課題は、液体内を透過し当該液体と当該液体に接する気体との界面で反射した反射光が受光部で受光されることを防止して貯留レベルを正確に検出する透過型光結合装置及び該装置を備える電気機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記技術的課題を解決するために、この発明によれば、以下の透過型光結合装置が提供される。
【００１３】
光透過性を有する容器に貯留された光透過性を有する液体の貯留レベルを検出可能な透過型光結合装置であって、
前記容器の側壁部に向けて光を出射する発光部と、
前記発光部から出射されて前記容器を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光量に基づいて、前記容器に貯留された前記液体の貯留レベルを検出するレベル検出部と、
前記発光部から出射する光のうち、前記受光部の方向に直進して出射される直進光を通過可能とする一方、前記液体内を透過し当該液体と当該液体に接する気体との界面で反射する反射光となりうる非直進光を遮光する出射光規制部とを備えることを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記出射光規制部は、前記発光部の上側に設けられた上遮光部である。
【００１５】
好ましくは、他の出射光規制部として、前記発光部の下側に設けられた下遮光部を有する。
【００１６】
好ましくは、前記容器が所定場所に対して装着又は脱離されていることを検出する容器検出部をさらに備え、
前記容器検出部は、前記受光部の受光量が、前記液体の貯留レベルを検出する場合の受光量よりも大きい場合に、前記容器の脱離を検出する。
【００１７】
好ましくは、前記レベル検出部は、ヒステリシスを有する。
【００１８】
好ましくは、前記受光部は、受光量に応じたアナログ出力を行い、該アナログ出力に対してフィルタ処理又はアベレージング処理を行う。
【００１９】
また、この発明の電気機器は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の透過型光結合装置を備える。
【００２０】
好ましくは、前記発光部及び前記受光部が、前記容器における隣り合った側壁部にそれぞれ配置されて、前記発光部から出射された光が前記電気機器に装着された前記容器のコーナー部を横切るように前記透過型光結合装置が構成され、
前記発光部と前記受光部とを対向配置して光学的に結合する。
【００２１】
この発明によれば、光透過性を有する容器に貯留された光透過性を有する液体の貯留レベルを検出可能な透過型光結合装置を備える電気機器であって、
前記容器の側壁部に向けて光を出射する発光部と、
前記発光部から出射されて前記容器を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光量に基づいて、前記容器に貯留された前記液体の貯留レベルを検出するレベル検出部とを備え、
前記発光部及び前記受光部が、前記容器における隣り合った側壁部にそれぞれ配置されて、前記発光部から出射された光が前記電気機器に装着された前記容器のコーナー部を横切るように前記透過型光結合装置が構成され、
前記発光部から出射される光のうちの発光指向角の発光エッジ光と前記受光部で受光される光の受光指向角の受光エッジ部とが、光学的に結合する電気機器が提供される。
【００２２】
好ましくは、前記発光部及び前記受光部は、前記容器の深さ方向に配置された複数の発光素子及び複数の受光素子をそれぞれ有し、
前記発光部での前記複数の発光素子の全てを発光させるとともに、前記受光部は、前記複数の受光素子によって生成された各光電流値を加算した加算値に対応した出力値を出力する。
【００２３】
好ましくは、前記容器が所定場所に装着又は脱離されているのを検出する容器検出部と、
動作初期において前記容器検出部によって前記容器の脱離が検出されたときに前記受光部が受光した受光量を初期受光量として記憶する記憶部と、
前記容器検出部によって前記容器の脱離が検出されたときに前記受光部が受光した受光量と、前記記憶部に記憶された前記初期受光量とを比較して、前記初期受光量に対する前記受光量の低下が所定値よりも大きいか否かを検出する受光量低下検出部と、
前記初期受光量に対する前記受光量の低下が所定値よりも大きい場合に、前記受光量の低下を通知する通知部とを備える。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の透過型光結合装置によれば、受光部の方向に直進しないで出射される光が出射光規制部によって遮光されるので、液体を貯留した容器内の界面で反射する反射光が減少して、反射光が受光部で受光されにくくなる。そのため、反射光に起因した誤検出を防止できる。したがって、界面で反射した反射光が受光部で受光されることを防止して、容器に貯留された液体の貯留レベルを正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の第１実施形態に係る透過型光結合装置を備える加熱調理器の模式正面図。
【図２】図１に示した加熱調理器の模式縦断面図。
【図３】図１に示した加熱調理器の制御ブロック図。
【図４】上記透過型光結合装置及び該装置の設置された容器の模式横断面図。
【図５】図４に示した透過型光結合装置の模式縦断面図。
【図６】透過型光結合装置における発光部の模式説明図。
【図７】この発明の第２実施形態に係る透過型光結合装置及び該装置の設置された容器の模式横断面図。
【図８】図７に示した透過型光結合装置の設置された容器のコーナー部を発光部側から見たときの模式縦断面図。
【図９】図７に示した透過型光結合装置の設置された容器のコーナー部を発光部及び受光部を含む断面における模式縦断面図。
【図１０】容器内での液体の貯留レベルと受光部での出力値との関係を説明する図。
【図１１】複数の受光素子によって生成された光電流を加算するときの回路図。
【図１２】液体の供給方向の閾値と排出方向の閾値とが異なるようにレベル検出部がヒステリシスを有するように構成されていることを説明する図。
【図１３】第４実施形態に係る透過型光結合装置の要部を示す模式縦断面図。
【図１４】図１３に示した透過型光結合装置における容器内での液体の貯留レベルと受光部での出力値との関係を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、この発明の第１実施形態に係る透過型光結合装置５０を備える加熱調理器１を説明する。なお、この実施形態は、あくまでも一例であって、この発明は当該実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
〔第１実施形態〕
図１は、この発明の第１実施形態の透過型光結合装置５０を備える加熱調理器１を前方から見たときの状態を示す模式図である。
【００２８】
この加熱調理器１は、図１に示すように、直方体形状の本体ケーシング１ａと、この本体ケーシング１ａ内に設けられた加熱室２と、本体ケーシング１ａの前面側に下側の辺を軸に回動可能に取り付けられた扉３と、本体ケーシング１ａに収容されると共に着脱可能に取り付けられた給水タンク４とを備えている。なお、給水タンク４は、光透過性を有する液体としての水７０を貯留する容器の一例である。
【００２９】
本体ケーシング１ａの上側かつ後側には、吹出口５ａを有する排気ダクト５が設けられている。この加熱室２内の蒸気などが吹出口５ａから外部へ排気される。
【００３０】
加熱室２は、被加熱物２０（図２に示す）を出し入れするための開口部２ａを前側に有する。
【００３１】
扉３は、加熱室２の開口部２ａを開閉する。この扉３の前面(加熱室２とは反対側の表面)には、耐熱性を有する透明な外ガラス６が設けられている。また、扉３は、外ガラス６の上側に位置するハンドル７と、外ガラス６の右側に設けられた操作パネル８とを有する。
【００３２】
操作パネル８は、カラー液晶表示部９、ボタン群１０及びダイヤル１１を有する。このボタン群１０は、途中で加熱を止めるときや、操作をやり直すときに押圧される取り消しボタンと、レンジ加熱を自動で行ったり、他の加熱を開始したりするときに押圧される温めスタートボタンとなどを含んでいる。また、ダイヤル１１は、レンジの出力を調整するときになどに使用する。
