(57)【要約】【課題】レーザ光を偏向する偏向部材の回転角度を専用のエンコーダを用いずに検出することが可能であり、偏向部材の回転数等にばらつきや変動があっても、各周での偏向部材の回転角度をより正確に検出することが可能な構成を実現する。【解決手段】レーザ測定装置１は、レーザ光が基準部材８０に入射する基準タイミングを検出する基準タイミング検出部と、その基準タイミングによって定まる初期基準回転角度からのパルスの発生数に基づいて初期基準回転角度に対する偏向部材４１の相対的な回転角度を検出する回転角度検出部とを備えている。更に、制御部が設けられ、基準タイミング検出部にて基準タイミングが検出される時間間隔と、パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔との時間間隔差を減少させるようにパルスの周期又は偏向部材４１の回転速度を増減させている。【選択図】図１
2014194380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光源と、
所定の中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部材を備え、当該偏向部材により前記レーザ光を当該偏向部材の周囲の空間に向けて偏向させ、且つ当該レーザ光が前記空間に存在する物体で反射して生じる反射光を受けて入力光として反射する回転偏向部と、
前記回転偏向部の前記偏向部材を回転駆動する駆動部と、
前記回転偏向部の前記偏向部材で反射された前記入力光を受光する受光部と、
前記偏向部材からの前記レーザ光の走査経路上の所定位置において規定された面状態で配置される反射面を有し、前記偏向部材が所定の回転角度範囲にあるときに前記偏向部材からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向部材を介して前記受光部に受光させる基準部材と、
前記偏向部材の回転角度毎に、前記レーザ光源での前記レーザ光の発生から当該レーザ光に応じた前記反射光を前記受光部にて受光するまでの時間に基づいて当該レーザ光の到達位置までの距離を算出する距離算出部と、
回転する前記偏向部材のいずれかの周回において、前記基準部材からの前記反射光が前記受光部で受光されたときに生成される受光信号に基づいて、前記偏向部材からの前記レーザ光が前記基準部材に入射する基準タイミングを検出する基準タイミング検出部と、
設定された周期でパルスを発生させるパルス発生部と、
前記基準タイミング検出部で検出された前記基準タイミングでの前記偏向部材の回転角度、又は前記基準タイミングでの前記偏向部材の回転角度から一定角度回転した回転角度を初期基準回転角度とし、前記初期基準回転角度からの前記パルスの発生数に基づいて前記初期基準回転角度に対する前記偏向部材の相対的な回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記基準タイミング検出部にて前記基準タイミングが検出される時間間隔と、前記パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔との時間間隔差を減少させるように前記パルス発生部で発生するパルスの周期又は前記駆動部による前記偏向部材の回転速度を増減させる制御部と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項２】
前記受光部で受光される前記入力光の受光量の波形を生成する受光波形生成部を備え、
前記基準部材は、前記反射面が平坦面として構成され且つ前記基準部材が所定回転角度のときに前記反射面と当該反射面に入射する前記レーザ光とのなす角度が最も大きくなる構成であり、
前記基準タイミング検出部は、前記距離算出部で検出される距離が所定の距離条件を満たす回転角度範囲を前記レーザ光が前記基準部材に入射する回転角度範囲とし、当該回転角度範囲での前記受光量の波形において所定のピーク条件を満たす回転角度を、予め定められたピーク検出方式で検出するピークレベル検出部を備え、前記ピーク条件を満たす回転角度のタイミングを前記基準タイミングとすることを特徴とする請求項１に記載のレーザ測定装置。
【請求項３】
前記ピークレベル検出部は、前記受光量と比較するための複数の閾値を予め記憶した閾値記憶部を備え、前記レーザ光が前記基準部材に入射する前記回転角度範囲での前記受光量の波形において、前記閾値記憶部に記憶される複数の前記閾値毎に、前記受光量がそれぞれの前記閾値を超える回転角度範囲を閾値別角度範囲としてそれぞれ検出し、それら検出された前記閾値別角度範囲のぞれぞれの中心回転角度を平均化して得られた回転角度を前記ピーク条件を満たす回転角度とすることを特徴とする請求項２に記載のレーザ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出する技術として、例えば特許文献１のような装置が提供されている。この特許文献１の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に、レーザ光を透過させ、かつ検出物体からの反射光を検出手段に向けて反射する光アイソレータを設けている。さらに、光アイソレータを透過するレーザ光の光軸上において当該光軸方向の中心軸を中心として回動する凹面鏡を設け、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、検出物体からの反射光を光アイソレータに向けて反射させることで３６０°の水平走査を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２７８９７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のような従来のレーザ測定装置では、モータ等によって回転駆動される偏向部材（凹面鏡等）の回転角度をエンコーダなどによって計測している。例えば、一般的なエンコーダでは、計測対象となる回転軸に回転ディスクを取り付け、この回転ディスクに形成されたスリットやマークの回転経路上に発光素子から検出光を照射している。そして、スリットを透過する各透過光或いは各マークで反射する各反射光を受光素子によって検出することで、回転軸の回転角度を計測している。しかしながら、従来技術のようにエンコーダを必須とする構成では、エンコーダのスペースを確保することに起因する装置の大型化や部品点数の増大が避けられず、小型化及び軽量化の要求に応えにくいという問題がある。特に、透過型のエンコーダではセンサ部分がより大型化してしまうため、この問題が一層顕著となる。
【０００５】
このような問題を解消すべく検討を重ねた結果、本願発明者らは上記エンコーダを省略する構成を着想するに至った。具体的には、装置内で回転する偏向部材（凹面鏡等）からのレーザ光の走査経路上に基準部材を設け、レーザ光が基準部材に当たって生じる反射光を検出し、これにより、基準部材にレーザ光が当たるときの偏向部材の回転角度を初期位置としての基準回転角度として把握するようにした。そして、一定周期でパルスを発生させるパルス発生手段を設け、上記初期位置（基準回転角度）からのパルス数をカウントすることで、当該初期位置を基点とする偏向部材の相対的な回転角度を把握できるようにした。このような方法によれば、定常回転する偏向部材の回転速度が特定できれば、偏向部材が１周回転する時間が何パルス分に相当するかを特定できることになり、初期位置（基準回転角度）と、偏向部材の１周に相当するパルス数（規定数）が把握できれば、最初に把握された初期位置（基準回転角度）から規定数をカウントする度に、各周での初期位置（基準回転角度）に相当するタイミングを把握できるようになる。そして、このように各周において初期位置（基準回転角度）に相当する各タイミングを把握した上で、そのタイミングからのパルス数をカウントすれば、各タイミングが初期位置（基準回転角度）に合ってさえいれば初期位置からの相対的な回転角度を正確に計測できるようになる。
