(57)【要約】  検出領域を通過するように光を射出するとともに、反射された光を受ける測距装置であって、射出される光の光路を変化させる走査を行うよう構成されている、測距装置と、前記検出領域を通過した光を前記測距装置に向けて反射するように走査範囲内に設けられた反射部材と、を備える、物体検出システムが提供される。
2020090593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域を通過するように光を射出するとともに、反射された光を受ける測距装置であって、射出される光の光路を変化させる走査を行うよう構成されている、測距装置と、
前記検出領域を通過した光を前記測距装置に向けて反射するように走査範囲内に設けられた反射部材と、
を備える、物体検出システム。
【請求項２】
前記反射部材からの反射光のうち、前記反射部材から前記測距装置に向かう反射光の強度は、前記反射部材から前記測距装置以外の方向に向かう反射光の強度よりも強い、
請求項１に記載の物体検出システム。
【請求項３】
前記反射部材は、再帰性反射材を含む、
請求項１又は２に記載の物体検出システム。
【請求項４】
前記反射部材は、鏡面反射材を含む、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項５】
前記反射部材は、第１の部分と、前記第１の部分よりも低い反射率を有する第２の部分とを有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項６】
前記第１の部分は、前記走査範囲内において、前記測距装置から射出された光が入射される範囲であり、
前記第２の部分は、前記走査範囲内において、前記測距装置から射出された光が入射されない範囲である、
請求項５に記載の物体検出システム。
【請求項７】
前記第２の部分は、前記第１の部分を囲うように配されている、
請求項５又は６に記載の物体検出システム。
【請求項８】
前記第１の部分には、再帰性反射材又は鏡面反射材が設けられており、
前記第２の部分には、再帰性反射材及び鏡面反射材がいずれも設けられていない、
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項９】
前記第２の部分の基材の表面には、反射率を低減する処理が施されている、
請求項５乃至８のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項１０】
前記第２の部分の前記基材の表面は、光吸収材料により覆われている、
請求項９に記載の物体検出システム。
【請求項１１】
前記第２の部分の前記基材の表面粗さは、前記第１の部分の基材の表面粗さよりも大きい、
請求項９に記載の物体検出システム。
【請求項１２】
前記測距装置は、対象物から反射された光に基づいて距離情報を取得するＬｉＤＡＲ（Light  Detection  and  Ranging）装置である、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の物体検出システムと、
物品を陳列する陳列部と、
を備える、物品陳列棚。
【請求項１４】
前記測距装置は、前記陳列部の第１の側部に配されており、
前記反射部材は、前記第１の側部に対向する前記陳列部の第２の側部に配されている、
請求項１３に記載の物品陳列棚。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出システム及び物品陳列棚に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光ビームを路面に向けて照射することにより、車両の寸法を計測する車両計測装置が開示されている。また、特許文献２には、レーザー光を監視対象エリア内に走査させて、反射光を検出することにより侵入物を検出するエリア監視システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０５８６７号公報
【特許文献２】特開２０１７−９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載されているような光を利用する物体検出システムにおいて、用途によっては更なる検出精度の向上が求められる場合がある。【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、検出精度が向上された物体検出システム及びこれを備えた物品陳列棚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】
本発明の一観点によれば、検出領域を通過するように光を射出するとともに、反射された光を受ける測距装置であって、射出される光の光路を変化させる走査を行うよう構成されている、測距装置と、前記検出領域を通過した光を前記測距装置に向けて反射するように走査範囲内に設けられた反射部材と、を備える、物体検出システムが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、検出精度が向上された物体検出システム及びこれを備えた物品陳列棚を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る物体検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る物体検出システムによる物体検出時の反射光の強度分布を示すグラフである。
【図３】第１実施形態に係る反射部材の反射面の構成例を示す模式図である。
【図４】第１構成例に係る測距装置の構造を示す斜視模式図である。
【図５】第１構成例に係る測距装置の構造を示す正面模式図である。
【図６】第１構成例に係る測距装置の構造を示す上面模式図である。
【図７】放物線の頂点に反射面が設けられている場合の光路図である。
【図８】放物線の頂点に反射面が設けられていない場合の光路図である。
【図９】放物線の頂点に反射面が設けられていない場合の光路図である。
【図１０】第２構成例に係る測距装置の構造を示す上面模式図である。
【図１１】第３構成例に係る測距装置の構造を示す上面模式図である。
【図１２】第４構成例に係る測距装置の構造を示す斜視模式図である。
【図１３】第４構成例に係る測距装置の構造を示す上面模式図である。
【図１４】第４構成例に係る測距装置の対数螺旋反射鏡の断面図である。
【図１５】対数螺旋をなす反射面における光の反射を説明する図である。
【図１６】第５構成例に係る測距装置の構造を示す正面模式図である。
【図１７】第５構成例に係る測距装置の構造を示す上面模式図である。
【図１８】第６構成例に係る測距装置の構造を示す斜視模式図である。
【図１９】第６構成例に係る測距装置の構造を示す上面模式図である。
【図２０】第２実施形態に係る物品陳列棚の構造を示す斜視模式図である。
【図２１】第２実施形態に係る物品陳列棚の構造を示す側面模式図である。
【図２２】第３実施形態に係る物品陳列棚の構造を示す正面模式図である。
【図２３】第４実施形態に係る物品陳列棚の構造を示す側面模式図である。
【図２４】第５実施形態に係る物品陳列棚の構造を示す斜視模式図である。
【図２５】第６実施形態に係る物体検出システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を説明する。図面において同様の要素又は対応する要素には同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化することがある。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る物体検出システムの概略構成を示す模式図である。物体検出システムは、測距装置１００、制御装置２００及び反射部材８００を含む。物体検出システムは、測距装置１００と反射部材８００との間の検出領域８５０の中にある対象物１０を検出するシステムである。
