(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面に１以上の開口を有する本体及びベースと、
前記本体内に配置され、前記開口から放射する複数の光ビームを生成する１以上の光源と、
前記複数の光ビームが放射される放射領域と、
を備え、
前記本体は、前記複数の光ビームを前記本体の軸を中心として回転させる回転機構を備え、
前記複数の光ビームの回転及び配置は、前記本体の周囲に有効照明領域を形成し、前記有効照明領域の内側に配置された物体を照明するように構成されている、物体を照明するためのシステム。
【請求項２】
前記光ビームの少なくとも１つは、略円形断面を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光ビームの少なくとも１つは、略非円形断面を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記放射領域は、本体の周囲に配置され、前記本体は複数の光ビームを方向付けるように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記本体は、放射領域を介して複数の光ビームを方向付けるための配置機構を備える請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記配置機構は、所定の光ビームから放射される、対応する光源を配置して方向付ける請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記本体は、本体の周囲に配置された放射領域を介して光ビームを方向付けるように構成された１以上の配置機構を備え、前記配置機構は、前記ベースに回転可能に連結され、前記回転機構は、前記本体の軸心を中心として、１以上の配置機構と複数の光ビームを回転させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記配置機構は、所定の位置、方向及び任意の配置方向で１以上の光源の１つを支持するための複数の支持部を有するレーザの仕切りを備えている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記配置機構は、１以上のアームを備え、前記アームは、中心要素に連結される隣接端と、そこから外方に延びる先端とを備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記アームは、その先端に連結された光源から放射される複数の光ビームの位置、方向及び任意の配置方向を変更するために調整可能である、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記１以上の開口は、前記複数の光ビームが放射される、外表面の１以上の長尺な開口を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記略非円形断面は略線状断面を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項１３】
放射された前記複数の光ビームは、前記本体から外方に突出する矩形又はファン状の照明領域を形成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
１以上の光源を備えた、請求項１から１３のいずれか１項に記載のシステムを使用する物体を照明するための方法であって、
複数の光ビームを生成し、
照明領域を形成するために前記光ビームを配置し、
前記物体が複数の光ビームによって形成された照明領域内に位置決めするように前記システムを位置決めする方法。
【請求項１５】
前記生成するステップは、１以上の線状光ビームを生成することを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記配置するステップは、各光ビームが放射されるのと一致する位置を選択することを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記配置するステップは、各光ビームが放射されるのと一致する向きを選択することを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記配置するステップは、各光ビームが放射されるのと一致する方向を選択することを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記配置するステップは、システムの軸を中心として複数の光りビームを回転させることを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記位置決めするステップは、物体が配置される表面に接触、上方又は下方に位置決めすることを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記位置決めするステップは、清掃通路に沿ってシステムを移動させることを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記清掃通路は、探索領域の周囲に配置されるトラックによって区画される請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
外表面に１以上の開口を有する本体と、
複数の光ビームを生成するように構成され、前記本体内に配置され、前記開口を介して複数の光ビームを放射する１以上の光源と、
前記本体の軸を中心として複数の光ビームを回転させるように構成された回転機構と、
を備え、
前記複数の光ビームの回転及び配置は、前記本体の周囲に有効照明領域を形成し、前記有効照明領域の内側に配置された物体を照明するように構成されている、物体を照明するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明システム、特に検出及び除去を容易にするために表面の物体を照明するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
