(57)【要約】【課題】装置の形状を回転軸方向に小型化することが可能な距離測定装置を提供する。【解決手段】距離測定装置１は、固定部１０と、固定部１０に配置され、回転軸Ｒ１０について回転可能な回転部２０と、固定部１０に配置され、測距用の投射光を出射するレーザ光源３１と、回転部２０において回転軸Ｒ１０上に配置され、レーザ光源３１から出射された投射光を測距領域へと反射するミラー３５と、固定部１０において回転軸Ｒ１０上に配置された光検出器３７と、回転部２０において回転軸Ｒ１０上から外れた位置に配置され、測距領域で反射された反射光を反射して光検出器３７に導く放物面ミラー３６と、を備える。投射光は、回転軸Ｒ１０に平行な方向にミラー３５に入射し、ミラー３５は、回転軸Ｒ１０に平行な方向において放物面ミラー３６のミラー面３６ａから外れた位置に配置されている。【選択図】図２
2019070625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、
前記固定部に配置され、回転軸について回転可能な回転部と、
前記固定部に配置され、測距用の投射光を出射する光源と、
前記回転部において前記回転軸上に配置され、前記光源から出射された前記投射光を測距領域へと反射する第１ミラーと、
前記固定部において前記回転軸上に配置された光検出器と、
前記回転部において前記回転軸上から外れた位置に配置され、前記測距領域で反射された反射光を反射して前記光検出器に導く第２ミラーと、を備え、
前記投射光は、前記回転軸に平行な方向に前記第１ミラーに入射し、
前記第１ミラーは、前記回転軸に平行な方向において前記第２ミラーの入射面から外れた位置に配置されている、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置において、
前記第１ミラーは、前記回転軸に平行な方向において前記第２ミラーよりも前記固定部から離れた位置に配置される、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の距離測定装置において、
前記固定部において前記回転軸上に配置され、前記光源から出射された前記投射光を、前記回転軸に平行な方向に反射して前記第１ミラーへと導く第３ミラーをさらに備える、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の距離測定装置において、
前記固定部に配置され、前記第３ミラーを支持するとともに、前記第２ミラーで反射された前記反射光が透過可能な透光性の支持部材を備える、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の距離測定装置において、
前記光源と前記光検出器とが配置される回路基板と、
前記固定部に配置され、前記光源から出射された前記投射光を前記第３ミラーへと反射する第４ミラーと、備える、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載の距離測定装置において、
前記第２ミラーは、前記反射光を前記光検出器に集光するミラー面を備える、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の距離測定装置において、
前記ミラー面は、放物面である、
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項８】
請求項６に記載の距離測定装置において、
前記回転部に配置され、前記測距領域で反射された前記反射光を収束させる集光レンズを備え、
前記第２ミラーは、前記反射光を反射する平坦なミラー面を備える、
ことを特徴とする距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて物体との距離を測定する距離測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を用いて物体との距離を測定する距離測定装置が、種々の機器に搭載されている。光を用いた距離の測定方式として、たとえば、三角測量法を利用した方式が知られている。この方式では、光の出射方向と、この光が物体で反射された反射光の進行方向との間の角度に基づいて、物体までの距離が計測される。しかし、この方式では、物体までの距離が長い場合に、距離を正確に計測することが困難となる。この問題を抑制し得る方式として、光を出射してから反射光を受光するまでの時間（ランタイム）に基づいて物体までの距離を測定する方式や、投射光と反射光の位相差に基づいて物体までの距離を測定する方式などを用いることができる。
