JPH10170435A - 埃検出装置および埃検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 短時間で的確な補正処理を施し得るようにし
て、高精度に埃の検出を行う。 【解決手段】 埃検出出力のばらつきを検出するばらつ
き検出手段１３と、検出されたばらつきを予め設定され
た閾値と比較する比較手段１４と、ばらつきが閾値より
も小さいと判定されたことに応答して該当する埃検出出
力をほこり検出出力のオフセット値として採用するオフ
セット値採用手段１５と、埃検出出力をこのオフセット
値で補正して埃の濃度を検出する濃度検出手段１６，１
７とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は埃検出装置および
埃検出方法に関し、さらに詳細にいえば、埃粒子に起因
する散乱光を受光して埃の濃度を検出する埃検出装置お
よび埃検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、空気中の埃の濃度を検出する
埃検出装置として、埃粒子に起因する散乱光を受光して
埃の濃度を検出する埃検出装置が提案されている。この
埃検出装置を採用した場合には、埃粒子が検知領域を通
過することに伴ってパルス状に変化する検出信号を出力
するので、パルス状の検出出力の出現頻度やその高さを
検出することによって埃粒子の数、大きさを検出するこ
とができる。

【０００３】しかし、実際には、埃検出装置の光学系に
おける汚れの付着などによって埃検出装置に含まれる埃
センサの出力が変動するのであるから、埃センサの出力
に対して何らかの補正を施さなければ埃の濃度を正確に
は検出することができない。このような点を考慮して、
数日間の検出出力の最小値をゼロレベルとする補正処理
を施すようにした煙センサが提案されている（特開平５
ー３２５０５８号公報参照）。

【０００４】この構成の煙センサを採用すれば、数日間
の検出出力の最小値をゼロレベルとする補正処理を施す
ことによって、煙センサの光学系における汚れの付着な
どに起因する煙センサの出力の変動の影響を排除し、ま
たは低減して煙の検出精度を高めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、煙センサが検
出の対象とする煙の粒子と比較して埃の粒子は著しく大
きく、埃の粒子が１個だけ光学系に付着しただけでも検
出出力のレベルが劇的に変動するおそれがある。そし
て、このような場合には、直ちに補正処理を施すことが
必要であるにも拘らず、特開平５ー３２５０５８号公報
に記載された方式を埃センサに適用した場合には、的確
な補正処理が施されるようになるまでに最長で数日間が
必要になり、その間は、不的確な補正処理しか施すこと
ができず、埃の検出精度が大幅に低下してしまう可能性
があるという不都合がある。

【０００６】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、短時間で的確な補正処理を施し得るよう
にして、高精度に埃の検出を行うことができる埃検出装
置および埃検出方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の埃検出装置
は、埃粒子に起因する散乱光を受光して埃の濃度を検出
するものであって、埃検出出力のばらつきを検出するば
らつき検出手段と、検出されたばらつきを予め設定され
た閾値と比較する比較手段と、ばらつきが閾値よりも小
さいと判定されたことに応答して該当する埃検出出力を
埃検出出力のオフセット値として採用するオフセット値
採用手段と、埃検出出力をこのオフセット値で補正して
埃の濃度を検出する濃度検出手段とを含んでいる。ここ
で、該当する埃検出出力としては、ばらつきの検出に用
いられた埃検出出力の何れかを採用してもよいが、ばら
つきの検出に用いられた埃検出出力の平均値などを採用
してもよい。

【０００８】請求項２の埃検出装置は、ばらつき検出手
段として、埃検出出力のばらつきを数値化するものを採
用し、比較手段として、数値化されたばらつきを予め設
定された閾値と比較するものを採用している。ここで、
埃検出出力のばらつきの数値化方法としては、分散を得
る方法、標準偏差を得る方法、個々のデータとそれらの
平均値との差の総和を得る方法、個々のデータとそれら
の平均値との差の平均値を得る方法などが例示できる。

【０００９】請求項３の埃検出装置は、埃を検出した
後、所定時間が経過するまでは新たなオフセット値の採
用を禁止する禁止手段をさらに含むものである。ここ
で、所定時間としては、例えば、一度浮遊した埃がある
程度沈降するのに必要な時間が例示できる。請求項４の
埃検出装置は、埃の濃度に応じて動作を制御する必要が
ある装置に組み込まれて、埃粒子に起因する散乱光を受
光して埃の濃度を検出する埃検出装置であって、装置も
しくは埃検出装置に含まれる埃センサの起動時に、所定
時間だけ外気が埃センサに導かれることを阻止する阻止
手段を含むとともに、外気が埃センサに導かれることを
阻止されている期間における埃センサの埃検出出力を埃
検出出力のオフセット値として採用するオフセット値採
用手段と、埃検出出力をこのオフセット値で補正して埃
の濃度を検出する濃度検出手段とを含むものである。

【００１０】請求項５の埃検出装置は、埃検出出力とし
て、埃粒子に起因する散乱光を受光することに伴って出
力される埃検出出力、または時系列的に、埃粒子に起因
する散乱光を受光することに伴って出力される出力どう
しの差を累積的に加算して出力される埃検出出力を採用
するものである。請求項６の埃検出方法は、埃粒子に起
因する散乱光を受光して埃の濃度を検出する埃検出方法
であって、埃検出出力のばらつきを検出し、検出された
ばらつきを予め設定された閾値と比較し、ばらつきが閾
値よりも小さいと判定されたことに応答して該当する埃
検出出力を埃検出出力のオフセット値として採用し、埃
検出出力をこのオフセット値で補正して埃の濃度を検出
する方法である。

