(57)【要約】  手の大きさの関数として石けん、消毒剤、またはローションを吐出する例示的な方法およびシステムを本明細書に開示する。石けん、消毒剤、またはローションを吐出する例示的な吐出装置は、筐体、筐体内のプロセッサ、流体を保持する貯蔵タンク、流体を汲み上げるポンプ、手の大きさを示すパラメータを感知するセンサを含む。例示的な吐出装置は、手の大きさを示す感知済みのパラメータの関数として吐出すべき流体の用量を決定する回路およびポンプに当該用量を吐出させる回路も含む。
2018512272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石けん、消毒剤、またはローションを吐出するための吐出装置であって、
筐体、
前記筐体内のプロセッサ、
流体を保持する貯蔵タンク、
前記流体を汲み上げるポンプ、
手の大きさを示すパラメータを感知するセンサ、
前記手の大きさを示す感知済みの前記パラメータの関数として吐出すべき流体の用量を決定する回路、および
前記ポンプに前記用量を吐出させる回路を含む、吐出装置。
【請求項２】
吐出すべき前記用量の流体は各用量の群から選択され、前記群は少なくとも２つの異なる用量を含む、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項３】
前記手の大きさを示すパラメータは手の幅である、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項４】
前記手の大きさを示すパラメータは手の長さである、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項５】
前記センサは撮像センサを含む、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項６】
前記センサは少なくとも２つのセンサを含み、前記少なくとも２つのセンサは手の一部までの距離を測定する、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項７】
前記センサは少なくとも２つのエミッタおよび受信機の配列を含む、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項８】
前記センサは少なくとも２つのエミッタおよび少なくとも２つの受信機を含む、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項９】
前記センサは赤外線エミッタ、レーザ、電界、および磁界のうちの１つを含む、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項１０】
前記センサは受信機に向けて光源を反射させる少なくとも１つの反射部材を含む、請求項１に記載の吐出装置。
【請求項１１】
石けん、消毒剤、またはローションを吐出するための吐出装置であって、
筐体、
前記筐体内のプロセッサ、
前記プロセッサと回路通信するメモリ、
出力可変ポンプ、
手の大きさを示すパラメータを感知するセンサ、
前記手の大きさを示す感知済みの前記パラメータの関数として吐出すべき流体の用量を決定する論理回路、および
前記ポンプに離散的用量を吐出させる論理回路を含む、吐出装置。
【請求項１２】
前記メモリに格納された２つ以上の用量を手の大きさを示す感知済みの前記パラメータから取得した２つ以上の値と相関させるデータベースをさらに含む、請求項１１に記載の吐出装置。
【請求項１３】
前記用量は小さい用量、中間の用量、および大きい用量のうちの１つである、請求項１１に記載の吐出装置。
【請求項１４】
石けん、消毒剤、またはローションを吐出するための吐出装置であって、
筐体、
前記筐体内のプロセッサ、
前記プロセッサと回路通信するメモリ、
前記流体を汲み上げるポンプ、
ユーザの手の大きさを示すパラメータを感知するセンサ、および
前記ポンプに感知済みの前記パラメータの関数である流体の用量を吐出させる回路を備え、
小さい手に対する流体の前記用量は、大きな手に対するよりも少ない、吐出装置。
【請求項１５】
感知済みの前記パラメータは手の幅、手の長さ、手の表面積、手掌の幅、手掌の厚み、指の長さ、指の厚み、指の幅、およびこれらの組み合わせのうちの１つである、請求項１４に記載の吐出装置。
【請求項１６】
前記センサは、ａ）撮像装置、レーザ、ｂ）２つ以上の赤外線エミッタ／受信機、ｃ）ソナーエミッタ、ｄ）レーダーエミッタ、ｅ）無線周波エミッタ、およびｆ）静電容量センサのうちの１つを含む、請求項１４に記載の吐出装置。
【請求項１７】
石けん、消毒剤、またはローションを吐出する方法であって、
筐体、流体貯蔵タンク、プロセッサ、およびセンサを含む吐出装置を提供する工程、
第１のユーザの手の大きさを示すパラメータを感知する工程、
前記第１のユーザに吐出すべき流体の第１の用量を決定する工程、
前記第１のユーザに流体の前記第１の用量を吐出する工程、
第２のユーザの手の大きさを示すパラメータを感知する工程、
前記第２のユーザに吐出すべき流体の第２の用量を決定する工程、および
前記第２のユーザに流体の前記第２の用量を吐出する工程を含み、
流体の決定した前記第１の用量は流体の決定した前記第２の用量とは異なる、方法。
【請求項１８】
第３のユーザの手の大きさを示すパラメータを感知する工程、
前記第３のユーザに吐出すべき流体の第３の用量を決定する工程、および
前記第３のユーザに流体の前記第３の用量を吐出する工程をさらに含み、
流体の決定した前記第１の用量は流体の決定した前記第２の用量とは異なり、流体の決定した前記第２の用量は流体の前記第３の用量とは異なる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のユーザの手の大きさを示す前記パラメータを感知する前記工程は、手の幅、手の長さ、手の表面積、手掌の幅、手掌の厚み、指の長さ、指の厚み、および指の幅のうちの少なくとも１つを感知する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
【０００２】
本実用特許非仮出願は、２０１５年に１１月２日に出願された「手の大きさに基づいた吐出装置の吐出（DISPENSER DOSING BASED ON HAND SIZE）」という名称の米国特許仮出願第６２／２４９，５０６号、２０１６年１月１１日に出願された「手の大きさに基づいた材料の可変吐出（VARIABLE MATERIAL DOSING BASED ON HAND SIZE）」という名称の米国特許仮出願第６２／２７７，１４６号、および２０１５年３月２５日に出願された「選択的なポンプ作動による液体吐出装置（LIQUID DISPENSER WITH SELECTIVE PUMP ACTIVATION）」という名称の米国特許仮出願第６２／１３８，３６２号に対する優先権および利益を主張し、これらはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
手の衛生状態が良好であれば疾病および感染が拡大するのを防止できることは明白である。石けんと清潔な水による洗浄は、手指消毒剤を用いるのと同様に、細菌の伝染を防止するのに非常に役立つ。様々な研究の成果により、連邦疾患予防管理センター（Center For Disease Control（ＣＤＣ））および世界保健機関（ＷＨＯ）のような保健機構は、アルコール系消毒剤の使用を含む手指の洗浄・消毒のためのガイドラインをリリースするに至っている。したがって手指消毒ステーションを設置して利用することが医療業界全体で一般的になっている。
【０００４】
効果的に細菌を低減または除去するために適切な量の消毒剤を使用することが重要である。大抵のシステムは所定用量の製品を吐出する。吐出装置の部品は、効果のある用量を提供するのにどの位の消毒剤が実際に必要であるかにかかわりなく、各サイクルにおいて同一の用量を吐出するよう動作することになっている。
【０００５】
手の大きさの関数として石けん、消毒剤、またはローションを吐出する例示的な方法およびシステムが本明細書において開示される。石けん、消毒剤、またはローションを吐出する例示的な吐出装置は、筐体、筐体内のプロセッサ、流体を保持する貯蔵タンク、流体を汲み上げるポンプ、および手の大きさを示すパラメータを感知するセンサを含む。例示的な吐出装置は、手の大きさを示す感知パラメータの関数として吐出すべき流体用量を決定する回路およびポンプに当該用量を吐出させる回路も含む。
【０００６】
石けん、消毒剤、またはローションを吐出する別の例示的な吐出装置は、筐体、筐体内のプロセッサ、プロセッサと回路通信するメモリ、出力可変ポンプ、および手の大きさを示すパラメータを感知するセンサを含む。さらに、例示的な吐出装置は、手の大きさを示す感知パラメータの関数として吐出すべき流体用量を決定する論理回路およびポンプに離散的用量を吐出させる論理回路を含む。
【０００７】
石けん、消毒剤、またはローションを吐出する別の例示的な吐出装置は、筐体、筐体内のプロセッサ、プロセッサと回路通信するメモリ、流体を格納する貯蔵タンク、流体を汲み上げるポンプ、およびユーザの手の大きさを示すパラメータを感知するセンサを含む。吐出装置は、ポンプから感知パラメータの関数として、大きな手に対するよりも少ない流体用量を小さい手に対して吐出させる回路も含む。
【０００８】
石けん、消毒剤、またはローションを吐出する例示的な方法は、筐体、流体貯蔵タンク、プロセッサ、およびセンサを含む吐出装置を提供する工程、第１のユーザの手の大きさを示すパラメータを感知する工程、第１のユーザに吐出すべき第１の流体用量を決定する工程、および第１の流体用量を第１のユーザに吐出する工程を含む。例示的な方法は、第２のユーザの手の大きさを示すパラメータを感知する工程、第２のユーザに吐出すべき第２の流体用量を決定する工程、および第２の流体用量を第２のユーザに吐出する工程をさらに含む。本実施形態において、決定した第１の流体用量は、決定した第２の流体用量とは異なる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ユーザの手のパラメータを測定する例示的な吐出装置を示す。
【００１０】
【図２】図１の吐出装置の内部を示す。
【００１１】
【図３】図１の吐出装置内に取り付けた再充填ユニットを示す。
【００１２】
【図４】撮像装置を示す図１の吐出装置の底面を図示する。
【００１３】
【図５】吐出制御部の概略図である。
【００１４】
【図６】撮像装置および関連する電子回路を示す。
【００１５】
【図７】撮像装置により測定される表面積を示す手を図示する。
【００１６】
【図８】再充填ユニットに組み込まれたバッテリの概略図である。
【００１７】
【図９】再充填ユニットの鍔部に組み込まれたバッテリを示す。
【００１８】
【図１０】別の例示的な吐出装置の概略図である。
【００１９】
【図１１】吐出装置の例示的なエミッタ／センサ組立体を示す。
【００２０】
【図１２】吐出装置の例示的なエミッタ／センサ組立体を示す。
【００２１】
【図１３】吐出装置の例示的なエミッタ／センサ組立体を示す。
【００２２】
【図１４】材料を吐出する例示的な方法を示す。
【００２３】
【図１５】材料を吐出する別の例示的な方法を示す。
【００２４】
【図１６Ａ】液体材料を選択的に吐出する例示的な吐出装置システムを示す。
【００２５】
【図１６Ｂ】液体材料を選択的に吐出する別の例示的な吐出装置システムを示す。
【００２６】
【図１７】液体材料を選択的に吐出する例示的なシステムの一部を示す。
【００２７】
【図１８】液体材料を選択的に吐出する例示的なシステムの一部を示す。
【００２８】
【図１９】選択的に液体材料を吐出する例示的な液体吐出装置の一部を示す。
【００２９】
【図２０】選択的に液体材料を吐出する例示的な液体吐出装置の一部を示す。
【００３０】
【図２１】選択的に液体材料を吐出する例示的な液体吐出装置を示す。
【００３１】
【図２２】選択的に液体材料を吐出する例示的な液体吐出装置を示す。
【００３２】
【図２３】感知パラメータに基づいた流体用量を吐出する吐出装置の例示的な実施形態の概略図である。
