(57)【要約】     【課題】  小型化と検出時間の短縮を図れるマルチビーム光学式測距センサを提供する。    【解決手段】  このマルチビーム光学式測距センサによれば、回折格子４が、発光素子２の出射光を複数のビームａ〜ｅに分離するから、１つの発光素子２でも回折格子４からは複数のビームａ〜ｅを出射させることができる。したがって、このマルチビーム光学式測距センサによれば、従来に比べて、発光素子２と発光側レンズ３の個数を削減できて、発光側スペースの削減を図れ、小型化を図れる。また、この測距センサによれば、複数の発光素子をスキャンする必要も無いので、検出時間の短縮を図れる。【選択図】  図１Ｂ
2006308416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
上記発光素子の出射光を回折して複数のビームに分離する回折格子と、
上記回折格子で分離された複数のビームが被測定物体で反射した反射ビームを受光する複数の受光部と、
上記複数の受光部が出力する複数の受光信号を信号処理すると共に所定のタイミングで上記発光素子を駆動する制御部とを備えることを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記発光素子を半導体レーザとしたことを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記複数の受光部は、上記複数のビームと同数であり、
上記複数の受光部を有する１つの受光素子を備えたことを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項４】
請求項２に記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記回折格子は、
上記出射光を略同じ強度の複数のビームに分離することを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項５】
請求項２に記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記回折格子は、
第１の溝が形成された第１の領域と、
上記第１の溝に対して略直交する第２の溝が形成された第２の領域とを有し、
さらに、
上記第１の領域で回折したビームを受光するように配置された第１の受光部と、
上記第２の領域で回折したビームを受光するように配置された第２の受光部とを有し、
上記第１または第２の領域のいずれか一方の領域を選択して、この選択した領域からビームを出射させるが非選択の領域からはビームを出射させない切替部を備えたことを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項６】
請求項５に記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記切替部は、
上記回折格子の第１の領域に対向配置された第１の液晶シャッタと、
上記回折格子の第２の領域に対向配置された第２の液晶シャッタとを有することを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項７】
請求項５に記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記切替部は、
選択した第１または第２の領域のいずれか一方に発光素子の出射光を入射させるが、非選択の第１または第２の領域のいずれか他方に発光素子の出射光を入射させないように、上記回折格子を移動させるアクチュエータを有することを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記制御部は、
所定のパルス信号が入力されると共に、上記複数の受光部からの複数の受光信号のそれぞれを、上記パルス信号に対応する所定の時間差で、１つの端子から読み出すことを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記複数の受光部と同数の出力端子を備え、
各受光部からの各受光信号を各出力端子から並行して読み出すことを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項１０】
請求項２に記載のマルチビーム光学式測距センサにおいて、
上記回折格子は、
第１の溝が形成された第１の領域と、
上記第１の溝に対して略直交する第２の溝が形成された第２の領域とを有し、
