(57)【要約】【課題】検出光が対象物体で反射した光を受光した結果に基づいて対象物体の傾きを検出することのできる光学式センサー装置を提供すること。【解決手段】光学式センサー装置１０において、検出用光源１２が検出光Ｌ２を出射した際に対象物体Ｏｂで反射した検出光を光検出器３０で検出して対象物体Ｏｂの座標を検出する。光源駆動部１４は、複数の検出用光源１２を第１出射強度をもって順次点灯させる第１モード、および複数の検出用光源１２を第１出射強度よりも大の第２出射強度をもって順次点灯させる第２モードを行ない、その間、光検出器３０は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を受光する。従って、監視部５０は、対象物体Ｏｂの異なる範囲で反射した検出光Ｌ３の２つの受光結果を用いて対象物体Ｏｂの傾きを検出することができる。【選択図】図２
2011215104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体の位置を検出するための検出光を出射する複数の検出用光源を備えた光学式セ
ンサー装置であって、
前記検出光の出射側空間に位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する光検
出器と、
前記複数の検出用光源を第１出射強度をもって順次点灯させる第１モード、および前記
複数の検出用光源を前記第１出射強度よりも大の第２出射強度をもって順次点灯させる第
２モードを行なう光源駆動部と、
前記第１モードでの前記光検出器の受光結果、および前記第２モードでの前記光検出器
の受光結果に基づいて前記対象物体の傾きを検出する監視部と、
を有することを特徴とする光学式センサー装置。
【請求項２】
前記監視部は、前記第１モードでの前記光検出器の受光結果および前記第２モードでの
前記光検出器の受光結果のうちの少なくとも一方の受光結果に基づいて前記対象物体の位
置を検出することを特徴とする請求項１に記載の光学式センサー装置。
【請求項３】
前記監視部は、前記対象物体の位置として、前記第１モードでの前記光検出器の受光結
果に基づいて前記対象物体の第１座標を検出するとともに、前記第２モードでの前記光検
出器の受光結果に基づいて前記対象物体の第２座標を検出し、前記第１座標と前記第２座
標との比較結果に基づいて前記対象物体の傾きを検出することを特徴とする請求項２に記
載の光学式センサー装置。
【請求項４】
前記監視部は、前記光検出器での受光結果に基づいて、前記複数の検出用光源のうちの
一部の検出用光源と他の一部の検出用光源とを差動させた結果に基づいて前記対象物体の
位置を検出することを特徴とする請求項３に記載の光学式センサー装置。
【請求項５】
前記出射側空間を介さずに前記光検出器に入射する参照光を出射する参照用光源を備え
、
前記監視部は、前記光検出器での受光結果に基づいて、前記複数の検出用光源のうちの
一部の検出用光源と前記参照用光源とを組み合わせを変えて差動させた結果に基づいて前
記対象物体の位置を検出することを特徴とする請求項３に記載の光学式センサー装置。
【請求項６】
前記監視部は、前記複数の検出用光源の全てが同時、あるいは順次点灯したときの前記
光検出器での受光結果に基づいて、前記検出光の出射方向における前記対象物体の位置を
検出することを特徴とする請求項４または５に記載の光学式センサー装置。
【請求項７】
前記検出光は赤外光であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学
式センサー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物体を光学的に検出する光学式センサー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物体を光学的に検出する光学式センサー装置としては、例えば、図１１に示すよう
に、２つの検出用光源１２（検出用光源１２Ａ、１２Ｂ）の各々から透光部材４０を介し
て対象物体Ｏｂに向けて検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）を出射し、対象物体Ｏｂで
反射した検出光Ｌ３（検出光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ）が透光部材４０を透過して共通の光検出器
３０で検出されるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる光学式センサー装置では、検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｂとの差動を利用
して対象物体Ｏｂの位置を検出する。より具体的には、検出用光源１２Ａから検出光Ｌ２
ａが出射された際の光検出器３０の受光強度と、検出用光源１２Ｂから検出光Ｌ２ｂが出
射された際の光検出器３０の受光強度とが等しくなるように検出用光源１２Ａ、１２Ｂを
制御した際の駆動電流の比に基づいて対象物体Ｏｂの位置を検出する
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５３４５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１１に示す構成では、対象物体Ｏｂの位置は検出することはできるが
、対象物体Ｏｂの傾きを検出することができないという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、検出光が対象物体で反射した光を受光した結果に基づいて対
象物体の傾きを検出することのできる光学式センサー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、対象物体の位置を検出するための検出光を出射
する複数の検出用光源を備えた光学式センサー装置であって、前記検出光の出射側空間に
位置する前記対象物体で反射した前記検出光を受光する光検出器と、前記複数の検出用光
源を第１出射強度をもって順次点灯させる第１モード、および前記複数の検出用光源を前
記第１出射強度よりも大の第２出射強度をもって順次点灯させる第２モードを行なう光源
駆動部と、前記第１モードでの前記光検出器の受光結果、および前記第２モードでの前記
光検出器の受光結果に基づいて前記対象物体の傾きを検出する監視部と、を有することを
特徴とする。
【０００８】
本発明では、光源駆動部は、複数の検出用光源を第１出射強度をもって順次点灯させる
第１モード、および複数の検出用光源を前記第１出射強度よりも大の第２出射強度をもっ
て順次点灯させる第２モードを行ない、その間、光検出器は、対象物体で反射した検出光
を受光する。従って、光検出器は、第１モードでは、対象物体において検出用光源に対し
て比較的近い部分で反射した検出光を検出し、検出器は、第２モードでは、対象物体にお
