(57)【要約】【課題】発光素子及び受光素子の位置や角度を変更することなく、被検知物の位置を検出する方向の指向性を変化させることが可能な、近接覚センサを提供する。【解決手段】赤外線を発光する発光素子２４と、発光素子２４から出射されて近接物体により反射された赤外線を受光する受光素子２６と、発光素子２４から出射された赤外線の指向性及び受光素子２６により受光される赤外線の指向性のうち少なくとも一方を変化させる指向性変化部を備え、指向性変化部は、入射した赤外線を拡散または集光させて出射するレンズ部７０と、入射した赤外線を屈折させて出射する発光側プリズム部８０Ａ及び受光側プリズム部８０Ｂを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を発光する発光素子と、
前記発光素子から出射されて近接物体により反射された赤外線を受光する受光素子と、
前記発光素子から出射された赤外線の指向性及び前記受光素子により受光される赤外線の指向性のうち少なくとも一方を変化させる指向性変化部と、を備えることを特徴とする近接覚センサ。
【請求項２】
前記指向性変化部は、入射した赤外線を拡散または集光させて出射するレンズ部を備えることを特徴とする請求項１に記載した近接覚センサ。
【請求項３】
前記レンズ部は、前記発光素子から出射された赤外線が入射する位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載した近接覚センサ。
【請求項４】
前記指向性変化部は、入射した赤外線を屈折させて出射するプリズム部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した近接覚センサ。
【請求項５】
前記プリズム部は、前記発光素子から出射された赤外線が入射する位置と、前記近接物体で反射された赤外線を前記受光素子へ導く位置と、に配置されていることを特徴とする請求項４に記載した近接覚センサ。
【請求項６】
前記指向性変化部は、入射した赤外線を拡散または集光させて出射するレンズ部と、入射した赤外線を屈折させて出射するプリズム部を備えることを特徴とする請求項１に記載した近接覚センサ。
【請求項７】
前記プリズム部は、前記発光素子から出射され、前記レンズ部を通過した赤外線が入射する位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載した近接覚センサ。
【請求項８】
前記レンズ部は、前記発光素子から出射され、前記プリズム部を通過した赤外線が入射する位置に配置されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載した近接覚センサ。
【請求項９】
前記発光素子から出射された赤外線が入射する位置に配置されている前記プリズム部の屈折率と、前記近接物体により反射された赤外線を前記受光素子へ導く位置に配置されている前記プリズム部の屈折率とが等しいことを特徴とする請求項４から請求項８のうちいずれか１項に記載した近接覚センサ。
【請求項１０】
前記レンズ部は、拡散板であることを特徴とする請求項２、請求項３、請求項６、請求項７のうちいずれか１項に記載した近接覚センサ。
【請求項１１】
前記プリズム部は、シート状であることを特徴とする請求項４から請求項９のうちいずれか１項に記載した近接覚センサ。
【請求項１２】
前記発光素子の光軸上に、前記レンズ部と前記プリズム部とが積層されていることを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれか１項に記載した近接覚センサ。
【請求項１３】
前記受光素子の光軸上に、前記プリズム部のみが配置されていることを特徴とする請求項６、請求項７、請求項９のうちいずれか１項に記載した近接覚センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対的に接近してくる被検知物を検知する近接覚センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
相対的に接近してくる被検知物を検知する近接覚センサの技術としては、例えば、特許文献１に記載されている技術がある。
特許文献１に記載されている技術は、発光モードと受光モードとを切り換え可能な複数の発光ダイオードをアレイ状に配列し、複数の発光ダイオードにより被検知物の位置を検出する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている技術のように、発光素子（発光モードの発光ダイオード）と受光素子（受光モードの発光ダイオード）をアレイ状に配列した構成では、被検知物の位置を検出する方向に、固定された指向性が付与される。
