CN117321399A

CN117321399A - 传感器装置

Info

Publication number: CN117321399A
Application number: CN202280035744.XA
Authority: CN
Inventors: 本乡一生
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2023-12-29
Also published as: EP4350315A1; WO2022249537A1; JPWO2022249537A1

Abstract

[问题]利用小型且简单的机制执行触觉检测。[解决方案]根据本发明的传感器装置包括：触觉作用部分，通过设置在外装部分中的开口暴露并且经由应变生成器附接在该外装部分的内部；反射空间，该反射空间在其两个或更多个面上由第一反射镜和第二反射镜包围，该第一反射镜设置在该外装部分的内部底表面上，该第二反射镜设置在该触觉作用部分或该应变发生器的面向第一反射镜的表面上；光源单元，向该反射空间发射光；以及成像单元，设置在外装部的内部底表面上，并且该成像单元获取包括触觉检测区域的图像，从光源单元发射的光的反射光出现在触觉检测区域上。

Description

传感器装置

技术领域

本公开内容涉及传感器装置。

背景技术

近年来，用于通过合并从多个传感器获取的信息来提取单个传感器不能获得的新信息的传感器融合技术已经引起关注。因此，需要从多个传感器有效地获取更多条信息。

例如，已经研究了在下述专利文献1中公开的传感器融合技术对机械臂的控制的应用。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开第2020-43497号

发明内容

本发明要解决的问题

上述专利文献1中公开的机械臂通过用图像传感器对存在于机器手前面的对象进行成像来控制机械臂的操作。此外，专利文献1中公开的机械臂能够通过具有力传感器的机器手抓住对象时检测力觉来以更高的准确度抓住对象。然而，在机械臂安装力传感器上扩大了整个系统并且增加了整个系统的质量。

因此，本公开内容提出了一种能够通过更小型且更简单的机构来检测力觉的新颖且改进的传感器装置。

问题的解决方案

根据本公开内容的一方面，提供了一种传感器装置，包括：力觉作用部，力觉作用部从设置在外装部上的开口暴露并且经由柔性体附接至外装部的内部；反射空间，该反射空间的至少两个表面由第一反射镜和第二反射镜包围，该第一反射镜设置在外装部的内部底表面上，并且该第二反射镜设置在力觉作用部或柔性体的面向第一反射镜的表面上；以及光源单元，被配置为将光发射至反射空间；以及成像单元，设置在外装部的内部底表面上，并且该成像单元被配置为捕获包括力觉检测区域的图像，该力觉检测区域中映出从光源单元发射的光的反射光。

附图说明

[图1]是示意性地示出根据本公开内容的第一实施方式的传感器装置的配置的截面图。

[图2]是示出光被发射至由彼此面对的三个反射镜包围的空间的状态的说明图。

[图3]是示出光被发射至由彼此面对的四个反射镜包围的空间的状态的说明图。

[图4]是示出由传感器装置进行的成像和作用于传感器装置的外力的说明图。

[图5]是示出由图4所示的传感器装置捕获的图像的示例的说明图。

[图6]是示出由传感器装置执行的空间成像操作和力觉计算操作的流程的框图。

[图7]是示出根据第一实施方式的第一变形例的传感器装置的成像定时与光源单元的开启/关闭定时之间的关系的说明图。

[图8]是示出根据第一实施方式的第二变形例的传感器装置的光源单元附近的配置的截面图。

[图9]是示出根据第一实施方式的第三变形例的传感器装置的配置的截面图。

[图10]是示出根据第一实施方式的第四变形例的传感器装置的配置的示例的俯视图和截面图的说明图。

[图11]是示出通过在图10中所示的传感器装置的成像单元捕获的图像的示例的示意图。

[图12]是示出通过在图10中所示的传感器装置的成像单元捕获的图像的另一示例的示意图。

[图13]是示出根据第一实施方式的第四变形例的传感器装置的配置的另一示例的俯视图和截面图的说明图。

[图14]是示出根据第一实施方式的第四变形例的传感器装置的配置的另一示例的截面图。

[图15]是示出通过在图14中所示的传感器装置的成像单元捕获的图像的示例的示意图。

[图16]是示出在图13中所示的传感器装置的又一示例的截面图。

[图17]是示意性地示出根据本公开内容的第二实施方式的传感器装置的配置的透视图。

[图18]是示意性地示出根据第二实施方式的传感器装置的配置的分解图。

[图19]是示出力觉检测结构相对于第二外装部的附接的透视图。

[图20]是示出通过传感器装置的成像单元捕获的图像的示例的示意图。

[图21]是示出根据第二实施方式的第一变形例的传感器装置的配置的截面图。

[图22]是示出除了第一外装部以外的根据第二实施方式的第二变形例的传感器装置的配置的透视图。

[图23]是示意性地示出根据本公开内容的第三实施方式的抓持装置的第一配置示例的截面图。

[图24]是示意地在示出图23中所示的抓持装置的配置的俯视图。

[图25]是示出通过在图23中所示的抓持装置的成像单元捕获到的图像的配置的说明图。

[图26]是示意性地示出根据本公开内容的第三实施方式的抓持装置的第二配置示例的截面图。

[图27]是示意性地示出在图26中所示的抓持装置的配置的俯视图。

[图28]是通过在图26中所示的抓持装置的成像单元捕获到的图像的配置的说明图。

[图29]是示出通过具备四个爪部的抓持装置的成像单元捕获到的图像的示例的示意图。

[图30]是示出通过具备四个爪部的抓持装置的成像单元捕获到的图像的示例的示意图。

[图31]是示出根据第三实施方式的抓持装置的功能配置的框图。

[图32]是示出根据第一实施方式或第二实施方式的作为传感器装置的作为第一应用示例的输入装置的说明图。

[图33]是示出根据第一实施方式或第二实施方式的作为传感器装置的作为第二应用示例的力觉检测装置的透视图。

[图34]是示出在图33中所示的力觉检测装置的纵向截面图。

[图35]是示出根据第一实施方式或第二实施方式的传感器装置的作为第三应用示例的透镜装置的视图。

[图36]是示出作为根据第三实施方式的抓持装置的第一应用示例的机器人的说明图。

[图37]是示出作为根据第三实施方式的抓持装置的第二应用示例的机械臂装置的示例的说明图。

[图38]是示出作为根据第三实施方式的抓持装置的第二应用示例的机械臂装置的另一示例的说明图。

[图39]是示出作为根据第三实施方式的抓持装置的第三应用示例的移动体的说明图。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本公开内容的优选实施方式。应注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的组成元件由相同的附图标记表示，并且将省略多余的描述。

注意，将按照以下顺序进行描述。

1.第一实施方式(传感器装置)

1.1.配置

1.2.操作

1.3.变形例

2.第二实施方式(传感器装置)

3.第三实施方式(抓持装置)

3.1.配置

3.2.功能

4.应用示例

<1.第一实施方式(传感器装置)>

(1.1.配置)

首先，将参照图1描述根据本公开内容的第一实施方式的传感器装置的配置。图1是示意性地示出根据本实施方式的传感器装置10的配置的截面图。

如图1所示，传感器装置10包括基部110、力觉作用部120、柔性体130和180、成像单元140、光源单元150、第一反射镜161、第二反射镜162和半反射镜170。

基部110是平坦且刚性的结构构件，基部110具有基本上设置在中心处的光进入孔110H。基部110使得经由设置在中心处的光进入孔110H从传感器装置10的外部入射的光(也称为外部光)入射在设置在基部110的第一表面S1侧(与入射在传感器装置10上的外部光的入射侧相对的侧)上的成像单元140上。

力觉作用部120是经由柔性体130设置在基部110的第二表面S2侧(入射在传感器装置10上的外部光的入射侧)的刚性结构部件。例如，力觉作用部120可以设置成在光进入孔110H周围与基部110的第二表面S2相对。

力觉作用部120是在传感器装置10中来自外部的力(也称为外力)作用在其上的部分。在外力作用在力觉作用部120上的情况下，力觉作用部120和基部110之间的柔性体130变形，并且第一反射镜161和第二反射镜162之间的位置关系改变。因此，从光源单元150发射并被第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的每个光点的位置被位移。因此，传感器装置10可以通过测量由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的每个光点的位置的位移来检测作用在力觉作用部120上的外力。

可以设置多个力觉作用部120。在这种情况下，传感器装置10可以通过每个力觉作用部120通过接收作用在传感器装置10的多个位置的每一个上的外力来检测作用在多个位置的每个上的外力。

具体地，多个力觉作用部120可以相对于光进入孔110H点对称或线对称地设置。例如，两个力觉作用部120可以设置成光进入孔110H布置在两个力觉作用部120之间的180度布置(即，通过将光进入孔110H布置在两个力觉作用部120之间以彼此面对)。三个力觉作用部120可以设置成以光进入孔110H为中心的120度布置，或者四个力觉作用部120可以设置成以光进入孔110H为中心的90度布置。由于多个力觉作用部120相对于光进入孔110H点对称或线对称地设置，因此可各向同性地检测作用在传感器装置10上的外力。

半反射镜170设置在外部光的入射侧，以便覆盖光进入孔110H。具体地，半反射镜170可被设置为矩形或圆形平板形状，并且可被设置为经由柔性体180桥接在多个力觉作用部120之间。

半反射镜170是光透射率大于20％且小于90％并且光反射率大于10％且小于80％的光学部件，部分地透射入射光，并且部分地反射入射光。例如，可以通过在包括玻璃和树脂的透明构件上使用诸如铬(Cr)的金属材料形成具有光透射率和光反射率的极薄的膜来配置半反射镜170。或者，半反射镜170可以通过在包含玻璃和树脂的透明部件上形成电介质多层膜使得具有光透射率和光反射率来配置。半反射镜170的光透射率和反射率可以根据传感器装置10实现的特性被设定为任意值。