【００３３】
【図２４Ａ−２４Ｄ】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の例示的なセンサを示す。
【００３４】
【図２５】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の別の例示的な感知システムを示す。
【００３５】
【図２６】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の別の例示的な感知システムを示す。
【００３６】
【図２７】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の別の例示的な感知システムを示す。
【００３７】
【図２８】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の別の例示的な感知システムを示す。
【００３８】
【図２９Ａ−２９Ｂ】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の別の例示的な感知システムを示す。
【００３９】
【図３０】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の別の例示的な感知システムを示す。
【００４０】
【図３１】対象物の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置用の別の例示的な感知システムを示す。
【００４１】
【図３２】手の大きさを示すパラメータの関数としての流体用量を吐出する吐出装置システムの例示的な方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
この詳細な説明は、一般的な発明の概念に従う例示的な実施形態を記載するものであり、いかなる形でも本発明の範囲または特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。現に、特許請求の範囲により記載される本発明は、本明細書に記載する例示的な実施形態よりも広いものであり、例示的な実施形態によって限定されない。例示的な一実施形態の構成要素は他の実施形態における他の構成要素で代替し、またはこれと共に含むとしてもよい。
【００４３】
本発明のいくつかの新規な態様は、ユーザの身体的属性または身体的属性を示すパラメータ、例えばユーザの手の大きさに基づいて製品吐出装置から吐出される製品の用量調整に関する。別の形態の製品吐出装置も特許請求される主題により求められる保護範囲内に包含されるものと解釈され、その例としては、壁取付け式吐出装置、カウンター取り付け式吐出装置、および携帯式吐出装置等が挙げられる。
【００４４】
壁取付け式製品吐出装置１０の例示的な実施形態を図１に示す。製品吐出装置１０は、手指ケア製品、例えば石けん、ローション、または消毒剤を吐出する。他の粒状または液状製品も製品吐出装置１０から同様に吐出してよい。
【００４５】
図１〜３に示すように、製品吐出装置１０は基部１４とも称する筐体１４を含む。筐体１４すなわち基部１４は、製品吐出装置１０の部品を支持する構造になっている１つ以上の壁部１５で構成される。基部１４およびシステムの他の部品を高い費用効果で製造するために合成樹脂を用いてもよい。製品貯蔵タンク２６は交換が容易であり、基部１４に収容され、製品を吐出するポンプ２９を組み込んでもよい。貯蔵タンク２６およびポンプ２９は本明細書において集合的に再充填ユニット２７と称する場合がある。再充填ユニット２７が空になったら、再充填ユニット２７を取り外して新しい再充填ユニット２７を取り付けてもよい。基部１４の背面側１６には、吐出装置１０を不図示の壁部、テーブル、吐出装置スタンド、または他の支持構造物に取り付ける取付けブラケットまたは取付け穴１７（図２）が含まれる。
【００４６】
吐出装置１０は基部１４に接続したカバー１８を含む。カバー１８は蝶番１９で基部１４に枢着され、ラッチ２１または他の閉鎖機構により定位置に固定される。基部１４およびカバー１８は互いに閉じられて筐体を形成し、製品吐出装置１０を直接利用するのを制限する。ラッチ２１は、許可を受けない従業員が利用することを阻止する錠および鍵を備えてもよい。
【００４７】
基部１４は製品貯蔵タンク２６を確実に収容するようになっている。基部１４の壁部１５は、製品吐出装置１０の一端に凹領域２０を形成し、これにより使用中に貯蔵タンク２６を定位置に保持するように機能する構造としてもよい。基部１４に取り付ける前に、交換可能な貯蔵タンク２６は、再充填ユニット２７と称するポンプ２９およびノズル４０ととともに予め嵌め込んでもよい。取り付けられると、ポンプ２９は、ポンプ２９を係合するために用いられる連結部を介してポンプ作動部３０（図３）に接続し、それにより製品を吐出することができる。作動は、ユーザの身体的属性、例えばノズル４０の近くにあるユーザの手の表面積（図１を参照）を示す１つ以上のパラメータを検出して測定するようになっている１つ以上のセンサ４５または撮像装置４７（図４を参照）により開始することができる。下記のように、製品の吐出用量はユーザの１つ以上の身体的属性に基づいて調整することができる。出力用量の調整に用いることができる例示的な身体的属性としては、例えばユーザの手、指、手掌もしくはそれらの一部の表面積、ユーザの手、指、手掌の長さ、ユーザの手、指、手掌の幅、ユーザの手、指、手掌もしくはそれらの一部の厚み、または上記の身体的属性の組み合わせが挙げられる。
【００４８】
吐出装置の多くの異なる実施形態を本明細書において用いることができる。ただし、ユーザの身体的属性に基づいて吐出装置が異なる用量の製品を異なるユーザに吐出できることが前提である。例示的な一実施形態では、連続出力ギアポンプ２９’が製品吐出装置１０に組み込まれる。ギアポンプ２９’は所望の製品用量と釣り合う長さの時間作動する。ギアポンプ２９’は吐出装置筐体１４に収容してもよく、より具体的には吐出装置筐体１４に取り付けてもよい。上記のように、ポンプ２９および２９’が貯蔵タンク２６に固定され、別のユニット２７と交換する際に貯蔵タンク２６を取り外すことができる別の実施形態が企図される。このようにして吐出装置を保守するときに製品で濡れた各部品を交換する。
【００４９】
連続出力ポンプおよび固定出力ポンプ（有限サイクルポンプ）の両方を製品吐出装置１０に用いてもよい。上記で示唆したように、連続出力ポンプは、ポンプが作動する限り（かつ貯蔵タンク内に製品が存在する限り）製品を提供する。換言すれば、連続出力ポンプは明確な開始および停止のサイクルを有しない。これらの種類のポンプは、単位時間当たり、例えば０.５ｍｌ／秒の量の製品を連続して提供する能力を特徴とする。したがって、ポンプ２９がどの位長く作動するかに応じて可変用量を無限に調整することができる。連続出力ポンプの例としては、ギアポンプ（上記）、蠕動ポンプ、およびワッブルプレートポンプすなわち複動式ポンプが挙げられる。
【００５０】
固定出力ポンプも用いてよい。固定出力ポンプは、所定量の製品をポンプの単一の有限ストロークで吐出する。異なる用量の製品を吐出するために、固定出力ポンプは複数回作動することができる。勿論、可変用量を得ることができるが、固定出力ポンプの離散的用量の倍数となる。離散的サイクルポンプの例としては、ドームポンプ、ピストンポンプ等が挙げられる。実施形態によってはポンプを複数回作動させるのではなく、ポンプは「ショートストローク」してもよい。ポンプがショートストロークする場合、分量能力全体のうちの部分的用量のみを吐出する。例えば、ポンプがフルストローク当たり３ｍｌの用量を有する場合、フルストローク未満、例えば３分の１ストロークだけ駆動され、それにより１ｍｌの流体を提供し、または３分の２ストロークだけ駆動され、それにより２ｍｌの流体を提供することができる。
【００５１】
ポンプ作動部３０は電動モータ３０を含んでもよい。具体的な一実施形態において、モータ３０は電動直流モータ３１を含む。直流モータ３１は、フルデューティサイクル直流信号、パルス幅復調（ＰＷＭ）信号、または十分な判断のもとに選択した他の電気信号構成により駆動することができる。このように、可変用量はモータ制御信号の長さおよび／または信号構成を調整することによって得ることができる。
【００５２】
製品吐出装置１０は、電源５０をさらに含んでもよい。電源５０は、主電力、太陽光電力、使い捨て式もしくは再充電可能バッテリ、温度差もしくは電磁波から得た電力のいずれかを個別にまたは組み合わせて含むことができる。この例示的な吐出装置１０は、基板に組み込まれている電源５０およびバッテリ５１を含み、基部１４またはカバー１８が基板に組み込まれている電源５０およびバッテリ５１を収容する。バッテリ５１がエネルギーを消尽したときには、取り外して新しいバッテリと交換する。バッテリ５１を製品吐出装置１０に直接取り付けるか、これにより収容する必要はないが、交換可能な貯蔵タンク２６または再充填ユニット２７（図８、９を参照）に取り付けるか、これらにより収容することができる別の実施形態が企図される。貯蔵タンク２６または再充填ユニット２７を交換すると、製品吐出装置１０には自動的に新しいバッテリ５１が再提供される。企図される全ての実施形態において、電源５０のエネルギーは、動作電力を製品吐出装置１０に提供して、例えばモータ３０を動かし、電力を吐出制御部６０に提供し、あるいは製品吐出装置１０の撮像装置４７ならびに他の部品を動かすために用いる。
【００５３】
図５には、吐出制御部（制御器とも称する）を概略的に示してあり、符号６０で参照する。一般に、吐出制御部６０は製品吐出装置１０の動作を管理する。一実施形態では、吐出制御部６０は製品吐出装置１０を動かすために論理処理装置６２（図５を参照）を用いる。論理処理装置６２は、製品吐出装置１０の他の部品と通信するように機能する１つ以上の入力６１および／または出力６３を含む。
【００５４】
具体的な一実施形態では、吐出制御部６０はモータ３１と電気的に通信する出力６３を含む。出力６３は、バッテリ５１からモータ３１に電力の流れを導いて管理する１つ以上の電気信号を含んでもよい。電気的端子、リレー、トランジスタ、または他の種類の電気的切替え装置を用いて電力をモータ３１に選択的に提供してもよい。吐出制御部６０はモータ３１を制御するために増幅および／または復調することができる電気信号を送信する。モータ３１は、ポンプ２９と係合し、ノズル４０から製品を吐出する。つまり、出力６３を変更することで製品の吐出量を直接変更することになる。
【００５５】
続けて図５に示すように、吐出制御部６０の論理処理装置６２は、マイクロプロセッサ６２’もしくはマイクロコントローラ６２’、または他の処理装置から構成されてもよい。用いる論理処理装置によっては、吐出制御部６０は論理処理装置６２の動作を容易にするために周辺回路６６を含んでもよい。周辺回路６６は、電力調整器、アナログ・デジタル変換器、シフトレジスタ等を含んでもよい。論理処理装置６２とともに用いる他の種類の電子回路も含まれてよく、ＲＡＭ、ＲＯＭの形態の揮発性または不揮発性のメモリ６４およびフラッシュメモリ６４（例えばＥＥＰＲＯＭ６４）を含んでもよい。なお、当業者にとって当然のことであるが、論理処理装置６２の動作を容易にするために必要な他の回路を用いてよい。
【００５６】
マイクロプロセッサ６２’またはマイクロコントローラ６２’は、符号化した命令または命令シーケンス、すなわちプログラムしたアルゴリズムを実行するように機能するプログラム可能な装置である。マイクロプロセッサ６２’は、撮像装置４７から情報を受信するようにプログラムされる。撮像装置４７は、ユーザの手の１つ以上の身体的属性を示す撮像データを取得するようになっている。
【００５７】
入力は撮像装置４７および／または撮像装置４７に関連する電子回路により電子的に変換されたピクセル化画像データを含んでもよい。このデータは、「テンプレートデータ」と比較するためにメモリ６４に格納してもよく、このテンプレートデータはマイクロプロセッサ６２’によって取り出される。これについては以下に詳細に検討する。実施形態によっては、アルゴリズムは、撮像した身体的属性のうちの１つ以上に基づいて用量の大きさを計算するために用いてもよい。身体的属性は、例えば手の幅、手の長さ、手の厚み、指の長さ、指の幅、手の広さ、手掌の広さ等であってもよい。これらの１つ以上の身体的属性が手の大きさを示す。
