-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Gerät und eine
mobile mit dem optischen Gerät
verbundene Vorrichtung.
-
2. Stand der Technik
-
Es
wurde ein optisches Gerät
vorgeschlagen, welches eine Entfernung zu einem Objekt misst, basierend
auf einer Phasendifferenz zwischen dem Licht, das auf das Objekt
projiziert wird und dem Licht, das vom Objekt reflektiert wird (siehe
z.B. Japanische Patent Offenlegungsschrift Nr. 2004-257935). Herkömmlicherweise,
um ein Objekt zu detektieren oder eine Entfernung zu diesem über einen
weiten Bereich zu messen, ist eine zylindrische Linse vor einem
Projektor angeordnet, und die Krümmung
der Linse ist erhöht,
um Lichtprojektion über den
weiten Bereich zu erzielen. Als Lichtquelle wird eine Laserlichtquelle,
wie eine Laserdiode, zur Messung der Entfernung mit hoher Genauigkeit
benutzt. Weiter wird ein Bildschirm vorgeschlagen, welcher dem Betrachter
breitere und hellere Videobilder zur Verfügung stellen kann, indem man
die Bilder durch die linsenförmige
Linse treten lässt.
-
Jedoch
würde die
Erhöhung
der Krümmung der
zylindrischen Linse zu einer Zunahme der Dicke der Linse führen, was
die Reduzierung der Größe des optischen
Gerätes
erschwert.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Angesichts
des Vorangegangenen, ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein
optisches Gerät, welches
Lichtprojektion über
einen weiten Bereich und eine Reduzierung der Größe gewährleistet, und eine mit dem
optischen Gerät
verbundene mobile Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.
-
Um
das oben beschriebene Ziel zu erreichen, ist ein optisches Gerät nach einem
ersten Aspekt der Erfindung ein optisches Gerät, welches eine Licht-Projektionseinheit
und eine Licht-Empfangseinheit umfasst, wobei die Licht-Projektionseinheit
in benachbarten Schichten angeordnet einen Projektor und eine linsenförmige Platte
aufweist, eine erste zylindrische Linsenanordnung auf einer Oberfläche der linsenförmigen Platte
ausgebildet ist, und eine zweite zylindrische Linsenanordnung, mit
einer Erzeugenden orthogonal zu einer Erzeugenden der ersten zylindrischen
Linsenanordnung, auf der anderen Oberfläche der linsenförmigen Platte
ausgebildet ist, wobei die Licht-Empfangseinheit einen Lichtempfänger hat,
und wobei die Licht-Projektionseinheit
und die Licht-Empfangseinheit benachbart zueinander in einer integrierten
Art und Weise angeordnet sind, so dass der Lichtempfänger vom
Projektor durch die linsenförmige
Platte projiziertes und dann von einem Objekt reflektiertes Licht
erfassen kann.
-
Nach
dem optischen Gerät
des ersten Aspekts der Erfindung, dient die auf der einen Oberfläche der
linsenförmigen
Platte ausgebildete erste zylindrische Linsenanordnung dazu, das
projizierte Licht in rechtwinkliger Richtung zu seiner Erzeugenden
zu streuen. Ebenso streut die auf der anderen Oberfläche der
linsenförmigen
Platte ausgebildete zweite zylindrische Linsenanordnung das projizierte Licht
in rechtwinkliger Richtung zu seiner Erzeugenden. Da die Erzeugenden
der ersten und zweiten zylindrischen Linsenanordnung rechtwinklig
zueinander sind, gewährleistet
die linsenförmige
Platte Streuung des projizierten Lichts über einen sich in zwei zueinander
rechtwinkligen Richtungen erstreckenden Bereich (zum Beispiel auf
und ab Richtung und links und rechts Richtung). In dem Fall, in
dem auch Laserlicht durch den Projektor projiziert wird, wird das
Laserlicht über
einen weiten Bereich gestreut, was ungleichmäßige Verteilung der Leistung verhindert.
Die Lichtflussausgabe der Laserdiode ist von einer kleinen kegelförmigen Form,
was bedeutet, dass das Licht nicht über einen weiten Bereich ausgestrahlt
werden kann, wenn es einen großen
Lichtverlust gibt. Der Gebrauch der linsenförmigen Linsenplatte, welcher
nur unter einem geringen Lichtverlust leidet, gewährleistet
die Ausstrahlung des Lichts über
den weiten Bereich.
-
Die
linsenförmige
Platte hat außerdem
eine Eigenschaft, dass sie Licht, unabhängig von seiner Entfernung
vom Projektor, streuen kann. Um diese Eigenschaft auszunutzen, ist
die Licht-Projektionseinheit durch das Anordnen in benachbarten
Schichten des Projektors und der linsenförmigen Platte ausgebildet,
was die Reduzierung der Größe des optischen
Gerätes
in der Projektionsrichtung des Lichts gewährleistet. Des Weiteren ist
die Licht-Projektionseinheit
zur Licht-Empfangseinheit benachbart in einer integrierten Art und
Weise angeordnet, was die gesamte Reduzierung der Größe des optischen
Gerätes
gewährleistet,
wie auch Verbesserung im Gebrauch, wie zum Beispiel Erleichterung
der Wartungsarbeit. Des Weiteren ist es nicht nötig einen Mechanismus zum Drehen
des Projektors bereit zu stellen, um Lichtbeleuchtung über einen
weiten Bereich zu ermöglichen,
was den Platz dafür
spart und so zu einer Reduzierung der Größe beiträgt.
-
Das
optische Gerät
nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist dadurch charakterisiert,
dass im optischen Gerät
des ersten Aspekts der Erfindung die Licht-Projektionseinheit in
benachbarten Schichten angeordnete eine erste Schaltplatine, mit
einem an dieser angebrachten Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät, den Projektor
und die linsenförmige
Platte aufweist, und das Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät die Lichtprojektion
des Projektors steuert/regelt.
-
Nach
dem optischen Gerät
des zweiten Aspekts der Erfindung, und zusätzlich zu der Tatsache, dass
der Projektor und die linsenförmige
Platte wie oben beschrieben in benachbarten Schichten angeordnet
sind, ist auch die Schaltplatine mit dem an dieser angebrachten
Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät in benachbarten
Schichten angeordnet, um die Licht-Projektionseinheit zu bilden. Dies gewährleistet
Reduzierung der Größe des optischen
Geräts, welches
mit dem Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät und der ersten Schaltplatine
ausgestattet ist, an die jenes angebracht ist.