例如，光透射半反射镜170可以将入射在传感器装置10上的外部光透射到设置有光进入孔110H的传感器装置10的内部。利用该配置，在传感器装置10中，通过使用通过光进入孔110H进入的外部光，可以通过成像单元140对传感器装置10的外部空间成像。此外，例如，光反射半镜170可以以与第一反射镜161和第二反射镜162类似的方式反射从光源单元150发射的光。利用该配置，传感器装置10可通过使用成像单元140检测从光源单元150发射并被第一反射镜161、第二反射镜162和半反射镜170多次反射的反射光的每个光点的位置。因此，传感器装置10可通过使用成像单元140同时执行传感器装置10的外部空间的成像和由第一反射镜161、第二反射镜162和半反射镜170多次反射的反射光的光点群的检测。

柔性体130和180是与施加的应力成比例地变形的结构构件。例如，柔性体130和180可以是明显容易变形的弹性体，诸如橡胶、高弹体(elastomer)或弹簧。此外，柔性体130和180可以包括与其他部件相同的材料，但可以是形成为具有低刚性以便比其他部件更容易变形的结构构件。柔性体130设置在基部110与力觉作用部120之间，并且柔性体180设置在半反射镜170与力觉作用部120之间。柔性体130和180根据作用于力觉作用部120的外力而变形，因此，可以改变第一反射镜161、第二反射镜162和半反射镜170之间的位置关系。

第一反射镜161设置在基部110的第二表面S2上，并且第二反射镜162设置在力觉作用部120的与基部110相对的表面上。即，第一反射镜161和第二反射镜162被设置在由基部110和力觉作用部120包围的传感器装置10的内部空间侧的表面上。例如，第一反射镜161和第二反射镜162可以通过在包括玻璃和树脂的透明构件上形成金属材料(诸如铬(Cr))的膜来配置，以便具有充分的光反射率的厚度。彼此面对的第一反射镜161和第二反射镜162可以将从光源单元150发射的光在第一反射镜161和第二反射镜162之间的反射空间121中多次反射。

这里，将参考图2和图3描述彼此面对的第一反射镜161和第二反射镜162的多次反射。图2是示意性地示出光被发射至由彼此面对的三个反射镜包围的空间的状态的说明图。图3是示意性地示出光被发射至由彼此面对的四个反射镜包围的空间的状态的说明图。

如图2所示，从光源单元1500发射的光L被第一反射镜1610、第二反射镜1620和第三反射镜1630多次反射，第一反射镜1610、第二反射镜1620和第三反射镜1630被设置为在分别与三棱柱的侧表面对应的位置处彼此面对。在这种情况下，在由于第一反射镜1610、第二反射镜1620和第三反射镜1630的多次反射而增加反射光的光点的数量之后，从光源单元1500发射的光L被光接收单元1400接收。此外，在第一反射镜1610、第二反射镜1620或第三反射镜1630位移的情况下，通过增加第一反射镜1610、第二反射镜1620或第三反射镜1630的位移来对从光源单元1500发射的光L的反射光的光点的位置进行位移。

注意，第一反射镜1610、第二反射镜1620和第三反射镜1630可以被布置为分别与等边三角形或等腰三角形的边对应，或者可被布置为分别与通过使等边三角形或等腰三角形折叠而形成的三角形的边对应。由于第一反射镜1610、第二反射镜1620和第三反射镜1630被布置为分别与低对称性的三角形(即，通过将等边三角形或等腰三角形折叠而获得的三角形)的边对应，因此可进一步增加由于多次反射而导致的反射光的光点的数量。

在传感器装置10中，第一反射镜161和第二反射镜162可以利用第三反射镜(未示出)形成与如图2中所示的三棱柱的侧表面相对应的结构。在这种情况下，传感器装置10可以通过使用其侧表面由第一反射镜161、第二反射镜162和第三反射镜形成的三棱柱的内部作为反射空间121来多次反射从光源单元150发射的光。

注意，第一反射镜161和第二反射镜162可以形成与具有第三反射镜(未示出)的三棱锥的侧表面对应的结构。即使在这种情况下，传感器装置10也可通过将其侧表面由第一反射镜161、第二反射镜162和第三反射镜形成的三棱锥的内部用作反射空间121来多次反射从光源单元150发射的光。

此外，如图3所示，从光源单元1500发射的光L由第一反射镜1610、第二反射镜1620、第三反射镜1630和第四反射镜1640多次反射，这些反射镜被设置为在分别与四棱柱的侧表面对应的位置处的彼此面对。在这种情况下，在由于第一反射镜1610、第二反射镜1620、第三反射镜1630和第四反射镜1640的多次反射而增加反射光的光点的数量之后，由光接收单元1400接收从光源单元1500发射的光L。此外，在第一反射镜1610、第二反射镜1620、第三反射镜1630、第四反射镜1640位移的情况下，通过增加第一反射镜1610、第二反射镜1620、第三反射镜1630或第四反射镜1640的位移来对从光源单元1500发射的光L的反射光的光点的位置进行位移。

在传感器装置10中，第一反射镜161和第二反射镜162可以利用第三反射镜和第四反射镜(未示出)形成与如图3所示的四棱柱的侧表面相对应的结构。在这种情况下，传感器装置10可通过使用其侧表面由第一反射镜161、第二反射镜162、第三反射镜和第四反射镜形成的四棱柱的内部作为反射空间121来多次反射从光源单元150发射的光。

注意，第一反射镜161和第二反射镜162可以形成与具有第三反射镜和第四反射镜(未示出)的四棱锥的侧面对应的结构。即使在这种情况下，传感器装置10也可以通过将其侧表面由第一反射镜161、第二反射镜162、第三反射镜和第四反射镜形成的四棱锥的内部用作反射空间121来多次反射从光源单元150发射的光。

光源单元150将光发射至基部110的第二表面S2侧。具体地，光源单元150向反射空间121发射光，该反射空间121的至少两个表面被第一反射镜161和第二反射镜162包围。反射空间121例如是彼此面对的第一反射镜161和第二反射镜162之间的空间。光源单元150可以将光发射至反射空间121并且在第一反射镜161与第二反射镜162之间的反射空间121中引起所发射的光的多次反射。光源单元150可以将光从反射空间121的底面侧(即，基部110侧)发射至反射空间121，或者可以将光从反射空间121的侧面侧(即，柔性体130侧)发射至反射空间121。光源单元150可以是例如能够发出具有高直度的光的发光二极管(LED)光源。

例如，光源单元150可以设置在基部110侧上。在这种情况下，因为传感器装置10可以与成像单元140的配线类似地形成到光源单元150的配线，所以可以减少用于形成配线的成本和工作量。因此，传感器装置10可以进一步降低生产成本。

此外，光源单元150可以设置在基部110的内部，使得诸如LED光源、配线等的主体部不暴露于反射空间121。在这种情况下，传感器装置10可以防止光源单元150的主体部和布线的图像被第一反射镜161和第二反射镜162多次反射。因此，因为传感器装置10可以防止光源单元150的主体部和布线的多次反射图像成为噪声因子，所以可以防止由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的光点群的检测灵敏度劣化。

此外，光源单元150可以经由针孔(pinhole)将光发射至反射空间121。针孔例如是具有约几mm直径的孔。光源单元150经由针孔将光发射至反射空间121，并且因此可进一步增强发射的光的会聚。利用该配置，在光源单元150中，通过第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的每个光点的形状可以是较小的正圆，并且因此可以提高每个光点的检测灵敏度。此外，由于针孔的加工准确度通常高于装配光源单元150时的定位准确度，所以光源单元150经由针孔将光发射至反射空间121。由此，能够进一步提高射出光的位置的准确度。因此，传感器装置10可以更容易地控制由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的每个光点的位置。

这里，在设置多个力觉作用部120的情况下，可以对应于每个力觉作用部120设置多个光源单元150。在这种情况下，光源单元150可以针对每个相应的力觉作用部120发射不同颜色的光。此外，光源单元150可以将光发射至另一反射空间121，该反射空间121的两个表面被第二反射镜162和第一反射镜161包围，第二反射镜162和第一反射镜161设置在相应的力觉作用部120上，使得对于每个相应的力觉作用部120，反射光的光点群分离。利用该配置，传感器装置10可以通过可以在颜色或位置上彼此分离的反射光的光点群的位移来检测作用在每个力觉作用部120上的外力。因此，传感器装置10可单独地以高准确度检测作用在每个力觉作用部120上的外力。

成像单元140是通过接收通过光进入孔110H入射的光来获取捕获的图像的图像传感器。成像单元140可以是例如能够检测可见光波长带内的光的CMOS图像传感器或CCD图像传感器。成像单元140可以通过半反射镜170和反射光的光点群(从光源单元150发射并且由第一反射镜161、第二反射镜162和半反射镜170多次反射的)接收入射在传感器装置10上的外部光。即，成像单元140可以获取通过将多次反射的反射光的光点群叠加在传感器装置10的外部空间的捕获的图像上而获得的图像。利用该配置，传感器装置10可以从由第一反射镜161、第二反射镜162和半反射镜170多次反射的反射光的每个光点的位置的位移来检测作用在力觉作用部120上的外力。因此，传感器装置10可以同时执行对外部空间的成像和作用在力觉作用部120上的外力的检测。

作为另一示例，成像单元140可以是能够检测可见光波长带内的光和红外光波长带内的光(具体地，短波长红外光(近红外光))的图像传感器。在这种情况下，成像单元140可以根据对象的温度和含水量、或材料的红外吸收特性或红外反射特性以及对象的外观来检测对象的特性。

此外，作为另一示例，成像单元140可以是能够检测可见光波长带中的光和具有预定偏振的光的图像传感器。在这种情况下，成像单元140可检测除了对象的外观之外的施加至对象的应力或应变。

