特開 2022-189600 検出装置及び検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189600

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】検出装置及び検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/41 20060101AFI20221215BHJP

   G01N 33/483 20060101ALI20221215BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

G01N21/41 A

G01N33/483 C

C12M1/34 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098264

(22)【出願日】2021-06-11

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木原 剛

【テーマコード（参考）】

2G045

2G059

4B029

【Ｆターム（参考）】

2G045AA28

2G045FA14

2G045JA07

2G059AA05

2G059BB05

2G059BB06

2G059BB12

2G059CC20

2G059DD12

2G059EE02

2G059EE04

2G059FF01

2G059FF07

2G059JJ21

2G059KK04

2G059MM03

2G059MM05

2G059MM10

2G059NN02

2G059NN07

4B029AA07

4B029BB02

4B029FA02

(57)【要約】

【課題】バイオフィルムの増殖をモニタリングすることができる検出装置及び検出システムを提供する。
【解決手段】検出装置１は、内部空間を有する筐体２と、筐体２の内部空間を上側の第１空間３と下側の第２空間４とに仕切る透光性基板５と、透光性基板５を上面視して第１空間３を分割する複数の内壁６と、第２空間４に設けられるセンサ部８と、を備える。筐体２は、外部と第１空間３とを連通する複数の微細孔７が設けられており、内壁６は、複数の微細孔７が設けられている。
【選択図】図４Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部空間を有する筐体と、
前記筐体の内部空間を上側の第１空間と下側の第２空間とに仕切る透光性基板と、
前記透光性基板を上面視して前記第１空間を分割する複数の内壁と、
前記第２空間に設けられるセンサ部と、
を備え、
前記筐体は、外部と前記第１空間とを連通する複数の微細孔が設けられており、
前記内壁は、複数の微細孔が設けられている、
検出装置。

【請求項2】

前記筐体は、前記透光性基板の外周を囲う外周壁を有し、当該外周壁の上側の所定領域に複数の微細孔が設けられており、
前記内壁は、上側の所定領域に複数の微細孔が設けられている、
請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記外周壁及び前記内壁は、前記微細孔が設けられる上側の領域と、前記微細孔が設けられていない下側の領域との比率が、１：９以上、かつ、３：７以下の範囲内である、
請求項２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記第１空間に設けられ、前記透光性基板に光を照射する光源を含む、
請求項２又は３に記載の検出装置。

【請求項5】

前記光源から照射され、前記透光性基板によって反射した光を集光するレンズを含み、
前記センサ部は、前記レンズによって検出領域に集光された光を検出する複数の光検出素子を備える、
請求項４に記載の検出装置。

【請求項6】

前記筐体の外壁材は、多孔質構造体である、
請求項１から５の何れか一項に記載の検出装置。

【請求項7】

前記外周壁は、多孔質構造体である、
請求項２から５の何れか一項に記載の検出装置。

【請求項8】

請求項１から７の何れか一項に記載の検出装置と、
前記検出装置から出力されるセンサデータに基づき、前記第１空間に形成されるバイオフィルムを検出する処理装置と、
を備える、
検出システム。

【請求項9】

前記処理装置は、
前記第１空間にバイオフィルムが形成されていない状態で取得されたセンサデータが登録データとして保存された記憶部と、
前記第１空間に形成されるバイオフィルムを検出する際に前記検出装置から出力されるセンサデータを取得し、当該センサデータと前記登録データとの双方に誤認識率を適用して照合する照合部と、
取得したセンサデータと前記登録データとの双方が一致したときの誤認識率に基づき、前記第１空間の汚染状態を判定する判定部と、
を備える、
請求項８に記載の検出システム。

【請求項10】

前記照合部は、
取得したセンサデータと前記登録データとの双方に適用する誤認識率を所定量ずつ増加させる、
請求項９に記載の検出システム。

【請求項11】

前記処理装置は、
前記第１空間の汚染状態情報を送信する通信部を備える、
請求項９又は１０に記載の検出システム。

【請求項12】

前記処理装置は、
前記第１空間の汚染状態に応じて、前記検出装置が適用される機器の電源を切断する電源制御部を備える、
請求項９又は１０に記載の検出システム。

【請求項13】

前記判定部は、
取得したセンサデータと前記登録データとの双方が一致したときの誤認識率の所定期間内における移動平均を算出し、移動平均に対して所定範囲を超える誤認識率を除外する、
請求項８から１２の何れか一項に記載の検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出装置及び検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