したがって、固定された指向性を変化させるためには、発光素子や受光素子の位置や角度を変更する必要があるが、一般的に、発光素子及び受光素子はプリント基板に配列されるため、位置や角度の変更は困難である。
このため、特許文献１に記載されている技術を含め、従来の技術では、近接覚センサを使用する用途が限定されてしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、被検知物の位置を検出する方向の指向性を変化させることが可能な、近接覚センサ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】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、赤外線を発光する発光素子と、発光素子から出射されて近接物体により反射された赤外線を受光する受光素子と、指向性変化部を備える近接覚センサである。指向性変化部は、発光素子から出射された赤外線の指向性及び受光素子により受光される赤外線の指向性のうち少なくとも一方を変化させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、指向性変化部により、発光素子及び受光素子の位置や角度を変更することなく、発光素子から出射された赤外線及び受光素子により受光される赤外線のうち少なくとも一方の指向性を、変化させることが可能となる。
これにより、発光素子及び受光素子の位置や角度を変更することなく、被検知物の位置を検出する方向の指向性を変化させることが可能な、近接覚センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態における障害物判定装置の構成を表すブロック図である。
【図２】近接覚センサの構成を表す図である。
【図３】光センサの構成を表す図である。
【図４】レンズ部により入射した赤外線を拡散させた状態を示す図である。
【図５】プリズム部により入射した赤外線を屈折させた状態を示す図である。
【図６】レンズ部により拡散させた後にプリズム部により屈折させた赤外線の状態を示す図である。
【図７】障害物判定装置を適用するロボットの構成を表す図である。
【図８】本発明の変形例を表す図である。
【図９】本発明の変形例を表す図である。
【図１０】本発明の変形例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、本発明の第一実施形態を以下において説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係や、各層の厚さの比率等は、現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚さや寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１０】
さらに、以下に示す第一実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質や、それらの形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。また、以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」になり、「右」が「左」になることは勿論である。
【００１１】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
近接覚センサは、取り付け対象と他の物体との近接や接触を回避する目的に用いられ、例えば、ロボット（産業用ロボット等）が備えるマニピュレータや、無人走行する搬送用台車（無人搬送車）等の動作体に取り付けられている。
なお、近接覚センサを取り付ける動作体は、例えば、歩行ロボットの腕や脚等としてもよい。また、近接覚センサを取り付ける対象は、動作体に限定するものではなく、例えば、台車、ショッピングカート、スーツケース等としてもよい。
【００１２】
（構成）
図１中に表すように、障害物判定装置１は、複数の近接覚センサ２と、情報記憶部４と、障害判定部６を備える。なお、図１中では、説明のために、複数の近接覚センサ２のうち、一つの近接覚センサ２のみを表す。
近接覚センサ２は、動作体（マニピュレータ）に取り付けられている。
