特許 7440390 粒子検出センサおよび粒子検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】粒子検出センサおよび粒子検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/53 20060101AFI20240220BHJP

【ＦＩ】

G01N21/53 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020166199

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057774

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】319006047

【氏名又は名称】シャープセミコンダクターイノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】成瀬 大貴

(72)【発明者】

【氏名】藤山 利也

(72)【発明者】

【氏名】佐々部 博一

(72)【発明者】

【氏名】増田 佳史

(72)【発明者】

【氏名】岡見 光敏

(72)【発明者】

【氏名】竹内 昇

【審査官】清水 靖記

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０８８３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００４／１０４９５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０４１９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５２３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０６７４９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１５８７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０７０８１６５８（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２８１７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第４６１６９２８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｎ １５／００ － Ｇ０１Ｎ １５／１４９２

Ｇ０１Ｎ １／００ － Ｇ０１Ｎ １／４４

Ｇ０８Ｂ １７／００ － Ｇ０８Ｂ １７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に配置され、気体中の粒子を検出する粒子検出センサであって、
上記基板に設けられた発光源と、
上記発光源の出射光の光軸と上記基板との間に設けられた集光レンズと、
上記集光レンズの下側において、上記基板に設けられた光検出器と、
上記集光レンズと、上記光検出器とに覆設されるホルダと、
を備え、
上記ホルダは、上記ホルダの上部に穿設され上記集光レンズを通過する光を制限する穴部を有し、
上記集光レンズは、上記穴部から突出していることを特徴とする粒子検出センサ。

【請求項2】

上記基板には、貫通孔が設けられ、
上記光検出器は、上記貫通孔に貫設される
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子検出センサ。

【請求項3】

上記基板には、凹部が設けられ、
上記光検出器は、上記凹部に埋設される
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子検出センサ。

【請求項4】

上記集光レンズと、上記光検出器とは、一体化して形成される
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の粒子検出センサ。

【請求項5】

上記集光レンズは、取り外し可能である
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の粒子検出センサ。

【請求項6】

上記集光レンズは、球面状である
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の粒子検出センサ。

【請求項7】

上記ホルダは、金属を含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子検出センサ。

【請求項8】

上記基板に垂設された投光レンズをさらに備え、
上記集光レンズは、上記投光レンズを挟んで上記発光源の反対側であって、かつ、上記発光源から発して上記投光レンズを通過した光の下側に設けられる
ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の粒子検出センサ。

【請求項9】

少なくとも、上記集光レンズの上側にあり、かつ、上記光が通過する空間を含む、上記気体を通過させる経路をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の粒子検出センサ。

【請求項10】

基板上に配置され、気体中の粒子を検出する粒子検出センサであって、
上記基板に設けられた発光源と、
上記基板に垂設された投光レンズと、
上記投光レンズを挟んで上記発光源の反対側であって、かつ、上記発光源から発して上記投光レンズを通過した光の光軸の下側において、上記基板に平行に設けられる集光レンズと、
上記集光レンズの下側において、上記基板に設けられた光検出器と、
少なくとも、上記集光レンズの上側にあり、かつ、上記光が通過する空間を含む、上記気体を通過させる経路と、
上記集光レンズと、上記光検出器とに覆設されるホルダと、
を備え、
上記ホルダは、上記ホルダの上部に穿設され上記集光レンズを通過する光を制限する穴部を有し、
上記集光レンズは、上記穴部から突出していることを特徴とする粒子検出センサ。

【請求項11】

少なくとも、上記集光レンズの上側にあり、かつ、上記光が通過する空間を含む、上記気体を通過させる経路を備えた請求項１から１０の何れか１項に記載の粒子検出センサと、
上記気体を上記経路に通過させるための気流を発生させる気流生成機構と、
を備えることを特徴とする粒子検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子検出センサおよび粒子検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術として、気体に含まれる粒子を検出する粒子検出センサが知られている。例えば、特許文献１には、粒子の検出精度を向上させることができる粒子検出センサが開示されている。特許文献１の図４に示されるように、粒子検出センサ１において、光学系２０は、筐体１０に覆われた検知領域ＤＡに互いの光軸（光軸Ｐ及び光軸Ｑ）が交差するように配置された投光系１２０及び受光系１３０を有する。そして、受光系１３０が、検知領域ＤＡを通過する粒子２を、投光系１２０が出力する光を用いて検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－０９０３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のような従来技術では、投光系１２０及び受光系１３０は、それらの光軸が所定の角度で交差するように、筐体１０の内側面に設けられている。このような構成を実現する場合、粒子検出センサ１の構造が大掛りになるので、小型化できないという問題がある。

