(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの光学デバイス素子（３）と評価ユニット（５）を有する表面処理装置（１）、特に掃除ロボットに関する。光学デバイス素子（３）によって放射される光は、少なくとも部分的に外部の素子によって光学デバイス素子（３）に反射される。光学デバイス素子（３）と外部の素子との間で煙（７）の存在を検出するために光学デバイス素子（３）と外部の素子とが相互に作用する間に、評価ユニット（５）は信号振幅の時間変化に対して光学デバイス素子（３）によって受光された測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させる。さらに、本発明は、表面処理装置（１）に接続されるベースステーション（２）、および表面処理装置（１）とベースステーション（２）とを備えるシステム、表面処理装置（１）および／またはベースステーション（２）の動作方法に関する。
2018532175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光学デバイス素子（３）と評価ユニット（５）を有する表面処理装置（１）、特に掃除ロボットであって、
前記光学デバイス素子（３）が外部の素子と相互に作用するように設計されており、前記光学デバイス素子（３）によって放射される光が少なくとも部分的に前記外部の素子によって前記光学デバイス素子（３）に反射され、
前記光学デバイス素子（３）と前記外部の素子との間で煙（７）の存在を検出するために前記光学デバイス素子（３）と前記外部の素子とが相互に作用する間に、前記評価ユニット（５）が信号振幅の時間変化に対して前記光学デバイス素子（３）から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている、
ことを特徴とする表面処理装置（１）。
【請求項２】
前記光学デバイス素子（３）が、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の表面処理装置（１）。
【請求項３】
前記光源は、前記表面処理装置（１）の距離測定装置、特に三角測量測定装置の要素であることを特徴とする請求項２に記載の表面処理装置（１）。
【請求項４】
前記光学デバイス素子（３）が、センサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面処理装置（１）。
【請求項５】
サービス処理、特に表面処理装置（１）の掃除および／または当該表面処理装置（１）の蓄電池の充電のために当該サービス処理装置（１）と接続されるベースステーション（２）であって、
前記ベースステーション（２）が、少なくとも１つの光学ベース素子（４）と評価ユニット（５）を有し、
前記光学ベース素子（４）が外部の素子と相互に作用するように設計されており、前記光学ベース素子（４）によって放射される光が少なくとも部分的に前記外部の素子によって前記光学ベース素子（４）に反射され、
前記光学ベース素子（４）と前記外部の素子との間で煙（７）の存在を検出するために前記光学ベース素子（４）と前記外部の素子とが相互に作用する間に、前記評価ユニット（５）が信号振幅の時間変化に対して前記光学ベース素子（４）から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている、
ことを特徴とするベースステーション（２）。
【請求項６】
前記光学ベース素子（４）が、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることを特徴とする請求項５に記載のベースステーション（２）。
【請求項７】
前記光学ベース素子（４）が、センサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることを特徴とする請求項５または６に記載のベースステーション（２）。
【請求項８】
表面処理装置（１）、特に掃除ロボットと、サービス処理、特に当該表面処理装置（１）の掃除および／または当該表面処理装置（１）の蓄電池の充電のために当該サービス処理装置（１）に接続されるベースステーション（２）とを備えるシステムであって、
前記表面処理装置（１）が、少なくとも１つの光学デバイス素子（３）を有し、
前記ベースステーション（２）が、前記光学デバイス素子（３）と相互に作用するように設計された少なくとも１つの光学ベース素子（４）を有し、
評価ユニット（５）が少なくとも１つの光学素子（３，４）に割り付けられており、前記光学デバイス素子（３）と光学ベース素子（４）との間で煙（７）の存在を検出するために前記光学素子（３，４）が相互に作用する間に、前記評価ユニット（５）が信号振幅の時間変化に対して前記光学素子（３，４）から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている、
ことを特徴とするシステム。
【請求項９】
相互作用の間、前記光学デバイス素子（３）と光学ベース素子（４）との間の距離（ｘ）がおおよそ１ｃｍから２０ｃｍであるように、前記光学素子（３，４）が前記表面処理装置（１）と前記ベースステーション（２）とに配置されることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記光学デバイス素子（３）または光学ベース素子（４）が、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることを特徴とする請求項８または９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記光学ベース素子（４）または光学デバイス素子（３）が、センサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記光学ベース素子（４）または光学デバイス素子（３）が、前記光学デバイス素子（３）または光学ベース素子（４）によって放射された光を少なくとも部分的に反射するためのミラーであることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表面処理装置（１）および／または請求項５ないし７のいずれか１項に記載のベースステーション（２）の動作方法であって、
前記表面処理装置（１）の少なくとも１つの光学デバイス素子（３）および／または前記ベースステーション（２）の少なくとも１つの光学ベース素子（４）が、お互いにおよび／または外部の素子と相互に作用し、
相互作用の間、前記光学素子（３，４）がお互いから距離（ｘ）離れて配置されており、
前記光学デバイス素子（３）または光学ベース素子（４）が光を放射し、当該光が前記光学ベース素子（４）または光学デバイス素子（３）によって受信され、または前記光学ベース素子（４）または光学デバイス素子（３）または外部の素子によって前記光学デバイス素子（３）または光学ベース素子（４）に反射され、
前記光学デバイス素子（３）と光学ベース素子（４）との間で、または前記外部の素子と光学デバイス素子または光学ベース素子との間で、煙（７）の存在を検出するために、信号振幅の時間変化に対して、前記表面処理装置（１）またはベースステーション（２）の評価ユニット（５）が前記光学デバイス素子（３）または光学ベース素子（４）によって受信された測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させる、
ことを特徴とする動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最初に、少なくとも1つの光学デバイス素子と評価ユニットとを備えた表面処理装置、特に掃除ロボットに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、また、サービス処理、特に表面処理装置の掃除および／または表面処理装置の蓄電池の充電のために表面処理装置と接続されるベースステーションに関する。ベースステーションは、少なくとも1つの光学ベース素子と評価ユニットを有する。
【０００３】
本発明は、さらに、表面処理装置、特に掃除ロボットと、サービス処理、特に表面処理装置の掃除および／または表面処理装置の蓄電池の充電のためにサービス処理装置と接続されるベースステーションとを備えるシステムに関する。表面処理装置は少なくとも１つの光学デバイス素子を有し、ベースステーションは光学デバイス素子と相互に作用するように設計された少なくとも１つの光学ベース素子を有する。
【０００４】
そして最後に、本発明は、また、そのような表面処理装置および／またはそのようなベースステーションの動作方法に関する。表面処理装置の少なくとも１つの光学デバイス素子および／またはベースステーションの少なくとも１つの光学ベース素子は、互いにおよび／または外部の素子と相互に作用する。
【背景技術】
【０００５】
上記タイプの表面処理装置とベースステーションは先行技術でよく知られている。表面処理装置は、例えば、表面処理装置の集塵室を空にしたり、掃除したり、表面処理装置の蓄電池を充電したりするために、ベースステーションと接続されることができる。例えば、表面処理装置が掃除ロボット、特に拭き取りおよび/または真空ロボットである場合、必要ならば独立してベースステーションに接近することができる。他の場合では、ユーザは、上記サービス処理を実行するために表面処理装置をベースステーションに手動で接続することができる。
【０００６】