【００３３】
給水タンク４は、本体ケーシング１ａに取り付けられると、扉３の右側の部分の下側に位置する。このとき、給水タンク４の前面は、他の部材で覆われずに露出する。給水タンク４は、光透過性を有する樹脂部材（例えば、ポリカーボネート）からなっている。
【００３４】
図４及び５に示すように、給水タンク４は、全体として直方体形状をしており、蓋４ａと、発光側側壁部４ｂと受光側側壁部４ｃと他の２つの側壁部と底面部４ｄとを有する筐体とから構成されている。受光側側壁部４ｃ側の底面部４ｄには、受光側側壁部４ｃの方に上向きに傾斜した傾斜部４ｅが形成されている。隣り合った側壁部である発光側側壁部４ｂ及び受光側側壁部４ｃが交わる部分とその近傍には、コーナー部４ｆが形成されている。
【００３５】
水７０（液体）が給水タンク４に貯留されると、水７０と当該水７０に接する空気７４（気体）との間には、液面７１（界面）が形成される。また、水７０と当該水７０に接する給水タンク４の底面部４ｄとの間には、底界面７２（界面）が形成される。
【００３６】
図２は、加熱調理器１を前後方向に平行な鉛直面で切った断面を示す模式図である。
【００３７】
本体ケーシング１ａ内かつ加熱室２外には、水蒸気発生装置１２が設置されている。この水蒸気発生装置１２は、給水タンク４からの水７０をヒータ加熱して水蒸気にして加熱室２内に供給したり、その水蒸気をさらにヒータ加熱して過熱水蒸気にして加熱室２内に供給したりする。このとき、給水タンク４から水蒸気発生装置１２への送水は、給水ポンプ１３(図３に示す)によって行われる。なお、過熱水蒸気とは、１００℃を超える温度になった水蒸気のことである。
【００３８】
また、加熱室２の下側には、マグネトロン１４(図３に示す)が発生させたマイクロ波を攪拌するアンテナ１５が設置されている。このアンテナ１５はモータ１９によって回転駆動される。
【００３９】
加熱室２は、被加熱物２０を搭載するトレイ１６を収容可能に形成されている。このトレイ１６は、加熱室２の内壁面の棚受け(図示せず)で支持される。また、トレイ１６上の被加熱物２０は、水蒸気発生装置１２からの水蒸気や過熱水蒸気で加熱されたり、上ヒータ１７や下ヒータ１８の輻射熱で加熱されたりする。また、上ヒータ１７下には加熱室２の天壁があり、下ヒータ１８上には加熱室２の底壁があって、上ヒータ１７及び下ヒータ１８は加熱室２内に露出していない。なお、底壁はセラミックから成っており、加熱室２の底壁以外の壁は金属からなっている。
【００４０】
また、加熱調理器１は、給水タンク４に貯留された水７０の貯留レベルを検出する透過型光結合装置５０を備えている。透過型光結合装置５０は、本体ケーシング１ａに取り付けられた給水タンク４の後部側、すなわち、給水タンク４の取り出し側の反対側に設置されている。
【００４１】
透過型光結合装置５０は、給水タンク４の発光側側壁部４ｂに向けて光を出射する発光部３０と、発光部３０から出射されて給水タンク４を透過した光を受光する受光部４０と、発光部３０及び受光部４０を支持して本体ケーシング１ａに取り付けるための支持体５２とを備えている。
【００４２】
発光部３０は、近赤外光を出射する少なくとも１つの発光素子を有し、この実施形態では給水タンク４の深さ方向に配置された３つの発光素子、すなわち第１発光素子３１と第２発光素子３２と第３発光素子３３とを有する。発光部３０は、給水タンク４の発光側側壁部４ｂに向けて略水平に光を出射するように構成されている。各発光素子３１，３２，３３は、例えば、近赤外光を出射する発光ダイオードであり、発光基板３４の上に取り付けられている。
【００４３】
受光部４０は、発光部３０の発光素子に対応する少なくとも１つの受光素子を有し、この実施形態では給水タンク４の深さ方向に配置された３つの受光素子、すなわち第１受光素子４１と第２受光素子４２と第３受光素子４３とを有する。受光部４０は、発光部３０から略水平に出射されて給水タンク４を略水平に透過した光を受光する。各受光素子４１，４２，４３は、例えば、近赤外光を受光するフォトダイオードであり、受光基板４４の上に取り付けられている。受光部４０は、各受光素子４１，４２，４３が受光した受光量に応じた出力値（例えば、出力電圧）を出力する。
【００４４】
図３は、加熱調理器１の制御ブロック図である。
【００４５】
加熱調理器１は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなる制御装置６０を備えている。この制御装置６０には、マグネトロン１４，操作パネル８，水蒸気発生装置１２，給水ポンプ１３，上ヒータ１７，下ヒータ１８，モータ１９，記憶部２２，通知部２３，発光部３０及び受光部４０などが接続されている。
【００４６】
制御装置６０は、操作パネル８からの信号に基づいて、マグネトロン１４，操作パネル８，水蒸気発生装置１２，給水ポンプ１３，上ヒータ１７，下ヒータ１８，モータ１９などを制御する。また、制御装置６０は、発光部３０の発光を制御し、発光部３０からの光を受光する受光部４０からの出力値に基づいて、給水タンク４内での水７０の貯留レベルを検出する。すなわち、制御装置６０は、透過型光結合装置５０の受光部４０からの出力値に基づき、給水タンク４の有無と、給水タンク４に貯留された水７０の有無を検出する。そして、受光部４０が受光する受光量の大きさは、給水タンク４が装着されていないとき、給水タンク４が装着されて給水タンク４内に水７０が貯留されていないとき、給水タンク４が装着されて給水タンク４内に水７０が貯留されているとき、の順で大きくなる。
【００４７】
記憶部２２は、制御装置６０との間での様々な情報のやりとりを行うための様々な制御プログラムを記憶されている。そして、記憶部２２は、動作初期において容器検出部６０ａによって給水タンク４の脱離が検出されたときに受光部４０が受光した受光量を初期受光量として記憶する。記憶部２２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されている。
【００４８】
通知部２３は、初期受光量に対する受光量の低下が所定値よりも大きい場合に、受光量の低下を通知するときに使用される。通知部２３は、スピーカーによって音声で通知したり、表示部によって視覚で通知する。
【００４９】
制御装置６０は、容器検出部６０ａと、レベル検出部６０ｂと、受光量低下検出部６０ｃとを有する。
【００５０】
容器検出部６０ａは、受光部４０での受光量すなわち受光部４０から出力された出力値に基づいて、給水タンク４が本体ケーシング１ａの所定位置に装着されているか又は脱離されているかを判定して、給水タンク４の有無を検出する。
【００５１】
レベル検出部６０ｂは、受光部４０での受光量すなわち受光部４０から出力された出力値に基づいて、給水タンク４内に水７０が或る貯留レベルにあるか否かを判定して、給水タンク４に貯留された水７０の貯留レベルを検出する。
【００５２】
受光量低下検出部６０ｃは、容器検出部６０ａによって給水タンク４の脱離が検出されたときに受光部４０が受光した受光量と、記憶部２２に記憶された初期受光量とを比較して、初期受光量に対する受光量の低下が所定値よりも大きいか否かを検出する。
【００５３】
そして、容器検出部６０ａ、レベル検出部６０ｂ及び受光量低下検出部６０ｃは、それぞれ、ソフトウェアから構成されている。
【００５４】
発光部３０と給水タンク４の発光側側壁部４ｂとの間には、出射光規制部３５ａ及び他の出射光規制部３５ｂが設けられている。出射光規制部３５ａ及び他の出射光規制部３５ｂは、発光部３０の一部分として組み込まれて、出射光が出射される部分を除いて発光素子３１，３２，３３の発光側を覆うように発光素子３１，３２，３３の近傍に配設されている。なお、出射光規制部３５ａ及び他の出射光規制部３５ｂは、発光側側壁部４ｂの側に、あるいは、発光部３０と発光側側壁部４ｂとの中間部分に配設してもよい。
【００５５】
