(57)【要約】  電流変換部１４によって、１次元で配列された受光素子の配列位置の各々に対して入力された光に応じて電流分布を生成し、電流分布と同符号のパルス電流分布と、反転符号のパルス電流分布とを出力する。空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂによって、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる２つの空間時間フィルタの各々を用いて、同符号のパルス電流分布と反転符号のパルス電流分布の各々を、電圧分布に変換する。加算部１８によって、各々の電圧分布を配列位置毎に加算して強調データを生成する。このように、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧分布を出力することができる。
2010055920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布に対して、前記電流分布毎に重み付けされた複数の電流分布を出力する電流変換手段と、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された前記複数の電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段と、
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段と、
を含む時空間データ処理装置。
【請求項２】
１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布を出力する電流変換手段と、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段と、
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布に対して、前記電圧分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段と、
を含む時空間データ処理装置。
【請求項３】
前記電流変換手段は、前記電流分布に対して、前記電流分布毎に重み付けされた複数の電流分布を出力し、
前記フィルタ変換手段は、前記複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された複数の電流分布を、前記複数の電圧分布に変換する請求項２記載の時空間データ処理装置。
【請求項４】
前記電流変換手段は、前記電流分布に基づいて、前記電流分布毎に重み付けされ、かつ、各配列位置の電流をパルス幅変調又はパルス密度変調により変調した複数の電流分布を出力する請求項１記載の時空間データ処理装置。
【請求項５】
前記電流変換手段は、前記電流分布の各配列位置の電流を、パルス幅変調又はパルス密度変調により変調した電流分布を出力する請求項２又は３記載の時空間データ処理装置。
【請求項６】
前記空間フィルタの各々を、前記電流変換手段により出力された、対応する前記電流分布における隣接する前記配列位置の電流の出力間を接続するように設けられた複数の抵抗素子と、各々の一端を各配列位置の電流の出力を接続し、かつ、各々の他端を接地するように設けられた、抵抗素子及び容量素子を並列に接続した複数の並列回路と含んで構成した請求項１又は４記載の時空間データ処理装置。
【請求項７】
前記空間フィルタの各々を、前記電流変換手段により出力された、前記電流分布における隣接する前記配列位置の電流の出力間を接続するように設けられた複数の抵抗素子と、各々の一端を各配列位置の電流の出力を接続し、かつ、各々の他端を接地するように設けられた、抵抗素子及び容量素子を並列に接続した複数の並列回路と含んで構成した請求項２、３、又は５記載の時空間データ処理装置。
【請求項８】
前記空間フィルタの各々に設けられた前記並列回路の時定数が、他の空間フィルタと異なるように構成した請求項６又は７記載の時空間データ処理装置。
【請求項９】
前記空間フィルタの各々に設けられた、隣接する前記配列位置の電流の出力間を接続した前記抵抗素子の抵抗値が、他の空間フィルタと異なるように構成した請求項６〜請求項８の何れか１項記載の時空間データ処理装置。
【請求項１０】
前記並列回路の抵抗素子は、誘導成分を有する請求項６〜請求項９の何れか１項記載の時空間データ処理装置。
【請求項１１】
前記並列回路の容量素子の容量を零とした請求項６〜請求項１０の何れか１項記載の時空間データ処理装置。
【請求項１２】
前記複数の空間フィルタは、２つの空間フィルタであって、
前記電流変換手段は、正の重み付けが行われた電流分布と、負の重み付けが行われた電流分布とを出力し、
前記フィルタ変換手段は、前記２つの空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された２つの電流分布を、２つの電圧分布に変換する請求項１、４、又は６記載の時空間データ処理装置。
【請求項１３】
前記複数の空間フィルタは、２つの空間フィルタであって、
前記フィルタ変換手段は、２つの空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された電流分布を、２つの電圧分布に変換し、
前記加算手段は、前記フィルタ変換手段によって変換された前記２つの電圧分布の一方に対して正の重み付けを行い、他方に対して負の重み付けを行うと共に、前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する請求項２、３、５、又は７記載の時空間データ処理装置。
【請求項１４】
前記複数の空間フィルタとは異なる複数の第２空間フィルタの各々を用いて、前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布の各々を変換する第２フィルタ変換手段を更に含み、
前記加算手段は、前記第２フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する請求項１、４、６、又は１２記載の時空間データ処理装置。
【請求項１５】
前記複数の空間フィルタとは異なる複数の第２空間フィルタの各々を用いて、前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布の各々を変換する第２フィルタ変換手段を更に含み、
前記加算手段は、前記第２フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布に対して、前記電圧分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する請求項２、３、５、７、又は１３記載の時空間データ処理装置。
【請求項１６】
前記複数の空間フィルタを、所望の電圧分布に応じてフィルタ特性を変更可能とした請求項１〜請求項１５の何れか１項記載の時空間データ処理装置。
【請求項１７】
前記空間フィルタを、損失のある拡散方程式に時間に関する二階微分項を付加した式で記述した請求項１〜請求項１６の何れか１項記載の時空間データ処理装置。
【請求項１８】
前記空間フィルタへ入力位置より前に設けられた、入力される刺激、又は電流分布を遮断し、かつ、前記遮断するか否かを切り替え可能なシャッターを更に含む請求項１〜請求項１７の何れか１項記載の時空間データ処理装置。
【請求項１９】
前記加算手段によって出力された電圧分布に対して、前記配列位置毎にフィルタ処理を行うフィルタ処理手段を更に含む請求項１〜請求項１８の何れか１項記載の時空間データ処理装置。
【請求項２０】
前記フィルタ処理手段は、前記配列位置の各々について、前記フィルタ処理により得られる出力が大きいほど、該配列位置の周辺の配列位置に対するフィルタ処理のゲインを下げる請求項１９記載の時空間データ処理装置。
【請求項２１】
コンピュータを、
１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布に対して、前記電流分布毎に重み付けされた複数の電流分布を出力する電流変換手段、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された前記複数の電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段、及び
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２２】
コンピュータを、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布を出力する電流変換手段、
前記電流変換手段によって出力された電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段、及び
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布に対して、前記電圧分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２３】
前記空間フィルタは、損失のある拡散方程式に時間に関する二階微分項を付加した式で記述される請求項２１又は２２記載のプログラム。
【請求項２４】
１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布に対して、前記電流的情報分布毎に重み付けされた複数の電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段と、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された前記複数の電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段と、
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段と、
を含む時空間データ処理装置。
【請求項２５】
１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段と、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段と、
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布に対して、前記電圧的情報分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段と、
を含む時空間データ処理装置。
【請求項２６】
コンピュータを、