【０００６】
しかしながら、駆動部（モータ等）によって偏向部材を回転するときの回転数を一定回転数に精度高く定めることは難しく、偏向部材の回転数は、駆動部の個体差や回転時の負荷などに起因してばらついたり変動したりする。このような回転数のばらつきや変動が生じるため、偏向部材の１周に相当するパルス数を規定数として予め定めていても、パルスが規定数に達するまでの時間と、偏向部材が実際に１周回転する時間とにズレが生じてしまうことになり、周回を重ねる毎にこのようなズレが増大しやすくなる。つまり、規定数のカウント毎に把握されるタイミング（即ち、各周において初期位置に相当する位置として推定されるタイミング）が、各周において初期位置（基準回転角度）となる実際のタイミングから徐々にずれていってしまうことになる。そして、このように各周での基点が初期位置（基準回転角度）からずれるため、各周において回転角度を高精度に測定することが難しくなる。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、レーザ光を偏向する偏向部材の回転角度を専用のエンコーダを用いずに検出しうるレーザ測定装置であって、回転する偏向部材の基準となる初期位置（初期基準回転角度）をより正確に検出することができ、且つ、偏向部材の回転数等にばらつきや変動があっても、各周での偏向部材の回転角度をより正確に検出することが可能な構成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光源と、
所定の中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部材を備え、当該偏向部材により前記レーザ光を当該偏向部材の周囲の空間に向けて偏向させ、且つ当該レーザ光が前記空間に存在する物体で反射して生じる反射光を受けて入力光として反射する回転偏向部と、
前記回転偏向部の前記偏向部材を回転駆動する駆動部と、
前記回転偏向部の前記偏向部材で反射された前記入力光を受光する受光部と、
前記偏向部材からの前記レーザ光の走査経路上の所定位置において規定された面状態で配置される反射面を有し、前記偏向部材が所定の回転角度範囲にあるときに前記偏向部材からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向部材を介して前記受光部に受光させる基準部材と、
前記偏向部材の回転角度毎に、前記レーザ光源での前記レーザ光の発生から当該レーザ光に応じた前記反射光を前記受光部にて受光するまでの時間に基づいて当該レーザ光の到達位置までの距離を算出する距離算出部と、
回転する前記偏向部材のいずれかの周回において、前記基準部材からの前記反射光が前記受光部で受光されたときに生成される受光信号に基づいて、前記偏向部材からの前記レーザ光が前記基準部材に入射する基準タイミングを検出する基準タイミング検出部と、
設定された周期でパルスを発生させるパルス発生部と、
前記基準タイミング検出部で検出された前記基準タイミングでの前記偏向部材の回転角度、又は前記基準タイミングでの前記偏向部材の回転角度から一定角度回転した回転角度を初期基準回転角度とし、前記初期基準回転角度からの前記パルスの発生数に基づいて前記初期基準回転角度に対する前記偏向部材の相対的な回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記基準タイミング検出部にて前記基準タイミングが検出される時間間隔と、前記パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔との時間間隔差を減少させるように前記パルス発生部で発生するパルスの周期又は前記駆動部による前記偏向部材の回転速度を増減させる制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明では、レーザ光が基準部材に入射する基準タイミングを検出し、この基準タイミングに基づいて設定される初期基準回転角度からのパルス数をカウントすることで偏向部材の相対的な回転角度を検出することができるため、専用エンコーダを設けなくても偏向部材の回転角度を把握することが可能となり、このようなセンサ部品の省略による部品点数の削減及び軽量化を図りやすくなる。
更に、請求項１の発明は、制御部を備えており、基準タイミング検出部にて基準タイミングが検出される時間間隔と、パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔差を減少させるようにパルス発生部で発生するパルスの周期又は駆動部による偏向部材の回転速度を増減させる制御を行っている。このようにすると、駆動部の回転速度の変動等により、基準タイミングが検出される時間間隔とパルスが所定数に達するまでの時間間隔とにズレが生じたとしても、このズレを小さくするように調整することができる。つまり、パルスが所定数に達するまでの時間間隔を、偏向部材が実際に１周回転する時間間隔（現実の時間間隔）に正確に合わせやすくなる。従って、パルスの「所定数」が偏向部材の１周（３６０°）を正確に示しやすくなり、パルスの各カウント数によってより正確な回転角度が特定されやすくなる。
【００１０】
請求項２の発明は、受光部で受光される入力光の受光量の波形を生成する受光波形生成部を備え、基準部材は、反射面が平坦面として構成され且つ基準部材が所定回転角度のときに反射面と当該反射面に入射するレーザ光とのなす角度が最も大きくなる構成となっている。そして、基準タイミング検出部は、距離算出部で検出される距離が所定の距離条件を満たす回転角度範囲をレーザ光が基準部材に入射する回転角度範囲とし、当該回転角度範囲での受光量の波形において所定のピーク条件を満たす回転角度を、予め定められたピーク検出方式で検出するピークレベル検出部を備え、ピーク条件を満たす回転角度のタイミングを基準タイミングとしている。
この構成によれば、反射面を平坦面にするという非常に簡単な構成で、基準部材の所定位置に入射するタイミングをより正確に検出可能となる。特に、基準部材の中で位置を絞り、その位置に実際に入射するタイミング（基準タイミング）を正確に検出することができるため、偏向部材が決められた一つの回転角度となる実際のタイミングを正確に特定しやすくなる。
【００１１】
請求項３の発明では、ピークレベル検出部は、受光量と比較するための複数の閾値を予め記憶した閾値記憶部を備え、レーザ光が基準部材に入射する回転角度範囲での受光量の波形において、閾値記憶部に記憶される複数の閾値毎に、受光量がそれぞれの閾値を超える回転角度範囲を閾値別角度範囲としてそれぞれ検出し、それら検出された閾値別角度範囲のぞれぞれの中心回転角度を平均化して得られた回転角度をピーク条件を満たす回転角度としている。
基準部材の平坦面にレーザ光を入射させたときの受光波形（各回転角度毎の受光量の波形）は、原則としてピーク位置を頂点とする山状の波形となる。このような波形では、複数の閾値を設定し、各閾値をそれぞれ超える回転角度範囲（閾値別角度範囲）を求め、各閾値別角度範囲のぞれぞれの中心回転角度を平均化すれば、本来ピーク位置となるべき位置が正確に検出されやすくなる。特に、この方法では、ノイズ等の影響により、本来ピーク位置となるべき位置にピークが出なかったとしても、本来ピーク位置となるべき位置がより正確に検出されやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２】図２は、図１のレーザ測定装置の電気的構成を概念的に例示するブロック図である。
【図３】図３は、図１のレーザ測定装置で行われる補正制御の流れを例示するフローチャートである。
【図４】図４は、図３の補正制御における基準検知処理の流れを例示するフローチャートである。
