JP2020165678A - 検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単体であおりを調整可能とする。【解決手段】光を検出領域に投光する投光部１０２と、投光部１０２により投光されて検出領域で反射された光を集光するレンズ１０３２と、複数の受光素子を有し、レンズ１０３２により集光された光を当該受光素子毎に受光するイメージセンサ１０３３と、イメージセンサ１０３３による受光結果に基づいて、ＴＯＦ方式により、検出領域に存在する物体１０までの距離を、受光素子が位置する受光位置毎に算出する距離演算部１０４と、距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離に基づいて、物体１０の位置を算出する物体位置演算部と、光軸に対して垂直且つ投光部１０２により投光される光の面に沿った軸周りに回動可能であり、投光部１０２、レンズ１０３２及びイメージセンサ１０３３をモジュール化したモジュール部１１２２とを備えた。【選択図】図１

Description

この発明は、検出領域に存在する物体の位置を検出する検出装置に関する。

従来から、検出領域に存在する物体の位置を検出するエリアセンサ（測域センサ）が知られている（例えば特許文献１参照）。このエリアセンサでは、あおりの調整機能は存在していない。
一方、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等に取付けられたエリアセンサでは、検出領域を適切な範囲に調整するため、あおりの調整を行っている。エリアセンサの検出領域を調整する場合、作業者はエリアセンサの取付け冶具自体の角度を調整している。

特許５５９８８３１号

上述したように、従来のエリアセンサで検出領域を調整する場合、作業者は、エリアセンサの取付け冶具自体の角度を調整している。そのため、取付け冶具に対して角度の調整機能を持たせる必要がある。また、エリアセンサが取付けられた装置が組み上がった後では、角度の調整は困難である。
なお、従来のエリアセンサは、レーザ光を反射するミラーを回転させるメカニカルな回転機構を有している。そのため、エリアセンサにあおりの調整機構を持たせることは非常に困難である。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、単体であおりを調整可能とする検出装置を提供することを目的としている。

この発明に係る検出装置は、光を検出領域に投光する投光部と、投光部により投光されて検出領域で反射された光を集光するレンズと、複数の受光素子を有し、レンズにより集光された光を当該受光素子毎に受光するイメージセンサと、イメージセンサによる受光結果に基づいて、ＴＯＦ方式により、検出領域に存在する物体までの距離を、受光素子が位置する受光位置毎に算出する距離演算部と、距離演算部により算出された受光位置毎の距離に基づいて、物体の位置を算出する物体位置演算部と、光軸に対して垂直且つ投光部により投光される光の面に沿った軸周りに回動可能であり、投光部、レンズ及びイメージセンサをモジュール化したモジュール部とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記のように構成したので、単体であおりを調整可能となる。

この発明の実施の形態１に係る検出装置の構成例を示す図である。 図２Ａ、図２Ｂは、この発明の実施の形態１におけるセンサヘッドの構成例を示す図であり、図２Ａはセンサヘッドの内部構造の一例を示す図であり、図２Ｂはセンサヘッドの外観の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１におけるモジュール部の回動（あおりの調整）を説明するための図である。 この発明の実施の形態１に係る検出装置がＡＧＶ等の装置に搭載された状態の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る検出装置の動作例を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１における投光部及び受光部の動作例を示すタイミングチャートである。 図７Ａ、図７Ｂは、この発明の実施の形態１における距離演算部及び位置演算部の動作例を説明するための図であり、図７Ａは受光位置と受光時刻との関係の一例を示す図であり、図７Ｂは受光位置と距離との関係の一例を示す図である。 図８Ａ、図８Ｂは、この発明の実施の形態１における距離演算部及び位置演算部の動作例を説明するための図であり、図８Ａは受光位置と受光時刻との関係の一例を示す図であり、図８Ｂは受光位置と距離との関係の一例を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る検出装置の動作の具体例を示す図である。 この発明の実施の形態１における受光部による受光結果及び距離演算部による演算結果の一例を示す図である。 図１１Ａ、図１１Ｂは、この発明の実施の形態２に係る検出装置による幅算出を説明するための図であり、図１１Ａは物体と受光部との位置関係の一例を示す図であり、図１１Ｂは受光位置と距離との関係の一例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
検出装置１は、検出領域に存在する物体（被検出対象）１０の位置を検出する。この検出装置１は、産業用（工業用）のセンサとして用いられる。また実施の形態１では、物体１０の検出対象となる面は、後述するイメージセンサ１０３３の受光面に対して平行（略平行の意味を含む）であるとする。この検出装置１は、図１に示すように、計測制御部１０１、投光部１０２、受光部１０３、距離演算部１０４、位置演算部１０５、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０６、入出力部１０７、通信部１０８、表示部１０９及び操作部１１０を備えている。また、検出装置１は、投光部１０２が投光して検出領域で反射された光を受光部１０３が受光する反射型に構成されている。

