JP2017134697A - 床面を移動する移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物検知をより確実に行うことが可能な床面を移動する移動体を提供する。【解決手段】発光素子５２と、受光素子５３と、を筐体内に配した前方用測距センサ８を備え、床面を移動する移動体において、発光素子５２が受光素子５３より下側に位置するように、前方用測距センサ８が取付けられ、移動体が床面に設置された際、発光素子５２の主方向が水平又は上向きである構成とすることにより、姿見等、鏡面反射する面５８ｓを備える障害物の検知を効果的に行うことができる。【選択図】図５

Description

本発明は、床面を移動する移動体に関する。

自律的に移動する移動体として、例えば、室内の床面を掃除する自律走行型掃除機が知られている。自律走行型掃除機は、付近の障害物の有無や、障害物との距離を感知するセンサを備えている場合がある。特許文献１は、赤外線を放出する発光素子５２、この赤外線が直進するように収束させる投光レンズ、赤外線を収束する受光レンズ、及び受光レンズで収束した赤外線が結像する受光素子５５を備え、発光素子５２が受光素子５５より上側に位置する位置感知装置５１を開示している（００２３，図３等）。位置感知装置５１は、斜め下向きに取付けられている。

特開２００６−３００９２７号公報

特許文献１の構成では、赤外線が床面に反射した場合に、付近に障害物等が存在するとセンサが誤検出することを抑制すべく、例えば誤信号処理を行うことが望まれる（００４０−００４５等）。障害物検知のためにこのような処理が望まれることになると、センサが何らかの信号を検出した後、実際に移動体をどのように駆動させるか決定するまでに幾らかの時間が必要となる。このため、移動体の速度を抑えたり、より高性能な演算器を導入する等する必要がある。

また、自律走行型掃除機が移動する床面には、例えば姿見等、光を鏡面反射する物体が設置されていることがある。鏡面反射は拡散反射に比して光の反射角度範囲が小さいため、センサが発した赤外線等の光が当たったとしても、センサの受光素子に入射（反射）し難い。このため、鏡面反射を生じる障害物をより確実に検知可能な構成が望まれる。

上記事情に鑑みてなされた第１の本発明は、発光素子と、受光素子と、を筐体内に配したセンサを備え、床面を移動する移動体であって、前記発光素子が前記受光素子より下側に位置するように、前記センサが取付けられ、当該移動体が床面に設置された際、前記発光素子の主方向が水平又は上向きであることを特徴とする。

また、上記事情に鑑みてなされた第２の本発明は、発光素子と、受光素子と、を筐体内に配したセンサを備え、床面を移動する移動体であって、前記発光素子と前記受光素子とが略同じ高さに位置するように、前記センサが取付けられ、前記発光素子の主方向は、当該移動体が床面に設置された際、水平又は下向きであることを特徴とする。

本発明に依れば、障害物検知をより確実に行うことが可能な床面を移動する移動体を提供できる。

実施形態１に係る自律走行型掃除機を左前方から見た斜視図。 実施形態１に係る自律走行型掃除機の下面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 実施形態１に係る自律走行型掃除機のケースを外した内部構成を示す斜視図。 図５ａ−図５ｄ：実施形態１に係る位置検出素子を用いた測距センサを採用した自律走行型掃除機により姿見の検知を試みる場面を示した図。図５ａ，図５ｂ：姿見の鏡面反射を生じる側の面が位置検出素子を用いた測距センサに対向している場合を示す図。図５ｃ，図５ｄ：姿見の拡散反射を生じる側の面が位置検出素子を用いた測距センサに対向している場合を示す図。 図６ａ−図６ｄ：実施形態２に係る位置検出素子を用いた測距センサを採用した自律走行型掃除機により姿見の検知を試みる場面を示した図。図６ａ，図６ｂ：姿見の鏡面反射を生じる側の面が位置検出素子を用いた測距センサに対向している場合を示す図。図６ｃ，図６ｄ：姿見の拡散反射を生じる側の面が位置検出素子を用いた測距センサに対向している場合を示す図。 図７ａ−図７ｄ：比較例に係る自律走行型掃除機に取り付けられた測距センサを用いた場合に姿見の検知を試みる場面を示した図。図７ａ，図７ｂ：姿見の鏡面反射を生じる側の面が測距センサに対向している場合を示す図。図７ｃ，図７ｄ：姿見の拡散反射を生じる側の面が測距センサに対向している場合を示す図。 図８ａ，図８ｂ：実施形態３に係る自律走行型掃除機に取り付けられた前方用測距センサを用いた場合に姿見の鏡面反射側の面の検知を試みる場面を示した図。図８ａ：姿見が床面に対して略垂直である場合を示す図。図８ｂ：姿見が床面に対して上向きである場合を示す図。 実施形態４に係る前方測距センサ８の斜視図。 図１０ａ，図１０ｂ：実施形態４に係る自律走行型掃除機に取り付けられた前方用測距センサを用いた場合に、床面に対して上向きに設けられた姿見の鏡面反射側の面の検知を試みる場面を示した図。図１０ａ：側面図。図１０ｂ：上面図。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、また、同様の説明は繰り返さない。
本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、或る構成要素が他の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。