-
Des
Weiteren ist das optische Gerät
nach einem dritten Aspekt der Erfindung dadurch charakterisiert,
dass im optischen Gerät
des ersten Aspekts der Erfindung die Licht-Empfangseinheit in benachbarten Schichten
angeordnet eine zweite Schaltplatine, mit einem an dieser angebrachten
Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät, und den Lichtempfänger aufweist,
und das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät das Vorhandensein des Objekts
erkennt oder die Position des Objekts misst, auf Grundlage des Lichts,
das vom Lichtempfänger
erfasst wird.
-
Des
Weiteren ist das optische Gerät
nach einem vierten Aspekt der Erfindung dadurch charakterisiert,
dass im optischen Gerät
des zweiten Aspekts der Erfindung die Licht-Empfangseinheit in benachbarten
Schichten angeordnet eine zweite Schaltplatine, mit einem an dieser
angebrachten Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät, und den
Lichtempfänger
aufweist, und das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät das Vorhandensein
des Objekts erkennt oder die Position des Objekts misst, auf Grundlage
des Lichts, das vom Lichtempfänger
erfasst wird.
-
Nach
dem optischen Gerät
des dritten oder vierten Aspekts der Erfindung, sind die zweite
Schaltplatine, mit einem an dieser angebrachten Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät, und der Lichtempfänger in
benachbarten Schichten angeordnet, um die Licht-Empfangseinheit
zu bilden. Dies gewährleistet
Reduzierung der Größe des optischen Geräts, welches
mit dem Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät und der zweiten Schaltplatine ausgestattet
ist, an die jenes verbunden ist.
-
Das
optische Gerät
nach einem fünften
Aspekt der Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass im optischen
Gerät des
vierten Aspekts der Erfindung das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät die Position
des Objekts misst, auf Grundlage von Kommunikation über eine
Kommunikationsleitung mit dem Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät.
-
Nach
dem optischen Gerät
des fünften
Aspekts der Erfindung ist die Entfernung zwischen dem Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät und dem Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät reduziert, da
die Licht-Projektionseinheit
und die Licht-Empfangseinheit wie oben beschrieben benachbart zueinander
angeordnet sind. Dementsprechend ist die Kommunikationsleitung,
welche das Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät und das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät verbindet,
in ihrer Länge
reduziert, was die Überlagerung
von Rauschen auf ein Signal auf der Kommunikationsleitung begrenzt
und somit die Genauigkeit der Erkennung des Objekts oder Genauigkeit
in der Erfassung der Position des Objekts durch das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät verbessert.
-
Das
optische Gerät
nach einem sechsten Aspekt der Erfindung ist dadurch charakterisiert,
dass im optischen Gerät
des ersten Aspekts der Erfindung, der Lichtempfänger in einer ersten Richtung
ausgerichtet ist, und die Licht-Projektionseinheit und die Licht-Empfangseinheit
benachbart zueinander in einer integrierten Art und Weise in einer
zweiten Richtung, senkrecht zur ersten Richtung, angeordnet sind.
-
Nach
dem optischen Gerät
des sechsten Aspekts der Erfindung, sind die Licht-Projektionseinheit und
die Licht-Empfangseinheit in so einer Weise angeordnet, dass die
Lichtempfangsrichtung des Lichtempfängers senkrecht zu der Richtung
ist, in welcher die zwei Einheiten benachbart zueinander angeordnet
sind, was die Verkleinerung des optischen Geräts gewährleistet.
-
Um
das oben beschriebene Ziel zu erreichen, ist eine mobile Vorrichtung
nach dem siebten Aspekt der Erfindung eine mobile Vorrichtung mit
einer Mobil-Funktion und mit einem optischen Gerät verbunden, das optische Gerät umfassend
eine Licht-Projektionseinheit und eine Licht-Empfangseinheit, wobei die Licht-Projektionseinheit
in benachbarten Schichten angeordnet eine erste Schaltplatine, mit
einem an dieser angebrachten Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät, einen
Projektor, und eine linsenförmige
Platte aufweist, das Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät die Projektion von Licht durch
den Projektor steuert/regelt, eine erste zylindrische Linsenanordnung
auf einer Oberfläche
der linsenförmigen
Platte ausgebildet ist und eine zweite zylindrische Linsenanordnung,
mit einer Erzeugenden rechtwinklig zu einer Erzeugenden der ersten
zylindrischen Linsenanordnung, auf der andere Oberfläche der linsenförmigen Platte
ausgebildet ist, wobei die Licht-Empfangseinheit in benachbarten Schichten
angeordnet eine zweite Schaltplatine, mit einem an dieser angebrachten
Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät, und einen Lichtempfänger aufweist,
das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät das Vorhandensein eines Objekts
erkennt oder die Position eines Objekts misst, auf Grundlage des vom
Lichtempfänger
erfassten Lichts, und wobei die Licht-Projektionseinheit und die Licht-Empfangseinheit
benachbart zueinander auf eine integrierte Art und Weise angeordnet
sind, so dass der Lichtempfänger
vom Projektor über
die linsenförmige
Platte projiziertes und dann von einem Objekt reflektiertes Licht
erfassen kann.
-
Nach
der mobilen Vorrichtung des siebten Aspekts der Erfindung ist es
möglich,
das an dieser angebrachte optische Gerät (das optische Gerät des fünften Aspekts
der Erfindung) dazu zu bringen, einen weiten Bereich vor oder in
der Bewegungsrichtung der mobilen Vorrichtung mit Licht zu beleuchten. Dies
ermöglicht
dem Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät des optischen Geräts die Anwesenheit/Abwesenheit
eines Objekts über
einen weiten Bereich zu bestimmen oder die Position des Objekts oder
seine Entfernung zur mobilen Vorrichtung zu messen. Des Weiteren
kann das Verhalten der mobilen Vorrichtung, vom Standpunkt der Kontaktvermeidung
mit dem Objekt oder Ähnlichem,
geeignet gesteuert/geregelt werden, auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses
oder der gemessenen Entfernung. Zum Beispiel ist es möglich das
unerwünschte Ereignis
zu vermeiden, dass eine Veränderung
der Bewegungsbahn der mobilen Vorrichtung zum Zwecke der Vermeidung
von Kontakt mit einem Objekt, Kontakt mit einem anderen Objekt bewirken
würde. Des
Weiteren sind die Licht-Projektionseinheit und die Licht-Empfangseinheit
benachbart zueinander in einer integrierten Art und Weise angeordnet,
zum Zweck der Verkleinerung des optischen Geräts. Dies gewährleistet
Beweglichkeit als auch Bedienungsfreiheit der mobilen Vorrichtung
und sichert außerdem
Verkabelungsraum für
das optische Gerät
und Montageraum für
andere Instrumente in der mobilen Vorrichtung.