１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布に対して、前記電流的情報分布毎に重み付けされた複数の電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された前記複数の電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段、及び
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項２７】
コンピュータを、
１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段、
損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段、及び
前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布に対して、前記電圧的情報分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時空間データ処理装置及びプログラムに係り、特に、入力された刺激に応じた電流分布から電圧分布を出力する時空間データ処理装置及びプログラム、並びに、入力された刺激に応じた電流的情報分布から電圧的情報分布を出力する時空間データ処理装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空間的に分布させた複数のセンサー素子の情報を統合することにより、センサーを刺激した事象を分析するセンサー及びセンサーシステムが産業に広く供されている。例えば、単位アクティブピクセルのアレイを含むイメージセンサーや、アクティブピクセルアレイを含むイメージセンサーが知られている（特許文献１、２）。また、空間的に分布させた複数のセンサー素子として、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが代表的であり、レンズ系の付加により視覚情報を２次元画像として捕捉することができる。ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサでは、刺激の強度にリニアに反応するのみならず、時間遅れがほとんどなく、刺激が印加されるとすみやかに応答する。
【特許文献１】特開２００７−２０１９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１９５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のようにＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いた場合では、刺激の境界、すなわち刺激の輪郭を強調して刺激の全体像を把握しようとするときに、ガウス・カルマンフィルタなどの複雑な空間フィルタ処理が必要となる、という問題がある。【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧分布又は電圧的情報分布を出力することができる時空間データ処理装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、第１の発明に係る時空間データ処理装置は、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布に対して、前記電流分布毎に重み付けされた複数の電流分布を出力する電流変換手段と、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された前記複数の電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段と、前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段とを含んで構成されている。【０００６】
また、第２の発明に係るプログラムは、コンピュータを、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布に対して、前記電流分布毎に重み付けされた複数の電流分布を出力する電流変換手段、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された前記複数の電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段、及び前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段として機能させるためのプログラムである。【０００７】
第１の発明及び第２の発明によれば、電流変換手段によって、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布に対して、電流分布毎に重み付けされた複数の電流分布を出力する。【０００８】
そして、フィルタ変換手段によって、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、電流変換手段によって出力された複数の電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換する。加算手段によって、フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧分布を配列位置毎に加算し、加算して得られた電圧分布を出力する。【０００９】
このように、重み付けされた複数の電流分布を、フィルタ特性が異なる複数の空間フィルタを用いて複数の電圧分布に変換し、変換された複数の電圧分布を加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧分布を出力することができる。【００１０】
第３の発明に係る時空間データ処理装置は、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布を出力する電流変換手段と、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流変換手段によって出力された電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段と、前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布に対して、前記電圧分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段とを含んで構成されている。【００１１】
第４の発明に係るプログラムは、コンピュータを、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布を出力する電流変換手段、前記電流変換手段によって出力された電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換するフィルタ変換手段、及び前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧分布に対して、前記電圧分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧分布を出力する加算手段として機能させるためのプログラムである。【００１２】
第３の発明及び第４の発明によれば、電流変換手段によって、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流からなる電流分布を出力する。フィルタ変換手段によって、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、電流変換手段によって出力された電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる複数の電圧分布に変換する。【００１３】
そして、加算手段によって、フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧分布に対して、電圧分布毎に重み付けすると共に配列位置毎に加算し、加算して得られた電圧分布を出力する。【００１４】
このように、複数の電流分布を、フィルタ特性が異なる複数の空間フィルタを用いて複数の電圧分布に変換し、変換された複数の電圧分布を重み付けすると共に加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧分布を出力することができる。【００１５】
第３の発明に係る電流変換手段は、電流分布に対して、電流分布毎に重み付けされた複数の電流分布を出力し、フィルタ変換手段は、複数の空間フィルタの各々を用いて、電流変換手段によって出力された複数の電流分布を、複数の電圧分布に変換することができる。【００１６】
第１の発明に係る電流変換手段は、電流分布に基づいて、電流分布毎に重み付けされ、かつ、各配列位置の電流をパルス幅変調又はパルス密度変調により変調した複数の電流分布を出力することができる。【００１７】
第３の発明に係る電流変換手段は、電流分布の各配列位置の電流を、パルス幅変調又はパルス密度変調により変調した電流分布を出力することができる。【００１８】
第１の発明に係る空間フィルタの各々を、電流変換手段により出力された、対応する電流分布における隣接する配列位置の電流の出力間を接続するように設けられた複数の抵抗素子と、各々の一端を各配列位置の電流の出力を接続し、かつ、各々の他端を接地するように設けられた、抵抗素子及び容量素子を並列に接続した複数の並列回路と含んで構成することができる。【００１９】
第３の発明に係る空間フィルタの各々を、電流変換手段により出力された、電流分布における隣接する配列位置の電流の出力間を接続するように設けられた複数の抵抗素子と、各々の一端を各配列位置の電流の出力を接続し、かつ、各々の他端を接地するように設けられた、抵抗素子及び容量素子を並列に接続した複数の並列回路と含んで構成することができる。【００２０】
上記の空間フィルタの各々に設けられた並列回路の時定数が、他の空間フィルタと異なるように構成することができる。これによって、フィルタ特性が異なるように空間フィルタを構成することができる。【００２１】
上記の空間フィルタの各々に設けられた、隣接する配列位置の電流の出力間を接続した抵抗素子の抵抗値が、他の空間フィルタと異なるように構成することができる。これによって、フィルタ特性が異なるように空間フィルタを構成することができる。【００２２】
上記の並列回路の抵抗素子は、誘導成分を有していてもよい。また、上記の並列回路の容量素子の容量を零としてもよい。【００２３】
第１の発明に係る複数の空間フィルタは、２つの空間フィルタであって、電流変換手段は、正の重み付けが行われた電流分布と、負の重み付けが行われた電流分布とを出力し、フィルタ変換手段は、２つの空間フィルタの各々を用いて、電流変換手段によって出力された２つの電流分布を、２つの電圧分布に変換することができる。【００２４】
