CN110312946B - 物体捕捉装置、捕捉对象物及物体捕捉系统 - Google Patents

物体捕捉装置、捕捉对象物及物体捕捉系统 Download PDF

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Abstract

一种物体捕捉装置，其能够判别物体是否为捕捉对象物，该物体捕捉装置具备：发光部；受光部；光扫描部，其使从发光部出射的测定光朝向测定对象空间扫描，并将针对测定光的来自物体的反射光向受光部引导；距离运算部，其基于反射光相对于测定光的相位差或延迟时间，将距物体的距离与光扫描部的扫描角度建立对应关系地算出；以及物体判别部，其基于由距离运算部算出的相邻的扫描角度下的各距离的差量成为规定的阈值以下的扫描角度范围是否与代表各距离的基准距离所对应的捕捉对象物的基准扫描角度范围相对应、以及该扫描角度范围内的反射光的强度分布是否与来自所述捕捉对象物的反射光的基准强度分布相对应，来判别物体是否为所述捕捉对象物。

Description

物体捕捉装置、捕捉对象物及物体捕捉系统
技术领域
本发明涉及对存在于测定对象空间的物体中的特定的物体进行捕捉的物体捕捉装置、捕捉对象物及物体捕捉系统。
背景技术
在半导体器件的制造设备中，为了将收容有多张半导体晶片的晶片载体装置从一个制造装置的装载端口向另一制造装置的装载端口输送而使用有输送台车。这样的输送台车被称为空中行驶式无人输送车，简记为OHT(Overhead Hoist Transfer)。
为了避免该输送台车与人、机械等障碍物之间的接触，该输送台车构成为具备沿着在各制造装置的上部空间设置的行驶导轨、即轨道自动行驶的行驶部和支承于该行驶部的物品收容部，在物品收容部组装有升降机构，该升降机构使升降体沿着规定的升降路径升降，其中，该升降体具备用于抓住输送对象物、即晶片载体装置的夹持机构。
为了按照各制造装置的布局来输送晶片载体装置，该轨道是不仅具备单纯的直线部而且还具备弯曲部、分支部、汇合部等的复杂形状，该制造设备构成为使多个输送台车隔开间隔地在同一轨道上行驶。
在该制造设备中，为了提高晶片载体装置的输送效率，要求多个输送台车在轨道上高速行驶，由于输送台车间的车间距离存在变短的倾向，因此需要具备防止万一发生的追尾事故的机构。
专利文献1公开一种如下的技术：为了避免输送台车的追尾，在输送台车上设置激光测距仪等车间距离传感器，基于由车间距离传感器计测到的车间距离来算出与前方的输送台车之间的相对速度，基于相对速度来控制本车的行驶速度，由此避免追尾。
然而，在前方的输送台车在轨道的弯曲部行驶这样的情况下，由于前方的输送台车脱离从激光测距仪输出的测定光的扫描范围，因此不仅无法检测前方的输送台车，而且有可能将来自各制造装置等的外装板的反射光、来自其他的行驶台车等的反射光误检测为来自在前方行驶的输送台车的反射光。
于是，专利文献2提出了如下的距离测定装置：在沿轨道行驶的输送台车的前部配置由扫描部和距离运算部构成的测距装置，所述扫描部使调制后的测定光以平面状扫描，所述距离运算部根据由扫描部扫描出的测定光和来自检测物的反射光之间的时间延迟来算出距检测物的距离，通过该测距装置根据来自在前方的行驶的输送台车的后部配置的回归性反射构件的反射光，来检测输送台车间的车间距离。
该距离测定装置具备识别部，所述识别部基于由扫描部扫描出的测定光的多个扫描角度、由距离运算部算出的与各扫描角度对应的距离、以及与各扫描角度对应的反射光的强度中的至少任意两者的相关关系，来识别是否为来自回归性反射构件的反射光。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-25745号公报
专利文献2：日本特开2011-69671号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，即使是专利文献2所记载的距离测定装置，也无法完全排除识别部将来自制造装置等的壁面的反射光误判断为来自输送台车所具备的回归性反射构件的反射光的情况。
原因在于，根据距离测定装置与测定光所照射的壁面之间的间隔距离，存在测定光所照射的壁面的反射特性与在输送台车的后部配置的回归性反射构件的反射特性近似的情况。例如是壁面由铝等金属板构成且测定光从大致垂直方向向壁面入射的情况、例如是壁面由起皱加工后的白色涂装面等构成的情况。
在这样的情况下，为了避免误判断必须对每个制造设备分别调整成为判断基准的相关关系，需要非常繁杂的作业。
同样的问题不限于上述的空中行驶式无人输送车OHT，在被沿着行驶路径配设的多个地标引导而在不偏离行驶路径的情况下无人行驶到目的地的输送台车中也会产生。这样的输送台车简记为AGV(Automated Guided Vehicle)。
在AGV上搭载有朝向沿着路径配设的地标扫描输出测定光的距离测定装置，利用距离测定装置检测来自构成各地标的回归性反射构件的反射光从而进行位置确认，或者构成为检测存在于行驶路径的人、物等障碍物。
然而，当将来自制造装置等的壁面的反射光误判断为来自地标的反射光时，有可能偏离行驶路径。
本发明的目的在于如下这点，即，鉴于上述的问题，提供能够判别物体是否为捕捉对象物的物体捕捉装置、捕捉对象物及物体捕捉系统。
用于解决课题的方案
为了达成上述目的，本发明的物体捕捉装置的第一特征结构如技术方案中的技术方案1所记载的那样在于如下这点，即，一种对存在于测定对象空间的物体进行捕捉的物体捕捉装置，其中，所述物体捕捉装置具备：发光部；受光部；光扫描部，其使从所述发光部出射的规定波长的测定光朝向测定对象空间扫描，并将针对所述测定光的来自所述物体的反射光向所述受光部引导；距离运算部，其基于所述反射光相对于所述测定光的相位差或延迟时间，将距所述物体的距离与所述光扫描部的扫描角度建立对应关系地算出；以及物体判别部，其基于由所述距离运算部算出的相邻的扫描角度下的各距离的差量成为规定的阈值以下的扫描角度范围是否与代表各距离的基准距离所对应的捕捉对象物的基准扫描角度范围相对应、以及该扫描角度范围内的反射光的强度分布是否与来自所述捕捉对象物的反射光的基准强度分布相对应，来判别所述物体是否为所述捕捉对象物部。
在由距离运算部算出的某扫描角度下的距离和与该扫描角度相邻的扫描角度下的距离成为规定的阈值以下的情况下，判断为与该距离相对应的物体是同一物体。若与沿着扫描方向的该物体的尺寸相当的扫描角度范围同代表各距离的基准距离所对应的捕捉对象物的基准扫描角度范围相对应，则能够确定检测到的物体是捕捉对象物。作为基准距离，例如可以采用从物体捕捉装置到物体的最小距离、最大距离、中央值、平均值等中的任一者。此外，若在该扫描角度范围所检测的反射光的强度分布与来自捕捉对象物的反射光的基准强度分布相对应，则能够确定检测到的物体是捕捉对象物。即，若捕捉对象物的扫描方向尺寸及反射光强度分布被设定为与其他物体不同，则能够可靠地识别为捕捉对象物。
