(57)【要約】【課題】撮影する画像の白飛びや広くぼやける現象を抑制して、自律走行の精度を向上可能な自律型掃除機を提案する。【解決手段】自律型掃除機１は、本体２と、本体２を移動させる移動部１１と、撮像素子４１ａを有し、かつ本体２に設けられて画像を撮影するカメラ部４１と、撮像素子４１ａに達する光路上に設けられる少なくとも１つの減光部６５と、カメラ部４１で撮影された画像に基づいて作成される環境地図情報を記憶する地図情報記憶部５３と、地図情報記憶部５３に記憶される環境地図情報に基づいて移動部１１を制御して本体２を自律で移動させる制御部１５と、を備えている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体を移動させる移動部と、
撮像素子を有し、かつ前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、
前記撮像素子に達する光路上に設けられる少なくとも１つの減光部と、
前記カメラ部で撮影された前記画像に基づいて作成される環境地図情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶される前記環境地図情報に基づいて前記移動部を制御して前記本体を自律で移動させる制御部と、を備える自律型掃除機。
【請求項２】
前記減光部は、レンズ、または実質的に一様な厚みの薄膜である請求項１に記載の自律型掃除機。
【請求項３】
予め定める照度以上に明るい場合には、前記減光部を前記光路上へ配置し、その他の場合には、前記減光部を前記光路から退避させる減光駆動部を備える請求項１または２に記載の自律型掃除機。
【請求項４】
前記減光部は複数あって、相互に異なる減光率を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の自律型掃除機。
【請求項５】
前記本体に設けられて照度を検知する照度検知器を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の自律型掃除機。
【請求項６】
前記照度検知器は、前記光路に交差する方向から差す光を検知する請求項５に記載の自律型掃除機。
【請求項７】
前記照度検知器は、前記光路に平行な方向から差す光を検知する請求項５に記載の自律型掃除機。
【請求項８】
前記撮像素子が光に晒される露光時間に基づいて減光率を判断する請求項１から４のいずれか１項に記載の自律型掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は、自律型掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラで周囲の画像を撮影し、この画像から周囲の状況を把握して、床面上を自律走行しながら床面の塵埃を捕集したり、汚れを掃除したりする、自律走行型の電気掃除機（掃除ロボット、自律型掃除機）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４３９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、カメラの被写体に強く光が当たっている場合には、画像に白飛び（highlight clipping、blown-out highlights）が発生する場合がある。また、自律走行の過程でカメラに太陽光が直接的に差すと、カメラの光学系にフレアが発生して画像が白くぼやけることもある。
【０００５】
これら白飛びのある画像や、広くぼやけた画像は、周囲の状況把握に支障を招き、ひいては自律走行の制御に影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、本発明は、撮影する画像の白飛びや広くぼやける現象を抑制して、自律走行の精度を向上可能な自律型掃除機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る自律型掃除機は、本体と、前記本体を移動させる移動部と、撮像素子を有し、かつ前記本体に設けられて画像を撮影するカメラ部と、前記撮像素子に達する光路上に設けられる少なくとも１つの減光部と、前記カメラ部で撮影された前記画像に基づいて作成される環境地図情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される前記環境地図情報に基づいて前記移動部を制御して前記本体を自律で移動させる制御部と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の右側面図。