第３の発明に係る複数の空間フィルタは、２つの空間フィルタであって、フィルタ変換手段は、２つの空間フィルタの各々を用いて、電流変換手段によって出力された電流分布を、２つの電圧分布に変換し、加算手段は、フィルタ変換手段によって変換された２つの電圧分布の一方に対して正の重み付けを行い、他方に対して負の重み付けを行うと共に、配列位置毎に加算し、加算して得られた電圧分布を出力することができる。【００２５】
第１の発明に係る時空間データ処理装置は、複数の空間フィルタとは異なる複数の第２空間フィルタの各々を用いて、フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧分布の各々を変換する第２フィルタ変換手段を更に含み、加算手段は、第２フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧分布を配列位置毎に加算し、加算して得られた電圧分布を出力することができる。【００２６】
第３の発明に係る時空間データ処理装置は、複数の空間フィルタとは異なる複数の第２空間フィルタの各々を用いて、フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧分布の各々を変換する第２フィルタ変換手段を更に含み、加算手段は、第２フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧分布に対して、電圧分布毎に重み付けすると共に配列位置毎に加算し、加算して得られた電圧分布を出力することができる。【００２７】
上記の複数の空間フィルタを、所望の電圧分布に応じてフィルタ特性を変更可能とすることができる。これによって、所望の電圧分布を出力することができる。【００２８】
上記の空間フィルタを、損失のある拡散方程式に時間に関する二階微分項を付加した式で記述することができる。【００２９】
上記の時空間データ処理装置は、空間フィルタへ入力位置より前に設けられた、入力される刺激、又は電流分布を遮断し、かつ、遮断するか否かを切り替え可能なシャッターを更に含むことができる。【００３０】
上記の時空間データ処理装置は、加算手段によって出力された電圧分布に対して、配列位置毎にフィルタ処理を行うフィルタ処理手段を更に含むことができる。【００３１】
上記のフィルタ処理手段は、配列位置の各々について、フィルタ処理により得られる出力が大きいほど、該配列位置の周辺の配列位置に対するフィルタ処理のゲインを下げることができる。【００３２】
第５の発明に係る時空間データ処理装置は、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布に対して、前記電流的情報分布毎に重み付けされた複数の電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段と、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された前記複数の電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段と、前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段とを含んで構成されている。【００３３】
第６の発明に係るプログラムは、コンピュータを、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布に対して、前記電流的情報分布毎に重み付けされた複数の電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された前記複数の電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段、及び前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布を前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段として機能させるためのプログラムである。【００３４】
第５の発明及び第６の発明によれば、電流的情報変換手段によって、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布に対して、電流的情報分布毎に重み付けされた複数の電流的情報分布を出力する。【００３５】
そして、フィルタ変換手段によって、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、電流的情報変換手段によって出力された複数の電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換する。加算手段によって、フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧的情報分布を配列位置毎に加算し、加算して得られた電圧的情報分布を出力する。【００３６】
このように、重み付けされた複数の電流的情報分布を、フィルタ特性が異なる複数の空間フィルタを用いて複数の電圧的情報分布に変換し、変換された複数の電圧的情報分布を加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧的情報分布を出力することができる。【００３７】
ここで、電流的情報とは、流れるものに関連する情報であり、電圧的情報とは、測定に関連する情報である。電流的情報と電圧的情報のペアの例としては、熱量と温度、キャリアとポテンシャル、処理情報と検知情報がある。【００３８】
第７の発明に係る時空間データ処理装置は、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段と、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段と、前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布に対して、前記電圧的情報分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段とを含んで構成されている。【００３９】
第８の発明に係るプログラムは、コンピュータを、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布を出力する電流的情報変換手段、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、前記電流的情報変換手段によって出力された電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換するフィルタ変換手段、及び前記フィルタ変換手段によって変換された前記複数の電圧的情報分布に対して、前記電圧的情報分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、前記加算して得られた電圧的情報分布を出力する加算手段として機能させるためのプログラムである。【００４０】
第７の発明及び第８の発明によれば、電流的情報変換手段によって、１次元以上の次元で配列された配列位置の各々に対して入力された刺激に応じて変化する電流的情報からなる電流的情報分布を出力する。フィルタ変換手段によって、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、フィルタ特性が各々異なる複数の空間フィルタの各々を用いて、電流的情報変換手段によって出力された電流的情報分布を、各配列位置に対する電圧的情報からなる複数の電圧的情報分布に変換する。【００４１】
そして、加算手段によって、フィルタ変換手段によって変換された複数の電圧的情報分布に対して、電圧的情報分布毎に重み付けすると共に前記配列位置毎に加算し、加算して得られた電圧的情報分布を出力する。【００４２】
このように、複数の電流的情報分布を、フィルタ特性が異なる複数の空間フィルタを用いて複数の電圧的情報分布に変換し、変換された複数の電圧的情報分布を重み付けすると共に加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧的情報分布を出力することができる。【００４３】
例えば、入力される刺激がイメージセンサーからの信号である場合、本発明の構成により、人間の視覚が特徴的に感じる画像（強調画像）を電圧分布として得ることができる。各空間フィルタのパラメータ（抵抗値、容量値など）を適宜調整することにより、出力される電圧分布として、輪郭強調画像や動体強調画像を得ることができる。本発明は、人間が特徴的に感じる強調画像をリアルタイムで得ることができるので、車載カメラや防犯カメラに用いれば、危険を素早く察知することができる。比較的簡単な回路で構成できるのでハードウエア回路として実現しても良いし、演算速度が速ければソフトウエアで実現しても良い。
【発明の効果】
【００４４】
以上説明したように、本発明の時空間データ処理装置及びプログラムによれば、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧分布を出力することができる、という効果が得られる。【００４５】
本発明の時空間データ処理装置及びプログラムによれば、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した電圧的情報分布を出力することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るセンサー装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るセンサー装置の具体的構成を示す回路図である。
【図３】空間時間フィルタを説明するための図である。
【図４】出力される電圧を、時間平均の電流で規格化した値の変化を示すグラフである。
【図５Ａ】各配列位置に入力される光の変化を示すグラフである。
【図５Ｂ】各配列位置に対応して出力される電圧の変化を示すグラフである。
【図５Ｃ】強調データの変化を示すグラフである。
【図６Ａ】各配列位置に対応して出力される電圧の変化を示すグラフである。
【図６Ｂ】強調データの変化を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるセンサー装置を実現するプログラムの変換処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るセンサー装置を示すブロック図である。
【図９】出力される電圧を、時間平均の電流で規格化した値の変化を示すグラフである。