循環式浴槽、冷却塔、噴水、加湿器等の人工的に作られた水環境では、水等の溶液に接した物質表面にレジオネラ属菌等の病原菌が付着し、付着したレジオネラ属菌等の病原菌が分泌する細胞外高分子物質（ＥＰＳ：Extracellular Polymeric Substances）によってバイオフィルム（生体膜）と呼ばれるぬめりが発生する。バイオフィルムは、レジオネラ属菌の温床となるため、レジオネラ属菌の発生を防止するためには、バイオフィルムを除去することが有効である。特許文献１には、バイオフィルムの形成を抑制する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－４６３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、バイオフィルムの検出は目視により行われる。このため、バイオフィルムの増殖をモニタリングする手法が望まれている。

【0005】

本発明は、バイオフィルムの増殖をモニタリングすることができる検出装置及び検出システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る検出装置は、内部空間を有する筐体と、前記筐体の内部空間を上側の第１空間と下側の第２空間とに仕切る透光性基板と、前記透光性基板を上面視して前記第１空間を分割する複数の内壁と、前記第２空間に設けられるセンサ部と、を備え、前記筐体は、外部と前記第１空間とを連通する複数の微細孔が設けられており、前記内壁は、複数の微細孔が設けられている。

【0007】

本発明の一態様に係る検出システムは、前記検出装置と、前記検出装置から出力されるセンサデータに基づき、前記第１空間に形成されるバイオフィルムを検出する処理装置と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る検出装置を適用する水環境の第１例を示す模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係る検出装置の適用する水環境の第２例を示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態に係る検出装置の概略構造の一例を示す模式図である。

【図4A】図４Ａは、実施形態に係る検出装置の上面透視図である。

【図4B】図４Ｂは、実施形態に係る検出装置の図４Ａに示すＡ－Ａ線断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る検出装置のセンサ部の一例を示す模式図である。

【図6】図６は、実施形態に係る検出装置におけるバイオフィルムの形成プロセスを説明する概念図である。

【図7】図７は、内壁の幅と、内壁間に形成される溝の幅との関係を示す模式図である。

【図8A】図８Ａは、実施形態に係る検出装置における検出手法の具体例を示す第１図である。

【図8B】図８Ｂは、実施形態に係る検出装置における検出手法の具体例を示す第２図である。

【図9A】図９Ａは、図８Ａに示す第１図により検出されるセンサデータの模式図である。

【図9B】図９Ｂは、図８Ｂに示す第２図により検出されるセンサデータの模式図である。

【図10】図１０は、実施形態１に係る検出システムにおいて、バイオフィルム形成状態判定に関わる構成例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、誤認識率を用いたバイオフィルム形成状態判定手法を示す模式図である。

【図12】図１２は、実施形態１に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、実施形態１の変形例１に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、実施形態１の変形例１に係るバイオフィルム形成状態判定処理のエラーリジェクト手法の一例を示す図である。

【図15】図１５は、実施形態１の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図16】図１６は、実施形態１の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理のリピート処理を示すフローチャートである。

【図17】図１７は、実施形態２に係る検出システムにおいて、バイオフィルム形成状態判定に関わる構成例を示すブロック図である。

【図18】図１８は、実施形態２に係るバイオフィルム形成状態判定処理を示すフローチャートである。

【図19】図１９は、実施形態２の変形例１に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図20】図２０は、実施形態２の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図21】図２１は、実施形態２の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理のリピート処理を示すフローチャートである。

【図22】図２２は、超音波センサを用いた検出手法を示す図である。

【図23】図２３は、静電容量に基づく検出手法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0010】

図１は、実施形態に係る検出装置を適用する水環境の第１例を示す模式図である。図２は、実施形態に係る検出装置の適用する水環境の第２例を示す模式図である。図１に示すように、検出装置１は、例えば温泉の配管２００内に設けられる。また、図２に示すように、検出装置１は、例えば加湿器のタンク３００内に設けられる。