床又は他の表面上のある物体又は物質を見つけることが難しいといったことがあり得る。破損したグラスや滑りやすい液体等が、表面上で見つけられない状態となっていれば、身体の危険があるかもしれない。液体、特に腐食性あるいは汚染特性のあるものでは、それらが接触する表面や他の物を損傷させる恐れがある。宝石や他の価値のある品物であれば、直ぐに見つけなければ紛失あるいは損傷するかもしれない。概して、小さいサイズで、高い透明度のあるもの、あるいは、それらが置かれる表面が同様な色彩である場合、発見することは特に難しくなり得る。
【０００３】
表面上の物体を見つけるための最新の照明システムは幾つかの欠点がある。一態様では、幾つかのシステムは、物体で反射した光を全て見るために、ユーザに周囲を移動してぎこちない姿勢に身体を曲げることを要求するかもしれない。他の態様では、幾つかのシステムは、目で見つけて物体を見分けることを難しくする表面の輝きを生成するかもしれない。また他の態様では、幾つかのシステムによって使用される照明は、弱いかあるいは焦点があっていないかもしれないので、ある距離を超える発見能力が制限される。逆に、幾つかのシステムは、焦点が合いすぎて検出範囲を制限してしまい、表面上の物体を均等に照明することを、困難で、退屈で、時間の無駄で、偶然のものとし、視覚によっては見つけられなくする。さらに他の態様では、システムは水中で機能しないかもしれないし、あるいはその逆で、プールの底等の水没した表面上の物体を検出できないかもしれない。プールの底からグラスの破片等の危険な物体を見つけて取り除くことは、全ての破片が発見されることを確実にするためにプールを完全に排水しなければならないため、非常にコストがかかり、不便である。
【０００４】
このような問題があるため、表面の物体を容易に照明し、全てではないにしても、あるかもしれないそのような物体の殆どが置かれていることを信頼性高く照明する方法を提供することが切望されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の開示は、物体を照明するためのシステムに関し、多数の光ビームと、多数の光ビームが放射される放射領域と、放射領域から放射され、物体の照射を最大化するように発射される光ビームの配置により形成された放射領域とを備える。
【０００６】
ある実施形態では、少なくとも１つの光ビームが実質的に円形の断面を有していてもよい。他の実施形態では、少なくとも１つの光ビームが実質的に非円形の断面を有していてもよい。ある実施形態では、光ビームの配置は、光ビームが放射される方向(direction)の関数(function)や、光ビームが放射される放射領域内での位置であってもよい。他の実施形態では、位置は非円形断面を有する光ビームの配置方向(orientation)の関数であってもよい。
【０００７】
種々の実施形態では、他の放射領域は本体の周囲に配置されてもよく、本体は複数の光ビームを方向付けるように構成されてもよい。ある実施形態では、本体は放射領域を介して複数の光ビームの方向を変更するための配置機構を備えていてもよい。他の実施形態では、配置機構が、所定の光ビームが放射される対応する光源を位置決めして方向付けるようにしてもよい。さらに他の実施形態では、本体は軸心を中心として複数の光ビームを回転させるための回転機構を備えてもよい。
【０００８】
ある実施形態は、システムを身につけるためのストラップを備えてもよい。他の実施形態では、システムはちり取りと一体化してもよい。
【０００９】
他の態様では、本開示は、１以上の光源を備えたシステムを使用する物体を照明するための方法を対象とし、複数の光ビームを生成すること、照明領域を区画する光ビームを配置すること、及び、複数の光ビームによって形成される照明領域に物体を位置させるようにシステムを位置決めすることを備える。
【００１０】
ある実施形態では、生成するステップは、１以上の線状光ビームを生成することを備える。
【００１１】
ある実施形態では、配置するステップは、各光ビームが放射されるのと一致する位置を選択することを備えてもよい。他の実施形態では、配置するステップは、各光ビームが放射されるのと一致した方向を選択することを備えるようにしてもよい。さらに他の実施形態では、配置するステップは、放射された各光ビームの一致する配置方向を選択することを備えてもよい。さらにまた他の実施形態では、配置するステップは、システムの軸を中心として複数の光ビームを回転させることを備えてもよい。
【００１２】
ある実施形態では、位置決めするステップは、物体が配置される表面に接触又は上方にシステムを位置決めすることを備えてもよい。他の実施形態では、位置決めするステップは、清掃通路に沿ってシステムを移動させることを備えてもよい。
【００１３】
さらに他の態様では、本開示は、物体を照明するためのシステムに関し、そのシステムは、外表面に１以上の開口を有する本体と、複数の光ビームを生成するように構成され、本体内に配置され、前記開口を介して複数の光ビームを放射する１以上の光源と、前記本体の軸を中心として複数の光ビームを回転させるように構成された回転機構と、を備え、前記複数の光ビームの回転は、物体が配置されるいずれの位置であっても照明するように構成された本体の周囲に隣接する有効照明領域を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照明するためのシステムの斜視図を示す。
【図２Ａ】本開示の一実施形態に係る光ビームを生成する光源の斜視図である。
【図２Ｂ】本開示の一実施形態に係る光ビームを生成する光源の斜視図である。
【図２Ｃ】本開示の一実施形態に係る光ビームを生成する複数の光源の正面図である。
【図３Ａ】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照射するためのシステムの平面図である。