例えば、表面処理装置とベースステーションは、対応する光学素子を有し、最も単純な場合には、ベースステーションで表面処理装置の存在を検出し、または表面処理装置とベースステーションの間の距離を測定するように設計される。例えば、光学素子の1つは、また、表面処理装置のレーザ三角測量システムの一部であることができる。
【０００７】
例えば、特許文献１は、障害物の検出のための複数の光学素子を提供するそのような光学三角測量システムを備えた表面処理装置を開示する。とりわけ、光学素子は、光源と、測定対象によって反射される光線のためのセンサとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許公開第１０  ２００８  ０１４  ９１２  Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記に基づいて、本発明の目的は、さらなる機能性を通してユーザに付加価値を与えるように、表面処理装置および／またはベースステーションをさらに発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
解決策として、本発明は、最初に上述したタイプの表面処理装置を提案する。その表面処理装置において、光学デバイス素子が外部の素子と相互に作用するように設計されており、光学デバイス素子によって放射される光は少なくとも部分的に外部の素子によって光学デバイス素子に反射される。光学デバイス素子と外部の素子との間で煙の存在を検出するために光学デバイス素子と外部の素子とが相互に作用する間に、評価ユニットが信号振幅の時間変化に対して光学デバイス素子から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている。
【００１１】
従って、表面処理装置の光学デバイス素子と外部の素子とは、煙センサを形成する。光学デバイス素子の１つによって受信される測定信号は、定義された時間にわたって、特に連続的に、評価ユニットによって評価される。評価ユニットは、信号振幅の変化を検出し、基準値によって定義される過度の変化が生じると、表面処理装置の光学デバイス素子と外部の素子との間の煙の存在を決定し、その後すぐに、警報システムに警報信号（火災警報）を出力することを促す。とりわけ、光学デバイス素子は、少なくとも１つの光源と１つのセンサを有することができる。例えば、また、これらは共通のトランシーバユニットに接続することができる。外部の素子は、好ましくはミラーであり、最も単純な場合には、放射された光を少なくとも部分的に反射する表面、例えば壁または家具の部分的な表面領域である。けれどもまた、好ましくは、外部の素子は、ベースステーションの光学ベース素子、例えばベースステーションのハウジングの部分的な反射面、またはハウジング内に配置された光学ミラーであることができる。ここで、光学デバイス素子によって放射された光は、外部の素子、すなわち反射面または光学ミラーによって表面処理装置の他の光学デバイス素子に反射される。煙がない場合、光学デバイス素子は、好ましくはほぼ完全に光源の放射された光を受光する。しかし、煙が存在する場合、光学デバイス素子は、対照的に減少した信号振幅を有する測定信号を受光する。この場合、現在測定されている信号振幅は、いつでも煙がない場合に普通である基準信号振幅と比較される。その値が定義された基準値を下回ったときに、煙の存在が推測される。その検出結果に基づいて、評価ユニットは、表面処理装置、ベースステーションまたは家庭用警報システムの警報ユニットに信号を送信し、警報ユニットは光および/または音の警報信号を表面処理装置のユーザ、緊急コールセンタなどに送信する。
【００１２】
光学デバイス素子は、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることが提案される。ダイオードまたはレーザダイオードは電気回路に容易に組み込むことができ、特に小さく、費用対効果が高いので、光源としてのダイオードまたはレーザダイオードの使用は、意味がある。レーザダイオードの他の長所は、空間的にコヒーレントな光の放射であるので、放射された光がより長い距離にわたって束ねられ、広がらずに伝搬する。そうでなければセンサによって測定される信号振幅の変化を引き起こし、従って測定信号の誤った解釈の原因となる可能性がある。
【００１３】
光源は、表面処理装置の距離測定装置、特に三角測量測定装置の要素であることが提案される。従って、煙の検出のために必要な光の放射は、表面処理装置の光源によって放射される。これは、また、煙の検出とは別に距離の測定および/または障害物の検出に使用される。結果として、煙センサを提供するために表面処理装置上に別の光源を配置することは必要ない。むしろ、例えばアイドル状態において距離の測定または障害物の検出のために表面処理装置で必要とされない光源は、煙の検出のために使用されることができる。あるいは、煙の測定および距離の測定／障害物の検出のために、光源をクロックで交互に使用することが提案される。
【００１４】
また、光学デバイス素子がセンサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることが提案される。センサとしては、特に、費用対効果の高い大量生産された部品、例えばフォトダイオードまたはカメラチップが適している。これは、特に好ましくは表面処理装置の電子伝導体構造に一体化されることができる。 
【００１５】
上記で提案された表面処理装置とは別に、本発明は、また、上述したタイプのベースステーションを提案する。ベースステーションでは、光学ベース素子が外部の素子と相互に作用するように設計されており、光学ベース素子によって放射される光は少なくとも部分的に外部の素子によって光学ベース素子に反射される。光学ベース素子と外部の素子との間で煙の存在を検出するために光学ベース素子と外部の素子とが相互に作用する間に、評価ユニットが信号振幅の時間変化に対して光学ベース素子から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている。
【００１６】
ベースステーションの光学ベース素子と外部の素子とは、組み合わさって煙センサを形成する。光学ベース素子の１つによって受信される測定信号は、定義された時間にわたって、特に連続的に、評価ユニットによって評価される。評価ユニットは、信号振幅の変化を検出し、基準値によって定義される過度の変化が生じると、ベースステーションの光学ベース素子と外部の素子との間の煙の存在を決定し、その後すぐに、警報システムに警報信号（火災警報）を出力することを促す。とりわけ、光学ベース素子は、特に少なくとも１つの光源と１つのセンサを有することができる。これらは、共通のトランシーバユニットに接続することができる。外部の素子は、好ましくはミラーであり、最も単純な場合には、放射された光を少なくとも部分的に反射する表面、例えば壁または家具の部分的な表面領域である。けれどもまた、好ましくは、外部の素子は、表面処理装置の光学デバイス素子、例えば表面処理装置のハウジングの部分的な反射面、またはハウジング内に配置された光学ミラーであることができる。ここで、光学ベース素子によって放射された光は、外部の素子、すなわち反射面または光学ミラーによって追加の光学ベース素子に反射される。煙がない場合、光学ベース素子は、好ましくはほぼ完全に光源の放射された光を受光する。しかし、煙が存在する場合、光学ベース素子は、対照的に減少した信号振幅を有する測定信号を受光する。この場合、現在測定されている信号振幅は、いつでも煙がない場合に普通である基準信号振幅と比較される。その値が定義された基準値を下回ったときに、煙の存在が推測される。その検出結果に基づいて、評価ユニットは、ベースステーション、表面処理装置または家庭用警報システムの警報ユニットに信号を送信し、警報ユニットは光および/または音の警報信号をベースステーションのユーザ、緊急コールセンタなどに送信する。
【００１７】
光学ベース素子は、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることが提案される。ダイオードまたはレーザダイオードは電気回路に容易に組み込むことができ、特に小さく、費用対効果が高いので、光源としてのダイオードまたはレーザダイオードの使用は、意味がある。レーザダイオードの他の長所は、空間的にコヒーレントな光の放射であるので、放射された光がより長い距離にわたって束ねられ、広がらずに伝搬する。そうでなければセンサによって測定される信号振幅の変化を引き起こし、従って測定信号の誤った解釈の原因となる可能性がある。
【００１８】
さらに、光学ベース素子がセンサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることが提案される。センサとしては、特に、費用対効果の高い大量生産された部品、例えばフォトダイオードまたはカメラチップが適している。これは、特に好ましくはベースステーションの電子伝導体構造に一体化されることができる。
【００１９】
また、表面処理装置とベースステーションとは別に、表面処理装置とベースステーションとを備えるシステムが提案される。そのシステムでは、少なくとも１つの光学デバイス素子および／または１つの光学ベース素子がそれに割り付けられた評価ユニットを有する。評価ユニットは、光学デバイス素子と光学ベース素子との間で煙の存在を検出するために光学素子が相互に作用する間に、信号振幅の時間変化に対して光学デバイス素子および／または光学ベース素子から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている。