【0011】

温泉の配管２００や加湿器のタンク３００等の水環境で発生するレジオネラ属菌は、主に、呼吸器系に感染する病原菌であり、レジオネラ症（レジオネラ属菌に起因する肺炎等の感染症）を引き起こすことが知られている。本実施形態に係る検出装置１は、レジオネラ属菌の温床となるバイオフィルムを検出する装置であり、温泉の配管２００や加湿器のタンク３００の温水ＨＷから生じる蒸気Ｖに晒される空間に設置される。なお、検出装置１が適用される水環境は、図１に示す温泉の配管２００や加湿器のタンク３００に限定されず、例えば、循環式浴槽の配管、冷却塔、噴水、給湯設備等であっても良い。

【0012】

図３は、実施形態に係る検出装置の概略構造の一例を示す模式図である。図４Ａは、実施形態に係る検出装置の上面透視図である。図４Ｂは、実施形態に係る検出装置の図４Ａに示すＡ－Ａ線断面図である。

【0013】

図３に示すように、検出装置１は、外周壁２ａ、上蓋２ｂ、下蓋２ｃで囲われた筐体２の内部が透光性基板５によって第１空間３と第２空間４とに仕切られている。透光性基板５は、透光性を有する樹脂又はガラスで構成された光学素子（プリズムミラー）である。透光性基板５の外周は、外周壁２ａによって囲われている。

【0014】

外周壁２ａ、上蓋２ｂ、下蓋２ｃを含む外壁材は、例えば、多孔質構造体で構成される。これにより、筐体２の内部空間が断熱される。

【0015】

検出装置１は、図４Ａに示すように、透光性基板５を上面視して第１空間を分割する複数の内壁６が設けられている。

【0016】

外周壁２ａの上部ａには、筐体２の外部と第１空間３とを連通する複数の微細孔７が設けられている。また、内壁６の上部ａには、外周壁２ａと同様に複数の微細孔７が設けられている。微細孔７のサイズは、例えば、レジオネラ属菌のサイズ（長さ２［μｍ］～２０［μｍ］、幅０．３［μｍ］～０．９［μｍ］）よりも大きい（例えば、０．９［μ］×３［μｍ］）。また、微細孔７が設けられる境域ａと、微細孔７が設けられない領域ｂとの比率ａ：ｂは、例えば、２：８とされる（ａ：ｂ＝２：８）。境域ａと領域ｂとの比率ａ：ｂはこれに限らず、例えば、１：９以上、かつ、３：７以下の範囲内であれば良い。

【0017】

第２空間には、図４Ｂに示すように、センサ部８、レンズ９、及び光源１０が設けられている。図５は、実施形態に係る検出装置のセンサ部の一例を示す模式図である。

【0018】

図５に示すように、センサ部８は、複数の光センサ（光検出素子）ＰＤがＸ方向及びＹ方向に並ぶ検出領域１１１を有している。光センサＰＤは、例えばフォトダイオードである。検出領域１１１の外側の周辺領域１１０には、信号線選択回路１１３、走査線駆動回路１１４、及びドライバＩＣ１１５が設けられている。

【0019】

図５に示す例において、信号線ＳＬはＹ方向と平行に延在し、走査線ＧＬはＸ方向と平行に延在する。信号線選択回路１１３は、信号線ＳＬと電気的に接続されている。走査線駆動回路１１４は、走査線ＧＬと電気的に接続されている。光センサＰＤは、信号線ＳＬと走査線ＧＬとの交点に設けられる。ドライバＩＣ１１５は、走査線駆動回路１１４によって、光検出素子を制御するためのスイッチング素子（例えば、ＴＦＴ）のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

【0020】

光源１０から照射された光は、透光性基板５により反射し、レンズ９に入射する。レンズ９により集光された光は、センサ部８の検出領域１１１に入射する。検出領域１１１に設けられた複数の光センサＰＤは、それぞれ、入射する光に応じた電気信号を信号線選択回路１１３に出力する。

【0021】

図６は、実施形態に係る検出装置におけるバイオフィルムの形成プロセスを説明する概念図である。図６では、実施形態に係る検出装置１の図４Ｂに示す破線部を拡大している。図７は、内壁の幅と、内壁間に形成される溝の幅との関係を示す模式図である。

