(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体、前記本体を駆動させる駆動部、前記本体周りの障害物を感知する障害物感知モジュール、及び前記障害物感知モジュールの感知結果に基づいて、前記駆動部を制御する制御部を含む掃除ロボットにおいて、前記障害物感知モジュールは、
光源と、前記光源から入射された光を平面光に拡散させる広角レンズ、及び前記光源を発光させる光源駆動部を有する少なくとも１つの発光部であり、前記広角レンズは、前記光源から前記広角レンズに入射される光を屈折させる第１の表面と、前記第１の表面によって屈折された光の一部を前記広角レンズの外部に屈折させ且つ一部を全反射する第２の表面とを有し、前記平面光は少なくとも、前記第２の表面によって前記広角レンズの外部に屈折される光と、前記第２の表面によって全反射されてから前記広角レンズの外部に放出される光とを含む、少なくとも１つの発光部と、
前記障害物によって反射された反射光を反射させる反射ミラー、前記反射ミラーから所定の距離ほど離隔して配されて、前記反射光を通過させる光学レンズ、前記光学レンズを通過した反射光を受けて映像信号を生成させる光学センサー、及び前記映像信号を受けてデジタル形態の映像信号に変換する信号処理回路を有する受光部と、
を含む掃除ロボット。
【請求項２】
前記障害物感知モジュールは、前記光源のオン及びオフを制御する光制御信号を生成させるか、前記映像信号に基づいて、障害物感知情報を生成させる障害物感知制御部をさらに含む請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項３】
前記制御部は、前記光源のオン及びオフを制御する光制御信号を生成させるか、前記映像信号に基づいて、障害物感知情報を生成させるか、または前記障害物感知情報に基づいて、駆動制御信号を生成させることを含む請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項４】
前記障害物感知情報は、前記本体と障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、障害物の形状、及び墜落地点のうちから少なくとも１つを含む請求項２に記載の掃除ロボット。
【請求項５】
前記光制御信号を生成させることは、前記掃除ロボットが地面から持ち上げられれば、前記光源をオフさせる光制御信号を生成させることを含む請求項２に記載の掃除ロボット。
【請求項６】
前記光制御信号を生成させることは、前記掃除ロボットが走行を始めれば、前記光源をオンさせる光制御信号を生成させ、前記掃除ロボットが走行を完了すれば、前記光源をオフさせる光制御信号を生成させることを含む請求項２に記載の掃除ロボット。
【請求項７】
掃除ロボットに設けられる障害物感知モジュールにおいて、
光源と、前記光源から入射された光を平面光に拡散させる広角レンズ、及び前記光源を発光させる光源駆動部を有する少なくとも１つの発光部であり、前記広角レンズは、前記光源から前記広角レンズに入射される光を屈折させる第１の表面と、前記第１の表面によって屈折された光の一部を前記広角レンズの外部に屈折させ且つ一部を全反射する第２の表面とを有し、前記平面光は少なくとも、前記第２の表面によって前記広角レンズの外部に屈折される光と、前記第２の表面によって全反射されてから前記広角レンズの外部に放出される光とを含む、少なくとも１つの発光部と、
障害物によって反射された平面光を再び反射させて反射光を生成させる反射ミラー、前記反射ミラーから所定の距離ほど離隔して配されて、前記反射光を通過させる光学レンズ、前記光学レンズを通過した反射光を受けて映像信号を生成させる光学センサー、及び前記映像信号を受けてデジタル形態の映像信号に変換する信号処理回路を有する受光部と、
を含む障害物感知モジュール。
【請求項８】
前記発光部は、前記広角レンズの前方に位置して前記平面光の厚さを調節することができるスリット、をさらに含む請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【請求項９】
前記反射ミラーと前記光学センサーとの間には、前記光学レンズが配され、前記光学センサーの前方には、前記発光部が配される請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの発光部は、前記掃除ロボットから配される位置が異なり且つ地面からの高さが相等しい複数の発光部で構成される、請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【請求項１１】
前記反射ミラーは、頂点が前記光学センサーと対向するように配される円錐形の反射ミラーであることを含む請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【請求項１２】
前記反射ミラーは、円錐の底面から所定の高さまでは斜面が凹状の曲線形態に形成され、前記所定の高さから頂点までは斜面が凸状の曲線形態に形成されることを含む請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【請求項１３】
前記光学レンズまたは前記反射ミラーの表面には、前記平面光の波長を通過させるバンドパスフィルターがコーティングされることを含む請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの発光部は、前記掃除ロボットから配される位置または地面からの高さが互いに異なる複数の発光部で構成される、請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの発光部は、前記掃除ロボットから配される位置が同一であり且つ地面からの高さが互いに異なる複数の発光部で構成される、請求項７に記載の障害物感知モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周辺の障害物を感知することができる障害物感知モジュール及びそれを備えた掃除ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、障害物感知センサーは、光または超音波などを照射し、障害物に反射されて帰って来る光または超音波を感知して、該感知された信号の時間差、位相差、または強度差などに基づいて、障害物の有無及び距離を判別するか、反射される角度などを用いて距離を判別する。
【０００３】
最近、点光源を使って障害物を感知する方法が適用されている。しかし、点光源を使う場合には、複数の発光部を設置しなければならず、複数の発光部を設置しても、感知を行わない領域が存在する問題点がある。また、これを克服するために、点光源センサーを回転させる場合には、別途のサーボメカニズムが必要であり、ある程度のスキャニング時間が必要となって、効率性が落ちるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、広角レンズを使って均一な平面光を形成することによって、周辺に対する障害物感知が可能な障害物感知モジュール及びそれを備える掃除ロボットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態による掃除ロボットは、本体、前記本体を駆動させる駆動部、前記本体周りの障害物を感知する障害物感知モジュール、及び前記障害物感知モジュールの感知結果に基づいて、前記駆動部を制御する制御部を含む掃除ロボットにおいて、前記障害物感知モジュールは、光源と、前記光源から入射された光を屈折または反射させて平面光に拡散させる広角レンズ、及び前記光源を発光させる光源駆動部を有する少なくとも１つの発光部と、前記障害物によって反射された平面光を再び反射させて反射光を生成させる反射ミラー、前記反射ミラーから所定の距離ほど離隔して配されて、前記反射光を通過させる光学レンズ、前記光学レンズを通過した反射光を受けて電気的な映像信号を生成させる光学センサー、及び前記電気的な映像信号を受けてデジタル形態の電気的な映像信号に変換する信号処理回路を有する受光部と、を含む。
【０００６】
前記障害物感知モジュールは、前記光源のオン及びオフを制御する光制御信号を生成させるか、前記映像信号に基づいて、障害物感知情報を生成させる障害物感知制御部をさらに含む。
【０００７】
前記制御部は、前記障害物感知情報に基づいて、駆動制御信号を生成させることを含む。前記制御部は、前記光源のオン及びオフを制御する光制御信号を生成させるか、前記映像信号に基づいて、障害物感知情報を生成させるか、または前記障害物感知情報に基づいて、駆動制御信号を生成させることを含む。
【０００８】
前記障害物感知情報は、前記本体と障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、障害物の形状、及び墜落地点のうちから少なくとも１つを含む。
【０００９】
前記光制御信号を生成させることは、前記掃除ロボット清掃機が地面から持ち上げられれば、前記光源をオフさせる光制御信号を生成させることを含む。前記光制御信号を生成させることは、前記掃除ロボット清掃機のセンサー窓が離脱されれば、前記光源をオフさせる光制御信号を生成させることを含む。
【００１０】
前記光制御信号を生成させることは、前記掃除ロボット清掃機が走行を始めれば、前記光源をオンさせる光制御信号を生成させ、前記掃除ロボット清掃機が走行を完了すれば、前記光源をオフさせる光制御信号を生成させることを含む。
【００１１】
本発明の一実施形態による掃除ロボットは、本体、前記本体を駆動させる駆動部、前記本体周りの障害物を感知する障害物感知モジュール、及び前記障害物感知モジュールの感知結果に基づいて、前記駆動部を制御する制御部を含む掃除ロボットにおいて、前記障害物感知モジュールは、光源と、前記光源から入射された光を平面光に拡散させる広角レンズを有する少なくとも１つの発光部と、障害物によって反射された平面光を伝達されて電気的な映像信号を生成させる光学センサーを含む受光部と、を含む。
【００１２】
本発明の一実施形態による障害物感知モジュールは、掃除ロボットに設けられる障害物感知モジュールにおいて、光源と、前記光源から入射された光を屈折または反射させて平面光に拡散させる広角レンズ、及び前記光源を発光させる光源駆動部を有する少なくとも１つの発光部と、前記障害物によって反射された平面光を再び反射させて反射光を生成させる反射ミラー、前記反射ミラーから所定の距離ほど離隔して配されて、前記反射光を通過させる光学レンズ、前記光学レンズを通過した反射光を受けて電気的な映像信号を生成させる光学センサー、及び前記電気的な映像信号を受けてデジタル形態の電気的な映像信号に変換する信号処理回路を有する受光部と、を含む。
【００１３】
前記発光部は、前記広角レンズの前方に位置し、平面光の厚さを調節することができるスリットをさらに含む。
【００１４】
前記反射ミラーと前記光学センサーとの間には、前記光学レンズが配され、前記光学センサーの前方には、前記発光部が配されることを含む。
【００１５】
前記少なくとも１つの発光部は、前記掃除ロボットから配される位置または地面からの高さが互いに異なる複数の発光部を含む。
【００１６】
前記複数の発光部は、平面光を同時または順次に拡散させることを含む。前記複数の発光部は、前記掃除ロボットから配される第１発光部ないし第３発光部で構成され、前記第１発光部は、前記掃除ロボットの前方に設けられる受光部の前方に設けられ、前記第２発光部は、前記第１発光部から左側に既定の距離ほど離隔して設けられ、前記第３発光部は、前記第１発光部から右側に既定の距離ほど離隔して設けられることを含む。
【００１７】
前記複数の発光部は、前記掃除ロボットから配される第１発光部ないし第４発光部で構成され、前記第１発光部及び第２発光部は、前記掃除ロボットの前方に設けられた受光部から左側に既定の距離ほど離隔して設けられ、前記第３発光部及び第４発光部は、前記掃除ロボットの前方に設けられた受光部から右側に既定の距離ほど離隔して設けられることを含む。
【００１８】
前記反射ミラーは、頂点が前記光学センサーと対向するように配される円錐形の反射ミラーであることを含む。前記反射ミラーは、円錐の底面から既定の高さまでは斜面が凹状の曲線形態に形成され、前記既定の高さから頂点までは斜面が凸状の曲線形態に形成されることを含む。
【００１９】
前記光学センサー、前記光学レンズまたは前記反射ミラーの表面には、前記平面光の波長を通過させるフィルターがコーティングされることを含む。
【００２０】
前記光源のオン及びオフを制御する光制御信号を生成させるか、前記映像信号に基づいて、障害物感知情報を生成させる障害物感知制御部をさらに含む。
【００２１】
前記障害物感知情報は、前記本体と障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、障害物の形状、及び墜落地点のうちから何れか１つを含む。
【００２２】
本発明の一実施形態による広角レンズは、光源から流入される光を通過させる透明部材からなる広角レンズにおいて、前記光源から流入された光を屈折させて、前記広角レンズの内部で拡散させる第１拡散面と、前記第１拡散面を通じて屈折された光を屈折または反射させて平面光を生成させる第２拡散面と、前記第２拡散面の反対面に陰刻の形態に形成され、前記光源が挿入されて固定される挿入溝部を含む。
【００２３】
前記第１拡散面から屈折された光または前記第２拡散面から反射された光を屈折させて平面光を生成させる第３拡散面をさらに含む。
【００２４】
前記第２拡散面は、前記広角レンズの何れか一面に“Ｕ”または“Ｖ”状に陰刻されて形成されることを含む。
【００２５】