発光素子３１，３２，３３の出射側には、出射光規制部としての上遮光部３５ａ、他の出射光規制部としての下遮光部３５ｂと、受光部４０の方向に直進して出射される直進光を通過可能とする出射開口３５ｃとが設けられている。上遮光部３５ａは、受光部４０の方向に直進しないで水７０内を透過して液面７１（界面）で反射する反射光となりうる非直進光を遮光する。下遮光部３５ｂは、受光部４０の方向に直進しないで水７０内を透過して底界面７２（界面）で反射する反射光となりうる非直進光を遮光する。したがって、出射光規制部３５ａ及び他の出射光規制部３５ｂは、受光部４０の方向に直進して出射される直進光を通過可能とする一方、受光部４０の方向に直進しないでそれぞれ液面７１（界面）及び底界面７２（界面）で反射する反射光となりうる非直進光を遮光する。
【００５６】
上遮光部３５ａは、発光部３０の上側に設けられて、上方向に出射される光を遮光する。すなわち、発光部３０の光軸より上側に出射され、水７０の液面７１が当該発光部３０の光軸よりも上側にある給水タンク４に貯留された水７０の液面７１方向に出射される光を遮光する。発光部３０が複数の発光素子（例えば、第１発光素子３１，第２発光素子３２，第３発光素子３３）を有する場合、各発光素子３１，３２，３３の上側に上遮光部３５ａがそれぞれ設けられる。第２発光素子３２に設けられた上遮光部３５ａは、第２発光素子３２から出射された光が第１受光素子４１で受光されるのを防止する機能を有する。また、第３発光素子３３に設けられた上遮光部３５ａは、第３発光素子３３から出射された光が第１受光素子４１及び第２受光素子４２で受光されるのを防止する機能を有する。当該上遮光部３５ａにより、対になっていない発光素子及び受光素子間でのいわゆるクロストークの発生を防止できる。
【００５７】
下遮光部３５ｂは、発光部３０の下側に設けられて、下方向に出射される光を遮光する。すなわち、発光部３０の光軸より下側に出射され、水７０の液面７１が当該発光部３０の光軸よりも上側にある水７０の貯留された給水タンク４の底面部４ｄ方向すなわち底界面７２方向に出射される光を遮光する。発光部３０が複数の発光素子（例えば、第１発光素子３１，第２発光素子３２，第３発光素子３３）を有する場合、下遮光部３５ｂは、各発光素子３１，３２，３３の下側にそれぞれ設けられる。第１発光素子３１に設けられた下遮光部３５ｂは、第１発光素子３１から出射された光が第２受光素子４２及び第３受光素子４３で受光されるのを防止する機能を有する。また、第２発光素子３２に設けられた下遮光部３５ｂは、第２発光素子３３から出射された光が第３受光素子４３で受光されるのを防止する機能を有する。当該下遮光部３５ｂにより、対になっていない発光素子及び受光素子間でのいわゆるクロストークの発生を防止できる。
【００５８】
上遮光部３５ａ及び下遮光部３５ｂは、上下方向（縦方向）に延びる板形状、出射光の直進方向（横方向）に延びる板形状、又は、上下方向（縦方向）及び直進方向（横方向）に延びる形状とすることができる。板形状の上遮光部３５ａ及び下遮光部３５ｂは、例えば、平板形状や湾曲形状や三角（切妻）屋根形状にすることができる。上遮光部３５ａが湾曲形状又は三角（切妻）屋根形状をしている場合、上方に突出した形状をしている。また、下遮光部３５ｂが湾曲形状又は三角（切妻）屋根形状をしている場合、下方に突出した形状をしている。
【００５９】
発光部３０は、遮光部として、上遮光部３５ａ及び下遮光部３５ｂをつなぐ連結遮光部３５ｄをさらに備えることができる。光結合のために出射光のうちの中央光Ｌａを用いる場合、例えば図６に示すように、上遮光部３５ａ及び下遮光部３５ｂの左右の両側をつなぐ連結遮光部３５ｄを備える閉じたループ形状とすることができる。閉じたループ形状の遮光部によれば、上下左右方向に出射される光が遮光される。閉じたループ形状としては、円形状、トラック形状、三角形状、正方形、長方形、台形形状等の多角形形状を例示することができる。
【００６０】
液面７１，底界面７２で反射した反射光を受光するのを防止するために、受光部４０と給水タンク４の受光側側壁部４ｃとの間には、出射光規制部３５ａと同様の受光規制部４５ａと、他の出射光規制部３５ｂと同様の他の受光規制部４５ｂとが設けられている。受光規制部４５ａ及び他の受光規制部４５ｂは、受光部４０の一部分として組み込まれて、光を受光する部分を除いて受光素子４１，４２，４３の受光側を覆うように受光素子４１，４２，４３の近傍に配設されている。なお、受光規制部４５ａ及び他の受光規制部４５ｂは、受光側側壁部４ｃの側に、あるいは、受光部４０と受光側側壁部４ｃとの中間部分に配設してもよい。
【００６１】
受光素子４１，４２，４３の受光側には、受光規制部としての上遮光部４５ａと、他の受光規制部としての下遮光部４５ｂと、直進光を通過可能とする受光開口４５ｃとが設けられている。
【００６２】
上遮光部４５ａは、受光部４０の上側に設けられて、上方向から入射される光を遮光する。すなわち、発光部３０の光軸より上側に出射され、水７０の液面７１が当該発光部３０の光軸よりも上側にある給水タンク４に貯留された水７０の液面７１で反射した光（非直進光）を遮光する。受光部４０が複数の受光素子（例えば、第１受光素子４１，第２受光素子４２，第３受光素子４３）を有する場合、各受光素子４１，４２，４３の上側にそれぞれ設けられる。第２受光素子４２に設けられた上遮光部４５ａは、第１発光素子３１から出射された光を遮光する機能を有する。第３受光素子４３に設けられた上遮光部４５ａは、第１発光素子３１及び第２発光素子３２から出射された光を遮光する機能を有する。当該上遮光部４５ａにより、対になっていない発光素子及び受光素子間でのいわゆるクロストークの発生を防止できる。
【００６３】
下遮光部４５ｂは、受光部４０の下側に設けられて、下方向から入射される光を遮光する。すなわち、発光部３０の光軸より下側に出射され、水７０の液面７１が当該発光部３０の光軸よりも上側にある水７０の貯留された給水タンク４の底面部４ｄすなわち底界面７２で反射した光（非直進光）を遮光する。受光部４０が複数の受光素子（例えば、第１受光素子４１，第２受光素子４２，第３受光素子４３）を有する場合、下遮光部４５ｂは、各受光素子４１，４２，４３の下側にそれぞれ設けられる。第１受光素子４１に設けられた下遮光部４５ｂは、第２発光素子３２及び第３発光素子３３から出射された光を遮光する機能を有する。第２受光素子４２に設けられた下遮光部４５ｂは、第３発光素子３３から出射された光を遮光する機能を有する。当該下遮光部４５ｂにより、対になっていない発光素子及び受光素子間でのいわゆるクロストークの発生を防止できる。
【００６４】
上遮光部４５ａ及び下遮光部４５ｂは、上下方向（縦方向）に延びる板形状、入射光の直進方向（横方向）に延びる板形状、又は、上下方向（縦方向）及び直進方向（横方向）に延びる形状とすることができる。板形状の上遮光部４５ａ及び下遮光部４５ｂは、例えば、平板形状や湾曲形状や三角（切妻）屋根形状にすることができる。上遮光部４５ａが湾曲形状又は三角（切妻）屋根形状をしている場合、上方に突出した形状をしている。また、下遮光部４５ｂが湾曲形状又は三角（切妻）屋根形状をしている場合、下方に突出した形状をしている。
【００６５】
受光部４０は、遮光部として、上遮光部４５ａ及び下遮光部４５ｂをつなぐ連結遮光部をさらに備えることができる。光結合のために出射光のうちの中央光Ｌａを用いる場合、上遮光部４５ａ及び下遮光部４５ｂの左右の両側をつなぐ連結遮光部を備える閉じたループ形状とすることができる。閉じたループ形状の遮光部によれば、上下左右方向に受光される光が遮光される。閉じたループ形状としては、円形状、トラック形状、三角形状、正方形、長方形、台形形状等の多角形形状を例示することができる。
【００６６】
図４、図５、図１０、図１１及び図１２を参照して、透過型光結合装置５０を用いて、給水タンク４に貯留された水７０の貯留レベルを検出する方法を説明する。
【００６７】
図４は、透過型光結合装置５０と、該装置５０の設置された給水タンク４とを模式的に示す横断面図である。図５は、図４に示した透過型光結合装置５０及び給水タンク４を模式的に示す縦断面図である。
【００６８】