なお、投光部１０２及び受光部１０３は、計測部１１１を構成する。また図２では、計測制御部１０１、投光部１０２、受光部１０３、距離演算部１０４、位置演算部１０５及びＭＰＵ１０６が、センサヘッド１１２に搭載されている。図２に示すセンサヘッド１１２の前面には、フィルタ１１２１が設けられている。なお図２では、計測制御部１０１、距離演算部１０４及び位置演算部１０５の図示を省略している。
また、入出力部１０７、通信部１０８、表示部１０９及び操作部１１０は、インタフェース部１１３を構成する。

計測制御部１０１は、ＭＰＵ１０６を介して入力された制御情報に基づいて、制御信号を生成する。制御信号は、イメージセンサ１０３３での光の受光動作に応じて、投光部１０２での光の投光タイミングを制御する信号である。この計測制御部１０１により生成された制御信号は、投光部１０２に出力される。

投光部１０２は、計測制御部１０１からの制御信号に従い、パルス状の光を検出領域に投光する。なお、投光部１０２が投光する光のビーム形状は、予め設定されている。図２では、投光部１０２は、回路基板である投光基板（不図示）１０２１と、光を発光する発光素子１０２２と、発光素子１０２２の前面に配置された絞りであるアパーチャー１０２３と、発光素子１０２２により発光されてアパーチャー１０２３を通過した光を拡散するディヒューザー１０２４とから構成されている。また、投光部１０２により投光される光の幅及び投光周期は、想定される物体１０までの距離又は移動速度等により決まる。また、投光部１０２は、投光する光を変調してもよい。

受光部１０３は、投光部１０２により投光されて検出領域で反射された光を受光する。図２では、受光部１０３は、回路基板である受光基板（不図示）１０３１と、レンズ１０３２と、イメージセンサ１０３３とから構成されている。

レンズ１０３２は、投光部１０２により投光されて検出領域で反射された光を集光する。このレンズ１０３２は、非テレセントリックレンズである。

イメージセンサ１０３３は、複数の受光素子を有し、レンズ１０３２により集光された光を当該受光素子毎に受光する。以下では、イメージセンサ１０３３はリニアタイプであり、複数の受光素子が一次元方向に配列されているものとする。リニアタイプのイメージセンサ１０３３は、産業用のセンサに求められる高速応答に対応可能である。このイメージセンサ１０３３による受光結果を示す情報は、距離演算部１０４に出力される。
なお、イメージセンサ１０３３は、上記受光結果を示す情報として、例えば、投光部１０２により光が投光された時刻（投光時刻）を基準として、各受光素子で光を受光した時刻（受光時刻）である遅れ時間を示す情報を出力してもよい。また、投光部１０２が光を変調している場合には、イメージセンサ１０３３は、上記受光結果を示す情報として、例えば、投光部１０２により投光された光と各受光素子で受光された光との位相差を示す情報を出力してもよい。

また、投光部１０２及び受光部１０３は、モジュール部１１２２によりモジュール化されている。モジュール部１１２２は、図３に示すように、光軸に対して垂直且つ投光部１０２により投光される光の面に沿った軸周りに回動可能に構成されている。そして、作業者は、このモジュールを回動させることで、検出装置１に対するあおりの調整を実施可能となる。図３では、フィルタ１１２１及びＭＰＵ１０６の図示を省略している。
なお、ＭＰＵ１０６についても、モジュール部１１２２によりモジュール化されていてもよい。

