JP2005311680A - Visual sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広範囲の周囲光を反射部で反射させ、CCD(Charge Coupled Device)等の撮像手段によって撮像する視覚センサに関するものである。 The present invention relates to a visual sensor in which a wide range of ambient light is reflected by a reflecting portion and is imaged by an imaging means such as a CCD (Charge Coupled Device).
従来より、全方位視覚センサが種々提案されており、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されている。斯かる全方位視覚センサ1は、双曲面形状の反射ミラー2で周囲光を反射させ、撮像カメラ3によって周囲の様子を撮像するものである(図4参照)。
撮像カメラ3は、ケース体5の底壁部5aに配置されている。ケース体5の側壁部5bには、透光性材料からなる円筒状の筒体6が設けられており、この筒体6の内部に反射ミラー2が配置されている。筒体6の上部開口6aには蓋体7が配設されており、この蓋体7に反射ミラー2が固定されている。反射ミラー2は、双曲面形状になっており、前記双曲面形状の頂部を下向きにして、蓋体7から垂下するように配置されている。
The imaging camera 3 is disposed on the
しかし、全方位視覚センサ1は、部品数が多いため、安価に提供することができないという問題を有していた。特に、透光性材料からなる筒体6は、光学的には何ら作用を有しないのであるから、この筒体6を無くすことができれば、部品数を低減できる。そこで、本願出願人は、特願2003−339306号として、周囲光Lが入射する入射面11aと周囲光Lを反射させる反射層15とを有する光学部材11と、反射層15で反射された周囲光Lを撮像する撮像手段13と、を有する視覚センサ10を提案した(図5参照)。光学部材11は中実な透光性材料からなるものであり、光学部材11の反射層15は双曲面形状になっている。光学部材11の入射面11aは、反射層15の双曲面形状の焦点fを中心とする球面になっている。
However, the omnidirectional visual sensor 1 has a problem that it cannot be provided at low cost because of the large number of parts. In particular, the
しかしながら、入射面11aから入射して反射層15で反射された周囲光Lだけでなく、光学部材11の入射面11aで内部反射して反射層15で反射された周囲光Mが撮像素子13によって撮像されるため、周囲光Mが不要な映像(所謂ゴースト像)になる虞があった。
本発明は、中実な透光性材料からなる光学部材を用いた視覚センサを更に改良し、ゴースト像が発生する虞がない視覚センサを提供するものである。
However, not only the ambient light L incident from the
The present invention further improves a visual sensor using an optical member made of a solid translucent material, and provides a visual sensor that does not cause a ghost image.
本発明は、請求項1に記載したように、周囲光が入射する入射面と前記周囲光を反射させる回転対称形状の反射部とを有する中実な透光性材料からなる光学部材と、前記反射部で反射された前記周囲光を撮像する撮像手段と、を有する視覚センサであって、前記光学部材は、前記反射部の前記回転対称形状の頂部に設けられた穴部を有するものである。 According to the first aspect of the present invention, an optical member made of a solid translucent material having an incident surface on which ambient light is incident and a rotationally symmetric reflecting portion that reflects the ambient light, and An imaging means for imaging the ambient light reflected by the reflecting portion, wherein the optical member has a hole provided at the top of the rotationally symmetric shape of the reflecting portion. .
また、本発明は、請求項2に記載したように、前記穴部は、前記回転対称体形状の軸に沿う細長形状であるものである。
In the present invention, as described in
また、本発明は、請求項3に記載したように、前記光学部材は凹部を有し、前記反射部は前記凹部に形成された反射層であるものである。 According to a third aspect of the present invention, the optical member has a concave portion, and the reflective portion is a reflective layer formed in the concave portion.
また、本発明は、請求項4に記載したように、前記光学部材の外周面の少なくとも一部に遮光部材を設けたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, a light shielding member is provided on at least a part of the outer peripheral surface of the optical member.
部品数が少なく安価であり、且つ、ゴースト像が発生する虞が少ない視覚センサを提供することが可能になる。 It is possible to provide a visual sensor that has a small number of parts, is inexpensive, and is less likely to generate a ghost image.
以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。図1及び図2は第一実施形態を示すものである。
視覚センサ10は、光学部材11と、ケース体12と、撮像素子13(撮像手段)と、回路基板14とから構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a first embodiment.