いて検出用光源に対して比較的近い部分から離間した部分までを含む広い部分で反射した
検出光を検出する。従って、監視部は、第１モードでの光検出器の受光結果と、第２モー
ドでの光検出器の受光結果という、対象物体の異なる範囲で反射した検出光の受光結果を
取得することができる。すなわち、監視部は、第１モードでの光検出器の受光結果に基づ
いて、検出用光源に対して比較的近い部分の位置を示す情報と、対象物体において検出用
光源に対して比較的近い部分から離間した部分までを含む広い部分の位置を示す情報を得
ることができる。それ故、監視部は、対象物体の異なる範囲で反射した検出光の２つの受
光結果を用いれば、対象物体の２箇所の位置情報を得ることができ、対象物体の傾きを検
出することができる。
【０００９】
本発明において、前記監視部は、前記第１モードでの前記光検出器の受光結果および前
記第２モードでの前記光検出器の受光結果のうちの少なくとも一方の受光結果に基づいて
前記対象物体の位置を検出することが好ましい。このように構成すれば、監視部は、第１
モードでの光検出器の受光結果を用いれば、対象物体において検出用光源に対して比較的
近い部分の位置を検出でき、第２モードでの光検出器の受光結果を用いれば、対象物体に
おいて検出用光源に対して比較的近い部分から離間した部分までを含む広い部分の中心位
置を検出することができる。
【００１０】
本発明において、前記監視部は、前記対象物体の位置として、前記第１モードでの前記
光検出器の受光結果に基づいて前記対象物体の第１座標を検出するとともに、前記第２モ
ードでの前記光検出器の受光結果に基づいて前記対象物体の第２座標を検出し、前記第１
座標と前記第２座標との比較結果に基づいて前記対象物体の傾きを検出することが好まし
い。
【００１１】
本発明において、前記監視部は、前記光検出器での受光結果に基づいて、前記複数の検
出用光源のうちの一部の検出用光源と、他の一部の検出用光源とを差動させた結果により
前記対象物体の位置を検出することが好ましい。このような差動を用いれば、外光等とい
った環境光の影響を緩和することができる。
【００１２】
本発明において、前記出射側空間を介さずに前記光検出器に入射する参照光を出射する
参照用光源を備え、前記監視部は、前記光検出器での受光結果に基づいて、前記複数の検
出用光源のうちの一部の検出用光源と前記参照用光源とを組み合わせを変えて差動させた
結果により前記対象物体の位置を検出することが好ましい。このような差動を用いれば、
外光等といった環境光の影響を緩和することができる。
【００１３】
本発明において、前記監視部は、前記複数の検出用光源の全てが同時、あるいは順次点
灯したときの前記光検出器での受光結果に基づいて、前記検出光の出射方向における前記
対象物体の位置を検出する構成を採用してもよい。
【００１４】
本発明において、前記検出光は赤外光であることが好ましい。かかる構成によれば、検
出光が視認されないので、表示装置に適用した場合でも表示を妨げない等、光学式センサ
ー装置を各種機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置の主要部を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置で用いた座標検出の基本原理を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置において、参照光と検出光との差動を利用して対象物体の位置を検出する原理を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置において、監視部で行なわれる処理内容等を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置において、対象物体の傾きを検出する方法を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光学式センサー装置の全体構成を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る光学式センサー装置において、対象物体の傾きを検出する方法を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明を適用した光学式センサー装置をハンド装置に設けたロボットアームの説明図である。
【図１０】本発明を適用した光学式センサー装置を入力装置として備えた位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図１１】従来の光学式センサー装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説
明においては、互いに交差する軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、検出光の出射方向をＺ軸
方向として説明する。また、以下に参照する図面では、Ｘ軸方向の一方側をＸ１側とし、
他方側をＸ２側とし、Ｙ軸方向の一方側をＹ１側とし、他方側をＹ２側として示してある
。また、以下の説明では、図１１に示す構成との対応がわかりやすいように、対応する構
成要素については同一の符号を付して説明する。
【００１７】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置の主要部を模式的に示す説明
図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、光学式センサー装置の構成要素の立体的な配置を示す
説明図、および光学式センサー装置の構成要素の平面的な配置を示す説明図である。図２
は、本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置の全体構成を示す説明図である。
【００１８】
図１および図２において、本形態の光学式センサー装置１０は、ロボットハンド装置で
の触覚センサーや入力装置等として利用される光学装置であり、Ｚ軸方向の一方側に向け
て検出光Ｌ２を出射する検出用光源１２を備えた光源装置１１と、対象物体Ｏｂで反射し
た検出光Ｌ３を検出する光検出器３０とを備えている。また、本形態の光学式センサー装
置１０は、シート状あるいは板状の透光部材４０を有している場合があり、この場合、透
光部材４０の第１面４１側に位置する対象物体Ｏｂの位置を検出する。従って、検出用光
源１２は、透光部材４０において第１面４１側とは反対側の第２面４２側から第１面４１
側に検出光Ｌ２を出射しし、光検出器３０は、対象物体Ｏｂで反射して透光部材４０の第
２面４２側に透過してきた検出光Ｌ３を検出する。このため、光検出器３０の受光部３１
は、透光部材４０の第２面４２に対向している。
【００１９】