本发明的第二特征结构如本发明技术方案2所记载的那样在于如下这点，即，在上述的第一特征结构的基础上，所述基准强度分布以距所述物体的距离为指标来确定。
由于光的强度与距光源的距离的平方成反比，因此距物体的距离越短则反射光的强度越大，距物体的距离越长则反射光的强度越小。因此，通过根据距物体的距离来确定基准强度分布，由此能够准确地识别是否为捕捉对象物。
本发明的第三特征结构如本发明技术方案3所记载的那样在于如下这点，即，在上述的第一特征结构或第二特征结构的基础上，所述基准扫描角度范围及所述基准强度分布以所述扫描角度范围相对于所述测定光的扫描基准位置的偏差的程度为指标来确定。
若捕捉对象物在测定光的扫描范围所处的角度发生变化，则即使基准距离相同，捕捉对象物的扫描角度范围及反射光强度分布也会变化。即使在这样的情况下，通过以相对于测定光的扫描基准位置的扫描角度范围的偏差的程度为指标来确定基准扫描角度范围及基准强度分布，由此能够更可靠地识别为捕捉对象物。作为测定光的扫描基准位置，任意选择例如扫描起点角度、扫描终点角度、处于扫描范围的中央的扫描角度等即可，作为扫描角度范围的偏差的程度，任意选择例如扫描角度范围的起点角度、终点角度或中心角度等即可。
本发明的第四特征结构如本发明技术方案4所记载的那样在于如下这点，即，在上述的第一特征结构～第三特征结构中的任一者的基础上，所述基准扫描角度范围及所述基准强度分布以基于所述扫描角度范围的各距离确定的所述捕捉对象物的反射面相对于所述测定光的光轴的倾斜角度为指标来确定。
根据测定光的光轴与捕捉对象物的反射面之间的倾斜角度，即使基准距离相同，捕捉对象物的扫描角度范围及反射光强度分布也会发生变化。即使在这样的情况下，通过基于在扫描角度范围算出的各距离求出捕捉对象物的反射面相对于测定光的光轴的倾斜角度，并以求得的反射面的倾斜角度为指标来确定基准扫描角度范围及基准强度分布，由此能够更可靠地识别为捕捉对象物。
本发明的第五特征结构如本发明技术方案5所记载的那样在于如下这点，即，在上述的第一特征结构～第四特征结构中的任一者的基础上，所述发光部构成为具备波长不同的多个光源，与各光源的波长对应地分别确定所述基准强度分布。
具备波长不同的多个光源，针对各波长预先设定捕捉对象物的反射面的分光反射特性，设定与各波长对应的基准强度分布，由此能够更可靠地识别为捕捉对象物。
本发明的第六特征结构如本发明技术方案6所记载的那样在于如下这点，即，在上述的第一特征结构～第五特征结构中的任一者的基础上，在光扫描部设置有在所述测定光的光路上仅使沿着第一方向振动的光透过的偏振片、以及在所述反射光的光路上仅使沿着与所述第一方向正交的第二方向振动的光透过的检偏振器。
从发光部出射的测定光中的仅沿着第一方向振动的直线偏振光透过偏振片而向测定对象空间扫描，来自物体的反射光中的仅沿着与第一方向正交的第二方向振动的直线偏振光透过检偏振器而被向受光部引导。在光扫描部具备偏振片和检偏振器，因此测定光的偏振方向不会随着扫描而变化，另外，反射光的偏振方向也不会发生变化。若捕捉对象物的反射面的反射特性具备使测定光的偏振方向旋转90度那样的反射特性，则能够可靠地识别为捕捉对象物。作为具备这样的反射特性的光学元件，有1/2波长板、3面体角反射器元件(也称为微棱镜)等，例如能够使用由3面体角反射器元件排列而成的反射片等。
本发明的捕捉对象物的第一特征结构如本发明技术方案7所记载的那样在于如下这点，即，一种利用具备上述第一特征结构～第六特征结构中的任一者的物体捕捉装置进行捕捉的捕捉对象物，所述捕捉对象物具备反射光量沿着由所述光扫描部扫描的测定光的扫描方向连续地或阶段性地变化的反射面。
通过将捕捉对象物的反射面的反射特性设定为反射光量沿着由设定光扫描部扫描的测定光的扫描方向连续地或阶段性地变化，由此能够进行与不具备这样的特性的其他物体之间的高精度的识别。
本发明的第二特征结构如本发明技术方案8所记载的那样在于如下这点，即，在上述的第一特征结构的基础上，所述反射面构成为相对于所述测定光的波长的分光反射特性沿着所述测定光的扫描方向变化。
通过设为使相对于测定光的波长的分光反射特性沿着测定光的扫描方向不同的反射面，由此能够使反射光量沿着测定光的扫描方向连续地或阶段性地变化。
本发明的第三特征结构如本发明技术方案9所记载的那样在于如下这点，即，在上述的第一特征结构或第二特征结构的基础上，在所述反射面具备使所述测定光朝向所述测定光的入射方向反射的回归性反射构件。
通过在捕捉对象物的反射面具备回归性反射构件，由此能够使反射光量沿着测定光的扫描方向连续地或阶段性地变化。例如，若在反射面的局部具备回归性反射构件，则在具备回归性反射构件的区域和除此以外的区域反射光量会发生变化。例如，在反射面的整个面具备回归性反射构件，通过使相对于光源的波长的分光反射率沿着测定光的扫描方向不同，由此能够使反射光量沿着测定光的扫描方向连续地或阶段性地变化。
本发明的物体捕捉系统的特征结构如本发明技术方案10所记载的那样在于如下这点，即，包括：具备上述第一特征结构～第六特征结构中的任一者的物体捕捉装置；以及具备反射面的捕捉对象物，所述反射面具备上述第一特征结构～第三特征结构中的任一者。
发明效果
如以上说明的那样，采用本发明，能够提供能判别物体是否为捕捉对象物的物体捕捉装置、捕捉对象物及物体捕捉系统。
附图说明
图1是半导体器件的制造设备及沿着行驶导轨移动的输送台车的说明图。
图2是在输送台车与制造装置间进行的晶片载体的交接处理的说明图。
图3是输送台车的立体图。
图4是输送台车所搭载的输送控制部的功能框说明图。
图5的(a)、(b)、(c)是沿着行驶导轨移动的2台输送台车的位置关系的说明图。
图6是物体捕捉装置的外观说明图。
图7是物体捕捉装置的内部构造说明图。
图8是组装于物体捕捉装置的控制部的功能框说明图。
图9的(a)、(b)、(c)是距离与扫描角度范围的相关关系的说明图。
图10的(a)、(b)、(c)是距离与反射光强度分布的相关关系的说明图。
图11的(a)、(b)、(c)是反射片的反射特性与反射光强度分布的相关关系的说明图。
图12是说明物体判别部的动作的流程图。
图13是表示另一实施方式的物体捕捉装置的内部构造说明图。
图14的(a)、(b)是作为反射片使用的回归性反射构件的说明图。
图15是表示另一实施方式的物体捕捉装置的内部构造说明图。
图16是表示又一实施方式的物体捕捉装置的内部构造说明图。
图17是表示再一实施方式的物体捕捉装置的内部构造说明图。