此外，作为又一示例，成像单元140可以包括能够通过使用飞行时间(ToF)技术测量到对象的距离的距离测量像素。此外，在这种情况下，传感器装置10可以测量距存在于外部空间中的对象的距离。

注意，基部110的外边缘还可以设置有圆柱形或矩形圆柱形外部，该圆柱形或矩形圆柱形外部将力觉作用部120和反射空间121容纳在其中。具体地，外装部可以具有作为底部表面的基部110和作为侧表面的圆柱或方柱，其高度是从基部110至半反射镜170的距离，并且传感器装置10的配置可被容纳在外装部内部。由于外装部可以防止来自传感器装置10外部的光从侧面进入反射空间121并且成为噪声因子，因此可以使用反射光的光点群来提高力觉检测的稳定性。

此外，外装部的内表面可以是镜面或非镜面。在外部的内表面是镜面的情况下，外装部可以将从光源单元150发射至反射空间121并且随后被引导到传感器装置10的外部的光反射到传感器装置10的内部。因此，外装部可以增加被第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的光点的数量，并且因此能够以更高的准确度检测作用在力觉作用部120上的外力。

(1.2.操作)

接下来，将参考图4至图6描述根据本实施方式的传感器装置10的功能。图4是示出由传感器装置10进行的成像和作用在传感器装置10上的外力的说明图。图5是示出由图4所示的传感器装置10捕获的图像的示例的说明图。

例如，如图4所示，传感器装置10可以对存在于外部空间中的对象900进行成像。此外，当图4的上部部分中的力觉作用部120a接收Z轴方向上的力Fz1、绕X轴的力矩Mx1或绕Y轴的力矩My1时，传感器装置10可检测力Fz1、力矩Mx1或力矩My1。此外，当图4下部的力觉作用部120b接收Z轴方向上的力Fz2、绕X轴的力矩Mx2或绕Y轴的力矩My2时，传感器装置10可检测力Fz2、力矩Mx2或力矩My2。

具体地，如图5所示，由成像单元140捕获的图像CI包括对象900的捕获的图像和光点群LC1和LC2。

例如，光点群LC1是从图4的上部中的光源单元150a发射并且通过第一反射镜161a和第二反射镜162a多次反射的反射光的光点群。在力Fz1、力矩Mx1或力矩My1作用在力觉作用部120a上的情况下，力觉作用部120a和第二反射镜162a的位置位移。由此，图像CI上的光点群LC1的位置沿与作用在力觉作用部120a上的力Fz1、力矩Mx1和力矩My1中的每个相应的方向位移。因此，传感器装置10可从光点群LC1的位置的位移计算作用在力觉作用部120a上的力Fz1、力矩Mx1和力矩My1的方向和大小。

类似地，光点群LC2是例如从图4的下部的光源单元150b发射并且由第一反射镜161b和第二反射镜162b多次反射的反射光的光点群。在力Fz2、力矩Mx2或力矩My2作用在力觉作用部120b上的情况下，力觉作用部120b和第二反射镜162b的位置移位。因此，光点群LC2在图像CI上的位置在与作用在力觉作用部120b上的力Fz2、力矩Mx2和力矩My2中的每个相应的方向上移位。因此，传感器装置10可以根据光点群LC2的位置的位移来计算作用在力觉作用部120b上的力Fz2、力矩Mx2和力矩My2的方向和大小。

因此，传感器装置10可以通过将反射光的光点群LC1的位置的位移状态预先与作用于力觉作用部120a的外力的方向和大小的实际测量值相关联，来计算作用于力觉作用部120a的外力的方向和大小。此外，传感器装置10可通过将反射光的光点群LC2的位置的位移状态预先与作用于力觉作用部120b的外力的方向和大小的实际测量值相关联，来计算作用于力觉作用部120b的外力的方向和大小。例如，传感器装置10可通过机器学习将反射光的光点群LC1和LC2中的每一个的位置的位移状态与作用在力觉作用部120a和120b中的每一个上的外力的方向和幅度的实际测量值相关联。可选地，传感器装置10可以通过创建校准曲线来将反射光的光点群LC1和LC2中的每一个的位置的位移状态与作用在力觉作用部120a和120b中的每一个的外力的方向和大小的实际测量值相关联。

因此，传感器装置10可以获得通过将光点群LC1和LC2叠加在对象900的捕获的图像上而获得的图像CI，因此可在对对象900成像的同时测量作用在力觉作用部120a和120b上的力和力矩。

将参考图6描述传感器装置10的操作。图6是示出由传感器装置10执行的空间成像操作和力觉计算操作的流程的框图。

如图6所示，在传感器装置10中，首先，外部光入射在传感器装置10上，并且在传感器装置10内部多次反射的反射光1和反射光2入射在半反射镜170上。入射在传感器装置10上的外部光之中的透射过半反射镜170的光和反射光1和反射光2中的由半反射镜170反射的光经由光进入孔110H入射在成像单元140上。因此，成像单元140获取通过叠加从外部光生成的捕获的图像、从反射光1生成的光点群LC1、以及从反射光2生成的光点群LC2而获得的图像。

利用该配置，传感器装置10可以从由外部光生成的捕获的图像对传感器装置10的外部空间进行成像(空间成像)。此外，传感器装置10可以基于从反射光1产生的光点群LC1来计算作用在力觉作用部120a上的力或力矩(力觉计算1)。此外，传感器装置10可以基于从反射光2产生的光点群LC2来计算作用在力觉作用部120b上的力或力矩(力觉计算2)。

包括上述配置的传感器装置10可以通过使用成像单元140同时接收通过半反射镜170入射在传感器装置10上的外部光和在传感器装置10内部多次反射的反射光。因此，传感器装置10可以利用更小和更简单的机构基于外部光执行对外部空间的成像以及从多次反射的反射光计算的力觉的检测。此外，因为传感器装置10可以通过使用成像单元140同时获取外部空间的捕获的图像和多次反射的反射光，所以可以使外部空间的捕获的图像与作用在传感器装置10上的外力的检测结果同步。

在传感器装置10中，从光源单元150发射的光被彼此面对的第一反射镜161和第二反射镜162多次反射。利用该配置，因为传感器装置10可以通过多次反射增加由成像单元140捕获的光点的数量和反射光的位置的位移，所以可提高力觉检测的灵敏度，并且可减少噪声。此外，传感器装置10可以通过增加由成像单元140捕获的反射光的光点的数量来进一步扩大力觉检测的动态范围。

(1.3.变形例)

接下来，将参照图7至图13描述根据本实施方式的传感器装置10的第一变形例至第四变形例。

(第一变形例)

图7是示出根据第一变形例的传感器装置10的成像定时与光源单元150的开启/关闭定时之间的关系的说明图。

如图7所示，在根据第一变形例的传感器装置10中，可与由成像单元140成像的帧速率同步地控制来自光源单元150的光的发射。具体地，来自光源单元150的光发射的开启/关闭可以通过成像单元140的成像的每几个帧来切换。例如，来自光源单元150的光发射的开启/关闭可以与成像单元140的成像的帧速率同步地每五个帧切换。因此，成像单元140可每隔几帧交替地捕获叠加(从光源单元150发射的光的反射光的)光点群LC的图像CI和不叠加光点群LC的图像CIX。

因此，成像单元140可以分别捕获用于检测作用于力觉作用部120的外力的(叠加光点群LC)的图像CI和用于对外部空间进行成像的(不叠加光点群CIX)图像CIX。在这种情况下，传感器装置10可以防止外部空间的捕获的图像和用于检测作用在力觉作用部120上的外力的光点群LC免受相互的噪声因素影响。因此，传感器装置10能够以较低的噪声执行对外部空间的成像和力觉的检测。

在根据第一变形例的传感器装置10中，光源单元150可以是能够以高速开启/关闭光发射的LED光源，并且成像单元140可以是基于事件的视觉传感器(EVS)。EVS是仅输出亮度已经改变的像素的数据的成像装置。因为EVS仅输出亮度已改变的像素的数据，所以与正常的RGB照相机相比，可以以极高的帧速率(例如，约10kFPS)执行成像。因此，在成像单元140是EVS的情况下，传感器装置10可以高速切换叠加光点群LC的图像CI和其上不叠加光点群LC的图像CIX以执行成像。因此，传感器装置10能够更平稳地检测作用在力觉作用部120上的外力，同时分别捕获用于成像外部空间的图像CIX和用于检测作用在力觉作用部120上的外力的图像CI。

(第二变形例)

图8是示出根据第二变形例的传感器装置10的光源单元150附近的配置的截面图。

如图8所示，在根据第二变形例的传感器装置10中，光源单元150可经由锥形的针孔150H将光发射至反射空间121。具体地，针孔150H是朝向反射空间121侧渐缩的锥形孔。光源单元150通过锥形针孔150H将光发射至反射空间121，使得与通过线性针孔将光发射至反射空间121的情况相比，光可以在更宽的区域中扩散。因此，光源单元150可以进一步增加由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的光点的数量。因此，传感器装置10能够以更高的准确度检测作用在力觉作用部120上的外力。

(第三变形例)

图9是示出根据第三变形例的传感器装置10的配置的截面图。

如图9所示，在根据第三变形例的传感器装置10中，红外截止滤光器171可以设置在半反射镜170的任一表面上。具体地，红外截止滤光器171是选择性地截止(吸收)红外光并透射可见光的滤光器。例如，红外截止滤光器171可以设置在半反射镜170的外部光入射侧的表面上。

在这种情况下，根据第三变形例的传感器装置10可以防止包括在外部光中的红外光进入传感器装置10。因此，根据第三变形例的传感器装置10将从光源单元150发射的光转换成红外光，并且因此可以利用可见光对外部空间成像并且利用红外光的反射光的光点群检测作用在力觉作用部120上的外力。即，根据第三变形例的传感器装置10可以将用于检测作用在力觉作用部120上的外力的光的波长带与用于对外部空间成像的光的波长带彼此分离。因此，根据第三变形例的传感器装置10可以防止用于检测作用在力觉作用部120上的外力的光和用于成像外部空间的光彼此干涉。