本形態において、光源装置１１は、複数の検出用光源１２として、発光部１２０ａ〜１
２０ｄを透光部材４０に向けた４つの検出用光源１２Ａ〜１２Ｄを備えており、かかる検
出用光源１２Ａ〜１２Ｂは、光検出器３０の中心光軸の周りに配置されている。本形態に
おいて、検出用光源１２Ａ〜１２Ｂは、Ｚ軸方向からみたとき、光検出器３０を中心とす
る仮想の円上に配置され、光検出器３０から検出用光源１２Ａ〜１２Ｂまでの距離はいず
れも等しく設定されている。また、検出用光源１２Ａ〜１２Ｂは、光検出器３０の周りで
等角度間隔に配置されている。
【００２０】
複数の検出用光源１２において、検出用光源１２Ａと検出用光源１２ＢとはＸ軸方向で
離間し、検出用光源１２Ｃと検出用光源１２ＤとはＹ軸方向で離間している。なお、検出
用光源１２Ａからみれば、検出用光源１２Ｃ、１２ＤもＸ軸方向で離間し、検出用光源１
２Ｂからみれば、検出用光源１２Ｃ、１２ＤもＸ軸方向で離間している。同様に、検出用
光源１２Ｃからみれば、検出用光源１２Ａ、１２ＢもＹ軸方向で離間し、検出用光源１２
Ｄからみれば、検出用光源１２Ａ、１２ＢもＹ軸方向で離間している。
【００２１】
本形態では、後述する第１期間では、複数の検出用光源１２のうち、Ｘ軸方向で離間す
る検出用光源１２Ａ、１２Ｂのうちの一方（検出用光源１２Ａ）を第１検出用光源として
利用し、他方（検出用光源１２Ｂ）を第２検出用光源として利用する。また、後述する第
２期間では、Ｙ軸方向で離間する検出用光源１２Ｃ、１２Ｄのうち、一方（検出用光源１
２Ｃ）を第１検出用光源として利用し、他方（検出用光源１２Ｄ）を第２検出用光源とし
て利用する。
【００２２】
本形態において、検出用光源１２Ａ〜１２Ｄは、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素
子により構成され、本形態において、検出用光源１２Ａ〜１２Ｄ、ピーク波長が８４０〜
１０００ｎｍに位置する赤外光からなる検出光Ｌ２（検出光Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）を発散光と
して放出する。その結果、検出用光源１２から出射された検出光Ｌ２は、透光部材４０を
透過して、第１面４１側（光源装置１１からの検出光Ｌ２の出射側空間）に出射され、本
形態では、かかる出射側空間（第１面４１側の空間）によって、対象物体Ｏｂの位置が検
出される検出空間１０Ｒが構成されている。
【００２３】
また、光源装置１１は、光検出器３０に発光部１２０ｒを向けた参照用光源１２Ｒも備
えている。参照用光源１２Ｒも、検出用光源１２（検出用光源１２Ａ〜１２Ｂ）と同様、
ＬＥＤ（発光ダイオード）等により構成され、検出用光源１２Ｒは、ピーク波長が８４０
〜１０００ｎｍに位置する赤外光からなる参照光Ｌｒを発散光として放出する。但し、参
照用光源１２Ｒから出射される参照光Ｌｒは、参照用光源１２Ｒの向きや、参照用光源１
２Ｒに設けられる遮光カバー（図示せず）等によって、透光部材４０の第１面４１側（検
出空間１０Ｒ）に入射せず、検出空間１０Ｒを介さずに光検出器３０に入射するようにな
っている。
【００２４】
光検出器３０は、透光部材４０に受光部３１を向けたフォトダイオードやフォトトラン
ジスター等からなり、本形態において、光検出器３０は赤外域の感度ピークを備えたフォ
トダイオードである。
【００２５】
（監視部等の構成）
図２に示すように、光源装置１１は複数の検出用光源１２と光源駆動部１４とを備えて
いる。光源駆動部１４は、検出用光源１２および参照用光源１２Ｒを駆動する光源駆動回
路１４０と、光源駆動回路１４０を介して複数の検出用光源１２の各々の点灯パターンを
制御する光源制御部１４５とを備えている。光源駆動回路１４０は、検出用光源１２Ａ〜
１２Ｄを駆動する光源駆動回路１４０ａ〜１４０ｄと、参照用光源１２Ｒを駆動する光源
駆動回路１４０ｒとを備えている。光源制御部１４５は、光源駆動回路１４０ａ〜１４０
ｄ、１４０ｒの全てを制御する。
【００２６】
光検出器３０には監視部５０が電気的に接続されており、光検出器３０での検出結果は
監視部５０に出力される。監視部５０は、増幅器や比較器等を備えた信号処理部５５を備
えている。また、監視部５０は、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出するＸＹ座標
検出部５２を備えている。また、監視部５０は、ＸＹ座標検出部５２で得られた対象物体
ＯｂのＸ座標およびＹ座標を比較して、対象物体ＯｂのＸＹ平面内における方位（傾き）
を検出する傾き検出部５４も備えている。このように構成した監視部５０と光源駆動部１
４とは連動して動作し、後述する位置検出や傾き検出を行なう。
【００２７】
（差動を利用した座標検出の原理)
図３は、本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置１０で用いた座標検出の基本
原理を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、対象物体Ｏｂの位置と光検出器３０で
の受光強度との関係を模式的に示す説明図、および検出器３０での受光強度が等しくなる
ように検出光Ｌ２の出射強度を調整する様子を模式的に示す説明図である。
【００２８】
本形態の光学式センサー装置１０において、透光部材４０の第１面４１側（光源装置１
１からの検出光Ｌ２の出射側の空間）には検出空間１０Ｒが設定されている。また、２つ
の検出用光源１２Ａ（第１検出用光源）と検出用光源１２Ｂ（第２検出用光源）はＸ軸方
向で離間している。このため、検出用光源１２Ａが点灯して検出光Ｌ２ａを出射すると、
検出光Ｌ２ａは、図３に示すように、透光部材４０を透過して第１面４１側（検出空間１
０Ｒ）に、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて強度が単調減少する第１光強度
分布Ｌ２Ｘａを形成する。また、検出用光源１２Ｂが点灯して検出光Ｌ２ｂを出射すると
、検出光Ｌ２ａは、透光部材４０を透過して第１面４１側（検出空間１０Ｒ）に、Ｘ軸方
向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて強度が増大する第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成す
る。なお、図３では、光強度分布を直線的に表してあるが、光強度分布は直線的に変化し
ていなくても本発明を適用することができる。
【００２９】
このような検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの差動を利用してＸ座標を検出する際には、図３（ａ
）に示すように、まず、検出用光源１２Ａを点灯させる一方、検出用光源１２Ｂを消灯さ
せ、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が単調減少していく第１光強度