【図３】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の底面図。
【図４】本発明の実施形態に係る自律型掃除機のブロック図。
【図５】本発明の実施形態に係る自律型掃除機のカメラ部および減光部の概略的な断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る自律型掃除機のカメラ部および減光部の他の例における概略的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る自律型掃除機の実施形態について図１から図６を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号が付されている。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、いわゆるロボットクリーナである。自律型掃除機１は、本体２に搭載される二次電池３の電力を消費して自律で移動（走行）する。自律型掃除機１は、居室内の被掃除領域Ａの被掃除面（床面）を動き回って（被掃除領域を網羅的に移動して）塵埃を捕集する。自律型掃除機１は、掃除運転の後、充電台５へ帰巣して次の掃除運転を待機する。充電台５に帰巣した自律型掃除機１は、次の掃除運転を待機している最中、二次電池３を充電する。そのため、自律型掃除機１は、使用者による充電の手間を省き、かつ使用者の求めによる突発的な掃除運転に対応できる。
【００１２】
充電台５は、居室内の被掃除面に設置可能である。充電台５は、自律型掃除機１を円滑に接続または離脱可能である。充電台５は、自律型掃除機１が接続された状態で、商用交流電源から二次電池３へ電力を導く電源コード６を備えている。電源コード６は、二次電池３へ送電する電路である。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の右側面図である。
【００１４】
図３は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の底面図である。
【００１５】
図１に加えて、図２および図３に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、本体２と、本体２を移動させる移動部１１と、本体２の下方の被掃除面を掃除する掃除部１２と、本体２の周囲の被検知物Ｏを検知する検知部１３と、検知部１３、移動部１１、および掃除部１２を制御して自律型掃除機１の運転を制御する制御部１５と、移動部１１、掃除部１２、検知部１３、および制御部１５を含む自律型掃除機１の各部へ電力を供給する二次電池３と、を備えている。
【００１６】
本体２は、例えば合成樹脂製の本体ケース２１と、本体ケース２１の側面に設けられるバンパー２２と、を備えている。
【００１７】
本体ケース２１は、本体２の外殻である。本体ケース２１は、扁平な円柱形状（円盤形状）を有している。平面視で実質的に円形の本体２は、他の形状に比べて旋回時の旋回半径を小さく抑制できる。
【００１８】
バンパー２２は、本体ケース２１の側面に設けられている。
【００１９】
移動部１１は、複数の駆動輪２６と、それぞれの駆動輪２６を個別に駆動させる複数の電動機２７と、駆動輪２６とともに被掃除面上の本体２を支える従動輪２８と、を備えている。
【００２０】
それぞれの駆動輪２６は、本体２を移動させる力を被掃除面へ伝える。それぞれの駆動輪２６は、本体２の幅方向（左右幅方向）に延びる車軸（図示省略）のまわりに転がる。複数の駆動輪２６は、少なくとも一対の駆動輪２６を含んでいる。一対の駆動輪２６の車軸は、実質的に同一線上に配置されている。そのため、自律型掃除機１は、容易に直進および旋回することができる。駆動輪２６は、懸架装置（いわゆるサスペンション、図示省略）によって被掃除面に押さえつけられている。自律型掃除機１は、駆動輪２６に代えて、無限軌道（図示省略）を備えていても良い。
【００２１】