图18的(a)是相对于多个反射构件的反射光的检测特性图、图18的(b)是相对于反射板的角度变化的反射光的检测特性图、图18的(c)是相对于扫描方向的反射光的检测特性图、图18的(d)是使反射板的角度变化了的情况下的相对于扫描方向的反射光的检测特性图。
图19是反射板(反射构件)的原材料的说明图。
图20的(a)、(b)是反射片的反射特性的说明图。
具体实施方式
以下，对将组装有本发明的物体捕捉装置的物体捕捉系统适用于半导体器件的制造设备所具备的无人输送台车的实施方式进行说明。
如图1所示，半导体器件的制造设备100具备：各种制造装置1(1a～11)，它们沿着规定的通路配置，用于对半导体晶片依次实施规定的处理；行驶导轨5，其沿着各制造装置1地被吊设于天棚；以及多个输送台车(OHT)10，它们沿着行驶导轨5行驶，在制造装置1(1a～11)间自动输送半导体晶片W。各制造装置1(1a～11)针对一系列的具有整体性的每个制造工序分成分隔间6、7地设置。在品片载体3收容有多张半导体晶片W。
行驶导轨5构成为不仅具备单纯的直线部，还具备弯曲部、分支部、汇合部等。例如，由将各分隔间6、7之间连结起来的工序间导轨5a、将设置于各分隔间6、7的制造装置1之间连结起来的工序内导轨5b、将工序间导轨5a与工序内导轨5b连结起来的分支导轨5c、使在工序内导轨5b内行驶的输送台车10临时退避的退避导轨5d、以及用于输送台车10向储料机ST积降晶片载体3的旁路导轨5e等构成。
分支导轨5c是连接工序间导轨5a和工序内导轨5b的导轨，行驶的输送台车10沿着分支导轨5c行驶，由此在工序间导轨5a和工序内导轨5b上相互往来。
退避导轨5d从工序内导轨5b分支地设置，例如，在为了输送台车10的维护等而使输送台车10从工序内导轨5b临时退避的情况下使用。
旁路导轨5e从工序间导轨5a分支，在将在工序间导轨5a上行驶的输送台车10所抓持的晶片载体3临时保管于储料机ST的情况下等使用。
如图2及图3所示，行驶导轨5由支承构件11以适当的间隔从天棚吊设，由在下壁形成有沿长边方向的狭缝状的开口5A的截面矩形的管状体构成。输送台车10由夹着该开口5A地沿着管状体的下壁的内侧上表面5B行驶的行驶部10A和借助连结件10D与行驶部10A连结且位于管状体的下壁的下方的把持部10B构成。
行驶部10A构成为具备行驶基台和安装于行驶基台的前后一对车轮，搭载有输送控制部等，其中，该输送控制部控制对车轮进行驱动的行驶马达及后述的升降机构10E从而将晶片载体3输送到作为目的地的制造装置1。
图4示出了各输送台车10所搭载的输送控制部70的功能框结构。输送控制部70具备由微型计算机及其周边电路构成的行驶控制部71、连接于行驶控制部71的夹持机构控制部72、主通信部73、以及光通信部10F等。
输送控制部70基于来自系统控制器H(参照图1)的指令，来进行如下控制：抓持在各制造装置1(1a～11)的装载端口2上载置有的晶片载体3，并在各制造装置1间行驶、或者在预先将晶片载体3暂时保管的储料机ST间行驶，并将晶片载体3载置于作为输送目的地的装载端口2上。
在把持部10B组装有升降体10D，其具备用于抓持晶片载体3的夹持机构10C；以及升降机构10E，其具备使升降体10D沿规定的升降路径升降的带及卷起马达。
另外，在把持部10B的底面侧组装有与各制造装置1所具备的光通信部2C进行本地通信的光通信部10F。行驶控制部71当基于来自系统控制器H的指令识别出已到达目的地的制造装置1的附近且光通信部2C、10F间已确立光通信时，停止控制行驶马达。需要说明的是，用于本地通信的信号传送介质是无线通信介质即可，不限于光，也可以使用电波等。即，也可以代替光通信部而由无线通信部构成。
此外，当控制卷起马达使升降机构10E下降，并利用经由夹持机构控制部72而被驱动的把持马达保持晶片载体3时，控制卷起马达使升降机构10E上升，将晶片载体3朝向输送目的地的制造装置1等输送。
如图3所示，在把持部10B中的处于各输送台车10的行驶方向前表面侧的部位组装有物体捕捉装置20，在处于行驶方向后表面侧的部位贴附有规定尺寸的反射片40。
如图5的(a)～(c)所示，物体捕捉装置20构成为使测定光向行进方向前方扫描，并检测来自贴附于在前方行驶的其他的输送台车10f的反射片40f的反射光，由此算出与其他的输送台车10f之间的车间距离并向输送控制部70(行驶控制部71)输出。输送控制部70当判断为从物体捕捉装置20输入的车间距离比允许值短时，为了避免碰撞而进行使输送台车10减速的控制或使输送台车10停止的控制。需要说明的是，也可以构成为，将用于避免碰撞的控制部设于物体捕捉装置20，从物体捕捉装置输出用于进行使输送台车10减速或停止的控制的控制信号。
在前方行驶的其他的输送台车在从图5的(a)所示那样的直线状的行驶导轨进入图5的(b)那样的弯曲部状的行驶导轨进行行驶时，当将来自在图5的(c)那样的即将到达弯曲部的行驶导轨5的延长线上设置的制造装置1的板等的反射光，误检测为来自贴附于在前方行驶中的输送台车10f的反射片40f的反射光，而使输送台车10减速或停止时，该输送台车10难以从停止状态再次行驶。于是，在该物体捕捉装置20设置有物体判别部，该物体判别部判别检测到的反射光是否为来自贴附于在前方行驶的其他的输送台车的反射片40f的反射光。
以下，对物体捕捉装置20进行详细叙述。
〔物体捕捉装置的第一实施方式〕
图6示出物体捕捉装置20的外观，图7示出物体捕捉装置20的内部构造。如图6所示，物体捕捉装置20具备大致长方体形状的下部壳体20A；以及具有大致圆筒形状的光学窗口20C的上部壳体20B。在下部壳体20A设置有信号连接部CN和显示部20D。
如图7所示，在物体捕捉装置20的壳体20A、20B的内部收容有发光部21、受光部22、光扫描部23、投光透镜24、受光透镜25、以及信号处理基板30、31。
利用在上部壳体20B的上表面内壁设置的马达50和能够与马达50的旋转轴51一体旋转地固定于旋转轴51的偏转镜52构成了光扫描部23。偏转镜52设定为相对于旋转轴51呈45度的倾斜角度，而且在旋转轴51设置有对马达50的旋转速度进行计测的编码器53。该编码器53作为测定光的扫描角度检测部发挥功能。
在与呈铅垂姿态配置的旋转轴51同轴心的光轴P上，在隔着偏转镜52而与马达50相反一侧配置有受光透镜25和受光部22，受光透镜25和受光部22在上下方向上的位置不同。在受光透镜25的中央部形成有呈筒状地切开而得到的开孔部，在开孔部的下端配置有发光部21，在发光部21的上方配置有投光透镜24。
光引导部54以与偏转镜52一体旋转的方式固定于偏转镜52，光引导部54与偏转镜52一体旋转并划分出将在偏转镜52的作用下偏转后的测定光向测定对象空间引导的测定光光路L1和利用偏转镜52使反射光偏转而将其向受光部22引导的反射光光路L2。
