ロボット掃除機の紫外線殺菌シミュレーション

ロボットへの殺菌照明機能搭載の現状

新型コロナウイルス感染症の流行に伴い、紫外線殺菌装置が注目されています。誤って人に紫外線を照射するリスクを減らすための手段として、周囲を検知しながら自律して移動できるロボットへの搭載が進んでいます。特にロボット掃除機は家庭に普及している自律移動型ロボットとして、今後殺菌機能の追加が期待されている製品の一つです。
本事例では、ロボット掃除機の底面に紫外線光源を搭載した場合の殺菌効率をシミュレーションした例をご紹介します。また、効率的な殺菌を行う照射パターンの検討や、それを実現する光学系設計の流れをご紹介します。

ロボット掃除機のレンズ設計と殺菌ソリューション

本事例では照明解析ソフトウェアLightToolsで、紫外線光源が搭載された秒速30cmで直進しているロボット掃除機を模擬しています。
床の照度分布を取得し、移動中の殺菌能力を円滑に解析できることを示します。さらに、紫外線光源からの光を効率的に制御するためのレンズ設計例をご紹介します。レンズのすぐそばに迫る床に対し、均一に光を広げつつ照射するレンズの設計でのLightToolsの機能の優位性を示します。
また、関連事例として、ロボット掃除機の目となり得るToF(Time of Flight)シミュレーション例があります。ロボット掃除機に搭載されたToFセンサーで正確な周囲状況の取得を行う様子を紹介しており、殺菌照明との相乗効果で、夜間や有人環境でも安全な殺菌を行えるようになります。
詳しくは「ロボット掃除機のToF(Time of Flight)シミュレーションと迷光解析」のリンクもご参照ください。




(1) モデル概要


(2) 本事例で作成する自由曲面レンズ形状

資料サンプル

本資料をおすすめの方

  • UV-LEDなどの紫外線光源開発に関わっている方
  • 紫外線殺菌装置の効率向上にご興味をお持ちの方
  • 自由曲面を活用した課題解決にご興味をお持ちの方

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