それぞれの電動機２７は、それぞれの駆動輪２６を独立して駆動させる。自律型掃除機１は、左右の駆動輪２６を同じ方向へ回転させることによって直進（前進、または後退）し、左右の駆動輪２６を異なる方向へ回転させることによって旋回（右旋回、または左旋回）する。また、自律型掃除機１は、左右の駆動輪２６の出力を上下させて前進、または後退の速度を調整したり、左右の駆動輪２６の出力を相違させて旋回半径の大小を調整したりすることができる。
【００２２】
従動輪２８は、本体２の下部の幅方向の略中央部、かつ前部に配置されている。従動輪２８は、円形の回転体であり、例えばキャスターである。従動輪２８は、自律型掃除機１の前進、後退、および旋回に容易に追従して向きを変え、自律型掃除機１の走行（移動）を安定させる。なお、駆動輪２６および従動輪２８に支えられる自律型掃除機１の重心は、一対の駆動輪２６と従動輪２８とがなす三角形の内側に配置されていることが好ましい。その場合、自律型掃除機１が転倒する危険性は低下する。換言すると、自律型掃除機１は、より安定して移動（走行）することができる。従動輪２８はなくても良い。
【００２３】
掃除部１２は、本体２の真下、およびその周囲の被掃除面の塵埃を掃除する。掃除部１２は、例えば、負圧を生じさせて塵埃を吸引する吸込掃除部３１、および本体２の下方の床面を拭き掃除もしくは磨き掃除する拭き掃除部３２のいずれかを含んでいる。
【００２４】
吸込掃除部３１は、本体２の底面に設けられる吸込口３４と、吸込口３４に配置される回転ブラシ３５と、回転ブラシ３５を回転駆動させるブラシ用電動機３６と、本体２の後部に設けられる塵埃容器３７と、本体２内に収容されて塵埃容器３７に流体的に接続される電動送風機３８と、を備えている。
【００２５】
吸込口３４は、電動送風機３８が発生させる負圧によって空気とともに塵埃を吸い込む。吸込口３４は、本体２の底部の中央部に配置されている。吸込口３４は、本体２の幅方向に延びている。換言すると、吸込口３４の左右方向の開口幅は、吸込口３４の前後方向の開口幅よりも大きい。本体２の底面が自律走行時に被掃除面に対向（対面）しているため、吸込口３４は、被掃除面上の塵埃、または回転ブラシ３５が被掃除面から掻き上げた塵埃を容易に吸い込むことができる。
【００２６】
回転ブラシ３５の回転中心線は、自律型掃除機１の幅方向に向けられている。回転ブラシ３５は、自律型掃除機１を被掃除面上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面に接触する。そのため、回転駆動する回転ブラシ３５は、被掃除面上の塵埃を掻き上げる。掻き上げられた塵埃は、吸込口３４へ効率的に吸い込まれる。
【００２７】
ブラシ用電動機３６は、回転ブラシ３５を正転（前進時に自律型掃除機１の推進力を補助する方向）または逆転（後退時に自律型掃除機１の推進力を補助する方向）させる。
【００２８】
塵埃容器３７は、電動送風機３８が発生させる吸込負圧によって吸込口３４から吸い込まれる塵埃を蓄積する。塵埃容器３７は、塵埃を濾過捕集するフィルターや、遠心分離（サイクロン分離）や直進分離（直進する空気と塵埃との慣性力の差で塵埃と空気とを分離する分離方式）などの慣性分離によって塵埃を蓄積する分離装置である。塵埃容器３７は、本体２へ着脱可能であり、また開閉可能である。使用者は、塵埃容器３７を本体２から一時的に取り外して、塵埃容器３７を開いて塵埃容器３７に蓄積された塵埃を容易に廃棄したり、塵埃容器３７を清掃したり、洗浄したりすることができる。
【００２９】
電動送風機３８は、二次電池３の電力を消費して駆動する。電動送風機３８は、塵埃容器３７から空気を吸い込んで吸込負圧を生じさせる。塵埃容器３７に発生した負圧は、吸込口３４に作用する。本体２は、電動送風機３８の排気（清浄な空気）を、本体２の外側へ流出させる排気口（図示省略）を有している。
【００３０】
拭き掃除部３２は、本体２の底部の後端部に配置されている。拭き掃除部３２は、例えば本体２の底面に着脱可能な不織布等の繊維材料製の拭き掃除シート３９を備えている。拭き掃除シート３９は、自律型掃除機１を被掃除面上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面に接触する。拭き掃除シート３９は、駆動輪２６が被掃除面で空転しない程度の圧力で、被掃除面に押し当てられていることが好ましい。拭き掃除シート３９と本体２の底面との間には、発泡樹脂などの弾性部材（図示省略）が設けられている。この弾性部材は、拭き掃除シート３９を被掃除面に均一の圧力で押し当てる。
【００３１】
