(57)【要約】【課題】小型軽量かつ広範囲、高速な２次元走査を実現する、走査型距離計測装置を提供する。【解決手段】レーザ出力部１より出力されたレーザ光を、走査機構により第１の方向と第１の方向と直交する第２の方向に２次元に走査して発信し、測定対象で反射されたレーザ光を受信する。走査機構において、レーザ光は、ポリゴンミラー３を第１の走査アクチュエータによって第１の走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第１の方向に走査され、第１の走査アクチュエータとポリゴンミラー３から構成される走査ミラー土台を、第２の走査アクチュエータによって第１の走査回転軸と直交する第２の走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第２の方向に走査される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ出力部より出力されたレーザ光を、走査機構により第１の方向と前記第１の方向と直交する第２の方向に２次元に走査して発信し、測定対象で反射されたレーザ光を受信する走査型距離計測装置であって、
前記走査機構において、前記レーザ光は、前記ポリゴンミラーを第１の走査アクチュエータによって第１の走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第１の方向に走査され、前記第１の走査アクチュエータと前記ポリゴンミラーから構成される走査ミラー土台を、第２の走査アクチュエータによって前記第１の走査回転軸と直交する第２の走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第２の方向に走査されることを特徴とする走査型距離計測装置。
【請求項２】
前記測定対象で反射されたレーザ光は、前記ポリゴンミラーに戻りレーザ出力部側に反射され、更に前記レーザ出力部と前記ポリゴンミラーの間で設置されハーフミラーによって受光センサの方向に反射して、受光センサに到達する光路を構成することを特徴とする請求項１に記載の走査型距離計測装置。
【請求項３】
レーザ光を走査する方向を、第１の走査回転軸回りの角度センサ及び第２の走査回転軸回りの角度センサによって計測することを特徴とする請求項１又は２に記載の走査型距離計測装置。
【請求項４】
前記第１の走査アクチュエータ及び前記第１の走査回転軸回りの角度センサに対して、駆動するための電力供給、情報の信号伝達は、第２の走査回転軸に配置するスリップリングにより行うことを特徴とする請求項３に記載の走査型距離計測装置。
【請求項５】
前記ポリゴンミラーは、４の倍数の辺を持つ多角柱形状とすることを特徴とする請求項１に記載の走査型距離計測装置。
【請求項６】
前記測定対象で反射されたレーザ光は、前記ポリゴンミラーに戻り、前記レーザ出力部と反対側に設置された受光センサの方向に反射して、反射光が受光センサに到達する光路を構成することを特徴とする請求項５に記載の走査型距離計測装置。
【請求項７】
レーザ出力部より出力されたレーザ光を、走査機構により第１の方向と前記第１の方向と直交する第２の方向に２次元に走査して発信し、測定対象で反射されたレーザ光を受信する走査型距離計測装置であって、
前記走査機構において、前記レーザ光は、前記平面ミラーを第１の走査アクチュエータからの常時無限回転される動力を入力とする走査揺動リンク機構により走査揺動軸回りに揺動することにより第１の方向に走査され、前記第１の走査アクチュエータと前記平面ミラーと前記走査揺動リンク機構から構成される走査ミラー土台を、第２の走査アクチュエータによって前記走査揺動軸と直交する走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第２の方向に走査されることを特徴とする走査型距離計測装置。
【請求項８】
前記測定対象で反射されたレーザ光は、前記平面ミラーに戻り前記レーザ出力部側に反射し、更に前記レーザ出力部と前記平面ミラーの間に設置されたハーフミラーによって受光センサの方向に反射して、反射光が受光センサに到達する光路を構成することを特徴とする請求項７に記載の走査型距離計測装置。
【請求項９】
前記平面ミラーは、一対のミラーであって、前記一対のミラーを第１の走査アクチュエータからの常時無限回転される動力を入力とする走査揺動リンク機構により走査揺動軸回りにその面が直角をなすように揺動されることを特徴とする請求項７に記載の走査型距離計測装置。
【請求項１０】