［実施形態１］
本実施形態は、障害物を検知可能で床面を移動する移動体の一例として、センサを搭載し、駆動輪によって床面に沿って移動する自律走行型掃除機Ｓを挙げて説明する。移動体は、必ずしも駆動輪によって移動することが必須ではなく、例えば、クローラ、一足若しくは二足以上の足による歩行、又は、例えば床面付近の飛行、によって移動する移動体でも良い。

＜自律走行型掃除機Ｓ＞
（概要）
図１は本実施形態に係る自律走行型掃除機Ｓを左前方から見た斜視図、図２は自律走行型掃除機Ｓの下面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は自律走行型掃除機Ｓの上側ケース１ｕを外した内部構成を示す斜視図である。なお、図４は、集塵ケース１２を外した状態を示している。

自律走行型掃除機Ｓは、外殻を構成するケース１（上側ケース１ｕ、下側ケース１ｓ）を有し、その内部に各種のセンサを備えている。自律走行型掃除機Ｓは、下側ケース１ｓ側に設けられた駆動輪２，３が床面Ｙに接地し、車輪ユニット２０，３０が駆動輪２，３を回転させることで、前後方向に移動可能である。自律走行型掃除機Ｓが進行する向きのうち、サイドブラシ７を設けた側を前方とする。また、鉛直上向きを上方、駆動輪２，３が対向する方向であって駆動輪２側を左方、駆動輪３側を右方とする。すなわち図１等に示すように前後、上下、左右方向を定義する。

自律走行型掃除機Ｓは、下ケース１ｓ側に、一対の駆動輪２，３の他、補助輪４、回転ブラシ５、サイドブラシ７、床面用測距センサ１６を備えている。自律走行型掃除機Ｓは、モータにより回転力を受けて回転する駆動輪２，３の他、従動する補助輪４により自律的に移動する。自律走行型掃除機Ｓは、駆動輪２，３の回転速度を互いに異なる値にしたり、回転の向きを同じ又は逆にしたりすることで、前進、後進、左右旋回、超信地旋回等が可能である。

自律走行型掃除機Ｓは、上側ケース１ｕ及び下側ケース１ｓの間、すなわち側面に、前方用測距センサ８を備えている。前方用測距センサ８は、自律走行型掃除機Ｓの前側に１つ又は２つ以上設けることができる。本実施形態の自律走行型掃除機Ｓは、前方用測距センサ８として、正面側に存在する障害物の有無又は障害物までの距離を検知する正面測距センサ８ａ、側面側に存在する障害物の有無又は障害物までの距離を検知する側方測距センサ８ｂ，８ｃ、正面側及び側面側の間、すなわち斜前方に存在する障害物の有無又は障害物までの距離を検知する斜前方測距センサ８ｄ，８ｅを有する。これら前方用測距センサ８は、例えば赤外線や可視光といった光を利用してセンシングを行うことができる。光は、自律走行型掃除機Ｓの前方側面に設けられた窓６を介してケース１内外を通過できる。前方用測距センサ８の詳細は後述する。なお、窓６は、自律走行型掃除機Ｓの側面のバンパ１ｂに設けられている。

床面用測距センサ１６は、床面までの距離を計測する赤外線を用いた測距センサにすることができ、下ケース１ｓの下面に、下側を向く状態で１つ以上設けることができる。本実施形態の自律走行型掃除機Ｓは、下ケース１ｓの下面の前後左右それぞれに、床面用測距センサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを有している。床面用測距センサ１６が例えば３０ｍｍ程度以上の段差を検知した場合、制御装置１０は駆動輪２，３を制御して自律走行型掃除機Ｓを後退等させることができる。このように床面用測距センサ１６によって階段等の大きな段差を検知することで、自律走行型掃除機Ｓの落下を抑制できる。

