JP2014048124A - 情報取得装置および物体検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】投射光学系と受光光学系の並び方向に対するイメージセンサの角度を調整することが可能な情報取得装置および物体検出装置を提供する。
【解決手段】情報取得装置は、目標領域にドットパターンの光を投射する投射ユニットと、目標領域をCMOSイメージセンサ240により撮像する受光ユニット200と、投射ユニットと受光ユニット200が並べて配されるベース400を備える。受光ユニット200は、筒部261を有する撮像レンズホルダ260を備え、ベース400には、開口422が形成されている。筒部261が開口422に挿入された状態で、投射ユニットと受光ユニット200の並び方向と、CMOSイメージセンサ240の画素の並び方向が、互いに平行となるように、CMOSイメージセンサ240の角度が調整される。
【選択図】図12
【解決手段】情報取得装置は、目標領域にドットパターンの光を投射する投射ユニットと、目標領域をCMOSイメージセンサ240により撮像する受光ユニット200と、投射ユニットと受光ユニット200が並べて配されるベース400を備える。受光ユニット200は、筒部261を有する撮像レンズホルダ260を備え、ベース400には、開口422が形成されている。筒部261が開口422に挿入された状態で、投射ユニットと受光ユニット200の並び方向と、CMOSイメージセンサ240の画素の並び方向が、互いに平行となるように、CMOSイメージセンサ240の角度が調整される。
【選択図】図12
Description
本発明は、目標領域に光を投射したときの反射光の状態に基づいて目標領域内の物体を検出する物体検出装置および当該物体検出装置に用いて好適な情報取得装置に関する。
従来、光を用いた物体検出装置が種々の分野で開発されている。いわゆる距離画像センサを情報取得装置として用いた物体検出装置では、2次元平面上の平面的な画像のみならず、検出対象物体の奥行き方向の形状や動きを検出することができる。この種の情報取得装置では、レーザ光源やLED(Light Emitting Diode)から、予め決められた波長帯域の光が目標領域に投射され、その反射光がCMOSイメージセンサ等の受光素子により受光される。
所定のドットパターンを持つレーザ光を目標領域に照射するタイプの情報取得装置では、ドットパターンを持つレーザ光の目標領域からの反射光が受光素子によって受光される。そして、受光素子上におけるドットの受光位置に基づいて、三角測量法を用いて、検出対象物体の各部(検出対象物体上の各ドットの照射位置)までの距離が検出される(たとえば、非特許文献1)。
第19回日本ロボット学会学術講演会(2001年9月18−20日)予稿集、P1279−1280
上記情報取得装置では、ドットパターンを持つレーザ光を目標領域に投射する投射光学系と、目標領域からの反射光を受光する受光光学系が直線上に並ぶように配される。こうすると、通常、目標領域からの反射光は、検出対象物体までの距離に応じて、投射光学系と受光光学系の並び方向にのみ変位する。この変位を簡易かつ正確に検出するためには、イメージセンサの画素の並び方向が、投射光学系と受光光学系の並び方向に対して平行となるよう、イメージセンサを配する必要がある。
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、投射光学系と受光光学系の並び方向に対するイメージセンサの角度を調整することが可能な情報取得装置および物体検出装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、情報取得装置に関する。本態様に係る情報取得装置は、目標領域にドットパターンの光を投射する投射部と、前記目標領域をイメージセンサにより撮像する受光部と、前記投射部と前記受光部が並べて配されるベースと、前記投射部と前記受光部の並び方向と、前記イメージセンサの画素の並び方向が、互いに平行となるように、前記イメージセンサの角度を調整するための角度調整部と、を有する。
本発明の第2の態様は、物体検出装置に関する。本態様に係る物体検出装置は、上記第1の態様に係る情報取得装置を備える。
本発明によれば、投射光学系と受光光学系の並び方向に対するイメージセンサの角度を調整することが可能な情報取得装置および物体検出装置を提供することができる。
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態により何ら制限されるものではない。
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、所定のドットパターンを持つレーザ光を目標領域に照射するタイプの情報取得装置に本発明を適用したものである。
以下に示す実施の形態において、投射ユニット100は、特許請求の範囲に記載の「投射部」に相当する。レーザ光源110は、特許請求の範囲に記載の「光源」に相当する。DOE140は、特許請求の範囲に記載の「回折光学素子」に相当する。受光ユニット200は、特許請求の範囲に記載の「受光部」に相当する。CMOSイメージセンサ240は、特許請求の範囲に記載の「イメージセンサ」に相当する。撮像レンズホルダ260は、特許請求の範囲に記載の「角度調整部」および「ホルダ」に相当する。筒部261は、特許請求の範囲に記載の「角度調整部」に相当する。カット部261b、261eは、特許請求の範囲に記載の「第2の切欠部」に相当する。傾斜部261c、261d、261f、261gは、特許請求の範囲に記載の「傾斜部」に相当する。鍔部264は、特許請求の範囲に記載の「鍔部」に相当する。撮像レンズホルダ260は、特許請求の範囲に記載の「角度調整部」および「ホルダ」に相当する。開口422は、特許請求の範囲に記載の「角度調整部」に相当する。カット部422a、422bは、特許請求の範囲に記載の「第1の切欠部」に相当する。ただし、上記請求項と本実施の形態との対応の記載はあくまで一例であって、請求項に係る発明を本実施の形態に限定するものではない。
まず、図1に本実施の形態に係る物体検出装置1の概略構成を示す。図示の如く、物体検出装置1は、情報取得装置2と、情報処理装置3とを備えている。テレビ4は、情報処
理装置3からの信号によって制御される。
理装置3からの信号によって制御される。
情報取得装置2は、目標領域全体に赤外光を投射し、その反射光をCMOSイメージセンサにて受光することにより、目標領域にある物体各部の距離(以下、「3次元距離情報」という)を取得する。取得された3次元距離情報は、ケーブル5を介して情報処理装置3に送られる。
情報処理装置3は、たとえば、テレビ制御用のコントローラやゲーム機、パーソナルコンピュータ等である。情報処理装置3は、情報取得装置2から受信した3次元距離情報に基づき、目標領域における物体を検出し、検出結果に基づきテレビ4を制御する。
たとえば、情報処理装置3は、受信した3次元距離情報に基づき人を検出するとともに、3次元距離情報の変化から、その人の動きを検出する。たとえば、情報処理装置3がテレビ制御用のコントローラである場合、情報処理装置3には、受信した3次元距離情報からその人のジェスチャを検出するとともに、ジェスチャに応じてテレビ4に制御信号を出力するアプリケーションプログラムがインストールされている。