前記測定対象で反射されたレーザ光は、前記一対のミラーに戻り、前記レーザ出力部と反対側に設置された受光センサの方向に反射して、反射光が受光センサに到達する光路を構成することを特徴とする請求項９に記載の走査型距離計測装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の走査型距離計測装置を搭載したことを特徴とする移動ロボット。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の走査型距離計測装置を搭載したことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザなどの光を走査してその反射光を観測し距離を計測する装置、特に、レーザなどの光を２軸の回転方向で走査し、測定対象や測定対象環境の３次元形状を復元可能とする走査型距離計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境認識、障害物検出などの用途に広い範囲の３次元形状を高速に測定したいという要求があり、レーザなどの光を利用したさまざまな２次元走査式の距離計測装置が提案されている。
【０００３】
光ビームスキャン機構の一例が特許文献１に記載されている。
【０００４】
図６は、特許文献１に記載されている光ビームスキャン機構の概略図である。
【０００５】
本光ビームスキャン機構において、光ビームスキャン用のミラー１０１は、強磁性体又は永久磁石からなる被駆動部１０２を備えて、入射ビームの光軸と直交する回転軸１０３回りに揺動可能に軸支されている。ミラーの被駆動部１０２に磁力を加えてミラー１０１に上記回転軸１０３の軸周りの回転力を与える駆動手段として磁極１０４−１、コイル１０４−２を備えた電磁部材１０４が有る。他の駆動手段であるモータ１０５は、ミラー１０１と電磁部材１０４を、上記回転軸１０３と直交する軸回りに回転させる。モータ１０５による回転と電磁部材１０４の磁力による揺動により光ビームＬの２次元走査を実現している。
【０００６】
また、３−Ｄレーザ計測装置の一例が特許文献２に記載されている。
【０００７】
本３−Ｄレーザ計測装置において、２つの支脚部と回転ヘッドを有する計測ヘッドは、垂直な回転軸線を中心に１８０°回動自在である。回転ヘッドは、回転可能なミラーを有し、このミラーは、ミラーに当たる計測ビームのビーム軸線と、平行又は同軸に配置した回転軸線を中心に連続的に回転自在である。計測ビームは、回転ヘッドから射出されて走査される。支脚部に、回転可能なミラーの駆動機構、光エミッタ、受光器が搭載される構成としている。
【０００８】
更に、レーザ距離測定装置の一例が特許文献３に記載されている。
【０００９】
本レーザ距離測定装置において、レーザ光源から発せられた送信レーザ光を目標に向けて反射させるとともに目標で反射した受信レーザ光を受ける回転多面鏡と、回転多面鏡で反射した受信レーザ光を受光用光学系側に反射させる凹面鏡を備えている。回転多面鏡と凹面鏡とレーザ光源を搭載した枠を回転多面鏡の回転軸とは直交するピッチ軸回りに回動可能にした構成としている（図１）。
【特許文献１】特開２００３−２８７６９３号公報
【特許文献２】特開２００３−１７７０１４号公報
【特許文献３】特許第３４６３７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の走査型距離計測装置には、次のような問題がある。
【００１１】
第一の問題点として、構成が複雑であることである。上記の走査型距離計測装置は、２次元の走査機構を有するが、１軸の走査については無限回転可能な機構であり単純なアクチュエータによる走査が可能である。しかしながら、特に、特許文献１、特許文献３の装置は、他の１軸の走査については往復の制御をする必要がある。往復の制御を実現するためにはアクチュエータとセンサの構成が複雑になる。
【００１２】
第二の問題点は小型軽量化が困難であることである。これは第一の問題点である構成が複雑であることにも関連する。特許文献１の装置は、ミラーの被駆動部に磁力を加えてミラー揺動させる電磁部材を有し、これらのミラーと電磁部材をモータにより上記回転軸と直交する軸回りに回転させるが、ミラーを駆動するのに必要な電磁部材の小型化は困難である。
【００１３】
特許文献２の装置は、１軸の走査についてミラーを連続回転させている。しかし、垂直な回転軸線を中心に半回転される計測ヘッドは、光エミッタ、回転可能なミラーの駆動機構、受光器がすべて搭載した構成としており、構成部品が多く小型化が困難である。
【００１４】
特許文献３の装置は、回転多面鏡と凹面鏡とレーザ光源をピッチ軸回りに一体的に回動可能にする構成としており、やはり構成部品が多く小型化が困難である。