【００５８】
画像をデータに電子的に変換する様々な種類の撮像装置が製品吐出装置１０に組み込まれてもよい。撮像装置４７は、可視光域で画像を検出することができる。しかし、不可視波長を検出する撮像装置も用いることができる。これらの種類の撮像装置の例としては、無線周波（すなわちＲＦ）を用いる赤外線カメラまたは撮像装置が挙げられる。
【００５９】
図６に示すように具体的な一実施形態では、撮像装置４７は電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ４８を含む。ＣＣＤカメラはシリコンのような基板にエッチングされた集積回路を用いる。集積回路はピクセルと一般に称する感光素子の配列を形成する。光の各フォトンが配列に衝突し、それにより個々のピクセルを励起する。特に、ピクセルの出力は入射光の強度とともに変化する。なお、当然のことであるが、配列が感知する強度値は、その性質上アナログである。アナログ・デジタル回路（ＡＤＣ）は、その値をデジタル信号に変換する。分かっている各ピクセルの位置により感知データ値を順序良く読み取り、データストリームをもたらす。デジタルデータを超高速で読み取って転送してもよい。したがって、デジタル化画像を論理処理装置６２に迅速に送信し、および／またはメモリ６４に格納することができる。上記の実施形態はＣＣＤカメラまたは撮像センサを具体的に考察しているが、本発明の実施形態が包含することを意図する範囲から逸脱することなく他の種類のカメラ、例えばCMOSカメラを用いてもよい。
【００６０】
図６に示すように、ＣＣＤカメラ４８はデータをデジタル化し、データストリームを論理処理装置６２に送信する独自の回路を備えてもよい。一実施形態では、ＣＣＤカメラ４８はアナログ・デジタル回路４２とともにパッケージ化され、ＣＣＤカメラ４８が取り込んだデータを一時的に格納するメモリ４３も含んでよい。パッケージ化されたＣＣＤカメラ４８は、論理処理装置６２と通信する回路をさらに含んでよく、論理処理装置６２自体は論理処理回路４４を含む場合がある。吐出制御部６０にプラグまたは有線により接続されるデータバス４６（図５を参照）への接続用の端子ブロック４１またはコネクタ４１が含まれてもよい。
【００６１】
図４〜７に示すように、論理処理装置６２は、ＣＣＤカメラ４８が取り込んだ画像をメモリ６４に格納されたテンプレートデータと電子的に比較する画像認識ソフトウェアを起動するようにプログラムされてよい。実施形態によっては、テンプレートデータは、テンプレート画像とも称する手のデジタル化画像を含んでもよい。取り込まれたカメラ画像をテンプレート画像と比較することにより、画像認識ソフトウェアは、無差別の対象物ではなくユーザの手が製品の要求に合わせた量を受け取る定位置に置かれたと判断する。これを行う際、製品吐出装置１０は偶然の起動を回避することにより無駄を防ぐ。
【００６２】
図７に示すように、吐出制御部６０、より具体的には論理処理装置６２はパターン認識技術を用いてユーザの手の身体的属性、例えばユーザの手の表面積を測定することができる。本明細書における例示的な実施形態の説明は選択された身体的属性に関連する場合があるが、１つ以上の他の身体的属性を当該身体的属性で置き換えてもよい。ただし、これらの装置は当該身体的属性を示す情報を取得するようになっていることが前提である。一実施形態において、論理処理装置６２はユーザの手の指を検出し、その次に手首と指の根元の領域、つまり手掌７３を識別する。識別されると、手の表面積を推定するためにユーザの手掌７３の全長Ｌと幅Ｗが決定される。論理処理装置６２が指を含むユーザの手の周囲の長さを測定し、本明細書で識別される手の表面積または他の身体的属性のうちの１つ以上をより正確に決定するアルゴリズムを用いる別の実施形態が企図される。識別され、手の大きさを示すものとして用いられる他の身体的属性としては、例えば、手の幅、手の長さ、手の厚み、指の長さ、指の幅、手の面積、手掌の面積等が挙げられる。
【００６３】
図５に戻って、身体的属性、例えばユーザの手の表面積を測定した後、論理処理装置６２は表面積をメモリ６４に格納された属性値の表７８と比較する。例示的な一実施形態において、属性値の表７８は属性値の範囲に分類された表面積をリスト化する。各表面積の範囲は製品の特定の用量と相関する。相関する用量の値は表７８にも格納されてよく、モータ３１を作動させる実行時間命令を含んでもよい。上述のように、モータが動作する時間は製品の吐出用量を直接に決定する。したがって、論理処理装置６２は適切な実行時間命令を取り出し、特定の長さの時間またはいくつかの作動サイクルの間モータ３１を作動させる出力信号を生成する。このように、製品の吐出量は手の身体的属性、例えば手の大きさに基づいて各ユーザの要求に合わせられる。実施形態によっては、各吐出用量は測定された特定のユーザパラメータの大きさに対してカスタマイズされる。実施形態によっては、大きさを２つ以上の吐出用量に分類し、測定された個別の大きさのユーザパラメータを用いて２つ以上の吐出用量のうちのいずれを吐出するかを決定する。
【００６４】
連続出力ポンプにおいては、属性値の表７８は、ポンプ２９を作動させる出力信号を生成すべき時間の長さとして論理処理装置６２が解釈する数値（秒またはミリ秒単位で測定）を含んでもよい。固定出力ポンプにおいては、属性値の表７８は、ポンプ２９を作動させて対応する用量の製品を提供しなければならない時間を示す数値を含んでもよい。特に、表面積の値、または他の身体的パラメータおよび相関用量値を格納する厳密な態様を限定と解釈すべきではない。他のデータフォーマットまたはデータ格納の態様を用いてもよい。
【００６５】
具体的な一実施形態では、製品吐出装置１０は、表面積または他の身体的属性を測定するために手が「定位置」にあるときに、その検出に用いられる１つ以上の別のセンサ４５（図４を参照）を含む。実施形態によっては、センサ４５は、距離の測定、より具体的には撮像装置４７と、その下にある基準点と、ノズル４０すなわちユーザの手の間の距離の決定に用いられる。「定位置にある」は、吐出事象が生じる度に撮像装置４７からの選択距離内にユーザの手があることを意味する。そのため、手毎に選択領域または他の身体的属性が一貫して測定される。したがって、ユーザの手の大きさに基づいて要求に合わせた量の製品を吐出することができる。用いられるセンサ４５の種類としては、ＲＦセンサまたは反射型フォトセンサが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６６】
図４に示すように、いくつかの例示的な実施形態では、ユーザの手が適切な用量の製品を受け取る選択距離内にあることを知らせる「位置」指示器７１も製品吐出装置１０に組み込んでよい。位置指示器７１は、視覚報知、聴覚報知、および／または触覚報知を組み込んでもよい。位置指示器７１の例としては、カバー１８に組み込まれた方向表示灯が挙げられる。あるいは、ユーザの手が適切な高さにあるときにノズル４０の下方に光線を放射してもよい。
【００６７】
一実施形態において、センサ４５は論理処理装置６２の入力部に接続される。論理処理装置６２の出力部も同様に位置指示器７１に接続される。ユーザが手を製品吐出装置１０の下に置くと、位置指示器７１は、手が「定位置」になるまで手を上下または右左に動かすようにユーザを導く。次に、論理処理装置６２は撮像装置４７を自動的に起動し、ユーザの手の表面積または他の身体的パラメータを測定する。
【００６８】
なお、当然のことであるが、ユーザの手を位置決めする他の手段を製品吐出装置１０に組み込むことができる。別の一実施形態において、図示されない物理的障壁またはガイドが手をノズル４０に対してどこに位置づけるべきかをユーザに示し、および／またはユーザをその位置に促してもよい。本実施形態において、スイッチまたは他の接触センサを用いて、ユーザの手が定位置にあり、それにより撮像装置４７が起動してユーザの手の表面積を測定していることを論理処理装置６２に通知してもよい。実施形態によっては、ユーザの手の具体的な位置決めまたは命令を必要としない。
【００６９】
続けて図８、９に示すように、別の実施形態では、バッテリ５１を再充填ユニット２７に組み込む。バッテリ５１は低電力密度バッテリを含んでもよく、低電力密度バッテリはコイン型電池（ボタン型電池としても知られている）を含んでもよい。当技術分野において知られているように、コイン型電池は小型軽量で知られている。しかし、設置面積を理由としてコイン型電池を選択してもよいが、本発明の実施形態が包含することを意図する範囲から逸脱することなく、他の種類のバッテリを再充填ユニット２７に組み込んでもよい。例えば、単４アルカリ電池を再充填ユニット２７に統合してもよい。なお、再充填ユニット２７を交換する度に基板に組み込まれているバッテリから新しいエネルギーが供給されることは明らかである。
【００７０】
バッテリ５１を収納または取り囲むようになっている１つ以上の陥凹を有する再充填ユニット２７の筐体または鍔部を作製してもよい。導体板９０はバッテリ５１のそれぞれの端子および導体９２に電気的に接続してよく、導体９２は、バッテリ５１から製品吐出装置１０の吐出制御部６０、モータ３０、撮像装置４７、または他の電動部品に電流を導く。
【００７１】
図１０は別の例示的な吐出システム１１００の側面図である。吐出システム１１００は関連する材料１１０４、例えば石けんまたは消毒剤の収納および／または吐出に用いられる。吐出装置１１０２は、例えば筐体、コンテナ、ノズル、ポンプ等を含んでもよい。
【００７２】
吐出システム１１００は、例えば壁部、ドア、対象物、支持構造体等の表面１１０５に取り付けられてもよい。吐出システム１１００は、例えば刑務所、拘置所、収容所、精神保健施設、病院、リハビリテーション施設、老人ホーム、レストラン、学校、工場、倉庫等の環境で用いられてもよい。
【００７３】
吐出システム１１００はエミッタ／センサ組立体１１０６を含んでもよい。エミッタ／センサ組立体１１０６は吐出装置１１０２に連結され、材料１１０４の吐出事象を選択的に生じさせてもよい。吐出装置１１０２に対するエミッタ／センサ組立体１１０６の図示した位置は限定を意図するものではなく、エミッタ／センサ組立体１１０６の例示的な１つの位置を規定しているだけである。例えば、エミッタ／センサ組立体１１０６は吐出装置１１０２の下、吐出装置１１０２の側面に沿って、吐出装置１１０２の上方、吐出装置１１０２の前方等に位置してもよい。エミッタ／センサ組立体１１０６は、例えば機械的締結具（例えば、ねじ、ボルト、接着剤等）により、または吐出装置１１０２の筐体とともに形成することにより吐出装置１１０２に連結されてもよい。
【００７４】
図１１に、図１０の線２−２で示した視点から見たエミッタ／センサ組立体１１０６の上位から下位への概略図を示す。例示的な実施形態では、エミッタ／センサ組立体１１０６は１つ以上の壁部、例えば第１の壁部１２００および第２の壁部１２０２を含んでよい。エミッタ／センサ組立体１１０６は第１のエミッタ／センサアレイ１２０４および第２のエミッタ／センサアレイ１２０６を含んでもよい。
【００７５】
第１のエミッタ／センサアレイ１２０４は、第１のエミッタ／センサ１２１０および第２のエミッタ／センサ１２１２を含む。第１のエミッタ／センサ１２１０は第１の壁部１２００に結合されるが、第２のエミッタ／センサ１２１２は第２の壁部１２０２に結合される。第１のエミッタ／センサ１２１０および第２のエミッタ／センサ１２１２は、第１の距離１２１４だけ離れており、手を収納する開口部１２１６を形成する。したがって、手のための開口部１２１６は少なくとも部分的に第１のエミッタ／センサ１２１０と第２のエミッタ／センサ１２１２の間に形成されてよい。
【００７６】