【００１１】
測距装置１００は、例えばＬｉＤＡＲ（Light  Detection  and  Ranging）装置である。測距装置１００は、所定の範囲に光を走査するように射出し、走査範囲内にある物体から反射された反射光を検出することにより、測距装置１００からの距離の分布を取得することができる。図１では１つの測距装置１００が図示されているが、物体検出システムは複数の測距装置１００を備える構成であってもよい。なお、本明細書において、光とは、可視光線に限定されるものではなく、赤外線、紫外線等の肉眼で視認できない光を含むものとする。
【００１２】
制御装置２００は、例えばコンピュータである。制御装置２００は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１０、制御部２２０、信号処理部２３０及び記憶部２４０を備える。インターフェース２１０は、制御装置２００と測距装置１００の間を有線又は無線により通信可能に接続する装置である。これにより、制御装置２００と測距装置１００の間は通信可能に接続される。インターフェース２１０は、例えば、イーサネット（登録商標）等の規格に基づく通信装置であり得る。インターフェース２１０は、スイッチングハブ等の中継装置を含んでもよい。物体検出システムが複数の測距装置１００を備えている場合には、スイッチングハブ等により中継を行うことにより、制御装置２００が複数の測距装置１００を制御することができる。
【００１３】
制御部２２０は、測距装置１００の動作を制御する。信号処理部２３０は、測距装置１００から取得された信号を処理することにより、検出領域８５０内の対象物１０の距離情報を取得する。制御部２２０及び信号処理部２３０の機能は、例えば、制御装置２００に設けられたＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサが記憶装置からプログラムを読み出して実行することにより実現され得る。記憶部２４０は、測距装置１００により取得されたデータ、制御装置２００の動作に用いられるプログラム及びデータ等を記憶する記憶装置である。これにより、制御装置２００は、測距装置１００を制御する機能及び、測距装置１００で取得された信号を解析する機能を有する。
【００１４】
反射部材８００は、測距装置１００から射出された光を測距装置１００に向けて反射する部材である。反射部材８００は、測距装置１００による走査範囲内に設けられ、検出領域８５０内を通過した光を測距装置１００に向けて反射する。
【００１５】
図２は、本実施形態に係る物体検出システムによる物体検出時の反射光の強度分布を示すグラフである。図２の横軸は、走査方向の位置であり、符号１０で示した範囲が、対象物１０の存在する範囲である。図２の縦軸は、測距装置１００で受け取られる光に基づく信号強度である。
【００１６】
ラベル（ａ）が付された実線は、対象物１０よりも反射率が大きい反射部材８００を設けた場合の信号強度分布である。ラベル（ｂ）が付された破線は、対象物１０と同程度の反射率であり、かつ、ラベル（ａ）の例よりも反射率が小さい反射部材８００を設けた場合の信号強度分布である。ラベル（ｃ）が付された一点鎖線は、反射部材８００を設けない場合の信号強度分布である。なお、ここでの「反射率」とは、反射率が波長依存性を示す場合には、測距装置１００が射出して、検出する光、すなわち、センシングに用いられる光の波長における反射率を指すものとする。また、後述の吸収率についても同様である。例えば、測距装置１００から射出される光が波長９０５ｎｍの赤外線である場合には、上述の「反射率」は、波長９０５ｎｍの赤外線に対する反射率であるものとする。
【００１７】
図２に示されるように、反射部材８００を設けたことにより、対象物１０が設けられた領域の外側での反射光による信号強度が大きくなる。これにより、特に、対象物１０がない領域において信号強度を大きくすることができ、Ｓ／Ｎ（Signal  to  Noise）比が向上する。
【００１８】
ＬｉＤＡＲ装置等の測距装置１００を用いて光を走査して測距を行う際の空間分解能、距離精度等は、測定点の間隔、測距装置１００に用いられている部品の性能等に依存するが、それだけでなく、受信する信号のＳ／Ｎ比にも依存する。本実施形態の物体検出システムでは、対象物１０がない領域において信号強度を大きくすることができ、空間分解能、距離精度等が向上する。
【００１９】
対象物１０の検出においては、対象物１０がある領域と対象物１０がない領域とを判別する必要があるため、対象物１０がある領域だけでなく、対象物１０がない領域の空間分解能、距離精度等も検出精度に大きく寄与する。したがって、本実施形態によれば、反射部材８００を設けることにより、検出精度が向上された物体検出システムが提供される。
【００２０】
なお、ラベル（ａ）が付された実線とラベル（ｂ）が付された破線との対比から理解されるように、反射部材８００の反射率が大きいほど反射光の強度を大きくすることができるため望ましく、一例としては、対象物１０の反射率よりも大きいことが望ましい。
【００２１】
反射部材８００の具体的構成について説明する。反射部材８００は、反射光の強度を高めるため、測距装置１００に向けて強い強度の光を反射するように、乱反射以外の態様で光を反射する部材を少なくとも一部に含んでいることが望ましい。言い換えると、反射部材８００からの反射光のうち、反射部材８００から測距装置１００に向かう反射光の強度は、反射部材８００から測距装置１００以外の方向に向かう反射光の強度よりも強いことが望ましい。そのような部材は、例えば、再帰性反射材又は鏡面反射材であり得る。
【００２２】
再帰性反射材とは、反射光の向きが入射方向の向きとほぼ逆向きになるように構成された反射材である。再帰性反射材に用いられる反射素子の具体例としては、コーナーキューブ、球状レンズ等が挙げられる。また、再帰性反射材の形態は特に限定されず、コーナーキューブ、球状レンズ等を基板上に配列した反射板、コーナーキューブ、球状レンズをフィルム上に配列した反射フィルム、球状レンズを含む反射塗料等が用いられ得る。
【００２３】
鏡面反射材は、反射の法則に従って、反射面の法線に対する入射角と反射角とが等しくなるように光を反射する。鏡面反射材は、例えば、鏡面研磨された金属、金属薄膜が成膜されたフィルム、金属光沢塗料等であり得る。
【００２４】
再帰性反射材は、光の入射方向がどのような向きであっても入射方向に向けて光を戻す機能を有している。そのため、反射部材８００に再帰性反射材を用いた場合には、反射部材８００の設置方向が制限されない利点がある。これに対し、反射部材８００に鏡面反射材を用いた場合には、入射方向に光を戻すために反射部材８００の反射面を入射方向に対して垂直に設置しなければならないという制限があるものの、反射率を高くしやすい利点がある。
【００２５】
次に、反射部材８００の反射面の構成の具体例を説明する。図３は、本実施形態に係る反射部材８００の反射面８００ａの構成例を示す模式図である。
【００２６】
図３は、反射部材８００の反射面８００ａを光の入射側から見た図である。反射面８００ａは、第１の部分Ｒ１と第２の部分Ｒ２とを有する。第２の部分Ｒ２における光の反射率は、第１の部分Ｒ１における光の反射率よりも低い。言い換えると、第２の部分Ｒ２における光の吸収率は、第１の部分Ｒ１における光の吸収率よりも高い。
【００２７】
