JPH10185616A - 初期のばらつきに対応したセンサ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】製品設計時にセンサの初期状態の特性のばらつ
きを予想し、所望の運転状態が確実に実現できるセンサ
補正装置を提供する。 【構成】能動素子の理想特性を記憶する理想特性記憶装
置と、能動素子の実際の状態を検出する能動素子実測値
検出手段と、これら理想特性記憶装置と能動素子実測値
検出手段とからの出力特性を比較する特性比較手段と、
当該特性比較手段からの比較結果にしたがって能動素子
の実測値に加算を行うことで理想特性直線に近似させる
演算手段と、を備えることを特徴としたセンサ補正装置
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種センサを使用して
運転状況を監視する電気、電子装置に係り、特にセンシ
ング素子の初期特性のばらつきを補正するセンサ補正装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電気、電子装置においては、各
種センサを使用することで、装置の動作環境の検出や動
作状態の制御を行い、このセンサの出力結果を基に装置
の制御を行っているものが多数提案されている。上記セ
ンサは、例えば発信（発光）部等で構成される能動素子
と、この能動素子の情報を受ける受信（受光）部等で構
成される受動素子とで形成されている。

【０００３】上記一例として、例えば空気清浄機におい
ては、室内の粉塵（「ほこり」や「ちり」）を検出し、
この結果により運転能力の切換を自動で行うものが製品
化されている。このような機器では粉塵を検出するため
に図３に示すようなほこりセンサが設けられている。図
３には空気清浄機のほこりセンサ周辺のブロック図を示
しており、このほこりセンサ10は、LEDで形成される発
光部20（能動素子）と、該発光部20からの光を受けるほ
こり検出窓24と、ほこり検出窓24に反射する発光部20か
らの光を受ける受光部30（受動素子）と、から構成され
ている。上記発光部20と受光部30はマイクロコンピュー
タ40にそれぞれ接続されており、このマイクロコンピュ
ータ40内には能動素子の特性状態を検出する能動素子特
性検出手段42が備えられている。また、このマイクロコ
ンピュータ40は集塵部50にも接続されている。

【０００４】上記構成のほこりセンサ10の動作を以下に
述べる。空気清浄機内のマイクロコンピュータ40から発
光部20にパルス信号が出力され、これにしたがって発光
が行われる。ここでの発光はほこり検出窓24に向けて行
われ、このほこり検出窓24に反射される光が受光部30に
送られることになるが、粉塵の多少にしたがってほこり
検出窓24から受光部30に反射される光は変化するのでこ
れを利用して大気中の粉塵の量を検出している。そして
この受光結果をマイクロコンピュータ40に出力し能動素
子特性検出手段42で電圧変換することで、空気清浄機内
部で大気中の粉塵量が判断され、図２に示すような集塵
部の強、中、弱、停止の能力制御を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記構成において粉塵
を検出するのに最重要となるのは発光部30、すなわちLE
Dの輝度である。しかしながらこの発光部30を含むほこ
りセンサ40の初期状態の特性にはばらつきが生じてい
る。この「初期状態の特性」とは、ほこりセンサ40の生
産時点、もしくはこれに近い使用状態での初期特性値を
指すものである。すなわち、ほこりセンサ40は粉塵の量
を電圧に変換し、この電圧値により粉塵量を算出し、空
気清浄機等の運転制御を行うことになるが、前述の如く
ほこりセンサ40の初期状態のばらつきが生じることで、
実際には粉塵があり機器を駆動しなくてはならない場合
であっても運転を行わない、また逆に運転を行わなくて
もよいのに運転を行ってしまうといった不具合が生じて
いる。空気清浄機等に使用されるほこりセンサ40では、
図２に示すように変換される電圧が１／１０ボルト程度
といった微妙な値を使用するので、上記ばらつきは大き
な問題となっている。図２を使用して説明すれば、本来
要求されているのは理想特性直線であり、センサ周りの
設定はこの理想特性にしたがってなされているが、上記
のばらつきにより実際には点線が示す実測値直線となる
ことが多く、図２に示すように、各運転モードのしきい
値部分がズレることで、運転モードの切り替えが適切に
なされなくなる。

