(57)【要約】【課題】ほこり検出領域を通過する空気の風速を測定することが可能になると共に、空気の流れに依存することなく、ほこり検出領域を通過するほこりに関する物理量を正確に検出できる光電式ほこりセンサを提供する。【解決手段】光電式ほこりセンサ１は、ほこり(Ｄ)が通過するほこり検出領域(ＳＡ)に光を常時照射する発光部(４)と、発光部(４)からの光がほこり検出領域(ＳＡ)を通過するほこり(Ｄ)で反射した光を捉える受光部(５)と、受光部(５)からの受光信号に基づいて、ほこり(Ｄ)の有無,濃度または粒径の少なくとも１つを検出する信号処理部(２０)を備える。信号処理部(２０)は、受光部(５)からの受光信号に基づいて、ほこり(Ｄ)がほこり検出領域(ＳＡ)を通過する時間を計測する時間計測部(２６)を有する。【選択図】図２
2017116417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほこりが通過するほこり検出領域に光を常時照射する発光部と、
上記発光部からの光が上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで反射した光を捉えるか、または、上記発光部からの光を上記ほこり検出領域を介して直接受光し、上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで上記発光部からの光の一部が遮られる受光部と、
上記受光部からの受光信号に基づいて、上記ほこりの有無,濃度または粒径の少なくとも１つを検出する信号処理部と
を備え、
上記信号処理部は、上記受光部からの受光信号に基づいて、上記ほこりが上記ほこり検出領域を通過する時間を計測する時間計測部を有することを特徴とする光電式ほこりセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載の光電式ほこりセンサにおいて、
上記発光部からの光が上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで反射した光を上記受光部で捉える光電式ほこりセンサであって、
上記信号処理部は、
上記受光部からの受光信号のレベルが予め設定された第１閾値を超えたか否かを判定する第１閾値判定部と、
上記第１閾値判定部が上記受光部からの受光信号のレベルが上記第１閾値を超えたと判定してから、上記受光部からの受光信号のレベルが予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定する第２閾値判定部と
を有し、
上記時間計測部は、上記受光部からの受光信号のレベルが上記第１閾値を超えたと上記第１閾値判定部が判定した時点から、上記受光部からの受光信号のレベルが上記第２閾値を下回ったと上記第２閾値判定部が判定した時点までの時間を計測することを特徴とする光電式ほこりセンサ。
【請求項３】
請求項２に記載の光電式ほこりセンサにおいて、
上記第２閾値は、上記第１閾値よりも低い値に設定されていることを特徴とする光電式ほこりセンサ。
【請求項４】
請求項１に記載の光電式ほこりセンサにおいて、
上記信号処理部は、
上記発光部からの光が上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで反射した反射光を上記受光部で捉える光電式ほこりセンサであって、
上記受光部からの受光信号のレベルが予め設定された閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部と、
上記受光部からの受光信号のレベルが上記閾値を超えたと上記閾値判定部が判定してから、上記受光部からの受光信号のレベルがピーク値になったか否かを判定するピーク値判定部と
を有し、
上記時間計測部は、上記受光部からの受光信号のレベルが上記閾値を超えたと上記閾値判定部が判定した時点から、上記受光部からの受光信号のレベルがピーク値になったと上記ピーク値判定部が判定した時点までの時間を計測することを特徴とする光電式ほこりセンサ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１つに記載の光電式ほこりセンサにおいて、
上記信号処理部は、
上記ほこりが通過する上記ほこり検出領域の通過方向の距離および上記時間計測部により計測された上記ほこりが上記ほこり検出領域を通過する時間に基づいて、上記ほこりが上記ほこり検出領域を通過するときの通過速度を演算する通過速度演算部を有することを特徴とする光電式ほこりセンサ。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１つに記載の光電式ほこりセンサを備えていることを特徴とする空調機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光電式ほこりセンサおよび空調機器に関し、詳しくは、ほこりの有無や濃度や粒径を検出する光電式ほこりセンサおよびそれを使用した空調機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進展に伴い空気の汚れが問題にされるようになってきている。例えば、たばこの煙、煤塵などの微粒子、微粉末に代表される汚れ粒子、あるいはハウスダストなどの微粒子(本明細書では検出対象としてのダスト類をまとめて単に「ほこり」という。)による空気の汚染状況を検出する光電式ほこりセンサが提案されている(例えば、特開平８−６２１３６号公報(特許文献１)、特開平１１−９４７４１号公報(特許文献２)、特開２０００−３５６５８３号公報(特許文献３)参照)。
【０００３】
このような光電式ほこりセンサは、例えば、動作効率を向上させる等の観点から、空気清浄器や空気清浄機能付きエアーコンディショナ等の空調機器に搭載されることがある。
【０００４】
図９Ａ〜図９Ｄは、従来の光電式ほこりセンサ５０１の一例を示す図であって、図９Ａは光電式ほこりセンサ５０１の断面図を示し、図９Ｂは光電式ほこりセンサ５０１の正面図を示し、図９Ｃは光電式ほこりセンサ５０１の底面図を示し、図９Ｄは光電式ほこりセンサ５０１の背面図を示している。なお、図９Ａにおいて、符号５０７は、筐体５０８の内壁等にて反射した不要光を遮る遮蔽板である。
【０００５】
図９Ａ〜図９Ｄに示す従来の光電式ほこりセンサ５０１は、筐体５０８の表板５０２にほこり通過孔５０２ａが形成され、筐体５０８の裏板５０３にほこり通過孔５０３ａが形成されている。このほこり通過孔５０３ａから裏面側のほこりＤを導入して、各ほこり通過孔５０２ａ,５０３ａ間のほこり通過経路に通し、正面側のほこり通過孔５０２ａから排出するようになっている。
【０００６】
また、光電式ほこりセンサ５０１は、筐体５０８に保持された発光部５０４および受光部５０５を備えている。発光部５０４は、発光素子(例えば、発光ダイオード)５０４ａ、発光部レンズ５４１および発光部スリット５４２を備えている。この光電式ほこりセンサ５０１は、発光素子５０４ａから出射した照射光Ｌｅを発光部レンズ５４１および発光部スリット５４２を介してほこり通過経路のほこり検出領域ＳＡへ照射するようになっている。
【０００７】
一方、受光部５０５は、受光素子(例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタ)５０５ａ、受光部レンズ５５１および受光部スリット５５２を備えている。この光電式ほこりセンサ５０１は、ほこり検出領域ＳＡからの反射光Ｌｒを受光部スリット５５２および受光部レンズ５５１を介して受光素子５０５ａで受光するようになっている。
