(57)【要約】【課題】面の掃除又は処理のための装置並びにこの装置を操作する方法を提供する。【解決手段】装置は、面（２）を光で照射するための光源（３）と、面（２）により反射された光を検知するための光検知ユニット（４）とを有する。従来技術よりも種々の面をより高い解像度で区別する、課題とする面を掃除又は処理する装置並びに方法を実現するために、光検知ユニット（４）が少なくとも１つのフィルタ要素（５）と、少なくとも１つのセンサ要素（６）を具備し、それらは面（２）から反射された光を少なくとも４つの異なるスペクトル範囲について検知するために配置されかつ設計されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面（２）を掃除又は処理するための装置（１）であって、前記装置（１）は前記面（２）を光で照射するための光源（３）と、前記面（２）により反射された光を検知するための光検知ユニット（４）とを有し、前記光検知ユニット（４）は少なくとも１つのフィルタ要素（５）と少なくとも１つのセンサ要素（６）とを具備し、前記フィルタ要素及び前記センサ要素は、少なくとも４つの異なるスペクトル範囲について前記面（２）から反射された光を検知するように配置されかつ構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光検知ユニット（４）は少なくとも４つのフィルタ要素（５）を具備し、各フィルタ要素（５）が他のフィルタ要素（５）とは異なるスペクトル範囲をもつことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光検知ユニット（４）が前記フィルタ要素（５）に結合して割り当てられたセンサ要素（６）を具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記光検知ユニット（４）が複数のセンサ要素（６）を具備し、別々のセンサ要素（６）が各フィルタ要素（５）に割り当てられることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項５】
前記センサ要素（６）がフォトダイオードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記センサ要素（６）がＣＣＤチップ又はＣＭＯＳチップであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記フィルタ要素（５）が光分散要素であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記光検知ユニット（４）が複数のセンサ要素（５）を具備し、それらが直線状に並べて配置されたフォトダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記光源（３）により照射される光の波長が、前記面（２）の少なくとも一部の反射特性に一致していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
異なるスペクトル範囲の強度に関して前記光検知ユニット（４）により検知される光を評価して、それらを、面（２）の種類を決定するために異なる面（２）の参照強度と比較するように構成された評価ユニット（９）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の装置により面（２）を掃除又は処理するべく前記装置（１）を操作する方法であって、面（２）を光で照射し、前記面（２）から反射された光を、少なくとも４つの異なるスペクトル範囲について検知することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面を掃除又は処理するための装置に関し、装置が、面に光を照射するための光源を有するとともに、面から反射された光を検知するための光検知ユニットを有する。装置は、基本的に自動駆動される装置であり、携帯装置であってもよい。
【０００２】
さらに、本発明は面を掃除又は処理するための装置を操作する方法に関し、面が光により照射され、面により反射された光が検知される。
【背景技術】
【０００３】
上記のタイプの装置は公知である。それらは例えば、掃除又は床敷物の手入れのためのロボット、又は、芝生を刈るためのロボットである。例えば特許文献１は、自動駆動される床掃除機を開示しており、それは例えばタイル床の面の洗浄に適している。例えば特許文献２は、真空／掃引ロボットを開示する。