【０００３】
以下の特許文献１には、円筒状回転体を用いて投射光を回転させる距離測定装置が記載されている。この距離測定装置では、光源から出射された投射光を物体に向けて反射する投光ミラーと、物体で反射された反射光を円筒状回転体の回転軸に沿う方向に反射する受光ミラーと、受光ミラーにより反射された反射光を受光する受光器とが、円筒状回転体の回転軸に沿って配置されている。光源および受光器は、固定部側に配置され、投光ミラーおよび受光ミラーは、円筒状回転体に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８７５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、投射光を回転軸に沿って投光ミラーに入射させるために、投光ミラーに対して回転軸方向に向き合う位置に、さらにミラーが配置されている。また、このミラーを固定部側に設置するための機構や、投光ミラーおよび受光ミラーを円筒状回転体に設置する構造が、回転軸方向に沿って設けられている。このように、特許文献１の構成では、回転軸方向に、複数のミラーやこれらの設置構造が重なり合うため、回転軸方向において装置が大型化するとの問題が生じる。
【０００６】
かかる課題に鑑み、本発明は、装置の形状を回転軸方向に小型化することが可能な距離測定装置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】
【０００７】
本発明の主たる態様は、距離測定装置に関する。この態様に係る距離測定装置は、固定部と、前記固定部に配置され、回転軸について回転可能な回転部と、前記固定部に配置され、測距用の投射光を出射する光源と、前記回転部において前記回転軸上に配置され、前記光源から出射された前記投射光を測距領域へと反射する第１ミラーと、前記固定部において前記回転軸上に配置された光検出器と、前記回転部において前記回転軸上から外れた位置に配置され、前記測距領域で反射された反射光を反射して前記光検出器に導く第２ミラーと、を備える。前記投射光は、前記回転軸に平行な方向に前記第１ミラーに入射し、前記第１ミラーは、前記回転軸に平行な方向において前記第２ミラーの入射面から外れた位置に配置されている。
【０００８】
本態様に係る距離測定装置によれば、第２ミラーが回転軸から外れた位置に配置されているため、第２ミラーおよびその設置構造が、第１ミラーとの間で回転軸方向に重なりあうことがない。また、光源からの投射光を、固定部側から回転軸に沿って第１ミラーに入射させることができるため、上記特許文献１のように、第１ミラーに対して固定部と反対側に、別途、ミラーを配置する必要がない。よって、本態様に係る距離測定装置によれば、距離測定装置を回転軸方向に小型化できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のとおり、本発明に係る距離測定装置によれば、装置の形状を回転軸方向に小型化することが可能な距離測定装置を提供できる。
【００１０】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係る距離測定装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る距離測定装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る距離測定装置の構成を示す他の断面図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る距離測定装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る距離測定装置の構成を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態２の変更例に係る距離測定装置の構成を示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態２の変更例に係る距離測定装置の構成を示す断面図である。
