JP2013101003A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】埃などの検知の対象となる物体を検知し易くすることができる物体検知装置を提供すること。
【解決手段】ステップ１１０では、照明装置９を駆動して、まず、基準の色で発光し、その光を照射する。ステップ１２０では、基準の色で発光した状態で、色検知センサ１１によって、周囲の色を検出する。ステップ１３０では、検知した周囲の色に応じて、物体を検知しやすい光の色を決定する。ステップ１４０では、ステップ１３０で選択された色を発光するＬＥＤ素子を選択し、その色の光を点灯する。このように、検知対象の周囲の色を検知し、その色に状態に応じて照射する光の色を物体の検知に適した色（即ちより物体の検知が容易となる色）に切り換えるので、その光の反射光から、人が容易に物体の検知を行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、電気掃除機、自動車、自転車、電車、飛行機、懐中電灯、街灯、表面検査機、手術台の照明装置等に使用され、照射する光の色を変えることにより、物や動物や人などの各種の物体を検知することができる物体検知装置に関する。

近年、例えば電気掃除機で掃除をする際に、埃を目視し易くするために、電気掃除機の吸引ノズルの先端に単色のＬＥＤを配置し、このＬＥＤから床等に対して単色（白色）の光を照射する装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−２７９６５２号公報

しかしながら、埃には様々な色のものがあり、また、埃が付着した（即ち埃の背景となる）床や壁にも各種の色があるので、単にＬＥＤから１種類の色を照射するだけの従来の装置では、埃を目視しにくいことがあった。そのため、十分に掃除を行えないことがあった。

本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、埃などの検知の対象となる物体を検知し易くすることができる物体検知装置を提供することを目的とする。

（１）上記課題に鑑みてなされた請求項１に記載の発明は、物体を検知するために、所定の検知方向に光を照射する物体検知装置において、前記光の色を切り換えて照射することができる照明装置と、前記検知方向における前記物体の背景を構成する周囲の色を検知する色検知手段と、前記照明装置から照射する光の色を、前記色検知手段によって検知された前記周囲の色に応じて予め設定された前記物体の検知に適した色に切り換える色切換制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明では、検知対象である埃等の物体の背景を構成する周囲の色を検知し、その周囲の色に応じて、照明装置から照射する光の色を、物体の検知に適した色（即ちより物体の検知が容易となる色）に切り換えるので、その光の反射光から、人が容易に物体の検知を行うことができる。

例えば本発明を電気掃除機に適用した場合には、場所によって床や壁の色が異なることがあるが、そのような場合でも、周囲の床や壁の色に基づいて、自動的に埃の検知に適した色に切り換えることができる。

ここで、前記「検知」とは、物や人等の物体の有無を検知することだけではなく、例えば物体の大きさなどの物体の状態を把握することも含む。
また、前記「色検知手段」としては、周知のカラーセンサやカラー画像を撮影できるカメラが挙げられる。

更に、前記「物体の検知に適した色」は、予め実験等によって周囲の色に対応して（目視によって）物体が検知し易い色を設定したものである。例えば背景の床や壁が白色の場合には、白色とは異なった例えば赤色や黄色の光を照射して埃等の物体を浮き立たせて目立つようにすることが考えられる。

（２）請求項２に記載の発明は、物体を検知するために、所定の検知方向に光を照射する物体検知装置において、前記光の色を切り換えて照射することができる照明装置と、前記照明装置から照射する光の色を、所定のタイミングで異なる色に切り換える色切換制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明では、照明装置から照射する光の色を、所定のタイミングで異なる色に切り換えるので、その光の反射光から、人が容易に物体の検知を行うことができる。
つまり、物体の色やその周囲の色などによって、物体を検知し易い色は異なるので、異なる色の光を切り換えて照射することにより、その物体の検知に適した色が物体に照射された場合には、物体を容易に検知することができる。

例えば本発明を電気掃除機に適用した場合に、白色の埃があったときには、白色の光を照射しても、その光の色に溶け込んで埃が目立たない。そこで、例えば白色とは異なる色（例えば黄色や赤色等）の光を照射することにより、埃を浮き立たせて目立たせることができる。

また、検出対象の物体は、予めその色が何色であるかは分からないので、本発明の様に、異なる色の光を切り換えて照射することにより、（その物体が目立つような色の光が照射された場合には）物体の検知が容易になる。

ここで、前記「検知」とは、物や人等の物体の有無を検知することだけではなく、例えば物体の大きさなどの物体の状態を把握することも含む。
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の物体検知装置において、前記色切換制御手段は、予め定められた時間が経過する度に周期的に色の切換処理を実行することを特徴とする。