また、モジュール部１１２２は、調整用インタフェース（不図示）により回動可能に構成されていてもよい。調整用インタフェースは、ネジ又はボタン等であり、センサヘッド（筐体）１１２の外部から作業者により操作可能に構成され、その操作に応じてモジュール部１１２２を回動させる。
なお、例えば図４に示すように、検出装置１が搭載されるＡＧＶ等の装置２では、検出装置１の投受光面（センサヘッド１１２の前面）側が開口部２０１となっている。この開口部２０１にはガラス等の透明部材２０２が取付けられている。そのため、調整用インタフェースは、センサヘッド１１２の前面（投受光面側）に設けられていることが好ましい。すなわち、作業者は、ＡＧＶ等の装置２に搭載された検出装置１においてモジュール部１１２２を回動させる際に、透明部材２０２を開口部２０１から取外すことで、容易に調整用インタフェースを操作可能となる。

距離演算部１０４は、イメージセンサ１０３３による受光結果に基づいて、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式により、イメージセンサ１０３３から物体１０までの距離を、受光素子が位置する受光位置毎に算出する。この距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離を示す情報（距離情報）は、位置演算部１０５及びＭＰＵ１０６に出力される。

位置演算部１０５は、距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離に基づいて、イメージセンサ１０３３に結像された物体１０の像の位置を算出する。この位置演算部１０５により算出された物体１０の像の位置を示す情報（位置情報）は、ＭＰＵ１０６に出力される。

ＭＰＵ１０６は、距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離及び位置演算部１０５により算出された物体１０の像の位置に基づいて、物体１０の位置を算出する。この際、ＭＰＵ１０６は、イメージセンサ１０３３に結像された物体１０の像の位置、イメージセンサ１０３３から物体１０までの距離、及び、レンズ１０３２の焦点距離に基づいて、物体１０の位置を算出する。このＭＰＵ１０６により算出された物体１０の位置を示す情報は、インタフェース部１１３に出力される。

また、ＭＰＵ１０６は、距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離及び位置演算部１０５により算出された物体１０の像の位置に基づいて、物体１０の幅を算出する。この際、ＭＰＵ１０６は、イメージセンサ１０３３に結像された物体１０の像の幅、イメージセンサ１０３３から物体１０までの距離、及び、レンズ１０３２の焦点距離に基づいて、物体１０の幅を算出する。このＭＰＵ１０６により算出された物体１０の幅を示す情報は、インタフェース部１１３に出力される。なお、ＭＰＵ１０６による物体１０の幅の算出については必須の処理ではなく実施しなくてもよい。

なお、位置演算部１０５及びＭＰＵ１０６は、「距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離に基づいて、物体１０の位置を算出する物体位置演算部」及び「距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離に基づいて、物体１０の幅を算出する物体幅演算部」を構成する。

また、計測制御部１０１、距離演算部１０４及び位置演算部１０５は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により実現される。

入出力部１０７は、検出装置１に対する各種設定の入力を行い、制御情報を生成してＭＰＵ１０６に出力する。この制御情報には、例えば、投光部１０２による光の投光を指示するトリガ信号、又は、投光部１０２でレーザ光を用いる場合にはレーザ光の停止を指示する停止信号等が含まれる。
また、入出力部１０７は、ＭＰＵ１０６から入力された情報の出力を行う。この際、入出力部１０７は、例えば、アナログ出力を行ってもよいし、閾値判定を行って閾値を超えた場合にオン出力を行ってもよい。

通信部１０８は、イーサネット（登録商標）等のネットワークを介して外部装置と通信を行い、例えばＭＰＵ１０６から入力された情報を外部装置に送信する。
表示部１０９は、各種の動作表示を行う。また、表示部１０９は、ＭＰＵ１０６から入力された情報を表示する。例えば、表示部１０９は、物体１０の位置を表示する場合に、受光部１０３の光軸上を零点とし、物体１０が光軸からどのくらい離れた場所に位置しているかを数値で表示する。
操作部１１０は、作業者の操作を受付け、例えば、表示部１０９の表示切替え又は検出装置１に対する各種設定等を行う。