【0022】

レジオネラ属菌Ｌｅは、バイオフィルムＢｉ内に生息するアメーバに寄生し、バイオフィルムＢｉ内で増殖する。バイオフィルムＢｉ内で増殖したレジオネラ属菌Ｌｅは、図６に示すように、アメーバの破裂によってバイオフィルムＢｉから放出される。バイオフィルムＢｉから放出されたレジオネラ属菌Ｌｅは、空中を浮遊して、筐体２の外周壁２ａに設けられた微細孔７から検出装置１の第１空間３の内部に侵入する。検出装置１の第１空間３の内部に侵入したレジオネラ属菌Ｌｅは、検出装置１の第１空間３の内部で細胞外高分子物質（ＥＰＳ：Extracellular Polymeric Substances）を分泌し、透光性基板５の表面に新たなバイオフィルムＢｉを形成する。以下、上記プロセスを繰り返すことにより、検出装置１の第１空間３の内部においてバイオフィルムＢｉの形成範囲が拡大していく。なお、図６に示す検出装置１の第１空間３の高さｃは、例えば、２０［ｃｍ］以下とされる。また、図７に示す内壁６の幅ｅ、及び内壁６間に形成される溝の幅ｄは、例えば、約０．４［ｍｍ］とされる。検出装置１の第１空間３の高さｃ、内壁６の幅ｅ、内壁６間に形成される溝の幅ｄは一例であって、上記に限定されない。

【0023】

図８Ａは、実施形態に係る検出装置における検出手法の具体例を示す第１図である。図８Ｂは、実施形態に係る検出装置における検出手法の具体例を示す第２図である。図９Ａは、図８Ａに示す第１図により検出されるセンサデータの模式図である。図９Ｂは、図８Ｂに示す第２図により検出されるセンサデータの模式図である。図８Ａ及び図９Ａは、検出装置１の第１空間３の内部にバイオフィルムＢｉが形成されていないクリーンな状態を示し、図８Ｂ及び図９Ｂは、検出装置１の第１空間３の内部がバイオフィルムＢｉによって汚染された状態を示している。

【0024】

光の屈折は、屈折率がそれぞれ異なる物と物との境界でよりはっきり起こる。ここで、内壁６を構成する弾性体が有する屈折率と、内壁６間に形成される溝に入り込んでいる空気の屈折率とは異なる。このため、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置と、透光性基板５に対して内壁６が当接している位置とでは、屈折率が異なる。従って、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に照射された光と、透光性基板５に対して内壁６が当接する位置に照射された光とでは、屈折率に差が生じる。この屈折率の差は、結果としてセンサ部８の検出領域１１１に入射する光Ｌ１の強度と光Ｌ２の強度との差として現れる。

【0025】

図８Ａに示すように、検出装置１の第１空間３の内部にバイオフィルムＢｉが形成されていないクリーンな状態では、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に照射された光の反射光Ｌ１の強度と、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に照射された光の反射光Ｌ２の強度との差によって、図９Ａに示すように、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置における検出値と、透光性基板５に対して内壁６が当接している位置における検出値との差が鮮明になる。

【0026】

一方、図８Ｂに示すように、検出装置１の第１空間３の内部がバイオフィルムＢｉによって汚染された状態では、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に照射された光の反射光Ｌ１の強度と、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に照射された光の反射光Ｌ２の強度との差が小さくなり、図９Ｂに示すように、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置における検出値と、透光性基板５に対して内壁６が当接している位置における検出値との差が不鮮明になる。

【0027】

なお、検出装置１の第１空間３の内部にバイオフィルムＢｉが形成されていないクリーンな状態であっても、検出装置１の第１空間３の内部が結露した場合、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に水滴が生じる可能性がある。この場合、検出装置１の第１空間３の内部がバイオフィルムＢｉによって汚染された状態と同様に、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に照射された光の反射光Ｌ１の強度と、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置に照射された光の反射光Ｌ２の強度との差が小さくなり、図９Ｂに示すように、透光性基板５に対して内壁６が当接していない溝の位置における検出値と、透光性基板５に対して内壁６が当接している位置における検出値との差が不鮮明になる。

【0028】

このため、本実施形態に係る検出装置１では、上述したように、筐体２を構成する外周壁２ａ、上蓋２ｂ、下蓋２ｃを含む外壁材を多孔質構造体で構成する。よりこのましくは、例えば、シリカエアロゲル等のナノ多孔質構造体で構成することが望ましい。これにより、筐体２の内部空間が断熱され、検出装置１の第１空間３の内部が結露することを防ぐことができる。なお、筐体２を構成する外周壁２ａ及び上蓋２ｂを多孔質構造体で構成することにより、検出装置１の第２空間４が断熱層として機能する。このため、少なくとも外周壁２ａ及び上蓋２ｂを多孔質構造体で構成することにより、第１空間３の内部が結露することを防ぐことができる。

