JP2011209077A - 物体検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 投光素子LE(s,t)が検知光を投光しているとする。このときに、受光素子RE(s,t)、受光素子RE(s,t+1)、受光素子RE(s,t+2)、受光素子RE(s,t+3)を、順次、作動させる。例えば、投光素子LE(s,t)が検知光を投光しているときに、受光素子RE(s,t+3)が反射光を受光したとすると、物体が位置c4付近にあると判断できる。投光素子LE(s,t)から投光方向l1に向かって投光された検知光が、位置c4付近に存在する物体によって反射され、その反射光が受光方向r4に向かって進行し、受光素子RE(s,t+3)によって受光されたと考えられるからである。
【選択図】 図4
Description
すなわち、図19(b)の側面図に示すように、受光素子群22もL1〜L5の5列構成であり、その各列には図19(a)に示すように、それぞれ8つの発光素子220(221〜228)が含まれている。すなわち、一つの単眼レンズ21に対して40個の受光素子220がマトリクス状に配置されており、各受光素子220の検出信号が自動ドア制御手段であるCPU6に与えられる。
本発明に係る物体検出装置1の全体構成について図1を用いて説明する。物体検出装置1は、物体検出ユニット11と制御装置13とを備えている。物体検出ユニット11は、光センサユニット111、及びタッチパッド113を有している。光センサユニット111及びタッチパッド113は、制御装置13に接続されている。
光センサユニット111の構成について図2に示す平面図を用いて説明する。光センサユニット111は、複数の投光素子LE及び複数の受光素子REを有している。図2においては、便宜上、投光素子LEを白色で、受光素子REを黒色で示している。
投光素子LE及び受光素子REは、平面状の配置面P(図4参照)上に配置されている。また、一の投光素子LEと一の受光素子REとは対をなして、マトリックスMを形成するように配置されている。なお、マトリックスMは、互いに直交するm×n本の平行線によって形成されている。
図4に示すように、タッチパッド113は、配置面Pに沿って、配置面Pの下に配置される。タッチパッド113は、入力面周辺に位置する人の手等の物体によって形成される静電容量の変化によって、人等の物体の存在の有無やその動きを検出する。なお、物体検出装置1におけるタッチパッド113では、タッチパッド113の入力面から約3cmの領域に物体が存在する場合に、その物体によってもたらされる静電容量の変化を検出する。
制御装置13の構成について図5を用いて説明する。制御装置13は、光センサユニット111のマトリックス状に配置された各投光素子LEから所定の投光素子LEを選択し、検知光を投光させるための投光素子用デコーダ131、マトリックス状に配置されている各受光素子REから所定の受光素子REを選択し、反射光を受光させる受光素子用デコーダ133、複数の投光素子LEから所望の一の投光素子LEから検知光を投光する時期及び複数の受光素子REから所望の一の受光素子REにおいて反射光を検出する時期を調整する調整回路135、受光素子REからの出力信号を取得する信号取得回路137、及び、検知光を投光している投光素子LEと反射光を受光した受光素子REの組み合わせから物体までの距離や物体の位置を算出する解析回路139を有している。なお、信号取得回路137は、必要に応じて信号増幅回路やフィルター回路を有する。
次に、物体検出装置1による物体の三次元位置検出を可能とする手段を図6を用いて説明する。図4における角度θは、意図する角度とする。まず、投光素子LE(s,t)が検知光を投光しているとする。このときに、受光素子RE(s,t)、受光素子RE(s,t+1)、受光素子RE(s,t+2)、受光素子RE(s,t+3)を、順次、作動させる。
本発明に係る物体検出装置3の全体構成は、実施例1と同様である。物体検出装置3は、物体検出ユニット11及び制御装置13を有している。物体検出ユニット11は、光センサユニット111及びタッチパッド113を有している。光センサユニット111及びタッチパッド113は、制御装置13と接続されている。
本発明に係る物体検出装置5の全体構成について図8を用いて説明する。物体検出装置5は、物体検出ユニット51及び制御装置13を有している。物体検出ユニット51は、光センサユニット111及び熱感知センサ313を有している。光センサユニット111及び熱感知センサ313は、制御装置13と接続されている。図9に示すように、熱感知センサ313は、光センサユニット111の投光素子LE及び受光素子REが配置される位置とは異なる位置に配置される。これにより、投光素子LE及び受光素子REによって、熱感知センサ313が機能しないことを防止することができる。図9においては、熱感知センサ313は、光センサユニット111の投光素子LE及び受光素子REのが配置される位置に対して中間の位置に配置されている。
また光センサユニット111をハンド部など先端に設けた場合、人が持っているものかどうかを熱感知センサHSで認識することが可能となり、人とロボットの連係動作などの協業を可能にする。別方式のセンサを組み込むことによりシステムとしての冗長性を高めることにもなる。
光センサユニット711の構成について図11に示す平面図を用いて説明する。光センサユニット711は、複数の投光素子LE及び複数の受光素子REを有している。図11においては、便宜上、投光素子LEを白色で、受光素子REを黒色で示している。
投光素子LE及び受光素子REは、平面状の配置面P上に配置されている。光センサユニット711は、実施例1における光センサユニット111と同様に、一の投光素子LEと一の受光素子REとが対をなして、マトリックスMを形成するように配置されている。なお、マトリックスMは、互いに直交するm×n本の平行線によって形成されている。
(1)投光素子LE及び受光素子REの配置位置 : 前述の実施例1においては、投光素子LE及び受光素子REは、対を形成して、マトリックスMの各交点に配置されるとしたが、投光素子LEが投光した検知光の反射光を受光できる受光素子REの位置であれば例示のものに限定されない。例えば、所定の領域については、投光素子LEのみを配置したり、受光素子REのみを配置するようにしてもよい。
11・・・・・物体検出ユニット
13・・・・・制御装置
111・・・・・光センサユニット
LE・・・・・投光素子
RE・・・・・受光素子
P・・・・・配置面
113・・・・・タッチパッド
3・・・・・物体検出装置
313・・・・・熱感知センサ