また、近接覚センサ２は、近接覚センサ２と被検知物との距離（以降の説明では、「相対距離」と記載する場合がある）を検出する。相対距離を検出した近接覚センサ２は、検出した相対距離を含む情報信号（以降の説明では、「相対距離信号」と記載する場合がある）を、障害判定部６へ出力する。
【００１３】
被検知物には、動作体にとって動作の障害となる物体や生物（以降の説明では、「障害物」と記載する場合がある）と、動作体にとって動作の障害とならない物体や生物（以降の説明では、「非障害物」と記載する場合がある）が含まれる。
障害物とは、例えば、動作体の部品や動作体が処理する材料等とは、異なる物体である。これに加え、障害物とは、例えば、動作体が行う通常の処理とは無関係の人員である。但し、動作体にとって動作の障害となる場合は、人員も「障害物」として扱う。
非障害物とは、例えば、動作体の部品や、動作体が処理する材料である。これに加え、非障害物とは、例えば、動作体が行う通常の処理と関係する人員（作業員等）である（但し、動作体にとって動作の障害とならない場合に限る）。
なお、近接覚センサ２の具体的な構成については、後述する。
【００１４】
情報記憶部４は、例えば、ＲＡＭ等、データの記憶や消去が可能な構成を用いて形成する。
また、情報記憶部４には、予め、判定閾値を記憶させておく。
判定閾値は、近接覚センサ２と被検知物との相対距離に応じて、被検知物がロボット１０の動作に対する障害物となると判定するための、予め設定した閾値である。なお、ロボット１０の構成については、後述する。
【００１５】
第一実施形態では、一例として、判定閾値を、２０［ｍｍ］に設定した場合について説明する。
なお、判定閾値は、例えば、ロボット１０を作動させる速度や、ロボット１０を構成する部材の大きさや、ロボット１０の周囲環境（周辺に配置された部材等とロボット１０との位置関係）等に応じて、適宜設定する。
障害判定部６は、例えば、ＣＰＵ等の処理装置を用いて形成する。
また、障害判定部６は、相対距離信号が含む相対距離と、情報記憶部４に記憶させている判定閾値に応じて、被検知物が、動作体の予め設定した動作に対する障害物となるか否かを判定する。そして、被検知物が障害物となるか否かを判定した結果（判定結果）を含む情報信号（以降の説明では、「判定結果信号」と記載する場合がある）を、コントローラ８へ出力する。
【００１６】
すなわち、障害判定部６は、例えば、複数の近接覚センサ２のうち少なくとも一つの近接覚センサ２と、被検知物と、の相対距離が２０［ｍｍ］未満である場合は、被検知物がロボット１０の動作に対する障害物となると判定する。
これに加え、障害判定部６は、例えば、複数の近接覚センサ２のうち少なくとも一つの近接覚センサ２と、被検知物と、の相対距離が２０［ｍｍ］以上である場合は、被検知物がロボット１０の動作に対する障害物とはならないと判定する。
したがって、障害判定部６は、複数の近接覚センサ２がそれぞれ検出した、近接覚センサ２と被検知物との距離が、予め設定した閾値である判定閾値未満の距離である場合、被検知物が、動作体の予め設定した動作に対する障害物となると判定する。
【００１７】
また、障害判定部６は、複数の近接覚センサ２を取り付けた位置に応じて、被検知物が、動作体の予め設定した動作に対する障害物となるか否かを判定する。
なお、障害判定部６が、複数の近接覚センサ２を取り付けた位置に応じて、被検知物が障害物となるか否かを判定する具体的な構成については、後述する。
コントローラ８は、ロボット１０を制御する装置である。
また、コントローラ８は、障害判定部６から入力を受けた判定結果信号が、被検知物がロボット１０の予め設定した動作に対する障害物となると判定した結果を含む場合、ロボット１０の動作を停止させる制御を行う。
【００１８】
一方、コントローラ８は、障害判定部６から入力を受けた判定結果信号が、被検知物がロボット１０の予め設定した動作に対する障害物とはならないと判定した結果を含む場合、ロボット１０の動作を継続させる制御を行う。
また、図２中に表すように、コントローラ８には、一つの第二基板３０を介して、複数の第一基板２０が接続されている。
なお、第一基板２０及び第二基板３０の構成については、後述する。
【００１９】
（第一基板２０、近接覚センサ２の具体的な構成）
図１及び図２を参照しつつ、図３から図６を用いて、第一基板２０と、近接覚センサ２の具体的な構成を説明する。
図２中に表すように、近接覚センサ２は、第一基板２０に実装された複数の光センサ２２を備える。なお、図２中では、複数の光センサ２２を、第一基板２０の一つの端部側を起点として、光センサ２２Ａ、光センサ２２Ｂ〜光センサ２２Ｍ、光センサ２２Ｎと表す。