【0005】

本発明の一態様は、粒子検出センサを小型化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る粒子検出センサは、基板上に配置され、気体中の粒子を検出する粒子検出センサであって、上記基板に設けられた発光源と、上記発光源から発した光と上記基板との間に設けられた集光レンズと、上記集光レンズの下側において、上記基板に設けられた光検出器と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、粒子検出センサを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態１に係る粒子検出装置の外観を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る粒子検出装置の構造を示す分解斜視図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る粒子検出装置の基板、気流生成機構、および、検出機構の平面図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る検出機構の構成を示す斜視図である。

【図5】本発明の実施形態１に係る検出機構の断面図である。

【図6】本発明の実施形態２に係る検出機構の構成を示す斜視図である。

【図7】本発明の実施形態２に係る検出機構の断面図である。

【図8】本発明の実施形態３に係る検出機構の構成を示す斜視図である。

【図9】本発明の実施形態３に係る検出機構の断面図である。

【図10】本発明の実施形態４に係る粒子検出装置の断面図である。

【図11】本発明の実施形態４に係る粒子検出装置の平面図である。

【図12】本発明の実施形態４に係る検出機構の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。

【0010】

（粒子検出装置１）
図１は、本実施形態に係る粒子検出装置１の外観を示す斜視図である。粒子検出装置１は、気体中の粒子を検出する装置である。

【0011】

図２は、本実施形態に係る粒子検出装置１の構造を示す分解斜視図である。図２に示すように、粒子検出装置１は、表カバー２、内カバー３、基板４、気流生成機構５、検出機構（粒子検出センサ）６、および、裏カバー７を備えている。

【0012】

表カバー２は、上側に位置するカバーであり、流入口２１と、流出口２２とを備えている。流入口２１は、粒子検出装置１の外部にある気体を内部に吸い込む口である。流出口２２は、粒子検出装置１の内部にある気体を外部に吐き出す口であり、気流生成機構５の排出口に対応した形状をなす。

【0013】

内カバー３は、表カバー２と、裏カバー７との間（中間）に位置するカバーであり、流入口３１と、流出口３２とを備えている。流入口３１は、粒子検出装置１の外部にある気体を内部に吸い込む口と、当該気体を検出機構６に導く角柱内側面とを備えている。流出口３２は、粒子検出装置１の内部にある気体を外部に吐き出す口であり、気流生成機構５の外形に対応した形状をなす。

【0014】

基板４は、気流生成機構５、検出機構６などを搭載する台板である。気流生成機構５は、基板４に搭載され、外部にある気体を経路９（図３参照）に通過させるための気流を発生させる機構である。それにより、粒子検出装置１の外部にある気体を内部に吸い込んで、当該気体を通過させて、さらに外部に吐き出すことができる。気流生成機構５は、ファン、温度調節器、圧力調節器などを備えている。なお、気流生成機構５は、必ずしも内蔵されていなくてもよく、外付けされていてもよい。

【0015】

検出機構６は、基板４上に配置され、流入口２１および流入口３１から吸い込んだ気体中の粒子を検出する機構である。詳細は、後記する。

【0016】

裏カバー７は、下側に位置するカバーである。図２に示すように、内カバー３と、裏カバー７とが、基板４、気流生成機構５、および、検出機構６に覆設される。詳細には、内カバー３は、気流生成機構５、検出機構６などを覆う。裏カバー７の内平面にはネジ８が立設され、当該ネジ８が基板４を支持する。

【0017】

（基板４、気流生成機構５、および、検出機構６の概要）
図３は、本実施形態に係る粒子検出装置１の基板４、気流生成機構５、および、検出機構６の平面図である。図３に示すように、基板４の上に、気流生成機構５と、検出機構６とが搭載されている。

【0018】

気流生成機構５がファンを回転させることにより、粒子検出装置１の外部、流入口２１、３１から吸い込まれ、検知部材６２の上側を通過し、さらに気流生成機構５を通って、流出口３２、２２から粒子検出装置１の外部に吐き出されるという、気体の流れ（図３の斜線矢印が示す流れ）が発生する。