分布Ｌ２Ｘａを形成する。また、検出用光源１２Ａを消灯させる一方、検出用光源１２Ｂ
を点灯させ、Ｘ軸方向の一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向かって強度が単調増加していく第
２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成する。従って、検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが配置される
と、対象物体Ｏｂにより検出光Ｌ２が反射され、その反射光の一部が光検出器３０により
検出される。その際、対象物体Ｏｂでの反射強度は、対象物体Ｏｂが位置する個所での検
出光Ｌ２の強度に比例し、光検出器３０での受光強度は対象物体Ｏｂでの反射強度に比例
する。従って、光検出器３０での受光強度は、対象物体Ｏｂの位置に対応する値となる。
それ故、図３（ｂ）に示すように、第１光強度分布Ｌ２Ｘａを形成した際の光検出器３０
での検出値ＬＸａと、第２光強度分布Ｌ２Ｘｂを形成した際の光検出器３０での検出値Ｌ
Ｘｂとが等しくなるように、検出用光源１２Ａに対する制御量（駆動電流）を調整した際
の駆動電流と、検出用光源１２Ｂに対する制御量（駆動電流）を調整した際の駆動電流と
の比や差等の比較結果を用いれば、検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｂとの間のいずれ
の位置に対象物体Ｏｂが存在するかを検出できることになる。
【００３０】
同様に、２つの検出用光源１２Ｃ（第１検出用光源）と検出用光源１２Ｄ（第２検出用
光源）はＹ軸方向で離間している。このため、検出用光源１２Ｃが点灯して検出光Ｌ２ｃ
を出射すると、検出光Ｌ２ｃは、透光部材４０を透過して第１面４１側（検出空間１０Ｒ
）に、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１から他方側Ｙ２に向けて強度が単調減少する第１光強度分布
を形成する。また、検出用光源１２Ｄが点灯して検出光Ｌ２ｄを出射すると、検出光Ｌ２
ｄは、透光部材４０を透過して第１面４１側（検出空間１０Ｒ）に、Ｙ軸方向の一方側Ｙ
１から他方側Ｙ２に向けて強度が単調増加する第２光強度分布を形成する。従って、検出
光Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄの差動を利用すれば、検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｂとの間のい
ずれの位置に対象物体Ｏｂが存在するかを検出できることになる。それ故、対象物体Ｏｂ
のＸ座標およびＹ座標を検出することができる。
【００３１】
（参照光Ｌｒと検出光Ｌ２との差動）
図４は、本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置１０において、参照光Ｌｒと
検出光Ｌ２との差動を利用して対象物体Ｏｂの位置を検出する原理を示す説明図であり、
図４（ａ）、（ｂ）は、検出用光源１２から対象物体Ｏｂまでの距離と検出光Ｌ２等の受
光強度との関係を示す説明図、および光源への駆動電流を調整した後の様子を示す説明図
である。
【００３２】
本形態の光学式センサー装置１０においては、検出光Ｌ２ａと検出光Ｌ２ｂとの直接的
な差動に代えて、検出光Ｌ２ａと参照光Ｌｒとの差動と、検出光Ｌ２ｂと参照光Ｌｒとの
差動とを利用し、最終的に図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明した原理と同様な結果を導
く。ここで、検出光Ｌ２ａと検出光Ｌ２ｂとの差動、および検出光Ｌ２ａと参照光Ｌｒと
の差動は、以下のようにして実行される。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態においては、
検出用光源１２Ａから対象物体Ｏｂまで距離と、光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光強
度Ｄxとは、実線ＳＸで示すように単調に変化する。これに対して、参照用光源１２Ｒか
ら出射された参照光Ｌｒの光検出器３０での検出強度は、実線ＳＲで示すように、対象物
体Ｏｂの位置にかかわらず、一定である。従って、光検出器３０での検出光Ｌ２ａの受光
強度Ｄxと、光検出器３０での参照光Ｌｒの検出強度Ｄrとは、相違している。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示すように、検出用光源１２Ａに対する駆動電流、および参照用光
源１２Ｒに対する駆動電流のうちの少なくとも一方を調整し、光検出器３０での検出光Ｌ
２ａの受光強度Ｄxと、参照光Ｌｒの光検出器３０での検出強度Ｄrとを一致させる。この
ような差動は、参照光Ｌｒと検出光Ｌ２ａとの間で行なわれるとともに、参照光Ｌｒと検
出光Ｌ２ｂとの間でも行なわれる。従って、光検出器３０での検出光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ（対
象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ）の検出結果と、光検出器３０での参照光Ｌ
ｒの検出結果とが等しくなった時点での検出用光源１２Ａに対する駆動電流と、検出用光
源１２Ｂに対する駆動電流との比や差等を用いることができ、検出用光源１２Ａと検出用
光源１２Ｂとの間のいずれの位置に対象物体Ｏｂが存在するかを検出できることになる。
【００３５】
上記の検出原理を光路関数を用いて数理的に説明すると、以下のようになる。まず、各
パラメータを以下
Ｔ＝対象物体Ｏｂの反射率
Ａt＝検出用光源１２Ａから出射された検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して
光検出器３０に到る距離関数
Ａ＝検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で検出用光源１２Ａが
点灯したときの光検出器３０の検出強度
Ｂt＝検出用光源１２Ｂから出射された検出光Ｌ２が対象物体Ｏｂで反射して
光検出器３０に到る距離関数
Ｂ＝検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で検出用光源１２Ｂが
点灯したときの光検出器３０の検出強度
Ｒs＝参照用光源１２Ｒから光検出器３０に到る光路係数
Ｒ＝参照用光源１２Ｒのみが点灯したときの光検出器３０の検出強度
とする。なお、検出用光源１２Ａ、検出用光源１２Ｂおよび参照用光源１２Ｒの発光強度
は、駆動電流と発光係数との積で表されるが、以下の説明では、発光係数を１とする。ま
た、上記の差動において、光検出器３０での受光強度が等しくなったときの検出用光源１