検知部１３は、本体２の移動にともなって本体２に近づく被検知物Ｏ、または本体２に接触する被検知物Ｏを検知する。検知部１３は、本体２に設けられて自律型掃除機１の周囲の画像を撮影するカメラ部４１と、本体２に設けられて本体２が自律型掃除機１以外の物体、つまり被検知物Ｏに接近したことを検知する近接検知部４２と、本体２に設けられて本体２が自律型掃除機１以外の物体、つまり被検知物Ｏに接触したことを検知する接触検知部４３と、を含んでいる。
【００３２】
カメラ部４１は、本体２の正面に設けられて、自律型掃除機１の前方、つまり前進時の走行方向を撮影する。
【００３３】
自律型掃除機１は、カメラ部４１に代えて、または加えて、ステレオカメラとは異なる原理によって撮影範囲における奥行きの情報を得る距離測定装置４５を備えていても良い。
【００３４】
近接検知部４２は、例えば赤外線センサーや、超音波センサーである。赤外線センサーを利用する近接検知部４２は、赤外線を発する発光素子（図示省略）と、光を受けとって電気信号に変換する受光素子（図示省略）と、を備えている。近接検知部４２は、発光素子から赤外線を放ち、被検知物Ｏで反射される赤外線を受光素子で受光して電力に変換し、変換された電力が一定以上になると、被検知物Ｏが一定距離内に近づいたことを、本体２が被検知物Ｏに接触する以前に検知する。超音波センサーを利用する近接検知部４２は、赤外線に代えて超音波を利用して被検知物Ｏを検知する。
【００３５】
接触検知部４３は、いわゆるバンパーセンサーである。接触検知部４３は、移動する本体２が被検知物Ｏに接触した際に、本体２への衝撃を緩和するバンパー２２に連動している。バンパー２２は、被検知物Ｏに接触した際に、本体２の内側へ向かって押し込まれるように変位する。接触検知部４３は、このバンパー２２の変位を検知して本体２が被検知物Ｏに接触したことを検知する。接触検知部４３は、例えばバンパー２２の変位によって入り、切りされるマイクロスイッチ、またはバンパー２２の変位量を非接触で測定する赤外線センサーや、超音波センサーを含んでいる。
【００３６】
二次電池３は、移動部１１、掃除部１２、検知部１３、および制御部１５を含む自律型掃除機１の各部で消費される電力を蓄えている。二次電池３は、例えばリチウムイオン電池であり、充放電を制御する制御回路（図示省略）を有している。この制御回路は、二次電池３の充放電に関する情報を制御部１５へ出力している。
【００３７】
図４は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機のブロック図である。
【００３８】
図２から図３に加えて図４に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、移動部１１の電動機２７、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６および電動送風機３８、検知部１３、制御部１５、および二次電池３に加えて通信部４７を備えている。
【００３９】
通信部４７は、充電台５に赤外線信号を送信する、例えば赤外線発光素子を含む送信部４７ａと、および充電台５やリモートコントローラー（図示省略）からの赤外線信号を受信する、例えばフォトトランジスタを含む受信部４７ｂと、を備えている。
【００４０】
検知部１３のカメラ部４１は、例えばデジタルカメラである。つまり、カメラ部４１は、撮影した画像を電気信号に変換する撮像素子４１ａ（イメージセンサー、図示省略）と、撮像素子４１ａに像を結ぶ（生じさせる）光学系４１ｂと、を備えている。撮像素子４１ａは、例えば、ＣＣＤイメージセンサー（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｉｍａｇｅ  ｓｅｎｓｏｒ）や、ＣＭＯＳイメージセンサー（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｉｍａｇｅ  ｓｅｎｓｏｒ）である。そのため、自律型掃除機１は、カメラ部４１で撮影した画像のデジタルデータを即座に取り扱うことができる。つまり、カメラ部４１で撮影される画像は、例えば画像処理回路（図示省略）を利用することで所定のデータ形式に圧縮したり、二値画像に変換したり、グレースケールに変換したりすることができる。カメラ部４１は、例えば可視光領域の画像を撮影する。可視光領域の画像は、例えば赤外領域の画像に比べて画質が良好であり、複雑な画像処理を施すことなく使用者に視認可能な情報を容易に提供できる。
