JP2021067489A - 距離センサ、検査装置、検査システム、および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より精細な距離センサの特性検査を可能にする。【解決手段】距離センサ２は、発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて、当該対象物までの距離を検出する。撮像装置１２は、反射面１１ａを有するリフレクタ１１の画像を取得し、当該画像に対応する画像信号ＩＳを出力する。制御装置１３は、反射面１１ａにおける特定の位置へ向けて発光素子に光を出射させる。制御装置１３は、画像信号ＩＳに基づいて、光が特定の位置に入射しているかを判断する。制御装置１３は、当該判断に基づいて、受光素子に入射した光が特定の位置において反射された光であるかを検証する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて当該対象物までの距離を検出する距離センサに関連する。本発明は、当該距離センサの検査に用いられる検査装置、検査システム、および検査方法にも関連する。

特許文献１は、上記のような距離センサの特性を検査する方法を開示している。当該方法においては、リフレクタが使用される。リフレクタは、センサの発光素子から出射された光を反射する。反射光は、受光素子により検出される。リフレクタの位置や角度を適宜に調節することにより、正常な距離の検出がなされうる範囲（センサの視野）などが調べられうる。

特開２００１−５１３８８７号公報

本発明は、より精細な距離センサの特性検査を可能にすることを目的とする。

上記の目的を達成するための一態様は、発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて当該対象物までの距離を検出する距離センサの検査装置であって、
反射面を有するリフレクタの画像を取得し、当該画像に対応する画像信号を出力する撮像装置と、
前記画像信号を受け付ける制御装置と、
を備えており、
前記制御装置は、
前記反射面における特定の位置へ向けて前記発光素子に光を出射させ、
前記画像信号に基づいて、前記光が前記特定の位置に入射しているかを判断し、
前記判断に基づいて、前記受光素子に入射した光が前記特定の位置において反射された前記光であるかを検証するように構成されている。

上記の目的を達成するための一態様は、発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて当該対象物までの距離を検出する距離センサの検査システムであって、
反射面を有するリフレクタと、
前記リフレクタの画像を取得し、当該画像に対応する画像信号を出力する撮像装置と、
前記画像信号を受け付ける制御装置と、
を備えており、
前記制御装置は、
前記反射面における特定の位置へ向けて前記発光素子に光を出射させ、
前記画像信号に基づいて、前記光が前記特定の位置に入射しているかを判断し、
前記判断に基づいて、前記受光素子に入射した光が前記特定の位置において反射された前記光であるかを検証するように構成されている。

上記の目的を達成するための一態様は、発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて当該対象物までの距離を検出する距離センサの検査方法であって、
反射面を有するリフレクタの画像を取得可能な位置に撮像装置を配置し、
前記反射面における特定の位置へ向けて前記発光素子に光を出射させ、
前記画像に基づいて、前記光が前記特定の位置に入射しているかを判断し、
前記判断に基づいて、前記受光素子に入射した光が前記特定の位置において反射された前記光であるかを検証する。

受光素子に入射した光を反射したリフレクタの反射面の画像を参照することにより、当該光が正常な経路を通じて当該受光素子に入射したものであるかを検証できる。また、受光素子に光が正常に入射しなかった場合の原因の特定を容易にできる。これにより、受光素子への光の入射の有無や、受光素子に入射した光に基づく距離の検出結果のみに基づいて光センサの特性の判断がなされる場合と比較して、より精細な特性の検査を可能にできる。

上記の検査装置は、以下のように構成されうる。
前記撮像装置は、その光軸が前記距離センサの光軸と平行に延びるように配置される。

上記の検査方法は、以下のように構成されうる。
前記撮像装置の光軸が前記距離センサの光軸と平行に延びるように、前記撮像装置を配置する。

このような構成によれば、撮像装置と距離センサの視差が前述の検証に与える影響を抑制できる。

上記の検査装置は、以下のように構成されうる。
前記撮像装置の画角は、撮像される前記反射面の面積に応じて可変である。

上記の検査方法は、以下のように構成されうる。
撮像される前記反射面の面積に応じて、前記撮像装置の画角を変更する。

このような構成によれば、検証の目的に応じて適切な画像が取得されうる。例えば、反射面におけるより広範囲の一覧性が検証に必要とされる場合、像の歪みは相対的に大きくなるものの、広い画角が優先される。他方、より精細な反射面における光の入射位置の検証が必要とされる場合、像の歪みを小さくするために狭い画角が優先される。換言すると、撮像装置の画角は、検証において許容される像の歪みに基づいて定められうる。