【図５】図５は、図３の補正制御における補正処理の流れを例示するフローチャートである。
【図６】図６（ａ）は、図１のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、基準部材を上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図６（ｂ）は、基準部材を説明する説明図である。
【図７】図７は、偏向部が所定回転角度範囲にあるときのレーザ光の照射の様子を概念的に説明する説明図である。
【図８】図８は、偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフである。
【図９】図９（ａ）は、所定回転角度範囲における偏向部の角度と検出される距離値との関係を概略的に示すグラフであり、図９（ｂ）は、所定回転角度範囲における偏向部の角度と検出される受光量との関係を概略的に示すグラフである。
【図１０】図１０は、基準部材からの反射光を受光したときの受光波形を例示し、この受光波形から基準となる回転角度を求める方法を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、パルス信号（Ａ相信号）と、パルス信号が所定数に達したときのトリガ信号（Ｚ相信号）とを生成する回路の例を概略的に例示するブロック図である。
【図１２】図１２は、図１１の回路をＦＰＧＡで実現した例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、Ａ相信号とＺ相信号の各パルスの発生タイミングを説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[第１実施形態]
以下、本発明のレーザ測定装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（全体構成）
まず、図１等を参照して第１実施形態に係るレーザ測定装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、レーザ測定装置１は、レーザダイオード１０と、検出物体からの反射光Ｌ２を受光するフォトダイオード２０とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
【００１４】
レーザダイオード１０は、「レーザ光源」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により、図示しない駆動回路から所定周期のパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を間欠的に出射している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオードに至るまでの反射光を符号Ｌ２にて概念的に示している。
【００１５】
フォトダイオード２０は、「受光部」の一例に相当するものであり、回転偏向機構４０の偏向部材４１で反射された入力光を受光するように機能するものであり、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生し、そのレーザ光Ｌ１が検出物体にて反射したとき、その反射光Ｌ２を受光して電気信号に変換している。なお、検出物体からの反射光については所定領域のものが偏向部材４１に取り込まれる構成となっており、図１では、符号Ｌ２で示す２つのライン間の領域の反射光が取り込まれる例を示している。
【００１６】
レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を平行光に変換している。
【００１７】
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路上には、ミラー３０が設けられている。このミラー３０は、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１の光軸に対して傾斜した反射面３０ａを備え、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１を回転偏向機構４０に向けて反射させている。本構成では、レンズ６０を通過した水平方向のレーザ光Ｌ１をミラー３０によって垂直方向（後述する中心軸４２ａと平行な方向）に反射させており、その反射した垂直方向のレーザ光Ｌ１が回転偏向機構４０の偏向部材４１に入射するようになっている。
【００１８】
回転偏向機構４０は、「回転偏向部」の一例に相当するものであり、平坦な反射面４１ａを有するミラーからなる偏向部材４１と、この偏向部材４１を支持する支持台４３と、この支持台４３に連結された軸部４２と、この軸部４２を回転可能に支持する図示しない軸受とを備えており、偏向部材４１によりレーザ光Ｌ１を当該偏向部材４１の周囲の空間に向けて偏向させ、且つ当該レーザ光Ｌ１が空間に存在する物体で反射して生じる反射光を受けて入力光として上方側（フォトダイオード２０側）に反射するように機能する。
【００１９】
偏向部材４１は、ミラー３０で反射されたレーザ光Ｌ１の光軸上に配置されると共に、中心軸４２ａ（所定の中心軸）を中心として回動可能とされている。この偏向部材４１は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１が常に同一位置Ｐ１に入射するように配置されており、この位置Ｐ１に入射するレーザ光を空間に向けて偏向（反射）させ、且つ検出物体からの反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）させる構成をなしている。
【００２０】
また、偏向部材４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、ミラー３０から当該偏向部材４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致しており、レーザ光Ｌ１が偏向部材４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。
【００２１】
本実施形態では、中心軸４２ａの方向を垂直方向（Ｙ軸方向）としており、中心軸４２ａと直交する平面方向を水平方向としている。また、水平方向の内の所定方向（図１では、位置Ｐ１からのレーザ光が基準部材８０に垂直に入射する方向）を前後方向としており、位置Ｐ１に対して基準部材８０側を後方側、それとは反対側を前方側としている。なお、図１では、前後方向をＸ軸方向として示している。
【００２２】
図１に示すように、偏向部材４１の反射面４１ａは、垂直方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して４５°の角度で傾斜しており、ミラー３０側から入射するレーザ光Ｌ１を、水平方向に反射させている。また、偏向部材４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、偏向部材４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。
【００２３】
また、本実施形態に係るレーザ測定装置１では、偏向部材４１における反射光を偏向する偏向領域（偏向部材４１における反射面４１ａの領域）が、ミラー３０におけるレーザ光を反射する反射領域（ミラー３０における反射面３０ａの領域）よりも十分大きく構成されている。
【００２４】
さらに、回転偏向機構４０を駆動するモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動部」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された偏向部材４１を回転駆動している。なお、モータ５０としては、例えば定常回転可能な公知の直流モータや交流モータを用いることができる。また、本構成では、モータ５０の回転軸の回転角度を検出する専用センサを設けておらず、モータ５０によって回転される偏向部材４１の回転角度は後述する方法で計測されるようになっている。