【図３Ｂ】本開示の一実施形態に係る図３Ａのシステムの側面図である。
【図３Ｃ】本開示の一実施形態に係る図３Ａのシステムの底面図である。
【図４Ａ】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照明するためのシステムの斜視図である。
【図４Ｂ】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照明するためのシステムの斜視図である。
【図４Ｃ】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照明するためのシステムの斜視図である。
【図５】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照明するためのシステムの斜視図である。
【図６Ａ】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照明するためのゴミ取りシステムの側面図である。
【図６Ｂ】本開示の一実施形態に係る図６Ａのシステムの斜視図である。
【図６Ｃ】本開示の一実施形態に係る表面上の物体を照明するためのゴミ取りシステムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
一般に、本開示の実施形態は、表面１０４上の物体１０２を照明するためのシステム１００を提供する。
【００１６】
図１から図５は、システム１００の代表的な構成とその一部を示す。図１から図５に示すシステム１００の構成要素及びその一部は、図示目的のためでしかなく、他のいかなる適切な構成要素や準構成要素であっても、ここに記載されたシステム１００及びシステム１００の一部を備えた構成要素と共に、あるいは、これらに代えて使用することができる。
【００１７】
システム１００の実施形態は、表面１０４上の物体１０２を照明するために設けることができる。物体１０２は、反射光又は屈曲光を視認可能ないかなる物体、物質又はものを備えることができる。物体１０２は、表面１０４上に配置してもよい。表面１０４は、例えば、床、台所用カウンター、プールの底等、物体１０２の少なくとも一部を支持するのに適したいかなる表面をも含めることができ、幾つかの実施形態では同様に、プールの表面等、液体表面を含めることができる。そのような実施形態では、物体１０２は表面１０４に接触して、あるいは近傍で浮遊していてもよい。
【００１８】
図１は、システム１００の実施形態を示す。システム１００は、ここに詳細に記載するように、大略、複数の光ビーム２００を生成するように構成された１以上の光源２０１（図示せず）、本体３００、本体３００の周囲に配置された放射領域４００（図示せず）、及び、放射領域から発射する照明領域５００を備える。
【００１９】
光ビーム２００
ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、システム１００は、複数の光源２００を生成するように構成された１以上の光源２０１を備えることができる。光源２０１は、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱電球、電気ランプ、ケミカルランプ等、複数の光ビームを生成するのに適したいかなるタイプのものであってもよい。ある実施形態では、システム１００は１種類以上の光源を備えてもよい。種々の実施形態では、システム１００は、生成される光ビーム２００に対応する数の光源２０１を備えてもよい。他の実施形態では、システム１００は、生成される光ビーム２００よりも少ない数の光源２０１を備えてもよい。すなわち、所定の光源２０１が一度に１以上の光ビーム２００を生成するように構成されていてもよい。例えば、ある実施形態では、所定の光源２０１からの光は、対応する数の光ビーム２００を形成するために、光源２０１又は（後述する）本体３００の複数の開口で方向付けされるようにしてもよい。他の例として、所定の光源２０１からの光は、鏡又は他の適切な機構により、複数の光ビーム２００に分離されてもよい。当然、他の実施形態が本開示の範囲内で存在してもよく、本開示はこれら特定の実施形態に限定されるべきではない。
【００２０】
光ビーム２００は、その光路の物体１０２を照明するのに適したいかなる形状及び強度であってもよい。幾つかのシステムでは、光ビーム２００の断面寸法は、ビーム長とほぼ同じでもよい。他の実施形態では、これらの寸法はビーム長を超えてもよい。図２Ａを参照すると、種々の実施形態では、光ビーム２００は、実質的に円形の断面部（略円形断面部）２１０を備える。図２Ｂを参照すると、種々の実施形態では、光ビーム２００は実質的に円形でない断面部（非円形断面部）２２０を備えてもよい。ある実施形態では、非円形断面部２２０は、図２Ｂに示すように、略線状断面部２２２を備えてもよい。線状断面部２２２は、単一の光源２０１（恐らく、光が放射される線状開口を有するレンズを備える）から生成したり、あるいは、図２Ｃに示すように、線状断面部２２２を有する有効ビームを形成するのに適した複数のビーム２００を位置決めして方向付けることにより生成したりしてもよい。例えば、（円形断面図２１０を有するような）複数の光源２０１が、線状断面部２２２を有する有効ビームを形成するために共通平面で互いに近接して配置されてもよい。幾つかのケースでは、これにより特別な断面形状を有する光源を源とするよりも安価となり、より強いビーム２００を生成することができる。他の実施形態では、非円形断面部２２０は、長円形又は矩形（図示せず）等の実質的に長尺な断面を備えてもよい。種々の実施形態では、光ビーム２００は、ビーム軸２０２に対して特定の配置方向４３０を有するようにビーム軸２０２を中心として回転してもよい。例えば、線状ビーム２２２は、航空機の翼が前後（ノーズテール）の中心線を中心として連続横転運動で回転する方法と同様に、ビーム軸２０２を中心として再度方向付けされてもよい。種々の実施形態では、複数の光ビーム２００は複数のビーム色を備えてもよい。ある色は、ある物体を他のものに比べて反射させてもよいし、あるいは、ある色彩表面に対してよりよい解像度を提供してもよい。当業者であれば、本開示の範囲内で所定の適用のための望ましいビーム色が理解される。