また、たとえば、情報処理装置3がゲーム機である場合、情報処理装置3には、受信した3次元距離情報からその人の動きを検出するとともに、検出した動きに応じてテレビ画面上のキャラクタを動作させ、ゲームの対戦状況を変化させるアプリケーションプログラムがインストールされている。
図2は、情報取得装置2と情報処理装置3の構成を示す図である。
情報取得装置2は、光学部の構成として、投射光学系10と受光光学系20とを備えている。投射光学系10と受光光学系20は、X軸方向に並ぶように、情報取得装置2に配置される。
投射光学系10は、レーザ光源110と、コリメータレンズ120と、ミラー130と、回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Element)140を備えている。また、受光光学系20は、アパーチャ210と、撮像レンズ220と、フィルタ230と、CMOSイメージセンサ240とを備えている。この他、情報取得装置2は、回路部の構成として、CPU(Central Processing Unit)21と、レーザ駆動回路22と、撮像信号処理回路23と、入出力回路24と、メモリ25を備えている。
レーザ光源110は、受光光学系20に近づく方向(X軸正方向)に波長830nm程度の狭波長帯域のレーザ光を出力する。コリメータレンズ120は、レーザ光源110から出射されたレーザ光を略平行光に変換する。
ミラー130は、コリメータレンズ120側から入射されたレーザ光をDOE140に向かう方向(Z軸方向)に反射する。
DOE140は、入射面に回折パターンを有する。この回折パターンによる回折作用により、DOE140に入射したレーザ光は、所定のドットパターンのレーザ光に変換されて、目標領域に照射される。
DOE140の回折パターンは、たとえば、ステップ型の回折格子が所定のパターンで形成された構造とされる。回折格子は、コリメータレンズ120により略平行光とされたレーザ光をドットパターンのレーザ光に変換するよう、パターンとピッチが調整されている。DOE140は、ミラー130から入射されたレーザ光を、放射状に広がるドットパ
ターンのレーザ光として、目標領域に照射する。
ターンのレーザ光として、目標領域に照射する。
目標領域から反射されたレーザ光は、アパーチャ210を介して撮像レンズ220に入射する。
アパーチャ210は、撮像レンズ220のFナンバーに合うように、外部からの光を遮光する。撮像レンズ220は、アパーチャ210を介して入射された光をCMOSイメージセンサ240上に集光する。フィルタ230は、レーザ光源110の出射波長(830nm程度)を含む赤外の波長帯域の光を透過し、可視光の波長帯域をカットするバンドパスフィルタである。
CMOSイメージセンサ240は、撮像レンズ220にて集光された光を受光して、画素毎に、受光量に応じた信号(電荷)を撮像信号処理回路23に出力する。ここで、CMOSイメージセンサ240は、各画素における受光から高レスポンスでその画素の信号(電荷)を撮像信号処理回路23に出力できるよう、信号の出力速度が高速化されている。
CPU21は、メモリ25に格納された制御プログラムに従って各部を制御する。かかる制御プログラムによって、CPU21には、レーザ光源110を制御するためのレーザ制御部21aと、3次元距離情報を生成するための距離取得部21bの機能が付与される。
レーザ駆動回路22は、CPU21からの制御信号に応じてレーザ光源110を駆動する。
撮像信号処理回路23は、CMOSイメージセンサ240を制御して、所定の撮像間隔で、CMOSイメージセンサ240により生成された各画素の信号(電荷)をライン毎に順次取り込む。そして、取り込んだ信号を順次CPU21に出力する。CPU21は、撮像信号処理回路23から供給される信号(撮像信号)をもとに、情報取得装置2から検出対象物の各部までの距離を、距離取得部21bによる処理によって算出する。入出力回路24は、情報処理装置3とのデータ通信を制御する。
情報処理装置3は、CPU31と、入出力回路32と、メモリ33を備えている。なお、情報処理装置3には、図2に示す構成の他、テレビ4との通信を行うための構成や、CD−ROM等の外部メモリに格納された情報を読み取ってメモリ33にインストールするためのドライブ装置等が配されるが、便宜上、これら周辺回路の構成は図示省略されている。
CPU31は、メモリ33に格納された制御プログラム(アプリケーションプログラム)に従って各部を制御する。かかる制御プログラムによって、CPU31には、画像中の物体を検出するための物体検出部31aと、物体の動きに応じて、テレビ4の機能を制御するための機能制御部31bの機能が付与される。かかる制御プログラムは、たとえば、図示しないドライブ装置によってCD−ROMから読み取られ、メモリ33にインストールされる。
物体検出部31aは、情報取得装置2から供給される3次元距離情報から画像中の物体の形状を抽出し、抽出した物体形状の動きを検出する。機能制御部31bは、物体検出部31aによる検出結果に応じて所定の処理を実行する。たとえば、制御プログラムがゲームプログラムである場合、機能制御部31bは、物体検出部31aによって検出された人の動き(ジェスチャ)に応じてテレビ画面上のキャラクタを動作させるための処理を実行する。また、制御プログラムがテレビ4の機能を制御するためのプログラムである場合、
機能制御部31bは、物体検出部31aから人の動き(ジェスチャ)に応じた信号に基づき、テレビ4の機能(チャンネル切り替えやボリューム調整、等)を制御するための処理を実行する。
機能制御部31bは、物体検出部31aから人の動き(ジェスチャ)に応じた信号に基づき、テレビ4の機能(チャンネル切り替えやボリューム調整、等)を制御するための処理を実行する。
入出力回路32は、情報取得装置2とのデータ通信を制御する。
投射光学系10と受光光学系20は、投射光学系10の投射中心と受光光学系20の撮像中心がX軸に平行な直線上に並ぶように、X軸方向に所定の距離をもって並んで設置される。
図3(a)は、目標領域に対するレーザ光の照射状態を模式的に示す図、図3(b)は、CMOSイメージセンサ240におけるレーザ光の受光状態を模式的に示す図である。なお、図3(b)には、便宜上、目標領域に平坦な面(スクリーン)とスクリーンの前に人物が存在するときの受光状態が示されている。
図3(a)に示すように、投射光学系10からは、ドットパターンを持ったレーザ光(以下、このパターンを持つレーザ光の全体を「DP光」という)が、目標領域に照射される。図3(a)には、DP光の光束領域が実線の枠によって示されている。DP光の光束中には、DOE140による回折作用により生成されるドット領域(以下、単に「ドット」という)が、DOE140による回折作用によるドットパターンに従って点在している。
目標領域に平坦な面(スクリーン)が存在すると、これにより反射されたDP光は、図3(b)のように、CMOSイメージセンサ240上に分布する。
図3(b)には、CMOSイメージセンサ240上のDP光の全受光領域が破線の枠によって示され、CMOSイメージセンサ240の撮像有効領域に入射するDP光の受光領域が実線の枠によって示されている。図3(a)に示す目標領域上におけるDt0の光は、CMOSイメージセンサ240上では、図3(b)に示すDt0’の位置に入射する。
図4は、本実施の形態に係る距離検出手法を説明する図である。