２Ａに対する駆動電流をＩAとし、検出用光源１２Ｂに対する駆動電流をＩBとし、参照用
光源１２Ｒに対する駆動電流をＩRとする。また、差動の際、参照用光源１２Ｒのみが点
灯したときの光検出器３０の検出強度については、検出用光源１２Ａとの差動と、検出用
光源１２Ｂとの差動とにおいて同一と仮定する。
【００３６】
検出空間１０Ｒに対象物体Ｏｂが存在する状態で、前記した差動を行なうと、
Ａ＝Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光    ・・式（１）
Ｂ＝Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光    ・・式（２）
Ｒ＝Ｒs×ＩR＋環境光        ・・式（３）
の関係が得られる。
【００３７】
ここで、差動の際の光検出器３０の検出強度は等しいことから、式（１）、（３）から
下式
Ｔ×Ａt×ＩA＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ａt×ＩA＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ａt＝Ｒs×ＩR／ＩA・・式（４）
が導かれ、式（２）、（３）から下式
Ｔ×Ｂt×ＩB＋環境光＝Ｒs×ＩR＋環境光
Ｔ×Ｂt×ＩB＝Ｒs×ＩR
Ｔ×Ｂt＝Ｒs×ＩR／ＩB・・式（５）
が導かれる。
【００３８】
また、距離関数Ａt、Ｂtの比ＰABは、下式
ＰAB＝Ａt／Ｂt・・式（６）
で定義されることから、式（４）、（５）から、比ＰABは
ＰAB＝ＩB／ＩA・・式（７）
で示すように表される。かかる式（７）では、環境光の項、対象物体Ｏｂの反射率の項が
存在しない。それ故、距離関数Ａt、Ｂtの比ＰABには、環境光、対象物体Ｏｂの反射率が
影響しない。なお、上記の数理モデルについては、対象物体Ｏｂで反射せずに入射した検
出光Ｌ２の影響等を相殺するための補正を行なってもよい。また、参照用光源１２Ｒに対
する駆動電流ＩRについては、検出用光源１２Ａとの差動と、検出用光源１２Ｂとの差動
とにおいて異なる値であっても、略同様な方法で比ＰABを求めることができる。
【００３９】
ここで、検出用光源１２は点光源であり、ある地点での光強度は、光源からの距離の２
乗に反比例する。従って、検出用光源１２Ａと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ１と、検出用
光源１２Ｂと対象物体Ｏｂとの離間距離Ｐ２との比は、下式
ＰAB＝（Ｐ１）2：（Ｐ２）2
により求められる。それ故、対象物体Ｏｂは、検出用光源１２Ａと検出用光源１２Ｂとを
結ぶ仮想線をＰ１：Ｐ２で分割した位置を通る等比線上に対象物体Ｏｂが存在することが
わかる。従って、検出用光源１２Ａと参照用光源１２Ｒとの差動、検出用光源１２Ｂと参
照用光源１２Ｒとの差動、検出用光源１２Ｃと参照用光源１２Ｒとの差動、検出用光源１
２Ｄと参照用光源１２Ｒとの差動を行なえば、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を検出
することができる。
【００４０】
（差動のための監視部５０の構成例）
図５は、本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置において、監視部で行なわれ
る処理内容等を示す説明図である。
【００４１】
上記の差動を実施するにあたっては、監視部５０としてマイクロプロセッサーユニット
（ＭＰＵ）を用い、これにより所定のソフトウェア（動作プログラム）を実行することに
従って処理を行う構成を採用することができる。また、図５を参照して以下に説明するよ
うに、論理回路等のハードウェアを用いた信号処理部で処理を行う構成を採用することも
できる。なお、図５には、図４を参照して説明した差動を示してあるが、参照用光源１２
Ｒを検出用光源１２Ｂに置き換えれば、図３を参照して説明した差動に適用することがで
きる。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、本形態の光学式センサー装置１０において、光源駆動回路１
４０は、可変抵抗１１１を介して検出用光源１２Ａに所定電流値の駆動パルスを印加する
一方、可変抵抗１１２および反転回路１１３を介して参照用光源１２Ｒに所定電流値の駆
動パルスを印加する。このため、検出用光源１２Ａと参照用光源１２Ｒには逆相の駆動パ
ルスが印加されるので、検出用光源１２Ａと参照用光源１２Ｒとは交互に点灯することに
なる。そして、検出用光源１２Ａが点灯した時、検出光Ｌ２ａのうち、対象物体Ｏｂで反
射した光は光検出器３０で受光され、参照用光源１２Ｒが点灯した時、参照光Ｌｒが光検
出器３０で受光される。光強度信号生成回路１５０において、光検出器３０には、１ｋΩ
程度の抵抗３０ｒが直列に電気的接続されており、それらの両端にはバイアス電圧Ｖｂが
印加されている。
【００４３】
かかる光強度信号生成回路１５０において、光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｑ１
には、監視部５０が電気的に接続されている。光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｑ１
から出力される検出信号Ｖｃは、下式
Ｖｃ＝Ｖ30／（Ｖ30＋抵抗３０ｒの抵抗値）
Ｖ30：光検出器３０の等価抵抗
で表される。従って、環境光Ｌｃが光検出器３０に入射しない場合と、環境光Ｌｃが光検
出器３０に入射している場合とを比較すると、環境光Ｌｃが光検出器３０に入射している
場合には、検出信号Ｖｃのレベルおよび振幅が大きくなる。
【００４４】
監視部５０は概ね、位置検出用信号抽出回路１９０、位置検出用信号分離回路１７０、
および発光強度補償指令回路１８０を備えている。位置検出用信号抽出回路１９０は、１
ｎＦ程度のキャパシタからなるフィルター１９２を備えており、かかるフィルター１９２
は、光検出器３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｑ１から出力された信号から直流成分を除去す
るハイパスフィルターとして機能する。このため、フィルター１９２によって、光検出器
３０と抵抗３０ｒとの接続点Ｑ１から出力された検出信号Ｖｃからは、光検出器３０によ
る位置検出信号Ｖｄのみが抽出される。すなわち、検出光Ｌ２ａおよび参照光Ｌｒは変調
されているのに対して、環境光Ｌｃはある期間内において強度が一定であると見なすこと
ができるので、環境光Ｌｃに起因する低周波成分あるいは直流成分はフィルター１９２に
よって除去される。
【００４５】
また、位置検出用信号抽出回路１９０は、フィルター１９２の後段に、２２０ｋΩ程度
の帰還抵抗１９４を備えた加算回路１９３を有しており、フィルター１９２によって抽出