【００２０】
従って、表面処理装置とべースステーションの光学素子は、煙センサを形成する。光学素子の１つによって受信される測定信号は、定義された時間にわたって、特に連続的に、評価ユニットによって評価される。評価ユニットは、信号振幅の変化を検出し、基準値によって定義される過度の変化が生じると、表面処理装置の光学デバイス素子とベースステーションの光学ベース素子との間の煙の存在を決定し、その後すぐに、警報システムに警報信号（火災警報）を出力することを促す。とりわけ、光学素子は、特に、少なくとも１つの光源、ミラーおよび／またはセンサを有することができる。
【００２１】
場合により、煙の存在を検出するために様々な光学的配置が可能である。第１の配置では、測定信号を受光するセンサは、例えば、光源の光ビームの経路（すなわち、光の主伝搬方向）に配置される。それで、センサは、煙が無くても光源によって放射された光を直接的に、そして好ましくは完全に受光する。煙が存在する場合、対照的にセンサは減少した信号振幅を有する測定信号を受光する。第２の配置では、センサは、光ビームの経路の外側で散乱された光を測定するために、光源によって放射される放射の光ビームの経路の外側に配置されることができる。煙（または他の物体）がない場合、信号振幅は通常０である。一方、煙の存在下では、光源によっては発せられた放射は煙（または煙粒子）で散乱され、光学センサに当たる。第１と第２の配置の両方で、現在測定されている信号振幅は、いつでも煙がない場合に普通である基準信号振幅と比較され、値が定義された基準値を下回ったならば（第１の配置）、または上回ったならば（第２の配置）、煙の存在が推測される。そのとき、評価ユニットは、表面処理装置、ベースステーションまたは家庭用警報システムの警報ユニットに信号を送信し、警報ユニットは光および/または音の警報信号を表面処理装置のユーザ、緊急コールセンタなどに送信する。
【００２２】
相互作用の間、光学デバイス素子と光学ベース素子との間の距離がおおよそ１ｃｍから２０ｃｍであるように、光学素子が表面処理装置とベースステーションとに配置されることが提案される。一方では、この距離は、表面処理装置の光学素子とベースステーションの光学素子との間に十分な距離が残るように寸法決めされ、火災の際に生じる煙が浸透することができる。他方では、その距離は、光源によって発せられた放射の損失のない送信を他の光学素子、例えばセンサまで可能にする大きさのオーダーである。このような表面処理装置とベースステーションの光学素子の間の距離を可能にするために、表面処理装置とベースステーションとの接触中であっても、光学素子は表面処理装置またはベースステーション上に適切に配置される。基本的には、光学素子の間の相互作用は、表面処理装置とベースステーションとの接触中、または表面処理装置とベースステーションに位置していない表面処理装置の位置に対応するベースステーションとの間の距離で起こることができる。例えば、表面処理装置は、ベースステーションの前で自由である、すなわち、ベースステーションと接触しておらず、表面処理装置の光学部品とベースステーションの光学ベース素子との間に約１ｃｍから２０ｃｍの距離を与えることができる。けれども、表面処理装置は有利な距離を形成しながらベースステーションと接触することが有利である。それで、煙センサとしての機能は、また同時に、蓄電池の充電や表面処理装置の集塵室の掃除のようなサービス処理の実現によって伴われることができる。
【００２３】
光学デバイス素子または光学ベース素子は、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることが提案される。ダイオードまたはレーザダイオードは電気回路に容易に組み込むことができ、特に小さく、費用対効果が高いので、光源としてのダイオードまたはレーザダイオードの使用は、意味がある。レーザダイオードの他の長所は、空間的にコヒーレントな光の放射であるので、放射された光がより長い距離にわたって束ねられ、広がらずに伝搬する。そうでなければセンサによって測定される信号振幅の変化を引き起こし、従って測定信号の誤った解釈の原因となる可能性がある。
【００２４】
光源は、有利に、表面処理装置の距離測定装置、特に三角測量測定装置の要素である。表面処理装置に使用される距離測定装置、特に三角測量測定装置は、通常、既にレーザダイオードを使用しているので、上記長所を達成することができる。基本的には、煙の存在を検出するために必要な光の放射は、表面処理装置の光学素子またはベースステーションの光学素子のいずれかによって提供されることができる。けれども、距離の測定および/または障害物の検出にも使用されることができる表面処理装置の光源を使用することが特に好ましい。結果として、煙センサ構造を提供するために表面処理装置またはベースステーション上に別個の光源を配置する必要はない。むしろ、例えば表面処理装置がベースステーションの中にまたはベースステーションに接している間、一時的に距離の測定または障害物の検出のために必要とされない表面処理装置の光源が、煙の検出のために使用されることができる。
【００２５】
けれども、その代わりにまた、光源は、ベースステーションの光学素子、すなわち光学ベース素子であってもよい。それは表面処理装置の光学素子に相当する。この場合、光は、表面処理装置から放射されるのではなく、むしろベースステーションから放射される。これは、ベースステーションが通常は建物の電源に接続され、蓄電池を介して動作する必要がない固定装置であるので、特に有利であり得る。
【００２６】
光学ベース素子または光学デバイス素子は、センサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることが提案される。従って、本発明によれば、ベースステーションまたは表面処理装置のいずれかが、信号振幅を検出するためのセンサを有することができる。例えば、表面処理装置が光源を有し、ベースステーションがセンサを有するか、または逆に表面処理装置がセンサを有し、ベースステーションがそれに対応する光源を有することを提供することができる。センサとしては、特に、費用対効果の高い大量生産された部品、例えばフォトダイオードまたはカメラチップが適している。これらは、特に好ましくは表面処理装置またはベースステーションの電子伝導体構造に一体化されることができる。
【００２７】
さらに、光学ベース素子または光学デバイス素子が、光学デバイス素子または光学ベース素子によって放射された光を少なくとも部分的に反射するためのミラーであることが提案される。この場合、表面処理装置またはその代わりにベースステーションのいずれかが光源とセンサの両方を有する。従って、光源によって発せられた光の放射は、ベースステーションまたは表面処理装置のミラーでのみ反射されるので、この場合の光学素子は完全に受動的構造であることができ、電力の供給を必要としない。例えば、これは、アクティブな光学部品（光源、センサ）が蓄電池に追加の負荷を置くことがない場合に有利である。放射を反射するためのミラーは、表面処理装置またはベースステーションの別個の光学素子であることができる。けれども、その代わりに、ベースステーションまたは表面処理装置の表面が、反射面を有することができ、特に反射層で覆われていることができる。ここで、ミラー表面の反射率は発せられる放射の波長に対応することは言うまでもない。
【００２８】
さらに、また、本発明は、表面処理装置および／またはベースステーションの動作方法を提案する。表面処理装置の少なくとも１つの光学デバイス素子および／またはベースステーションの少なくとも１つの光学ベース素子は、お互いにおよび／または外部の素子と相互に作用する。相互に作用するために、光学素子はお互いからある距離だけ離れて配置されている。光学デバイス素子または光学ベース素子は光を放射し、当該光は光学ベース素子または光学デバイス素子によって受信され、または光学ベース素子または光学デバイス素子または外部の素子によって光学デバイス素子または光学ベース素子に反射される。光学デバイス素子と光学ベース素子との間で、または外部の素子と光学デバイス素子または光学ベース素子との間で、煙の存在を検出するために、信号振幅の時間変化に対して、表面処理装置またはベースステーションの評価ユニットは光学デバイス素子または光学ベース素子によって受信された測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させる。
【００２９】
結果として、本発明に係る方法（ならびに上述したシステム）は、本質的に２つの動作モードに設定されることができる。第１の動作モードでは、表面処理装置の光学素子は、ベースステーションの光学素子によって検出される光を放射するか、またはその逆である。第２の動作モードでは、表面処理装置上またはベースステーション上のいずれかに配置された２つの光学素子は両方とも光信号を放出して検出するが、一方、ベースステーション／表面処理装置または他の外部素子の対応する光学素子はミラーとしての役割を果たすのみである。それは、表面処理装置またはベースステーションの光学素子によって放射された光を、表面処理装置またはベースステーションの光学素子に反射して戻す。ここで、センサは、有利には、光源に近接して配置される。それで、対向する光信号は互いに空間的に近くなる。
【００３０】
