JP7447852B2 - 判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、人の手指に装着物が装着されているか否かを判別する判別装置に関する。

例えば食品加工工場においては、ＵＶＣ殺菌装置を用いて、作業者の手の殺菌が行われる。ＵＶＣは、波長が２００～２８０ナノメートルの紫外線であり、殺菌性能が高い。こうした紫外線が、ゴム手袋が装着されていない状態の手の皮膚に照射されると、人体に悪影響を及ぼすおそれがある。

そこで、作業者の安全性を確保するために、上記ＵＶＣ殺菌装置において、作業者の手にゴム手袋が装着されているか否かを判別する判別装置を設けることが考えられる。この場合、判別装置によりゴム手袋が装着されていると判別された場合にのみ、紫外線の照射が許可される。

特許文献１には、タッチパネルを使用する使用者の手を撮影するとともに、その撮影画像に基づいて、使用者の手が手袋装着状態と手袋非装着状態とのいずれの状態であるかを判断する装置が開示されている。同装置は、使用者の手の撮影画像と、当該撮影画像が取得されたときに使用者の手が手袋装着状態及び手袋非装着状態のいずれの状態であったかを示す手袋有無情報とを対応付けて記憶する記憶手段を備えている。また、同装置は、同記憶手段に記憶された手袋有無情報を参照しつつ、手袋有無情報に対応づけられた撮影画像と、新たに取得された撮影画像とを比較することで、使用者の手が手袋装着状態と手袋非装着状態とのいずれの状態であるかを判断する判断手段を備えている。

特開２０１４－１８２７００号公報

ところで、上記判別装置において特許文献１に記載の技術を採用する場合には、使用者の手を撮影するカメラの他、上記記憶手段及び上記判断手段が必要になる。そのため、判別装置の構成が複雑になる。

上記課題を解決するための判別装置は、人の手指に装着物が装着されているか否かを判別する判別装置であって、底面及び前記底面を取り囲む環状の側面を含み、前記手指の挿入可能な凹部を有する本体と、前記凹部の前記底面に設けられ、前記凹部の内部への前記手指の挿入動作を検知する静電容量方式または抵抗膜方式の第１センサと、前記凹部の内部に設けられ、色を検知する第２センサと、前記第１センサにより前記手指の挿入動作が検知され、且つ前記第２センサにより前記装着物の外面の色が検知された場合に、前記手指に前記装着物が装着されていると判断する制御部と、を備える。

同構成によれば、本体の凹部の内部に人の手指が挿入されると、この挿入動作が、凹部の底面に設けられた静電容量方式または抵抗膜方式の第１センサによって検知される。またこのとき、手指に装着物が装着されている場合には、第２センサにより、装着物の外面の色が検知される。

上記構成によれば、第１センサにより手指の挿入動作が検知され、且つ第２センサにより装着物の外面の色が検知された場合に、制御部によって、手指に装着物が装着されていると判断される。

したがって、人の手指に装着物が装着されているか否かを簡単な構成によって判別することができる。
上記判別装置において、前記第２センサは、前記凹部の前記側面に設けられていることが好ましい。

同構成によれば、第２センサから見た背景の色が、手指の挿入動作以外の要因によって変化しにくくなる。また、第２センサから背景までの距離が一定となる。このため、凹部の内部に手指が挿入されていない状態において、背景からの光の反射量の変動が小さくなる。これにより、背景からの光の反射量が変動することに起因した判別精度の低下を抑制できる。

上記判別装置において、前記凹部の前記側面において前記第２センサに対向する対向部は、前記装着物の外面とは異なる色を呈していることが好ましい。
対向部の色が装着物の外面の色と同じである場合、第２センサが対向部の色と装着物の外面の色とを区別することが困難となりやすい。その結果、上記判別の精度が低下するおそれがある。

この点、上記構成によれば、上述した不都合の発生が抑制されるため、手指に装着物が装着されているか否かを一層精度良く判別することができる。
上記判別装置において、前記対向部の色は、前記装着物の外面の色と補色の関係であることが好ましい。

同構成によれば、上述した不都合の発生が一層抑制される。このため、手指に装着物が装着されているか否かをより一層精度良く判別することができる。
上記判別装置において、前記側面は、前記底面に近づくほど先細な形状であることが好ましい。

同構成によれば、凹部の側面によって、底面に設けられた第１センサに向かう手指の移動が円滑に案内されるようになる。これにより、第１センサが設けられた底面に対して手指を適切に近接または接触させることができるため、第１センサによって凹部の内部への手指の挿入動作を的確に検知できる。

本発明によれば、人の手指に装着物が装着されているか否かを簡単な構成によって判別することができる。

判別装置の一実施形態を示す平面図。 同実施形態の判別装置を示す斜視図。 静電容量方式の第１センサを示す断面図。 抵抗膜方式の第１センサを示す断面図。

以下、図１～図４を参照して、判別装置の一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、判別装置１０は、装着物としてのゴム手袋９１が人の手指９０に装着されているか否かを判別するものである。ゴム手袋９１は、例えば食品加工工場などで用いられるものであり、青色を呈する外面を有する。