上記の検査システムは、以下のように構成されうる。
前記撮像装置は、前記反射面を挟んで前記距離センサと対向している。

上記の検査方法は、以下のように構成されうる。
前記反射面を挟んで前記距離センサと対向するように、前記撮像装置を配置する。

このような構成によれば、撮像装置の光軸と距離センサの光軸が一致するような配置を実現できる。この場合、撮像装置と距離センサの視差を解消できるので、前述した検証の精度の低下をさらに抑制できる。

上記の検査システムは、以下のように構成されうる。
前記反射面は、前記リフレクタの端部において湾曲している。

距離センサが実際に使用される場面において検出に供される物体の端縁は、湾曲していることが一般的である。湾曲面を端部に有するリフレクタを検査に使用することにより、より現実使用時に近い環境における距離センサの特性について検査結果を得ることができる。

上記の目的を達成するための一態様は、上記の検査方法により得られた検査結果に係る情報が付与されている距離センサである。

本明細書において用いられる「光」という語は、所望の情報を検出可能な任意の波長を有する電磁波を意味する。例えば「光」は、可視光のみならず、紫外光や赤外光、ミリ波やマイクロ波を含む概念である。

一実施形態に係る検査システムの構成を例示している。 図１の距離センサの構成の一例を示している。 図１の距離センサの構成の別例を示している。 図１の撮像装置により取得されたリフレクタの画像を例示している。 図１のリフレクタの別例を示している。 図５のリフレクタの別例を示している。 図５のリフレクタの別例を示している。 図５のリフレクタの別例を示している。 図８のリフレクタの別例を示している。 図９のリフレクタの有利性を説明するための図である。 図９のリフレクタの有利性を説明するための図である。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

添付の図面において、矢印Ｆは、図示された構造の前方向を示している。矢印Ｂは、図示された構造の後方向を示している。矢印Ｕは、図示された構造の上方向を示している。矢印Ｄは、図示された構造の下方向を示している。矢印Ｌは、図示された構造の左方向を示している。矢印Ｒは、図示された構造の右方向を示している。

図１は、一実施形態に係る検査システム１の構成を例示している。検査システム１は、距離センサ２の特性を検査するためのシステムである。距離センサ２は、発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて、当該対象物までの距離を検出するように構成されている。

符号ＦＬは、距離センサ２の視野の左端を表している。符号ＦＲは、距離センサ２の視野の右端を表している。本明細書で用いられる「距離センサの視野」という語は、距離センサによる距離検出が可能な領域を意味している。図示を省略するが、距離センサ２の視野について上端と下端も定義されうる。符号ＦＣは、距離センサ２の視野の中央を表している。以降の説明においては、当該視野の中央を通過する直線ＦＣを、必要に応じて「距離センサの光軸」と称する。

距離センサ２の視野の左端ＦＬは、距離センサ２の発光素子から出射される光が進みうる方向の左限に対応する。距離センサ２の視野の右端ＦＲは、距離センサ２の発光素子から出射される光が進みうる方向の右限に対応する。同様に、距離センサ２の視野の上端と下端は、距離センサ２の発光素子から出射される光が進みうる方向の上限と下限にそれぞれ対応する。

このような距離センサ２は、視野内の特定の方向へ向けて発光素子から光を出射する。当該方向に物体が存在する場合、発光素子から出射された光が当該物体に反射されて戻ってくる。この戻り光が距離センサ２の受光素子に入射する。距離センサ２は、発光素子から光が出射されてから戻り光が受光素子に入射するまでの時間に基づいて、当該物体までの距離を検出する。距離センサ２は、視野内の複数の方向についてこのような距離検出を行なうことにより、視野内に位置する物体の数や形状に係る情報を取得できる。

図２は、このような距離センサ２の構成の一例を示している。本例に係る距離センサ２は、第一発光素子２１ａ、第二発光素子２１ｂ、第三発光素子２１ｃ、第一受光素子２２ａ、第二受光素子２２ｂ、第三受光素子２２ｃ、およびプロセッサ２３を備えている。