最後に、本発明に係る表面処理装置、本発明に係るベースステーションまたは本発明に係る表面処理装置とベースステーションとを備えるシステムの使用が、煙センサとして提案される。 
【００３１】
本発明は、以下に典型的な実施形態に基づいてもっと詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】部屋の中の表面処理装置とベースステーションとを備えるシステムである。
【図２】火災のために煙が発生している図１に示す部屋の状況である。
【図３】本発明に係るシステムの平面図である。
【図４】煙の存在しない第１の実施形態に係るシステムの概略図である。
【図５】煙の存在する図４のシステムである。
【図６】煙の存在しない第２の実施形態に係るシステムである。
【図７】煙の存在する図６のシステムである。
【図８】煙の存在しない第３の実施形態に係るシステムである。
【図９】煙の存在する図８のシステムである。
【図１０】煙の存在しない第４の実施形態に係るシステムである。
【図１１】煙の存在する図１０のシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図1は、普通の部屋の状況にある表面処理装置１とベースステーション２とを備えるシステムを示す。表面処理装置１は、ここでは自動移動式掃除ロボットの一例として設計されている。ベースステーション２は自動推進ではなく、システムのユーザによって部屋の内側に自由に配置されることができる。
【００３４】
表面処理装置１は、表面処理装置１の上側に配置された光学デバイス素子３と、マイクロプロセッサとデータメモリとを有する評価ユニット５とを備える。ベースステーション２は、例えば、表面処理装置１の蓄電池の充電、表面処理装置１の集塵室の掃除などを行う（図示しない）追加の構成要素と共に光学ベース素子４と評価ユニット５とを有する。
【００３５】
示されている図では、表面処理装置１は、ベースステーション２と直接接触して配置されている、すなわち、ベースステーション２に接続されている。表面処理装置１とベースステーション２は対応して形成された部分収納領域を有しており、表面処理装置１はベースステーション２の部分領域に入ることができる。この位置では、光学素子３，４はお互いから距離ｘ離れて配置されている。表面処理装置１がベースステーション２に配置されている間は、表面処理装置１はいかなる表面処理の仕事も実行しない。むしろ、必要に応じて、ベースステーション２によって表面処理装置１上でサービス処理が実行される。
【００３６】
以下に説明するように、この位置において表面処理装置１とベースステーション２は、また、煙センサとして機能する（ただし、表面処理装置１とベースステーション２が分離された状態においても煙センサとして機能することは除外されない）。 
【００３７】
煙センサの機能では、光学デバイス素子３と光学ベース素子４との間で煙の存在を検出する目的のために、一方の光学素子３，４によって放射された光信号が、他方の光学素子３，４によって受光され、信号振幅（または光強度）の時間変化に対して表面処理装置１および／またはベースステーション２の評価ユニット５によって評価される。定義された基準値を超えた値または下回る値は、警報信号を引き起こす。これは煙の存在、すなわち特に住宅火災の発生を示す。センサとしての役目を果たす光学素子３，４は、測定信号を連続的に受信し、それをデータメモリ内に記憶された基準値と連続的に比較するので、著しい時間遅延なしに煙の存在を決定することができる。けれども、ここで、部屋の1つには、表面処理装置１またはベースステーション２の評価ユニット５と通信するように設計された他の警報システム６が配置されており、外部の緊急コールセンタ、ユーザの携帯機器または同様のものに警報信号を送ることができる。
【００３８】
図２は、部屋の内側で火災が発生したときの上述した部屋の状況を示す。ここでは煙７が発生する、すなわち、部屋の内側に煙が存在している。煙７は、また、表面処理装置１とベースステーション２とを備える本発明のシステムが配置されている場所に達する。煙７は、ここでは約２０ｃｍの距離ｘだけお互いから離れて配置されている表面処理装置１の光学デバイス素子３とベースステーション２の光学ベース素子４との間に少なくとも部分的に浸透する。
【００３９】
図３は、表面処理装置１とベースステーション２とを備えるシステムの平面図を示す。表面処理装置１の部分収納領域とベースステーション２の部分収納領域との対応して形成された構造が見える。
【００４０】
表面処理装置１とベースステーション２とを備えるシステムの３つの異なる実施形態を以下に示す。
【００４１】
図４と図５は、本発明の第１の実施形態を示しており、表面処理装置１は２つの光学デバイス素子３、具体的には光源と光学センサを有する。ベースステーション２は、ここでは光学ミラーである光学デバイス素子４を有する。本実施形態の動作は、表面処理装置１の光源が連続的に光信号を放射し、それがベースステーション２のミラーに向かう動作である。光はミラーによって反射されて戻り、表面処理装置１のセンサに当たる。センサによって受信された信号の信号振幅が図に概略的に描かれている。図５は、表面処理装置１の光学デバイス素子３とベースステーション２の光学ベース素子４との間の光ビーム経路に煙７が存在する状況における図４のシステムを示す。この状況では、表面処理装置１の光源によって放射された光は、煙７によって少なくとも部分的に散乱され、対応する光成分はもはやベースステーション２の光学ベース素子４に達することができない。従って、煙７が存在していない状況と比較して、ミラーはより小さな信号振幅を持った小さい光成分を反射する。さらに、この反射された光成分は同様に煙７にぶつかり、２回目に散乱されるので、表面処理装置１のセンサによって測定された信号振幅は、図４の状況で測定された信号振幅よりも全体的に小さい。測定過程の間に、表面処理装置１のセンサは、信号振幅に関する情報を表面処理装置１の評価ユニット５に連続的に送信する。評価ユニット５は、この信号振幅を、光源によって放射された光信号の信号振幅に本質的に対応する基準信号振幅と比較する。センサによって現在測定されている信号振幅が特定の割合（基準値）だけ基準信号振幅を下回った場合、煙７の存在が推測される。例えば、定義された基準値は、煙７がないときに測定することができる基準信号振幅よりも１０％小さくすることができる。この定義された基準値が満たされていないとき、評価ユニット５は警報システム６に情報を送り、警報システム６はその後すぐに警報信号を発する。この警報信号は、光信号および/または音の信号であることができる。また、緊急コールセンタに有利に火災について通知することができる。
【００４２】
図６と図７は、本発明の第２の実施形態を示しており、表面処理装置１は単一の光学デバイス素子３のみを有し、ベースステーション２は２つの光学ベース素子４を有する。２つの光学ベース素子４は、光源と光センサである。光学デバイス素子３は、表面処理装置１に配置されたミラーである。その他の点では、この第２の実施形態に係る発明は、図４と図５に示す実施形態と同様に働く。 
【００４３】
他の実施形態として明確には記載されていないが、図４から図７に示す実施形態と同様に、壁や家具などの部分的な反射面領域のような外部の要素が、また、ミラーまたは反射面として使用されることができる。そのとき、表面処理装置１の光学デバイス素子３またはベースステーション２の光学ベース素子４はこの部分的な面領域と相互作用することができ、それで図４と図５に示す表面処理装置１はベースステーション２無しで煙センサとして動作することができ、または図６と図７に示すベースステーション２は表面処理装置１無しで煙センサとして動作することができる。
【００４４】
図８と図９は本発明の第３の実施形態を示しており、表面処理装置１は光学デバイス素子３、すなわち光源を有し、ベースステーション２は光学ベース素子４、すなわちセンサを有する。従って、表面処理装置１の光源によって放射された光は、ベースステーション２のセンサによって検出される。光源とセンサとの間に煙７が存在しなければ、センサの測定信号は図８に示す信号振幅を有する。図９は、光源とセンサとの間に煙７が存在する状況を示す。ここでは、光源によって放射された光は煙７で散乱され、そのわずかな部分のみがまだベースステーション２のセンサに達することができる。従って、測定信号の信号振幅は、煙７が存在しない場合の基準信号振幅よりも小さい。減少した信号振幅が図９に示されている。センサに割り付けられたベースステーション２の評価ユニット５は、現在の信号振幅を記憶された基準信号振幅と比較し、定義された基準値が満たされていないならば、煙７の存在を推測することができる。別のやり方で、また、警報信号が引き起こされる。
【００４５】
最後に、図１０と図１１は本発明の第４の実施形態を示しており、ベースステーション２はただ１つの光学ベース素子４、すなわちセンサを有し、センサはその位置のために表面処理装置１の光源とセンサとの間に煙７が存在するときのみ信号を検出することができる。この実施形態では、センサは光源によって放射された光の光軸の外側に配置されており、煙７の存在なしには光成分を受光することができず（図１０）、煙７が存在する場合、信号振幅が０に等しくない散乱光成分を受光する（図１１）。もちろん、その過程では、光はセンサの方向に散乱されるだけでなく、むしろ広がって放射される。ここでの動作モードは、光軸の外側のその位置のために、光が光源から進み、煙によって散乱されてセンサの方向に達する場合のみ、センサが光源の光を受光することができるという事実に基づいている。結果として、煙７の存在なしでは測定信号の信号振幅は通常０であるが、一方、煙７の存在下では信号振幅は０に等しくない値を有し、定義された基準値を超えるならば煙７の存在として認識される。そのとき、上述したように警報が引き起こされる。