エミッタ／センサとしては、任意の数のセンサおよびエミッタ、例えば能動型センサ、受動型センサ、赤外線センサ、平行センサ、三画測量式センサ、位置検出型装置、飛行時間型距離センサ、無線周波信号強度センサ、静電容量センサ、誘導性センサ、マイクロ波センサ、光センサ、ソナーセンサ、超音波センサ、レーザセンサ、温度検出センサ等、および対応するエミッタが挙げられる。実施形態によっては、第１のエミッタ／センサ１２１０および／または第２のエミッタ／センサ１２１２は、手のための開口部１２１６を介して手に向かって信号を発信し、反射信号を手１３０２から受信する。
【００７７】
第２のエミッタ／センサアレイ１２０６は第３のエミッタ／センサ１２２０および第４のエミッタ／センサ１２２２を含む。第３のエミッタ／センサ１２２０は第１の壁部１２００に結合されるが、第４のエミッタ／センサ１２２２は第２の壁部１２０２に結合される。第３のエミッタ／センサ１２２０および第４のエミッタ／センサ１２２２は第１の距離１２１４だけ離れており、手を収納する開口部１２１６の形成にも役立つ。したがって、手のための開口部１２１６は少なくとも部分的に第３のエミッタ／センサ１２２０と第４のエミッタ／センサ１２２２の間に形成される。
【００７８】
実施形態によっては、第３のエミッタ／センサ１２２０および／または第４のエミッタ／センサ１２２２は手のための開口部１２１６を介して信号を手に向けて発信し、反射信号を手から受信する。
【００７９】
図１２に示すように、手１３０２を軸線１３００に沿って開口部１２１６に出し入れすることができる。手１３０２が少なくとも部分的に開口部１２１６の中にあるとき、第１のエミッタ／センサ１２１０は第１のエミッタ／センサ１２１０と手１３０２の第１の側１３０６の間の第１の分離距離１３０４を決定する。第１のエミッタ／センサ１２１０は第１の信号１３０８を手１３０２に向けて発信する。第１の信号１３０８は手１３０２の第１の側１３０６から反射し、第１のエミッタ／センサ１２１０は第１の反射信号１３１０を受信する。
【００８０】
さらに、第２のエミッタ／センサ１２１２は第２のエミッタ／センサ１２１２と手１３０２の第２の側１３１４の間の第２の分離距離１３１２を決定する。例えば、第２のエミッタ／センサ１２１２は第２の発信信号１３１６を手１３０２に向けて発信する。第２の発信信号１３１６は手１３０２から反射し、第２のエミッタ／センサ１２１２は第２の反射信号１３１８を手１３０２から受信する。実施形態によっては、エミッタ／センサ１２１０およびエミッタ／センサ１２１２は信号の混信を防ぐように調整されている。例えば、エミッタ／センサ１２１０が動作するときにエミッタ／センサ１２１２をオフにし、あるいはデータを無視してもよい。同様に、エミッタ／センサ１２１２が動作しているときにエミッタ／センサ１２１０をオフにし、あるいはデータを無視してもよい。実施形態によっては、第１および第２の分離距離１３０４、１３１２に基づいて手の幅が決定される。実施形態によっては、第１のエミッタ／センサ１２１０および／または第２のエミッタ／センサ１２１２は、手１３０２の厚みを示すパラメータを検出する。
【００８１】
実施形態によっては、手１３０２が開口部１２１６内に収納されると、第３のエミッタ／センサ１２２０は第３のエミッタ／センサ１２２０と手１３０２の第１の側１３０６の間の第３の分離距離１３２２を決定する。第３のエミッタ／センサ１２２０は第３の発信信号１３２４を手１３０２に向けて発信する。第３の発信信号１３２４は手１３０２の第１の側１３０６から反射し、第３のエミッタ／センサ１２２０は第３の反射信号１３２６を手１３０２から受信する。
【００８２】
手１３０２が開口部１２１６内にある場合、第４のエミッタ／センサ１２２２は第４のエミッタ／センサ１２２２と手１３０２の第２の側１３１４の間の第４の分離距離１３３０を検出する。第４のエミッタ／センサ１２２２は第４の発信信号１３３２を手１３０２に向けて発信する。第４の発信信号１３３２は手１３０２から反射し、第４のエミッタ／センサ１２２２は第４の反射信号１３３４を手１３０２から受信する。実施形態によっては、手の幅は第３および第４の分離距離１３２２、１３３２に基づいて決定される。実施形態によっては、エミッタ／センサ１２２０およびエミッタ／センサ１２２２は信号の混信を防ぐように調整されている。例えば、エミッタ／センサ１２２０が動作しているときにエミッタ／センサ１２２２をオフにし、あるいはデータを無視してもよい。同様に、エミッタ／センサ１２２２が動作しているときにエミッタ／センサ１２２０をオフにし、あるいはデータを無視してもよい。実施形態によっては、第３のエミッタ／センサ１２２０および／または第４のエミッタ／センサ１２２２は、手１３０２の厚みを示すパラメータを検出する。
【００８３】
実施形態によっては、軸線１３４０は第１の発信信号１３０８、第２の発信信号１３１６、第３の発信信号１３２４、および／または第４の発信信号１３３２のうちの少なくとも１つに実質的に平行である。軸線１３４０は手の軸線１３００と実質的に垂直であってもよい。実施形態によっては、軸線１３４０は第１のエミッタ／センサ１２１０および第２のエミッタ／センサ１２１２と交差するが、手の軸線１３００に実質的に垂直であってもよい。実施形態によっては、第２の軸線１３４１は第３のエミッタ／センサ１２２０および第４のエミッタ／センサ１２２２と交差するが、手の軸線１３００に実質的に垂直であってもよい。
【００８４】
吐出装置システム１１００はプロセッサ、メモリ、および他の必要な回路を含む制御器（図示せず）、ならびにエミッタ／センサ１２１０、１２１２、１２２０、１２２２から信号を受信し、１つ以上の距離および／または厚みに基づいて１つ以上の身体的属性、例えば手の幅または手の厚みを決定する論理回路（図示せず）を含む。実施形態によっては、制御器は第１の距離１２１４、第１の分離距離１３０４および第２の分離距離１３１２の比較に基づいて手の大きさを決定する。例えば、第１の分離距離１３０４および第２の分離距離１３１２の和と第１の距離１２１４の間の差を決定することにより、第１の距離１２１４、第１の分離距離１３０４、および第２の分離距離１３１２を比較する。
【００８５】
いくつかの例示的な実施形態において、第１の分離距離１３０４および第２の分離距離１３１２は、（例えば発信信号の発信と反射信号の受信の間の）飛行時間、発信信号および受信信号の信号強度の比較等に基づいて決定してもよい。そのような例では、直近位置１３４２にある手１３０２の大きさ（例えば人差し指から手掌に近い小指までの幅に対応する）は、第１のエミッタ／センサアレイ１２０４から得た情報に基づいて決定してもよい。
【００８６】
さらに、制御器は第１の距離１２１４、第３の分離距離１３２２、および第４の分離距離１３３０の比較に基づいて手１３０２の大きさを決定してもよい。例えば、第１の距離１２１４、第３の分離距離１３２２、および第４の分離距離１３３０の比較には、第３の分離距離１３２２および第４の分離距離１３３０の和と第１の距離１２１４の間の差を決定することが含まれる。
【００８７】
いくつかの例示的な実施形態において、第３の分離距離１３２２および第４の分離距離１３３０は、（例えば発信信号の発信と反射信号の受信の間の）飛行時間、発信信号と受信信号の信号強度の比較等に基づいて決定してもよい。そのような例では、第２の手の位置１３４４にある手１３０２の大きさ（例えば手首の幅または手首に近い手掌の根元の部分に対応する）は、第１のエミッタ／センサアレイ１２０４から得た情報に基づいて決定してもよい。
【００８８】
いくつかの例示的な実施形態において、制御器は第１のエミッタ／センサアレイ１２０４および第２のエミッタ／センサアレイ１２０６の信号を用いて手１３０２の大きさを決定することができる。２つ以上のセンサアレイを利用することにより、手１３０２のより正確な大きさを取得することができる。例えば、第１の手の位置１３４２および第２の手の位置１３４４における手の大きさを平均し、手１３０２のより正確な大きさを決定することができる。例示的な一実施形態において、エミッタ／センサ組立体１１０６は第２の手の位置１３４４にある手の大きさを決定することができる。手の大きさが第１の手の位置１３４２においてより大きいかまたは著しく大きい場合、ユーザが指を伸ばしていると判断される。そのような例では、（例えば手首か手首に近い）第２の手の位置１３４４にある手の大きさは小さい手の大きさを示す場合があるが、第１の手の位置１３４２における手の大きさは（例えばユーザが指を伸ばしているので）より大きな手の大きさを示す場合がある。そのような例では、第１の手の位置１３４２で取得された手の大きさを無視、すなわち考慮せず、あるいは第２の手の位置で取得された手の大きさとは別々に検討をしてもよい。
【００８９】
制御器は吐出装置１１０２を起動し、エミッタ／センサ組立体１１０６から受信した信号の関数として決定された手１３０２の大きさに基づいた量の材料１１０４を吐出してもよい。例えば、材料の量は手の大きさが第１の大きさに対応する場合の第１の量を含んでもよい。材料の量は手の大きさが第２の大きさに対応する場合の第２の量を含んでもよい。材料の量は手の大きさが第３の大きさに対応する場合の第３の量を含んでもよい。実施形態によっては、第２の量は第１の量よりも大きい。実施形態によっては、第３の量は第２の量よりも大きい。実施形態によっては、吐出装置１１０２は、小さい大きさの手が検出された場合に第１の量（例えば少ない量）の材料１１０４を吐出してもよい。吐出装置１１０２は、中間の大きさの手が検出された場合に第２の量（例えば中間の量）の材料１１０４を吐出してもよい。吐出装置１１０２は、大きいサイズの手が検出された場合に第３の量（例えば大量）の材料１１０４を吐出してもよい。このように、エミッタ／センサ組立体１１０６は手１３０２の大きさを決定し、手の大きさに基づいた量の材料（例えば少、中、大）を吐出することができる。実施形態によっては、吐出装置は４つ以上または３つ未満の異なる大きさの用量を吐出してもよい。
【００９０】
いくつかの例示的な実施形態において、制御器は第１の分離距離１３０４と第２の分離距離１３１２の比較に基づいて手の位置を決定してもよい。例えば第１の分離距離１３０４が第２の分離距離１３１２よりも小さい場合、手１３０２は第２のエミッタ／センサ１２１２よりも第１のエミッタ／センサ１２１０に近い場合がある。同様に、第１の分離距離１３０４が第２の分離距離１３１２よりも大きい場合、手１３０２は第１のエミッタ／センサ１２１０よりも第２のエミッタ／センサ１２１２に近い場合がある。
【００９１】
いくつかの例示的な実施形態において、制御器は第３の分離距離１３２２と第４の分離距離１３３０の比較に基づいて手の位置を決定する。例えば、第３の分離距離１３２２が第４の分離距離１３３０よりも小さい場合、手１３０２は第４のエミッタ／センサ１２２２よりも第３のエミッタ／センサ１２２０に近い。同様に、第３の分離距離１３２２が第４の分離距離１３３０よりも大きい場合、手１３０２は第４のエミッタ／センサ１２２２よりも第３のエミッタ／センサ１２２０に近い。
【００９２】
図１３に、図１０の線４−４で示した視点から見たエミッタ／センサ組立体１１０６の正面図を示す。例示的な本実施形態では、エミッタ／センサ組立体１１０６を用いて吐出装置１１０２を起動し、手１３０２の位置に基づいた量の材料１１０４を吐出することができる。例えば手の位置に基づいて、制御器は吐出装置１１０２の第１のサブシステム１４００（例えばノズル等）を起動し、吐出システム１１００の第１の位置１４０２から材料１１０４の第１の分量を吐出することができる。例示的な本実施形態では、手１３０２が第１のエミッタ／センサ１２１０および第３のエミッタ／センサ１２２０により近い場合、第１のサブシステム１４００が第１の位置１４０２から材料１１０４を吐出することができる。
【００９３】
例示的な一実施形態では、手の位置に基づいて、制御器は吐出装置１１０２の第２のサブシステム１４１０（例えばノズル等）を起動し、吐出システム１１００の第２の位置１４１２から第２の分量の材料１１０４を吐出することができる。本例では、手１３０２が第２のエミッタ／センサ１２１２および第４のエミッタ／センサ１２２２により近い場合には、第２のサブシステム１４１０は第２の位置１４１２から材料１１０４を吐出することができる。いくつかの例では、より大きなサイズの手については、第１のサブシステム１４００および第２のサブシステム１４１０はある量の材料１１０４を第１の位置１４０２および第２の位置１４０４からそれぞれ手に吐出することができる。