本例においては、第一発光素子２１ａは、距離センサ２の視野の左端ＦＬに対応する方向へ光Ｌ１ａを出射するように構成されている。プロセッサ２３が第一発光素子２１ａに制御信号Ｓ１ａを入力すると、第一発光素子２１ａは、光Ｌ１ａを出射する。当該方向に物体が存在する場合、当該物体に反射された光Ｌ２ａが第一受光素子２２ａに入射するように構成されている。第一受光素子２２ａは、入射した光Ｌ２ａの光量に応じた検出信号Ｓ２ａを出力する。プロセッサ２３は、第一発光素子２１ａより光Ｌ１ａが出射されてから第一受光素子２２ａに光Ｌ２ａが入射するまでの時間に基づいて、光Ｌ２ａを生じた物体までの距離を算出する。プロセッサ２３は、算出された距離に対応する距離信号ＤＳを出力する。

本例においては、第二発光素子２１ｂは、距離センサ２の視野の中央ＦＣに対応する方向へ光Ｌ１ｂを出射するように構成されている。プロセッサ２３が第二発光素子２１ｂに制御信号Ｓ１ｂを入力すると、第二発光素子２１ｂは、光Ｌ１ｂを出射する。当該方向に物体が存在する場合、当該物体に反射された光Ｌ２ｂが第二受光素子２２ｂに入射するように構成されている。第二受光素子２２ｂは、入射した光Ｌ２ｂの光量に応じた検出信号Ｓ２ｂを出力する。プロセッサ２３は、第二発光素子２１ｂより光Ｌ１ｂが出射されてから第二受光素子２２ｂに光Ｌ２ｂが入射するまでの時間に基づいて、光Ｌ２ｂを生じた物体までの距離を算出する。プロセッサ２３は、算出された距離に対応する距離信号ＤＳを出力する。

本例においては、第三発光素子２１ｃは、距離センサ２の視野の右端ＦＲに対応する方向へ光Ｌ１ｃを出射するように構成されている。プロセッサ２３が第三発光素子２１ｃに制御信号Ｓ１ｃを入力すると、第三発光素子２１ｃは、光Ｌ１ｃを出射する。当該方向に物体が存在する場合、当該物体に反射された光Ｌ２ｃが第三受光素子２２ｃに入射するように構成されている。第三受光素子２２ｃは、入射した光Ｌ２ｃの光量に応じた検出信号Ｓ２ｃを出力する。プロセッサ２３は、第三発光素子２１ｃより光Ｌ１ｃが出射されてから第三受光素子２２ｃに光Ｌ２ｃが入射するまでの時間に基づいて、光Ｌ２ｃを生じた物体までの距離を算出する。プロセッサ２３は、算出された距離に対応する距離信号ＤＳを出力する。

視野内の検出分解能を高めるためには、発光素子と受光素子の数を増やすか、発光素子と受光素子のアレイ自体を、分解能を高めたい方向へ変位させればよい。

図３は、距離センサ２の構成の別例を示している。本例に係る距離センサ２は、発光素子２１、受光素子２２、プロセッサ２３、および走査機構２４を備えている。走査機構２４は、発光素子２１と受光素子２２の向きを変化させる機構である。プロセッサ２３は、走査機構２４の動作を制御する。

本例においては、プロセッサ２３は、走査機構２４の動作を制御することにより、発光素子２１と受光素子２２を左位置、中央位置、および右位置の間で変位させうる。左位置は、発光素子２１が距離センサ２の視野の左端ＦＬに対応する方向へ光Ｌ１を出射しうる位置である。中央位置は、発光素子が距離センサ２の視野の中央ＦＣに対応する方向へ光Ｌ１を出射しうる位置である。右位置は、発光素子２１が距離センサ２の視野の右端ＦＲに対応する方向へ光Ｌ１を出射しうる位置である。

プロセッサ２３が発光素子２１に制御信号Ｓ１を入力すると、発光素子２１は、光Ｌ１を出射する。当該方向に物体が存在する場合、当該物体に反射された光Ｌ２が受光素子２２に入射するように構成されている。受光素子２２は、入射した光Ｌ２の光量に応じた検出信号Ｓ２を出力する。プロセッサ２３は、発光素子２１より光Ｌ１が出射されてから受光素子２２に光Ｌ２が入射するまでの時間に基づいて、光Ｌ２を生じた物体までの距離を算出する。プロセッサ２３は、算出された距離に対応する距離信号ＤＳを出力する。

視野内の検出分解能を高めるためには、発光素子と受光素子の数を増やすか、走査機構２４による発光素子２１と受光素子２２の向きを変化させる角度ピッチを小さくすればよい。

上記のような機能を有するプロセッサ２３は、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどの専用集積回路の一部として実現されうる。プロセッサ２３の機能は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよい。汎用マイクロプロセッサの例としては、ＣＰＵやＭＰＵが挙げられる。汎用メモリの例としては、ＲＯＭやＲＡＭが挙げられる。