(第四变形例)

图10是示出根据第四变形例的传感器装置11的配置的示例的俯视图和截面图的说明图。图11是示出通过图10中所示的传感器装置11的成像单元140捕获的图像的示例的示意图。图12是示出通过图10中所示的传感器装置11的成像单元140捕获的图像的另一示例的示意图。

如图10所示，在根据第四变形例的传感器装置11中，半反射镜170可以相对于光进入孔110H以倾斜角度设置在外部光的入射侧上。即，在使用电介质多层膜的半反射镜170中，在倾斜入射时(例如以45度左右的入射角入射时)，能够降低光的损失。因此，通过设置半反射镜170使得入射在传感器装置11上的外部光以及由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光倾斜入射，传感器装置11可以通过成像单元140更有效地接收入射光。

具体地，如图10所示，基部110经由柔性体130在光进入孔110H作为中心的两侧设置有一对力觉作用部120。此外，一对突出部111设置在一对力觉作用部120之间的基部110上，以便分别面向力觉作用部120。第一反射镜161和第二反射镜162设置在力觉作用部120和每个突出部111的表面(该表面彼此面对)上，并且光源单元150将光发射至第一反射镜161和第二反射镜162之间的反射空间121。

在图10中，半反射镜170被设置成能够将来自设置在一对力觉作用部120上的第二反射镜162的反射光反射至成像单元140。例如，半反射镜170可以被设置为在光进入孔110H上方具有谷形折叠形状，并且可以将来自设置在每个力觉作用部120上的第二反射镜162的反射光反射至成像单元140。

利用该配置，在第一反射镜161与第二反射镜162之间多次反射的反射光倾斜地入射在设置在光进入孔110H上方的半反射镜170上并且朝向成像单元140反射。此外，从传感器装置11的外部入射的外部光倾斜地入射在半反射镜170上并且透射至成像单元140侧。因此，传感器装置11的成像单元140可以接收来自外部空间的外部光以及通过第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光。

注意，在图10所示的传感器装置11中，半反射镜170可以被普通反射镜替换。具体地，图10中所示的传感器装置11可以包括被设置成仅覆盖成像单元140的视角的中心部分的反射镜，以便不完全遮挡从外部空间入射在成像单元140上的光。在这种情况下，成像单元140可以同时对(从光源单元150发出并被反射镜反射的光的)反射光以及(从未被反射镜覆盖的外边缘部分的视角进入的)外部空间进行成像。

在此情况下，例如，如图11中所示的，图10中所示的传感器装置11的成像单元140可捕获图像901A，该图像901A包含布置在视角的中心部分处的力觉检测区域903及布置在视角的两侧上的外边缘部分处的成像区域902。

力觉检测区域903是映出从光源单元150发射的光的反射光的光点群LC的区域，并且力觉检测区域903被布置在与设置反射镜的区域对应的视角的中心部分处。成像区域902是映出外部空间的区域，并且被设置在视角两侧上的外边缘部分处，该外边缘部分对应于除设置反射镜的区域以外的区域。即，在图像901A中，用于检测作用在力觉作用部120上的外力的力觉检测区域903和用于对外部空间成像的成像区域902中的每一个彼此分开布置。

此外，例如，如图12中所示的，图10中所示的传感器装置11的成像单元140可以捕获图像901B，该图像901B仅包含力觉检测区域903，该力觉检测区域903中可以映出从光源单元150发射的光的反射光的光点群LC。在这种情况下，图10中所示的传感器装置11被配置作为能够检测多个点位处的力觉的小型传感器。因此，图10中所示的传感器装置11可以彼此同步地检测作用在多个力觉作用部120上的外力。此外，由于在图10中所示的传感器装置11可以扩大对从光源单元150发射的光的反射光的光点群LC成像的区域，所以可以进一步扩大力觉检测的动态范围。

图13是示出根据第四变形例的传感器装置11的配置的另一示例的俯视图和截面图的示意图。如图13所示，在根据第四变形例的传感器装置11中，半反射镜170相对于光进入孔110H以倾斜角度设置在外部光的入射侧上。此外，在图13中，半反射镜170彼此分离并且以来自第二反射镜162的反射光能够被成像单元140反射的角度设置在突出部111附近。半反射镜170可以被设置成不覆盖光进入孔110H并且不阻挡从传感器装置11的外部入射的外部光。

利用该配置，在第一反射镜161与第二反射镜162之间多次反射的反射光倾斜地入射在设置在光进入孔110H上方的半反射镜170上并且朝向成像单元140反射。此外，从传感器装置11的外部入射的外部光在视场的一部分中不穿过半反射镜170而入射在成像单元140上，并且在视场的一部分中穿过半反射镜170并且入射在成像单元140上。在这种情况下，由于成像单元140可以接收未被半反射镜170反射或吸收的在一部分视场中的外部光，所以可以获取外部空间的更清晰的捕获的图像。因此，传感器装置11可以利用成像单元140接收来自外部空间的外部光和由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光。

图14是示出根据第四变形例的传感器装置11的配置的另一示例的截面图。图15是示出由图14中所示的传感器装置11的成像单元140捕获的图像的示例的示意图。

如图14所示，根据第四变形例的传感器装置11可以包括仅在成像单元140的一侧上包括力觉作用部120、柔性体130、光源单元150、第一反射镜161、第二反射镜162和半反射镜170的结构。图14中所示的传感器装置11可以检测作用在设置在一侧上的力觉作用部120上的外力。另外，半反射镜170也可以置换为不透光的普通反射镜。

在此情况下，例如，如图15中所示的，图14中所示的传感器装置11的成像单元140可以捕获包含占据大部分视角的力觉检测区域903和占据极小部分视角的成像区域902的图像901C。

力觉检测区域903是至少映出从光源单元150发射的光的反射光的光点群LC的区域，并且力觉检测区域903被布置在与设置半反射镜170的区域相对应并且占据大部分视角的区域中。注意，在力觉检测区域903中，可以仅映出从光源单元150发射的光的反射光的光点群LC，或者可以叠加并映出光点群LC和外部空间。成像区域902是映出外部空间的区域，并且成像区域902被布置在小于与设置半反射镜170的区域以外的区域对应的视角的一半的区域中。

在图14中所示的传感器装置11中，捕获的图像901C的大部分视角是用于检测作用于力觉作用部120的外力的力觉检测区域903。因此，在图14中所示的传感器装置11中，可以进一步增加包含在捕获的图像901C中的反射光的光点的数目，并且因此可以进一步增加力觉检测中的噪声抗性。

图16是示出图13中所示的传感器装置11的又一示例的截面图。如图16所示，在从传感器装置11的外部入射的外部光入射在成像单元140上而不穿过半反射镜170的情况下，半反射镜170可以具有与从外部空间入射在成像单元140上的光的光束方向平行切割的端面170E。在这种情况下，传感器装置11可以防止从传感器装置11的外部入射的外部光被半反射镜170的端面170E反射等。因此，传感器装置11可以防止由成像单元140捕获的外部空间的图像在半反射镜170的端面170E处失真。

此外，可以将半反射镜170的端面170E涂成黑色，使得从光源单元150发射的光不在半反射镜170的端面170E上产生亮点。例如，黑色是在HSV颜色空间中具有30％以下的亮度的非彩色。因此，传感器装置11可以防止从光源单元150发射的光穿过半反射镜170，并且防止在半反射镜170的端面170E上的成为亮点，并且因此可以防止亮点阻碍外部空间的视场。

(第五变形例)

根据第五变形例的传感器装置10还可以设置有各种传感器。

例如，在根据第五变形例的传感器装置10中，可以在除力觉作用部120以外的构件上设置麦克风。在这种情况下，当外力作用于力觉作用部120时，麦克风收集接触声音，因此，传感器装置10可以利用收集的高频带中的声波振动人为地检测作用于力觉作用部120的外力接触时的触感。此外，传感器装置10可以通过利用麦克风收集从传感器装置10内部的成像单元140或光源单元150、传感器装置10外部的驱动单元等生成的异常声音来检测或预测传感器装置10的故障等。

例如，根据第五变形例的传感器装置10可以还设置有温度传感器。在这种情况下，当通过温度传感器检测传感器装置10的温度时，传感器装置10可以通过校正由温度变化引起的基部110和力觉作用部120的膨胀或收缩来检测外力。具体地，诸如基部110和力觉作用部120的结构构件根据温度变化而膨胀或收缩。因此，即使当温度变化时，由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的每个光点的位置也可由于基部110和力觉作用部120的膨胀或收缩而移位。因此，传感器装置10基于由温度传感器检测的温度校正基部110和力觉作用部120的膨胀或收缩，并且因此能够以更高的准确度检测外力。此外，传感器装置10可以通过由温度传感器检测从传感器装置10内部的成像单元140或光源单元150、传感器装置10外部的驱动单元等产生的异常的热量来检测传感器装置10的故障等。

例如，根据第五变形例的传感器装置10还可设置有检测外部空间的亮度的照度传感器。在这种情况下，传感器装置10可通过根据外部空间的亮度改变从光源单元150发射的光的亮度来进一步提高由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的光点群的检测灵敏度。

例如，根据第五变形例的传感器装置10还可设置有检测三维加速度和角速度的惯性测量单元(IMU)。在这种情况下，传感器装置10可基于由IMU检测的三维加速度和角速度计算传感器装置10的方位或移动状态。因此，传感器装置10可以考虑传感器装置10的方位或移动状态的影响来检测作用在力觉作用部120上的外力。

