(57)【要約】【課題】撮像部を備えたロボットにおいて、安全性を保ちつつデザイン性を向上させる。【解決手段】ロボット１００は、画像を撮像して所定の対象を捉えるために所定の部位に配置され、レンズ３１を有するカメラ３０（撮像部）を備える。カメラ３０のレンズ３１は、弾性体によって形成されている弾性体レンズであるとともに、自装置の筐体８０の筐体表面から突出するように配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を撮像して所定の対象を捉えるために所定の部位に配置され、レンズを有する撮像部、を備え、
前記撮像部の前記レンズは、弾性体によって形成されている弾性体レンズであり、自装置の筐体表面から突出するように配置される、
ことを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記所定の部位は、前記自装置の頭部の鼻先である、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記レンズの焦点距離を補正するための補正部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のロボット。
【請求項４】
前記補正部は、
前記レンズの前記焦点距離を補正する少なくとも１つの補正レンズを有する補正レンズ群と、
前記焦点距離を補正するのに最適な前記補正レンズ群の位置を算出するレンズ位置算出部と、
前記レンズ位置算出部により算出された位置に前記補正レンズを移動させるレンズ駆動部と、を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
前記補正レンズ群が備える少なくとも１つの前記補正レンズは、前記焦点距離の温度特性が前記レンズとは逆の素材によって形成されている剛体レンズである、
ことを特徴とする請求項４に記載のロボット。
【請求項６】
前記補正レンズ群が備える少なくとも１つの前記補正レンズは、前記焦点距離の温度特性が前記レンズとは同類の素材によって形成されている剛体レンズである、
ことを特徴とする請求項４に記載のロボット。
【請求項７】
前記自装置を移動させるための移動部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のロボット。
【請求項８】
前記レンズは、透明なシリコンゴム、透明なポリウレタンゴム、透明なスチレンゴム、透明なエチレン−プロピレンジエンモノマゴム、又は、透明なアクリルゴムのうちの何れかで形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部を備えたロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラを備えたロボットが知られている。例えば、特許文献１には、カメラを備え、カメラによって取得した画像に基づいてユーザに対する行動パターンを変化させるロボットについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなロボットは、主に仮想ペットや玩具等に利用されるため、子供によって扱われる機会も多く、高い安全性が求められる。また、カメラのレンズは一般的にガラスやプラスチック等の剛体によって形成されている剛体レンズであることから耐衝撃性が低く、破損した際には散乱した破片によって子供が負傷する虞がある。又は、剛体レンズに強く当たった場合でも子供が負傷する虞がある。そのため、このようなロボットにカメラを搭載する場合、衝撃を受けやすい鼻先等の突出した位置に剛体レンズを設けることは好ましくない。よって、このようなロボットは、安全性の観点から、剛体レンズを配置する位置には制約があり、これによりデザイン性が損なわれてしまうという課題がある。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、撮像部を備えたロボットにおいて、安全性を保ちつつデザイン性を向上させることができるロボット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】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明のロボットの一様態は、
画像を撮像して所定の対象を捉えるために所定の部位に配置され、レンズを有する撮像部、を備え、
前記撮像部の前記レンズは、弾性体によって形成されている弾性体レンズであり、自装置の筐体表面から突出するように配置される、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像部を備えたロボットにおいて、安全性を保ちつつデザイン性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るロボットの外観図である。
【図２】本発明の実施形態に係るロボットの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るロボットの顔部分の断面図である。
【図４】カメラの構成を模式的に表した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係るロボット１００の外観を示した図である。ロボット１００は、子供を対象とした玩具用のロボットであり、動物を模した外観をしている。ロボット１００は、対面するユーザを認識して、認証したユーザに合わせた内容の会話をすることができるコミュニケーション機能を有する。
【００１１】
ロボット１００は、ユーザとのインターフェイスとして、耳部分に設けられたユーザの音声を収音するマイク１０、口部分に設けられたユーザに音声を出力するスピーカ２０及び鼻の先端部分に設けられたユーザを撮影するカメラ３０を備える。なお、カメラ３０は本発明の撮像部に相当する。
