JP2019080915A - 浄化装置及び浄化方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる浄化装置を提供する。【解決手段】本開示の一態様に係る浄化装置10は、第1光を出射する光源31、及び、第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部32を含み、電気信号を出力する光センサ30と、光センサ30から出力された電気信号を処理する信号処理回路41を含み、領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路40と、浄化剤を収納する容器61と、噴出口62を含み、浄化剤を噴出口62から噴出する噴出部60と、光センサ30と、判別回路40と、噴出部60と、容器61とが収納された、携帯可能な筐体20と、を備える。【選択図】図3

Description

本開示は、浄化装置及び浄化方法に関する。
近年、嘔吐物などを介した感染による病気の伝播が社会問題となっている。例えば、ノロウイルスの感染者の嘔吐物には、1gあたり100万個以上のウイルスが存在すると言われている。このため、嘔吐物の清掃処理が不十分で残留物が僅かに存在していたために、多くの二次感染者を出した事例が多く報告されている。
二次感染を抑制するためには、清掃処理が十分に行われることが期待される。しかしながら、清掃後の残留物の有無は、清掃者の目視による確認が一般的である。このため、清掃処理の完了具合は清掃者の能力に依存するので、清掃処理が常に十分に行われることは難しい。また、目視による確認は、清掃者の負担が大きい。
そこで、より簡単に残留物を検出する方法が求められる。このとき、残留物に含まれるウイルスによる感染を抑制するために、非接触で残留物を検出することができることが望ましい。
特開2010−185719号公報 特許第3706914号公報 特開2010−266380号公報 国際公開第2009/123068号 特許第5985709号公報
例えば、特許文献1から5には、対象物を光学的に検出する方法が開示されている。具体的には、対象物に対して励起光を照射し、励起光によって励起された対象物から発せられる蛍光を検出することで、対象物の種別などを判別することができる。
しかしながら、これら特許文献に開示された方法では、検出の対象物を検出装置内に配置しなければならず、室内などの一般環境下で適用することが難しい。また、検出した対象物をその場で浄化する手段がない。
そこで、本開示は、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる浄化装置及び浄化方法を提供する。
本開示の一態様に係る浄化装置は、第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含み、電気信号を出力する光センサと、前記電気信号を処理する信号処理回路を含み、前記領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路と、浄化剤を収納する容器と、噴出口を含み、前記浄化剤を前記噴出口から噴出する噴出部と、前記光センサと、前記判別回路と、前記噴出部と、前記容器とが収納された、携帯可能な筐体と、を備える。
また、本開示の一態様に係る浄化装置は、第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含み、電気信号を出力する光センサと、前記電気信号を処理する信号処理回路を含み、前記領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路と、噴出口を含み、浄化剤を前記噴出口から噴出する噴出部と、前記噴出口から前記対象物までの距離を計測する測距部と、前記距離に基づいて、前記噴出部による前記浄化剤の噴出を制御する制御部と、を備える。
また、本開示の一態様に係る浄化方法は、第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含む光センサから出力された電気信号に基づいて、前記領域内における対象物の有無を判別するステップと、浄化剤を噴出口から噴出するステップと、前記噴出口から前記対象物までの距離を計測するステップと、前記距離に基づいて、前記浄化剤の噴出を制御するステップとを含む。
また、本開示の一態様は、上記浄化装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。あるいは、当該プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。
本開示によれば、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる。
図1は、実施の形態1に係る浄化装置の正面図である。 図2は、実施の形態1に係る浄化装置の背面図である。 図3は、実施の形態1に係る浄化装置の構成を示すブロック図である。 図4は、実施の形態1に係る浄化装置によって取得された、対象物が存在する画素における蛍光指紋を示す図である。 図5は、実施の形態1に係る浄化装置によって取得された、対象物が存在しない画素における蛍光指紋を示す図である。 図6は、実施の形態1に係る浄化装置の使用例を示す図である。 図7は、実施の形態1に係る浄化装置の動作を示すフローチャートである。 図8は、実施の形態1に係る浄化装置によって取得された原画像を示す図である。 図9は、実施の形態1に係る浄化装置の判別回路が行う判別処理の一例を示すフローチャートである。 図10は、実施の形態1に係る浄化装置によって生成された判別結果を表す画像を示す図である。 図11は、実施の形態1に係る浄化装置の前処理を示すフローチャートである。 図12は、実施の形態1の変形例1に係る浄化装置の判別回路が行う判別処理の一例を示すフローチャートである。 図13は、実施の形態1の変形例1に係る浄化装置によって生成された判別結果を表す画像を示す図である。 図14は、実施の形態1の変形例2に係る浄化装置の光センサの構成を示すブロック図である。 図15は、実施の形態1の変形例3に係る浄化装置の構成を示すブロック図である。 図16は、実施の形態2に係る浄化装置の構成を示すブロック図である。 図17は、測距時における実施の形態2に係る浄化装置と対象物との位置関係を示す模式図である。 図18は、実施の形態2に係る浄化装置の測距時のディスプレイへの表示画面例を示す図である。 図19は、実施の形態2に係る浄化装置の噴出口を下向きに傾けた状態で浄化剤を噴出する様子を示す模式図である。 図20は、実施の形態2に係る浄化装置の噴出口を上向きに傾けた状態で浄化剤を噴出する様子を示す模式図である。 図21は、実施の形態2に係る浄化装置の動作を示すフローチャートである。 図22は、実施の形態2の変形例1に係る浄化装置の動作を示すフローチャートである。 図23は、実施の形態2の変形例1に係る浄化装置の動作の別の例を示すフローチャートである。 図24は、実施の形態2の変形例2に係る浄化装置の動作を示すフローチャートである。 図25は、実施の形態2の変形例2に係る浄化装置のディスプレイに表示される軌跡表示画面の一例を示す図である。
(本開示の概要)
本開示の一態様に係る浄化装置は、光源、及び、前記光源が発する第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を有する光センサと、前記光センサから出力された電気信号を処理する信号処理回路を有し、前記領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路と、前記判別回路によって生成された画像を表示するディスプレイと、前記対象物を浄化するための浄化剤が入れられる容器、及び、前記浄化剤を噴出するための噴出口を有し、前記浄化剤を前記噴出口から噴出する噴出部とを備える。
これにより、浄化装置が、判別回路と噴出部とを備え、対象物の有無の判別結果に基づいて浄化剤を噴出するので、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる。
また、本開示の一態様に係る浄化装置は、第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含み、電気信号を出力する光センサと、前記電気信号を処理する信号処理回路を含み、前記領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路と、浄化剤を収納する容器と、噴出口を含み、前記浄化剤を前記噴出口から噴出する噴出部と、前記光センサと、前記判別回路と、前記噴出部と、前記容器とが収納された、携帯可能な筐体と、を備える。
これにより、光センサと判別回路と噴出部と容器とが携帯可能な筐体に収納されているので、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる。また、携帯性に優れているので、浄化の対象物が存在する可能性のある場所に浄化装置を容易に持ち運ぶことが可能になり、様々な場所での対象物の有無の判別及びその浄化が可能になる。
また、例えば、前記第1光は、前記対象物を励起する励起光であり、前記第2光は、前記励起光が照射された場合に、前記対象物が発する蛍光であってもよい。
これにより、対象物から発せられる蛍光を受光部によって受光することができるので、蛍光の波長及び強度などに基づいて対象物の有無を精度良く判別することができる。したがって、判別の精度が高められることで、対象物の検出漏れを抑制することができ、対象物の浄化を十分に行うことができる。
また、例えば、前記判別回路は、前記蛍光の波長と前記励起光の波長との組み合わせに基づいて前記対象物の有無を判別してもよい。
これにより、検出目的の対象物に応じた組み合わせで光センサを構成した場合に、対象物の検出精度をより高めることができる。例えば、検出目的の対象物が、アミノ酸のトリプトファンを含む対象物である場合、トリプトファンは、280nmの波長の励起光を照射した場合に360nm近傍の波長の蛍光を発することが知られている。したがって、光源が発する励起光の波長を280nmとし、かつ、受光部が受光した光から360nmの波長成分を抽出することで、アミノ酸のトリプトファンを精度良く検出することができる。
また、例えば、前記判別回路は、前記第2光の受光強度と閾値との比較結果に基づいて前記対象物の有無を判別してもよい。
これにより、比較処理によって対象物の有無を判別することができるので、判別処理に要する処理量を削減することができる。
また、例えば、前記判別回路は、前記第2光のうち、前記第1光の波長よりも波長が長い成分に基づいて前記対象物の有無を判別してもよい。
これにより、照射した第1光とは異なる波長成分に基づいて対象物の有無を判別するので、第1光の反射光などの影響を抑制することができ、対象物の検出精度を高めることができる。
また、例えば、本開示の一態様に係る浄化装置は、さらに、前記浄化装置の外殻をなす筐体を備え、前記筐体は、持手部を有してもよい。
これにより、浄化装置の外殻をなす筐体が持手部を有するので、携帯性に優れた浄化装置を実現することができる。このため、対象物が存在する可能性のある場所に浄化装置を容易に持ち運ぶことが可能になり、様々な場所での対象物の有無の判別が可能になる。これにより、例えば、広範囲に亘って対象物の検出を行うことができ、対象物の検出漏れを抑制することができる。
また、例えば、本開示の一態様に係る浄化装置は、さらに、前記持手部に設けられた、前記光源による前記第1光の発光及び前記噴出部による前記浄化剤の噴出の少なくとも一方を行わせる操作ボタンを備えてもよい。
これにより、ユーザからの操作に基づいて任意のタイミングで、対象物の検出又は浄化を行うことができる。また、操作ボタンが持手部に設けられていることで、ユーザは、持手部を把持しながら指などで操作ボタンの操作を行うことができる。したがって、操作性が高い浄化装置を実現することができる。
また、例えば、前記容器は、前記持手部の内部に設けられていてもよい。
これにより、持手部内のスペースを有効に利用することができるので、浄化装置の小型化が実現される。
また、例えば、本開示の一態様に係る浄化装置は、さらに、前記対象物までの距離を計測する測距部を備え、前記噴出部は、前記測距部によって計測された距離に応じて前記浄化剤の噴出の条件を制御してもよい。
これにより、浄化剤と対象物との接触確率を高めることができるので、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記浄化剤の噴出の条件は、前記浄化剤を噴出する圧力であってもよい。