本発明では、照射する光を周期的に切り換えるので、（物体の検知に適した色の光が照射された場合には）容易に物体を検知することができる。
なお、請求項１の発明の場合でも、物体の検出に適した色が複数ある場合には、照射する光の色を周期的に切り換えてよい。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検知装置において、前記照明装置は、赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、及び青色ＬＥＤ素子から選ばれた２種以上のＬＥＤ素子を備えたことを特徴とする。

ここでは、光を発生させる素子を例示している。なお、光を照射する場合には、各色のＬＥＤ素子を単独で発光してよいが、各色のＬＥＤ素子を複数発光させることにより、光の三原色による加法混合による異なる光（周知の黄色、桃色、水色、白色）を照射してもよい。

（５）請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検知装置において、周囲の明るさに応じて、照射する光の強度を自動的に変更することを特徴とする。

本発明では、周囲の明るさに応じて、照射する光の強度を自動的に切り換えることができるので、例えば周囲が暗い場合などに、光の強度を強くすることにより、容易に物体を検知することができる。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検知装置において、ユーザによって、照射する光の強度を切り換え可能に設定されていることを特徴とする。

本発明では、照射する光の強度をユーザによって切り換えることができるので、例えば周囲が暗い場合などに、光の強度を強くすることにより、容易に物体を検知することができる。

（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の物体検知装置において、前記物体検知装置は、電気掃除機、自動車、自転車、電車、飛行機、懐中電灯、街灯、表面検査機、又は手術台の照明装置に搭載されるものであることを特徴とする。

本発明を、例えば電気掃除機に使用した場合には、床や壁等の上の埃を容易に検知することができる。自動車や自転車や電車に使用した場合には、自身の前方等の車両や人などの障害物を容易に検知することができる。飛行機に使用した場合には、他の飛行機や雲の状態や飛行場の状態などを容易に把握することができる。懐中電灯に使用した場合には、照射方向の物や人などの状態を容易に把握することができる。街灯に使用した場合には、路面や人などの状態を容易に把握することができる。表面検査機に使用した場合には、部品や製品等の表面の状態（付着した埃や傷などの状態）を容易に把握することができる。手術台の照明装置に使用する場合には、患者等の生体の状態を容易に把握することができる。

第１実施形態における物体検知装置を搭載した電気掃除機の吸引ノズルを示す説明図である。 第１実施形態の物体検知装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態における照明装置の電気的構成を示すブロック図である。 第１実施形態の物体検知装置による物体検知処理（１）を示すフローチャートである。 第２実施形態の物体検知装置による物体検知処理（２）を示すフローチャートである。 他の実施形態の物体検知装置の使用方法示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
［第１実施形態］
ａ）まず、本実施形態の物体検知装置を搭載した電気掃除機の構成について説明する。

図１に示す様に、本実施形態では、電気掃除機１の吸引ノズル３の先端部分の中央部に、物体検知装置５（図２参照）において光を照射することができる先端部品７が配置されている。

詳しくは、図２に示す様に、前記物体検知装置５は、光を照射する照射装置９と、周囲（ここでは床や壁等）の色を検知する色検知センサ１１と、物体検知装置５を制御する制御部１３とを備えており、この物体検知装置１５には、マニュアルでの操作を行う操作部１５が接続されている。なお、先端部品７は、照明装置９と色検知センサ１１とから構成されている。

このうち、前記照射装置９は、図３に示す様に、赤色ＬＥＤ素子１７、緑色ＬＥＤ素子１９、青色ＬＥＤ素子２１を備えるとともに、各ＬＥＤ素子１７〜２１に印加する電流を制御して発光の状態を調節する発光制御部２３を備えている。

前記図２に戻り、前記色検知センサ１１は、吸引ノズル３の先端の前方の床や壁等の周囲の色を検知するカラーセンサである。
前記制御部１３は、周知のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたマイクロコンピュータである。この制御部１３には、色検知センサ１１からの信号が入力され、この制御部１３からは、照明装置９を制御する制御信号が出力される。

また、制御部１３のＲＯＭには、検出した周囲の色に対応して、どの色（物体を検知し易い色）を照射するかを示すデータが記憶されている。例えば周囲の色が白色の場合には、照射する光の色として例えば黄色が設定されている。

更に、ＲＯＭには、照射する各色（例えば虹の７色）を発光するために、どのＬＥＤ素子を点灯するか等のデータも記憶されている。例えば黄色の光を照射する場合には、光の三原色の加色混合法に基づいて、赤色ＬＥＤ素子１７と緑色ＬＥＤ素子１９とを点灯させるというようなデータが記憶されている。