发光部21由在被支承为悬臂状的基板上安装的红外区的波长的激光二极管构成。从激光二极管出射的相干的测定光利用投光透镜24成形为平行光，并沿着光轴P向偏转镜52入射，在偏转90度后经由被沿着光轴P1的光引导部54划分出的内侧区域的测定光光路L1从光学窗口20C向测定对象空间照射。
测定光向在测定对象空间存在的物体的表面照射，其反射光的一部分沿着光轴P1从光学窗口20C经由被光引导部54划分出的外侧区域的反射光光路L2向偏转镜52入射，在利用偏转镜52偏转90度后在受光透镜25聚集并向受光部22入射。
在受光透镜25的周部形成的凸缘部由透镜保持件26支承，构成发光部21的基板支承于该透镜保持件26。而且，固定有受光部22的基板、信号处理基板30、31支承于对透镜保持件26进行支承的多个腿部27。
在信号处理基板30设置有控制物体捕捉装置20的控制部80，在信号处理基板31安装有用于在显示部20D显示各种信息的LED、液晶显示元件。信号处理基板30、发光部21以及受光部22利用信号线相互连接，从信号处理基板30延伸有信号线缆，该信号线缆经由下部壳体20A所具备的信号连接部CN与外部设备之间互换信号。
图8示出控制部80的功能框结构。控制部80构成为具备微型计算机、数字信号处理器等，由此具备：发光控制部84，其控制发光部21的发光时机；距离运算部81，其根据由光扫描部23扫描出的测定光与来自物体的反射光之间的时间差或相位差来算出距该检测物的距离；修正运算部83，其对由距离运算部81算出的距离进行修正；以及物体判别部82。
将基于测定光与反射光之间的时间差算出距离的方式称为TOF方式，利用以下的数学式1算出距离d。在此，C是光速，ΔT是时间差。
〔数学式1〕
d＝(1/2)×C/ΔT
将基于以规定的调制频率对光源进行AM调制后的测定光与反射光之间的相位差算出距离的方式称为AM方式，利用以下的数学式2算出距离d。在此，
Figure GDA0002167870450000121
是计测出的相位差，C是光速，F是光源的调制频率。
〔数学式2〕
Figure GDA0002167870450000122
修正运算部83是对由物体捕捉装置20的部件偏差等引起的误差进行修正的框，是以使基于来自在上部壳体20B的内壁的局部设置的基准反射板55的反射光算出的距离成为规定距离的方式求出修正系数的功能框。
以下，以采用TOF方式的情况为例继续进行说明。需要说明的是，采用AM方式的情况也同样。
物体判别部82构成为，根据由扫描角度检测部53检测出的扫描角度和利用由修正运算部83算出的修正系数对与该扫描角度对应地由距离运算部81算出的距离进行修正后的距离(以下，简记为“由距离运算部81算出的距离”。)，来识别测定光的反射位置即从物体捕捉装置20到反射位置的距离和方向，基于由识别出的距离和方向确定的多个反射位置来判别检测到的物体是否为捕捉对象物，并且在判别为是捕捉对象物的情况下，将该距离及/或方向向输送台车10的行驶控制部71输出。
本实施方式中说明的物体捕捉装置20的规格值是：检测距离为50mm～7000mm、扫描角度范围为270度、扫描时间为25ms、角度分辨率为0.25度，反射片40的尺寸是横300mm、纵270mm。需要说明的是，这些规格值只是一例，并不意图将本发明限定于这些规格值。
物体判别部82构成为，将判断为由距离运算部81算出的某扫描角度和与该扫描角度相邻的扫描角度下的各距离的差量为规定的阈值以下的连续的扫描角度范围识别为物体的沿着扫描方向尺寸，基于该扫描角度范围是否与捕捉对象物的基准扫描角度范围对应、及该扫描角度范围内的反射光的强度分布是否与来自捕捉对象物的反射光的基准强度分布对应，来判别物体是否为捕捉对象物。
捕捉对象物的基准扫描角度范围是指，与代表在扫描角度范围算出的各距离的基准距离对应的扫描角度范围。作为基准距离，能够使用从物体捕捉装置20到物体的最小距离、最大距离、中央值、平均值等，在本实施方式中使用平均值。
如图9的(a)所示，在由距离运算部81利用某扫描角度θ算出的距离d和利用与该扫描角度θ相邻的扫描角度θ±Δθp(Δθp＝0.25度)算出的距离为规定的阈值Δd以下的情况下，判断为与该距离d对应的物体是同一物体。
若与沿着扫描方向的该物体的尺寸相当的扫描角度范围±Δθ同基于代表该扫描角度范围±Δθ内的各距离d的基准距离dref设定的捕捉对象物的基准扫描角度范围θref对应，则能够确定检测到的物体是捕捉对象物。
即，在反射片40位于从物体捕捉装置20离开基准距离dref的位置的情况下，与成为扫描方向尺寸的反射片40的横向长度300mm对应的扫描角度成为基准扫描角度范围θref。
因此，如图9的(b)所示，基准扫描角度范围θref能够利用将基准距离dref设为变量的以下那样的函数来进行确定。
θref＝2·tan-1(W/2*dref)
在此，W是沿着测定光的扫描方向的反射片40的横向宽度。如上所述，在本实施方式中，作为基准距离dref而使用从物体捕捉装置20到物体的距离的平均值。
此外，如图10的(a)所示，若在与沿着扫描方向的该物体的尺寸相当的扫描角度范围±Δθ内检测的反射光的强度分布I同来自捕捉对象物的反射光的基准强度分布Iref对应，则能够确定检测到的物体为捕捉对象物。即，若捕捉对象物的扫描方向尺寸及反射光强度分布被设定为与其他物体不同，则能够可靠地识别为捕捉对象物。
如图10的(b)所示，基准强度分布Iref能够利用将从物体捕捉装置20到反射片40的距离d设为变量的函数求得。一般而言，距离d和反射光的强度I与距离d的平方成反比，因此距反射片40的距离d越短，反射光的强度I变得越大，距反射片40的距离d越长，反射光的强度I变得越小。即，基准强度分布以距物体的距离为指标进行确定。
并且，优选的是，上述的基准扫描角度范围θref及基准强度分布Iref以扫描角度范围相对于测定光的扫描基准位置的偏差的程度为指标来确定。
若捕捉对象物在测定光的扫描范围所处的角度发生变化，则即使基准距离相同，捕捉对象物的扫描方向尺寸及反射光强度分布也会发生变化。即使在这样的情况下，通过以扫描角度范围相对于测定光的扫描基准位置的偏差的程度为指标来确定基准扫描角度范围及基准强度分布，由此也能够更可靠识别为捕捉对象物。
作为测定光的扫描基准位置，任意选择扫描起点角度(图9的(a)的θ＝0度的位置)、扫描终点角度(图9的(a)的θ＝270度的位置)、处于扫描范围的中央的扫描角度(图9的(a)的θ＝135度的位置)等即可，作为扫描角度范围的偏差的程度，例如利用扫描角度范围的起点角度(图9的(a)的θ＝135度-Δθ的位置)、终点角度(图9的(a)的θ＝135度+Δθ的位置)或中心角度(图9的(a)的θ＝135度的位置)等任意选择的角度与上述的扫描基准位置之间的角度差来表示，基于将该角度差设为变量的函数来分别确定基准扫描角度范围θref及基准强度分布Iref即可。