【図８】図８は、実施形態３に係る距離測定装置の構成を示す断面図である。
【図９】図９は、レーザ光源の配置の変更例に係る距離測定装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸方向は、距離測定装置１の高さ方向である。
【００１３】
＜実施形態１＞
図１は、距離測定装置１の構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、距離測定装置１は、円柱状の固定部１０と、固定部１０に回転可能に配置された回転部２０とを備える。回転部２０は、固定部１０と略同径の大径部２０ａと、大径部２０ａよりも径が小さい小径部２０ｂと、大径部２０ａと小径部２０ｂとを繋ぐ傾斜部２０ｃからなっている。大径部２０ａおよび小径部２０ｂは、何れも、円柱形状である。固定部１０と、回転部２０の大径部２０ａおよび小径部２０ｂとは、互いに同軸に配置されている。小径部２０ｂの側面に開口２１ｄが設けられている。開口２１ｄから測距領域に向かってレーザ光（投射光）が投射され、測距領域で反射されたレーザ光（反射光）が開口２１ｄから内部に取り込まれる。
【００１５】
回転部２０は、Ｚ軸に平行、且つ、小径部２０ｂの中心を貫く回転軸Ｒ１０を中心に回転する。回転部２０の回転に伴い、開口２１ｄから投射される投射光の光軸が回転軸Ｒ１０を中心に回転する。これに伴い、測距領域も回転する。後述のように、距離測定装置１は、測距領域に投射光を投射したタイミングと、測距領域から反射光を受光したタイミングとの間の時間差（ランタイム）に基づいて、測距領域に存在する物体までの距離を計測する。具体的には、この時間差に光の速度を乗じて物体までの距離を求める。上記のように回転部２０が回転軸Ｒ１０の周りに１回転することにより、距離測定装置１は、周囲３６０度の範囲に存在する物体までの距離を計測できる。
【００１６】
図２は、距離測定装置１の構成を示す断面図である。図２には、図１に示した距離測定装置１を、Ｘ−Ｚ平面に平行な平面により、Ｙ軸方向の中央位置で切断したときの断面図が示されている。
【００１７】
まず、回転部２０が固定部１０に対して回転可能に支持される構成について説明する。
【００１８】
図２に示すように、固定部１０は、支持ベース１１と、ヨーク１２と、コイル１３と、ベアリングボール１４と、を備えている。支持ベース１１の上面には、回転軸Ｒ１０を中心とする周方向に沿って、凹部１１ａが形成されている。この凹部１１ａに、薄板状のヨーク１２が嵌め込まれている。ヨーク１２は、円板の中央部が抜き取られた形状である。
【００１９】
さらに、ヨーク１２の上面に複数のコイル１３が周方向に並ぶように配置されている。これらヨーク１２は、回転部２０側の磁石２３とともに、回転部２０を回転させるためのリニアモータを構成する。
【００２０】
支持ベース１１の上面には、凹部１１ａの内側に深さ一定且つループ状の案内溝１１ｂが周方向に延びるように形成されている。案内溝１１ｂは、ベアリングボール１４を周方向に案内するためのものである。案内溝１１ｂに複数のベアリングボール１４が嵌められる。支持ベース１１の中央部には、後述の光学系を構成する光学部材（レーザ光源３１、コリメータレンズ３２、ミラー３３、３４および光検出器３７）が配置される。
【００２１】
回転部２０は、支持部材２１と、ヨーク２２と、磁石２３と、を備えている。支持部材２１の下面には、回転軸Ｒ１０を中心とする周方向に沿って、凹部２１ａが形成されている。この凹部２１ａに、薄板状のヨーク２２が嵌め込まれている。ヨーク２２は、円板の中央部が抜き取られた形状である。
【００２２】
さらに、ヨーク２２の下面に、ヨーク２２を覆うようにして、複数の磁石２３が周方向に並ぶように配置されている。これら磁石２３は、隣り合う磁石２３の極性が互いに反転するように配置されている。これら磁石２３は、上記のように、固定部１０側のコイル１３とともに、回転部２０を回転させるためのリニアモータを構成する。
【００２３】