【００２５】
回転偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上には、フォトダイオード２０に向けて反射光を集光する集光レンズ６２が設けられ、その集光レンズ６２とフォトダイオード２０の間にはフィルタ６４が設けられている。集光レンズ６２は、偏向部材４１からの反射光Ｌ２を集光してフォトダイオード２０に導くものであり、集光手段として機能している。
【００２６】
また、フィルタ６４は、回転偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上において反射光Ｌ２を透過させ且つ反射光Ｌ２以外の光を除去するように機能するものである。このフィルタ６４は、例えば反射光Ｌ２に対応した特定波長の光（例えば反射光Ｌ２の波長を含むその波長近辺の一定領域の波長の光）のみを透過させそれ以外の光を抑制又は遮断する波長選択フィルタによって構成されている。
【００２７】
また、本実施形態では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回転偏向機構４０、モータ５０等がケース３内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース３における偏向部材４１の周囲には、当該偏向部材４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする窓状の導光部４が形成されている。導光部４は、偏向部材４１に入光するレーザ光Ｌ１の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ３６０°に亘って構成されており、この導光部４を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板５が配され、防塵が図られている。
【００２８】
（基準部材）
次に、本実施形態の特徴の１つである基準部材８０について説明する。
本実施形態に係るレーザ測定装置１は、図１に示すように、偏向部材４１からのレーザ光Ｌ１が入射可能な位置に基準部材８０が設けられており、偏向部材４１が「所定の回転角度範囲」にあるときに偏向部材４１からのレーザ光が基準部材８０に入射するように構成されている。この基準部材８０は、全体として板状に構成されており、偏向部材４１側に面し且つ偏向部材４１からのレーザ光の走査経路上に配置される反射面８１を有している。そして、基準部材８０は、偏向部材４１が後述する「所定の回転角度範囲」にあるときに当該偏向部材４１にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌ１を反射面８１で反射させ、その反射光の少なくとも一部を偏向部材４１に返すように構成されており、その返された反射光を偏向部材４１を介してフォトダイオード２０に受光させている。
【００２９】
また、基準部材８０の反射面８１は、レーザ光の走査経路上の所定位置において規定された面状態で配置されるようになっており、具体的には、全体として平坦面として構成され、水平方向及び前後方向と直交するように配置されている。本構成における反射面８１は、偏向部材４１が所定の「基準回転角度」にあるときに当該偏向部材４１からのレーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、具体的には、反射面８１の面方向が中心軸４２ａの方向とほぼ平行となる構成で配置されている。この構成では、図６に示すように、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１が基準部材８０の反射面８１に略垂直に入射するときの偏向部材４１の回転角度が「基準回転角度」となっている。なお、図１、図６では、偏向部材４１が「基準回転角度」となっているときの位置Ｐ１からのレーザ光の照射経路を二点鎖線Ｌ１'で示している。
【００３０】
また、基準部材８０は、反射面８１での反射率が偏向部材４１の反射面４１ａでの反射率よりも小さくなるように構成されている。このように反射面８１の反射率を反射面４１ａの反射率よりも小さく抑える構成としては、例えば、反射面８１を黒色面（例えばつや消しの黒色面）として構成し、ミラーとして構成される偏向部材４１の反射面４１ａよりも反射率を小さく抑えるような構成が挙げられる。或いは、偏向部材４１に対向する対向部（図６（ａ）に示す２つの板面８０ａ、８０ｂの内の偏向部材４１側の板面８０ｂを構成する部分）にシボ加工等の微細加工を施し、そのシボ加工が施された加工面を反射面８１とする構成などが挙げられる。この場合、シボ加工による微少な凹凸はあるものの反射面８１が全体としてほぼ平坦面として構成され、その反射面８１の面方向が中心軸４２ａの方向とほぼ平行となる構成で配置されることとなる。このように反射面８１での反射率を低く抑えることで、反射面８１で反射された反射光が偏向部材４１を介してフォトダイオード２０にて受光されたときに飽和受光量（即ち、フォトダイオード２０で受光量が検知できる最大受光量）に達しにくくなり、各回転角度ごとの受光量をより精度高く検出できるようになる。
【００３１】
（物体検出の基本動作）
本構成では、後述する処理によって「基準回転角度」を検出することにより、この「基準回転角度」を回転角度の原点として実際の検出処理を行う。具体的には、間欠的に照射されるパルスレーザ光の各照射のときの偏向部材４１の各回転角度を、上述の「基準回転角度」を基準とする相対的な回転角度として検出できるようになっており（即ち、各照射のときの各回転角度が、「基準回転角度」を基準としてどの程度回動した位置であるかを検出できるようになっており）、いずれかの回転角度のときに検出物体からの反射光がフォトダイオード２０にて受光されたときには、その受光時の偏向部材４１の角度が、「基準回転角度」からどの程度回転した角度であるかを特定できるようになっている。従って、「基準回転角度」のときに偏向部材４１から照射されるレーザ光Ｌ１の照射方向（上記代表例では、基準部材８０の反射面８１にレーザ光が垂直に入射するときの偏向部材４１の方向）を基準方向として検出物体の方向を検出できるようになっている。なお、このレーザ測定装置１では、装置外周面において「基準回転角度」のときにレーザ光が照射される方向を示すマークなどを付しておいてもよい。
【００３２】
また、本構成では、例えば水晶発振器やＣＰＵなどから出力されるクロックパルス（基準パルス）に基づいて、レーザダイオード１０を駆動する駆動パルス（Ａ相信号）を生成しており、この駆動パルス（Ａ相信号）をカウントすることで、上記のように決定された「基準回転角度」からの相対的な回転角度を検出できるようになっている。例えば、偏向部材４１が１周回転する間にＮ回の駆動パルス（Ａ相信号）が出力される構成では、パルスが１回出力される毎（即ち１周期）に原則として３６０／Ｎ（°）回転することになる。この構成では、偏向部材４１が正確に一定速度で回転し、その１周の時間間隔が駆動パルスがＮ回に達するまでの時間間隔と合っている場合には、「基準回転角度」を起点として、パルスがＮ回に達する毎に基準回転角度となる。従って、基本的には、基準回転角度のタイミングからパルス数をカウントすることで、基準回転角度からの相対的な回転角度を特定することができる。
【００３３】
（補正制御）
次に、レーザ測定装置１で行われる補正制御について説明する。
図３に示す補正制御は、図示しないメモリに記憶されたプログラムに基づいて制御回路７０（図１）によって実行されるものであり、例えば、各周回毎、或いは複数周毎に行われる。この補正制御では、主として、Ｓ１の基準検知処理と、Ｓ２の補正処理とを行うようになっている。
