(57)【要約】【課題】  ゴースト像が発生する虞がない視覚センサを提供する。【解決手段】  光学部材１１は、周囲光Ｌが入射する入射面１１ａと、周囲光Ｌを反射させる反射部１５とを有する透光性材料からなる。撮像手段１３は、反射部１５で反射された周囲光Ｌを撮像する。光学部材１１は凹部１１ｂを有する。反射部１５は、凹部１１ｂに形成された反射層である。反射部１５は、双曲面形状である。光学部材１１の入射面１１ａは、双曲面形状の焦点ｆを中心とする球面である。光学部材１１は、反射部１５の回転対称形状の頂部に設けられた穴部１１ｄを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲光が入射する入射面と前記周囲光を反射させる回転対称形状の反射部とを有する中実な透光性材料からなる光学部材と、前記反射部で反射された前記周囲光を撮像する撮像手段と、を有する視覚センサであって、
前記光学部材は、前記反射部の前記回転対称形状の頂部に設けられた穴部を有することを特徴とする視覚センサ。
【請求項２】
前記穴部は、前記回転対称体形状の軸に沿う細長形状であることを特徴とする請求項１に記載の視覚センサ。
【請求項３】
前記光学部材は凹部を有し、前記反射部は前記凹部に形成された反射層であることを特徴とする請求項１に記載の視覚センサ。
【請求項４】
前記光学部材の外周面の少なくとも一部に遮光部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の視覚センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広範囲の周囲光を反射部で反射させ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像手段によって撮像する視覚センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、全方位視覚センサが種々提案されており、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。斯かる全方位視覚センサ１は、双曲面形状の反射ミラー２で周囲光を反射させ、撮像カメラ３によって周囲の様子を撮像するものである（図４参照）。
【特許文献１】特開平１０−１６０４６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１２８０３１号公報
【０００３】
撮像カメラ３は、ケース体５の底壁部５ａに配置されている。ケース体５の側壁部５ｂには、透光性材料からなる円筒状の筒体６が設けられており、この筒体６の内部に反射ミラー２が配置されている。筒体６の上部開口６ａには蓋体７が配設されており、この蓋体７に反射ミラー２が固定されている。反射ミラー２は、双曲面形状になっており、前記双曲面形状の頂部を下向きにして、蓋体７から垂下するように配置されている。
【０００４】
しかし、全方位視覚センサ１は、部品数が多いため、安価に提供することができないという問題を有していた。特に、透光性材料からなる筒体６は、光学的には何ら作用を有しないのであるから、この筒体６を無くすことができれば、部品数を低減できる。そこで、本願出願人は、特願２００３−３３９３０６号として、周囲光Ｌが入射する入射面１１ａと周囲光Ｌを反射させる反射層１５とを有する光学部材１１と、反射層１５で反射された周囲光Ｌを撮像する撮像手段１３と、を有する視覚センサ１０を提案した（図５参照）。光学部材１１は中実な透光性材料からなるものであり、光学部材１１の反射層１５は双曲面形状になっている。光学部材１１の入射面１１ａは、反射層１５の双曲面形状の焦点ｆを中心とする球面になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、入射面１１ａから入射して反射層１５で反射された周囲光Ｌだけでなく、光学部材１１の入射面１１ａで内部反射して反射層１５で反射された周囲光Ｍが撮像素子１３によって撮像されるため、周囲光Ｍが不要な映像（所謂ゴースト像）になる虞があった。
本発明は、中実な透光性材料からなる光学部材を用いた視覚センサを更に改良し、ゴースト像が発生する虞がない視覚センサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、請求項１に記載したように、周囲光が入射する入射面と前記周囲光を反射させる回転対称形状の反射部とを有する中実な透光性材料からなる光学部材と、前記反射部で反射された前記周囲光を撮像する撮像手段と、を有する視覚センサであって、前記光学部材は、前記反射部の前記回転対称形状の頂部に設けられた穴部を有するものである。
【０００７】
また、本発明は、請求項２に記載したように、前記穴部は、前記回転対称体形状の軸に沿う細長形状であるものである。
【０００８】
また、本発明は、請求項３に記載したように、前記光学部材は凹部を有し、前記反射部は前記凹部に形成された反射層であるものである。
【０００９】
また、本発明は、請求項４に記載したように、前記光学部材の外周面の少なくとも一部に遮光部材を設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