図4(a)に示すように、投射光学系10から所定の距離Lsの位置に、Z軸方向に垂直な平坦な反射平面RSが配置される。出射されたDP光は、反射平面RSによって反射され、受光光学系20のCMOSイメージセンサ240に入射する。これにより、CMOSイメージセンサ240から、撮像有効領域内の画素毎の電気信号が出力される。出力された画素毎の電気信号の値(画素値)は、図2のメモリ25上に展開される。
以下、反射平面RSからの反射によって得られた全画素値からなる画像を、「基準画像」、反射平面RSを「基準面」と称する。
たとえば、図4(a)に示すように距離Lsよりも近い位置に物体がある場合、基準画像上の領域Snに対応するDP光(DPn)は、物体によって反射され、領域Snとは異なる領域Sn’に入射する。投射光学系10と受光光学系20はX軸方向に隣り合っているため、領域Snに対する領域Sn’の変位方向はX軸に平行となる。図4(a)の場合、物体が距離Lsよりも近い位置にあるため、領域Sn’は、領域Snに対してX軸正方向に変位する。物体が距離Lsよりも遠い位置にあれば、領域Sn’は、領域Snに対してX軸負方向に変位する。
領域Snに対する領域Sn’の変位方向と変位量をもとに、投射光学系10からDP光
(DPn)が照射された物体の部分までの距離Lrが、距離Lsを用いて、三角測量法に基づき算出される。同様にして、他の領域に対応する物体の部分について、投射光学系10からの距離が算出される。かかる算出手法の詳細は、たとえば、上記非特許文献1(第19回日本ロボット学会学術講演会(2001年9月18−20日)予稿集、P1279−1280)に示されている。
(DPn)が照射された物体の部分までの距離Lrが、距離Lsを用いて、三角測量法に基づき算出される。同様にして、他の領域に対応する物体の部分について、投射光学系10からの距離が算出される。かかる算出手法の詳細は、たとえば、上記非特許文献1(第19回日本ロボット学会学術講演会(2001年9月18−20日)予稿集、P1279−1280)に示されている。
上記のように、領域Snに対する領域Sn’の変位方向はX軸に平行となるため、実測画像上における領域Snの変位位置の探索は、X軸方向にのみ行えば良い。ここで、実測画像とは、距離測定の際にCMOSイメージセンサ240によって撮像された画像のことである。たとえば、図4(b)に示す基準画像上の領域Snについては、図4(b)に示す実測画像上に両矢印で示された範囲が、変位位置の探索範囲に設定される。すなわち、実測画像上において、領域Snに対応する位置Pnを中心に、X軸正負の方向に所定の幅を有する範囲が、領域Snに対する変位位置の探索範囲に設定される。なお、図4(b)、(c)では、便宜上、撮像有効領域をマトリックス状に区分するための升目が示されている。ここでは、各升目に対応する領域毎に、距離の測定が行われる。
領域Snの探索では、このように設定された探索範囲において、領域Snのドットの分布に最もマッチングするドットの分布を持つ領域が検出され、検出された領域が、領域Snの移動領域とされる。図4(c)の例では、基準画像上の領域Snが、実測画像上において、領域Sn’の位置に移動している。したがって、領域Snの探索においては、領域Sn’が、領域Snの移動領域として検出される。
図5は、本実施の形態に係る情報取得装置2の構成を示す分解斜視図である。
図5を参照して、情報取得装置2は、投射ユニット100と、受光ユニット200と、回路基板300と、ベース400を備えている。なお、図2に示すCPU21、レーザ駆動回路22、入出力回路24およびメモリ25は、回路基板300に配され、撮像信号処理回路23は、イメージセンサ回路基板241に配されている。
投射ユニット100は、図2に示す投射光学系10(レーザ光源110〜DOE140)の他に、レーザホルダ111と、コリメータレンズホルダ121と、押さえばね122を備えている。レーザホルダ111は、レーザ光源110を保持し、コリメータレンズホルダ121は、コリメータレンズ120を保持し、押さえばね122は、コリメータレンズホルダ121をベース400に装着するために用いられる。
また、受光ユニット200は、上述の受光光学系20(アパーチャ210〜CMOSイメージセンサ240)の他に、レンズバレル250と、撮像レンズホルダ260と、イメージセンサ回路基板241を備えている。レンズバレル250は、アパーチャ210と撮像レンズ220を保持し、撮像レンズホルダ260は、レンズバレル250とフィルタ230を保持する。また、イメージセンサ回路基板241には、CMOSイメージセンサ240が設置される。イメージセンサ回路基板241は、FPC301によって回路基板300に接続されている。FPC301は、図示の如く、Z軸正方向に撓んでおり、X軸方向に変形可能となっている。
図5には、レンズバレル250に保持されるアパーチャ210と撮像レンズ220のうち、アパーチャ210が示されている。また、フィルタ230は、撮像レンズホルダ260のZ軸負側の面に装着されている。
投射ユニット100は、ベース400のZ軸負側の面に設置される。具体的には、レーザ光源110は、レーザホルダ111に装着された状態で、ベース400に設置され、コ
リメータレンズ120は、円筒状のコリメータレンズホルダ121に装着された状態で、ベース400に設置され、ミラー130は、直接、ベース400に設置される。レーザ光源110は、フレームパッケージ型の半導体レーザである。レーザホルダ111は、レーザ光源110により発生する熱を放熱するため、熱伝導性に優れる金属(亜鉛、マグネシウム等)により形成されている。レーザホルダ111のX軸負側の側面には開口(図示せず)が形成され、この開口からX軸正方向にレーザ光が出射される。コリメータレンズホルダ121は、押さえばね122によって、ベース400のZ軸負側の面に装着される。
リメータレンズ120は、円筒状のコリメータレンズホルダ121に装着された状態で、ベース400に設置され、ミラー130は、直接、ベース400に設置される。レーザ光源110は、フレームパッケージ型の半導体レーザである。レーザホルダ111は、レーザ光源110により発生する熱を放熱するため、熱伝導性に優れる金属(亜鉛、マグネシウム等)により形成されている。レーザホルダ111のX軸負側の側面には開口(図示せず)が形成され、この開口からX軸正方向にレーザ光が出射される。コリメータレンズホルダ121は、押さえばね122によって、ベース400のZ軸負側の面に装着される。
また、受光ユニット200のうち、アパーチャ210、撮像レンズ220およびフィルタ230は、レンズバレル250と撮像レンズホルダ260を介して、ベース400のZ軸負側の面に設置される。
図6(a)は、Z軸正側から見たときの受光ユニット200の分解斜視図である。図6(b)は、Z軸負側から見たときの撮像レンズホルダ260の斜視図である。なお、図6(b)の撮像レンズホルダ260は、図6(a)の撮像レンズホルダ260に対して、Y軸方向に反転した状態で示されている。
レンズバレル250は、中空の円柱形状を有している。レンズバレル250の前面には、アパーチャ210が装着されている。レンズバレル250の内部には、複数のリング状の溝が形成されており、4枚の撮像レンズ220が、それぞれの光軸が一致するように嵌め込まれている(図示せず)。レンズバレル250の外周には、ネジ溝251が形成されている。