【００１２】
更に、ロボット１００は、図２に示すように、前記インターフェイス（マイク１０、スピーカ２０、カメラ３０）以外に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０、メモリ５０、バッテリ６０及び操作ボタン７０を更に備える。
【００１３】
ＣＰＵ４０は、例えばマイクロプロセッサ等であって、様々な処理及び演算を実行する中央演算処理部であり、ロボット１００の各部と接続され、ロボット１００全体を制御する。メモリ５０は、ＣＰＵ４０のワークメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）又はフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを備え、ＣＰＵ４０が各種処理を行うために使用する各種プログラム及びデータを記憶する。バッテリ６０は、電気エネルギーを蓄電し、ロボット１００の各部に電力を供給する蓄電池である。操作ボタン７０は、ロボットを操作するための各種ボタンであって、例えば、電源ボタンやモード切替ボタン等である。
【００１４】
ここで、図３、図４を用いてロボット１００が備えるカメラ３０について詳細に説明する。図３は、ロボット１００の顔の部分を図１に示す一点鎖線Ａ−Ａ’で切断した際の断面図である。なお、図３では、カメラ３０以外の構成は省略している。図４は、カメラ３０の構成を模式的に示した図である。カメラ３０は、レンズ３１、補正レンズ群３２、レンズ駆動部３３、レンズ位置算出部３４及びイメージセンサ３５を備える。なお、補正レンズ群３２、レンズ駆動部３３及びレンズ位置算出部３４が、本発明の補正部に相当する。
【００１５】
レンズ３１は、図３に示すように、ロボット１００の鼻先に、筐体８０の筐体表面から突出して設けられている。レンズ３１は、入射された光を集光する凸状のレンズである。レンズ３１は、透明又は光線がある程度透過可能に着色された、シリコンゴム、ポリウレタンゴム、スチレンゴム、エチレン−プロピレンジエンモノマ（ＥＰＤＭ）ゴム又はアクリルゴム等の弾性体によって形成されている弾性体レンズである。そのため、レンズ３１は耐衝撃性に強く、子供がロボットを乱暴に扱っても破損する虞は低い。また、万が一レンズ３１が破損したとしても破片によって子供が負傷する可能性は低い。
【００１６】
一方、レンズ３１は弾性体によって形成されている弾性体レンズであるため、ガラスやプラスチック等の剛体によって形成されている剛体レンズと比べて加工精度が悪く、製品間で焦点距離のばらつきが大きい。また、レンズ３１は弾性体によって形成されている弾性体レンズであるため、ガラスやプラスチック等の剛体によって形成されている剛体レンズと比べて周辺温度に対する線膨張率が大きく、周辺温度によって焦点距離が大きく変化する。そのため、カメラ３０には、レンズ３１の焦点距離を補正するために、複数の補正レンズを備えた補正レンズ群３２が設けられている。レンズ３１によって集光された光は、補正レンズ群３２を透過することで、焦点の合った正しい焦点距離に補正される。なお、補正レンズ群３２はロボット１００の内部に設けられており破損する虞が低いため、ガラス、アクリル、ポリカーボネート等といった加工精度の高い剛体によって形成されている剛体レンズである。また、１つの補正レンズのみで補正レンズ群３２を構成してもよい。
【００１７】
なお、補正レンズ群３２を構成する複数の補正レンズの少なくとも一つを、焦点距離の温度特性がレンズ３１とは逆になる素材によって形成されている剛体レンズにしてもよい。このようにすることで、周辺温度による焦点距離の変化は、弾性体レンズと剛体レンズとで相殺されるため、周辺温度による焦点距離の変化を抑えることが可能となる。
【００１８】
又は、補正レンズ群３２を構成する複数の補正レンズの少なくとも一つを、焦点距離の温度特性がレンズ３１と類似した素材によって形成されている剛体レンズにしてもよい。このようにしても、周辺温度による焦点距離の変化は、弾性体レンズと剛体レンズとで相殺されるため、周辺温度による焦点距離の変化を抑えることが可能となる。
【００１９】
レンズ駆動部３３は、超音波アクチュエータやソレノイドアクチュエータ等を備え、レンズ位置算出部３４からの信号に基づいて、補正レンズ群３２を図３、図４に示す矢印Ａの方向に移動させる。これにより、補正レンズ群３２は、レンズ３１の焦点距離を補正するのに最適な位置に固定される。なお、レンズ駆動部３３は、補正レンズ群３２を構成する複数の補正レンズのうちの、一部の補正レンズのみを移動させてもよい。
【００２０】
レンズ位置算出部３４は、マイクロプロセッサ等を備え、イメージセンサ３５によって撮像された画像に基づいて、レンズ３１の焦点距離を補正するために最適な補正レンズの位置を算出する。そして、レンズ位置算出部３４は、算出した位置に補正レンズ群３２を移動させることを指示する信号をレンズ駆動部３３に出力する。なお、レンズ位置算出部３４の替わりにＣＰＵ４０が同様の処理を行ってもよい。また、レンズ位置算出部３４によるレンズ３１の位置の算出方法は公知の手法が採用可能であり、例えば、撮像された画像を解析して焦点（フォーカス）の外れの程度を判別し、判別結果に基づいて補正レンズ群３２の位置を算出してもよい。
【００２１】