図１に例示されるように、検査システム１は、リフレクタ１１、撮像装置１２、および制御装置１３を備えている。撮像装置１２と制御装置１３は、検査装置を構成する。

リフレクタ１１は、距離センサ２の前方に配置される。リフレクタ１１は、反射面１１ａを有している。反射面１１ａは、距離センサ２の発光素子から出射された光を反射可能な材料により形成されている。

撮像装置１２は、画像を取得し、当該画像に対応する画像信号ＩＳを出力する装置である。撮像装置１２は、少なくとも距離センサ２が使用する光の波長に感度を有している。撮像装置１２は、リフレクタ１１の反射面１１ａの少なくとも一部の画像を取得できるように配置される。

制御装置１３は、入力インターフェース１３１を備えている。入力インターフェース１３１は、撮像装置１２から出力された画像信号ＩＳと、距離センサ２のプロセッサ２３から出力された距離信号ＤＳを受け付ける。

制御装置１３は、プロセッサ１３２と出力インターフェース１３３を備えている。プロセッサ１３２は、距離センサ２の発光素子に光を出射させる制御信号ＣＳを生成する。制御信号ＣＳは、出力インターフェース１３３から出力される。

上記のように構成された検査システム１を用いて図２に示された距離センサ２の特性を検査する例を説明する。

リフレクタ１１は、反射面１１ａ内に距離センサ２の視野が収まるように、距離センサ２の前方に配置される。

制御装置１３は、距離センサ２の第一発光素子２１ａに光Ｌ１ａを出射させる制御信号ＣＳを出力する。制御信号ＣＳを受信した距離センサ２のプロセッサ２３は、制御信号Ｓ１ａを出力し、第一発光素子２１ａに光Ｌ１ａを出射させる。第一発光素子２１ａは、反射面１１ａにおける距離センサ２の視野の左端ＦＬに対応する位置へ向けて光Ｌ１ａを出射する。

撮像装置１２は、リフレクタ１１の反射面１１ａの画像を取得する。図４は、取得される画像の一例を示している。距離センサ２が正常に動作していれば、反射面１１ａ上に形成された光Ｌ１ａの像が、画像として取得される。撮像装置１２は、当該画像に対応する画像信号ＩＳを出力する。

図２に例示されるように、光Ｌ１ａは、リフレクタ１１の反射面１１ａにより反射され、光Ｌ２ａとして第一受光素子２２ａに入射する。第一受光素子２２ａは、検出信号Ｓ２ａを出力する。プロセッサ２３は、検出信号Ｓ２ａに基づいて、反射面１１ａにおける光Ｌ１ａの入射位置までの距離を算出し、当該距離に対応する距離信号ＤＳを出力する。

制御装置１３の入力インターフェース１３１は、画像信号ＩＳと距離信号ＤＳを受け付ける。制御装置１３のプロセッサ１３２は、画像信号ＩＳに基づいて、光Ｌ１ａがリフレクタ１１の反射面１１ａにおける特定の位置（ここでは距離センサ２の視野の左端ＦＬに対応する位置）に入射しているかを判断する。

制御装置１３のプロセッサ１３２は、当該判断に基づいて、第一受光素子２２ａに入射した光Ｌ２ａがリフレクタ１１の反射面１１ａにおける特定の位置において反射された光であるかを検証する。

図４に示した例においては、光Ｌ１ａは、距離センサ２の視野の左端ＦＬに対応する位置に正常に入射している。したがって、プロセッサ１３２は、第一受光素子２２ａに入射した光Ｌ２ａは、正常に反射された光であると判断する。この検証の結果、第一発光素子２１ａと第一受光素子２２ａは、少なくともリフレクタ１１が配置された位置における物体までの距離を正常に検出できると判断される。

同様の処理が、第二発光素子２１ｂと第三発光素子２１ｃについても行なわれる。図４は、第二発光素子２１ｂと第三発光素子２１ｃの双方に異常がある結果として、第二受光素子２２ｂからの検出信号Ｓ２ｂのみが取得されている状況を例示している。

