JPH1144642A - ダストセンサ - Google Patents

ダストセンサ

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JPH1144642A
JPH1144642A JP20204697A JP20204697A JPH1144642A JP H1144642 A JPH1144642 A JP H1144642A JP 20204697 A JP20204697 A JP 20204697A JP 20204697 A JP20204697 A JP 20204697A JP H1144642 A JPH1144642 A JP H1144642A
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JP
Japan
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dust
light
circuit
output
monitoring space
Prior art date
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Pending
Application number
JP20204697A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoya Azuma
直哉 東
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】検出精度の高いダストセンサを提供する。 【解決手段】ダスト監視空間に光を照射する投光素子1
と、ダスト監視空間に存在するダストによる散乱光を受
光する光センサ2とを設ける。光センサ2は、ダスト監
視空間の中心域からの散乱光を受光する受光素子21
りなる第1の受光エレメントと、前記中心域の周辺域か
らの散乱光を受光する受光素子22 よりなる第2の受光
エレメントとを備える。ダスト検知回路は、各受光エレ
メントの出力を、それぞれ増幅回路311 ,312 で増
幅し、補正回路321 ,322 にて出力比を補正し差分
回路33へ入力する。差分回路33は、補正回路321
の出力値と補正回路322 の出力値との差分とを出力信
号として出力する。アナログ出力回路40は、差分回路
33の出力に応じてダスト濃度をアナログ信号として出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、投光素子からダス
ト監視空間に光を間欠的に照射し、ダスト監視空間に存
在する煙草の煙粒子や所謂ハウスダストなどのダストに
よる散乱光を光センサで受光することにより、ダスト監
視空間のダストを検知するようにしたダストセンサに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のダストセンサは、図8に
示すように、直方体状のハウジング10内に赤外線発光
ダイオードよりなる投光素子1と、1つのフォトダイオ
ードよりなる光センサ2’とを、投光素子1からの直接
光が光センサ2’に入射しないような位置関係で配置
し、ハウジング10内に形成されたダスト監視空間に投
光素子1からの光を間欠的に照射し、ダスト監視空間に
存在するダストによる散乱光を光センサ2’で受光する
ように構成されている。この種のダストセンサでは、ダ
スト監視空間にダストが存在しなければ光センサ2’で
の受光量はほとんど無視できる程度のものであり、ダス
トが存在すればダスト濃度に応じて光センサ2’での受
光量が増加することになるので、簡単な構成で精度を高
めることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のダ
ストセンサは、ハウジング10の一面に開口されたダス
ト流入口11からハウジング10内にダストが流入し、
上記一面に対向する面に開口されたダスト流出口12か
らハウジング10の外側へダストが流出するようになっ
ている。つまり、ダストは、図8の二点鎖線で示すよう
に移動する。
【0004】しかしながら、上記従来構成では、ダスト
流入口11を通してハウジング10内に流入したダスト
の一部がハウジング10内に残留(付着したり浮遊した
り))してしまい、該残留したダストからの散乱光が光
センサ2’にて受光されることにより、バックグランド
ノイズが大きくなり、ダスト監視空間にダストがないに
もかかわらず出力が発生し誤動作してしまう不具合の発
生することがあった。
【0005】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、検出精度の高いダストセンサを提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、ダスト監視空間に光を照射する
投光素子と、ダスト監視空間に存在するダストによる散
乱光を受光する光センサと、光センサの受光量に基づい
てダスト監視空間のダストを検知するダスト検知回路と
を備えたダストセンサであって、光センサは、ダスト監
視空間の中心域からの散乱光を受光し受光量に応じた信
号を出力する第1の受光エレメントと、上記中心域の周
辺域からの散乱光を受光し受光量に応じた信号を出力す
る第2の受光エレメントとを備え、ダスト検知回路は、
各受光エレメントの出力値の差分を演算して出力する差
分回路を備えて成ることを特徴とするものであり、検出
対象となるダストによる散乱光以外の迷光分をキャンセ