-
Die
mobile Vorrichtung nach einem achten Aspekt der Erfindung ist dadurch
charakterisiert, dass in der mobilen Vorrichtung des siebten Aspekts der
Erfindung, die mobile Vorrichtung als eine erste mobile Vorrichtung
dient, verbunden mit dem optischen Gerät als ein erstes optisches
Gerät,
und sich in einem Raum bewegt, in dem eine zweite mobile Vorrichtung
existiert, verbunden mit dem optischen Gerät als ein zweites optisches
Gerät,
und wobei das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät des ersten optischen
Geräts
eine Zeitspanne erkennt, während welcher
Lichtausstrahlung durch den Projektor des zweiten optischen Geräts unterbrochen
wird, und das Vorhandensein des Objekts erkennt oder die Position des
Objekts misst, auf Grundlage des durch den Lichtempfänger des
ersten optischen Geräts
während
der relevanten Zeitspanne erfassten Lichts.
-
Des
Weiteren ist die mobile Vorrichtung nach einem neunten Aspekt der
Erfindung dadurch charakterisiert, dass die mobile Vorrichtung des
achten Aspekts der Erfindung ein Steuer/Regelsystem umfasst, um
die Ausrichtung des Lichtempfängers
des ersten optischen Geräts
so zu steuern/regeln, dass es sich außerhalb eines Lichtbeleuchtungsbereichs des
Projektors des zweiten optischen Geräts befindet.
-
Nach
der mobilen Vorrichtung des achten und neunten Aspekts der Erfindung,
ist es möglich das
unerwünschte
Ereignis zu vermeiden, dass der Lichtempfänger des an die mobile Vorrichtung
(erste mobile Vorrichtung) angebrachten ersten optischen Geräts, das
vom Projektor des an einer anderen mobilen Vorrichtung (zweite mobile
Vorrichtung) angebrachten zweiten optischen Geräts ausgestrahlte Licht erfasst.
Dies beugt der Verminderung der Messgenauigkeit der Position des
Objektes durch das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät des ersten optischen
Geräts
vor, auf Grund des vom Projektor des zweiten optischen Geräts ausgestrahlten
Lichts. Demgemäß kann das
Verhalten der ersten mobilen Vorrichtung entsprechend gesteuert/geregelt
werden, zum Zweck der Kontaktvermeidung mit dem Objekt oder Ähnlichem,
auf Grundlage der Messergebnisse der Position des Objekts durch
das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät des ersten optischen Geräts.
-
Die
mobile Vorrichtung nach einem zehnten Aspekt der Erfindung ist dadurch
charakterisiert, dass in der mobilen Vorrichtung des achten Aspekts der
Erfindung das Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät des ersten
optischen Geräts
eine Zeitspanne erkennt, während
welcher der Lichtempfänger
des zweiten optischen Geräts
Licht erkennt und den Projektor des ersten optischen Geräts dazu
bringt, Licht während
einer anderen Zeitspanne als der relevanten Zeitspanne auszustrahlen.
-
Des
Weiteren ist die mobile Vorrichtung nach einem elften Aspekt der
Erfindung dadurch charakterisiert, dass die mobile Vorrichtung des
achten Aspekts der Erfindung ein Steuer/Regelsystem zur Erkennung
eines Bereichs umfasst, in dem vom Projektor des ersten optischen
Geräts
ausgestrahltes Licht vom Lichtempfänger des zweiten optischen
Geräts erkannt
wird, und in dem die Ausrichtung des Projektors gesteuert/geregelt
wird, um das Ausstrahlen des Lichts durch den Projektor auf den
relevanten Bereich zu verhindern.
-
Nach
der mobilen Vorrichtung des zehnten und elften Aspekts der Erfindung
ist es möglich,
das unerwünschte
Ereignis zu vermeiden, dass das vom Projektor des an die mobile
Vorrichtung (erste mobile Vorrichtung) angebrachten ersten optischen
Geräts ausgestrahlte
Licht, vom Lichtempfänger
des an einer anderen mobilen Vorrichtung (zweite mobile Vorrichtung)
angebrachten zweiten optischen Geräts erfasst wird. Dies beugt
der Verminderung der Messgenauigkeit der Position des Objektes durch
das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät des zweiten optischen Geräts vor,
auf Grund des vom Projektor des ersten optischen Geräts ausgestrahlten Lichts.
Demgemäß kann das
Verhalten der zweiten mobilen Vorrichtung entsprechende gesteuert/geregelt
werden, zum Zwecke der Kontaktvermeidung mit dem Objekt oder Ähnlichem,
auf Grundlage von Messergebnissen der Position des Objekts durch
das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät des zweiten
optischen Geräts.
-
Die
mobile Vorrichtung nach einem zwölften Aspekt
der Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass die mobile Vorrichtung
des siebten Aspekts der Erfindung in Form eines mobilen Roboters
mit Beinen ausgebildet ist, mit einem optischen Gerät am Kopf angebracht,
und im Stande, sich mit einer Mehrzahl von Beinen fortzubewegen.
-
Nach
der mobilen Vorrichtung des zwölften Aspekts
der Erfindung, oder des mobilen Roboters mit Beinen, ist es möglich die
Anwesenheit/Abwesenheit eines Objekts über einen weiten Bereich aus einem
relativ hohen Blickwinkel zu bestimmen, da das optische Gerät am Kopf
angebracht ist, der sich oberhalb der Beine und anderer Teile des
Roboters befindet. Des Weiteren ist es möglich, ausreichend Verkabelungsraum
für das
optische Gerät
und Montageraum für
andere Instrumente im Kopf zu sichern, da das optische Gerät, welches
am Kopf des Roboters angebracht ist, in der Größe reduziert ist. Des Weiteren
ist durch die Verkleinerung des Kopfes auch das Gewicht des Kopfes
reduziert, was den Schwerpunkt des Roboters erniedrigen kann und
somit die Stabilisierung der Haltung des Roboters erleichtert, während dieser
durch die Betätigung
der Beine geht oder rennt. Außerdem
kann die Gewichtsreduzierung des Kopfes das unerwünschte Ereignis vermeiden,
dass die Haltung des Roboters auf Grund von Bewegung des Kopfes
unstabil wird (wackelig), wenn der Kopf bezüglich des Körpers (Rumpf des Körpers) beweglich
ist. Dies bedeutet, dass es möglich
ist, den Lichtprojektionsbereich durch das Bewegen des Kopfes des
Roboters, welcher mit dem optischen Gerät verbunden ist, zu ändern, während die Haltung
des Roboters stabilisiert wird. Des Weiteren ist es möglich, von
dem Standpunkt der Kontaktvermeidung mit einem Objekt oder Ähnlichem,
dem Roboter zu ermöglichen
geeignet zu gehen oder zu rennen, gemäß der gemessenen Position des
Objekts innerhalb des Lichtprojektionsbereichs.