【０００８】
発光部５０４における発光部レンズ５４１および発光部スリット５４２は、発光素子５０４ａからの光(ビーム)を絞って、ほこり検出領域ＳＡに効果的に照射するためのものである。
【０００９】
また、受光部５０５における受光部レンズ５５１および受光部スリット５５２は、ほこり検出領域ＳＡからの反射光Ｌｒを絞って受光素子５０５ａに効果的に照射するためのものである。
【００１０】
ここで、ほこり検出領域ＳＡを通るほこりＤが少ない或いは無いとみなせる場合は、発光部５０４からの照射光Ｌｅはほこり検出領域ＳＡを通過して遮光エリア５０６に至るので、受光部５０５の受光量が極めて低くなる。
【００１１】
一方、ほこり検出領域ＳＡを通るほこりＤが多い或いは有るとみなせる場合は、発光部５０４からの照射光Ｌｅの一部がほこり検出領域ＳＡのほこりＤにより反射されて受光部５０５に入射し、受光部５０５の受光量が上昇する。光電式ほこりセンサ５０１は、この受光量の変動に伴う受光部５０５における受光素子５０５ａの受光信号の変動に基づいて、ほこり検出領域ＳＡを通るほこりＤの有無を検出し、或いは、受光素子５０５ａの受光信号のレベルに基づいて、ほこり検出領域ＳＡを通るほこりＤの総量を検出するようになっている。
【００１２】
次に、従来の光電式ほこりセンサ５０１の検出動作について説明する。
【００１３】
図１０は、従来の光電式ほこりセンサ５０１の検出部５１０および制御部５２０の回路構成の一例を概略的に示す回路ブロック図である。図１０に示すように、光電式ほこりセンサ５０１は、検出部５１０および制御部５２０を備えている。検出部５１０は、発光部５０４と、受光部５０５とで構成されている。
【００１４】
発光部５０４は、上記の構成に加えて、駆動回路５０４ｂを備えている。受光部５０５は、上記の構成に加えて、増幅回路を備えている。この増幅回路は、例えば、受光素子５０５ａと制御部５２０との間で直列接続された複数の増幅回路Ｇ１,〜,Ｇｎ(ｎは２以上の整数)とされ得る。なお、図１０において、符号Ｆ１,〜,Ｆｎ(ｎは２以上の整数)はハイパスフィルターである。
【００１５】
検出部５１０では、駆動回路５０４ｂからの駆動信号にて駆動した発光素子５０４ａからの照射光(例えば、パルス光)Ｌｅをほこり検出領域ＳＡにおけるほこりＤに反射させて、ほこりＤからの反射光Ｌｒを受光素子５０５ａで捉え、受光素子５０５ａからの受光信号を増幅回路Ｇ１,〜,Ｇｎにて増幅した後、制御部５２０へ送信する。
【００１６】
図１１(a),(b)は、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが少ない或いは無いとみなせるときと、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが多い或いは有るとみなせるときとの光電式ほこりセンサ５０１の検出状態の時間的変化の一例を説明するための図であって、図１１(a)は、制御部５２０から発光部５０４への駆動入力波形の時間変化を示す図であり、図１１(b)は、受光部５０５から制御部５２０への受光信号波形の時間変化を示す図である。なお、図１１(a),(b)において、符号Ｔは駆動入力波形の周期を示し、符号Ｐｗは駆動入力波形の値がゼロでない(即ち、発光素子５０４ａが発光している)期間の幅(例えばパルス幅)を示す。
【００１７】
図１１(a),(b)に示すように、光電式ほこりセンサ５０１では、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが少ない或いは無いとみなせるときは(図１１(b)の領域α１参照)、受光部５０５の受光信号のレベルは低くなる。一方、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが多い或いは有るとみなせるときは(図１１(b)の領域α２参照)、受光部５０５の受光信号のレベルは大きくなる。そして、ほこりＤが多くなればそれに伴い受光信号のレベルは大きくなっていく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平８−６２１３６号公報
【特許文献２】特開平１１−９４７４１号公報
【特許文献３】特開２０００−３５６５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記従来の光電式ほこりセンサを搭載した空調機器において、光電式ほこりセンサのほこり検出領域ＳＡにほこりを含んだ空気を通過させるには、空調機器の空気の流れをそのまま利用して、ほこりを含んだ空気を通過させることが多い。
【００２０】
空調機器には、ほこりフィルターが搭載されていることが多く、また、光電式ほこりセンサに非常に大きなほこりが通過するのを防止するために、ほこり検出領域ＳＡの前にほこりフィルターを搭載することも多い。
【００２１】
空調機器のほこりフィルターにほこりが堆積すると、空調機器が取り込む空気の量が減ってしまい、空調機器の性能が十分に発揮できなくなるので、ほこりフィルターにほこりが堆積したことを検出することが望ましいが、ほこりが堆積したことを検出するセンサを追加することはコストアップとなる。
【００２２】
また、このほこりフィルターにほこりが堆積すると、空調機器の風量設定を同じ状態にしても、ほこりフィルターを通過する空気の風速が遅くなるため、光電式ほこりセンサのほこり検出領域ＳＡを通過するほこりの量が少なくなる。
【００２３】
さらに、ほこり検出領域ＳＡにほこりを通過させる手段を搭載せずに、周囲の空気の流れを利用するシステムとした場合、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりの量は、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速に大きく依存することになる。
【００２４】
本発明は、そのような実情を鑑みてなされたもので、ほこり検出領域を通過する空気の風速を測定することが可能になると共に、空気の流れに依存することなく、ほこり検出領域を通過するほこりに関する物理量を正確に検出できる光電式ほこりセンサ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】
【００２５】
上記課題を解決するため、この発明の光電式ほこりセンサは、
ほこりが通過するほこり検出領域に光を常時照射する発光部と、
上記発光部からの光が上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで反射した光を捉えるか、または、上記発光部からの光を上記ほこり検出領域を介して直接受光し、上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで上記発光部からの光の一部が遮られる受光部と、
上記受光部からの受光信号に基づいて、上記ほこりの有無,濃度または粒径の少なくとも１つを検出する信号処理部と
を備え、
上記信号処理部は、上記受光部からの受光信号に基づいて、上記ほこりが上記ほこり検出領域を通過する時間を計測する時間計測部を有することを特徴とする。
【００２６】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記発光部からの光が上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで反射した光を上記受光部で捉える光電式ほこりセンサであって、