支持部材２１の下面には、凹部２１ａの内側に深さ一定且つループ状の案内溝２１ｂが周方向に延びるように形成されている。案内溝２１ｂは、固定部１０側の案内溝１１ｂとともに、ベアリングボール１４を周方向に案内するためのものである。ベアリングボール１４が、固定部１０側の案内溝１１ｂと、回転部２０側の案内溝２１ｂとによって挟まれる。これにより、回転部２０が、回転軸Ｒ１０を中心に回転可能に、固定部１０に支持される。
【００２４】
支持部材２１の下面側には、複数の壁部２１ｃが設けられている。壁部２１ｃは、回転軸Ｒ１０を中心として周方向に一定間隔で形成されている。壁部２１ｃは、回転部２０の回転状態を検出するためのものである。さらに、この壁部２１ｃの内側に開口が設けられている。この開口に、後述の光学系を構成する光学部材（ミラー３５および放物面ミラー３６）が設置される。また、この開口は、小径部２０ｂの側面に形成された開口２１ｄに繋がっている。
【００２５】
回転部２０が固定部１０に重ねられると、ベアリングボール１４を介して、回転部２０が、回転軸Ｒ１０を中心に回転可能に、固定部１０に支持される。この状態において、回転部２０側に配置された複数の磁石２３が、固定部１０側に配置された複数のコイル１３に向き合う。こうして、回転部２０を回転方向に駆動するためのリニアモータが構成される。また、この状態において、回転部２０側の磁石２３と、固定部１０側のヨーク１２との間に磁気吸着力が生じる。この磁気吸着力によって、回転部２０が固定部１０に吸着され、固定部１０に対する回転部２０の支持状態が維持される。
【００２６】
次に、距離測定装置１の光学系の構成について説明する。
【００２７】
図２に示すように、距離測定装置１は、光学系の構成として、レーザ光源３１と、コリメータレンズ３２と、ミラー３３、３４、３５と、放物面ミラー３６と、光検出器３７と、を備えている。レーザ光源３１および光検出器３７は、固定部１０の回路基板４１に設置されている。コリメータレンズ３２とミラー３３、３４は、固定部１０に設置されている。ミラー３５と放物面ミラー３６は、回転部２０に設置されている。
【００２８】
図２では、レーザ光源３１から出射され、測距領域へと向かうレーザ光（投射光）が実線で示され、測距領域から反射されたレーザ光（反射光）が破線で示されている。光学系に付された一点鎖線は、光学系の光軸である。また、図２は、回転部２０の開口２１ｄがＸ軸正側に位置付けられた状態を示している。以下、この状態における光学系について説明する。
【００２９】
レーザ光源３１は、所定波長のレーザ光を出射する。レーザ光源３１は、たとえば半導体レーザである。レーザ光源３１の出射光軸は、Ｚ軸に平行である。すなわち、レーザ光源３１から出射されたレーザ光（投射光）の進行方向は、Ｚ軸正方向である。レーザ光源３１は、支持ベース１１の下面に設置された回路基板４１に設置されている。回路基板４１は、ネジ４２によって、支持ベース１１の下面に設置されている。
【００３０】
コリメータレンズ３２は、レーザ光源３１から出射された投射光を平行光に変換する。ミラー３３は、Ｚ軸正方向に進むレーザ光をＸ軸負方向に反射するように配置されている。コリメータレンズ３２によって平行光に変換された投射光は、ミラー３３により、Ｘ軸負方向に反射されミラー３４へと導かれる。ミラー３４は、Ｘ軸負方向に進むレーザ光をＺ軸正方向に反射するように配置されている。また、ミラー３４は、固定部１０において回転軸Ｒ１０上に配置されている。ミラー３３により反射された投射光は、ミラー３４により、Ｚ軸正方向（回転軸Ｒ１０に平行な方向）に反射されミラー３５へと導かれる。
【００３１】
ここで、ミラー３４は、Ｘ軸方向に延びた板状の支持部材３８を介して、固定部１０の支持ベース１１に設置されている。支持ベース１１の中央には、回転部２０がどの角度に回転したとしても反射光が通過できるよう、回転軸Ｒ１０を中心とする円錐形状の凹部が形成されている。支持部材３８は、支持ベース１１の中央に形成された凹部の内側面に架け渡されている。また、支持部材３８は、放物面ミラー３６により反射された反射光が透過可能な透光性の部材である。具体的には、支持部材３８は、Ｚ軸方向の厚みが小さく、反射光の波長すなわちレーザ光源３１から出射されるレーザ光（投射光）の波長に対する透過率が高くなるよう構成される。