これにより、噴出の圧力を調整することで、浄化剤の飛距離を容易に調整することができ、離れた位置からでも対象物の浄化を容易に行うことができる。対象物と浄化装置とを接触させる必要がないので、浄化装置自体の清浄性を保つことができる。
このとき、例えば、噴出口が上方を向いているのか、下方を向いているのかによって、噴出口から噴出された浄化剤が受ける重力の影響が異なる。そこで、例えば、本開示の一態様に係る浄化装置は、さらに、前記浄化装置の傾きを検出する傾き検出部を備え、前記噴出部は、前記測距部によって計測された距離と、前記傾き検出部によって検出された傾きとに応じて前記浄化剤の噴出の態様を制御してもよい。
これにより、浄化剤と対象物との接触確率を更に高めることができるので、対象物の浄化を更に効率良く行うことができる。
また、例えば、前記対象物は、嘔吐物、排泄物又は体液であってもよい。
これにより、嘔吐物などに含まれるウイルスの浄化を行うことができ、二次感染などの伝播を抑制することができる。
また、例えば、前記浄化剤は、次亜塩素酸ナトリウム製剤又はアルコール製剤であってもよい。
これにより、対象物にウイルスなどが含まれる場合に、ウイルスなどを浄化することができ、二次感染などの伝播を抑制することができる。
また、本開示の一態様に係る浄化装置は、第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含み、電気信号を出力する光センサと、前記電気信号を処理する信号処理回路を含み、前記領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路と、噴出口を含み、浄化剤を前記噴出口から噴出する噴出部と、前記噴出口から前記対象物までの距離を計測する測距部と、前記距離に基づいて、前記噴出部による前記浄化剤の噴出を制御する制御部と、を備える。
これにより、光センサと判別回路と噴出部とを備えるので、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる。また、測距部によって計測された距離に基づいて浄化剤の噴出が制御されるので、対象物に向けて精度良く浄化剤を噴出することができる。このため、浄化剤と対象物との接触確率を高めることができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記浄化装置は、重力方向と垂直な仮想平面に対する前記噴出口の傾きを検出する傾き検出部をさらに備え、前記制御部は、前記距離と前記噴出部が前記浄化剤を噴出する圧力との組合せ、及び、前記距離と前記噴出口の傾きとの組合せのいずれか一方の組合せに応じて、前記浄化剤の噴出の条件を制御してもよい。
これにより、対象物までの距離だけでなく、噴出の際の圧力又は噴出口の傾きに基づいて噴出の態様が制御されるので、対象物に向けて精度良く浄化剤を噴出することができる。このため、浄化剤と対象物との接触確率を高めることができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記制御部は、ユーザによる、前記浄化剤が噴出されるときの前記仮想平面に対する前記噴出口の傾きである噴出時の傾きの決定を受け付け、前記制御部は、前記噴出時の傾きが前記仮想平面より下向きの傾きである場合、前記浄化剤が前記対象物に到達する第1圧力を算出し、前記第1圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させ、前記噴出時の傾きが前記仮想平面より上向きの傾きである場合、前記第1圧力より高い第2圧力を算出し、前記第2圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させてもよい。
これにより、仮想平面に対して上向き又は下向きで浄化剤を噴出するときの圧力を精度良く算出することができる。このため、対象物に向けて精度良く浄化剤を噴出することができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記第1圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第1到達軌跡を表示し、前記第2圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第2到達軌跡を表示するディスプレイをさらに備えてもよい。
これにより、浄化剤の到達軌跡を表示するので、ユーザに噴出の様子を模式的に提示することができる。
また、例えば、前記ディスプレイは、前記第1圧力が算出されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第1圧力を表示し、前記第2圧力が算出されたとき、前記第2到達軌跡及び前記第2圧力を表示してもよい。
これにより、ユーザは、表示された圧力を、到達軌跡を選択するための判断材料に利用することができる。つまり、ユーザによる適切な選択を支援することができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記制御部は、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡が前記ディスプレイに同時に表示されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡のいずれか一方の選択を受け付け、選択された到達軌跡に対応する圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させてもよい。
これにより、ユーザに到達軌跡を選択させることができるので、ユーザ利便性を高めることができる。
また、例えば、前記ディスプレイは、前記第1到達軌跡の選択を推奨する推奨情報を表示してもよい。
これにより、ユーザによる適切な選択を支援することができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、本開示の一態様に係る浄化方法は、第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含む光センサから出力された電気信号に基づいて、前記領域内における対象物の有無を判別するステップと、浄化剤を噴出口から噴出するステップと、前記噴出口から前記対象物までの距離を計測するステップと、前記距離に基づいて、前記浄化剤の噴出を制御するステップとを含む。
これにより、対象物の有無の判別と対象物の浄化とを行うので、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる。また、計測された距離に基づいて浄化剤の噴出が制御されるので、対象物に向けて精度良く浄化剤を噴出することができる。このため、浄化剤と対象物との接触確率を高めることができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、重力方向と垂直な仮想平面に対する前記噴出口の傾きを検出するステップをさらに含み、前記制御するステップでは、計測された距離と前記浄化剤を噴出する圧力との組合せ、及び、計測された距離と前記噴出口の傾きとの組合せのいずれか一方の組合せに応じて、前記浄化剤の噴出の条件を制御してもよい。
これにより、対象物までの距離だけでなく、噴出の際の圧力又は噴出口の傾きに基づいて噴出の条件が制御されるので、対象物に向けて精度良く浄化剤を噴出することができる。このため、浄化剤と対象物との接触確率を高めることができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、ユーザによる、前記浄化剤が噴出されるときの前記仮想平面に対する前記噴出口の傾きである噴出時の傾きの決定を受け付けるステップをさらに含み、前記制御するステップでは、前記噴出時の傾きとして前記仮想平面より下向きの傾きが決定されたとき、前記浄化剤が前記対象物に到達する第1圧力を算出し、前記第1圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させ、前記噴出時の傾きとして前記仮想平面より上向きの傾きが決定されたとき、前記第1圧力より高い第2圧力を算出し、前記第2圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させてもよい。
これにより、仮想平面に対して上向き又は下向きで浄化剤を噴出するときの圧力を精度良く算出することができる。このため、対象物に向けて精度良く浄化剤を噴出することができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記第1圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第1到達軌跡をディスプレイに表示させ、前記第2圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第2到達軌跡を前記ディスプレイに表示させるステップをさらに含んでもよい。
これにより、浄化剤の到達軌跡を表示するので、ユーザに噴出の様子を模式的に提示することができる。
また、例えば、前記表示させるステップでは、前記第1圧力が算出されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第1圧力を前記ディスプレイに表示させ、前記第2圧力が算出されたとき、前記第2到達軌跡及び前記第2圧力を前記ディスプレイに表示させてもよい。
これにより、ユーザは、表示された圧力を、到達軌跡を選択するための判断材料に利用することができる。つまり、ユーザによる適切な選択を支援することができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記制御するステップでは、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡が前記ディスプレイに同時に表示されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡のいずれか一方の選択を受け付け、選択された到達軌跡に対応する圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させてもよい。
これにより、ユーザに到達軌跡を選択させることができるので、ユーザ利便性を高めることができる。
また、例えば、前記表示させるステップでは、前記第1到達軌跡の選択を推奨する推奨情報を前記ディスプレイに表示させてもよい。
これにより、ユーザによる適切な選択を支援することができ、対象物の浄化を効率良く行うことができる。
また、例えば、前記第1光は、前記対象物を励起する励起光であり、前記第2光は、前記励起光が照射された場合に、前記対象物が発する蛍光であってもよい。
これにより、対象物から発せられる蛍光を受光部によって受光することができるので、蛍光の波長及び強度などに基づいて対象物の有無を精度良く判別することができる。したがって、判別の精度が高められることで、対象物の検出漏れを抑制することができ、対象物の浄化を十分に行うことができる。
また、例えば、前記判別するステップでは、前記蛍光の波長と前記励起光の波長との組み合わせに基づいて前記対象物の有無を判別してもよい。
これにより、検出目的の対象物に応じた組み合わせで光センサを構成した場合に、対象物の検出精度をより高めることができる。
また、例えば、前記判別するステップでは、前記第2光の受光強度と閾値との比較結果に基づいて前記対象物の有無を判別してもよい。
これにより、比較処理によって対象物の有無を判別することができるので、判別処理に要する処理量を削減することができる。
また、例えば、前記判別するステップでは、前記第2光のうち、前記第1光の波長よりも波長が長い成分に基づいて前記対象物の有無を判別してもよい。
これにより、照射した第1光とは異なる波長成分に基づいて対象物の有無を判別するので、第1光の反射光などの影響を抑制することができ、対象物の検出精度を高めることができる。