次に、実施の形態１に係る検出装置１の動作例について、図５を参照しながら説明する。なお以下では、ＭＰＵ１０６が物体１０の位置及び幅を算出する場合を示す。
検出装置１の動作例では、図５に示すように、まず、投光部１０２は、計測制御部１０１からの制御信号に従い、パルス状の光を検出領域に投光する（ステップＳＴ１）。この投光部１０２により投光された光は、検出領域に存在する物体１０により反射され、レンズ１０３２を介してイメージセンサ１０３３に入射される。なお、検出領域に壁等の背景が存在する場合には、投光部１０２により投光された光は当該背景でも反射され、レンズ１０３２を介してイメージセンサ１０３３に入射される。

次いで、イメージセンサ１０３３は、入射された光を受光素子毎に受光する（ステップＳＴ２）。図６に示すように、イメージセンサ１０３３の各受光素子（Ｐｉｘｅｌ Ｎｏ．０〜Ｎｏ．ｎ）での光（受光パルス）の受光タイミングは、投光部１０２による光（投光パルス）の投光タイミングに対し、物体１０との間の距離に応じて遅れる。なお以下では、イメージセンサ１０３３は、上記受光結果を示す情報として、各受光素子での受光時刻（遅れ時間）を示す情報を出力するものとする。このイメージセンサ１０３３により例えば図７Ａ及び図８Ａに示すような受光位置と受光時刻との関係が得られる。

次いで、距離演算部１０４は、イメージセンサ１０３３による受光結果に基づいて、ＴＯＦ方式により、物体１０までの距離を、受光素子が位置する受光位置毎に算出する（ステップＳＴ３）。

この際、距離演算部１０４は、まず、イメージセンサ１０３３による受光結果に基づいて、下式（１）より、受光位置毎に、受光素子で受光した光が反射された位置（反射点）までの距離を算出する。式（１）において、ｄ_ｉはｉ番目の受光素子で受光した光の反射点までの距離を示し、ｃは光の速度を示し、ｔ_ｄｉはｉ番目の受光素子での受光時刻を示している。
ｄ_ｉ＝ｃ×ｔ_ｄｉ／２ （１）

ここで、式（１）により得られる受光位置から反射点までの距離は、受光部１０３の光軸に対してθ_ｉだけ傾いた方向の距離である。なお、θ_ｉは、レンズ１０３２上の光軸位置とｉ番目の受光位置とを結ぶ線分と、光軸との成す角度であり、既知である。そこで、距離演算部１０４は、受光位置毎に、θ_ｉを用いて、算出した反射点までの距離を、受光部１０３の光軸に平行（略平行の意味を含む）な距離に変換する。

そして、距離演算部１０４は、受光位置毎に、上記変換により得られた反射点までの距離から、物体１０までの距離を得る。ここで、距離演算部１０４は、上記変換により得られた反射点までの距離のうち、イメージセンサ１０３３から背景までの距離に相当するものは除外する。また、実施の形態１では、物体１０の検出対象となる面はイメージセンサ１０３３の受光面に対して平行であるため、物体１０までの距離は受光位置毎にそれぞれ同じ値となる。この距離演算部１０４により例えば図７Ｂ及び図８Ｂに示すような距離情報が得られる。

次いで、位置演算部１０５は、距離演算部１０４により得られた距離情報に基づいて、イメージセンサ１０３３に結像された物体１０の像の位置を算出する（ステップＳＴ４）。例えば図７Ｂ及び図８Ｂでは位置演算部１０５が像のエッジの位置を検出した場合での位置情報を示している。

次いで、ＭＰＵ１０６は、距離演算部１０４により得られた距離情報及び位置演算部１０５により得られた位置情報に基づいて、物体１０の位置を算出する（ステップＳＴ５）。

この際、ＭＰＵ１０６は、下式（２）より、物体１０の位置を算出する。式（２）において、ｘ_１は物体１０の位置を示し、ｘ_２は物体１０の像の位置（受光位置）を示している。また、ｄは物体１０とイメージセンサ１０３３との間の距離を示し、ｆはレンズ１０３２とイメージセンサ１０３３との間の距離（焦点距離）を示している。なお、式（２）における｛（ｄ−ｆ）／ｆ｝は光学系の倍率である。
ｘ_１＝｛（ｄ−ｆ）／ｆ｝×ｘ_２ （２）