【0029】

以下、上述した検出装置１を用いた検出システム、及び、バイオフィルム形成状態判定処理の具体例について説明する。

【0030】

（実施形態１）
図１０は、実施形態１に係る検出システムにおいて、バイオフィルム形成状態判定に関わる構成例を示すブロック図である。実施形態１に係る検出システム１００は、内壁６によって分割された第１空間３に形成されるバイオフィルムを検出する。

【0031】

図１０に示すように、実施形態１に係る検出システム１００は、検出装置１と、検出装置１から出力されるセンサデータに基づき、バイオフィルム形成状態判定処理を行う処理装置２０と、を含む。処理装置２０は、照合部２１、記憶部２２、判定部２３、及び通信部２４を備えている。

【0032】

記憶部２２には、センサ部８から出力されるセンサデータとの照合に用いる初期データが保存されている。初期データは、予め、検出装置１の第１空間３の内部にバイオフィルムＢｉが形成されていないクリーンな状態（図８Ａ、図９Ａ参照）で取得されたセンサデータである。以下、第１空間３の内部にバイオフィルムＢｉが形成されていないクリーンな状態で取得され、記憶部２２に保存されている初期データを、「登録データ」とも称する。

【0033】

照合部２１及び判定部２３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、当該ＣＰＵが行う演算で取り扱われるソフトウェア・プログラム、データ、パラメータ等が一時的に格納される半導体メモリ、当該ソフトウェア・プログラムが記憶される不揮発性メモリ等を含む情報処理装置である。また、照合部２１及び判定部２３は、単一の集積回路であってもよい。当該集積回路の例として、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が挙げられるが、これに限られるものでなく、他の形態をとっても良い。

【0034】

照合部２１は、センサ部８から出力されるセンサデータと、記憶部２２に保存されている登録データとの照合を行う。本開示では、センサデータが登録データと一致しているか否かを検出するために、バイオメトリクス認証において他人を本人と誤認識する確率を示す他人受入率（以下、「誤認識率（ＦＡＲ：False Acceptance Rate）」とも称する）を用いる。

【0035】

図１１は、誤認識率を用いたバイオフィルム形成状態判定手法を示す模式図である。具体的に、例えば、センサデータと登録データとの双方のＦＡＲをＸ［％］に設定した場合、センサデータと登録データとの差異がＸ［％］未満であることを許容することを示している。言い換えると、実際の汚染度合いがＦＡＲ＝Ｘ［％］である場合、照合部２１は、ＦＡＲがＸ［％］未満の領域では「不一致」と判定し、ＦＡＲがＸ［％］以上の領域では「一致」と判定する。本開示において、照合部２１は、センサデータと登録データとの双方に適用するＦＡＲを０［％］から徐々に上げていき、「一致」と判定したＦＡＲ＝Ｘ［％］を実際の汚染度合いとして判定する。

【0036】

判定部２３は、照合部２１によってセンサデータと登録データとが一致したと判定されたときのＦＡＲを所定の閾値と比較する。具体的に、判定部２３は、センサデータと登録データとが一致したときのＦＡＲが閾値を超えたか否かを判定する判定処理を行う。当該判定処理に用いる閾値は、例えば、記憶部２２に予め保存されている。

【0037】

通信部２４は、所定のプロトコルで外部機器４０との間で通信を行う回路である。通信部２４は、判定部２３の判定結果を外部機器４０に送信する。具体的に、通信部２４は、判定部２３によってセンサデータと登録データとが一致したときのＦＡＲが閾値を超えたと判定した場合に、当該閾値を定義した汚染状態を示す汚染状態情報を外部機器４０に送信する。ここで、本開示における汚染状態情報とは、例えば、ＦＡＲが閾値を超える場合に、このときの汚染レベル（警告レベル、危険レベル）を含む。あるいは、ＦＡＲが閾値を超えたときのセンサデータを画像処理した画像データや、このときのＦＡＲを含む態様であっても良い。

【0038】

通信部２４が汚染状態情報を送信する外部機器４０は、例えば、図１に示す温泉の配管２００等の管理者が所有する通信端末が例示される。

【0039】

次に、実施形態１に係るバイオフィルム形成状態判定処理の具体例について、図１２を参照して説明する。図１２は、実施形態１に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。