【００１１】請求項７の埃検出方法は、埃検出出力とし
て、埃粒子に起因する散乱光を受光することに伴って出
力される埃検出出力、または時系列的に、埃粒子に起因
する散乱光を受光することに伴って出力される出力どう
しの差を累積的に加算して出力される埃検出出力を採用
する方法である。

【００１２】

【作用】請求項１の埃検出装置であれば、埃粒子に起因
する散乱光を受光して埃の濃度を検出するに当たって、
埃検出出力のばらつきをばらつき検出手段により検出
し、検出されたばらつきを比較手段により予め設定され
た閾値と比較し、ばらつきが閾値よりも小さいと判定さ
れたことに応答して該当する埃検出出力をオフセット値
採用手段により埃検出出力のオフセット値として採用
し、濃度検出手段により埃検出出力をこのオフセット値
で補正して埃の濃度を検出することができる。したがっ
て、埃検出出力のばらつきが検出でき、しかも検出され
たばらつきが予め設定された閾値よりも小さければ、該
当する埃検出出力を直ちにオフセット値として採用する
ことにより、高精度の埃検出を達成することができる。
換言すれば、適正なオフセット値の採用の迅速性、およ
び埃の検出の高精度化を両立させることができる。

【００１３】請求項２の埃検出装置であれば、ばらつき
検出手段として、埃検出出力のばらつきを数値化するも
のを採用し、比較手段として、数値化されたばらつきを
予め設定された閾値と比較するものを採用しているの
で、請求項１と同様の作用を達成することができる。請
求項３の埃検出装置であれば、埃を検出した後、所定時
間が経過するまでは新たなオフセット値の採用を禁止す
る禁止手段をさらに含んでいるので、埃が多く、かつ埃
検出出力のばらつきが閾値よりも小さいような場合に、
オフセット値が変更されてしまうという不都合を大幅に
低減することができる。

【００１４】請求項４の埃検出装置であれば、埃の濃度
に応じて動作を制御する必要がある装置に組み込まれた
埃検出装置によって、埃粒子に起因する散乱光を受光し
て埃の濃度を検出するに当たって、装置もしくは埃検出
装置に含まれる埃センサの起動時に、阻止手段によっ
て、所定時間だけ外気が埃センサに導かれることを阻止
し、外気が埃センサに導かれることを阻止されている期
間における埃センサの埃検出出力をオフセット値採用手
段によって埃検出出力のオフセット値として採用し、濃
度検出手段によって、埃検出出力をこのオフセット値で
補正して埃の濃度を検出することができる。したがっ
て、埃センサの埃検知領域を清浄な状態にしてオフセッ
ト値を得ることができ、埃検出を高感度化できるととも
に、オフセット値を得るための処理が装置の本来の動
作、埃センサの本来の動作を阻害するという不都合を殆
ど皆無にすることができる。

【００１５】請求項５の埃検出装置であれば、埃検出出
力として、埃粒子に起因する散乱光を受光することに伴
って出力される埃検出出力、または時系列的に、埃粒子
に起因する散乱光を受光することに伴って出力される出
力どうしの差を累積的に加算して出力される埃検出出力
を採用するのであるから、何れの埃検出出力を採用した
場合であっても、請求項１から請求項４の何れかと同様
の作用を達成することができる。

【００１６】請求項６の埃検出方法であれば、埃粒子に
起因する散乱光を受光して埃の濃度を検出するに当たっ
て、埃検出出力のばらつきを検出し、検出されたばらつ
きを予め設定された閾値と比較し、ばらつきが閾値より
も小さいと判定されたことに応答して該当する埃検出出
力を埃検出出力のオフセット値として採用し、埃検出出
力をこのオフセット値で補正して埃の濃度を検出するの
であるから、埃検出出力のばらつきが検出でき、しかも
検出されたばらつきが予め設定された閾値よりも小さけ
れば直ちにオフセット値として採用することにより、高
精度の埃検出を達成することができる。換言すれば、適
正なオフセット値の採用の迅速性、および埃の検出の高
精度化を両立させることができる。

【００１７】請求項７の埃検出方法であれば、埃検出出
力として、埃粒子に起因する散乱光を受光することに伴
って出力される埃検出出力、または時系列的に、埃粒子
に起因する散乱光を受光することに伴って出力される出
力どうしの差を累積的に加算して出力される埃検出出力
を採用するのであるから、何れの埃検出出力を採用した
場合であっても、請求項６と同様の作用を達成すること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の態様】以下、添付図面を参照して、この発
明の実施の態様を詳細に説明する。図１はこの発明の埃
検出装置に含まれる埃センサの一例の内部機構を示す平
面図、図２は概略正面図である。この埃センサは、発光
ダイオードなどからなる発光部１ａおよびフォトダイオ
ードなどからなる受光部１ｂが搭載された基板１と、暗
箱（ケース体）２とから構成されている。ここで、基板
１としては、例えば、ガラスエポキシからなるプリント
配線基板が例示でき、暗箱２としては、例えば、アクリ
ルニトリルブタジエンスチレン共重合体（以下、ＡＢＳ
と略称する）を用いて成形された箱体が例示できる。