また、ＭＰＵ１０６は、距離演算部１０４により得られた距離情報及び位置演算部１０５により得られた位置情報に基づいて、物体１０の幅を算出する（ステップＳＴ６）。

この際、ＭＰＵ１０６は、下式（３）より、物体１０の幅を算出する。式（３）において、ｗ_１は物体１０の幅を示し、ｗ_２は物体１０の像の幅を示している。なお、ＭＰＵ１０６は、位置演算部１０５により像の両端の位置が検出されない場合には、幅算出処理は行わない。
ｗ_１＝｛（ｄ−ｆ）／ｆ｝×ｗ_２ （３）

ここで、実施の形態１に係る検出装置１は、センサ（投光部１０２及び受光部１０３）と検出領域とが対向配置された反射型に構成されている。これにより、実施の形態１に係る検出装置１は、検出領域の片側にのみセンサを設置すればよく、また、投光部１０２と受光部１０３との間での光軸合わせが不要となり、透過型を用いた場合に対して設置条件が緩くなる。また、実施の形態１に係る検出装置１は、検出範囲が広くなる。また、実施の形態１に係る検出装置１は、イメージセンサ１０３３と物体１０との間の距離が算出できるため、非テレセントリックレンズを用いても物体１０の位置及び幅を算出でき、従来構成に対して低コスト化が実現できる。

次に、実施の形態１に係る検出装置１の動作の具体例について、図９，１０を参照しながら説明する。以下では、図９に示すように、検出装置１が、イメージセンサ１０３３から物体１０までの距離と、物体１０のエッジの位置（光軸から物体１０のエッジまでの距離であるＰ_１）とを算出するものとする。また、イメージセンサ１０３３の画素ピッチ（受光素子間の距離）は２０［μｍ］とし、画素数（受光素子数）は２５６画素とし、レンズ１０３２の焦点距離は２０［ｍｍ］とする。また、イメージセンサ１０３３から検出領域に存在する背景までの距離（図９に示すｄ_ｂ）が３［ｍ］であるとする。
これらの条件において、投光部１０２がパルス状の光を背景に向けて投光すると、例えば図１０に示すように、イメージセンサ１０３３により受光素子毎に受光時刻（遅れ時間）が得られ、距離演算部１０４により受光位置毎の反射点までの距離が得られる。そして、イメージセンサ１０３３から背景までの距離は３［ｍ］であるため、距離演算部１０４は、図１０から、イメージセンサ１０３３から物体１０までの距離として、１．９９５［ｍ］を出力する。

また、位置演算部１０５は、距離演算部１０４による演算結果から、イメージセンサ１０３３に結像された物体１０の像のエッジの位置を算出する。図９，１０の場合では、光軸位置に対応する画素はＰｉｘｅｌ Ｎｏ．１２８であり、物体１０のエッジの位置に対応する画素の１つ手前の画素はＰｉｘｅｌ Ｎｏ．２００である。よって、位置演算部１０５は、Ｐｉｘｅｌ Ｎｏ．１２８からＰｉｘｅｌ Ｎｏ．２００までの距離から、物体１０の像のエッジの位置（光軸から物体１０の像のエッジまでの距離）として、０．００１４７［ｍ］を出力する。

次いで、ＭＰＵ１０６は、距離演算部１０４及び位置演算部１０５による演算結果から、物体１０のエッジの位置を算出する。図１０の場合では、光学系の倍率は９８．７５である。そして、ＭＰＵ１０６は、物体１０の像のエッジの位置に光学系の倍率を乗算することで、物体１０のエッジの位置（光軸から物体１０のエッジまでの距離であるＰ_１）として、０．１４５［ｍ］を出力する。