撮像レンズホルダ260は、筒部261とベース400に接続固定されるためのベース装着部262とイメージセンサ回路基板241を接続固定するためのイメージセンサ装着部263を有している。すなわち、筒部261の周りに鍔部264が形成され、この鍔部264のZ軸正側の面がベース装着部262となっており、鍔部264のZ軸負側の、Z軸に垂直な面が、イメージセンサ装着部263となっている。
筒部261は、正面視において、略円形の形状を有している。筒部261には、レンズバレル250を収容するための円形の開口261aが形成されている。筒部261の内側面には、レンズバレル250のネジ溝251と噛み合うネジ溝が形成されている(図示せず)。
また、筒部261の外周部のY軸正方向の位置には、XZ平面に平行な面でカットされたカット部261bが形成されている。また、カット部261bの隣接位置には、XZ平面からY軸負方向にやや傾いた面でカットされた傾斜部261c、261dが形成されている。また、筒部261の外周部のY軸負方向の位置にも、同様にカット部261e、傾斜部261f、261gが形成されている(図7(c)参照)。
ベース装着部262は、正面視において、角が欠けた略方形形状を有している。ベース装着部262は、XY平面に平行な平面となっている。また、図6(b)に示すように、イメージセンサ装着部263も、XY平面に平行な平面となっている。イメージセンサ装着部263には、フィルタ230とCMOSイメージセンサ240を収容するための略方形状の開口263aが形成されている。イメージセンサ装着部263の内側面には、フィルタ230を装着するための複数の鍔部263bが形成されている。複数の鍔部263bは、開口263aの中心に向かって突出しており、これら鍔部263bの間にフィルタ230が嵌め込まれる。鍔部263bのZ軸正側には、XY平面に平行な平面が形成されている。
なお、ベース装着部262には、円形の孔と、U字型の切り欠きが形成されている。これらの孔と切り欠きは、撮像レンズ220とCMOSイメージセンサ240の位置調整の際に用いられる。すなわち、かかる位置調整の際に、これらの孔と切り欠きに位置調整用の治具が装着される。
レンズバレル250の撮像レンズホルダ260への装着時には、まず、レンズバレル250がZ軸正側から撮像レンズホルダ260の開口261aに螺着される。そして、フィルタ230が、Z軸負側から撮像レンズホルダ260の鍔部263bの間に嵌め込まれて、接着固定される。こうして、図7(a)〜図7(c)に示す構成体が完成する。図7(a)は、この構成体をZ軸正側から見た斜視図、図7(b)は、この構成体をZ軸負側から見た斜視図である。また、図7(c)は、この構成体をZ軸正側から見た平面図である。
図6(a)に戻り、イメージセンサ回路基板241は、CMOSイメージセンサ240と、コンデンサ241aを搭載する回路基板である。コンデンサ241aは、イメージセンサ回路基板241に発生する電気的ノイズを低減させる。なお、CMOSイメージセンサ240には、撮像が有効な領域が模式的に示されている。撮像有効領域は、図示のごとく、CMOSイメージセンサ240のサイズよりも小さい領域である。
図8(a)は、ベース400をZ軸負側から見た斜視図、図8(b)は、ベース400をZ軸正側から見た斜視図である。
図8(a)、図8(b)を参照して、ベース400は、X軸方向に長い板状の形状を有し、投射ユニット100を収容するための投射ハウジング部410と、受光ユニット200を収容するための受光ハウジング部420が一体的に形成されている。ベース400は、剛性が高く、且つ、熱伝導率が高い材料により形成されている。たとえば、ベース400は、亜鉛、マグネシウム等の金属材料により形成されている。
また、ベース400には、回路基板300を装着するための凸部400a〜400dが形成され、さらに、回路基板300を螺着するためのネジ穴400e、400fが形成されている。ベース400には、投射ユニット100と受光ユニット200が、互いにX軸方向に並ぶように装着される。また、ベース400は、レーザ光源110等で生じた熱を外部に放熱するヒートシンクとして作用する。投射ハウジング部410のZ軸負側の面(光学部材の設置面)は、受光ハウジング部420に比べて、Z軸正方向に、一段低くなっている。
図9(a)は、投射ハウジング部410周辺をZ軸負側から見た斜視図である。図9(b)は、投射ハウジング部410周辺をY軸正側から見た斜視図である。図9(c)は、投射ハウジング部410周辺をZ軸正側から見た斜視図である。
図9(a)を参照して、投射ハウジング部410は、Z軸負側の面に、レーザホルダ111、コリメータレンズホルダ121およびミラー130を装着するための構造を有している。投射ハウジング部410には、Z軸正方向に一段低くなった段部411と、Z軸負方向に突出する壁部412と、コリメータレンズホルダ装着部413と、ミラー装着部414が形成されている。
段部411には、中央に円形の開口411aが形成され、さらに、2つの隅に方形状の穴411b、411cが形成されている。壁部412は、YZ平面に平行な平面となっており、中央にU字型の切り欠き412aが形成されている。切り欠き412aは、レーザ光源110から出射されるレーザ光をコリメータレンズ120へと通すためのものである
。段部411から壁部412の上端(Z軸負方向の端部)までの高さは、レーザホルダ111のZ軸方向の幅よりもやや大きい。また、段部411のY軸方向の幅は、レーザホルダ111のY軸方向の幅よりもかなり広い。
。段部411から壁部412の上端(Z軸負方向の端部)までの高さは、レーザホルダ111のZ軸方向の幅よりもやや大きい。また、段部411のY軸方向の幅は、レーザホルダ111のY軸方向の幅よりもかなり広い。
図9(b)を参照して、コリメータレンズホルダ装着部413には、XY平面に平行な底面413aと、XY平面からYZ平面の面内方向かつZ軸負方向に所定の角度だけ傾いた傾斜面413b、413cが形成されている。底面413aの中央には、略方形状の開口413dが形成されている。また、コリメータレンズホルダ装着部413のY軸正負方向には、押さえばね122を装着するための押さえばね装着部413eが形成されている。押さえばね装着部413eには、押さえばね122の端縁に形成された鉤部122bと係合して押さえばね122を抜け止めする係合部が設けられている。
また、ミラー装着部414は、XY平面からXZ平面の面内方向かつZ軸負方向に45°傾いた2つの傾斜面からなっている。2つの傾斜面間のY軸方向の幅は、ミラー130のY軸方向の幅よりも狭い。また、ミラー装着部414のZ軸正方向の端部からX軸正方向に所定の距離だけ離れた位置に、X軸正方向におけるミラー130の変位を規制して、ミラー130を傾斜させた状態で固定するための2つの凸部414aが形成されている。
図9(c)を参照して、投射ハウジング部410の前面(Z軸正方向)には、DOE装着部415が形成されている。DOE装着部415は、DOE140を僅かな隙間をもって嵌め込むことが可能な輪郭を有し、また、ベース400の表面よりも一段低い平坦な底面415aを有している。底面415aのZ軸方向の深さは、DOE140の厚みよりもやや深い。また、底面415aは、XY平面に平行な平面となっている。また、DOE装着部415には、DOE140の外周と僅かな隙間をもって対向する壁面415b〜415eが形成されている。壁面415b、415dは、XZ平面に平行な平面となっており、壁面415c、415eは、YZ平面に平行な平面となっている。