ルでき、バックグランドノイズを低減できるから、結果
として検出対象となるダストのみを検出でき、ダストの
検出精度を高めることができる。
【0007】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、ダスト検知回路は、各受光エレメントの出力信号を
それぞれ補正する一対の補正回路を備え、差分回路は補
正回路により補正された各出力信号の差分を演算して出
力することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1に本実施形態のダストセンサ
の回路ブロック図を示す。本実施形態のダストセンサ
は、赤外線発光ダイオードよりなる投光素子1を備え投
光素子1から間欠的に光を照射させる投光回路20と、
ダストによる散乱光を受光する光センサ2を備えた受光
回路30と、受光回路30からの出力信号に基づいてダ
スト濃度に応じたアナログ信号を出力するアナログ出力
回路40とを備えている。
【0009】ここに、投光回路20は、投光素子1と、
投光素子1を間欠的に発光させるための間欠通電回路2
1と、間欠通電回路21の出力を増幅して投光素子1に
流す駆動電流の大きさを調整することにより投光素子1
の発光出力の変動を抑制する機能を備えた増幅回路21
とで構成される。光センサ2は、フォトダイオードより
なる2つの受光素子21 ,22 が図3(b)に示すよう
に、アノード同士を接続して共通端子Tc とし、受光素
子21 のカソード端子を出力端子Ta 、受光素子22
カソード端子を出力端子Tb としている。この光センサ
2は、図3(a)に示すように、受光素子21 の円形状
の受光面211を囲むように、受光素子22 の外形形状が
矩形状の受光面222が形成されている。この光センサ2
は、ダスト流入口11及びダスト流出口12がそれぞれ
対向する面に形成されたハウジング10内に、図4に示
すように、投光素子1からの直接光が入射しない位置で
ダスト監視空間Aに向けて配置され、受光素子21 の受
光面211にてダスト監視空間Aの中央域からの散乱光を
受光し、上記中心域の周辺域からの散乱光を受光素子2
2 の受光面222にて受光するようになっている。要する
に、出力端子Ta からはダスト監視空間Aの中心域から
入射される散乱光に応じた信号が出力され、出力端子T
b からは上記中心域の周辺域から入射される散乱光に応
じた信号が出力される。ここに、本実施形態では、受光
素子21 が第1の受光エレメントを構成し、受光素子2
2 が第2の受光エレメントを構成している。
【0010】受光回路30は、各受光素子21 ,2
2 (つまり、各受光エレメント)の出力をそれぞれ増幅
する増幅回路311 ,312 と、各増幅回路311 ,3
2 それぞれの出力を増幅して出力比率を補正するため
の可変増幅器よりなる補正回路321 ,322 と、補正
回路321 の出力値と補正回路322 の出力値との差分
を演算して出力する差分回路33とで構成される。
【0011】アナログ出力回路40は、受光回路30か
らの出力信号に基づいてダスト濃度に応じたアナログ信
号を出力するものであって、受光回路30からの出力信
号は間欠的に入力されるから、前記アナログ信号の電圧
ピーク値を保持するピークホールド回路などを備えてい
る。なお、本実施形態では、増幅回路311 ,312
補正回路321 ,322 、差分回路33、アナログ出力
回路40などによりダスト検知回路を構成している。
【0012】以下、図2に基づいて図1の回路の動作を
説明する。投光回路20は、間欠通電回路21から図2
(a)に示すような間欠信号(一定の周期で出力され
る)を出力して投光素子1を間欠的に発光させる。ダス
ト監視空間Aの中心域及び中心域の周辺域にダストが存
在する場合は、受光素子21,22 それぞれでダストに
よる散乱光が受光され、補正回路321 からは図2
(b)に示すような信号が出力されるが、補正回路32
1 の出力は、迷光分を含んでいる(図2(b)の破線は
迷光分を示す)。一方、補正回路322 からは図2
(c)に示すような信号が出力され、この信号は迷光分
に相当する。差分回路33では、補正回路321 の出力
値と補正回路322 の出力値との差分を演算して出力す
るので、図2(d)に示すような信号を出力する。つま
り、補正回路32 1 の出力値から迷光分を差し引いた出
力値が差分回路33から出力される。アナログ出力回路
40では、差分回路33の出力に基づいてダスト濃度に
応じたアナログ信号を出力し、差分回路33から次の間
欠信号が入力されるまで前記アナログ信号の電圧値を保
持する(図2(e)参照)。
【0013】しかして、本実施形態では、ハウジング1
0内にダストが付着したり浮遊したりしている場合であ
ってもダスト流入口11を通ってダスト監視空間Aに導
入された検出対象となるダストによる散乱光以外の迷光
分をキャンセルでき、バックグランドノイズを低減でき
るから、結果として検出対象となるダストのみを検出で
き、ダストの検出精度を高めることができる。
【0014】ところで、本実施形態では、図5に示すよ
うに、ダスト流入口11の内周壁をハウジング10の外
側から内側へ向かって開口寸法が小さくなる(図5にお
いてW1 >W1 ’)ようなテーパ形状に形成してあるの
で、ダスト流入口11より侵入したダストを含んだ空気
の流れは整流されてダスト監視空間Aに侵入するから、
ハウジング10内に付着したり浮遊したりすることなく
ダスト流出口12より流出する。したがって、ハウジン