さらに、
上記第１の領域で回折したビームを受光する第１の受光部と、
上記第２の領域で回折したビームを受光する第２の受光部とを有し、
さらに、
上記発光素子は、
上記第１または第２の領域のいずれか一方に入射される第１の出射光を出射する第１の発光点と、
上記第１または第２の領域のいずれか他方に入射される第２の出射光を出射する第２の発光点とを有し、
上記制御部は、
上記第１、第２の発光点のうちのいずれか一方を選択して発光させるように、上記発光素子を駆動制御することを特徴とするマルチビーム光学式測距センサ。
【請求項１１】
請求項１乃至４のいずれか１つ、または請求項８または９に記載のマルチビーム光学式測距センサを備えた自走式掃除機。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のマルチビーム光学式測距センサを備えたエアコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マルチビーム光学式測距センサに関し、例えば、被測定物体が或る範囲に存在するか否かを検出して、この被測定物体までの方向、距離を検出するマルチビーム光学式測距センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチビーム光学式測距センサは、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、複数の発光素子１１４と、この複数の発光素子１１４と同数の発光側レンズ１１５を備えている(特許文献１(特開平０９−２０３６３１号公報)参照)。
【０００３】
この発光素子１１４から発光側レンズ１１５を経由して被検出物に照射されて反射した反射光は、受光側レンズ１１６で集光されて、位置検出素子としての受光素子１１７上にスポットを形成する。ここで、上記受光素子１１７は１つのトロイダルレンズで構成され、受光素子１１７も１つである。
【０００４】
このため、複数の発光素子１１４を、それぞれ、タイミングをずらして順番に発光させ、各発光素子１１４の発光のタイミングと同期して、受光素子１１７の出力信号を読み取ることで、各発光素子１１４が発光するタイミングに応じて受光素子１１７から得られる出力信号によって、被検出物の方向および被検出物までの距離を検出するようにしている。
【０００５】
ところで、上記従来のマルチビーム光学式測距センサでは、複数の発光素子１１４と複数の発光側レンズ１１５を備えているので、発光側の部分のスペースを大きく取る必要があり、全体としても大型の装置となっていた。
【０００６】
また、複数の発光素子１１４をタイミングを遅らせて順番に発光させ、このタイミングと同期して、受光側の受光素子１１７の信号を読み取るので、広範囲に存在する被検出物を検出するためには、各発光素子１１４を順番に全て発光させる必要があり被検出物の方向と距離を検知するのに時間がかかっていた。
【０００７】
さらに、上記従来例では、所定の一方向への発光ビームのスキャンを行うが、例えば、このスキャン方向に対して直交する方向の検出を目的として、他の方向への発光ビームのスキャンも追加しようとすると、発光素子および発光側レンズを同数だけ追加すること、さらには、受光側の受光素子１１７,受光側レンズ１１６も追加する必要がある。このため、全体として装置が巨大化し、実用的ではなくなる。
【特許文献１】特開平９−２０３６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明の課題は、小型化と検出時間の短縮を図れるマルチビーム光学式測距センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明のマルチビーム光学式測距センサは、発光素子と、
上記発光素子の出射光を回折して複数のビームに分離する回折格子と、
上記回折格子で分離された複数のビームが被測定物体で反射した反射ビームを受光する複数の受光部と、
上記複数の受光部が出力する複数の受光信号を信号処理すると共に所定のタイミングで上記発光素子を駆動する制御部とを備える。
【００１０】
この発明のマルチビーム光学式測距センサによれば、発光素子が出射する出射光は、回折格子によって、複数のビームに分離され、この複数のビームは、被測定物体で反射して、複数の反射ビームとして、複数の受光部に入射する。この複数の受光部では、入射した反射ビームに応じて、複数の受光信号を出力し、制御部は上記複数の受光信号を信号処理することで、被測定物体の方向および被測定物体までの距離を検出する。