【0040】

図１２に示す例では、バイオフィルムによる汚染状態が警告レベルであることを定義した第１閾値ＦＡＲｔｈ１（例えば、１２［％］）と、バイオフィルムによる汚染状態が危険レベルであることを定義した第２閾値ＦＡＲｔｈ２（＞ＦＡＲｔｈ１、例えば、３１［％］）とが、予め設定されているものとする。

【0041】

バイオフィルム形成状態判定処理を開始すると、照合部２１は、ＦＡＲの初期化処理（ＦＡＲ＝０［％］）を行う（ステップＳ１０１）。

【0042】

照合部２１は、センサ部８から出力されるセンサデータを取得し（ステップＳ１０２）、記憶部２２から登録データを読み出し（ステップＳ１０３）、取得したセンサデータと登録データとの双方にＦＡＲを適用して（ステップＳ１０４）、センサデータと登録データとの照合を行う（ステップＳ１０５）。

【0043】

センサデータと登録データとが一致していない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、照合部２１は、このときのＦＡＲが１００［％］未満（ＦＡＲ＜１００［％］）であるか否か（ＦＡＲ＜１００［％］）を判定する（ステップＳ１０６）。

【0044】

ＦＡＲが１００［％］未満（ＦＡＲ＜１００［％］）である場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、照合部２１は、ステップＳ１０４においてセンサデータと登録データとの双方に適用するＦＡＲを増加させ（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０２の処理に戻り、ステップＳ１０２以降の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ１０７において増加させるＦＡＲの増加量ｘは、例えば、０．０１［％］とする。なお、ステップＳ１０７において増加させるＦＡＲの増加量ｘはこれに限らず、例えば、検出システム１００が適用される加湿器の設計者によって適切な値に設定可能な態様であっても良い。

【0045】

ＦＡＲが１００［％］（ＦＡＲ＝１００［％］）である場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、検出システム１００においてシステムエラーが発生したものと見做し、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0046】

ステップＳ１０５において、センサデータと登録データとが一致した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、判定部２３は、このときのＦＡＲが第２閾値以上（ＦＡＲ≧ＦＡＲｔｈ２）であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

【0047】

ＦＡＲが第２閾値未満（ＦＡＲ＜ＦＡＲｔｈ２）である場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、続いて、判定部２３は、このときのＦＡＲが第１閾値以上（ＦＡＲ≧ＦＡＲｔｈ１）であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

【0048】

ＦＡＲが第１閾値未満（ＦＡＲ＜ＦＡＲｔｈ１）である場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０６に移行し、ステップＳ１０６以降の処理を繰り返し実行する。

【0049】

ＦＡＲが第１閾値以上（ＦＡＲ≧ＦＡＲｔｈ１）である場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、通信部２４は、バイオフィルムによる汚染状態が警報レベルであることを示す第１汚染状態情報を送信し（ステップＳ１１１ａ）、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0050】

ステップＳ１０９において、ＦＡＲが第２閾値以上（ＦＡＲ≧ＦＡＲｔｈ２）である場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、通信部２４は、バイオフィルムによる汚染状態が危険レベルであることを示す第２汚染状態情報を送信し（ステップＳ１１１ｂ）、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0051】

（変形例１）
図１３は、実施形態１の変形例１に係るバイオフィルム形成状態判定処理を示すフローチャートである。図１４は、実施形態１の変形例１に係るバイオフィルム形成状態判定処理のエラーリジェクト手法の一例を示す図である。以下の説明では、図１２とは異なる処理について説明する。

【0052】

センサデータに含まれるノイズにより、ステップＳ１０５において取得されるＦＡＲが異常値となる可能性がある。図１４に示す例では、前後のＦＡＲ＝３２［％］に対し、その間に取得されたＦＡＲ＝４０［％］は、センサデータに含まれるノイズによって異常値となった可能性がある。このため、実施形態１の変形例１では、判定部２３は、例えば、所定の検出期間Ｔｄｅｔ期間内に取得したＦＡＲの移動平均を算出し、異常値となったＦＡＲを判定部２３における判定処理から除外する。

【0053】

ステップＳ１０５において、センサデータと登録データとが一致した場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、判定部２３は、所定の検出期間Ｔｄｅｔ内に取得したＦＡＲの移動平均を算出し（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０５において取得したＦＡＲが移動平均に対して所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。

【0054】

ステップＳ１０５において取得したＦＡＲが移動平均に対して所定範囲外である場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、ステップＳ１０６以降の処理を繰り返し実行する。