測距装置１００から射出される光と、反射部材８００で反射されて測距装置１００に戻り、検出される光は、同じ光路を逆向きに通過する。したがって、反射面８００ａの中の走査範囲外等のような光路外の構造は、理想的には検出精度には影響しない。しかしながら、測距装置１００から射出される光束にはある程度の幅があり、走査範囲外にも光が漏洩し得る。また、反射部材８００での反射光には、乱反射の成分が含まれ得るため、走査範囲外で乱反射された光が測距装置１００に入射されることもある。このように、現実には、想定されている光路外での反射によりノイズとなる迷光が生じることがある。このような迷光は、検出精度に影響を与え得る。図３の反射面８００ａは、光の反射率が低い第２の部分Ｒ２を有している。第２の部分Ｒ２を適切な位置に配することにより、反射面８００ａで反射される光のうちの検出精度に影響を与え得る成分を減衰させることができ、検出精度を向上させることができる。
【００２８】
第１の部分Ｒ１は、測距装置１００が射出光を走査させたときに光が入射される範囲であることが望ましく、第２の部分Ｒ２は、測距装置１００が射出光を走査させたときに光が入射されない範囲であることが望ましい。測距装置１００が射出光を走査させたときに、反射面８００ａ上の第２の部分Ｒ２で反射された光は迷光となる。そのような光が測距装置１００に入射されるとノイズとなるため、走査範囲外からの光の反射率を低くしておくことが望ましい。
【００２９】
また、図３に示されているように、第２の部分Ｒ２は、第１の部分Ｒ１を囲うように配されていることが望ましい。迷光を生じる反射は走査範囲の周囲で発生する可能性が高いので、第１の部分Ｒ１の周囲に光の反射率が低い第２の部分Ｒ２を設けることが望ましいためである。
【００３０】
次に、第１の部分Ｒ１及び第２の部分Ｒ２の具体的な形成方法について説明する。反射部材８００が再帰性反射材、鏡面反射材等の反射材を備えている場合には、第１の部分Ｒ１にはこれらの反射材を配置し、第２の部分Ｒ２にはこれらの反射材を配置しないことにより第２の部分Ｒ２の反射率を、第１の部分Ｒ１の光の反射率よりも低くすることができる。
【００３１】
反射部材８００の全体がアルミニウム合金等の基材によって構成されている場合には、第１の部分Ｒ１と第２の部分Ｒ２とは同一の基材により構成されることになる。この場合、第２の部分Ｒ２の基材の表面に、反射率を低減する処理を施すことにより、第２の部分Ｒ２の反射率を、第１の部分の反射率よりも低くすることができる。
【００３２】
この反射率を低減する処理の具体例としては、光吸収性を有する塗料の塗装、光吸収フィルム等の貼付、光吸収薄膜の成膜（例えば、蒸着、めっき）等により第２の部分Ｒ２の表面を光吸収材料で覆う処理が適用され得る。また、上述の手法を用いて第１の部分Ｒ１と第２の部分Ｒ２の表面をそれぞれ異なる材料で覆ってもよい。このような製造方法を用いることにより、第１の部分Ｒ１と第２の部分Ｒ２とを異なる基材で構成する場合と比べて、簡易に反射部材８００を製造することができる。
【００３３】
また、光吸収材料で覆う処理の別の例としては、陽極酸化により、反射面８００ａの表面を酸化させて光吸収材料を形成するものであってもよい。あるいは、第２の部分Ｒ２の表面を、第１の部分Ｒ１よりも目の荒い研磨材で研磨する等のように第２の部分Ｒ２の表面粗さを第１の部分Ｒ１の表面粗さよりも大きくすることにより反射率を小さくする処理であってもよい。これらの製造方法によれば、光吸収材料を別途供給することなく簡易に反射部材８００を製造することができる。
【００３４】
しかしながら、異なる基材を組み合わせて第１の部分Ｒ１と第２の部分Ｒ２とを構成してもよい。この場合、第２の部分Ｒ２の基材には、前記第１の部分の基材よりも反射率が小さい材料が用いられる。例えば、第１の部分Ｒ１の基材にアルミニウム合金等の金属を用い、第２の部分Ｒ２の基材に樹脂等を用いることにより、反射部材８００を軽量化することができる。
【００３５】
上述の物体検出システムの構成は一例であり、物体検出システムは、測距装置１００及び制御装置２００を統括的に制御する装置を更に含んでもよい。また、物体検出システムは、測距装置１００内に制御装置２００の機能が組み込まれている一体型の装置であってもよい。
【００３６】
上述の物体検出システムに用いられ得る測距装置１００の構成は特に限定されるものではないが、測距装置１００のいくつかの構成例を説明する。
【００３７】
＜測距装置の第１構成例＞
図４は、第１構成例に係る測距装置１００の構造を示す斜視模式図である。図５は、測距装置１００を正面から見た構造を示す模式図である。図６は、測距装置１００を上面から見た構造を示す模式図である。これらの図を相互に参照しつつ測距装置１００の構造を説明する。なお、各図に示されているｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、説明の補助のために付されたものであり、測距装置１００の設置方向を限定するものではない。
【００３８】
図４に示されるように、測距装置１００は、基体１１０、蓋体１２０、センサユニット１３０、放物反射鏡１４０、位置調整機構１５０、平面反射鏡１６０及び取付部１７０を備える。
【００３９】
基体１１０は、矩形の板状の部材であり、測距装置１００の筐体の一部として機能する。また、基体１１０は、センサユニット１３０、放物反射鏡１４０、平面反射鏡１６０等を所定の位置に固定する機能を有する。
【００４０】
蓋体１２０は、基体１１０を覆う蓋であり、測距装置１００の筐体の一部として機能する。基体１１０及び蓋体１２０で囲まれた筐体の内部空間には、放物反射鏡１４０、位置調整機構１５０及び平面反射鏡１６０が配される。
【００４１】
センサユニット１３０は、２次元ＬｉＤＡＲ装置である。センサユニット１３０は、図５に示されるように、回転軸ｕを中心にした回転走査が可能である。センサユニット１３０はレーザー光を射出するレーザー装置と、対象物１０で反射された反射光を受けて電気信号に変換する光電変換素子とを備える。センサユニット１３０は、図４に示されるように基体１１０及び蓋体１２０の下方に形成された切り欠きに配置される。センサユニット１３０から射出された光は放物反射鏡１４０の反射面１４０ａに入射される。
【００４２】
センサユニット１３０による距離検出手法の例としては、ＴＯＦ（Time  Of  Flight）方式が用いられ得る。ＴＯＦ方式とは、光を射出してから、反射光を受け取るまでの時間を計測することにより、距離を測定する方法である。
【００４３】
なお、センサユニット１３０から射出されるレーザー光は、可視光線であってもよいが、赤外線等の不可視光線であってもよい。後述する物品陳列棚の入出品検出用途等においては、利用者に不快感を与えないため、射出光が不可視光線であることが望ましい。当該レーザー光は、例えば、波長９０５ｎｍの赤外線であり得る。
【００４４】
放物反射鏡１４０は、反射面１４０ａを有する反射鏡である。反射面１４０ａは、回転軸ｕに垂直な断面（図５におけるｘｙ平面）において、回転軸ｕ上の点を焦点とする放物線をなしている。言い換えると、センサユニット１３０は、反射面１４０ａがなす放物線の焦点の近傍に配されており、回転軸ｕは、反射面１４０ａがなす放物線の焦点を通る位置に配されている。回転軸ｕは、図５におけるｚ軸と平行である。当該放物線の方程式は、放物線の頂点の座標をＰ（０，０）、焦点の座標をＦ（ａ，０）としたとき、以下の式（１）で表される。
【数１】
2020090593.tif 000003
【００４５】
放物線の数学的性質により、センサユニット１３０から射出された光が反射面１４０ａで反射されると、射出光の角度によらず、反射光の射出方向は放物線の軸と平行になる。すなわち、図５に示されるように、センサユニット１３０からの射出角度が異なる光路Ｌ１と光路Ｌ２において、反射面１４０ａでの反射光は互いに平行となる。このように、反射面１４０ａの焦点にセンサユニット１３０を配置することにより、射出光の回転に応じて光路がｙ軸方向に平行移動する平行走査が可能となる。
【００４６】
なお、放物反射鏡１４０の材料は、例えばアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であり得る。この場合、反射面１４０ａは、例えば、アルミニウム合金の表面を鏡面研磨又はメッキ加工により平滑化することにより形成され得る。なお、後述する他の放物反射鏡についても同様の材料及び工法により形成され得る。