上記信号処理部は、
上記受光部からの受光信号のレベルが予め設定された第１閾値を超えたか否かを判定する第１閾値判定部と、
上記第１閾値判定部が上記受光部からの受光信号のレベルが上記第１閾値を超えたと判定してから、上記受光部からの受光信号のレベルが予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定する第２閾値判定部と
を有し、
上記時間計測部は、上記受光部からの受光信号のレベルが上記第１閾値を超えたと上記第１閾値判定部が判定した時点から、上記受光部からの受光信号のレベルが上記第２閾値を下回ったと上記第２閾値判定部が判定した時点までの時間を計測する。
【００２７】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記第２閾値は、上記第１閾値よりも低い値に設定されている。
【００２８】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記信号処理部は、
上記発光部からの光が上記ほこり検出領域を通過する上記ほこりで反射した反射光を上記受光部で捉える光電式ほこりセンサであって、
上記受光部からの受光信号のレベルが予め設定された閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部と、
上記受光部からの受光信号のレベルが上記閾値を超えたと上記閾値判定部が判定してから、上記受光部からの受光信号のレベルがピーク値になったか否かを判定するピーク値判定部と
を有し、
上記時間計測部は、上記受光部からの受光信号のレベルが上記閾値を超えたと上記閾値判定部が判定した時点から、上記受光部からの受光信号のレベルがピーク値になったと上記ピーク値判定部が判定した時点までの時間を計測する。
【００２９】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記信号処理部は、
上記ほこりが通過する上記ほこり検出領域の通過方向の距離および上記時間計測部により計測された上記ほこりが上記ほこり検出領域を通過する時間に基づいて、上記ほこりが上記ほこり検出領域を通過するときの通過速度を演算する通過速度演算部を有する。
【００３０】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記信号処理部は、
上記時間計測部により計測された上記ほこりが上記ほこり検出領域を通過する時間と上記受光部からの受光信号の振幅に基づいて、上記ほこりの量を演算するほこり量演算部を有する。
【００３１】
また、この発明の空調機器では、
上記のいずれか１つの光電式ほこりセンサを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
以上より明らかなように、この発明の光電式ほこりセンサによれば、ほこり検出領域を通過しているほこりの通過速度を観測することが可能になり、そのほこりの通過速度から、ほこり検出領域を通過する空気の風速を観測することができる。
【００３３】
このほこり検出領域を通過する空気の風速に応じて、受光部からの受光信号に基づいて検出されたほこりの有無,濃度または粒径の少なくとも１つを補正することによって、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速に依存せずに、ほこりに関する物理量を正確に検出することができる。
【００３４】
さらに、上記光電式ほこりセンサを備えた空調機器によれば、例えば、ほこりフィルターにほこりが堆積する前の風速を記憶しておいて、同じ空調設定で風速が一定以上遅くなることを検出することで、新たなセンサを追加することなく、光電式ほこりセンサを用いて、ほこりフィルターが目詰まりしたことを検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る光電式ほこりセンサの概略構造を示す説明図であって、光電式ほこりセンサの内部構造を透視的に示す正面図である。
【図２】図２は上記光電式ほこりセンサの検出部および信号処理部の回路構成を概略的に示す回路ブロック図である。
【図３】図３は上記光電式ほこりセンサの検出状態の時間的変化を示す図である。
【図４】図４はほこり検出領域をほこりが通過した時の上記光電式ほこりセンサの受光信号の一例を説明するための図である。
【図５】図５は本発明の第２実施形態における空調機器のブロック図である。
【図６】図６は本発明の第３実施形態における光電式ほこりセンサの検出部および制御部の回路構成を概略的に示す回路ブロック図である。
【図７】図７は本発明の第４実施形態における光電式ほこりセンサの検出部および受光部の配置を概略的に示す図である。
【図８】図８は上記光電式ほこりセンサの検出状態の時間的変化を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは従来の光電式ほこりセンサの一例を示す断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは上記光電式ほこりセンサの正面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは上記光電式ほこりセンサの底面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは上記光電式ほこりセンサの背面図である。
【図１０】図１０は上記光電式ほこりセンサの検出部および制御部の回路構成の一例を概略的に示す回路ブロック図である。
【図１１】図１１は上記光電式ほこりセンサの検出状態の時間的変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、この発明の光電式ほこりセンサおよび空調機器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３７】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る光電式ほこりセンサ１の概略構造を示す説明図であって、光電式ほこりセンサ１の内部構造を透視的に示す正面図である。
【００３８】
光電式ほこりセンサ１は、周囲の枠体を構成する筐体８と、筐体８の内側で固定された発光部４および受光部５とを備えている。筐体８には、表面側を保護する表板が設けられ、裏面側を保護する裏板が設けられている。この表板には第１通過穴２ａが形成され、裏板には第２通過穴２ａ,３ａが形成されている。そして、筐体８は、外部からの気流を表板における第１通過穴２ａから導入すると共に裏板における第２通過穴３ａから排出して、ほこり通過経路を形成するようになっている。
【００３９】
ほこり通過経路の一部の空間には、発光部４からの照射光Ｌｅが常時照射されるほこり検出領域ＳＡが形成されている。また、受光部５は、ほこり検出領域ＳＡに導入された気流に含まれるほこりＤからの反射光Ｌｒを受光し、ほこり検出領域ＳＡを通過する気流中のほこりＤを検出する。
【００４０】
即ち、光電式ほこりセンサ１は、ほこりＤが含まれる検出対象としての気流を筐体８内に通過させる第１,第２通過穴２ａ,３ａと、導入した気流を通過させる通過経路と、通過経路に形成されたほこり検出領域ＳＡと、ほこり検出領域ＳＡに照射光Ｌｅを常時照射する発光部４と、ほこり検出領域ＳＡに導入された気流に含まれるほこりＤからの反射光Ｌｒを受光する受光部５と、発光部４および受光部５を保持する筐体８とを備え、ほこり検出領域ＳＡを通過する気流中のほこりＤを検出するようになっている。筐体８の内側の内壁８ｗは、通過経路の発光部４側の発光側内壁８ｗ’と、通過経路の受光部５側の受光側内壁８ｗ”とを有している。