【0055】

ステップＳ１０５において取得したＦＡＲが移動平均に対して所定範囲内である場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０９の処理に移行する。

【0056】

これにより、異常値となったＦＡＲを判定部２３における判定処理から除外することができる。

【0057】

（変形例２）
図１５は、実施形態１の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。以下の説明では、図１３とは異なる処理について説明する。

【0058】

上述した図１２及び図１３に示すバイオフィルム形成状態判定処理では、ステップＳ１０６において、ＦＡＲが１００［％］（ＦＡＲ＝１００［％］）である場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、検出システム１００においてシステムエラーが発生したものと見做し、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0059】

バイオフィルムによる汚染は、急激に進行するものではなく、常時、バイオフィルム形成状態判定処理を実行する必要性は低い。

【0060】

実施形態１の変形例２では、ステップＳ１０６において、ＦＡＲが１００［％］（ＦＡＲ＝１００［％］）である場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、検出システム１００においてシステムエラーが発生したものと見做し、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0061】

図１６は、実施形態１の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理のリピート処理を示すフローチャートである。

【0062】

実施形態１の変形例２では、図１６に示すように、図１５に示すバイオフィルム形成状態判定処理（ステップＳ１）終了後に、所定のインターバル期間Ｔｉｎｔが経過したか否かを判定（ステップＳ２）し、インターバル期間Ｔｉｎｔが経過していない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ２の処理を繰り返し行い、インターバル期間Ｔｉｎｔが経過すると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻り、バイオフィルム形成状態判定処理（ステップＳ１）を繰り返し実行する。

【0063】

これにより、所定のインターバル期間Ｔｉｎｔを適宜設定することで、バイオフィルムによる汚染の進行状態に応じて、バイオフィルム形成状態判定処理を実行することができる。

【0064】

（実施形態２）
図１７は、実施形態２に係る検出システムにおいて、バイオフィルム形成状態判定に関わる構成例を示すブロック図である。なお、実施形態１に係る検出システム１００と同一の構成部には同一の符号を付して、ここでの詳細な説明は省略する。

【0065】

図１７に示す実施形態２に係る検出システム１００ａは、例えば、図２に示す加湿器のような機器に検出装置１を適用することを想定している。

【0066】

図１７に示すように、実施形態２に係る検出システム１００ａは、検出装置１と、検出装置１から出力されるセンサデータに基づき、バイオフィルム形成状態判定処理を行う処理装置２０ａと、を含む。処理装置２０ａは、照合部２１、記憶部２２、判定部２３、及び電源制御部２５を備えている。

【0067】

電源制御部２５は、判定部２３によってセンサデータと登録データとが一致したときのＦＡＲが閾値を超えたと判定した場合に、検出システム１００ａが適用された機器の電源５０を切断するための電源オフ指令を出力する。

【0068】

次に、実施形態２に係るバイオフィルム形成状態判定処理の具体例について、図１８を参照して説明する。図１８は、実施形態２に係るバイオフィルム形成状態判定処理を示すフローチャートである。

【0069】

図１８に示す例では、検出システム１００ａが適用された機器の電源５０を切断することを定義した閾値ＦＡＲｔｈが予め設定されているものとする。

【0070】

検出システム１００ａが適用された機器の電源５０が投入されると（ステップＳ２００）、バイオフィルム形成状態判定処理を開始し、照合部２１は、ＦＡＲの初期化処理（ＦＡＲ＝０［％］）を行う（ステップＳ２０１）。

【0071】

照合部２１は、センサ部８から出力されるセンサデータを取得し（ステップＳ２０２）、記憶部２２から登録データを読み出し（ステップＳ２０３）、取得したセンサデータと登録データとの双方にＦＡＲを適用して（ステップＳ２０４）、センサデータと登録データとの照合を行う（ステップＳ２０５）。

【0072】

センサデータと登録データとが一致していない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、照合部２１は、このときのＦＡＲが１００［％］未満（ＦＡＲ＜１００［％］）であるか否か（ＦＡＲ＜１００［％］）を判定する（ステップＳ２０６）。