例如，根据第五变形例的传感器装置10还可设置有对外部空间进行照明的照明单元(未示出)。在这种情况下，因为传感器装置10可以利用照明单元照亮外部空间，所以可以获取外部空间的更清晰的捕获的图像。照亮外部空间的照明单元可以发出与由光源单元150发射的光的波长带不同的波长带的光。例如，照明单元和光源单元150可以发射不同颜色的光。因此，传感器装置10可以防止从用于照亮外部空间的照明单元发射的光和从光源单元150发射的光的反射光彼此干扰并且成为噪声。

<第二实施方式(传感器装置)>

首先，参照图17至图20描述根据本公开内容的第二实施方式的传感器装置的配置。图17是示意性地示出根据本实施方式的传感器装置100的配置的透视图。图18是示意性地示出根据本实施方式的传感器装置100的配置的分解图。图19是示出力觉检测结构131相对于第二外装部192的附接的透视图。图20是示意性地示出由传感器装置100的成像单元140捕获的图像的示例的示意图。

如图17和图18所示，传感器装置100包括第一外装部191、第二外装部192、力觉检测结构131、第一反射镜161、第二反射镜162、基部110、成像单元140、光源单元150和第三外装部193。

第一外装部191是传感器装置100的壳体的一部分。具体地，第一外装部191是覆盖传感器装置100的上表面和传感器装置100的彼此面对的两个侧表面的结构构件。在第一外装部191的上表面上，设置用于将力觉检测结构131的力觉作用部120暴露于外部的开口191H以及用于引入入射在成像单元140上的外部光的外部光进入端口100H。

第二外装部192是传感器装置100的壳体的一部分。具体地，第二外装部192是覆盖传感器装置100的下表面和传感器装置100的彼此面对的两个侧表面的结构构件。第二外装部192通过装配至第一外装部191可以构成长方体壳体。在第二外装部192的下表面上，设置用于将经由外部光进入端口100H入射的外部光引导至成像单元140的开口。

力觉检测结构131是包括力觉作用部120和柔性体130的结构。如图19所示，力觉检测结构131经由柔性体130附接到第二外装部192的彼此面对的两个侧表面。由于力觉检测结构131附接至第二外装部192的彼此面对的两个侧表面，因此与力觉检测结构131附接至第二外装部192的下表面的情况相比，可以容易地保持X、Y和Z轴方向上的变形的平衡。因此，力觉检测结构131可以进一步增加结构设计的自由度。

力觉作用部120设置为突出部，并且通过设置在第一外装部191上的开口191H暴露于外部。柔性体130设置成从力觉作用部120的下部向两侧扩展，并且力觉作用部120附接至第二外装部192的彼此面对的两个侧表面。柔性体130可以配置有低刚性结构，以便比其他配置更容易变形。当外力作用在力觉作用部120上时，力觉检测结构131可使柔性体130在力觉作用部120的下部变形。

此外，力觉作用部120可以设置成使得力觉作用部120与第一外装部191的开口191H的外边缘之间的间隙小于柔性体130的可允许变形量。因此，因为力觉检测结构131可以通过第一外装部191的开口191H的大小限制柔性体130的变形量，所以可以防止对柔性体130施加过多的变形负荷。注意，可以在力觉作用部120与第一外装部191的开口191H的外边缘之间布置诸如橡胶或高弹体的弹性构件，以便提高防水性。

第一反射镜161设置在第二外装部192的下表面上，并且第二反射镜162设置在力觉检测结构131的柔性体130上以面对第一反射镜161。如图19所示，第一反射镜161和第二反射镜162分别设置在与三棱柱的侧表面对应的位置处，因此，从光源单元150发射的光可以在第一反射镜161和第二反射镜162之间的反射空间121中被多次反射。

基部110设置在第二外装部192的后表面上，该第二外装部192是与设置第一反射镜161的下表面相对的一侧。基部110设置有向反射空间121发射光的多个光源单元150。此外，基部110可以设置有感测由第一外装部191和第二外装部192包围的空间的信息的各种传感器。例如，基部110可以设置有各种传感器，诸如温度传感器、照度传感器和麦克风。这些不同的传感器可以通过单独设置在第二外装部192上的开口感测由第一外装部191和第二外装部192围绕的空间的信息。

光源单元150将光发射至由第一外装部191和第二外装部192包围的空间。具体地，多个光源单元150设置在与力觉检测结构131对应的位置处，并且向由第一反射镜161和第二反射镜162包围的反射空间121发射光。光源单元150可将光发射至反射空间121并且发射的光在第一反射镜161与第二反射镜162之间的反射空间121中多次反射。

成像单元140设置在基部110的与设置有光源单元150的表面相对的表面上，并且对由第一外装部191和第二外装部192包围的空间进行成像。因此，成像单元140可以从外部光进入端口100H对传感器装置100的外部空间进行成像，并且可以对从光源单元150发射并且由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的光点群进行成像。例如，通过成像单元140捕获的图像经由包括柔性印刷基板和柔性电缆的连接部145被输出到外部。

第三外装部193是传感器装置100的壳体的一部分。具体地，第三外装部193可以通过将基部110和成像单元140布置在第二外装部192和第三外装部193之间来保持基部110和成像单元140。

在具有上述配置的传感器装置100中，当外力作用于力觉作用部120时，力觉检测结构131的柔性体130变形，并且附接至柔性体130的第二反射镜162的位置改变。由此，由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的每个光点的位置移位。因此，传感器装置100可以通过使用成像单元140检测反射光的每个光点的位置的位移来检测作用在力觉作用部120上的外力。此外，传感器装置100可以通过使用成像单元140对从外部光进入端口100H映出的外部空间进行成像。因此，传感器装置100可以同时执行对外部空间的成像和作用在力觉作用部120上的外力的检测。

在传感器装置100中，从光源单元150发射的光被多次反射的反射空间121和来自外部空间的光通过外部光进入端口100H入射的空间分离，。因此，如图20中所示，成像单元140捕获的图像910，图像910包括其中映出从光源单元150发射的光的反射光的光点群LC的力觉检测区域912以及其中映出传感器装置100的外部空间的成像区域911。即，在由成像单元140捕获的图像910中，用于检测作用在力觉作用部120上的外力的力觉检测区域912和用于对外部空间成像的成像区域911彼此分开布置。因此，传感器装置100可以抑制从光源单元150发射的光的反射光和通过外部光进入端口100H从外部空间入射的光之间的干扰。

(第一变形例)

图21是示出根据第一变形例的传感器装置100的配置的截面图。如图21所示，传感器装置100可以进一步包括第一反射镜161和第二反射镜162之外的子反射镜162S。

例如，子反射镜162S设置在外部光进入端口100H的两侧。作为示例，子反射镜162S可以设置在外部光进入端口100H的两侧上，使得端面不进入通过对外部空间成像而获得的区域。

作为另一示例，子反射镜162S可以具有与从外部空间入射在成像单元140上的光的光束方向平行切割的端面，并且可以设置在外部光进入端口100H的两侧上。在这种情况下，子反射镜162S中的每一个可以防止由成像单元140捕获的外部空间的图像在子反射镜162S的端面处失真。此外，子反射镜162S的切割端面可以被涂成黑色，使得从外部空间入射的外部光不被反射。如上所述，黑色是例如在HSV颜色空间中具有30％以下的亮度的非彩色。

子反射镜162S反射由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的光，并且因此可以将多次反射的光引导至成像单元140。此时，成像单元140对子反射镜162S进行成像的区域是图20中的力觉检测区域912，并且成像子反射镜162S之间的外部空间的区域是图20中的成像区域911。

因此，根据第一变形例的传感器装置100可以更清晰地分离用于检测作用在力觉作用部120上的外力的力觉检测区域912和用于对外部空间成像的成像区域911。因此，根据第一变形例的传感器装置100可以抑制从光源单元150发射的光的反射光和通过外部光进入端口100H从外部空间入射的光之间的干扰。

(第二变形例)

图22是示出根据第二变形例的传感器装置100的除第一外装部191以外的配置的透视图。如图22中所示的，传感器装置100可以进一步包括不同传感器，诸如麦克风113和临近成像光源112。

临近成像光源112是照亮由第一外装部191和第二外装部192包围的空间的光源。临近成像光源112可以通过将成像单元140设置在基部110之间并且通过第二外装部192的下表面上的开口192H照亮由第一外装部191和第二外装部192包围的空间。

利用该配置，例如，在由于对象靠近传感器装置100，外部光不太可能进入由第一外装部191和第二外装部192包围的空间的情况下，临近成像光源112可以照亮由第一外装部191和第二外装部192包围的空间。因此，即使在外部光不太可能进入由第一外装部191和第二外装部192包围的空间的情况下，传感器装置100也可以通过使用成像单元140来获取对象的清晰的捕获的图像。

此外，临近成像光源112可以发射与由光源单元150发射的光的波长带不同的波长带的光。换言之，临近成像光源112和光源单元150可以发射不同颜色的光。例如，在光源单元150发射绿色激光或蓝色激光的情况下，临近成像光源112可以发射白光。因此，传感器装置100可以防止来自临近成像光源112的照明光相对于从光源单元150发射的光的反射光成为噪声。

麦克风113检测由第一外装部191和第二外装部192包围的空间中的声音。麦克风113可以设置在基部110上并且通过第二外装部192的下表面上的开口192H检测由第一外装部191和第二外装部192围绕的空间中的声音。因此，传感器装置100可以通过利用麦克风113检测来自成像单元140、光源单元150、力觉检测结构131等的异常声音来检测或预测传感器装置100的故障等。

<3.第三实施方式(抓持装置)>

(3.1.配置)

接下来，参照图23至图28描述根据本公开内容的第三实施方式的抓持装置的配置。

根据第三实施方式的抓持装置是所谓的抓持器，该抓持装置设置有能够在根据第一实施方式的传感器装置10的力觉作用部120上平行摆动或移动的爪。通过使用根据第一实施方式的传感器装置10，根据第三实施方式的抓持装置可以在抓持物体时同时执行对待抓持物体的成像和力觉检测。