【００１９】暗箱２は全体が直方体状の箱体であり、そ
の内部に上方に延びる壁部材を形成することにより、発
光部収容空間２ａ、受光部収容空間２ｂを形成している
とともに、発光部収容空間２ａ、受光部収容空間２ｂに
それぞれレンズ系２ｃ，２ｄを設けている。そして、両
レンズ系２ｃ，２ｄの光軸が所定の角度をなすように両
レンズ系２ｃ，２ｄが配置されている。また、レンズ系
２ｃの光軸上であって、発光部収容空間２ａの内奥部に
発光部１ａを侵入させるための穴が形成されている。な
お、レンズ系２ｃは省略することが可能である。

【００２０】そして、発光部収容空間２ａと受光部収容
空間２ｂとの中間部に、発光部１ａからレンズ系２ｃを
通して出射される光が直接レンズ系２ｄを通して受光部
１ｂに導かれることを防止する遮光部材２ｅが設けられ
ている。また、ノイズ光として作用する可能性がある光
がレンズ系２ｄを通して受光部１ｂに導かれることを防
止するノイズ光遮光部材２ｆが発光部収容空間２ａ、受
光部収容空間２ｂ、遮光部材２ｅとほぼ正対する位置に
設けられている。ノイズ光遮光部材２ｆは複数個設けら
れており、互いに隣り合うノイズ光遮光部材２ｆによっ
てノイズ光減衰室を構成している。このノイズ光減衰室
に導入された光はこの室の吸光度が高い内壁面で複数回
反射させられることにより、その強度が十分に減衰させ
られる。また、発光部１ａからの直接光が照射されるノ
イズ光遮光部材２ｆの所定位置に直接光を通過させるた
めの穴２ｊが形成されているとともに、このノイズ光遮
光部材２ｆと、受光部収容空間２ｂを規定する板部材
と、暗箱２の外壁部材とで光トラップ２ｋを構成してい
る。さらに、遮光部材２ｅの先端に近接する所定位置に
流体導入用の開口２ｉが設けられている。もちろん、基
板１の対応箇所にも流体導入用の開口（図示せず）が設
けられている。

【００２１】図３はこの発明の埃検出装置の一実施態様
を示すブロック図である。この埃検出装置は、所定のサ
ンプリング時間毎に埃センサ１１からの埃検出出力を取
り込んで一時的に、かつ時系列的に所定個数だけ保持す
る埃検出出力保持部１２と、埃検出出力保持部１２によ
り時系列的に保持されている所定個数の埃検出出力に基
づいて、埃検出出力のばらつきを算出するばらつき算出
部１３と、ばらつき算出部１３により算出されたばらつ
きと予め設定されている閾値との大小を比較する比較部
１４と、ばらつき算出部１３により算出されたばらつき
が閾値よりも小さいことを示す比較部１４からの比較結
果信号に応答して、該当する埃検出出力を埃検出出力を
補正するためのオフセット値として保持するオフセット
値保持部１５と、埃センサ１１からの埃検出出力とオフ
セット値保持部１５に保持されているオフセット値とを
入力として両者の差を算出し、補正後の埃検出出力とし
て出力する補正部１６と、補正部１６から出力される補
正後の埃検出出力を入力として埃の濃度等を出力する出
力部１７とを有している。

【００２２】前記埃検出出力としては、埃センサ１１か
らの埃検出出力をそのまま採用してもよいが、時系列的
に得られる埃センサ１１からの埃検出出力どうしの差を
算出し、得られた差を累積的に加算したものを埃検出出
力として採用してもよい。ここで、後者の埃検出出力が
空気中の埃の濃度に対応することを本願の発明者は経験
的に見出した。

【００２３】前記ばらつき算出部１３は、分散、標準偏
差、個々のデータとそれらの平均値との差の総和、個々
のデータとそれらの平均値との差の平均値などを算出す
ることによってばらつきを数値化するものである。前記
閾値は、例えば、埃が殆どない状態における埃検出出力
のばらつきに基づいて経験的に定める。

【００２４】前記該当する埃検出出力は、例えば、ばら
つきの検出に用いられた埃検出出力の何れかであっても
よいが、ばらつきの検出に用いられた埃検出出力の平均
値などであってもよい。前記出力部１７は、補正後の埃
検出出力の振幅、頻度などに基づいて埃の濃度等に変換
して出力するものであり、その処理内容は従来の煙セン
サなどと同様であるから、詳細な説明を省略する。ただ
し、出力部１７からの出力信号を空気清浄機などの運転
を制御するための制御信号として出力する場合には、埃
の濃度などを正確に示す信号を出力しなくてもよく、例
えば、予め設定した埃の濃度よりも高いか否かを示す信
号を出力するだけで十分である。この場合において、予
め設定する埃の濃度を複数の濃度にすることによって、
例えば、空気清浄機の運転を、強、弱、停止のように複
数段階に制御することができる。