部品数が少なく安価であり、且つ、ゴースト像が発生する虞が少ない視覚センサを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。図１及び図２は第一実施形態を示すものである。
視覚センサ１０は、光学部材１１と、ケース体１２と、撮像素子１３（撮像手段）と、回路基板１４とから構成されている。
【００１２】
光学部材１１は、中実な透光性樹脂（例えばポリカーボネート）からなるものであり、周囲光Ｌが入射する球面形状の入射面１１ａと、双曲面形状の凹部１１ｂとを有している。凹部１１ｂの双曲面形状は、軸Ｘを中心とする回転対称体である。光学部材１１の入射面１１ａは、前記双曲面形状の焦点ｆを中心とする球面となっている。前記双曲面形状の焦点ｆは、軸Ｘ上に位置している。なお、本明細書において、「球面」とは球の表面の少なくとも一部であり、球の表面全体ではない。
【００１３】
光学部材１１の凹部１１ｂには、アルミニウム（Ａｌ）またはクロム（Ｃｒ）等の金属膜からなる反射層１５（反射部）が蒸着等の方法によって形成されている。凹部１１ｂの前記双曲面形状の頂部には、穴部１１ｄが形成されている。穴部１１ｄは、前記双曲面形状の軸Ｘに沿った細長形状になっている。ゴースト像の原因になる周囲光Ｍは穴部１１ｄの周面によって反射されるため、撮像素子１３に達することがない。ケース体１２は、底壁部１２ａと、円筒状の側壁部１２ｂとからなり、側壁部１２ｂに光学部材１１が固定されている。撮像素子１３は回路基板１４上に実装され、ケース体１２の底壁部１２ｂに固定されている。
【００１４】
周囲光Ｌは、入射面１１ａから光学部材１１の内部に入射し、反射層１５で反射される（図２参照）。双曲面形状の焦点ｆに向かう周囲光Ｌは、入射面１１ａに垂直に入射するため、入射面１１ａで屈折することがない。反射層１５で下方に反射された周囲光Ｌは、出射面１１ｃから出て、撮像素子１３によって撮像される。視覚センサ１０は、０°から仰角約３０°までの視野Ｃ１及び０°から俯角３０°までの視野Ｃ２を有している。撮像素子１３から出力された画像データは、図示しない画像処理部に出力され、視覚センサ１０の周囲にある障害物の認識等に利用される。
【００１５】
図３は第二実施形態を示すものである。第二実施形態は、光学部材３１の形状及び撮像素子１３の位置が異なるだけであり、他の構成は第一実施形態と同様であるので、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００１６】
光学部材３１は、第一実施形態の光学部材１１を斜めに切除した形状になっており、周囲光が入射する球面形状の入射面３１ａと、双曲面形状の凹部３１ｂと、平面形状の傾斜面３１ｅと、を有している。光学部材３１の入射面３１ａは、前記双曲面形状の焦点ｆを中心とする球面となっている。凹部３１ｂの前記双曲面形状の頂部には、穴部３１ｄが形成されている。穴部３１ｄは、前記双曲面形状の軸Ｘに沿った細長形状になっている。光学部材３１の凹部３１ｂには、反射層３５（反射部）が形成されている。平面形状の傾斜面３１ｅには、黒色塗装からなる遮光層３６（遮光部材）が形成されている。撮像素子１３は、前記双曲面形状の軸Ｘから所定間隔ｄだけオフセットされて配置されている。
【００１７】
第一，第二実施形態によれば、従来は必要であった筒体６が無く、部品数が少ないため、組付けが簡易になり、視覚センサ１０を安価に製造することができる。且つ、穴部１１ｄ，３１ｄを設けたことにより、ゴースト像が発生する虞がない。なお、穴部１１ｄ，３１ｄを軸Ｘに沿う細長形状にしたのは、ゴースト像の原因となる周囲光Ｍは、双曲面形状の軸Ｘを通ることに着目したものである。また、第二実施形態のように、傾斜面３１ｅに遮光層３６を設けることにより、傾斜面３１ｅに当たりゴースト像の原因となるような周囲光を遮ることができる。
【００１８】
第一，第二実施形態の光学部材１１，３１の入射面１１ａ，３１ａは球面であったが、非球面であっても良い。また、反射層１５，３５は、双曲面形状に限定されるものではなく、例えば円錐形状等の回転対象形状であっても良い。
【００１９】
また、各実施形態の反射部は凹部１１ｂ，３１ｂにコーティングした反射層１５，３５であったが、例えば、金属薄板からなる反射部を光学部材１１，３１にインサート成形しても良い。また、撮像手段は、例えばＣＭＯＳ型撮像素子であっても良い。また、穴部１１ｄ，３１ｄの周面に遮光層を形成しても良いし、穴部１１ｄ，３１ｄに遮光性の樹脂を充填しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態を示す断面図。
【図２】同上第一実施形態を示す光路説明図。
【図３】本発明の第二実施形態を示す断面図。
【図４】従来例を示す断面図。
【図５】他の従来例を示す断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１１    光学部材
１１ａ  入射面
１１ｂ  凹部
１１ｄ  穴部
１３    撮像素子
１５    反射層（反射部）
３１    光学部材
３１ａ  入射面
３１ｂ  凹部
３１ｄ  穴部
３５    反射層（反射部）
３６    遮光層（遮光部材）
【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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