DOE装着部415の底面415aの中央には、レーザ光源110からのレーザ光をDOE140に導くための開口415fが形成されている。また、DOE装着部415の4隅には、DOE140をベース400に接着する際に接着剤を塗布するための略U字型の接着溝415g〜415jが形成されている。
図9(a)を参照して、投射ユニット100の組立時には、まず、ミラー130が、ミラー装着部414に載置される。このとき、ミラー130のZ軸正側の端部が2つの凸部414aに押し当てられる。この状態で、ミラー130が接着固定される。これにより、ミラー130が、XY平面に対して、YZ平面の面内方向に45°の傾きを持つように、投射ハウジング部410に装着される。
次に、コリメータレンズ120が装着されたコリメータレンズホルダ121が、傾斜面413b、413cに載せられる。このとき、コリメータレンズホルダ121の円周部と、傾斜面413b、413cが互いに線接触する。
そして、押さえばね122が、コリメータレンズホルダ121の押さえばね装着部413eに装着される。このとき、押さえばね122の段部122aがZ軸負方向に撓み、その復元力によって、コリメータレンズホルダ121の外周面に形成された平坦部121aがZ軸正方向に押される。これにより、コリメータレンズホルダ121は、傾斜面413b、413cに押し付けられ、Y軸方向、Z軸方向の移動が抑制される。
次に、レーザ光源110が装着されたレーザホルダ111に治具が取り付けられ、レーザホルダ111のX軸正方向の外側面が壁部412のX軸負側の面に押し当てられる。
図10(a)は、レーザホルダ111が、治具により、壁部412に押し当てられた状態を示す斜視図である。なお、図10(a)には、便宜上、位置調整用の治具の図示が省略されている。
図10(a)に示す状態において、レーザホルダ111と段部411との間には、Z軸方向およびY軸方向に、所定の隙間が存在する。レーザホルダ111は、治具により、壁部412に押し付けられつつ、YZ平面の面内方向に変位される。こうして、レーザ光源110を変位させながら、レーザ光源110の光軸とコリメータレンズ120の光軸が一致するよう、レーザ光源110のYZ平面の面内方向における位置調整が行われる。この調整は、レーザ光を点灯させた状態で行われる。
かかる調整の後、コリメータレンズ120の位置調整が行われる。ここでは、治具を用いて、コリメータレンズホルダ121がX軸方向に変位され、コリメータレンズ120の焦点位置がレーザ光源110の発光点に対して適正な位置となるよう、コリメータレンズ120のX軸方向の位置調整が行われる。
図10(b)を参照して、こうして位置調整がなされた後、穴411b、411cを介して、レーザホルダ111と壁部412の接触部に接着剤が塗布される。これにより、レーザホルダ111が投射ハウジング部410に接着固定される。
このようにレーザホルダ111が投射ハウジング部410に固定された状態において、レーザホルダ111と段部411の間に、所定の隙間が存在する。この隙間に、開口411aを介して、ヒートジェルが流入され、この隙間がヒートジェルによって埋められる。これにより、レーザ光源110で発生した熱は、レーザホルダ111、ヒートジェルを介して、ベース400に効率よく伝達される。こうして、伝達されたレーザ光源110の熱は、表面積の広いベース400により、効率よく外部に放熱される。
さらに、開口413dを介して、コリメータレンズホルダ121とコリメータレンズホルダ装着部413の傾斜面413b、413cとが接触する位置に、左右均等に接着剤が塗布される。これにより、コリメータレンズホルダ121が投射ハウジング部410に接着固定される。
しかる後、図9(c)に示すように、DOE140が、DOE装着部415に嵌め込まれる。DOE装着部415の底面415aは、XY平面に平行な平面となっているため、DOE140をDOE装着部415の底面415aに設置することにより、投射ハウジング部410に対するDOE140のZ軸方向の位置が決定される。また、DOE140のY軸正側の側面とX軸負方向の側面が、それぞれ、壁面415b、415cに押し当てられ、DOE140のY軸方向とX軸方向の位置が決定される。この状態で、接着溝415g〜415jに接着剤が流入され、DOE140が投射ハウジング部410に固着される。
こうして、図10(b)に示すように、投射ユニット100の組立が完了する。
図11(a)は、ベース400の受光ハウジング部420周辺をZ軸負側から見た斜視図である。図11(b)は、ベース400の受光ハウジング部420の周辺をZ軸負側から見た平面図である。図11(c)は、ベース400の受光ハウジング部420の周辺をZ軸正側から見た平面図である。なお、撮像レンズホルダ260には、上述のようにして、レンズバレル250とフィルタ230が取り付けられている。
図11(a)を参照して、受光ハウジング部420には、XY平面に平行な平坦部421に略円形の開口422が形成されている。図11(b)に示すように、開口422のY軸正負方向の位置には、XZ平面に平行な面でカットされたカット部422a、422bが形成されている。開口422のX軸方向の幅は、撮像レンズホルダ260の筒部261(図7(c)参照)X軸方向の幅よりもやや大きい。また、カット部422a、422bのX軸方向の幅は、筒部261のカット部261b、261eよりもやや広い。また、開口422のZ軸正側の縁には、開口422の中心に向かって突出する鍔部422c〜422fが形成されている。
また、図11(c)に示すように、受光ハウジング部420のZ軸正側の面には、略U字型の接着溝422g〜422jが形成されている。
図11(a)に戻り、受光ユニット200の組立時には、まず、撮像レンズホルダ260に対するイメージセンサ回路基板241の装着作業が行われる。ここでは、撮像レンズホルダ260が治具に固定され、また、イメージセンサ回路基板241の補強板241bが治具により吸着されて、イメージセンサ回路基板241が撮像レンズホルダ260のイメージセンサ装着部263に押し当てられる。この状態で、所定のチャートパターンを確認しながら、イメージセンサ回路基板241のX軸方向、およびY軸方向の位置が調整される。これにより、撮像レンズ220の光軸とCMOSイメージセンサ240の中心軸が整合する。
また、この状態で、レンズバレル250を回転させることにより、撮像レンズ220のフォーカス位置(Z軸方向)の調整が行われる。これにより、撮像レンズ220によってCMOSイメージセンサ240上に結像される領域が、CMOSイメージセンサ240の撮像可能領域に位置づけられるようになる。
こうして、撮像レンズ220とCMOSイメージセンサ240のX軸、Y軸、Z軸の位置調整が完了すると、イメージセンサ回路基板241が撮像レンズホルダ260に接着固定される。
なお、このように、アパーチャ210と撮像レンズ220を保持したレンズバレル250が筒部261に装着され、CMOSイメージセンサ240を保持したイメージセンサ回路基板241が鍔部264の背面(イメージセンサ装着部263)に装着される構成は、請求項5に記載の構成の一例である。