【００１５】
そして、駆動対象の機構が重量化すると、高速な走査の実現に支障を来すことになる。
【００１６】
［発明の目的］
本発明の目的は、小型軽量かつ広範囲、高速な２次元走査を実現する走査型距離計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明の走査型距離計測装置は、レーザ出力部より出力されたレーザ光を、走査機構により第１の方向と前記第１の方向と直交する第２の方向に２次元に走査して発信し、測定対象で反射されたレーザ光を受信する走査型距離計測装置であって、
前記走査機構において、前記レーザ光は、前記ポリゴンミラーを第１の走査アクチュエータによって第１の走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第１の方向に走査され、前記第１の走査アクチュエータと前記ポリゴンミラーから構成される走査ミラー土台を、第２の走査アクチュエータによって前記第１の走査回転軸と直交する第２の走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第２の方向に走査される。
【００１８】
また、他の本発明の走査型距離計測装置は、レーザ出力部より出力されたレーザ光を、走査機構により第１の方向と前記第１の方向と直交する第２の方向に２次元に走査して発信し、測定対象で反射されたレーザ光を受信する走査型距離計測装置であって、
前記走査機構において、前記レーザ光は、前記平面ミラーを第１の走査アクチュエータからの常時無限回転される動力を入力とする走査揺動リンク機構により走査揺動軸回りに揺動することにより第１の方向に走査され、前記第１の走査アクチュエータと前記平面ミラーと前記走査揺動リンク機構から構成される走査ミラー土台を、第２の走査アクチュエータによって前記走査揺動軸と直交する走査回転軸回りに常時無限回転の駆動をすることにより第２の方向に走査される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の走査型距離計測装置において、ポリゴンミラーを常時無限回転の駆動をして、更にポリゴンミラーと駆動機構から構成される走査ミラー土台を、上記回転とは直交方向に常時無限回転の駆動をしている。これにより、構成部品を少なくし小型軽量化を可能にし、走査速度の高速化が可能になった。
【００２０】
また、他の本発明の走査型距離計測装置において、平面ミラーを常時無限回転される動力を入力として揺動して、更に平面ミラーと駆動機構から構成される走査ミラー土台を、上記揺動とは直交方向に常時無限回転の駆動をしている。これにより、構成部品を少なくし小型軽量化を可能にし、走査速度の高速化が可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の走査型距離計測装置は、２次元のレーザ光の走査機構に特徴がある。
【００２２】
後述の実施例１−４の概略を説明する。
【００２３】
実施例１，２においては、レーザ投光器から出力される光を、まずは第１の走査回転軸で常時無限回転しているポリゴンミラーで反射させて第１の方向に走査する。第１の方向に走査するためのミラーとミラーを駆動するアクチュエータから構成される走査ミラー土台がある。走査ミラー土台は、第２の方向への走査用アクチュエータによりレーザ光の投光される軸と同軸で第１の走査回転軸と直交する第２の走査回転軸で常時無限回転する。  この構成によりレーザ光は直交する２次元の方向に走査される。なお、第１の走査回転軸と直交する第２の走査回転軸という表現について、実際には後述するように両軸は一定の距離をおいて配置されており、この場合を含むものとする。
【００２４】
測定対象で反射したレーザ光はミラーに戻り反射する。その反射光を受光部で受信する。レーザ光を発信して受信するまでの時間又は生じた位相差を計測することで、測定対象までの距離が計算可能となる。
【００２５】
走査ミラー土台へのアクチュエータの制御信号及びポリゴンミラーの角度情報信号を、第２の走査回転軸に搭載するスリップリングで伝達することにより、走査ミラー土台を無限回転させることができる。
【００２６】
第２の方向に駆動される機構は走査ミラー土台のみとすることで、構成部品を少なくし小型軽量化を可能にした。更に、走査ミラー土台を小型軽量にしたので第２の方向の走査速度の高速化を可能にした。
【００２７】
２軸とも常時無限回転による駆動をすることで走査が可能な構成になっており、走査制御方式が簡単になる。
【００２８】