前記第２拡散面は、中央部分に形成され、前方に垂直な直線形態の第１境界面と前記第１境界面と既定の角度を成す曲線形態の第２境界面とを含み、前記第１境界面は、前記第１拡散面を通じて屈折された光を屈折させて平面光を生成させ、前記第２境界面は、前記第１拡散面を通じて屈折された光を前記第３拡散面に向けて反射させることを含む。
【００２６】
前記既定の角度または前記曲線の曲率によって、前記平面光の拡散範囲が調節されることを含む。
【００２７】
前記第２拡散面の表面には、床が尖った波縞がさらに形成されることを含む。前記第２拡散面は、前記広角レンズの何れか一面に陰刻の円錐状に形成され、前記挿入溝部の中心軸は、前記第２拡散面の中心軸と一致するように形成されることを含む。前記第２拡散面または第３拡散面は、前記平面光の厚さを減少させる凸状の形状をすることを含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明による障害物感知モジュールを利用すれば、均一な平面光を形成することができて、障害物感知の正確度を向上させ、平面光を用いて周辺に存在する障害物を感知することができるので、複数個のセンサーを装着するか、別途のサーボメカニズムを装着する必要がなくて、経済的、構造的効率性も向上する。
【００２９】
また、障害物感知モジュールを備えた掃除ロボットは、周辺の障害物を正確に感知することによって、効率的に走行させうる。また、障害物感知モジュールを含む掃除ロボットは、掃除ロボットの状態によって、障害物感知モジュールを効率的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの概念図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの制御流れを示すブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの斜視図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの背面図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの制御流れを示すブロック図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を生成させる一例を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を生成させる他の一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの外観を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた２つの発光部と受光部とが互いに異なる位置に装着された場合、掃除ロボットの視野範囲を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが３つの発光部を含む場合、掃除ロボットの視野範囲を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが４つの発光部を含む場合、掃除ロボットの視野範囲を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた受光部の一例及びそれによって獲得される映像を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第１例及びそれによって獲得される映像を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第２例及びそれによって獲得される映像を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第３例及びそれによって獲得される映像を示す図である。
【図５Ｅ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第４例及びそれによって獲得される映像を示す図である。
【図５Ｆ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第５例及びそれによって獲得される映像を示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の他の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＦ領域を示す図である。
【図６Ｃ】図６ＡのＧ−Ｇ｀方向の断面を示す図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の他の一例を含む掃除ロボットの視野範囲を示す図である。
【図６Ｅ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の他の一例を含む掃除ロボットが障害物までの距離を判断することを説明するグラフである。
【図７Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第１広角レンズを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第１広角レンズを通過した平面光の拡散を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第１広角レンズが障害物感知モジュールに設けられた形状を示す図である。
【図７Ｄ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第２広角レンズを示す図である。
【図７Ｅ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第２広角レンズを通過した平面光の拡散を示す図である。
【図７Ｆ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第３広角レンズを示す図である。
【図７Ｇ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第３広角レンズを通過した平面光の拡散を示す図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを示す分解斜視図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを示す斜視図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを通過した平面光の拡散を示す図である。
【図８Ｄ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズが障害物感知モジュールに設けられた形状を示す図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第１ないし第３広角レンズを使った時の平面光の厚さを調節することができるスリットを示す図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを使った時の平面光の厚さを調節することができるスリットを示す図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれたスリットのサイズを大きくした時、障害物を感知した結果を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれたスリットのサイズを小さくした時、障害物を感知した結果を示す図である。
【図１１】障害物までの距離を算出するために、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの各構成要素と障害物との間の関係を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールと障害物とを示す平面図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールと障害物とを示す側面図である。
【図１２Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの光学センサーに受信された映像を示す図である。
【図１３Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる高さに設けられた場合、複数の発光部と障害物とを示す平面図である。
【図１３Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる高さに設けられた場合、複数の発光部と障害物とを示す側面図である。
【図１３Ｃ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる高さに設けられた場合、複数の発光部から照射された後、障害物に反射された反射光が光学センサーに受信されたイメージを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる位置に設けられた場合、複数の発光部と障害物とを示す平面図である。
【図１５Ａ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが墜落地点を感知するために、第２広角レンズを縦に配置した側面図である。
【図１５Ｂ】本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが墜落地点を感知するために、第４広角レンズを縦に配置した側面図である。
【図１６Ａ】墜落地点がない場合、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を照射する形状を示す図である。
【図１６Ｂ】墜落地点がない場合、地面から反射された反射光を本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの光学センサーが受信したイメージを示す図である。
【図１７Ａ】墜落地点がある場合、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を照射する形状を示す図である。
【図１７Ｂ】墜落地点がある場合、地面から反射された反射光を本発明の一実施形態による障害物感知センサーの光学センサーが受信されたイメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本明細書に記載の実施形態と図面とに示された構成は、開示された発明の望ましい例に過ぎず、本出願の出願時点において、本明細書の実施形態と図面とを代替しうる多様な変形例がある。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの概念図である。図１に示したように、掃除ロボット１は、ユーザの操作なしも、掃除しようとする領域を自ら移動しながら、底からホコリなどの異物を吸い込むことによって、掃除領域を自動で掃除する装置である。このような掃除ロボット１は、各種センサーなどを通じて掃除領域内に位置する障害物または壁を感知し、該感知結果を用いて、掃除ロボット１の走行経路及び掃除動作を制御する。
【００３３】
特に、掃除ロボット１は、室内を走行しながら、平面光を照射し、その平面光が照射される位置に存在する障害物を感知する。後述するが、平面光とは、光源から放出された光が同一の平面で多様な方向に進行する厚さが薄い光を意味する。
【００３４】
前述したように、障害物を感知する障害物感知モジュール（図示せず）が設けられた掃除ロボット１は、周辺の全方向（Ｏｍｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を感知するか、または扇状の広領域を感知することができる。また、掃除ロボット１は、障害物感知モジュール（図示せず）の感知結果に基づいて、障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、障害物の形状、及び墜落地点を判断することができる。これに基づいて、掃除ロボット１は、掃除領域を判断して、掃除を行える。
【００３５】
図２Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの制御流れを示すブロック図であり、図２Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの斜視図であり、図２Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールを含む掃除ロボットの背面図であり、図２Ｄは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの斜視図である。
【００３６】
図２Ａないし図２Ｄを参照すると、掃除ロボット１は、本体２０によって外観が形成され、掃除ロボット１は、掃除空間を掃除する掃除ユニット３０、掃除ロボット１を移動させる走行ユニット４０、ユーザから掃除ロボット１に対する動作命令を入力され、掃除ロボット１の動作情報を表示する入出力ユニット１２、掃除空間内で掃除ロボット１の位置を検出する位置検出ユニット１３、掃除空間内に位置する障害物を感知する障害物感知ユニット１４、掃除ロボット１が掃除空間の底から持ち上げられることを感知するリフト感知ユニット１５、掃除ロボット１の動きを感知する動作感知ユニット１６、走行ユニット４０及び掃除ユニット３０を駆動する駆動ユニット１７、各種データを保存する保存ユニット１８、掃除ロボット１に電源を供給する電源ユニット１９、掃除ロボット１を構成するそれぞれの構成を制御する制御ユニット１１を含む。