次に、ベース400に対する撮像レンズホルダ260および回路基板300の装着作業が行われる。ここでは、治具により、撮像レンズホルダ260が把持される。そして、撮像レンズホルダ260の筒部261(図7(c)参照)が、受光ハウジング部420の開口422に通され、撮像レンズホルダ260のベース装着部262(図7(a)参照)が、受光ハウジング部420の平坦部421に押し当てられる。
次に、切り欠き300a〜300d(図5参照)が、それぞれ、凸部400a〜400d(図8(a)参照)に係合し、且つ、Z軸正側の面が凸部400a、400cの間の壁の上面と投射ハウジング部410(図8(a)参照)の上面に当接するように、回路基板300が、Z軸負側からベース400に重ねられる。この状態で、ネジ401、402が、回路基板300のネジ溝300e、300fを介して、ネジ穴400e、400fに螺着され、回路基板300がベース400に装着される。このように、回路基板300は、ベース400の投射ハウジング部410を覆うようにしてベース400に装着される。これにより、図12(a)、図12(b)に示す構成体が組み立てられる。なお、この状態では、未だ、撮像レンズホルダ260はベース400に接着固定されていない。
図12(a)は、受光ハウジング部420周辺をZ軸負側から見た斜視図、図12(b)は、受光ハウジング部420周辺をZ軸正側から見た平面図である。なお、図12(b)には、便宜上、CMOSイメージセンサ240の横方向(X軸方向)の画素の並び方向と、投射光学系10の投射中心(射出瞳)と受光光学系20の受光中心(入射瞳)の並び方向が示されている。以下、CMOSイメージセンサ240の横方向の画素の並び方向を「横画素方向」、射出瞳と入射瞳の並び方向を「瞳方向」と称する。
図12(b)を参照して、上述のように、カット部422a、422bのX軸方向の幅は、筒部261のカット部261b、261eよりもやや広く、筒部261には、傾斜部261c、261d、261f、261gが形成されている。したがって、撮像レンズホルダ260の筒部261に形成された傾斜部261c、261dと、開口422の内側面との間には、所定の隙間が存在する。また、同様に傾斜部261f、261gと、開口422の内側面との間にも、所定の隙間が存在する。これらの隙間により、撮像レンズホルダ260は、ベース400に対して、XY平面の面内方向に回転可能となっている。図12(b)の状態では、撮像レンズホルダ260がベース400に接着固定される前に、撮像レンズホルダ260の回転位置調整が行われる。
なお、このように、筒部261にカット部261b、261eと傾斜部261c、261d、261f、261gが形成され、開口422にカット部422a、422bが形成される構成は、請求項3に記載の構成の一例である。また、カット部261b、261e、およびカット部422a、422bが投射光学系10と受光光学系20の瞳方向の垂直な位置(Y軸方向)に形成される構成は、請求項4に記載の構成の一例である。
この調整では、上記のように受光ハウジング部420に押し付けられた状態にある撮像レンズホルダ260が、治具により、XY平面の面内方向に回転される。そして、CMOSイメージセンサ240の横方向の画素の並び方向(横画素方向)が、投射光学系10の投射中心(射出瞳)と受光光学系20の受光中心(入射瞳)の並び方向(瞳方向)に平行となる位置に、撮像レンズホルダ260が受光ハウジング部420に対して位置付けられる。この調整では、たとえば、X軸に平行な直線を撮像し、撮像された直線が撮像画像上において水平となるように、撮像レンズホルダ260の回転位置が調整される。
なお、上述のように、FPC301は、Z軸正方向に撓んでおり、X軸方向に変形可能となっている。したがって、回路基板300をベース400に固定した状態で、撮像レンズホルダ260のみの回転位置を調整することができる。
このように、撮像レンズホルダ260の筒部261がベース400の開口422に挿入されてCMOSイメージセンサ240の角度調整が行われる構成は、請求項1、2に記載の構成の一例である。
こうして回転位置調整がなされた後、接着溝422g、422hを介して、レンズバレル250と撮像レンズホルダ260の筒部261の接触部に接着剤が塗布される。これにより、レンズバレル250と撮像レンズホルダ260が接着固定される。また、接着溝422i、422jを介して、撮像レンズホルダ260の筒部261と受光ハウジング部420の接着溝422i、422jが接着固定される。
こうして、図12(a)、図12(b)に示すように、受光ユニット200の組立が完了する。
図13(a)は、回路基板300がベース400に装着された状態の情報取得装置2を
Z軸負側から見た斜視図である。図13(b)は、当該情報取得装置2をZ軸正側から見た斜視図である。
Z軸負側から見た斜視図である。図13(b)は、当該情報取得装置2をZ軸正側から見た斜視図である。
上述のようにして、投射ユニット100と受光ユニット200の組立が完了すると、回路基板300の四隅に設けられた切り欠き300a〜300dと、これら切り欠き300a〜300dに係合するベース400の凸部400a〜400dとの間に、接着剤が塗布される。これにより、回路基板300がベース400に接着固定される。
こうして、図13(a)、図13(b)に示すように、情報取得装置2の組立が完了する。
図14は、本実施の形態に係る情報取得装置2の投射光学系10と受光光学系20の構成を示す模式図である。
図14を参照して、本実施の形態におけるレーザ光源110は、出射光軸がX軸に平行となり、且つ、レーザ光源110のZ軸正側の面がベース400のZ軸負側の表面に平行となるように設置される。レーザ光源110から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ120により、略平行光に変換される。そして、コリメータレンズ120を透過したレーザ光が、ミラー130によりZ軸正方向に反射されてDOE140に入射する。
なお、このように、レーザ光源110、コリメータレンズ120、ミラー130がX軸方向に直線状に並び、且つ、DOE140が目標領域に対向するように配される構成は、請求項6、7に記載の構成の一例である。
上述のように、本実施の形態では、受光ハウジング部420に形成された開口422に撮像レンズホルダ260を嵌め込んだ状態で、CMOSイメージセンサ240の角度調整が可能な構成を有している。
図15(a)は、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が、互いに平行な状態にあるときの、受光ユニット200周辺を示す平面図である。図15(b)は、この場合のCMOSイメージセンサ240上に照射されるDP光のドットの入射状況を示す模式図である。
図15(a)に示すように、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が、互いに平行である場合、図15(b)に示すように、基準面よりも近距離の位置の検出対象物体に反射されたドットDaは、基準面で反射されたドットDbの画素位置からX軸方向に変位量ΔDだけ変位する。このとき、図15(a)に示すように、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が、互いに平行であれば、図15(b)に示すように、ドットの変位方向(X軸方向)と、CMOSイメージセンサ240の横画素方向が一致する。すなわち、ドットは、検出対象物体のZ軸方向の位置に応じて、CMOSイメージセンサ240の横画素方向にのみ変位する。したがって、この場合、図4(b)、(c)を参照して説明したように、CMOSイメージセンサ240の横画素方向にのみ探索を行うことにより、基準画像上の各領域について変位量を取得することができ、簡易かつ適正に距離取得を行うことができる。