【００４７】
平面反射鏡１６０は、少なくとも一部が平面をなしている反射面１６０ａを有する反射鏡である。反射面１６０ａは、反射面１４０ａにおける反射光の光路上に設けられている。図５及び図６に示されるように、平面反射鏡１６０は、反射面１４０ａで反射された光の向きを、ｘｙ平面内とは異なる向きに変化させる。より具体的には、平面反射鏡１６０での反射光は、略ｚ軸方向、すなわち、回転軸ｕと略平行な方向となる。平面反射鏡１６０での反射光は、測距装置の外部に射出される。これにより、測距装置１００からの射出光の向きは、反射面１４０ａの軸に平行な方向に限定されなくなる。
【００４８】
なお、平面反射鏡１６０の材料も放物反射鏡１４０と同様に、例えばアルミニウムを主成分とするアルミニウム合金であり得る。この場合、平面反射鏡１６０の反射面１６０ａは、反射面１４０ａと同様の平滑化により形成されてもよいが、鏡面光沢を有するアルミニウム合金の板を基材に貼り付けることにより形成されてもよい。なお、後述する他の平面反射鏡についても同様の材料及び工法により形成され得る。
【００４９】
ここで、蓋体１２０は、平面反射鏡１６０での反射光を吸収、反射等しないように構成されている。具体的には、例えば、蓋体１２０のうちの平面反射鏡１６０での反射光が通過する領域が透過性を有する材料で形成され得る。透過性を有する材料の例としてはアクリル樹脂が挙げられる。あるいは、蓋体１２０のうちの平面反射鏡１６０での反射光が通過する領域を空洞とするような窓が設けられていてもよい。
【００５０】
取付部１７０は、測距装置１００を物品陳列棚等に取り付けて固定する部分である。取付部１７０により固定することにより、測距装置１００は、あらゆる向きに取り付けることができる。位置調整機構１５０は、測距装置１００を物品陳列棚等に取り付ける際に平面反射鏡１６０の位置を微調整するための機構である。なお、位置調整機構１５０に代えて、平面反射鏡１６０を移動させる駆動機構が設けられていてもよい。
【００５１】
図５及び図６に示されている光路Ｌ１、Ｌ２は、センサユニット１３０から外部に光が射出される場合の光路について示したものである。これに対し、対象物１０で反射され、測距装置１００に入射された光は、光路Ｌ１、Ｌ２と略同一の経路を逆向きに通過して、センサユニット１３０で受け取られる。
【００５２】
本構成例の測距装置１００は、放物反射鏡１４０の厚さ、センサユニット１３０の配置位置の制約等に起因して、放物反射鏡１４０の軸方向に厚い構造となる。これに対し、本構成例の測距装置１００は、放物反射鏡１４０で反射された光を反射させる平面反射鏡１６０を備えている。平面反射鏡１６０は、測距装置１００からの射出光の向きを放物反射鏡がなす放物線の軸の方向と異なる向きに変化させることができる。そのため、本構成例の測距装置１００は、光の射出方向を放物反射鏡１４０の軸方向と異なる向きにすることができるため、光の射出方向の厚さを小さくすることができる。これにより、本構成例の測距装置１００は、物品陳列棚の間等の狭い場所への設置が容易となる。したがって、本構成例によれば、設置場所の自由度が向上された測距装置１００が提供される。
【００５３】
また、本構成例の測距装置１００において、放物反射鏡１４０の反射面１４０ａは放物線の頂点を除くように設けられている。この構成の理由について、図７乃至図９を参照して説明する。
【００５４】
図７は、放物線の頂点Ｐに反射面１４０ｂが設けられている場合における光路図である。説明の簡略化のため、センサユニット１３０は、反射面１４０ｂの焦点Ｆに配置された点光源として簡略に表示されている。焦点Ｆから射出された光が放物線の軸と平行でない場合（頂点Ｐに向かう向きではない場合）には、反射光は焦点Ｆを通過しない。しかしながら、焦点Ｆから射出された光が放物線の軸と平行（頂点Ｐに向かう向き）であり、頂点Ｐで反射された場合には、反射光は焦点Ｆを通過する。したがって、センサユニット１３０から射出された光が、センサユニット１３０に再入射する。この場合には、対象物１０からの反射光とは異なる反射光をセンサユニット１３０が受け取ることにより測定された信号に対してノイズが生じることがある。このように、放物線の頂点Ｐに反射面１４０ｂが設けられている場合には、検出精度が低下し、十分な検出精度が確保できない場合がある。
【００５５】
これに対し、本構成例の測距装置１００においては、図８に示されているように、放物線の頂点Ｐを除くように反射面１４０ａが設けられている。したがって、焦点Ｆから射出された光が放物線の軸と平行であった場合であっても反射されることはない。したがって、センサユニット１３０への反射光の再入射は生じないため、検出精度の低減を抑制することができる。以上のように、本構成例によれば、放物反射鏡１４０の反射面１４０ａが放物線の頂点を除くように設けられていることにより、検出精度が向上された測距装置１００が提供される。
【００５６】
なお、図７においては、反射面１４０ａが放物線の軸の片側に配置されているが、図９に示す変形例のように、反射面１４０ｃが放物線の頂点Ｐを除く両側に配置される構成であってもよい。この変形例に相当する具体的な構成例については後述する。
【００５７】
＜測距装置の第２構成例＞
次に、第２構成例として、平面反射鏡を平行移動させることが可能な測距装置の構成例を説明する。上述の構成例と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００５８】
図１０は、本構成例の測距装置１０１を上面から見た構造を示す模式図である。本構成例の測距装置１０１は、位置調整機構１５０に代えて駆動機構１５１を備えており、平面反射鏡１６０に代えて平面反射鏡１６１を備えている。駆動機構１５１は、平面反射鏡１６１を放物反射鏡１４０の軸方向（図１０中のｘ軸方向）に平行に駆動させる。駆動機構１５１は、モータ等の駆動装置を含む。また、駆動機構１５１は、エンコーダ等の平面反射鏡１６１の位置情報を取得する装置を含む。これらの装置は制御装置２００により制御される。また、駆動機構１５１により取得された平面反射鏡１６１の位置情報は、制御装置２００に供給される。
【００５９】
駆動機構１５１により平面反射鏡１６１が駆動され、ｘ軸方向に平行移動すると、平面反射鏡１６１での反射光も同様にｘ軸方向に平行移動する。これにより、本構成例の測距装置１０１は、平面反射鏡１６１での反射光をｘ軸方向に平行移動させる走査が可能となる。また、第１構成例と同様に、本構成例の測距装置１０１は、平面反射鏡１６１での反射光をｙ軸方向に平行移動させる走査も可能である。したがって、本構成例の測距装置１０１は、第１構成例と同様の効果が得られることに加え、ｘ軸方向、ｙ軸方向の２次元の走査とｚ軸方向の距離測定とを組み合わせることにより、３次元の位置情報の取得が可能な３次元センサ装置として機能する。
【００６０】
＜測距装置の第３構成例＞
次に、第３構成例として、平面反射鏡を回転移動させることが可能な測距装置の構成例を説明する。第１構成例と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００６１】
図１１は、本構成例の測距装置１０２を上面から見た構造を示す模式図である。本構成例の測距装置１０２は、位置調整機構１５０に代えて駆動機構１５２を備えており、平面反射鏡１６０に代えて平面反射鏡１６２を備えている。駆動機構１５２は、平面反射鏡１６２をｙ軸に平行な回転軸ｖを中心として回転させるように駆動させる。回転軸ｖの位置は、回転に応じて平面反射鏡１６２での反射光の向きが変わるような位置であればよく、例えば、放物反射鏡１４０の反射光が通過する経路上であり得る。駆動機構１５２は、モータ等の駆動装置を含む。また、駆動機構１５２は、エンコーダ等の平面反射鏡１６２の角度情報を取得する装置を含む。これらの装置は制御装置２００により制御される。また、駆動機構１５２により取得された平面反射鏡１６２の角度情報は、制御装置２００に供給される。