【００２１】
本体３００
図３Ａ−３Ｃを参照すると、システム１００は光ビーム２００を方向付けるように構成された本体３００を備えてもよい。本体３００は、光源２０１（図示せず）を収容するか、あるいは、（後述する）放射領域４００へ光ビーム２００（図示せず）を方向付けるのに適したいかなるサイズ、形状、材料、及び構造であってもよい。本体３００は、限定されないが、樹脂、木材、あるいは金属を含むいかなる適当な材料で構成してもよいし、射出成形、押出成形、（３Ｄプリンタ等の）付加的方法等、適切な製造方法により形成してもよい。種々の実施形態では、本体３００は光ビーム２００が放射される１以上の開口３０４を有する外表面３０２を備えてもよい。開口３０４は、限定されないが、外表面３０２に、各ビーム２００のための個々の開口と、複数のビーム２００が放射される（恐らく、ミリタリーピルボックスのスリット窓と同様な）１以上の長尺な開口とを備えてもよいことを認識するべきである。種々の実施形態では、本体３００は、光源２０１に電気的に接続される１以上の電源（例えば、図３Ｃに示すように、バッテリー３３０及び充電ポート）が収容されてもよい。ある実施形態では、本体３００は、例えば、図３Ｃに示すような一般的な電源スイッチ、操作する光源を選択するための光源選別器（図示せず）、システム１００のモータによる回転を制御するための回転コントローラ等のシステム１００の種々の特徴部分を操作するためのコントローラをさらに備えてもよい。当業者であれば、本開示に係る所定の適用のために適したサイズ、形状、材料及び構造を理解することができる。
【００２２】
図３Ａを参照すると、本体３００は、周囲に配置された放射領域４００（図示せず）を介して光ビーム２００を方向付けるように構成された１以上の配置機構３１０を備えてもよい。種々の実施形態では、配置機構３１０は、ビーム２００が放射される、対応する光源２０１を配置して方向付けることにより、これを達成するようにしてもよい。そのような実施形態では、配置機構３１０は、所定の位置、方向(direction)及び可能であれば配置方向(orientation)で光源２０１を支持するための複数の支持部３１４を有するレーザの仕切り３１２を備えてもよい。支持部３１４は、成形されてもよいし、本体３００に一体化されてもよいし（ここでは、円筒光源２０１を保持するための溝として示されている）、本体３００に連結されてもよい。幾つかの実施形態では、支持部は、光源２０１が開口３０４を介してビーム２００を放射するように外壁３０２の背後に位置してもよい。図４Ｂを参照すると、そのような他の実施形態では、配置機構３１０は１以上のアーム３１６を備えてもよい。アーム３１６は、中心要素３１８（例えば、マスト又はベース）に連結される隣接端とそこから外方に延びる先端とを備えてもよい。種々の実施形態では、アーム３１６は、その先端に接続された光源２０１から放射される光ビーム２００の位置、方向、及び可能であれば配置方向を変更するために調整可能あってもよい。例えば、一実施形態では、アーム３１６は、人工的なクリスマスツリーの曲げられた枝と同様に、曲げたり、捩ったり、あるいは形状を変更したりしてもよい。当業者であれば、光源２０１を位置決めし、方向付け、可能であれば方向させる結果、所定の適用のための光ビーム２００に適した多くの構成と、本開示がここに記載した特定の実施形態とに制限されるべきでないことを理解するであろう。
【００２３】
種々の他の実施形態では、配置機構３１０は、導管又は他の適切な構成（図示せず）を介して光源からの光を放射位置へと方向付けるように構成してもよい。例えば、ある実施形態では、ビーム２００は、光ファイバーケーブル、鏡又は他の適切な光結合を介して光源２０１から外表面３０２の開口３０４へと進むようにしてもよい。他の例として、本体３００は、内部の光源２０１によって放射された光から光ビーム２００を形成し、（後述する）近傍の放射領域４００を介して前記ビームを位置決めし、方向付け、可能であれば位置付けするのに適した（内方溝、開口又は多の適した構造の）構成を備えるようにしてもよい。当業者であれば、所定の適用のために、光源２０１から放射位置に光ビーム２００を方向付けるのに適した多くの構成や、本開示がここに記載された特定の実施形態には限定されるべきでないことが理解されるであろう。
【００２４】
図３Ｂを参照すると、本体３００はさらに、本体軸３０６を中心として本体３００を回転させるための回転機構３２０を備える。回転機構３２０は、本体軸３０６を中心として光ビーム２００を回転させる、公知のいずれの機構を備えてもよい。光ビーム２００は、本体３００と一緒に回転され、そこから分離されてもよい。図３Ｃを参照すると、種々の実施形態では、本体３００は、配置機構３１０が回転可能に連結されるベース３２２を備えてもよい。図３Ｂを参照すると、ある実施形態では、ベース３２２は、ベアリング３２６及びネジ３２８を介してレーザ室３１２に回転可能に連結するために構成された突出部３２４を備えてもよい。ベアリング３２６は突出部３２４に圧入されてもよいし、ネジ３２８はベアリング２３６を突出部３２４に保持するのと同様に、ベアリング３２６の内側レースが回転するのを妨げるようにしてもよい。さらに、ベースは、表面１０４上で回転し続けるために、ゴムパッド等の耐滑性材料で構成してもよい。この実施形態は、単なる一例であり、本開示がこのものに限定されるべきでないことが理解されるべきである。さらに、光ビーム２００は、これには限定されないが、手動又はモータ駆動を含む適切な手段によって本体軸３０６を中心として回転するようにしてもよいことが理解されるべきである。
【００２５】