5・・・・・物体検出装置
51・・・・・物体検出ユニット
7・・・・・物体検出装置
71・・・・・物体検出ユニット
711・・・・・光センサユニット
Claims (16)
- 所定の配置面に配置される投光手段であって、前記配置面の法線に対して所定の角度を有する投光方向に向かって検知光を投光する投光手段、
前記配置面に配置される受光手段であって、前記配置面の法線に対して所定の角度を有する受光方向から向かってくる前記検知光の反射光を受光する受光手段、
一の前記投光手段と一の前記受光手段とが対をなして、複数の前記投光手段及び複数の前記受光手段がマトリックス状に前記配置面に配置されていること、
前記マトリックス状に配置された投光手段と受光手段のどれが検知したかを識別するための投光スキャン手段あるいは/かつ受光スキャン手段、
得られた検知情報から物体の位置情報や重心位置情報、あるいは/かつ数量情報を求める演算手段、
を有する物体検出装置。 - 請求項1に係る物体検出装置のいずれかにおいて、
前記配置面は、さらに、
変形可能であること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項2に係る物体検出装置において、
前記配置面は、
前記マトリックスの行毎又は列毎に分割されていること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項2に係る物体検出装置において、
前記配置面は、
フレキシブル基板により構成されていること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項1〜請求項4に係る物体検出装置のいずれかにおいて、
前記配置面は、さらに、
前記法線方向の断面が環状であること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項1〜請求項5に係る物体検出装置のいずれかにおいて、さらに、
前記投光手段から前記検知光を投光する投光時期と、前記受光手段で前記反射光を受光する受光時期とを制御する制御手段、
を有し、
前記制御手段は、
一の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して複数の前記受光手段での前記反射光の受光を行うように、又は、複数の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して一の前記受光手段での前記反射光の受光を行うように、前記投光時期と前記受光時期とを制御すること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項6に係る物体検出装置において、
前記制御手段は、さらに、
一の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して複数の前記受光手段において同時に前記反射光を受光するように、又は、複数の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して同時に一の前記受光手段での前記反射光の受光を行うように、前記投光時期と前記受光時期とを制御すること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項6に係る物体検出装置において、
前記制御手段は、さらに、
一の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して複数の前記受光手段において順次前記反射光を受光するように、又は、複数の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して順次一の前記受光手段での前記反射光の受光を行うように、前記投光時期と前記受光時期とを制御すること、
を特徴とする物体検出装置。 - 所定の配置面に配置される投光手段であって、前記配置面の法線方向である投光方向に向かって検知光を投光する投光手段、
前記配置面に配置される受光手段であって、前記配置面の法線方向である受光方向から向かってくる前記検知光の反射光を受光する受光手段、
を有する物体検出装置であって、
一の前記投光手段と一の前記受光手段とが対をなして、マトリックス状に前記配置面に配置されていること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項9に係る物体検出装置において、
前記制御手段は、さらに、
一の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して複数の前記受光手段において同時に前記反射光を受光するように、又は、複数の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して同時に一の前記受光手段での前記反射光の受光を行うように、前記投光時期と前記受光時期とを制御すること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項9に係る物体検出装置において、
前記制御手段は、さらに、
一の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して複数の前記受光手段において順次前記反射光を受光するように、又は、複数の前記投光手段からの前記検知光の投光に対して順次一の前記受光手段での前記反射光の受光を行うように、前記投光時期と前記受光時期とを制御すること、
を特徴とする物体検出装置。 - 請求項1〜請求項11に係る物体検出装置のいずれかにおいて、さらに、
前記配置面に沿って配置されるタッチパッド、
を有する物体検出装置。 - 請求項1〜請求項11に係る物体検出装置のいずれかにおいて、
前記配置面に沿って配置される熱感知センサ、
を有する物体検出装置。 - 請求項1〜請求項11に係る物体検出装置のいずれかにおいて、
前記配置面に沿って配置される金属検知センサ、
を有する物体検出装置。 - 請求項1〜請求項14に係る物体検出装置のいずれかにおいて、
情報を送受信するネットワーク手段、
を有する物体検出装置。 - 請求項1〜請求項14に係る物体検出装置のいずれかにおいて、
前記投光手段又は前記受光手段を配置する被配置物体の所定の外形形状の外形形状情報、及び、被配置物体の所定の外形の位置・移動情報、
及び、前記投光手段及び前記受光手段により検出された物体の検出位置を用いて、前記物体を検出すべき物体か否かを判断する上位制御手段、
を有する物体検出装置。
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