【００１１】
この発明では、上記回折格子が、上記発光素子の出射光を複数のビームに分離するから、１つの発光素子でも回折格子からは複数のビームを出射させることができる。したがって、この発明によれば、従来に比べて、発光素子と発光側レンズの個数を削減できて、発光側スペースの削減を図れ、小型化を図れる。また、この発明によれば、複数の発光素子をスキャンする必要も無いので、検出時間の短縮を図れる。
【００１２】
なお、一例として、上記制御部は、上記受光信号に基づいて、上記被測定物体までの距離を三角測量方式により検出することが望ましい。また、一例として、上記制御部は、半導体集積回路で構成されていることが望ましい。
【００１３】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサは、上記発光素子を半導体レーザとした。
【００１４】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、出射光が指向性に優れたコヒーレント光であるレーザ光となるので、被測定物体の方向と被測定物体までの距離を精度良く検出可能となる。
【００１５】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサは、上記複数の受光部は、上記複数のビームと同数であり、上記複数の受光部を有する１つの受光素子を備えた。
【００１６】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、１つの受光素子が有する複数の受光部によって、上記複数のビームを同時に受光できるので、部品点数削減によるさらなる小型化と検出時間の短縮を図れる。
【００１７】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサは、上記回折格子は、上記出射光を略同じ強度の複数のビームに分離する。
【００１８】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、上記回折格子は、上記出射光を略同じ強度の複数のビームに分離するので、特定のビームによる反射光が光量不足であることに起因して誤検知を招くことを未然に防止できる。
【００１９】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサでは、上記回折格子は、第１の溝が形成された第１の領域と、上記第１の溝に対して略直交する第２の溝が形成された第２の領域とを有し、
さらに、上記第１の領域で回折したビームを受光するように配置された第１の受光部と、上記第２の領域で回折したビームを受光するように配置された第２の受光部とを有し、
上記第１または第２の領域のいずれか一方の領域を選択して、この選択した領域からビームを出射させるが非選択の領域からはビームを出射させない切替部を備えた。
【００２０】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、切替部は、形成された溝が互いに直交する回折格子の第１の領域と第２の領域のうちのいずれか一方を選択して、この選択した領域からビームを出射させる。そして、第１の受光部は第１の領域で回折したビームを受光し、第２の受光部は第２の領域で回折したビームを受光する。そして、上記制御部は、上記第１、第２の受光部が出力する第１、第２の受光信号を信号処理することで、例えば三角測量方式等により、被測定物体までの距離を検出する。
【００２１】
これにより、回折格子の第１の領域に対応する或る方向、および、この方向と直交する方向にわたって、被測定物体の位置およびこの被測定物体までの距離を検出することが可能となる。
【００２２】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサでは、上記切替部は、上記回折格子の第１の領域に対向配置された第１の液晶シャッタと、上記回折格子の第２の領域に対向配置された第２の液晶シャッタとを有する。
【００２３】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、上記切替部は、上記第１,第２の液晶シャッタのうちの一方を透光状態とすると共に第１,第２の液晶シャッタのうちの他方を遮光状態とする。したがって、切替部は、第１,第２の液晶シャッタの開閉を制御することで、上記第１,第２の領域のうちのいずれか一方の領域を選択して、この選択した領域からビームを出射させるが非選択の領域からはビームを出射させないようにする。