【００２５】上記の構成の埃検出装置の作用は次のとお
りである。測定対象雰囲気が埃を全く含んでいない場合
には、発光部１ａからレンズ系２ｃを通して出射される
光はそのまま直線的に伝播し、遮光部材２ｅの存在によ
ってレンズ系２ｄには全く照射されない。この結果、受
光部１ｂから出力される埃検出出力は小さいままであ
る。なお、直線的に伝播する光のうち、少なくとも一部
は穴２ｊを通して光トラップ２ｋに導入され、閉じ込め
られることによりほぼ完全に減衰する。また、直線的に
伝播する光の残部は穴２ｊが形成されたノイズ光遮光部
材２ｆ、このノイズ光遮光部材２ｆと対向するノイズ光
遮光部材２ｆ、および暗箱２の外壁部材により形成され
るノイズ光減衰室で多重反射されることにより十分に減
衰する。したがって、発光部１ａからの直接光に起因す
るノイズ光は受光部１ｂには殆ど影響を及ぼさない。

【００２６】逆に、測定対象雰囲気が埃を含んでいる場
合には、流体導入用の開口２ｉを通して埃を含む流体が
暗箱２の内部に侵入するので、発光部１ａからレンズ系
２ｃを通して出射される光が埃の粒子によって散乱反射
され、散乱反射光の一部がレンズ系２ｄを通して受光部
１ｂに導かれる。この結果、受光部１ｂから出力される
埃検出出力が、受光する散乱反射光の強度に対応して大
きくなる。また、直線的に伝播する光はノイズ光減衰室
および光トラップ２ｋにより十分に減衰されるので、受
光部１ｂには殆ど影響を及ぼさない。

【００２７】以上の説明は理想状態に対応するものであ
り、実際の使用状態においては、例えば、測定対象雰囲
気が埃を全く含んでいない場合であっても、レンズ系２
ｃ、遮光部材２ｅ、ノイズ光遮光部材２ｆなどに埃の粒
子が付着していれば、このような埃の粒子に起因する散
乱反射光が受光部１ｂに影響を及ぼし、埃検出出力が測
定対象雰囲気中の埃の量に正確には対応しない状態にな
ってしまう。そして、レンズ系２ｃ、遮光部材２ｅ、ノ
イズ光遮光部材２ｆなどに付着した埃の粒子の量を正確
に把握することは到底不可能であると従来は考えられて
いる。したがって、埃検出出力を正確に補正することも
到底不可能であると従来は考えられている。

【００２８】しかし、この発明の埃検出装置を採用した
場合には、以下のようにしてレンズ系２ｃ、遮光部材２
ｅ、ノイズ光遮光部材２ｆなどに付着した埃の粒子の影
響を排除し、埃検出出力を正確に補正することができ
る。すなわち、埃検出出力保持部１２によって、所定の
サンプリング時間毎に埃センサ１１からの埃検出出力を
取り込んで一時的に、かつ時系列的に所定個数だけ保持
し、埃検出出力保持部１２により時系列的に保持されて
いる所定個数の埃検出出力に基づいて、ばらつき算出部
１３によって、埃検出出力のばらつきを算出し、比較部
１４によって、ばらつき算出部１３により算出されたば
らつきと予め設定されている閾値との大小を比較し、ば
らつき算出部１３により算出されたばらつきが閾値より
も小さいことを示す比較部１４からの比較結果信号に応
答して、オフセット値保持部１５によって、該当する埃
検出出力を埃検出出力を補正するためのオフセット値と
して保持し、補正部１６によって、埃センサ１１からの
埃検出出力とオフセット値保持部１５に保持されている
オフセット値とを入力として両者の差を算出し、補正後
の埃検出出力として出力し、出力部１７によって、補正
部１６から出力される補正後の埃検出出力を入力として
埃の濃度等を出力することができる。

【００２９】上記の説明のうち、埃検出出力のばらつき
は、暗箱２内に導入される測定対象雰囲気に含まれる埃
の量の変化によって生ずるのみならず、暗箱２内に導入
される測定対象雰囲気に含まれる埃の量が殆ど変化しな
い場合であっても、量子化誤差、電気的ノイズなどによ
っても生ずる。しかし、前者のばらつきは、ある程度の
期間内において測定すればかなり大きなばらつきになる
のに対して、後者のばらつきは、ある程度の期間内にお
いて測定しても余り大きなばらつきにはならないという
特性を有しているのであるから、ばらつき算出部１３に
より算出されたばらつきと予め設定されている閾値との
大小を比較することによって、何れのばらつきであるか
をかなり正確に判定することができる。

【００３０】したがって、後者のばらつきであると判定
された場合に、該当する埃検出出力をオフセット値とし
て保持し、その後、このオフセット値を用いて埃検出出
力を補正することによって、レンズ系などの汚れなどに
起因する誤差の影響を排除して、埃の濃度などを高精度
に検出することができる。図４はこの発明の埃検出装置
の他の実施態様を示すブロック図である。

【００３１】この埃検出装置は、埃が検出されたことを
示す出力部１７からの出力に基づいて空気清浄機などの
運転を行わせ、次いで空気清浄機などの運転が停止され
たことに応答して、予め設定した所定時間（例えば、２
分〜３０分程度の所定時間）の計時を行うタイマ１８
と、タイマ１８から出力される非タイムアップ信号を入
力として、オフセット値保持部１５による新たなオフセ
ット値の保持を禁止する禁止信号を出力する禁止部１９
とをさらに設けた点において図３の埃検出装置と異な
る。なお、他の部分の構成は図３の埃検出装置と同様で
あるから、詳細な説明を省略する。