（集塵）
図３等に示すように、自律走行型掃除機Ｓは、下ケース１ｓ側に回転ブラシ５及びサイドブラシ７を備え、また、ケース１内部に充電池９、制御装置１０（制御基板）、吸引ファン１１、及び集塵ケース１２を備えている。

充電池９からの電力は、前方用測距センサ８、バンパセンサ１５、床面用測距センサ１６、制御装置１０、駆動輪２，３や各種ブラシ５，７を駆動するモータ、及び吸引ファン１１等に供給される。

回転ブラシ５は、床面Ｙに存在する塵埃を掻込み、ケース１内の集塵ケース１２に向かって送り込むことができる。サイドブラシ７は、床面Ｙに存在する塵埃を後方に向かって弾き飛ばすことができる。回転ブラシ５は、サイドブラシ７より後方に位置しており、サイドブラシ７が弾き飛ばした塵埃を掻き込みやすい。

集塵ケース１２は、回転ブラシ５の上方に位置する吸口１４に繋がる吸込み口１２ｉを有している。また、集塵ケース１２は、吸込み口１２ｉとは別の開口を有しており、ここには集塵フィルタ１３が取り付けられている。集塵フィルタ１３は、塵埃が集塵ケース１２内から漏れることを抑制する。

吸引ファン１１は、上ケース１ｕと下ケース１ｓの間で、前後方向及び左右方向について自律走行型掃除機Ｓの中心付近に配置されている。吸引ファン１１が駆動すると、床面Ｙから吸口１４を介して空気を集塵ケース１２内に吸い込み、排気口１ｓ５から外部に排出する流れを生成できる。空気とともに塵埃が集塵ケース１２内に送り込まれ、塵埃は、集塵フィルタ１３を通過できずに集塵ケース内に貯留される。空気は、吸口１４から下流側に向かって順に、吸込み口１２ｉ、集塵ケース１２、集塵フィルタ１３、吸引ファン１１、図２等に例示する排気口１ｓ５を流れる。排気口１ｓ５は、前後方向について吸引ファン１１の範囲内、左右方向について駆動輪２，３の内側に設けることができる。これにより、吸引ファン１１から排気口１ｓ５までの流路を短くできる。なお、吸口１４は、床面上の塵埃を掻き込む回転ブラシ５の上方後側に設けられている。回転ブラシ５は、回転ブラシモータ５ｍから回転力を受ける。

（障害物衝突の検知）
自律走行型掃除機Ｓの側面のうち、前方側はバンパ１ｂであり、後方に可動である。バンパ１ｂは、左右一対のバンパばね（図示省略）によって外向きに付勢されている。自律走行型掃除機Ｓが後方に力を受けてバンパ１ｂが後方に移動すると、バンパセンサ１５がこれを検知する。バンパセンサ１５としては、例えばフォトカプラを用いることができる。バンパ１ｂに障害物が接触した場合、バンパ１ｂの後退でセンサ光が遮られる。この変化に応じた検知信号が制御装置１０に出力される。
なお、自律走行型掃除機Ｓは、制御装置１０により統括的に制御される。

（床面用測距センサ１６）
下ケース１ｓの駆動輪２，３の前方には、床面用測距センサ１６ｂ，１６ｃが設けられている。また、下ケース１ｓの補助輪４の前方、回転ブラシ５の後方にも、それぞれ床面用測距センサ１６ａ，１６ｄが設けられている。床面用測距センサ１６は、自身の下方の所定距離内に物（例えば床面Ｙ）が存在するか否かを検知する。これは、床面用測距センサ１６ｂ，１６ｃを例示して説明すると、床面用測距センサ１６ｂ，１６ｃの発光素子１８に赤外線を出射させ、物で反射した赤外線を床面用測距センサ１６ｂ，１６ｃの受光素子１７が検出するか否かで判定できる。