【００２４】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサでは、上記切替部は、選択した第１または第２の領域のいずれか一方に発光素子の出射光を入射させるが、非選択の第１または第２の領域のいずれか他方に発光素子の出射光を入射させないように、上記回折格子を移動させるアクチュエータを有する。
【００２５】
この実施形態の光学式測距センサによれば、切替部は、アクチュエータでもって、回折格子を移動させることによって、回折格子の第１または第２の領域を選択して、選択した領域だけに出射光を入射させることができる。
【００２６】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサでは、上記制御部は、所定のパルス信号が入力されると共に、上記複数の受光部からの複数の受光信号のそれぞれを、上記パルス信号に対応する所定の時間差で、１つの端子から読み出す。
【００２７】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、複数の受光部からの複数の受光信号を読み出すための端子が１つで済むというメリットがある。
【００２８】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサでは、上記複数の受光部と同数の出力端子を備え、各受光部からの各受光信号を各出力端子から並行して読み出す。
【００２９】
この実施形態によれば、出力端子を複数個備えて、複数の受光信号を並行して読み出すので、高速な読み出しが可能となる。
【００３０】
また、一実施形態のマルチビーム光学式測距センサでは、上記回折格子は、
第１の溝が形成された第１の領域と、
上記第１の溝に対して略直交する第２の溝が形成された第２の領域とを有し、
さらに、
上記第１の領域で回折したビームを受光する第１の受光部と、
上記第２の領域で回折したビームを受光する第２の受光部とを有し、
さらに、
上記発光素子は、
上記第１または第２の領域のいずれか一方に入射される第１の出射光を出射する第１の発光点と、
上記第１または第２の領域のいずれか他方に入射される第２の出射光を出射する第２の発光点とを有し、
上記制御部は、
上記第１、第２の発光点のうちのいずれか一方を選択して発光させるように、上記発光素子を駆動制御する。
【００３１】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、上記発光素子は、第１,第２の出射光を出射する第１,第２の発光点を有し、制御部は、上記第１、第２の発光点のうちのいずれか一方を選択して発光させる。これにより、液晶シャッタや回折格子を移動させるためのアクチュエータを要することなく、回折格子の第１,第２の領域のうちのいずれか一方を選択してビームを出射させることができる。よって、センサの駆動を簡素化でき小型化も可能になる。
【００３２】
また、一実施形態の自走式掃除機は、上記マルチビーム光学式測距センサを備えたことで、被測定物体としての部屋の障害物あるいは壁等を検知しながら自走し、自動で掃除ができ、効率の良い掃除ができる。
【００３３】
また、一実施形態のエアコンディショナは、上記マルチビーム光学式測距センサを備えたことで、部屋のどの位置に人が居るかを検知でき、この検知に基づいて、風向き、強さ、温度等の最適な状態を制御できるので、人に優しい、省エネルギーを取り入れたエアコンディショナを実現できる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明のマルチビーム光学式測距センサによれば、回折格子が、発光素子の出射光を複数のビームに分離するから、１つの発光素子でも回折格子からは複数のビームを出射させることができる。したがって、この発明によれば、従来に比べて、発光素子と発光側レンズの個数を削減できて、発光側スペースの削減を図れ、小型化を図れる。また、この発明によれば、複数の発光素子をスキャンする必要も無いので、検出時間の短縮を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３６】