前記操作部１５には、電気掃除機１の動作のオンオフを行うスイッチ１５ａや、物体検知装置５のオンオフを行うスイッチ１５ｂや、照射する光の強度を調節するスイッチ１５ｃが配置されている。なお、スイッチ１５ｂを省略し、電気掃除機１がオンオフされた場合に、物体検知装置５も同様にオンオフしてもよい。

ｂ）次に、本実施形態の物体検知装置５にて行われる物体検知処理（１）について説明する。
本処理は、検知対象の周囲の色を検知し、その色に応じて、照射する光の色を物体の検知に適した色（即ちより物体の検知が容易となる色）に切り換えるものである。

図４のフローチャートに示す様に、まず、ステップ（Ｓ）１００では、操作部１５のスイッチ１５ｂがオンされたか否か、即ち、物体検知装置５がオンされたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１１０に進む、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。

続くステップ１１０では、照明装置９を駆動して、まず、基準の色で発光し、その光を照射する。なお、基準の色としては、例えば全てのＬＥＤ素子１７〜２１を発光させて得られる白色が挙げられる。

続くステップ１２０では、基準の色で発光した状態で、色検知センサ１１によって、周囲の色を検出する。なお、基準の色で発光することなく、そのまま周囲の色を検知してもよい。

続くステップ１３０では、検知した周囲の色に応じて、物体を検知しやすい光の色を決定する。具体的には、予め実験等によって得られたデータに基づいて、例えば床や壁の色が白色である場合には、照射する光の色として、埃等の物体が目立ち易い色（例えば黄色）の光を選択する。

続くステップ１４０では、ステップ１３０で決定された色を発光するＬＥＤ素子を選択し、その選択されたＬＥＤ素子を点灯して、決定された色の光を照射する。例えば黄色の光を照射する場合には、赤色ＬＥＤ素子１７と緑色ＬＥＤ素子１９とを点灯するように制御する。これにより、埃等の物体を明瞭に検知することができる。

続くステップ１５０では、操作部１５のスイッチ１５ｂがオフされたか否か、即ち、物体検知装置５がオフされたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１６０に進む、一方否定判断されると待機する。

続くステップ１６０では、物体検知装置５を停止し、各ＬＥＤ素子の発光を停止し、一旦本処理を終了する。
ｃ）この様に、本実施形態では、本発明では、検知対象の周囲の色を検知し、その色に状態に応じて、照射する光の色を物体の検知に適した色（即ちより物体の検知が容易となる色）に切り換えるので、その光の反射光から、人が容易に物体の検知を行うことができる。

つまり、電気掃除機１を使用する場合には、場所によって床や壁の色が異なるが、その場合でも、床や壁の色に応じて、埃等を検知し易い光を選択して照射するので、埃等を容易に検知できるという顕著な効果を奏する。

また、照射する光の強度を、周囲の明るさに応じて自動的に変更したり（暗い場合には光の強度をアップする）、或いは、マニュアルにて変更してよい。これにより、一層容易に埃等を検知することができる。なお、周囲の光の明るさは、周知の照度センサ等により検知することができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な内容の説明は省略する。

本実施形態の物体検知装置では、その装置構成は、色検知センサを備えていないこと（又は使用しないこと）以外は、基本的に前記第１実施形態と同様であり、特に、物体を検知する物体検知処理に特徴がある。

本処理は、照射する光の色を周期的に異なる色に切り換えるものである。以下、具体的に説明する。なお、装置構成は、前記第１実施形態と同じ番号を使用する。
図５のフローチャートに示す様に、まず、ステップ２００では、操作部１５のスイッチ１５ｂがオンされたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ２１０に進む、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。

続くステップ２１０では、まず、所定の決められた色（最初に照射する光の色；例えば赤色）で発光し、その光を照射する。
続くステップ２２０では、最初の光の色で照射を開始してから、所定時間経過したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ２３０に進む、一方否定判断されると待機する。

ステップ２３０では、最初の光の色で照射してから所定時間経過したので、所定の次に決められた色（次に照射する光の色；例えば緑色）で発光し、その光を照射する。
続くステップ２４０では、操作部１５のスイッチ１５ｂがオフされたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ２５０に進む、一方否定判断されると前記ステップ２２０に戻る。

なお、ステップ２２０に戻った場合には、ステップ２３０に進んで同様な処理をくり返し、予め定められた順番に沿って、順次発光する光の色を変更してゆく。例えば所定周期毎に、赤色、緑色、青色、黄色、水色、桃色等のように順次光を切り換え、一周り切り換えたら、再度同様な順番で光の色を変えた照射をくり返す。