此外，优选的是，基准扫描角度范围θref及基准强度分布Iref以捕捉对象物(反射片40)相对于基于扫描角度范围的各距离确定的测定光的光轴的倾斜角度为指标来确定。
根据测定光的光轴与捕捉对象物(反射片40)之间的倾斜角度，即使基准距离dref相同，捕捉对象物的扫描方向尺寸及反射光强度分布也会发生变化。即使在这样的情况下，通过基于扫描角度范围的各距离求出捕捉对象物(反射片40)相对于测定光的光轴的斜率，并以求得的捕捉对象物(反射片40)的倾斜角度为指标来确定基准扫描角度范围θref及基准强度分布Iref，由此能够更可靠识别为捕捉对象物。
图9的(c)示出在捕捉对象物的反射面相对于测定光的光轴以角度
Figure GDA0002167870450000151
倾斜后的情况下求得的扫描角度范围内的各距离。基于在捕捉对象物的扫描角度范围存在的反射面的沿着扫描方向的两端部的距离，能够在几何学上求出倾斜角度/>
Figure GDA0002167870450000152
能够算出扫描角度范围内的各距离的平均值作为基准距离d1、d2、d3。例如，如以下的数学式那样，能够利用将求得的基准距离dref和倾斜角度/>
Figure GDA0002167870450000153
设为变量的函数求出扫描角度范围θref。
θref＝2·tan-1(W·cosθ/4·dref)
图10的(c)示出在捕捉对象物的反射面相对于测定光的光轴以角度
Figure GDA0002167870450000154
倾斜后的情况下求得的扫描角度范围内的各反射光的强度I。与图9的(c)同样，能够利用将求得的基准距离dref和倾斜角度/>
Figure GDA0002167870450000155
设为变量的函数求出基准强度分布θref。
上述的基准扫描角度范围θref及基准强度分布Iref既可以构成为由物体判别部82利用上述的函数运算来算出，也可以将二基准距离dref、倾斜角度
Figure GDA0002167870450000156
分成多个类别，预先将与各类别对应的基准扫描角度范围θref及基准强度分布Iref作为基准数据存储于存储器。
图11的(a)示出在入射角度0度(垂直入射)±45度的扫描角度范围内基准强度分布Iref根据反射片40的反射特性而不同的例子。若反射片40是白色纸那样的散射体，则利用受光部22检测出的反射光的强度分布即使测定光的扫描角度变化也呈大致平坦的特性。
与此相对，若反射片40是例如铝的金属板那样的镜面，则测定光进行镜面反射，因此，在测定光从大致垂直方向向金属板入射时，利用受光部22检测到的反射光的强度较大，当测定光的入射角度从垂直方向偏移时，反射光的强度极端地变小。因此，反射光的强度分布呈在测定光垂直入射的中央部成为峰值，在峰值前后逐渐变低的特性。
当采用回归性反射构件作为反射片40时，能够得到与来自白色纸那样的散射体的反射光同样地在整个区域平坦并且强度非常大的强度分布。作为回归性反射构件，优选使用例如由3面体角反射器元件排列而成的反射片。
图11的(b)示出来自呈与扫描角度135度下的测定光的光轴大致垂直的姿态配置的反射片的反射光强度分布。即使距离d一定，在反射片的反射面是散射面的情况下成为比较平坦的反射光强度Ip，在反射片的反射面是镜面的情况下成为在垂直入射的中央部极端大且在边部较小的反射光强度Im，在反射片的反射面由回归性反射构件构成的情况下，成为比较平坦且比前二者大的反射光强度Is。
图11的(c)示出来自从相对于测定光的光轴垂直的姿态稍微倾斜后的反射片的反射光强度分布。反射片的反射面是散射面的情况、及反射面由回归性反射构件构成的情况下的强度分布与图11的(b)相比变化不大，但在反射面是镜面的情况下强度分布取决于入射角度而较大程度地变化。
因此，通过采用与有可能发生误检测的物体的反射特性不同的反射特性的反射片40，能够适当地判别捕捉对象物，而且通过基于反映了反射片40的特性的基准扫描角度范围θref及基准强度分布Iref来判别是否为捕捉对象物，无论捕捉对象物在测定光的扫描范围处于哪个位置都能够适当地捕捉。
图12示出由物体判别部82执行的物体捕捉步骤的流程。
物体判别部82当针对测定光的每1次扫描求得利用由距离运算部81算出且由修正运算部83修正后的距离及对应的扫描角度表示的位置数据时(S1)，基于该多个位置数据，来进行在某扫描角度和与该扫描角度相邻的扫描角度下的各距离的差量被判断为规定的阈值以下的连续的扫描角度范围为规定的阈值以上的情况下，识别为是捕捉对象物的候补的物体判别处理(S2)。
针对提取出的每个物体算出基准距离(S3)，使用上述的函数导出基准扫描角度范围(S4)，并且使用上述的函数导出基准强度分布(S5)。需要说明的是，也可以构成为基准扫描角度范围及基准强度分布根据基准距离及从与基准距离对应的扫描角度即基准扫描角度的偏差的程度，读出预先设定且存储于存储器的数据。
求出各物体的扫描角度范围与基准扫描角度范围的差量，若该差量为规定的阈值以下则判定为有可能是捕捉对象物，若该差量为规定的阈值以上则判断为不是捕捉对象物(S6、好)。
接着，对在步骤S6中判定为有可能是捕捉对象物的物体，求出反射光强度分布与基准强度分布的差量，若该差量为规定的阈值以下则判定为是捕捉对象物(S7、好)。
若判定为是捕捉对象物的物体的基准距离为预先设定的接近阈值以下(S8、是)，则向行驶控制部70(参照图8)输出减速或停止警告信号。需要说明的是，也可以构成为，将接近阈值设定为大小两级，在为较大的阈值以下时输出减速警告信号，在为较小的阈值以下时输出停止警告信号。
另外，在步骤S8中，在捕捉对象物的基准距离比预先设定的接近阈值大、且过去输出了减速或停止警告信号的情况下，解除该信号。针对测定光的每单位扫描反复进行上述的从步骤S1到步骤S9的处理。
〔物体捕捉装置的第二实施方式〕
在上述的物体捕捉装置20中，发光部21由红外区的波长的激光二极管构成，但波长没有特别限制。另外，也可以是，发光部构成为具备波长不同的多个光源，上述的基准强度分布Iref与各光源的波长对应地分别确定。对于光源的数量、波长没有特别限制，适当设定即可。基准扫描角度范围θref与上述同样。
例如，发光部由红色的激光二极管芯片和绿色的激光二极管芯片这两个光源构成，若以与捕捉对象物的反射面以外的物体的表面的分光反射特性不同的方式，针对光源的每个波长设定与成为捕捉对象物的反射面的反射片的分光反射特性对应的基准强度分布，则能够更可靠地识别为捕捉对象物。