図１Ａ〜図１Ｃに、この発明のマルチビーム光学式測距センサの実施形態を示す。図１Ａはこの実施形態の平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ’断面を示す断面図であり、図１Ｃは図１ＡのＢ−Ｂ’断面を示す断面図である。
【００３７】
この実施形態は、基板１とこの基板１に取り付けられたケース７を備える。このケース７は、内壁７Ａで隔てられた室Ｒ１と室Ｒ２を有する。
【００３８】
上記ケース７の室Ｒ１内の基板１上には１つの発光素子２が配置されている。また、上記ケース７の室Ｒ１内には発光素子２から出射された光を略平行光にする１つの発光側レンズ３が取り付けられている。また、上記ケース７の室Ｒ１には、上記発光側レンズ３からの平行光を回折させる回折格子４が取り付けられている。なお、上記発光素子２としては半導体レーザを採用することが好ましい。すなわち、出射光をレーザ光とすることで、出射光が指向性に優れたコヒーレント光となるので、被測定物体の方向と被測定物体までの距離を精度良く検出可能となる。
【００３９】
また、上記ケース７の室Ｒ２内に、受光素子６と制御部９が配置されている。この受光素子６は、基板１上に配置された１つのチップからなる。図１Ｃに示すように、この１つの受光素子６は、一例として、５つの受光部６-１〜６-５を含む。
【００４０】
また、上記ケース７の室Ｒ２内に受光側レンズ５が取り付けられている。この受光側レンズ５は、５つのレンズ部５-１〜５-５を有する。この５つのレンズ部５-１〜５-５は、発光素子２からの出射光を回折格子４で回折して分離した複数(一例として５つ)のビームが被測定物体(図示せず)で反射した各反射ビームを集光する。このレンズ部５-１〜５-５には、それぞれ、１つの反射ビームが入射し、各レンズ部５-１〜５-５で集光された反射ビームが、各受光部６-１〜６-５に入射する。なお、この実施形態では、１つの受光素子６が複数の受光部６-１〜６-５を備えたが、１つの受光部を有する受光素子を複数個備えるようにしてもよい。もっとも、この実施形態のように、１つの受光素子が複数の受光部を備える場合のほうが、センサの小型化を図れるというメリットがある。また、上記受光レンズ５を、断面形状が半円弧状をなすトロイダル型光学レンズとしてもよい。
【００４１】
この複数の受光部６-１〜６-５を有する受光素子６が出力する複数の受光信号は、制御部９に入力され、この制御部９は上記複数の受光信号を信号処理し、例えば三角測量方式でもって、上記被測定物体までの距離を測定する。また、この制御部９は、発光素子２を所定のタイミングで駆動する。なお、制御部９は半導体集積回路で構成することが好ましい。また、この実施形態では、発光側レンズ３,回折格子４と受光側レンズ５は、ケース７により一体となっている。また、このレンズ３および５をケース７に固定する方法としては２色成形を用いることが好適である。
【００４２】
また、この実施形態では、ケース７は、内壁７Ａでもって、室Ｒ１と室Ｒ２とを隔てていることによって、発光素子２からの出射光が受光素子６に直接に入射しないようにしている。さらに、上記ケース７を導電性樹脂材料で作製すると共に、ケース７の内壁７Ａをこのセンサのグランド端子をなす基板１のグランドパターンに金属ネジ８で電気的に接続している。これにより、このケース７によるシールド効果によって、外部の電磁ノイズの影響を除去して安定した出力が得られるようにしている。
【００４３】
この実施形態のマルチビーム光学式測距センサでは、図２Ａに示すように、回折格子４は、発光素子２の出射光を回折して複数のビーム(回折光)ａ〜ｅに分離するが、この各ビームａ〜ｅの強度を略同一にできる。これにより、各ビームの反射光量が同等になり特定のビームによる反射光が光量不足であることに起因する誤検知を起こすことがなくなる。なお、図２Ｂは、各ビーム(回折光)ａ〜ｅの強度分布を表す強度分布図である。
【００４４】
この実施形態によれば、回折格子４が、発光素子２の出射光を複数のビームａ〜ｅに分離するから、１つの発光素子２でも回折格子４からは複数のビームａ〜ｅを出射させることができる。したがって、この実施形態によれば、従来に比べて、発光素子２と発光側レンズ３の個数を削減できて、発光側スペースの削減を図れ、小型化を図れる。また、この実施形態によれば、複数の発光素子をスキャンする必要も無いので、検出時間の短縮を図れる。
【００４５】