(第一配置示例)

图23是示意性地示出抓持装置21的第一配置示例的截面图。图24是示意性地示出图23中所示的抓持装置21的配置的俯视图。图25是示出由图23中所示的抓持装置21的成像单元140捕获的图像的配置的说明图。

如图23和图24所示，在抓持装置21中，驱动单元210a和爪部220a设置在传感器装置10的第一力觉作用部120a上，驱动单元210b和爪部220b设置在第二力觉作用部120b上。抓持装置21用作利用两个爪部220a、220b抓持物体的抓持器。

两个力觉作用部120a和120b以180度的布置设置在光进入孔110H周围。驱动单元210a和210b包括例如电机。驱动单元210a设置在力觉作用部120a上，驱动单元210b设置在力觉作用部120b上。两个驱动单元210a和210b可彼此独立地或彼此结合地左右摆动爪部220a和220b。

爪部220a和220b是刚性纵向结构构件，并且通过驱动单元210a和210b摆动来持有物体。由于物体被爪部220a和220b抓持，因此外力作用在传感器装置10的力觉作用部120a和120b上。例如，作用在力觉作用部120a上的外力作为从光源单元150a发射至反射空间121a并且由第一反射镜161a和第二反射镜162a多次反射的反射光的每个光点的位置的位移通过传感器装置10进行检测。此外，作用在力觉作用部120b上的外力作为从光源单元150b发射至反射空间121b并且由第一反射镜161b和第二反射镜162b多次反射的反射光的每个光点的位置的位移通过传感器装置10进行检测。因此，抓持装置21能够独立地检测多个爪部220a、220b的力觉。另外，抓持装置21能够通过半反射镜170及光吸收孔110H利用成像单元140对由爪部220a、220b持有的物体进行成像。

例如，如图25所示，抓持装置21的成像单元140获取包括成像区域IM、第一力觉检测区域FD1和第二力觉检测区域FD2的图像CI。第一力觉检测区域FD1和第二力觉检测区域FD2被设置成在成像区域IM周围彼此分离，成像区域IM基本上在图像CI的中心处，对应于设置力觉作用部120a和120b的位置。

第一力觉检测区域FD1例如是对基于作用于力觉作用部120a的外力而位置偏移的反射光的光点群进行成像的区域。第二力觉检测区域FD2是对基于作用于力觉作用部120b的外力而位置偏移的反射光的光点群进行成像的区域。成像区域IM是仅捕获透射过半反射镜170的物体的图像的区域。

因此，抓持装置21的成像单元140可以获取图像CI，该图像CI通过在结构上将第一力觉检测区域FD1(其中成像用于检测作用在力觉作用部120a上的外力的光点群)和第二力觉检测区域FD2(其中成像用于检测作用在力觉作用部120b上的外力的光点群)分开来获得。此外，抓持装置21的成像单元140不对用于检测作用在每个力觉作用部120a和120b上的外力的光点群进行成像，并且可以仅获取包括捕获物体的图像的成像区域IM的图像CI。

因此，根据第一配置示例的抓持装置21可以在对物体成像的同时抓持物体，并且可在抓持物体时检测力觉，并且因此可更高准确度地抓持物体。

(第二配置示例)

图26是示意性地示出抓持装置22的第二配置示例的截面图。图27是示意性地示出图26所示的抓持装置22的结构的俯视图。图28是示出通过图26中所示的抓持装置22的成像单元140捕获的图像的配置的说明图。

如图26和图27所示，在抓持装置22中，驱动单元210a和爪部220a设置在传感器装置10的第一力觉作用部120a上，驱动单元210b和爪部220b设置在第二力觉作用部120b上，驱动单元210c和爪部220c设置在第三力觉作用部120c(未示出)上。抓持装置22用作用三个爪部220a、220b和220c抓持物体的抓持器。

三个力觉作用部120a、120b和120c以120度布置设置在光进入孔110H周围。驱动单元210a、210b和210c包括例如电机。驱动单元210a设置在力觉作用部120a上，驱动单元210b设置在力觉作用部120b上，驱动单元210c设置在力觉作用部120c上。三个驱动单元210a、210b和210c可以使爪部220a、220b和220c彼此独立地或彼此结合地前后摆动。

爪部220a、220b和220c是刚性纵向结构部件，并且通过驱动单元210a、210b和210c摆动来保持物体。由于物体被爪部220a、220b和220c抓持，因此外力作用在传感器装置10的力觉作用部120a、120b和120c上。例如，作用在力觉作用部120a上的外力作为从光源单元150a发射至反射空间121a并且由第一反射镜161a和第二反射镜162a多次反射的反射光的每个光点的位置的位移通过传感器装置10进行检测。此外，作用在力觉作用部120b上的外力作为从光源单元150b发射至反射空间121b并且由第一反射镜161b和第二反射镜162b多次反射的反射光的每个光点的位置的位移通过传感器装置10进行检测。而且，作用于力觉作用部120c的外力作为从光源单元发射至反射空间(未示出)并由第一反射镜和第二反射镜多次反射的反射光的每个光点的位置的位移通过传感器装置10进行检测。因此，抓持装置22可以独立地且在多个轴线上检测对每个爪部220a、220b和220c的力觉。此外，抓持装置22可以经由半反射镜170和光进入孔110H利用成像单元140对由爪部220a、220b和220c保持的物体进行成像。

例如，如图28所示，抓持装置22的成像单元140获取包括成像区域IM、第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2和第三力觉检测区域FD3的图像CI。第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2和第三力觉检测区域FD3被设置成在成像区域IM的周围大致在图像CI的中心处与设置力觉作用部120a、120b和120c的位置对应地彼此分开。

第一力觉检测区域FD1例如是对基于作用于力觉作用部120a的外力而位置偏移的反射光的光点群进行成像的区域。第二力觉检测区域FD2是对基于作用于力觉作用部120b的外力而位置偏移的反射光的光点群进行成像的区域。第三力觉检测区域FD3是对基于作用于力觉作用部120c的外力而位置偏移的反射光的光点群进行成像的区域。成像区域IM是仅捕获透射过半反射镜170的物体的图像的区域。

因此，抓持装置22的成像单元140可以获取通过结构上分开第一力觉检测区域FD1(其中成像有用于检测作用在力觉作用部120a上的外力的光点群)、第二力觉检测区域FD2(其中成像有用于检测作用于力觉作用部120b的外力的光点群)和第三力觉检测区域FD3(其中成像有用于检测作用于力觉作用部120c的外力的光点群)而获得的图像CI。此外，抓持装置22的成像单元140不叠加用于检测作用在每个力觉作用部120a、120b和120c上的外力的光点群，并且能够获取包括仅捕获物体的图像的成像区域IM的图像CI。

因此，根据第二配置示例的抓持装置22可以在对物体成像的同时抓持物体，并且可在抓持物体时检测力觉，并且因此可以更高准确度地抓持物体。

(补充说明)

另外，第三实施方式的抓持装置可以具有4个以上的爪部。例如，抓持装置可以包括传感器装置10以及驱动单元和爪部，传感器装置10包括设置在与四边形的顶点对应的位置处的四个力觉作用部120，驱动单元和爪部设置在每个力觉作用部120上。

在这种抓持装置的成像单元140中，例如，可以捕获在图29和图30中所示的图像CI。图29和图30是示出由具有四个爪部的抓持装置的成像单元140捕获的图像的示例的示意图。

例如，如图29和图30所示，具有四个爪部的抓持装置的成像单元140获取包括成像区域IM、第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2、第三力觉检测区域FD3和第四力觉检测区域FD4的各个图像CI。

成像区域IM是其中映出外部空间的区域，并且成像区域IM布置在视角的中心部分处。第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2、第三力觉检测区域FD3和第四力觉检测区域FD4是映出反射光的光点群的区域，该反射光的光点群的位置基于作用于四个力觉作用部120中的每一个的外力而移位。第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2、第三力觉检测区域FD3和第四力觉检测区域FD4被布置在与四边形图像CI的顶点对应的位置处，与设置四个力觉作用部120中的每一个的位置相对应。

如图29所示，例如，第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2、第三力觉检测区域FD3和第四力觉检测区域FD4可以设置在与四边形图像CI的顶点对应的位置处的三角形区域。此外，如图30所示，第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2、第三力觉检测区域FD3和第四力觉检测区域FD4可设置在与四边形图像CI的顶点对应的位置处的四边形区域。

具有四个爪部的抓持装置的成像单元140可以捕获通过将第一力觉检测区域FD1、第二力觉检测区域FD2、第三力觉检测区域FD3、第四力觉检测区域FD4和成像区域IM彼此结构地分开而获得的图像CI。因此，成像单元140可以高准确度获取关于作用于四个力觉作用部120中的每一个的外力的信息和外部空间的图像，而不彼此干扰。因此，由于具有四个爪部的抓持装置可以在以较低噪声执行成像和力觉的检测的同时抓持物体，所以可以较高准确度抓持物体。

(3.2.功能)

接着，参照图31说明本实施方式的抓持装置的功能配置。图31是示出本实施方式的抓持装置的功能配置的框图。应注意，在下文中，根据第一配置示例的抓持装置21和根据第二配置示例的抓持装置22在不彼此区分的情况下将被称为抓持装置20。

如图31所示，抓持装置20包括成像单元140、图像处理单元141、力觉计算单元142、光源控制单元151、光源单元150、识别单元230、存储单元240、驱动控制单元211和驱动单元210。

如上所述，成像单元140通过接收透射过半反射镜170的外部光以及由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的光点群来获取捕获的图像。