本開示において、回路、ユニット、装置、部材又は部の全部又は一部、又はブロック図の機能ブロックの全部又は一部は、半導体装置、半導体集積回路(IC)、又はLSI(large scale integration)を含む一つ又は複数の電子回路によって実行されてもよい。LSI又はICは、一つのチップに集積されてもよいし、複数のチップを組み合わせて構成されてもよい。例えば、記憶素子以外の機能ブロックは、一つのチップに集積されてもよい。ここでは、LSIまたはICと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムLSI、VLSI(very large scale integration)、若しくはULSI(ultra large scale integration)と呼ばれるものであってもよい。LSIの製造後にプログラムされる、Field Programmable Gate Array(FPGA)、又はLSI内部の接合関係の再構成又はLSI内部の回路区画のセットアップができるreconfigurable logic deviceも同じ目的で使うことができる。
さらに、回路、ユニット、装置、部材又は部の全部又は一部の機能又は操作は、ソフトウェア処理によって実行することが可能である。この場合、ソフトウェアは一つ又は複数のROM、光学ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録され、ソフトウェアが処理装置(processor)によって実行されたときに、そのソフトウェアで特定された機能が処理装置(processor)および周辺装置によって実行される。システム又は装置は、ソフトウェアが記録されている一つ又は複数の非一時的記録媒体、処理装置(processor)、及び必要とされるハードウェアデバイス、例えばインタフェース、を備えていても良い。
以下では、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
[1.構成]
まず、実施の形態1に係る浄化装置の概要について、図1から図3を用いて説明する。
図1及び図2はそれぞれ、本実施の形態に係る浄化装置10の正面図及び背面図である。図3は、本実施の形態に係る浄化装置10の構成を示すブロック図である。
なお、本実施の形態において、浄化装置10の正面は、ディスプレイ50の表示面が設けられている側である。浄化装置10の背面は、正面の反対側である。本実施の形態では、図2に示すように、浄化装置10の背面側に、光センサ30及び噴出部60の噴出口62などが設けられている。
浄化装置10は、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを一体的に行う装置である。本実施の形態では、浄化装置10は、対象物の検出及び浄化を非接触で行う。具体的には、浄化装置10は、浄化装置10から離れた領域内の対象物を光学的に検出し、かつ、検出した対象物に向けて浄化剤を噴出することで、対象物の浄化を行う。
対象物は、例えば、嘔吐物、排泄物又は体液などの人が排出したものである。あるいは、対象物は、食材又は食品などでもよい。対象物は、ウイルス又は細菌などの、人の病気を引き起こしうる微生物などを含んでいる。本実施の形態では、対象物は、有機物を含んでおり、所定の波長の励起光が照射された場合に蛍光を発する。例えば有機物は、食品又は生物などに多く含まれるアミノ酸などであるが、これに限らない。アミノ酸は、例えば、280nm近傍の励起光が照射された場合に、320nm近傍の蛍光を発する。
浄化剤は、対象物を浄化するための薬剤などである。対象物の浄化とは、例えば、対象物に含まれるウイルス又は細菌などの微生物を分解し、無害化することである。浄化剤は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム製剤又はアルコール製剤などである。浄化剤は、例えば液体であるが、気体又は固体でもよい。
図1から図3に示すように、浄化装置10は、筐体20と、光センサ30と、判別回路40と、ディスプレイ50と、噴出部60と、操作ボタン70と、測距部80とを備える。以下では、浄化装置10を構成する各構成要素について、詳細に説明する。
筐体20は、浄化装置10の外殻をなしている。図1及び図2に示すように、筐体20は、枠体部21と、持手部22とを備える。
枠体部21は、主にディスプレイ50を保持する部分であり、扁平なトレイ状に構成されている。図1に示すように、枠体部21の正面側には、ディスプレイ50の表示面が露出している。図2に示すように、枠体部21の背面側には、光センサ30、噴出部60の噴出口62、及び、測距部80が露出している。なお、光センサ30、噴出口62及び測距部80の配置は、図示した例に限らない。
持手部22は、人が片手又は両手で把持するための部分である。図1及び図2に示すように、持手部22は、枠体部21の一部から一方向に延びるように設けられた棒状の部分である。持手部22の形状は、円柱状又は角柱状であるが、これに限らない。
本実施の形態では、図1に示すように、持手部22には、噴出部60の操作ボタン70が設けられている。操作ボタン70は、例えば、持手部22の正面側に設けられている。持手部22を片手で持った場合に、親指で操作可能な範囲に設けられている。
図2に示すように、光センサ30は、光源31及び受光部32を有する。光センサ30は、受光部32によって生成された電気信号を、判別回路40の信号処理回路41に出力する。
光源31は、対象物を励起する励起光を発する。なお、励起光は、光源31が発する第1光の一例である。励起光は、例えば、検出目的の対象物の種類に応じて予め選択された波長にピークを有する光である。励起光のピークの半値幅は、例えば10nm以上50nm以下の範囲である。
本実施の形態では、光源31は、波長が互いに異なる複数の励起光を第1光として発する。具体的には、光源31は、複数の励起光を時間排他的に発する。例えば、光源31は、280nm、350nm及び450nmの各々の波長を有する複数の励起光を順次出射する。なお、これらの励起波長は一例に過ぎず、例えば、対象物の種類などに応じて任意の波長から適宜選択されてもよい。
例えば、光源31は、波長を時間連続的に変化させながら励起光を対象物に照射してもよい。例えば、光源31は、220nm以上550nm以下の範囲において10nm刻みで波長を変化させながら、互いに波長が異なる複数の励起光を順次対象物に照射してもよい。
あるいは、光源31の光出射側には、透過帯域が異なる複数のフィルタが設けられていてもよい。複数のフィルタのうち光源31から発せられた光が通過するフィルタを順次変更することで、互いに波長が異なる複数の励起光を順次対象物に照射することができる。
光源31は、例えば、ハロゲンランプなどの放電ランプ、又は、LED(Light Emitting Diode)などの固体発光素子であるが、これに限らない。
受光部32は、光源31が発する第1光が照射された照射領域からの第2光を受光する。例えば、光源31が発する第1光による照射領域と、受光部32による受光領域(すなわち、撮影範囲)とは、重複又は一致している。
受光部32は、具体的には、複数の画素が二次元状に配列されたイメージセンサである。複数の画素の各々には、受光した光を光電変換するフォトダイオードなどの光電変換素子が含まれる。受光部32の各画素から出力される電気信号を処理することで、撮影画像が生成される。
本実施の形態では、受光部32は、入射する光を波長選択的に第2光として受光する。具体的には、受光部32は、受光の対象とする第2光の波長(すなわち、観測波長)を変化させながら、観測波長毎の受光強度を表す電気信号を生成して出力する。
例えば、受光部32は、光電変換素子の光入射側に配置された複数のフィルタであって、透過帯域が互いに異なる複数のフィルタを有する。フィルタの透過帯域が、受光部32による観測波長に相当する。受光部32は、複数のフィルタを時間排他的に切り替えることで、異なる波長の光を受光する。例えば、受光部32は、310nm、425nm及び520nmの各々の波長を有する複数の光を順次受光する。なお、これらの観測波長は一例に過ぎず、例えば、対象物の種類などに応じて任意の波長から適宜選択されてもよい。
判別回路40は、照射領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する。判別回路40は、例えば、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記録領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどで実現される。
図3に示すように、判別回路40は、光センサ30から出力された電気信号を処理する信号処理回路41を有する。信号処理回路41は、1以上の電子回路を含む集積回路などで実現される。
判別回路40は、蛍光の波長と励起光の波長との組み合わせに基づいて対象物の有無を判別する。具体的には、判別回路40は、受光部32の画素毎に対象物の有無を判別する。これにより、判別回路40は、撮影画像内のどの画素に、すなわち、撮影範囲内のどの位置に対象物が存在するか、及び、対象物が存在する場合にその大きさ及び形状などを判別することができる。
本実施の形態では、判別回路40は、画素毎に、蛍光指紋を利用した判別処理を行う。蛍光指紋を利用した判別処理の詳細については、後で説明する。
ディスプレイ50は、判別回路40によって生成された画像を表示する。また、ディスプレイ50は、受光部32によって生成された撮影画像を表示する。ディスプレイ50は、例えば液晶表示装置又は有機EL(Electro Luminescence)表示装置などのフラットパネルディスプレイである。
噴出部60は、対象物を浄化するための浄化剤が入れられる容器61、及び、浄化剤を噴出するための噴出口62を有し、判別結果に基づいて浄化剤を噴出口62から噴出する。例えば、噴出部60は、霧状の浄化剤を噴出口62から噴霧する。噴出部60は、図示しない制御回路などを備える。制御回路は、1以上の電子回路を含む集積回路などで実現され、浄化剤の噴出のタイミング及び噴出の態様などを制御する。
容器61は、持手部22の内部に設けられている。容器61は、持手部22に対して着脱自在である。例えば、容器61は、浄化剤が予め容れられたカートリッジ式の容器である。具体的には、持手部22は、筒状に構成されており、端部から容器61が挿入される。容器61が所定位置まで挿入されることで、容器61と噴出口62とが接続されて、容器61内の浄化剤が噴出口62を介して噴出可能な状態に取り付けられる。例えば、容器61が持手部22に挿入された状態で、操作ボタン70をユーザが操作した場合に、噴出口62から浄化剤が噴出される。
本実施の形態では、噴出部60は、測距部80によって計測された距離に応じて浄化剤の噴出の態様を制御する。浄化剤の噴出の態様は、具体的には、浄化剤を噴出する圧力である。噴出部60は、測距部80によって計測された距離に基づいて、浄化剤を噴出する圧力を変更する。
例えば、噴出部60は、対象物までの距離が長い程、強い圧力で浄化剤を噴出する。これにより、遠くに位置する対象物に対して浄化剤を接触させ、対象物の浄化を行うことができる。また、噴出部60は、対象物までの距離が短い場合には、弱い圧力で浄化剤を噴出する。
なお、噴出の態様には、浄化剤の噴出量、噴出方向、噴出口62の開口幅などが含まれてもよい。例えば、噴出部60は、対象物が存在する範囲が大きい場合に、噴出口62の開口幅を大きくして広範囲で浄化剤を噴出してもよい。このとき、噴出部60は、浄化剤の噴出量を多くしてもよい。また、噴出部60は、対象物が存在する範囲が狭い場合に、噴出口62の開口幅を小さくして狭い範囲に浄化剤を噴出してもよい。このとき、噴出部60は、浄化剤の噴出量を少なくしてもよい。
操作ボタン70は、光源31の発光及び浄化剤の噴出の少なくとも一方を行わせるためのトリガとなる物理的なボタンである。例えば、操作ボタン70が1回押されることで、光源31から励起光が発せられ、対象物の判別処理が行われる。その後、再び操作ボタン70が1回押されることで、噴出口62から浄化剤が噴出される。あるいは、操作ボタン70の1回の押下が光源31の発光のトリガであってもよく、操作ボタン70の長押しが浄化剤の噴出のトリガであってもよい。
なお、操作ボタン70は、ディスプレイ50と一体化されていてもよい。具体的には、ディスプレイ50は、タッチパネルディスプレイでもよく、光源31の発光及び浄化剤の噴出の少なくとも一方を行わせるためのGUI(Graphical User Interface)オブジェクトなどを表示してもよい。ユーザは、ディスプレイ50に表示されたGUIオブジェクトをタッチすることで、光源31の発光及び浄化剤の噴出の少なくとも一方を行わせてもよい。