なお上記では、複数の受光素子が一次元方向に配列されたリニアタイプのイメージセンサ１０３３を用いた場合を示した。しかしながら、これに限らず、複数の受光素子が二次元方向に配列されたイメージセンサ１０３３を用いてもよい。これにより、検出装置１は、検出領域に存在する物体１０の幅だけではなく、高さも算出可能となる。

以上のように、この実施の形態１によれば、検出装置１は、光を検出領域に投光する投光部１０２と、投光部１０２により投光されて検出領域で反射された光を集光するレンズ１０３２と、複数の受光素子を有し、レンズ１０３２により集光された光を当該受光素子毎に受光するイメージセンサ１０３３と、イメージセンサ１０３３による受光結果に基づいて、ＴＯＦ方式により、検出領域に存在する物体１０までの距離を、受光素子が位置する受光位置毎に算出する距離演算部１０４と、距離演算部１０４により算出された受光位置毎の距離に基づいて、物体１０の位置を算出する物体位置演算部と、光軸に対して垂直且つ投光部１０２により投光される光の面に沿った軸周りに回動可能であり、投光部１０２、レンズ１０３２及びイメージセンサ１０３３をモジュール化したモジュール部１１２２とを備えた。これにより、実施の形態１に係る検出装置１は、単体であおりを調整可能となる。

このように、実施の形態１に係る検出装置１では、投光部１０２及び受光部１０３をモジュール化し、検出装置１にあおりの調整機能を持たせている。これにより、実施の形態１に係る検出装置１では、ＡＧＶ等の装置２への取付け後であっても、作業者は、容易にあおりの調整を行うことが可能となる。なお、実施の形態１に係る検出装置１では、スキャン方式が非メカニカルな構成であるため、投光部１０２及び受光部１０３を容易にモジュール化可能である。また、モジュール化された投光部１０２及び受光部１０３は、あおりの調整によって光学的特性を損なうことはない。
また、実施の形態１に係る検出装置１では、検出装置１自体を傾ける必要はないため、検出装置１の設置スペースを削減できる。

また、実施の形態１に係る検出装置１に対し、センサヘッド１１２の前面に、光軸変更部材を外付けしてもよい。光軸変更部材としては、例えばプリズムが挙げられる。これにより、光軸を更に曲げることが可能となり、あおりの調整を補助可能となる。
また、実施の形態１に係る検出装置１に対し、投光部１０２が有するレンズ（ディヒューザー１０２４）を交換可能としてもよく、あおりの調整を補助可能となる。

また、従来のエリアセンサは、レーザ光を反射するミラーを回転させるメカニカルな回転機構を有している。これに対し、実施の形態１に係る検出装置１は、上記のような回転機構は用いていない。そのため、実施の形態１に係る検出装置１は、小型化が可能であり、また、振動及び衝撃に対する耐性が高くなる。

実施の形態２．
実施の形態１では、物体１０の検出対象となる面がイメージセンサ１０３３の受光面に対して平行である場合を示した。それに対し、実施の形態２では、物体１０の検出対象となる面がイメージセンサ１０３３の受光面に対して斜めであっても、物体１０の幅を算出可能とする構成を示す。
なお、実施の形態２に係る検出装置１の構成例は、図１に示す実施の形態１に係る検出装置１の構成例と同様である。

なお、距離演算部１０４は、θ_ｉを用いた光軸に平行な距離への変換処理は実施しない。
また、ＭＰＵ１０６は、イメージセンサ１０３３に結像された物体１０の像の一端から光軸位置までの幅及び当該像の他端から光軸位置までの幅、当該一端から物体１０の一端である反射点までの距離及び当該他端から物体１０の他端である反射点までの距離、及び、当該一端からレンズ１０３２上の光軸位置までの距離及び当該他端からレンズ１０３２上の光軸位置までの距離に基づいて、物体１０の幅を算出する。
また、レンズ１０３２は広角レンズであることが望ましい。