床面用測距センサ１６としては、後述する前方用測距センサ８と同じセンサを用いることができる。床面用測距センサ１６の発光素子１８は、受光素子１７に比して、自律走行型掃除機Ｓの外側に設置されている。発光素子１８を外側にすることにより、自律走行型掃除機Ｓの進行方向に段差がある場合、発光された光は、比較的早く物の外延より外側に到達することになるため、受光素子１７に入射しなくなる。このため、床面の段差等を早期に検出することができる。特に、車輪２，３の前方に設けた床面用測距センサ１６ｂ，１６ｃの発光素子１８は、自律走行型掃除機Ｓの前進時に床面Ｙの段差等を早期に検出するためにも、受光素子１７に比して、前側に設けることが望ましい。

また、段差をより早く検出するために、床面用測距センサ１６の発光素子の投光方向は、真下方向に比して、自律走行型掃除機Ｓ本体の外側に向かう斜め下方に設定されている。これら床面用測距センサ１６の発光素子１８の位置と投光方向は、本体が小さく、駆動輪２，３と床面用測距センサ１６との距離が短い場合に特に有効である。

（前方用測距センサ８）
前方用測距センサ８は、赤外線や可視光といった光を用いて障害物までの距離を計測する測距センサである。本実施形態の前方用測距センサ８は上述のように、本体正面に設けられた正面測距センサ８ａ、側方測距センサとして左側面に設けられた左側面測距センサ８ｂ及び右側面に設けられた右側面測距センサ８ｃ、斜前方測距センサとして正面測距センサ８ａ及び左側面測距センサ８ｂの間に設けられた斜左方測距センサ８ｄ並びに正面測距センサ８ａ及び右側面測距センサ８ｃの間に設けられた斜右方測距センサ８ｅの計５個を有している。

これらは本体表面の窓６から内側に所定距離、例えば５〜１５ｍｍの位置に設けることができる。本実施形態の前方用測距センサ８は、障害物からの光、例えば赤外線の反射光を感知するものであるため、障害物が前方用測距センサ８に近すぎると反射光を受光しにくいため、窓６から５〜１５ｍｍの内側に設置させている。なお、窓６は、光、例えば赤外線を透過させる樹脂又はガラスで形成できる。前方用測距センサ８が発する光としては、紫外線やレーザーでもよい。

正面測距センサ８ａ、左側面測距センサ８ｂ、及び右側面測距センサ８ｃは、例えば、位置検出素子を用いた測距センサにできる。斜左方測距センサ８ｄ及び斜右方測距センサ８ｅは、例えば、フォトトランジスタを用いた測距センサにできる。これは、位置検出素子がフォトトランジスタに比して高価であることに鑑み、比較的用いられ易い正面測距センサ８ａ、左側面測距センサ８ｂ、及び右側面測距センサ８ｃに位置検出素子を用い、それ以外の斜左方測距センサ８ｄ及び斜右方測距センサ８ｅにフォトトランジスタを用いるようにしたためである。

位置検出素子は、光が当たる位置によって出力を変えることができる受光面を備えており、これにより光源までの距離を測定できる。以下説明する態様で測距センサを自律駆動型掃除機Ｓに設けることで、姿見等、鏡面反射する面５８ｓを備える障害物５８の検知を効果的に行うことができる。以下では、障害物５８として、鏡面反射が主となる面５８ｓを一方に、拡散反射が主となる面５８ｄをこの反対側に備える障害物（姿見）５８の検知について説明する。

（位置検出素子を用いた測距センサの構造と動作原理）
図５ａ−図５ｄは、本実施形態に係る位置検出素子５３を用いた測距センサ８を採用した自律走行型掃除機Ｓにより姿見５８の検知を試みる場面を示した図である。図５ａ，図５ｂは、姿見５８の鏡面反射を生じる側の面５８ｓが位置検出素子５３を用いた測距センサ８に対向している場合を示す図、図５ｃ，図５ｄは、姿見５８の拡散反射を生じる側の面５８ｄが位置検出素子５３を用いた測距センサ８に対向している場合を示す図である。何れも発光素子５２からの光を破線で、障害物５８で反射した反射光を二点破線で、示してある。