【００９４】
図１３に、第１の位置１４０２にある第１のサブシステム１４００および第２の位置１４１２にある第２のサブシステム１４１０を示すが、吐出システム１１００を示したサブシステムおよび／または位置に限定するものではない。むしろ、様々な範囲の手の大きさを収容するために任意の数のサブシステム（例えば１つ以上）が提供されてよい。さらにまたはこれに代えて、サブシステムは、例えば手の軸線１３００に平行、垂直、あるいは別の角度の方向を向いてもよい。
【００９５】
図１４に、材料を吐出する例示的な方法１５００を提供する。ブロック１５０２で、手が開口部に存在するか否かを判断する。ブロック１５０４で、第１のエミッタ／センサと手の第１の側の間の第１の分離距離を決定する。ブロック１５０６で、第２のエミッタ／センサと手の第２の側の間の第２の分離距離を決定する。ブロック１５０８で、手の大きさを決定し、ブロック１５１０で、ユーザの手の大きさの関数である材料の量をユーザの手に吐出する。
【００９６】
図１５〜２２にはユーザの手の身体的属性に基づいた材料を吐出するさらなる例示的な実施形態を示す。これらの例示的な実施形態では、センサアレイ、例えばエミッタセンサおよび検出センサ（例えばブレークビームセンサ）、ならびに選択的に液体材料を吐出する１つ以上のノズルアレイを用いる。センサは対象物、例えば手の位置を感知することができ、制御器により適切なノズルが液体材料を対象物または手に吐出するように促す。例示的な一実施形態において、ノズルおよび流体経路は、互いに連結した２つのマニフォールドプレートで形成される。ポンプは流体経路を介して液体材料をポンプ室内に押し入れ、ノズルを介して押し出す。毛細管作用弁および／または逆止弁を用いて吐出事象間における流体の供給を維持することができる。
【００９７】
図１５に選択的に液体材料を吐出する例示的な方法２１００を示す。本方法はブロック２１０２から始まる。ブロック２１０４で、複数のエミッタ／センサは検出センサアレイの検出センサに向けて信号を発信し、どの検出器が発信信号を受信したかを判断する。ブロック２１０６で、発信信号がユーザの手により遮断されたために発信信号を受信しなかった検出器に対応する複数のスプレーノズルをオンにする。本方法はブロック２１１０で修了する。
【００９８】
図１６Ａ、１６Ｂに液体吐出装置２２００の例を示す。液体吐出装置２２００は上面２２２６、上面２２２６に対向する底面２２２４、第１の側面２２２０、および第１の側面２２２０の反対側の第２の側面２２２２を有する吐出装置筐体２２０２を含む。吐出域室２２０１は上面２２２６、底面２２２４、第１の側面２２２０、および第２の側面２２２２により規定される。ユーザは選択的に液体材料を収納するために対象物、例えば手２２１８を吐出域室２２０１に入れる。吐出装置筐体２２０２は液体材料２２１７を収納する液体貯蔵タンク２２１６に連結されている。流体経路により、吐出事象に備えて液体材料２２１７を保持するようになっているポンプ室（図示せず）に液体貯蔵タンク２２１６が接続されている。さらに、吐出装置は電源（図示せず）、例えば１つ以上のバッテリ、プロセッサ、メモリ、回路、および論理回路を含み、エミッタを制御する制御器（図示せず）、ならびに吐出装置を動かすために必要な追加のハードウェアおよび回路を含む。
【００９９】
液体吐出装置２２００は、１つ以上の液体吐出装置アレイ部品、例えば吐出装置筐体２２０２の第１の側面２２２０にある第１の液体吐出装置アレイ部品２２０４および吐出装置筐体２２０２の第２の側面２２２２にある第２の液体吐出装置アレイ部品２２０６を含む。実施形態によっては、液体吐出装置２２００は、図１６Ｂに示すように吐出装置筐体２２０２の上面２２２６にある第３の液体吐出装置アレイ部品２２３４および吐出装置筐体２２０２の底面２２２４にある第４の液体吐出装置アレイ部品２２３２を含んでもよい。第１の液体吐出装置アレイ部品２２０４は、ノズル２２１０（白い四角で図示）、例えば第１のノズル２２１０の第１のアレイを含む。第１の液体吐出装置アレイ部品２２０４は、検出エミッタ／センサ２２０８（黒い四角で図示）、例えば第１の検出エミッタ／センサ２２０８の第１のアレイを含む。第２の液体吐出装置アレイ部品２２０６は、ノズル２２１２（白い四角で図示）、例えば第２のノズル２２１２の第２のアレイを含む。第２の液体吐出装置アレイ部品２２０６は、検出エミッタ／センサ２２１４（黒い四角で図示）、例えば第２の検出エミッタ／センサ２２１４の第２のアレイを含む。
【０１００】
第１の検出エミッタ／センサ２２０８は、第１の検出エミッタ／センサ２２０８が第２の液体吐出装置アレイ部品２２０６の第２のエミッタ／センサ２２１４により発信された第１の信号（例えば、第１の信号が第１の検出エミッタ／センサ２２０８に到達するのを阻止するために、ユーザは手２２１８を吐出域室２２０１内に入れてもよい）の発信の中断を検出したことに基づいて、第１のポンプに第１のポンプ室から第１のノズル２２１０を介して液体材料２２１７を汲み上げさせる第１の吐出事象信号をプロセッサ（図示せず）に送信するようになっていてもよい。実施形態によっては、プロセッサは直ちに第１の吐出事象信号を送信する。別の例では、プロセッサは、第１の吐出事象信号を送信して第１のポンプを作動させ、第１の信号が再検出されるまで一連の吐出事象を行ってもよい（例えば、液体材料２２１７を継続して噴射しつつ、第１の検出エミッタ／センサ２２０８が第１の信号を検出するのを阻止してもよい）。
【０１０１】
プロセッサは、第２の検出エミッタ／センサ２２１４が第１の液体吐出装置アレイ部品２２０４の第１のエミッタ／センサ２２０８により発信された信号（例えば、第２の信号が第２の検出センサ２２１４に到達するのを阻止するために、ユーザは吐出域室２２０１内に手２２１８を入れてもよい）の発信の中断を検出したことに基づいて第２のポンプ室から第２のノズル２２１２を介して液体材料２２１７を汲み上げるように第２のポンプを作動させる第２の吐出事象信号を第２のポンプに送信するようになっていてもよい。このように、液体材料２２１７は、過剰噴射および／または過小噴射を軽減するために比較的正確にノズルを介して手２２１８に選択的に吐出される。
【０１０２】
図１７にアセンブリ２３０２の液体吐出装置アレイ部品２３００の例示的な実施形態を示す。液体吐出装置アレイ部品２３００は複数のエミッタ／センサ、例えば第１のエミッタ／センサ２３０４、第２のエミッタ／センサ２３０５等を含む。液体吐出装置アレイ部品２３００は複数の液体吐出装置、例えば第１の液体吐出装置２３０６、第２の液体吐出装置２３０７等を含む。第１の液体吐出装置２３０６は液体材料を保持する第１のポンプ室２３１３を含む。第１のポンプ室２３１３は第１のノズル２３１２、例えば開口部またはオリフィスに連結されている（例えば、表面張力および／または気圧は、液体材料が第１のノズル２３１２から流れるのを阻止することができる）。液体材料が第１のポンプ室２３１３に収容されるように、第１のポンプ室２３１３は流体経路により流体貯蔵タンク（図示せず）に接続されている。
【０１０３】
第１の液体吐出装置２３０６は、液体材料を第１のポンプ室２３１３から第１のノズル２３１２を介して押し出すことにより吐出事象を実行するようになっているポンプ２３１０を含む。一実施形態では、第１のポンプは、液体材料を第１のポンプ室２３１３から第１のノズル２３１２を介して汲み上げるようになっている振動板マイクロポンプ（例えば、チップ／回路基板上の圧電性ポンプまたは他のポンプ）を含む。一実施形態では、振動板マイクロポンプは、作動中に振動して、アクチュエータ（例えば、セラミックまたは他の材料のアクチュエータ）および液体材料を第１のノズル２３１２を介して押し出す圧力を生成する振動板（例えば、金属、ステンレス鋼、または他の材料の振動板）を含む（例えば、第１のノズル２３１２の表面張力および／またはメニスカス効果は対象物、例えば吐出域室内に配置された手に向かって飛び出す場合がある液体材料の液滴または噴霧を生成することができる）。実施形態によっては、圧力および吐出事象の真空効果は、次の吐出事象のために流体貯蔵タンクおよび流体経路から第１のポンプ室２３１３にさらなる液体材料を引き込む場合がある。第１の検出センサが信号の発信の中断を検出したことに基づいて（例えば、ブレークビーム検出事象）吐出事象が生じる場合がある。第１のエミッタ／センサ２３０４および／または第１のポンプ２３１０は回路基板に取り付けられてもよく、制御器（図示せず）と回路通信する。実施形態によっては、エミッタ／センサは互いに離れている。
【０１０４】
図１８に吐出装置（図示せず）の反対側にある第１の液体吐出装置２４００および第２の液体吐出装置２４４０を示す。第１の液体吐出装置２４００は１つ以上のマニフォールドプレート、例えば互いに接続され、流体貯蔵タンクの第１の流体経路２４１４を形成する第１のマニフォールドプレート２４１０および第２のマニフォールドプレート２４１２を含む。流体貯蔵タンクは、第１のポンプ室２４１６に流れる流体材料（例えば消毒剤、石けん、水、薬品）を含む。マニフォールドプレートは第１のポンプ室２４１６に連結された第１のノズル２４２０（例えば開口部、オリフィス等）を形成する。マニフォールドプレートは回路基板の第１の回路基板部分２４０２および／または第２の回路基板部分２４０４に結合される。
【０１０５】
第１の振動板マイクロポンプ２４１８はアクチュエータ２４１９および振動板２４２１を含むとともに、第１の回路基板部分２４０２に結合される。アクチュエータ２４１９が制御器により提供される第１の吐出事象信号を受信すると、振動板２４２１を作動させ、振動板２４２１を振動させることができるように、第１の振動板マイクロポンプ２４１８は第１の回路基板部分２４０２と第１のポンプ室２４１６の間にあってもよい。振動板２４２１の振動により第１のポンプ室２４１６内に圧力が生じ、この圧力により流体材料２４２２を第１のポンプ室２４１６から第１のノズル２４２０を介して排出する。
【０１０６】
第１の液体吐出装置２４００はエミッタ／センサ２４０６、例えば第２の液体吐出装置２４４０の第２のエミッタ／センサ２４４６によって発せられた光線の信号に反応する赤外線ダイオードを含む赤外線（ＩＲ）センサを含む。センサ２４０６は第２の回路基板部分２４０４に結合されてもよい。センサ２４０６は信号２４０８を発信および／または受信するようになっている。実施形態によっては、第１の検出センサ２４０６は、信号２４０８が対象物２４０１、例えば手によって遮断されたためにエミッタ／センサ２４４６により送信された信号２４０８の発信が中断していること（または存在しないこと）を検出することができる。信号の遮断に応じて、制御器はアクチュエータ２４１９によって振動板２４２１を作動させ、流体を吐出するために（例えば１秒間の遅延後に）第１の吐出事象信号を第１の振動板マイクロポンプ２４１８に送信する。
【０１０７】
同様に、第２の液体吐出装置２４４０は１つ以上のマニフォールドプレート、例えば互いに接続され、流体貯蔵タンクから第２のポンプ室２４５６への第２の流体経路２４５４を形成する第３のマニフォールドプレート２４５０および第４のマニフォールドプレート２４５２を含む。マニフォールドプレートは第２のポンプ室２４５６に連結された第２のノズル２４６０を形成する。マニフォールドプレートは第２の回路基板の第３の回路基板部分２４４２および／または第４の回路基板部分２４４４に結合されている。
【０１０８】
第２の振動板マイクロポンプ２４５８は第２のアクチュエータ２４５９および第２の振動板２４６１を含み、第３の回路基板部分２４４２に結合されている。第２のアクチュエータ２４５８が制御器によって提供された第２の吐出事象信号に基づいて第２の振動板２４６１を作動させ、第２の振動板２４６１を振動させることができるように、第２の振動板マイクロポンプ２４５８は第３の回路基板部分２４４２と第２のポンプ室２４５６の間にあってもよい。第２の振動板２４６１の振動により、第２のポンプ室２４５６内に圧力が生じ、この圧力により流体材料２４６２を第２のポンプ室２４５６から第２のノズル２４６０を介して排出する。