図15(c)は、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が、互いに平行でない状態にあるときの、受光ユニット200周辺を示す平面図である。図15(d)は、この場合のCMOSイメージセンサ240上に照射されるDP光のドットの入射状況を示す模式図である。
図15(c)に示すように、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が、互いに平行でない場合、図15(d)に示すように、基準面よりも近距離の位置の検出対象物体に反射されたドットDaは、図15(b)と同様、基準面で反射されたドットDbの画素位置からX軸方向に変位量ΔDだけ変位する。このとき、図15(c)に示すように、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が、互いに平行でない場合、図15(d)に示すように、ドットの変位方向(X軸方向)が、CMOSイメージセンサ240の横画素方向からずれる。すなわち、ドットは、検出対象物体のZ軸方向の位置に応じて、CMOSイメージセンサ240の横画素方向のみならず、縦画素方向にも変位することとなる。したがって、この場合、CMOSイメージセンサ240の横画素方向のみの探索では、基準画像上の各領域について変位量を検出することができず、適正に距離取得を行うことができない。
本実施の形態では、図12(b)を参照して説明したように、受光ハウジング部420に形成された開口422に撮像レンズホルダ260を嵌め込んだ状態で、CMOSイメージセンサ240の角度調整が可能なため、図15(c)に示すように、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向とが平行でない場合にも、容易に、CMOSイメージセンサ240の角度を調整することができる。これにより、CMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向とを互いに平行とすることができ、簡易な処理により適正に距離取得を行うことができる。
なお、本実施の形態では、上述のように、受光ハウジング部420の開口422にカット部422a、422bが設けられ、筒部261の開口261aにカット部261b、261eと、傾斜部261c、261d、261e、261fが設けられている。したがって、図15(c)に示すように、撮像レンズホルダ260が傾く場合には、筒部261のカット部261b、261eの端と開口422aのカット部422a、422bが、それぞれ、互いに当接し、撮像レンズホルダ260の更なる回転が規制される。このように、本実施の形態では、撮像レンズホルダ260が回転方向に傾く範囲が抑制されるため、より容易にCMOSイメージセンサ240の角度調整を行うことができる。
また、本実施の形態では、ベース400の短手方向となる上下方向(Y軸方向)の位置にカット部422a、422bが設けられている。したがって、ベース400および撮像レンズホルダ260のY軸方向の幅を小さくでき、情報取得装置2の薄型化を図ることができる。
<実施の形態の効果>
以上、本実施の形態によれば、受光ハウジング部420に形成された開口422に撮像レンズホルダ260を嵌め込んだ状態で、CMOSイメージセンサ240の角度調整が可能なため、容易にCMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が互いに平行となる位置に、CMOSイメージセンサ240の位置を調整することができる。これにより、適正に距離取得を行うことができる。
以上、本実施の形態によれば、受光ハウジング部420に形成された開口422に撮像レンズホルダ260を嵌め込んだ状態で、CMOSイメージセンサ240の角度調整が可能なため、容易にCMOSイメージセンサ240の横画素方向と、投射光学系10と受光光学系20の瞳方向が互いに平行となる位置に、CMOSイメージセンサ240の位置を調整することができる。これにより、適正に距離取得を行うことができる。
また、本実施の形態では、カット部422a、422bが設けられているため、CMOSイメージセンサ240が回転方向に傾く範囲が抑制される。したがって、より容易にCMOSイメージセンサ240の角度調整を行うことができる。
また、本実施の形態では、カット部422a、422bは、ベース400の短手方向となる上下方向(Y軸方向)の位置に設けられているため、ベース400および撮像レンズ
ホルダ260のY軸方向の幅を小さくでき、情報取得装置2の薄型化を図ることができる。
ホルダ260のY軸方向の幅を小さくでき、情報取得装置2の薄型化を図ることができる。
また、本実施の形態では、レーザ光源110からミラー130までの光学部材がベース400の表面に平行になるよう、投射光学系10の光路が折り曲げられて各光学部材が配されているため、情報取得装置2の薄型化を実現することができる。
<変更例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記の他に種々の変更が可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記の他に種々の変更が可能である。
たとえば、上記実施の形態では、開口422にカット部422a、422bが設けられたが、図16に示すように、カット部422a、422bが省略されても良い。ただし、この場合には、上記実施の形態よりもベース400のY軸方向の幅Hを大きくする必要があり、また、撮像レンズホルダ260が回転方向に傾く範囲を抑制することもできない。よって、上記実施の形態のように、ベース400の短手方向となる上下方向(Y軸方向)の位置にカット部422a、422bが形成されるのが望ましい。
また、上記実施の形態では、開口422の上下方向(Y軸方向)の位置にカット部422a、422bが設けられたが、左右方向(X軸方向)等、その他の位置にカット部が形成されても良い。この場合、上記実施の形態同様、撮像レンズホルダ260が回転方向に傾く範囲を抑制することができる。
また、上記実施の形態では、開口422の2箇所にカット部422a、422bが設けられたが、1箇所のみにカット部が形成されても良い。
また、上記実施の形態では、レーザ光源110として、フレームパッケージ型の半導体レーザが用いられたが、CANパッケージ型の半導体レーザが用いられても良い。また、レーザ光源110に代えて、LED等、他の光源が用いられても良い。
また、上記実施の形態では、レーザ光源110の光軸がミラー130によって折り曲げられるよう、投射ユニット100が構成されたが、ミラー130を省略して、レーザ光源110、コリメータレンズ120およびDOE140が直線状に並ぶように配置されても良い。ただし、この場合は、投射ユニット100の寸法がDP光の投射方向(Z軸方向)に大きくなるため、情報取得装置2の厚みが大きくなる。よって、情報取得装置2の薄型化のためには、上記実施の形態のように、レーザ光源110の光軸をミラー130によって折り曲げるよう、投射ユニット100が構成されるのが良い。