【符号の説明】
【００４６】
１…表面処理装置
２…ベースステーション
３…光学デバイス素子
４…光学ベース素子
５…評価ユニット
６…警報システム
７…煙
x…距離
【図１】
2018532175.tif 000003
【図２】
2018532175.tif 000004
【図３】
2018532175.tif 000005
【図４】
2018532175.tif 000006
【図５】
2018532175.tif 000007
【図６】
2018532175.tif 000008
【図７】
2018532175.tif 000009
【図８】
2018532175.tif 000010
【図９】
2018532175.tif 000011
【図１０】
2018532175.tif 000012
【図１１】
2018532175.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月8日(2017.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、最初に、請求項１のプリアンブルの特徴を有するベースステーションに関する。
【０００２】
本発明は、さらに、請求項５のプリアンブルの特徴を有する表面処理装置、特に掃除ロボットとベースステーションとを備えるシステムに関する。
【０００３】
本発明は、さらに、ベースステーションの動作方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
表面処理装置と接続されるベースステーションは先行技術でよく知られている。表面処理装置は、例えば、表面処理装置の集塵室を空にしたり、掃除したり、表面処理装置の蓄電池を充電したりするために、ベースステーションと接続されることができる。例えば、表面処理装置が掃除ロボット、特に拭き取りおよび/または真空ロボットである場合、必要ならば独立してベースステーションに接近することができる。他の場合では、ユーザは、上記サービス処理を実行するために表面処理装置をベースステーションに手動で接続することができる。
【０００５】
例えば、表面処理装置とベースステーションは、対応する光学素子を有し、最も単純な場合には、ベースステーションで表面処理装置の存在を検出し、または表面処理装置とベースステーションの間の距離を測定するように設計される。例えば、光学素子の1つは、また、表面処理装置のレーザ三角測量システムの一部であることができる。
【０００６】
例えば、特許文献１は、障害物の検出のための複数の光学素子を提供するそのような光学三角測量システムを備えた表面処理装置を開示する。とりわけ、光学素子は、光源と、測定対象によって反射される光線のためのセンサとを含む。
【０００７】
光学ベース素子を有するベースステーションが特許文献２に開示されている。光学ベース素子は赤外線レシーバである。結果として、公知のベースステーションは表面処理装置から情報を受信するように設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許公開第１０  ２００８  ０１４  ９１２  Ａ１号公報
【特許文献２】欧州特許公開第２  ４２３  ８９３  Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した先行技術に基づいて、本発明の目的は、さらなる機能性を通してユーザに付加価値を与えるように、ベースステーションおよび／または表面処理装置とベースステーションとを備えシステムまたはベースステーションの動作方法を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、最初に請求項１の主題で達成される。その目的は、外部の素子と相互に作用するための光学ベース素子を設計することである。光学ベース素子によって放射される光は少なくとも部分的に外部の素子によって光学ベース素子に反射される。光学ベース素子と外部の素子との間で煙の存在を検出するために光学ベース素子と外部の素子とが相互に作用する間に、評価ユニットが信号振幅の時間変化に対して光学ベース素子から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている。
【００１１】
表面処理装置は、外部の素子と相互に作用する光学デバイス素子として設計されることができる。光学デバイス素子によって放射される光は少なくともまたは少なくとも部分的に外部の素子によって光学ベース素子に反射される。光学ベース素子と外部の素子との間で煙の存在を検出するために光学ベース素子と外部の素子とが相互に作用する間に、評価ユニットが信号振幅の時間変化に対して光学ベース素子から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている。
【００１２】
この目的は、さらに、表面処理装置とべースステーションを備えるシステムに関する請求項５の主題で達成される。その目的は、少なくとも１つの光学素子に評価装置を割り付けることである。光学デバイス素子と光学ベース素子との間で煙の存在を検出するために光学素子が相互に作用する間に、評価装置が信号振幅の時間変化に対して光学素子から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている。表面処理装置とべースステーションの間で接触すると、光学素子の間で相互作用が生じる。煙センサとしての機能は、また、蓄電池の充電や表面処理装置の集塵室の掃除のようなベースステーションのサービス処理の実現によって伴われることができる。
【００１３】
この目的は、また、特に請求項１に記載される種類のべースステーションの動作方法で達成される。その目的は、相互作用のためにある距離だけ離れてベースステーションを配置することである。光学ベース素子は光学ベース素子によって受光される光を放射する。ベースステーションの評価ユニットは、信号振幅の時間変化に対して、光学ベース素子と外部の素子との間で煙の存在を検出するために光学ベース素子によって受信された測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させる。
【００１４】
従って、また、表面処理装置の光学デバイス素子と外部の素子とは、煙センサを形成することができる。光学デバイス素子の１つによって受信される測定信号は、定義された時間にわたって、特に連続的に、評価ユニットによって評価される。評価ユニットは、信号振幅の変化を検出し、基準値によって定義される過度の変化が生じると、表面処理装置の光学デバイス素子と外部の素子との間の煙の存在を決定し、その後すぐに、警報システムに警報信号（火災警報）を出力することを促す。とりわけ、光学デバイス素子は、少なくとも１つの光源と１つのセンサを有することができる。例えば、また、これらは共通のトランシーバユニットに接続することができる。外部の素子は、好ましくはミラーであり、最も単純な場合には、放射された光を少なくとも部分的に反射する表面、例えば壁または家具の部分的な表面領域である。好ましくは、外部の素子は、ベースステーションの光学ベース素子、例えばベースステーションのハウジングの部分的な反射面、またはハウジング内に配置された光学ミラーである。ここで、光学デバイス素子によって放射された光は、外部の素子、すなわち反射面または光学ミラーによって表面処理装置の他の光学デバイス素子に反射される。煙がない場合、光学デバイス素子は、好ましくはほぼ完全に光源の放射された光を受光する。しかし、煙が存在する場合、光学デバイス素子は、対照的に減少した信号振幅を有する測定信号を受光する。この場合、現在測定されている信号振幅は、いつでも煙がない場合に普通である基準信号振幅と比較される。その値が定義された基準値を下回ったときに、煙の存在が推測される。その検出結果に基づいて、評価ユニットは、表面処理装置、ベースステーションまたは家庭用警報システムの警報ユニットに信号を送信し、警報ユニットは光および/または音の警報信号を表面処理装置のユーザ、緊急コールセンタなどに送信する。
【００１５】
光学デバイス素子は、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることが提案される。ダイオードまたはレーザダイオードは電気回路に容易に組み込むことができ、特に小さく、費用対効果が高いので、光源としてのダイオードまたはレーザダイオードの使用は、意味がある。レーザダイオードの他の長所は、空間的にコヒーレントな光の放射であるので、放射された光がより長い距離にわたって束ねられ、広がらずに伝搬する。そうでなければセンサによって測定される信号振幅の変化を引き起こし、従って測定信号の誤った解釈の原因となる可能性がある。
【００１６】
光源は、表面処理装置の距離測定装置、特に三角測量測定装置の要素であることが提案される。従って、煙の検出のために必要な光の放射は、表面処理装置の光源によって放射される。これは、また、煙の検出とは別に距離の測定および/または障害物の検出に使用される。結果として、煙センサを提供するために表面処理装置上に別の光源を配置することは必要ない。むしろ、例えばアイドル状態において距離の測定または障害物の検出のために表面処理装置で必要とされない光源は、煙の検出のために使用されることができる。あるいは、煙の測定および距離の測定／障害物の検出のために、光源をクロックで交互に使用することが提案される。
