专利名称：光学装置及移动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学装置和搭载有该光学装置的移动装置。
背景技术：
根据对物体的投射光与来自物体的反射光之间的相位差来测定至该物体的距离的光学装置已被提案(例如，参照日本特开2004-257935号公报)。以往，为了进行大范围的物体检知或测距，在投光器前配置柱面透镜，通过提高该透镜的曲率来实现大范围的投光。从高精度测距的观点考虑，激光二极管等的激光光源作为光源被采用。同时，还提案有使图像通过双凸透镜，可以向视听者提供较宽、且明亮的映像的屏幕。
发明内容
然而，随着柱面透镜的曲率的升高，因该透镜要增厚，由此，光学装置的紧凑化较为困难。
因而，本发明将提供一种可以同时实现涉及大范围投光以及紧凑化的光学装置和搭载有该光学装置的移动装置作为要解决的课题。
为解决所述课题的第1发明的光学装置，其特征为，其是具有投光单元和受光单元的光学装置，所述投光单元由经投光器和双凸透镜板以相邻接、且阶层性地被配置的形式构成，该双凸透镜板的一面上形成第1柱面透镜列阵，该双凸透镜板的另一面上形成第2柱面透镜列阵，该第2柱面透镜列阵具有与该第1柱面透镜列阵的母线相正交的母线；所述受光单元具有受光器。所述投光单元和所述受光单元以由所述投光器经所述双凸透镜板投光、并可由所述受光器感知被物体反射的光的方式相互邻接、并构成一体。
根据第1发明的光学装置，经形成于双凸透镜板一面上的第1柱面透镜列阵，能够实现使向与其母线相正交方向的投射光扩散。另外，经形成于双凸透镜板另一面上的第2柱面透镜列阵，能够实现使向与其母线相正交方向的投射光扩散。由于第1柱面透镜列阵和第2柱面透镜列阵各自的母线相正交，投射光经双凸透镜板可以向正交的两个方向(例如，上下方向和左右方向)被大范围地扩散。即使在由投射器投射激光的情况下，也能够防止因激光被大范围分散而使其强度局部性偏置的情况。另外，因激光二极管所输出的光束呈微小的圆锥形，如光损失较多时，则光无法向大范围照射。但是通过采用光损失较小的双凸透镜板，光可以被大范围照射。
另外，双凸透镜板具有与投光器的距离无关而能分散光的特性。由于利用了该特性使投光器和双凸透镜板相邻接、且阶层性地被配置而构成投光单元，由此，在投光方向的方面上，能够实现光学装置的紧凑化。而且，由于投光单元与受光单元相邻接、且构成一体，因此，能够实现提高光学装置的整体紧凑化和维修作业的简单化等的处理的便利性。另外，因为没有必要设置摆动投光器的设备来使光被大范围投射，由此，可以实现空间上的紧凑化。
另外，第2发明的光学装置具有下述特征即，在第1发明的光学装置中，所述投光单元由安装有投光侧控制器的第1电路基板、所述投光器和所述双凸透镜板以相邻接、且阶层性地被配置的形式构成，其中，该投光侧控制器控制该投光器的投光。
根据第2发明的光学装置，除了如上所述的投光器与双凸透镜板相邻接、且阶层性地被配置之外，安装有投光侧控制器的电路基板也邻接于所述投光器及双凸透镜板、且阶层性被配置，以此方式来构成投光单元。由此，可以实现具有投光侧控制器和安装有该投光侧控制器的第1电路基板的光学装置的紧凑化。
并且，第3发明的光学装置具有下述特征即，在第1发明的光学装置中，所述受光单元由安装有受光侧控制器的第2电路基板和所述受光器以相邻接、且阶层性地被配置的方式构成，该受光侧控制器根据由该受光器感知到的光来认知所述物体的存在或测定所述物体的位置。
另外，第4发明的光学装置具有下述特征即，在第2发明的光学装置中，所述受光单元由安装有受光侧控制器的第2电路基板和所述受光器以相邻接、且阶层性地被配置的方式构成；该受光侧控制器根据该受光器感知到的光来认知所述物体的存在或测定所述物体的位置。