ステップ２５０では、物体検知装置５を停止し、各ＬＥＤ素子の発光を停止し、一旦本処理を終了する。
この様に、本実施形態では、照射する光の色を順次切り換えるので、その埃等の目立つ色の光が照射された場合には、埃等の物体の色や床や壁等の背景の色が様々であっても、埃等の物体を容易に検知することができるという顕著な効果を奏する。

［他の実施形態］
次に、その他の実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同様な内容の説明は省略する。

ａ）本発明の物体検知装置を自動車や自転車や電車に使用した場合、例えば前照灯として使用した場合には、前照灯の色を切り換えることにより、前方等の車両や人などの障害物を容易に検知することができる。

ｂ）本発明の物体検知装置を飛行機に使用した場合には、飛行機から所定方向に照射する光の色を切り換えることにより、他の飛行機や雲の状態や飛行場の状態などを容易に把握することができる。

ｃ）本発明の物体検知装置を懐中電灯に使用した場合には、懐中電灯の光の色を切り換えることにより、照射方向の物や人などの状態を容易に把握することができる。
ｄ）本発明の物体検知装置を街灯に使用した場合には、街灯の色を切り換えることにより、路面や人などの状態を容易に把握することができる。

ｅ）本発明の物体検知装置を表面検査機に使用した場合には、部品や製品に照射する光の色を切り換えることにより、部品や製品の表面の状態（付着した埃や傷などの状態）を容易に把握することができる。

例えば図６に示す様に、この表面検査機３１としては、人が手に持って製品３３に光を照射するものが挙げられる。これにより、例えば車両などの表面の傷や凹みの状態を把握することができる。

また、製品が連続して運ばれるベルトコンベア等の搬送装置の近傍に、固定式の照射装置を配置して使用してもよい。
ｆ）本発明の物体検知装置を手術台の照明装置に使用する場合には、照明装置から照射する光の色を切り換えることにより、患者等の臓器等の生体の状態を容易に把握することができる。

［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態の説明で用いた用語と特許請求の範囲に用いた用語との対応を示す。
色検知センサ１１が、色検知手段に相当する。また、物体検知処理（１）のステップ１３０、１４０と、物体検知処理（２）のステップ２２０、２３０とが、色切換制御手段に相当する。

以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施できる。
例えば発光する部材としては、ＬＥＤに限らず、他の発光する部材を使用できる。また、複数の単色の電灯の前方（照射方向）に各色のフィルタを配置してもよい。

５…物体検知装置
９…照明装置
１１…色検知センサ
１３…制御部
１５…操作部
１７…赤色ＬＥＤ素子
１９…緑色ＬＥＤ素子
２１…青色ＬＥＤ素子
２３…発光制御部

Claims (7)

1. 物体を検知するために、所定の検知方向に光を照射する物体検知装置において、
   前記光の色を切り換えて照射することができる照明装置と、
   前記検知方向における前記物体の背景を構成する周囲の色を検知する色検知手段と、
   前記照明装置から照射する光の色を、前記色検知手段によって検知された前記周囲の色に応じて予め設定された前記物体の検知に適した色に切り換える色切換制御手段と、
   を備えることを特徴とする物体検知装置。
2. 物体を検知するために、所定の検知方向に光を照射する物体検知装置において、
   前記光の色を切り換えて照射することができる照明装置と、
   前記照明装置から照射する光の色を、所定のタイミングで異なる色に切り換える色切換制御手段と、
   を備えることを特徴とする物体検知装置。
3. 請求項１又は２に記載の物体検知装置において、
   前記色切換制御手段は、予め定められた時間が経過する度に周期的に色の切換処理を実行することを特徴とする物体検知装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検知装置において、
   前記照明装置は、赤色ＬＥＤ素子、緑色ＬＥＤ素子、及び青色ＬＥＤ素子から選ばれた２種以上のＬＥＤ素子を備えたことを特徴とする物体検知装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検知装置において、
   周囲の明るさに応じて、照射する光の強度を自動的に変更することを特徴とする物体検知装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検知装置において、
   ユーザによって、照射する光の強度を切り換え可能に設定されていることを特徴とする物体検知装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の物体検知装置において、
   前記物体検知装置は、電気掃除機、自動車、自転車、電車、飛行機、懐中電灯、街灯、表面検査機、又は手術台の照明装置に搭載されるものであることを特徴とする物体検知装置。

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