【００１７】
また、光学デバイス素子がセンサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることが提案される。センサとしては、特に、費用対効果の高い大量生産された部品、例えばフォトダイオードまたはカメラチップが適している。これは、特に好ましくは表面処理装置の電子伝導体構造に一体化されることができる。 
【００１８】
上記で提案された表面処理装置とは別に、本発明は、また、上述したタイプのベースステーションを提案する。ベースステーションでは、光学ベース素子が外部の素子と相互に作用するように設計されており、光学ベース素子によって放射される光は少なくとも部分的に外部の素子によって光学ベース素子に反射される。光学ベース素子と外部の素子との間で煙の存在を検出するために光学ベース素子と外部の素子とが相互に作用する間に、評価ユニットが信号振幅の時間変化に対して光学ベース素子から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている。
【００１９】
ベースステーションの光学ベース素子と外部の素子とは、組み合わさって煙センサを形成する。光学ベース素子の１つによって受信される測定信号は、定義された時間にわたって、特に連続的に、評価ユニットによって評価される。評価ユニットは、信号振幅の変化を検出し、基準値によって定義される過度の変化が生じると、ベースステーションの光学ベース素子と外部の素子との間の煙の存在を決定し、その後すぐに、警報システムに警報信号（火災警報）を出力することを促す。光学ベース素子は、少なくとも１つの光源と１つのセンサである。これらは、共通のトランシーバユニットに接続することができる。外部の素子は、好ましくはミラーであり、最も単純な場合には、放射された光を少なくとも部分的に反射する表面、例えば壁または家具の部分的な表面領域である。けれどもまた、好ましくは、外部の素子は、表面処理装置の光学デバイス素子、例えば表面処理装置のハウジングの部分的な反射面、またはハウジング内に配置された光学ミラーであることができる。ここで、光学ベース素子によって放射された光は、外部の素子、すなわち反射面または光学ミラーによって追加の光学ベース素子に反射される。煙がない場合、光学ベース素子は、好ましくはほぼ完全に光源の放射された光を受光する。しかし、煙が存在する場合、光学ベース素子は、対照的に減少した信号振幅を有する測定信号を受光する。この場合、現在測定されている信号振幅は、いつでも煙がない場合に普通である基準信号振幅と比較される。その値が定義された基準値を下回ったときに、煙の存在が推測される。その検出結果に基づいて、評価ユニットは、ベースステーション、表面処理装置または家庭用警報システムの警報ユニットに信号を送信し、警報ユニットは光および/または音の警報信号をベースステーションのユーザ、緊急コールセンタなどに送信する。
【００２０】
光学ベース素子は、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることが提案される。ダイオードまたはレーザダイオードは電気回路に容易に組み込むことができ、特に小さく、費用対効果が高いので、光源としてのダイオードまたはレーザダイオードの使用は、意味がある。レーザダイオードの他の長所は、空間的にコヒーレントな光の放射であるので、放射された光がより長い距離にわたって束ねられ、広がらずに伝搬する。そうでなければセンサによって測定される信号振幅の変化を引き起こし、従って測定信号の誤った解釈の原因となる可能性がある。
【００２１】
さらに、光学ベース素子がセンサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることが提案される。センサとしては、特に、費用対効果の高い大量生産された部品、例えばフォトダイオードまたはカメラチップが適している。これは、特に好ましくはベースステーションの電子伝導体構造に一体化されることができる。
【００２２】
表面処理装置とべースステーションを備えるシステムに関して、表面処理装置とべースステーションの光学素子は、煙センサを形成する。光学素子の１つによって受信される測定信号は、定義された時間にわたって、特に連続的に、評価ユニットによって評価される。評価ユニットは、信号振幅の変化を検出し、基準値によって定義される過度の変化が生じると、表面処理装置の光学デバイス素子とベースステーションの光学ベース素子との間の煙の存在を決定し、その後すぐに、警報システムに警報信号（火災警報）を出力することを促す。とりわけ、光学素子は、特に、少なくとも１つの光源、ミラーおよび／またはセンサを有することができる。
【００２３】
場合により、煙の存在を検出するために様々な光学的配置が可能である。第１の配置では、測定信号を受光するセンサは、例えば、光源の光ビームの経路（すなわち、光の主伝搬方向）に配置される。それで、センサは、煙が無くても光源によって放射された光を直接的に、そして好ましくは完全に受光する。煙が存在する場合、対照的にセンサは減少した信号振幅を有する測定信号を受光する。第２の配置では、センサは、光ビームの経路の外側で散乱された光を測定するために、光源によって放射される放射の光ビームの経路の外側に配置されることができる。煙（または他の物体）がない場合、信号振幅は通常０である。一方、煙の存在下では、光源によっては発せられた放射は煙（または煙粒子）で散乱され、光学センサに当たる。第１と第２の配置の両方で、現在測定されている信号振幅は、いつでも煙がない場合に普通である基準信号振幅と比較され、値が定義された基準値を下回ったならば（第１の配置）、または上回ったならば（第２の配置）、煙の存在が推測される。そのとき、評価ユニットは、表面処理装置、ベースステーションまたは家庭用警報システムの警報ユニットに信号を送信し、警報ユニットは光および/または音の警報信号を表面処理装置のユーザ、緊急コールセンタなどに送信する。
【００２４】
相互作用の間、光学デバイス素子と光学ベース素子との間の距離がおおよそ１ｃｍから２０ｃｍであるように、光学素子が表面処理装置とベースステーションとに配置されることが提案される。一方では、この距離は、表面処理装置の光学素子とベースステーションの光学素子との間に十分な距離が残るように寸法決めされ、火災の際に生じる煙が浸透することができる。他方では、その距離は、光源によって発せられた放射のできる限り損失のない送信を他の光学素子、例えばセンサまで可能にする大きさのオーダーである。このような表面処理装置とベースステーションの光学素子の間の距離を可能にするために、表面処理装置とベースステーションとの接触中であっても、光学素子は表面処理装置またはベースステーション上に適切に配置される。基本的には、光学素子の間の相互作用は、表面処理装置とベースステーションとの接触中、または表面処理装置とベースステーションに位置していない表面処理装置の位置に対応するベースステーションとの間の距離で起こることができる。例えば、表面処理装置は、ベースステーションの前で自由である、すなわち、ベースステーションと接触しておらず、表面処理装置の光学部品とベースステーションの光学ベース素子との間に約１ｃｍから２０ｃｍの距離を与えることができる。けれども、表面処理装置は有利な距離を形成しながらベースステーションと接触することが有利である。それで、煙センサとしての機能は、蓄電池の充電や表面処理装置の集塵室の掃除のようなサービス処理の実現によって伴われることができる。
【００２５】
光学デバイス素子または光学ベース素子は、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることが提案される。ダイオードまたはレーザダイオードは電気回路に容易に組み込むことができ、特に小さく、費用対効果が高いので、光源としてのダイオードまたはレーザダイオードの使用は、意味がある。レーザダイオードの他の長所は、空間的にコヒーレントな光の放射であるので、放射された光がより長い距離にわたって束ねられ、広がらずに伝搬する。そうでなければセンサによって測定される信号振幅の変化を引き起こし、従って測定信号の誤った解釈の原因となる可能性がある。
【００２６】
光源は、有利に、表面処理装置の距離測定装置、特に三角測量測定装置の要素である。表面処理装置に使用される距離測定装置、特に三角測量測定装置は、通常、既にレーザダイオードを使用しているので、上記長所を達成することができる。基本的には、煙の存在を検出するために必要な光の放射は、表面処理装置の光学素子またはベースステーションの光学素子のいずれかによって提供されることができる。けれども、距離の測定および/または障害物の検出にも使用されることができる表面処理装置の光源を使用することが特に好ましい。結果として、煙センサ構造を提供するために表面処理装置またはベースステーション上に別個の光源を配置する必要はない。むしろ、例えば表面処理装置がベースステーションの中にまたはベースステーションに接している間、一時的に距離の測定または障害物の検出のために必要とされない表面処理装置の光源が、煙の検出のために使用されることができる。
【００２７】