根据第3或第4发明的光学装置，安装有受光侧控制器的第2电路基板和受光器以相邻接、且阶层性地被配置的方式构成受光单元。由此，具有受光侧控制器和安装有该受光侧控制器的第2电路基板的光学装置可以实现其紧凑化。
并且，第5发明的光学装置具有下述特征即，在第4发明的光学装置中，所述受光侧控制器根据经通信线与所述投光侧控制器的通信来测定所述物体的位置。
根据第5发明的光学装置，如上所述，因投光单元与受光单元相邻接被配置，投光侧控制器和受光侧控制器之间的距离被缩短。由此，连接投光侧控制器和受光侧控制器的通信线被短缩，抑制该通信线信号中重叠干扰的情况，实现受光侧控制器的物体认知精度或物体位置测定精度的提高。
另外，第6发明的光学装置具有下述特征即，在第1发明的光学装置中，所述受光器朝向第1方向，所述投光单元和所述受光单元在与第1方向正交的第2方向上相互邻接、并构成为一体。
根据第6发明的光学装置，通过下述方式可实现其紧凑化即，受光器的受光方向与投光单元和受光单元的邻接方向为正交的方式配置该两单元。
为解决所述课题的第7发明的移动装置具有以下的特征即，该移动装置是一种搭载有光学装置的、且具有移动功能的移动装置，所述光学装置具有投光单元和受光单元，其中，所述投光单元，其由安装有投光侧控制器的第1电路基板、投光器、双凸透镜板以相邻接、且阶层性地被配置的方式构成；该投光侧控制器控制该投光器的投光；该双凸透镜板的一面上形成有第1柱面透镜列阵，该双凸透镜板的另一面上形成有第2柱面透镜列阵，该第2柱面透镜列阵具有与该第1柱面透镜列阵的母线相正交的母线，所述受光单元，其由安装有受光侧控制器的第2电路基板、所述投光器以相邻接、且阶层性地被配置构成；该受光侧控制器根据由该受光器感知到的光认知物体的存在或测定物体的位置，所述投光单元和所述受光单元以利用所述投光器经所述双凸透镜板投光、且所述受光器可感知到被所述物体反射的光的方式相互邻接且构成一体。
根据第7发明的移动装置，可使所搭载的光学装置(相当于第5发明的光学装置)向例如移动装置的行进方向或前方的大范围照射光。因此，能够使光学装置的受光侧控制器对涉及大范围的物体的有无进行判定，或使其对物体的位置或是距移动装置的距离进行测定。并且，根据该判定结果或测定距离，从避免与物体触碰等观点考虑，可以适当地控制移动装置的动作。例如，可以避免下述等情况即，通过为了避免与物体的触碰而改变了移动装置的行进方向，却又新产生与别的物体相触碰的可能性。同时，通过投光单元和受光单元相邻接并构成一体，可实现光学装置的紧凑化。因而，确保了移动装置的机动性和动作自由度，而且，可以确保移动装置上的光学装置的配线空间和其他器械的搭载空间。
另外，第8发明的移动装置具有下述特征即，在第7发明的移动装置中，将搭载有作为第1光学装置的所述光学装置的所述移动装置作为第1移动装置，并在有第2移动装置存在的空间中移动，该第2移动装置搭载有作为第2光学装置的所述光学装置，所述第1光学装置的所述受光侧控制器对所述第2光学装置的所述投光器发光的停止期间进行认知，并且，在该期间内，根据由所述第1光学装置的所述受光器感知到的光来认知所述物体的存在或测定所述物体的位置。
并且，第9发明的移动装置具有下述特征即，在第8发明的移动装置中还具有一种控制系统，该控制系统控制所述第1光学装置的受光器的朝向以离开所述第2光学装置的所述投光器的光照射范围。
根据第8发明和第9发明，避免了由搭载在其他移动装置(第2移动装置)上的第2光学装置的投光器发出的光被搭载在该移动装置(第1移动装置)上的第1光学装置的受光器所感知的情况。因此，避免了因来自第2光学装置的投光器的投光而使得第1光学装置的受光侧控制器的物体位置测定精度降低的情况。所以，从避免与该物体触碰等观点考虑，根据第1光学装置的受光侧控制器的物体位置测定结果，可适当控制第1移动装置的动作。