障害物としては、一面側が鏡張りで形成されていて鏡面反射し、他面側が例えば木材で形成されていて拡散反射をする姿見５８等を想定できる。姿見５８は、人が自身の全身を映して確認するために用いられるのが通常であるから、床面Ｙに対して略垂直又は鏡面反射をする面５８ｓが上向きになるように設置されるのが通常である。すなわち姿見５８は、図５ａ，５ｃのように床面Ｙに対して略垂直に設けられる場合も、図５ｂ，５ｄのように床面Ｙに対して鏡面反射を生じる側の面５８ｓが上向きになるように設けられる場合もある。本実施形態によれば、このどちらの態様で姿見５８が設置されていても、効果的にその存在を検知できる。

位置検出素子５３を用いた測距センサ８は、発光素子５２及び位置検出素子５３を備えた基板５１、及び受光レンズ５５をセンサ筺体５０の内部に有している。受光レンズ５５により、測距センサ８及び障害物５８の位置関係に応じた位置検出素子５３の場所に、反射光が入射する。

発光素子５２は、光を発することができる。位置検出素子５３は、位置検出素子５３の受光面のどの位置に発光素子５２が発する光の波長を持つ光が照射されたかを区別して出力できる。発光素子５２としては、例えば赤外線ＬＥＤを用いることができるが、可視光や紫外線、レーザを発するＬＥＤ等を用いても良い。

センサ筺体５０は、基板５１の面と垂直な方向に立設した面を基板５０周囲に有しており、また、発光素子５２及び位置検出素子５３の間に、同じように基板５１の面と垂直な方向に立設した仕切部材５６を有している。仕切部材５６により、発光素子５２が発した光が直接位置検出素子５３に入射しないようにできる。

位置検出素子５３の前方には受光レンズ５５が設けられている。受光レンズ５５を介して位置検出素子５３の反対側から受光レンズ５５に近づく光は、受光レンズ５５によって直線状に収束して、位置検出素子５３に照射される。よって、発光素子５２が発した光が障害物５７表面で反射すると、その反射光が受光レンズ５５によって直線状に収束する。この光は、位置検出素子５３の受光面に照射される。受光面のどの位置に照射されるかは、センサ筺体５０及び障害物５８の位置関係に応じて決定する。測距センサ８の出力を利用して、自律走行型掃除機Ｓは、自身又は前方用測距センサ８から障害物５８までの距離を測定できる。

（位置検出素子を用いた測距センサ８の発光素子５２及び受光素子５３の関係）
本実施形態の測距センサ８は、発光素子５２が位置検出素子５３より下側、すなわち、位置検出素子５３が発光素子５２より上側になるように自律走行型掃除機Ｓに取付けられているため、姿見のような障害物５８の検知をより確実に行うことができる。以下、詳細を説明する。

まず、自律走行型掃除機Ｓが、姿見５８の鏡面反射側の面５８ｓに近づく場合（図５ａ，図５ｂ）を説明する。

例えば図５ａのように鏡面反射側の面５８ｓが略鉛直の場合、発光素子５２が斜め上前方に発した光による反射光は斜め上方向に反射し、発光素子５２より上方に位置する受光レンズ５５に入射される。図５ｂのように鏡面反射側の面が上向きの場合も同様に受光レンズ５５に入射されるが、この場合は特に、発光素子５２が前方に発した光による反射光も受光レンズ５５に入射されやすい。

また、図５ｃ，図５ｄのように拡散反射側の面５８ｄについては、鏡面反射よりも反射する範囲が広いため検知がより容易であるから、やはり姿見５８を検知できる。

この際、発光素子５２が下側、受光素子５３が上側であるため、発光素子５２が斜め下前方に発した光が床面Ｙで反射しても、受光素子５３にまで入射する可能性が比較的小さい。また、本実施形態では、発光素子５２及び受光素子５３の上下位置の関係をこのように設定しているため、後述するように、測距センサ８を下向きではなく、水平又は上向きにすることが好ましい。この場合、床面Ｙに発光素子５２が発した光がさらに到達し難いため、誤検知を抑制できる。すなわち、床面Ｙによる反射光で障害物の存在を誤検知する可能性を低減できる。そして、発光素子５２としては、任意の方向に略同じ強さの光を発するものでもよいが、或る方向（以下、この方向を主方向と呼ぶ。）への強さが最も高く、その方向から離れるにつれて光の強さが低くなるものを用いるのが好ましい。本実施形態では、発光素子５２として、基板５１に垂直な方向が主方向となるように設けられた素子を用いている。すなわち、主方向である基板５１に垂直な方向に発する光が最も強く、その主方向からずれるに従って比較的光が弱くなるように発するものを用いている。このような発光素子５２としては、公知のＬＥＤ等を用いることで実現できる。通常、ＬＥＤ等の主方向は、本実施形態の発光素子５２のように表面中央、すなわち基板５１に取付けたときに基板５１に垂直な方向が主方向であるが、上述のように、その他の方向が主方向となるＬＥＤ等を作成して用いても良い。なお、必ずしも発光素子５２は直接基板５１に取付けられている必要はない。この場合は、発光素子５２の主方向が後述するように水平又は上向きになるように固定されていればよい。