実施の形態２におけるＭＰＵ１０６は、下式（４）〜（６）より、物体１０の幅を算出する。図１１に示すように、式（４）〜（６）において、ｗ_０は物体１０の幅を示す。また、Ｌ_１は、イメージセンサ１０３３に結合された物体１０の像の一端（第１の受光位置に相当）から光軸位置までの幅を示し、Ｌ_２は、当該像の他端（第２の受光位置に相当）から光軸位置までの幅を示している。また、ｄ_１ｍは、第１の受光位置から物体１０の一端である反射点（第１のエッジ）までの距離を示し、ｄ_２ｍは、第２の受光位置から物体１０の他端である反射点（第２のエッジ）までの距離を示している。また、ｄ_１は、第１のエッジとレンズ１０３２上の光軸位置との間の距離を示し、ｄ_２は、第２のエッジとレンズ１０３２上の光軸位置との間の距離を示している。また、ｄ_１ｆは、レンズ１０３２上の光軸位置と第１の受光位置との間の距離を示し、ｄ_２ｆは、レンズ１０３２上の光軸位置と第２の受光位置との間の距離を示している。なお、ｄ_１ｆ及びｄ_２ｆは既知である。これにより、ＭＰＵ１０６は、物体１０が、イメージセンサ１０３３の受光面に対して斜めであっても、物体１０の幅を算出可能である。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 検出装置
２ 装置
１０ 物体
１０１ 計測制御部
１０２ 投光部
１０３ 受光部
１０４ 距離演算部
１０５ 位置演算部
１０６ ＭＰＵ
１０７ 入出力部
１０８ 通信部
１０９ 表示部
１１０ 操作部
１１１ 計測部
１１２ センサヘッド
１１３ インタフェース部
２０１ 開口部
２０２ 透明部材
１０２１ 投光基板
１０２２ 発光素子
１０２３ アパーチャー
１０２４ ディヒューザー
１０３１ 受光基板
１０３２ レンズ
１０３３ イメージセンサ
１１２１ フィルタ
１１２２ モジュール部

Claims (9)

1. 光を検出領域に投光する投光部と、
   前記投光部により投光されて前記検出領域で反射された光を集光するレンズと、
   複数の受光素子を有し、前記レンズにより集光された光を当該受光素子毎に受光するイメージセンサと、
   前記イメージセンサによる受光結果に基づいて、ＴＯＦ方式により、前記検出領域に存在する物体までの距離を、前記受光素子が位置する受光位置毎に算出する距離演算部と、
   前記距離演算部により算出された受光位置毎の距離に基づいて、前記物体の位置を算出する物体位置演算部と、
   光軸に対して垂直且つ前記投光部により投光される光の面に沿った軸周りに回動可能であり、前記投光部、前記レンズ及び前記イメージセンサをモジュール化したモジュール部と
   を備えた検出装置。
2. 前記物体位置演算部は、前記イメージセンサに結像された前記物体の像の位置、当該イメージセンサから当該物体までの距離、及び、前記レンズの焦点距離に基づいて、当該物体の位置を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の検出装置。
3. 前記距離演算部により算出された受光位置毎の距離に基づいて、前記物体の幅を算出する物体幅演算部を備えた
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の検出装置。
4. 前記物体幅演算部は、前記イメージセンサに結像された前記物体の像の幅、当該イメージセンサから当該物体までの距離、及び、前記レンズの焦点距離に基づいて、当該物体の幅を算出する
   ことを特徴とする請求項３記載の検出装置。
5. 前記物体幅演算部は、前記イメージセンサに結像された前記物体の像の一端から光軸位置までの幅及び当該像の他端から光軸位置までの幅、当該一端から当該物体の一端である反射点までの距離及び当該他端から当該物体の他端である反射点までの距離、及び、当該一端から前記レンズ上の光軸位置までの距離及び当該他端から当該レンズ上の光軸位置までの距離に基づいて、当該物体の幅を算出する
   ことを特徴とする請求項３記載の検出装置。
6. 前記受光素子は、一次元方向に配列された
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの何れか１項記載の検出装置。
7. 前記レンズは、非テレセントリックレンズである
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちの何れか１項記載の検出装置。
8. 筐体外部から操作可能であり、操作に応じて前記モジュール部を回動させる調整用インタフェースを備えた
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの何れか１項記載の検出装置。
9. 前記調整用インタフェースは、筐体外部における投受光面に設けられた
   ことを特徴とする請求項８記載の検出装置。

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