第三発光素子２１ｃは、リフレクタ１１の反射面１１ａにおける距離センサ２の視野の右端ＦＲに対応する位置へ向けて光Ｌ１ｃを出射する。したがって、本来であれば、図４において破線で示されるように、視野の右端ＦＲの近傍に光Ｌ１ｃの像が形成される。しかしながら、撮像装置１２により取得された画像によれば、視野の中央ＦＣの近傍に光Ｌ１ｃの像が形成されている。この位置に光Ｌ１ｃが入射することにより、反射された光Ｌ２ｃは、第二受光素子２２ｂに入射しうる。よって、本来は第二発光素子２１ｂから出射された光Ｌ１ｂに基づいて算出される距離が、第三発光素子２１ｃから出射された光Ｌ１ｃに基づいて算出されてしまう。

他方、第二発光素子２１ｂは、リフレクタ１１の反射面１１ａにおける距離センサ２の視野の中央ＦＣに対応する位置へ向けて光Ｌ１ｂを出射する。したがって、本来であれば、図４に破線で示されるように、視野の中央ＦＣの近傍に光Ｌ１ｂの像が形成される。しかしながら、撮像装置１２により取得された画像によれば、反射光がいずれの受光素子にも入射し得ない位置に光Ｌ１ｂの像が形成されている。結果として、第三受光素子２２ｃにはいずれの発光素子から出射された光も入射せず、距離の算出がなされない。

第二受光素子２２ｂに入射した光に基づく距離の算出は行なわれているものの、画像信号ＩＳに基づく検証が行なわれた結果として、第二発光素子２１ｂと第三発光素子２１ｃの双方について光の出射方向の補正が必要であることが明らかになっている。

すなわち、受光素子に入射した光を反射したリフレクタ１１の反射面１１ａの画像を参照することにより、当該光が正常な経路を通じて当該受光素子に入射したものであるかを検証できる。また、受光素子に光が正常に入射しなかった場合の原因の特定を容易にできる。これにより、受光素子への光の入射の有無や、受光素子に入射した光に基づく距離の検出結果のみに基づいて光センサの特性の判断がなされる場合と比較して、より精細な特性の検査を可能にできる。

なお、図１に例示されるように、リフレクタ１１と距離センサ２の距離を変更しながら複数回の検査が行なわれることが好ましい。これにより、距離センサ２からの距離に応じた検出精度の変化に係る情報を取得できる。リフレクタ１１が距離センサ２から十分離れると、距離センサ２の視野がリフレクタ１１の反射面１１ａに収まらなくなる場合がある。そのような場合は、リフレクタ１１の左右方向における位置と上下方向における位置を適宜に変更すればよい。

図１に例示されるように、撮像装置１２は、その光軸Ａが距離センサ２の光軸（視野の中央ＦＣを通る直線）と平行に延びるように配置されることが好ましい。

このような構成によれば、撮像装置１２と距離センサ２の視差が前述の検証に与える影響を抑制できる。

あるいは、透明なリフレクタ１１を用いることにより、反射面１１ａを挟んで距離センサ２と対向するように撮像装置１２を配置してもよい。

このような構成によれば、撮像装置１２の光軸と距離センサ２の光軸が一致するような配置を実現できる。この場合、撮像装置１２と距離センサ２の視差を解消できるので、前述した検証の精度の低下をさらに抑制できる。

撮像装置１２は、画角を変更可能に構成されうる。画角は、撮像されるリフレクタ１１の反射面１１ａの面積に応じて定められうる。例えば、図４において符号Ｒ１で示されるように反射面１１ａの全体を撮像する必要がある場合、広角レンズを使用するなどして画角が大きくされる。他方、符号Ｒ２で示されるように反射面１１ａの一部を拡大して撮像する必要がある場合、望遠レンズを使用するなどして画角が小さくされる。

このような構成によれば、検証の目的に応じて適切な画像が取得されうる。例えば、反射面１１ａにおけるより広範囲の一覧性が検証に必要とされる場合、像の歪みは相対的に大きくなるものの、広い画角が優先される。他方、より精細な反射面１１ａにおける光の入射位置の検証が必要とされる場合、像の歪みを小さくするために狭い画角が優先される。換言すると、撮像装置１２の画角は、検証において許容される像の歪みに基づいて定められうる。

図５は、距離センサ２の特性の検査に使用されうるリフレクタ１１の別例を示している。本例に係るリフレクタ１１の反射面１１ａは、二つの湾曲面１１ｂと平坦面１１ｃを含んでいる。二つの湾曲面１１ｂは、リフレクタ１１の左右方向における両端部に配置されている。すなわち、反射面１１ａは、リフレクタ１１の左右方向における両端部において湾曲している。