图像处理单元141对通过成像单元140获取的捕获的图像执行图像处理。例如，图像处理单元141可以通过对由成像单元140获取的捕获的图像执行图像处理来产生包括从透射过半反射镜170的外部光产生的对象的图像。此外，在还设置温度传感器的情况下，图像处理单元141可以基于温度传感器的感测结果对由成像单元140获取的捕获的图像执行温度补偿。在还设置IMU的情况下，图像处理单元141可以基于IMU的感测结果对由成像单元140获取的捕获的图像执行自重补偿。

力觉计算单元142基于由第一反射镜161和第二反射镜162多次反射的反射光的每个光点的位置的位移来计算作用在力觉作用部120上的外力的大小和方向。具体地，力觉计算单元142可以基于反射光的每个光点的位置的位移与作用在力觉作用部120上的外力的大小和方向之间的对应关系来计算作用在力觉作用部120上的外力的大小和方向。反射光的每个光点的位置的位移与作用在力觉作用部120上的外力的大小和方向之间的对应关系可以通过使用例如数学模型或通过机器学习而预先建立。

如上所述，光源单元150向被第一反射镜161和第二反射镜162包围的反射空间121发射光，并且光源控制单元151控制从光源单元150发射的光的亮度和光发射定时。例如，光源控制单元151可以根据由成像单元140成像的帧速率控制从光源单元150发射的光的光发射定时。此外，光源控制单元151可以基于由照度传感器感测的外部空间的亮度控制从光源单元150发射的光的亮度。

识别单元230通过识别由成像单元140捕获的图像来识别抓持装置20的外部空间。识别单元230可以通过机器学习识别由成像单元140捕获的图像来识别抓持装置20的外部空间。

存储单元240存储用于驱动控制单元211的控制的各种类型的信息。具体地，存储单元240可以存储通过成像单元140捕获的图像、通过识别单元230识别的关于抓持装置20的外部空间的信息、通过力觉计算单元142计算的关于作用在力觉作用部120上的外力的信息等。

如上所述，驱动单元210通过摆动抓持装置20的爪部220来执行物体的抓持等，并且驱动控制单元211控制驱动单元210的驱动。具体地，驱动控制单元211可以通过使用通过识别单元230识别的关于抓持装置20的外部空间的信息、通过力觉计算单元142计算的关于作用在力觉作用部120上的外力的信息等来控制驱动单元210的驱动。

包括上述功能配置的抓持装置20可以同时感测抓持装置20的外部空间和作用在力觉作用部120上的外力，并基于感测结果抓持物体。因此，根据本实施方式的抓持装置20可以利用更小且更简单的机构执行对外部空间的成像和力觉的检测，并且因此能够以更高的准确度抓持物体。

<4.应用示例>

接下来，将参照图32至图39描述根据第一实施方式的传感器装置10和根据第三实施方式的抓持装置20的应用示例。

(传感器装置10的第一应用示例)

图32是示出根据第一实施方式的作为传感器装置10的第一应用示例的输入装置31的说明图。如图32中所示，输入装置31是能够通过利用手指操作球形结构来输入三个自由度的旋转角的输入装置。输入装置31包括设置有开口312的外壳311和传感器装置10。

外壳311具有中空的球形结构。加速度传感器、角速度传感器或磁性传感器中的至少一个安装在外壳311的中心附近，并检测外壳311的球形结构的旋转角度。用户可通过将手指放入开口312中并旋转外壳311来向输入设备31输入三个自由度的旋转角度。

在传感器装置10中，外壳311由力觉作用部120支撑，并且外壳311的表面由成像单元140进行成像。图案设置在外壳311的表面上，并且传感器装置10可以基于设置在外壳311的表面上的图案导出外壳311的绝对角度。

利用该配置，输入装置31可以利用附接在外壳311上的传感器检测三个自由度的旋转角度，并且传感器装置10可以检测施加到外壳311的力和外壳311的绝对角度。因此，输入装置31可以从用户接收更详细的信息的输入。

(传感器装置10的第二应用示例)

图33是示意性地示出根据第一实施方式的作为传感器装置10的第二应用示例的力觉检测装置32的透视图。图34是示意性地示出图33中所示的力觉检测装置32的纵向截面图。如图33和图34中所示，力觉检测装置32包括触摸面板321、透镜322以及传感器装置10。

传感器装置10被设置为嵌入在触摸面板321中。触摸面板321是平板板并且被设置为固定到传感器装置10的力觉作用部120。因此，传感器装置10可检测与触摸面板321的接触作为作用在力觉作用部120上的外力。透镜322设置在传感器装置10的半反射镜170上，并且将入射在传感器装置10上的外部光会聚在成像单元140上。透镜322可以是鱼眼透镜。

因此，力觉检测装置32可通过利用传感器装置10使外部空间成像而提前检测与触摸面板321的接触。此外，力觉检测装置32可通过利用传感器装置10检测力觉而以低噪声检测与触摸面板321的接触。

(传感器装置10的第三应用示例)

图35是示出根据第一实施方式的作为传感器装置10的第三应用示例的透镜装置33A、33B和33C的视图。如图35所示，透镜装置33A、33B和33C是能够通过组合任意图像传感器40A、40B和40C来构成根据本实施方式的传感器装置10的透镜附接机构。

例如，透镜装置33A包括：壳体部分331A，包括基部110和力觉作用部120；以及鱼眼镜头332A，设置为相对于壳体部分331A凸出。透镜装置33B包括：壳体部分331B，包括基部110和力觉作用部120；以及普通透镜332B，设置为相对于壳体部分331B凹入。透镜装置33C包括：壳体部331C，其包括基部110和力觉作用部120；透镜332C，其设置在壳体部331C中；以及爪部333C，其构成设置在壳体部331C上的抓持器。

透镜装置33A、33B和33C可以被设置为通过与图像传感器40A、40B和40C共享连接机构而可附接至各种图像传感器。因此，透镜装置33A、33B和33C改装至现有图像传感器，并且因此可通过使用现有图像传感器进行外部空间的成像和力觉检测。

(抓持装置20的第一应用示例)

图36是示出根据第三实施方式的作为抓持装置20的第一应用示例的机器人34的说明图。如图36所示，机器人34是人形机器人。机器人34包括主体部341、臂部342和效果器部343。

主体部341表示类人机器人的主体和头部，并且包括例如电源装置、控制装置和对外部空间进行成像的成像装置。臂部342是人形机器人的手臂，并且包括连接机构，在该连接机构中连接通过可旋转的关节彼此连接。效果器部343设置在臂部342的远端处并且包括根据本实施方式的抓持装置20。

通过将根据本实施方式的抓持装置20应用于效果器部343，机器人34可以利用设置在主体部341中的成像装置和抓持装置20同时对待抓持的物体进行成像。因此，机器人34可以通过使用抓持装置20以更高的准确度确认物体是否如预期地操作。例如，当诸如门把手的对象被效果器部343旋转时，机器人34可以通过使用捕获的图像确认对象是否跟随效果器部343的旋转。因此，机器人34可在通过由抓持装置20进行的成像确认的同时抓持物体，并且因此可以在更稳定的状态中抓持各种物体。

(抓持装置20的第二应用示例)

图37和图38是示出根据第三实施方式的作为抓持装置20的第二应用示例的机械臂装置35A和35B的说明图。

如图37所示，机械臂装置35A是包括双爪抓持器的单臂机械臂装置。机械臂装置35A包括臂部351和效果器部352A。如图38所示，机械臂装置35B是包括三爪式抓持器的单臂机械臂装置。机械臂装置35B包括臂部351和效果器部352B。

臂部351包括连接机构，在该连接机构中的连接通过可旋转的接头彼此连接。效果器部352A设置在臂部351的远端处，并且包括根据本实施方式的抓持装置21。效果器部352B设置在臂部351的远端处，并且包括本实施方式的抓持装置22。

通过将根据本实施方式的抓持装置20应用于效果器部352A和352B，机械臂装置35可在用抓持装置20成像物体的同时抓持物体。此外，机械臂装置35可以利用抓持装置20检测关于物体的抓持力，并且因此可以以更稳定的状态抓持物体。

(抓持装置20的第三应用例)

图39是示出根据第三实施方式的作为抓持装置20的第三应用示例的移动体36的说明图。如图39所示，移动体36是能够通过远程控制在空中移动和停止的无人机。移动体36包括主体部361、臂部362和效果器部363。

主体部361是移动体36的主要部分，并且包括电源装置、控制装置、对外部空间成像的成像装置以及飞行机构。主体部361可以是例如配备有三个或更多个旋翼的旋翼机(所谓的多旋翼飞行器)。臂部362设置在主体部361上，并且包括连接机构，在该连接机构中连接通过可旋转接头彼此连接。效果器部363设置在臂部362的远端处并包括根据本实施方式的抓持装置20。

通过将根据本实施方式的抓持装置20应用于效果器部363，移动体36可用抓持装置20执行物体的成像和力觉检测，并且因此即使在振动大的情况下也可准确地抓持物体。此外，即使在附接在主体部361上的成像装置被臂部362遮蔽并且难以使物体成像的情况下，移动体36也可通过抓持装置20使物体成像，并且因此可精确地识别物体。

上面已经参考附图详细描述了本公开内容的优选实施方式，但是本公开内容的技术范围不限于这种示例。显然，本技术领域的技术人员在权利要求书所记载的技术思想的范围内能够想到各种修改或者修正，当然也属于本发明的技术范围。

例如，在上述实施方式中，传感器装置10和抓持装置20包括成像单元140，但是根据本公开内容的技术不限于上述示例。传感器装置10和抓持装置20可以通过改装的或分离的图像传感器接收通过光进入孔110H入射的光。即使在这种情况下，也可以从由图像传感器捕获的图像执行对外部空间的成像和力觉检测。

此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或示例性的，并且不是限制性的。即，根据本说明书的描述，根据本公开内容的技术可表现出对本领域技术人员显而易见的其他效果连同或代替上述效果。