【００４１】
カメラ部４１は、いわゆるステレオカメラである。カメラ部４１は、撮影する画像が、自律型掃除機１の幅方向の中心線を延長した前方の位置を含む撮影範囲で重なり合っている。カメラ部４１は、撮影範囲における奥行き（自律型掃除機１からみた離間距離）の情報を得ることができる。奥行きの情報を含む画像を「距離画像」と呼ぶ。
【００４２】
カメラ部４１には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や電球などの照明装置（図示省略）が併設されていても良い。照明装置は、カメラ部４１の撮影範囲の一部または全部を照らす。照明装置は、家具などの障害物の陰のような暗い場所や、夜間などの暗い環境下であっても、カメラ部４１による適切な画像の取得を可能にする。
【００４３】
撮像素子４１ａの受光面には、多数の画素が並べられている。受光面の各画素は、受けた光を電気信号に変換する。各画素が受けた光の情報を各画素の位置に応じて統合させることで、カメラ部４１が撮影した景色を表す画像が得られる。一般的な撮像素子４１ａは、カラー画像を撮影する。カラー画像は、例えば赤、緑、および青の三つの色を混ぜて表現される。
【００４４】
距離測定装置４５は、奥行きの情報を得ようとする範囲に光を照射する発光部４５ａと、発光部４５ａから照射された光の反射光を受光する受光部４５ｂと、を備えている。自律型掃除機１は、発光部４５ａの発光開始から受光部４５ｂで反射光を受光するまでの時間差に基づいて自律型掃除機１から被検知物Ｏまでの距離情報を取得できる。発光部４５ａは、例えば赤外線や、可視光を照射する。
【００４５】
制御部１５は、例えば中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、ＣＰＵ、図示省略）、中央処理装置で実行（処理）される各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する補助記憶装置（例えば、Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ、図示省略）、プログラムの作業領域が動的に確保される主記憶装置（例えば、Ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ、図示省略）を備えている。補助記憶装置は、例えば不揮発性メモリのように書き換え可能なものであることが好ましい。
【００４６】
制御部１５は、移動部１１の電動機２７、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６および電動送風機３８、検知部１３、二次電池３、および通信部４７に電気的に接続されている。制御部１５は、通信部４７を介して充電台５、およびリモートコントローラーから受信する指令に応じて移動部１１の電動機２７、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６および電動送風機３８、検知部１３、二次電池３を制御する。
【００４７】
制御部１５は、自律型掃除機１の自律移動を制御する自律移動制御部５１と、検知部１３の動作を制御する検知制御部５２と、を含んでいる。自律移動制御部５１、および検知制御部５２は、演算プログラムである。
【００４８】
自律移動制御部５１は、掃除場所の環境地図情報（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  Ｍａｐ、図示省略）を記憶する地図情報記憶部５３と、移動部１１の電動機２７の動作を制御する移動制御部５８と、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６、および電動送風機３８の動作を制御する掃除制御部５９と、を備えている。
【００４９】
地図情報記憶部５３は、補助記憶装置に確保される記憶領域に構築されたデータの集合であって、適宜のデータ構造を有している。地図情報記憶部５３は、補助記憶装置から主記憶装置に読み込まれて利用され、適宜の更新を経て、補助記憶装置へ上書きされる。
【００５０】