【００３２】この埃検出装置を採用した場合であって、
埃が検出されたことを示す出力部１７からの出力に基づ
いて空気清浄機などの運転を行わせ、次いで空気清浄機
などの運転が停止された場合には、タイマ１８によって
所定時間の計時を行い、タイマ１８からタイムアップ信
号が出力されるまでの間は、禁止部１９から禁止信号を
出力して、オフセット値保持部１５による新たなオフセ
ット値の保持を禁止する。

【００３３】したがって、この期間は、埃検出出力のば
らつきが閾値よりも小さくても、オフセット値の更新が
禁止されることになり、不的確なオフセット値が採用さ
れてしまうという不都合の発生を未然に防止することが
できる。この不都合についてさらに詳細に説明する。埃
を検出して空気清浄機などの運転を行わせ、その後に空
気清浄機などの運転が停止された場合には、埃の量が多
いにも拘らず、埃検出出力のばらつきが閾値よりも小さ
くなってしまう可能性がある。そして、このような状態
でオフセット値が更新されてしまうと、オフセット値が
著しく大きくなることから、その後は正常な埃の検出を
行うことが不可能になってしまう。この点に関連して本
願発明者が埃の挙動を考察したところ、埃の量が多く、
しかも埃検出出力のばらつきが閾値よりも小さくなって
しまう状態が偶然に続く場合には、その持続時間はせい
ぜい数十秒であることを見出した。また、一度浮遊した
埃は３０分以内に概ね沈降することをも見出した。これ
らの知見から、オフセット値の更新を禁止する時間を２
分程度確保しておけば十分であり、この時間を３０分に
すれば、埃が概ね沈降した後にオフセット値の更新を行
えることになってオフセット値の精度、ひいては埃検出
の精度を高めることができる。

【００３４】図５はこの発明の埃検出装置のさらに他の
実施態様を示すブロック図である。この埃検出装置は、
埃検出装置からの出力信号に基づいて運転が行われる装
置（例えば、空気清浄機など）、または埃センサ１１が
起動されたことに応答して、所定時間（例えば、１０〜
３０秒）だけ埃センサ１１の暗箱２の内部に外気が導入
されることを防止する外気導入防止部２０と、外気導入
防止部２０により埃センサ１１の暗箱２の内部に外気が
導入されることを防止していることに応答して、埃セン
サ１１からの埃検出出力を埃検出出力を補正するための
オフセット値として保持するオフセット値保持部２１
と、埃センサ１１の暗箱２の内部への外気の導入が許容
されていることに応答して、埃センサ１１からの埃検出
出力とオフセット値保持部２１に保持されているオフセ
ット値とを入力として両者の差を算出し、補正後の埃検
出出力として出力する補正部２２と、補正部２２から出
力される補正後の埃検出出力を入力として埃の濃度等を
出力する出力部２３とを有している。

【００３５】前記外気導入防止部２０としては、例え
ば、埃センサ１１の入口を閉じる機構、埃センサ１１へ
の通気路の一部を閉じる機構、外気を吸引するファンを
停止させる機構などが例示できる。前記オフセット値保
持部２１としては、たとえば、所定の周期でサンプリン
グされる埃検出出力のうち、任意の埃検出出力をオフセ
ット値として保持するもの、所定の周期でサンプリング
される埃検出出力のうち、最小の埃検出出力をオフセッ
ト値として保持するもの、所定の周期でサンプリングさ
れる埃検出出力の平均値を算出してオフセット値として
保持するものなどが例示できる。

【００３６】この実施態様の埃検出装置を採用した場合
には、埃検出装置からの出力信号に基づいて運転が行わ
れる装置、または埃センサ１１が起動されたことに応答
して、外気導入防止部２０によって所定時間だけ埃セン
サ１１の暗箱２の内部に外気が導入されることを防止
し、この間に、オフセット値保持部２１によってオフセ
ット値を得て保持し、その後は、補正部２２によって、
埃センサ１１からの埃検出出力をオフセット値で補正し
て補正後の埃検出出力を得、出力部２３によって誇りの
濃度等を出力することができる。すなわち、埃センサ１
１の暗箱２の内部に埃が導入されない状態において、埃
センサ１１の埃検出出力に基づいてオフセット値を得る
ことにより正確なオフセット値が得られ、このオフセッ
ト値に基づいて埃検出出力を補正することにより、埃検
出精度を高めることができる。また、外気導入防止時間
を１０〜３０秒に設定しているのは、空気清浄機などを
運転するために電源を投入したような場合に、実際に運
転されるまでに３０秒以上の時間がかかると、使用者に
とって感覚的に問題があるからであり、また、１０秒よ
りも短い時間を設定すると、電気的ノイズなどの影響を
受けて必ずしも正確なオフセット値が得られなくなって
しまう可能性があるからである。