【００３４】
Ｓ１の基準検知（基準位置検出処理）は、図４のような流れで行い、まず、全周分（３６０°分）の距離値のデータ及び受光量のデータを取得する処理を行う（Ｓ１０）。本構成では、偏向部材４１の回転が定常状態となったときに一定の回転速度で回転するようになっており、他方、レーザダイオード１０から、一定の時間間隔（所定短時間の周期）でパルスレーザ光が出射されるようになっている。従って、偏向部材４１が所定角度（例えば１°）回動する毎の各回転角度でパルスレーザ光がそれぞれ照射され、各回転角度ごとにパルスレーザ光の投光から当該パルスレーザ光に応じた反射光の受光までの経過時間が算出されるようになっている。そして、このような各回転角度ごとに算出される各経過時間と、既知の光速とに基づき、各回転角度ごとにレーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値が算出されるようになっている。具体的には、レーザダイオード１０にてレーザ光Ｌ１（パルスレーザ光）が発生してからフォトダイオード２０によって当該レーザ光Ｌ１に対応する反射光（当該レーザ光Ｌ１が物体で反射して生じる反射光）が検出されるまでの時間Ｔを検出すれば、この時間Ｔと光速とに基づいて、レーザ光Ｌ１の発生から反射光受光までの光経路（パルスレーザ光がレーザダイオード１０からその物体まで到達し、その物体で反射した反射光がフォトダイオード２０まで戻ってくるまでの光路長）の長さを算出することができ、レーザ測定装置１の所定の距離値算出基準点からレーザ光が到達した物までの距離Ｌも正確に求めることができる。また、本構成では、距離値を算出する場合、例えば位置Ｐ１を距離値算出基準点（距離算出の原点）とすることができる。なお、図８では、偏向部材４１の各回転角度（各回動位置）と検出される距離値との関係を例示しており、偏向部材４１の所定の原点（基準回転角度）からの回転角度を横軸にとり、各回転角度で検出される距離値を縦軸にとっている。
【００３５】
更に、Ｓ１０では、各回転角度ごとの受光量（即ち、各回転角度で照射されるパルスレーザ光の反射光がフォトダイオード２０で受光される各受光量）を検出しており、このような受光量のデータを全周分（３６０°分）生成している。以上のような処理を行うことで、偏向部材４１の回転角度毎のレーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値と、偏向部材４１の回転角度毎の反射光の受光量（フォトダイオード２０で受光された受光量）とが検出されることとなる。
なお、本実施形態では、制御回路７０が「距離値算出手段」の一例に相当し、偏向部材４１の回転角度毎に、レーザダイオード１０でのレーザ光の発生から当該レーザ光に応じた反射光をフォトダイオード２０にて受光するまでの時間に基づいて当該レーザ光の到達位置までの距離を算出するように機能する。また、制御回路７０は、「受光量検出手段」の一例にも相当し、偏向部材４１の回転角度毎にフォトダイオード２０での受光量を検出するように機能する。
【００３６】
そして、Ｓ１０で得られた各回転角度の距離値（レーザ光到達位置までの距離値）のデータに基づいて、レーザ光が基準部材８０に照射される「所定回転角度範囲」を検出する（Ｓ１１）。なお、この「所定回転角度範囲」とは、即ち、３６０°回転する偏向部材４１の全回動範囲のうち、図６（ａ）（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ１が基準部材８０の一端部８２に入射するときの回転角度から、他端部８３に入射するときの回転角度までの回転範囲を指し、偏向部材４１が当該「所定回転角度範囲」にあるときに、レーザ光Ｌ１が装置外の空間に投射されずに基準部材８０に入射し、この基準部材８０からの反射光がフォトダイオード２０によって受光されるようになっている。なお、図６（ａ）では、レーザ光Ｌ１が一端部８２に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ａ１で示し、レーザ光Ｌ１が他端部８３に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ａ２で示しており、基準部材８０に入射可能な走査領域を符号ＡＲにて示している。
【００３７】
また、基準部材８０は、偏向部材４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路（即ち、図６（ｂ）の一端部８２から他端部８３までの一点鎖線の経路）までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されている。具体的には、基準部材８０の反射面８１が平坦に構成されており、偏向部材４１が所定位置（基準位置）にあるときのレーザ光（図２では、符号Ｌ１'）の方向と反射面８１とが略直交するように構成されているため、偏向部材４１が「所定回転角度範囲」にあるときに各回転角度で算出される各距離値はほぼ同一の値となる。従って、Ｓ２の処理では、距離値が所定の近距離範囲となっている回転角度範囲又は距離値が所定角度範囲に亘ってほぼ一定となっている回転角度範囲を検出することで、前記「所定回転角度範囲」を検出することができる。
【００３８】
なお、図７に示すように、偏向部材４１が「所定回転角度範囲」にあるときには、回転角度の違いによりレーザ光の経路に若干の誤差が生じるが、この誤差は装置外に照射される場合と比較して無視できるレベルである。例えば、図７の破線４１'のときのレーザ光の経路長（図７の破線の矢印参照）と「基準回転角度」にある偏向部材４１のときのレーザ光の経路長（図７のレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌａ参照）とを比較すると若干長さが異なるが、この長さの違いは装置外の空間を走査するときの距離値の変動に比べて非常に小さいためほぼ無視できるレベルといえる。従って、距離値が一定の範囲内で安定的に推移している部分を検出することで「所定回転角度範囲」を検出することができる。
【００３９】
具体的には、例えば、図８のように、検出される距離値が所定の第１閾値Ｄ１（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離よりも若干大きい閾値）以下であり所定の第２閾値Ｄ２（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離より若干小さい閾値）以上となるような回転角度が所定の閾値角度範囲（例えば、図６に示す範囲ＡＲよりも若干小さい角度範囲）以上続いている角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲）を検出し、この角度範囲Ｃを「所定回転角度範囲」としている。
【００４０】
なお、図１のように、レーザ光Ｌ１の照射経路において位置Ｐ１から最も近い位置に基準部材８０が存在する場合、距離値の最小値が得られる領域を「所定回転角度範囲」として検出してもよい。この場合、例えば、図５に示す、第２閾値Ｄ２以上を条件とせず、第１閾値Ｄ１以下となるような回転角度（回動角度）が所定の閾値角度範囲（例えば、図６に示す範囲ＡＲよりも若干小さい範囲）以上続いている角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲）を検出し、この角度範囲Ｃを「所定回転角度範囲」とすることができる。
【００４１】