【図１０Ａ】検出対象の形状を示すイメージ図である。
【図１０Ｂ】強調データを示すグラフである。
【図１１】経過時間が０．３秒のときに得られる強調データを示すグラフである。
【図１２】経過時間が２．３秒のときに得られる強調データを示すグラフである。
【図１３】経過時間が４０秒のときに得られる強調データを示すグラフである。
【図１４】経過時間が５１秒のときに得られる強調データを示すグラフである。
【図１５】他の実施の形態に係るセンサー装置を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６の実施の形態に係るセンサー装置を示すブロック図である。
【図１７】刺激を与えた位置に対応する配列位置について出力される電圧の変化を示すグラフである。
【図１８】刺激を与えた位置に対応する配列位置について出力される電圧の変化を示すグラフである。
【図１９】本発明の第７の実施の形態に係るセンサー装置の出力フィルタ部の具体的構成を示す回路図である。
【図２０】本発明の第８の実施の形態に係るロボット装置を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第８の実施の形態に係るロボット装置のロボットハンドの構成を示す側面図である。
【図２２Ａ】物体が掌部へ衝突したときのイメージ図である。
【図２２Ｂ】物体が掌部へ衝突したときに出力される強調データの電圧分布を示すグラフである。
【図２３Ａ】物体が掌部へ衝突して時間が経過したときのイメージ図である。
【図２３Ｂ】物体が掌部へ衝突して時間が経過したときに出力される強調データの電圧分布を示すグラフである。
【図２４Ａ】物体が掌部へ衝突して十分時間が経過したときのイメージ図である。
【図２４Ｂ】物体が掌部へ衝突して十分時間が経過したときに出力される強調データの電圧分布を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、複数の受光素子より出力される電流に基づくパルス電流の分布を、強調データに変換するセンサー装置に本発明を適用した場合を例に説明する。【００４８】
図１に示すように、第１の実施の形態に係るセンサー装置１０は、１次元に配列された複数の受光素子を用いて構成され、かつ、入力された光を、複数の受光素子より出力される電流を表わす電流分布に変換すると共に、電流分布に対して重み付けを行うことにより、正に重み付けした電流分布と、負に重み付けした電流分布とを出力する電流変換部１４と、正に重み付けされた電流分布に対して、第１の空間時間フィルタを用いて、変換処理を行うことにより、電圧分布に変換する空間時間フィルタ部１６Ａと、負に重み付けされた検出信号分布に対して、第１の空間時間フィルタとはフィルタ特性が異なる第２の空間時間フィルタを用いて、変換処理を行うことにより、電圧分布に変換する空間時間フィルタ部１６Ｂと、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂにより変換された電圧分布を加算することにより強調データを生成して出力する加算部１８とを備えている。なお、センサー装置１０が、本発明の時空間データ処理装置に対応している。【００４９】
電流変換部１４は、１次元に配列された複数の受光素子を用いて構成され、各受光素子において、刺激として受光した光に応じた電流を出力し、受光素子の各配列位置に対応する電流からなる電流分布を生成する。また、電流変換部１４は、生成された電流分布に対して、正の重み付けが行われ、かつ、パルス密度変調又はパルス幅変調による変調が行なわれた同符号のパルス電流分布を空間時間フィルタ部１６Ａに出力し、負の重み付けが行われ（符号が反転され）、かつ、パルス密度変調又はパルス幅変調による変調が行なわれた反転符号のパルス電流分布を空間時間フィルタ部１６Ｂに出力する。【００５０】
空間時間フィルタ部１６Ａは、損失のある拡散方程式で記述された第１の空間時間フィルタを用いて、電流分布と同符号のパルス電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる電圧分布に変換して加算部１８に出力する。【００５１】
空間時間フィルタ部１６Ｂは、損失のある拡散方程式で記述され、かつ、第１の空間フィルタとフィルタ特性が異なる第２の空間時間フィルタを用いて、電流分布と反転符号のパルス電流分布を、各配列位置に対する電圧からなる電圧分布に変換して加算部１８に出力する。【００５２】
加算部１８は、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂより出力された電圧分布の各々を、配列位置毎に加算することにより、刺激の全体像としての検出対象を強調した強調データを生成して出力する。【００５３】
なお、本実施の形態では、センサー装置１０の各部を回路で実現する場合を例に説明する。【００５４】
センサー装置１０の各部を回路で実現すると、図２に示すように、電流変換部１４は、対応する配列位置の受光素子からの電流に対して同符号の電流であって、かつ、受光素子からの電流をパルス密度変調又はパルス幅変調により変調したパルス電流を出力する複数の一定電流源２０Ａと、対応する配列位置の受光素子からの電流に対して反転符号の電流であって、受光素子からの電流をパルス密度変調又はパルス幅変調により変調したパルス電流を出力する複数の一定電流源２０Ｂとで実現される。一定電流源２０Ａ、２０Ｂは、各受光素子に対応して設けられている。【００５５】
また、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂは、隣接する配列位置に対応する一定電流源２０Ａの出力間を接続するように設けられた複数の抵抗素子２２Ａと、隣接する配列位置に対応する一定電流源２０Ｂの出力間を接続するように設けられた複数の抵抗素子２２Ｂと、一端が、対応する配列位置の一定電流源２０Ａの出力に接続され、他端が接地されるように設けられた、抵抗素子２４Ａ及び容量素子２６Ａが並列に接続された複数の並列回路２８Ａと、一端が、対応する配列位置の一定電流源２０Ｂの出力に接続され、他端が接地されるように設けられた、抵抗素子２４Ｂ及び容量素子２６Ｂが並列に接続された複数の並列回路２８Ｂと、で実現される。【００５６】
また、加算部１８は、対応する配列位置の並列回路２８Ａの一端から出力される電圧と、対応する配列位置の並列回路２８Ｂの一端から出力される電圧を加算して出力する複数の加算器３０で実現される。【００５７】
次に、検出信号の分布を強調データに変換する原理について説明する。【００５８】
まず、配列位置を示す点ｘに対応する並列回路２８Ａの一端から出力される電圧Ｖ（ｘ）は、以下の（１）式で表される。【００５９】
【数１】
2010055920.tif 000003
・・・（１）
【００６０】
ただし、Ｑ０ａｖｅ，ｏｎは、配列位置を示す点ｘ０に対応する一定電流源２０Ａから出力されるパルス電流の時間平均を示す電流（電荷）であり、Ｃｏｎは、容量素子２６Ａの容量であり、τｄ，ｏｎは、容量Ｃｏｎと抵抗素子２２Ａの抵抗値Ｒｏｎとの乗算で定まる拡散に関する時定数（図３参照）であり、τｃ，ｏｎは、容量Ｃｏｎと抵抗素子２４Ａの漏洩コンダクタンスＧｏｎとの比で定まる漏洩に関する時定数（図３参照）である。【００６１】
上記（１）式は、損失のある拡散方程式で記述された第１の空間時間フィルタを用いた、電流から電圧への変換を表わしている。【００６２】
また、配列位置を示す点ｘに対応する並列回路２８Ｂの一端から出力される電圧Ｖ（ｘ）は、同様に、以下の（２）式で表される。【００６３】
【数２】
2010055920.tif 000004
・・・（２）【００６４】
ただし、Ｑ０ａｖｅ，ｏｆｆは、配列位置を示す点ｘ０に対応する一定電流源２０Ｂから出力されるパルス電流の時間平均を示す電流（電荷）であり、Ｃｏｆｆは、容量素子２６Ｂの容量であり、τｄ，ｏｆｆは、容量Ｃｏｆｆと抵抗素子２２Ｂの抵抗値Ｒｏｆｆとの乗算で定まる拡散に関する時定数であり、τｃ，ｏｆｆは、容量Ｃｏｆｆと抵抗素子２４Ｂの漏洩コンダクタンスＧｏｆｆとの比で定まる漏洩に関する時定数である。【００６５】
上記（２）式は、損失のある拡散方程式で記述された第２の空間時間フィルタを用いた、電流から電圧への変換を表わしている。【００６６】
また、配列位置を示す点ｘに対応する並列回路２８Ａ、２８Ｂの一端から出力される電圧を加算した電圧（差動電位）Ｄｆｖ（ｘ）は、以下の（３）式で表される。【００６７】
【数３】
2010055920.tif 000005
・・・（３）【００６８】
上記（３）式において、ｘ０＝０とすると、以下の（４）式が得られる。【００６９】
【数４】
2010055920.tif 000006
・・・（４）【００７０】
また、上記（４）式で表される電圧を、時間平均の電流（電荷）Ｑ０ａｖｅで規格化すると、以下の（５）式で表される。【００７１】
【数５】
2010055920.tif 000007
・・・（５）【００７２】
上記（５）式によって、差動トランスインピーダンスを定義できる。【００７３】
ここで、ラプラシアンガウシアンフィルタの応答と比較して、図４に示すような、上記（５）式のＤＴＩ（ｘ）の変化が得られる。図４に示すように、ＤＴＩ（ｘ）が、有限距離ｘｃと無限距離で０となるように決定される。【００７４】
有限距離ｘｃでＤＴＩ（ｘ）が０となることから、パラメータ間の制約条件として以下の（６）式が得られる。【００７５】
【数６】
2010055920.tif 000008
・・・（６）【００７６】
上記（６）式より、以下の（７）式が得られる。【００７７】
【数７】
2010055920.tif 000009
・・・（７）【００７８】
また、パラメータｂの範囲が以下の（８）式のように決まる。【００７９】
０＜ｂ＜１      ・・・（８）【００８０】
上記（７）式、（８）式に従って、Ｄｆｖ（ｘ）は、以下の（９）式で表される。【００８１】
【数８】
2010055920.tif 000010
・・・（９）【００８２】
各種パラメータと共に、パラメータｘｃを設定して、抵抗素子２２Ａ、２２Ｂ、及び並列回路２８Ａ、２８Ｂで実現される空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂを構成すると、上記（９）式に従って求められる、各配列位置に対する電圧からなる強調データが、複数の加算器３０によって実現される加算部１８から出力される。【００８３】
本実施の形態では、並列回路２８Ａの時定数τｃ，ｏｎと並列回路２８Ｂの時定数τｃ，ｏｆｆが異なり、かつ、抵抗素子２２Ａの抵抗値Ｒｏｎと抵抗素子２２Ｂの抵抗値Ｒｏｆｆとが異なることにより、空間時間フィルタ部１６Ａの第１の空間時間フィルタと、空間時間フィルタ部１６Ｂの第２の空間時間フィルタとは、フィルタ特性が異なっている。なお、並列回路２８Ａの抵抗素子２４Ａや並列回路２８Ｂの抵抗素子２４Ｂが誘導成分を有していてもよい。また、並列回路２８Ａの容量素子２６Ａの容量、又は並列回路２８Ｂの容量素子２６Ｂの容量が零であってもよい。【００８４】