例如，以相对于红色和绿色的基准强度分布成为相同特性的方式设定反射片的分光反射特性、或以相对于红色和绿色的基准强度分布成为不同特性的方式设定反射片的分光反射特性即可。另外，也可以是，相对于各色的分光反射特性设定为沿测定光的扫描方向连续地或阶段性地不同。
在该情况下，发光控制部84(参照图8)以光扫描部23的单位扫描周期将两个光源交替地切换并驱动即可。在捕捉对象物的移动速度比光扫描部23的单位扫描周期充分慢的情况下，也可以针对每单位扫描周期切换并驱动光源。
也可以是，代替在一个物体捕捉装置20的发光部21具备波长不同的多个光源的结构，而准备多台具备作为一个光源的发光部的物体捕捉装置20，并使各物体捕捉装置20的发光部的光源的波长分别不同。
〔物体捕捉装置的第三实施方式〕
也可以是，在上述的实施方式的基础上，在物体捕捉装置20的光扫描部23设置在测定光的光路上仅使沿着第一方向振动的光透过的偏振片、以及在反射光的光路上仅使沿着与第一方向正交的第二方向振动的光透过的检偏振器。
如图13所示，在组装于光扫描部23的光引导部54中的与光学窗口20C对置的位置，在测定光光路L1的出口端部配置有上述的偏振片PL，在反射光光路L2的入口端部配置有上述的检偏振器AN。即，偏振片PL配置在光引导部54的内侧，检偏振器AN配置在光引导部54的外侧。另外，沿着光的出射方向在紧跟在投光透镜24后面的位置配置有作为圆偏振板的一例的1/4波长板28。
从发光部21的激光二极管出射且沿规定方向直线偏振光的测定光经过1/4波长板28从而变化为圆偏振光，再经过偏振片PL，从而变化为例如与扫描方向正交的方向上的直线偏振光。
作为偏振片PL、检偏振器AN，能够使用在玻璃的表面上形成有微细金属的栅极的线栅、利用材料自身所带有的双折射现象来调节偏振光成分的结晶性材料等。
通过在捕捉对象物的反射面配置使偏振方向旋转90度那样的光学构件，由此成为反射光的偏振方向相对于测定光的偏振方向旋转90度。作为这样的光学构件，优选使用先前说明的由3面体角反射器元件排列而成的回归性反射片、1/2波长板。
图14的(a)示出3面体角反射器元件(也称为微棱镜)。利用相互正交的3片反射镜41、42、43构成单位元件。入射到这样的3面体角反射器元件的光朝向入射方向反射。
如图14的(b)所示，经过偏振片PL沿纵向直线偏振光的测定光被3面体角反射器元件的3面反射，由此成为偏振方向变化了90度的直线偏振光，并经过检偏振器AN。
即使经过偏振片PL后的测定光向铝等的金属板反射，由于反射光的偏振方向不会变化，因此反射光不会经过检偏振器AN。当经过偏振片PL后的测定光向白色散射板反射时，偏振方向被打乱而成为圆偏振光、朝向各种角度方向的直线偏振光重叠的反射光，因此经过检偏振器AN的反射光的光量大约减半。
在光扫描部23具备偏振片PL和检偏振器AN，它们与偏转镜52一体旋转，因此伴随着扫描而出射的测定光的偏振方向不会变化，另外，入射的反射光的偏振方向也不会变化。只要捕捉对象物的反射面的反射特性具备使测定光的偏振方向旋转90度那样的反射特性，就能够可靠地识别为捕捉对象物。
为了通过经过光学窗口20C而使偏振特性不发生变化，作为构成成为测定光和反射光的路径的光学窗口20C的原材料，优选使用双折射率较小的丙烯酸系树脂、光学玻璃等供测定光透过并且相对于测定光具有低偏振特性的原材料。
图15示出物体捕捉装置20的光扫描部23的另一例子。在组装于光扫描部23的光引导部54中的与发光部21对置的位置，在测定光光路L1的入口端部配置有上述的偏振片PL，在利用偏转镜52偏转后的反射光光路L2的出口端部以与偏转镜52一体旋转的方式配置有上述的检偏振器AN。
图16示出包括物体捕捉装置20的光扫描部23在内的又一例子。在图13及图15的例子中，在沿着光的出射方向紧跟在投光透镜24后面的位置配置有1/4波长板28，但在图16的例子中，具有还在发光部21和1/4波长板28之间配置有进行直线偏振光的偏振片PL′这样的特征。偏振片PL成为第一偏振片，偏振片PL′成为第二偏振片。
通过将偏振片PL′调整为入射光的偏光面相对于1/4波长板28的高速轴(或低速轴)以45度的方位角入射，由此能够将直线偏振光改变成接近正圆的圆偏振光，其结果是，利用光扫描部23所具备的偏振片PL得到适当地直线偏振光后的测定光。
在没有偏振片PL′的情况下，当对投光透镜24使用聚碳酸酯那样的双折射率较大的树脂制透镜时，由于从成为发光部21的激光二极管出射的测定光的偏振状态发生变动，因此经过1/4波长板28后的测定光成为接近椭圆的圆偏振光，经过偏振片PL后的测定光成为椭圆偏振光，反射光的检测精度有可能降低。然而，通过具备偏振片PL′，由此使从激光二极管出射的测定光可靠地直线偏振光并将其向1/4波长板28引导，由此使经过偏振片PL后的测定光适当地直线偏振光，能够提高反射光的检测精度。
图17示出包括物体捕捉装置20的光扫描部23在内的再一例子。在组装于光扫描部23的光引导部54的出口侧，以成为与偏转镜52相同的倾斜姿态的方式配置有具备与偏振片PL相同的朝向的偏振特性的偏振片PL″。
在没有偏振片PL″且测定光所照射的物体位于物体捕捉装置20的附近的情况下，从光引导部54出射的测定光的光线束的直径较小，来自该物体的反射光的光线束的扩展也较小，在反射光光路L2行进的反射光的直径接近在测定光光路L1行进的测定光的直径，结果是，被向受光部22引导的光量变少，有可能发生难以准确地检测距离的状况。
在这样的情况下，若具备偏振片PL″，则来自该物体的反射光中的与测定光的直线偏振光正交的直线偏振光被偏振片PL″反射而被向受光部22引导。
因此，若该物体是捕捉对象物，则与测定光的直线偏振光正交的直线偏振光被向受光部22引导，能够提高检测精度。并且，若是与测定光的直线偏振光相同的直线偏振光的反射光且该物体不是捕捉对象物的情况下，则反射光经过偏振片PL″，被向受光部22引导的反射光量降低，因此能够避免误检测。即，偏振片PL″作为将朝向光引导部54入射的反射光向受光部22引导的半透镜发挥功能。偏振片PL″若在反射光能被向受光部22引导的条件下，则能够适当地设在测定光光路L1内。另外，有时也能够使用通常的半透镜。
〔根据反射光的受光等级来识别捕捉对象物的过滤处理〕
对由物体判别部82(参照图8)进行的捕捉对象物的识别算法的改良进行说明。
图18的(a)示出使用图17所示的结构的物体捕捉装置20的情况下的相对于各种反射构件的距离和反射光的受光等级的检测特性。图19示出图18的(a)所示的各反射构件的材质。图19所示的“反射板”成为附装于捕捉对象物且使用了上述的光学构件的反射板(例如，使用了3面体角反射器元件的反射板)。