【０１０９】
第２の液体吐出装置２４４０は第２のエミッタ／センサ２４４６（例えば第２の検出センサおよび／または第２のエミッタ／センサ）、例えば第１の液体吐出装置２４００の第１のエミッタ／センサにより発せられた第２の光線等の第２の信号に反応する第２の赤外線ダイオードを含む第２の赤外線センサを含む。第２のエミッタ／センサ２４４６は第４の回路基板部分２４４４に結合されていてもよい。第２のエミッタ／センサ２４４６は第２の信号２４４８を発信および／または受信するようになっている。実施形態によっては、第２のエミッタ／センサは第２の信号２４４８の発信が中断していること（または存在しないこと）を検出することができる。これに応じて、制御器はアクチュエータ２４５９により第２の振動板２４６１を作動させるために（例えば１秒の遅延後に）第２の吐出事象信号を第２の振動板マイクロポンプ２４５８に送信することができる。
【０１１０】
図１９にユーザが液体吐出装置部品２５００に関連する吐出域室内に手２５０２を入れる例を示す。液体吐出装置部品２５００は液体吐出装置のアレイ（白い四角で図示）および検出エミッタ／センサのアレイ（黒いボックスおよび斑点の四角で図示）を含む。１組の検出エミッタ／センサ（斑点の四角で図示）、例えば第１の検出エミッタ／センサ２５０４、第２の検出エミッタ／センサ２５０６、第３の検出エミッタ／センサ２５０８、第４の検出エミッタ／センサ２５１０、第５の検出エミッタ／センサ２５１２、第６の検出エミッタ／センサ２５１４、第７の検出エミッタ／センサ２５１６、第８の検出エミッタ／センサ２５１８、第９の検出エミッタ／センサ２５２０、第１０の検出エミッタ／センサ２５２２、および第１１の検出エミッタ／センサ２５２４は、吐出装置（図示せず）の反対側のエミッタ／センサ（図示せず）から発信された信号、例えばブレークビームの発信中断を検出することができる。発信中断の検出に応じて、制御器は、ブレークビームを検出したエミッタ／センサに対応し、手２５０２に向けて液体材料を吐出する事象を実行する吐出事象信号を液体吐出装置に送信する。実施形態によっては、吐出事象の前に遅れ、例えば１秒の遅れが存在するので、ユーザには吐出域室内に手２５０２を完全に入れるための時間がある。発信の中断を検出しない（逆に例えば、エミッタ／センサにより送信される信号を継続して検出する）第２の１組の検出エミッタ／センサ（黒い四角で図示）は、対応する液体吐出装置の吐出事象を生じない。このように、液体吐出装置を選択的に作動させ、液体材料を手２５０２に向けて吐出させることができる。
【０１１１】
図２０にユーザが液体吐出装置部品２６００に関連する吐出域室内に手２６０２を入れる例を示す。液体吐出装置部品２６００は液体吐出装置のアレイ（白い四角で図示）および検出エミッタ／センサのアレイ（黒いボックスおよび斑点の四角で図示）を含む。１組の検出エミッタ／センサ２６０４（斑点の四角で図示）はエミッタ／センサ（図示せず）から発信される信号、例えばブレークビームの発信中断を検出することができる。発信中断の検出に応じて、制御器は液体吐出装置に対応し、手２６０２に向けて液体材料を吐出する事象を実行する吐出事象信号を送信することができる。発信の中断を検出しない（逆に例えば、エミッタ／センサにより送信される信号を継続して検出する）第２の１組の検出エミッタ／センサ２６０６（黒い四角で図示）は、吐出事象を生じない。このように、液体吐出装置を選択的に作動させ、液体材料を手２６０２に向けて吐出させることができる。
【０１１２】
図２１、２２に対象物、例えば手の検出に基づいて特定の量の液体材料を吐出する（例えば、ユーザの手の大きさおよび位置に基づいた消毒剤の吐出事象）液体吐出装置２７００のさらなる例示的な実施形態を示す。液体吐出装置部品２７００は液体材料２７０４を保持するようになっている液体貯蔵タンク２７０２を含む。液体貯蔵タンク２７０２は、例えば流体経路により液体吐出装置部品２７００のポンプ２７１６およびノズルに接続される。
【０１１３】
液体吐出装置２７００は、信号を検出センサアレイ２７０６に発信するようになっている複数のエミッタ／センサを含むエミッタ／センサアレイ２７０８を含む。液体吐出装置部品２７００は、エミッタ／センサアレイ２７０８からの信号発信が中断していること（または存在しないこと）を検出するようになっている複数の検出センサを含む検出センサアレイ２７０６を含む。
【０１１４】
対象物２７１０、例えば手を液体吐出装置２７００の吐出域室（例えば、エミッタ／センサアレイ２７０８と検出センサアレイ２７０６の間にある液体吐出装置２７００の一部）内に入れてもよい。液体吐出装置２７００は、エミッタ／センサアレイ２７０８からの信号発信の中断を検出する検出センサの計数を決定するようになっている制御器（図示せず）を含む。例えば、対象物２７１０は１２個のエミッタ／センサ（斑点の四角で図示）から１２個の検出センサ（斑点の四角で図示）に向けた信号を遮断することができる。対象物２７１０は他の検出センサ（黒い四角で図示）に向けて発信された他のエミッタ／センサ（黒い四角で図示）の信号を遮断しない場合がある。
【０１１５】
制御器は計数に基づいて液体材料の量を決定し吐出するようになっている。例えば、制御器は、１２個のエミッタ／センサからの信号発信の中断を検出する１２個の検出センサの計数および位置に基づいて制御器により決定された手の大きさおよび／または位置に基づいて手に吐出する消毒剤の量を決定してもよい。これに応じて、制御器はポンプ２７１６を作動させ、吐出量に応じた液体材料の吐出事象を実行することができる。実施形態によっては、ポンプ作動部品２７１８はポンプ２７１６を作動させ、ある時間差（例えば発信中断を最初に検出してから１／４秒以上の時間差）の後に吐出事象を実行してもよい。
【０１１６】
図２２に液体吐出装置２７０１の別の例示的な実施形態を示す。液体吐出装置部品２７０１は液体吐出装置２７００の上面にあるポンプ２７１６およびノズル２７１８を含み、エミッタ／センサアレイ２７０８が液体吐出装置２７００の第１の側面に取り付けられ、検出センサアレイ２７０６が液体吐出装置部品２７００の第２の側面に取り付けられている。対象物２７５２は液体吐出装置部品２７０１の吐出域室（例えば、エミッタ／センサアレイ２７０８と検出センサアレイ２７０６との間にあり、ポンプ２７１６およびノズルの下にある液体吐出装置部品２７０１の一部）内に入ってもよい。
【０１１７】
ポンプ作動部品２７１８はエミッタ／センサアレイ２７０８からの信号の発信中断および／または発信変更を検出する検出センサの計数を決定するようになっている。対象物２７５２、例えば対象物２７５２内の材料２７５４は１０個のエミッタ／センサ（斑点の四角で図示）から１０個の検出センサ（斑点の四角で図示）に向けて発信された信号を遮断することができる。対象物２７５２は他の検出センサ（黒い四角で図示）に向けて発信された他のエミッタ／センサ（黒い四角で図示）の信号を遮断しない場合がある。
【０１１８】
対象物２７５２が一部透明である実施形態において、対象物２７５２は１４個の検出センサ（斜め縞の四角で図示）に向けて発信された１４個のエミッタ／センサ（斜め縞の四角で図示）の信号を完全に遮断するのではなく、対象物２７５２の空洞部分を通って進む信号の強度または他の特性の変更のみを行う場合がある。したがって、ポンプ作動部品２７１８は、コンテナ２７５２の一部透明な部分を通る信号を発信する１４個のエミッタ／センサからの信号の変更を検出する１０個のエミッタ／センサおよび／または１４個の検出センサ（斜め縞の四角で図示）の信号発信の中断を検出する１０個の検出センサ（斑点の四角で図示）の計数および位置に基づいて、対象物２７５２の空洞部分（例えば、材料２７５４を含まない対象物２７５２の一部、例えば信号の強度または他の特性を変更しない一部透明な部分）および／またはコンテナ２７５２の充填部分（例えば、信号の発信を完全には遮断できない材料２７５４を含むコンテナ２７５２の一部）を識別することができる。
【０１１９】
ポンプ作動部品２７１８は１０個の検出センサおよび／または１４個の検出センサの大きさおよび／または位置に基づいて液体材料の吐出量を決定することができる。これに応じて、ポンプ作動部品２７１８はポンプ２７１６を作動させ、吐出量に応じて対象物２７５２に対する液体材料の吐出事象を実行することができる。
【０１２０】
センサおよびエミッタの使用は本明細書に記載する位置および配置に限定されない。実施形態によっては、エミッタとセンサは別個の部品である。実施形態によっては、エミッタとセンサは一体化した部品であり、信号を発信または受信することができる。実施形態によっては、エミッタ全てが一方側にあり、センサは他方側にある。実施形態によっては、エミッタもセンサも両側にある。実施形態によっては、エミッタの光線は選択されたセンサに向けられる。実施形態によっては、複数のセンサは単一のエミッタから光線を受け取る。実施形態によっては、エミッタとセンサは、必要とされるセンサおよびエミッタの精度を最大化するとともに、必要とされるセンサおよびエミッタの数量を最小化するように配列または配置される。
【０１２１】
図２３はある用量の流体(a dose of fluid)を吐出する例示的な吐出装置２８００の概略図であり、流体の用量は手の大きさを示す感知パラメータに基づく。吐出装置２８００は筐体２８０２を含む。筐体２８０２内には、吐出される流体を保持するコンテナ２８０４、ポンプ２８０６、および出口ノズル２８０８がある。実施形態によっては、空になったときに交換することができるように、コンテナ２８０４は取り外し可能である。そのような実施形態では、コンテナ２８０４は再充填ユニットと称する場合がある。実施形態によっては、コンテナ２８０４はポンプ２８０６およびノズル２８０８に接続され、コンテナが空になると交換することができるようにコンテナ２８０４、ポンプ２８０６、およびノズル２８０８は取り外し可能である。そのような実施形態では、ポンプ２８０６、ノズル２８０８、およびコンテナ２８０４は再充填ユニットを形成する。
【０１２２】
吐出装置２８００はポンプ２８０６を作動させて流体を吐出するアクチュエータ２８１６を含む。アクチュエータ２８１６は電源２８１４およびプロセッサ２８１０と回路通信する。電源２８１４は任意の電源、例えば１つ以上のバッテリであってもよい。プロセッサ２８１０は電源２８１４、メモリ２８１２、第１のセンサ２８１８、および第２のセンサ２８２０と回路通信する。例示的な本実施形態は２つのセンサ２８１８、２８２０を開示するが、これよりも多いか少ないセンサを例示的な実施形態に用いてもよい。実施形態によっては、メモリ２８１２は１つ以上のデータベースを含む。実施形態によっては、データベースを用いて複数の吐出用量を手の大きさを示す１つ以上の感知パラメータと相関させる。
【０１２３】
電気部品は特定の位置にあるものとして、または「電子パッケージ」の一部として説明される場合があるが、部品は任意の好適な位置にあってよく、より多いかより少ない部品が含まれてもよい。「電子パッケージ」という用語は専ら便宜的に用いられており、部品の数または位置の限定を意図しない。
【０１２４】
本明細書で用いる「回路通信」は装置間の通信的関係を示す。直接の電気的接続、電磁気的接続および光接続、ならびに間接の電気的接続、電磁気的接続および光接続が回路通信の例である。一方からの信号が他方により受信される場合、信号がいくつかの他の装置により処理されるか否かに関わらず２つの装置は回路通信している。例えば、増幅器、フィルタ、変圧器、光アイソレータ、デジタルバッファもしくはアナログバッファ、アナログ積分器、他の電子回路、光ファイバ送受信機、または人工衛星のうちの１つ以上により離れている２つの装置は、一方の信号が他方に通信される場合には、たとえ信号が中間装置により処理されていても回路通信している。別の例としては、電磁センサは、信号から電磁放射線を受け取る場合には信号で回路通信している。最後の例としては、互いに直接接続していないが、第３の装置、例えばCPUと双方がインタフェース接続することができる２つの装置は回路通信している。