また、空間時間フィルタ部１６Ａの第１の空間時間フィルタと、空間時間フィルタ部１６Ｂの第２の空間時間フィルタとは、所望の強調データ（例えば、検出対象の輪郭を強調したデータ、刺激の強度増大に対して自動的に感度が小さくなるデータ、刺激の強度が大きいほど反応時間が速いデータ、検出対象の移動方向（動きベクトル）に応じてコントラストが変化したデータなど）に応じてフィルタ特性を変更可能に構成されている。すなわち、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂを実現する並列回路２８Ａ、２８Ｂの抵抗値、容量、及び漏洩コンダクタンスと、抵抗素子２２Ａ、２２Ｂの抵抗値とが可変に構成されている。【００８５】
次に、第１の実施の形態に係るセンサー装置１０の作用について説明する。【００８６】
まず、オペレータによって、所望の強調データに応じて、各種パラメータ（ｘｃ、ｋｏｎ、ｋＱ、ｂ、Ｒｏｎ、τｄ，ｏｎ、ｋｄ）を設定し、第１、２の空間時間フィルタが設定された各種パラメータに応じたフィルタ特性となるように、抵抗素子２２Ａ、２２Ｂ、及び並列回路２８Ａ、２８Ｂで実現される空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂを構成する。【００８７】
電流変換部１４の複数の受光素子の各々に光が入射されると、各受光素子から、入射光に応じた電流が出力され、電流変換部１４によって電流分布が生成される。【００８８】
そして、各配列位置について、一定電流源２０Ａ、２０Ｂの各々に対して、対応する配列位置の受光素子より出力された電流が入力され、一定電流源２０Ａによって、入力電流と同符号の電流であって、パルス密度変調により変調されたパルス電流が出力される。また、一定電流源２０Ｂによって、入力電流に対して反転符号の電流であって、パルス密度変調により変調されたパルス電流が出力される。【００８９】
次に、各配列位置に対する一定電流源２０Ａから出力されたパルス電流の分布に基づいて、空間時間フィルタ部１６Ａを実現する複数の並列回路２８Ａ及び複数の抵抗素子２２Ａによって、電圧分布に変換する。また、各配列位置に対する一定電流源２０Ｂから出力されたパルス電流の分布に基づいて、空間時間フィルタ部１６Ｂを実現する複数の並列回路２８Ｂ及び複数の抵抗素子２２Ｂによって、電圧分布に変換する。【００９０】
そして、加算部１８を実現する加算器３０によって、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂより出力された電圧分布に対して、配列位置毎に電圧を加算して、検出対象を強調した強調データを生成して出力する。【００９１】
次に、本実施の形態の空間時間フィルタによるデータの変換結果について説明する。【００９２】
図５Ａに示すような、１次元空間で分布し、かつ、時系列的に変化する光を、電流変換部１４の１次元に配列された受光素子に入射して、データの変換を行った。また、輪郭を強調した強調データが得られるフィルタ特性となるように、空間時間フィルタの各種パラメータを設定した。【００９３】
図５Ｂ、図５Ｃに示すように、検出対象の輪郭（刺激の全体像）を強調したデータが、時系列的に変化しながら得られた。【００９４】
また、パラメータを変更した場合には、図６Ａ、図６Ｂに示すように、検出対象の輪郭（刺激の全体像）を強調したデータが、時系列的に変化しながら得られた。【００９５】
上記の第１の実施の形態において、コンピュータを、重み付け部１４、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂ、及び加算部１８の各部として機能させるプログラムによる情報処理は、図７のフローチャートに示す変換処理ルーチンで実現することができる。コンピュータは、相互にバスによって接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ、並びに必要に応じて接続されたＨＤＤで構成され、これらのプログラムは、コンピュータのＣＰＵに接続されているＲＯＭまたはＨＤＤ等の記録媒体に記録される。【００９６】
この変換処理ルーチンを説明すると、ステップ１００において、複数の受光素子より出力された電流分布を取得し、ステップ１０２で、上記ステップ１００で取得した電流分布から、同符号でパルス密度変調より変調されたパルス電流の分布を生成し、ステップ１０４で、上記ステップ１００で取得した電流分布から、反転符号でパルス密度変調より変調されたパルス電流の分布を生成する。【００９７】
そして、ステップ１０６において、上記ステップ１０２で生成された、電流分布と同符号のパルス電流分布を、第１の空間時間フィルタを用いて電圧分布に変換し、ステップ１０８において、上記ステップ１０４で生成された、電流分布と反転符号のパルス電流分布を、第２の空間時間フィルタを用いて電圧分布に変換する。【００９８】
次のステップ１１０では、上記ステップ１０６で得られた電圧分布と上記ステップ１０８で得られた電圧分布とを加算することにより強調データを生成して出力し、そして、上記ステップ１００へ戻る。【００９９】
以上説明したように、第１の実施の形態に係るセンサー装置によれば、受光素子からの電流分布と同符号で変調されたパルス電流分布及び反転符号で変調されたパルス電流分布を、フィルタ特性が異なる２つの空間時間フィルタを用いて２つの電圧分布に変換し、変換された２つの電圧分布を加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した強調データを出力することができる。【０１００】
また、空間的に分布した光が入力されたときに、１次元に配列した受光素子より出力された電流の分布を処理する場合、ソフトウエアによるデータ処理なしに取得情報の処理を非線形かつ高速に処理することができる。【０１０１】
また、局所感度補正が可能となるほか、輪郭抽出、速度推定など膨大な計算時間を有するセンサー情報処理が、簡易なハードウエア構成により高速化することができる。【０１０２】
また、刺激の全体像の境界部を自動的に強調した強調データを出力する場合には、強調データにより、刺激の全体像を把握することが可能となる。また、刺激の強度増大に対して自動的に感度が小さくなる強調データを出力する場合には、過大な刺激に対して自動的に刺激を抑圧する保護が作動し、ダイナミックレンジが広いセンサー感度を実現することができる。また、刺激の強度が大きいほど反応時間が速くなる強調データを出力する場合には、強調データにより、大きな変化のある刺激ほど高速に検出することが可能となる。また、刺激の移動方向に対してコントラストが変化する強調データを出力する場合には、強調データのコントラストから瞬時に刺激の移動方向を推定することができる。【０１０３】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。【０１０４】
第２の実施の形態では、空間時間フィルタ部より出力された電圧分布に対して重み付け加算を行っている点が、第１の実施の形態と異なっている。【０１０５】
図８に示すように、第２の実施の形態に係るセンサー装置２１０は、入力された光を、複数の受光素子より出力される電流を表わす電流分布の各電流をパルス幅変調又はパルス密度変調により変調して、変調されたパルス電流分布を出力する電流変換部２１４と、電流変換部２１４より出力されたパルス電流分布に対して、第１の空間時間フィルタを用いて、変換処理を行うことにより、電圧分布に変換する空間時間フィルタ部１６Ａと、電流変換部２１４より出力されたパルス電流分布に対して、第２の空間時間フィルタを用いて、変換処理を行うことにより、電圧分布に変換する空間時間フィルタ部１６Ｂと、空間時間フィルタ部１６Ａにより変換された電圧分布に対して正の重み付けを行い、空間時間フィルタ部１６Ｂにより変換された電圧分布に対して負の重み付けを行うと共に、重み付けされた電圧分布の各々を加算することにより強調データを生成して出力する重み付け加算部２１８とを備えている。【０１０６】
重み付け加算部２１８は、空間時間フィルタ部１６Ａにより変換された電圧分布に対して正の重み付けを行い、空間時間フィルタ部１６Ｂにより変換された電圧分布に対して負の重み付けを行うと共に、配列位置毎に電圧を加算して重み付けされた電圧分布の各々を加算することにより、刺激の全体像としての検出対象を強調した強調データを生成して出力する。【０１０７】
電流変換部２１４は、対応する配列位置の受光素子からの電流に対してパルス密度変調又はパルス幅変調により変調したパルス電流を出力する複数の一定電流源（図示省略）で実現される。【０１０８】
重み付け加算部２１８は、対応する配列位置の並列回路２８Ａの一端から出力される電圧を同符号で出力する複数の同符号出力回路（図示省略）と、対応する配列位置の並列回路２８Ｂの一端から出力される電圧を反転符号にして出力する複数の反転符号出力回路（図示省略）と、対応する同符号出力回路の出力と対応する反転符号出力回路の出力とを加算して出力する複数の加算器３０で実現される。【０１０９】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、パルス信号の分布を強調データに変換するため、強調データに変換する原理について説明を省略する。【０１１０】
次に、第２の実施の形態に係るセンサー装置１０の作用について説明する。【０１１１】
まず、各種パラメータを設定し、第１、２の空間時間フィルタが設定された各種パラメータに応じたフィルタ特性となるように、抵抗素子２２Ａ、２２Ｂ、及び並列回路２８Ａ、２８Ｂで実現される空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂを構成する。【０１１２】
電流変換部２１４の複数の受光素子の各々に光が入射されると、各受光素子から、入射光に応じた電流が出力され、電流の分布が生成される。そして、各配列位置について、一定電流源に対して、対応する配列位置の受光素子より出力された電流が入力され、一定電流源によって、パルス密度変調により変調されたパルス電流が出力される。【０１１３】
次に、各配列位置に対する一定電流源から出力されたパルス電流の分布に基づいて、空間時間フィルタ部１６Ａを実現する複数の並列回路２８Ａ及び複数の抵抗素子２２Ａによって、電圧分布に変換する。また、各配列位置に対する一定電流源から出力されたパルス電流の分布に基づいて、空間時間フィルタ部１６Ｂを実現する複数の並列回路２８Ｂ及び複数の抵抗素子２２Ｂによって、電圧分布に変換する。【０１１４】