【０００４】
さらに、このような装置がカメラを装備できることも従来公知であり、それらの装置が移動している面の写真画像を記録する。これらの写真は、例えば障害物や段差を検知するために定期的に解析される。
【０００５】
さらに、カメラにより撮影された写真を、どのタイプの面が含まれているかを確認するために解析可能であることも従来公知である。実際には、掃除又は処理の動作を床の所定の領域、例えば個々の部屋に限定すべきこともしばしばある。特に、モップ掛けロボットとしても知られる洗浄用のロボットが、そのような掃除にも適した面にのみ水や水分を適用することが保証されるべきである。従って、従来、個々の面が解析可能でありかつ信頼性をもって適切に分類されるように、自動駆動される装置すなわち自己推進装置を設計するための努力が払われてきた。このような分類に基づいて、その後ロボットは適切な移動と掃除方針を選択することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第103 57 637 A1号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第102 42 257 A1号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来公知の装置は既に、面を光で照射するための光源と、面により反射された光を検知するための光検知ユニットとを有しているが、それらのスペクトル解析に関して、所定の適用状況においては十分ではない。検知においては３つのカラーチャネルのみを利用可能である。なぜなら、公知の装置の光検知システムは標準カラーイメージセンサ（ＲＧＢセンサ）を用いるからである。例えば、いわゆるベイヤ（Ｂａｙｅｒ）センサの使用が、極めて普通である。これは、チェッカーボードタイプのフィルタ構造を有し、おおよそ５０％の緑色フィルタと各々２５％の赤色及び青色フィルタからなる。これらのセンサの１つの欠点は、各カラーチャネルが、光スペクトルの比較的大きなサブセクションからの全体的なカラー情報のみを与えることである。このため、例えば、光スペクトルの緑色サブセクションは、緑色における異なる色相にさらに細かく分割されない。従って、このようなＲＧＢセンサによる光検知の後には、面で反射された照射の本来のスペクトル分布について決定できるような詳細な情報は得られない。よって、例えば緑色における異なる色相を有する２つの緑色の面を互いに区別することはできなくなる。
【０００８】
以上により、本発明の目的は、問題とされている点を解決する、すなわち現状の技術に比べて良好な解像度をもって異なる面を区別するような、面の掃除又は処理のための装置及び方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、上述したタイプの面を掃除又は処理するための装置を提供するものであり、光検知ユニットが、少なくも１つのフィルタ要素と、少なくとも１つのセンサ要素とを具備し、それらは、面から反射された光が少なくとも４つの異なるスペクトル範囲に関して検知されるように配置されかつ設計されている。
【００１０】
そこで本発明は、面を掃除又は処理するための装置を創出し、面により反射された光のスペクトル解析を現状よりも高解像度で可能とする。ＲＧＢフィルタを具備する光検知ユニットのみを有する公知の装置と比べて、反射光は、３つを超えるスペクトルサブセクションに関して検知かつ解析されることが可能である。この方法により、例えば、緑における異なる色相も区別することができる。これは、特に、ほぼ同じ構造を有するが色は異なる面に遭遇した場合には常に貴重なことである。このことは、例えば、類似するタイプであって色の異なるカーペットや、類似するが異なる色合いの緑色を有する芝生エリアにおいて、証明され得る。特に、異なる色であるために異なる洗剤をカーペットに使用しなければならない場合や、芝生の表面に当てる太陽光の量が異なるようにするためにより多く又はより少なく刈り取るべき場合があり得る。
【００１１】
光検知ユニットは、マルチスペクトルカメラ、ハイパースペクトルカメラ又はマイクロスペクトルメータの形態で設計されてもよい。
【００１２】