-
Die
mobile Vorrichtung nach einem dreizehnten Aspekt der Erfindung ist
dadurch charakterisiert, dass die mobile Vorrichtung des siebten
Aspekts der Erfindung in Form eines Fahrzeuges ausgebildet ist, wobei
der Projektor und der Lichtempfänger
des optischen Geräts
in seiner Fahrtrichtung ausgerichtet sind.
-
Nach
der mobilen Vorrichtung des dreizehnten Aspekts der Erfindung, oder
des Fahrzeuges, kann das optische Gerät an das Fahrzeug angebracht
sein, in dem der begrenzte Raum im Fahrzeug effektiv genutzt wird,
in welchem eine große
Anzahl elektronischer Instrumente montiert ist.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
ein Konfigurationsbeispiel eines optischen Geräts nach der vorliegenden Erfindung.
-
2 ist
ein Querschnitt des optischen Geräts, wie in 1 gezeigt.
-
3 zeigt
ein Konfigurationsbeispiel einer linsenförmigen Platte.
-
4 zeigt
ein Konfigurationsbeispiel eines mit dem optischen Gerät verbundenen
Roboters, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
-
5 zeigt
ein Konfigurationsbeispiel eines mit dem optischen Gerät verbundenen
Roboters, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
-
6–8 veranschaulichen
Funktionen des optischen Geräts
und des Roboters der vorliegenden Erfindung.
-
9 zeigt
ein anderes Konfigurationsbeispiel des optischen Geräts und der
mobilen Vorrichtung, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
-
10 zeigt Konfigurationsbeispiele der optischen
Geräte
der vorliegenden Erfindung und Montagebeispiele an die mobile Vorrichtung.
-
11 zeigt Querschnitte der in 10 dargestellten optischen Geräte.
-
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Ausführungsformen
des optischen Geräts und
der mobilen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden nun mit
Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst werden der Aufbau des
optischen Geräts
und der mit dem optischen Gerät
verbundenen mobilen Vorrichtung beschrieben.
-
Das
in den 1 und 2 dargestellte optische Gerät 100 ist
mit einem Gehäuse 102,
einer Licht-Projektionseinheit 110 und einer Licht-Empfangseinheit 120 ausgestattet.
-
Die
Licht-Projektionseinheit 110 umfasst eine linsenförmige Platte 112,
Projektoren (Lichtquellen) 114 jeweils innerhalb einer
an einem Kühlkörper 113 bereitgestellten Öffnung angeordnet,
und eine Schaltplatine 118, mit einem an dieser angebrachten Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116,
alle nacheinander in Schichten, benachbart zueinander angeordnet.
Die linsenförmige
Platte 112, der Kühlkörper 113 und
die Schaltplatine 118 sind jeweils von einer annähernd rechtwinkligen
Form und integral mit durch die vier Ecken durchdringenden Schrauben und
auf die Schrauben gedrehten Muttern gesichert.
-
Wie 3 zeigt,
hat die linsenförmige
Platte 112 eine erste zylindrische Linsenanordnung A1 auf seiner
einen Oberfläche
ausgebildet und eine zweite zylindrische Linsenanordnung A2 auf
seiner anderen Oberfläche
ausgebildet, die zweite zylindrischen Linsenanordnung A2 mit einer
rechtwinkligen Erzeugenden zur Erzeugenden der ersten zylindrischen
Linsenanordnung A1. Die linsenförmige
Platte 112 ist von einer rechteckigen Scheibenform und
mit einem runden Loch im zentralen Abschnitt versehen, wie in 1 dargestellt,
und bildet eine Stirnwand des Gehäuses 102, wie in 2 dargestellt.
Es sei angemerkt, dass die linsenförmige Platte 112 mit
einer Platte ausgebildet sein kann oder mit zwei Platten ausgebildet
sein kann, wobei jede mit einer zylindrischen Linsenanordnung auf
nur einer Oberfläche ausgebildet
wird und die eine auf die andere gestapelt wird. Des Weiteren kann
eine lichtabschirmende Einheit zwischen den zwei die linsenförmige Platte 112 darstellenden
Platten bereitgestellt werden. Der Kühlkörper 113 hat eine
Vielzahl von sich in eine vorgeschriebene Richtung erstreckenden
linearen Rillen. Die Projektoren 114 sind angeordnet, um
das zentrale Loch der linsenförmigen
Platte 112 zu umgeben, wie in 1 dargestellt.
Das Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116 ist
aus CPU, ROM, RAM I/O und anderen ausgebildet und steuert/regelt die
von einem Netzgerät
(nicht gezeigt) einem jeden Projektor 114 zur Verfügung gestellte
elektrische Leistung, um damit die Intensität des vom Projektor 114 ausgestrahlten
Lichts zu steuern/regeln.
-
Die
Licht-Empfangseinheit 120 umfasst eine Licht-Empfangslinse 122,
einen Lichtempfänger 124 und
eine Schaltplatine 128, mit einem an dieser angebrachten
Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126, wovon alle
nacheinander in Schichten, benachbart zueinander angeordnet sind.
Die Licht-Empfangslinse 122 ist so angeordnet, dass sie durch
das Loch gesehen werden kann, welches in der Mitte der linsenförmigen Platte 112 ausgebildet ist,
wie in 1 gezeigt. Das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 ist
mit CPU, ROM, RAM, I/O und anderen ausgebildet und mit dem Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116 über eine
Kommunikationsleitung 106 verbunden. Das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 misst
eine Phasendifferenz zwischen dem von jedem Projektor 114 ausgestrahlten
Licht und dem Licht (reflektiertes Licht vom Objekt) das von jedem
Pixel des Lichtempfänger 124 empfangen
wird durch Kommunikation mit dem Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116,
und misst die Position des Objekts oder die Entfernung zum Objekt
auf Grundlage der Phasendifferenz. Die oben beschriebene Entfernungsmessmethode
unter Verwendung der Phasendifferenz, ist in der Japanischen Patent
Offenlegungsschrift Nr. 2004-257935 und ähnlichen beschrieben, und deshalb
wird hier davon keine detaillierte Beschreibung erfolgen.