また、この実施形態では、上記制御部９は、所定のパルス信号が入力されると共に、上記５つの受光部６-１〜６-５からの複数の受光信号のそれぞれを、上記パルス信号に対応する所定の時間差で、１つの端子から読み出す。これにより、５つの受光部６-１〜６-５からの５つの受光信号を読み出すための端子が１つで済むというメリットがある。なお、上記５つの受光部６-１〜６-５と同数の出力端子を備え、各受光部６-１〜６-５からの各受光信号を各出力端子から並行して読み出すようにしてもよい。この場合には、出力端子を複数個備えて、複数の受光信号を並行して読み出すので、高速な読み出しが可能となる。
【００４６】
なお、この実施形態では、回折格子４が発光素子２の出射光を５つのビームに分離し、この５つのビームを受光するために、５つの受光部を備えたが、回折格子が分離するビーム数は５つに限らないのは勿論で、６つ以上あるいは４つ以下であってもよい。また、上記ビーム数に合わせて、上記受光部の数を設定すればよい。
【００４７】
(第１の変形例)
次に、図３Ａ,図３Ｂを参照して、上記実施形態の第１の変形例を説明する。この変形例は、上記回折格子４に替えて、回折格子１０を備える。
【００４８】
図３Ａに示すように、この回折格子１０は、第１の溝２４が形成された第１の領域１０Ａと、第１の溝２４に対して略直交する第２の溝２５が形成された第２の領域１０Ｂとを有している。この第１の変形例では、一例として、図３Ｂに示すように、受光素子６ａと受光素子６ｂを有し、この受光素子６ａは第１の受光部としての受光部６ａ-１〜６ａ-５を有する。また、受光素子６ｂは第２の受光部としての受光部６ｂ-１〜６ｂ-５を有する。
【００４９】
図３Ｂに示すように、発光素子２からの出射光が回折格子１０の第１の領域１０Ａで回折した複数のビームα１〜α５は、Ｘ方向に延在する破線の或る位置に存在する被測定物体で反射して、反射ビームＲα１〜Ｒα５となって、それぞれ、第１の受光部としての受光部６ａ-１〜６ａ-５に入射する。一方、発光素子２からの出射光が回折格子４の第２の領域４Ｂで回折した複数のビームβ１〜β５は、Ｘ方向と直交するＹ方向に延在する破線の或る位置に存在する被測定物体で反射して、反射ビームＲβ１〜Ｒβ５となって、それぞれ、第２の受光部６ｂ-１〜６ｂ-５に入射する。
【００５０】
さらに、この第１の変形例では、一例として、図３Ａに示す回折格子１０の第１の領域１０Ａまたは第２の領域１０Ｂのいずれか一方の領域を選択して、この選択した領域からビームを出射させるが非選択の領域からはビームを出射させない切替部を備える。この切替部としては液晶シャッタを採用できる。
【００５１】
すなわち、一例として、図４Ａ,図４Ｂに示すように、上記切替部は、回折格子１０の第１の領域１０Ａに対向配置された第１の液晶シャッタ１１ａと、回折格子１０の第２の領域１０Ｂに対向配置された第２の液晶シャッタ１１ｂとを備える。この切替部では、この第１、第２の液晶シャッタ１１ａ、１１ｂのいずれか一方の液晶シャッタを透光状態とすると共に他方の液晶シャッタを遮光状態とする。したがって、上記切替部は、第１,第２の液晶シャッタ１１ａ、１１ｂの開閉を制御することで、回折格子１０の第１の領域１０Ａまたは第２の領域１０Ｂのうちのいずれか一方の領域を選択して、この選択した領域１０Ａあるいは１０Ｂからビームを出射させるが非選択の領域１０Ｂあるいは１０Ａからはビームを出射させないようにすることができる。なお、各液晶シャッタ１１ａと１１ｂの開閉制御は、制御部９によって行うようにしてもよい。
【００５２】
次に、図５を参照して、上記切替部の他の一例として回折格子１０を移動させるアクチュエータ５０Ａ,５０Ｂを有する場合を説明する。この一例では、発光側レンズ３の外周部分を覆う絞り部５１を有し、この絞り部５１で絞られた出射光が、回折格子１０の第１の領域１０Ａもしくは１０Ｂに入射される。すなわち、このアクチュエータ５０Ａ,５０Ｂが、上記出射光の進行方向に対して垂直、かつ、上記第１,第２の領域１０Ａ,１０Ｂの第１,第２の溝２４,２５が形成された面に対して平行に移動することで、回折格子１０を上記出射光の進行方向に対して垂直、かつ、上記面に対して平行に移動させる。これにより、上記回折格子１０の第１の領域１０Ａまたは第２の領域１０Ｂのいずれか一方の領域を選択して、この選択した領域に発光素子２の出射光を入射させる。なお、上記アクチュエータ５０Ａ,５０Ｂは、制御部９によって駆動制御してもよい。また、この場合の切替部の構造としては、例えば、光ディスクドライブのピックアップ対物レンズをアクチュエータにより移動させる構造を応用できる。
【００５３】
(第２の変形例)
次に、図６を参照して、上記実施形態の第２の変形例を説明する。この第２の変形例は、前述の第１の変形例と同様の回折格子１０を備える。