应注意，以下配置也落入本公开内容的技术范围内。

(1)一种传感器装置，包括：

力觉作用部，力觉作用部从设置于外装部上的开口暴露并且经由柔性体附接至外装部的内部；

反射空间，反射空间的至少两个表面由第一反射镜和第二反射镜包围，第一反射镜设置在外装部的内部底表面上，并且第二反射镜设置在力觉作用部或柔性体的面向第一反射镜的表面上；以及

光源单元，被配置为将光发射至反射空间；以及

成像单元，设置在外装部的内部底表面上，并且成像单元被配置为捕获包括力觉检测区域的图像，在力觉检测区域中映出从光源单元发射的光的反射光。

(2)根据(1)所述的传感器装置，其中，反射空间的至少三个表面被第一反射镜和第二反射镜包围。

(3)根据(2)所述的传感器装置，其中，第一反射镜和第二反射镜被设置为彼此面对，以便构成三棱柱、四棱柱、三棱锥或四棱锥的侧表面。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的传感器装置，其中，在力觉检测区域中映出在反射空间中反射的反射光的光点群，并且根据光点群的位移来计算作用在力觉作用部上的外力。

(5)根据(4)所述的传感器装置，其中，通过机器学习根据光点群的位移来计算作用在力觉作用部上的外力。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的传感器装置，其中，力觉作用部经由柔性体附接至外装部的内部侧表面。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的传感器装置，其中，根据成像单元的成像帧速率来控制来自光源单元的光的发射。

(8)

根据(1)至(7)中任一项所述的传感器装置，其中，对应于力觉作用部设置多个光源单元。

(9)根据(1)至(8)中任一项所述的传感器装置，其中，通过成像单元捕获的图像还包括映出外装部的外部空间的成像区域。

(10)根据(9)所述的传感器装置，其中，力觉检测区域相对于成像区域设置在与每个力觉作用部对应的位置处。

(11)根据(9)或(10)所述的传感器装置，其中，第一反射镜具有与从外部空间入射在成像单元上的光的光束方向平行切割的端面。

(12)根据(11)所述的传感器装置，其中，第一反射镜的端面是黑色的。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的传感器装置，其中，光源单元经由针孔将光发射至反射空间。

(14)根据(1)至(13)中任一项所述的传感器装置，其中，光源单元设置在内部底表面上。

(15)根据(1)至(14)中任一项所述的传感器装置，其中，成像单元检测可见光波长带内的光和红外光波长带内的光。

(16)根据(15)所述的传感器装置，其中，光源单元发射红外光波长带内的光，并且

成像单元捕获包括力觉检测区域和成像区域的图像，在力觉检测区域中，映出红外光波长带内的光的反射光，在成像区域中，映出红外光波长带内的光减少的外部空间。

(17)根据(1)至(16)中任一项所述的传感器装置，其中，成像单元包括测距像素。

(18)根据(1)至(17)中任一项所述的传感器装置，其中，设置在外装部上的开口的外边缘与力觉作用部之间的间隙小于柔性体的允许变形量。

(19)根据(1)至(18)中任一项所述的传感器装置，其中，内部底表面上还设置有邻近成像光源。

(20)根据(19)所述的传感器装置，其中，邻近成像光源和光源单元发射不同波长带的光。

此外，以下配置也落入本公开内容的技术范围内。

(1)一种光学装置，包括：

基部，设置有引入外部光的光进入孔；

力觉作用部，经由柔性体设置在光进入孔周围的基部上；

反射空间，反射空间的至少两个表面被设置在基部和力觉作用部的表面上的反射镜包围，该表面彼此面对；

光源单元，被配置为将光发射至反射空间；以及

半反射镜，设置在外部光的入射面侧并被配置为部分地透射外部光并部分地反射从光源单元发射的光或光的反射光。

(2)根据(1)所述的光学装置，其中，反射空间的至少三个表面被反射镜包围。

(3)根据(2)所述的光学装置，其中，反射镜被设置为彼此面对，以便形成三棱柱、四棱柱、三棱锥或四棱锥的侧表面。

(4)根据(1)至(3)中任一项所述的光学装置，其中，在通过光进入孔捕获的图像中，在反射空间中反射的光的光点群被叠加在使用外部光捕获的外部空间的图像上。

(5)根据(4)所述的光学装置，其中，根据光点群的位移计算作用于力觉作用部的外力。

(6)根据(5)所述的光学装置，其中，通过机器学习根据光点群的位移计算作用于力觉作用部的外力。

(7)根据(4)至(6)中任一项所述的光学装置，其中，在通过光进入孔捕获的图像中，光点群被叠加在与力觉作用部对应的区域的捕获的图像上。

(8)根据(4)至(7)中任一项所述的光学装置，其中，根据通过光进入孔成像的帧速率控制来自光源单元的光的发射。

(9)根据(1)至(8)中任一项所述的光学装置，其中，围绕光进入孔点对称或线对称地设置力觉作用部中的两个或更多个。

(10)根据(9)所述的光学装置，其中，半反射镜经由柔性体连接至力觉作用部中的每一个，以覆盖光进入孔。

(11)根据(1)至(10)中任一项所述的光学装置，其中，半反射镜为矩形平板形状。

(12)根据(9)或(10)所述的光学装置，其中，抓持器的爪部分别连接至力觉作用部。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的光学装置，其中，光源单元通过针孔将光发射至反射空间。

(14)根据(13)所述的光学装置，其中，针孔是朝向反射空间渐缩的圆锥形孔。

(15)根据(1)至(14)中任一项所述的光学装置，其中，光源单元设置在基部上。

(16)根据(1)至(15)中任一项所述的光学装置，其中，设置多个光源单元，并且

多个光源单元发射相同或不同颜色的光。

(17)根据(16)所述的光学装置，其中，设置多个力觉作用部，并且

分别对应于力觉作用部设置光源单元。

(18)根据(1)至(17)中任一项所述的光学装置，进一步包括被设置为在基部的外边缘上的外装部，外装部为圆柱形状或矩形柱形状，并且外装部被配置为在外装部中容纳力觉作用部和反射空间。

(19)一种传感器装置，包括：

基部，设置有引入外部光的光进入孔；

力觉作用部，经由柔性体设置在光进入孔周围的基部上；

光源单元，被配置为将光发射至反射空间；

半反射镜，设置在外部光的入射面侧，局部透射过外部光，局部反射从光源单元射出的光或光的反射光；以及

成像单元，被配置为获取通过叠加在反射空间中反射的光的光点群和使用外部光捕获的图像而获得的图像。

参考符号列表

10、11、100传感器装置

110 基部

110H 光进入孔

111 突出部

120 力觉作用部

121 反射空间

130,180柔性体

131 力觉检测结构

140 成像单元

141 图像处理单元

142 力觉计算单元

150 光源单元

150H 针孔

151 光源控制单元

161 第一反射镜

162 第二反射镜

170 半反射镜

191 第一外装部

192 第二外装部

192 第三外装部

20、21、22抓持装置

210 驱动单元

211 驱动控制单元

220 爪部

230 识别单元

240 存储单元

CI、CIX图像

LC1、LC2光点群。

Claims

1.一种传感器装置，包括：

力觉作用部，所述力觉作用部从设置于外装部上的开口暴露并且经由柔性体附接至所述外装部的内部；

反射空间，所述反射空间的至少两个表面由第一反射镜和第二反射镜包围，所述第一反射镜设置在所述外装部的内部底表面上，并且所述第二反射镜设置在所述力觉作用部或所述柔性体的面向所述第一反射镜的表面上；以及

光源单元，被配置为将光发射至所述反射空间；以及

成像单元，设置在所述外装部的所述内部底表面上，并且所述成像单元被配置为捕获包括力觉检测区域的图像，在所述力觉检测区域中映出从所述光源单元发射的光的反射光。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述反射空间的至少三个表面被所述第一反射镜和所述第二反射镜包围。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，所述第一反射镜和所述第二反射镜被设置为彼此面对，以便构成三棱柱、四棱柱、三棱锥或四棱锥的侧表面。

4.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，在所述力觉检测区域中映出在所述反射空间中反射的所述反射光的光点群，并且根据所述光点群的位移来计算作用在所述力觉作用部上的外力。

5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中，通过机器学习根据所述光点群的位移来计算作用在所述力觉作用部上的外力。

6.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述力觉作用部经由所述柔性体附接至所述外装部的内部侧表面。

7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，根据成像单元的成像帧速率来控制来自所述光源单元的光的发射。

8.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，对应于所述力觉作用部设置多个所述光源单元。

9.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，通过所述成像单元捕获的图像还包括映出所述外装部的外部空间的成像区域。

10.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述力觉检测区域相对于所述成像区域设置在与每个所述力觉作用部对应的位置处。

11.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，所述第一反射镜具有与从所述外部空间入射在所述成像单元上的光的光束方向平行切割的端面。

12.根据权利要求11所述的传感器装置，其中，所述第一反射镜的所述端面是黑色的。

13.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述光源单元经由针孔将所述光发射至所述反射空间。

14.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述光源单元设置在所述内部底表面上。

15.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述成像单元检测可见光波长带内的光和红外光波长带内的光。

16.根据权利要求15所述的传感器装置，其中，所述光源单元发射所述红外光波长带内的光，并且

所述成像单元捕获包括力觉检测区域和成像区域的图像，在所述力觉检测区域中，映出所述红外光波长带内的光的反射光，在所述成像区域中，映出所述红外光波长带内的光减少的外部空间。

17.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述成像单元包括测距像素。

18.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，设置在所述外装部上的所述开口的外边缘与所述力觉作用部之间的间隙小于所述柔性体的允许变形量。

19.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述内部底表面上还设置有邻近成像光源。

20.根据权利要求19所述的传感器装置，其中，所述邻近成像光源和所述光源单元发射不同波长带的光。