された位置検出信号Ｖｄは、バイアス電圧Ｖｂの１／２倍の電圧Ｖ／２に重畳された位置
検出信号Ｖｓとして位置検出用信号分離回路１７０に出力される。
【００４６】
位置検出用信号分離回路１７０は、検出用光源１２Ａに印加される駆動パルスに同期し
てスイッチング動作を行なうスイッチ１７１と、比較器１７２と、比較器１７２の入力線
に各々、電気的接続されたキャパシタ１７３とを備えている。このため、位置検出信号Ｖ
ｓが位置検出用信号分離回路１７０に入力されると、位置検出用信号分離回路１７０から
発光強度補償指令回路１８０には、検出用光源１２Ａが点灯した時の位置検出信号Ｖｓの
実効値Ｖｅａと、参照用光源１２Ｒが点灯した時の位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとが
交互に出力される。
【００４７】
発光強度補償指令回路１８０は、実効値Ｖｅａ、Ｖｅｂを比較して、図５（ｂ）に示す
処理を行ない、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂとが
同一レベルとなるように光源駆動回路１４０に制御信号Ｖｆを出力する。すなわち、発光
強度補償指令回路１８０は、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａと位置検出信号Ｖｓの実効
値Ｖｅｂとを比較して、それらが等しい場合、現状の駆動条件を維持させる。これに対し
て、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅａが位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂより低い場合、
発光強度補償指令回路１８０は、可変抵抗１１１の抵抗値を下げさせて検出用光源１２Ａ
からの出射光量を高める。また、位置検出信号Ｖｓの実効値Ｖｅｂが位置検出信号Ｖｓの
実効値Ｖｅａより低い場合、発光強度補償指令回路１８０は、可変抵抗１１２の抵抗値を
下げさせて参照用光源１２Ｒからの出射光量を高める。
【００４８】
このようにして、光学式センサー装置１０では監視部５０の発光強度補償指令回路１８
０によって、第１検出用光源点灯動作中および参照用光源点灯動作中での光検出器３０に
よる検出量が同一となるように、検出用光源１２Ａおよび参照用光源１２Ｒの制御量（駆
動電流）を制御する。従って、発光強度補償指令回路１８０には、第１検出用光源点灯動
作中および参照用光源点灯動作中での光検出器３０による検出量が同一となるような検出
用光源１２Ａおよび参照用光源１２Ｒに対する駆動電流に関する情報が存在し、かかる情
報は、位置検出信号Ｖｇとして監視部５０に出力される。
【００４９】
同様な処理は、第２検出用光源１２Ｂと参照用光源１２Ｒとの間でも行なわれ、発光強
度補償指令回路１８０から出力される位置検出用信号Ｖｇは、第２検出用光源点灯動作中
および参照用光源点灯動作中での光検出器３０による検出量が同一となるような検出用光
源１２Ｂおよび参照用光源１２Ｒに対する駆動電流に関する情報である。
【００５０】
（傾き検出の方法）
図６は、本発明の実施の形態１に係る光学式センサー装置１００において対象物体Ｏｂ
の傾きを検出する方法を模式的に示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、検出用光源
１２を第１出射強度をもって順次点灯させる第１モードの説明図、および検出用光源１２
を第１出射強度よりも大の第２出射強度をもって順次点灯させる第２モードの説明図であ
る。
【００５１】
図２を参照して説明したように、監視部５０は、ＸＹ座標検出部５２で得られた対象物
体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を比較して、対象物体ＯｂのＸＹ平面内における方位（傾き
）を検出する傾き検出部５４も備えている。かかる傾き検出部５４によって、対象物体Ｏ
ｂのＸＹ平面内における方位（傾き）を検出するにあたって、本形態では、光源駆動部１
４は、Ｘ座標およびＹ座標を検出する際、検出用光源１２を第１出射強度をもって順次点
灯させる第１モードと、検出用光源１２を第１出射強度よりも大の第２出射強度をもって
順次点灯させる第２モードとを行なう。
【００５２】
このような第１モードおよび第２モードのうち、第１モードを行なった際には、図６（
ａ）に示すように、検出用光源１２からの出射強度が小であるため、光検出器３０は、対
象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的近い部分で反射した検出光Ｌ３を検出
することになる。従って、第１モードでは、ＸＹ座標検出部５２は、対象物体Ｏｂにおい
て検出用光源１２に対して比較的近い部分Ｐ1の第１ＸＹ座標（ｘ1，ｙ1）を検出するこ
とになる。
【００５３】
これに対して、第２モードを行なった際には、図６（ｂ）に示すように、検出用光源１
２からの出射強度が大であるため、光検出器３０は、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１
２に対して比較的近い部分から離間した部分を含む広い部分で反射した検出光Ｌ３を検出
することになる。従って、第２モードでは、ＸＹ座標検出部５２は、対象物体Ｏｂにおい
て検出用光源１２に対して比較的近い部分から離間した部分を含む広い部分の中心Ｐ2の
第２ＸＹ座標（ｘ2，ｙ2）を検出することになる。
【００５４】
従って、傾き検出部５４において、第１ＸＹ座標（ｘ1、，ｙ1）と第２ＸＹ座標（ｘ2
，ｙ2）とを比較すれば、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的近い部分
Ｐ1と、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的近い部分から離間した部分
を含む広い部分の中心Ｐ2とを結んだ線のＸＹ関数を求めることができ、対象物体Ｏｂの
傾きを検出することができる。
【００５５】
より具体的には、第１ＸＹ座標（ｘ1，ｙ1）と第２ＸＹ座標（ｘ2，ｙ2）とを検出した
後、傾き検出部５４において、（ｙ2−ｙ1）／（ｘ2−ｘ1）を求めれば、対象物体Ｏｂが
Ｘ軸方向に対して成す角度Θ（図１（ｂ）参照）を求めることができる。
【００５６】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、光源駆動部１４は、複数の検出用光源１２を第１出
射強度をもって順次点灯させる第１モード、および複数の検出用光源１２を第１出射強度
よりも大の第２出射強度をもって順次点灯させる第２モードを行ない、その間、光検出器
３０は、対象物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を受光する。従って、光検出器３０は、第１