【0073】

ＦＡＲが１００［％］未満（ＦＡＲ＜１００［％］）である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、照合部２１は、ステップＳ２０４においてセンサデータと登録データとの双方に適用するＦＡＲを増加させ（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０２の処理に戻り、ステップＳ２０２以降の処理を繰り返し実行する。なお、ステップＳ２０７において増加させるＦＡＲの増加量ｘは、例えば、０．０１［％］とする。なお、ステップＳ２０７において増加させるＦＡＲの増加量ｘはこれに限らず、例えば、検出システム１００ａが適用される加湿器の設計者によって適切な値に設定可能な態様であっても良い。

【0074】

ＦＡＲが１００［％］（ＦＡＲ＝１００［％］）である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、検出システム１００においてシステムエラーが発生したものと見做し、電源制御部２５は、検出システム１００ａが適用された機器の電源５０に対し、電源オフ指令を出力し（ステップＳ２１１）、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0075】

ステップＳ２０５において、センサデータと登録データとが一致した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、判定部２３は、このときのＦＡＲが閾値以上（ＦＡＲ≧ＦＡＲｔｈ）であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。

【0076】

ＦＡＲが閾値未満（ＦＡＲ＜ＦＡＲｔｈ）である場合（ステップＳ２０９；Ｎｏ）、ステップＳ２０６に移行し、ステップＳ２０６以降の処理を繰り返し実行する。

【0077】

ＦＡＲが閾値以上（ＦＡＲ≧ＦＡＲｔｈ）である場合（ステップＳ２０９；Ｙｅｓ）、電源制御部２５は、検出システム１００ａが適用された機器の電源５０に対し、電源オフ指令を出力し（ステップＳ２１１）、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0078】

（変形例１）
図１９は、実施形態２の変形例１に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。以下の説明では、図１８とは異なる処理について説明する。

【0079】

ステップＳ２０５において、センサデータと登録データとが一致した場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、判定部２３は、所定の検出期間Ｔｄｅｔ内に取得したＦＡＲの移動平均を算出し（ステップＳ２１２）、ステップＳ２０５において取得したＦＡＲが移動平均に対して所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。

【0080】

ステップＳ２０５において取得したＦＡＲが移動平均に対して所定範囲外である場合（ステップＳ２１３；Ｎｏ）、ステップＳ２０６以降の処理を繰り返し実行する。

【0081】

ステップＳ２０５において取得したＦＡＲが移動平均に対して所定範囲内である場合（ステップＳ２１３；Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９の処理に移行する。

【0082】

これにより、異常値となったＦＡＲを判定部２３における判定処理から除外することができる。

【0083】

（変形例２）
図２０は、実施形態２の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理の一例を示すフローチャートである。以下の説明では、図１９とは異なる処理について説明する。

【0084】

実施形態２の変形例２では、ステップＳ２０６において、ＦＡＲが１００［％］（ＦＡＲ＝１００［％］）である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、検出システム１００においてシステムエラーが発生したものと見做し、電源制御部２５は、検出システム１００ａが適用された機器の電源５０に対し、電源オフ指令を出力し（ステップＳ２１１）、バイオフィルム形成状態判定処理を終了する。

【0085】

図２１は、実施形態２の変形例２に係るバイオフィルム形成状態判定処理のリピート処理を示すフローチャートである。

【0086】

実施形態２の変形例２では、図２１に示すように、図２０に示すバイオフィルム形成状態判定処理（ステップＳ１ａ）終了後に、所定のインターバル期間Ｔｉｎｔが経過したか否かを判定（ステップＳ２）し、インターバル期間Ｔｉｎｔが経過していない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ２の処理を繰り返し行い、インターバル期間Ｔｉｎｔが経過すると（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１ａに戻り、バイオフィルム形成状態判定処理（ステップＳ１ａ）を繰り返し実行する。

【0087】

これにより、所定のインターバル期間Ｔｉｎｔを適宜設定することで、バイオフィルムによる汚染の進行状態に応じて、バイオフィルム形成状態判定処理を実行することができる。

【0088】

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

【符号の説明】

【0089】

１ 検出装置
２ 筐体
２ａ 外周壁
２ｂ 上蓋
２ｃ 下蓋
３ 第１空間
４ 第２空間
５ 透光性基板
６ 内壁
７ 微細孔
８ センサ部
９ レンズ
１０ 光源
２０，２０ａ 処理装置
２１ 照合部
２２ 記憶部
２３ 判定部
２４ 通信部
２５ 電源制御部
４０ 外部機器
５０ 電源
１００，１００ａ 検出システム
２００ 配管
３００ タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】