【００３２】
なお、支持部材３８のＺ軸正側の面およびＺ軸負側の面の両方または一方に、反射防止膜が形成されることが好ましい。これにより、支持部材３８を透過して光検出器３７へと進む反射光の光量を高めることができる。
【００３３】
ミラー３５は、Ｚ軸正方向に進むレーザ光を回転軸Ｒ１０に垂直な方向（Ｘ−Ｙ平面に平行な方向）に反射するように配置されている。図２に示す回転部２０の回転位置においては、ミラー３５は、Ｚ軸正方向に進むレーザ光をＸ軸正方向に反射する。ミラー３５は、回転部２０において回転軸Ｒ１０上に配置されている。また、ミラー３５は、放物面ミラー３６へと進む反射光と干渉しないように、回転軸Ｒ１０に平行な方向において放物面ミラー３６よりも固定部１０から僅かに離れた位置に配置されている。ミラー３４により反射された投射光は、ミラー３５により、回転軸Ｒ１０に垂直な方向に反射され測距領域へと導かれる。ミラー３５により反射された投射光は、開口２１ｄを通って測距領域へと投射される。
【００３４】
測距領域に物体が存在する場合、開口２１ｄから測距領域に投射された投射光は、物体で反射されて、再び、開口２１ｄへと向かう。こうして物体によって反射された投射光（反射光）が、開口２１ｄから取り込まれ、放物面ミラー３６に導かれる。
【００３５】
放物面ミラー３６は、回転軸Ｒ１０上から外れた位置に配置され、測距領域で反射された反射光を反射して光検出器３７に導く。放物面ミラー３６は、入射面であるミラー面３６ａにより、開口２１ｄから取り込まれた反射光を収束光へと変換して光検出器３７の受光面上に集光させる。ミラー面３６ａは放物面であり、ミラー面３６ａ（放物面）の焦点は、光検出器３７の受光面の中央に設定されている。これにより、測距領域からの反射光（平行光）は、光検出器３７の受光面上に集光される。光検出器３７は、回転軸Ｒ１０上において、回路基板４１に設置されている。光検出器３７は、放物面ミラー３６により収束された反射光を受光し、受光光量に応じた検出信号を出力する。
【００３６】
なお、図２の構成では、回路基板４１の他に、サブ基板４３が支持ベース１１に設置され、このサブ基板４３に、検出器１５が設置されている。検出器１５は、発光部と、発光部に対向する受光部とを備えている。検出器１５は、発光部と受光部との間の隙間に、回転部２０側の壁部２１ｃが位置付けられるように配置されている。
【００３７】
回転部２０の回転に伴い、壁部２１ｃが検出器１５の発光部と受光部との間に位置づけられない場合、発光部からの光が受光部により受光され、検出器１５からハイレベルの信号が出力される。壁部２１ｃが検出器１５の発光部と受光部との間に位置づけられた場合、発光部からの光が壁部２１ｃで遮光され、検出器１５の信号がローレベルに立ち下がる。したがって、回転部２０が回転すると、検出器１５から、回転速度に応じた周期のパルス信号が出力される。この信号によって、回転部２０の回転状態が検出可能となる。サブ基板４３は、図示しない信号線によって、回路基板４１に電気的に接続されている。
【００３８】
図３は、回転部２０の開口２１ｄがＸ軸負側に位置付けられた状態を示している。
【００３９】
図３に示すように、固定部１０のミラー３４によって反射された投射光は、常に回転軸Ｒ１０に沿ってＺ軸正方向に進む。したがって、図２の状態から図３の状態へと回転部２０が回転軸Ｒ１０まわりに回転した場合であっても、ミラー３４によって反射された投射光は、常にミラー３５に入射する。よって、投射光は、回転部２０の回転に伴って回転軸Ｒ１０まわりの全方向に投射される。また、支持ベース１１の中央には、上述したように円錐形状の凹部が形成されている。これにより、回転部２０が回転した場合であっても、放物面ミラー３６により反射された反射光は、支持ベース１１に遮られることなく光検出器３７に集光される。
【００４０】
図４は、距離測定装置１の構成を示す回路ブロック図である。
【００４１】
図４に示すように、距離測定装置１は、回路部の構成として、コントローラ１０１と、レーザ駆動回路１０２と、回転駆動回路１０３と、信号処理回路１０４と、を備えている。
【００４２】