透過型光結合装置５０は、本体ケーシング１ａに装着された給水タンク４の後部側のコーナー部４ｆに適合するように構成されている。発光部３０から発光側側壁部４ｂに向けて出射された光が、給水タンク４の後部側のコーナー部４ｆを横切るように、受光部４０が発光部３０に対向して配置されている。すなわち、発光部３０から出射された光が、給水タンク４の発光側側壁部４ｂと、給水タンク４内に貯留された水７０と、給水タンク４の受光側側壁部４ｃとを透過して受光部４０で受光されるように、発光部３０及び受光部４０が配置されている。
【００６９】
図４に示した透過型光結合装置５０では、発光側側壁部４ｂと受光側側壁部４ｃとが直角をなす給水タンク４に対しては、発光部３０から出射される光が発光側側壁部４ｂに対して或る角度をなすように発光部３０が斜めに位置している。そして、受光部４０で受光される光が受光側側壁部４ｃに対して前記或る角度の余角をなすように受光部４０が斜めに位置している。例えば、受光部４０から出射される光が受光側側壁部４ｃに対して４５度の角度をなし、受光部４０で受光される光が受光側側壁部４ｃに対して４５度の角度をなす。
【００７０】
第１発光素子３１と第１受光素子４１とが対になし、発光部３０の第１発光素子３１から出射された光が受光部４０の第１受光素子４１で受光される。同様に、第２発光素子３２と第２受光素子４２とが対になし、第２発光素子３２から出射された光が第２受光素子４２で受光される。また、第３発光素子３３と第３受光素子４３とが対になし、第３発光素子３３から出射された光が第３受光素子４３で受光される。給水タンク４の深さ方向に上から順に、第１発光素子３１及び第１受光素子４１と，第２発光素子３２及び第２受光素子４２と、第３発光素子３３及び第３受光素子４３とが配設されている。
【００７１】
第１発光素子３１から出射された光のうち、液面７１方向に出射された光が、上遮光部３５ａで遮光されて、液面７１で反射光が生じることが防止される。それにより、液面７１での反射光が第１受光素子４１で受光されるのが防止される。第１発光素子３１から出射された光のうち、底界面７２方向に出射された光が、下遮光部３５ｂで遮光されて、底界面７２で反射光が生じることが防止される。それにより、底界面７２での反射光が第１受光素子４１で受光されるのが防止される。また、第１受光素子４１と対を構成する第１発光素子３１以外の発光素子（第２発光素子３２及び第３発光素子３３）から出射された光が第１受光素子４１でダイレクトに受光されるのが防止される。したがって、第１発光素子３１から出射された光のうち、光軸周りの光であって比較的発光光度の大きな中央光Ｌａが、第１受光素子４１と光学的に結合する。すなわち、第１発光素子３１から出射された中央光Ｌａが第１受光素子４１でダイレクトに受光され、第１発光素子３１からの直接光が第１受光素子４１で受光される。
【００７２】
同様に、第２発光素子３２から出射された光のうち、光軸周りの光であって比較的発光光度の大きな中央光Ｌａが、第２受光素子４２と光学的に結合し、第２受光素子４２でダイレクトに受光される。第３発光素子３３から出射された光のうち、光軸周りの光であって比較的発光光度の大きな中央光Ｌａが、第３受光素子４３と光学的に結合し、第３受光素子４３でダイレクトに受光される。
【００７３】
したがって、第１発光素子３１及び第１受光素子４１によって上位置の貯留レベルが検出され、第２発光素子３２及び第２受光素子４２によって中間位置の貯留レベルが検出され、第３発光素子３３及び第３受光素子４３によって下位置の貯留レベルが検出される。
【００７４】
上述したように、発光部３０から発光側側壁部４ｂに向けて出射された光が、給水タンク４の後部側のコーナー部４ｆを横切るように、受光部４０が発光部３０に対向して配置されている。これにより、発光部３０及び受光部４０が給水タンク４における対向する側壁部にそれぞれ設置される場合と比較して、発光部３０から受光部４０までの光路長が短くなり、光軸のずれによる光結合性の低下を防止できる。
【００７５】
図１１は、複数の受光素子（第１受光素子４１と第２受光素子４２と第３受光素子４３と）によって生成された光電流を加算するときの回路図である。
【００７６】
制御装置６０によって、発光部３０の各発光素子３１，３２，３３の全てが発光するように制御されている。各発光素子３１，３２，３３のそれぞれが出射した光を受光部４０が受光すると、受光部４０の受光素子４１，４２，４３は、受光した受光量に応じて、光電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３をそれぞれ出力する。受光部４０は、各光電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を加算した加算値を出力値（例えば、出力電圧）として出力する。各光電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を加算した１つの加算値を出力することで、受光部４０での出力に係る回路構成を簡略化することができる。
【００７７】
レベル検出部６０ｂは、受光部４０によって出力された出力値（例えば、出力電圧）に基づいて、貯留レベルを検出する。すなわち、受光部４０によって出力された出力値（例えば、出力電圧）は、例えばマイコンによってＡ／Ｄ変換され、変換されたデジタル信号が、各貯留レベルに対応する値と比較されることによって、貯留レベルが検出される。
【００７８】
図１０は、給水タンク４内での水７０の貯留レベルと受光部４０での出力値（例えば、出力電圧）との関係、及び、本体ケーシング１ａの所定位置への給水タンク４の装着又は脱離と受光部４０での出力値（例えば、出力電圧）との関係を模式的に示している。図１０において、横軸が給水タンク４内での水７０の貯留レベルを示し、縦軸が受光部４０での出力値（例えば、出力電圧）を示している。なお、横軸及び縦軸に示された各数値は、理解を容易にするための例示であり、当該数値に限定されるものではない。
【００７９】
上述したように、発光部３０の各発光素子３１，３２，３３の全てが発光して、受光部４０は、各受光素子４１，４２，４３が受光した受光量に応じた出力値（例えば、出力電圧）を出力するように構成されている。
【００８０】
本体ケーシング１ａの所定位置に装着された給水タンク４が水７０で大略満たされた状態を初期の満水状態とする。そして、その後、水蒸気発生装置１２への送水、すなわち給水タンク４からの排水によって、給水タンク４内での水７０の貯留レベル（液面７１）が徐々に低下する様子を説明する。
【００８１】
初期の満水状態では、水７０の貯留レベル（液面７１）が第１発光素子３１及び第１受光素子４１の光軸よりも上位置にあるので、給水タンク４と給水タンク４内に満たされた水７０とを透過した光が各受光素子４１，４２，４３で受光されなくなる。各受光素子４１，４２，４３での受光量に応じて出力された各出力値が加算されるが、各受光素子４１，４２，４３が給水タンク４及び水７０を透過した光を受光するので、各出力値を加算した加算値が最も低くなる。そのため、初期の満水状態で受光部４０から出力される出力値は、出力値Ａとして最も低い値になり、理想状態であれば０になる。
【００８２】
満水状態から排水が少し排出された高貯水段階でも、水７０の貯留レベル（液面７１）が第１発光素子３１及び第１受光素子４１の光軸よりも上に位置する状態が継続するので、受光部４０からの出力値が、或る一定の出力値Ａを有する。
【００８３】
さらなる排水が行われると、水７０の貯留レベル（液面７１）が第１発光素子３１及び第１受光素子４１の光軸の近傍に位置する第１貯水段階になる。第１貯水段階では、第１発光素子３１から出射された光が給水タンク４の水７０の影響を受けなくなるため、第１受光素子４１での受光量が増えて第１受光素子４１からの出力値が増加する方向になる。
【００８４】