【００４１】
発光部４は発光素子４ａ(例えば、発光ダイオード(ＬＥＤ))を有しており、受光部５は受光素子５ａ(例えば、フォトダイオード)を有している。詳しくは、発光部４は、発光素子４ａに加えて、発光部レンズ４１および発光部スリット４２を備え、発光素子４ａからの光ビーム径を発光部レンズ４１および発光部スリット４２にて絞って集光することで、最適化した照射光Ｌｅをほこり検出領域ＳＡへ照射する構成とされている。また、受光部５は、受光素子５ａに加えて、受光部レンズ５１および受光部スリット５２を備え、ほこり検出領域ＳＡからの反射光Ｌｒを受光部スリット５２および受光部レンズ５１にて絞って集光することで、最適化して受光素子５ａに受光する構成とされている。これにより、ほこり検出領域ＳＡを最適な領域に調整することができる。
【００４２】
発光部４および受光部５の間には、内壁８ｗから反射する不要光や、発光部４と受光部５との間での直接光の影響を排除し得る位置に遮蔽板７が配設されている。内壁８ｗは、不要な反射光を吸収しやすいように黒色としている。
【００４３】
図２は、上記第１実施形態に係る光電式ほこりセンサ１の回路構成の一例を概略的に示す回路ブロック図である。
【００４４】
図２に示すように、光電式ほこりセンサ１は、検出部１０および信号処理部２０を備えている。検出部１０は、発光部４および受光部５を備えている。
【００４５】
上記発光部４は、発光素子４ａおよびその発光素子４ａを駆動する駆動回路４ｂで構成されている。発光部４は、駆動回路４ｂにより一定の照射光Ｌｅを常時発光するようになっている。
【００４６】
また、受光部５は、受光素子(ここではフォトダイオード)５ａと、複数の(ここでは二つの)増幅回路Ｇ１,Ｇ２とを備えている。受光素子５ａは、受光信号(検出したほこり粒径に対応するほこり信号)として信号処理部２０のＡ／Ｄ(アナログ／デジタル)コンバーター２１へ出力するようになっている。増幅回路Ｇ１,Ｇ２は、受光素子５ａの受光信号(出力信号)を増幅するためのものである。増幅回路Ｇ１,Ｇ２は、受光素子５ａと、信号処理部２０(ここでは信号処理部２０のＡ／Ｄコンバーター２１)との間で直列に接続されている。かかる構成を備えた受光部５は、反射光Ｌｒを受光した受光素子５ａの受光信号を増幅回路Ｇ１,Ｇ２で増幅できるようになっている。
【００４７】
即ち、受光素子５ａで検出する反射光Ｌｒの信号は極めて小さいことから、複数の増幅回路Ｇ１,Ｇ２を用いてＡ／Ｄコンバーター２１での処理が可能なレベルにまで反射光Ｌｒの信号を増幅する。つまり、複数の増幅回路Ｇ１,Ｇ２によって増幅部を構成し、増幅部は、検出したほこり量に対応する検出信号(ほこり信号)を出力する構成としている。また、増幅部を構成する複数の増幅回路の少なくとも一つ(ここでは増幅回路Ｇ１)には、増幅部(ここでは増幅回路Ｇ１)の増幅率を調整する増幅率調整部(可変抵抗Ｒｃ)が設けられている。これにより、信号処理部２０による受光信号の検出精度を向上させることができる。
【００４８】
信号処理部２０は、マイクロコンピュータで構成され、検出部１０からの検出信号をＡ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換するＡ／Ｄコンバーター２１と、第１閾値判定部２２と、第２閾値判定部２３と、通過速度演算部２４と、ほこり量演算部２５と、時間計測部の一例としてのタイマ２６と、記憶部２７とを有する。この信号処理部２０は、アナログ信号としての受光信号(検出信号)をＡ／Ｄコンバーター２１でデジタル信号に信号変換して必要な信号処理を行うことにより、ほこりＤを含んだ空気の風速や、ほこり量の検出を行うようになっている。ここで、ほこり量は、単位体積当たりのほこりＤの数とする。なお、ほこりＤのそれぞれの粒径に応じて、粒径毎のほこりＤの数に重み付けされた単位体積当たりのほこりＤの数としてもよい。
【００４９】
なお、ほこり量に限らず、ほこりＤの有無、濃度、粒径のうちの少なくとも１つを検出するようにしてもよい。
【００５０】
光電式ほこりセンサ１の内壁８ｗ(図１に示す)から反射する不要光や、発光部４と受光部５との間での直接光による受光信号波形のＤＣ成分を除去し、ほこりＤからの反射光Ｌｒによる本来の受光信号(検出信号)のみを通過させるために、複数の増幅回路Ｇ１,Ｇ２のうち少なくとも一つ(ここでは全て)の増幅回路の前段にハイパスフィルターＦ１,Ｆ２が挿入されている。このハイパスフィルターＦ１,Ｆ２は、例えば、簡単な周波数フィルター(具体的にはキャパシタ(コンデンサ)と抵抗器とで構成されたもの)を用いることができる。
【００５１】
図３(a)〜(c)は、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが少ない或いは無いとみなせるときと、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが多い或いは有るとみなせるときとの光電式ほこりセンサ１の検出状態の時間的変化の一例を説明するための図であって、図３(a)は、駆動回路４ｂから発光素子４ａへの駆動電流の時間変化を示す図であり、図３(b)はほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤの時間変化を示す図であり、図３(c)は、受光部５から信号処理部２０への受光信号波形の時間変化を示す図である。
【００５２】
ほこり検出領域ＳＡにほこりＤがないときは、受光信号波形に変化が無いためＤＣ成分を除去した検出信号はゼロになる。一方、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが侵入したときは、受光信号波形が変化するので、この変化分が増幅されて検出信号が出力され、さらに、ほこりＤが大きくなればそれに伴い検出信号レベルは大きくなっていく。この侵入したほこりＤが、ほこり検出領域ＳＡから外れると、受光信号波形はほこり検出領域ＳＡにほこりＤが無いときの信号レベルに戻り、増幅された検出信号もゼロレベルに戻る。
【００５３】
上記受光素子５ａで検出する反射光Ｌｒの信号が極めて小さいので、受光素子５ａや増幅回路Ｇ１,Ｇ２で発生する不要なノイズをそのまま増幅すると、検出信号がノイズに埋もれて検出信号をモニタできなくなる。増幅回路Ｇ１,Ｇ２のカットオフ周波数を低くすると、ノイズの高周波成分が増幅されなくなるので、検出信号のノイズレベルを低減することができる。
【００５４】
一方、増幅回路Ｇ１,Ｇ２のカットオフ周波数を低くし過ぎると、ほこり検出領域ＳＡをほこりＤが通過している時間と、増幅された検出信号が出力される時間にズレが生じるため、増幅回路Ｇ１,Ｇ２のカットオフ周波数は、ほこり検出領域ＳＡをほこりＤが通過する時間内で十分応答できる周波数に設定することが必要となる。
【００５５】
このような増幅回路Ｇ１,Ｇ２を設けることで、ほこり検出領域ＳＡをほこりＤが通過している期間だけ、ほこりＤの粒径に応じた検出信号が検出部１０から出力される。
【００５６】