【００３７】図６および図７はこの発明の埃検出方法の
一実施態様を説明するフローチャートである。なお、こ
のフローチャートに基づく処理は、空気清浄機の運転を
制御するための埃検出のために行われる。ステップＳＰ
１において、所定の周期（例えば、０．０１秒周期）で
埃検出出力のサンプリングを行い、ステップＳＰ２にお
いて、所定の期間（例えば、１秒間）のサンプリングが
終了したと判定されるまで、ステップＳＰ１の処理を反
復する。ステップＳＰ２において所定の期間のサンプリ
ングが終了したと判定された場合には、ステップＳＰ３
において、所定の期間にサンプリングされた埃検出出力
の累積値を算出し、ステップＳＰ４において、算出され
た累積値を第１メモリ（例えば、第１ＦＩＦＯメモリ）
に格納する。ここで、第１メモリは、予め設定した数
（例えば、５個）の累積値（最新の所定期間の累積値、
その前の所定期間の累積値、そらにその前の所定期間の
累積値、・・・）を格納できるようにしている。図８お
よび図９は１秒間の累積値の５秒間の総和（Ｖ）の推移
の一例を示す図であり、図８が埃が多い状態に対応し、
図９が埃が少ない状態に対応している。なお、１秒間の
累積値の５秒間の総和は、後述する数値ｌｅｖｅｌに対
応する。

【００３８】そして、ステップＳＰ５において、予め設
定した数の累積値が第１メモリに格納されているか否か
を判定し、格納されている累積値の数が予め設定した数
よりも少ないと判定された場合には、再びステップＳＰ
１の処理を行う。ステップＳＰ５において予め設定した
数の累積値が第１メモリに格納されていると判定された
場合には、ステップＳＰ６において、累積値の大小を示
す数値ｌｅｖｅｌの算出を行う。ここで、数値ｌｅｖｅ
ｌの算出は、例えば、第１メモリに格納されている予め
設定した数の累積値の平均値からその時点で採用されて
いるオフセット値ｏｆｆｓｅｔを減算することにより行
われる。次いで、ステップＳＰ７において、パルス出現
が単発的か否かを示すフラグｆｌｇ＿ｄｕｓｔを設定す
る。ここで、フラグｆｌｇ＿ｄｕｓｔは、予め設定した
数の累積値のうち、予め設定した閾値ｂｏｒｄｅｒを越
える累積値の数が所定数以上である場合に１に設定さ
れ、それ以外の場合に０に設定される。すなわち、フラ
グｆｌｇ＿ｄｕｓｔは、埃が少ない状態での突発的な埃
の検出による誤動作を防止するためのものである。次い
で、ステップＳＰ８において、強運転の条件を満たして
いるか否か｛すなわち、ｌｅｖｅｌ＞ＷＩＮ＿ＰＷＲ
（ＷＩＮ＿ＰＷＲは強運転の閾値）、かつｆｌｇ＿ｄｕ
ｓｔ＝１か否か｝を判定し、強運転の条件を満たしてい
ない場合には、ステップＳＰ１０において、弱運転の条
件を満たしているか否か｛すなわち、ｌｅｖｅｌ＞ＷＩ
Ｎ＿ＷＫ（ＷＩＮ＿ＷＫは弱運転の閾値）、かつｆｌｇ
＿ｄｕｓｔ＝１か否か｝を判定する。

【００３９】そして、ステップＳＰ８において強運転の
条件を満たしていると判定された場合には、ステップＳ
Ｐ９において、強運転タイマのタイマ値をＣＹＣＬＥ＿
Ｐに設定して強運転タイマを起動する。ステップＳＰ１
０において弱運転の条件を満たしていると判定された場
合には、ステップＳＰ１１において、強運転タイマを１
秒進める。すなわち、強運転タイマのタイマ値を１だけ
デクリメントする。ステップＳＰ１０において弱運転の
条件を満たしていないと判定された場合には、ステップ
ＳＰ１３において、強運転タイマおよび弱運転タイマを
１秒進める。すなわち、強運転タイマおよび弱運転タイ
マのタイマ値を１だけデクリメントする。

【００４０】ステップＳＰ９の処理、またはステップＳ
Ｐ１１の処理が行われた場合には、ステップＳＰ１２に
おいて、弱運転タイマのタイマ値をＣＹＣＬＥ＿Ｗに設
定して弱運転タイマを起動する。ここで、両タイマ値Ｃ
ＹＣＬＥ＿Ｐ、ＣＹＣＬＥ＿Ｗは予め設定された秒数で
あり、何れかのタイマ値が正の場合に、空気清浄機が運
転される。また、強運転タイマのタイマ値ＣＹＣＬＥ＿
Ｐが正の場合に空気清浄機が強運転され、強運転タイマ
のタイマ値ＣＹＣＬＥ＿Ｐが０、かつ弱運転タイマのタ
イマ値ＣＹＣＬＥ＿Ｗが正の場合に空気清浄機が弱運転
される。もちろん、両タイマ値ＣＹＣＬＥ＿Ｐ、ＣＹＣ
ＬＥ＿Ｗが０の場合に、空気清浄機が停止する。