【００６２】
駆動機構１５２により平面反射鏡１６２が駆動され、平面反射鏡１６２が回転移動すると、平面反射鏡１６２での反射光の向きも回転する。これにより、本構成例の測距装置１０２は、平面反射鏡１６２での反射光の向きを回転移動させる走査が可能となる。また、第１構成例と同様に、本構成例の測距装置１０２は、平面反射鏡１６２での反射光をｙ軸方向に平行移動させる走査も可能である。したがって、本構成例の測距装置１０２は、第１構成例と同様の効果が得られることに加え、回転軸ｖでの回転移動、ｙ軸方向の平行移動及び距離測定を組み合わせることにより、３次元の位置情報の取得が可能な３次元センサ装置として機能する。
【００６３】
＜測距装置の第４構成例＞
次に、第４構成例として、対数螺旋反射鏡を更に備えた測距装置の構成例を説明する。上述の構成例と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００６４】
図１２は、第４構成例に係る測距装置３００の構造を示す斜視模式図である。図１３は、測距装置３００を上面から見た構造を示す模式図である。これらの図を相互に参照しつつ測距装置３００の構造を説明する。なお、図１２及び図１３において、基体１１０、蓋体１２０、取付部１７０等の光路の説明に必要のない要素については図示を省略していることがある。
【００６５】
測距装置３００は、センサユニット１３０、放物反射鏡３４０、駆動機構３５１、対数螺旋反射鏡３６１及び平面反射鏡３６２、３６３、３６４、３６５を備える。放物反射鏡３４０は、反射面３４０ａ、３４０ｂを有する。反射面３４０ａ、３４０ｂは、回転軸ｕに垂直な断面（図１２におけるｘｙ平面）において、回転軸ｕ上の点を焦点とする放物線をなしている。反射面３４０ａと反射面３４０ｂは、図１３に示されているようにｘｚ平面において、互いに垂直な位置関係になっている。
【００６６】
センサユニット１３０からｘ軸の負方向に射出された光は、反射面３４０ａにおいてｚ軸方向に反射され、その後、反射面３４０ｂにおいて、対数螺旋反射鏡３６１に向かってｘ軸の正方向に反射される。反射面３４０ａ、３４０ｂで２回反射をさせて光路をｚ方向にシフトさせることにより、放物反射鏡３４０での反射光がセンサユニット１３０により阻害されないようにすることができる。また、反射光がセンサユニット１３０に再入射しないため、図７乃至図９を参照して述べた説明と同様の理由により、検出精度を向上させることができる。
【００６７】
対数螺旋反射鏡３６１は、柱状の形状をなしており、その側面に対数螺旋をなす反射面３６１ａを有する。センサユニット１３０から射出された光は、反射面３６１ａにより反射される。対数螺旋反射鏡３６１は、回転軸ｗを中心として駆動機構３５１により回転可能である。このとき、対数螺旋反射鏡３６１の角度に応じて、反射面３６１ａで反射される光は平行移動する。
【００６８】
図１４及び図１５を参照して対数螺旋反射鏡３６１の構造をより詳細に説明する。図１４は、本構成例に係る対数螺旋反射鏡３６１の、回転軸ｗに垂直な面における断面図である。対数螺旋反射鏡３６１の側面である反射面３６１ａは、回転軸ｗに垂直な断面において、４個の対数螺旋が連続的に連結された閉曲線をなしている。このように対数螺旋が連続的に連結された閉曲線とすることにより、センサユニット１３０から射出される光が入射し得る反射面３６１ａのすべてが、回転軸ｗに対して垂直な断面において対数螺旋をなす構成が実現される。これにより、光が対数螺旋反射鏡３６１のどの面に入射された場合であっても反射光を走査に活用することができる。なお、対数螺旋は、等角螺旋又はベルヌーイの螺旋と呼ばれることもある。
【００６９】
図１５は、対数螺旋をなす反射面における光の反射を説明する図である。対数螺旋Ｓｐは、極座標における動径をｒ、極座標における偏角をθ、θの値がゼロのときのｒの値をａ、対数螺旋の中心を通る直線と対数螺旋の接線とのなす角度をｂとしたとき、以下の式（２）の極方程式で表される。
【数２】
2020090593.tif 000004
【００７０】
ここで、対数螺旋Ｓｐの外側から式（２）の極方程式の原点Ｏに向かう入射光Ｉ１１、Ｉ２１と、その反射光Ｉ１２、Ｉ２２との関係について考える。入射光Ｉ１１、Ｉ２１が対数螺旋Ｓｐで反射する点における接線をｔ１、ｔ２とし、その法線をＳ１、Ｓ２とする。入射光Ｉ１１は、対数螺旋Ｓｐの動径ｒ１の点において反射し、入射光Ｉ２１は、対数螺旋Ｓｐの動径ｒ２の点において反射するものとする（ただし、ｒ１≠ｒ２）。このとき、対数螺旋Ｓｐの性質により、入射光Ｉ１１と接線ｔ１とのなす角度及び入射光Ｉ２１と接線ｔ２とのなす角度はいずれもｂとなる。したがって、入射光Ｉ１１と法線Ｓ１のなす入射角φと、入射光Ｉ２１と法線Ｓ２のなす入射角φは同一の角度となる。また、反射光Ｉ１２と法線Ｓ１のなす反射角φと、反射光Ｉ２２と法線Ｓ２のなす反射角φも同一の角度となる。φ及びｂが弧度法で表現された角度である場合、φとｂの関係は、以下の式（３）のようになる。
【数３】
2020090593.tif 000005
【００７１】
以上のことから、対数螺旋Ｓｐの外側から原点Ｏに向かう入射光Ｉ１１は、対数螺旋Ｓｐのどの点で反射した場合においても同じ反射角φで反射することがわかる。そのため、原点Ｏを中心として対数螺旋Ｓｐを回転させた場合、対数螺旋Ｓｐへの入射光Ｉ１１が反射する点は変化するが、反射光Ｉ１２が反射する方向は変化しないため、反射光Ｉ１２は平行移動する。
【００７２】
本構成例の対数螺旋反射鏡３６１は、この性質を利用するため、回転軸ｗに垂直な断面において、反射面の少なくとも一部を、回転軸ｗが原点Ｏとなる対数螺旋としている。これにより、対数螺旋反射鏡３６１を回転軸ｗで回転させることにより、反射面３６１ａで反射される光が平行移動するような走査が可能となる。
【００７３】
再び図１３に戻り、対数螺旋反射鏡３６１での反射光による平行走査について説明する。対数螺旋反射鏡３６１で反射された光は、対数螺旋反射鏡３６１の角度に応じて、平面反射鏡３６２又は平面反射鏡３６４のいずれかに入射し反射される。平面反射鏡３６２で反射された光は、平面反射鏡３６３で反射され、測距装置３００の外部に射出される。このときの射出方向は、ｚ軸の正方向である。平面反射鏡３６４で反射された光は、平面反射鏡３６５で反射され、測距装置３００の外部に射出される。このときの射出方向は、ｚ軸の負方向である。
【００７４】
対数螺旋反射鏡３６１が図１３に示されているように時計回りに回転すると、測距装置３００から射出される光は、光路Ｌ５から光路Ｌ６に向かって平行移動する。射出光が光路Ｌ６である状態で更に対数螺旋反射鏡３６１が回転すると、射出光は光路Ｌ６から光路Ｌ７に不連続に変化する。その後、射出光は光路Ｌ７から光路Ｌ８に向かって平行移動し、光路Ｌ８から光路Ｌ５に不連続に変化する。このように、本構成例の測距装置３００は、ｚ軸の正方向と負方向の異なる向きを交互に走査することができる。
【００７５】
これにより、本構成例の測距装置３００は、射出光をｘ軸方向に平行移動させる走査が可能である。また、第１構成例と同様に、本構成例の測距装置３００は、射出光をｙ軸方向に平行移動させる走査も可能である。したがって、本構成例の測距装置３００は、第１構成例と同様の効果が得られることに加え、ｘ軸方向、ｙ軸方向の２次元の走査とｚ軸方向の距離測定とを組み合わせることにより、３次元の位置情報の取得が可能な３次元センサ装置として機能する。更に、本構成例の測距装置３００は、ｚ軸の正方向の走査と負方向とを交互に走査することができるため、１台の測距装置３００で互いに異なる２方向の測距を行うことができる。
【００７６】
＜測距装置の第５構成例＞