【0019】

検出機構６は、光源部材６１と、検知部材６２とを備えている。光源部材６１は、基板４の面に平行であり、かつ、検知部材６２の上側への方向（図３の破線矢印が示す方向）に発光する。検知部材６２は、光源部材６１からの光の放出方向に設けられ、当該光による、気体中の粒子の散乱光を検出する。

【0020】

粒子検出装置１は、少なくとも、検知部材６２（集光レンズ）の上側にあり、かつ、光源部材６１（発光源）が発した光が通過する空間を含む、外部からの気体を通過させる経路９を備えている。

【0021】

上記の構成において、気流生成機構５の動作により、粒子検出装置１の外部から取り込まれた気体は、検知部材６２の上側を通過するときに、光源部材６１から発せられた光を受ける。そのとき、気体に含まれる粒子は、光源部材６１からの光を散乱させる。検知部材６２は、その散乱光の一部を検出する。これにより、気体中の粒子を検出することができる。

【0022】

なお、この切断線Ａ－Ａによる断面図が、後述する各実施形態に相当する。

【0023】

（検出機構６）
図４は、本実施形態に係る検出機構６の構成を示す斜視図である。検出機構６は、光源部材６１と、検知部材６２とを備えている。

【0024】

図４に示すように、光源部材６１は、基板４上に設けられており、壁部６１１と、溝部６１２と、光源（発光源）６１３と、投光レンズ６１４とを備えている。壁部６１１は、光源部材６１の筐体である。溝部６１２は、壁部６１１の内側面に施された溝状の部分であり、投光レンズ６１４を挟持する。光源６１３は、基板４に設けられた発光源であり、少なくとも投光レンズ６１４側に向けて発光する。投光レンズ６１４は、光源６１３から発せられた光を集めて検知部材６２の上側を照らすためのレンズである。投光レンズ６１４は、溝部６１２に挟持されることにより、基板４に対して垂設される。

【0025】

検知部材６２は、光源部材６１に隣接して設けられており、集光レンズ６２１、光検出器６２２、ホルダ６２３、および、穴部６２４を備えている。

【0026】

（集光レンズ６２１）
集光レンズ６２１は、集光レンズ６２１の上側から受ける光を集めて光検出器６２２に当てるためのレンズである。集光レンズ６２１は、光源６１３から発した光と、基板４との間に設けられている。すなわち、集光レンズ６２１は、投光レンズ６１４を挟んで光源６１３の反対側であって、かつ、光源６１３から発して投光レンズ６１４を通過した光の下側において、基板４に平行に設けられる。詳細には、集光レンズ６２１の集光面は、基板４の表面に略平行に配置されている。

【0027】

集光レンズ６２１は、取り外し可能であってもよい。集光レンズ６２１が、取り外し可能である場合、掃除ができるし、劣化した場合に交換することができる。

【0028】

集光レンズ６２１は、球面状であってもよい。ほこりが落下してきたとしても、集光レンズ６２１が球面状なので、ほこりが集光レンズ６２１に対して付着しにくく、堆積しにくい。

【0029】

（光検出器６２２）
光検出器６２２は、ほこり（粒子）に照射された光が、集光レンズ６２１を介して集光レンズ６２１の上側から下側に進むことで光を検出する。光検出器６２２は、集光レンズ６２１の下側において、基板４上（基板４）に設けられる。図５は、本実施形態に係る検出機構６の断面（図３のＡ－Ａ断面）を示す断面図である。図５に示すように、集光レンズ６２１および光検出器６２２が基板４の上に配置されている。

【0030】

光検出器６２２は連続稼働のため汚れやすいが、上記によれば、光検出器６２２の上側に集光レンズ６２１が設けられるので、光検出器６２２を保護することができる。

【0031】

なお、集光レンズ６２１と、光検出器６２２とは、一体化して形成されていてもよい。上記によれば、集光レンズ６２１と、光検出器６２２との位置関係が固定されるので、粒子検出の精度が向上する。また、集光レンズ６２１と、光検出器６２２とを組合せる工程がなくなるので、検出機構６の製造工程を簡素化することができる。

【0032】

（ホルダ６２３）
ホルダ６２３は、集光レンズ６２１と、光検出器６２２とに覆設されるカバーである。穴部６２４は、ホルダ６２３の上部に穿設され、集光レンズ６２１を通過する光を制限する。