-
Die
Licht-Projektionseinheit 110 und die Licht-Empfangseinheit 120 sind
benachbart zueinander in einer integrierten Art und Weise angeordnet,
so dass der Lichtempfänger 124 vom
Projektor 114 über die
linsenförmige Platte 112 ausgestrahltes
und dann vom Objekt reflektiertes Licht erkennen kann. Der Lichtempfänger 124 ist
in einer ersten Richtung ausgerichtet (entsprechend der Rechts-Richtung
in 2) und die Licht-Projektionseinheit 110 und
die Licht-Empfangseinheit 120 sind benachbart zueinander
in einer integrierten Art und Weise in einer zweiten, zur ersten
Richtung senkrechten Richtung, angeordnet.
-
Das
optische Gerät 100,
in den 1 und 2 gezeigt, ist an einem in 4 dargestellten Roboter
(mobile Vorrichtung) R mit Beinen angebracht. Der Roboter R umfasst, ähnlich zu
einem menschlichen Wesen, einen Körper P0, einen Kopf P1, auf
die Oberseite des Körpers
P0 ausgebildet, linke und rechte Arme P2, sich von den entsprechenden
Seiten eines oberen Teils des Körpers
P0 erstreckend, Hände
P4, an den entsprechenden Enden der linken und rechten Arme P2 ausgebildet,
linke und rechte Beine P3, sich von einem tieferen Teil des Körpers P0
nach unten erstreckend, Füße P5, an
den entsprechenden Enden der linken und rechten Beine P3 ausgebildet
und ein den Betrieb des Roboters R steuerndes/regelndes Steuer/Regelsystem 200.
Das optische Gerät 100 ist
am Kopf P1 angebracht. Der Roboter R ist fähig jedes Gelenkstück zu bewegen, da
ein Stellantrieb (elektrischer Motor) 202 mit elektrischer
Leistung von einer Batterie versorgt und betrieben wird, und seine
Leistung wird über
einen leistungsübersetzenden
Mechanismus, welcher aus Kabel, Rolle, Untersetzung und Ähnlichem
gebildet wird, an ein Gelenk übertragen.
-
Der
Körper
P0 hat die oberen und unteren Teile oben und unten auf eine Weise
verbunden, welche relative Rotation um die Hochachse erlaubt. Dem Kopf
P1 ist es möglich
sich auf verschiedene Arten zu bewegen, inklusive der Rotation um
die Hochachse in Bezug auf den Körper
P0. Der Kopf P1 ist mit einer Abdeckung P12 versehen, welche das
optische Gerät 100 und
andere am Kopf P1 angebrachte Instrumente schützt. Die Abdeckung P12 ist
in Bezug auf das vom Projektor 114 ausgestrahlte und vom
Lichtempfänger 124 erfasste
Licht transparent. Die Abdeckung P12 macht die innere Struktur des
Kopfes P1 von außen
kaum sichtbar, um den Verlust von Ähnlichkeiten (Eigenschaften,
welche die umgebenen Menschen davor schützen, sich unwohl zu fühlen) des
Roboters R zu vermeiden.
-
Jeder
Arm P2 hat ein erstes Armglied P21 und ein zweites Armglied P22.
Der Körper
P0 und das erste Armglied P21 sind über ein Schultergelenk J21
verbunden, das erste Armglied P21 und das zweite Armglied P22 sind über ein
Ellenbogengelenk J22 verbunden und das zweite Armglied P22 und die Hand
P4 sind über
ein Karpalgelenk J23 verbunden. Das Schultergelenk J21 hat Rotationsfreiheitsgrade über die
Längs-,
Quer- und Hochachsen, das Ellbogengelenk J22 hat Rotationsfreiheitsgrade über die Längsachse
und das Karpalgelenk J23 hat Rotationsfreiheitsgrade über die
Längs-,
Quer- und Hochachsen.
-
Jedes
Bein P3 hat ein erstes Beinglied P31 und ein zweites Beinglied P32.
Der Körper
P0 und das erste Beinglied P31 sind über ein Hüftgelenk J31 verbunden, das
erste Beinglied P31 und das zweite Beinglied P32 sind über ein
Kniegelenk J32 verbunden und das zweite Beinglied P32 und der Fuß P5 sind über ein
Knöchelgelenk
J33 verbunden. Das Hüftgelenk
J31 hat Rotationsfreiheitsgrade über
die Längs-,
Quer- und Hochachsen, das Kniegelenk J32 hat Rotationsfreiheitsgrade über die
Längsachse
und das Knöchelgelenk
J33 hat Rotationsfreiheitsgrade über
die Längs-
und Querachsen.
-
Das
Steuer/Regelsystem 200 des Roboters R ist mit einem Computer
ausgebildet (einschließlich CPU,
ROM, RAM, I/O und anderem) und hat einen Bewegungsplanung-Abschnitt 210 und
einen Betrieb-Steuer/Regelabschnitt 220, wie in 5 gezeigt.
-
Der
Bewegungsplanung-Abschnitt 210 legt geeigneten Betrieb
(Bewegungsplanung) fest, um den Roboter R davon abzuhalten ein Objekt
zu berühren,
auf Grundlage der Position des Objekts in Bezug auf den Roboter,
welche wie oben beschrieben durch das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des
optischen Geräts 100 gemessen
wurde.
-
Der
Betrieb-Steuer/Regelabschnitt 220 hat einen Armbetrieb-Steuer/Regelabschnitt 221,
einen Beinbetrieb-Steuer/Regelabschnitt 222 und einen Kopfbetrieb-Steuer/Regelabschnitt 223.
Der Armbetrieb-Steuer/Regelabschnitt 221 steuert/regelt
das Betreiben der Arme P2 durch die Steuerung/Regelung des Betriebs
des Stellantriebs 202, welcher Leistung auf die ersten
Armglieder P21 und auf die zweiten Armglieder P22 ausübt, gemäß der Bewegungsplanung,
welche vom Bewegungsplanung-Abschnitt 210 festgelegt wurde.
Der Beinbetrieb-Steuer/Regelabschnitt 222 steuert/regelt
das Betreiben der Beine P3 durch die Steuerung/Regelung des Betriebs
des Stellantriebs 202, welcher Leistung auf die ersten
Beinglieder P31 und auf die zweiten Beinglieder P32 ausübt, gemäß der Bewegungsplanung,
welche vom Bewegungsplanung-Abschnitt 210 festgelegt wurde.