モードでは、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的近い部分Ｐ1で反射し
た検出光Ｌ３を検出し、光検出器３０は、第２モードでは、対象物体Ｏｂにおいて検出用
光源１２に対して比較的近い部分から離間した部分までを含む広い部分で反射した検出光
Ｌ３を検出する。従って、監視部５０は、第１モードでの光検出器３０の受光結果と、第
２モードでの光検出器３０の受光結果という、対象物体Ｏｂの異なる範囲で反射した検出
光Ｌ３の受光結果を取得することができる。それ故、監視部５０は、対象物体Ｏｂの異な
る範囲で反射した検出光Ｌ３の２つの受光結果を用いれば、対象物体Ｏｂの２箇所の位置
情報を得ることができ、対象物体Ｏｂの傾きを検出することができる。また、光源駆動部
１４が複数の検出用光源１２を第１出射強度をもって順次点灯させた第１モードで得られ
た第１ＸＹ座標（ｘ1，ｙ1）は、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的近
い部分Ｐ1で反射した検出光Ｌ３を検出するので、対象物体Ｏｂの位置を精度よく検出す
ることができる。
【００５７】
また、本形態では、光検出器３０での受光結果が等しくなったときの光源に対する駆動
電流に基づいて対象物体Ｏｂの座標を検出する。かかる差動を用いれば、外光等といった
環境光の影響を緩和することができる。
【００５８】
さらに、検出光Ｌ２は赤外光であるため、視認されない。従って、本形態の光学式セン
サー装置１０を表示装置に適用した場合でも表示を妨げない等、光学式センサー装置１０
を各種機器に用いることができる。
【００５９】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る光学式センサー装置１００の全体構成を示す説明
図である。図８は、本発明の実施の形態２に係る光学式センサー装置１００において対象
物体Ｏｂの傾きを検出する方法を模式的に示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、検
出用光源１２を第１出射強度をもって順次点灯させる第１モードの説明図、および検出用
光源１２を第１出射強度よりも大の第２出射強度をもって順次点灯させる第２モードの説
明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する
部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６０】
図７に示すように、本形態の光学式センサー装置１０も、実施の形態１と同様、Ｚ軸方
向の一方側に向けて検出光Ｌ２を出射する検出用光源１２を備えた光源装置１１と、対象
物体Ｏｂで反射した検出光Ｌ３を検出する光検出器３０とを備えている。また、光源装置
１１は、複数の検出用光源１２として、発光部１２０ａ〜１２０ｄを透光部材４０に向け
た４つの検出用光源１２Ａ〜１２Ｄを備えている。このため、監視部５０において、ＸＹ
座標検出部５２は、対象物体ＯｂのＸ座標およびＹ座標を求めることができる。
【００６１】
ここで、検出用光源１２Ａ〜１２Ｄが同時に点灯すると、透光部材４０の第１面４１側
（検出空間１０Ｒ）には、第１面４１に対する法線方向で強度が単調減少するＺ座標検出
用光強度分布が形成される。かかるＺ座標検出用光強度分布では、透光部材４０の第１面
４１から離間するに従って強度が単調に低下する。従って、参照用光源１２Ｒと検出用光
源１２Ａ〜１２Ｄとを交互に点灯させたときの光検出器３０での検出値の差や比に基づい
て対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。また、参照用光源１２Ｒと検出用光源
１２Ａ〜１２Ｂとを交互に点灯させたときの光検出器３０での検出値が等しくなったとき
の参照用光源１２Ｒに対する駆動電流と検出用光源１２Ａ〜１２Ｂに対する駆動電流との
差や比に基づいて対象物体ＯｂのＺ座標を検出することができる。それ故、本形態の光学
式センサー装置１０は、監視部５０にＺ座標検出部５３を備えている。
【００６２】
本形態では、実施の形態１と同様、光源駆動部１４は、Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標を
検出する際、検出用光源１２を第１出射強度をもって順次点灯させる第１モードと、検出
用光源１２を第１出射強度よりも大の第２出射強度をもって順次点灯させる第２モードと
を行なう。
【００６３】
このような第１モードおよび第２モードのうち、第１モードを行なった際には、図８（
ａ）に示すように、検出用光源１２からの出射強度が小であるため、光検出器３０は、対
象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的近い部分で反射した検出光Ｌ３を検出
することになる。従って、第１モードでは、ＸＹ座標検出部５２およびＺ座標検出部５３
は、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的近い部分Ｐ1の第１ＸＹＺ座標
（ｘ1，ｙ1，ｚ1）を検出することになる。
【００６４】
これに対して、第２モードを行なった際には、図８（ｂ）に示すように、検出用光源１
２からの出射強度が大であるため、光検出器３０は、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１
２に対して比較的近い部分から離間した部分を含む広い部分で反射した検出光Ｌ３を検出
することになる。従って、第２モードでは、ＸＹ座標検出部５２およびＺ座標検出部５３
は、ＸＹ座標検出部５２は、対象物体Ｏｂにおいて検用光源１２に対して比較的近い部分
から離間した部分を含む広い部分の中心Ｐ2の第２ＸＹＺ座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）を検出す
ることになる。
【００６５】
従って、監視部５０の傾き検出部５４において、第１ＸＹＺ座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）と
第２ＸＹＺ座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）とを比較すれば、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１
２に対して比較的近い部分Ｐ1と、対象物体Ｏｂにおいて検出用光源１２に対して比較的
近い部分から離間した部分を含む広い部分の中心Ｐ2とを結んだ線のＸＹＺ関数を求める
ことができ、対象物体Ｏｂの傾きを検出することができる。
【００６６】