第一基板２０は、板状（長方形の板状）の部材である。
【００２０】
複数の光センサ２２は、図２中に表すように、第一基板２０の一つの面に、並列に配置されている。
各光センサ２２は、図３中に表すように、それぞれ、発光素子２４と、受光素子２６と、レンズ部７０と、プリズム部８０を備えている。
発光素子２４は、発光ダイオードを用いて形成されており、赤外線を発光する。
受光素子２６は、フォトトランジスタを用いて形成されており、赤外線を受光する受光素子である。
【００２１】
発光素子２４と受光素子２６とは、一対となった状態で、第一基板２０に取り付けられている。したがって、各光センサ２２は、反射型のフォトインタラプタである。
また、受光素子２６は、受光した赤外線の光強度を検出し、検出した光強度に応じた信号を、相対距離信号として、障害判定部６へ出力する。
但し、受光素子２６の構成は、上記の構成に限定するものではない。すなわち、例えば、受光素子２６の構成を、光強度ではなく、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式の原理によって、被検知物までの距離を検出する構成としてもよい。
【００２２】
なお、発光素子２４が発光する赤外線は、被検知物が存在しない場合には、受光素子２６に受光されないように設定されている。
したがって、受光素子２６は、発光素子２４から出射されて近接物体により反射された赤外線を受光する。「近接物体」とは、例えば、受光素子２６へ相対的に近づいてくる被検知物である。
レンズ部７０は、例えば、拡散板（レンズ拡散板）を用いて平板状に形成されており、入射した赤外線を拡散または集光させて出射する。
レンズ部７０は、例えば、図４中に表すように、赤外線が入射する入射点Ｐｉｎと赤外線が出射する出射点Ｐｏｕｔとを通過する仮想直線ＶＬを中心として、入射した赤外線を、予め設定した角度の範囲内で拡散または集光させて出射する。なお、仮想直線ＶＬは、例えば、鉛直方向に沿って（０［°］）伸びる線である。
【００２３】
第一実施形態では、一例として、予め設定した角度の範囲を、０度以上４５度以下の範囲内とした場合について説明する。
また、レンズ部７０は、発光素子２４のうち、赤外線を発光する位置（面、図３及び図４中では、発光素子２４の上側の面）に取り付けられることで、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置に配置されている。
また、第一実施形態では、一例として、レンズ部７０の構成を、レンズ部７０に入射した赤外線を拡散させて出射する構成とした場合について説明する。
【００２４】
なお、図４中には、レンズ部７０を取り付けていない状態の発光素子２４が発光した赤外線が拡散する範囲を、双方向の矢印ＲＮで示し、発光素子２４が発光してレンズ部７０により拡散した赤外線の範囲を、双方向の矢印ＲＤで示す。
プリズム部８０は、例えば、プリズムシートを用いてシート状に形成されており、例えば、図５中に表すように、入射した赤外線を屈折させて出射する。
なお、図５中には、発光素子２４が発光してプリズム部８０へ入射し、仮想直線ＶＬに対してプリズム部８０により屈折させた赤外線の中心線である屈折線を、符号ＶＲで示す。また、図５中には、屈折線ＶＬを中心として、レンズ部７０を取り付けていない状態の発光素子２４が発光した赤外線が拡散する範囲を、双方向の矢印ＲＮで示す。
【００２５】
また、プリズム部８０は、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置と、近接物体で反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置されている。なお、以降の説明及び図中では、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置に配置されているプリズム部８０を、「発光側プリズム部８０Ａ」と記載する場合がある。同様に、近接物体で反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置されているプリズム部８０を、「受光側プリズム部８０Ｂ」と記載する場合がある。
発光側プリズム部８０Ａは、レンズ部７０よりも発光素子２４から遠い位置（面、図３中では、レンズ部７０の上側の面）でレンズ部７０に積層されることで、発光素子２４から出射され、レンズ部７０を通過した赤外線が入射する位置に配置されている。
【００２６】