測距部80は、対象物までの距離を計測する。測距部80は、例えばToF(Time of Flight)方式で、対象物までの距離を計測する。具体的には、測距部80は、光を出射する光源と、出射した光の対象物による反射光を受光する受光部とを備え、出射した光が対象物で反射して受光部によって受光されるまでの時間を計測することで、対象物までの距離を計測する。測距部80は、位相差距離方式及びパルス伝播方式のいずれを用いてもよい。
なお、測距部80の光源及び受光部の少なくとも一方は、光センサ30の光源31及び受光部32の少なくとも一方と兼用されてもよい。あるいは、測距部80は、超音波センサ又は赤外線センサであってもよい。また、測距部80は、ステレオカメラ方式で、対象物までの距離を計測してもよい。
[2.蛍光指紋を利用した判別処理]
ここで、判別回路40が行う、蛍光指紋を利用した判別処理について説明する。
蛍光指紋とは、励起蛍光マトリクス(Excitation Emission Matrix:EEM)情報である。蛍光指紋は、励起波長と、蛍光波長と、蛍光強度とを三軸とする三次元データである。励起波長は、対象物に照射する励起光の波長である。蛍光波長は、対象物から発せられる蛍光の波長である。蛍光指紋は、例えば、対象物に照射する励起光の波長を連続的に変化させながら蛍光スペクトルを測定することによって得られる。
蛍光指紋は、対象物の種類毎に決まっている。つまり、蛍光強度が大きくなる励起波長と蛍光波長との組み合わせは、対象物の種類毎に決まっている。例えば、食品又は生物の主な成分であるたんぱく質を構成するアミノ酸類では、280nm近傍にピークを有する励起光を照射した場合、320nm近傍にピークを有する蛍光を発する。
このため、例えば、本実施の形態では、光源31は、例えば280nm近傍にピークを有する励起光を第1光として発する。受光部32は、例えば320nm近傍を観測波長として光を受光する。これにより、光センサ30から出力された電気信号の信号強度は、蛍光強度の大きさを表すことになる。したがって、判別回路40は、電気信号の信号強度に基づいて、アミノ酸の有無を判別することができる。
励起波長と観測波長との複数の組み合わせで、励起光の出射と受光部32による受光とを行うことで、組み合わせ毎の受光強度が得られる。これにより、信号処理回路41は、蛍光指紋を生成することができる。
図4は、本実施の形態に係る浄化装置10によって取得された、対象物が存在する画素における蛍光指紋を示す図である。図4では、縦軸を励起波長とし、横軸を蛍光波長とする二次元座標系において、蛍光強度が等しい座標を連続的に結ぶ等強度線を図示している。
ここでは、対象物として嘔吐物などの代わりにヨーグルトを付着させた便器タイルを用いている。例えば、光源31は、励起光として波長を時間連続的に変化させながら励起光を照射し、受光部32は、フィルタなどを利用して観測波長を時間連続的に変化させながら光を受光する。これにより、励起波長と蛍光波長との組み合わせ毎に、当該組み合わせに対応する蛍光強度を示す電気信号が得られる。信号処理回路41が、受光部32から出力される電気信号を処理することで、図4に示す蛍光指紋が得られる。
図4に示すように、励起波長が280nm近傍で、かつ、蛍光波長が320nm近傍の位置にピークP1が現れていることが分かる。したがって、ヨーグルトに含まれるアミノ酸から発せられた蛍光が検出されたことが分かる。
なお、本実施の形態では、判別回路40が対象物の有無を判別するため、対象物が存在しない場合に受光部32によって受光される光についても考慮する。具体的には、対象物が存在しない場合、受光部32による撮影範囲に入る床面などからの反射光又は蛍光が受光部32によって受光される。例えば、図4と同様に、ヨーグルトを付着させた便器タイルの場合、便器タイルからの蛍光も起こりうる。
図5は、本実施の形態に係る浄化装置10によって取得された、対象物が存在しない画素における蛍光指紋を示す図である。図5では、図4と同様に、縦軸を励起波長とし、横軸を蛍光波長とする二次元座標系において、蛍光強度が等しい座標を連続的に結ぶ等強度線を図示している。
図5は、具体的には、便器タイルの蛍光指紋を示している。便器タイルの蛍光指紋の生成方法は、図4で示した蛍光指紋を生成する場合と同じである。
図5に示すように、励起波長が220nm近傍で、かつ、蛍光波長が480nm近傍の位置にピークP2が現れていることが分かる。図4と図5とを比較して分かるように、便器タイルとヨーグルトに含まれるアミノ酸とでは、蛍光強度が大きくなる励起波長と蛍光波長との組み合わせが相違している。このため、便器タイルによる蛍光に影響を受けずに、アミノ酸の有無を検出することが可能となる。
また、一方で、便器タイルの表面に何も付着していない場合にはピークP2が現れるので、ピークP2が観測されないときには、便器タイルの表面にアミノ酸以外の対象物が付着していると判別することが可能となる。これにより、検出目的とするアミノ酸以外の物質の有無の判別も可能となる。
[3.動作]
続いて、本実施の形態に係る浄化装置10の動作について説明する。
図6は、本実施の形態に係る浄化装置10の使用例を示す図である。図7は、本実施の形態に係る浄化装置10の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態では、図6に示すように、浄化装置10は、ユーザの片手90で持手部22が保持されることで、ユーザの意図に応じて対象領域91を自在に変更可能である。ユーザは、例えば嘔吐物の清掃処理を行った後、浄化装置10を用いて、嘔吐物の清掃跡92を含む範囲を対象領域91として、清掃しきれなかった嘔吐物である対象物93が存在するか否かを検査する。対象領域91は、受光部32による受光領域(すなわち、撮影範囲)に相当する。例えば、ディスプレイ50には、受光部32によって撮影された撮影画像が表示される。
ユーザは、浄化装置10のディスプレイ50に表示される範囲、すなわち、受光部32による撮影範囲に清掃跡92が含まれるように、浄化装置10の姿勢を調整し、操作ボタン70を押下する。操作ボタン70の押下によって浄化装置10の動作が開始される。
操作ボタン70が押下されることで、図7に示すように、まず、光源31が励起光を第1光として対象領域91に照射する(S10)。受光部32は、光源31からの第1光が照射された状態の対象領域91からの第2光を受光する(S11)。
ここで、図8は、本実施の形態に係る浄化装置10によって取得された原画像を示す図である。図8では、励起光が照射されている領域95を破線で囲んでいる。領域95には、便器タイルが存在している。さらに、破線で囲んだ領域95のうち、左側の領域96には対象物93としてヨーグルトが付着されており、右側の領域97には何も付着していない。
図8に示すように、左側の領域96からは蛍光に基づく強い光が受光され、右側の領域97からは励起光の反射光などに基づく弱い光が受光されている。
次に、図7に示すように、判別回路40は、対象領域91内の対象物93の有無を判別する(S12)。本実施の形態では、第1光として対象物93を励起する励起光が照射されるので、対象領域91に対象物93が含まれている場合、受光部32によって受光される第2光には、対象物93からの蛍光が含まれる。したがって、判別回路40は、対象物93からの蛍光が検出された画素には、対象物93が存在すると判定することができる。判別回路40は、画素毎に対象物93の有無を判別する。
ここで、図9は、本実施の形態に係る浄化装置10の判別回路40が行う判別処理の一例を示すフローチャートである。図9に示すように、判別回路40では、まず、1つの画素を選択する(S20)。次に、判別回路40は、選択した画素から出力された電気信号に基づいて蛍光指紋を生成する(S21)。次に、判別回路40は、生成した蛍光指紋から、背景成分の蛍光指紋を除去する(S22)。例えば、判別回路40は、生成した蛍光指紋から背景成分の蛍光指紋を減算する。背景成分の蛍光指紋は、具体的には、撮影範囲に含まれる床材などの蛍光指紋であって、対象物93が存在しないことが明らかである場合に予め生成されたものである。
次に、判別回路40は、減算後の蛍光指紋に基づいて、選択した画素における対象物93の有無を判別する(S23)。例えば、判別回路40は、アミノ酸に相当する組み合わせ、具体的には、励起波長が280nm近傍及び蛍光波長が320nm近傍の組み合わせの蛍光強度が所定の閾値以上であるかを判定する。当該組み合わせの蛍光強度が閾値以上である場合に、判別回路40は、対象物93が存在すると判定する。当該組み合わせの蛍光強度が閾値より小さい場合に、判別回路40は、対象物93が存在しないと判定する。
対象物93が存在する場合(S23でYes)、判別回路40は、選択した画素の画素値を第1値に設定する(S24)。第1値は、例えば、画素値の最大値である。対象物93が存在しない場合(S23でNo)、判別回路40は、選択した画素の画素値を第2値に設定する(S25)。第2値は、第1値とは異なる値であり、例えば、画素値の最小値である。
以降、全ての画素の処理が終了するまで(S26でNo)、ステップS20からS25が繰り返される。これにより、判別回路40は、対象物93の有無に応じて撮影画像を二値化することができる。
判別処理を行うことで、図8において、左側の領域96には対象物93が存在し、右側の領域97には対象物93が存在しないことが判別される。なお、判別処理を行うにあたって、情報の圧縮が行われてもよい。蛍光指紋は、三次元データであるため、情報量が多く、処理に要する時間が長くなる恐れがある。このため、判別回路40は、例えば、画素の間引き処理などを行うことで、処理量を低減し、判別処理に要する時間を削減してもよい。つまり、図9に示すステップS26において、全ての画素で処理を行わなくてもよい。
図10は、本実施の形態に係る浄化装置10によって生成された判別結果を表す画像を示す図である。例えば、信号処理回路41は、対象物93が存在すると判別された画素と、対象物93が存在しない画素とを二値で表すことで、図10に示す画像が生成される。図7に示すように、判別処理(S12)の終了後、ディスプレイ50は、判別結果として、図10に示す画像を表示する(S13)。
なお、図10に示す画像は、可視光に基づいて生成された画像に重畳して表示してもよい。これにより、現実の空間における対象物93の位置を分かりやすく表示することができる。
次に、測距部80は、検出された対象物93までの距離を算出する(S14)。具体的には、測距部80は、対象物93に向けて赤外光を照射し、当該赤外光の反射光を受光することで、照射してから受光するまでの時間に基づいて距離を算出する。
次に、噴出部60は、算出された距離に基づいて浄化剤の噴出の圧力を調整する(S15)。具体的には、噴出部60は、算出された距離が長い程、圧力を強くし、算出された距離が短い程、圧力を弱くする。また、このとき、噴出部60は、検出された対象物93の位置に基づいて、浄化剤を噴出する方向を調整してもよい。例えば、図10に示すように、画像内の左側の領域に対象物93が検出された場合には、噴出方向を左側に向けてもよい。
最後に、噴出部60は、容器61に貯められた浄化剤を、噴出口62から所定の圧力で噴出する(S16)。これにより、噴出された浄化剤が、検出された対象物93に接触し、対象物93を分解することで無害化させることができる。
なお、距離の算出(S14)及び圧力の調整(S15)は、画像の表示(S13)より先に行われてもよい。
また、本実施の形態では、判別の精度を高めるために、対象物93が存在していないことが明らかである場合に、予め蛍光指紋を取得しておく。図11は、本実施の形態に係る浄化装置10の前処理を示すフローチャートである。
例えば、操作ボタン70が押下された場合に、光源31が励起光を第1光として対象領域91に照射する(S30)。受光部32は、光源31からの第1光が照射された状態の対象領域91からの第2光を受光する(S31)。
判別回路40は、励起波長と蛍光波長との組み合わせ毎の蛍光強度を、対象物93が存在しない場合の蛍光指紋として生成し、生成した蛍光指紋を背景成分の蛍光指紋としてメモリなどに保存する(S32)。
メモリなどに保存された背景成分の蛍光指紋は、判別処理(S12及び図7)において参照情報として利用される。これにより、便器タイル又は床材などの背景成分の影響を抑制することができ、対象物93の検出精度を高めることができる。
[4.まとめ]