另外，第10发明的移动装置具有下述特征即，在第8发明的移动装置中，所述第1光学装置的所述投光侧控制器对所述第2光学装置的所述受光器感知到光的期间进行认知，并错开该期间使所述第1光学装置的所述投光器发出光。
并且，第11发明的移动装置具有下述特征即，在第8发明移动装置中还具有一种控制系统，该控制系统对由所述第1光学装置的所述投光器所发出的光被所述第2光学装置的所述受光器所感知的范围进行认知，并控制该投光器的朝向以使在该范围内不被该投光器的光所照射。
根据第10发明和第11发明的移动装置，避免了由搭载在该移动装置(第1移动装置)上的第1光学装置的投光器所发出的光被搭载在其他移动装置(第2移动装置)上的第2光学装置的受光器所感知的情况。因此，避免了因来自第1光学装置的投光器的投光而使第2光学装置的受光侧控制器的物体位置测定精度降低的情况。所以，从避免与该物体触碰等观点考虑，根据第2光学装置的受光侧控制器的物体位置测定结果，可适当控制第2移动装置的动作。
另外，第12发明的移动装置具有下述特征即，在第7发明的移动装置中，所述光学装置被搭载于头部，并且，该移动装置是利用多个腿部而可移动的腿式移动机器人。
根据第12发明的移动装置、即腿式移动机器人，在光学装置被搭载在比机器人身体部分中的腿部等要高的头部上时，可以以较高的视点为基准，对大范围的物体的有无进行判定。另外，通过实现被搭载于机器人头部的光学装置的紧凑化，可以充分地确保位于头部的光学装置的配线空间和其他器械的搭载空间。而且，由于头部的紧凑化而实现了其轻量化，因此而降低了机器人的重心位置，在机器人通过其腿部动作进行行走或跑动时，可容易地实现其姿势稳定化。并且，由于头部的轻量化，能够避免在头部相对于基体(身体部)可动的情况下、因头部的动作而使机器人姿势不稳定(摇晃)的现象。即，在实现机器人姿势稳定化的同时，能够使搭载有光学装置的机器人头部活动而改变投光范围。而且，按照该投光范围的物体的测定位置等，从避免与物体触碰等观点考虑，可使机器人进行适当地行走或跑动。
另外，第13发明的移动装置具有下述特征即，第7发明的移动装置为所述光学装置的所述投光器及所述受光器朝向行走方向的机动车。
根据第13发明的移动装置、即车辆，有效地利用搭载有多个电子器械的车辆的有限空间可以将光学装置搭载于车体之上。
图1表示本发明的光学装置的结构示意图。
图2表示图1中所示的光学装置的剖面图。
图3表示双凸透镜板的结构示意图。
图4表示搭载有本发明光学装置的机器人的结构示意图。
图5表示搭载有本发明光学装置的机器人的结构示意图。
图6表示本发明的光学装置以及机器人的功能说明。
图7(a)、(b)、(c)表示本发明的光学装置以及机器人的功能说明。
图8表示本发明的光学装置以及机器人的功能说明。
图9表示本发明的光学装置以及移动装置的其他结构示意图。
图10(a)、(b)表示本发明的光学装置结构示意图以及搭载于移动装置的示意图。
图11(a)、(b)表示图10所示光学装置的剖面图。
具体实施例方式
参照附图对本发明的光学装置以及移动装置各自的实施方式进行说明。首先，对本发明的光学装置以及搭载有该光学装置的移动装置的结构进行说明。
图1和图2中所示的光学装置100具有外盒102、投光单元110和受光单元120。
投光单元110，由双凸透镜板112、投光器(光源)114和安装有投光侧控制器116的电路基板118按顺序以相邻接、且阶层性地被配置的形式构成，所述投光器114被配置于设置在散热器113上的开口部的内部。双凸透镜板112、散热器113以及电路基板118呈大致矩形状，并由穿透其四角的螺栓及螺合该螺栓的螺帽固定成一体。