コントローラ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理回路と、メモリとを備え、所定の制御プログラムに従って各部を制御する。レーザ駆動回路１０２は、コントローラ１０１からの制御に応じて、レーザ光源３１を駆動する。回転駆動回路１０３は、コントローラ１０１からの制御に応じて、コイル１３に電流を導通させる。たとえば、コントローラ１０１は、検出器１５から入力されるパルス信号に基づいて、回転部２０が所定の回転速度で回転するように、回転駆動回路１０３を制御する。これに応じて、回転駆動回路１０３は、コイル１３に導通させる電流量と導通タイミングとを調節する。
【００４３】
信号処理回路１０４は、光検出器３７から入力される検出信号に対し、増幅およびノイズ除去の処理を施して、コントローラ１０１に出力する。通信インタフェース１０５は、距離測定装置１が設置される機器との間で通信を行うためのインタフェースである。
【００４４】
測距動作において、コントローラ１０１は、回転駆動回路１０３を制御して回転部２０を回転させつつ、レーザ駆動回路１０２を制御して、所定のタイミングごとに、所定パルスのレーザ光をレーザ光源３１から出力させる。コントローラ１０１は、信号処理回路１０４から入力される光検出器３７の検出信号に基づいて、各出射タイミングにおいて出射されたレーザ光パルスの受光タイミングを検出する。そして、コントローラ１０１は、レーザ光の出射タイミングと受光タイミングとの間の時間差（ランタイム）に基づいて、各出射タイミングにおいて測距領域に存在した物体までの距離を計測する。
【００４５】
具体的には、コントローラ１０１は、時間差（ランタイム）に光の速度を乗じて物体までの距離を算出する。コントローラ１０１は、こうして算出した距離のデータを、随時、通信インタフェース１０５を介して、距離測定装置１が設置された機器に送信する。機器は、受信した距離データに基づき、周囲３６０度に存在する物体までの距離を把握し、所定の制御を実行する。
【００４６】
＜実施形態１の効果＞
以上、実施形態１によれば、以下の効果が奏される。
【００４７】
放物面ミラー３６が回転軸Ｒ１０から外れた位置に配置されているため、放物面ミラー３６およびその設置構造が、ミラー３５との間で回転軸Ｒ１０に平行な方向（回転軸方向）に重なりあうことがない。また、レーザ光源３１からの投射光を、固定部１０側から回転軸Ｒ１０に沿ってミラー３５に入射させることができるため、ミラー３５に対して固定部１０と反対側に、別途ミラーを配置する必要がない。よって、距離測定装置１を回転軸Ｒ１０に平行な方向（回転軸方向）に小型化できる。
【００４８】
ミラー３５は、回転軸Ｒ１０に平行な方向において、放物面ミラー３６の入射面（ミラー面３６ａ）から外れた位置に配置されている。具体的には、ミラー３５は、回転軸Ｒ１０に平行な方向において、放物面ミラー３６よりも固定部１０から離れた位置に配置されている。これにより、測距領域からの反射光が、ミラー３５と干渉しないため、より多くの反射光を光検出器３７に導くことができる。
【００４９】
ミラー３４は、固定部１０において回転軸Ｒ１０上に配置され、レーザ光源３１からの投射光を回転軸Ｒ１０に平行な方向に反射して、ミラー３５へと導く。これにより、固定部１０側に配置されたレーザ光源３１からの投射光を、簡素な構成で円滑にミラー３５へと導くことができる。
【００５０】
ミラー３４を支持する支持部材３８は、放物面ミラー３６で反射された反射光が透過可能な透光性の部材からなっており、反射光に対する透過率が高くなるように構成されている。これにより、ミラー３４を固定部１０に支持させつつ、より多くの反射光を光検出器３７に導くことができる。
【００５１】
レーザ光源３１と光検出器３７とが共通の回路基板４１に配置され、レーザ光源３１から出射された投射光をミラー３４へと反射するミラー３３が、固定部１０に配置されている。このように電力供給が必要なレーザ光源３１および光検出器３７が共通の回路基板４１に設置されることにより、構成の簡素化およびコストの低減を図ることができる。また、ミラー３３で投射光の光路を折り曲げることにより、回路基板４１に設置されたレーザ光源３１から出射された投射光を、円滑にミラー３４へと導くことができる。
【００５２】