しかしながら、出力値が、第１発光素子３１の出射開口３５ｃ及び第１受光素子４１の受光開口４５ｃの影響を受ける。すなわち、第１発光素子３１が給水タンク４の深さ方向に或る開口幅を有し、第１受光素子４１も、給水タンク４の深さ方向に或る開口幅を有するので、第１発光素子３１及び第１受光素子４１によって検出できる範囲も、給水タンク４の深さ方向に或る幅を持っている。対の第１発光素子３１及び第１受光素子４１において、水７０によって遮光される出射開口３５ｃ及び受光開口４５ｃの比率すなわち開口遮光比率（第１発光素子３１の出射開口３５ｃ及び第１受光素子４１の受光開口４５ｃの各開口面積を合計した総開口面積に対する、水７０によって遮光される第１発光素子３１の出射開口３５ｃ及び第１受光素子４１の受光開口４５ｃの各遮光面積を合計した総遮光面積）が、水７０の貯留レベル（液面７１）に応じて変化する。そのため、第１貯水段階において水７０の貯留レベル（液面７１）が低下するとき、第１発光素子３１及び第１受光素子４１における開口遮光比率が低下するので、第１受光素子４１からの出力値が、出力値Ｂとして徐々に増加しながら変化する。すなわち、出力値Ｂが左肩上がりで増加する。なお、上記説明は、第１発光素子３１の出射開口３５ｃ及び第１受光素子４１の受光開口４５ｃにおいて、出射光及び入射光の光量が各開口面内で均一であってばらつきのないことを前提にしている。
【００８５】
さらなる排水が行われると、水７０の貯留レベル（液面７１）が、第１発光素子３１及び第１受光素子４１の光軸よりも下に位置するとともに第２発光素子３２及び第２受光素子４２の光軸よりも上に位置する状態が継続する中貯水段階になる。そのため、中貯水段階では、出力値が、或る一定の出力値Ｃを有する。
【００８６】
さらなる排水が行われると、水７０の貯留レベル（液面７１）が第２発光素子３２及び第２受光素子４２の光軸の近傍に位置する第２貯水段階になる。第２貯水段階では、第２発光素子３２から出射された光が給水タンク４の水７０の影響を受けなくなるため、第２受光素子４２での受光量が増えて第２受光素子４２からの出力値が増加する方向になる。上記の第１発光素子３１及び第１受光素子４１と同様に、出力値が、第２発光素子３２の出射開口３５ｃ及び第２受光素子４２の受光開口４５ｃの影響を受ける。すなわち、第２発光素子３２が給水タンク４の深さ方向に或る開口幅を有し、第２受光素子４２も、給水タンク４の深さ方向に或る開口幅を有するので、第２発光素子３２及び第２受光素子４２によって検出できる範囲も、給水タンク４の深さ方向に或る幅を持っている。対の第２発光素子３２及び第２受光素子４２において、水７０によって遮光される出射開口３５ｃ及び受光開口４５ｃの比率すなわち開口遮光比率（対の第２発光素子３２の出射開口３５ｃ及び第２受光素子４２の受光開口４５ｃの各開口面積を合計した総開口面積に対する、水７０によって遮光される第２発光素子３２の出射開口３５ｃ及び第２受光素子４２の受光開口４５ｃの各遮光面積を合計した総遮光面積）が、水７０の貯留レベル（液面７１）に応じて変化する。そのため、第２貯水段階において水７０の貯留レベル（液面７１）が低下するとき、第２発光素子３２及び第２受光素子４２における開口遮光比率が低下するので、第２受光素子４２からの出力値が、出力値Ｄとして徐々に増加しながら変化する。すなわち、出力値Ｄが左肩上がりで増加する。なお、上記説明は、第２発光素子３２の出射開口３５ｃ及び第２受光素子４２の受光開口４５ｃにおいて、出射光及び入射光の光量が各開口面内で均一であってばらつきのないことを前提にしている。
【００８７】
さらなる排水が行われると、水７０の貯留レベル（液面７１）が、第２発光素子３２及び第２受光素子４２の光軸よりも下に位置するとともに第３発光素子３３及び第３受光素子４３の光軸よりも上に位置する状態が継続する低貯水段階になる。そのため、低貯水段階では、出力値が、或る一定の出力値Ｅを有する。
【００８８】
さらなる排水が行われると、水７０の貯留レベル（液面７１）が第３発光素子３３及び第３受光素子４３の光軸の近傍に位置する第３貯水段階になる。第３貯水段階では、第３発光素子３３から出射された光が給水タンク４の水７０の影響を受けなくなるために、第３受光素子４３での受光量が増えて第３受光素子４２からの出力値が増加する方向になる。上記の第１発光素子３１及び第１受光素子４１と同様に、出力値が、第３発光素子３３の出射開口３５ｃ及び第３受光素子４３の受光開口４５ｃの影響を受ける。すなわち、第３発光素子３３が給水タンク４の深さ方向に或る開口幅を有し、第３受光素子４３も、給水タンク４の深さ方向に或る開口幅を有するので、第３発光素子３３及び第３受光素子４３によって検出できる範囲も、給水タンク４の深さ方向に或る幅を持っている。対の第３発光素子３３及び第３受光素子４３において、水７０によって遮光される出射開口３５ｃ及び受光開口４５ｃの比率すなわち開口遮光比率（対の第３発光素子３３の出射開口３５ｃ及び第３受光素子４３の受光開口４５ｃの各開口面積を合計した総開口面積に対する、水７０によって遮光される第３発光素子３３の出射開口３５ｃ及び第３受光素子４３の受光開口４５ｃの各遮光面積を合計した総遮光面積）が、水７０の貯留レベル（液面７１）に応じて変化する。そのため、第３貯水段階において水７０の貯留レベル（液面７１）が低下するとき、第３発光素子３３及び第３受光素子４３における開口遮光比率が低下するので、第３受光素子４３からの出力値が、出力値Ｆとして徐々に増加しながら変化する。すなわち、出力値Ｆが左肩上がりで増加する。なお、上記説明は、第３発光素子３３の出射開口３５ｃ及び第３受光素子４３の受光開口４５ｃにおいて、出射光及び入射光の光量が各開口面内で均一であってばらつきのないことを前提にしている。
【００８９】
さらなる排水が行われると、水７０の貯留レベル（液面７１）が、第３発光素子３３及び第３受光素子４３の光軸よりも下に位置する状態が継続する底貯水段階になる。そのため、底貯水段階では、出力値が、或る一定の出力値Ｇを有する。
【００９０】
上記のように、給水タンク４内での水７０の貯留レベル（液面７１）に応じて、受光部４０での出力値が変化するので、受光部４０での出力値に基づいて、給水タンク４内での水７０の貯留レベル（液面７１）を検出できる。すなわち、この実施形態では、給水タンク４内での水７０の貯留レベル（液面７１）として、上から順に、高貯水段階（満水状態）、第１貯水段階、中貯水段階、第２貯水段階、低貯水段階、第３貯水段階及び底貯水段階が検出される。
【００９１】
受光部４０での受光量すなわち受光部４０から出力された出力値に基づいて、給水タンク４が本体ケーシング１ａの所定位置に装着されているか又は脱離されているかを判定して、給水タンク４の有無を検出することについて説明する。
【００９２】
本体ケーシング１ａの所定位置から給水タンク４を取り除くと、発光部３０から出射された光を遮光するものが何も無いため、受光部４０での受光量が、最大になり、給水タンク４の脱離状態での出力値が、出力値Ｇよりも大きな出力値Ｈとして出力される。
【００９３】
したがって、受光部４０からの出力値が出力値Ｇよりも大きな出力値Ｈが得られるならば、給水タンク４が本体ケーシング１ａの所定位置から脱離していることが検出される。容器検出部６０ａは、受光部４０の受光量すなわち受光部４０から出力された出力値（例えば、出力電圧）に基づいて、給水タンク４が本体ケーシング１ａの所定位置に装着されているか又は脱離されているかを判定する。すなわち、受光部４０から出力された出力値（例えば、出力電圧）が、例えばマイコンによってＡ／Ｄ変換され、変換されたデジタル値が、或る所定値（出力値Ｇ）と比較されることによって、給水タンク４の装着又は脱離が検出される。
【００９４】
なお、図１０では、底貯水段階での横軸方向長さが高貯水段階、中貯水段階及び低貯水段階のものよりも長くなっている。これは、図５に示すように、給水タンク４内での発光素子３１，３２，３３及び受光素子４１，４２，４３の高さ方向での配置に対応している。すなわち、第３発光素子３３及び第３受光素子４３の光路（開口）と底面部４ｄとの間隔が、第１発光素子３１及び第１受光素子４１と第２発光素子３２及び第２受光素子４２との互いの光路の間、及び、第２発光素子３２及び第２受光素子４２と第３発光素子３３及び第３受光素子４３との互いの光路の間（開口間）よりも長くなっていることに対応している。なお、３つの対の発光素子及び受光素子同士の互いの光路の間（開口間）と、第３発光素子３３及び第３受光素子４３の光路（開口）と底面部４ｄとの間隔とがいずれも大略等しいときには、高貯水段階、中貯水段階、低貯水段階及び底貯水段階での各横軸方向長さが大略等しくなる。