（位置検出素子を用いた測距センサ８の取付方向）
位置検出素子を用いた測距センサ８は、発光素子５２の主方向が床面Ｙに対して水平又は上方を向くように、自律走行型掃除機Ｓに取付けられている。すなわち、本実施形態においては、基板５１が水平又は上方を向くように測距センサ８が取付けられている。これにより、発光素子５２が発した光が床面Ｙに反射して受光素子５３に入射することで生じる誤検知を抑制できる。

すなわち、測距センサ８は、発光素子５２の主方向が床面に対して０°（水平）に取付けられても良いが、例えば、床面に対して略垂直の姿見５８の検知の容易さの観点、また、床面Ｙの誤検知可能性の低減の観点から、上向きに取付けられる方が好ましい。上向き角度は、水平な床面Ｙに対して１°以上にすることができるが、５°以上や１０°以上が好ましく、１５°以上がさらに好ましい。上向き角度の上限は、姿見５８が通常置かれる角度（５°〜１５°）を考慮すると、２５°以下が好ましい。

なお、移動体としては、床面Ｙに対する測距センサ８の距離が略一定に保たれるものが好ましい。そのような移動体であれば、適切な測距センサ８の設置角度を容易に定めることができるからである。すなわち、移動体は、例えば、駆動輪２，３やクローラ等、床面Ｙの形状に沿って移動するものが好ましい。

また、センサ筐体５０としては、本実施形態のように測距センサ８を独立した部材とする形状でもよいし、移動体としての自立駆動型掃除機Ｓのケース１等に凹部を設けたスペースとしてもよい。

［実施形態２］
本実施形態の構成は、以下の点を除き、実施形態１と同様にできる。
図６ａ−図６ｄは、本実施形態に係る位置検出素子５３を用いた測距センサ８を採用した自律走行型掃除機Ｓにより姿見５８の検知を試みる場面を示した図である。図６ａ，図６ｂは姿見５８の鏡面反射を生じる側の面５８ｓが位置検出素子５３を用いた測距センサ８に対向している場合を示す図、図６ｃ，図６ｄは姿見５８の拡散反射を生じる側の面５８ｄが位置検出素子５３を用いた測距センサ８に対向している場合を示す図である。何れも発光素子５２からの光を破線で、障害物５８で反射した反射光を二点破線で、示してある。

本実施形態では、発光素子５２の前方に投光レンズ５４が設けられている。発光素子５２が発した光は、投光レンズ５４によって直線状に収束して、センサ筐体５０の外に進行する。これにより、発光素子５２が発した光が斜め下前方に進んで床面Ｙに反射する可能性を低減できる。本実施形態においては、発光素子５２が発した光が収束していることから、鏡面反射を生じる側の面５８ｓを効果的に検知するには、測距センサ８を水平ではなく上向きに取付けることが好ましい。

［比較例］
図７は、比較例としての測距センサ８０を自律走行型掃除機Ｓに取付けた場合に姿見５８の検知を試みる場面を示した図である。図７ａ，図７ｂは、姿見５８の鏡面反射を生じる側の面５８ｓが測距センサ８０に対向している場合を示している。図７ｃ，図７ｄは、姿見５８の拡散反射を生じる側の面５８ｄが測距センサ８０に対向している場合を示している。

比較例における測距センサ８０は、発光素子５２０が上側、受光素子５３０が下側に位置するように自律駆動型掃除機Ｓに取付けられている。このため、床面Ｙで反射した光が受光素子５３に入射しやすく、誤検知が生じやすい。

また、上述のように姿見５８は、鏡面反射の側の面５８ｓが略垂直又は上向きになるように設置されるのが通常である。すると比較例の場合、少なくとも鏡面反射の側の面５８ｓに近づいたとき（図７ａ，７ｂ）は、発光素子５２０が発した光が受光素子５３０に入射し難い。これは特に、測距センサ８を上向きに取付けた場合に顕著である。したがって、姿見５８の検知を行い難い。投光レンズ５４０を設けない場合も同様である。