また、常時２軸の走査をすることで走査型距離計測装置周辺の距離情報を絶えず計測する。具体的な走査の例について述べる。第２の走査回転軸で１秒間に１０回走査する。第１の走査回転軸では第２の走査回転軸の１回の走査につき１０．１回の走査を実行すると、１秒間に１０１回の走査を実行することになる。２軸の走査を常時無限回転で実行することにより１秒間という短時間で走査型距離計測装置周辺の３次元形状の詳細の計測が可能となる。
【００２９】
実施例３，４においては、常時無限回転しているポリゴンミラーの代わりに常時無限回転する入力により走査揺動軸で揺動される１枚の平面ミラー又は１対の平面ミラーを用いている。第１の方向に走査するための平面ミラーと平面ミラーを駆動するアクチュエータから構成される走査ミラー土台がある。走査ミラー土台は、第２の方向への走査用アクチュエータによりレーザの投光される軸と同軸で走査揺動軸と直交する走査回転軸回りに常時無限回転する。この構成によりレーザ光は直交する２次元の方向に走査される。
【００３０】
実施例３，４も、実施例１，２と同様に、第２の方向に駆動される機構は走査ミラー土台のみとすることで、構成部品を少なくし小型軽量化を可能にした。更に、走査ミラー土台を小型軽量にしたので第２の方向の走査速度の高速化を可能にした。
【００３１】
２軸とも常時無限回転による駆動をすることで走査が可能な構成になっており、走査制御方式が簡単になる。
【００３２】
以下、発明を実施するための最良の形態の具体例を実施例１−４として図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
以下、実施例の説明において、２つの走査方向については便宜上、第１の方向を垂直走査、第２の方向を水平走査と呼ぶ。実体として装置全体を傾けると実際の走査方向は垂直、水平から傾くこととなる。例えば、装置全体を横向きに置けば、垂直、水平の立場が逆になる。垂直走査アクチュエータは第１の走査アクチュエータ、水平走査アクチュエータは第２の走査アクチュエータである。
【００３４】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の構成を示す概略図である。
【００３５】
図１を参照して、本発明の走査型距離計測装置の実施例１について説明する。
【００３６】
装置本体に固定されたレーザ出力部１より出力されたレーザの出力光２が、垂直走査アクチュエータ６によって垂直走査回転軸７で常時無限回転の駆動をされるポリゴンミラー３によって反射し測定対象４に向かって発射される。垂直走査アクチュエータ６には、角度センサが組み込まれている。
【００３７】
垂直走査アクチュエータ６とポリゴンミラー３から構成される垂直走査ミラー土台は、更に水平走査回転軸９回りに水平走査アクチュエータ８によって常時無限回転の駆動がなされ、垂直方向に走査されているレーザ光を水平方向に走査する。水平走査アクチュエータ８には、角度センサが組み込まれている。
【００３８】
出力光２が測定対象４で反射すると反射光５は、ポリゴンミラー３に戻り、ポリゴンミラー３でレーザ出力部１の方向へ反射する。更に反射光５は、装置本体に固定されたハーフミラー１０で反射して同じく装置本体に固定された受光センサ１１で受光される。
【００３９】
距離の測定方法について説明する。レーザ出力部１でパルス状のレーザ光を発射してから受光センサ１１でレーザ光の反射を受光するまでの時間を計測することで、光路の距離を測定する。別の距離測定手法として、レーザ光をある周波数で変調し、受光センサ１１で受けたレーザ光とレーザ出力部１で発射したレーザ光の位相差を計測し、光路の距離を測定してもよい。
【００４０】
レーザが２軸の走査方向で発射された方向については、垂直走査の角度センサ、水平走査の角度センサによって計測する。
【００４１】
レーザが発射された方向の角度センサの情報と、その方向の距離情報を組み合わせることで、走査型距離計測装置周辺の３次元形状が測定可能となる。
【００４２】
次に回転軸の配置について説明する。レーザ出力部１のレーザ光の方向と同軸に水平走査回転軸９を配置する。また垂直走査回転軸７はレーザ出力部１のレーザ光の方向と直交し、更に、ポリゴンミラー３が回転するときに適切な方向にレーザ光が反射するように、レーザ光の軸からある一定の距離をおいて配置する。また垂直走査回転軸７はポリゴンミラー３の中心に配置する。
【００４３】
垂直走査ミラー土台上の垂直走査アクチュエータ６と角度センサに対して、アクチュエータを駆動するための電力供給、及び角度センサの情報の信号伝達については、水平走査回転軸９に配置するスリップリング１２を利用して行う。これにより垂直走査ミラー土台を水平走査回転軸９回りに無限回転をすることが可能となる。
【００４４】
［実施例２］
