JP7228781B2 - 浄化装置及び浄化方法 - Google Patents

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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“θ１”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θ１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θ１は、傾き検出部２８０によって検出される。
水平距離“Ｘ１”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θ１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Ｘ１及び高さＨはそれぞれ、以下の式（１）及び（２）で表される。
（１） Ｘ１＝Ｌｃｏｓθ１
（２） Ｈ＝Ｌｓｉｎθ１
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θ１とに基づいて、式（１）及び（２）を用いて水平距離Ｘ１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θ１を補正し、補正後の距離Ｌ及び傾斜角θ１に基づいて水平距離Ｘ１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θ２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Ｘ１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θ２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Ｘ１、高さＨ及び傾斜角θ２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ｖ０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ｔＡとすると、水平距離Ｘ１は、式（３）で表される。
Figure 0007228781000001
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。
Figure 0007228781000002
式（４）をｔＡについて解くと、ｔＡは、以下の式（５）で表される。
Figure 0007228781000003
さらに、式（５）で表されるｔＡを式（３）に代入することで、水平距離Ｘ１は、式（６）で表される。
Figure 0007228781000004
式（６）で算出される水平距離Ｘ１は、下向きの傾斜角θ２、かつ、初速度ｖ０で浄化剤を噴出したときに浄化剤が到達可能な距離Ｘｐに相当する。式（６）を初速度ｖ０について解くと、初速度ｖ０は、式（７）で表される。
Figure 0007228781000005
式（７）において、重力加速度ｇは定数である。水平距離Ｘ１及び高さＨは、測距によって得られた値である。傾斜角θ２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ｖ０を算出することができる。制御部３４０は、算出された初速度ｖ０で浄化剤が噴出口６２から噴出されるように、第１圧力ＰＡを決定する。例えば、制御部３４０は、下向きの初速度ｖ０と第１圧力ＰＡ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ｖ０から第１圧力ＰＡを決定する。あるいは、制御部３４０は、下向きの初速度ｖ０に基づいて第１圧力ＰＡ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ＰＡを算出してもよい。
なお、式（７）から分かるように、Ｈｃｏｓθ２－Ｘ１ｓｉｎθ２＞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、θ２＜θ１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θ３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ｔＢとすると、水平距離Ｘ１は、式（８）で表される。
Figure 0007228781000006
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。
Figure 0007228781000007
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ｖ０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ｔＢについて解くと、ｔＢは、以下の式（１０）で表される。
Figure 0007228781000008
さらに、式（１０）で表されるｔＢを式（８）に代入することで、水平距離Ｘ１は、式（１１）で表される。
Figure 0007228781000009
式（１１）で算出される水平距離Ｘ１は、上向きの傾斜角θ３、かつ、初速度ｖ０で浄化剤を噴出したときに浄化剤が到達可能な距離Ｘｐに相当する。式（１１）を初速度ｖ０について解くと、初速度ｖ０は、式（１２）で表される。
Figure 0007228781000010
式（１２）において、重力加速度ｇは定数である。水平距離Ｘ１及び高さＨは、測距によって得られた値である。傾斜角θ３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ｖ０を算出することができる。制御部３４０は、算出された初速度ｖ０で浄化剤が噴出口６２から噴出されるように、第２圧力ＰＢを決定する。例えば、制御部３４０は、上向きの初速度ｖ０と第２圧力ＰＢ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ｖ０から第２圧力ＰＢを決定する。あるいは、制御部３４０は、上向きの初速度ｖ０に基づいて第２圧力ＰＢ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ＰＢ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ｖ０、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ｖ０が既知の値とし、傾斜角θ２又はθ３を未知数として、式（７）又は式（１２）を用いて、傾斜角θ２又はθ３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θ１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θ１とに基づいて、上述した式（１）及び式（２）を用いて、水平距離Ｘ１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θ２又はθ３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ＰＡ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θ２と、算出した水平距離Ｘ１及び高さＨとに基づいて初速度ｖ０を算出し、算出した初速度ｖ０に基づいて第１圧力ＰＡ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ＰＢ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θ３と、算出した水平距離Ｘ１及び高さＨとに基づいて初速度ｖ０を算出し、算出した初速度ｖ０に基づいて第２圧力ＰＢ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ＰＡ又は第２圧力ＰＢ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ｖ０を算出する例について示したが、本変形例では、初速度ｖ０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ｖ０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ｖ０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Ｘｐを算出する。
算出した距離Ｘｐが式（１）で示されるＸ１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Ｘｐが式（１）で示されるＸ１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Ｘｐ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Ｘ１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ＰＡ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ＰＡ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ＰＢ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ＰＢ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ｖ０と式（１２）で表される上向きの初速度ｖ０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ＰＡと上向きの第２圧力ＰＢとは、噴出口６２の傾斜角θ２及びθ３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ＰＡと第２圧力ＰＢ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ＰＡ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ＰＢ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 (26)

  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、
    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。
  2. 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１に記載の浄化装置。
  3. 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２に記載の浄化装置。
  4. 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３に記載の浄化装置。
  5. 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４に記載の浄化装置。
  6. 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４又は５に記載の浄化装置。
  7. 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６に記載の浄化装置。
  8. 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から７のいずれか１項に記載の浄化装置。
  9. 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８に記載の浄化装置。
  10. 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から８のいずれか１項に記載の浄化装置。
  11. 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から８のいずれか１項に記載の浄化装置。
  12. 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１１のいずれか１項に記載の浄化装置。
  13. 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１２のいずれか１項に記載の浄化装置。
  14. 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。
  15. 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１４に記載の浄化方法。
  16. 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１５に記載の浄化方法。
  17. 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１６に記載の浄化方法。
  18. 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１７に記載の浄化方法。
  19. 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１７又は１８に記載の浄化方法。
  20. 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１９に記載の浄化方法。
  21. 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１４から２０のいずれか１項に記載の浄化方法。
  22. 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２１に記載の浄化方法。
  23. 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１４から２１のいずれか１項に記載の浄化方法。
  24. 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１４から２１のいずれか１項に記載の浄化方法。
  25. 前記対象物は、嘔吐物、排泄物又は体液である、
    請求項１４から２４のいずれか１項に記載の浄化方法。
  26. 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１４から２５のいずれか１項に記載の浄化方法。
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