【０００６】この対策として、高精度のセンサを使用し
たり、生産時に各製品のセンサの特性値を検出して補正
することができるが、両者とも高価なものとなり、かつ
後者の場合では生産効率が低下するといった不具合が生
じている。したがって従来の機器においては、所望の運
転状態が実現できない場合が多い。

【０００７】また従来例ではLEDを使用する例を挙げた
が、他にも能動素子と受動素子との組み合わせで構成さ
れるセンサを使用し、運転状況を制御する装置（CDSを
使用する炎検知等）においても、初期状態の特性のばら
つきにより所望の運転が妨げられるといった問題があ
る。

【０００８】本発明は上記課題に鑑み、製品設計時にセ
ンサの初期状態の特性のばらつきを予想し、所望の運転
状態が確実に実現できるセンサ補正装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、能動素子の理想特性を記憶する理想特性
記憶手段と、能動素子の実際の状態を検出する能動素子
実測値検出手段と、これら理想特性記憶装置と能動素子
実測値検出手段とからの出力特性を比較する特性比較手
段と、当該特性比較手段からの比較結果を能動素子の実
測値に加算することで理想特性直線に近似させる演算手
段と、を備えることを特徴としたセンサ補正装置とす
る。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例とする空気清浄機のセンサ周
辺部分のブロック図を図１に示す。図１において空気清
浄機内にはマイクロコンピュータ40があり、当該マイク
ロコンピュータ40内には、実際の能動素子の特性状態を
検出する能動素子実測値検出手段42と、「能動素子の理
想特性（理想値）」を記憶している理想特性記憶手段48
があり、この出力部には前記能動素子実測値検出手段42
が検出した値（ｂ１）と理想特性記憶手段48が保持して
いる値（ｂ０）との差を保持するｂ０−ｂ１値記憶装置
60（本実施例では不揮発性メモリを使用）が接続されて
いる。また前記マイクロコンピュータ40内には能動素子
実測値検出手段42とｂ０−ｂ１値記憶装置60とに接続さ
れこの両出力特性を比較する特性比較手段44と、当該特
性比較手段44からの比較結果にしたがって能動素子の実
測値に加算を行う演算手段46とが備えられており、この
演算手段46は実際にほこりを除去する集塵部50に接続さ
れている。

【００１１】前記の「理想値」とは、素子提供メーカー
が発行する仕様書等に開示される能動素子の本来の性能
を示すものである。

【００１２】上記構成において、ほこりセンサ10は上記
従来の技術で述べたものと同一であるが、再度説明すれ
ば、LEDで形成される発光部20（能動素子）と、該発光
部20からの光を受けるほこり検出窓24と、ほこり検出窓
24に反射する発光部20からの光を受ける受光部30（受動
素子）と、から構成され、上記発光部20と受光部30はマ
イクロコンピュータ40にそれぞれ接続されている。

【００１３】上記構成のセンサ補正手段を以下に述べ
る。本発明のセンサ補正装置は、少なくとも搭載機器の
通電１回目にのみ動作するように設定してあればよく、
例えば以下の動作は生産時に行うことで、使用者はこの
ような補正を意識しなくてもすむものである。

【００１４】先ず機器に電源を投入し、集塵部50を利用
したりファン等を駆動することでほこり検出窓24の粉塵
を除去し、発光部20のみの明るさを検出できるようにす
る。この後に発光部20を点灯させ、この点灯結果（実測
値）を能動素子実測値検出手段42に出力する。また前述
のように理想特性記憶手段48には理想値が記憶されてい
る。ここで本発明においては、前記能動素子実測値検出
手段42の出力結果を理想特性記憶手段48に入力し、この
差をｂ０−ｂ１値記憶装置60に記憶している。次に通常
運転を行う場合には、前述のようにして得たｂ０−ｂ１
値記憶装置60の記憶内容を特性比較手段44に出力し、こ
の特性比較手段44において能動素子実測値検出手段42か
ら得られる実測値にｂ０−ｂ１値記憶装置60の値を加算
することで集塵部50へ出力する値を決定している。