【０１２５】
また本明細書で用いる電圧および電圧を表すデジタル値は本願において同等とみなされ、したがって本明細書で用いる「電圧」という用語は信号、または信号を表すプロセッサにおける値もしくは信号を表す値から決定されるプロセッサ内の値を指す。
【０１２６】
本明細書で用いる「信号」という用語は１つ以上の電気信号、アナログまたはデジタル信号、１つ以上のコンピュータ命令、ビットもしくはビットストリーム等を含むが、これらに限定されない。
【０１２７】
本明細書で用いる「回路」の類似語である「論理回路」という用語は機能または動作を実行するハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれぞれの組み合わせを含むが、これらに限定されない。例えば所望の用途または必要性に基づいて、論理回路はソフトウェアにより制御されるマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の離散論理回路、または他のプログラム論理装置を含んでもよい。論理回路はソフトウェアとしても完全に実施される。本明細書において特定および説明される回路は所望の機能を実行するために多くの様々な構成を有してよい。
【０１２８】
詳細な説明において特定される値は例示的なものであり、特定の吐出装置および／また再充填設計に応じて決定される。したがって、本明細書に開示し、特許請求する発明概念は本明細書に開示される実施形態の説明に用いる具体的な値または値の範囲に限定されない。
【０１２９】
例示的な本実施形態では、センサ２８１８は、対象物、例えば手が吐出装置２８００の下にあるときにこれを検出する。センサ２８１８が吐出装置の下にある対象物を検出すると、信号がプロセッサ２８１０に送信される。プロセッサ２８１０によりセンサ２８２０は対象物のパラメータを感知する。感知パラメータは対象物の大きさを示す。対象物が手であるとき、感知パラメータは手または手の大きさを示すのに用いることができる手の一部、例えば手掌の大きさ、手の幅、手の厚み、手の長さ、１つ以上の指の長さ、１つ以上の指の厚み、手の表面積、手の周囲の長さ等のいずれのパラメータであってもよい。センサ２８２０はパラメータのうちの１つ以上を検出することができる任意のセンサ、例えば撮像装置もしくは上記の他の装置、または以下に詳細に説明する例示的なセンサであってもよい。
【０１３０】
センサ２８２０は信号をプロセッサ２８１０に送信する。プロセッサ２８１０は用量を算出し、信号をアクチュエータ２８１６に送信する。算出された用量に基づいて、アクチュエータ２８１６は適切な用量の流体を吐出するようにポンプ２８０６を動かす。用量は感知パラメータと直接に比例する任意の用量であってよい。実施形態によっては、メモリ２８１２に格納される用量は、例えば小、中、大の有限数である。そのような実施形態において、プロセッサ２８１０は信号をセンサ２８２０から受信し、小、中、または大の予め選択した用量のいずれを吐出するか決定する。実施形態によっては、例えば小および大の２つの用量のみを用いる。
【０１３１】
ポンプ２８０６は上記の複数の用量を吐出することができるいずれの種類のポンプであってもよい。実施形態によっては、１つのセンサのみが用いられ、例えばセンサ２８２０は、対象物または手が吐出装置の下に存在するときにこれを検出する。手の大きさを示すパラメータを感知する様々なセンサのさらなる例示的な実施形態を以下に開示する。
【０１３２】
図２４Ａ〜２４Ｄに対象物３１１４（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の例示的なセンサ３１００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ３１００を組み込むことができる。例示的なセンサは第１のアレイ３１０２および第２のアレイ３１０４を含む。それぞれのアレイ３１０２および３１０４は複数の受信機３１０６（具体的な受信機を図示していないが、受信機３１０６は平面のアレイ、例えば１０×１０のアレイまたは任意の他の大きさのアレイの形に配列される）およびエミッタ３１０８を含む。エミッタ３１０８は、感知領域に対象物が存在しない場合にアレイの各受信機に信号を発信するようになっている。必要に応じて、複数のエミッタ３１０８を用いてもよい。実施形態によっては、受信機は赤外線（ＩＲ）受信機である。実施形態によっては、エミッタは広角赤外線エミッタである。図２４Ａ、２４Ｂに感知ゾーン３１１０内に対象物３１１４がないセンサ３１００を示す。図２４Ａに示すように、第１のアレイ３１０２のエミッタ３１０８が起動し、これにより信号３１１２を第２のアレイ３１０４に提供し、第２のアレイ３１０４の受信機３１０６はエミッタ３１０８の信号３１１２を検出する。図２４Ｂに示すように、第２のアレイ３１０４のエミッタ３１０８が起動し、これにより信号３１１３を第１のアレイ３１０２に提供し、第１のアレイ３１０２の受信機３１０６はエミッタ３１０８の信号３１１３を検出する。すべての受信機３１０６が信号を受信したので、プロセッサ２８１０は対象物または手が感知ゾーンに存在しないと判断することができる。
【０１３３】
図２４Ｃ、２４Ｄに感知ゾーン３１１０内に対象物３１１４が存在するセンサ３１００を示す。図２４Ｃに示すように、第１のアレイ３１０２のエミッタ３１０８が起動し、これにより信号３１１２を第２のアレイ３１０４に提供し、第２のアレイ３１０４の受信機３１０６はエミッタ３１０８の信号３１１２を検出する。しかし、対象物３１１４は信号３１１２を遮断し、第２のアレイ３１０４の受信機３１０６のうちのいくつかが信号３１１２を検出するのを妨げる。
【０１３４】
この処理により、または第２のアレイ３１０４から受信した信号に基づいて、プロセッサは第１の測定値を算出する。アレイ３１０４のどの受信機３１０６が信号３１１２を受信したか、または受信しなかったかに基づいて第１の測定値を求めてもよい。
【０１３５】
図２４Ｄに示すように、第２のアレイ３１０４のエミッタ３１０８が起動し、これにより信号３１１３を第１のアレイ３１０２に提供し、第１のアレイ３１０２の受信機３１０６はエミッタ３１０８の信号３１１２を検出する。しかし、対象物３１１４は信号３１１３を遮断し、第２のアレイ３１０４の受信機３１０６のうちのいくつかが信号３１１２を検出するのを妨げる。
【０１３６】
この処理により、または第１のアレイ３１０２から受信した信号に基づいて、プロセッサは第２の測定値を算出する。アレイのどの受信機３１０６が信号３１１４を受信したか、または受信しなかったかに基づいて第２の測定値を求めてもよい。
【０１３７】
手３１１４の位置が第２のアレイ３１０４よりも第１のアレイ３１０２に近い場合、第１の測定値は第２の測定値よりも大きい。同様に、手３１１４の位置が第１のアレイ３１０２よりも第２のアレイ３１０４に近い場合、第２の測定値は第１の測定値よりも大きい。これらの現象を補正するために、プロセッサ２８１０は第１の測定値と第２の測定値を平均して手３１１４の大きさを決定する。プロセッサは手３１１４の算出した大きさを用いて吐出すべき適切な流体用量を決定し、当該流体用量を吐出するように信号をアクチュエータ２８１６に送信する。
【０１３８】
図２５に対象物４１１４（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の別の例示的なセンサ４１００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ４１００を組み込んでもよい。センサ４１００はレーザ式センサである。センサ４１００は光学装置４１０２、レーザ４１０４、およびセンサ４１０６を含む。ある実施形態では、光学装置４１０２は複数の反射面４１０８による多角形の形状を有してもよい。実施形態によっては、光学装置４１０２は所定の速度で時計回りの方向Ｄに回転する。別の実施形態では、光学装置４１０２は反時計回りの方向に所定の速度で回転する。レーザ４１０４は光線４１１０を発し、光線４１１０は光学装置４１０２の反射面４１０８から反射して対象物４１１４に向かう。反射した光線４１１２は対象物４１１４全体で走査され、センサ４１０６に向かって反射する。センサ４１０６は対象物４１１４から反射した光を検出する。光学装置４１０２の速度およびセンサ４１０６が対象物４１１４から反射した光を検出した時間の長さから角度αが決定される。距離Ｙはレーザ光線の飛行時間から決定される。プロセッサ２８１０は角度αおよび距離Ｙに基づいて対象物４１１４全体の距離Ｘを決定する。プロセッサ２８１０は対象物４１１４全体の距離Ｘを決定した後、吐出すべき流体用量（a volume of fluid）を決定する。距離Ｘは対象物、例えば手の大きさを示す任意の距離を表す場合がある。実施形態によっては、距離Ｘは手の幅を表し、実施形態によっては、距離Ｘは手の長さを表し、実施形態によっては、複数の測定値が作成され、プロセッサは手の幅および長さの両方を決定する。
【０１３９】
図２６に対象物４２１４（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の別の例示的なレーザ式センサ４２００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ４２００を組み込むことができる。センサ４２００は光学装置４２０２、レーザ４２０４、およびセンサ４２０６を含む。一実施形態において、光学装置４２０２は励振する。レーザ４２０４は光線４２１０を発し、光線４２１０は励振する光学装置４２０２から反射し、反射した光線４２１２は対象物４２１４全体を走査する。センサ４２０６は対象物４２１４から反射した光を検出する。
【０１４０】
距離Ｙはレーザ光線の飛行時間により決定される。プロセッサ２８１０は角度αおよび距離Ｙに基づいて対象物４２１４全体の距離Ｘを決定する。プロセッサ２８１０は対象物４２１４全体の距離Ｘを決定した後、吐出すべき流体用量を決定する。距離Ｘは対象物、例えば手の大きさを示す任意の距離を表すことがある。実施形態によっては、距離Ｘは手の幅を表し、実施形態によっては、距離Ｘは手の長さを表し、実施形態によっては、複数の測定値が作成され、プロセッサは手の幅および長さの両方を決定する。
【０１４１】
図２７に対象物７１１４（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の別の例示的なセンサ７１００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ７１００を組み込むことができる。センサ７１００は反射面７１０２、光源７１０４、光パイプ７１０８、およびセンサ７１０６を含む。光源７１０４は反射面７１０２の方向に光線７１１０を発し、反射面７１０２は反射した光線７１１２を実質的に平行な経路から光パイプ７１０８に導くようになっている。光パイプ７１０８は反射した光線７１１２を受け取り、反射した光線をセンサ７１０６に導く。図示する実施形態において、光源７１０４は反射面７１０２の実質的に中心にあり、反射面７１０２は放物線の形状を有する。光源７１０４および反射面７１０２の形状の多くの変更形態を用いることができる。ただし、反射した光線７１１２の経路が反射面７１０２から光パイプ７１０８に向かって実質的に平行であることを前提とする。反射した光線７１１２の経路が実質的に平行であるため、センサ７１００は対象物７１１４の高さＨに影響を受けない。対象物７１１４がセンサ７１００に対して配置されると、対象物７１１４は反射した光線７１１２のうちのいくらかが光パイプ７１０８に到達するのを遮断する。センサは光パイプ７１０８に到達した反射光線７１１２の量を検出し、センサにより受信した光の量を示す信号をプロセッサ２８１０に送信する。プロセッサ２８１０は光の量に基づいて対象物７１１４の１つ以上のパラメータを決定し、１つ以上のパラメータに基づいて吐出すべき流体用量を算出する。実施形態によっては、１つ以上のパラメータは例えば、手の幅、手の長さ、手の厚み、手掌の長さ、手掌の幅、指の長さ、指の幅、指の厚み、これらの組み合わせ等のうちの１つであってもよい。