在距离为50～1000mm的范围，上述的反射板的受光等级成为与其他的反射构件相比充分大的值。当距离超过1000mm时，该反射板的受光等级较大程度地降低，但成为比其他的反射构件大的值。
因此，对反射光的受光等级设定与距离相应的阈值，能够将超过阈值的反射光判定为真正的捕捉对象物。即，通过根据检测距离来将反射光的受光等级的阈值设定为不同的值，由此能够识别捕捉对象物和其他的物体。
具体而言，将来自近距离的反射光的受光等级的阈值设定为比来自远距离的反射光的受光等级的阈值大即可。在上述的例子中，近距离和远距离的分界是1000mm左右，在1000mm以内的近距离将阈值设定为1000，在大于1000mm的远距离将阈值设定为700。
需要说明的是，近距离和远距离的分界能够根据物体捕捉装置20的具体结构即光源的光量、受光元件的灵敏度、光学系统的结构等来确定为适当的值。另外，也可以构成为，在近距离、中距离以及远距离之间的各分界将阈值设定为不同的值等、以多个等级切换阈值。
而且，基于距物体的检测距离进行的反射光的受光等级的阈值的切换设定并不是限于图17所示的结构的物体捕捉装置20才发挥效果，图13、图15、图16所示的结构的物体捕捉装置20也能够有效地适用。
图18的(b)示出使测定光的光轴与该反射板的法线所成的角度θ1在0度±45度的范围内不同的情况下的反射光的检测特性。表现出在角度θ1为0度时成为最大的受光等级，在±45度附近成为最小的倾向。由于在角度θ1为±45度附近受光等级成为近距离的阈值1000以下，因此在反射板的角度θ1为45度附近有可能无法检测。
图18的(c)示出相对于各种反射构件沿着角度θ1被设定为0度时的扫描方向的反射光的受光等级。在图18的(c)中，步骤(STEP)540是测定光的扫描方向成为反射构件的法线方向的情况下的受光等级。需要说明的是，反射构件与物体捕捉装置20之间的距离为500mm。若将受光等级的阈值设定为1000，则能够明确地识别该反射板和其他的反射构件。
图18的(d)示出相对于该反射板沿着角度θ1被设定为0度、-45度、+45度时的扫描方向的反射光的受光等级。反射板与物体捕捉装置20之间的距离为500mm。与图18的(b)同样，若将受光等级的阈值设定为作为近距离用的阈值的1000，则在角度θ1为±45度附近有可能无法检测。在这样的情况下，若设定比近距离用的阈值小的等级的近距离用的第二阈值、例如将该值设定为700，则在角度θ1为±45度附近也能够可靠地检测。
然而，若将近距离用的第二阈值设定为700，则如图18的(a)所示那样，在角度θ1为0度附近有可能将铝板、SUS板那样的镜面反射构件误检测为捕捉对象物的反射板。
在这样的情况下，若将相对于测定光的扫描方向的反射光的连续检测步骤数考虑进去，则能够识别来自镜面反射构件的反射光和来自该反射板(例如，使用了3面体角反射器元件的反射板)的反射光。
例如，如图18的(c)所示，在角度θ1为0度时，在近距离用的第二阈值700设定比来自被检测的镜面反射构件的反射光的连续检测步骤数大的阈值步骤数，当反射光的受光等级以阈值步骤数以上的步骤数连续地成为近距离用的第二阈值700以上时，能够识别为具备该反射板的捕捉对象物。
例如，在检测距离为近距离的情况下，在具备反射光的受光等级为近距离用的阈值以上这样的条件、和反射光的受光等级以阈值步骤数以上的步骤数连续地处于近距离用的第二阈值以上这样的条件中任一条件的情况下，能够识别为捕捉对象物。
另外，在检测距离为远距离的情况下，另外设定比远距离用的阈值小的等级的远距离用的第二阈值，在具备反射光的受光等级为远距离用的阈值以上这样的条件、和反射光的受光等级以阈值步骤数以上的步骤数连续地处于远距离用的第二阈值以上这样的条件中的任一方的情况下，能够识别为捕捉对象物。
〔组装于物体捕捉装置的光扫描部的其他的实施方式〕
在图7所示的物体捕捉装置20中，对利用设置于上部壳体20B的上表面内壁的马达50和在马达50的旋转轴51上固定为能够与旋转轴51一体旋转的偏转镜52构成光扫描部23的例子进行了说明，但本发明所适用的物体捕捉装置的光扫描部的结构并不限于上述的结构，也能够采用其它的公知的光扫描部的结构。
例如，也可以代替上述的偏转镜，而构成为使用使各侧面形成为镜面的多棱柱绕纵轴心旋转的旋转多面镜，使从发光部出射的测定光朝向测定对象空间扫描，将反射光向受光部引导。
另外，也可以代替上述的使平坦的偏转镜旋转的扫描机构，而采用进行摆动扫描的摆动机构。此外，也可以构成为，具备使由上述的光扫描部23旋转驱动的偏转镜绕与旋转轴心交叉的轴心进行摆动扫描的摆动机构，从而能够进行三维扫描。
无论是哪种方式，只要光扫描部具备偏转镜和划分出将由偏转镜偏转后的测定光向测定对象空间引导的光路以及将反射光向受光部引导的光路的光引导部，偏振片配置在光引导部的测定光光路侧，检偏振器配置在光引导部的反射光光路侧即可。
若具备这样的结构，则光路被光引导部区域划分为测定光光路和反射光光路。在从发光部出射的测定光在测定光光路行进时，仅沿着第一方向振动的直线偏振光透过偏振片而向测定对象空间扫描，在来自物体的反射光在反射光光路行进时，仅沿着与第一方向正交的第二方向振动的直线偏振光透过检偏振器而由受光部接受。
〔降低来自其他物体捕捉装置的干涉光的影响的信号处理〕
当来自位于物体捕捉装置20的附近的其他物体捕捉装置20的测定光作为干涉光入射时，有可能将其误检测为相对于从该物体捕捉装置20出射的测定光的反射光。在从双方的物体捕捉装置20出射的测定光的周期相同的情况下，由于干涉光以相同的周期入射，因此发生误检测的可能性升高。
于是，将发光控制部84(参照图8)构成为，将从各物体捕捉装置20出射的测定光的平均周期保持恒定，并且在相对于平均周期T在前后T/2周期的范围内随机地使出射时期错开，由此能够避免干涉光以相同的周期入射这样的现象。
另外，在相对于从物体捕捉装置20出射的1脉冲的测定光检测多个反射光的情况下，优选的是，将距离运算部81(参照图8)构成为，对连续的规定数的测定光执行将测定光的周期T分割成多个时间区域且将检测到的反射光是属于哪个时间区域的信息存储于存储器的处理，采用检测到的反射光的数成为最大的时间区域的反射光作为真反射光。
同样，在相对于从物体捕捉装置20出射的1脉冲的测定光检测多个反射光的情况下，也可以是，构成为利用距离运算部81(参照图8)算出相对于各个反射光的距离，将物体判别部82(参照图8)构成为，对连续的规定数的测定光执行将测定光的周期T分割成多个时间区域且将检测到的距离是属于哪个时间区域的信息存储于存储器的处理，采用检测到的距离的数成为最大的时间区域的距离作为相对于真反射光的距离。