この検出信号が信号処理部２０(ここではＡ／Ｄコンバーター２１)に入力され、検出信号が予め設定された任意の第１閾値を超えたか否かを第１閾値判定部２２により判定する。そして、第１閾値判定部２２が受光部５からの検出信号のレベルが第１閾値を超えたと判定すると、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが侵入したものとする。
【００５７】
次に、受光部５からの検出信号のレベルが予め設定された任意の第２閾値(＜第１閾値)を下回ったか否かを第２閾値判定部２３により判定して、第２閾値判定部２３が受光部５からの検出信号のレベルが第２閾値を下回ったと判定すると、ほこり検出領域ＳＡからほこりＤが出たものとする。
【００５８】
この検出信号が第１閾値を超えてから第２閾値を下回るまでの時間をタイマ２６(時間計測部)で計測することで、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過するのに要した時間(検出領域通過時間)を計測することができる。
【００５９】
図４(a)〜(c)は、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが通過した時の光電式ほこりセンサ１の検出信号の一例を説明するための図であって、図４(a)は、光電式ほこりセンサ１の検出信号に不要ノイズが重畳した時の波形を示す図であり、図４(b)は、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡに侵入したと判定する電圧とほこり検出領域ＳＡからほこりＤが出たと判定する電圧をともに第１閾値とした時の判定波形を示す図であり、図４(c)は、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡに侵入したと判定する電圧を第１閾値とし、ほこり検出領域ＳＡからほこりＤが出たと判定する電圧を第２閾値とした時の判定波形を示す図である。
【００６０】
検出信号には不要なノイズが含まれるので、図４(b)のように第１閾値と第２閾値を同じ電圧にすると、閾値を超えた直後に閾値を下回ることがあり、この短いパルスの時間を、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過した時間であると誤認識することがある。したがって、第２閾値は、第１閾値よりも低い電圧レベルで、かつ、第１閾値と第２閾値との電圧レベルの差が不要ノイズの振幅よりも大きい電圧レベルに設定されることが望ましい。
【００６１】
ほこり検出領域ＳＡのほこりＤの通過方向の距離と、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過するのに要した時間から、検出したほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過した時の通過速度を通過速度演算部２４により計算でき、その通過速度がほこりＤを含んだ空気の風速となる。
【００６２】
単位体積当たりのほこりＤの数が同じであっても、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤの数は、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤを含んだ空気の風速が速い場合は多くなり、ほこりＤを含んだ空気の風速が遅い場合は少なくなる。そこで、検出したほこりＤの数を計測した風速に応じてほこり量演算部２５により補正することによって、ほこりＤを含んだ空気の風速の影響を受けずに単位体積当たりのほこりＤの数を計測できるようになり、ほこり検出領域ＳＡに風速が調整された空気を送り込まなくても、正確なほこりＤの数(ほこり量)を計測することができる。
【００６３】
すなわち、タイマ２６(時間計測部)により計測されたほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時間および受光部５からの検出信号の振幅に基づいて、単位体積当たりのほこりＤの数すなわちほこりＤの量をほこり量演算部２５により演算することが可能になる。
【００６４】
上記構成の光電式ほこりセンサ１では、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤ毎の受光部５からの検出信号に基づいて、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時間を計測することにより、ほこり検出領域ＳＡを通過しているほこりＤの通過速度を観測することが可能になる。そのほこりＤの通過速度から、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速を観測することができる。
【００６５】
ここで、ほこり検出領域ＳＡはほこりＤの粒径に比べて非常に大きいため、ほこりＤの粒径によってほこり検出領域ＳＡを通過するのに要する時間はほとんど変わらない。
【００６６】
上記ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤで発光部４からの照射光が反射した光を捉える光電式ほこりセンサ１では、発光部４からの照射光のほこり検出領域ＳＡへの進行路上に集光レンズである発光部レンズ４１および発光部スリット４２を配置し、さらにほこり検出領域ＳＡからの反射光の受光部５への進行路上に集光レンズである受光部レンズ５１および受光部スリット５２を配置している。これにより、発光部４から照射される出力光および受光部５に受光される反射光の光径を絞ることができ、ほこりＤについて１個毎の出力波形を分けて観測しやすくなる結果、ほこりＤの検出精度を高めることができる。
【００６７】
単位体積当りのほこりＤの数が同じ場合、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速が速い場合は通過するほこりＤの数が多くなり、風速が遅い場合は通過するほこりＤの数は少なくなるので、検出したほこりＤの数を風速に応じて信号処理部２０のほこり量演算部２５で補正することにより、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速の変化に対して影響を受けない検出が可能になる。
【００６８】
さらに、粒径が小さいほこりＤを検出した時の受光部５の出力波形(検出信号の波形)と、粒径が大きいほこりＤを検出した時の出力波形の振幅は異なるので、その出力波形を信号処理部２０のマイクロコンピュータ等で判定するようにすれば、ほこり検出領域ＳＡを通過しているほこりＤの粒径を判別することができる。
【００６９】
このほこりＤの粒径のデータとほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速のデータを演算することで、粒径毎のほこりＤの数を風速の影響を受けずに信号処理部２０で正確に検出することができるようになる。
【００７０】
したがって、上記第１実施形態の光電式ほこりセンサ１によれば、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速を測定することが可能になると共に、空気の流れに依存することなく、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤに関する物理量(ほこりＤの有無,濃度,粒径)を正確に検出することができる。
【００７１】