距離センサ２が実際に使用される場面において検出に供される物体の端縁は、湾曲していることが一般的である。湾曲面１１ｂを端部に有するリフレクタ１１を検査に使用することにより、より現実使用時に近い環境における距離センサ２の特性について検査結果を得ることができる。

より具体的には、各湾曲面１１ｂは、距離センサ２の視野から外れる方向に向かうに連れて距離センサ２から離れる方向に延びている。また、二つの湾曲面１１ｂは、平坦面１１ｃの左右方向における両端縁に配置されている。各湾曲面１１ｂは、第一反射部の一例である。平坦面１１ｃは、第二反射部の一例である。

この場合、距離センサ２の視野の左端ＦＬおよび右端ＦＲの近傍に湾曲面１１ｂが位置するようにリフレクタ１１を配置し、距離センサ２の発光素子から出射された光を湾曲面１１ｂに入射させることが好ましい。距離センサ２の視野の左端ＦＬと右端ＦＲの各々は、距離センサ２の視野の周縁部の一例である。

距離センサ２の視野の周縁は、物体までの距離の検出が可能である領域と不可能である領域との境界である。したがって、検出に使用される光の当該境界付近における挙動は、特に重要度の高い情報であると言える。より現実性の高い形状である湾曲面１１ｂを視野の周縁部に配置して検査を行なうことにより、より多くの情報を取得できる。例えば、平坦面のみを有するリフレクタを用いる場合、得られる情報は、実質的に反射光の戻りがあるか否かである。他方、距離センサ２の視野から外れる方向に向かうに連れて距離センサ２から離れる方向に延びる湾曲面１１ｂを用いる場合、例えば、どのように反射光の強度が減衰していくかについての情報を得ることができる。したがって、より精細な距離センサ２の特性の検査を可能にできる。得られた情報に基づいて、視野の周縁部において所望の挙動が得られるように、発光素子から出射される光の向きや強度を調節することもできる。

なお、図５に例示されるように、湾曲面１１ｂと距離センサ２の距離を変更しながら複数回の検査が行なわれることが好ましい。これにより、距離センサ２からの距離に応じた湾曲面１１ｂにおける反射特性の変化に係る情報を取得できる。リフレクタ１１の左右方向における位置と上下方向における位置を適宜に変更することにより、距離センサ２の周縁部以外の領域においても、距離センサ２の発光素子から出射された光を湾曲面１１ｂに入射させることができる。

図６に例示されるように、湾曲面１１ｂと平坦面１１ｃのなす角度θは、可変とされうる。本例においては、角度θは、リフレクタ１１を上下方向から見たときに、湾曲面１１ｂにおける距離センサ２の視野の最も内側に位置する点Ｐ１と最も外側に位置する点Ｐ２を結ぶ直線が、平坦面１１ｃとなす角度として定義されている。

このような構成によれば、距離センサ２の発光素子から出射された光に対する湾曲面１１ｂの反射条件を必要に応じて変更でき、湾曲面１１ｂに入射する光の挙動についてより多くの情報を取得できる。

図１と図５に例示されるように、制御装置１３のプロセッサ１３２は、出力インターフェース１３３を通じて、距離センサ２の特性に係る検査結果を出力できる。この検査結果に対応する情報は、距離センサ２に付与されうる。例えば、当該情報は、距離センサ２に搭載されたメモリにデータとして格納され、必要に応じて読み出し可能とされうる。あるいは、当該情報は、距離センサ２に張り付けられたラベル上にて文字やコードの形態で表示されうる。

これまで説明したプロセッサ１３２の機能は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されうる。汎用マイクロプロセッサの例としては、ＣＰＵやＭＰＵが挙げられる。汎用メモリの例としては、ＲＯＭやＲＡＭが挙げられる。プロセッサ１３２の機能は、専用集積回路の一部により実現されてもよい。専用集積回路の例としては、マイクロコントローラ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどが挙げられる。

上記の距離センサ２は、視野内に位置する物体の距離を二次元的に取得する各種装置の一部を構成しうる。そのような装置の例としては、ＬｉＤＡＲ（Light Detecting and Ranging）装置、ＴＯＦ（Time of Flight）カメラ、ミリ波レーダ（複数個の使用が必須）などが挙げられる。これらの装置は、例えば移動体に搭載されて当該移動体の外部の情報を検出するために使用されうる。移動体の例としては、車両、鉄道、飛行体、航空機、船舶などが挙げられる。これらの装置が搭載される移動体は、運転者を必要としなくてもよい。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