以上のように、本実施の形態に係る浄化装置10は、光センサ30、判別回路40、ディスプレイ50、噴出部60、操作ボタン70及び測距部80が、筐体20内に収納又は筐体20によって保持されている。このように、浄化装置10は、1つの筐体20によって一体化されているので、対象物93の検出から浄化までを簡易に行うことができる。また、筐体20が持手部22を有するので、浄化装置10を容易に持ち運ぶことができる。これにより、様々な場所での対象物93の有無の判別が可能となる。
[変形例]
以下では、上記の実施の形態1の変形例について説明する。なお、以下の変形例では、実施の形態1との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[変形例1]
まず、判別処理の変形例について説明する。実施の形態1では、蛍光指紋を利用して対象物の有無の判別を行う例を説明した。これに対して、本変形例では、受光強度と閾値との比較に基づいて対象物の判別を行う。
例えば、図8で示す撮影画像のように、対象物93を含む領域95に励起光が照射された場合、対象物93からは蛍光が発せられるのに対して、対象物93が存在しない領域97からは蛍光は発せられない。このため、受光部32の複数の画素のうち、対象物93が存在する画素では蛍光を含む強い第2光が受光されるのに対して、対象物93が存在しない画素では蛍光を含まない第2光が受光される。つまり、対象物93の有無によって、画素毎に受光した光の強度差が生じる。
そこで、本変形例に係る判別回路40は、第2光の受光強度と所定の閾値との比較結果に基づいて対象物93の有無を判別する。第2光の受光強度は、撮影画像の画素値で表される。閾値は、対象物93が存在していないことが明らかである場合に予め取得した受光強度などに基づいて定められる。
具体的には、判別回路40は、対象物93が存在しない場合に励起光が照射された領域95からの光の受光強度を閾値として決定する。例えば、領域97の受光強度の平均値が閾値となる。
あるいは、閾値は、領域97の受光強度の平均値より小さくてもよい。この場合、対象物93が存在しない画素に対しても、対象物93が存在すると誤って判別する可能性が起こりうる。しかしながら、対象物93が存在する画素を略確実に判別することができるので、対象物93を浄化する目的としては十分である。
本変形例に係る浄化装置10の動作は、判別処理(図7のS12)が異なる点を除いて、実施の形態1と同じである。図12は、本変形例に係る浄化装置10が行う判別処理の一例を示すフローチャートである。
図12に示すように、本変形例に係る判別回路40は、画素毎に、画素値と閾値とを比較する(S40)。判別回路40は、比較結果に基づいて撮影画像の二値化処理を行う(S41)。具体的には、画素値が閾値以上である場合に、画素値を第1値に設定し、画素値が閾値より小さい場合に、画素値を第2値に設定する。二値化処理(S41)は、図9で示したステップS24及びS25と同じである。
図13は、本変形例に係る浄化装置10によって生成された判別結果を表す画像を示す図である。図13は、閾値が領域97の受光強度の平均値より小さい値とした場合を示している。例えば、信号処理回路41は、図8に示す撮影画像を閾値に基づいて二値化することで、図13に示す画像を生成する。
図13に示すように、本来ならば対象物93が存在しない領域97においても、白色の画素が含まれており、対象物93が存在すると判別されたことが分かる。一方で、領域96も対象物93が存在していると判別されている。
この場合、噴出部60は、領域96だけでなく、領域97にも浄化剤を噴出する。領域97に噴出された浄化剤は対象物93が存在しないため、特に活用されることはないだけで、領域96に噴出された浄化剤によって対象物93を浄化することができる。
以上のように、本変形例に係る浄化装置10によれば、撮影画像を二値化することにより、対象物93の有無を判別することができるので、判別に要する処理量及び時間を削減することができる。
なお、本変形例では、蛍光指紋を生成する必要がないので、光源31は、1つの励起光を第1光として発すればよい。受光部32も同様に、1つの波長に対応した受光帯域又は全帯域に亘って第2光を受光すればよい。このため、判別回路40の構成だけでなく、光センサ30の構成も簡略化することができる。これにより、浄化装置10の小型化及び軽量化を実現することができる。
[変形例2]
次に、判別処理の別の変形例について説明する。本変形例では、蛍光が励起光より長波長側の光であることを利用して対象物の判別を行う。
本変形例に係る判別回路40は、第2光に含まれる第1光より長波長成分に基づいて対象物の有無を判別する。変形例1で説明したように、第2光には、励起光の反射光が含まれる。このため、受光する光から励起光の成分を除去することで、対象物の検出精度を更に高めることができる。
図14は、本変形例に係る浄化装置10が備える光センサ130の構成を示すブロック図である。光センサ130は、図14に示すように、実施の形態1に係る光センサ30と比較して、受光部32の代わりに受光部132を備える点が相違する。
受光部132は、イメージセンサ133と、フィルタ134とを備える。イメージセンサ133は、実施の形態1と同様に、複数の画素が二次元状に配列されたイメージセンサである。
フィルタ134は、光源31が発する第1光を遮断し、かつ、第1光よりも長波長成分の光を透過させるフィルタである。例えば、フィルタ134は、300nm以下の波長成分を遮断し、300nmより大きい波長成分の光を透過させる。
本変形例に係る浄化装置10の動作は、変形例1に係る浄化装置10の動作と同じである。具体的には、本変形例に係る浄化装置10では、判別回路40は、図12に示すフローチャートに沿って判別処理を行う。
このとき、画素値との比較に用いられる閾値は、変形例1で用いられる閾値より小さくてもよい。フィルタ134によって励起光の波長成分が除去されているので、閾値が小さくても励起光の反射光の影響を抑制することができる。閾値を小さくすることで、対象物93からの弱い蛍光を検出することができるので、対象物93の検出精度を高めることができる。
なお、本変形例では、変形例1と同様に、蛍光指紋を生成する必要がないので、光源31は、1つの励起光を第1光として発すればよい。受光部32も同様に、1つの波長に対応した受光帯域又は全帯域に亘って第2光を受光すればよい。このため、判別回路40の構成だけでなく、光センサ130の構成も簡略化することができる。これにより、浄化装置10の小型化及び軽量化を実現することができる。
[変形例3]
続いて、実施の形態1の変形例について説明する。本変形例では、対象物までの距離だけでなく、浄化装置の傾きも考慮して浄化剤の噴出の態様を決定する。
図15は、本変形例に係る浄化装置210の構成を示すブロック図である。図15に示すように、浄化装置210は、実施の形態1に係る浄化装置10と比較して、新たに傾き検出部280を備える点と、噴出部60の代わりに噴出部260を備える点とが相違する。
傾き検出部280は、浄化装置210の傾きを検出する。傾きは、例えば水平面又は鉛直方向に対する角度で表される。傾き検出部280は、加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ及び静電容量センサの少なくとも1つで実現される。
噴出部260は、噴出部60と同様に、容器61と、噴出口62とを備える。噴出部260は、測距部80によって計測された距離と、傾き検出部280によって検出された傾きとに応じて浄化剤の噴出の態様を制御する。
具体的には、噴出部260は、傾き検出部280によって検出された傾きに基づいて、浄化剤を噴出させる方向を判定する。浄化剤を噴出させる方向は、噴出口62の向き、及び、噴出口62から対象物93に向かう方向によって定められる。
浄化剤の飛距離は、重力の影響を受けて大きく変化する。例えば、対象物93が天井面などに存在している場合には、浄化剤の噴出方向は上方又は鉛直上方になる。このとき、対象物93まで浄化剤を届かせるためには、強い圧力で浄化剤を噴出させる。
逆に、対象物93が浄化装置210の真下に存在している場合には、浄化剤の噴出方向は、鉛直下方に向けて噴出させるので、弱い圧力であっても重力によって浄化剤を対象物93まで届けることが容易となる。
例えば、対象物93までの距離が同じである場合を想定する。噴出部260は、浄化剤の噴出方向が水平面より上方である場合、噴出方向が水平面に平行である場合よりも強い圧力で浄化剤を噴出する。噴出部260は、噴出方向が鉛直上方に近付く程、噴出の圧力を大きくする。また、噴出部260は、浄化剤の噴出方向が水平面より下方である場合、噴出方向が水平面に平行である場合よりも弱い圧力で浄化剤を噴出する。噴出部260は、噴出方向が鉛直下方に近付く程、噴出の圧力を小さくする。
本変形例では、噴出部260は、例えば、浄化装置210の傾きと対象物93までの距離との組み合わせに、浄化剤の噴出の圧力が対応付けられたテーブルをメモリなどに保持している。噴出部260は、当該テーブルを参照することで傾き及び距離から圧力を決定し、決定した圧力で浄化剤を噴出する。
以上のように、本変形例に係る浄化装置210によれば、浄化剤と対象物との接触確率を更に高めることができるので、対象物の浄化を更に効率良く行うことができる。
(実施の形態2)
続いて、実施の形態2について説明する。以下の説明では、実施の形態1及びその変形例などとの相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
図16は、本実施の形態に係る浄化装置310の構成を示すブロック図である。図16に示すように、浄化装置310は、実施の形態1の変形例3と比較して、新たに制御部340を備える。
制御部340は、例えば、マイクロコンピュータである。制御部340は、例えば、プログラムが格納された不揮発性メモリ、プログラムを実行するための一時的な記録領域である揮発性メモリ、入出力ポート、プログラムを実行するプロセッサなどで実現される。制御部340が実行する機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェアで実現されてもよく、複数の回路素子を含む専用の電子回路で実現されてもよい。また、制御部340と判別回路40とは、メモリなどのハードウェア資源を共用してもよい。
制御部340は、測距部80によって計測された距離に基づいて、噴出部260による浄化剤の噴出を制御する。具体的には、制御部340は、測距部80によって計測された距離と噴出部260が浄化剤を噴出する圧力との組み合わせ、及び、測距部80によって計測された距離と噴出口62の傾きとの組合せのいずれか一方の組合せに応じて、浄化剤の噴出の条件を制御する。
例えば、制御部340は、測距部80によって計測された距離と噴出口62の傾きとの組合せに応じて、噴出部260が浄化剤を噴出する圧力を決定する。具体的には、制御部340は、重力方向と垂直な仮想平面、すなわち、水平面より下向きの傾きが検出されたとき、浄化剤が対象物93に到達する第1圧力を算出し、算出した第1圧力で噴出口62から浄化剤を噴出させる。具体的には、制御部340は、後述する式(7)に基づいて第1圧力を算出する。あるいは、制御部340は、水平面より上向きの傾きが検出されたとき、第1圧力より高い第2圧力を算出し、算出した第2圧力で噴出口62から浄化剤を噴出させる。具体的には、制御部340は、後述する式(12)に基づいて第2圧力を算出する。
続いて、浄化剤を噴出する圧力の具体的な算出方法について説明する。まず、噴出口62から対象物93までの距離の計測、及び、測距時の噴出口62の傾きの検出方法について、図17及び図18を用いて説明する。
図17は、測距時における本実施の形態に係る浄化装置310と対象物93との位置関係を示す模式図である。具体的には、図17は、浄化装置310を保持するユーザUと対象物93とを側方から見たときの側面図である。
図17において、X軸及びY軸は、互いに直交する二軸である。X軸は、水平方向に平行である。Y軸は、鉛直方向、すなわち、重力方向に平行である。また、図17では、一例として、判別回路40によって対象物93が床面に検出された場合を示している。図17に示す破線は、重力方向に垂直な仮想平面Pを示している。これらは、後述する図19及び図20においても同様である。
図17に示す距離“L”は、噴出口62から対象物93までの直線距離である。距離Lは、測距部80によって計測される。
傾斜角“θ”は、仮想平面Pに対する噴出口62の傾きを表す。具体的には、傾斜角θは、仮想平面Pに対して、噴出口62の中心軸がなす角度である。噴出口62の中心軸は、噴出方向に一致する。傾斜角θは、傾き検出部280によって検出される。