したがって、発光素子２４の赤外線を発光する位置に対し、レンズ部７０とプリズム部８０とをこの順番で積層することで、図６中に表すように、入射した赤外線を、拡散または集光させ、さらに、屈折させて出射することが可能となる。
なお、図６中には、発光素子２４が発光してレンズ部７０により拡散した赤外線の範囲を、双方向の矢印ＲＤで示す。また、図６中には、発光素子２４が発光してレンズ部７０により拡散した後にプリズム部８０へ入射し、仮想直線ＶＬに対してプリズム部８０により屈折させた赤外線の中心線である拡散屈折線を、符号ＶＤＲで示す。
【００２７】
受光側プリズム部８０Ｂは、受光素子２６のうち、赤外線を受光する位置（面、図３中では、受光素子２６の上側の面）に取り付けられることで、発光素子２４から出射され、近接物体で反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置されている。
第一実施形態では、一例として、発光側プリズム部８０Ａの屈折率と、受光側プリズム部８０Ｂの屈折率が、等しい値に設定されている場合について説明する。これは、例えば、発光側プリズム部８０Ａの屈折率を、仮想直線ＶＬに対して受光素子２６から離れる側へ赤外線の中心線を１０［°］の角度で屈折させる値に設定する。これに対し、受光側プリズム部８０Ｂの屈折率を、仮想直線ＶＬに対して発光素子２４から離れる側へ赤外線の中心線を１０［°］の角度で屈折させる値に設定する。
【００２８】
以上説明したように、レンズ部７０及びプリズム部８０は、発光素子２４から出射された赤外線の指向性、及び受光素子２６により受光される赤外線の指向性のうち少なくとも一方を変化させる、指向性変化部を形成している。
また、発光素子２４の光軸上には、レンズ部７０とプリズム部８０（発光側プリズム部８０Ａ）とが積層されている。さらに、受光素子２６の光軸上には、プリズム部８０（受光側プリズム部８０Ｂ）のみが配置されている。
さらに、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置に配置されているプリズム部８０の屈折率と、近接物体により反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置されているプリズム部８０の屈折率とが等しくなっている。
【００２９】
（第二基板３０の構成）
図１及び図２を参照して、第二基板３０の構成を説明する。
図２中に表すように、第二基板３０には、回路集積部３２が備えられている。
回路集積部３２は、例えば、マイクロコンピューター（ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ、ｍｉｃｏｎ）を用いて形成する。
また、図示を省略するが、回路集積部３２には、情報記憶部４と、障害判定部６と、が含まれている。
【００３０】
したがって、回路集積部３２（情報記憶部４、障害判定部６）は、複数の光センサ２２を備える第一基板２０とは、異なる基板である第二基板３０に配置されている。また、回路集積部３２（障害判定部６）は、被検知物が動作体の予め設定した動作に対する障害物となるか否かの判定結果を、第二基板３０から、動作体の動作を制御するコントローラ８へ出力する。
第二基板３０は、複数の第一基板２０、すなわち、複数の近接覚センサ２から、相対距離信号の入力を受ける。
【００３１】
（ロボット１０の構成）
図１から図６を参照しつつ、図７を用いて、ロボット１０の構成を説明する。
図７中に表すように、ロボット１０は、基部４０と、アーム部５０と、エンドエフェクタ６０を備える。
基部４０は、例えば、周方向に回転可能な円筒形の部材で形成されている。
また、基部４０の上面には、アーム部５０が支持されている。
アーム部５０は、角柱状に形成されている。
アーム部５０の一方の端部５０ａ側は、基部４０に支持されている。すなわち、アーム部５０の基端側は、基部４０に支持されている。
【００３２】
また、アーム部５０の一方の端部５０ａ側には、アーム部５０を揺動可能なモータ（図示せず）が内蔵されている。
また、アーム部５０の外面のうち、選択した部分（図４中では、左側の面）には、複数の近接覚センサ２が取り付けられている。
なお、第一実施形態では、一例として、アーム部５０の外面に、六個の近接覚センサ２Ａ〜２Ｆが取り付けられている場合について説明する。
六個の近接覚センサ２Ａ〜２Ｆは、アーム部５０の長さ方向に沿って、等間隔に配置されている。
【００３３】
エンドエフェクタ６０（末端効果器）は、ロボット１０が対象物（ワーク）に直接働きかけする機能を持つ装置であり、例えば、グリッパ、多指ハンド、溶接機、ねじ締め機等を備えて形成されている。