如图3所示，双凸透镜板112的一面上形成有第1柱面透镜列阵A1，其另一面上形成第2柱面透镜列阵A2，该第2柱面透镜列阵A2具有与第1柱面透镜列阵A1的母线相正交的母线。另外，如图1所示，双凸透镜板112为中央部设有圆形状的孔的矩形板状，并如图2所示，其构成于外盒102的前壁。另外，双凸透镜板112可以由1枚薄板形成，也可以是将仅单面形成有柱面透镜列阵的2枚薄板叠合而成。而且，还可以在构成双凸透镜板112的2枚薄板间设置遮光部件。在散热器113处形成有沿定向延伸的多条线状沟槽。如图1所示，投光器114为以包围双凸透镜板112中央部的孔的方式被配置。投光器控制器116由CPU、ROM、RAM、I/O等构成，通过控制由电源(图示省略)向投光器的供给的电力，而控制由投光器114所投射的光的强度等。
受光单元120由受光镜片122、受光器124和安装有受光侧控制器126的电路基板128按顺序相邻接、且阶层性地被配置的形式构成。如图1所示，受光镜片122以从设置在双凸透镜板112中央部的孔中可观看的方式被设置。受光侧控制器126由CPU、ROM、RAM、I/O等构成，并通过通信线106与投光侧控制器116相连。受光侧控制器126测定根据与投光侧控制器116的通信而由投光器114发出的光和通过受光器124的各个像素而被接收到的光(物体的反射光)的相位差，并根据该相位差测定物体的位置或是至物体的距离。关于利用了相位差的测距方法，因在所述日本特开2004-257935号公报里有所记载，在本申请的说明书中省略其详细说明。
投光单元110和受光单元120以下述方式互相邻接、并构成一体，该方式为即，由投光器114经双凸透镜板112进行投光、并由受光器124可感知到被物体所反射的光。受光器124朝向第1方向(图2中的右方向)，投光单元110和受光单元120在与第1方向相正交的第2方向上相互邻接、且构成一体。
如图1和图2所示的光学装置100，其被搭载在示于图4的腿式移动机器人(移动装置)R之上。机器人R与人类相同，其具有基体P0、被配置在基体P0上面的头部P1、从基体P0的上部两侧延伸设置的左右臂部P2、设置于左右臂部P2各自前端部的手部P4、从基体P0的下部向下被延伸设置的左右腿部P3、设置于左右腿部P3各自的下端的腿部P5、控制机器人动作的控制系统200。光学装置100被搭载在头部P1处。机器人R通过下述方式可以进行绕各关节的运动，该方式为即，机器人R使由电池供电的操作机构(电动马达)202动作，该力借助于由绳索、滑轮、减速机构等构成的力传递机构而被传递至连杆。
基体P0由上下连接的基体上部及基体下部构成，并且可以绕横摆轴相互转动。头部P1相对于基体P0可以绕横摆轴摆动等各种动作。头部P1具有保护光学装置100等和搭载在头部P1处的器械等的遮盖物P12。遮盖物P12对由投光器114发射、由受光器124感知的光具有穿透性。为了避免损害机器人R的亲和性(不会给周围人群以不协调感的性质)的情况，遮盖物P12被做成从外侧不易看到包括光学装置100的头部P1的内部结构。
臂部P2具有第1臂连杆P21和第2臂连杆P22。基体P0和第1臂连杆P21经肩关节J21被连结，第1臂连杆P21与第2臂连杆P22经肘关节J22被连结，第2臂连杆P22和手部P4经手腕关节J23被连结。肩关节J21具有摇摆、仰俯以及绕横摆轴转动的自由度，肘关节J22具有绕仰俯轴转动的自由度，手腕关节J23具有摇摆、仰俯以及绕横摆轴转动的自由度。
腿部P3具有第1腿连杆P31和第2腿连杆P32。基体P0与第1腿连杆P31经股关节J31被连结，第1腿连杆P31和第2腿连杆P32经膝关节J32被连结，第2腿连杆P32和腿部P5经脚腕关节J33被连结。股关节J31具有绕前后、左右以及横摆轴转动的自由度，膝关节J32具有绕左右轴转动的自由度，脚腕关节J33具有绕前后、左右轴转动的自由度。
机器人R的控制系统200由电子计算机(由CPU、ROM、RAM、I/O等构成)构成，并如图5所示，具有行为计划部210和动作控制部220。