【００９５】
また、図５に示すように、各発光素子３１，３２，３３の各出射開口３５ｃが高さ方向に同じ開口幅を有するとともに各受光素子４１，４２，４３の各受光開口４５ｃが高さ方向に同じ開口幅を有している。そのため、第１貯水段階、第２貯水段階、第３貯水段階での各横軸方向長さが大略等しくなる。なお、出射開口３５ｃ及び受光開口４５ｃの高さ方向の開口幅を大きくすることによって出射光及び入射光の光量を大きくできる。このことを利用して、出力値を大きく変化させたいところに配置される発光素子及び受光素子の出射開口３５ｃ及び受光開口４５ｃの高さ方向の各開口幅を大きくすることにより、出力値の変化を大きくさせることができる。
【００９６】
図１０において、受光部４０での受光量が最も大きなところ（出力値Ｈ）が、給水タンク４の装着又は脱離の検出に利用されているが、発光素子３１，３２，３３の劣化や光学素子（レンズ）の汚れに起因した異常検出にも利用できる。発光素子３１，３２，３３の劣化や発光部３０及び受光部４０での光学素子（レンズ）の汚れ等に起因した何らかの異常が生じると、受光部４０での受光量が動作初期の受光量よりも低下するようになる。
【００９７】
したがって、記憶部２２が、動作初期において容器検出部６０ａによって給水タンク４の脱離が検出されたときに受光部４０が受光した受光量を初期受光量として記憶し、受光量低下検出部６０ｃが、容器検出部６０ａによって給水タンク４の脱離が検出されたときに受光部４０が受光した受光量と、記憶部２２に記憶された初期受光量とを比較して、初期受光量に対する受光量の低下が所定値よりも大きいか否かを検出することにより、上記異常を検出することができる。そして、通知部２３によって、初期受光量に対する受光量の低下が所定値よりも大きい場合に、受光量の低下を通知して、使用者に注意喚起することができる。なお、上記のような何らかの異常が検出された場合、例えば、発光素子３１，３２，３３に流れる電流を調整することで、発光部３０の自動補正を行うことができる。
【００９８】
図１２は、水７０の供給方向の閾値と排出方向の閾値とが異なるようにレベル検出部６０ｂがヒステリシスを有するように構成されていることを説明する図である。図１２において、左側の縦軸が給水タンク４内での水７０の貯留レベルを示す。
【００９９】
給水タンク４から水７０を排水する際に、排水の影響を受けて、液面７１がわずかに変動する。同様に、給水タンク４に水７０を注水する際にも、注水の影響を受けて、液面７１がわずかに変動する。そのため、受光部４０から出力される出力値が変動することにより、給水タンク４内での水７０の貯留レベルの検出結果が安定化しないおそれがある。
【０１００】
そこで、水７０の供給方向の閾値ｄと排出方向の閾値ｅとが異なるように、レベル検出部６０ｂがヒステリシスを有するように構成されている。給水タンク４内での水７０の貯留レベル（液面７１）が、下から上に移動する（すなわち水７０が注水される）とき、供給方向の閾値ｄを超えると、水７０の液面７１がある貯留レベルに達したことを検出する。給水タンク４内での水７０の貯留レベル（液面７１）が、上から下に移動する（すなわち水７０が排水される）とき、排出方向の閾値ｅを下回ると、水７０の液面７１がある貯留レベルに達したことを検出する。レベル検出部６０ｂがこのようなヒステリシスを有することにより、液面７１がわずかに変動しても、受光部４０から出力される出力値が安定し、給水タンク４内での水７０の貯留レベルの検出結果を安定化させることができる。
【０１０１】
また、給水タンク４内に貯留された水７０の液面７１が変動しても、レベル検出部６０ｂによるレベル検出を安定化させるために、受光部４０は、受光量に応じたアナログ出力を行い、該アナログ出力に対してフィルタ処理又はアベレージング処理を行うようにしてもよい。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態によれば、出射光規制部３５ａによって、直進光が通過できるのに対して非直進光が遮光されるので、水７０を貯留した給水タンク４内の界面（液面）７１で反射する反射光が減少して、反射光が受光部４０で受光されにくくなる。そのため、反射光に起因した誤検出を防止でき、給水タンク４に貯留された水７０の貯留レベルを正確に検出できる。
【０１０３】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る透過型光結合装置５０について、図７、図８及び図９を参照しながら説明する。第２実施形態において、上記第１実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【０１０４】
図７は、第２実施形態に係る透過型光結合装置５０及び該装置５０の設置された給水タンク４の模式横断面図である。図８は、図７に示した透過型光結合装置５０の設置された給水タンク４のコーナー部４ｆを発光部３０側から見たときの模式縦断面図である。図９は、図７に示した透過型光結合装置５０の設置された給水タンク４のコーナー部４ｆを発光部３０及び受光部４０を含む断面における模式縦断面図である。
【０１０５】
図９に示すように、発光部３０の各発光素子３１，３２，３３が上述した出射光規制部３５ａ及び他の出射光規制部３５ｂを備えておらず、発光部３０は、或る大きさの発光指向角Ｐで光を出射する。受光部４０の各受光素子４１，４２，４３も上述した受光規制部４５ａ及び他の受光規制部４５ｂを備えておらず、受光部４０は、或る大きさの受光指向角Ｑで光を受光する。また、発光部３０は、発光部スペーサ５３を介して発光側側壁部４ｂに配設されており、受光部４０は、受光部スペーサ５４を介して受光側側壁部４ｃに配設されている。
【０１０６】
上述した第１実施形態では、発光部３０から出射される直進光として中央光Ｌａを用いており、発光部３０から出射される光が発光側側壁部４ｂに対して或る角度をなすように発光部３０が斜めに配置されている。そして、発光部３０から出射される光のうちの中央光Ｌａが、受光部４０と光学的に結合している。当該構成によれば、発光部３０において、発光側側壁部４ｂと反対側の端部が突出して、透過型光結合装置５０のサイズが大きくなって、取付スペースが大きくなる。
【０１０７】
発光部３０から出射される光は、一般に、或る大きさの発光指向角Ｐを有している。そこで、第２実施形態に係る透過型光結合装置５０では、或る大きさの発光指向角Ｐを持った発光素子３１，３２，３３を用いて、発光部３０から出射される光のうちの発光指向角Ｐの発光エッジ光Ｌｐが、受光部４０と光学的に結合するように構成されている。
【０１０８】
発光部３０から出射される光のうちの発光指向角Ｐの発光エッジ光Ｌｐと受光部４０で受光される光の受光指向角Ｑの受光エッジ部Ｌｑとが、光学的に結合するように構成されている。当該光学的結合のために、例えば、発光部３０から出射される光軸光が発光側側壁部４ｂに対して直角をなすように発光部３０が配置されているとともに、受光部４０で受光される光軸光が受光側側壁部４ｃに対して直角をなすように受光部４０が配置されている。発光部３０において、発光側側壁部４ｂと反対側の端部の突出が抑制されるとともに、受光部４０において、受光側側壁部４ｃと反対側の端部の突出が抑制されて、透過型光結合装置５０のサイズが小さくなって、取付スペースが小さくなる。
【０１０９】
したがって、透過型光結合装置５０が出射光規制部３５ａと他の出射光規制部３５ｂ及び受光規制部４５ａと他の受光規制部４５ｂを有しないことにより、発光部３０及び受光部４０の構成を簡略化することができる。そして、発光部３０及び受光部４０の出っ張りが少なくなるので、透過型光結合装置５０を加熱調理器１に設置するときの設置スペースが小さくなり、該設置に伴うデッドスペースが小さくなる。
【０１１０】