イメージセンサ３５は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサであり、レンズ３１で集光されて補正レンズ群３２を透過した光を電気信号に変換することで画像を作成し、作成した画像（画像データ）をＣＰＵ４０とレンズ位置算出部３４とに出力する。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態に係るロボット１００はカメラ３０を備え、カメラ３０のレンズ３１は弾性体によって形成されているとともにロボット１００の筐体８０の筐体表面から突出するように配置されている。そのため、カメラ３０のレンズ３１は衝撃を受け易い位置にあるものの、弾性体によって形成されているため、破損する可能性は低く、万が一破損したとしても破片によってユーザが負傷する虞は低いため安全性が高い。また、レンズ３１はロボットの鼻先に突出するように配置されているため、安全性の面から突出した位置に剛体のレンズを配置できない従来のロボットよりもデザイン性を向上させることができる。また、本実施形態に係るロボット１００は、筐体８０の筐体表面から突出するようにレンズ３１が配置されているため、カメラ３０は広い視野角を確保することができ、従来よりも周囲の状況を容易に把握することが可能となる。
【００２３】
また、本実施形態に係るロボット１００には、カメラ３０のレンズ３１の焦点距離を補正するための補正部（補正レンズ群３２、レンズ駆動部３３及びレンズ位置算出部３４）が備えられている。そのため、レンズ３１が弾性体で形成されていることに起因する製品間での焦点距離のばらつきや、周辺温度によって焦点距離が変化し易い特性により、画像の品質が悪化してしまうという課題も克服することができる。
【００２４】
（変形例）
以上に本発明の実施形態について説明したが、前記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。
【００２５】
例えば、前記実施形態では、ロボット１００の外見は動物を模したものであるとし（図１参照）、玩具用のロボットであると説明した。しかしながら、ロボット１００の外見や用途は様々なものが採用可能である。例えば、ロボット１００は人型であってもよいし、介護用や受付用のロボットでもよい。
【００２６】
例えば、前記実施形態では、ロボットの鼻の先端にカメラ３０のレンズ３１が配置されていると説明したが、ロボットの筐体８０の筐体表面から突出するならば、他の位置にレンズ３１を配置してもよい。
【００２７】
また、前記実施形態では、レンズ３１の焦点距離を補正するために、カメラ３０に補正レンズ群３２、レンズ駆動部３３及びレンズ位置算出部３４が設けられていたが、ロボット１００が品質の良い画像を必要としない場合には、これらを設けなくともよい。これにより、カメラ３０を安価に構成することが可能となる。
【００２８】
また、ロボット１００は、自装置を移動させるためにタイヤやモータやアクチュエータ等を備えた移動部を更に備えてもよい。そして、ＣＰＵ４０が、カメラ３０で撮像した画像に基づいてロボット１００の移動を制御してもよい。このようにすることで、ロボット１００が移動中に転倒してしまうことも考えられるが、弾性体によって形成されているレンズ３１が破損する虞は低いため、高い安全性を確保することができる。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明と均等の範囲とが含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００３０】
（付記１）
画像を撮像して所定の対象を捉えるために所定の部位に配置され、レンズを有する撮像部、を備え、
前記撮像部の前記レンズは、弾性体によって形成されている弾性体レンズであり、自装置の筐体表面から突出するように配置される、
ことを特徴とするロボット。
【００３１】
（付記２）
前記所定の部位は、前記自装置の頭部の鼻先である、
ことを特徴とする付記１に記載のロボット。
【００３２】
（付記３）
前記レンズの焦点距離を補正するための補正部を更に備える、
ことを特徴とする付記１又は２に記載のロボット。
【００３３】
（付記４）
前記補正部は、
前記レンズの前記焦点距離を補正する少なくとも１つの補正レンズを有する補正レンズ群と、
前記焦点距離を補正するのに最適な前記補正レンズ群の位置を算出するレンズ位置算出部と、
前記レンズ位置算出部により算出された位置に前記補正レンズを移動させるレンズ駆動部と、を有する、
ことを特徴とする付記３に記載のロボット。
【００３４】
（付記５）
前記補正レンズ群が備える少なくとも１つの前記補正レンズは、前記焦点距離の温度特性が前記レンズとは逆の素材によって形成されている剛体レンズである、
ことを特徴とする付記４に記載のロボット。
【００３５】
（付記６）
前記補正レンズ群が備える少なくとも１つの前記補正レンズは、前記焦点距離の温度特性が前記レンズとは同類の素材によって形成されている剛体レンズである、
ことを特徴とする付記４に記載のロボット。
【００３６】
（付記７）
前記自装置を移動させるための移動部を更に備える、
ことを特徴とする付記１乃至６の何れか１つに記載のロボット。
【００３７】
（付記８）
前記レンズは、透明なシリコンゴム、透明なポリウレタンゴム、透明なスチレンゴム、透明なエチレン−プロピレンジエンモノマゴム、又は、透明なアクリルゴムのうちの何れかで形成されている、
ことを特徴とする付記１乃至７の何れか１つに記載のロボット。
【符号の説明】
【００３８】
１００…ロボット、１０…マイク、２０…スピーカ、３０…カメラ、４０…ＣＰＵ、５０…メモリ、６０…バッテリ、７０…操作ボタン、８０…筐体、３１…レンズ、３２…補正レンズ群、３３…レンズ駆動部、３４…レンズ位置算出部、３５…イメージセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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