また、上記実施の形態では、目標領域に照射されるレーザ光の波長帯以外の波長帯の光を除去するためにフィルタ230を配したが、たとえば、目標領域に照射されるレーザ光以外の光の信号成分を、CMOSイメージセンサ240から出力される信号から除去する回路構成が配されるような場合には、フィルタ230が省略され得る。 また、上記実施の形態では、受光素子として、CMOSイメージセンサ240を用いたが、これに替えて、CCDイメージセンサを用いることもできる。さらに、投射光学系10および受光光学系20の構成も、適宜変更可能である。また、テレビ等の制御入力以外の制御形態にも、本発明は適用可能である。
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
1 … 物体検出装置
2 … 情報取得装置
3 … 情報処理装置
100 … 投射ユニット(投射部)
110 … レーザ光源(光源)
120 … コリメータレンズ
130 … ミラー
140 … DOE(回折光学素子)
200 … 受光ユニット(受光部)
210 … アパーチャ
220 … 撮像レンズ
240 … CMOSイメージセンサ(イメージセンサ)
260 … 撮像レンズホルダ(角度調整部、ホルダ)
261 … 筒部(角度調整部)
261b、261e … カット部(第2の切欠部)
261c、261d、261f、261g … 傾斜部
264 … 鍔部
400 … ベース
422 … 開口(角度調整部)
422a、422b … カット部(第1の切欠部)
2 … 情報取得装置
3 … 情報処理装置
100 … 投射ユニット(投射部)
110 … レーザ光源(光源)
120 … コリメータレンズ
130 … ミラー
140 … DOE(回折光学素子)
200 … 受光ユニット(受光部)
210 … アパーチャ
220 … 撮像レンズ
240 … CMOSイメージセンサ(イメージセンサ)
260 … 撮像レンズホルダ(角度調整部、ホルダ)
261 … 筒部(角度調整部)
261b、261e … カット部(第2の切欠部)
261c、261d、261f、261g … 傾斜部
264 … 鍔部
400 … ベース
422 … 開口(角度調整部)
422a、422b … カット部(第1の切欠部)
Claims (8)
- 目標領域にドットパターンの光を投射する投射部と、
前記目標領域をイメージセンサにより撮像する受光部と、
前記投射部と前記受光部が並べて配されるベースと、
前記投射部と前記受光部の並び方向と、前記イメージセンサの画素の並び方向が、互いに平行となるように、前記イメージセンサの角度を調整するための角度調整部と、を有する、
ことを特徴とする情報取得装置。 - 請求項1に記載の情報取得装置において、
前記角度調整部は、
前記ベースに形成され、円形状の内周面を有する開口と、
前記イメージセンサを保持し、円形状の外周面を有する筒部を有するホルダと、を備え、
前記ホルダは、前記筒部が前記開口に挿入されるように、前記ベースに設置される、
ことを特徴とする情報取得装置。 - 請求項2に記載の情報取得装置において、
前記開口には、前記内周面が所定の幅で切り欠かれた第1の切欠部が形成され、
前記筒部には、前記外周面が前記第1の切欠部の幅よりも広い幅で切り欠かれた第2の切欠部が形成され、
前記第2の切欠部の両端には、前記開口から離れる方向に傾斜する傾斜部が形成されている、
ことを特徴とする情報取得装置。 - 請求項3に記載の情報取得装置において、
前記第1の切欠部および前記第2の切欠部は、それぞれ、前記開口と前記筒部の、前記投射部と前記受光部の並び方向に垂直な位置に形成される、
ことを特徴とする情報取得装置。 - 請求項2ないし4の何れか一項に記載の情報取得装置において、
前記受光部は、撮像レンズと、アパーチャをさらに備え、
前記撮像レンズと、前記アパーチャは、前記筒部に保持され、
前記イメージセンサは、前記筒部の周りに形成された鍔部に保持される、
ことを特徴とする情報取得装置。 - 請求項1ないし5の何れか一項に記載の情報取得装置において、
前記投射部は、光源と、前記光源から出射された光が入射するコリメータレンズと、前記コリメータレンズを透過した前記光を前記ドットパターンを有する光に変換して前記目標領域に投射する回折光学素子とを備える、
ことを特徴とする情報取得装置。 - 請求項6に記載の情報取得装置において、
前記投射部は、前記コリメータレンズを透過した前記光を反射させるミラーをさらに備え、
前記光源、前記コリメータレンズおよび前記ミラーが直線状に並び、且つ、前記回折光学素子が前記目標領域に対向するように、前記光源、前記コリメータレンズ、前記ミラーおよび前記回折光学素子が前記ベースに配される、
ことを特徴とする情報取得装置。 - 請求項1ないし7の何れか一項に記載の情報取得装置を有する物体検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012190563A JP2014048124A (ja) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | 情報取得装置および物体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012190563A JP2014048124A (ja) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | 情報取得装置および物体検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014048124A true JP2014048124A (ja) | 2014-03-17 |
Family
ID=50607959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012190563A Pending JP2014048124A (ja) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | 情報取得装置および物体検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014048124A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10041787B2 (en) | 2015-03-10 | 2018-08-07 | Alps Electric Co., Ltd. | Object detection device |
-
2012
- 2012-08-30 JP JP2012190563A patent/JP2014048124A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10041787B2 (en) | 2015-03-10 | 2018-08-07 | Alps Electric Co., Ltd. | Object detection device |
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