測距領域からの反射光が、放物面ミラー３６のミラー面３６ａ（放物面）により光検出器３７に集光される。これにより、別途、レンズを配置することなく、反射光を光検出器３７に集光させることができる。よって、構成の簡素化とコストの削減を図ることができる。
【００５３】
＜実施形態２＞
実施形態１では、測距領域からの反射光が、放物面ミラー３６によって光検出器３７に導かれた。これに対し、実施形態２では、放物面ミラー３６に代えて集光レンズ５１とミラー５２が追加され、測距領域からの反射光が、集光レンズ５１とミラー５２によって光検出器３７に導かれる。
【００５４】
図５は、実施形態２の距離測定装置１の構成を示す断面図である。
【００５５】
集光レンズ５１は、回転部２０の支持部材２１に設置され、測距領域で反射された反射光を収束させる。集光レンズ５１は、ミラー３４からミラー３５に向かう投射光の光路に掛からないように、回転軸Ｒ１０よりも測距領域から離れた位置に配置されている。ミラー５２は、回転部２０の支持部材２１に設置されており、反射光を反射する平坦なミラー面５２ａを備える。ミラー５２は、実施形態１の放物面ミラー３６と同様の位置に配置されており、集光レンズ５１を通過した反射光をミラー面５２ａにより反射して、光検出器３７に導く。集光レンズ５１は、集光レンズ５１に入射する反射光が光検出器３７の受光面上において収束するように設定されている。実施形態２のその他の構成は、実施形態１と同様である。
【００５６】
実施形態２においても、ミラー５２が回転軸Ｒ１０から外れた位置に配置されているため、ミラー５２およびその設置構造が、ミラー３５との間で回転軸Ｒ１０に平行な方向（回転軸方向）に重なりあうことがない。また、レーザ光源３１からの投射光を、固定部１０側から回転軸Ｒ１０に沿ってミラー３５に入射させることができる。よって、距離測定装置１を回転軸Ｒ１０に平行な方向（回転軸方向）に小型化できる。
【００５７】
なお、集光レンズ５１は、図６に示すように、回転軸Ｒ１０よりも測距領域に近い位置に配置されてもよい。また、集光レンズ５１は、図７に示すように、ミラー５２と光検出器３７との間に配置されてもよい。図６、７に示すように、いずれの場合の集光レンズ５１も、回転部２０の支持部材２１に配置されており、集光レンズ５１に入射する反射光が光検出器３７の受光面上において収束するように構成される。
【００５８】
＜実施形態３＞
実施形態１では、ミラー３５は、回転軸Ｒ１０に平行な方向において、放物面ミラー３６よりも固定部１０から離れた位置に配置された。これに対し、実施形態３では、ミラー３５は、回転軸Ｒ１０に平行な方向において、放物面ミラー３６よりも固定部１０に近い位置に配置される。
【００５９】
図８は、実施形態３の距離測定装置１の構成を示す断面図である。
【００６０】
実施形態３のミラー３５は、実施形態１に比べて、Ｚ軸負方向に移動した位置に配置されている。ミラー３５は、回転部２０の支持ベース１１の一部である支持部５３によって回転部２０に支持されている。支持部５３は、図８においてＹ軸方向に延びている。実施形態３の放物面ミラー３６は、実施形態１に比べて、Ｚ軸正方向に移動した位置に配置されている。実施形態３のその他の構成は、実施形態１と同様である。
【００６１】
実施形態３においても、放物面ミラー３６が回転軸Ｒ１０から外れた位置に配置されているため、放物面ミラー３６およびその設置構造が、ミラー３５との間で回転軸Ｒ１０に平行な方向（回転軸方向）に重なりあうことがない。また、レーザ光源３１からの投射光を、固定部１０側から回転軸Ｒ１０に沿ってミラー３５に入射させることができる。よって、距離測定装置１を回転軸Ｒ１０に平行な方向（回転軸方向）に小型化できる。
【００６２】
また、ミラー３５は、実施形態１と同様、回転軸Ｒ１０に平行な方向において、放物面ミラー３６の入射面（ミラー面３６ａ）から外れた位置に配置されている。具体的には、ミラー３５は、回転軸Ｒ１０に平行な方向において、放物面ミラー３６よりも固定部１０に近い位置に配置されている。これにより、測距領域からの反射光が、ミラー３５により干渉しないため、より多くの反射光を光検出器３７に導くことができる。
【００６３】