なお、発光側側壁部４ｂに対する発光部３０の配置は、直角をなす配置に限定されず、受光部４０に対向する方向に傾けた配置としてもよい。また、受光側側壁部４ｃに対する受光部４０の配置も、直角をなす配置に限定されず、発光部３０に対向する方向に傾けた配置としてもよい。
【０１１１】
この発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で様々に変更したり適宜に組み合わせたりして、実施することができる。
【０１１２】
上記実施形態では、発光部３０及び受光部４０は、貯留レベルの検出のために近赤外光を用いていたが、近赤外光以外の光(例えば可視光)を用いてもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態では、受光部４０からの出力値は、電圧であったが、これに限らず、例えば電流であってもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態では、容器としての給水タンク４は、透明の部材から構成されていたが、半透明の部材から構成されていてもよく、光透過性を有していればよい。同様に、液体としての水７０は、透明であるが、半透明の液体であってもよく、光透過性を有していればよい。特に、水と空気のように、液体７０と気体７４との間での屈折率に大きな差があるほど効果がある。
【０１１５】
また、上記実施形態では、水７０の貯留レベルを検出するが、クエン酸溶液を含む公知の洗浄液等の液体７０の貯留レベル（液位）を検出してもよい。さらに、光透過性が非常に小さなあるいは小さな液体７０、例えばインクにおいても、その貯留レベル（液位）を検出できることはいうまでもない。
【０１１６】
また、上記実施形態では、容器検出部６０ａは、給水タンク４の装着又は脱離を透過型光結合装置５０及びソフトウェアで検出するが、別に設けられたハードウェア（例えば、機械式（メカ）スイッチ）によって、給水タンク４の装着又は脱離を検出してもよい。
【０１１７】
また、上記実施形態では、レベル検出部６０ｂは、複数の出力値（光電流値）を加算した加算値に基づいて、貯留レベルを検出しているが、対の発光素子及び受光素子毎に個別に独立して駆動して、コンパレータで個々の出力値と貯留レベルに対応した値とを比較することで貯留レベルを検出する態様にしてもよい。
【０１１８】
発光部３０から出射される光が略水平に出射されて発光部３０及び受光部４０がほぼ同じレベルに位置するように構成されているが、これに限られない。例えば、発光部３０から出射される光が水平面に対して斜め上方又は斜め下方に出射されて、発光部３０及び受光部４０が異なるレベルに位置するように構成されてもよい。また、対の発光素子及び受光素子を、液体７０の貯留レベル（液位）を検出したい位置に配置することで、液体７０の貯留レベル（液位）を自由に設定できる。
【０１１９】
また、上記実施形態では、給水タンク４内の水７０の貯留レベルを検出するために、３対の発光素子３１，３２，３３及び受光素子４１，４２，４３を用いているが、１対の発光素子及び受光素子、２対の発光素子及び受光素子、４対以上の発光素子及び受光素子を用いてもよい。
【０１２０】
〔第３実施形態〕
また、電子レンジのように電磁ノイズが発生する電気機器１においては、発光素子及び受光素子に入り込むノイズを低減するために、出射光規制部３５ａと他の出射光規制部３５ｂ及び受光規制部４５ａと他の受光規制部４５ｂが、導電性を有する材料から構成されて接地された態様にしてもよい。
【０１２１】
〔第４実施形態〕
次に、第４実施形態に係る透過型光結合装置５０について、図１３及び図１４を参照しながら説明する。第４実施形態において、上記第１実施形態での構成要素と同じ機能を有する構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【０１２２】
図１３は、第４実施形態に係る透過型光結合装置５０の要部を示す模式縦断面図である。図１４は、図１３に示した透過型光結合装置５０における給水タンク４内での水７０の貯留レベルと受光部４０での出力値との関係を説明する図である。
【０１２３】
図１３に示すように、給水タンク４のコーナー部４ｆの底面部４ｄには、外側部分が斜めに切り欠かれた傾斜部４ｅが形成されている。傾斜部４ｅに対応する位置に、対の第３発光素子３３及び第３受光素子４３が配設されている。第３発光素子３３及び第３受光素子４３の上方には、下から順に、対の第２発光素子３２及び第２受光素子４２と、対の第１発光素子３１及び第１受光素子４１が配設されているが、図１３では対の第１発光素子３１及び第１受光素子４１の図示を省略している。
【０１２４】
第３発光素子３３から出射された光は、傾斜部４ｅを含む給水タンク４内部を通過して第３受光素子４３で受光されるが、給水タンク４内部を通過するときの光路長が、傾斜部４ｅによって切り欠かれた外側部分の分だけ、他の部分（高貯水段階、中貯水段階など）よりも短くなっている。水７０を貯留した給水タンク４内部での光路長が短いほど、水７０による光の減衰が少なくなるので、第３受光素子４３での受光量が大きくなる。また、傾斜部４ｅによる切り欠きが底面部４ｄに存在する分、底面部４ｄ側での内容積が、他の部分（高貯水段階、中貯水段階など）の内容積と比較して、小さくなっている。これらの要因により、給水タンク４の底面部４ｄ側で貯留された水７０の容積が少し変化すると、第３受光素子４３での受光量が大きく変化し、出力値の変化も大きくなる。その結果、図１４に示すように、底面部４ｄ側に形成された傾斜部４ｅによって、出力値Ｆの傾きが出力値Ｄの傾きよりも大きくなり、出力値Ｆが変化しやすくなる。したがって、底面部４ｄ側での出力値Ｆが変化しやすいことを利用して、給水タンク４から水７０を排出するとき、底面部４ｄ側での貯留レベルの変化をより詳細に検出でき、給水タンク４内で水７０が無くなる手前の残水量をより詳細に検出できる。
【０１２５】
上記実施形態１から実施形態４では、電気機器として加熱調理器１（具体的には、スチーム調理器）について説明したが、例えば、保湿用給水タンクを有するジャー炊飯器、液体洗剤用タンクを有する洗濯機、水フィルター用タンクを有する掃除機、製氷用給水タンクを有する冷蔵庫、加湿用給水タンクを有する空気清浄機やイオン発生器、給水タンクを有するコーヒーメーカー、スチーム発生用タンクを有するアイロンなどの、使用される液体７０を貯留するための容器４を有する各種電気機器１に適用できる。また、上記用途の他に、除湿用回収タンクを有する空気清浄機やイオン発生器、水滴回収用タンクを有する食器乾燥機などの、排出された液体７０を回収するための容器４を有する各種電気機器１にも適用できる。
【０１２６】
以上説明したように、この発明の透過型光結合装置５０は、
光透過性を有する容器４に貯留された光透過性を有する液体７０の貯留レベルを検出可能な透過型光結合装置５０であって、
前記容器４の側壁部４ｂに向けて光を出射する発光部３０と、
前記発光部３０から出射されて前記容器４を透過した光を受光する受光部４０と、
前記受光部４０の受光量に基づいて、前記容器４に貯留された前記液体７０の貯留レベルを検出するレベル検出部６０ｂと、
前記発光部３０から出射する光のうち、前記受光部４０の方向に直進して出射される直進光を通過可能とする一方、前記液体７０内を透過し当該液体７０と当該液体７０に接する気体７４との界面７１で反射する反射光となりうる非直進光を遮光する出射光規制部３５ａとを備えることを特徴とする。
【０１２７】
上記構成によれば、出射光規制部３５ａによって直進光が通過できるのに対して非直進光が遮光されるので、液体７０内を透過（液面７１が受発光の光軸より上の状態）し、液体７０及び気体７４の界面７１で反射する反射光が減少して、反射光が受光部４０で受光されにくくなる。このため、反射光に起因した誤検出を防止でき、容器４に貯留された液体７０の貯留レベルを正確に検出できる。
【０１２８】
好ましくは、上記透過型光結合装置５０では、前記出射光規制部は、前記発光部３０の上側に設けられた上遮光部３５ａである。
【０１２９】