【0033】

上記によれば、ホルダ６２３の設置により、集光レンズ６２１を通過する光を絞り込むことができるので、迷光を低減することができる。これにより、集光レンズ６２１により集光し切れなかった光を遮断することができるので、検出精度を上げることができる。また、ホルダ６２３上にほこりが堆積されていたとしても、ホルダ６２３の内部に入りにくくなるので、測定誤差にはなりにくい。言い換えると、ホルダ６２３は集光レンズ６２１および光検出器６２２のカバーの役目も担っている。

【0034】

ホルダ６２３は、金属を含んでいてもよい。これによれば、ホルダ６２３は、金属を含むことによりシールド効果を有するので、粒子検出時に電磁波ノイズの影響を低減することができる。

【0035】

（ホルダ６２３の効果）
検知部材６２がホルダ６２３を備えることの効果について、以下に説明する。

【0036】

ます、検知部材６２を固定することができる。これにより、位置決め精度の向上を図ることができるので、製造上のズレを防止し、また、稼働時のブレ（振動）を抑制することが可能になる。また、気体の流路（経路９）と、検知部材６２とが明確に分離するので、気体の流れが円滑な流路を形成することができる。

【0037】

次に、検知部材６２の指向性をさらに限定することができる。例えば、穴部６２４を、集光レンズ６２１および光検出器６２２の指向性（例えば、±６０°）よりも狭くすることにより、指向性をさらに絞ることが可能になる。また、集光レンズ６２１を介さずに側面から光検出器６２２に入射する迷光を遮断することが可能になる。さらに、ホルダ６２３の上面を凹部にすることで、光源６１３からの光を垂直な面の指向性だけに絞ることもできる。なお、水平な面の指向性はできる限り広い方がよい。

【0038】

そして、ホルダ６２３の電位をグランドにすることにより、シールド効果を得られるので、外乱ノイズによる影響を抑制することができる。

【0039】

ホルダ６２３の穴部６２４から集光レンズ６２１が突出していない場合、光が直接集光レンズ６２１に当たらないので、迷光を抑制することができる。

【0040】

一方、ホルダ６２３の穴部６２４から集光レンズ６２１が突出している場合、ホルダ６２３の穴部６２４による集光レンズ６２１の指向性が制限されない（すなわち、集光レンズ６２１の視野角を広げることができる）との効果を奏する。また、その場合、集光レンズ６２１が穴部６２４を塞ぐので、ホルダ６２３内へのほこりの堆積（ひいては、受光量の低下）を防ぐことができるとの効果を奏する。

【0041】

（ホルダ６２３を備えない構成）
なお、検知部材６２は、ホルダ６２３を備えていなくてもよい。これによれば、粒子の検知エリアをホルダ６２３ではなく、集光レンズ６２１によって限定するため、取り付け精度を緩和することができる。取り付け精度には、光源６１３の位置および角度、ホルダ６２３と、光検出器６２２との位置関係などが含まれる。

【0042】

（粒子濃度の検出方法）
検出機構６の基板４は、制御部（図示せず）をさらに備えている。制御部は、光検出器６２２から信号を取得して、気体中の粒子濃度を検出する。粒子濃度の検出方法には、いくつかの例が挙げられる。例えば、制御部は、粒子からの散乱光をカウントすることにより、粒子濃度を検出してもよい。また、制御部は、粒子からの散乱光を、任意の波高値範囲毎にカウントすることにより、粒子径別の粒子濃度を検出してもよい。さらに、制御部は、粒子からの散乱光の受光信号を平均化することにより、粒子濃度を検出してもよい。

【0043】

（実施形態１の効果）
本実施形態によれば、光源部材６１と、検知部材６２との位置関係がシンプルなため、粒子検出装置１および検出機構６を小型化することができる。検知部材６２において、集光レンズ６２１が光検出器６２２の上側に配置されるので、光検出器６２２の保護が可能である。また、集光レンズ６２１が取り外し可能な場合、メンテナンスを容易に行うことができる。さらに、集光レンズ６２１が基板４と平行に配置することにより、検知領域外の信号を検知しないようにすることができる。

【0044】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0045】

図６は、本実施形態に係る検出機構６の構成を示す斜視図である。検出機構６は、光源部材６１と、検知部材６２とを備えている。

【0046】

図７は、本実施形態に係る検出機構６の断面（図３のＡ－Ａ断面）を示す断面図である。

【0047】

図６、図７に示すように、基板４ａには、凹部４ａ１が設けられている。そして、光検出器６２２は、凹部４ａ１に埋設されている。この場合、光検出器６２２としては、面実装タイプが使用されてもよいし、他のタイプが使用されてもよい。