また、上記受光部５からの検出信号のレベルが第１閾値を超えたと第１閾値判定部２２が判定した時点から、受光部５からの検出信号のレベルが第２閾値を下回ったと第２閾値判定部２３が判定した時点までの時間をタイマ２６(時間計測部)により計測することによって、受光部５からの検出信号に含まれる不要なノイズの短いパルスの時間を、ほこり検出領域ＳＡをほこりＤが通過した時間であると誤って計測するのを防止できる。
【００７２】
また、上記第２閾値を第１閾値よりも低い値に設定することによって、受光部５からの検出信号に含まれる不要なノイズの短いパルスの時間を誤って計測するのを確実に防止することができる。
【００７３】
〔第２実施形態〕
多くの空調機器は、大きいほこりを吸い込まないように、吸い込み口にほこりフィルターを備えたものが多い。また、光電式ほこりセンサにおいても、ほこり検出領域ＳＡにほこりが堆積することを防ぐ等の目的で、光電式ほこりセンサの空気の取り込み口にほこりフィルターを備えることも多い。
【００７４】
ほこりフィルターを備えた空調機器は、ほこりフィルターにほこりが堆積すると、同じ空調設定で動作させたとしても、吸い込む空気の風速は遅くなる。
【００７５】
そこで、本発明の第２実施形態のほこりフィルター１０１を備えた図５に示す空調機器１００は、本発明の第１実施形態に係る光電式ほこりセンサ１を搭載している。
【００７６】
この空調機器１００は、ほこりフィルター１０１と、ほこりフィルター１０１の下流側に配置された光電式ほこりセンサ１と、ほこりフィルター１０１を介して吸い込んだ空気を上方に吹き出す送風ファン１０２を備えている。
【００７７】
この第２実施形態の空調機器１００は、ほこりフィルター１０１にほこりが堆積していない時に空調機器１００が吸い込む空気の第１の風速を光電式ほこりセンサ１により計測しておいて、同じ空調設定で空調機器１００が吸い込む空気の第２の風速を光電式ほこりセンサ１により測定する。そして、一定の風速差(＝第１の風速−第２の風速)が生じた時は、ほこりフィルター１０１が目詰まりしたと判定することで、追加のセンサを搭載せずに、ほこりフィルター１０１が目詰まりしたことを検出することができる。
【００７８】
上記第２実施形態の空調機器は、本実施の形態に係る光電式ほこりセンサ１を備えていることにより、光電式ほこりセンサ１を通過する空気の風速を読み取ることができ、フィルターの目詰まりを検出することが可能となる。
【００７９】
なお、本発明に係る空調機器には、空気調和機、空気清浄器や空気清浄機能付きエアーコンディショナなどを含むことができる。その際、光電式ほこりセンサ１の信号処理部２０(図２参照)を空調機器の制御部と共通にすることができる。
【００８０】
〔第３実施形態〕
単位体積当たりのほこりＤの数が多くなると、ほこり検出領域ＳＡを同時に複数個のほこりＤが通過するようになる。ほこり検出領域ＳＡに複数個のほこりＤが通過すると、検出信号が繋がってしまう。このときに、第１閾値を超えてから第２閾値を下回るまでの時間を計測すると、複数個のほこりＤが全て通過するまでの時間を計測することになり、この計測値から風速を計算すると、実際にほこり検出領域ＳＡを通過している空気の風速とは大きく異なった値を算出することになる。
【００８１】
ほこり検出領域ＳＡの領域内でも、ほこりＤの検出感度は一様ではなく、ほこり検出領域ＳＡの中心部が最も検出感度が高いため、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時の検出信号は、徐々に信号レベルが大きくなり、ほこり検出領域ＳＡの中心部で最も振幅が大きくなる。
【００８２】
そこで、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが侵入してから、検出信号がピーク値になるまでの時間を計測することで、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡに侵入してから、ほこり検出領域ＳＡの中心に到達するのに要した時間を計測する。この時間は、第１実施形態での計測時間である、ほこり検出領域ＳＡを通過するのに要した時間(検出領域通過時間)の半分程度の時間となる。
【００８３】
図６はこの発明の第３実施形態の光電式ほこりセンサ３０１の回路構成の一例を概略的に示す回路ブロック図を示している。
【００８４】
図６に示すように、光電式ほこりセンサ３０１は、検出部１０および信号処理部３２０を備えている。検出部１０は、第１実施形態の光電式ほこりセンサ１の検出部１０と同一の構成をしている。
【００８５】
また、信号処理部３２０は、マイクロコンピュータで構成され、検出部１０からの検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバーター３２１と、閾値判定部３２２と、ピーク値判定部３２３と、通過速度演算部３２４と、ほこり量演算部３２５と、時間計測部の一例としてのタイマ３２６と、記憶部３２７とを有する。この信号処理部３２０は、アナログ信号としての受光信号(検出信号)をＡ／Ｄコンバーター３２１でデジタル信号に信号変換して必要な信号処理を行うことにより、ほこりＤを含んだ空気の風速や、ほこりＤの粒径の検出を行うようになっている。
【００８６】
上記第３実施形態の光電式ほこりセンサ３０１では、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが侵入したと判定するのは、第１実施形態と同様に、検出信号が予め設定された任意の閾値を超えたと閾値判定部３２２が判定したときとする。
【００８７】
次に、検出信号のピーク値の判定は、検出信号をＡ／Ｄコンバーター３２１で一定時間毎に検出信号の電圧レベルを検出し、前回の検出レベルより低い値を検出した時に、ピーク値判定部３２３により検出信号がピーク値を迎えたと判定する。
【００８８】
これにより、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡに侵入してから、ほこり検出領域ＳＡの中心に到達するのに要した時間を計測することができる。このほこり検出領域ＳＡに侵入してから中心に到達するまでの時間は、ほこり検出領域ＳＡを通過するのに要した時間(検出領域通過時間)の半分程度であるので、２倍することによってほこり検出領域ＳＡをほこりＤが通過する時間が求まる。
【００８９】
このようにして、ほこり検出領域ＳＡに複数個のほこりＤが通過して検出信号が繋がってしまっても、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡに侵入してから中心に到達するまでの時間(すなわち、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡに侵入してから検出信号がピーク値になるまでの時間)を正確に計測することができ、この計測された時間から、ほこり検出領域ＳＡを通過している空気の風速を正確に求めることが可能になる。
【００９０】
なお、検出信号には不要なノイズが含まれるので、前回の検出レベルを少しでも下回った時を検出信号のピーク値として検出すると、検出信号のピーク値以外をピーク値として検出することがあるので、前回の検出レベルより低いと判定するのは、前回の検出レベルから不要ノイズの振幅分低い判定電圧よりも低い電圧を検出した時だけとすることが望ましい。
【００９１】
また、ほこり検出領域ＳＡのほこりＤの通過方向の距離と、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過するのに要した時間から、検出したほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過した時の通過速度を通過速度演算部３２４により計算でき、その通過速度がほこりＤを含んだ空気の風速となる。