また、エンドエフェクタ６０は、アーム部５０の他方の端部５０ｂ側に接続されている。すなわち、アーム部５０の先端側には、エンドエフェクタ６０が接続されている。
アーム部５０とエンドエフェクタ６０との接続部には、アーム部５０に対してエンドエフェクタ６０を揺動可能なモータ（図示せず）が内蔵されている。
以上により、アーム部５０は、複数の近接覚センサ２を取り付ける動作体を形成する。
また、基部４０及びアーム部５０は、被検知物のうち、非障害物である。
【００３４】
（動作）
図１から図７を参照して、第一実施形態の動作を説明する。
ロボット１０が通常の処理で行う１サイクルの動作中において、アーム部５０の近辺に障害物（図示せず）が存在する場合、発光素子２４が発光した赤外線は、障害物で反射される。
障害物で反射された赤外線が、受光素子２６によって受光される状況では、１サイクルの動作中のうち、相対距離を示す光強度が、障害物が存在しない状態よりも増加する。
【００３５】
また、ロボット１０が通常の処理で行う１サイクルの動作中には、障害判定部６が、複数の近接覚センサ２がそれぞれ検出した、近接覚センサ２と被検知物との距離が、判定閾値以上であるか否かを判定する。
したがって、アーム部５０の近辺に障害物が存在し、複数の近接覚センサ２がそれぞれ検出した、近接覚センサ２と被検知物との距離が判定閾値以上である場合、障害判定部６は、被検知物が障害物となると判定する。
ここで、第一実施形態では、入射した赤外線を拡散させて出射するレンズ部７０を、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置に配置している。
【００３６】
これに加え、入射した赤外線を屈折させて出射する発光側プリズム部８０Ａをレンズ部７０に積層することで、発光素子２４から出射され、レンズ部７０を通過した赤外線が入射する位置に、発光側プリズム部８０Ａを配置している。
さらに、入射した赤外線を屈折させて出射する受光側プリズム部８０Ｂを、発光素子２４から出射され、近接物体により反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置している。
すなわち、受光側プリズム部８０Ｂは、発光素子２４から出射されてレンズ部７０を通過して拡散され、発光側プリズム部８０Ａに入射して屈折させて出射された後、障害物で反射された赤外線が入射する位置に配置されている。
【００３７】
さらに、発光側プリズム部８０Ａの屈折率と、受光側プリズム部８０Ｂの屈折率を、等しい値に設定している。
このため、レンズ部７０により拡散させ、さらに、発光側プリズム部８０Ａにより屈折させて赤外線を出射する範囲と方向を、レンズ部７０及び発光側プリズム部８０Ａの構成に応じた値に変化させることが可能となる。これに加え、発光側プリズム部８０Ａから出射して障害物で反射した赤外線を受光側プリズム部８０Ｂが受光する範囲と方向を、レンズ部７０及び受光側プリズム部８０Ｂの構成に応じた値に変化させることが可能となる。
【００３８】
したがって、レンズ部７０及びプリズム部８０により形成した指向性変化部により、発光素子２４から出射された赤外線及び受光素子２６により受光される赤外線のうち少なくとも一方の指向性を、変化させることが可能となる。また、指向性の変化は、発光素子２４及び受光素子２６の位置や角度を変更することなく、可能となる。
障害判定部６が、被検知物が障害物となると判定すると、判定結果信号の入力を受けたコントローラ８は、ロボット１０の動作を停止させる制御を行う。すなわち、動作体であるアーム部５０へ相対的に接近する被検知物が、アーム部５０にとって動作の障害となる物体や生物であるか否かを判定することが可能となる。
【００３９】
このため、被検知物が障害物である状態でロボット１０の動作を継続させることで、基部４０及びアーム部５０が損傷することや、ロボット１０が行う処理が障害物によって阻害されること等を、防止することが可能となる。
また、被検知物が障害物ではない状態でロボット１０の動作を停止させることで、ロボット１０が行う処理の効率が低下すること等を、防止することが可能となる。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００４０】
（第一実施形態の効果）
第一実施形態の近接覚センサ１であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
【００４１】