そして、重み付け加算部２１８を実現する同符号出力部によって、空間時間フィルタ部１６Ａより出力された電圧分布を同符号で出力し、反転符号出力部によって、空間時間フィルタ部１６Ｂより出力された電圧分布を反転符号にして出力する。また、重み付け加算部２１８を実現する加算器３０によって、複数の同符号出力部の出力からなる電圧分布、及び複数の反転符号出力部の出力からなる電圧分布に対して、配列位置毎に電圧を加算して、検出対象を強調した強調データを生成して出力する。【０１１５】
上記の第２の実施の形態において、コンピュータを、電流変換部２１４、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂ、及び重み付け加算部２１８の各部として機能させるプログラムによる情報処理は、以下に説明する変換処理ルーチンで実現することができる。【０１１６】
まず、複数の受光素子より出力された電流分布を取得し、取得した電流分布から、パルス密度変調より変調されたパルス電流の分布を生成する。そして、生成されたパルス電流分布を、第１の空間時間フィルタを用いて電圧分布に変換し、また、生成されたパルス電流分布を、第２の空間時間フィルタを用いて電圧分布に変換する。【０１１７】
次に、得られた一方の電圧分布を同符号の電圧分布として出力し、他方の電圧分布を反転符号の電圧分布として出力する。そして、得られた同符号の電圧分布と反転符号の電圧分布とを加算することにより強調データを生成して出力し、そして、最初の処理に戻る。【０１１８】
このように、受光素子からの電流分布から変調されたパルス電流分布を、フィルタ特性が異なる２つの空間時間フィルタを用いて２つの電圧分布に変換し、変換された２つの電圧分布を重み付け加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した強調データを出力することができる。【０１１９】
なお、上記の実施の形態の電流変換部２１４において、更に、電流分布に対して重み付けを行うと共に、パルス密度変調又はパルス幅変調による変調を行うようにしてもよい。この場合には、各々異なる重み付けがされたパルス電流分布が、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂに出力される。【０１２０】
次に第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態に係るセンサー装置の構成は、第１の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。【０１２１】
第３の実施の形態では、２次元に配列された受光素子によって、各配列位置に対する電流の分布を出力している点と、空間時間フィルタによって、２次元に分布された電流分布を、電圧分布に変換している点とが、第１の実施の形態と主に異なっている。【０１２２】
第３の実施の形態に係るセンサー装置では、空間時間フィルタ部１６Ａに、複数の並列回路２８Ａが２次元の配列位置の各々に対応して設けられ、空間時間フィルタ部１６Ｂに、複数の並列回路２８Ｂが２次元の配列位置の各々に対応して設けられている。【０１２３】
また、本実施の形態では、配列位置を示す点ｘに対応する並列回路２８Ａ、２８Ｂの一端から出力される電圧を加算した電圧を、時間平均の電流（電荷）Ｑ０ａｖｅで規格化すると、図９に示すような応答ＤＴＩ（ｘ）が得られる。【０１２４】
得られる電流や電圧が２次元で分布しており、ＤＴＩ（ｘ）の応答では、受光素子により出力される電流のピクセルサイズが考慮され、ラプラシアンガウシアンフィルタの応答よりも、ピクセル近傍でシャープな応答となっている。【０１２５】
なお、第３の実施の形態に係るセンサー装置の他の構成及び作用について、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。【０１２６】
次に、本実施の形態の空間時間フィルタによるデータの変換結果について説明する。【０１２７】
図１０Ａに示すような、１ｍ四方の四角形の検出対象物から反射された光を、電流変換部１４の２次元に配列された受光素子に入力して、データの変換を行った。このとき、図１０Ｂに示すように、検出対象物の輪郭（刺激の全体像）を強調した強調データが得られた。【０１２８】
また、得られる強調データの時間的変化を調べると、まず、図１１に示すように、検出対象物を滑らかに表わした強調データが得られ（経過時間０．３秒）、次に、図１２に示すように、検出対象物の中心部を強調した強調データが得られ（経過時間２．３秒）、そして、図１３、１４に示すように、検出対象物の輪郭、特に、検出対象物の頂点部分を強調した強調データが得られた（経過時間４０秒、５１秒）。【０１２９】
以上説明したように、第３の実施の形態に係るセンサー装置によれば、同符号で変調されたパルス電流分布及び反転符号で変調されたパルス電流分布を、フィルタ特性が異なる２つの空間時間フィルタを用いて２つの電圧分布に変換し、変換された２つの電圧分布を加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した強調データを出力することができる。【０１３０】
また、空間的に分布した光に基づいて、２次元に配列した受光素子より出力された電流の分布を処理する場合に、ソフトウエアによるデータ処理なしに取得情報の処理を非線形かつ高速に処理することができる。【０１３１】
なお、センサー装置を回路で実現した場合を例に説明したが、上記第１の実施の形態で説明したように、コンピュータをセンサー装置の各部として機能させるためのプログラムによって実現するようにしてもよい。【０１３２】
また、図１５に示すように、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂの入力点より前の位置に、入力刺激に対応する電流（パルス電流）を遮断し、かつ、遮断するか否かを切り替えることが可能なシャッターを設けるようにしてもよい。これによって、必要に応じて、図１２に示すような検出対象物の中心部の強調データを得る事ができる。また、電流変換部１４より前の位置に、入力される刺激を遮断し、かつ、遮断するか否かを切り替えることが可能なシャッターを設けるようにしてもよい。【０１３３】
また、上記の第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、センサー装置に本発明を適用した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、高機能カメラに本発明を適用してもよい。この場合には、入力の強度に応じた局所自動感度補正、モーションキャプチャ、低ＳＮ比画像からの輪郭抽出  又は、同一方向又は同一周期で変動しているターゲットの抽出が可能な高機能カメラを提供することができる。【０１３４】
また、電流変換部が、受光素子を備えている場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、撮像装置によって出力された複数の画素値からなる画像データが、刺激として電流変換部に入力されるように構成されていてもよい。この場合には、電流変換部は、各画素値に応じたパルス電流からなるパルス電流分布を出力するようにすればよい。【０１３５】
次に、第４の実施の形態について説明する。なお、第４の実施の形態に係るセンサー装置の構成は、第１の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。【０１３６】
第４の実施の形態では、入力された刺激を検知する複数のセンサー素子が設けられた電流変換部を用いている点が、第１の実施の形態と異なっている。【０１３７】
第４の実施の形態に係るセンサー装置の電流変換部１４は、１次元に配列され、かつ、入力された光以外の刺激（例えば、熱、音、臭い、触刺激など）を検出する複数のセンサー素子を用いて構成され、各センサー素子において、入力された刺激に応じた検出信号を出力する。また、電流変換部１４は、センサー素子の各配列位置に対応する検出信号に対して、正の重み付け及び負の重み付けを行い、正の重み付けが行われた同符号の検出信号に応じたパルス電流に変換してパルス電流分布を出力すると共に、負の重み付けが行われた反転符号の検出信号に応じたパルス電流に変換してパルス電流分布を出力する【０１３８】
加算部１８は、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂより出力された電圧分布の各々を、配列位置毎に加算することにより、刺激の全体像を強調した強調データを生成して出力する。【０１３９】
なお、第４の実施の形態のセンサー装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。【０１４０】
このように、センサー素子からの検出信号に対して同符号の検出信号から変調されたパルス電流分布及び反転符号の検出信号から変調されたパルス電流分布を、フィルタ特性が異なる２つの空間時間フィルタを用いて２つの電圧分布に変換し、変換された２つの電圧分布を加算することにより、簡易な処理で、入力された刺激の分布を強調した強調データを出力することができる。【０１４１】
なお、センサー装置を回路で実現した場合を例に説明したが、上記第１の実施の形態で説明したように、コンピュータをセンサー装置の各部として機能させるためのプログラムによって実現するようにしてもよい。【０１４２】
次に、第５の実施の形態について説明する。なお、第５の実施の形態に係るセンサー装置の構成は、第１の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。【０１４３】
第５の実施の形態では、空間時間フィルタ部及び加算部を、１つの数式を用いた演算によって実現している点が、第１の実施の形態と異なっている。【０１４４】
第５の実施の形態に係るセンサー装置では、コンピュータによって、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂ、及び加算部１８の処理と等価な１つの数式を用いた演算を行う。以下に、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂ、及び加算部１８の処理と等価な１つの数式について説明する。なお、簡単のため、Ｃ＝０、Ｑｏａｖｅ：Ｑｏａｖｅ,ｏｎ＝Ｑｏａｖｅ,ｏｆｆの場合について説明を行っている。【０１４５】
まず、負の重み付けした電流分布を空間時間フィルタ部１６Ｂにより変換した電圧分布Ｖｏｆｆを、正の重み付けした電流分布を空間時間フィルタ部１６Ａにより変換した電圧分布Ｖｏｎを基準にすると共に、２つのパラメータＲ，Ｇによるテーラ級数展開を行うことにより、以下の（１０）式が得られる。【０１４６】
【数９】
2010055920.tif 000011
・・・（１０）【０１４７】