判別装置１０は、本体１１、第１センサ２０、第２センサ３０、及び制御部４０を備えている。
本体１１は、手指９０の挿入可能な凹部１２を有している。

凹部１２は、底面１３と、底面１３を取り囲む環状の側面１４とを有している。底面１３は、例えば長円状である。側面１４は、底面１３に近づくほど先細な形状である。凹部１２は、例えば人差し指の腹を含む末節部の一部が挿入可能な大きさを有している。

＜第１センサ２０＞
凹部１２の底面１３には、凹部１２の内部への手指９０の挿入動作を検知する第１センサ２０が設けられている。第１センサ２０は、静電容量方式または膜抵抗方式のタッチセンサである。

＜静電容量方式の第１センサ２０＞
図３に示すように、静電容量方式の第１センサ２０は、絶縁体２１と、絶縁体２１の裏面に設けられた電極２２とを備えている。絶縁体２１は、例えば硬質合成樹脂製である。絶縁体２１の表面によって、底面１３が構成されている。

絶縁体２１へ手指９０が近接すると、これに伴って絶縁体２１の静電容量が増加する。第１センサ２０は、絶縁体２１の静電容量に基づいて凹部１２の内部への手指９０の挿入動作を検知する。

＜膜抵抗方式の第１センサ２０＞
図４に示すように、抵抗膜方式の第１センサ２０は、絶縁基板（図示略）上に配置された第１電極膜２３と、第１電極膜２３と隙間Ｓを介して平行に配置された第２電極膜２５と、第２電極膜２５上に配置された絶縁膜２６を備えている。第１電極膜２３の外周部と第２電極膜２５の外周部との間には、上記隙間Ｓを保持するための絶縁体２４が設けられている。絶縁膜２６の表面によって、底面１３が構成されている。

手指９０によって絶縁膜２６の表面が押されると、絶縁膜２６及び第１電極膜２３が撓むとともに、第１電極膜２３と第２電極膜２５とが接触することで導通する。これにより、第１電極膜２３と第２電極膜２５との間の電圧が変動する。

第１センサ２０は、第１電極膜２３と第２電極膜２５との間の電圧の変化量に基づいて凹部１２の内部への手指９０の挿入動作を検知する。
＜第２センサ３０＞
凹部１２の内部には、色を検知する第２センサ３０が設けられている。第２センサ３０は、カラーセンサであり、周知の３チャンネルのフォトダイオードにより構成されている。フォトダイオードは、Ｒ（Red ）、Ｇ（Green ）、Ｂ（Blue）の各々の光の波長に感度を有している。

第２センサ３０は、凹部１２の側面１４に設けられている。第２センサ３０の受光部は、凹部１２の軸線方向に直交する方向を指向している。
凹部１２の側面１４において第２センサ３０に対向する対向部１５は、ゴム手袋９１の外面とは異なる色を呈している。対向部１５の色は、ゴム手袋９１の外面の色と補色の関係である。本実施形態では、ゴム手袋９１の外面が青色を呈するため、対向部１５は、黄色を呈している。また、本実施形態では、側面１４全体が黄色を呈している。

第１センサ２０及び第２センサ３０は、共に制御部４０に電気的に接続されている。制御部４０には、第１センサ２０からの検出信号及び第２センサ３０からの検出信号が入力される。

制御部４０は、第１センサ２０により手指９０の挿入動作が検知され、且つ第２センサ３０によりゴム手袋９１の外面の色が検知された場合に、手指９０にゴム手袋９１が装着されていると判断する。

制御部４０には、紫外線照射装置５０が電気的に接続されている。
紫外線照射装置５０は、制御部４０から、手指９０にゴム手袋９１が装着されているとの判断結果の信号が入力されると、紫外線の照射を許可するように構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本体１１の凹部１２の内部に人の手指９０が挿入されると、この挿入動作が、凹部１２の底面１３に設けられた第１センサ２０によって検知される。またこのとき、手指９０にゴム手袋９１が装着されている場合には、第２センサ３０により、ゴム手袋９１の外面の色が検知される。第１センサ２０により手指９０の挿入動作が検知され、且つ第２センサ３０によりゴム手袋９１の外面の色が検知された場合に、制御部４０によって、手指９０にゴム手袋９１が装着されていると判断される。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）判別装置１０は、手指９０の挿入可能な凹部１２を有する本体１１と、凹部１２の底面１３に設けられ、凹部１２の内部への手指９０の挿入動作を検知する静電容量方式の第１センサ２０と、凹部１２の内部に設けられ、色を検知する第２センサ３０と、制御部４０とを備える。制御部４０は、第１センサ２０により手指９０の挿入動作が検知され、且つ第２センサ３０によりゴム手袋９１の外面の色が検知された場合に、手指９０にゴム手袋９１が装着されていると判断する。

こうした構成によれば、上記作用を奏することから、人の手指９０にゴム手袋９１が装着されているか否かを簡単な構成によって判別することができる。
（２）第２センサ３０は、凹部１２の側面１４に設けられている。