Ｓ１１の処理の後には、Ｓ１１で検出された「所定回転角度範囲」において受光量が所定のピークレベルとなる位置（中心点）の回転角度を検出する（Ｓ１２）。本実施形態では、図６のように、レーザ光Ｌ１が反射面８１に対してほぼ垂直に入射する回転角度（即ち基準回転角度）となっているときに、最も多くの反射光が偏向部材４１側に返され、「基準回転角度」から角度が離れるほど、偏向部材４１に返される反射光が少なくなっており、図７の破線のようにレーザ光Ｌ１が基準部材８０の端部に入射するときの回転角度では偏向部材４１に返される反射光が相当少なくなっている。従って、上記「所定回転角度範囲」では、基本的に、図９（ｂ）のように「基準回転角度」に相当する回転角度Ａ１のときのフォトダイオード２０での受光量（光強度）が最も大きく、この「基準回転角度」から角度が離れるほど受光量（光強度）が次第に小さくなるような検出結果が得られることとなる。Ｓ１２では、このような現象を考慮し、Ｓ１０で検出された「所定回転角度範囲」の中で受光量が「所定のピークレベル」となる回転角度を「基準回転角度」の候補として検出する。
【００４２】
本構成では、レーザ光Ｌ１の走査経路上に配置される基準部材８０において、レーザ光Ｌ１の照射位置が偏向部材４１の回動に応じて移動するようになっており（図６（ｂ）の破線の矢印参照）、反射面８１での当該照射位置の移動方向（即ち、図６（ｂ）の破線矢印で示すレーザ光の走査方向）がこの基準部材８０の「幅方向」となっている。なお、図６（ｂ）では、幅方向を矢印Ｗで概念的に示している。
【００４３】
一方、上述したように反射面８１にレーザ光Ｌ１が垂直に入射するときの偏向部材４１の回転角度を「基準回転角度」としており、図６（ａ）（ｂ）に示すように、偏向部材４１がこの「基準回転角度」に位置するときに当該偏向部材４１からのレーザ光Ｌ１が反射面８１の幅方向所定位置に入射するようになっている。具体的には、図６（ａ）において二点鎖線Ｌ１'で示すように、偏向部材４１が「基準回転角度」にあるときにレーザ光が基準部材８０の幅方向中心位置Ｐ２に入射するようになっており、このように基準部材８０の幅方向中心位置Ｐ２に入射するときに、レーザ光Ｌ１が反射面８１に垂直に入射するようになっている。このような構成を前提とし、Ｓ１２の処理では、Ｓ１１で検出された「所定回転角度範囲」から、上述の「幅方向所定位置」（図６の例では幅方向中心位置Ｐ２）に対応する回転角度（対応回転角度）を検出する。具体的には、図６（ａ）に示すように、照射範囲ＡＲにおいてθ１＝θ２となる中心回転角度が幅方向中心位置Ｐ２に入射する回転角度（対応回転角度）と推定され、Ｓ１１で検出された「所定回転角度範囲」においてこのような中心回転角度を演算によって検出する（Ｓ１２）。
【００４４】
例えば、上述した方法で「所定回転角度範囲」が検出され、この「所定回転角度範囲」における各回転角度での受光量が図１０の実線のような波形の場合、まず、この「所定回転角度範囲」におけるピークレベルと下限レベルとの間に複数の閾値を設定する。なお、複数の閾値の設定方法は様々であり、例えば、予め記憶された複数の固定値を用いてもよい。或いは、図１０のような受光波形における上下値（ピーク値）と下限値の間に、均等に複数の値（閾値）を定めるようにしてもよい。例えば、図１０のような「所定回転角度範囲」の受光波形において上限値がＡ１であり、下限値がＡ２である場合、この領域を４分割して４つの閾値を定める場合、第１の閾値をＡ２＋（Ａ１−Ａ２）／４、第２の閾値をＡ２＋２×（Ａ１−Ａ２）／４、第３の閾値をＡ２＋３×（Ａ１−Ａ２）／４とすればよい。なお、「所定回転角度範囲」におけるピークレベルと下限レベルとの間に複数の閾値を設定しうる方法であれば他の方法で設定してもよい。なお、このような閾値或いは閾値の設定プログラムは、メモリに記憶しておくことができ、このメモリが閾値記憶部の一例に相当することになる。
【００４５】
そして、上記受光波形（即ち、レーザ光が基準部材８０に入射する回転角度範囲での受光量の波形）において、これら複数の閾値毎に、受光量が各閾値をそれぞれ超える回転角度範囲を閾値別角度範囲としてそれぞれ検出する。図１０の例では８つの閾値Ｓ１〜Ｓ８が設定されており、この例では、閾値Ｓ１を超える角度範囲（Ｌ１１〜Ｌ１２）、Ｓ２を超える角度範囲（Ｌ２１〜Ｌ２２）、Ｓ３を超える角度範囲（Ｌ３１〜Ｌ３２）、閾値Ｓ４を超える角度範囲（Ｌ４１〜Ｌ４２）、Ｓ５を超える角度範囲（Ｌ５１〜Ｌ５２）、Ｓ６を超える角度範囲（Ｌ６１〜Ｌ６２）、閾値Ｓ７を超える角度範囲（Ｌ７１〜Ｌ７２）、Ｓ８を超える角度範囲（Ｌ８１〜Ｌ８２）をそれぞれ検出する。そして、それら検出された閾値別角度範囲（Ｌ１１〜Ｌ１２、Ｌ２１〜Ｌ２２、Ｌ３１〜Ｌ３２、Ｌ４１〜Ｌ４２、Ｌ５１〜Ｌ５２、Ｌ６１〜Ｌ６２、Ｌ７１〜Ｌ７２、Ｌ８１〜Ｌ８２）のぞれぞれの中心回転角度を平均化して得られた回転角度をピーク条件を満たす回転角度としている。閾値別角度範囲のそれぞれの中心角度は、（Ｌ１１〜Ｌ１２）／２、（Ｌ２１〜Ｌ２２）／２、（Ｌ３１〜Ｌ３２）／２、（Ｌ４１〜Ｌ４２）／２、（Ｌ５１〜Ｌ５２）／２、（Ｌ６１〜Ｌ６２）／２、（Ｌ７１〜Ｌ７２）／２、（Ｌ８１〜Ｌ８２）／２であるため、これら中心角度の平均値を算出し、この平均値が基準回転角度となる。
【００４６】
なお、本構成では、制御回路７０が「基準タイミング検出部」の一例に相当し、回転する偏向部材４１のいずれかの周回において、基準部材８０からの反射光がフォトダイオード２０で受光されたときに生成される受光信号に基づいて、偏向部材４１からのレーザ光が基準部材８０に入射する基準タイミング（上記「基準回転角度」となるタイミング）を検出するように機能する。
【００４７】
次に補正処理について説明する。この補正制御は、例えば図２、図１１、図１２のようなハードウェア構成を用いて行われる。
本構成では、図２のようにモータ５０が一定回転数で維持されるように制御回路７０（システム）によって公知のフィードバック制御等により制御されている。また、レーザダイオード１０（レーザ光源）は、投光パルス（投光トリガ）信号によって各投光パルス毎にレーザ光（パルスレーザ光）を照射するようになっている。そして、後述するＡ相信号が投光パルスとして用いられるようになっている。
【００４８】
具体的には、図１１のように、設定された微小時間間隔（Ａ相信号よりも相当短い時間間隔）でクロックパルスを発生させるクロック発生部７１を備えており、このクロック発生部７１からのクロックパルスがＡ相信号生成部７３に入力されるようになっている。一方、クロック数設定部７２は、Ａ相信号の周期を定めるための制御量としてクロックパルスの数（クロック数）を設定しており、その設定値がＡ相信号生成部７３に入力されるようになっている。そして、Ａ相信号生成部７３は、クロック発生部７１で発生したクロックパルスがクロック数設定部７２で設定された数に達する毎にＡ相信号としてのパルスを出力するようになっている。Ａ相信号の周期は、例えば偏向部材４１が１°回転する程度の時間とすればよい。このように構成されているため、クロック数設定部７２が設定数を増減させることでＡ相信号の周期を調整することができる。また、図１１のクロック数設定部７２は、図２の同期制御部に相当する部分であり、図１１のＡ相信号生成部７３は、図２の投光トリガ生成部に相当する部分である。そして、回転位置の疑似信号として、「クロックパルスの数（クロック数）」をＡ相信号生成部７３（投光トリガ生成部）に与えるようになっている。
【００４９】
また、Ａ相信号生成部７３からの信号を入力し得るようにＺ相信号生成部７４が設けられている。このＺ相信号生成部７４は、Ａ相信号生成部７３で発生するＡ相信号が所定数に達する毎にＺ相信号を出力するようになっている。本構成では、偏向部材４１の回転速度が所定速度と定められ、この所定速度のときに偏向部材４１が１°回転するための時間がＡ相信号の周期のデフォルト値となっている。また、Ａ相信号のカウントが３６０に達する毎にＺ相信号が出力されるようになっている。つまり、偏向部材４１の回転速度が上記所定速度であり、Ａ相信号の周期が上記デフォルト値であれば、Ｚ相信号は偏向部材４１が１周回転する毎に出力されることになる。
【００５０】