根据由光学装置100的受光侧控制器126按所述方式测定相对于机器人R的物体位置，行为计划部210设定适当的动作(行为计划)，以避免机器人R和该物体的碰撞。
动作控制部220具有臂部动作控制部221、腿部动作控制部222和头部动作控制部223。臂部动作控制部221服从行为计划部210所设定的行为计划，并通过控制操作机构202的动作来控制臂部P2的动作，其中，该操作机构202将力作用于第1臂连杆P21或第2臂连杆P22；腿部动作控制部222服从行为计划部210设定的行为计划，并通过控制操作机构202的动作来控制腿部P3的动作，其中，该操作机构202将力作用于第1腿连杆P31或第2腿连杆P32；头部动作控制部223服从行为计划部210设定的行为计划，并通过控制操作机构202的动作来控制头部P1的动作，其中，该操作机构202将力作用于头部P1。
接着，关于具有所述构成的光学装置100以及机器人R的功能进行说明。
根据光学装置100，如图6所示，由投光器114发出的光，通过形成于双凸透镜板112一面的第1柱面透镜列阵A1，并以与其母线相正交的方向被扩散。同样，可以实现通过形成于双凸透镜板112另一面的第2柱面透镜列阵A2，并以与其母线相正交的方向上的光扩散。由于第1柱面透镜列阵A1和第2柱面透镜列阵A2各自的母线相正交，利用双凸透镜板112，可使得在机器人R前方的上下方向以及左右方向的大范围被光所照射。即使在由投光器114投射出激光的情况下，由于激光被大范围分散，也可以防止其强度的局部性偏置现象。
另外，双凸透镜板112具有与投光器114的距离无关而能分散光的特性。利用该特性，投光器114与双凸透镜板112以阶层性地靠近的形式被配置构成投光单元110(参照图2)。并且，除了投光器114与双凸透镜板112以相邻接、且阶层性地被配置之外，安装有投光侧控制器116的电路基板118也被阶层性地配置而构成投光单元110(参照图2)。由此，在投光方面实现了光学装置100的紧凑化。
而且，由于多个投光器114与受光器124相邻接并构成一体，由此，实现了光学装置100全体的紧凑化以及维修作业的简易化等处理方便性的提高(参照图1至图3)。
并且，安装有受光侧控制器126的电路基板128、受光器124和和受光镜片122以相邻接、且阶层性地被配置的形式构成受光单元120(参照图2)。因此，与邻接于受光单元120被配置的投光单元110一起，实现了光学装置100的紧凑化。另外，由于投光器114的光轴和受光器124的光轴以同轴的方式被配置，可以避免作为测定物体x的位置的基础的相位差包含由于光器114的光轴和受光器124的光轴相互倾斜而造成的偏差量。
还有，因投光单元110与受光单元120相邻接而配置，可使得被安装在构成投光单元110的电路基板118处的投光侧控制器116、与被装置在构成受光单元120的电路基板128处的受光侧控制器126之间的距离被缩短。由此，连接投光侧控制器116和受光侧控制器126的通信线106被缩短，抑制了通信线106的信号重叠干扰的情况，实现了物体的位置测定精度的提高。
例如，如图7(a)所示，考虑在移动中的机器人R前方有物体(障碍物)x的状态。在该状态下，由光学装置100发出的光的投射范围为如图8中的虚线所表示的那样、在机器人R前方向左右方向扩散。同时，该投光范围在机器人R前方也向上下方向扩散。即，通过将光学装置100搭载在比机器人R身体部分的腿部P3等要高的头部P1处，以较高的视点为基准，可对上下方向上的大范围内有无物体进行判定。在这种状态下，光学装置100的受光侧控制器126判定在投光范围内有物体x存在，并将投光范围大致中央的位置作为物体x的位置进行测定。