光検知ユニットは、この目的のために少なくとも４つのフィルタ要素を有してもよく、その場合、各フィルタ要素は、他のフィルタ要素のスペクトル範囲とは異なるスペクトル範囲を具備する。これらのフィルタ要素は、回転するフィルタホイール上に配置することができ、例えば、フィルタ要素の１つが、各測定において面により反射される光の光軸上に保持されている。フィルタホイールの回転により、全てのフィルタ要素を、次々に反射光に対して使用することができ、それにより光の進行方向に配置されているセンサ要素が、異なるスペクトル成分の光を次々に測定することができる。何個のフィルタ要素を異なるスペクトル範囲に用いるかによって、光検知ユニットの解像度を変更できる。解像度は、使用されるフィルタ要素の数により向上する。基本的に、光スペクトルのサブセクションの中でも、特に高解像度が要求されるサブセクションに対しとりわけ多数のフィルタ要素を用いてもよい。例えば、主に緑の色相を有する面の場合、緑色のスペクトル範囲においてとりわけ多数のフィルタ要素を用いるべきである。それに対し、スペクトル範囲の他のサブセクションにおいては、少数のフィルタ要素のみ又はフィルタ要素を全く無しのままとすることが必要となる。
【００１３】
フィルタ要素は、光検知ユニットの光設計のタイプによってバンドパスフィルタ又はバンドストップフィルタとしてもよい。バンドパスフィルタは光の透過を選択し、バンドストップフィルタは（例えばダイクロイックミラーのように）光の反射を選択する。
【００１４】
上述したフィルタホイールの機構と組み合わせて、光検知ユニットが、フィルタ要素に共同的に割り当てられたセンサ要素を有することが好ましい。異なるフィルタ要素を装備されたフィルタホイールの回転により、フィルタ要素の各々を、反射光の進行方向におけるセンサ要素の前方に持ってくることができる。それにより光は、経時的に次から次へと異なるスペクトル範囲にてフィルタリングされる。
【００１５】
共同的に割り当てられたセンサ要素は、単一のフォトダイオードであることが特に好ましい。フォトダイオードは、フィルタホイール上にフィルタ要素が均一に周方向分布している場合に、フィルタ要素の数にフィルタホイールの回転周波数を乗じた積に対応する単位時間当たりの繰り返し回数にて読み取られる。光検知ユニットが１番目のフィルタ要素から２番目のフィルタ要素へと変わる前に、フォトダイオードを読み取ることが好適である。フォトダイオードは安価で量産品であり、大きな設備費用を要することなく読み取り可能である。加えて、特に大きな画素領域を有することにより高感度であるフォトダイオードを用いてもよい。このことは、弱い反射強度しか得られない面の解析に特に有用である。
【００１６】
別の例として、光検知ユニットが複数のセンサ要素を有することも可能である。その場合、別々のセンサ要素が各フィルタ要素に割り当てられる。センサ要素は、フォトダイオードアレイの形態で装備されてもよく、その場合、本発明によるマルチスペクトル検知のためには、少なくとも４個のフォトダイオードを用いることが好ましい。フォトダイオードアレイは、一体モジュールでもよく、又は、個々のフォトダイオードから構成してもよい。任意であるが異なるタイプのダイオードで構成してもよい。一つのフィルタ要素が、センサ要素の各々に割り当てられることにより、センサ要素が所定のスペクトル範囲の光のみを検知する。センサ要素のフィルタ特性は、全体的に選択してもよく、それにより可視光スペクトル全体をカバーする。４個のフィルタ要素と４個の対応するセンサ要素を用いるとき、例えば、１つの赤色フィルタと１つのフォトダイオードが赤色スペクトル範囲を検知することを担う一方、１つの黄色フィルタ要素と１つのフォトダイオードが黄色光を検知することを担い、１つの緑色フィルタ要素と１つのフォトダイオードが緑色スペクトル成分の検知を担い、１つの青色フィルタ要素と１つのフォトダイオードが青色スペクトル成分の検知を担うようにしてもよい。
【００１７】
上述したフォトダイオードアレイに替えて、ＣＣＤチップ又はＣＭＯＳチップを有する光検知ユニットも可能である。チップの異なる領域が、異なる波長の光を照射されることができ、その場合、例えばチップのライン毎のデータ読み取りを光の所定のスペクトル範囲に割り当ててもよい。この実施形態によれば、複数のフォトダイオードが不要となる。
【００１８】
本発明はさらに、光検知ユニットが光学的分散要素を有することを提示する。これは、各々が他のフィルタ要素とは異なるスペクトル範囲を具備する複数のフィルタ要素の配備に替わるものとなる。特に簡易な実施形態においては、光学的分散要素がプリズム又は格子であり、それは、面により反射された光を個々のスペクトル成分に分離することにより、それらの成分が空間的に分離した配置にて１又は複数のセンサ要素に当たることができる。従って、複数のフィルタ要素を提供することは不要となる。さらに、上述したフィルタホイールは、特別な機構とともにフィルタホイールを駆動するモータも必要とするが、これも省くことができる。この点において、光検知ユニットを特に簡易かつ堅固に設計することが可能となる。光学的分散要素は、複数の別々のセンサ要素と組み合わせて用いることができ、またＣＣＤチップ又はＣＭＯＳチップとも組み合わせて用いることができる。