なお、図１１の制御ブロックは、例えば図１２のようなＦＰＧＡによって実現することができる。この図１２において疑似信号周期制御を行っている部分（即ち、回路部９２を介して回路部９４のＡ端子にクロックパルスの数（クロック数）を与えてる部分）がクロック数設定部７２であり、回路部９４のＢ端子に入力されるクロックパルスの数（カウンタ９３でカウントされるクロックパルスの数）がＡ端子に入力された設定数に達する毎に、回路部９４から信号が出力され、この出力に応じてカウンタ９３でのカウントがクリアされるようになっている。そして、回路部９４から信号が出力される毎に、Ａ相信号が出力されるようになっている。また、回路部９４から信号が出力される毎（即ち、Ａ相信号が出力される毎）に、カウンタ９９によってカウントされ、そのカウント数が回路部１００のＡ端子に入力されるようになっている。そして、カウンタ９９によってカウントされた数がＢ端子に入力される設定数（３６０）に達する毎に、Ｚ相信号が出力され、カウンタ９９のカウントがクリアされるようになっている。なお、図１２に示すＦＰＧＡでは、回路構成部９３、９４、９５、９６、９７、９８によってＡ相信号生成部７３が構成されている。また、回路構成部９９、１００、１０１によってＺ相信号生成部７４が構成されている。また、図１１のような機能を実現できるものであればこのようなＦＰＧＡの例に限られない。
【００５１】
図５の補正処理は、上述したハードウェア構成（図２、図１１、図１２）を用いて行われる。
まずＳ２０では、基準部材８０の領域のデータを取得する。この処理は、図４のＳ１０、Ｓ１１と同様の処理を用い、基準部材８０の範囲に相当する「所定回転角度範囲」を検出することになる。そして、このように検出された「所定回転角度範囲」において、Ｓ１２と同様の処理を行い中心点（所定のピークレベル）を算出する（Ｓ２１）。即ち、図５の補正処理を行う時点での基準回転角度のタイミング（基準タイミング）を検出する。なお、Ｓ２０、Ｓ２１の処理は、少なくとも連続した２周分行う必要があり、この２周における基準タイミングの時間間隔を算出する。この「基準タイミングの時間間隔」は、即ち、連続する２周において基準回転角度となる時間間隔であり、この時間間隔は、当該補正処理のときに１周の回転に要している実際の時間である。
【００５２】
そして、Ｓ２２では、図５の補正処理時点における基準タイミングの周期と、現在（図５の補正処理時点）の０°の周期（Ｚ相が出力される周期）のズレを検出する（Ｓ２２）。
【００５３】
本構成では、図１３のように、Ａ相信号が所定数（例えば３６０回）発生したときにＺ相信号が出力され、このＺ相信号の立ち上がりを０°の回転角度としている。そして、Ｚ相信号の立ち上がりからのＡ相信号のパルス数によって偏向部材４１の相対的な回転角度（０°からどれだけ回転したかを示す角度）を算出している。但し、モータ５０の回転速度の変動や他の外部環境等により、図１３のように、偏向部材４１が実際に１周する時間（図１３では、Ｔ１〜Ｔ２の時間であり、偏向部材４１が実際に基準回転角度となる時間間隔）と、Ｚ相信号の時間間隔（図１３では、Ｔ１〜Ｔａの時間）とにズレが生じてしまう虞がある。なお、図１３において、Ｔ１、Ｔ２は、連続する２周において、Ｓ２１で検出された中心点の回転角度のタイミング（基準部材８０の所定位置に入射するときのタイミング）であり、Ｔ１において、Ｚ相信号と、中心点の回転角度のタイミングとが揃った場合を例示している。また、Ｔａは、Ｔ１でＺ相パルスが発生した後の次のＺ相パルスの立ち上がりのタイミングである。
【００５４】
Ｓ２３では、Ｓ２０、Ｓ２１において検出された連続する２周における基準タイミングの時間間隔Ｔαと、Ｓ２２の時点でのＺ相の時間間隔（周期）Ｔβとを求め、これら時間間隔の差（Ｔα−Ｔβ）をズレ量ΔＴとする。そして、このように検出されたズレ量ΔＴに基づいて、ズレ量ΔＴを小さくするようにＡ相の周期を調整する。具体的には、Ａ相の周期を調整するための制御量の決定は、公知のＰ制御やＰＩＤ制御等を用いることができ、新たに設定されたＺ相信号の周期（Ａ相信号の補正により再設定されたＺ相信号の周期）と、基準タイミングの時間間隔Ｔαとが一致するようにしてもよい。例えば、図１３のように、基準タイミングの時間間隔ＴαよりもＺ相の時間間隔（周期）Ｔβが短い場合、Ａ相信号の周期を大きくするようにクロック数設定部７２でのクロック設定数を増大させる。このようにＡ相信号の周期を大きくすることで、Ｚ相信号の時間間隔（周期）も大きくなり、Ｔα−Ｔβを０に近づけやすくなる。逆に、基準タイミングの時間間隔ＴαよりもＺ相の時間間隔（周期）Ｔβが長い場合、Ａ相信号の周期を小さくするようにクロック数設定部７２でのクロック設定数を増大させる。このようにＡ相信号の周期を小さくすることで、Ｚ相の時間間隔（周期）も小さくなり、Ｔα−Ｔβを０に近づけやすくなる。これにより、基準部材８０の所定位置に実際に照射されるタイミングと、Ｚ相のタイミングとが一致しやすくなり、Ａ相信号で特定される回転角度がより正確な角度を示し易くなる。
【００５５】
なお、図５の補正処理は、１周毎に行ってもよく、複数周毎に行ってもよい。複数周毎に図５の補正処理を行う場合、補正処理前と補正処理後とでＡ相信号の周期だけ変えてもよい。或いは、図５の補正処理後、Ｓ２０、Ｓ２１で検出された基準回転角度を原点として再設定し、この原点のタイミング（基準タイミング）からＡ相信号が所定数（３６０回）カウントされる毎にＺ相信号が出力されるようにしてもよい。
【００５６】
本構成では、Ａ相信号生成部７３が「パルス発生部」の一例に相当し、設定された周期でパルスを発生させるように機能する。
また、制御回路７０が「回転角度検出部」の一例に相当し、基準タイミング検出部で検出された基準タイミングでの偏向部材４１の回転角度、又は基準タイミングでの偏向部材４１の回転角度から一定角度回転した回転角度を初期基準回転角度とし、初期基準回転角度からのパルスの発生数に基づいて初期基準回転角度に対する偏向部材４１の相対的な回転角度を検出するように機能する。なお、本構成では、Ｓ１で検知された基準タイミングでの偏向部材４１の回転角度を原点となる０°（初期基準回転角度）とし、この０°（初期基準回転角度）の時点からＡ相信号をカウントすることで、初期基準回転角度に対する偏向部材４１の相対的な回転角度を検出していたが、この例に限られない。例えば、Ｓ１で検知された基準タイミングでの偏向部材４１の回転角度から１８０°回転したタイミング（即ち、上記基準タイミングからＡ相信号が１８０回カウントされたタイミングでの回転角度を原点となる０°（初期基準回転角度）とし、この０°（初期基準回転角度）の時点からＡ相信号をカウントすることで、初期基準回転角度に対する偏向部材４１の相対的な回転角度を検出してもよい。
【００５７】
また、制御回路７０は「制御部」の一例に相当し、基準タイミング検出部にて基準タイミングが検出される時間間隔と、パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔との時間間隔差に基づき、当該時間間隔差を減少させるようにパルス発生部で発生するパルスの周期又は駆動部による偏向部材４１の回転速度を増減させるように機能する。
【００５８】
本構成では、レーザ光Ｌ１が基準部材８０に入射する基準タイミング（基準回転角度のタイミング）を検出し、この基準タイミングに基づいて設定される初期基準回転角度からのパルス数をカウントすることで偏向部材４１の相対的な回転角度を検出することができるため、専用エンコーダを設けなくても偏向部材４１の回転角度を把握することが可能となり、このようなセンサ部品の省略による部品点数の削減及び軽量化を図りやすくなる。