【0048】

（実施形態２の効果）
本実施形態によれば、光検出器６２２が基板４ａの凹部４ａ１に埋設されているので、粒子検出装置１および検出機構６の薄型化を図ることができる。これにより、気体の流路を確保することができる。次に、光検出器６２２が確実に固定されるので、光検出器６２２の位置精度の向上を図ることができる。そして、ホルダ６２３が存在しない場合であっても、基板４ａから上側の凸部が小さくなるので、ほこりが堆積し難くなる。

【0049】

さらに、スペーサを追加することにより、光検出器６２２の高さを自在に調整することができる。

【0050】

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１、２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0051】

図８は、本実施形態に係る検出機構６の構成を示す斜視図である。検出機構６は、光源部材６１と、検知部材６２とを備えている。

【0052】

図９は、本実施形態に係る検出機構６の断面（図３のＡ－Ａ断面）を示す断面図である。

【0053】

図８、図９に示すように、基板４ｂには、貫通孔４ｂ１が設けられている。そして、光検出器６２２は、貫通孔４ｂ１に貫設されている。この場合、光検出器６２２としては、面実装タイプが使用されてもよいし、他のタイプが使用されてもよい。

【0054】

（実施形態３の効果）
本実施形態によれば、光検出器６２２が基板４ｂの貫通孔４ｂ１に貫設されているので、さらに粒子検出装置１および検出機構６の薄型化を図ることができる。これにより、気体の流路を確保することができる。次に、光検出器６２２が確実に固定されるので、光検出器６２２の位置精度の向上を図ることができる。光検出器６２２が基板４ｂの貫通孔４ｂ１に誘い込まれるので、容易に、かつ、精度よく光検出器６２２を実装することができる。

【0055】

そして、ホルダ６２３が存在しない場合であっても、基板４ｂから上側の凸部が小さくなるので、ほこりが堆積し難くなる。さらに、光検出器６２２のリード線を基板４ｂの下側から出すことができるので、電気的な接続が容易になり、かつ、フレキシブルになる。

【0056】

製造工程において、光検出器６２２を基板４ｂの裏側から貼り付けて、集光レンズ６２１だけを貫通孔４ｂ１から突出させてもよい。これにより、リードタイプの光検出器６２２の取り付けが可能になり、生産性の向上を図ることができる。なお、リードタイプの光検出器６２２は、リード線があるため、当該リード線と、基板４ｂの裏面とがはんだ付けされる。従って、光検出器６２２が面実装品でないパッケージの実装を行うことができる。

【0057】

なお、図９では、集光レンズ６２１と、光検出器６２２とが一体化されている構成を示したが、一体化されていない構成でもよく、適宜選択可能である。なお、光検出器６２２と、集光レンズ６２１とが一体化されている構成では、一体化されていない構成よりも、検出機構６を薄型化することができる。

【0058】

〔実施形態４〕
本発明の実施形態４について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１～３にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0059】

図１０は、本実施形態に係る粒子検出装置１の水平断面を示す断面図である。

【0060】

図１１は、本実施形態に係る粒子検出装置１の平面図である。

【0061】

図１２は、本実施形態に係る検出機構６の断面（図１１のＢ－Ｂ断面）を示す断面図である。

【0062】

例えば、図１２に示すように、ホルダ６２３の上部をなくしてもよい。ホルダ６２３の上部をなくすことにより、シンプルな構造になり、メンテナンスが容易になる。また、光検出器６２２の視野角が広がり、散乱光の検出範囲（領域）が広がるという効果を奏する。

【0063】

次に、図１０に示すように、気流生成機構５の壁、および、光源部材６１の壁部６１１と、ホルダ６２３とは、高さが異なる。詳細には、ホルダ６２３は、気流生成機構５の壁、および、光源部材６１の壁部６１１よりも低い。これにより、気体の流路（経路９）が形成され、円滑な気体の流れを実現することができる。また、光の散乱（迷光）を防止することができる。

【0064】

さらに、光検出器６２２の周りを導電性樹脂、板金などで覆ってもよい。これにより、外来ノイズの影響を弱めることができる。

【0065】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る粒子センサは、基板上に配置され、気体中の粒子を検出する粒子検出センサであって、上記基板に設けられた発光源と、上記発光源から発した光と上記基板との間に設けられた集光レンズと、上記集光レンズの下側において、上記基板に設けられた光検出器と、を備えている。