【００１９】
本発明はさらに、光源から照射される光の波長が、面の少なくとも一部の反射特性に適合していることを提示する。これにより光源は、面の一部が高い反射率を有するようなスペクトル範囲の光を目標として照射することができる。よって、面は、いわゆる「バリアバンド」を設けられており、このバリアバンドが光スペクトルの一部に対して特に高反射率を有し、それは可視光には割り当てられていない。この目的のために、例えば、その面を人間の目には不可視の塗料でマークすることができる。このような「不可視の塗料」は、例えばマーク付き紙幣に用いられており、紫外光により励起することができ、適切なセンサ要素により検知可能な蛍光線が放出される。これは、光源と、面と、センサ要素とを有する特別なシステムを創出する。加えて、このような光源−センサ要素のシステムは、木、カーペット、タイル又は芝生等の特定の面に対して最適化することもできる。
【００２０】
本発明によれば、光源は、白色光源でよく、特にハロゲンランプ又はＵＶ光源でよい。さらに、異なるスペクトル範囲で照射する他の光源も、面のタイプに応じて使用可能である。
【００２１】
光源と光検知ユニットの双方が、この装置のハウジング内部に配置されていることが好ましい。そのハウジングは、光源の光が面に当たり、面から反射された光が光検知ユニットに当たるように設計され配置された出口開口を有する。この配置は、光源と光検知ユニットを汚れから保護する一方、光源の光がハウジングから出て行くことができ、面上で反射された後、ハウジングに戻ってきて光検知ユニットにより検知されることができることを確保する。
【００２２】
最後に、本発明は、装置が評価ユニットを有することを提示する。これは、光検知ユニットにより検知された光を、種々のスペクトル範囲における強度に関して解析し、それらを異なる複数の面の参照強度と比較して面のタイプを決定するように設計されている。このようにして評価ユニットは、既知の面のどちらか又はいずれに対応するかを確定するために光検知ユニットにより検知された光を評価する。
【００２３】
上述した装置に加えて、このような装置を操作する方法もまた創出される。その方法では、面が光で照射され、面により反射された光が少なくとも４つの異なるスペクトル範囲について検知される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、面上における本発明による装置を示す図である。
【図２】図２は、下方から視た本発明による装置を示す図である。
【図３】図３は、第１の形態による光検知ユニットを示す図である。
【図４】図４は、第２の形態による光検知ユニットを示す図である。
【図５】図５は、第３の形態による光検知ユニットを示す図である。
【図６】図６は、第４の形態による光検知ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００２６】
図１に示す装置１は、面２を掃除又は処理するための装置１である。このような装置は、面２を掃除又は処理するために用いられる。面２は、カーペット、ラミネート、寄木細工の床又は類似のもの等の床被覆材、並びに任意であるが、刈られるべき芝生エリアなどである。装置１は、一例として示すようにコントローラを装備されており、コントローラは装置１の駆動と、掃除及び／又は処理の実行とを制御する。従って、例示する装置１は、室内を完全に独立して移動することができ、かつ、掃除及び／又は処理の動作を行うことができる。このタイプの装置１は、掃除ロボットとして設計されており、システム制御されて１又は複数の部屋を移動することができ、それにより面が完全に掃除される。
【００２７】
装置１の外観は、そのハウジング７に影響されており、図１に示されたように設計されてもよい。
【００２８】