ただし、Ｇｏｆｆは、抵抗素子２４Ｂの漏洩コンダクタンスに相当する値であり、Ｒｏｆｆは、抵抗素子２２Ｂの抵抗値Ｒｏｆｆに相当する値である。【０１４８】
ここで、以下の（１１）式〜（１４）式を仮定する。【０１４９】
【数１０】
2010055920.tif 000012
・・・（１１）
2010055920.tif 000013
・・・（１２）
2010055920.tif 000014
・・・（１３）
2010055920.tif 000015
・・・（１４）【０１５０】
ただし、Ｖは、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂの出力電圧に相当する値であり、ｘは、配列位置を示す点である。また、Ｑ０ａｖｅは、配列位置を示す点ｘ０に対応する一定電流源から出力されるパルス電流の時間平均を示す電流（電荷）である。【０１５１】
Ｏｆｆ回路網のパラメータＲｏｆｆ、ＧｏｆｆはＯｎ回路網のパラメータを基準として夫々（１３）、（１４）式で表すことが出来る。したがって、ｏｆｆ回路網とｏｎ回路網の差分パラメータΔＲ、ΔＧとＯｎ回路網のパラメータを使って見通しの良い差動電圧Ｄｆｖ（ｘ）の計算式を得ることが出来る。  【０１５２】
上記（１０）式〜（１４）式により、加算部１８によって出力される配列位置ｘに対する差動電圧Ｄｆｖ（ｘ）は、以下の（１５）式によって近似される。【０１５３】
【数１１】
2010055920.tif 000016
・・・（１５）【０１５４】
第５の実施の形態に係るセンサー装置では、電流変換部１４により生成された、同符号でパルス密度変調より変調されたパルス電流の分布を入力とし、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂ、及び加算部１８の処理と等価な上記の（１５）式を用いた演算を行って、配列位置ｘ毎に電圧を演算し、電圧分布である強調データを出力する。【０１５５】
第５の実施の形態に係る変換処理ルーチンでは、まず、複数の受光素子より出力された電流分布を取得し、取得した電流分布から、同符号でパルス密度変調より変調されたパルス電流の分布を生成する。【０１５６】
そして、生成された、電流分布と同符号のパルス電流分布を入力とし、上記（１５）式に従って、差動電圧の分布を表わす強調データを生成して出力する。【０１５７】
以上説明したように、第５の実施の形態に係るセンサー装置によれば、空間時間フィルタ部と加算部との処理を近似した、空間時間フィルタのフィルタ特性の差分に基づく近似式に従って、強調データを生成することができる。また、１つの数式の演算で実現するため、高速に処理することができる。【０１５８】
なお、上記の実施の形態では、１次の項まで用いて近似した数式の演算によって、強調データを出力する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、２次以上の項を用いて近似した数式の演算によって、強調データを出力するようにしてもよい。また、等価な出力をするものであれば、他の近似式でもよい。【０１５９】
次に、第６の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。【０１６０】
第６の実施の形態では、加算部によって出力された電圧分布に対して、更にフィルタ処理を行っている点が、第１の実施の形態と異なっている。【０１６１】
図１６に示すように、第６の実施の形態に係るセンサー装置６１０は、電流変換部１４と、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂと、加算部１８と、加算部１８によって出力された電圧分布に対して、フィルタ処理を行う出力フィルタ部６１８とを備えている。【０１６２】
出力フィルタ部６１８は、加算部１８より出力された強調データとしての電圧分布に対して、配列位置毎にフィルタ処理を行って、フィルタ処理が行われた強調データを出力する。【０１６３】
出力フィルタ部６１８は、例えば、半波整流を行うフィルタ、全波整流を行うフィルタ、絶対電圧を出力するフィルタ、実効電圧（の瞬時出力あるいは時間移動平均）を出力するフィルタなどの、非線形処理を行うフィルタを用いて、配列位置毎にフィルタ処理を行う。なお、ローパスフィルタやバンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、微分フィルタ、積分フィルタなどの線形処理を行うフィルタを用いて、配列位置毎にフィルタ処理を行うようにしてもよい。【０１６４】
電流変換部１４で、パルス幅３０μｓの電流パルスを用いたパルス密度変調を行ない、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂ及び加算部１８で、差動電圧を演算し、出力フィルタ部６１８により、実効電圧を出力する場合において、０〜２８０００Ｈｚのパルス密度となるように１点に刺激を与えて、対応する配列位置の出力電圧を計測すると、図１７に示すような、パルス密度に応じた差動電圧が得られる。微弱刺激であるときの感度が高くなるため、人間の感覚により近い出力が得られる。【０１６５】
また、電流変換部１４で、デューティ比５０％の電流パルスを用いたパルス幅変調を行ない、空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂ及び加算部１８で、差動電圧を演算し、出力フィルタ部６１８により、実効電圧を出力する場合において、１０〜３０００Ｈｚの周波数の刺激を１点に与えて、対応する配列位置の出力電圧を計測すると、図１８に示すような、電流パルスの周波数に応じた差動電圧が得られる。特定の周波数（例えば１００Ｈｚ）に対する感度が高くなるため、人間の感覚により近い出力が得られる。【０１６６】
なお、第６の実施の形態に係るセンサー装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様のであるため、説明を省略する。【０１６７】
次に、第７の実施の形態について説明する。なお、第７の実施の形態に係るセンサー装置の構成は、第６の実施の形態と同様の構成となっているため、同一符号を付して説明を省略する。【０１６８】
第７の実施の形態では、加算部によって出力された電圧分布に対して、空間フィルタを用いて更にフィルタ処理を行っている点が、第６の実施の形態と異なっている。【０１６９】
第７の実施の形態に係るセンサー装置では、出力フィルタ部６１８において、配列位置の各々について、フィルタ処理により得られる出力が大きいほど、当該配列位置の周囲の配列位置に対するフィルタ処理のゲインを下げるように調整する。【０１７０】
センサー装置の各部を回路で実現すると、図１９に示すように、出力フィルタ部６１８は、複数の加算器３０に対応して設けられた複数のフィルタ処理部７２０を備えている。【０１７１】
フィルタ処理部７２０は、対応する加算器３０の出力と、隣接するフィルタ処理部７２０の出力とを入力し、隣接するフィルタ処理部７２０の出力をフィードバックして、ゲインを調整すると共に、加算器３０からの出力に対してフィルタ処理を行っている。なお、本実施の形態では、ゲインの調整により、フィルタ処理部の出力が大きいほど、周囲のフィルタ処理部のゲインを下げている。【０１７２】
本実施の形態に係るセンサー装置は、刺激が加えられた配列位置では、周囲の感度をいったん上げた後、感度を下げるように作用する。すなわち、近傍が刺激されることにより、初期感度が上げられ、刺激過敏状態が実現される。また、定常刺激では、互いに感度を下げる方向に作用し、周囲の感度を抑圧する。【０１７３】
なお、第７の実施の形態に係るセンサー装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様のであるため、説明を省略する。【０１７４】
また、上記の第６の実施の形態で説明した出力フィルタ部と上記の第７の実施の形態で説明した出力フィルタ部とを組み合わせて用いるように構成してもよい。
また、出力される強調データの電圧分布が１次元である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、２次元以上の電圧分布が出力される場合に、本発明を適用してもよい。この場合には、２次元以上の配列位置に対応する空間フィルタを用いてフィルタ処理を行うようにすればよい。
また、フィルタ処理部７２０は、隣接するフィルタ処理部の出力をフィードバックする場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、フィルタ処理部７２０は、対応する加算器３０の出力と、周辺のフィルタ処理部７２０の出力とを入力し、周辺のフィルタ処理部７２０の出力をフィードバックして、ゲインを調整すると共に、加算器３０からの出力に対してフィルタ処理を行うようにしてもよい。【０１７５】
次に、第８の実施の形態について説明する。なお、第８の実施の形態では、ロボットハンドを備えたロボット装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。また、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。【０１７６】
図２０に示すように、第８の実施の形態に係るロボット装置８１０は、ロボットハンド８１２と、ロボットハンド８１２からのセンサ出力を入力として、ロボットハンド８１２をフィードフォワード制御する制御用センサー装置８１３と、ロボットハンド８１２を撮像すると共に、ロボットハンド８１２の位置を検出してロボットハンド８１２の各部の位置情報を出力するイメージセンサ８１４と、イメージセンサ８１４からのセンサ出力を入力とするイメージ用センサー装置８１５と、制御用センサー装置８１３及びイメージ用センサー装置８１５からの出力に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御部８１６とを備えている。【０１７７】
図２１に示すように、ロボットハンド８１２は、複数の関節部８２０と、関節部８２０を介して接続された複数の指部８２２と、関節部８２０を介して指部８２２と接続された掌部８２４と、指部８２２及び掌部８２４を覆うように上側に設けられ、かつ、指部８２２及び掌部８２４に作用する応力の分布を検出する分布応力センサ８２６と、掌部８２４を支持するロボットアーム８２８とを備えている。【０１７８】
また、ロボットハンド８１２は、複数の関節部８２０と、ロボットアーム８２８に設けられた関節部８３０とに設けられた、関節を曲げたり伸ばしたりするように駆動するための複数のアクチュエータからなるアクチュエータ群８３２を備えている。【０１７９】
分布応力センサ８２６としては、作用する応力の分布を検出する従来既知のセンサを用いればよく、例えば、電気抵抗を有する微小球や容量性の微小球を分布させたシートと、マトリックス状に配置した電極とを用いたセンサによって、作用する応力の分布を検出する。【０１８０】