より具体的には、第１ＸＹＺ座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）と第２ＸＹＺ座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2
）とを検出した後、傾き検出部５４において、（ｚ2−ｚ1）／（ｘ2−ｘ1）を求めれば、
対象物体ＯｂをＸＺ面に投影した際の対象物体Ｏｂの傾き角Θx（図８（ｂ）参照）を求
めることができ、（ｚ2−ｚ1）／（ｙ2−ｙ1）を求めれば、対象物体ＯｂをＹＺ面に投影
した際の対象物体Ｏｂの傾き角Θy（図８（ｂ）参照）を求めることができる。
【００６７】
［実施の形態３］
上記実施の形態１、２では、光学式センサー装置１０に透光部材４０が存在していたが
、透光部材４０を備えていない光学式センサー装置１０においても、対象物体Ｏｂで反射
せずに周辺で反射した検出光Ｌ２が光検出器３０に入射するような場合に本発明を適用す
ればよい。
【００６８】
［光学式センサー装置１０の利用例１］
図９を参照して、本発明を適用した光学式センサー装置１０を触覚センサーとして用い
たロボットハンド装置を説明する。図９は、本発明を適用した光学式センサー装置１０を
触覚センサーとしてハンド装置に備えたロボットアームの説明図であり、図９（ａ）、（
ｂ）は、ロボットアーム全体の説明図、およびハンド装置の説明図である。
【００６９】
図９（ａ）に示すロボットアーム２００は、数値制御工作機械等に対してワークや工具
の供給および取り出し等を行う装置であり、基台２９０から直立する支柱２２０と、アー
ム２１０とを備えている。本形態において、アーム２１０は、支柱２２０の先端部に第１
関節２６０を介して連結された第１アーム部２３０と、第１アーム部２３０の先端部に第
２関節２７０を介して連結された第２アーム部２４０とを備えている。支柱２２０は、基
台２９０に対して垂直な軸線Ｈ１周りに回転可能であり、第１アーム部２３０は、支柱２
２０の先端部で第１関節２６０によって水平な軸線Ｈ２周りに回転可能であり、第２アー
ム部２４０は、第１アーム部２３０の先端部で第２関節２７０によって水平な軸線Ｈ３周
りに回転可能である。第２アーム部２４０の先端部にはハンド装置４００のハンド４５０
が連結されており、ハンド４５０は、第２アーム部２４０の軸線Ｈ４周りに回転可能であ
る。
【００７０】
図９（ｂ）に示すように、ハンド装置４００は、複数の把持爪４１０（把持具）を備え
たハンド４５０を有しており、ハンド４５０は、複数の把持爪４１０の根元を保持する円
盤状の把持爪保持体４２０を備えている。本形態において、ハンド４５０は、複数の把持
爪４１０として、第１把持爪４１０Ａおよび第２把持爪４１０Ｂを備えている。２つの把
持爪４１０はいずれも、矢印Ｈ４で示すように、互いに離間する方向および接近する方向
に移動可能である。
【００７１】
このように構成したロボットアーム２００において、対象物体Ｏｂを把持する際には、
支柱２２０、第１アーム部２３０および第２アーム部２４０が所定方向に回転してハンド
４５０を対象物体Ｏｂ（ワーク）に接近させた後、２つの把持爪４１０が互いに接近する
方向に移動して対象物体Ｏｂを把持する。
【００７２】
ここで、対象物体Ｏｂ（ワーク）を把持する際に対象物体Ｏｂに接する把持爪４１０の
内面は、実施の形態１、２で説明した光学式センサー装置１０の透光部材４０の第１面４
１からなる。従って、把持爪４１０が対象物体Ｏｂを把持する際、光学式センサー装置１
０は、対象物体Ｏｂと把持爪４１０との相対位置や傾きを検出し、かかる検出結果は、把
持爪４１０の駆動制御部にフィードバックされる。それ故、把持爪４１０を対象物体Ｏｂ
に高速で接近させることができ、ワーク把持動作の高速化を実現することができる。
【００７３】
［光学式センサー装置１０の利用例２］
図１０を参照して、本発明を適用した光学式センサー装置１０を入力装置として用いた
表示装置を説明する。図１０は、本発明を適用した光学式センサー装置１０を入力装置と
して備えた位置検出機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図であり、図１０（ａ）
、（ｂ）は、位置検出機能付き表示装置の要部を斜め上からみた様子を模式的に示す説明
図、および横方向からみた様子を模式的に示す説明図である。
【００７４】
図１０（ａ）、（ｂ）に示す位置検出機能付き表示装置１００は、投射型表示装置であ
り、液晶プロジェクター、あるいはデジタル・マイクロミラー・デバイスと称せられる画
像投射装置１２００を備えている。かかる画像投射装置１２００は、筐体１２５０の前面
部１２０１に設けられた投射レンズ１２１０からスクリーン部材１２９０に向けて画像表
示光Ｌ１を拡大投射する。
【００７５】
本形態の位置検出機能付き表示装置１００は、画像が投射される前方空間（スクリーン
部材１２９０の前方）に設定された検出空間１０Ｒ内の対象物体Ｏｂの位置を光学的に検
出する機能を備えており、検出空間１０Ｒと重なる領域に画像を表示する。本形態の位置
検出機能付き表示装置１００では、かかる対象物体ＯｂのＸＹ座標を投射された画像の一
部等を指定する入力情報として扱い、かかる入力情報に基づいて画像の切り換え等を行な
う。
【００７６】
かかる位置検出機能を実現することを目的に、本形態の位置検出機能付き表示装置１０
０では、実施の形態１、２を参照して説明した光学式センサー装置１０を入力装置として
用い、光学式センサー装置１０の透光部材４０によってスクリーン部材１２９０を構成す
る。従って、スクリーン部材２９０において画像が視認されるスクリーン面は、透光部材
４０の第１面４１により構成された入力面として利用され、スクリーン部材１２９０の裏
面側（透光部材４０の第２面４２）の側には、検出光用の検出用光源１２を備えた光源装
置１１や光検出器３０が配置される。
【００７７】
このように構成した位置検出機能付き表示装置１００においては、スクリーン部材１２
９０に表示された画像を指先等の対象物体Ｏｂで指示すると、対象物体Ｏｂの座標や傾き
等が検出され、かかる対象物体Ｏｂの検出結果を入力情報として扱うことができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０・・光学式センサー装置、１０Ｒ・・検出空間（検出光の出射側空間）、１１・・光
源装置、１２、１２Ａ〜１２Ｄ・・検出用光源、１２Ｒ・・参照用光源、３０・・光検出
器、４０・・透光部材、５０・・監視部、５１・・ＸＹ座標検出部、５３・・Ｚ座標検出
部、５４・・傾き検出部、Ｏｂ・・対象物体
【図２】
2011215104.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図６】
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【図８】
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