【0066】

上記の構成によれば、基板に構成部品を設けるので、粒子検出センサを小型化することができる。

【0067】

本発明の態様２に係る粒子検出センサは、上記態様１において、上記基板には、貫通孔が設けられ、上記光検出器は、上記貫通孔に貫設されることとしてもよい。

【0068】

上記の構成によれば、光検出器が基板の貫通孔に貫設されるので、さらに粒子検出センサの薄型化を図ることができる。

【0069】

本発明の態様３に係る粒子検出センサは、上記態様１において、上記基板には、凹部が設けられ、上記光検出器は、上記凹部に埋設されることとしてもよい。

【0070】

上記の構成によれば、光検出器が基板の凹部に埋設されるので、粒子検出センサの薄型化を図ることができる。

【0071】

本発明の態様４に係る粒子検出センサは、上記態様１から３の何れかにおいて、上記集光レンズと、上記光検出器とは、一体化して形成されることとしてもよい。

【0072】

上記の構成によれば、集光レンズと、光検出器との位置関係が固定されるので、粒子検出の精度向上を図ることができる。

【0073】

本発明の態様５に係る粒子検出センサは、上記態様１から４の何れかにおいて、上記集光レンズは、取り外し可能であることとしてもよい。

【0074】

上記の構成によれば、集光レンズは、取り外し可能なので、掃除が可能であり、劣化した場合に交換することができる。

【0075】

本発明の態様６に係る粒子検出センサは、上記態様１から５の何れかにおいて、上記集光レンズは、球面状であることとしてもよい。

【0076】

上記の構成によれば、集光レンズは、球面状なので、落下してくるほこりが付着しにくく、堆積しにくい。

【0077】

本発明の態様７に係る粒子検出センサは、上記態様１から６の何れかにおいて、上記集光レンズと、上記光検出器とに覆設されるホルダをさらに備えていることとしてもよい。

【0078】

上記の構成によれば、集光レンズを通過する光を絞り込むことができるので、迷光を低減することができる。

【0079】

本発明の態様８に係る粒子検出センサは、上記態様７において、上記ホルダが、金属を含んでいることとしてもよい。

【0080】

上記の構成によれば、ホルダが金属を含むことによりシールド効果を有するので、粒子検出時に電磁波ノイズを低減することができる。

【0081】

本発明の態様９に係る粒子検出センサは、上記態様１から８の何れかにおいて、上記基板に垂設された投光レンズをさらに備えており、上記集光レンズは、上記投光レンズを挟んで上記発光源の反対側であって、かつ、上記発光源から発して上記投光レンズを通過した光の下側に設けられることとしてもよい。

【0082】

上記の構成によれば、粒子検出センサを小型化しつつ、より効率的に光を検出することができる。

【0083】

本発明の態様１０に係る粒子検出センサは、上記態様１から９の何れかにおいて、少なくとも、上記集光レンズの上側にあり、かつ、上記光が通過する空間を含む、上記気体を通過させる経路をさらに備えることとしてもよい。

【0084】

上記の構成によれば、集光レンズ上を気体が通過するので、より効率的に光を検出できる。

【0085】

本発明の態様１１に係る粒子検出センサは、基板上に配置され、気体中の粒子を検出する粒子検出センサであって、上記基板に設けられた発光源と、上記基板に垂設された投光レンズと、上記投光レンズを挟んで上記発光源の反対側であって、かつ、上記発光源から発して上記投光レンズを通過した光の下側において、上記基板に平行に設けられる集光レンズと、上記集光レンズの下側において、上記基板に設けられた光検出器と、少なくとも、上記集光レンズの上側にあり、かつ、上記光が通過する空間を含む、上記気体を通過させる経路と、を備えている。

【0086】

上記構成によれば、基板上に各部材を設けるので、粒子検出センサを小型化できる。

【0087】

本発明の態様１２に係る粒子検出装置は、上記態様１から１１の何れかの粒子検出センサと、上記気体を上記経路に通過させるための気流を発生させる気流生成機構と、を備える。

【0088】

上記の構成によれば、粒子検出装置を小型化することができる。

【0089】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【符号の説明】

【0090】

１ 粒子検出装置
４、４ａ、４ｂ 基板
４ａ１ 凹部
４ｂ１ 貫通孔
５ 気流生成機構
６ 検出機構（粒子検出センサ）
９ 経路
６１３ 光源（発光源）
６１４ 投光レンズ
６２１ 集光レンズ
６２２ 光検出器
６２３ ホルダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】