水平距離“X”は、噴出口62と対象物93との水平方向に沿った距離である。高さ“H”は、噴出口62と対象物93との垂直方向に沿った距離である。高さHは、噴出口62が対象物93より高い場合に正の値になり、噴出口62が対象物93より低い場合に負の値になる。
本実施の形態では、噴出口62の中心軸と、受光部32の光軸と、測距部80の光軸とが平行である。このため、測距を行ったときの噴出口62の傾斜角θは、仮想平面Pに対して測距方向がなす角度と実質的に一致する。また、対象物93は、浄化装置310から数十cmから数m離れているので、噴出口62、受光部32及び測距部80は、実質的に同じ位置とみなすことができる。
このため、測距時における噴出口62の傾きは、噴出口62から対象物93に向かう方向、すなわち、測距方向が仮想平面Pに対してなす傾きに実質的に一致する。したがって、水平距離X及び高さHはそれぞれ、以下の式(1)及び(2)で表される。
(1) X=Lcosθ
(2) H=Lsinθ
本実施の形態では、制御部340は、測距部80によって計測された距離Lと、測距時の噴出口62の傾斜角θとに基づいて、式(1)及び(2)を用いて水平距離X及び高さHを算出する。なお、制御部340は、噴出口62、受光部32及び測距部80の軸の傾きの及び位置の各々の差異に基づいて、計測された距離L及び傾斜角θを補正し、補正後の距離L及び傾斜角θに基づいて水平距離X及び高さHを算出してもよい。
図18は、本実施の形態に係る浄化装置310の測距時のディスプレイ50への表示画面例を示す図である。図18に示すように、ディスプレイ50には、受光部32によって生成された撮影画像55が表示されている。撮影画像55には、判別回路40によって判別された対象物93が含まれている。なお、撮影画像55の代わりに、例えば図10に示す画像のように、判別回路40によって生成された画像がディスプレイ50に表示されてもよい。
浄化装置310のディスプレイ50には、いわゆる水準器が表示される。具体的には、図18に示されるように、ディスプレイ50には、円形枠51と、水平線52と、垂直線53とが表示される。円形枠51は、水平線52と垂直線53との交点を中心とする円である。水平線52と垂直線53との交点は、例えば、ディスプレイ50の画面の中央に位置している。
円形枠51、水平線52及び垂直線53はいずれも、ユーザUによる対象物93の位置合わせを補助するために表示されている。例えば、ユーザUは、ディスプレイ50を見ながら対象物93の少なくとも一部が円形枠51内に入るように、浄化装置310の傾きを調整する。あるいは、ユーザUは、ディスプレイ50を見ながら対象物93の少なくとも一部が水平線52と垂直線53との交点に一致するように、浄化装置310の傾きを調整する。なお、円形枠51、水平線52及び垂直線53の少なくとも1つは、表示されなくてもよい。
ユーザUは、対象物93の少なくとも一部が円形枠51内に入ったとき、又は、水平線52と垂直線53との交点に一致したときに、操作ボタン70などを操作することにより、測距及び傾きの検出を指示する。制御部340は、当該指示を受け付けたときに、測距部80に対象物93までの距離Lを計測させ、かつ、傾き検出部280に噴出口62の傾きを検出させる。あるいは、制御部340は、対象物93の少なくとも一部が円形枠51内に入ったこと、又は、水平線52と垂直線53との交点に一致したことを検知し、測距及び傾きの検出を行わせてもよい。
本実施の形態では、浄化剤の噴出の際の噴出口62の傾きをユーザUが決定する。制御部340は、決定された傾きに応じて、浄化剤を噴出する圧力を算出する。以下では、具体的な圧力の算出方法について、図19及び図20を用いて説明する。
図19は、本実施の形態に係る浄化装置310の噴出口62を下向きに傾けた状態で浄化剤を噴出する様子を示す模式図である。具体的には、図19は、仮想平面Pよりも下向きの傾斜角θで浄化剤を噴出する場合を図示している。
噴出口62から対象物93までの水平距離X及び高さHは、上述した通りに、式(1)及び(2)に基づいて制御部340によって算出される。また、傾斜角θは、浄化剤を噴出させるべく、ユーザUが決定した角度であり、傾き検出部280によって検出される。制御部340は、水平距離X、高さH及び傾斜角θを用いて、浄化剤を噴出する第1圧力を算出する。本実施の形態では、制御部340は、噴出口62から噴出される浄化剤の初速度vを、第1圧力の一例として算出する。具体的には以下の通りである。
浄化剤が噴出口62から噴出されてから対象物93に到達するのに要する時間をtとすると、水平距離Xは、式(3)で表される。
同様に、高さHは、重力加速度gを2回積分することにより、式(4)で表される。
式(4)をtについて解くと、tは、以下の式(5)で表される。
さらに、式(5)で表されるtを式(3)に代入することで、水平距離Xは、式(6)で表される。
式(6)で算出される水平距離Xは、下向きの傾斜角θ、かつ、初速度vで浄化剤を噴出したときに浄化剤が到達可能な距離Xに相当する。式(6)を初速度vについて解くと、初速度vは、式(7)で表される。
式(7)において、重力加速度gは定数である。水平距離X及び高さHは、測距によって得られた値である。傾斜角θは、傾き検出部280によって検出される値である。したがって、式(7)を用いることで、制御部340は、下向きの初速度vを算出することができる。制御部340は、算出された初速度vで浄化剤が噴出口62から噴出されるように、第1圧力Pを決定する。例えば、制御部340は、下向きの初速度vと第1圧力Pとの対応関係を予め対応付けたテーブルをメモリに記憶しており、当該メモリを参照することで、算出した初速度vから第1圧力Pを決定する。あるいは、制御部340は、下向きの初速度vに基づいて第1圧力Pを決定するための関数を記憶しており、当該関数に基づいて第1圧力Pを算出してもよい。
なお、式(7)から分かるように、Hcosθ−Xsinθ>0を満たす必要がある。つまり、式(1)及び式(2)の関係に基づいて、θ<θであることを満たす必要がある。
下向きで浄化剤を噴出することで、小さい圧力で浄化剤を対象物93に到達させることができる。一方で、図20に示すように、浄化装置310と対象物93との間に障害物99が存在する場合には、下向きで浄化剤を噴出したとき、浄化剤が対象物93にまで到達しないことが起こり得る。このような場合には、ユーザUは、噴出口62の傾きを上向きに決定する。これにより、図20の破線の矢印で示すように、障害物99を超えて浄化剤を対象物93に到達させることができる。
なお、障害物99は、例えば透明なガラスのコップなどであり、測距に影響を与えない物質であるが、これに限らない。障害物99は、家具又は家電、若しくは、ペットなどの動物などであってもよい。
図20は、本実施の形態に係る浄化装置310が上向きに傾いた状態で浄化剤を噴出する様子を示す模式図である。具体的には、図20は、仮想平面Pよりも上向きの傾斜角θで浄化剤を噴出する場合を図示している。
下向きの場合と同様に、浄化剤が噴出口62から噴出されてから対象物93に到達するのに要する時間をtとすると、水平距離Xは、式(8)で表される。
同様に、高さHは、重力加速度gを2回積分することにより、式(9)で表される。
ここでは、式(9)と式(4)とを比較して分かるように、浄化剤が上向きに噴出されるので、初速度vに関わる項の符号がマイナスとなる。なお、鉛直下向きをプラスとしている。
式(9)をtについて解くと、tは、以下の式(10)で表される。
さらに、式(10)で表されるtを式(8)に代入することで、水平距離Xは、式(11)で表される。
式(11)で算出される水平距離Xは、上向きの傾斜角θ、かつ、初速度vで浄化剤を噴出したときに浄化剤が到達可能な距離Xに相当する。式(11)を初速度vについて解くと、初速度vは、式(12)で表される。
式(12)において、重力加速度gは定数である。水平距離X及び高さHは、測距によって得られた値である。傾斜角θは、傾き検出部280によって検出される値である。したがって、式(12)を用いることで、制御部340は、上向きの初速度vを算出することができる。制御部340は、算出された初速度vで浄化剤が噴出口62から噴出されるように、第2圧力Pを決定する。例えば、制御部340は、上向きの初速度vと第2圧力Pとの対応関係を予め対応付けたテーブルをメモリに記憶しており、当該メモリを参照することで、算出した初速度vから第2圧力Pを決定する。あるいは、制御部340は、上向きの初速度vに基づいて第2圧力Pを決定するための関数を記憶しており、当該関数に基づいて第2圧力Pを算出してもよい。
なお、ユーザUが決定する噴出口62の傾きは、水平方向であってもよい。つまり、噴出口62の傾斜角は0°であってもよい。この場合、式(7)及び(12)のいずれを用いてもよく、同じ初速度v、すなわち、同じ圧力が算出される。
また、対象物93が噴出口62の直下に存在する場合は、噴出口62の傾きは、直下方向であってもよい。つまり、噴出口62の傾斜角は90°であってもよい。この場合、圧力は実質的に0とすることができる。
なお、制御部340は、測距部80によって計測された距離と噴出部260が浄化剤を噴出する圧力との組み合わせに応じて、噴出口62の傾きを決定してもよい。具体的には、制御部340は、初速度vが既知の値とし、傾斜角θ又はθを未知数として、式(7)又は式(12)を用いて、傾斜角θ又はθを算出してもよい。
[動作]
次に、本実施の形態に係る浄化装置310の動作、すなわち、浄化方法について、図21を用いて説明する。
図21は、本実施の形態に係る浄化装置310の動作を示すフローチャートである。本実施の形態の浄化装置310では、実施の形態1と同様に、まず、対象物93の判別が行われ、対象物93が存在すると判別された後に、図21に示される動作が行われる。具体的には、図7に示すステップS10からステップS12の処理が行われた後に、図21に示す動作が行われる。
まず、浄化装置310の制御部340は、対象物93をディスプレイ50の画面の中央に認識する(S50)。具体的には、図18に示すように、制御部340は、ユーザUが対象物93の少なくとも一部を円形枠51内に入れた後に行う指示を受け付けることで、対象物93をディスプレイ50の画面の中央に認識する。あるいは、制御部340は、画像処理によって対象物93が円形枠51内に入ったことを認識してもよい。
制御部340によって対象物93が認識された後、制御部340は、測距部80を制御することで噴出口62から対象物93までの距離Lを計測し、かつ、傾き検出部280を制御することで測距時における噴出口62の傾斜角θを計測する(S51)。次に、制御部340は、計測された距離Lと傾斜角θとに基づいて、上述した式(1)及び式(2)を用いて、水平距離Xと高さHとを算出する(S52)。
次に、制御部340は、浄化剤を噴出する角度を決定する(S53)。例えば、ユーザUは、障害物99の有無などを考慮して浄化剤が対象物93に届くような傾きを決定し、決定した傾きで噴出口62を傾けた状態で操作ボタン70を操作する。制御部340は、傾き検出部280を制御することで、操作ボタン70が操作された時点の噴出口62の傾斜角θ又はθを検出させる。
検出された傾斜角が下向きであった場合(S54でYes)、制御部340は、下向き用の算出式を用いて、浄化剤を噴出する第1圧力Pを算出する(S55)。具体的には、制御部340は、上述した式(7)を用いて、検出された傾斜角θと、算出した水平距離X及び高さHとに基づいて初速度vを算出し、算出した初速度vに基づいて第1圧力Pを決定する。
検出された傾斜角が上向きであった場合(S54でNo)、制御部340は、上向き用の算出式を用いて、浄化剤を噴出する第2圧力Pを算出する(S56)。具体的には、制御部340は、上述した式(12)を用いて、検出された傾斜角θと、算出した水平距離X及び高さHとに基づいて初速度vを算出し、算出した初速度vに基づいて第2圧力Pを決定する。
次に、制御部340は、噴出部260を制御することで、決定した第1圧力P又は第2圧力Pで浄化剤を噴出させる(S57)。なお、実際に浄化剤を噴出する前に、噴出口62から対象物93までの浄化剤の到達軌跡、及び/又は圧力をディスプレイ50に表示してもよい。到達軌跡の具体例については、後述する変形例2において説明する。
[変形例]
以下では、上記の実施の形態2の変形例について説明する。なお、以下の変形例では、実施の形態2との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
[変形例1]