［実施形態３］
本実施形態の構成は、以下の点を除き、実施形態１又は２と同様にできる。
図８ａ，図８ｂは、自律走行型掃除機Ｓに取り付けられた本実施形態の測距センサ８を用いた場合に姿見５８の鏡面反射側の面５８ｓの検知を試みる場面を示した図である。図８ａは姿見５８が床面Ｙに対して略垂直である場合を、図８ｂは上向きである場合を示している。

本実施形態の発光素子５２は、センサ筐体５０に対して傾斜して取り付けられている。より具体的には、受光素子５３及び受光レンズ５５の側を向く方向に傾斜して取り付けられている。なお、投光レンズ５４は発光素子５２の傾斜角と略同一角で傾斜して設けられている。

このように測距センサ８を構成すると、センサ筐体５０を斜めにして自律駆動型掃除機Ｓに取り付けずとも、実施形態１又は２と同様の効果を奏することができるため、ケース１への部材配置に際してデッドスペースを生じさせにくい。

また、自律走行型掃除機Ｓに対して下向きに測距センサ８を取付けた場合であっても、発光素子５２が床面に対して水平又は上向きであれば同様の効果を奏することができる。発光素子５２の床面に対する角度は、水平（０°）でも良いが、例えば、床面に対して略垂直の姿見５８の検知の容易さの観点から、上向きに取付けられる方が好ましい。上向き角度は、床面に対して１°以上にすることができるが、５°以上や１０°以上が好ましく、１５°以上がさらに好ましい。上向き角度の上限は、姿見５８が通常置かれる角度（５°〜１５°）を考慮すると、２５°以下が好ましい。

なお、発光素子５２のみを傾斜して取り付けているため、測距センサ８自体を水平向きに取付けることができる。このため、受光レンズ５５の角度を発光素子５２に比して、より水平に近い角度にすることができる。。これにより、照明等からの外光が受光レンズ正面から入射されにくなり、測定値への影響を小さくすることができる。この場合の受光レンズ５５及び受光素子５３の角度は、それぞれ発光素子５２よりも水平に近ければ特に制限されないが、床面Ｙの誤検知のおそれを低減する観点から、下向きではなく水平又は上向きであることが好ましい。

なお、本実施例では発光素子５２を基板５１に対して傾斜して取り付けているが、基板５１自体を傾斜させ、発光素子５２は基板５１に略垂直に配置しても構わない。また、センサ８からの発光の主方向を傾斜させるために、投光レンズ５４を調整しても構わない。また、発光素子５２の光をセンサ８内で鏡面反射させ、投光方向を変えても構わない。これらのようにセンサ８からの発光の主方向を傾斜させた光の方向は配光分布を測定する、もしくはフォトダイオード等により出力が高くなる方向を計測することによる確認できる。

また、移動体として、例えばケース１が略円形の自律走行型掃除機Ｓを採用する場合、比較的左側面や右側面に部品が集中し易い。このため、部品のレイアウトの観点からは、本実施形態の測距センサ８は、左側面測距センサ８ｂ又は右側面測距センサ８ｃとして採用するとさらに好ましい。

［実施形態４］
本実施形態の構成は、以下の点を除き、実施形態１と同様にできる。
図９は本実施形態の測距センサ８の斜視図、図１０ａ，図１０ｂは、自律走行型掃除機Ｓに取り付けられた本実施形態の前方用測距センサ８を用いた場合に、床面に対して上向きに設けられた姿見５８の鏡面反射側の面５８ｓの検知を試みる場面を示した図である。図１０ａは側面図、図１０ｂは上面図である。

本実施形態の測距センサ８はフォトトランジスタにより、例えば赤外線を感知する。略直方体のセンサ筐体５０にセンサ基板５１が内蔵されている。センサ基板５１には発光素子５２と受光素子としてのフォトトランジスタ７３が水平方向に並んで設けられている。また、仕切り部材５６が発光素子５２とフォトトランジスタ７３の間に設けられている。