【００１５】上記補正手段を図２に示すような直線を用
いて説明すると、理想特性記憶手段48には図２の理想特
性が示す直線が記憶されており、特に無粉塵状態の理想
特性値ｂ０は１．０Ｖとなっている。また、ほこりセン
サ10から得られる実際の無粉塵状態の実測値はｂ１とな
っており、すなわち能動素子実測値検出手段42に現れる
ｂ１値は、図２の実測値のｂ１（０．５Ｖ）となる。こ
の両直線の差がｂ０−ｂ１値記憶装置60に出力、記憶保
持される。そして実際の運転が始まったときには、この
記憶されている差分を演算手段46で処理されることにな
るが、ここでの処理結果は、補正後の値をＶｐとし、実
測値の任意の部分をＶＨとすると、Ｖｐ＝ＶＨ＋(ｂ０
−ｂ１)となり、このようにして得られる値を直線にす
ると理想特性が示す直線に極めて近づく。したがって元
々ばらつきを含むセンサであっても、理想特性と実測値
とを比較、演算処理することで、理想値に近いもしくは
等しい特性直線が得られるものとなる。

【００１６】上記において、理想特性記憶手段48と能動
素子実測値検出手段42、特性比較手段44、演算手段46は
マイクロコンピュータ40内に設けているが、別部品とし
て設けられることは勿論である。また上記実施例では、
発光部ということで能動素子にLEDを使用したが、他の
能動素子と受動素子との組み合わせで構成されるセンサ
を使用し、運転状況を制御する装置（例えばCDSを使用
する炎検知等）において使用しても同様の効果が得られ
るものである。また、上記実施例に使用した各しきい値
やｂ０、ｂ１の値、その他の値については適宜変更でき
るものであり、本実施例のものに限定するものではな
い。

【００１７】

【発明の効果】上記構成により、比較的ばらつきの大き
いセンサを使用しても生産効率を低下させることなく、
かつ各製品毎に自動的に補正が行えるので、正確なセン
シングと共に所望の運転状態が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例とする空気清浄機のブロック図
である。

【図２】本発明の実施例または従来の理想特性と実測値
を示す図である。

【図３】従来の空気清浄機のブロック図である。

【符号の説明】

図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 １０ ほこりセンサ ２０ 発光部 ２４ ほこり検出窓 ３０ 受光部 ４０ マイクロコンピュータ ４２ 能動素子実測値検出手段 ４４ 特性比較手段 ４６ 演算手段 ４８ 理想特性記憶手段 ５０ 集塵部 ６０ ｂ０−ｂ１記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 21/53 Ｇ０１Ｎ 21/53 Ｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】能動素子の理想特性を記憶する理想特性記
   憶手段と、能動素子の実際の状態を検出する能動素子実
   測値検出手段と、これら理想特性記憶装置と能動素子実
   測値検出手段とからの出力特性を比較する特性比較手段
   と、当該特性比較手段からの比較結果にしたがって能動
   素子の実測値に加算を行うことで理想特性直線に近似さ
   せる演算手段と、を備えることを特徴としたセンサ補正
   装置。
2. 【請求項２】演算手段における算出がＶｐ＝ＶＨ＋（ｂ
   ０−ｂ１）：Ｖｐは補正後の値、ＶＨは実測値の任意
   値、ｂ０は無粉塵状態の理想特性値、ｂ１は無粉塵状態
   の実測：としたことを特徴とする請求項１記載のセンサ
   補正装置。
3. 【請求項３】請求項１記載のセンサ補正装置が搭載機器
   の通電１回目にのみ動作することを特徴とするセンサ補
   正装置。