【０１４２】
図２８に対象物８１１４（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の別の例示的なセンサ８１００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ８１００を組み込むことができる。センサ８１００は第１のセンサ／エミッタ８１０２および第２のセンサ／エミッタ８１０４を含む。センサ／エミッタ８１０２、８１０４は例えば、ソナー、レーダー、赤外線、超音波等であってもよい。第１のセンサ／エミッタ８１０２および第２のセンサ／エミッタ８１０４は所定距離Ｘだけ離れており、所定角度αで傾く。実施形態によっては、角度αは約３０°である。センサ／エミッタ８１０２、８１０４を用いて対象物８１１４の幅Ｓを検出する。対象物８１１４が２つのセンサ／エミッタ８１０２と８１０４の間にあるとき、第１のセンサ／エミッタ８１０２は信号を発信し、信号はセンサ／エミッタ８１０２に向かって再度反射する。センサ／エミッタ８１０２は信号をプロセッサ２８１０に送信し、プロセッサ２８１０はセンサ／エミッタ８１０２からの距離Ｌを決定する。同様に、センサ／エミッタ８１０４は信号を発信し、信号はセンサ／エミッタ８１０４に向かって再び反射する。センサ／エミッタ８１０４は信号をプロセッサ２８１０送信し、プロセッサ２８１０はセンサ／エミッタ８１０２からの距離Ｒを決定する。プロセッサ２８１０は２つのセンサ／エミッタ８１０２と８１０４の間の所定距離Ｘから距離Ｌと距離Ｒを差し引くことにより対象物８１１４の幅Ｓを決定する。幅Ｓに基づいて、プロセッサ２８１０は対象物に吐出すべき流体用量を決定する。
【０１４３】
実施形態によっては、対象物８１１４が２つのセンサ／エミッタ８１０２と８１０４の間にある場合、第１のセンサ／エミッタ８１０２は信号を発信し、反射信号を受信してこれを遮断する。第１のセンサ／エミッタ８１０２を遮断した後、第２のセンサ／エミッタ８１０４は信号を発信して反射信号を受信し、これを遮断する。これを実行すると、一度に１つのエミッタ／受信機のみが動作可能となるので発信信号の混信を防ぐことができる。
【０１４４】
図２９Ａ、２９Ｂに対象物９１１４（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の別の例示的なセンサ９１００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ９１００を組み込むことができる。例示的なセンサは２つの近接センサ９１０２、９１０４を含む。実施形態によっては、近接センサは無線周波によるインテリジェントな近接センサである。無線によるインテリジェントな近接センサ９１０２、９１０４は、検出される対象物９１１４の大きさＳと同じ程度の振幅の三次元の範囲を有する電界９１０３および磁界９１０４の共鳴構造を作り出す。本実施形態では、対象物９１１４（図２９Ｂ）が電界９１０３および磁界９１０５の範囲の中に入るので、電界９１０３および磁界９１０５の再分散が生じ、これによりポート９１０２Ａ、９１０４Ａを介して監視される共鳴構造の反射係数（すなわちインピーダンス）を変える。対象物９１１４は独自の自然周波数を有し、監視構造の共鳴周波数を混乱させ、一意な一組の自然周波数（極値とゼロ）を生成する。これらの極値およびゼロは、大きさ、形状、材料組成および向きに応じて対象物９１１４の無線周波数の識別特性を構成し、反射係数の測定値から決定することができる。換言すれば、対象物９１１４はその一意な無線周波により測定される。本実施形態において、センサ９１００は様々な手の大きさ、例えば大きい手の大きさ、中間の手の大きさ、および小さな手の大きさの無線識別特性を識別するように較正され、それによりユーザが感知領域に手を置くと、装置は手９１１４の無線識別特性を読み取る。信号がプロセッサ２８１０に送信され、プロセッサ２８１０は手９１１４の無線識別特性を比較し、手の大きさ、例えば大、中、および小を示すデータを格納する。プロセッサは格納したデータを用いて吐出すべき流体用量を決定する。
【０１４５】
図３０に対象物（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の別の例示的なセンサ９２００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ９２００を組み込むことができる。センサ９２００は静電容量センサである。センサ９２００は第１のパラメータ、例えば手の幅を測定する第１の電極９２０４および第２のパラメータ、例えば手の長さを測定する第２の電極９２０６を含む。第１の電極９２０４および第２の電極９２０６は互いに離れており、膜、例えばPET膜で包まれている。第１の電極９２０４および第２の９２０６は吐出装置（図示せず）内の制御器（図示せず）に接続するためのコネクタ９１０３に接続される。制御器（図示せず）はプロセッサ２８１０と回路通信する。センサ９２００が励起されると、電極９２０４、９２０６は電界を生成する。対象物、例えば手または指が電界内に移動すると、電界は歪められる。制御器は歪みと歪みの位置を感知することができる。感知した歪みに基づいて、制御器および／またはプロセッサ２８１０は感知した電界内にある対象物または手の幅および長さを決定することができる。実施形態によっては、制御器／プロセッサ２８１０は電界をオンおよびオフにしてまず対象物または手の幅を決定し、次に長さを決定する。実施形態によっては、制御器／プロセッサ２８１０は対象物または手の幅のみを決定する。実施形態によっては、制御器／プロセッサ２８１０は手の長さのみを決定する。実施形態によっては、制御器／プロセッサ２８１０は幅を長さと比較し、各測定値が互いに許容可能な範囲内にあるか否かを判断し、測定値が正確であるか、または再取得する必要があるかを判断する。算出パラメータのうちの１つ以上に基づいて、プロセッサ２８１０は吐出すべき流体用量を決定するとともにアクチュエータに流体を吐出するように信号を提供する。
【０１４６】
図３１に対象物（例えば手）の大きさを示すパラメータを検出する吐出装置の別の例示的なセンサ９３００を示す。本願に開示するいずれの吐出装置もセンサ９３００を組み込むことができる。センサ９３００はホログラフィーによる手の６項目の測定を行うセンサである。例示的な実施形態は低電力レーザ９３０２、例えばチップ上の低電力レーザ、ビームスプリッタ９３０６、例えば低コストのPMMA合成樹脂製ビームスプリッタ、鏡９３１８、例えば低コストの合成樹脂製の鏡、およびカメラ９３１６、例えばチップに搭載されたカメラを含む。
【０１４７】
最も単純な形態では、ホログラフィーセンサは以下のように動作する。光波９３０３がレーザ９３０２から発せられ、ビームスプリッタ９３０６に向けられる。ビームスプリッタ９３０６は光波を２組の光波９３０８、９３１０に分解する。その一方が存在する場合、光波９３０８が対象物９３１２（例えば手）に向けられる。存在する場合、光波９３１４は対象物９３１２からカメラ９３１６に向かって反射する。光波９３１０は鏡９３１８に向けられ、光波９３２０はカメラ９３１６に向けられる。対象物９３１２の光波は合成開口位相変化デジタルホログラフィーによりデジタルに撮像され、この場合に対象物の光波が拡散している領域上を画像センサが動いて覆う。レンズを用いないフーリエ構成（すなわち基準球面波）は撮像光学素子として用いられるので、一組の撮像データは対象物９３１２の光波のスペクトルを表す。したがって、対象物の光波は単純な高速フーリエ変換により数値的に再構成される。フーリエ変換は対象物の光波のサンプリング間隔をコンピュータに基づくホログラム構成に適した小さい値に変換する。プロセッサ２８１０はコンピュータに基づいたホログラムを用いて手の大きさを決定するとともに、手に吐出すべき正しい流体用量を決定する。実施形態によっては、プロセッサ２８１０は手の位置を決定し、手が流体を吐出する正しい位置にあるか否かを判断する。人の手が誤った位置にある場合、吐出装置は吐出前にユーザが手を再配置する必要があることを表示してもよい。
【０１４８】
いくつかの例示的な実施形態では、メモリ２８１２は手の大きさまたはパラメータ測定値を吐出される流体用量または用量に相関させるデータベースを含む。例えば、手の幅（または手掌の幅）が７．８７４センチメートル（３．１インチ）以下である場合、プロセッサ２８１０は「小さい」用量の流体を吐出すると決定する。手の幅が７．８７４センチメートル（３．１インチ）より大きいが８．８９センチメートル（３．５インチ）よりも小さい場合、プロセッサ２８１０は「中間の」用量の流体を吐出すると決定する。手の幅（または手掌の幅）が８．８９センチメートル（３．５インチ）以上である場合、プロセッサ２８１０は「大きい」用量の流体を吐出すると決定する。別の例において、手の長さ（指先から手首まで）が１８．３４センチメートル（７．１インチ）以下である場合、プロセッサ２８１０は「小さい」用量の流体を吐出すると決定する。手の長さ１８．３４センチメートル（７．１インチ）より大きいが２１．０８２センチメートル（８．３）よりも小さい場合、プロセッサ２８１０は「中間の」用量の流体を吐出すると決定する。手の長さが２１．０８２センチメートル（８．３インチ）以上である場合、プロセッサ２８１０は「大きい」用量の流体を吐出すると決定する。実施形態によっては、吐出する流体用量は測定される物理パラメータの関数である。実施形態によっては、吐出する流体用量は測定される物理パラメータに直接に関連する。実施形態によっては、吐出する流体用量は測定される物理パラメータに比例する。実施形態によっては最小の用量が設定され、その結果所定の基準値未満の任意の測定値の場合は最小の用量を受け取る。例えば、最小の用量が１ｍｌの流体であり、所定の基準値が７．６２センチメートル（３．０インチ）である場合、７．３６６センチメートル（２．９インチ）、６．８５８センチメートル（２．７インチ）、６．３５センチメートル（２．５インチ）、または７．６２センチメートル（３．０インチ）の幅の手はすべて１ｍｌの流体を受け取る。実施形態によっては、最大の用量が設定され、その結果所定の基準値を超える任意の測定値の場合に設定された最大の用量を受け取る。例えば、設定された最大の用量が２ｍｌであり、所定の基準値が例えば９．６５２センチメートル（３．８インチ）の手である場合、９．６５２（３．８インチ）以上の測定値の任意の手は２ｍｌの流体を受け取る。
【０１４９】
図３２は手の大きさの関数として決定された流体用量を吐出する例示的な方法９４００である。例示的な方法９４００はブロック９４０２から始まる。ブロック９４０４で手が吐出域内にあると判断する。このとき例えば赤外線センサ／エミッタまたは本明細書に説明するセンサのいずれかを用いてもよい。ブロック９４０６で手の大きさを示すパラメータを感知する。これは任意の態様、例えば本明細書に詳細に説明する各実施形態のいずれかで行ってもよい。ブロック９４０８で吐出用量を決定する。吐出用量は手の大きさを示す感知パラメータの関数である。ブロック９４１０で、決定した吐出用量を吐出し、方法はブロック９４１２で終了する。
【０１５０】
本発明を実施形態の説明により示し、かなり詳しく実施形態を説明したが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細にいかなる意味でも限定することは出願人の意図するところではない。当業者であれば、さらなる利点および変更形態に容易に想到するであろう。さらに、ある実施形態とともに説明した要素を他の実施形態とともに用いるために容易に適合させることができる。したがって、本発明はそのより広い態様において特定の詳細、代表的な装置、および図示または記載した例示に限定されない。したがって、出願人の一般的な発明概念の趣旨または範囲から逸脱することなく、新たな試みを行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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