環境地図情報は、自律型掃除機１の自律移動に用いられる情報であり、少なくとも掃除対象となる場所において、自律型掃除機１が移動可能な領域の形状を含む情報である。環境地図情報は、例えば整然と配列された一辺１０センチメートルの矩形の集合として構築されている。環境地図情報は、自律型掃除機１の使用に際して、事前に準備されるものであっても良いし、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）によって自己位置推定と同時に作成されるものであっても良い。環境地図情報は、掃除運転にともなう移動の過程で作成、および更新されても良い。ＳＬＡＭで環境地図情報を作成する場合には、自律型掃除機１は、検知部１３の他に、エンコーダなどの種々のセンサー（図示省略）を備えていることが好ましい。移動制御部５８は、これら検知部１３および種々のセンサーから取得する情報に基づいて環境地図情報を作成する。
【００５１】
移動制御部５８は、環境地図情報に基づいて移動部１１を制御して自律型掃除機１を自律で移動させる。移動制御部５８は、電動機２７に流れる電流の大きさ、および向きを制御して、電動機２７を正転、または逆転させる。移動制御部５８は、電動機２７を正転、または逆転させることで、駆動輪２６の駆動を制御している。
【００５２】
掃除制御部５９は、ブラシ用電動機３６、および電動送風機３８を個別に制御する。
【００５３】
検知制御部５２は、カメラ部４１の動作を制御する。検知制御部５２は、所定の時間間隔毎にカメラ部４１に画像を撮影させる。検知制御部５２は、カメラ部４１で撮影された画像を検知結果記憶部６１に記憶する。カメラ部４１で撮影された画像は、検知結果記憶部６１は、主記憶装置に確保されている。検知結果記憶部６１は、カメラ部４１で撮影された画像を記憶する。検知結果記憶部６１は、複数の画像を記憶可能な容量を有している。
【００５４】
検知結果記憶部６１は、カメラ部４１で撮影された画像を表す画像情報を無加工で記憶しても良いし、画像の解析処理に必要な情報を残す限りにおいてデータサイズを減らすように加工した画像情報を記憶しても良い。検知結果記憶部６１に記憶される画像情報は、例えば、カメラ部４１で撮影された画像をグレースケールに変換した画像（以下、カメラ部４１で撮影された元の画像と同じく画像と呼ぶ。）であっても良い。グレースケール画像の場合には、画像の画素値は輝度値と一致する。グレースケールに変換した画像を保存する場合には、制御部１５は、元画像を記憶する場合に比べて、検知結果記憶部６１に割り当てるメモリ領域の容量（リソース）を少量で済ませることが可能である。また、グレースケールに変換した画像を以後の解析処理に使用する場合には、制御部１５は、元画像を処理する場合に比べて中央処理装置の負荷を軽減できる。画像のグレースケール化を含む画像処理は、カメラ部４１で実行されても良い。カメラ部４１で画像処理を実行することによって、中央処理装置の負荷が軽減される。
【００５５】
また、検知制御部５２は、照明装置の点灯と消灯とを制御する。照明装置は、画像を明るくして解析処理の容易化と精度向上とを容易にする。
【００５６】
さらに、検知制御部５２は、近接検知部４２の検出結果、つまり被検知物Ｏが本体２に接近したこと、およびその時の被検知物Ｏと本体２との離間距離を検知結果記憶部６１に記憶する。
【００５７】
また、検知制御部５２は、接触検知部４３の検出結果、つまり被検知物Ｏが本体２に接触したことを検知結果記憶部６１に記憶する。
【００５８】
図５は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機のカメラ部および減光部の概略的な断面図である。
【００５９】
図１から図４に加えて図５に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、カメラ部４１の撮像素子４１ａに達する光路ＯＰ上に設けられる少なくとも１つの減光部６５と、本体２に設けられて照度を検知する照度検知器６６と、予め定める照度以上に明るい場合には、減光部６５を光路ＯＰ上へ配置し、その他の場合には、減光部６５を光路ＯＰから退避させる減光駆動部６７と、を備えている。
【００６０】
減光部６５は、実質的に一様な厚みの薄膜、いわゆるニュートラル・デンシティー（Neutral Density、ＮＤ）フィルター、または表面処理の施されたレンズである。減光部６５は、カメラ部４１の光学系４１ｂを収容する鏡筒７１（鏡胴）内に設けられていても良いし、鏡筒７１の外側に設けられていても良い。減光部６５は、光路ＯＰ上に配置された状態で、撮像素子４１ａに達する光量を減じる。