図２は、下方から視た装置１を示している。装置１は、例えば、電気モータにより駆動される車輪１０と、同じく電気モータにより駆動されるブラシ１１とを有する。ブラシ１１は、吸引開口１２の内側に位置しており、吸引開口１２は、全体として窓状の孔としてハウジング７を貫通している。埃や塵を装置１中の容器内に吸引するために、装置１は、吸引ファン（図示せず）を有する。さらに、装置１は、出口開口８をハウジング７の内側の底面に有する。出口開口８の後ろに光検知ユニット４（図２では図示せず）が設けられている。光は、この出口開口８を通ってハウジング７から出て行くことができ、面２に向かうことができる。評価ユニット９は、検知信号を評価するものであり、光検知ユニット４に接続されている。
【００２９】
装置１の個々の構成部品、特に車輪１０用の駆動モータ、ブラシ１１用の電気駆動、吸引ファン用のモータ及び付加的な部品等の電源は、再充電可能なバッテリ（図示せず）により供給される。
【００３０】
装置１は、ここでは一例として、コントローラ（図示せず）を有する。コントローラは、評価ユニット９による解析結果に基づいて装置１の駆動の実行及び／又は掃除若しくは処理の実行を制御する。ここでのコントロールは、検知された面２のタイプ、面２上に置かれた障害物等のパラメータ、又は面２の汚れの程度の関数として行われる。装置１は、基本的に、自動的に駆動可能な装置であっても、携帯型の装置であってもよい。
【００３１】
図３〜図５に示すように、装置１は、面２を光で照らすための光源３と、面２により反射された光を検知するための光検知ユニット４とを有する。ハウジング７内に配置された光源により照射される光が面２に到達できるように、ハウジング７は出口開口８を設けられている。この出口開口８を通って、光源からの光が面２に当たり、面２から少なくとも部分的に光検知ユニット４の方に反射される。
【００３２】
図示するように、光検知ユニット４は、少なくとも１つのフィルタ要素５と、少なくとも１つのセンサ要素６とを具備する。１又は複数のフィルタ要素５と、１又は複数のセンサ要素６は、少なくとも４つのスペクトル範囲について面２から反射された光を検知するように配置されかつ構成されている。
【００３３】
図３に示す実施形態においては、光検知ユニット４が、フィルタホイール１３に配置された複数のフィルタ要素５を有する。全部で６個のフィルタ要素５は、フィルタホイール１３の円形経路に沿って配置されている。フィルタホイール１３は回転軸１４の周りで回転することにより、各フィルタ要素５も回転軸１４の周りで同時に回転する。フィルタ要素５の位置は、この場合、面２により反射された光の光軸に対応している。面２により反射された光は、こうして、フィルタホイール１３上に配置された複数のフィルタ要素５を次々に通過する。フィルタホイール１３は低速で連続的に回転可能であるか、又は、フィルタホイール１３は目標位置をとるように制御される。その目標位置では、フィルタ要素５の位置は正確に反射光の光軸に一致する。フィルタホイール１３はこの位置に到達すると直ちに、測定可能とするために停止させられ、フィルタ要素５は停止する。測定が完了したときにのみ、フィルタホイール１３は次のフィルタ要素が反射光の光軸に到達するまでさらに回転する。
【００３４】
図３を参照すると、複数のフィルタ要素５が、フィルタホイール１３の内側に配置されており、透過フィルタ（バンドパスフィルタ）として設計されている。これらのフィルタは、フィルタ要素５のフィルタ特性に対応する光のスペクトル成分が正確に透過できるようにする。フィルタリングされた光の成分は、その後センサ要素６に当たる。センサ要素６は、例えばフォトダイオードでもよい。フィルタ要素５により透過された光の焦点をセンサ要素６上に合わせるために、フィルタ要素５とセンサ要素６の間の光軸上にレンズ１５を配置することが好適である。このレンズ１５は、例えば集束レンズでもよい。さらに、レンズ１５は、複数のレンズからなるレンズ構成体とすることもできる。
【００３５】
透過フィルタ（バンドパスフィルタ）としてのフィルタ要素５の実施形態に替えて、これらのフィルタ要素５を反射フィルタ（バンドストップフィルタ）として実施してもよい。この場合、フィルタ要素５は反射光におけるフィルタリングされるスペクトル成分を反射することになるので、センサ要素６も、フィルタ要素５における面２に対向する側面に対応する側に配置されることになる。
【００３６】
図３に示したセンサ要素６については、フォトダイオードに替えて、ＣＣＤチップ又はＣＭＯＳチップ等の汎用的なカメラチップとしてもよい。
【００３７】