次に、第５構成例として、２つの光学系を備えた測距装置の構成例を説明する。上述の構成例と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００７７】
図１６は、第５構成例に係る測距装置４００を正面から見た構造を示す模式図である。図１７は、測距装置４００を上面から見た構造を示す模式図である。これらの図を相互に参照しつつ測距装置４００の構造を説明する。
【００７８】
測距装置４００は、第１の光学系４０１と、第２の光学系４０２とを備える。第１の光学系４０１は、センサユニット１３０、放物反射鏡１４０及び平面反射鏡１６０を備える。第１の光学系４０１は、第１構成例の測距装置１００と同一のものであるため、説明を省略する。なお、第１の光学系４０１の上面図は、図６と同様である。
【００７９】
第２の光学系４０２は、放物反射鏡４４０及び平面反射鏡４６０を備える。放物反射鏡４４０は、反射面４４０ａを有している。反射面４４０ａは、回転軸ｕに垂直な断面（図１６におけるｘｙ平面）において、回転軸ｕ上の点を焦点とする放物線をなしている。放物反射鏡４４０は、放物反射鏡１４０と線対称な構造を有している。また、平面反射鏡４６０は、平面反射鏡１６０と線対称な構造を有している。放物反射鏡１４０と放物反射鏡４４０は、放物線の軸に対して対称な位置に配置される。また、平面反射鏡１６０と平面反射鏡４６０は、放物線の軸に対して対称な位置に配置される。なお、第２の光学系４０２の各要素を格納する筐体の構造は、例えば、第１構成例の図４で示した筐体をｙ方向に反転させたものであり得る。
【００８０】
センサユニット１３０から図中の左下方向に光が射出された場合には、反射面４４０ａに入射される。反射面４４０ａで反射された光は、光路Ｌ９、Ｌ１０のように放物線の軸と平行になる。反射面４４０ａで反射された光は、図１７に示されるように、第２の光学系４０２の外部に射出される。
【００８１】
ここで、放物反射鏡１４０の反射面１４０ａ及び放物反射鏡４４０の反射面４４０ａはいずれも放物線の頂点を除くように設けられている。この構成は図９に示されている光路図に相当する。これにより、図７乃至図９の説明で述べたように、放物線の頂点での反射光がセンサユニット１３０に再入射されないため、検出精度の低減を抑制することができる。したがって、本構成例においても第１構成例と同様に、検出精度が向上された測距装置４００を提供することができる。更に、本構成例では、２つの光学系を用いることにより、射出光の走査範囲を広くすることができる。
【００８２】
＜測距装置の第６構成例＞
次に、第６構成例として、対数螺旋反射鏡及び２つの放物反射鏡を備えた測距装置の構成例を説明する。上述の構成例と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００８３】
図１８は、第６構成例に係る測距装置３０１を斜めから見た構造を示す模式図である。図１９は、測距装置３０１を上面から見た構造を示す模式図である。本構成例の測距装置３０１は、第４構成例における測距装置３００において、放物反射鏡３４０を第５構成例の放物反射鏡１４０及び放物反射鏡４４０に置き換えたものである。本構成例においても第４構成例と同様の効果が得られる。また、本構成例では、第４構成例の場合と比べ、放物反射鏡の構造が簡略化される。
【００８４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態として、第５構成例の測距装置４００を備えた物品陳列棚を説明する。上述の実施形態と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００８５】
図２０は、第２実施形態に係る物品陳列棚５００の斜視模式図である。図２１は、物品陳列棚５００の側面模式図である。これらの図を相互に参照しつつ物品陳列棚５００の構造を説明する。
【００８６】
物品陳列棚５００は、物品５４０を陳列するための棚であり、例えば、商業施設に設置される商品陳列棚であり得る。物品陳列棚５００は、棚５１０と、２つの測距装置４００と、反射部材８００とを備える。２つの測距装置４００は、棚５１０の一方の側部（第１の側部）に配置されている。また、反射部材８００は、反射面８００ａが測距装置４００の側を向くように、棚５１０の他方の側部（第２の側部）に配置されている。棚５１０は、棚板５３０で区分された４つの陳列部５２０を備える。陳列部５２０には商品等の物品５４０が陳列される。すなわち、測距装置４００と反射部材８００とは、陳列部５２０の前面を間に挟んで対向している。また、陳列部５２０は、物品５４０の出し入れを行うための開口部５７０を有する。なお、測距装置４００及び陳列部５２０の個数は図示されたものに限定されるものではなく、複数であっても単数であってもよい。
【００８７】
測距装置４００は、第５構成例で述べた第１の光学系４０１と、第２の光学系４０２とを備えた装置である。第１の光学系４０１又は第２の光学系４０２を通過してｚ軸の正方向に射出される光は、陳列部５２０の開口部５７０の前面を横切るように通過する。これにより、陳列部５２０の開口部５７０の前面には測距装置４００による検出領域５５０が形成される。顧客５６０が陳列部５２０から物品５４０を取り出した場合、あるいは、取り出した物品５４０を陳列部５２０に戻した場合には、物品５４０及び顧客５６０の手が検出領域５５０を通過する。測距装置４００は、検出領域５５０を通過する物品５４０又は顧客５６０の手を検出することにより物品５４０の出し入れの検出を行う。陳列部５２０に複数の物品５４０が配置され得る場合には、測距装置４００は、出し入れを行った位置又は出し入れを行った物品５４０の形状を検出することにより、出し入れを行った物品５４０を特定してもよい。
【００８８】
反射部材８００には第１実施形態で述べたものと同様のものが用いられ得る。図２０においては、反射部材８００は棚５１０とは別の部材として図示されているが、棚５１０の一部が反射部材８００として機能するものであってもよい。また、物品陳列棚５００が設置される商業施設の壁が反射部材８００として機能してもよい。
【００８９】
本実施形態の物品陳列棚５００は、測距装置４００を備えることにより、陳列されている物品５４０の出し入れの検出を行うことができる。この機能は、例えば、商品の管理、盗難の防止等に用いられ得る。また、上述のように測距装置４００は、光の射出方向の厚さが小さいため、物品陳列棚５００の側面の狭い場所に設置することが可能である。これにより、物品陳列棚５００全体の大きさを低減することができる。
【００９０】
また、本実施形態の物品陳列棚５００は、反射部材８００を備えることにより、第１実施形態で述べたものと同様の理由により、物品５４０の出し入れ等による検出領域５５０内の物体の検出精度が向上されている。
【００９１】
必須ではないが、図２０に示されているように棚板５３０のｙ軸方向の位置は、第１の光学系４０１と、第２の光学系４０２の間とすることが望ましい。第５構成例の測距装置４００は、第１の光学系４０１と、第２の光学系４０２の間が不感領域となるが、この不感領域に棚板５３０を配置することにより、不感領域を実質的に少なくすることができる。
【００９２】
上述の不感領域に棚板５３０を配置する構成は、言い換えると以下のように説明することもできる。図２０において、上から１段目と３段目の陳列部５２０を第１の陳列部と呼び、上から２段目と４段目の陳列部５２０を第２の陳列部と呼ぶ。また、第１の陳列部に対応する開口部５７０を第１の開口部と呼び、第２の陳列部に対応する開口部５７０を第２の開口部と呼ぶ。このとき、図２０に示されるように、第１の光学系４０１から射出される光は、第１の開口部の前面を横切るように配置され、第２の光学系４０２から射出される光は、第２の開口部の前面を横切るように配置される。この場合において、第１の陳列部と第２の陳列部とは、互いに、棚板５３０で区分されており、棚板５３０の位置が第１の光学系４０１と、第２の光学系４０２の間の不感領域に対応している。