【００３７】
掃除ユニット３０は、底に存在するホコリを掃いて吸入口に誘導するメインブラシ３１と、壁面隣接部と隅部分とを掃除するためのサイドブラシ３２ａ、３２ｂと、を含む。メインブラシ３１は、本体２０の下側に形成された開口３３に装着され、本体２０が置かれている底に積もったホコリを掃除する。この際、開口３３は、例えば、本体２０の下側の中央領域から後方Ｒに偏った部分に形成され、ホコリが流入されるホコリ流入口の役割を果たす。このようなメインブラシ３１は、ローラー３１ａと、ローラー３１ａの外部面に埋め込まれているブラシ３１ｂと、を含みうる。
【００３８】
ローラー３１ａは、ブラシ３１ｂを回転させる役割を果たし、ブラシ３１ｂは、ローラー３１ａが回転することによって、底に積もったホコリをかき混ぜて、ホコリが開口３３に流入されるように誘導することができる。この際、ローラー３１ａは、堅い剛体で形成され、ブラシ３１ｂは、弾性力を有する多様な材質で形成されうるが、これに限定されるものではない。
【００３９】
図面に図示されていないが、掃除ユニット３０は、開口３３の内部には吸入力を発生させる送風装置（図示せず）が設けられて、送風装置（図示せず）によってホコリ流入口に流入されたホコリを集塵装置（図示せず）に移動させることができる。
【００４０】
走行ユニット４０は、走行制御信号によって、掃除ロボット本体２０を走行させる走行車輪４１、４２と掃除ロボット１の走行方向によって回転して、本体２０が安定した姿勢を保持するキャスター４３とを含む。
【００４１】
走行車輪４１、４２は、例えば、本体２０下部の中央領域の左右縁部に互いに対称的に２つが配置される。このような走行車輪４１、４２は、駆動回路の制御を通じて掃除ロボット１が掃除を行う過程で、前進、後進及び回転走行などの移動動作を可能にする。
【００４２】
キャスター４３は、走行方向を基準に本体２０下部の前方縁部に設けられることもある。
【００４３】
このような駆動車輪４１、４２とキャスター４３は、１つのアセンブリーで構成されて本体２０に装着され、本体２０から分離されることもある。
【００４４】
入出力ユニット１２は、掃除ロボット本体２０の上面に設けられて、掃除ロボット１の動作または停止、走行モードなど掃除ロボット１と関連したユーザの動作命令を入力される複数の操作ボタン８１と掃除ロボット１の動作有無、走行モードなど掃除ロボット１の動作情報を表示するディスプレイパネル８２とを含む。このような操作ボタン８１は、メンブレンスイッチ（ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈ）を採用し、ディスプレイパネル８２は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）パネルまたは発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）パネルを採用することができる。
【００４５】
位置検出ユニット１３は、掃除ロボット１上方の映像、すなわち、掃除空間の天井の映像を獲得する上方カメラモジュール７０を含みうる。
【００４６】
例えば、掃除ロボット１は、定められた経路なしに任意の方向に走行する場合、すなわち、マップがなしに走行する場合に、掃除領域を走行するが、この際、位置検出ユニット１３は、上方カメラモジュール７０を通じて掃除ロボット１の上部映像を撮影することによって、掃除ロボット１の位置情報を生成することができる。
【００４７】
障害物感知ユニット１４は、掃除ロボット１の前方または側方に向けて平面光を照射し、障害物に反射された反射光を検出することによって、障害物を検出する障害物感知モジュール１００を含む。
【００４８】
図２Ｄによれば、障害物感知モジュール１００は、掃除ロボット１の走行方向、すなわち、前面に装着される。しかし、複数の障害物感知モジュール１００が、掃除ロボット１に設けられる時は、異なる位置に設けられることもある。障害物感知モジュール１００については、下記で詳しく説明する。
【００４９】
リフト感知ユニット１５は、走行車輪４１、４２の離脱を感知する離脱センサーモジュール（図示せず）を含みうる。具体的に、掃除ロボット１が、掃除空間の底から離れれば、走行車輪４１、４２は、本来位置から離脱し、離脱センサーモジュールは、走行車輪４１、４２の離脱を感知する。後述するが、リフト感知ユニット１５によって、掃除ロボット１が持ち上げられたことが感知されれば、掃除ロボット１は、後述する障害物感知モジュール（図示せず）に含まれた光源（図示せず）をオフさせる。
【００５０】
動作感知ユニット１６は、掃除ロボット１の並進移動及び回転を感知する加速度センサー（図示せず）、ジャイロセンサー（図示せず）などを含み、掃除ロボット１の走行情報を生成させる。後述するが、障害物感知モジュールに含まれた光源駆動部は、前述した走行情報に基づいて動作する。例えば、後述する光源駆動部は、動作感知ユニット１６から走行信号を伝達されれば、光源をオンさせ、停止信号を伝達されれば、光源をオフさせることができる。
【００５１】
保存ユニット１８は、掃除ロボット１の動作を制御するためのプログラム及び制御データを永久的に保存する磁気ディスク（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｄｉｓｃ）、半導体ディスク（ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｄｉｓｋ）などの不揮発性メモリ（図示せず）と掃除ロボット１の動作を制御する過程で生成される臨時データを保存するＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどの揮発性メモリ（図示せず）とを含みうる。
【００５２】
電源ユニット１９は、掃除ロボット１を構成するそれぞれの構成に駆動電源を供給するバッテリー５０を含む。
【００５３】
この際、バッテリー５０は、例えば、再充電が可能な２次バッテリーであり、本体２０が掃除過程を完了し、ドッキングステーション（図示せず）に結合された場合、ドッキングステーション（図示せず）から電力を供給されて充電されうる。
【００５４】
制御ユニット１１は、掃除ロボット１の障害物感知モジュール１００の感知結果に基づいて、駆動を制御する役割を果たす。例えば、制御ユニット１１は、掃除ロボット１の周辺環境に関する情報である障害物感知情報に基づいて、走行経路を設定し、該設定された走行経路によって、掃除ロボット１の走行または掃除動作を制御させる駆動制御信号を生成することができる。
【００５５】
この際、障害物感知情報は、本体と障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、障害物の形状、及び墜落地点などを含み、障害物感知モジュール１００から伝送されるか、制御ユニット１１で直接生成することができる。
【００５６】
以上、掃除ロボット１の構成について説明した。以下、掃除ロボットに含まれた障害物感知モジュールについて説明する。
【００５７】
図３Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの制御流れを示すブロック図である。図３Ａを参照すると、障害物感知モジュール１００は、光源１１２から放出された光を平面光に拡散させて放出する少なくとも１つの発光部１１０、障害物によって反射された平面光を伝達されて、電気的な映像信号を生成させる受光部１２０及び障害物感知制御部１３０を含みうる。
【００５８】
発光部１１０は、光源１１２、光源１１２を駆動する光源駆動部１１３を含みうる。光源１１２は、光を放出する役割を果たすものであって、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤなどであり得る。光は、赤外線、可視光線などを含みうる。また、光源１１２は、一方向に進行するビーム形態の光を発生させることができる。
【００５９】
光源駆動部１１３は、障害物感知制御部１３０の光制御信号によって、光源１１２を発光させ、フォトダイオード（図示せず）などを用いて、照射された光の強度を障害物感知制御部１３０にフィードバックすることができる。
【００６０】
受光部１２０は、障害物による反射された反射光の経路を変更する光学器具１２１、光学器具１２１によって経路が変更された反射光を伝達されて、電気的な映像信号を生成させる光学センサー１２３、及び電気的な映像信号を伝達されて、デジタル形態の信号に変換する信号処理回路１２４を含みうる。但し、光学センサー１２３が、電気的な映像信号をデジタル形態の信号に変換する機能を含む場合には、受光部１２０は、別途の信号処理回路１２４を含まないこともある。
【００６１】
光学器具１２１は、障害物によって反射された反射光が後述する光学センサー１２３に向けるように反射光の経路を変更させる。このような光学器具１２１は、光の経路を変更することができるミラー、レンズ、全反射プリズムなどを如何なるものも採用することができる。
【００６２】
例えば、光学器具１２１としてミラーを採用する場合、光学器具１２１は、障害物によって反射された反射光を再び反射させることによって、反射光が光学センサーに向けるようにできる。また、光学器具１２１としてレンズを採用する場合、光学器具１２１は、障害物によって反射された反射光を屈折させて反射光が光学センサーに向けるようにできる。また、光学器具１２１として全反射プリズムを採用する場合、光学器具１２１は、障害物によって反射された反射光を反射させるか、屈折させて反射光が光学センサーに向けるようにできる。
【００６３】
また、受光部１２０の光学器具１２１または光学センサー１２３の表面には、平面光の波長のみを通過させるフィルターがコーティングされている。この場合、発光部１１０から照射された平面光が障害物に反射されて生成された反射光以外に、他の光は除去されうる。
【００６４】
光学センサー１２３は、障害物によって反射された反射光を伝達されて、アナログまたはデジタル形態の信号を生成させる。例えば、光学センサー１２３は、反射光の光量を検出するフォトダイオードセンサーまたは反射光による映像を獲得する相補性金属酸化物半導体（ＭＯＳ）イメージセンサー、電荷結合素子（ＣＣＤ）イメージセンサーなどの映像センサーを採用することができる。
【００６５】
発光部１１０から照射された後、障害物に反射されて帰って来る反射光が光学器具１２１を経て光学センサー１２３でアナログまたはデジタル形態の信号に変換される。また、光学センサー１２３として映像センサーを採用する場合、光学器具１２１と光学センサー１２３との間には、光学器具１２１から所定の距離ほど離隔して配されて、反射光を通過させる光学レンズ（図示せず）をさらに含みうる。具体的に、光学レンズ（図示せず）は、光学器具１２１によって経路が変更された反射光を集光して、光学センサー１２３に映像が結ばれるようにできる。また、このような光学レンズ（図示せず）は、凸レンズであり得る。
【００６６】
信号処理回路１２４は、光学センサー１２３から伝達されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、信号のフォーマットを変換することができる。信号処理回路１２４は、アナールロス信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（図示せず）を含みうる。
【００６７】
例えば、光学センサー１２３として前述した映像センサーを採用した場合、信号処理回路１２４は、映像センサーが獲得した映像のフォーマットを機器に合わせて変換することができる。信号処理回路１２４は、機器（例えば、掃除ロボット）の特性と要求とによって、ＪＰＥＧやＭＰＥＧなど特定フォーマットへの変換することができる。
【００６８】
障害物感知制御部１３０は、光源のオン及びオフを制御する光制御信号を生成させ、映像信号に基づいて、障害物感知情報を生成することができる。例えば、前記障害物感知情報は、本体と障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、障害物の形状、及び墜落地点などを含みうる。
【００６９】
また、障害物感知制御部１３０は、光検出器（図示せず）から伝達された光の強度に基づいて、所望の周波数、デューティー比と強度とでモジュレーションして、光源駆動部１１３に制御信号を伝送することによって、ユーザが所望する周波数、デューティー比と強度とを有する光を放出させる。例えば、光検出器（図示せず）の検出結果に基づいて、障害物感知制御部１３０は、パルス幅変調（Ｐｕｌｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）などの制御を通じて光の強度を制御することができる。
【００７０】
障害物感知制御部１３０は、発光部１１０及び受光部１２０と物理的に結合された１つのモジュールでなければならないものではなく、障害物感知モジュール１００が装着される他の装置、例えば、移動掃除ロボットや掃除ロボットなどに備えられたＣＰＵやＭＣＵなどの制御部も、障害物感知制御部１３０になりうる。
【００７１】
障害物感知モジュール１００は、光源１１２のそれぞれが平面光を生成させるか、複数の光源１１２を用いて平面光を生成することができる。
【００７２】
以下、障害物感知モジュール１００が、平面光を生成させる方法について説明する。
【００７３】
図３Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を生成させる一例を示す図であり、図３Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を生成させる他の一例を示す図である。