図２は、本発明の実施例２の構成を示す概略図である。
【００４５】
図２を参照して、本発明の走査型距離計測装置の実施例２について説明する。
【００４６】
本実施例ではポリゴンミラー３を４の倍数の辺を持った正多角柱の柱形状としていることが特徴である。このようなポリゴンミラーは、ある辺となす角度が９０度となる辺を必ず有する。図２ではポリゴンミラーを４角形としている。
【００４７】
装置本体に固定されたレーザ出力部１より出力されたレーザの出力光２が、垂直走査アクチュエータ６によって垂直走査回転軸７で常時無限回転の駆動をされるポリゴンミラー３によって反射し測定対象４に向かって発射される。垂直走査アクチュエータ６には、角度センサが組み込まれている。
【００４８】
垂直走査アクチュエータ６とポリゴンミラー３から構成される垂直走査ミラー土台は、更に水平走査回転軸９回りに水平走査アクチュエータ８によって常時無限回転の駆動がなされ、垂直方向に走査されているレーザ光を水平方向に走査する。水平走査アクチュエータ８には、角度センサが組み込まれている。
【００４９】
出力光２が測定対象４で反射すると反射光５はポリゴンミラー３に戻り、ポリゴンミラー３でレーザ出力部１の反対方向へ反射し、装置本体に固定された受光センサ１１で受光する。スリップリング１２の利用は、実施例１と同様である。
【００５０】
ポリゴンミラー３を４の倍数の辺をもった多角柱形状とすることで、出力光２を反射したミラーと９０度のなす角度にある辺が存在する。その辺のミラーによって反射光５をレーザ出力部と反対方向に反射することができるため、ハーフミラーによる出力光と反射光の干渉の問題を回避することが可能となる。
【００５１】
［実施例３］
図３は、本発明の実施例３の構成を示す概略図である。
【００５２】
図３を参照して、本発明の走査型距離計測装置の実施例３について説明する。
【００５３】
本実施例では垂直走査をポリゴンミラーではなく、無限回転するアクチュエータにリンク機構で接続された揺動する平面ミラー（以下、単に「ミラー」ともいう）により垂直走査を実現することが特徴である。
【００５４】
垂直走査アクチュエータ２３によって垂直走査アクチュエータ回転軸２４で常時無限回転の駆動されるリンクは、垂直走査揺動リンク機構２５に接続され、更にそのリンクの短点が平面の垂直走査ミラー２１の短点に接続される。垂直走査ミラー２１は、垂直走査揺動軸２２回りに揺動される構造としている。垂直走査アクチュエータ２３には、角度センサが組み込まれている。
【００５５】
装置本体に固定されたレーザ出力部１より出力されたレーザの出力光２は垂直走査ミラー２１によって反射し測定対象に向かって発射される。出力光２が測定対象で反射すると反射光５は垂直走査ミラー２１に戻り、垂直走査ミラー２１でレーザ出力部１の方向へ反射し、更に装置本体に固定されたハーフミラー１２で反射して同じく装置本体に固定された受光センサ１１で受光する。
【００５６】
垂直走査アクチュエータ２３と垂直走査ミラー２１と垂直走査揺動リンク機構２５から構成される垂直走査ミラー土台は、更に、図示されていないが実施例１と同様に水平走査回転軸回りに水平走査アクチュエータによって常時無限回転の駆動がなされ、垂直方向に走査されているレーザ光を水平方向に走査する。水平走査アクチュエータには、角度センサが組み込まれている。
【００５７】
垂直走査揺動軸２２はレーザ出力部１から出力されるレーザ光の方向と直交するように配置する。
【００５８】
本構成によりレーザ光の垂直走査は往復運動となる。垂直走査ミラー２１はリンク機構により揺動されるため構造が複雑になるが、垂直走査アクチュエータ２３自体は単純な無限回転をするのみであり、制御は簡便である。
【００５９】
また、ポリゴンミラーを用いずに平面ミラーを用いており、中実体のポリゴンミラーよりも軽量であり、揺動軸回りの慣性モーメントも小さい。このため、平面ミラーを揺動させても駆動制御が容易である。
【００６０】
［実施例４］
図４は、本発明の実施例４の構成を示す概略図である。
【００６１】
図４を参照して、本発明の走査型距離計測装置の実施例４について説明する。
【００６２】
実施例３と同様に揺動する平面ミラーを用いる。
【００６３】
本実施例では無限回転するアクチュエータにリンク機構で接続されて揺動する平面ミラーは、一対のミラーである。ミラー２台により垂直走査を実現することが特徴である。
【００６４】
ミラーの一方は、レーザの出力光２を反射して測定対象へ向ける垂直走査出力ミラーで単に「出力ミラー」といい、他方は、測定対象からの反射光５を受ける垂直走査入力ミラーで単に「入力ミラー」という。
【００６５】