【００９３】
なお、本実施形態の物品陳列棚５００に設置される測距装置の一例として第５構成例の測距装置４００を挙げたが他の構成例の測距装置を用いてもよい。
【００９４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第８実施形態として、第２実施形態に対して測距装置の配置を変更した物品陳列棚を説明する。上述の実施形態と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００９５】
図２２は、第３実施形態に係る物品陳列棚５０１の正面模式図である。本実施形態の物品陳列棚５０１は、棚５１１と、棚５１１の周囲に配置された２つの測距装置４００ａ、４００ｃと、２つの反射部材８００とを備える。本実施形態の物品陳列棚５０１においては、測距装置及び反射部材の配置が第２実施形態におけるものと異なる。測距装置４００ａは棚５１１の左側面に配置されている。測距装置４００ｃは棚５１１の上面に配置されている。２つの反射部材８００は棚５１１の右側面及び下面に配置されている。各測距装置４００から射出される光は、陳列部５２１の前面を横切るように通過し、向かい合う反射部材８００により反射される。これにより、陳列部５２１の開口部５７１の前面には測距装置４００による検出領域が形成され、測距装置４００は、物品５４０の出し入れの検出を行うことができる。
【００９６】
また、本実施形態の物品陳列棚５０１においても、第２実施形態と同様に、反射部材８００を備えることにより、物品５４０の出し入れ等による検出領域５５０内の物体の検出精度が向上されている。
【００９７】
また、測距装置４００ａ（第１のセンサ装置）は、ｚ軸方向である第１の方向に光を射出し、測距装置４００ｃ（第２のセンサ装置）はｙ軸方向である第２の方向に光を射出するので、これらは光の射出方向が互いに垂直である。これにより、２方向から顧客５６０が物品５４０の出し入れを行った場所を検出することができ、更に検出精度が向上する。
【００９８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態として、第２実施形態に対して測距装置の配置を変更した物品陳列棚を説明する。上述の実施形態と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【００９９】
図２３は、第４実施形態に係る物品陳列棚５０２の側面模式図である。本実施形態の物品陳列棚５０２は、棚５１１の形状と、第２の光学系４０２の配置が第２実施形態におけるものと異なる。本実施形態の棚５１１は、最下段の棚板５３１が顧客側に突出している。これに対応させるため、最下段に設けられた第２の光学系４０２は、その上段の第１の光学系４０１に対して、角度θをなすように傾けて設けられている。これにより、最下段に設けられた第２の光学系４０２により形成される検出領域５５１は、その上段の第１の光学系４０１により形成される検出領域５５０に対して角度θをなしている。これにより、段ごとに棚板の幅が異なる棚に対しても適切な位置に検出領域を配置させることができる。第２の光学系４０２を傾けて配置する際には、第１の光学系４０１内のセンサユニット１３０の回転軸ｕを中心に第２の光学系４０２を回転させることにより、平行走査が可能な光学配置を維持したまま検出領域を傾けることができる。
【０１００】
なお、角度θの範囲は、例えば、１６０度より大きく１８０度より小さい範囲に設定される。第１の光学系４０１と第２の光学系４０２はｘ方向に縦長な形状であるため、角度θが１６０度以下になると部材同士が干渉する場合があるためである。
【０１０１】
また、本実施形態の物品陳列棚５０２においても、第２実施形態及び第３実施形態と同様に、反射部材８００を備えることにより、物品５４０の出し入れ等による検出領域５５０、５５１内の物体の検出精度が向上されている。
【０１０２】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態として、第６構成例の測距装置３０１を備えた物品陳列棚を説明する。上述の実施形態と共通する要素についての説明は省略又は簡略化する。
【０１０３】
図２４は、第５実施形態に係る物品陳列棚５０３の斜視模式図である。本実施形態の物品陳列棚５０３は、棚５１０、５１２と、２つの測距装置３０１と、２つの反射部材８００とを備える。２つの測距装置３０１は、棚５１０の側面と棚５１２の側面との間に配置されている。また、２つの反射部材８００は、いずれも反射面８００ａが測距装置３０１の側を向くように、棚５１０の他方の側面及び棚５１２の他方の側面に配置されている。第６構成例の測距装置３０１は２方向に光を射出し、検出領域を形成することができるため、測距装置３０１は左右の棚５１０、５１２の両方に対して物品５４０の出し入れの検出を行うことができる。これにより、例えば、第５構成例の測距装置４００を設置した場合と比べ、測距装置の設置個数を削減することができる。なお、本実施形態の物品陳列棚５０３に用いる測距装置は、第４構成例の測距装置３００であってもよい。
【０１０４】
また、本実施形態の物品陳列棚５０３においても、第２実施形態乃至第４実施形態と同様に、反射部材８００を備えることにより、物品５４０の出し入れ等による検出領域５５０内の物体の検出精度が向上されている。
【０１０５】
上述の実施形態において説明した装置は以下の第６実施形態のようにも構成することができる。
【０１０６】
［第６実施形態］
図２５は、第６実施形態に係る物体検出システム９００の概略構成を示すブロック図である。物体検出システム９００は、測距装置９０１と、反射部材９０２とを備える。測距装置９０１は、検出領域を通過するように光を射出するとともに、反射された光を受ける。測距装置９０１は、射出される光の光路を変化させる走査を行うよう構成されている。反射部材９０２は、検出領域を通過した光を測距装置９０１に向けて反射するように走査範囲内に設けられている。
【０１０７】
本実施形態によれば、検出精度が向上された物体検出システム９００が提供される。
【０１０８】
［変形実施形態］
なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明を適用し得る実施形態であると理解されるべきである。
【０１０９】
上述の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１１０】
（付記１）
検出領域を通過するように光を射出するとともに、反射された光を受ける測距装置であって、射出される光の光路を変化させる走査を行うよう構成されている、測距装置と、
前記検出領域を通過した光を前記測距装置に向けて反射するように走査範囲内に設けられた反射部材と、
を備える、物体検出システム。
【０１１１】
（付記２）
前記反射部材からの反射光のうち、前記反射部材から前記測距装置に向かう反射光の強度は、前記反射部材から前記測距装置以外の方向に向かう反射光の強度よりも強い、
付記１に記載の物体検出システム。
【０１１２】
（付記３）
前記反射部材は、再帰性反射材を含む、
付記１又は２に記載の物体検出システム。
【０１１３】
（付記４）
前記反射部材は、鏡面反射材を含む、
付記１乃至３のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【０１１４】
（付記５）
前記反射部材は、第１の部分と、前記第１の部分よりも低い反射率を有する第２の部分とを有する、
付記１乃至４のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【０１１５】
（付記６）
前記第１の部分は、前記走査範囲内において、前記測距装置から射出された光が入射される範囲であり、