【００７４】
発光部１１０が、単一の光源１１２から平面光を生成させる図３Ｂを参照すると、障害物感知モジュール１００は、光源１１２から照射された光をミラーを通じて反射させるか、レンズを通じて屈折させることによって、扇状の平面光を生成することができる。例えば、入射された光が広く拡散されるように光を反射する円錐状を有するミラーを利用するか、入射された光が広く拡散されるように光を屈折させる広角レンズを用いて、発光部１１０は、扇状の平面光を生成することができる。
【００７５】
一方、複数の光源１１２を用いて平面光を生成させる図３Ｃを参照すると、掃除ロボット１の前方に複数個の光源１１２を稠密に配置し、複数個の光源が照射する複数の本のビーム形態の光が互いに重畳させて、平面光を形成させることもできる。
【００７６】
以下、障害物感知モジュール１００が、図３Ｂに示されたように、広角レンズを用いて光源１１２から照射された光を屈折させることによって、扇形または半円状の平面光を生成させることについて説明する。
【００７７】
図４Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの外観を示す図である。
【００７８】
１つの発光部１１０と１つの受光部１２０とが一体に構成された場合、図４Ｂに示したように、発光部１１０と受光部１２０は、基部１００ｂ上に配され、この際、発光部１１０が、受光部１２０の前方に設けられうる。また、発光部１１０は、発光部ハウジング１００ａの内部に位置し、受光部１２０は、結合部材１００ｅによって受光部１２０を支持する柱１００ｃに結合されうる。
【００７９】
しかし、図４Ａに示された構成は、障害物感知モジュール１００の一例に過ぎないものであって、図４Ａに限定されるものではない。すなわち、発光部１１０が、基部１００ｂの下に設けられ、受光部１２０が、基部１００ｂの上に設けられ、発光部１１０と受光部１２０とが同じ位置に位置することもできる。
【００８０】
但し、障害物感知モジュール１００が、掃除ロボット１に装着される時には、そのサイズを最大限小さく作ることが重要である。そのために、発光部１１０を受光部１２０の前側に配置させることによって、障害物感知モジュールの高さを低めることができる。この場合、受光部１２０の高さを発光部１１０よりも高く配置することができる。したがって、発光部１１０を受光部１２０の前側に配置しても、障害物に衝突して帰って来る反射された平面光は、発光部１１０によって遮られず、完全に受光部１２０に伝達されうる。
【００８１】
障害物感知モジュールを構成する１つの発光部と１つの受光部とが一体型で構成されることに限定されず、発光部と受光部とが別途に設けられ、複数の発光部または複数の受光部を含むこともある。言い換えれば、発光部と受光部とが互いに独立して異なる位置に配されることも可能である。
【００８２】
図４Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた２つの発光部と受光部とが互いに異なる位置に装着された場合、掃除ロボットの視野範囲を示す図である。図４Ｂを参照すると、障害物感知モジュール１００は、互いに異なる位置に位置する２つ発光部１１０ａ、１１０ｂと１つの受光部１２０とを含みうる。
【００８３】
また、２つの発光部１１０ａ、１１０ｂは、掃除ロボット１から配される位置または地面からの高さが互いに異なる複数の発光部を含みうる。この際、各発光部１１０ａ、１１０ｂの高さを異ならせて配置するか、発光部１１０ａ、１１０ｂ自体を傾けることによって、多様な高さの障害物を感知させうる。発光部１１０ａ、１１０ｂと受光部１２０とを同一の垂直線上に一列に配置せず、互いに異なる位置に配置すれば、光学モジュールの高さを増加させずに、多様な高さの障害物を感知させうる。
【００８４】
図４Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが３つの発光部を含む場合、掃除ロボットの視野範囲を示す図である。図４Ｃを参照すると、障害物感知モジュール１００は、掃除ロボット１で互いに異なる位置に配される３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを含みうる。１２０°の平面光を拡散させる発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを３つ使う場合、２２０°の平面光を拡散させる発光部を１つのみ使ったような効果が得られる。
【００８５】
この場合には、第１発光部１１０ａは、掃除ロボット１の前方に設けられた受光部の前方に設けられ、前方に向けて平面光を拡散させるように配置される。また、第２発光部１１０ｂは、第１発光部１１０ａから左側に既定の距離ほど離隔して設けられ、掃除ロボット１の前方から既定の角度を形成しながら、平面光を拡散させるように配置される。また、第３発光部１１０ｃは、第１発光部１１０ａから右側に既定の距離ほど離隔して設けられ、掃除ロボット１の前方から既定の角度を形成しながら、平面光を拡散させるように配置される。
【００８６】
この際、第１発光部１１０ａ、第２発光部１１０ｂ、及び第３発光部１１０ｃは、平面光を拡散させる領域がある程度重複されうる。また、掃除ロボット１で第１発光部１１０ａないし第３発光部１１０ｃが設けられた位置的特性を考慮して、掃除ロボット１が感知することができない領域を最小化させる形態で配置される。
【００８７】
図４Ｄは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが４つの発光部を含む場合、掃除ロボットの視野範囲を示す図である。図４Ｄを参照すると、掃除ロボット１で互いに異なる位置に配される４つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄが示されている。１２０°の平面光を拡散させる発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを４つ使う場合、２２０°の平面光を拡散させる発光部１１０を１つのみ使ったよりもさらに広領域に平面光を拡散させる効果が得られる。
【００８８】
この場合には、第１発光部１１０ａ及び第２発光部１１０ｂは、掃除ロボット１の前方に設けられた受光部１２０から左側に既定の距離ほど離隔して設けられ、既定の角度で一対に配置される。また、第３発光部１１０ｃ及び第４発光部１１０ｄは、掃除ロボット１の前方に設けられた受光部１２０から右側に既定の距離ほど離隔して設けられ、既定の角度で一対に配置される。
【００８９】
この際、第１発光部１１０ａ及び第２発光部１１０ｂは、それぞれ掃除ロボット１の前方と左側とに平面光を拡散させ、第３発光部１１０ｃ及び第４発光部１１０ｄは、それぞれ掃除ロボット１の前方と右側とに平面光を拡散させることができる。また、第１発光部１１０ａないし第２発光部１１０ｄは、平面光を拡散させる領域がある程度重複されうる。また、掃除ロボット１で第１発光部１１０ａないし第４発光部１１０ｄが設けられた位置的特性を考慮して、掃除ロボット１が感知することができない領域を最小化させる形態で配置される。
【００９０】
前述したように、障害物感知モジュール１００によれば、平面光を均一に発生させることによって、掃除ロボット１の周辺にある障害物を感知することができる。
【００９１】
また、前記障害物感知モジュール１００を備えた本発明の掃除ロボット１は、周辺の障害物を感知し、これを駆動制御に利用することによって、さらに効率的な掃除及び走行が可能となる。
【００９２】
以下、受光部について詳しく説明する。
【００９３】
理解を助けるために、受光部は、反射光の経路を変更するための光学器具（図３Ａの１２１）であって、障害物によって反射された反射光を光学センサー（図３Ａの１２３）に向けて反射させる反射ミラーを採用したと仮定して説明する。
【００９４】
また、受光部は、映像センサーを利用する受光部の一例とフォトダイオードを利用する受光部の他の一例とを区分して説明し、まず、映像センサーを利用する受光部を説明する。
【００９５】
図５Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた受光部の一例及びそれによって獲得される映像を示す図である。図５Ａの（ａ）に示したように、受光部１２０ａは、障害物から反射された反射光が映像センサー１２３ａに向けるように反射光の経路を変更する反射ミラー１２１ａ、反射ミラー１２１ａによって経路が変更された反射光を集光する光学レンズ１２２ｂ、光学レンズ１２２ｂによって集光された反射光を受信する映像センサー１２３ａを含む。
【００９６】
反射ミラー１２１ａは、多様な方向から入射される反射光の経路を映像センサー１２３ａに向けて変更するために、円錐状のミラー（ｃｏｎｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）を採用することができる。また、反射ミラー１２１ａは、映像センサー１２３ａの上部に設けられ、円錐状の反射ミラー１２１ａの頂点が映像センサー１２３ａと対向するように鉛直下方に配置される。また、図面には図示されていないが、円錐状の反射ミラー１２１ａが映像センサー１２３ａの下部に設けられ、映像センサー１２３ａは、円錐状の反射ミラー１２１ａの頂点が映像センサー１２３ａと対向するように鉛直上方に配置されることもある。但し、反射ミラー１２１ａの形態は、円錐状に限定されるものではない。
【００９７】
また、このような反射ミラー１２１ａは、障害物から反射された反射光を歪曲なしに映像センサー１２３ａに反射させるために、アルミニウム（Ａｌ）材の金属を採用するか、プラスチック材にクロム（Ｃｒ）をメッキして、反射ミラー１２１ａの表面の反射率を向上させることができる。
【００９８】
このように、円錐状の反射ミラー１２１ａを採用する場合、映像センサー１２３ａは、図５Ａの（ｂ）に示されたような映像を獲得することができる。具体的に、映像の中心は、掃除ロボット本体によって反射光が遮断されて、障害物と関連した映像が獲得されず、映像の中心から半径方向に一定距離ほど離れた位置から障害物と関連した映像が獲得される。また、掃除ロボット本体から近く、掃除底から低い位置に位置する障害物の映像は、全体映像の中心から近い位置に位置し、掃除ロボット本体から遠く、掃除底から高い位置に位置する障害物の映像を全体映像の円周に近い位置に位置する。言い換えれば、掃除ロボットから近い位置の障害物であるほど、障害物の映像は、映像センサー１２３ａが獲得した映像の中心から近い位置に位置し、掃除ロボットから遠い障害物であるほど、障害物の映像の映像センサー１２３ａが獲得した映像の中心から遠い位置に位置する。
【００９９】
以下、多様な円錐状を有する反射ミラー１２１ａを例示し、それぞれの反射ミラーによる掃除ロボットの視野範囲と映像センサー１２３ａが獲得する障害物映像の例を説明する。
【０１００】
図５Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第１例及びそれによって獲得される映像を示す図である。図５Ｂを参照すると、反射ミラー１２１ａ−１は、図５Ｂの（ａ）に示したように、一般的な円錐状を有する。
【０１０１】
一般的な円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−１のＡ−Ａ｀方向の断面は、図５Ｃの（ｂ）に示したように、直角三角形の形態のようである。
【０１０２】
このように、円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−１を利用した掃除ロボット１は、図５Ｂの（ｃ）に示されたように、扇状の視野範囲を有する。具体的に、掃除ロボット１は、反射ミラー１２１ａ−１を含んだ受光部１２０ａが位置する前方を基準に左右両方向にほぼ１００°から１５０°、言い換えれば、掃除ロボット１を基準にほぼ２００°から３００°の間の視野角を有しうる。掃除ロボット１の本体が、受光部１２１ａの視野を遮断するために、３６０°の視野角を有することができない。掃除ロボット１の視野角は、受光部１２１ａの位置によって変わりうる。例えば、受光部１２１ａが、掃除ロボット１本体から突出して設けられれば、広い視野角を確保し、受光部１２１ａが、掃除ロボット１本体の内側に入って位置すれば、視野角が狭くなる。
【０１０３】
また、掃除ロボット１は、一定の視野距離ｄを確保することができる。このような掃除ロボット１の視野距離ｄは、映像センサー１２３ａの解像度、反射ミラー１２１ａの材質、反射ミラー１２１ａの形態、すなわち、円錐を形成する斜面の角度によって変わりうる。
【０１０４】
反射ミラー１２１ａ−１を利用した掃除ロボット１に含まれた映像センサー１２３ａは、図５Ｂの（ｄ）に示されたように、扇状の映像を獲得することができる。具体的に、図５Ｂの（ｄ）に示したように、掃除ロボット１の視野範囲と類似した形態の映像を獲得し、障害物の位置に対応する位置に明るく形成される障害物映像を獲得することができる。例えば、図５Ｂの（ｃ）に示したように、掃除ロボット１の前方で若干左側に障害物が位置する場合、映像センサー１２３ａは、掃除ロボット１の前方から若干左側に偏った位置に明るい円弧状の障害物映像ＯＩを獲得することができる。後述するが、獲得された障害物映像ＯＩの位置に基づいて、掃除ロボット１は、障害物Ｏの存否及び位置を判断することができる。
【０１０５】
図５Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第２例及びそれによって獲得される映像を示す図である。図５Ｃを参照すると、反射ミラー１２１ａ−２は、図５Ｃの（ａ）に示したように、円錐が底面に対して垂直に切断された形態（以下、“垂直に切断された円錐”と言う）を有する。