按照该判定结果及测定结果，行为计划部210计划使头部P1向左摆动的行为。该行为的目的在于根据受光侧控制器126的判定结果及测定结果，由于机器人R有可能触碰到物体X，因而摸索为避免该触碰的行为。并且，服从该行为计划，如图7(b)所示，头部动作控制部223使机器人R的头部P1朝向左边。由此，光学装置100的投光范围如图8中实线所示那样，与先前的投光范围(虚线)相比要偏向于左侧。并且，光学装置100的受光侧控制器126判定在投光范围内只有物体x存在，将靠投光范围右端的位置作为物体x的位置进行测定。
按照该判定结果及测定结果，行为计划部210计划机器人R一边将行进方向改为往左、一边移动的行为。因为其可以进行以下的判断即，根据受光侧控制器126的判定结果及测定结果，当将行进方向改为向左的情况时，可以避免与物体x的触碰，并且不会有与其他物体相触碰的可能。并且，服从该行为计划，通过主要是腿部动作控制部222控制腿部P3的动作，如图7(c)所示，机器人R一边将行进方向改为往左、一边移动。
由于因头部P1的紧凑化而实现了轻量化，由此，降低或者维持了机器人R的重心位置，可容易地实现机器人R通过该腿部P3的动作进行行走或者跑动时的姿势稳定化。而且，通过头部P1的轻量化，可以避免因头部P1的活动而使机器人R的姿势变得不稳定(摇晃)的情况。换而言之，在实现机器人R的姿势稳定化的同时，能够使搭载有光学装置100的机器人R的头部P1活动而改变投光范围(参照图8)。并且，按照该投光范围内的物体x的位置测定结果，从避免与物体x的触碰的观点来考虑，可以使机器人R进行适当的行走或跑动(参照图7(a)、图7(b)、图7(c))。
另外，如前所述，由于搭载在机器人R的头部P1的光学装置100的紧凑化，可充分确保头部P1处光学装置100的配线空间和其他器械的搭载空间。
虽然在上述实施方式中，光学装置1被搭载在机器人R的头部P1，但是作为其他的实施方式，还可搭载在机器人R的基体P0等别的地方。
而且，如图9所示，光学装置100还可以使投光器114及受光器124朝向车辆V的前方(车辆的行进方向)的方式被搭载。通过该结构，根据涉及大范围物体的有无的判定结果或是相对于车辆V的物体的测定位置，可以对车辆V的动作进行适当地控制。另外，由于如前所述实现了光学装置100的紧凑化，可以确保车辆V的其他器械的搭载空间。
在所述实施方式中，多个投光器114虽然以包围受光单元120的方式被配置，作为其他的实施方式，可以在受光器单元120的侧部配置一个或多个投光器114等，还可以对投光器114的个数及相对于受光单元120(或受光器124)的配置进行适当的变更。
另外，搭载了光学装置(第1光学装置)100的机器人R等的第1移动装置有时会在有其他机器人R等第2移动装置存在的空间移动，且该其他机器人R等也同样搭载了光学装置(第2光学装置)100。
在该情况下，例如通过第1移动装置以及第2移动装置间的通信，第1光学装置的受光侧控制器126对第2光学装置的投光器114的发光停止时的期间进行认知，并且，还可以在该期间依据由第1光学装置的受光器124所感知到的光来测定物体x的位置。而且，通过与第2移动装置的控制系统200的通信等，第1移动装置的控制系统200还可以认知由第2光学装置的投光器114投出的光的照射范围，并通过使操作机构202动作控制头部P1的朝向来控制第1光学装置的受光器124的朝向以便离开该照射范围。
通过该构成的移动装置，可以避免以下的情况，即，由搭载于其他移动装置(第2移动装置)上的第2光学装置的投光器114发出的光，被搭载于该移动装置(第1移动装置)上的第1光学装置的受光器124所感知。因此，可以避免因第2光学装置的投光器114的投光、使得第1光学装置的受光侧控制器126的物体x的位置测定精度降低的现象。因而，根据由第1光学装置的受光侧控制器126测得的物体x位置的测定结果，从避免与该物体触碰等的观点考虑，第1移动装置的动作可以被适当地控制(参照图7(a)至(c))。