上記構成によれば、上遮光部３５ａによって発光部３０から液体７０及び気体７４の界面７１方向に出射される非直進光が遮光されるので、液体７０及び気体７４の界面７１で反射する液面反射光が減少して、液面反射光が受光部４０で受光されにくくなるため、液面反射光に起因した誤検出を防止できる。
【０１３０】
好ましくは、上記透過型光結合装置５０は、他の出射光規制部として、前記発光部３０の下側に設けられた下遮光部３５ｂを有する。
【０１３１】
上記構成によれば、下遮光部３５ｂによって容器４の底面部４ｄ方向に出射される非直進光が遮光されるので、液体７０が貯留された容器４の底面部４ｄで反射する底面反射光が減少して、底面反射光が受光部４０で受光されにくくなるため、底面反射光に起因した誤検出を防止できる。
【０１３２】
好ましくは、上記透過型光結合装置５０では、前記容器４が所定場所に対して装着又は脱離されていることを検出する容器検出部６０ａをさらに備え、
前記容器検出部６０ａは、前記受光部４０の受光量が、前記液体７０の貯留レベルを検出する場合の受光量よりも大きい場合に、前記容器４の脱離を検出する。
【０１３３】
上記構成によれば、受光部４０での受光量の変化によって、容器４の装着又は脱離を検出できる。
【０１３４】
好ましくは、上記透過型光結合装置５０では、前記レベル検出部６０ｂは、ヒステリシスを有する。
【０１３５】
上記構成によれば、排水や注水などによって、液体７０及び気体７４の間での界面７１が変動した場合でも、レベル検出部６０ｂによるレベル検出を安定化させることができる。
【０１３６】
好ましくは、上記透過型光結合装置５０では、前記受光部４０は、受光量に応じたアナログ出力を行い、該アナログ出力に対してフィルタ処理又はアベレージング処理を行う。
【０１３７】
上記構成によれば、排水や注水などによって、液体７０及び気体７４の間での界面７１が変動した場合でも、レベル検出部６０ｂによるレベル検出を安定化させることができる。
【０１３８】
また、この発明の電気機器１は、上記の透過型光結合装置５０を備える。
【０１３９】
上記構成によれば、発光部３０及び受光部４０を検出したい高さに配置することで、検出したい液体７０の貯留レベルで出力が変化するように調整することが可能であり、電気機器１において、容器４に貯留された液体７０の貯留レベルを確実に且つ安定して検出できる。
【０１４０】
好ましくは、上記電気機器１では、前記発光部３０及び前記受光部４０が、前記容器４における隣り合った側壁部４ｂ，４ｃにそれぞれ配置されて、前記発光部３０から出射された光が前記電気機器１に装着された前記容器４のコーナー部４ｆを横切るように前記透過型光結合装置５０が構成され、
前記発光部３０と前記受光部４０とを対向配置して光学的に結合する。
【０１４１】
上記構成によれば、発光部３０及び受光部４０が容器４における対向する側壁部にそれぞれ設置される場合と比較して、発光部３０から受光部４０までの光路長が短くなり、光軸のずれによる光結合性の低下を防止できる。また、上記構成によれば、容器４内での液体７０の有無によって、光の屈折や全反射などの光学的特性が異なり、受光部４０からの出力が異なる。その結果、或る貯留レベル（液位）での液体７０の有無を効果的に判定できる。
【０１４２】
この発明の電気機器１は、
光透過性を有する容器４に貯留された光透過性を有する液体７０の貯留レベルを検出可能な透過型光結合装置５０を備える電気機器１であって、
前記容器４の側壁部４ｂに向けて光を出射する発光部３０と、
前記発光部３０から出射されて前記容器４を透過した光を受光する受光部４０と、
前記受光部４０の受光量に基づいて、前記容器４に貯留された前記液体７０の貯留レベルを検出するレベル検出部６０ｂとを備え、
前記発光部３０及び前記受光部４０が、前記容器４における隣り合った側壁部４ｂ，４ｃにそれぞれ配置されて、前記発光部３０から出射された光が前記電気機器１に装着された前記容器４のコーナー部４ｆを横切るように前記透過型光結合装置５０が構成され、
前記発光部３０から出射される光のうちの発光指向角Ｐの発光エッジ光Ｌｐと前記受光部４０で受光される光の受光指向角Ｑの受光エッジ部Ｌｑとが、光学的に結合することを特徴とする。
【０１４３】
上記構成によれば、透過型光結合装置５０が出射光規制部３５ａと他の出射光規制部３５ｂ及び受光規制部４５ａと他の受光規制部４５ｂを有しないことにより、発光部３０及び受光部４０の構成を簡略化することができる。そして、発光部３０及び受光部４０の出っ張りが少なくなるので、透過型光結合装置５０を電気機器１に設置するときの設置スペースが小さくなり、該設置に伴うデッドスペースが小さくなる。
【０１４４】
好ましくは、上記電気機器１では、前記発光部３０及び前記受光部４０は、前記容器４の深さ方向に配置された複数の発光素子３１，３２，３３及び複数の受光素子４１，４２，４３をそれぞれ有し、
前記発光部３０での前記複数の発光素子３１，３２，３３の全てを発光させるとともに、前記受光部４０は、前記複数の受光素子４１，４２，４３によって生成された各光電流値を加算した加算値に対応した出力値を出力する。
【０１４５】
上記構成によれば、複数の発光素子３１，３２，３３と複数の受光素子４１，４２，４３とを個別に独立して駆動して出力する場合よりも、処理回路を簡略化できる。
【０１４６】
好ましくは、上記電気機器１では、前記容器４が所定場所に装着又は脱離されているのを検出する容器検出部６０ａと、
動作初期において前記容器検出部６０ａによって前記容器４の脱離が検出されたときに前記受光部４０が受光した受光量を初期受光量として記憶する記憶部２２と、
前記容器検出部６０ａによって前記容器４の脱離が検出されたときに前記受光部４０が受光した受光量と、前記記憶部２２に記憶された前記初期受光量とを比較して、前記初期受光量に対する前記受光量の低下が所定値よりも大きいか否かを検出する受光量低下検出部６０ｃと、
前記初期受光量に対する前記受光量の低下が所定値よりも大きい場合に、前記受光量の低下を通知する通知部２３とを備える。
【０１４７】
上記構成によれば、受光量の低下が動作初期と比較して所定値よりも大きくなった場合に通知されるので、発光部３０及び受光部４０の劣化や発光部３０及び受光部４０に設けられたレンズの汚れ等を検出できる。
【符号の説明】
【０１４８】
１  加熱調理器（電気機器）
１ａ  本体ケーシング
２  加熱室
４  給水タンク（容器）
４ａ  蓋
４ｂ  発光側側壁部
４ｃ  受光側側壁部
４ｄ  底面部
４ｆ  コーナー部
４ｅ  傾斜部
２２  記憶部
２３  通知部
３０  発光部
３１  第１発光素子
３２  第２発光素子
３３  第３発光素子
３４  発光基板
３５ａ  上遮光部（出射光規制部）
３５ｂ  下遮光部（他の出射光規制部）
３５ｃ  出射開口
３５ｄ  連結遮光部
４０  受光部
４１  第１受光素子
４２  第２受光素子
４３  第３受光素子
４４  受光基板
４５ａ  上遮光部（受光規制部）
４５ｂ  下遮光部（他の受光規制部）
４５ｃ  受光開口
５０  透過型光結合装置
５２  支持体
５３  発光部スペーサ
５４  受光部スペーサ
６０  制御装置
６０ａ  容器検出部
６０ｂ  レベル検出部
６０ｃ  受光量低下検出部
７０  水（液体）
７１  液面（界面）
７２  底界面（界面）
７４  空気（気体）
Ｐ  発光指向角
Ｑ  受光指向角
Ｌａ  中央光
Ｌｐ  発光エッジ光
Ｌｑ  受光エッジ部
【図１】
2018004605.tif 000003
【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】
2018004605.tif 000009
【図８】
2018004605.tif 000010
【図９】
2018004605.tif 000011
【図１０】
2018004605.tif 000012
【図１１】
2018004605.tif 000013
【図１２】
2018004605.tif 000014
【図１３】
2018004605.tif 000015
【図１４】
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