実施の形態2では、浄化剤が噴出口62から噴出される圧力に相当する初速度vを算出する例について示したが、本変形例では、初速度vは、例えば、予め定められた値であり、変更に制限がある値である。例えば、初速度vは、一切変更できない固定値であってもよく、段階的に定められた複数の候補値から選択された値であってもよい。
初速度vに制限があるため、ユーザUが噴出口62の傾きを決定した場合に、そのままでは浄化剤が対象物93に到達できないことが起こり得る。本変形例に係る浄化装置では、このような場合においても浄化剤を対象物93に到達させることができる。なお、本変形例に係る浄化装置の構成は、実施の形態2に係る浄化装置310と同様であるので、説明を省略する。
図22は、変形例1に係る浄化装置310の動作を示すフローチャートである。図22に示すように、浄化剤を噴出する角度を決定する処理(S53)までの処理は、実施の形態2と同様である。
図22に示すように、制御部340は、決定された角度で浄化剤を噴出した場合に、浄化剤が対象物93に到達可能か否かを判定する(S64)。具体的には、制御部340は、式(6)又は式(11)に基づいて、決定された角度において浄化剤が到達できる距離Xを算出する。
算出した距離Xが式(1)で示されるXより短い場合に、制御部340は、浄化剤が対象物93に到達できないと判定する(S64でNo)。この場合、制御部340は、圧力が上限に達しておらず、かつ、上昇させることができる場合には、浄化剤が対象物93に到達できる値まで圧力を上昇させる(S65)。圧力を上昇させることで、浄化剤が対象物93に到達できるようになったので、制御部340は、噴出部260を制御することで、噴出口62から浄化剤を対象物93に向けて噴出させる(S57)。
算出した距離Xが式(1)で示されるX以上である場合に、制御部340は、浄化剤が対象物93に到達可能であると判定する(S64でYes)。浄化剤が対象物93に到達できるので、制御部340は、噴出部260を制御することで、噴出口62から浄化剤を対象物93に向けて噴出させる(S57)。
なお、圧力が一切変更できない場合、又は、変更可能な圧力の上限値に達している場合には、浄化剤が対象物93に到達できないと判定されたとき(S64でNo)、そのままでは、浄化剤を対象物93に到達させることができなくなる。そこで、本変形例に係る浄化装置310では、図23に示すように、ユーザUへの指示を行ってもよい。
図23は、変形例1に係る浄化装置310の動作の別の例を示すフローチャートである。図23に示すように、浄化剤が対象物93に到達できないと判定された場合(S64でNo)、制御部340は、ユーザUに対して、対象物93への接近を促す指示を出力する(S66)。具体的には、制御部340は、ディスプレイ50に、対象物93への接近を促すテキストを表示させる。このとき、制御部340は、浄化剤が対象物93に到達可能な距離である距離Xをディスプレイ50に表示してもよい。ユーザUが移動することにより、噴出口62と対象物93との位置関係が変わるので、浄化装置310では、測距のための対象物93の認識(S50)から処理を繰り返し行う。
なお、制御部340は、ユーザUへの接近を促す指示を音声により行ってもよい。例えば、浄化装置310は、スピーカなどの音声出力部を有してもよく、制御部340は、スピーカから接近を促す音声を出力させてもよい。
[変形例2]
次に、実施の形態2の変形例2について説明する。
本変形例に係る浄化装置では、浄化剤が噴出口62から対象物93までに至る到達軌跡をディスプレイ50に表示することで、噴出前に、ユーザUに浄化剤の噴出の様子を模式的に提示する。また、複数の到達軌跡を表示することで、実際に噴出するときの到達軌跡をユーザUに選択させる。なお、本変形例に係る浄化装置の構成は、実施の形態2に係る浄化装置310と同様であるので、説明を省略する。
図24は、変形例2に係る浄化装置310の動作を示すフローチャートである。図24に示すように、浄化剤を噴出する角度を決定する処理(S53)までの処理は、実施の形態2と同様である。
制御部340は、決定された角度に基づいて、浄化剤を噴出する圧力を算出する(S74)。具体的な算出方法は、実施の形態2と同様である。制御部340は、図21のステップS55又はS56と同様にして浄化剤を噴出する圧力を算出する。
本変形例では、制御部340は、複数の傾斜角に対応する圧力を算出する。このため、算出された圧力が1つ以下である場合(S75でNo)、ステップS53に戻り、ユーザUに異なる傾斜角を決定させる。なお、変形例2では、複数の傾斜角は、仮想平面Pより下向きの角度と上向きの角度とを少なくとも1つずつ含んでいるが、これに限らない。複数の傾斜角は、下向きの角度のみを含んでいてもよく、上向きの角度のみを含んでいてもよい。
複数の圧力が算出された後(S75でYes)、制御部340は、圧力毎の到達軌跡を生成し、ディスプレイ50に表示させる(S76)。例えば、制御部340は、図25に示す軌跡表示画面350を表示する。
図25は、変形例2に係る浄化装置310のディスプレイ50に表示される軌跡表示画面350の一例を示す図である。軌跡表示画面350には、噴出口62を有する浄化装置310と対象物93とが含まれる。噴出口62と対象物93との表示位置は、算出した水平距離X及び高さHに基づいて決定される。
ディスプレイ50は、下向きの第1圧力Pが算出されたとき、噴出口62から対象物93までの第1到達軌跡351を表示する。このとき、図25に示すように、ディスプレイ50は、第1圧力情報353を表示してもよい。第1圧力情報353は、算出した第1圧力Pを示すテキスト情報である。
また、ディスプレイ50は、上向きの第2圧力Pが算出されたとき、噴出口62から対象物93までの第2到達軌跡352を表示する。このとき、図25に示すように、ディスプレイ50は、第2圧力情報354を表示してもよい。第2圧力情報354は、算出した第2圧力Pを示すテキスト情報である。
図25に示す例では、さらに、ディスプレイ50は、推奨情報355を示している。推奨情報355は、第1到達軌跡351の選択を推奨する情報である。具体的には、推奨情報355は、「省エネ」というテキスト情報であるが、これに限らない。推奨情報355は、「推奨」というテキスト情報でもよい。あるいは、推奨情報355は、テキスト情報に限らず、第1到達軌跡351又は第1圧力情報353の表示態様によって表されてもよい。表示態様には、ハイライト表示又は点滅表示させるなどの強調処理が含まれてもよい。
なお、推奨情報355は、第2到達軌跡352の選択を推奨する情報であってもよい。式(7)で表される下向きの初速度vと式(12)で表される上向きの初速度vとは、噴出口62の傾きに応じて大小関係が異なる。つまり、下向きの第1圧力Pと上向きの第2圧力Pとは、噴出口62の傾斜角θ及びθの大きさによって、その大小関係が異なる。推奨情報355は、第1圧力Pと第2圧力Pとのうち、小さい方の圧力の到達軌跡の選択を推奨してもよい。
本変形例では、図25に示す軌跡表示画面350は、到達軌跡の選択画面としても機能する。具体的には、ユーザUは、操作ボタン70又はタッチパネル式のディスプレイ50を操作することで、複数の到達軌跡の中から1つを選択する。
図24に示すように、制御部340は、第1到達軌跡351及び第2到達軌跡352がディスプレイ50に同時に表示されたとき、第1到達軌跡351及び第2到達軌跡352のいずれか一方の選択を受け付ける(S77でYes)。制御部340は、選択された到達軌跡に対応する圧力で噴出口62から浄化剤を噴出させる(S78)。例えば、第1到達軌跡351が選択された場合には、制御部340は、第1圧力Pで浄化剤を噴出させる。第2到達軌跡352が選択された場合には、制御部340は、第2圧力Pで浄化剤を噴出させる。
なお、制御部340は、選択を受け付けるまで(S77でNo)、待機状態を維持する。あるいは、所定期間を経過しても選択がされない場合、制御部340は、ステップS53に戻り、噴出口62の傾きの決定からやり直してもよい。また、制御部340は、到達軌跡の表示のやり直しの指示などを受け付けてもよく、当該指示を受け付けた場合には、ステップS53に戻り、噴出口62の傾きの決定からやり直してもよい。
本変形例では、軌跡表示画面350を選択画面として利用する例を示したが、これに限らない。軌跡表示画面350は、ユーザUへの確認用に表示してもよい。この場合、第1到達軌跡351と第2到達軌跡352とのいずれか一方のみが表示されてもよい。また、第1圧力情報353、第2圧力情報354及び推奨情報355の少なくとも1つは、表示されなくてもよい。
(他の実施の形態)
以上、1つ又は複数の態様に係る浄化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
例えば、上記実施の形態又は変形例に係る浄化装置は、携帯不可能であってもよい。例えば、浄化装置は、屋内などに設置された据置型の浄化装置でもよく、自律移動型の浄化装置でもよい。また、光センサ、判別回路、噴出部及び測距部の少なくとも1つは、別体で設けられていてもよい。
例えば、上記の実施の形態では、浄化装置が、対象物から発せられる蛍光を検出する例について示したが、これに限らない。例えば、浄化装置は、対象物による反射光又は散乱光を検出してもよい。例えば、浄化装置は、対象物を構成する粒子、又は、対象物に含まれる水分による反射光又は散乱光を検出してもよい。浄化装置は、対象物が存在しない場合の背景成分の反射光又は散乱光を予め計測しておくことで、対象物の検出を精度良く行うことができる。また、例えば、浄化装置は、対象物に含まれる水分によるラマン分光を検出してもよい。
また、例えば、受光部は、イメージセンサの代わりに、1画素分の光検出器を備えてもよい。ユーザが浄化装置を様々な方向に傾けて対象領域を走査することで、対象領域内の対象物の有無を判別することができる。
また、例えば、実施の形態において、アミノ酸のみを検出することができればよい場合、励起波長及び観測波長を変化させなくてもよい。つまり、実施の形態に係る浄化装置10では、蛍光指紋を生成する必要はなく、アミノ酸に対応する励起波長及び蛍光波長の組み合わせに応じて、光源31が発する光の波長、及び、受光部32で受光する観測波長を設定すればよい。具体的には、光源31は、280nm近傍にピークを有する励起光を第1光として発すればよい。受光部32は、例えば320nm近傍に透過帯域を有するフィルタを介して光を受光すればよい。
また、例えば、有機物の一例として、対象物に含まれるアミノ酸を示したが、これに限らない。例えば、浄化装置は、ビタミン類又はNADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)などが発する蛍光を検出することで、対象物の有無の判別を行ってもよい。
例えば、ビタミンAは、波長が325nmの励起光が照射された場合に、425nmにピークを有する蛍光を発生させる。ビタミンB2は、波長が450nmの励起光が照射された場合に、520nmにピークを有する蛍光を発生させる。NADHは、励起波長が350nmの励起光が照射された場合に、460nmにピークを有する蛍光を発生させる。
また、例えば、本開示は、各実施の形態に係る浄化装置の判別回路及び噴出部などが行う処理をステップとして含む浄化方法として実現することもできる。
なお、本開示は、浄化方法として実現できるだけでなく、浄化方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム、及び、そのプログラムを記録したDVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体として実現することもできる。コンピュータが記録媒体に格納されたプログラムを読取り、実行することにより、上述した各ステップが実現される。プログラムは、記録媒体に予め記録されていてもよく、あるいは、インターネットなどを含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。
また、上記の各実施の形態において、浄化装置の各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
このとき、プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は限られない。例えば、プロセッサは、IC(Integrated Circuit)又はLSI(Large Scale Integration)などの半導体集積回路を含む1つ又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集積されてもよく、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されてもよく、複数の装置に分散して備えられてもよい。