Der Kopfbetrieb-Steuer/Regelabschnitt 223 steuert/regelt
das Betreiben des Kopfes P1 durch die Steuerung/Regelung des Betriebs
des Stellantriebs 202, welcher Leistung auf den Kopf P1
ausübt,
gemäß der Bewegungsplanung,
welche vom Bewegungsplanung-Abschnitt 210 festgelegt wurde.
-
Die
Funktionen des optischen Geräts 100 und
des Roboter R mit dem oben beschriebenen Aufbau werden nun beschrieben.
-
Gemäß dem in 6 dargestellten
optischen Gerät 100 wird
das vom Projektor 114 ausgestrahlte Licht durch die erste
zylindrische Linsenanordnung A1, auf einer Oberfläche der
linsenförmigen Platte 112 ausgebildet,
in der Richtung rechtwinklig zu ihrer Erzeugenden gestreut. Das
Licht wird auf ähnliche
Weise durch die zweite zylindrische Linsenanordnung A2, auf der
anderen Oberfläche
der linsenförmigen
Platte 112 ausgebildet, in der Richtung rechtwinklig zu
ihrer Erzeugenden gestreut. Da die Erzeugenden der ersten und zweiten
zylindrischen Linsenanordnung A1 und A2 rechtwinklig zueinander sind,
kann die linsenförmige
Platte 112 das Licht dazu bringen, in dem in Richtung nach
oben und unten und links uns rechts ausgedehnten Bereich vor dem
Roboter R zu leuchten. In dem Fall, in dem auch Laserlicht vom Projektor 114 ausgestrahlt
wird, wird das Laserlicht über
den weiten Bereich gestreut, um ungleiche Leistungsverteilung zu
vermeiden.
-
Des
Weiteren hat die linsenförmige
Platte 112 eine Eigenschaft, dass sie das Licht, unabhängig von
der Entfernung zum Projektor 114, streuen kann. Diese Eigenschaft
nutzend, sind der Projektor 114 und die linsenförmige Platte 112 in
Schichten in enger Nachbarschaft angeordnet, um die Licht-Projektionseinheit 110 (siehe 2)
zu bilden. Zusätzlich
zu den in benachbarten Schichten angeordneten Projektor 114 und
linsenförmigen
Platte 112 ist auch die Schaltplatine 118 mit
einem an dieser angebrachten Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116 in
einer geschichteten Art und Weise angeordnet, um die Licht-Projektionseinheit 110 (siehe
auch 2) zu bilden. Dies gewährleistet die Verkleinerung
des optischen Geräts 100 in
die lichtprojizierende Richtung.
-
Des
Weiteren ist eine Mehrzahl von Projektoren 114 benachbart
zum Lichtempfänger 124 auf
integrierte Art und Weise angeordnet, was die allgemeine Verkleinerung
des optischen Geräts 100 und eine
Verbesserung im Umgang gewährleistet,
wie die Erleichterung von Wartungsarbeiten (siehe 1-3).
-
Die
Schaltplatine 128 mit dem an dieser angebrachten Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126,
der Lichtempfänger 124 und
die Licht-Empfangslinse 122 sind
in benachbarten Schichten angeordnet, um die Licht-Empfangseinheit 120 zu
bilden (siehe 2). Dies, zusammen mit der an
die Licht-Empfangseinheit 120 benachbart zueinander angeordneten
Licht-Projektionseinheit 110 gewährleistet
die Verkleinerung des optischen Geräts 100. Es sei angemerkt,
dass der Projektor 114 und der Lichtempfänger 124 ihre
optischen Achsen gemeinsam ausgerichtet haben, und dementsprechend
wird die Phasendifferenz, welche die Grundlage für die Messung der Position
des Objekts X ist, keine Differenz einbeziehen, welche der relativen
Neigung zwischen den optischen Achsen von Projektor 114 und Lichtempfänger 124 zuzuschreiben
ist.
-
Weil
die Licht-Projektionseinheit 110 und die Licht-Empfangseinheit 120 benachbart
zueinander angeordnet sind, kann des Weiteren die Entfernung zwischen
dem Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116, an die Schaltplatine 118 angebracht
die Licht-Projektionseinheit 110 darstellend, und dem Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126,
an die Schaltplatine 128 angebracht die Licht-Empfangseinheit 120 darstellend,
reduziert werden. Dies führt
zu einer Verkürzung
der das Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116 und
das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 verbindenden Kommunikationsleitung 106,
was Überlagerung
von Rauschen auf das Signal auf der Kommunikationsleitung 106 begrenzt
und somit die Messgenauigkeit der Position des Objekts verbessert.
-
Man
betrachte zum Beispiel den Fall, in dem sich ein Objekt (Hindernis)
X vor dem sich bewegenden Roboter R befindet, wie in 7(a) dargestellt. In dieser Situation breitet
sich der Lichtprojektionsbereich des optischen Geräts 100 horizontal
links und rechts vor dem Roboter R aus, wie durch eine gestrichelte
Linie in 8 dargestellt. Der Lichtprojektionsbereich
breitet sich auch in Richtung nach oben und unten vor dem Roboter
R aus. In anderen Worten, da das optische Gerät 100 am Kopf P1,
oberhalb der Beine P3 und anderer Teile die den Roboter R darstellen,
angebracht ist, ist es möglich
die Abwesenheit/Anwesenheit eines Objekts über einen weiten Bereich in
Richtung nach oben und nach unten von einem relativ hohen Blickwinkel
aus zu bestimmen. In dieser Situation bestimmt das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des
optischen Geräts 100,
dass es innerhalb des Lichtprojektionsbereichs ein Objekt X gibt
und misst die Position ungefähr
im Zentrum des Lichtprojektionsbereichs als die Position des Objekts
X.
-
Der
Bewegungsplanung-Abschnitt 210 plant die Bewegung, um den
Kopf P1 nach links zu drehen, in Übereinstimmung mit dem Bestimmungsergebnis und
dem Messungsergebnis. Im Speziellen, da es eine Möglichkeit
gibt, dass der Roboter R das Objekt X nach den Bestimmungs- und Messungsergebnissen
des Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 berühren könnte, wird
nach einer eine solche Berührung
vermeidenden Bewegung gesucht. Des Weiteren bewegt der Kopfbetrieb-Steuer/Regelabschnitt 223,
entsprechend der Bewegungsplanung, den Kopf P1 des Roboters R nach
links, wie in 7(b) dargestellt. Also wird
der Lichtprojektionsbereich des optischen Geräts 100 vom vorigen
Lichtprojektionsbereich (gestrichelte Linie) nach links bewegt,
wie in der durchgezogenen Linie in 8 dargestellt.