さらに他の実施形態では、本体３００は、水又は他の液体環境での使用のために耐水性又は防水性を有してもよい。ある実施形態では、本体３００は、プールのような液量の表面１０４の上方又は僅かに下方で浮かぶように、システム１００用に設けて、積極的に又は中立的に浮かぶようにしてもよい。そのような実施形態は、水面の上方又は僅かに下方に浮かぶ破片の位置を捜し当てるのに有用であればよい。他の実施形態では、本体３００は、プールのような液量の底面に沈むようにシステム１００用に設けて、消極的に浮かぶようにしてもよい。そのような実施形態は、プール底面でのガラス片、宝石、破片、あるいは、他の物体の位置を捜し当てるのに有用である。
【００２６】
放射領域４００
図４Ａ−Ｃを参照すると、システム１００は、複数のレーザビーム２００が放射される放射領域３００を含むようにしてもよい。種々の実施形態では、放射領域４００は本体３００の周辺領域に配置してもよい。例えば、ある実施形態では、この本体の周辺領域は、図４Ａ及び４Ｃに示すように、本体３００の外表面３０２に一致させてもよい。特にこの例は、光源２０１が本体３００内に配置され、外表面３０２の開口３０４を介して光ビーム２００を放射するシステム１００の実施形態に適している。他の例として、種々の実施形態では、この周辺領域は、図４Ｂに示すように、本体３００の外側に形成されるようにしてもよい。特に、この例は、図４Ｂに示すクリスマスツリー型の本体３００の場合ように、光源２０１が本体３００の外側に配置されるシステム１００の実施形態に適用できる。レーザビーム２００はそのような構成では本体３００からは放射されず、本体３００の外側に配置したレーザ光源２０１から放射されるので、放射領域４００は各光ビーム２００の起点に一致する本体３００の周辺領域近傍に形成することができる。
【００２７】
光ビーム２００は、放射領域４００から放射してもよい。特に、種々の実施形態では、光ビーム２００は、放射領域４００上の位置４１０から方向４２０に放射してもよい。ある実施形態では、配置機構３１０は、光ビーム２００を位置４１０から方向４２０に放射するために方向付けするように構成してもよい。位置４１０及び方向４２０は、放射領域４００の外側の光ビーム２００の位置を決定する因子としてもよい。別に記載するように、放射領域４００から放射された所定の光ビーム２００の配置は、位置４１０及び方向４２０の関数(function)である。種々の実施形態では、開口３０４は位置４１０と一致してもよい。ある実施形態では、ビーム２００に対応する数の開口３０４、すなわち共有された開口３０４は、予め決められた位置４１０の外表面３０２に配置されてもよい。他の実施形態では、開口３０４は外表面３０２の種々の位置４１０の間に位置を調整されてもよい。例えば、ある実施形態では、開口３０４は、外表面３０２に対して垂直又は水平方向に位置を調整されてもよい。同様に、レーザ光源２０１（又はビーム２００を外表面３０２に案内する導光管）の位置は、開口３０４に一致する種々の位置４１０からビーム２００を放射するように位置を調整してもよい。例えば、レーザ光源２０１は、調整面内の幾つかの開口３０４の１つ（又は共通開口の他の領域）から放射するように、本体３００内に水平又は垂直方向にスライドしてもよい。
【００２８】
さらに、配置は光ビーム２００、特に非円形光ビーム２２０に関連する配置方向４３０の関数であってもよい。ある実施形態では、非円形光ビーム２２０は、その配置によって画定される照明領域５００（後述する）の高さを増大するために表面１０４と平行とならずに回転してもよい。一般に、表面１０４と平行でない非円形光ビーム２２０の回転は、より広い垂直方向の範囲とより狭い水平方向の範囲となり、逆に、さらに表面１０４と平行であれば、より広い水平方向の範囲とより狭い垂直方向の範囲となる。
【００２９】
照明領域５００
図５を参照すると、システム１００は、放射領域４００から発射される照明領域５００を備える。通常、照明領域５００は、システム１００の光ビーム２００によって照明されるこれらの領域を備える。また、照明領域５００は放射領域４００から放射される光ビーム２００の配置によって画定してもよい。
【００３０】
種々の実施形態では、照明領域５００は、複数の照明補助領域５１０を備えてもよく、１つは各ビーム２００のためのものであってもよい。種々の実施形態では、（図５に示すように）補助領域５１０は互いに離れていてもよく、他の実施形態では、隣接又は重なっていてもよい。種々の実施形態では、システム１００の動作は、有効照明領域５２０を形成するのに応じた方法で照明領域５００を延長してもよい。例えば、図５に示すように、種々の実施形態では、本体軸３０６を中心とするシステム１００の回転は、有効照明領域５２０ａ，５２０ｂを形成するために本体３００の近傍の周方向に各照明領域５１０ａ，５１０ｂを延在させてもよい。種々の実施形態では、有効照明領域５２０ａ，５２０ｂは、隣接又は重なってもよく、他の実施形態では分離していてもよい。ある実施形態では、隣接又は重なった照明領域５２０が隣接する有効照明領域５３０を形成してもよい。照明領域５３０は、そのいずれの場所にも配置される物体を照明するように構成すればよい。例えば、図５に示すように、ビームは、個々の照明補助領域５１０ａ，５１０ｂが回転する際に隣接又は重なる有効照明領域５２０ａ，５２０ｂを形成するように垂直方向にジグザグ配列してもよく、これにより隣接する照明領域５３０内のどんな物体１０２であっても照明される。そのような構成は、最上位と最下位の間に配置されるどんな物体であっても隣接する有効照明領域５３０に位置することを保証する。これにより、回転中、ある地点が照明される。ビーム２００は隣接する有効照明領域５３０を形成するのに可能な複数の配列で配置されてもよい。
【００３１】