更に、本構成では、制御部を備えており、基準タイミング検出部にて基準タイミングが検出される時間間隔と、パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔との時間間隔差に基づき、当該時間間隔差を減少させるようにパルス発生部で発生するパルスの周期又は駆動部による偏向部材４１の回転速度を増減させる制御を行っている。このようにすると、駆動部の回転速度の変動等により、基準タイミングが検出される時間間隔とパルスが所定数に達するまでの時間間隔とにズレが生じたとしても、このズレを小さくするように調整することができる。つまり、パルスが所定数に達するまでの時間間隔を、偏向部材４１が実際に１周回転する時間間隔（現実の時間間隔）に正確に合わせやすくなる。従って、パルスの「所定数」が偏向部材４１の１周（３６０°）を正確に示しやすくなり、パルスの各カウント数によってより正確な回転角度が特定されやすくなる。なお、図１〜図１３の構成では、パルスの周期を変化させていたが、駆動部の回転速度を変化させて合わせ込んでもよい。
【００５９】
また、フォトダイオード２０で受光される入力光の受光量の波形を生成する受光波形生成部を備え、基準部材８０は、反射面８１が平坦面として構成され且つ基準部材８０が所定回転角度のときに反射面８１と当該反射面８１に入射するレーザ光とのなす角度が最も大きくなる構成となっている。そして、基準タイミング検出部は、距離算出部で検出される距離が所定の距離条件を満たす回転角度範囲をレーザ光が基準部材８０に入射する回転角度範囲とし、当該回転角度範囲での受光量の波形において所定のピーク条件を満たす回転角度を、予め定められたピーク検出方式で検出するピークレベル検出部を備え、ピーク条件を満たす回転角度のタイミングを基準タイミングとしている。
この構成によれば、反射面８１を平坦面にするという非常に簡単な構成で、基準部材８０の所定位置に入射するタイミングをより正確に検出可能となる。特に、基準部材８０の中で位置を絞り、その位置に実際に入射するタイミング（基準タイミング）を正確に検出することができるため、偏向部材４１が決められた一つの回転角度となる実際のタイミングを正確に特定しやすくなる。
【００６０】
また、ピークレベル検出部は、受光量と比較するための複数の閾値を予め記憶した閾値記憶部を備え、レーザ光が基準部材８０に入射する回転角度範囲での受光量の波形において、閾値記憶部に記憶される複数の閾値毎に、受光量が各閾値をそれぞれ超える回転角度範囲を閾値別角度範囲としてそれぞれ検出し、それら検出された閾値別角度範囲のぞれぞれの中心回転角度を平均化して得られた回転角度をピーク条件を満たす回転角度としている。
基準部材８０の平坦面にレーザ光を入射させたときの受光波形（各回転角度毎の受光量の波形）は、原則としてピーク位置を頂点とする山状の波形となる。このような波形では、複数の閾値を設定し、各閾値をそれぞれ超える回転角度範囲（閾値別角度範囲）を求め、各閾値別角度範囲のぞれぞれの中心回転角度を平均化すれば、本来ピーク位置となるべき位置が正確に検出されやすくなる。特に、この方法では、ノイズ等の影響により、本来ピーク位置となるべき位置にピークが出なかったとしても、本来ピーク位置となるべき位置がより正確に検出されやすくなる。
【００６１】
［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６２】
図３のような補正制御は、各周毎に行ってもよく、複数周毎に行ってもよい。また、複数周毎に補正制御を行うときの補正制御の間隔は、増減させてもよい。例えば、Ｓ２２で検出されたズレ量が大きい場合ほど、次に図３の補正制御を行うまでの間隔を短くし、ズレ量が小さい場合ほど、次に図３の補正制御を行う間隔を長くするようにすることができる。例えば、Ｓ２２で検出されたズレ量が第１レベルのときには、次に図３の補正制御を行うまでの間隔を第１レベルに対応する第１時間間隔とし、Ｓ２２で検出されたズレ量が第１レベルよりも大きい第２レベルのときには、次に図３の補正制御を行うまでの間隔を第２レベルに対応する第２時間間隔（第１時間間隔よりも短い時間間隔）とし、Ｓ２２で検出されたズレ量が第２レベルよりも大きい第３レベルのときには、次に図３の補正制御を行うまでの間隔を第３レベルに対応する第３時間間隔（第２時間間隔よりも短い時間間隔）とするといった具合に、Ｓ２２で検出されたズレ量が大きくなるほど、次に図３の補正制御を行うまでの間隔を段階的に短くしてもよい。或いは、Ｓ２２で検出されたズレ量が小さい場合ほど、そのズレ量に反比例して次に図３の補正制御を行う間隔を長くするように、次に図３の補正制御を行うまでの間隔を連続的に長くしてもよい。
【００６３】
上述した例では、図１０のような方法で基準タイミングを検出し、閾値別角度範囲のそれぞれの中心角度の平均値の回転角度を「ピーク条件を満たす回転角度」とし、この中心角度の平均値で特定される回転角度のタイミングを基準タイミングとしていたが、ピークレベル検出方式は、このような方法でなくてもよい。例えば、Ｓ１０、Ｓ１１で特定される「所定回転角度範囲」において受光量がピークとなる回転角度を「ピーク条件を満たす回転角度」とし、この回転角度のタイミングを基準タイミングとしてもよい。
【００６４】
上記実施形態では、基準タイミング検出部にて基準タイミングが検出される時間間隔と、パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔との時間間隔差を減少させるようにＡ相信号生成部７３（パルス発生部）で発生するＡ相信号（パルス）の周期を増減していたが、この例に限られない。例えば、基準タイミング検出部にて基準タイミングが検出される時間間隔と、パルス発生部で発生するパルスが所定数に達するまでの時間間隔との時間間隔差を減少させるようにモータの回転速度を増減させる制御を行うようにしてもよい。例えば、図１３のように、基準タイミングが検出される時間間隔（基準部材の所定位置に実際にレーザ光が照射される時間間隔）よりもＺ相信号の時間間隔がΔＴだけ小さい場合、モータが偏向部材４１を回転する回転速度を、ΔＴが０に近づくように大きくし、逆に、基準タイミングが検出される時間間隔（基準部材の所定位置に実際にレーザ光が照射される時間間隔）よりもＺ相信号の時間間隔がΔＴだけ大きい場合、モータが偏向部材４１を回転する回転速度を、ΔＴが０に近づくように小さくするようにしてもよい。
【００６５】
上記実施形態では、Ｓ２０、Ｓ２１において検出された連続する２周における基準タイミングの時間間隔Ｔαと、Ｓ２２の時点でのＺ相信号の時間間隔（周期）Ｔβとを求め、これら時間間隔の差（Ｔα−Ｔβ）をズレ量ΔＴとし、このズレ量ΔＴを小さくするようにＡ相信号の周期を補正していたが、このような例に限られない。例えば、図５の補正処理においてＳ２１で検出された中心点のタイミング（基準部材８０からの受光によって特定される基準回転角度のタイミング（基準タイミング））と、その基準タイミングの直近のＺ相信号のタイミングとのズレ量をΔＴとし、このズレ量ΔＴを小さくするように補正してもよい。この場合、直近のＺ相信号のタイミングの方が基準タイミングよりも早ければ（即ち、基準タイミングの時間間隔Ｔαよりも、Ｚ相信号の時間間隔（周期）Ｔβの方が小さい場合）、Ａ相信号の周期を長くするように補正し、直近のＺ相信号のタイミングの方が基準タイミングよりも遅ければ（即ち、基準タイミングの時間間隔Ｔαよりも、Ｚ相信号の時間間隔（周期）Ｔβの方が大きい場合）、Ａ相信号の周期を短くするように補正すればよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…レーザ測定装置
１０…レーザダイオード（レーザ光源）
２０…フォトダイオード（受光部）
４０…回転偏向機構（回転偏向部）
４１…偏向部材
４２ａ…中心軸
５０…モータ（駆動部）
７０…制御回路（距離算出部、基準タイミング検出部、パルス発生部、回転角度検出部、制御部、受光波形生成部、ピークレベル検出部）
８０…基準部材
８１…反射面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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