垂直走査アクチュエータ・駆動伝達機構５１は、駆動伝達機構を有する垂直走査アクチュエータである。これによって、出力ミラーリンク機構回転軸３３で出力ミラー揺動リンク機構３４が、入力ミラーリンク機構回転軸４３で入力ミラー走査揺動リンク機構４４が、それぞれ常時無限回転の駆動の入力を受ける。垂直走査アクチュエータ・駆動伝達機構５１には、角度センサが組み込まれている。
【００６６】
出力ミラー揺動リンク機構３４のリンクの短点は出力ミラー３１の短点と接続される。また、入力ミラー揺動リンク機構４４のリンクの短点は入力ミラー４１の短点と接続される。これにより、出力ミラー３１は出力ミラー揺動軸３２回りに揺動し、入力ミラー４１は入力ミラー揺動軸４２回りに揺動される。出力ミラー３１と入力ミラー４１の互いのミラーの面のなす角度は直交するように制御する。
【００６７】
装置本体に固定されたレーザの出力光２は、垂直走査出力ミラー３１によって反射し測定対象に向かって発射される。そして測定対象で反射した反射光は入力ミラー４１によってレーザ出力部１とは反対方向に反射され、装置本体に固定された受光センサ１１によって受光される。
【００６８】
垂直走査アクチュエータ・駆動伝達機構５１と、出力ミラー３１と、入力ミラー４１と、出力ミラー揺動リンク機構３４と、入力ミラー揺動リンク機構４４から垂直走査ミラー土台は構成される。この垂直走査ミラー土台は、更に実施例３と同様に水平走査回転軸回りに水平走査アクチュエータによって常時無限回転の駆動がなされ、垂直方向に走査されているレーザ光を水平方向に走査する。水平走査アクチュエータには、角度センサが組み込まれている。
【００６９】
レーザ光の入出力を垂直走査するミラーを分け、出力ミラー３１と入力ミラー４１の互いのミラーの面なす角度は直交するように制御する。これにより、反射光５をレーザ出力部１と反対方向に反射することができるため、ハーフミラーによる出力光と反射光の干渉の問題を回避することが可能となる。
【００７０】
次に、実施例１，２においてレーザ光の軌跡について説明する。
【００７１】
本発明の実施例１，２におけるレーザの軌跡を示す概念図である。
【００７２】
水平走査１回に対して、垂直走査のアクチュエータが高速で何倍の回数の走査ができない場合には水平走査と垂直走査の位相をずらす。これにより水平走査を何回かすることで、垂直走査の密度を増やすことができる。図５の例では、水平走査１回に対して垂直走査を４．７５回実行する例である。この場合、水平走査を４回行うことで垂直走査をする軌跡の位相を少しずつずらして、密度の高い計測をすることが可能となる。実施例３，４では、レーザの軌跡が垂直方向について往復する軌跡となる。これらの実施例でも水平走査と垂直走査の位相をずらすことで密度の高い計測をすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の走査型距離計測装置は、移動ロボットや自動車に搭載することで障害物を検出するための用途に適用できる。また、本発明の装置は、遠隔操作をするロボットにおいてロボットの周辺環境を計測して操作者にその情報を伝達することで、遠隔操作をより確実に実行可能にするための用途に適用できる。更に、本発明の装置は自律的に移動するロボットの周辺の環境を計測し、ロボットの自己位置を推定するための用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２の構成を示す概略図
【図３】本発明の実施例３の構成を示す概略図
【図４】本発明の実施例４の構成を示す概略図
【図５】本発明の実施例１，２におけるレーザの軌跡を示す概念図
【図６】特許文献１に記載されている光ビームスキャン機構の概略図
【符号の説明】
【００７５】
１…レーザ出力部
２…出力光
３…ポリゴンミラー
４…測定対象
５…反射光
６…垂直走査アクチュエータ
７…垂直走査回転軸
８…水平走査アクチュエータ
９…水平走査回転軸
１０…ハーフミラー
１１…受光センサ
１２…スリップリング
２１…垂直走査ミラー
２２…垂直走査揺動軸
２３…垂直走査アクチュエータ
２４…垂直走査アクチュエータ回転軸
２５…垂直走査揺動リンク機構
３１…出力ミラー
３２…出力ミラー揺動軸
３３…出力ミラーリンク機構回転軸
３４…出力ミラー揺動リンク機構
４１…入力ミラー
４２…入力ミラー揺動軸
４３…入力ミラーリンク機構回転軸
４４…入力ミラー揺動リンク機構
５１…垂直走査アクチュエータ・駆動伝達機構
【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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