照明領域５００は、確認すべき物体１０２の照明を最大化するために突出していてもよい。例えば、ある実施形態では、表面１０４と平行な位置から、表面１０４に近接した位置４１０から、そして表面１０４とほぼ平行な方向４２０で、離れて傾斜する配置方向４３０に於ける線状ビーム２２２の配置は、表面１０４上のより小さな物体１０２の照明を最大化する。この構成では、ビーム２２２は、表面１０４にその幅の一部（平行から下方に傾斜した殆どの部分）を超えて衝突してもよい。これにより、どのようなサイズの表面１０４上の物体１０２であっても確実に照明される。残る部分（平行から上方に傾斜した殆どの部分）は、（傾斜のため）残る幅を超えて増えた高さで表面１０４を超えて突出してもよい。回転する実施形態では、（下方側に傾斜した部分に沿う）この部分は、物体１０２の高さ以下の幅を有する補助部を超えて物体１０２を照明してもよい。所定方向４２０のために、これらの部分は、位置４１０の高さ又は配置方向４３０の角度のいずれか一方を調整することにより調整してもよい。例えば、位置４１０を下方とすることにより、所定の配置方向４３０のために表面１０４に衝突するビーム２２２の殆どの部分となるかもしれない。逆に、位置４１０を上方とすることにより、表面１０４に衝突する部分が増加し、その結果、ビームによって覆われる全高が増大する。他の例として、線状ビーム２２２の配置方向４３０を増大させることにより、所定の位置４１０のための表面１０４に衝突するビーム２２の殆どの部分となり、ビームの水平範囲を狭くする。逆に、傾斜を減少させることにより、表面１０４を超えて突出する部分を増大させ、ビームの水平範囲を広くする。同様に、ビームの配置により、光が発射される放射領域４００から遠方に影響を及ぼすようにしてもよい。これらの例は、ビーム２００が認識されるべき物体１０２の照明を最大化するように配置されるように一対で図示されている。当業者であれば、光ビーム２００の位置４１０、方向４２０及び配置方向４３０の望ましい組み合わせが理解される。
【００３２】
種々の実施形態では、物体１０２の特徴は、その照明を最大化するためにビーム２００の配置を決定することを考慮してもよいということになる。例えば、物体１０２のサイズと、それが視認可能に反射／屈折する程度とが、ビーム２００の望ましい配置に影響してもよい。同様に、物体１０２が配置されるか、あるいは、表面１０４に接触する、上方に位置する、あるいは下方に位置するか否かは、さらにビーム２００の望ましい配置に影響を与えるかもしれない。ビーム２００を配置する際に他の要因を考慮してもよく、当業者であれば、物体１０２の特性に基づいて所定の適用でのビーム２００の望ましい配置を考慮し、物体１０２が他の適用可能な要因と同様に空間的に配置されることが理解される。
【実施例１】
【００３３】
種々の実施形態では、多数の点状レーザ、線状レーザ、又はこれらの組み合わせが回転する円筒本体から放射される。レーザは本体の外表面にほぼ等間隔で、本体から外径方向に方向付けされ、検査されるべき表面とほぼ平行に配置されている。レーザは、少なくとも１つが前記表面の真上に配置された状態で、同一平面又は垂直方向の高さを変化させたジグザグ配列である。線状レーザは各ビーム軸を中心とする同じ又は変化した配置方向を有してもよい。ある実施形態では、それぞれ表面に対して平行から約５度傾斜して方向付けされている。
【００３４】
動作中、本体はシステムを中心としてレーザを広げる。上方から見ると、個々のレーザは有効な円形照明領域を形成する自転車の車輪のスポークのようにスピニング本体から突出して延びている。側方から見ると、有効な矩形照明領域が本体から外方に向かって右左に突出している。それは、最も低いレーザと最も高いレーザの間の垂直方向の距離に合致する高さを有する。各線状レーザは、それらの配置方向での垂直成分のため、点状レーザよりも厚く現れてもよい。
【００３５】
一態様では、表面上の物体以下の高さに配置された点状レーザは、それぞれが通り抜けるように物体を照射する。物体は、それよりも高く配置されたどのような線状レーザによっても照明されない。点状レーザは非常に焦点があっているので、物体内ではっきりと反射／屈折する。他の態様では、物体は全ての通路で各線状レーザによって照明される。線状レーザは点状レーザと同じように焦点があっていなくてもよい。これにより、反射／屈折が点状レーザで達成されるようにははっきりとしなくなるかもしれない。しかしながら、各線状レーザは、物体がそのサイズに拘わらず（あまりはっきりしないにも拘わらず）確実に照明されるように、水平及び垂直方向に拡がっている。この実施形態は、集中した円形レーザビームと広がった非円形レーザビームの利点を組み合わせているので、物体を発見するために必要な時間を削減し、いかなる全ての物体の存在を発見する信頼性を高める。
【実施例２】
【００３６】
種々の実施形態では、円形ビーム、線状ビーム又はこれらの組み合わせが非回転本体から放射される。ビームは本体の外表面から放射され、互いにほぼ平行に共通する方向へと方向付けされる。ある実施形態では、ビームは検出されるべき表面と平行な平面内で方向付けされる。他の実施形態では、幾つかのビームは表面と平行な平面から幾分、上方又は下方に方向付けされてもよい。さらに他の実施形態では、幾つかのビームは幾分、ほぼ共通する方向のいずれか一方の側方に方向付けされてもよい。後者２つの実施形態は、システムの照明領域の範囲を増大させてもよい。
【００３７】
動作中、ビームは物体が配置可能と考えられる領域に向かって方向付けされてもよい。システムは、物体が照明されるまで、どのような捜索パターンでその領域を照射してもよい。上方から見ると、個々のビームは、有効な矩形又はファン状の（水平方向に広がった）照明領域を形成するように本体から突出している。それは最も左側に方向付けされたビームと、最も右側に方向付けされたビームの間の角度に一致する水平方向の寸法を有する。側方から見ると、有効な矩形又はファン状の（垂直方向に広がった）照明領域が本体から外方にほぼ共通する方向へと突出している。それは、最も上方に方向付けされたビームと最も下方に方向付けされたビームの間の角度に一致する高さを有する。円形状ビームと線状ビームは、実施例１に記載された点状レーザと線状レーザと同様な照明品質を示してもよい。