図５に例示されたリフレクタ１１は、左右方向の両端部に湾曲面１１ｂが設けられている。しかしながら、図７に例示されるように、湾曲面１１ｂは、リフレクタ１１の上下方向の両端部に設けられてもよい。

図５に例示されたリフレクタ１１は、平坦面１１ｃを有している。しかしながら、距離センサ２の視野の周縁部に配置される湾曲面１１ｂのみを備えたリフレクタも採用されうる。このような構成によっても、距離センサ２の視野の周縁部における湾曲した物体に入射した光の挙動を調べることができる。

図５に例示されたリフレクタ１１は、左右方向に延びる単一の平坦面１１ｃを有している。しかしながら、図８に例示されるように、リフレクタ１１は、左右方向に対して前後方向に傾斜した一対の平坦面１１ｃを有しうる。このような構成は、例えば、左右方向に配列された一対の距離センサ２の視野を重複させてセンシングを行なう構成の検査に使用されうる。同様に、リフレクタ１１は、上下方向に対して前後方向に傾斜した一対の平坦面１１ｃを有しうる。このような構成は、例えば、左右方向に配列された一対の距離センサ２の視野を重複させてセンシングを行なう構成の検査に使用されうる。

図５、図７、および図８に例示されたリフレクタ１１は、いずれも両端部に湾曲面１１ｂを備えている。しかしながら、いずれか一方の端部のみに湾曲面１１ｂを備えた構成も採用しうる。図８に例示されたリフレクタ１１については、両端部に設けられた一対の湾曲面１１ｂに加えてあるいは代えて、一対の平坦面１１ｃの境界部分１１ｄに湾曲面を設けてもよい。

図５を参照して説明した湾曲面１１ｂを用いた検査においては、撮像装置１２の使用は必須ではない。

図９に例示されるように、一対の平坦面１１ｃの各々が回動可能であり、左右方向に対してなす角度が可変であるリフレクタ１１も採用されうる。両平坦面１１ｃの回動中心は、距離センサ２の視野の中央ＦＣに対応する位置に配置される。一対の平坦面１１ｃの角度変更は、視野の中央ＦＣに対して左右対称になされることが好ましい。各平坦面１１ｃの端部に上記の湾曲面１１ｂが設けられてもよい。

このような構成を有するリフレクタ１１の有利性について、図１０と図１１を参照しつつ説明する。これらの図に例示されるリフレクタ１１は、単一の平坦面１１ｃを有している。図１０に示される例は、距離センサ２の光軸が前後方向に正しく揃えられている状態を示している。図１１に示される例は、距離センサ２の光軸が前後方向に対して傾いている状態を示している。

図１０において実線で示される位置にリフレクタ１１が配置された場合、距離センサ２から出射された全ての光ビームがリフレクタ１１の反射面１１ａに入射している。この場合、視野の中央ＦＣに入射した光ビームの像を中心として、左右対称に並んだ複数の光ビームの像が検出される（図の上部に実線の丸で示されている）。同図において二点鎖線で示される位置にリフレクタ１１が配置された場合、距離センサ２から出射された複数の光ビームの一部がリフレクタ１１の反射面１１ａに入射する。しかしながら、距離センサ２の光軸が前後方向に揃えられているので、検出される複数の光ビームの像は、やはり視野の中央ＦＣに入射した光ビームの像を中心として左右対称に並ぶ（図の上部に一点鎖線の丸で示されている）。

図１１において実線で示される位置にリフレクタ１１が配置された場合、距離センサ２から出射された全ての光ビームがリフレクタ１１の反射面１１ａに入射している。この場合、視野の中央ＦＣに入射した光ビームの像を中心として、左右対称に並んだ複数の光ビームの像が検出される（図の上部に実線の丸で示されている）。しかしながら、同図において二点鎖線で示される位置にリフレクタ１１が配置された場合、距離センサ２の光軸が前後方向に対して傾いているので、検出される複数の光ビームの像の配列は、視野の中央ＦＣに入射した光ビームに対して左右対称でなくなる（図の上部に一点鎖線の丸で示されている）。ユーザは、リフレクタ１１を前後方向に移動させることによって、距離センサ２の光軸が前後方向に正しく揃えられてない事実を認識できる。