【０１０６】
垂直に切断された円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−２のＢ−Ｂ｀方向の断面は、図５Ｃの（ｂ）に示したように、直角三角形の形態のようである。
【０１０７】
垂直に切断された円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−２を利用した掃除ロボット１は、図５Ｃの（ｃ）に示されたように、半円状の視野範囲を有する。
【０１０８】
具体的に、掃除ロボット１は、受光部１２０ａが位置する前方を基準に左右両方向にほぼ９０°、言い換えれば、掃除ロボット１を基準にほぼ１８０°の視野角を有する。これは、円錐の斜面にのみ反射光が入射され、反射ミラー１２１ａ−２の背面には、反射光が入射されないためである。
【０１０９】
また、掃除ロボット１は、一定の視野距離ｄを有し、前述したように、これは、映像センサー１２３ａの解像度、反射ミラー１２１ａの材質、反射ミラー１２１ａの形態、すなわち、円錐を形成する斜面の角度によって変わりうる。
【０１１０】
反射ミラー１２１ａ−２を利用した掃除ロボット１に含まれた映像センサー１２３ａは、図５Ｃの（ｄ）に示されたような半円状の映像を獲得することができる。具体的に、図５Ｃの（ｄ）に示したように、掃除ロボット１の視野範囲と類似した形態の映像を獲得し、障害物の位置に対応する位置に明るく形成される障害物映像を獲得することができる。例えば、図５Ｂの（ｃ）に示したように、掃除ロボット１の前方で若干左側に障害物が位置する場合、映像センサー１２３ａは、掃除ロボット１の前方から若干左側に偏った位置に明るい円弧状の障害物映像ＯＩを獲得することができる。
【０１１１】
図５Ｄは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第３例及びそれによって獲得される映像を示す図である。図５Ｄを参照すると、第３例による反射ミラー１２１ａ−３は、図５Ｄの（ａ）に示したように、円錐が底面と水平に切断された形態（以下、“水平に切断された円錐”と言う）を有する。
【０１１２】
水平に切断された円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−３のＣ−Ｃ｀方向の断面は、図５Ｄの（ｂ）に示したように、梯形状のようである。このように、水平に切断された円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−３を利用した掃除ロボット１は、図５Ｄの（ｃ）に示されたように、切られたドーナツ状の視野範囲を有する。すなわち、掃除ロボット１から非常に近い距離は、掃除ロボット１の視野範囲に含まれない。
【０１１３】
具体的に、掃除ロボット１は、受光部１２０ａが位置する前方を基準に左右両方向にほぼ１００°から１５０°、言い換えれば、掃除ロボット１を基準にほぼ２００°から３００°の間の視野角を有しうる。掃除ロボット１の本体が、受光部１２１ａの視野を遮断するために、３６０°の視野を有することができない。
【０１１４】
また、掃除ロボット１は、一定の視野距離範囲を有する。すなわち、掃除ロボット１は、円錐の斜面による視野距離ｄ１と切断された円錐の斜面による視野距離ｄ２との視野距離範囲を有する。言い換えれば、掃除ロボット１から第１距離ｄ１から第２距離ｄ２までの視野を有する。これは、反射ミラー１２１ａ−３の斜面には、反射光が入射されるが、反射ミラー１２１ａ−３の切られた下面には、反射光が入射されないためである。また、このような視野距離は、映像センサー１２３ａの解像度、反射ミラー１２１ａの材質、反射ミラー１２１ａの形態、すなわち、円錐を形成する斜面の角度、円錐が切られた位置によって変わりうる。
【０１１５】
反射ミラー１２１ａ−３を利用した掃除ロボット１に含まれた映像センサー１２３ａは、図５Ｄの（ｄ）に示されたような切られたドーナツ状の映像を獲得することができる。
【０１１６】
図５Ｅは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の一例に含まれた反射ミラーの第４例及びそれによって獲得される映像を示す図である。図５Ｅを参照すると、第４例による反射ミラー１２１ａ−４は、図５Ｅの（ａ）に示したように、円錐の斜面が凸状の形態（以下、“凸状の円錐”と言う）を有する。
【０１１７】
凸状の円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−３のＤ−Ｄ｀方向の断面は、図５Ｅの（ｂ）に示したように、斜面が凸状の三角形状のようである。このように、凸状の円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−４を利用した掃除ロボット１は、図５Ｅの（ｃ）に示されたように、扇状の視野範囲を有する。具体的に、掃除ロボット１は、反射ミラー１２１ａ−４を含んだ受光部１２０ａが位置する前方を基準に左右両方向にほぼ１００°から１５０°、言い換えれば、掃除ロボット１を基準にほぼ２００°から３００°の間の視野角を有しうる。掃除ロボット１の本体が、受光部１２１ａの視野を遮断するために、３６０°の視野角を有することができない。
【０１１８】
また、掃除ロボット１は、一定の視野距離ｄを有する。凸面鏡が一般的な平面鏡に比べて、さらに広い視野範囲を有するような理由で、凸状の円錐状を有する反射ミラー１２１ａ−４は、一般的な円錐状を有する反射ミラー（図５Ｂの１２１ａ−１）に比べて、長い視野距離ｄを有する。
【０１１９】
反射ミラー１２１ａ−４を利用した掃除ロボット１に含まれた映像センサー１２３ａは、図５Ｅの（ｄ）に示されたものが扇状の映像を獲得し、前述したように、凸状の円錐状の反射ミラー１２１ａ−４は、一般的な円錐状の反射ミラー（図５Ｂの１２１ａ−１）に比べて、さらに広い視野範囲を有するので、凸状の円錐状の反射ミラー１２１ａ−４によって獲得する映像は、一般的な円錐状の反射ミラー（図５Ｂの１２１ａ−１）によって獲得した映像に比べて、さらに広い範囲の掃除空間についての障害物情報を含んでいる。
【０１２０】
図５Ｆは、本発明の一実施形態による受光部の一例に含まれた反射ミラーの第５例及びそれによって獲得される映像を示す図である。
【０１２１】
反射ミラー１２１ａ−５を示す図５Ｆを参照すると、反射ミラー１２１ａ−５は、図５Ｆの（ａ）に示したように、円錐の頂点から既定の高さまでは、円錐の斜面が凸状であり、既定の高さから円錐の底面までは、円錐の斜面が凹状の形態を有する。
【０１２２】
反射ミラー１２１ａ−５のＥ−Ｅ｀方向の断面は、図５Ｆの（ｂ）に示したようである。反射ミラー１２１ａ−５を含む掃除ロボット１は、図５Ｆの（ｃ）に示したように、掃除ロボット１を基準にほぼ２００°から３００°の間の視野角を有しうる。掃除ロボット１の本体が、受光部１２１ａの視野を遮断するために、３６０°の視野を有することができない。
【０１２３】
また、掃除ロボット１は、図５Ｆの（ｃ）に示したように、一定の視野距離ｄを有しうる。
【０１２４】
反射ミラー１２１ａ−５を利用した掃除ロボット１に含まれた映像センサー１２３ａは、図５Ｆの（ｄ）に示されたように、扇状の映像を獲得することができる。
【０１２５】
以上、映像センサーを利用する受光部の一例を説明した。以下、フォトダイオードを利用した受光部の他の一例について説明する。
【０１２６】
図６Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の他の一例を示す図であり、図６Ｂは、図６ＡのＦ領域を示す図であり、図６Ｃは、図６ＡのＧ−Ｇ｀の断面を示す図であり、図６Ｄは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の他の一例を含む掃除ロボットの視野範囲を示す図である。
【０１２７】
図６Ａないし図６Ｄを参照すると、障害物によって反射された反射光の経路を変更させる反射ミラー１２１ｂ、反射ミラー１２１ｂを複数の反射領域１２１ｂ−１、１２１ｂ−２、１２１ｂ−３、１２１ｂ−４、１２１ｂ−５に区画する複数の遮断膜１２２ｂ、遮断膜１２２ｂによって区画された反射領域のそれぞれに対応して設けられる複数のフォトダイオード１２３ｂを含む。
【０１２８】
反射ミラー１２１ｂは、多様な方向から入射される反射光の経路を変更するために、円錐状のミラー（ｃｏｎｉｃ  ｍｉｒｒｏｒ）を採用することができる。図６Ａないし図６Ｄは、反射ミラー１２１ｂに対して円錐状のミラーを例示したが、これに限定されるものは、図５Ｂないし図５Ｆに示されたように、多様な形態を有しうる。
【０１２９】
遮断膜１２２ｂは、反射ミラー１２１ｂを複数の反射領域に区画する。また、遮断膜１２２ｂによって、掃除ロボット１の視野ｖ１２３ｂは、複数の視野領域ｖ１２０ｂ−１、ｖ１２０ｂ−２、ｖ１２０ｂ−３、ｖ１２０ｂ−４、ｖ１２０ｂ−５に分割され、遮断膜１２２ｂは、複数の視野領域のうち何れか１つの視野領域から当該視野領域に対応しない反射領域に入射される反射光を遮断する。例えば、遮断膜１２２ｂは、図６Ｃの第１視野領域ｖ１２０ｂ−１から障害物Ｏによって反射された反射光が、図６Ａの第１反射領域１２１ｂ−１に入射されることは許容するが、第２視野領域ｖ１２０ｂ−２ないし第５視野領域１２３−５から第１反射領域１２１ｂ−１に入射されることは遮断する。
【０１３０】
このような遮断膜１２２ｂは、図６Ｂに示したように、反射ミラー１２１ｂの斜面に対応して梯形状を有し、他の視野領域から入射される反射光を遮断するために、光をよく吸収することができる材質を採用することができる。
【０１３１】
複数のフォトダイオード１２３ｂ−１、１２３ｂ−２、１２３ｂ−３、１２３ｂ−４、１２３ｂ−５：１２３ｂは、それぞれの反射領域１２１ｂ−１、１２１ｂ−２、１２１ｂ−３、１２１ｂ−４、１２１ｂ−５に対応して設けられ、それぞれの反射領域１２１ｂ−１、１２１ｂ−２、１２１ｂ−３、１２１ｂ−４、１２１ｂ−５から反射される反射光を検出する。例えば、第１フォトダイオード１２３ｂ−１は、第１視野領域ｖ１２０ｂ−１に位置する障害物によって反射され、反射ミラー１２１ｂの第１反射領域１２１ｂ−１で経路が変更された反射光の光量を検出する。
【０１３２】
掃除ロボット１が、障害物の方向を判断することについて説明すれば、掃除ロボット１は、複数のフォトダイオード１２３ｂのうち反射光を検出するフォトダイオード１２３ｂに基づいて、障害物の方向を判断することができる。
【０１３３】
例えば、図６Ｅに示されたように、掃除ロボット１は、平面光を発光し、掃除ロボット１に発光された平面光を第１視野領域ｖ１２０−１に位置する障害物Ｏによって反射される。障害物Ｏによって反射された反射光は、受光部１２０ｂの反射ミラー１２１ｂに向けて入射される。
【０１３４】
この際、反射光は、第１視野領域ｖ１２０−１に対応する第１反射領域１２１ｂ−１だけではなく、第２反射領域１２１ｂ−２ないし第５反射領域１２１ｂ−５に向けても入射される。しかし、第２反射領域１２１ｂ−２ないし第５反射領域１２１ｂ−５に向けて入射された反射光は、遮断膜１２２ｂによって遮断され、第１反射領域１２１ｂ−１に向けて入射された反射光のみが反射ミラー１２１ｂから反射されて、第１フォトダイオード１２３ｂ−１に入射される。結果的に、第１視野領域ｖ１２０−１に位置する障害物Ｏによって反射された反射光は、第１フォトダイオード１２３ｂ−１のみが検出することができる。
【０１３５】
また、第１フォトダイオード１２３ｂ−１が反射光を検出すれば、掃除ロボット１は、第１視野領域ｖ１２０ｂ−１に障害物Ｏが存在すると判断することができる。掃除ロボット１が、障害物までの距離を判断することを説明すれば、掃除ロボット１のフォトダイオード１２３ｂが検出した光量に基づいて、障害物までの距離を判断する。
【０１３６】
図６Ｅは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの受光部の他の一例を含む掃除ロボットが障害物までの距離を判断することを説明するグラフである。
【０１３７】
障害物の距離ｄによるフォトダイオード１２３ｂの出力Ｉは、図６Ｅに示したようである。具体的に、一定の焦点距離よりも短い距離に対しては、距離の増加によって、フォトダイオード１２３ｂの出力は次第に増加し、焦点距離よりも長い距離に対しては、距離の増加によって、フォトダイオード１２３ｂの出力は次第に減少する。
【０１３８】
これは、光を利用した障害物感知モジュールの特性に起因したものであって、発光部は、一定の距離に位置する障害物に対する感度を向上させるために、一定の距離に焦点を合わせて光を発光し、受光部は、一定の距離に位置する障害物によって反射された光に対して最大の出力値を出力する。それにより、フォトダイオード１２３ｂは、障害物が焦点距離に位置すれば、最大の出力値を出力して、焦点距離よりも近いか、焦点距離よりも遠ければ、フォトダイオード１２３ｂの出力値が減少する。このように、光を利用した障害物感知モジュールの特性によって、フォトダイオード１２３ｂは、掃除ロボット１の一番前から焦点距離ほど後に配置することによって、焦点距離よりも短い距離は無視しても良い。
【０１３９】
掃除ロボット１は、図６Ｅに示されたような障害物の距離ｄによるフォトダイオード１２３ｂの出力Ｉを用いて、障害物までの距離ｄを判断することができる。例えば、フォトダイオード１２３ｂの出力が第１出力値Ｉ１であれば、掃除ロボット１は、障害物までの距離を第１距離ｄ１と判断し、フォトダイオード１２３ｂの出力が第２出力値Ｉ２であれば、掃除ロボット１は、障害物までの距離を第２距離ｄ２と判断し、フォトダイオード１２３ｂの出力が第３出力値Ｉ３であれば、障害物までの距離を第３距離ｄ３と判断することができる。