【実施例３】
【００３８】
ここで、図６Ａ−６Ｃを参照すると、種々の実施形態では、ちり取りシステム６００は、ちり取り６１０に一体化され、取り取り開口６１２の前方の照明領域に突出するように構成したシステム１００を備えてもよい。図６Ａ及び６Ｂを参照すると、ある実施形態では、システム１００は、レーザ源２０１がちり取り６１０の開口６１２に向かって方向付けされるように、図示された底部等のちり取りの一部に取り付けられるように構成してもよい。１以上のレーザ源２０１が、ほぼちり取り６１０の開口６１２に向かって方向付けされてもよい。それ自体制限されるわけではないが、ちり取りに取り付けられるように構成された実施形態は、殆ど費用や努力を必要とすることなく、標準の販売されているちり取り６１０を改良するには好ましい。図６Ｃを参照すると、ある実施形態では、システム１００はちり取りシステム６００を形成するためにちり取り６１０内に一体化してもよい。例えば、１以上のレーザ源２０１が、ほぼちり取り６１０の底部に沿って配置され、ほぼ取り取り６１０の開口６１２に向かって方向付けされてもよい。レーザ源２０１は、電源（例えば、バッテリー室３３１内のバッテリー３３０（図示せず））と、恐らくワイヤ３３５（部分的にのみ図示）を介してシステム１００に含まれる（電源スイッチ３３４等の）他の全てのコントローラとに電気的に接続されてもよい。明確化のため、これらのちり取りの実施形態に関して使用される用語「一体化した」は、システムがちり取りに一体化（内部又は一部として含有）された実施形態と同様に、いかなる適当な方法でちり取りに取り付けるように構成されたシステムの実施形態を含めるようにしてもよい。動作中、ちり取りの実施形態では、後述するように、物体１０２の発見を補助するように放射通路に沿って移動したり、ユーザが箒と共にちり取り内にそれらを掃き入れる間、物体１０２を照明するように表面１０４に配置したりするようにしてもよい。同様なシステムが、前述のように、標準のすなわち手で持つ掃除機等として構成され、操作されるようにしてもよい。
【００３９】
さらに他の実施形態では、システムはユーザによって身に着けられるようにしてもよい。例えば、システムは、リストストラップ、足部ストラップ、又は、ヘッドバンドを備えるようにしてもよく、システムが、表面上の物体の探索及び回収中に、持ち運びと方向付けに便利なものとすることができる。動作中、ユーザは、システムが連結される身体の一部を動かすことによりシステムを方向付けて清掃するようにしてもよい。頭に装着するように構成された実施形態は、ユーザの視認面にリアルタイムで一致するように、自然に照明領域を方向着けして照射してもよい。足部に装着するように構成された実施形態は、ユーザが表面を探索して清掃するように足回りに照明領域を提供するようにしてもよい。
【００４０】
動作
動作中、システムは表面の１以上の物体を照明するために使用してもよい。照明は、視覚的に物体を表面から区別する補助としてもよく、ユーザは物体の位置を捜し当てて拾うことができる。例えば、物体の照明により、表面から区別可能な色彩の光すなわち違い等の物体の表面からの視認可能な反射光を生成するようにしてもよい。同様に、物体の照明により、白熱又は輝き効果等の、物体を通過する際、視認可能な反射光を生成し、（図１中、物体１０２内から放射される矢印として図示されている）ガラスの破片等の透明な物体を通過する光となる。物体の照明によってもたらされる、いかなる視覚的な検出効果も、特にこれら図示された実施形態だけではないが、本開示の通りである。
【００４１】
動作中、表面上の物体を照明する方法は、１以上の光源からの複数の光ビームを生成することを備えてもよい。前述のように、複数の光ビームは、ビームと同じか少ない数の光源から生成されてもよい。どのような適当な形状の光ビームであっても、これらには限定されないが、全長に亘って均一又は不均一なビームと同様に、略円形又は非円形断面のいずれかを有するものを含んで生成されてもよい。ある実施形態では、１以上の線状光ビームが生成される。他の実施形態では、１以上の円形状光ビームが生成される。
【００４２】
さらに、方法は、照明領域を区画するための複数の光ビームを配置することを備えてもよい。種々の実施形態では、複数の光ビームを配置することは、各光ビームが放射される対応する位置を選択することを備えてもよい。例えば、ある実施形態では、幾つかのあるいは全ての光ビームを互いに垂直方向にオフセットした位置に配置してもよいので、それによって区画される有効照明領域の範囲を広げることができる。他の例として、ある実施形態では、幾つかのあるいは全ての光ビームは、表面から垂直方向に僅かな距離で立っている小さい物体を照明するために構成されるようにしてシステムの周囲に配置してもよい。種々の実施形態では、複数の光ビームを配置することは、各光ビームが放射される対応する方向を選択することを備えてもよい。例えば、ある実施形態では、幾つかのあるいは全ての光ビームは、表面とほぼ平行な方向に配置されてもよい。他の例として、ある実施形態では、幾つかのあるいは全ての光ビームは、ビームをある距離で接近又は部分的に重ならせるのに適当な方向で配置してもよいので、これら光ビームの非重なり境界によって区画される有効照明領域の範囲を広げることができる。種々の実施形態では、複数の光ビームを配置することは、放射された各光ビームの対応する方向を選択することを備える。例えば、ある実施形態では、幾つかのあるいは全ての光ビームは、表面と平行から若干斜めの方向に配置されてもよいので、種々の高さの物体を照明するために垂直成分をも有する、そのような各ビームのための広い照明領域を区画する。ある実施形態では、線状光ビームは、表面に隣接するかあるいはほぼ平行に配置されてもよく、表面に対して平行から若干斜めに方向付けされてもよい。そのような実施形態は、（方向の角度に依存する）表面に沿って若干上方に突出する水平方向に広がったビームを提供してもよいので、物体の高さに拘わらず、ビームの範囲内の表面上のいかなる物体をも照明すべく、広い照明領域を提供する。