【００９２】
また、タイマ２６(時間計測部)により計測されたほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時間および受光部５からの検出信号の振幅に基づいて、ほこりＤの量をほこり量演算部２５により演算することが可能になる。
【００９３】
上記第３実施形態の光電式ほこりセンサ３０１は、第１実施形態の光電式ほこりセンサ１と同様の効果を有する。
【００９４】
〔第４実施形態〕
上記第１実施形態の光電式ほこりセンサ１は、ほこり検出領域ＳＡを通過する気流中のほこりＤによって反射した反射光Ｌｒを検出している。
【００９５】
これに対して、本発明の第４実施形態の光電式ほこりセンサは、図７に示すように、発光部４０４は一定の照射光Ｌｅを常時発光するようになっていて、受光部４０５は発光部４０４からの照射光Ｌｅを直接受光する配置としている。発光部４０４からの照射光Ｌｅが直接受光部１５に照射される配置とすることによって、ほこりＤに遮られることなく、ほこり検出領域ＳＡをそのまま通過してきた通過光Ｌｔを受光部１５により受光して、ほこりＤを検出する。
【００９６】
図８(a),(b)は、この第４実施形態において、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが少ない或いは無いとみなせるときと、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが多い或いは有るとみなせるときとの光電式ほこりセンサの検出状態の時間的変化の一例を説明するための図であって、図８(a)は、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤの時間変化を示す図であり、図８(b)は、受光部４０５からの受光信号波形の時間変化を示す図である。
【００９７】
ほこり検出領域ＳＡにほこりＤがないときは、受光信号波形に変化が無いため、ＤＣ成分を除去した検出信号はゼロになる。一方、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが侵入したときは、受光信号が減少するので、この減少分が増幅された検出信号が出力され、さらに、ほこりＤが大きくなればそれに伴い検出信号の減少幅は大きくなっていく。この侵入したほこりＤが、ほこり検出領域ＳＡから外れると、受光信号波形は、ほこり検出領域ＳＡにほこりＤが無いときの信号レベルに戻り、増幅された検出信号もゼロレベルに戻る。
【００９８】
上記第４実施形態の光電式ほこりセンサは、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速を測定することが可能になると共に、空気の流れに依存することなく、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤに関する物理量(ほこりＤの有無,濃度,粒径)を正確に検出できる。
【００９９】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第４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種々変更して実施することができる。例えば、上記第１〜第４実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【０１００】
この発明および実施形態をまとめると、次のようになる。
【０１０１】
この発明の光電式ほこりセンサは、
ほこりＤが通過するほこり検出領域ＳＡに光を常時照射する発光部４,４０４と、
上記発光部４からの光が上記ほこり検出領域ＳＡを通過する上記ほこりＤで反射した光を捉えるか、または、上記発光部４０４からの光を上記ほこり検出領域ＳＡを介して直接受光し、上記ほこり検出領域ＳＡを通過する上記ほこりＤで上記発光部４０４からの光の一部が遮られる受光部５,４０５と、
上記受光部５,４０５からの受光信号に基づいて、上記ほこりＤの有無,濃度または粒径の少なくとも１つを検出する信号処理部２０,３２０と
を備え、
上記信号処理部２０,３２０は、上記受光部５,４０５からの受光信号に基づいて、上記ほこりＤが上記ほこり検出領域ＳＡを通過する時間を計測する時間計測部２６,３２６を有することを特徴とする。
【０１０２】
上記構成によれば、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤ毎の受光部５,４０５からの受光信号に基づいて、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時間を計測することにより、ほこり検出領域ＳＡを通過しているほこりＤの通過速度を観測することが可能になる。そのほこりＤの通過速度から、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速を観測することができる。
【０１０３】
ここで、本発明の光電式ほこりセンサにおいて、ほこり検出領域ＳＡはほこりＤの粒径に比べて非常に大きいため、ほこりＤの粒径によってほこり検出領域ＳＡを通過するのに要する時間はほとんど変わらない。
【０１０４】
例えば、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤで発光部４からの光が反射した光を捉える光電式ほこりセンサにおいて、発光部４からの照射光のほこり検出領域ＳＡへの進行路上に集光レンズおよびスリットを配置し、さらにほこり検出領域ＳＡからの反射光の受光部５への進行路上に集光レンズおよびスリットを配置しておけば、発光部４から照射される出力光および受光部５に受光される反射光の光径を絞ることができ、ほこりＤ１個毎の出力波形を分けて観測しやすくなる結果、ほこりＤの検出精度を高めることができる。
【０１０５】
単位体積当りのほこりＤの数が同じ場合、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速が速い場合は通過するほこりＤの数が多くなり、風速が遅い場合は通過するほこりＤの数は少なくなるので、検出したほこりＤの数を風速に応じて補正することで、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速の変化に対して影響を受けない検出が可能になる。
【０１０６】
さらに、粒径が小さいほこりＤを検出した時の受光部５,４０５の出力波形と、粒径が大きいほこりＤを検出した時の出力波形の振幅は異なるので、その出力波形を信号処理部２０で判定するようにすれば、ほこり検出領域ＳＡを通過しているほこりＤの粒径を判別することができる。
【０１０７】
このほこりＤの粒径のデータとほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速のデータを信号処理部２０により演算することで、粒径毎のほこりＤの数を風速の影響を受けずに正確に検出することができるようになる。
【０１０８】
したがって、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速を測定することが可能になると共に、空気の流れに依存することなく、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤに関する物理量(ほこりＤの有無,濃度,粒径)を正確に検出することができる。