【０１４０】
要約すれば、フォトダイオードを利用した受光部を含む掃除ロボットは、複数のフォトダイオードのうち反射光を検出したフォトダイオードに基づいて、障害物の方向を判断し、フォトダイオードの出力値に基づいて、障害物までの距離を判断することができる。
【０１４１】
以上、障害物感知モジュールの受光部について説明した。
【０１４２】
以下、障害物感知モジュールの発光部について説明する。
【０１４３】
図７Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた広角レンズの第１例を示す図であり、図７Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた広角レンズの第１例を通過した平面光の拡散を示す図である。
【０１４４】
図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、第１広角レンズ１１１ａは、光源（図示せず）から流入される光を通過させる透明部材からなりうる。
【０１４５】
第１広角レンズ１１１ａは、光源から流入された光を屈折させて第１広角レンズ１１１ａの内部で拡散させる第１拡散面ｕ１、第１拡散面ｕ１を通じて屈折された光を第１広角レンズ１１１ａの外部に屈折させて平面光を生成させる第２拡散面ｕ２、及び第２拡散面ｕ２の反対面に陰刻の形態に形成され、光源が挿入されて固定される挿入溝部ｕ３を含みうる。
【０１４６】
例えば、第１広角レンズ１１１ａは、１２０°の範囲に平面光を拡散させるものを含む。この際、第１広角レンズ１１１ａの第２拡散面ｕ２は、拡散される平面光の厚さを薄くするために、表面が凸状の形態で設けられうる。
【０１４７】
このような第１広角レンズ１１１ａでの光の経路を説明すれば、まず、光源から放出された光は、第１広角レンズ１１１ａの第１拡散面ｕ１を通じて屈折され、このように屈折された光は、第１広角レンズ１１１ａの内部で拡散される。
【０１４８】
第１拡散面ｕ１から多様な方向に拡散された光が、第２拡散面ｕ２を通過しながら、再び多様な方向に拡散される平面光に変わる。このような第１広角レンズ１１１ａは、図７Ａに示した形状であり、これに限定されるものではない。
【０１４９】
図７Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第１広角レンズが障害物感知モジュールに設けられた形状を示す図である。図７Ｃを参照すると、発光部１１０の光源１１２は、地面と水平な方向に光を放出する。
【０１５０】
そして、第１広角レンズ１１１ａは、光源１１２から放出された光を屈折または反射させて生成された平面光を前方に拡散させることができる。このような平面光は、地面から平行な方向に照射されるか、地面から傾いた方向に照射されうる。
【０１５１】
その結果、障害物感知モジュールは、地面上に位置する障害物よりも高いか、低い位置にある障害物を感知することができる。
【０１５２】
平面光は、障害物によって反射され、該反射された平面光は、反射ミラー１２１に伝達されて、再び反射されうる。反射ミラー１２１によって反射された反射光は、光学センサー１２３に伝達されうる。
【０１５３】
図７Ｄは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第２広角レンズを示す図であり、図７Ｅは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第２広角レンズを通過した平面光の拡散を示す図である。
【０１５４】
図７Ｄ及び図７Ｅを参照すると、第２広角レンズ１１１ｂは、光源１１２から流入される光を通過させる透明部材からなり、第２広角レンズ１１１ｂは、光源１１２から放出された光を屈折または反射させて平面光Ｌ１、Ｌ２を生成することができる。
【０１５５】
第２広角レンズ１１１ｂは、光源から流入された光を屈折させて第２広角レンズ１１１ｂの内部で拡散させる第１拡散面ｕ１、第１拡散面ｕ１を通じて屈折された光を第２広角レンズの外部に屈折させるか、第２広角レンズの内部に反射させる第２拡散面ｕ２、第１拡散面ｕ１から屈折されるか、第２拡散面ｕ２から反射された光を屈折させて平面光を生成させる第３拡散面ｕ３、及び第２拡散面ｕ２の反対面に陰刻の形態に形成され、光源が挿入されて固定される挿入溝部ｕ４を含みうる。
【０１５６】
例えば、平面光は、第１平面光Ｌ１及び第２平面光Ｌ２を含みうる。第１平面光Ｌ１は、第１拡散面ｕ１から屈折された光が第２拡散面ｕ２から再び屈折されて生成される平面光であり、第２平面光Ｌ２は、第１拡散面ｕ１から屈折された光が第２拡散面ｕ２から反射されて生成される平面光を意味する。
【０１５７】
第２拡散面ｕ２は、光を屈折または反射させて第１平面光Ｌ１及び第２平面光Ｌ２を生成することができる。また、第２拡散面ｕ２は、第２広角レンズ１１１ｂの何れか一面に“Ｕ”または“Ｖ”状に陰刻されて形成されるものを含む。
【０１５８】
また、第２拡散面ｕ２は、中央部分に形成され、前方に垂直な直線形態の第１境界面ｕ２０と前記第１境界面ｕ２０と既定の角度を成す曲線形態の第２境界面ｕ２２とを含みうる。第１境界面ｕ２０は、第１拡散面ｕ２を通じて屈折された光を屈折させて平面光を生成させ、第２境界面ｕ２２は、第１拡散面ｕ２を通じて屈折された光を第３拡散面ｕ３に向けて反射させることができる。
【０１５９】
この際、既定の角度または曲線の曲率によって、平面光の拡散範囲が調節される。また、第２拡散面ｕ２または第３拡散面ｕ３は、平面光の厚さを減少させる凸状の形状ができる。
【０１６０】
挿入溝部ｕ４は、第２拡散部ｕ２の反対面の中央に陰刻の形態に形成され、第１拡散部ｕ１は、挿入溝部ｕ４の内部面にさらに陰刻の形態に形成されうる。
【０１６１】
このような第２広角レンズ１１１ｂでの光の経路を説明すれば、まず、光源１１２から放出された光は、第２広角レンズ１１１ｂの第１拡散面ｕ１を通過しながら屈折されて、第２広角レンズ１１１ｂの内部に拡散される。
【０１６２】
第２広角レンズ１１１ｂの内部に拡散された光の一部は、第２拡散面ｕ２を通過しながら屈折されて、第２広角レンズ１１１ｂの外部に放出されうる。この際の光を第１平面光Ｌ１と言う。
【０１６３】
第２拡散面ｕ２を通過する場合には、光が密媒質から疎媒質に入射する場合に該当するので、屈折角が入射角よりも大きくなりながら屈折して、結果的に、光は、屈折されることによって、多様な方向に拡散される。
【０１６４】
また、第１平面光Ｌ１のうちから一部は、第２広角レンズ１１１ｂの第２拡散面ｕ２を通過して、第２広角レンズ１１１ｂの内部に入射した後、再び第２広角レンズ１１１ｂの外部に出射されることによって、２回屈折して第１平面光Ｌ１になるが、このような第１平面光Ｌ１が生成されることによって、発光部１１０の平面光の照射領域が広くなる。
【０１６５】
第２広角レンズ１１１ｂの内部に拡散された光の残りの一部は、第２拡散面ｕ２から第２広角レンズ１１１ｂの内部に反射されうる。
【０１６６】
すなわち、第２広角レンズ１１１ｂに入射された光が、第２広角レンズ１１１ｂの屈折率よりも低い物質の境界面である第２拡散部ｕ２の表面に到逹すれば、全反射現象が起って反射されうる。
【０１６７】
このような全反射が起こるために、光の入射角が臨界角以上にする必要があり、光の入射角が臨界角以上にするために、物質の屈折率、第２広角レンズ１１１ｂの形状などを調節する必要がある。
【０１６８】
第２拡散面ｕ２から第２広角レンズ１１１ｂの内部に反射された光は、第３拡散面ｕ３を通過しながら屈折されて、第２広角レンズ１１１ｂの外部に放出されうる。この際の光を第２平面光Ｌ２と言う。
【０１６９】
例えば、平面光は、地面から平行であり、第２広角レンズ１１１ｂの前方（ｘ軸方向）を基準として一定角度ほど拡散されうる。この際、一定角度は、例えば、第２広角レンズ１１１ｂの前方（ｘ軸方向）を基準に左右１１０°に、平面光は、全体２２０°ほど拡散されて照射されうるが、これに限定されるものではない。
【０１７０】
以下、第２広角レンズ１１１ｂの前方（ｘ軸方向）を基準に左右分散された角度の和が２２０°であるものを基準に説明する。
【０１７１】
図７Ｆは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第３広角レンズを示す図であり、図７Ｇは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第３広角レンズを通過した平面光の拡散を示す図である。
【０１７２】
図７Ｆ及び図７Ｇを参照すると、第３広角レンズ１１１ｃは、光源（図示せず）から流入される光を通過させる透明部材からなり、第３広角レンズ１１１ｃは、光源１１２から放出された光を屈折または反射させて平面光Ｌ１、Ｌ２を生成することができる。
【０１７３】
第３広角レンズ１１１ｃは、光源から流入された光を屈折させて第３広角レンズ１１１ｃの内部で拡散させる第１拡散面ｕ１、第１拡散面ｕ１を通じて屈折された光を第３広角レンズ１１１ｃの外部に屈折させるか、第３広角レンズ１１１ｃの内部に反射させる第２拡散面ｕ２、第１拡散面ｕ１から屈折されるか、第２拡散面ｕ２から反射された光を屈折させて平面光を生成させる第３拡散面ｕ３、及び第２拡散面ｕ２の反対面に陰刻の形態に形成され、光源が挿入されて固定される挿入溝部ｕ４を含みうる。
【０１７４】
第３広角レンズ１１１ｃは、第２広角レンズと類似しているが、但し、第２拡散面の表面には、床が尖った波縞がさらに形成されうる。このような波縞によって、第３広角レンズ１１１ｃは、平面光の拡散範囲を広げることができる。
【０１７５】
図８Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを示す分解斜視図であり、図８Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを示す斜視図であり、図８Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを通過した平面光の拡散を示す図であり、図８Ｄは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズが障害物感知モジュールに設けられた形状を示す図である。
【０１７６】
図８Ａないし図８Ｄを参照すると、第４広角レンズ１１１ｄは、光源１１２から放出された光を反射させて平面光を生成することができる。第４広角レンズ１１１ｄは、光源１１２から流入される光を通過させる透明部材からなり、第４広角レンズ１１１ｄは、光源から放出された光を屈折または反射させて平面光を生成することができる。
【０１７７】
第４広角レンズ１１１ｄは、光源から流入された光を屈折させて第４広角レンズ１１１ｄの内部で拡散させる第１拡散面ｕ１、第１拡散面ｕ１を通じて屈折された光を第４広角レンズの内部に反射させる第２拡散面ｕ２、第２拡散面ｕ２から反射された光を屈折させて平面光を生成させる第３拡散面ｕ３、及び第２拡散面ｕ２の反対面に陰刻の形態に形成され、光源が挿入されて固定される挿入溝部ｕ４を含みうる。
【０１７８】
第２拡散面ｕ２は、前記第４広角レンズ１１１ｄの何れか一面に陰刻の円錐状に形成されうる。
【０１７９】
第４広角レンズ１１１ｄの第２拡散面ｕ２は、第４広角レンズ１１１ｄの屈折率と異なる屈折率を有する媒質と第４広角レンズ１１１ｄとの境界面であり得る。
【０１８０】
例えば、媒質は、屈折率が１である空気であるか、第４広角レンズ１１１ｄの屈折率よりも小さな屈折率を有した物質であり得る。このような物質は、第４広角レンズ１１１ｄと結合されるように形成されうる。
【０１８１】
そして、第３拡散面ｕ３は、第４広角レンズ１１１ｄの側面であり、第２拡散面ｕ２から反射された光を屈折させて平面光の厚さをさらに薄くする凸状の形状であり得る。また、挿入溝部ｕ４の中心軸は、第２拡散面ｕ２の中心軸と一致するように形成されうる。挿入溝部ｕ４は、第２拡散面ｕ２の反対面の中央に陰刻の形態に形成されうる。このような挿入溝部ｕ４は、第４広角レンズ１１１ｄに形成されうるが、別途に形成されて第４広角レンズ１１１ｄと結合されうる。
【０１８２】
このような第４広角レンズ１１１ｄでの光の経路を説明すれば、光源１１２から放出された光は、第４広角レンズ１１１ｄの第１拡散面ｕ１を通過しながら屈折する。第１拡散面ｕ１を通過した光は、第２拡散面ｕ２から反射された後、第４広角レンズ１１１ｄの側面に形成された第３拡散面ｕ３を通過しながら屈折する。この際、第３拡散面ｕ３を通過しながら、平面光の形態に変わって、３６０°の全方向（Ｏｍｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に照射されうる。
【０１８３】
一方、第４広角レンズ１１１ｄの第２拡散面ｕ２から光が反射される原理は、全反射の原理に基づいたものである。
【０１８４】
すなわち、第４広角レンズ１１１ｄに入射された光が、第４広角レンズ１１１ｄの屈折率よりも低い物質の境界面である第２拡散面ｕ２の表面に到逹すれば、全反射現象が起って反射されうる。
【０１８５】
このような全反射が起こるために、光の入射角が臨界角以上にする必要があり、光の入射角が臨界角以上にするために、物質の屈折率、円錐状の第２拡散面ｕ２の高さ及び半径などを調節する必要がある。
【０１８６】
また、第４広角レンズ１１１ｄの側面から光が屈折される原理には、スネルの法則が適用される。
【０１８７】
図８Ｄを参照すると、発光部１１０の光源１１２は、地面と垂直な方向に光を放出する。そして、第４広角レンズ１１１ｄは、光源１１２から放出された光を反射させた後、生成された平面光を全方向（Ｏｍｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に拡散させることができる。このような平面光は、地面から平行な方向に照射されるか、地面から傾いた方向に照射されうる。