（１）赤外線を発光する発光素子２４と、発光素子２４から出射されて近接物体により反射された赤外線を受光する受光素子２６を備える。これに加え、発光素子２４から出射された赤外線の指向性、及び受光素子２６により受光される赤外線の指向性のうち少なくとも一方を変化させる指向性変化部（レンズ部７０、プリズム部８０）を備える。
このため、指向性変化部により、発光素子２４及び受光素子２６の位置や角度を変更することなく、発光素子２４から出射された赤外線の指向性、及び受光素子２６により受光される赤外線の指向性のうち少なくとも一方を、変化させることが可能となる。
その結果、発光素子２４及び受光素子２６の位置や角度を変更することなく、被検知物の位置を検出する方向の指向性を変化させることが可能な、近接覚センサ１を提供することが可能となる。
これにより、近接覚センサ１を使用する用途を拡大することが可能となるため、近接覚センサ１の普及に寄与することが可能となる。
【００４２】
（２）指向性変化部が、入射した赤外線を拡散または集光させて出射するレンズ部７０を備える。
その結果、レンズ部７０に入射した赤外線を、拡散または集光させて出射することが可能となるため、近接覚センサ１による検出範囲を、拡大または縮小することが可能となる。
【００４３】
（３）レンズ部７０が、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置に配置されている。
その結果、レンズ部７０により、発光素子２４が発光して入射した赤外線を、拡散または集光させて出射することが可能となる。このため、発光素子２４の位置や角度を変更することなく、発光素子２４から出射された赤外線の指向性を、予め設定した指向性へ変化させることが可能となる。
【００４４】
（４）指向性変化部が、入射した赤外線を屈折させて出射するプリズム部８０を備える。
その結果、プリズム部８０に入射した赤外線を屈折させて出射することが可能となるため、近接覚センサ１による検出方向を変更することが可能となる。
【００４５】
（５）指向性変化部が、入射した赤外線を拡散または集光させて出射するレンズ部７０と、入射した赤外線を屈折させて出射するプリズム部８０を備える。
その結果、レンズ部７０により、発光素子２４が発光して入射した赤外線を拡散または集光させて出射することが可能となる。これに加え、プリズム部８０に入射した赤外線を屈折させて出射することが可能となる。これにより、発光素子２４や受光素子２６の位置や角度を変更することなく、発光素子２４から出射された赤外線の指向性や、受光素子２６により受光される赤外線の指向性を、変化させることが可能となる。このため、近接覚センサ１による検出方向を変更することが可能となる。
【００４６】
（６）プリズム部８０が、発光素子２４から出射され、レンズ部７０を通過した赤外線が入射する位置に配置されている。
その結果、プリズム部８０により、発光素子２４が発光してレンズ部７０により拡散または集光させた赤外線を屈折させて出射することが可能となるため、発光素子２４の位置や角度を変更することなく、近接覚センサ１による検出方向を変更することが可能となる。
【００４７】
（７）発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置に配置されているプリズム部８０（発光側プリズム部８０Ａ）の屈折率と、近接物体により反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置されているプリズム部８０（受光側プリズム部８０Ｂ）の屈折率とが等しい。
その結果、レンズ部７０により拡散させ、さらに、発光側プリズム部８０Ａにより屈折させて赤外線を出射する範囲と方向を、レンズ部７０及び発光側プリズム部８０Ａの構成に応じた値に変化させることが可能となる。これに加え、発光側プリズム部８０Ａから出射して障害物で反射した赤外線を受光側プリズム部８０Ｂが受光する範囲と方向を、レンズ部７０及び受光側プリズム部８０Ｂの構成に応じた値に変化させることが可能となる。
【００４８】
（８）レンズ部７０が、拡散板である。
その結果、レンズ部７０を、入手が容易な材料を用いて形成することが可能となる。
（９）プリズム部８０が、シート状である。
その結果、プリズム部８０の厚さが増加することを抑制することが可能となる。
【００４９】
（１０）発光素子２４の光軸上に、レンズ部７０とプリズム部８０（発光側プリズム部８０Ａ）とが積層されている。
その結果、発光素子２４から出射された赤外線を、外乱に影響されることなく、レンズ部７０により拡散させることが可能となるとともに、発光側プリズム部８０Ａで屈折させることが可能となる。