ただし、実施形態３では、図８に示すように、放物面ミラー３６の位置が、図２に示した実施形態１における放物面ミラー３６の位置よりも、Ｚ軸正方向にシフトする。このため、放物面ミラー３６により反射された反射光が、回転軸Ｒ１０上に位置するミラー３４、３５および支持部５３に接近し、これらの部材に反射光が干渉することが起こり得る。このような問題が生じた場合は、放物面ミラー３６が回転軸Ｒ１０からさらに離れた位置に配置されるように、構成を変更することが好ましい。これにより、反射光がミラー３４、３５および支持部５３に干渉することを抑制できる。しかしながら、このように放物面ミラー３６を回転軸Ｒ１０からさらに離れた位置に配置すると、回転部２０の小径部２０ｂの径を広げる必要があり、これに伴い、距離測定装置１の大きさが、上記実施形態１に比べて、やや大きくなってしまう。したがって、この点を考慮すれば、実施形態１のように、ミラー３５が放物面ミラー３６よりも固定部１０から離れた位置に配置されるのが好ましいと言える。
【００６４】
＜変更例＞
距離測定装置１の構成は、上記の実施形態および変更例に示した構成以外に、種々の変更が可能である。
【００６５】
たとえば、レーザ光源３１の配置は、上記実施形態に限られるものではなく、適宜変更が可能である。たとえば、図９に示すように、出射光軸がＸ軸に平行となるように、レーザ光源３１が配置されてもよい。この場合、図２に示したミラー３３を省略できる。レーザ光源３１から出射された投射光は、コリメータレンズ３２によって平行光に変換された後、ミラー３４に入射する。この場合のレーザ光源３１は、別の回路基板４４に設置される。回路基板４４は、図示しない信号線によって、回路基板４１に電気的に接続される。
【００６６】
また、レーザ光源３１が、ミラー３５に対してＺ軸方向に向き合うように、支持部材３８に設置されてもよい。この場合、レーザ光源３１は、出射光軸が回転軸Ｒ１０と一致し、且つ、出射方向がＺ軸正方向となるように、支持部材３８に設置される。コリメータレンズ３２は、支持部材２１側に設置されてもよい。
【００６７】
また、支持部材３８は、Ｘ軸方向に延びた板状の部材であったが、Ｘ−Ｙ平面に広がった板状の部材、たとえば円盤状の部材であってもよい。この場合、支持部材３８には、反射光の波長帯の光を透過し、反射光以外の波長帯の光（迷光）を遮光するフィルタが形成されてもよい。このようなフィルタがＸ−Ｙ平面に広がった板状の支持部材３８に形成されると、光検出器３７に迷光が導かれることを抑制できる。
【００６８】
また、図８に示した実施形態３および図９に示した変更例において、放物面ミラー３６の代わりに、図５〜７に示した集光レンズ５１とミラー５２による構成が用いられてもよい。また、上記実施形態では、放物面ミラー３６とミラー５２は、回転軸Ｒ１０よりも測距領域から遠い位置に配置されたが、回転軸Ｒ１０よりも測距領域に近い位置に配置されてもよい。この場合、反射光が光検出器３７に導かれるように、放物面ミラー３６およびミラー５２の傾きが調整される。
【００６９】
また、放物面ミラー３６に代えて、反射型のフレネルレンズミラーが配置されてもよい。また、光源は、レーザ光源３１に限らず、ＬＥＤ等でもあってもよい。また、上記実施形態では、投射光の出射タイミングと反射光の受光タイミングとの間の時間差（ランタイム）に基づいて物体までの距離が計測されたが、これに限らず、投射光と反射光の位相差に基づいて物体までの距離が計測されてもよい。
【００７０】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  …  距離測定装置
１０  …  固定部
２０  …  回転部
３１  …  レーザ光源（光源）
３３  …  ミラー（第４ミラー）
３４  …  ミラー（第３ミラー）
３５  …  ミラー（第１ミラー）
３６  …  放物面ミラー（第２ミラー）
３６ａ  …  ミラー面（入射面）
３７  …  光検出器
３８  …  支持部材
４１  …  回路基板
５１  …  集光レンズ
５２  …  ミラー（第２ミラー）
５２ａ  …  ミラー面（入射面）
Ｒ１０  …  回転軸
【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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