【０１８８】
その結果、障害物感知モジュールは、地面上に位置する障害物よりも高いか、低い位置にある障害物を感知することができる。
【０１８９】
平面光は、障害物によって反射され、該反射された反射光は、反射ミラー１２１に伝達されて、再び反射されうる。
【０１９０】
光学レンズ１２２は、反射ミラー１２１から再び反射された反射光ＬＲを屈折させながら通過させ、光学レンズ１２２を通過した光は、光学センサー１２３に伝達されうる。
【０１９１】
図９Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第１ないし第３広角レンズを使った時の平面光の厚さを調節することができるスリットを示す図であり、図９Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた第４広角レンズを使った時の平面光の厚さを調節することができるスリットを示す図である。
【０１９２】
図９Ａを参照すると、第１ないし第３広角レンズ１１１ａないし１１１ｃの前方に上下に狭い隙間が形成されている少なくとも１つのスリット１１４が位置しうる。第１ないし第３広角レンズ１１１ａないし１１１ｃから照射された平面光が、スリット１１４を通過しながら、地面に平行であり、さらに薄い厚さの平面光に生成されうる。スリット１１４に形成された隙間のサイズｋを調節して、所望の厚さの平面光を生成することができる。
【０１９３】
図９Ｂを参照すると、第４広角レンズ１１１ｄの前方に上下に狭い隙間が形成されている少なくとも１つのスリット１１４が位置しうる。第４広角レンズ１１１ｄから照射される平面光が、スリット１１４を通過しながら、地面に平行であり、さらに薄い厚さの平面光に生成されうる。スリット１１４に形成された隙間のサイズｋを調節して、所望の厚さの平面光を生成することができる。
【０１９４】
図１０Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれたスリットのサイズを大きくした時、障害物を感知した結果を示す図であり、図１０Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれたスリットのサイズを小さくした時、障害物を感知した結果を示す図である。
【０１９５】
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、図１０Ａは、スリット１１４の隙間のサイズｋを大きくした時、障害物感知モジュール１００が、障害物を感知した結果を表わす。すなわち、発光部１１０から分散される光の厚さが厚いということが分かる。図１０Ｂは、スリット１１４の隙間のサイズｋを小さくした時、障害物感知モジュール１００が、障害物を感知した結果を表わす。すなわち、発光部１１０から分散される光の厚さが薄いということが分かる。
【０１９６】
図１１は、障害物までの距離を算出するために、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの各構成要素と障害物との間の関係を示す図である。
【０１９７】
まず、発光部１１０から照射された平面光が、障害物に反射されて帰って来る時、入射光と反射光とが成す角度θｉを下記の数式（１）を使って整理すれば、次の通りである。
【０１９８】
【数１】
0006336716.tif 000002
そして、θｉ及び下記の数式（２）を用いて、障害物感知モジュール１００と障害物２との距離ｄｉを求めうる。
【０１９９】
【数２】
0006336716.tif 000003
図１２Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールと障害物とを示す平面図であり、図１２Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールと障害物とを示す側面図であり、図１２Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの光学センサーに受信された映像を示す図である。
【０２００】
以下、発光部１１０は、第１広角レンズ１１１ａないし第４広角レンズ１１１ｄを使った場合をいずれも含む。
【０２０１】
図１２Ａを参照すると、地面に平行であり、障害物感知モジュール１００の前方に向ける方向であるｘ軸と、地面に平行であり、ｘ軸に垂直にあるｙ軸が存在する。そして、ｘ軸とｙ軸とからなる平面上に障害物感知モジュールが感知することができる第１領域が存在する。
【０２０２】
第１領域は、中心がＯ、半径がＲである円で、２つの半径ＯＡ、ＯＢを引く時、この２つの半径と２つの点Ａ、Ｂとが定める弧からなり、弧ＡＢに対する中心角ＡＯＢをθとする図形と類似した領域を言う。この際、半径Ｒは、無限に遠い距離であり得る。
【０２０３】
この際、第２広角レンズ１１１ｂを使う場合には、θの値は２２０°であり、第４広角レンズ１１１ｂを使う場合には、θの値はさらに大きな値を有しうる。θの値は、これに限定されず、異なる値を有しうる。
【０２０４】
そして、第１領域には、原点Ｏからそれぞれ異なる距離及び異なる角度に位置する第１障害物５と第２障害物６とが存在する。第１領域に存在する障害物は、第１障害物５及び第２障害物６に限定されず、１つまたはそれ以上であり得る。以下、第１障害物５と第２障害物６とが存在することを前提として説明する。
【０２０５】
第１障害物５は、ｘ軸を基準に逆時計回り方向に１β角度から１α角度の範囲内であり、原点Ｏからｇ１ほどの距離に位置する。第２障害物６は、ｘ軸を基準に時計回り方向に２α角度から２β角度の範囲内であり、原点Ｏからｇ２ほどの距離に位置する。ここで、１αは、ｘ軸とｘ軸を基準に最も遠く離れた第１障害物の末端地点１ａとの間の角度であり、１βは、ｘ軸とｘ軸を基準に最も近い第１障害物の末端地点１ｂとの間の角度を意味する。
【０２０６】
また、２αは、ｘ軸とｘ軸を基準に最も近い第２障害物の末端地点２ａとの間の角度であり、２βは、ｘ軸とｘ軸を基準に最も遠く離れた第２障害物の末端地点２ｂとの間の角度を意味する。
【０２０７】
図１２Ｂを参照すると、発光部１１０から照射された平面光が、発光部１１０の前方に直進して、障害物感知モジュール１００からそれぞれ異なる距離にある障害物に反射されて、受光部１２０に伝達されることが見られる。
【０２０８】
例えば、以下、反射ミラー１２１は、円錐形ミラーであることを基準に説明する。
【０２０９】
障害物感知モジュール１００から近い距離にあるほど、障害物から反射された反射光は、反射ミラー１２１の頂点から距離が近い所に到逹する。そして、障害物から反射された反射光が、反射ミラー１２１の頂点から距離が近い所に到逹するほど、光学レンズ１２２を通過した反射光は、光学センサー１２３の中心から近い所に記録される。
【０２１０】
すなわち、障害物感知モジュール１００から近い距離にあるほど、光学センサー１２３の中心から近い所に記録される。
【０２１１】
図１２Ｃを参照すると、光学センサー１２３に記録された第１障害物５及び第２障害物６の映像が見られる。発光部１１０から照射された後、障害物に反射されて帰って来る反射光は、反射ミラー１２１及び光学レンズ１２２を経て光学センサー１２３で映像として記録される。
【０２１２】
第１障害物５は、ｘ軸を基準に左側に１β角度から１α角度の範囲内であり、原点Ｏ’からｇ１’ほどの距離に記録される。すなわち、第１障害物５は、光学センサー１２３では中心がＯ’、半径がｇ１’である円で、２つの半径Ｏ’１ａ’、Ｏ’１ｂ’を引く時、この２つの半径と２つの点１ａ’、１ｂ’とが定める弧５’と類似した形状に記録される。
【０２１３】
第２障害物６は、ｘ軸を基準に右側に２α角度から２β角度の範囲内であり、原点Ｏ’からｇ２’ほどの距離に記録される。すなわち、第２障害物６は、光学センサー１２３では中心がＯ’、半径がｇ２’である円で、２つの半径Ｏ’２ａ’、Ｏ’２ｂ’を引く時、この２つの半径と２つの点２ａ’、２ｂ’とが定める弧６’と類似した形状に記録される。
【０２１４】
光学センサー１２３によって変換された電気的な映像信号は、信号処理回路１２４によってデジタル映像信号に変換された後、障害物感知制御部（図示せず）または制御部（図示せず）に伝達される。
【０２１５】
障害物感知制御部または制御部は、デジタル映像信号に変換されたイメージを分析して、障害物感知モジュール１００と障害物５、６との距離及び障害物の位置を判断することができる。
【０２１６】
図１３Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる高さに設けられた場合、複数の発光部と障害物とを示す平面図であり、図１３Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる高さに設けられた場合、複数の発光部と障害物とを示す側面図である。図１３Ｃは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる高さに設けられた場合、複数の発光部から照射された後、障害物に反射された反射光が光学センサーに受信されたイメージを示す図である。
【０２１７】
以下、発光部１１０は、第１広角レンズ１１１ａないし第４広角レンズ１１１ｄを使った場合をいずれも含む。
【０２１８】
図１３Ａを参照すると、障害物は、図１２Ａで既に説明した第１領域が存在する。そして、第１領域には、障害物２が存在する。第１領域に存在する障害物は、１つまたはそれ以上であり得る。以下、障害物２が１つのみ存在することを前提として説明する。
【０２１９】
また、障害物感知モジュール（図示せず）は、３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと１つの受光部１２０とを含む。３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、それぞれ地面から互いに異なる高さで平面光を照射する。また、３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃから照射された平面光が、地面と水平に直進することもでき、地面と一定の角度を成して直進することもできる。また、３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、掃除ロボット１上で同じ場所に位置することもでき、異なる場所に位置することもできる。
【０２２０】
例えば、図１３Ａで示す発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、掃除ロボット１上で同じ場所に位置し、それぞれ地面から互いに異なる高さで平面光を照射する。
【０２２１】
しかし、発光部１１０の個数は、これに限定されず、１つまたはそれ以上であり得る。また、掃除ロボット１で複数の発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが位置する場所は、制限されるものではない。
【０２２２】
受光部１２０は、複数の発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃからそれぞれ照射され、障害物２に反射された反射光を同時または順次に受信することができる。
【０２２３】
図１３Ｂを参照すると、３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃからそれぞれ照射された平面光が、発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの前方に直進して、障害物２に反射された後、受光部１２０に伝達されることが見られる。
【０２２４】
例えば、以下、反射ミラー１２１は、円錐形ミラーであることを基準に説明する。
【０２２５】
この際、障害物から反射された高さが地面から低いほど、障害物２から反射された反射光は、反射ミラー１２１の頂点から距離が近い所に到逹する。そして、障害物２から反射された反射光が、反射ミラー１２１の頂点から距離が近い所に到逹するほど、光学レンズ１２２を通過した反射光は、光学センサー１２３の中心から近い所に記録される。すなわち、障害物から反射された高さが地面から低いほど、光学センサー１２３の中心から近い所に記録される。
【０２２６】
図１３Ｃを参照すると、光学センサー１２３に記録された障害物２の映像が見られる。３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃから照射された後、障害物２に反射された反射光は、反射ミラー１２１及び光学レンズ１２２を経て光学センサー１２３で映像として記録される。
【０２２７】
複数の発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが存在する場合には、何れか１つを基準発光部と定めることができる。基準発光部は、障害物感知モジュール１００と障害物との距離を定めることができる基準となる発光部である。以下、第２発光部１１０ｂを基準発光部１１０ｂと定めたことに基づいて説明する。
【０２２８】
第２発光部１１０ｂから照射された平面光は、障害物２の２ｅ高さから反射される。第２発光部１１０ｂから照射された平面光によって、障害物２は、ｘ軸を基準に反時計方向に１β角度から１α角度の範囲内であり、原点Ｏからｇ１’ほどの距離に記録される。すなわち、障害物２は、光学センサー１２３では中心がＯ’、半径がｇ１’である円で、２つの半径Ｏ’１ａ’、Ｏ’１ｂ’を引く時、この２つの半径と２つの点１ａ’、１ｂ’とが定める弧２’と類似した形状に記録される。