【００５４】
この第２の変形例は、図１の発光素子２に替えて、発光素子１２を備える。この発光素子１２は、第１の発光点１２ａと第２の発光点１２ｂを有する。また、この変形例では、発光素子１２と発光側レンズ６３との間に配置されたスリット１３を有する。そして、発光素子１２の第１発光点１２ａから出射した第１の出射光６１は回折格子１０の第１の領域１０Ａに入射する一方、第２発光点１２ｂから出射した第２の出射光６２は回折格子１０の第２の領域１０Ｂに入射する。そして、制御部９は、発光素子１２を制御して、上記第１、第２の発光点１２ａ,１２ｂのうちのいずれか一方を選択して発光させる。これにより、前述の液晶シャッタや回折格子を移動させるためのアクチュエータを要することなく、回折格子１０の第１,第２の領域１０Ａ,１０Ｂのうちのいずれか一方を選択してビームを出射させることができ、センサの駆動を簡素化でき小型化も可能になる。
【００５５】
なお、上記実施形態のマルチビーム光学式測距センサを搭載した自走式掃除機によれば、部屋の障害物あるいは壁等を検知しながら、自走することで、自動で掃除ができ、効率の良い掃除ができる。また、上記実施形態や第１,第２の変形例を搭載したエアコンディショナによれば、部屋のどの位置に人が居るのかを検知でき、この検知に基づいて、風向き、強さ、温度等の最適な状態を制御できるので、人体に優しい、省エネルギーを取り入れたエアコンディショナを実現できる。
【００５６】
上述の如く、この発明の実施形態のマルチビーム光学式測距センサによれば、被測定物体を検出するための広範囲な視野角を有し、この視野角の範囲内に存在する物体の方向、および物体までの距離を検知できる小型で高性能なセンサを実現可能となる。また、この発明のマルチビーム光学式測距センサによれば、従来に比べて、発光素子と発光側レンズの個数を削減できて、マルチビーム光学式測距センサを安価に提供することが可能となる。また、このマルチビーム光学式測距センサを搭載すれば、効率よく動作する自走式掃除機やエアコン等の電化製品の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】この発明のマルチビーム光学式測距センサの実施形態を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＢ−Ｂ’断面を示す断面図である。
【図２Ａ】上記実施形態が有する回折格子４が出射光を複数のビームに分離する様子を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す各ビーム(回折光)ａ〜ｅの強度分布を表す強度分布図である。
【図３Ａ】上記実施形態の第１の変形例が有する回折格子１０を示す平面図である。
【図３Ｂ】上記第１の変形例において、回折格子１０からの複数のビームが被測定物体で反射して反射光として２つの受光素子６ａ,６ｂに入射する様子を示す模式図である。
【図４Ａ】上記第１の変形例が有する切替部としての液晶シャッタを示す平面図である。
【図４Ｂ】上記液晶シャッタを示す断面図である。
【図５】上記切替部の他の一例としてのアクチュエータを示す断面図である。
【図６】上記実施形態の第２の変形例を示す模式的な断面図である。
【図７Ａ】従来のマルチビーム光学式測距センサが有する複数の発光素子と複数の発光側レンズを示す図である。
【図７Ｂ】上記従来のマルチビーム光学式測距センサの平面図である。
【図７Ｃ】図７Ｂの平面図のＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  基板
２、１２  発光素子
３  発光側レンズ
４、１０  回折格子
５  受光側レンズ
６、６ａ、６ｂ  受光素子
６-１〜６-５、６ａ-１〜６ａ-５、６ｂ-１〜６ｂ-５  受光部
７  ケース
７Ａ  内壁
８  金属ネジ
９  制御部
１０Ａ  第１の領域
１０Ｂ  第２の領域
１１ａ  第１の液晶シャッタ
１１ｂ  第２の液晶シャッタ
１２ａ  第１の発光点
１２ｂ  第２の発光点
２４  第１の溝
２５  第２の溝
５０Ａ,５０Ｂ  アクチュエータ
ａ〜ｅ、α１〜α５、β１〜β５  ビーム
Ｒα１〜Ｒα５、Ｒβ１〜Ｒβ５  反射ビーム
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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