前記第２の部分は、前記走査範囲内において、前記測距装置から射出された光が入射されない範囲である、
付記５に記載の物体検出システム。
【０１１６】
（付記７）
前記第２の部分は、前記第１の部分を囲うように配されている、
付記５又は６に記載の物体検出システム。
【０１１７】
（付記８）
前記第１の部分には、再帰性反射材又は鏡面反射材が設けられており、
前記第２の部分には、再帰性反射材及び鏡面反射材がいずれも設けられていない、
付記５乃至７のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【０１１８】
（付記９）
前記第２の部分の基材の表面には、反射率を低減する処理が施されている、
付記５乃至８のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【０１１９】
（付記１０）
前記第２の部分の前記基材の表面は、光吸収材料により覆われている、
付記９に記載の物体検出システム。
【０１２０】
（付記１１）
前記第２の部分の前記基材の表面粗さは、前記第１の部分の基材の表面粗さよりも大きい、
付記９に記載の物体検出システム。
【０１２１】
（付記１２）
前記測距装置は、対象物から反射された光に基づいて距離情報を取得するＬｉＤＡＲ（Light  Detection  and  Ranging）装置である、
付記１乃至１１のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【０１２２】
（付記１３）
付記１乃至１２のいずれか１項に記載の物体検出システムと、
物品を陳列する陳列部と、
を備える、物品陳列棚。
【０１２３】
（付記１４）
前記測距装置は、前記陳列部の第１の側部に配されており、
前記反射部材は、前記第１の側部に対向する前記陳列部の第２の側部に配されている、
付記１３に記載の物品陳列棚。
【０１２４】
この出願は、２０１８年１０月２９日に出願された日本出願特願２０１８−２０２８２９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１２５】
１０：対象物
１００、１０１、１０２、３００、３０１、４００、４００ａ、４００ｃ、９０１：測距装置
１１０：基体
１２０：蓋体
１３０：センサユニット
１４０、３４０、４４０：放物反射鏡
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１６０ａ、３４０ａ、３４０ｂ、３６１ａ、４４０ａ、８００ａ：反射面
１５０：位置調整機構
１５１、１５２、３５１：駆動機構
１６０、１６１、１６２、３６２、３６３、３６４、３６５、４６０：平面反射鏡
１７０：取付部
２００：制御装置
２１０：インターフェース
２２０：制御部
２３０：信号処理部
２４０：記憶部
３６１：対数螺旋反射鏡
４０１：第１の光学系
４０２：第２の光学系
５００、５０１、５０２、５０３：物品陳列棚
５１０、５１１、５１２：棚
５２０、５２１：陳列部
５３０、５３１：棚板
５４０：物品
５５０、５５１、８５０：検出領域
５６０：顧客
５７０、５７１：開口部
８００、９０２：反射部材
９００：物体検出システム
Ｒ１：第１の部分
Ｒ２：第２の部分
【図１】
2020090593.tif 000006
【図２】
2020090593.tif 000007
【図３】
2020090593.tif 000008
【図４】
2020090593.tif 000009
【図５】
2020090593.tif 000010
【図６】
2020090593.tif 000011
【図７】
2020090593.tif 000012
【図８】
2020090593.tif 000013
【図９】
2020090593.tif 000014
【図１０】
2020090593.tif 000015
【図１１】
2020090593.tif 000016
【図１２】
2020090593.tif 000017
【図１３】
2020090593.tif 000018
【図１４】
2020090593.tif 000019
【図１５】
2020090593.tif 000020
【図１６】
2020090593.tif 000021
【図１７】
2020090593.tif 000022
【図１８】
2020090593.tif 000023
【図１９】
2020090593.tif 000024
【図２０】
2020090593.tif 000025
【図２１】
2020090593.tif 000026
【図２２】
2020090593.tif 000027
【図２３】
2020090593.tif 000028
【図２４】
2020090593.tif 000029
【図２５】
2020090593.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月25日(2021.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域を通過するように光を射出するとともに、反射された光を受ける測距装置であって、射出される光の光路を変化させる走査を行うよう構成されている、測距装置と、
前記検出領域を通過した光を前記測距装置に向けて反射するように走査範囲内に設けられた反射部材と、
を備える、物体検出システム。
【請求項２】
前記反射部材からの反射光のうち、前記反射部材から前記測距装置に向かう反射光の強度は、前記反射部材から前記測距装置以外の方向に向かう反射光の強度よりも強い、
請求項１に記載の物体検出システム。
【請求項３】
前記反射部材は、再帰性反射材及び鏡面反射材の少なくとも一方を含む、
請求項１又は２に記載の物体検出システム。
【請求項４】
前記反射部材は、第１の部分と、前記第１の部分よりも低い反射率を有する第２の部分とを有する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項５】
前記第１の部分は、前記走査範囲内において、前記測距装置から射出された光が入射される範囲であり、
前記第２の部分は、前記走査範囲内において、前記測距装置から射出された光が入射されない範囲である、
請求項４に記載の物体検出システム。
【請求項６】
前記第２の部分は、前記第１の部分を囲うように配されている、
請求項４又は５に記載の物体検出システム。
【請求項７】
前記第２の部分の基材の表面には、反射率を低減する処理及び光吸収材料で覆う処理の少なくとも一方が施されている、
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項８】
前記第２の部分の前記基材の表面粗さは、前記第１の部分の基材の表面粗さよりも大きい、
請求項７に記載の物体検出システム。
【請求項９】
前記測距装置は、対象物から反射された光に基づいて距離情報を取得するＬｉＤＡＲ（Light  Detection  and  Ranging）装置である、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の物体検出システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の物体検出システムと、
物品を陳列する陳列部と、
を備え、
前記測距装置は、前記陳列部の第１の側部に配されており、
前記反射部材は、前記第１の側部に対向する前記陳列部の第２の側部に配されている、
物品陳列棚。
【国際調査報告】
2020090593.tif 000031
2020090593.tif 000032
2020090593.tif 000033
2020090593.tif 000034
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