此外，在相对于从物体捕捉装置20出射的1脉冲的测定光检测多个反射光的情况下，也可以是，将距离运算部81(参照图8)构成为，跨规定数的扫描周期地执行将测定光的周期T分割成多个时间区域且将检测到的反射光是属于哪个时间区域的信息存储于存储器的处理，采用检测到的反射光的数成为最大的时间区域的距离作为相对于真反射光的距离。
同样，在相对于从物体捕捉装置20出射的1脉冲的测定光检测多个反射光的情况下，也可以是，构成为利用距离运算部81(参照图8)算出相对于各个反射光的距离，将物体判别部82(参照图8)构成为，跨规定数的扫描周期地执行将测定光的周期T分割成多个时间区域且将检测到的距离是属于哪个时间区域的信息存储于存储器的处理，采用检测到的距离的数成为最大的时间区域的距离作为相对于真反射光的距离。
〔捕捉对象物的反射面〕
优选的是，利用上述的物体捕捉装置20捕捉的捕捉对象物具备反射片40，反射片40具备反射光量沿着由光扫描部23扫描的测定光的扫描方向阶段性地变化的反射特性。
通过将捕捉对象物的反射面的反射特性设定为反射光量沿着由光扫描部23扫描的测定光的扫描方向阶段性地或连续地变化，由此能够进行与不具备这样的特性的其他物体之间的高精度的识别。
例如，如图20的(a)所示，若是反射片40的表面反射率沿着测定光的扫描方向在两端部及中央部设定得较高、在两端部与中央部之间设定得较低的反射片40，则伴随于此由受光部22检测到的反射光量沿着扫描方向阶段性地变化，因此能够可靠地识别为来自其他物体的反射光。
例如，如图20的(b)所示，若是反射片40的表面反射率被设定为沿着测定光的扫描方向呈锯齿状变化的反射片40，则伴随于此由受光部22检测到的反射光量沿着扫描方向连续地上升或连续地下降，因此能够可靠地识别为来自其他物体的反射光。
另外，也可以采用具备相对于测定光的波长的分光反射特性沿着测定光的扫描方向阶段性地或连续地变化那样的反射特性的反射片40。在发光部21具备波长不同的多个光源的情况下，优选的是，具备针对光源的每个波长分光反射特性发生变化那样的反射特性。
无论在何种情况下，优选的是，作为反射片40使用回归性反射构件，特别是使用由3面体角反射器元件排列于表面而成的回归性反射构件。在使用这样的回归性反射构件的情况下，通过在反射镜41、42、43(参照图14的(a))形成规定厚的干涉膜，由此能够调整分光反射特性。
另外，也可以不在反射片40的整个区域配置回归性反射构件，而是以反射光量沿着测定光的扫描方向阶段性地或连续地变化的方式区分成配置回归性反射构件的区域和不配置回归性反射构件的区域。例如，也可以在不配置回归性反射构件的区域配置散漫反射构件、或配置吸光构件。
通过使上述的多个方式的物体捕捉装置20及捕捉对象物所具备的反射片40适当组合，由此能够使本发明的物体捕捉系统具体化。
以上说明的实施方式都只不过是本发明的一实施例，本发明的范围并不由该记载所限定，各部分的具体结构能够在实现本发明的作用效果的范围内适当变更，这是不言而喻的。
附图标记说明
1：制造装置
5：行驶导轨
10：输送台车
20：物体捕捉装置
21：发光部
22：受光部
23：光扫描部
24：投光透镜
25：受光透镜
40：反射片
54：光引导部
70：行驶控制部
80：控制部
81：距离运算部
82：物体判别部
100：制造设备
AN：检偏振器
PL、PL′、PL″：偏振片。

Claims (12)

1.一种物体捕捉装置，其是对存在于测定对象空间的物体进行捕捉的物体捕捉装置，其中，
所述物体捕捉装置具备：
发光部；
受光部；
光扫描部，其使从所述发光部出射的规定波长的测定光朝向测定对象空间扫描，并将针对所述测定光的来自所述物体的反射光向所述受光部引导；
距离运算部，其基于所述反射光相对于所述测定光的相位差或延迟时间，将距所述物体的距离与所述光扫描部的扫描角度建立对应关系地算出；以及
物体判别部，其基于由所述距离运算部算出的相邻的扫描角度下的各距离的差量成为规定的阈值以下的扫描角度范围是否与代表各距离的基准距离所对应的捕捉对象物的基准扫描角度范围相对应、以及该扫描角度范围内的反射光的强度分布是否与基于在所述捕捉对象物的反射面沿着测定光的扫描方向设定出的固有的反射特性的反射光的基准强度分布相对应，来判别所述物体是否为所述捕捉对象物部，
所述基准扫描角度范围及所述基准强度分布以所述扫描角度范围相对于所述测定光的扫描基准位置的偏差的程度为指标来确定。
2.根据权利要求1所述的物体捕捉装置，其中，
所述基准强度分布以距所述物体的距离为指标来确定。
3.根据权利要求1所述的物体捕捉装置，其中，
所述基准扫描角度范围及所述基准强度分布以基于所述扫描角度范围的各距离确定的所述捕捉对象物的反射面相对于所述测定光的光轴的倾斜角度为指标来确定。
4.根据权利要求1所述的物体捕捉装置，其中，
所述发光部构成为具备波长不同的多个光源，与各光源的波长对应地分别确定所述基准强度分布。
5.根据权利要求1所述的物体捕捉装置，其中，
在光扫描部设置有在所述测定光的光路中仅使沿着第一方向振动的光透过的偏振片、以及在所述反射光的光路中仅使沿着与所述第一方向正交的第二方向振动的光透过的检偏振器。
6.根据权利要求2所述的物体捕捉装置，其中，
所述基准扫描角度范围及所述基准强度分布以基于所述扫描角度范围的各距离确定的所述捕捉对象物的反射面相对于所述测定光的光轴的倾斜角度为指标来确定。
7.根据权利要求2所述的物体捕捉装置，其中，
所述发光部构成为具备波长不同的多个光源，与各光源的波长对应地分别确定所述基准强度分布。
8.根据权利要求2所述的物体捕捉装置，其中，
在光扫描部设置有在所述测定光的光路中仅使沿着第一方向振动的光透过的偏振片、以及在所述反射光的光路中仅使沿着与所述第一方向正交的第二方向振动的光透过的检偏振器。
9.根据权利要求3所述的物体捕捉装置，其中，
所述发光部构成为具备波长不同的多个光源，与各光源的波长对应地分别确定所述基准强度分布。
10.根据权利要求3所述的物体捕捉装置，其中，
在光扫描部设置有在所述测定光的光路中仅使沿着第一方向振动的光透过的偏振片、以及在所述反射光的光路中仅使沿着与所述第一方向正交的第二方向振动的光透过的检偏振器。
11.根据权利要求4所述的物体捕捉装置，其中，
在光扫描部设置有在所述测定光的光路中仅使沿着第一方向振动的光透过的偏振片、以及在所述反射光的光路中仅使沿着与所述第一方向正交的第二方向振动的光透过的检偏振器。
12.一种物体捕捉系统，其中，
所述物体捕捉系统包括：权利要求1所述的物体捕捉装置；以及具备反射光量沿着由所述光扫描部扫描的测定光的扫描方向阶段性地变化的反射面的捕捉对象物。
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