【００４１】ステップＳＰ１２の処理、またはステップ
ＳＰ１３の処理が行われた場合には、ステップＳＰ１４
において、第１メモリに格納されている全ての累積値の
分散ｓｓを算出し、ステップＳＰ１５において、算出さ
れた分散ｓｓが予め設定した閾値ｂｏｒｄｅｒ＿ｓｓよ
りも小さく、かつ空気清浄機が運転停止状態であるか否
かを判定する。ステップＳＰ１５において、算出された
分散ｓｓが予め設定した閾値ｂｏｒｄｅｒ＿ｓｓよりも
小さく、かつ空気清浄機が運転停止状態であると判定さ
れた場合には、ステップＳＰ１６において、第１メモリ
に格納されている全ての累積値の平均値を算出して第２
メモリ（例えば、第２ＦＩＦＯメモリ）に格納する。こ
こで、空気清浄機の運転停止状態を判定するのは、オフ
セットの更新を禁止する期間を設けるためである。すな
わち、上記ＣＹＣＬＥ＿Ｐ、ＣＹＣＬＥ＿Ｗの何れかが
禁止区間に一致する。また、第２メモリは、予め設定し
た数（例えば、１０個）の平均値を格納できるようにし
ている。次いで、ステップＳＰ１７において、予め設定
した数の平均値が第２メモリに格納されているか否かを
判定する。

【００４２】ステップＳＰ１７において予め設定した数
の平均値が第２メモリに格納されていると判定された場
合には、ステップＳＰ１８において、第２メモリに格納
されている全ての平均値の平均値ｏｆｆ＿ａｖｅを算出
し、ステップＳＰ１９において、新たなオフセット値ｏ
ｆｆｓｅｔを算出する。この新たなオフセット値ｏｆｆ
ｓｅｔの算出は、例えば、（ｏｆｆｓｅｔ×Ｋ＋ｏｆｆ
＿ａｖｅ）／（Ｋ＋１）の演算によって行われる。ここ
で、Ｋは、平均値ｏｆｆ＿ａｖｅとそれまでのオフセッ
ト値ｏｆｆｓｅｔとの重み付けを与える定数であり、例
えば、経験的に定められる。

【００４３】ステップＳＰ１５において、算出された分
散ｓｓが予め設定した閾値ｂｏｒｄｅｒ＿ｓｓ以上であ
るか、または空気清浄機が運転状態であると判定された
場合には、ステップＳＰ２０において、第２メモリのデ
ータを全てクリアする。ステップＳＰ１７において予め
設定した数よりも少ない数の平均値しか第２メモリに格
納されていないと判定された場合、ステップＳＰ１９の
処理が行われた場合、またはステップＳＰ２０の処理が
行われた場合には、再びステップＳＰ１の処理を行う。

【００４４】上記の一連の処理を行った場合には、埃セ
ンサ１１の各埃検出出力をそのまま用いるのではなく、
所定期間内に得られた埃検出出力の累積値の平均値を埃
検出出力として用いることになる。そして、予め設定し
た閾値ｂｏｒｄｅｒを越える累積値の数が少ない場合に
は、突発的な埃検出とみなして、埃検出出力および該当
時点で採用されているオフセット値ｏｆｆｓｅｔに基づ
く空気清浄機の運転の制御には反映させない。この結
果、突発的な埃検出による影響を排除して的確な空気清
浄機の運転の制御を達成することができる。

【００４５】また、第１メモリに格納されている全ての
累積値の分散ｓｓを得、しかも、所定期間が経過して第
１メモリに格納されている累積値が更新される毎に、第
１メモリに格納されている全ての累積値の分散ｓｓを
得、このようにして得られた分散ｓｓの数が予め設定さ
れた数に達した時点で、得られた全ての分散ｓｓに基づ
いて新たなオフセット値ｏｆｆｓｅｔを算出し、その後
は、新たなオフセット値ｏｆｆｓｅｔに基づいて埃検出
出力を補正し、補正後の埃検出出力に基づいて的確な空
気清浄機の運転の制御を達成することができる。ただ
し、新たなオフセット値ｏｆｆｓｅｔを算出する基礎と
して採用される全ての分散ｓｓは、予め設定した閾値ｂ
ｏｒｄｅｒ＿ｓｓよりも小さいとともに、連続的に得ら
れたものであるから、分散ｓｓが大きくなりすぎてしま
い、ひいてはオフセット値ｏｆｆｓｅｔが大きくなりす
ぎてしまうという不都合の発生を未然に防止することが
できる。

【００４６】なお、以上の各実施態様において、埃セン
サ１１から出力される埃検出出力の履歴に基づいてばら
つきを評価してもよく、または時系列的に埃センサ１１
から出力される埃検出出力どうしの差を累積的に加算し
た結果（埃検出出力）の履歴に基づいてばらつきを評価
してもよい。そして、これらの場合において、埃センサ
１１から出力される埃検出出力を補正するためのオフセ
ット値を設定してもよく、または時系列的に埃センサ１
１から出力される埃検出出力どうしの差を累積的に加算
した結果（埃検出出力）を補正するためのオフセット値
を設定してもよい。

【００４７】そして、埃センサ１１から出力される埃検
出出力を補正するためのオフセット値を設定する構成を
採用すれば、ばらつきの多少のみならず、埃検出出力の
レベルが高い状態か、低い状態かを判定することができ
る。したがって、埃検出出力のレベルが高く、しかもば
らつきが小さいと判定された場合に、煙草の煙が存在し
ていると判定することができる。また、このように煙草
の煙が存在していると判定された場合には、煙草の煙に
起因して著しく大きいオフセット値が設定されることを
防止するために、煙草の煙濃度が十分低い値に減衰する
までの数時間（２〜３時間以上）の間、新たなオフセッ
ト値の保持を禁止することが好ましい。