けれども、その代わりにまた、光源は、ベースステーションの光学素子、すなわち光学ベース素子であってもよい。それは表面処理装置の光学素子に相当する。この場合、光は、表面処理装置から放射されるのではなく、むしろベースステーションから放射される。これは、ベースステーションが通常は建物の電源に接続され、蓄電池を介して動作する必要がない固定装置であるので、特に有利であり得る。
【００２８】
光学ベース素子または光学デバイス素子は、センサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることが提案される。従って、本発明によれば、ベースステーションまたは表面処理装置のいずれかが、信号振幅を検出するためのセンサを有することができる。例えば、表面処理装置が光源を有し、ベースステーションがセンサを有するか、または逆に表面処理装置がセンサを有し、ベースステーションがそれに対応する光源を有することを提供することができる。センサとしては、特に、費用対効果の高い大量生産された部品、例えばフォトダイオードまたはカメラチップが適している。これらは、特に好ましくは表面処理装置またはベースステーションの電子伝導体構造に一体化されることができる。
【００２９】
さらに、光学ベース素子または光学デバイス素子が、光学デバイス素子または光学ベース素子によって放射された光を少なくとも部分的に反射するためのミラーであることが提案される。この場合、表面処理装置またはその代わりにベースステーションのいずれかが光源とセンサの両方を有する。従って、光源によって発せられた光の放射は、ベースステーションまたは表面処理装置のミラーでのみ反射されるので、この場合の光学素子は完全に受動的構造であることができ、電力の供給を必要としない。例えば、これは、アクティブな光学部品（光源、センサ）が蓄電池に追加の負荷を置くことがない場合に有利である。放射を反射するためのミラーは、表面処理装置またはベースステーションの別個の光学素子であることができる。けれども、その代わりに、ベースステーションまたは表面処理装置の表面が、反射面を有することができ、特に反射層で覆われていることができる。ここで、ミラー表面の反射率は発せられる放射の波長に対応することは言うまでもない。
【００３０】
さらに、また、本発明は、表面処理装置および／またはベースステーションの動作方法を提案する。表面処理装置の少なくとも１つの光学デバイス素子および／またはベースステーションの少なくとも１つの光学ベース素子は、お互いにおよび／または外部の素子と相互に作用する。相互に作用するために、光学素子はお互いからある距離だけ離れて配置されている。光学デバイス素子または光学ベース素子は光を放射し、当該光は光学ベース素子または光学デバイス素子によって受信され、または光学ベース素子または光学デバイス素子または外部の素子によって光学デバイス素子または光学ベース素子に反射される。光学デバイス素子と光学ベース素子との間で、または外部の素子と光学デバイス素子または光学ベース素子との間で、煙の存在を検出するために、信号振幅の時間変化に対して、表面処理装置またはベースステーションの評価ユニットは光学デバイス素子または光学ベース素子によって受信された測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させる。
【００３１】
結果として、本発明に係る方法（ならびに上述したシステム）は、本質的に２つの動作モードに設定されることができる。第１の動作モードでは、表面処理装置の光学素子は、ベースステーションの光学素子によって検出される光を放射するか、またはその逆である。第２の動作モードでは、表面処理装置上またはベースステーション上のいずれかに配置された２つの光学素子は両方とも光信号を放出して検出するが、一方、ベースステーション／表面処理装置または他の外部素子の対応する光学素子はミラーとしての役割を果たすのみである。それは、表面処理装置またはベースステーションの光学素子によって放射された光を、表面処理装置またはベースステーションの光学素子に反射して戻す。ここで、センサは、有利には、光源に近接して配置される。それで、対向する光信号は互いに空間的に近くなる。
【００３２】
本発明は、以下に典型的な実施形態に基づいてもっと詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】部屋の中の表面処理装置とベースステーションから成るシステムである。
【図２】火災のために煙が発生している図１に示す部屋の状況である。
【図３】本発明に係るシステムの平面図である。
【図４】煙の存在しない第１の実施形態に係るシステムの概略図である。
【図５】煙の存在する図４のシステムである。
【図６】煙の存在しない第２の実施形態に係るシステムである。
【図７】煙の存在する図６のシステムである。
【図８】煙の存在しない第３の実施形態に係るシステムである。
【図９】煙の存在する図８のシステムである。
【図１０】煙の存在しない第４の実施形態に係るシステムである。
【図１１】煙の存在する図１０のシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図1は、普通の部屋の状況にある表面処理装置１とベースステーション２から成るシステムを示す。表面処理装置１は、ここでは自動移動式掃除ロボットの一例として設計されている。ベースステーション２は自動推進ではなく、システムのユーザによって部屋の内側に自由に配置されることができる。
【００３５】
表面処理装置１は、表面処理装置１の上側に配置された光学デバイス素子３と、マイクロプロセッサとデータメモリとを有する評価ユニット５とを備える。ベースステーション２は、例えば、表面処理装置１の蓄電池の充電、表面処理装置１の集塵室の掃除などを行う（図示しない）追加の構成要素と共に光学ベース素子４と評価ユニット５とを有する。
【００３６】
示されている図では、表面処理装置１は、ベースステーション２と直接接触して配置されている、すなわち、ベースステーション２に接続されている。表面処理装置１とベースステーション２は対応して形成された部分収納領域を有しており、表面処理装置１はベースステーション２の部分領域に入ることができる。この位置では、光学素子３，４はお互いから距離ｘ離れて配置されている。表面処理装置１がベースステーション２に配置されている間は、表面処理装置１はいかなる表面処理の仕事も実行しない。むしろ、必要に応じて、ベースステーション２によって表面処理装置１上でサービス処理が実行される。
【００３７】
以下に説明するように、この位置において表面処理装置１とベースステーション２は、また、煙センサとして機能する（ただし、表面処理装置１とベースステーション２が分離された状態においても煙センサとして機能することは除外されない）。 
【００３８】
煙センサの機能では、光学デバイス素子３と光学ベース素子４との間で煙の存在を検出する目的のために、一方の光学素子３，４によって放射された光信号が、他方の光学素子３，４によって受光され、信号振幅（または光強度）の時間変化に対して表面処理装置１および／またはベースステーション２の評価ユニット５によって評価される。定義された基準値を超えた値または下回る値は、警報信号を引き起こす。これは煙の存在、すなわち特に住宅火災の発生を示す。センサとしての役目を果たす光学素子３，４は、測定信号を連続的に受信し、それをデータメモリ内に記憶された基準値と連続的に比較するので、著しい時間遅延なしに煙の存在を決定することができる。けれども、ここで、部屋の1つには、表面処理装置１またはベースステーション２の評価ユニット５と通信するように設計された他の警報システム６が配置されており、外部の緊急コールセンタ、ユーザの携帯機器または同様のものに警報信号を送ることができる。
【００３９】
図２は、部屋の内側で火災が発生したときの上述した部屋の状況を示す。ここでは煙７が発生する、すなわち、部屋の内側に煙が存在している。煙７は、また、表面処理装置１とベースステーション２から成る本発明のシステムが配置されている場所に達する。煙７は、ここでは約２０ｃｍの距離ｘだけお互いから離れて配置されている表面処理装置１の光学デバイス素子３とベースステーション２の光学ベース素子４との間に少なくとも部分的に浸透する。
【００４０】
図３は、表面処理装置１とベースステーション２から成るシステムの平面図を示す。表面処理装置１の部分収納領域とベースステーション２の部分収納領域との対応して形成された構造が見える。
【００４１】
表面処理装置１とベースステーション２から成るシステムの３つの異なる実施形態を以下に示す。
【００４２】
図４と図５は、本発明の第１の実施形態を示しており、表面処理装置１は２つの光学デバイス素子３、具体的には光源と光学センサを有する。ベースステーション２は、ここでは光学ミラーである光学デバイス素子４を有する。本実施形態の動作は、表面処理装置１の光源が連続的に光信号を放射し、それがベースステーション２のミラーに向かう動作である。光はミラーによって反射されて戻り、表面処理装置１のセンサに当たる。センサによって受信された信号の信号振幅が図に概略的に描かれている。図５は、表面処理装置１の光学デバイス素子３とベースステーション２の光学ベース素子４との間の光ビーム経路に煙７が存在する状況における図４のシステムを示す。この状況では、表面処理装置１の光源によって放射された光は、煙７によって少なくとも部分的に散乱され、対応する光成分はもはやベースステーション２の光学ベース素子４に達することができない。従って、煙７が存在していない状況と比較して、ミラーはより小さな信号振幅を持った小さい光成分を反射する。さらに、この反射された光成分は同様に煙７にぶつかり、２回目に散乱されるので、表面処理装置１のセンサによって測定された信号振幅は、図４の状況で測定された信号振幅よりも全体的に小さい。測定過程の間に、表面処理装置１のセンサは、信号振幅に関する情報を表面処理装置１の評価ユニット５に連続的に送信する。評価ユニット５は、この信号振幅を、光源によって放射された光信号の信号振幅に本質的に対応する基準信号振幅と比較する。センサによって現在測定されている信号振幅が特定の割合（基準値）だけ基準信号振幅を下回った場合、煙７の存在が推測される。例えば、定義された基準値は、煙７がないときに測定することができる基準信号振幅よりも１０％小さくすることができる。この定義された基準値が満たされていないとき、評価ユニット５は警報システム６に情報を送り、警報システム６はその後すぐに警報信号を発する。この警報信号は、光信号および/または音の信号であることができる。また、緊急コールセンタに有利に火災について通知することができる。