Das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des optischen
Geräts 100 bestimmt
dann, dass nur das Objekt X im Lichtprojektionsbereich existiert
und misst die Position in der Nähe
des rechten Endes des Lichtprojektionsbereichs als die Position
des Objekts X.
-
Nach
dem Bestimmungsergebnis und dem Messergebnis plant der Bewegungsplanung-Abschnitt 210 die
Bewegung, dass der Roboter R sich bewegt, während sich die Bewegungsrichtung
nach links ändert.
Weil gemäß den Bestimmungs-
und Messergebnissen des Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 bestimmt werden
kann, dass die Berührung
mit dem Objekt X verhindert werden wird und dass keine Berührung mit
einem anderen Objekt stattfinden wird, wenn die Bewegungsrichtung
nach links verändert
wird. Mit dieser Bewegungsplanung steuert/regelt hauptsächlich der
Beinbetr eb-Steuer/Regelabschnitt 222 den Betrieb der Beine
P3, so dass sich der Roboter R bewegt, während die Bewegungsrichtung
nach links verändert
wird, wie in 7(c) dargestellt.
-
Durch
die Verkleinerung des Kopfes P1 ist auch sein Gewicht reduziert,
was den Schwerpunkt des Roboters R beibehalten oder herabsetzen
kann und somit die Stabilisierung der Körperhaltung des Roboters R
erleichtert, während
er durch den Betrieb der Beine P3 geht oder rennt. Des Weiteren
kann die Reduzierung des Gewichts des Kopfes P1 das unerwünschte Ereignis
verhindern, dass die Körperhaltung
des Roboters R auf Grund der Bewegung des Kopfes P1 unstabil (wackelig)
wird. Das heißt,
es ist möglich
den Lichtprojektionsbereich durch die Bewegung des mit dem optischen
Gerät 100 verbundenen Kopfes
P1 des Roboters R zu ändern,
während
die Körperhaltung
des Roboters R stabilisiert wird (siehe 8). Des
Weiteren, vom Standpunkt der Berührungsvermeidung
mit dem Objekt X oder Ähnlichem, ist
es möglich
dem Roboter R zu erlauben, in Übereinstimmung
mit dem Messergebnis der Position des Objekts X innerhalb des Lichtprojektionsbereichs
geeignet zu gehen oder zu rennen (siehe 7(a), 7(b) und 7(c)).
-
Des
Weiteren ist es möglich
ausreichend Verkabelungsraum für
das optische Gerät 100 und Montageraum
für andere
Instrumente im Kopf P1 sicherzustellen, da das am Kopf P1 des Roboters
R angebrachte optische Gerät 100 wie
oben beschrieben in der Größe reduziert
ist.
-
In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
das optische Gerät
100 am Kopf P1 des Roboters R angebracht. In einer anderen Ausführungsform kann
es am Körper
P0 oder anderen Teilen des Roboters R angebracht sein.
-
Des
Weiteren, wie in 9 dargestellt, kann das optische
Gerät 100 an
ein Fahrzeug V angebracht sein, so dass der Projektor 114 und
der Lichtempfänger 125 zur
Vorderseite des Fahrzeugs V zeigen (Fahrtrichtung des Fahrzeugs
V). Mit diesem Aufbau kann das Verhalten des Fahrzeugs V entsprechend
gesteuert/geregelt werden, auf Grundlage von Bestimmungsergebnissen
der Abwesenheit/Anwesenheit eines Objekts über einen weiten Bereich oder
der gemessenen Position des Objekts bezüglich des Fahrzeugs V. Des
Weiteren kann der Platz gesichert werden, um andere Instrumente
im Fahrzeug V anzubringen, da das optische Gerät 100, wie oben beschrieben,
in der Größe reduziert
ist.
-
In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
eine Mehrzahl von Projektoren 114 angeordnet, um die Licht-Empfangseinheit 120 zu
umgeben. In einer anderen Ausführungsform
kann die Zahl der Projektoren 114 und deren Anordnung in
Bezug auf die Licht-Empfangseinheit 120 (oder den Lichtempfänger 124)
entsprechend geändert
werden; zum Beispiel können
ein oder mehr Projektoren 114 in enger Nachbarschaft zur
Licht-Empfangseinheit 120 angebracht
werden.
-
Es
kann ein Fall auftreten, in dem eine erste mobile Vorrichtung wie
ein mit dem optischen Gerät (erstes
optisches Gerät) 100 verbundener
Roboter R sich in einem Raum bewegt, in dem eine zweite mobile Vorrichtung
existiert, wie ein anderer Roboter R, ebenso mit einem optisches
Gerät (zweites
optisches Gerät) 100 verbunden.
-
In
diesem Fall, zum Beispiel durch die Kommunikation zwischen der ersten
mobilen Vorrichtung und der zweiten mobilen Vorrichtung, kann das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des ersten
optischen Geräts
die Zeitspanne erkennen, während
welcher die Lichtausstrahlung durch den Projektor 114 des
zweiten optischen Geräts
unterbrochen ist, und kann die Position des Objekts X messen, auf
Grundlage des durch den Lichtempfänger 124 des ersten
optischen Geräts
während
der relevanten Zeitspanne erfassten Lichts. Des Weiteren kann das
Steuer/ Regelsystem 200 der mobilen Vorrichtung einen Lichtbeleuchtungsbereich
von dem Projektor 114 des zweiten optischen Geräts durch Kommunikation
mit dem Steuer/Regelsystem 200 der zweiten mobilen Vorrichtung
erkennen, und den Stellantrieb 202 betreiben, um die Ausrichtung
des Kopfes P1 und damit die Ausrichtung des Lichtempfängers 124 des
ersten optischen Geräts 100 zu steuern/regeln,
so dass sich dieser außerhalb
des relevanten Lichtbeleuchtungsbereichs befindet.
-
Nach
der mobilen Vorrichtung, wie oben beschrieben aufgebaut, ist es
möglich,
das unerwünschte
Ereignis zu vermeiden, dass der Lichtempfänger 124 des an die
mobile Vorrichtung (erste mobile Vorrichtung) angebrachten ersten
optischen Geräts,
das vom Projektor 114 des an die andere mobile Vorrichtung
(zweite mobile Vorrichtung) angebrachten zweiten optischen Geräts ausgestrahlte
Licht erfasst. Dies verhindert die Herabsetzung der Messgenauigkeit
der Position des Objekts X durch das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des ersten
optischen Geräts
auf Grund des vom Projektor 114 des zweiten optischen Geräts ausgestrahlten Lichts.