【００６１】
照度検知器６６は、カメラ部４１の光路ＯＰに平行な方向から差す光を検知する。照度検知器６６は、カメラ部４１の近傍であって、本体２の正面に設けられている。つまり、照度検知器６６は、カメラ部４１の撮影方向から差す光の照度を検知する。
【００６２】
なお、照度検知器６６（図１および図２に二点鎖線で示される照度検知器６６）は、カメラ部４１の光路ＯＰに交差する方向から差す光を検知するものであっても良い。この場合、照度検知器６６は、カメラ部４１の近傍であって、本体２の天面に設けられている。つまり、照度検知器６６は、本体２の上方から差す光の照度を検知する。
【００６３】
減光駆動部６７は、例えば減光部６５を光路ＯＰに交差する方向へ進退させることが可能なスライド機構７２と、スライド機構７２の駆動力を発生させて減光部６５を光路ＯＰ上へ配置したり、減光部６５を光路ＯＰから退避させたりする駆動源７３と、を備えている。駆動源７３は、例えば電動機や、電磁石である。電動機は、スライド機構７２に機械的に連結されている。電磁石は、例えば極性を変化させて減光部６５に設けられる永久磁石を反発させたり、引き付けたりしてスライド機構７２を駆動させる。
【００６４】
減光駆動部６７は、減光部６５が鏡筒７１内に設けられている場合には、減光部６５とともに鏡筒７１内に設けられていることが好ましい。減光駆動部６７は、減光部６５が鏡筒７１外に設けられている場合には、光路ＯＰから退避した減光部６５を収容して減光部６５が汚れることを防ぐハウジング７５を備えていることが好ましい。
【００６５】
制御部１５は、照度検知器６６の検出結果に基づいて減光駆動部６７を制御する減光制御部７６を備えている。減光制御部７６は、自律移動制御部５１、および検知制御部５２と同様な演算プログラムである。減光制御部７６は、照度検知器６６で検知される照度が予め定める判定照度以上に明るい場合には、減光駆動部６７を駆動して減光部６５を光路ＯＰ上へ配置し、その他の場合には、減光駆動部６７を駆動して減光部６５を光路ＯＰから退避させる。
【００６６】
なお、減光制御部７６は、撮像素子４１ａが光に晒される露光時間に基づいて減光率を判断しても良い。減光制御部７６は、撮像素子４１ａから露光時間を取得し、減光駆動部６７を駆動して減光部６５を光路ＯＰ上へ配置し、その他の場合には、減光駆動部６７を駆動して減光部６５を光路ＯＰから退避させる。
【００６７】
また、減光部６５は、液晶のように透過率を変更可能な薄膜であっても良い。液晶を用いた減光部６５は、減光部６５を移動させる減光駆動部６７を要しない。減光制御部７６は、照度検知器６６で検知される照度が予め定める判定照度以上に明るい場合には、減光部６５の透過率を減少させ、その他の場合には、減光部６５の透過率を増加させる。
【００６８】
図６は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機のカメラ部および減光部の他の例における概略的な断面図である。
【００６９】
図６に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、複数の減光部６５を備えていても良い。複数の減光部６５は、相互に異なる減光率を有していることが好ましい。例えば、減光率１０パーセントの第一減光部６５ａ、減光率２０パーセントの第二減光部６５ｂ、減光率３０パーセントの第三減光部６５ｃ、および減光率４０パーセントの第四減光部６５ｄ、つまり４つの減光部６５は、適宜の組み合わせによって１０パーセントから１００パーセントの減光率を１０パーセント刻みで提供する。
【００７０】
減光駆動部６７は、減光部６５と同数あることが好ましい。複数の減光駆動部６７は、複数の減光部６５のそれぞれを個別に、光路ＯＰに交差する方向へ進退させる。
【００７１】
減光制御部７６は、照度検知器６６で検知される照度に応じて複数の減光部６５を個別に光路ＯＰ上へ配置したり、複数の減光部６５を個別に光路ＯＰから退避させたりする。減光制御部７６は、照度検知器６６で検知される照度に応じて、第一減光部６５ａを光路ＯＰに交差する方向へ進退させる第一減光駆動部６７ａ、第二減光部６５ｂを光路ＯＰに交差する方向へ進退させる第二減光駆動部６７ｂ、第三減光部６５ｃを光路ＯＰに交差する方向へ進退させる第三減光駆動部６７ｃ、および第四減光部６５ｄを光路ＯＰに交差する方向へ進退させる第四減光駆動部６７ｄを、それぞれ適宜に動作させて１０パーセントから１００パーセントの減光率を１０パーセント刻みで制御する。