【００４３】
図６と図７は、本発明の第２の実施形態を示しており、表面処理装置１は単一の光学デバイス素子３のみを有し、ベースステーション２は２つの光学ベース素子４を有する。２つの光学ベース素子４は、光源と光センサである。光学デバイス素子３は、表面処理装置１に配置されたミラーである。その他の点では、この第２の実施形態に係る発明は、図４と図５に示す実施形態と同様に働く。 
【００４４】
他の実施形態として明確には記載されていないが、図４から図７に示す実施形態と同様に、壁や家具などの部分的な反射面領域のような外部の要素が、また、ミラーまたは反射面として使用されることができる。そのとき、表面処理装置１の光学デバイス素子３またはベースステーション２の光学ベース素子４はこの部分的な面領域と相互作用することができ、それで図４と図５に示す表面処理装置１はベースステーション２無しで煙センサとして動作することができ、または図６と図７に示すベースステーション２は表面処理装置１無しで煙センサとして動作することができる。
【００４５】
図８と図９は本発明の第３の実施形態を示しており、表面処理装置１は光学デバイス素子３、すなわち光源を有し、ベースステーション２は光学ベース素子４、すなわちセンサを有する。従って、表面処理装置１の光源によって放射された光は、ベースステーション２のセンサによって検出される。光源とセンサとの間に煙７が存在しなければ、センサの測定信号は図８に示す信号振幅を有する。図９は、光源とセンサとの間に煙７が存在する状況を示す。ここでは、光源によって放射された光は煙７で散乱され、そのわずかな部分のみがまだベースステーション２のセンサに達することができる。従って、測定信号の信号振幅は、煙７が存在しない場合の基準信号振幅よりも小さい。減少した信号振幅が図９に示されている。センサに割り付けられたベースステーション２の評価ユニット５は、現在の信号振幅を記憶された基準信号振幅と比較し、定義された基準値が満たされていないならば、煙７の存在を推測することができる。別のやり方で、また、警報信号が引き起こされる。
【００４６】
最後に、図１０と図１１は本発明の第４の実施形態を示しており、ベースステーション２はただ１つの光学ベース素子４、すなわちセンサを有し、センサはその位置のために表面処理装置１の光源とセンサとの間に煙７が存在するときのみ信号を検出することができる。この実施形態では、センサは光源によって放射された光の光軸の外側に配置されており、煙７の存在なしには光成分を受光することができず（図１０）、煙７が存在する場合、信号振幅が０に等しくない散乱光成分を受光する（図１１）。もちろん、その過程では、光はセンサの方向に散乱されるだけでなく、むしろ広がって放射される。ここでの動作モードは、光軸の外側のその位置のために、光が光源から進み、煙によって散乱されてセンサの方向に達する場合のみ、センサが光源の光を受光することができるという事実に基づいている。結果として、煙７の存在なしでは測定信号の信号振幅は通常０であるが、一方、煙７の存在下では信号振幅は０に等しくない値を有し、定義された基準値を超えるならば煙７の存在として認識される。そのとき、上述したように警報が引き起こされる。
【符号の説明】
【００４７】
１…表面処理装置
２…ベースステーション
３…光学デバイス素子
４…光学ベース素子
５…評価ユニット
６…警報システム
７…煙
x…距離
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービス処理、特に表面処理装置（１）の掃除および／または当該表面処理装置（１）の蓄電池の充電のために当該サービス処理装置（１）と接続されるベースステーション（２）であって、
前記ベースステーション（２）が、少なくとも１つの光学ベース素子（４）と評価ユニット（５）を有し、
前記光学ベース素子（４）が外部の素子と相互に作用するように設計されており、前記光学ベース素子（４）によって放射される光が少なくとも部分的に前記外部の素子によって前記光学ベース素子（４）に反射され、
前記光学ベース素子（４）と前記外部の素子との間で煙（７）の存在を検出するために前記光学ベース素子（４）と前記外部の素子とが相互に作用する間に、前記評価ユニット（５）が信号振幅の時間変化に対して前記光学ベース素子（４）から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されている、
ことを特徴とするベースステーション（２）。
【請求項２】
複数の前記光学ベース素子（４）が提供されることを特徴とする請求項１に記載のベースステーション（２）。
【請求項３】
前記光学ベース素子（４）が、ダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることを特徴とする請求項２または３に記載のベースステーション（２）。
【請求項４】
前記センサが、フォトダイオードまたはカメラチップであることを特徴とする請求項２または３に記載のベースステーション（２）。
【請求項５】
表面処理装置（１）、特に掃除ロボットと、サービス処理、特に当該表面処理装置（１）の掃除および／または当該表面処理装置（１）の蓄電池の充電のために当該サービス処理装置（１）に接続されるベースステーション（２）とを備えるシステムであって、
前記表面処理装置（１）が、少なくとも１つの光学デバイス素子（３）を有し、
前記ベースステーション（２）が、前記光学デバイス素子（３）と相互に作用するように設計された少なくとも１つの光学ベース素子（４）を有し、
評価ユニット（５）が少なくとも１つの光学素子（３，４）に割り付けられており、前記光学デバイス素子（３）と光学ベース素子（４）との間で煙（７）の存在を検出するために前記光学素子（３，４）が相互に作用する間に、前記評価ユニット（５）が信号振幅の時間変化に対して前記光学素子（３，４）から受けた測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させるように設計されており、
前記表面処理装置（１）と前記べースステーション（２）の間で接触すると、光学素子（３，４）の間で相互作用が生じ、
煙センサとしての機能は、また同時に、蓄電池の充電や表面処理装置の集塵室の掃除のような前記ベースステーション（２）のサービス処理の実現によって伴われる、
ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
相互作用の間、前記光学デバイス素子（３）と光学ベース素子（４）との間の距離（ｘ）がおおよそ１ｃｍから２０ｃｍであるように、前記光学素子（３，４）が前記表面処理装置（１）と前記ベースステーション（２）とに配置されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記光学デバイス素子（３）または光学ベース素子（４）が、光源、好ましくはダイオード、特に好ましくはレーザダイオードであることを特徴とする請求項５または６に記載のシステム。
【請求項８】
前記光学ベース素子（４）または光学デバイス素子（３）が、センサ、特にフォトダイオードまたはカメラチップであることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記光学ベース素子（４）または光学デバイス素子（３）が、前記光学デバイス素子（３）または光学ベース素子（４）によって放射された光を少なくとも部分的に反射するためのミラーであることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のベースステーション（２）の動作方法であって、
前記ベースステーション（２）の少なくとも１つの光学ベース素子（４）が、外部の素子と相互に作用し、
相互作用の間、前記光学ベース素子（４）が距離（ｘ）離れて配置されており、
前記光学ベース素子（４）が光を放射し、当該光が前記光学ベース素子（４）によって受信され、
前記光学ベース素子（４）と外部の素子との間で、煙（７）の存在を検出するために、信号振幅の時間変化に対して、前記ベースステーション（２）の評価ユニット（５）が前記光学ベース素子（４）によって受信された測定信号を評価し、定義された基準値を過ぎるとすぐに警報信号を発生させる、
ことを特徴とする動作方法。
【国際調査報告】
2018532175.tif 000014
2018532175.tif 000015
2018532175.tif 000016
2018532175.tif 000017
2018532175.tif 000018
2018532175.tif 000019