The
光学部材11は、中実な透光性樹脂(例えばポリカーボネート)からなるものであり、周囲光Lが入射する球面形状の入射面11aと、双曲面形状の凹部11bとを有している。凹部11bの双曲面形状は、軸Xを中心とする回転対称体である。光学部材11の入射面11aは、前記双曲面形状の焦点fを中心とする球面となっている。前記双曲面形状の焦点fは、軸X上に位置している。なお、本明細書において、「球面」とは球の表面の少なくとも一部であり、球の表面全体ではない。
The
光学部材11の凹部11bには、アルミニウム(Al)またはクロム(Cr)等の金属膜からなる反射層15(反射部)が蒸着等の方法によって形成されている。凹部11bの前記双曲面形状の頂部には、穴部11dが形成されている。穴部11dは、前記双曲面形状の軸Xに沿った細長形状になっている。ゴースト像の原因になる周囲光Mは穴部11dの周面によって反射されるため、撮像素子13に達することがない。ケース体12は、底壁部12aと、円筒状の側壁部12bとからなり、側壁部12bに光学部材11が固定されている。撮像素子13は回路基板14上に実装され、ケース体12の底壁部12bに固定されている。
A reflective layer 15 (reflective portion) made of a metal film such as aluminum (Al) or chromium (Cr) is formed in the
周囲光Lは、入射面11aから光学部材11の内部に入射し、反射層15で反射される(図2参照)。双曲面形状の焦点fに向かう周囲光Lは、入射面11aに垂直に入射するため、入射面11aで屈折することがない。反射層15で下方に反射された周囲光Lは、出射面11cから出て、撮像素子13によって撮像される。視覚センサ10は、0°から仰角約30°までの視野C1及び0°から俯角30°までの視野C2を有している。撮像素子13から出力された画像データは、図示しない画像処理部に出力され、視覚センサ10の周囲にある障害物の認識等に利用される。
The ambient light L enters the
図3は第二実施形態を示すものである。第二実施形態は、光学部材31の形状及び撮像素子13の位置が異なるだけであり、他の構成は第一実施形態と同様であるので、同一の符号を付しその説明を省略する。
FIG. 3 shows a second embodiment. In the second embodiment, only the shape of the
光学部材31は、第一実施形態の光学部材11を斜めに切除した形状になっており、周囲光が入射する球面形状の入射面31aと、双曲面形状の凹部31bと、平面形状の傾斜面31eと、を有している。光学部材31の入射面31aは、前記双曲面形状の焦点fを中心とする球面となっている。凹部31bの前記双曲面形状の頂部には、穴部31dが形成されている。穴部31dは、前記双曲面形状の軸Xに沿った細長形状になっている。光学部材31の凹部31bには、反射層35(反射部)が形成されている。平面形状の傾斜面31eには、黒色塗装からなる遮光層36(遮光部材)が形成されている。撮像素子13は、前記双曲面形状の軸Xから所定間隔dだけオフセットされて配置されている。
The
第一,第二実施形態によれば、従来は必要であった筒体6が無く、部品数が少ないため、組付けが簡易になり、視覚センサ10を安価に製造することができる。且つ、穴部11d,31dを設けたことにより、ゴースト像が発生する虞がない。なお、穴部11d,31dを軸Xに沿う細長形状にしたのは、ゴースト像の原因となる周囲光Mは、双曲面形状の軸Xを通ることに着目したものである。また、第二実施形態のように、傾斜面31eに遮光層36を設けることにより、傾斜面31eに当たりゴースト像の原因となるような周囲光を遮ることができる。
According to the first and second embodiments, since there is no
第一,第二実施形態の光学部材11,31の入射面11a,31aは球面であったが、非球面であっても良い。また、反射層15,35は、双曲面形状に限定されるものではなく、例えば円錐形状等の回転対象形状であっても良い。
Although the incident surfaces 11a and 31a of the
また、各実施形態の反射部は凹部11b,31bにコーティングした反射層15,35であったが、例えば、金属薄板からなる反射部を光学部材11,31にインサート成形しても良い。また、撮像手段は、例えばCMOS型撮像素子であっても良い。また、穴部11d,31dの周面に遮光層を形成しても良いし、穴部11d,31dに遮光性の樹脂を充填しても良い。
Moreover, although the reflective part of each embodiment was the
11 光学部材
11a 入射面
11b 凹部
11d 穴部
13 撮像素子
15 反射層(反射部)
31 光学部材
31a 入射面
31b 凹部
31d 穴部
35 反射層(反射部)
36 遮光層(遮光部材)
DESCRIPTION OF
31
36 Light-shielding layer (light-shielding member)
Claims (4)
前記光学部材は、前記反射部の前記回転対称形状の頂部に設けられた穴部を有することを特徴とする視覚センサ。 An optical member made of a solid translucent material having an incident surface on which ambient light is incident and a rotationally symmetric reflecting portion that reflects the ambient light, and imaging that captures the ambient light reflected by the reflective portion A visual sensor having means,
The optical member has a hole provided at a top of the rotationally symmetric shape of the reflecting portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004125579A JP2005311680A (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Visual sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004125579A JP2005311680A (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Visual sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005311680A true JP2005311680A (en) | 2005-11-04 |
Family
ID=35439941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004125579A Pending JP2005311680A (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Visual sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005311680A (en) |
-
2004
- 2004-04-21 JP JP2004125579A patent/JP2005311680A/en active Pending
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