こうした構成によれば、第２センサ３０から見た背景の色が、手指９０の挿入動作以外の要因によって変化しにくくなる。また、第２センサ３０から背景までの距離が一定となる。このため、凹部１２の内部に手指９０が挿入されていない状態において、背景からの光の反射量の変動が小さくなる。これにより、背景からの光の反射量が変動することに起因した判別精度の低下を抑制できる。

また、第１センサ２０と第２センサ３０とが凹部１２の内部において互いに異なる部分に設けられるようになる。このため、第１センサ２０及び第２センサ３０の実装を容易に行うことができる。

また、第２センサ３０に対しては、手指９０からの圧力が作用しにくくなる。このため、第２センサ３０の信頼性及び耐久性を高めることができる。
（３）凹部１２の側面１４において第２センサ３０に対向する対向部１５は、ゴム手袋９１の外面とは異なる色を呈している。

対向部１５の色がゴム手袋９１の外面の色と同じである場合、制御部４０は、第２センサ３０の検出結果に基づいて対向部１５の色とゴム手袋９１の外面の色とを区別することが困難となりやすい。その結果、上記判別の精度が低下するおそれがある。

この点、上記構成によれば、上述した不都合の発生が抑制されるため、手指９０にゴム手袋９１が装着されているか否かを一層精度良く判別することができる。
（４）対向部１５の色は、ゴム手袋９１の外面の色と補色の関係である。

こうした構成によれば、上述した不都合の発生が一層抑制される。このため、手指９０にゴム手袋９１が装着されているか否かをより一層精度良く判別することができる。
（５）側面１４は底面１３に近づくほど先細な形状である。

こうした構成によれば、凹部１２の側面１４によって、底面１３に設けられた第１センサ２０に向かう手指９０の移動が円滑に案内されるようになる。これにより、第１センサ２０が設けられた底面１３に対して手指９０を適切に近接または接触させることができるため、第１センサ２０によって、凹部１２の内部への手指９０の挿入動作を的確に検知できる。

（６）第１センサ２０及び第２センサ３０は、制御部４０に電気的に接続されている。
こうした構成によれば、手指９０にゴム手袋９１が装着されているか否かを１つの制御部４０によって判別することができる。したがって、判別装置１０の構成が簡単となるため、コスト低減に寄与する。

＜変形例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・凹部１２の側面１４は、底面１３に近づくほど先細な形状に限定されず、深さ方向において一定の断面形状を有するものであってもよい。
・対向部１５の色は、黄色に限定されず、ゴム手袋９１の外面の色と補色の関係でなくてもよい。

・ゴム手袋９１の外面は、青色を呈するものに限定されず、黄色や赤色など青色以外の色を呈するものであってもよい。
・装着物は、ゴム手袋９１に限定されず、ビニール手袋など他の手袋や、指サックでもよい。

・第２センサ３０は、凹部１２の側面１４に設けられるものに限定されず、底面１３に設けるようにしてもよい。この場合、底面１３を、第１センサ２０が設けられる部分と、第２センサ３０が設けられる部分とに分割して構成することもできる。

・凹部１２の底面１３は、長円形に限定されず、円形であってもよいし、四角形や六角形などの多角形であってもよい。
・判別装置１０は、紫外線照射装置５０に電気的に接続されるものに限定されない。例えば、判別装置１０を、出入り口を自動開閉する装置に対して適用することもできる。この場合、手指９０に装着物が装着されていることを、ドアの解錠条件として設定することもできる。

１０…判別装置
１１…本体
１２…凹部
１３…底面
１４…側面
１５…対向部
２０…第１センサ
２１…絶縁体
２２…電極
２３…第１電極膜
２４…絶縁体
２５…第２電極膜
２６…絶縁膜
３０…第２センサ
４０…制御部
５０…紫外線照射装置
９０…手指
９１…ゴム手袋（装着物）

Claims (5)

1. 人の手指に装着物が装着されているか否かを判別する判別装置であって、
   底面及び前記底面を取り囲む環状の側面を含み、前記手指の挿入可能な凹部を有する本体と、
   前記凹部の前記底面に設けられ、前記凹部の内部への前記手指の挿入動作を検知する静電容量方式または抵抗膜方式の第１センサと、
   前記凹部の前記底面または前記側面に設けられ、色を検知する第２センサと、
   前記第１センサにより前記手指の挿入動作が検知され、且つ前記第２センサにより前記装着物の外面の色が検知された場合に、前記手指に前記装着物が装着されていると判断する制御部と、を備える、
   判別装置。
2. 前記第２センサは、前記凹部の前記側面に設けられている、
   請求項１に記載の判別装置。
3. 前記凹部の前記側面において前記第２センサに対向する対向部は、前記装着物の外面とは異なる色を呈している、
   請求項２に記載の判別装置。
4. 前記対向部の色は、前記装着物の外面の色と補色の関係である、
   請求項３に記載の判別装置。
5. 前記側面は、前記底面に近づくほど先細な形状である、
   請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の判別装置。