（１１）受光素子２６の光軸上に、プリズム部８０（受光側プリズム部８０Ｂ）のみが配置されている。
その結果、近接物体により反射された赤外線を、受光側プリズム部８０Ｂのみで屈折させて、受光素子２６へ導くことが可能となる。
【００５０】
（第一実施形態の変形例）
（１）第一実施形態では、発光側プリズム部８０Ａを、レンズ部７０よりも発光素子２４から遠い位置でレンズ部７０に積層したが、これに限定するものではない。すなわち、図８中に表すように、レンズ部７０を、発光側プリズム部８０Ａよりも発光素子２４から遠い位置で発光側プリズム部８０Ａに積層してもよい。したがって、発光素子２４の赤外線を発光する位置に対し、プリズム部８０とレンズ部７０とをこの順番で積層することで、入射した赤外線を屈折させ、さらに、拡散または集光させて出射する構成としてもよい。
【００５１】
この場合、プリズム部８０（発光側プリズム部８０Ａ、受光側プリズム部８０Ｂ）を、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置と、近接物体で反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置する。このため、発光素子２４が発光して発光側プリズム部８０Ａに入射した赤外線を屈折させて出射することが可能となる。これに加え、発光側プリズム部８０Ａから出射して障害物で反射した赤外線を受光側プリズム部８０Ｂが受光する方向を屈折させることが可能となる。また、発光素子２４及び受光素子２６の位置や角度を変更することなく、近接覚センサ１による検出方向を変更することが可能となる。
また、この場合、レンズ部７０が、発光素子２４から出射されてプリズム部８０（発光側プリズム部８０Ａ）を通過した赤外線が入射する位置に配置する。このため、レンズ部７０により、発光素子２４から出射されてプリズム部８０により屈折させた赤外線を、拡散または集光させて出射することが可能となるため、発光素子２４の位置や角度を変更することなく、近接覚センサ１による検出方向を変更することが可能となる。
【００５２】
（２）第一実施形態では、プリズム部８０の構成を、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置に配置されている発光側プリズム部８０Ａと、近接物体により反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置されている受光側プリズム部８０Ｂを備える構成とした。しかしながら、プリズム部８０の構成は、これに限定するものではない。
すなわち、例えば、図９中に表すように、プリズム部８０の構成を、発光素子２４から出射された赤外線が入射する位置と、近接物体により反射された赤外線を受光素子２６へ導く位置に配置することが可能な構成としてもよい。
【００５３】
（３）第一実施形態では、レンズ部７０の構成を、レンズ部７０に入射した赤外線を拡散させて出射する構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、レンズ部７０の構成を、例えば、図１０中に表すように、レンズ部７０の構成を、レンズ部７０に入射した赤外線を集光させて出射する構成としてもよい。
なお、図１０中には、レンズ部７０を取り付けていない状態の発光素子２４が発光した赤外線が拡散する範囲を、双方向の矢印ＲＮで示し、発光素子２４が発光してレンズ部７０により集光させた赤外線の範囲を、双方向の矢印ＲＣで示す。
【符号の説明】
【００５４】
１…障害物判定装置、２…近接覚センサ、４…情報記憶部、６…障害判定部、８…コントローラ、１０…ロボット、２０…第一基板、２２…光センサ、２４…発光素子、２６…受光素子、３０…第二基板、３２…回路集積部、４０…基部、５０…アーム部、５０ａ…アーム部５０の一方の端部、５０ｂ…アーム部５０の他方の端部、６０…エンドエフェクタ、７０…レンズ部、８０…プリズム部、８０Ａ…発光側プリズム部、８０Ｂ…受光側プリズム部、Ｐｉｎ…入射点、Ｐｏｕｔ…出射点、ＶＬ…仮想直線、ＲＮ…レンズ部７０を取り付けていない状態の発光素子２４が発光した赤外線が拡散する範囲、ＲＤ…発光素子２４が発光してレンズ部７０により拡散した赤外線の範囲、ＶＬ…屈折線、ＶＤＲ…拡散屈折線、ＲＣ…発光素子２４が発光してレンズ部７０により集光させた赤外線の範囲
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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