この実施形態においては、フィルタホイール１３は、６つの異なるフィルタ要素５を装備されている。これらのフィルタ要素５は、透過される光のスペクトル範囲が異なっている。例えば、第１のフィルタ要素５は１つのスペクトルサブセクションを透過し、第２のフィルタ要素５は２番目のスペクトルサブセクションを透過する。光検知ユニット４の可能な最も高い解像度において、フィルタホイール１３が、可能な限り多くの異なるフィルタ要素５により占められることが、好ましい。検知に用いられるフィルタ要素５の数が多くなるほど、スペクトルサブセクションの数も多くなり、それらの中で面２により反射された光のスペクトルを分割することができる。この実施形態ではフォトダイオードであるセンサ要素６は、新たなフィルタ要素５が面２の反射部分とセンサ要素６としてのフォトダイオードの間の光軸に配置されるとき、評価ユニット９により常に読み取られる。これに替えて、評価ユニット９が、フォトダイオード電流を連続的に読み取ることもでき、そして、フィルタ要素５の位置がフィルタリングされた光の光軸に対応するときのその時点に対応するフォトダイオード電流の値を、解析のために用いることができる。
【００３８】
このようにして、フィルタホイール１３の完全な３６０°回転のうちに、評価ユニット９は面２により反射された光に含まれるスペクトル成分についての情報を受け取る。評価ユニット９は、スペクトルのフィルタ要素５が反射光の光軸に位置するときのその時点における情報を有するので、個々のスペクトル光成分の強度を割り当てることができる。評価ユニット９は、これから反射光のスペクトルを生成し、この測定されたスペクトルを、既知の面の参照スペクトルと比較する。測定されたスペクトルと参照スペクトルの間の一致が認められた場合、評価ユニット９は、測定された面２を再度、認識することができる。例えば、評価ユニット９は、掃除されるべき面２の場合に、この面が緑色のカーペットであると確認する。この情報は、装置１を「露出した」面２上でのみ移動させる場合に用いることができる。現在移動中の面２のスペクトルが変化したことを装置１が認識すると直ちに、装置１の方向を反転させるルーチンを設けることができる。同様に、装置１による掃除又は処理の動作は、測定されたスペクトルの関数として制御することも可能である。例えば、面２の異なる色に対して異なる洗剤を用いるようにしてもよい。
【００３９】
図４は、光検知ユニット４の別の実施形態を示す。この光検知ユニット４は、光源３とともに、フィルタ要素５としてのプリズムと、センサ要素６としてのチップとを有する。チップは、例えば、ＣＣＤチップ又はＣＭＯＳチップである。これらのチップは、通常、デジタルカメラに用いられる。この実施形態の変形によれば、本発明は、光源３により照射される光が、判断されるべき面２に当たり、そこで反射されて装置ハウジング７の出口開口８をフィルタ要素５の方に通過する。フィルタ要素５は、例えば、二等辺三角形を底面にもつプリズムであり、面２により反射された光をそのスペクトル成分に分光する。光のスペクトル成分は、こうして既に位置的に分けられているので、それらを一緒にセンサ要素６上で処理することができる。カメラチップは一ラインずつ読み取られるので、例えば、所定の複数のラインを反射光の規定されたスペクトル領域に割り当てることができる。この程度まで、センサ要素６の読み取ることで反射光のスペクトルを生成し、それらは個々のスペクトル範囲の強度を反映している。図３に関して既に述べた通り、この測定されたスペクトルはその後、既知の面２の参照スペクトルと比較され、そして所定の面２が認識された場合、装置１の対応する移動ルーチン又は掃除／処理ルーチンが実行される。
【００４０】
ＣＣＤチップ又はＣＭＯＳチップを用いる替わりに、直線状に並べて配置されたフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイを用いることもできる。この場合、反射光のスペクトル成分が別々のフォトダイオード上に反射される。並べて配置されたフォトダイオードの間隔は、その間隔が、フィルタ要素５すなわちプリズムの後面の光のスペクトル成分の間隔に対応するようになっている。プリズムを回転することにより、スペクトル成分の間隔を、フォトダイオードの所定の間隔に適応させることもできる。
【００４１】