本実施形態の測距センサ８は、発光素子５２及び受光素子７３が水平方向に並んでいるため、鏡面反射側の面５８ｓに対して略垂直に発光することが好ましい。したがって、測距センサ８は、発光素子５２の主方向が水平又は下向きに取付けられることが好ましい。

発光素子５２の前方には投光レンズが設けられておらず、発光素子５２の光は幅広い角度に進む。これにより、障害物が鏡面反射する場合でも、発光素子５２の光が広範囲に投光されているため、フォトトランジスタ５３に光が入射し易くなる。受光レンズは設けても良いし設けなくても良い。発光素子５２の光は、水平方向が最も強く、水平方向からずれるに従って比較的光が弱くなるように発するものを用いると好ましい。これにより、床面に反射した光がフォトトランジスタ７３に入射しても、その強度が小さいため、誤検知するおそれを低減できる。なお、実施形態１と同様、等方性の光源、すなわち主方向がない又は前方向が主方向と解釈できる光源を用いても良い。

測距センサ８は、自律走行型掃除機Ｓに対して、発光素子５２とフォトトランジスタ７３とが略同じ高さに位置するように取付けられている。また、発光素子５２の主方向は床面側、すなわち斜め下方に向いている。このようにすることで、上向きに傾斜して設置されている姿見の鏡面に対して略垂直に投光できる。このため、反射光は、発光素子５２と略同じ高さに位置するフォトトランジスタ７３に向かって反射する。姿見が床面に対して略垂直の場合は、発光素子５２が幅広い角度に投光することから、やはり受光素子７３に反射光が入射できる。

受光素子７３が発光素子５３と略同じ高さであるため、床面Ｙでの反射による誤検知の可能性も比較例に比して低減できる。

よって、本実施形態によっても実施形態１と同様の効果を奏することができる。なお、測距センサ８は、水平でも良いが、例えば、１°以上、２５°以下の範囲で下向きに傾斜させると好ましい。また、受光素子７３はフォトトランジスタでなく、フォトダイオードでもよい。

なお、実施形態３と同様にして、筐体５０に対して発光素子５２が下向きとなるように傾斜させても良い。また、実施形態１と同様にして、位置検出素子５３を用いた測距センサ８を採用し、発光素子５２及び受光素子５３が略同一高さになるよう取付けても良い

１ ケース
２，３ 駆動輪
４ 補助輪
５ 回転ブラシ
６ 窓
７ サイドブラシ
８ 前方用測距センサ
９ 充電池
１１ 吸引ファン
１２ 集塵ケース
１４ 吸口
１５ バンパセンサ
１６ 床面用測距センサ
５２ 赤外線ＬＥＤ（発光素子）
５３ 位置検出素子（受光素子）
５４ 投光レンズ
５５ 受光レンズ
５８ 鏡面反射が主となる面及び拡散反射が主となる面を有する障害物
５８ｓ 鏡面反射が主となる面
５８ｄ 拡散反射が主となる面
７３ フォトトランジスタ（受光素子）
Ｓ 自律走行型掃除機

Claims (6)

1. 発光素子と、受光素子と、を筐体内に配したセンサを備え、床面を移動する移動体であって、
   前記発光素子が前記受光素子より下側に位置するように、前記センサが取付けられ、
   当該移動体が床面に設置された際、前記発光素子の主方向が水平又は上向きであることを特徴とする移動体。
2. 当該移動体が床面に設置された際、前記発光素子の主方向が１°以上上向きであり、
   前記発光素子の前方に投光レンズを有することを特徴とする請求項１に記載の移動体。
3. 前記発光素子は、該発光素子が取り付けられた基板に略垂直な方向が主方向であり、前記受光素子の側を向く方向に傾斜して取付けられ、
   前記受光素子又は前記受光素子前方に設けられた受光レンズは、前記発光素子の向く方向に比して、水平な向きに取付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体。
4. 発光素子と、受光素子と、を筐体内に配したセンサを備え、床面を移動する移動体であって、
   前記発光素子と前記受光素子とが略同じ高さに位置するように、前記センサが取付けられ、
   前記発光素子の主方向は、当該移動体が床面に設置された際、水平又は下向きであることを特徴とする移動体。
5. 前記発光素子が発する光は、投光レンズを介さずに前記センサ外に進行することを特徴とする請求項４に記載の移動体。
6. 床面の形状に沿って移動することを特徴とする請求項１乃至５何れか一項に記載の移動体。

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