【０１０９】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記発光部４からの光が上記ほこり検出領域ＳＡを通過する上記ほこりＤで反射した光を上記受光部５で捉える光電式ほこりセンサであって、
上記信号処理部２０は、
上記受光部５からの受光信号のレベルが予め設定された第１閾値を超えたか否かを判定する第１閾値判定部２２と、
上記第１閾値判定部２２が上記受光部５からの受光信号のレベルが上記第１閾値を超えたと判定してから、上記受光部５からの受光信号のレベルが予め設定された第２閾値を下回ったか否かを判定する第２閾値判定部２３と
を有し、
上記時間計測部２６は、上記受光部５からの受光信号のレベルが上記第１閾値を超えたと上記第１閾値判定部２２が判定した時点から、上記受光部５からの受光信号のレベルが上記第２閾値を下回ったと上記第２閾値判定部２３が判定した時点までの時間を計測する。
【０１１０】
上記実施形態によれば、受光部５からの受光信号のレベルが第１閾値を超えたと第１閾値判定部２２が判定した時点から、受光部５からの受光信号のレベルが第２閾値を下回ったと第２閾値判定部２３が判定した時点までの時間を時間計測部２６により計測することによって、受光部５からの受光信号に含まれる不要なノイズの短いパルスの時間を、ほこり検出領域ＳＡをほこりＤが通過した時間であると誤って計測するのを防止できる。
【０１１１】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記第２閾値は、上記第１閾値よりも低い値に設定されている。
【０１１２】
上記実施形態によれば、第２閾値を第１閾値よりも低い値に設定することによって、受光部５からの受光信号に含まれる不要なノイズの短いパルスの時間を誤って計測するのを確実に防止できる。
【０１１３】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記信号処理部３２０は、
上記発光部４からの光が上記ほこり検出領域ＳＡを通過する上記ほこりＤで反射した反射光を上記受光部５で捉える光電式ほこりセンサであって、
上記受光部５からの受光信号のレベルが予め設定された閾値を超えたか否かを判定する閾値判定部３２２と、
上記受光部５からの受光信号のレベルが上記閾値を超えたと上記閾値判定部が判定してから、上記受光部５からの受光信号のレベルがピーク値になったか否かを判定するピーク値判定部３２３と
を有し、
上記時間計測部２６,３２６は、上記受光部５からの受光信号のレベルが上記閾値を超えたと上記閾値判定部３２２が判定した時点から、上記受光部５からの受光信号のレベルがピーク値になったと上記ピーク値判定部３２３が判定した時点までの時間を計測する。
【０１１４】
上記実施形態によれば、受光部５からの受光信号のレベルが閾値を超えたと閾値判定部３２２が判定した時点から、受光部５からの受光信号のレベルがピーク値になったとピーク値判定部３２３が判定した時点までの時間を時間計測部２６,３２６により計測することによって、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡに侵入してから、ほこり検出領域ＳＡの中心に到達するのに要した時間を計測することができる。この計測された時間から、ほこり検出領域ＳＡを通過しているほこりＤの通過速度を求めることが可能になる。
【０１１５】
これにより、ほこり検出領域ＳＡに複数個のほこりＤが通過して受光信号が繋がってしまっても、ほこり検出領域ＳＡの中心に到達するのに要した時間に基づいて求めたほこりＤの通過速度から、ほこり検出領域ＳＡを通過している空気の風速を正確に求めることが可能になる。
【０１１６】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記信号処理部２０,３２０は、
上記ほこりＤが通過する上記ほこり検出領域ＳＡの通過方向の距離および上記時間計測部２６,３２６により計測された上記ほこりＤが上記ほこり検出領域ＳＡを通過する時間に基づいて、上記ほこりＤが上記ほこり検出領域ＳＡを通過するときの通過速度を演算する通過速度演算部２４,３２４を有する。
【０１１７】
上記実施形態によれば、ほこりＤが通過するほこり検出領域ＳＡの通過方向の距離および時間計測部２６,３２６により計測されたほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時間に基づいて、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過するときの通過速度を通過速度演算部２４,３２４により演算することによって、そのほこりＤの通過速度に相当する空気(ほこりＤを含む)の風速が容易に得られる。
【０１１８】
また、一実施形態の光電式ほこりセンサでは、
上記信号処理部２０,３２０は、
上記時間計測部２６,３２６により計測された上記ほこりＤが上記ほこり検出領域ＳＡを通過する時間と上記受光部５からの受光信号の振幅に基づいて、上記ほこりＤの量を演算するほこり量演算部２５,３２５を有する。
【０１１９】
上記実施形態によれば、時間計測部２６,３２６により計測されたほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時間と受光部５からの受光信号の振幅に基づいて、ほこりＤの量をほこり量演算部２５,３２５により演算する。例えば、ほこりＤがほこり検出領域ＳＡを通過する時間の短長に応じてほこりＤの量を増減させ、受光部５からの受光信号の振幅の大小に応じてほこりＤの量を増減させる。これにより、正確なほこりＤの量を求めることができる。
【０１２０】
また、この発明の空調機器では、
上記のいずれか１つの光電式ほこりセンサを備えていることを特徴とする。
【０１２１】
上記構成によれば、上記光電式ほこりセンサを用いることによって、ほこり検出領域ＳＡを通過する空気の風速を測定することが可能になると共に、空気の流れに依存することなく、ほこり検出領域ＳＡを通過するほこりＤに関する物理量を正確に検出できる機能を備えた空調機器を実現することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１…光電式ほこりセンサ
４…発光部
５…受光部
７…遮蔽板
８…筐体
１０…検出部
２０…信号処理部
２１…Ａ／Ｄコンバーター
２２…第１閾値判定部
２３…第２閾値判定部
２４…通過速度演算部
２５…ほこり量演算部
２６…タイマ
２７…記憶部
１００…空調機器
１０１…ほこりフィルター
１０２…送風ファン
３０１…光電式ほこりセンサ
３２０…信号処理部
３２１…Ａ／Ｄコンバーター
３２２…閾値判定部
３２３…ピーク値判定部
３２４…通過速度演算部
３２５…ほこり量演算部
３２６…タイマ
３２７…記憶部
４０４…発光部
４０５…受光部
Ｄ…ほこり
Ｆ１,Ｆ２…ハイパスフィルター
Ｇ１,Ｇ２…増幅回路
Ｌｅ…照射光
Ｌｒ…反射光
Ｌｔ…通過光
Ｒｃ…可変抵抗
ＳＡ…ほこり検出領域
【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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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