【００７２】
以上のように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、撮像素子４１ａに達する光路ＯＰ上に設けられる減光部６５を備えている。そのため、自律型掃除機１は、カメラ部４１で撮影される画像の白飛びの発生や、光学系４１ｂに発生するフレアによる画像の白いぼやけを抑制できる。つまり、自律型掃除機１は、カメラ部４１で撮影される画像の精度を向上させ、ひいては自律走行の精度を向上させることができる。
【００７３】
また、本実施形態に係る自律型掃除機１は、減光部６５に、レンズ、または実質的に一様な厚みの薄膜を用いる。そのため、自律型掃除機１は、減光部を容易に構成することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態に係る自律型掃除機１は、予め定める照度以上に明るい場合には、減光部６５を光路ＯＰ上へ配置し、その他の場合には、減光部６５を光路ＩＯから退避させる減光駆動部６７を備えている。そのため、自律型掃除機１は、自律で走行する際の、掃除場所の明るさの状況に対応して自律走行の精度を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施形態に係る自律型掃除機１は、相互に異なる減光率を有する複数の減光部６５を備えていても良い。そのため、自律型掃除機１は、自律で走行する際の、掃除場所の明るさの状況によりきめ細やかに対応して自律走行の精度をさらに向上させることができる。
【００７６】
さらに、本実施形態に係る自律型掃除機１は、照度を検知する照度検知器６６を備えている。そのため、自律型掃除機１は、自律で走行する際の、掃除場所の明るさの状況を、容易に検知し、減光部６５の制御に反映できる。
【００７７】
また、本実施形態に係る自律型掃除機１は、光路に交差する方向から差す光を検知する照度検知器６６を備えている。そのため、自律型掃除機１は、自律で走行する際の、本体２が晒される環境（明るさ）の状況を確実に把握して、減光部６５の制御に反映できる。
【００７８】
さらに、本実施形態に係る自律型掃除機１は、光路に平行な方向から差す光を検知する照度検知器６６を備えている。そのため、自律型掃除機１は、自律で走行する際の、カメラ部４１に入社する光の状況を確実に把握して、減光部６５の制御に反映できる。
【００７９】
また、本実施形態に係る自律型掃除機１は、撮像素子４１ａが光に晒される露光時間に基づいて減光率を判断しても良い。この場合、自律型掃除機１は、照度検知器６６を用いることなく、自律で走行する際の、掃除場所の明るさの状況を検知し、減光部６５の制御に反映で
【００８０】
したがって、本実施形態に係る自律型掃除機１によれば、撮影する画像の白飛びや広くぼやける現象を抑制して、自律走行の精度を向上できる。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
１…自律型掃除機、２…本体、３…二次電池、５…充電台、６…電源コード、１１…移動部、１２…掃除部、１３…検知部、１５…制御部、２１…本体ケース、２２…バンパー、２６…駆動輪、２７…電動機、２８…従動輪、３１…吸込掃除部、３２…拭き掃除部、３４…吸込口、３５…回転ブラシ、３６…ブラシ用電動機、３７…塵埃容器、３８…電動送風機、３９…拭き掃除シート、４１…カメラ部、４１ａ…撮像素子、４１ｂ…光学系、４２…近接検知部、４３…接触検知部、４５…距離測定装置、４５ａ…発光部、４５ｂ…受光部、４７…通信部、４７ａ…送信部、４７ｂ…受信部、５１…自律移動制御部、５２…検知制御部、５３…地図情報記憶部、５８…移動制御部、５９…掃除制御部、６１…検知結果記憶部、６５…減光部、６５ａ…第一減光部、６５ｂ…第二減光部、６５ｃ…第三減光部、６５ｄ…第四減光部、６６…照度検知器、６７…減光駆動部、６７ａ…第一減光駆動部、６７ｂ…第二減光駆動部、６７ｃ…第三減光駆動部、６７ｄ…第四減光駆動部、７１…鏡筒、７２…スライド機構、７３…駆動源、７５…ハウジング、７６…減光制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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