制御用センサー装置８１３及びイメージ用センサー装置８１５は、上記の第１の実施の形態で説明した複数の空間時間フィルタ部１６Ａ、１６Ｂを備えたセンサー装置１０と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。【０１８１】
制御用センサー装置８１３は、分布応力センサ８２６から出力される、指部８２２及び掌部８２４の各位置（配列位置）に対する応力の分布を示すデータを入力とし、指部８２２及び掌部８２４の各位置（配列位置）に印加する力学的力に対応する出力データ（強調データ）を、アクチュエータ群８３２に対して出力する（フィードフォワード制御）。【０１８２】
指部８２２の関節部８２０に設けられたアクチュエータの各々は、制御用センサー装置８１３から入力されるデータについて、その値が大きいほど、関節を曲げる方向の駆動力が大きくなる。ロボットアーム８２８の関節部８３０に設けられたアクチュエータは、制御用センサー装置８１３から入力されるデータについて、その入力されるデータの値が大きいほど、掌部８２４の位置を高く上げる方向の駆動力が大きくなる。【０１８３】
イメージセンサ８１４は、ロボットハンド８１２を撮像して、画像認識処理を行って、ロボットハンド８１２の指部８２２及び掌部８２４の位置を検出し、指部８２２及び掌部８２４の各部の位置情報を演算する。【０１８４】
イメージ用センサー装置８１５は、イメージセンサ８１４から出力される、指部８２２及び掌部８２４の各位置（配列位置）の位置情報を示すデータを入力とし、指部８２２及び掌部８２４の各位置（配列位置）に対する出力データ（強調データ）を、フィードバック制御部８１６に出力する。【０１８５】
フィードバック制御部８１６は、制御用センサー装置８１３から出力される各配列位置に対する応力の出力データ（強調データ）と、イメージ用センサー装置８１５から出力される各配列位置に対する出力データ（強調データ）とに基づいて、フィードバック制御を行う。すなわち、フィードバック制御に基づく指部８２２及び掌部８２４の各位置（配列位置）の出力データを、アクチュエータ群８３２に対して出力して、指部８２２及び掌部８２４の各位置に対応するアクチュエータに、対応する制御データを入力する。【０１８６】
次に、第８の実施の形態に係るロボット装置８１０の作用について説明する。【０１８７】
まず、分布応力センサ８２６によって、指部８２２及び掌部８２４の各位置に作用した応力を検出すると共に、イメージセンサ８１４によって、指部８２２及び掌部８２４の各位置の位置情報を検出する。【０１８８】
そして、制御用センサー装置８１３によって、分布応力センサ８２６から出力された各位置のデータに基づいて、強調データが生成され、アクチュエータ群８３２にフィードフォワード制御信号を出力すると共に、フィードバック制御部８１６に出力する。ロボットハンド８１２のアクチュエータ群８３２では、入力されたデータに応じて関節部８２０、８３０を駆動する。【０１８９】
また、イメージ用センサー装置８１５によって、イメージセンサ８１４から出力された各位置の位置情報に基づいて、強調データが生成され、フィードバック制御部８１６に出力する。【０１９０】
フィードバック制御部８１６は、制御用センサー装置８１３からの強調データ、及びイメージ用センサー装置８１５からの強調データに基づいて、アクチュエータ群８３２のフィードバック制御を行う。ロボットハンド８１２のアクチュエータ群８３２では、フィードバック制御に従って関節部８２０、８３０を駆動する。【０１９１】
例えば、図２２Ａに示すように、物体が掌部８２４に衝突すると、制御用センサー装置８１３によって、図２２Ｂに示すような、指部８２２及び掌部８２４の各位置に対する強調データが出力される。これによって、指部８２２の関節を伸ばし、掌部８２４を下げる方向の力学的力に対応する制御力がアクチュエータ群８３２により作り出され関節部８２０、８３０が駆動される。これによって衝突直後は、物体の衝突による衝撃を吸収するように、掌部８２４の高さを急速に低下させる方向の強力な制御力が作り出される（制御力により加速度が指定されるので、衝撃直後は掌の位置は動かない）。【０１９２】
そして、衝突後、時間が経過すると、制御用センサー装置８１３によって、図２３Ｂに示すような、掌部８２４の応力に対する出力が低下し、掌部８２４の周辺の指部８２２の応力に対する出力が低下した（指部８２２の関節を閉じる極性の値が出力された）強調データが出力される。これによって、指部８２２の関節を曲げるようにアクチュエータ群８３２が関節部８２０、８３０を駆動する。また、掌部８２４の高さは図２３Ａに示すように、物体の衝突による衝撃を吸収するように、高さが低下した状態となっている。【０１９３】
また、衝突後、十分な時間が経過すると、制御用センサー装置８１３によって、図２４Ｂに示すような、掌部８２４の位置に対する出力が更に低下し、掌部８２４の周辺の指部８２２の位置に対する出力が更に低下した（指部８２２の関節を閉じる極性の値が増加した）強調データが出力される。また、フィードバック制御部８１６によって、掌部８２４の位置が初期値に回復するようにフィードバック制御される。これによって、図２４Ａに示すように、掌部８２４の高さが初期値に戻ると共に、指部８２２の関節を更に曲げるようにアクチュエータ群８３２が関節部８２０、８３０を駆動する。【０１９４】
以上説明したように、第８の実施の形態に係るロボット装置によれば、入力された刺激の分布を強調した強調データを用いて、ロボットハンドを制御することができる。また、２つのセンサー装置の各々の強調データに基づいて、フィードバック制御を行うことにより、ロボットハンドを正確に制御することができる。【０１９５】
また、上記の第１の実施の形態〜第８の実施の形態では、１次元又は２次元に配列された受光素子又はセンサー素子から、１次元又は２次元に分布した検出信号の分布を取得する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、１次元以上に配列された受光素子又はセンサー素子の出力から、３次元以上の次元で分布された検出信号の分布を取得するようにしてもよい。【０１９６】
また、空間時間フィルタが２つである場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、３つ以上の空間時間フィルタを用いて変換するようにしてもよい。この場合には、３つ以上のパルス信号分布を、３つ以上の空間時間フィルタで各々電圧分布に変換するようにすればよい。【０１９７】
また、パルス信号分布に対して、１段の空間時間フィルタのみで変換を行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、多段の空間時間フィルタによって変換を行うようにしてもよい。例えば、パルス信号分布に対して、１段目の空間時間フィルタによって、電圧分布に変換し、１段目の空間時間フィルタと２段目の空間時間フィルタとの間に設けられた電流変換部によって、電圧分布を電流分布に変換し、そして、１段目の空間時間フィルタとは異なる２段目の空間時間フィルタによって、電圧分布を更に変換するようにしてもよい。また、空間時間フィルタが３段以上であってもよい。【０１９８】
また、空間時間フィルタが損失のある拡散方程式で記述される場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、損失あのある拡散方程式に、時間に関する二階微分項を付加した式で、空間時間フィルタが記述されるように構成してもよい。例えば、損失のある拡散方程式とみなせる波動方程式で記述された空間時間フィルタを用いてもよい。【０１９９】
また、電流変換部によってパルス電流分布を出力する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、入力された刺激に応じた電流値の電流からなる電流分布を出力するようにしてもよい。【０２００】
また、本発明のプログラムは、記録媒体に格納して提供することも可能である。
【符号の説明】
【０２０１】
１０、２１０、６１０ センサー装置
１４、２１４ 電流変換部
１６Ａ、１６Ｂ  空間時間フィルタ部
１８  加算部
２０Ａ、２０Ｂ  一定電流源
２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ  抵抗素子
２６Ａ、２６Ｂ  容量素子
２８Ａ、２８Ｂ  並列回路
３０  加算器
２１８  重み付け加算部
６１８ 出力フィルタ部
７２０ フィルタ処理部
８１０ ロボット装置
８１２ ロボットハンド
８１３ 制御用センサー装置
８１５ イメージ用センサー装置
【図１】
2010055920.tif 000017
【図２】
2010055920.tif 000018
【図３】
2010055920.tif 000019
【図４】
2010055920.tif 000020
【図５Ａ】
2010055920.tif 000021
【図５Ｂ】
2010055920.tif 000022
【図６Ａ】
2010055920.tif 000023
【図５Ｃ】
2010055920.tif 000024
【図６Ｂ】
2010055920.tif 000025
【図７】
2010055920.tif 000026
【図８】
2010055920.tif 000027
【図９】
2010055920.tif 000028
【図１０Ａ】
2010055920.tif 000029
【図１０Ｂ】
2010055920.tif 000030
【図１１】
2010055920.tif 000031
【図１２】
2010055920.tif 000032
【図１３】
2010055920.tif 000033
【図１４】
2010055920.tif 000034
【図１５】
2010055920.tif 000035
【図１６】
2010055920.tif 000036
【図１７】
2010055920.tif 000037
【図１８】
2010055920.tif 000038
【図１９】
2010055920.tif 000039
【図２０】
2010055920.tif 000040
【図２１】
2010055920.tif 000041
【図２２Ａ】
2010055920.tif 000042
【図２２Ｂ】
2010055920.tif 000043
【図２３Ａ】
2010055920.tif 000044
【図２３Ｂ】
2010055920.tif 000045
【図２４Ａ】
2010055920.tif 000046
【図２４Ｂ】
2010055920.tif 000047
【国際調査報告】
2010055920.tif 000048
2010055920.tif 000049