種々の実施形態では、複数の光ビームを配置することは、システムの軸を中心として複数の光ビームを回転させることを備える。これは、光ビームに沿うシステムの少なくとも一部を回転させること、あるいは、最初に光りビームを回転させることを含む。ある実施形態では、複数の光ビームはシステムが配置される、あるいは、その上方の表面に直交するシステムの軸を中心として回転してもよい。幾つかの実施形態では、光ビームはシステムの垂直軸を中心として回転してもよい。ある実施形態では、複数の光ビームは、恐らく手首の簡単な動作によって、手動で回転されてもよい。他の実施形態では、複数のビームは、モータによって回転されてもよい。回転による複数の光ビームの配置は、個々のビームによって区画されるよりも広い有効照明領域を区画してもよい。例えば、ある実施形態では、回転は略円形（あるいは、完全に回転しないのであれば、円弧形状）を有する有効照明領域を区画してもよい。
【００４３】
さらに、方法は、物体が複数の光ビームによって形成された照明領域内に落ちるように、システムを位置決めすることを備えてもよい。システムは、複数の光ビームの１以上が物体を照明するように、物体に対してどのような適当な方向から、あるいは方向へ位置決めされてもよい。種々の実施形態では、システムは、物体が静止する表面に位置決めされてもよい。物体の代替の位置が分かっていれば、システムは物体の直ぐ近くに配置されてもよく、より高い強度の光で物体を照射する利点がある。
【００４４】
種々の実施形態では、システムは、表面上に存在していることが分かっている物体の位置を捜し当てるために使用してもよい。例えば、システム１００は結婚指輪を購入する宝石店の客が落としたばらばらのダイヤモンドを発見するために使用してもよい。種々の実施形態では、システムは、ユーザが確信のないとき、物体が表面上にあるか否かを突き止めるために使用してもよい。例えば、システムは、釘、破損したガラス、あるいは、他のタイヤにとって危険な物が駐車場に車を入れる前に、その床にあるか否かを検出するために使用してもよい。物体の大体の位置が分からなければ、システムは、その物体が複数の光ビームによって形成された照明領域内に入るまで再配置されてもよい。同様に、物体が表面上にあるかどうかが分からなければ、システムは表面の全ての部分が照明領域内に位置するまで再配置されてもよく、この結果、ユーザは表面上のどのような物体であっても、その有無を確認することができる。ある実施形態では、システムを配置することは、紛失物が見つかるまで、あるいは、表面が不明な物体が存在する可能性のないように掃かれるまで、清掃通路に沿ってシステムを移動させることを備える。清掃通路は、物体が発見されるかもしれない表面に沿って照明領域を方向付ける全ての通路を備えてもよい。ある実施形態では、システムは、探索領域の周囲又は全ての、予め決められた清掃通路に沿って移動するように構成されてもよい。例えば、ある実施形態では、システムは、（プール、実験室の床等の）探索領域の周囲に配置される通路、レール、あるいは同様な構造によって形成された清掃通路に沿って移動されてもよい。
【００４５】
種々の実施形態では、システム１００は同様な方法で水没した表面にあることを分かっている物体を照明するために配置されてもよい。例えば、システム１００は、プールの底に落ちたメガネを見つけるために使用されてもよい。種々の実施形態では、システム１００は、水没した表面に物体があるかどうかをユーザが確信を持てないときに確かめるために使用されてもよい。例えば、システム１００は、プールに隣接する歩道でボトルが割れた後、そのガラスの破片がプールの底に投げ入れられたかどうかを検出するために使用されてもよい。システムは、水没した表面又はその上方に水没して配置されてもよく、上述のように、紛失した物体の位置を捜し当てるために操作されたり、その物体を清掃したりされてもよい。種々の実施形態では、システム１００は、液体表面の上方又は下方で浮遊する物体の位置を捜し当てるために使用されてもよい。例えば、システム１００は、昆虫やその幼虫がプールの表面やその近くにいるかどうかを、昆虫自身や、昆虫周りの液体の乱れ（小波等）を照明することにより検出するために使用されてもよい。システムは、水面に（浮遊、台上、あるいは、他の適当な方法で）配置されてもよいし、上述のように、浮遊あるいは部分的に水没した物体を照明するために操作されてもよい。
【００４６】
本発明は、ある実施形態に関して記載したが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の変更が行われ、同等のものに代替されると理解されるべきである。さらに、多くの変形が、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、特定の状況、表示、物体の材料及び構成、工程段階、あるいは工程に適合するように行われてもよい。そのような全ての変形は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【図１】
0006529500.tif 000002
【図２Ａ】
0006529500.tif 000003
【図２Ｂ】
0006529500.tif 000004
【図２Ｃ】
0006529500.tif 000005
【図３Ａ】
0006529500.tif 000006
【図３Ｂ】
0006529500.tif 000007
【図３Ｃ】
0006529500.tif 000008
【図４Ａ】
0006529500.tif 000009
【図４Ｂ】
0006529500.tif 000010
【図４Ｃ】
0006529500.tif 000011
【図５】
0006529500.tif 000012
【図６Ａ】
0006529500.tif 000013
【図６Ｂ】
0006529500.tif 000014
【図６Ｃ】
0006529500.tif 000015