Dementsprechend kann das Verhalten der ersten mobilen Vorrichtung,
vom Standpunkt der Berührungsvermeidung
mit dem Objekt entsprechend gesteuert/geregelt werden, auf Grundlage
des Messergebnis der Position des Objekts X durch das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des ersten
optischen Geräts
(siehe 7(a) bis 7(c)).
-
Des
Weiteren kann im oben beschriebenen Fall das Licht-Projektion-Seiten-Steuer/Regelgerät 116 des
ersten optischen Geräts
die Zeitspanne erkennen, zum Beispiel durch Kommunikation zwischen
der ersten mobilen Vorrichtung und der zweiten mobilen Vorrichtung,
während
welcher der Lichtempfänger 124 des
zweiten optischen Geräts
Licht erfasst, und den Projektor 114 des ersten optischen Geräts dazu
bringen, Licht während
einer anderen Zeitspanne als der relevanten Zeitspanne auszustrahlen.
Des Weiteren kann das Steuer/Regelsystem 200 der ersten
mobilen Vorrichtung, zum Beispiel durch Kommunikation mit dem Steuer/Regelsystem 200 der
zweiten mobilen Vorrichtung, den Bereich erkennen, in dem das vom
Projektor 114 des ersten optischen Geräts ausgestrahlte Licht durch
den Lichtempfänger 124 des
zweiten optischen Geräts
erfasst wird, und den Betrieb des Stellantriebs 202 steuern/regeln,
um die Ausrichtung des Kopfes P1 und damit die Ausrichtung des Projektors 114 zu
steuern/regeln, um zu verhindern, dass der Projektor 114 Licht
auf den relevanten Bereich ausstrahlt.
-
Nach
der mobilen Vorrichtung, wie oben beschrieben aufgebaut, ist es
möglich
das unerwünschte
Ereignis zu vermeiden, dass das vom Projektor 114 des an
die mobile Vorrichtung (erste mobile Vorrichtung) angebrachten ersten
optischen Geräts
ausgestrahlte Licht durch den Lichtempfänger 124 des an die
andere mobile Vorrichtung (zweite mobile Vorrichtung) angebrachten
zweiten optischen Geräts
erfasst wird. Dies verhindert die Herabsetzung der Messgenauigkeit
der Position des Objekts X durch das Licht-Empfang-Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des
zweiten optischen Geräts,
auf Grundlage des vom Projektor 114 des ersten optischen
Geräts
projizierten Lichts. Dementsprechend kann das Verhalten der zweiten
mobilen Vorrichtung, vom Standpunkt der Berührungsvermeidung mit dem Objekt
X oder Ähnlichem,
entsprechend gesteuert/geregelt werden, auf Grundlage des Messergebnisses
der Position des Objekts X durch das Licht-Empfang- Seiten-Steuer/Regelgerät 126 des
zweiten optischen Geräts
(siehe 7(a) bis 7(c)).
-
In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
ein optisches Gerät 100 an
eine mobile Vorrichtung angebracht, wie in 4 oder 9 dargestellt. In
einer anderen Ausführungsform
kann eine Vielzahl von optischen Geräten 100 an eine mobile
Vorrichtung angebracht werden. Dies macht es möglich, bei Verschlechterung
der Funktion eines optischen Geräts 100,
stattdessen ein anderes optisches Gerät 100 zu benutzen.
-
Zum
Beispiel kann ein Paar von optischen Geräten 100 im Kopf P1
eines Roboters R Seite an Seite in lateraler Richtung angeordnet
sein, wie von der Vorderseite des Roboters R gesehen, wie in den 10(a) und 10(b) dargestellt.
Nach den optischen Geräten 100,
wie in den 10(a) und 11(a) dargestellt,
ist jede linsenförmige
Platte 112 in einer Kreisform ausgebildet, der Lichtempfänger 124 in
deren Mitte angeordnet und eine Vielzahl von Projektoren 114 sind
ringförmig
entlang des Umrisses der linsenförmigen
Platte 112 angeordnet, um den Lichtempfänger 124 zu umgeben.
Nach den optischen Geräten 100 in
den 10(b) und 11(b) dargestellt,
ist jeder Lichtempfänger 124 an
einer Öffnung
angeordnet, welche sich am unteren Teil der entsprechenden linsenförmigen Platte 112 befindet, und
eine Mehrzahl von Projektoren 114 sind in zwei horizontalen
Reihen am oberen Teil der linsenförmigen Platte 112 angeordnet.
-
Das
auf diese Weise angeordnete Paar von optischen Geräten 100 erscheint
durch die Abdeckung P12 wie linke und rechte Augen eines menschlichen
Wesens, was den Menschen um den Roboter R ermöglicht Ähnlichkeit mit dem Roboter
in dem mit Menschen belebten Raum zu empfinden. Des Weiteren, da
von jedem Projektor 114 sichtbares Licht ausgestrahlt wird,
sieht die Vielzahl der Projektoren 114 wie die Außenlinie
von menschlichen Augen aus, gemäß dem in 10(a) dargestellten Roboter R, während gemäß dem in 10(b) dargestellten Roboter R die Lichtempfänger 124 wie
die Pupillen des menschlichen Auges aussehen, und die Vielzahl der Projektoren 114 wie
Augenbrauen aussehen. Dies ermöglicht den
Menschen um den Roboter R, die Ähnlichkeit
des Roboters R zur Umgebung stärker
zu empfinden.
-
Ein
optisches Gerät,
die Projektion von Licht über
einen weiten Bereich als auch Größenreduzierung
gewährleistend,
und eine mit dem optischen Gerät
verbundene mobile Vorrichtung werden zur Verfügung gestellt. Das optische
Gerät (100)
umfasst eine Licht-Projektionseinheit (110) und eine Licht-Empfangseinheit
(120). Die Licht-Projektionseinheit (110) weist
in Schichten angeordnet einen Projektor (114) und eine
linsenförmige
Platte (112) auf. Erste und zweite zylindrische Linsenanordnungen,
mit Erzeugenden orthogonal zueinander, sind auf den jeweiligen Oberflächen der
Platte (112) ausgebildet. Die Licht-Empfangseinheit (120)
hat einen Lichtempfänger
(124). Die Licht-Projektionseinheit (110) und
die Licht-Empfangseinheit
(120) sind benachbart zueinander auf integrierte Art und
Weise angeordnet, so dass der Lichtempfänger (124) das vom
Projektor (114) über
die Platte (112) ausgestrahlte und dann von einem Objekt
reflektierte Licht erfassen kann.