以上のように、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、対象物の検出から検出した対象物の浄化までを簡易に行うことができる浄化装置として利用できる。
10、210、310 浄化装置
20 筐体
21 枠体部
22 持手部
30、130 光センサ
31 光源
32、132 受光部
40 判別回路
41 信号処理回路
50 ディスプレイ
51 円形枠
52 水平線
53 垂直線
55 撮影画像
60、260 噴出部
61 容器
62 噴出口
70 操作ボタン
80 測距部
90 片手
91 対象領域
92 清掃跡
93 対象物
95、96、97 領域
99 障害物
133 イメージセンサ
134 フィルタ
280 傾き検出部
340 制御部
350 軌跡表示画面
351 第1到達軌跡
352 第2到達軌跡
353 第1圧力情報
354 第2圧力情報
355 推奨情報

Claims (36)

  1. 第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含み、電気信号を出力する光センサと、
    前記電気信号を処理する信号処理回路を含み、前記領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路と、
    浄化剤を収納する容器と、
    噴出口を含み、前記浄化剤を前記噴出口から噴出する噴出部と、
    前記光センサと、前記判別回路と、前記噴出部と、前記容器とが収納された、携帯可能な筐体と、
    を備える、
    浄化装置。
  2. 前記第1光は、前記対象物を励起する励起光であり、
    前記第2光は、前記励起光が照射された場合に、前記対象物が発する蛍光である、
    請求項1に記載の浄化装置。
  3. 前記判別回路は、前記蛍光の波長と前記励起光の波長との組み合わせに基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項2に記載の浄化装置。
  4. 前記判別回路は、前記第2光の受光強度と閾値との比較結果に基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項1又は2に記載の浄化装置。
  5. 前記判別回路は、前記第2光のうち、前記第1光の波長よりも波長が長い成分に基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項1又は2に記載の浄化装置。
  6. 前記筐体は、持手部を含む、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の浄化装置。
  7. 前記持手部に設けられた、前記光源による前記第1光の発光及び前記噴出部による前記浄化剤の噴出の少なくとも一方を行わせる操作ボタンをさらに備える、
    請求項6に記載の浄化装置。
  8. 前記容器は、前記持手部の内部に設けられている、
    請求項6又は7に記載の浄化装置。
  9. 前記対象物は、嘔吐物、排泄物又は体液である、
    請求項1から8のいずれか1項に記載の浄化装置。
  10. 前記浄化剤は、次亜塩素酸ナトリウム製剤又はアルコール製剤である、
    請求項1から9のいずれか1項に記載の浄化装置。
  11. 第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含み、電気信号を出力する光センサと、
    前記電気信号を処理する信号処理回路を含み、前記領域内における対象物の有無を判別し、判別結果を示す画像を生成する判別回路と、
    噴出口を含み、浄化剤を前記噴出口から噴出する噴出部と、
    前記噴出口から前記対象物までの距離を計測する測距部と、
    前記距離に基づいて、前記噴出部による前記浄化剤の噴出を制御する制御部と、を備える、
    浄化装置。
  12. 前記浄化装置は、重力方向と垂直な仮想平面に対する前記噴出口の傾きを検出する傾き検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記距離と前記噴出部が前記浄化剤を噴出する圧力との組合せ、及び、前記距離と前記噴出口の傾きとの組合せのいずれか一方の組合せに応じて、前記浄化剤の噴出の条件を制御する、
    請求項11に記載の浄化装置。
  13. 前記制御部は、ユーザによる、前記浄化剤が噴出されるときの前記仮想平面に対する前記噴出口の傾きである噴出時の傾きの決定を受け付け、
    前記制御部は、
    前記噴出時の傾きが前記仮想平面より下向きの傾きである場合、前記浄化剤が前記対象物に到達する第1圧力を算出し、前記第1圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させ、
    前記噴出時の傾きが前記仮想平面より上向きの傾きである場合、前記第1圧力より高い第2圧力を算出し、前記第2圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させる、
    請求項11又は12に記載の浄化装置。
  14. 前記第1圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第1到達軌跡を表示し、前記第2圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第2到達軌跡を表示するディスプレイをさらに備える、
    請求項13に記載の浄化装置。
  15. 前記ディスプレイは、前記第1圧力が算出されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第1圧力を表示し、前記第2圧力が算出されたとき、前記第2到達軌跡及び前記第2圧力を表示する、
    請求項14に記載の浄化装置。
  16. 前記制御部は、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡が前記ディスプレイに同時に表示されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡のいずれか一方の選択を受け付け、選択された到達軌跡に対応する圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させる、
    請求項14又は15に記載の浄化装置。
  17. 前記ディスプレイは、前記第1到達軌跡の選択を推奨する推奨情報を表示する、
    請求項16に記載の浄化装置。
  18. 前記第1光は、前記対象物を励起する励起光であり、
    前記第2光は、前記励起光が照射された場合に、前記対象物が発する蛍光である、
    請求項11から17のいずれか1項に記載の浄化装置。
  19. 前記判別回路は、前記蛍光の波長と前記励起光の波長との組み合わせに基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項18に記載の浄化装置。
  20. 前記判別回路は、前記第2光の受光強度と閾値との比較結果に基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項11から18のいずれか1項に記載の浄化装置。
  21. 前記判別回路は、前記第2光のうち、前記第1光の波長よりも波長が長い成分に基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項11から18のいずれか1項に記載の浄化装置。
  22. 前記対象物は、嘔吐物、排泄物又は体液である、
    請求項11から21のいずれか1項に記載の浄化装置。
  23. 前記浄化剤は、次亜塩素酸ナトリウム製剤又はアルコール製剤である、
    請求項11から22のいずれか1項に記載の浄化装置。
  24. 第1光を出射する光源、及び、前記第1光が照射された領域からの第2光を受光する受光部を含む光センサから出力された電気信号に基づいて、前記領域内における対象物の有無を判別するステップと、
    浄化剤を噴出口から噴出するステップと、
    前記噴出口から前記対象物までの距離を計測するステップと、
    前記距離に基づいて、前記浄化剤の噴出を制御するステップとを含む、
    浄化方法。
  25. 重力方向と垂直な仮想平面に対する前記噴出口の傾きを検出するステップをさらに含み、
    前記制御するステップでは、前記距離と前記浄化剤を噴出する圧力との組合せ、及び、前記距離と前記噴出口の傾きとの組合せのいずれか一方の組合せに応じて、前記浄化剤の噴出の条件を制御する、
    請求項24に記載の浄化方法。
  26. ユーザによる、前記浄化剤が噴出されるときの前記仮想平面に対する前記噴出口の傾きである噴出時の傾きの決定を受け付けるステップをさらに含み、
    前記制御するステップでは、
    前記噴出時の傾きとして前記仮想平面より下向きの傾きが決定されたとき、前記浄化剤が前記対象物に到達する第1圧力を算出し、前記第1圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させ、
    前記噴出時の傾きとして前記仮想平面より上向きの傾きが決定されたとき、前記第1圧力より高い第2圧力を算出し、前記第2圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させる、
    請求項24又は25に記載の浄化方法。
  27. 前記第1圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第1到達軌跡をディスプレイに表示させ、前記第2圧力が算出されたとき、前記噴出口から前記対象物までの第2到達軌跡を前記ディスプレイに表示させるステップをさらに含む、
    請求項26に記載の浄化方法。
  28. 前記表示させるステップでは、前記第1圧力が算出されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第1圧力を前記ディスプレイに表示させ、前記第2圧力が算出されたとき、前記第2到達軌跡及び前記第2圧力を前記ディスプレイに表示させる、
    請求項27に記載の浄化方法。
  29. 前記制御するステップでは、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡が前記ディスプレイに同時に表示されたとき、前記第1到達軌跡及び前記第2到達軌跡のいずれか一方の選択を受け付け、選択された到達軌跡に対応する圧力で前記噴出口から前記浄化剤を噴出させる、
    請求項27又は28に記載の浄化方法。
  30. 前記表示させるステップでは、前記第1到達軌跡の選択を推奨する推奨情報を前記ディスプレイに表示させる、
    請求項29に記載の浄化方法。
  31. 前記第1光は、前記対象物を励起する励起光であり、
    前記第2光は、前記励起光が照射された場合に、前記対象物が発する蛍光である、
    請求項24から30のいずれか1項に記載の浄化方法。
  32. 前記判別するステップでは、前記蛍光の波長と前記励起光の波長との組み合わせに基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項31に記載の浄化方法。
  33. 前記判別するステップでは、前記第2光の受光強度と閾値との比較結果に基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項24から31のいずれか1項に記載の浄化方法。
  34. 前記判別するステップでは、前記第2光のうち、前記第1光の波長よりも波長が長い成分に基づいて前記対象物の有無を判別する、
    請求項24から31のいずれか1項に記載の浄化方法。
  35. 前記対象物は、嘔吐物、排泄物又は体液である、
    請求項24から34のいずれか1項に記載の浄化方法。
  36. 前記浄化剤は、次亜塩素酸ナトリウム製剤又はアルコール製剤である、
    請求項24から35のいずれか1項に記載の浄化方法。
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