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明は、適正なオフセット値
の採用の迅速性、および埃の検出の高精度化を両立させ
ることができるという特有の効果を奏する。請求項２の
発明は、請求項１と同様の効果を奏する。請求項３の発
明は、埃が多く、かつ埃検出出力のばらつきが閾値より
も小さいような場合に、オフセット値が変更されてしま
うという不都合を大幅に低減することができるという特
有の効果を奏する。

【００４９】請求項４の発明は、埃センサの埃検知領域
を清浄な状態にしてオフセット値を得ることができ、埃
検出を高感度化できるとともに、オフセット値を得るた
めの処理が装置の本来の動作、埃センサの本来の動作を
阻害するという不都合を殆ど皆無にすることができると
いう特有の効果を奏する。請求項５の発明は、請求項１
から請求項４の何れかと同様の効果を奏する。

【００５０】請求項６の発明は、適正なオフセット値の
採用の迅速性、および埃の検出の高精度化を両立させる
ことができるという特有の効果を奏する。請求項７の発
明は、請求項６と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の埃検出装置に含まれる埃センサの一
例の内部機構を示す平面図である。

【図２】同上の概略正面図である。

【図３】この発明の埃検出装置の一実施態様を示すブロ
ック図である。

【図４】この発明の埃検出装置の他の実施態様を示すブ
ロック図である。

【図５】この発明の埃検出装置のさらに他の実施態様を
示すブロック図である。

【図６】この発明の埃検出方法の一実施態様を説明する
フローチャートの一部を示す図である。

【図７】この発明の埃検出方法の一実施態様を説明する
フローチャートの残部を示す図である。

【図８】１秒間の累積値の５秒間の総和の推移の一例を
示す図である。

【図９】１秒間の累積値の５秒間の総和の推移の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１１ 埃センサ １２ 埃検出出力保持部 １３
ばらつき算出部 １４ 比較部 １５ オフセット値保持部 １６ 補正部 １７ 出力部 １８ タイマ １９ 禁止部 ２０ 外気導入防止部 ２１ オフセット値保持部 ２２ 補正部 ２３ 出力部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 埃粒子に起因する散乱光を受光して埃の
   濃度を検出する埃検出装置であって、 埃検出出力のばらつきを検出するばらつき検出手段（１
   ３）と、検出されたばらつきを予め設定された閾値と比
   較する比較手段（１４）と、ばらつきが閾値よりも小さ
   いと判定されたことに応答して該当する埃検出出力をほ
   こり検出出力のオフセット値として採用するオフセット
   値採用手段（１５）と、埃検出出力をこのオフセット値
   で補正して埃の濃度を検出する濃度検出手段（１６）
   （１７）とを含むことを特徴とする埃検出装置。
2. 【請求項２】 ばらつき検出手段（１３）は、埃検出出
   力のばらつきを数値化するものであり、比較手段（１
   ４）は、数値化されたばらつきを予め設定された閾値と
   比較するものである請求項１に記載の埃検出装置。
3. 【請求項３】 埃を検出した後、所定時間が経過するま
   では新たなオフセット値の採用を禁止する禁止手段（１
   ８）（１９）をさらに含む請求項１または請求項２に記
   載の埃検出装置。
4. 【請求項４】 埃の濃度に応じて動作を制御する必要が
   ある装置に組み込まれて、埃粒子に起因する散乱光を受
   光して埃の濃度を検出する埃検出装置であって、 装置もしくは埃検出装置に含まれる埃センサ（１１）の
   起動時に、所定時間だけ外気が埃センサ（１１）に導か
   れることを阻止する阻止手段（２０）を含むとともに、
   外気が埃センサに導かれることを阻止されている期間に
   おける埃検出センサの埃検出出力を埃検出出力のオフセ
   ット値として採用するオフセット値採用手段（２１）
   と、埃検出出力をこのオフセット値で補正して埃の濃度
   を検出する濃度検出手段（２２）（２３）とを含むこと
   を特徴とする埃検出装置。
5. 【請求項５】 埃検出出力は、埃粒子に起因する散乱光
   を受光することに伴って出力される埃検出出力、または
   時系列的に、埃粒子に起因する散乱光を受光することに
   伴って出力される出力どうしの差を累積的に加算して出
   力される埃検出出力である請求項１から請求項４の何れ
   かに記載の埃検出装置。
6. 【請求項６】 埃粒子に起因する散乱光を受光して埃の
   濃度を検出する埃検出方法であって、 埃検出出力のばらつきを検出し、検出されたばらつきを
   予め設定された閾値と比較し、ばらつきが閾値よりも小
   さいと判定されたことに応答して該当する埃検出出力を
   埃検出出力のオフセット値として採用し、埃検出出力を
   このオフセット値で補正して埃の濃度を検出することを
   特徴とする埃検出方法。
7. 【請求項７】 埃検出出力は、埃粒子に起因する散乱光
   を受光することに伴って出力される埃検出出力、または
   時系列的に、埃粒子に起因する散乱光を受光することに
   伴って出力される出力どうしの差を累積的に加算して出
   力される埃検出出力である請求項６に記載の埃検出方
   法。