而且，在上述情况下，也可以例如通过第1移动装置与第2移动装置间的通信，第1光学装置的投光侧控制器116对由第2光学装置的受光器124感知到光的期间进行认知，并错开该期间使第1光学装置的投光器114发射光。并且，第1移动装置的控制系统200还可以通过与第2移动装置的控制系统200间的通信等，来认知第1光学装置的投光器114所发出的光被第2光学装置的受光器124所感知的范围，并控制操作机构202的动作来控制头部P1的朝向，从而控制该投光器114的朝向以使该范围不会被该投光器114所投出的光所照射。
通过该构成的移动装置，可以避免搭载在该移动装置(第1移动装置)上的第1光学装置的投光器114所发出的光、被搭载在其他移动装置(第2移动装置)上的第2光学装置的受光器124所感知的情况。由此，可以避免由于第1光学装置的投光器114的投光，使得第2光学装置的受光侧控制器126的物体x的位置测定精度降低的情况。因此，根据第2光学装置的受光侧控制器126的物体x位置的测定结果，从避免与该物体x触碰等的观点考虑，第2移动装置的动作可以被适当地控制(参照图7(a)至(c))。
如图4或图9所示，在上述实施方式中，在移动装置上虽搭载了一个光学装置100，作为其他的实施方式，还可以在移动装置上搭载多个光学装置100。由此，当一个光学装置100的功能降低时，可以替代性地使用其他光学装置100。
例如，如图10(a)以及图10(b)分别所示的那样，从机器人R的正面看，一对光学装置100还可以以在横向上被排列的方式配置于机器人R的头部P1上。根据图10(a)以及图11(a)中所示的光学装置100，双凸透镜板112形成环状，中央被配置有受光器124，多个投光器114沿双凸透镜板112的形状、并以包围受光器124的方式被环形配置。根据图10(b)以及图11(b)中所示的光学装置100，在双凸透镜板(112)下部的开口部配置有受光器124，多个投光器114在双凸透镜板112的上部被配置成横向2列。
由于被以该方式配置的一对光学装置100越过遮盖物P12看上去有如人的左右眼，能够使周围的人群感受到在有人群存在的空间中的机器人的亲和性。而且，由于从投光器114照射出可见光，根据图10(a)所示的机器人R，多个投光器114看上去有如人的眼轮廓；根据图10(b)所示的机器人R，受光器124看上去有如人的眼睛、多个投光器114看上去有如人的眉毛。因此，能够使周围的人群更强烈地感受到机器人R对于环境的亲和性。
权利要求
1.一种光学装置，其具有投光单元和受光单元，其特征在于，所述投光单元由投光器和双凸透镜板以相邻接、且阶层性地被配置的形式构成，该双凸透镜板的一面上形成第1柱面透镜列阵，该双凸透镜板的另一面上形成第2柱面透镜列阵，该第2柱面透镜列阵具有与该第1柱面透镜列阵的母线相正交的母线，所述受光单元具有受光器，所述投光单元和所述受光单元以由所述投光器经所述双凸透镜板投光、且所述受光器可感知被物体反射的光的方式相互邻接、并构成一体。
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述投光单元由安装有投光侧控制器的第1电路基板、所述投光器和所述双凸透镜板以相邻接、且阶层性地被配置的形式构成，该投光侧控制器控制该投光器的投光。
3.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述受光单元由安装有受光侧控制器的第2电路基板和所述受光器以相邻接、且阶层性地被配置的方式构成，该受光侧控制器根据由该受光器感知到的光来认知所述物体的存在或测定所述物体的位置。