図９に示される例においては、距離センサ２の光軸が前後方向に対して傾いている。同図において実線で示される角度で一対の平坦面１１ｃが配置された場合、距離センサ２から出射された全ての光ビームがリフレクタ１１の一対の平坦面１１ｃに入射している。この場合、視野の中央ＦＣに入射した光ビームの像を中心として、左右対称に並んだ複数の光ビームの像が検出される（図の上部に実線の丸で示されている）。しかしながら、同図において二点鎖線で示される角度で一対の平坦面１１ｃが配置された場合、距離センサ２の光軸が前後方向に対して傾いているので、両平坦面１１ｃの間で光ビームの入射の仕方が相違する。結果として、検出される複数の光ビームの像の配列は、視野の中央ＦＣに入射した光ビームに対して左右対称でなくなる（図の上部に一点鎖線の丸で示されている）。

このような構成によれば、ユーザは、一対の平坦面１１ｃの角度を変更することにより、リフレクタ１１を前後方向に移動させることなく、距離センサ２の光軸が前後方向に正しく揃えられてない事実を認識できる。したがって、図１０と図１１に例示された構成を有するリフレクタ１１と比較すると、検査の作業性を高めることができる。

１：検査システム、１１：リフレクタ、１１ａ：反射面、１１ｂ：湾曲面、１１ｃ：平坦面、１２：撮像装置、１３：制御装置、２：距離センサ、２１：発光素子、２１ａ：第一発光素子、２１ｂ：第二発光素子、２１ｃ：第三発光素子、２２：受光素子、２２ａ：第一受光素子、２２ｂ：第二受光素子、２２ｃ：第三受光素子、Ａ：撮像装置の光軸、ＦＣ：距離センサの視野の中央（距離センサの光軸）ＦＬ：距離センサの視野の左端、ＦＲ：距離センサの視野の右端、ＩＳ：画像信号、Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ２、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ：光、θ：湾曲面と平坦面のなす角度

Claims (11)

1. 発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて当該対象物までの距離を検出する距離センサの検査装置であって、
   反射面を有するリフレクタの画像を取得し、当該画像に対応する画像信号を出力する撮像装置と、
   前記画像信号を受け付ける制御装置と、
   を備えており、
   前記制御装置は、
   前記反射面における特定の位置へ向けて前記発光素子に光を出射させ、
   前記画像信号に基づいて、前記光が前記特定の位置に入射しているかを判断し、
   前記判断に基づいて、前記受光素子に入射した光が前記特定の位置において反射された前記光であるかを検証するように構成されている、
   検査装置。
2. 前記撮像装置は、その光軸が前記距離センサの光軸と平行に延びるように配置される、
   請求項１に記載の検査装置。
3. 前記撮像装置の画角は、撮像される前記反射面の面積に応じて可変である、
   請求項１または２に記載の検査装置。
4. 発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて当該対象物までの距離を検出する距離センサの検査システムであって、
   反射面を有するリフレクタと、
   前記リフレクタの画像を取得し、当該画像に対応する画像信号を出力する撮像装置と、
   前記画像信号を受け付ける制御装置と、
   を備えており、
   前記制御装置は、
   前記反射面における特定の位置へ向けて前記発光素子に光を出射させ、
   前記画像信号に基づいて、前記光が前記特定の位置に入射しているかを判断し、
   前記判断に基づいて、前記受光素子に入射した光が前記特定の位置において反射された前記光であるかを検証するように構成されている、
   検査システム。
5. 前記撮像装置は、前記反射面を挟んで前記距離センサと対向している、
   請求項４に記載の検査システム。
6. 前記反射面は、前記リフレクタの端部において湾曲している、
   請求項４または５に記載の検査システム。
7. 発光素子から出射された光が対象物に反射されて受光素子に入射するまでの時間に基づいて当該対象物までの距離を検出する距離センサの検査方法であって、
   反射面を有するリフレクタの画像を取得可能な位置に撮像装置を配置し、
   前記反射面における特定の位置へ向けて前記発光素子に光を出射させ、
   前記画像に基づいて、前記光が前記特定の位置に入射しているかを判断し、
   前記判断に基づいて、前記受光素子に入射した光が前記特定の位置において反射された前記光であるかを検証する、
   検査方法。
8. 前記撮像装置の光軸が前記距離センサの光軸と平行に延びるように、前記撮像装置を配置する、
   請求項７に記載の検査方法。
9. 前記反射面を挟んで前記距離センサと対向するように、前記撮像装置を配置する、
   請求項７または８に記載の検査方法。
10. 撮像される前記反射面の面積に応じて、前記撮像装置の画角を変更する、
    請求項７から９のいずれか一項に記載の検査方法。
11. 請求項７から１０のいずれか一項に記載の検査方法により得られた検査結果に係る情報が付与されている、距離センサ。

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