グ10内に侵入したダストがハウジング内に残留しにく
くなるので、該残留したダストによる散乱光が少なくな
りバックグランドノイズが少なくなって、検出対象であ
るダスト以外による散乱光の発生を抑制することがで
き、誤動作のないセンサを提供することができる。
【0015】また、本実施形態では、ダスト流出口12
の開口寸法W2 をダスト流入口11のハウジング10の
内側における開口寸法W1 ’よりも大きくしてあるの
で、ダスト流入口11を通過する際に整流されたダスト
を含む空気がダスト流出口12付近でハウジング10の
内周面へ衝突するのを防ぐことができ、ハウジング10
にダストが付着したり浮遊するのを防ぐことができる。
【0016】また、図6に示すように、投光素子1から
の直接光がハウジング10の内周面で反射するのを防止
するとともに光センサ2への不要な光の入射を防止する
ための減光部材15をハウジング10内の適宜位置に配
設すれば、より一層バックグランドノイズを低減するこ
とができる。ここに、減光部材15は、鋸歯状に形成さ
れ、投光素子1の投光方向に対して鋸歯の先端を結ぶ面
が直角とならないような角度θH をなし、且つ、ハウジ
ング10の厚み方向に対しても直角とならない角度θv
をなすように設置されているので、投光素子1から投光
されダスト監視空間Aを通過した直接光は、減光部材1
5の前部にて減光されるか、またはハウジング10の内
周面へ向けて反射される。したがって、減光部材15を
設けたことにより、検出対象となるダスト以外のダスト
による散乱光の発生を抑制することができ、バックグラ
ンドノイズを低減することができ、検出対象となるダス
トの検知精度をより一層高めることができる。
【0017】ところで、光センサ2としては図3の構成
に限定するものではなく、例えば図7(a)に示すよう
に、フォトダイオードよりなる受光素子25 ,26 の短
冊状の受光面255,266を所定距離だけ離れて略平行に
形成し、両受光面255,266の間にフォトダイオードよ
りなる受光素子21 ,22 ,23 ,24 の受光面211
22,233,244を近接して形成し、図7(b)に示す
ように、4つの受光素子21 ,22 ,23 ,24 を並列
に接続してそのカソード側を出力端子Ta とし、2つの
受光素子25 ,26 を並列に接続しそのカソード側を出
力端子Tb としてもよい。この場合には、4つの受光素
子21 ,22 ,23 ,24 により第1の受光エレメント
を構成し、2つの受光素子25 ,26 で第2の受光エレ
メントを構成することになる。
【0018】
【発明の効果】請求項1の発明は、ダスト監視空間に光
を照射する投光素子と、ダスト監視空間に存在するダス
トによる散乱光を受光する光センサと、光センサの受光
量に基づいてダスト監視空間のダストを検知するダスト
検知回路とを備えたダストセンサであって、光センサ
は、ダスト監視空間の中心域からの散乱光を受光し受光
量に応じた信号を出力する第1の受光エレメントと、上
記中心域の周辺域からの散乱光を受光し受光量に応じた
信号を出力する第2の受光エレメントとを備え、ダスト
検知回路は、各受光エレメントの出力値の差分を演算し
て出力する差分回路を備えているので、検出対象となる
ダストによる散乱光以外の迷光分をキャンセルでき、バ
ックグランドノイズを低減できるから、結果として検出
対象となるダストのみを検出でき、ダストの検出精度を
高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態を示す回路ブロック図である。
【図2】同上の動作説明図である。
【図3】同上に用いる光センサの説明図である。
【図4】同上の原理説明図である。
【図5】同上の要部説明図である。
【図6】同上の要部説明図である。
【図7】同上に用いる光センサの他の説明図である。
【図8】ダストセンサの原理説明図である。
【符号の説明】
1 投光素子 2 光センサ 21 受光素子 22 受光素子 20 投光回路 30 受光回路 311 ,312 増幅回路 321 ,322 補正回路 33 差分回路 40 アナログ出力回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダスト監視空間に光を照射する投光素子
    と、ダスト監視空間に存在するダストによる散乱光を受
    光する光センサと、光センサの受光量に基づいてダスト
    監視空間のダストを検知するダスト検知回路とを備えた
    ダストセンサであって、光センサは、ダスト監視空間の
    中心域からの散乱光を受光し受光量に応じた信号を出力
    する第1の受光エレメントと、上記中心域の周辺域から
    の散乱光を受光し受光量に応じた信号を出力する第2の
    受光エレメントとを備え、ダスト検知回路は、各受光エ
    レメントの出力値の差分を演算して出力する差分回路を
    備えて成ることを特徴とするダストセンサ。
  2. 【請求項2】 ダスト検知回路は、各受光エレメントの
    出力信号をそれぞれ補正する一対の補正回路を備え、差
    分回路は補正回路により補正された各出力信号の差分を
    演算して出力することを特徴とする請求項1記載のダス
    トセンサ。
JP20204697A 1997-07-28 1997-07-28 ダストセンサ Pending JPH1144642A (ja)

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Effective date: 20040601