4.如权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述受光单元由安装有受光侧控制器的第2电路基板和所述受光器以相邻接、且阶层性地被配置的方式构成，该受光侧控制器根据该受光器感知到的光来认知所述物体的存在或测定所述物体的位置。
5.如权利要求4所述的光学装置，其特征在于，所述受光侧控制器根据经通信线与所述投光侧控制器的通信来测定所述物体的位置。
6.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，所述受光器朝向第1方向，所述投光单元与所述受光单元在与第1方向正交的第2方向上相互邻接、并构成为一体。
7.一种搭载有光学装置、并具有移动功能的移动装置，其特征在于，所述光学装置具有投光单元和受光单元，其中，所述投光单元，其由安装有投光侧控制器的第1电路基板、投光器和双凸透镜板以相邻接、且阶层性地被配置的方式构成，该投光侧控制器控制该投光器的投光；该双凸透镜板的一面上形成有第1柱面透镜列阵，该双凸透镜板的另一面上形成有第2柱面透镜列阵，该第2柱面透镜列阵具有与该第1柱面透镜列阵的母线相正交的母线。所述受光单元，其由安装有受光侧控制器的第2电路基板和受光器以相邻接、且阶层性地被配置而构成；该受光侧控制器根据由该受光器感知到的光认知物体的存在或测定物体的位置，所述投光单元和所述受光单元以由所述投光器经所述双凸透镜板投光、且所述受光器感知被所述物体反射的光的方式相互邻接且构成一体。
8.如权利要求7所述的移动装置，其特征在于，所述移动装置将搭载有作为第1光学装置的所述光学装置作为第1移动装置，并在有第2移动装置存在的空间中移动，该第2移动装置搭载有作为第2光学装置的所述光学装置，所述第1光学装置的所述受光侧控制器对所述第2光学装置的所述投光器的发光的停止期间进行认知，并且，在该期间内，根据由所述第1光学装置的所述受光器感知到的光来认知所述物体的存在或测定所述物体的位置。
9.如权利要求8所述的移动装置，其特征在于，还具有一种控制系统，该控制系统控制所述第1光学装置的受光器的朝向以离开所述第2光学装置的所述投光器的光照射范围。
10.如权利要求8所述的移动装置，其特征在于，所述第1光学装置的所述投光侧控制器对由所述第2光学装置的所述受光器感知到光的期间进行认知，并错开该期间使所述第1光学装置的所述投光器发出光。
11.如权利要求8所述的移动装置，其特征在于，还具有一种控制系统，该控制系统对由所述第1光学装置的所述投光器所发出的光被所述第2光学装置的所述受光器所感知的范围进行认知，并控制该投光器的朝向以使在该范围内不被该投光器的光所照射。
12.如权利要求7所述的移动装置，其特征在于，在头部搭载有所述光学装置，并且，该移动装置是利用多个腿部而可移动的腿式移动机器人。
13.如权利要求7所述的移动装置，其特征在于，其为所述光学装置的所述投光器以及所述受光器朝向行走方向的机动车。
全文摘要
提供一种可以同时实现涉及大范围投光以及紧凑化的光学装置和搭载有该光学装置的移动装置。本发明的光学装置(100)具有投光单元(110)和受光单元(120)。投光单元(110)由经投光器(114)和双凸透镜板(112)以阶层性地被配置的形式构成，该双凸透镜板(112)的各面上形成有母线相互正交的第1柱面透镜列阵和第2柱面透镜列阵；受光单元(120)具有受光器(124)。该两单元(110)和(120)以由所述投光器(114)经双凸透镜板(112)投光、且受光器(124)可感知到被物体反射的光的方式相互邻接、并构成一体。
文档编号G01S7/481GK101086531SQ20071010828
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月7日 优先权日2006年6月7日
发明者坂上义秋, 西村要一, 门胁健司 申请人:本田技研工业株式会社, 有机光学株式会社