図５は、光検知ユニット４の別の実施形態を示しており、所定の数のフィルタ要素５と、対応する数のセンサ要素６とを有する。フィルタ要素５は例えば４つの透過フィルタを有し、センサ要素６は４つのフォトダイオードを有する。これらのフォトダイオードは、ここでは例えば直線状に並べられ、直線状に並べて配置されたフィルタ要素の間隔に対応している。しかしながら、基本的には、フィルタ要素５とセンサ要素６を自由な間隔で配置することも可能である。重要な点は、それらが面２により反射された光の進行方向に配置されなければならないことである。光源３により照射された光は、レンズ１５により拡大されることにより、面２のより大きな領域が照射される。面２により反射された光が、並べて配置されたフィルタ要素５に当たることにより、各フィルタ要素５は反射光の所定のスペクトル範囲を透過させる。第１のフィルタ要素５は、例えば光の所定の緑色成分が透過することができ、一方、第２のフィルタ要素５は、赤色成分が透過することができる。個々のスペクトル成分は、別々のレンズシステム１５を介して別々のフォトダイオードに到達する。フォトダイオードに接続された評価ユニット９は、どのフォトダイオードが光のどのスペクトル成分に割り当てられているかについての情報を有する。従って、評価ユニット９は、面２により反射された光のスペクトルを生成することができる。この測定されたスペクトルは、その後、既知の面２の記憶されたスペクトルと比較される。そして認識されると、装置１の所定の動作プロセスや掃除／処理動作を制御するために用いられる。
【００４２】
図６は、光検知ユニット４の別の実施形態を示す。この光検知ユニット４も、複数のフィルタ要素５と、対応する数のセンサ要素６とを有する。図５の形態と異なり、フィルタ要素５が反射フィルタとして設計されている。これらの反射フィルタは、光の進行方向に順々に配置されている。別々のセンサ要素６がこれらのフィルタ要素５の各々に割り当てられている。センサ要素６は、フィルタ要素５における面２に対向する側に位置する。各フィルタ要素５は、面２により反射された光の所定のスペクトル範囲を個々のセンサ要素６上に反射させる。第１のフィルタ要素５は、例えば光の所定の緑色成分を反射し、一方、第２のフィルタ要素５は赤色成分を反射する、等である。このようにしてフィルタリングされた光のスペクトル成分は、個々のセンサ要素６に到達する。評価ユニット９の支援によるこれらのスペクトル成分の評価における更なる手順は、例えば図５におけるものと同様に行われる。
【００４３】
全ての場合において、光源３、フィルタ要素５及びセンサ要素６の選択は、所定の面２に適応させることができる。例えば、面２が標的化方式による所定の光学的特性を備えていることにより、所定のスペクトル光成分のみが反射されることが可能である。特に、面２がマーキングをもつサブセクションを有してもよく、それは例えば紫外光を吸収して、所定のスペクトル範囲内の蛍光を放出する。その蛍光放射は、紫外光源３からの光により標的化方式にて励起される。フィルタ要素５及びセンサ要素６の双方が、放出される蛍光線の対応するスペクトル成分に対して選択される。予想される蛍光線は、そのスペクトル成分に関して一般的に既知であるので、このスペクトル範囲が検知されるのみでよく、すなわち、これらのスペクトルサブセクションの光を透過させるフィルタ要素５のみが用いられる。例えば、赤色蛍光が、さらにスペクトルサブセクションにサブ分割されることも可能である。
【００４４】
光検知ユニット４の信頼性ある機能を確保するために、所定の時間間隔にて「白色標準」に対して参照測定を行うことを、本発明の範囲内において設けてもよい。このような「白色標準」は、例えばハウジング７の内部に導入されてもよい。別の例として、装置１がベースステーションに位置するときに参照測定を行うことも可能である。特に、その場合、このベースステーションのベースプレートが「参照色」で設計されることにより、光検知ユニット４が、測定設定及び測定方向を変更することなく参照測定を行うことができる。ベースステーションのベースプレートは、本発明の主旨における面２である。参照測定は、例えば、光検知ユニット４による各検知の前に行ってもよい。しかしながら別の例として、参照測定は、所定の測定回数の後に繰り返し行うか、１ヶ月に１回等、定期的に行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  装置
２  面
３  光源
４  光検知ユニット
５  フィルタ部品
６  センサ部品
７  ハウジング
８  出口開口
９  評価ユニット
１０  車輪
１１  ブラシ
１２  吸引開口
１３  フィルタホイール
１４  回転軸
１５  レンズ
【図１】
2015217303.tif 000003
【図２】
2015217303.tif 000004
【図３】
2015217303.tif 000005
【図４】
2015217303.tif 000006
【図５】
2015217303.tif 000007
【図６】
2015217303.tif 000008