【０２２９】
第１発光部１１０ａから照射された平面光は、障害物２で１ｅ高さから反射される。そして、第１発光部１１０ａから照射された平面光は、光学センサー１２３で中心Ｏ’からｇ１’よりもさらに遠い所で弧４’と類似した形状に記録される。第３発光部１１０ａから照射された平面光は、障害物２で３ｅ高さから反射される。そして、第３発光部１１０ａから照射された平面光は、光学センサー１２３で中心Ｏ’からｇ１’よりもさらに近い所で弧３’と類似した形状に記録される。
【０２３０】
光学センサー１２３によって変換された電気的な映像信号は、信号処理回路１２４によってデジタル映像信号に変換された後、障害物感知制御部（図示せず）または制御部（図示せず）に伝達される。
【０２３１】
障害物感知制御部または制御部は、デジタル映像信号に変換されたイメージを分析して、障害物感知モジュール１００と障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、及び障害物の形状を判断することができる。
【０２３２】
また、障害物感知制御部または制御部は、光学センサー１２３に記録された３つの弧２’、３’、４’と障害物感知モジュール１００に設けられた３つの発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの高さ１ｅ、２ｅ、３ｅなどを用いて、障害物２の高さを判断することができる。
【０２３３】
図１４は、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールに含まれた複数の発光部が互いに異なる位置に設けられた場合、複数の発光部と障害物とを示す平面図である。図１４を参照すると、複数の発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、掃除ロボット１で互いに異なる位置に設けられることもある。
【０２３４】
例えば、第２発光部１１０ｂと受光部１２０は、掃除ロボット１の前側で同じ位置に設けられることもある。また、第１発光部１１０ａは、第２発光部１１０ｂの左側に設けられ、第３発光部１１０ｃは、第２発光部１１０ｂの右側に設けられることもある。
【０２３５】
障害物感知制御部（図示せず）または制御部（図示せず）は、前述した複数の発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを同じ位置に設置したものと類似した方法で障害物感知モジュール（図示せず）と障害物との距離、障害物の位置、障害物の高さ、及び障害物の形状を判断することができる。
【０２３６】
複数の発光部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを互いに異なる位置に設置する場合には、障害物感知モジュール１００の感知領域がさらに広くなりうる。
【０２３７】
図１５Ａは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが墜落地点を感知するために、第２広角レンズを縦に配置した側面図であり、図１５Ｂは、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが墜落地点を感知するために、第４広角レンズを縦に配置した側面図である。
【０２３８】
図１５Ａを参照すると、第２広角レンズ１１０ｂは、縦に配されている。例えば、地面から垂直方向に長い形態に配されている。このように配されれば、第２広角レンズ１１０ｂから照射される平面光は、ｘ−ｚ平面上から前方に向けて照射される。
【０２３９】
発光部１１０には、スリット（図示せず）が設けられ、スリットは、平面光を薄い厚さに照射させうる。
【０２４０】
図１５Ｂを参照すると、第４広角レンズ１１０ｄは、縦に配されている。例えば、地面から垂直方向に配されている。このように配されれば、第４広角レンズ１１０ｄから照射される平面光は、ｘ−ｚ平面上から照射される。
【０２４１】
発光部１１０には、スリット（図示せず）が設けられ、スリットは、平面光を薄い厚さに照射させうる。
【０２４２】
図１６Ａは、墜落地点がない場合、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を照射した形状を示す図であり、図１６Ｂは、墜落地点がない場合、地面から反射された反射光を本発明の一実施形態による障害物感知モジュールの光学センサーが受信したイメージを示す図である。図１６Ａを参照すると、掃除ロボット１は、内部に障害物感知モジュール１００を含んでいる。墜落地点を判断するために、障害物感知モジュール１００は、縦に傾けられた第１広角レンズ（図示せず）ないし第４広角レンズ（図示せず）を含みうる。
【０２４３】
しかし、これに限定されず、障害物感知モジュール１００は、ｘ−ｚ平面上から前方に向けて光を放出することができるあらゆる構成を含みうる。
【０２４４】
この際、障害物感知モジュール１００から照射された平面光は、障害物感知モジュール１００の前方の地面９に進行できる。障害物感知モジュール１００の中心Ｏを基準に、障害物感知モジュール１００から照射された平面光は、掃除ロボット１の前方の近い地点Ｐから遠い地点Ｑまで到逹することができる。この際、光が障害物感知モジュール１００の前方の地面９に到逹した領域は、前方に一直線形態の領域であり得る。
【０２４５】
地面９に進行した平面光は、地面９から反射されて障害物感知モジュール１００に伝達される。
【０２４６】
図１６Ｂを参照すると、地面から反射された反射光が、光学センサー１２３に記録された映像が見られる。発光部（図示せず）でｘ−ｚ平面上から前方に光を放出したために、中心Ｏ’から遠くなる一直線形態に光学センサー１２３に記録される。
【０２４７】
ここで、近い地点Ｐ’は、掃除ロボット（図示せず）の直前にある地面Ｐを意味し、遠い地点Ｑ’は、掃除ロボット（図示せず）が感知することができる最も遠い地点Ｑであり得る。
【０２４８】
障害物感知制御部または制御部は、デジタル映像信号に変換されたイメージを分析して、障害物感知モジュール１００の前方に墜落領域が存在するかを判断することができる。障害物感知制御部または制御部は、光学センサーに記録されたイメージから前方の最も近い地点から最も遠い地点まで連続した反射光を認識し、これに基づいて、墜落地点が存在するか否かを判断することができる。
【０２４９】
例えば、障害物感知制御部または制御部は、光学センサーに記録されたイメージから掃除ロボットの前方の近い地点Ｐ’から遠い地点Ｑ’まで連続した反射光が存在するということを認識することができる。そして、遠い地点Ｑまでの距離を判断し、遠い地点Ｑまでは、墜落地点が存在しないと判断することができる。
【０２５０】
図１７Ａは、墜落地点がある場合、本発明の一実施形態による障害物感知モジュールが平面光を照射する形状を示す図であり、図１７Ｂは、墜落地点がある場合、地面から反射された反射光を本発明の一実施形態による障害物感知センサーの光学センサーが受信されたイメージを示す図である。図１７Ａを参照すると、掃除ロボット１は、内部に障害物感知モジュール１００を含んでいる。墜落地点を判断するために、障害物感知モジュール１００は、縦に傾けられた第１広角レンズ（図示せず）ないし第４広角レンズ（図示せず）を含みうる。しかし、これに限定されず、障害物感知モジュール１００は、ｘ−ｚ平面上から前方に向けて光を放出することができるあらゆる構成を含みうる。
【０２５１】
この際、障害物感知モジュール１００から分散された光は、障害物感知モジュール１００の前方の地面９に進行できる。障害物感知モジュール１００の中心Ｏを基準に、障害物感知モジュール１００から照射された平面光は、掃除ロボット１の前方の近い地点Ｐから墜落地点Ｓまで到逹することができる。この際、光が障害物感知モジュール１００の前方の地面９に到逹した領域は、前方に一直線形態の領域であり得る。
【０２５２】
地面９に進行した平面光は、地面９から反射されて障害物感知モジュール１００に伝達される。
【０２５３】
図１７Ｂを参照すると、地面から反射された反射光が、光学センサー１２３に記録されたイメージが見られる。発光部（図示せず）でｘ−ｚ平面上から前方に光を放出したために、中心Ｏ’から遠くなる一直線形態に光学センサー１２３に記録される。図１７Ｂで、光学センサー１２３に記録されたＰ’からＳ’に繋がる一直線形態の直線が見られる。Ｐ’地点は、掃除ロボット（図示せず）の前方にある地面９のうち最も近い地点Ｐを意味し、Ｓ’地点は、掃除ロボット（図示せず）の前方にある墜落地点Ｓを意味する。
【０２５４】
障害物感知制御部または制御部は、デジタル映像信号に変換されたイメージを分析して、障害物感知モジュール１００の前方に墜落地点が存在するかを判断することができる。障害物感知制御部または制御部は、光学センサーに記録されたイメージから前方の最も近い地点から連続した最も遠い地点までの反射光を認識し、これに基づいて、墜落地点が存在するか否かを判断することができる。
【０２５５】
例えば、障害物感知制御部または制御部は、光学センサーに記録されたイメージから掃除ロボットの前方の近い地点Ｐ’から遠い地点Ｓ’まで連続した反射光が存在するということを認識することができる。そして、遠い地点Ｓまでの距離を判断し、遠い地点Ｓに墜落地点が存在すると判断することができる。
【０２５６】
また、障害物感知制御部または制御部は、掃除ロボット（図示せず）と墜落地点との距離を計算することができる。
【０２５７】
以上、開示された発明の一実施形態について図示し、説明したが、開示された発明は、前述した特定の実施形態に限定されず、請求範囲で請求する発明の要旨を外れずに、当業者によって多様な変形実施が可能であるということはいうまでもなく、このような変形実施は、開示された発明と異ならせて解析することはできない。
【産業上の利用可能性】
【０２５８】
本発明は、障害物感知モジュール及びそれを備えた掃除ロボット関連の技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【０２５９】
１      掃除ロボット
１００  障害物感知モジュール
１１０  発光部
１１１  広角レンズ
１１２  光源
１１３  光源駆動部
１２０  受光部
１２１  反射ミラー
１２２  光学レンズ
１２３  光学センサー
１２４  信号処理回路
１３０  障害物感知制御部
【図１】
0006336716.tif 000004
【図２Ａ】
0006336716.tif 000005
【図２Ｂ】
0006336716.tif 000006
【図２Ｃ】
0006336716.tif 000007
【図２Ｄ】
0006336716.tif 000008
【図３Ａ】
0006336716.tif 000009
【図３Ｂ】
0006336716.tif 000010
【図３Ｃ】
0006336716.tif 000011
【図４Ａ】
0006336716.tif 000012
【図４Ｂ】
0006336716.tif 000013
【図４Ｃ】
0006336716.tif 000014
【図４Ｄ】
0006336716.tif 000015
【図５Ａ】
0006336716.tif 000016
【図５Ｂ】
0006336716.tif 000017
【図５Ｃ】
0006336716.tif 000018
【図５Ｄ】
0006336716.tif 000019
【図５Ｅ】
0006336716.tif 000020
【図５Ｆ】
0006336716.tif 000021
【図６Ａ】
0006336716.tif 000022
【図６Ｂ】
0006336716.tif 000023
【図６Ｃ】
0006336716.tif 000024
【図６Ｄ】
0006336716.tif 000025
【図６Ｅ】
0006336716.tif 000026
【図７Ａ】
0006336716.tif 000027
【図７Ｂ】
0006336716.tif 000028
【図７Ｃ】
0006336716.tif 000029
【図７Ｄ】
0006336716.tif 000030
【図７Ｅ】
0006336716.tif 000031
【図７Ｆ】
0006336716.tif 000032
【図７Ｇ】
0006336716.tif 000033
【図８Ａ】
0006336716.tif 000034
【図８Ｂ】
0006336716.tif 000035
【図８Ｃ】
0006336716.tif 000036
【図８Ｄ】
0006336716.tif 000037
【図９Ａ】
0006336716.tif 000038
【図９Ｂ】
0006336716.tif 000039
【図１０Ａ】
0006336716.tif 000040
【図１０Ｂ】
0006336716.tif 000041
【図１１】
0006336716.tif 000042
【図１２Ａ】
0006336716.tif 000043
【図１２Ｂ】
0006336716.tif 000044
【図１２Ｃ】
0006336716.tif 000045
【図１３Ａ】
0006336716.tif 000046
【図１３Ｂ】
0006336716.tif 000047
【図１３Ｃ】
0006336716.tif 000048
【図１４】
0006336716.tif 000049
【図１５Ａ】
0006336716.tif 000050
【図１５Ｂ】
0006336716.tif 000051
【図１６Ａ】
0006336716.tif 000052
【図１６Ｂ】
0006336716.tif 000053
【図１７Ａ】
0006336716.tif 000054
【図１７Ｂ】
0006336716.tif 000055