(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載される距離測定装置において、送光光学系と、受光光学系と、前記移動体の加速時にはその慣性力を利用して前記送光光学系と前記受光光学系の光軸の方向を前記移動体の走行方向に合わせる自動調心機構と、前記移動体の減速時には前記送光光学系と前記受光光学系の光軸を固定する固定機構とを具備し、前記距離測定装置は前記移動体に対して回転可能に支持されており、前記送光光学系の光軸と前記受光光学系の光軸は共に前記距離測定装置の重心と前記距離測定装置の回転中心を結ぶ線分に対して平行に設定されており、前記固定機構は、前記移動体に固定された固定治具と、前記距離測定装置に固定された突起部とを含み、前記突起部には前記回転中心を中心とする円周上に設けられたラチェットが形成されており、前記固定冶具には回転防止具が回転可能に保持されており、前記回転防止具は、前記移動体の加速時には後ろ側に倒れてラチェットから外れ、移動体の減速時には前側に倒れて前記ラチェットの歯の間に挟まって前記距離測定装置の回転を阻止することを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
移動体に搭載される距離測定装置において、送光用可動補助レンズを含む送光光学系と、受光用可動補助レンズを含む受光光学系と、前記移動体の加速時にはその慣性力を利用して前記送光光学系と前記受光光学系の光軸の方向を前記移動体の走行方向に合わせる自動調心機構と、前記移動体の減速時と等速運動時には前記送光光学系と前記受光光学系の光軸を固定する固定機構とを具備し、前記自動調心機構は、前記送光用可動補助レンズと前記受光用可動補助レンズを保持する摺動部と、該摺動部を摺動可能に支持するガイド部と、該ガイド部と前記摺動部の間隙に充填された磁性流体とを有しており、前記摺動部と前記ガイド部は同心の円筒面または球面の摺動面を有し、これらの摺動面は凹面側が前記移動体の進行方向に向けられており、前記摺動部の凸面側摺動面およびこれに面する前記ガイド部の凹面側摺動面は滑らかに形成されており、前記移動体の加速時には、前記摺動部は慣性力により後方に移動し、前記摺動部の前記凸面側摺動面が前記ガイド部の前記凹面側摺動面に接触し、前記摺動部に働く慣性力と前記ガイド部から受ける抗力との合成力により、前記摺動部が前記ガイド部に沿って摺動することを特徴とする距離測定装置。
【請求項３】
請求項２において、前記固定機構は、前記摺動部の凹面側摺動面およびこれに面するガイド部の凸面側摺動面に形成された無数の微細な突起部と、前記摺動部の前記凹面側摺動面を前記ガイド部の前記凸面側摺動面に密着させるように一定の力を及ぼす摺動防止部とを備えており、前記移動体の減速時と等速運動時には、前記摺動防止部により前記摺動部の前記凹面側摺動面が前記ガイド部の前記凸面側摺動面に押しつけられ、前記摺動部の前記凹面側摺動面の前記突起と前記ガイド部の前記凸面側摺動面の前記突起とが互いに係合し、前記摺動部の前記ガイド部に沿った摺動を抑制することを特徴とする距離測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車、バイク、人、路側の構造物あるいは建物などの障害物に光束を照射し、その反射光から該障害物までの距離を測定する距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザレーダを用いたいわゆる車間距離センサあるいはオートクルージングシステムでは固定あるいは走査型の光ビームが用いられる。移動体に対する光ビームの射出方向を所定の方向に設定するため、車間距離センサは縦横２次元の角度調整が可能なブラケットを介して移動体に取り付けられる。その際、移動体の車軸の方向を計測あるいは設定して、これに対して所定の位置にターゲットを設けて、光ビームの射出方向をブラケットにより調節する。曲線路では操舵角の検出あるいは撮像素子と加速度センサなどの組み合わせから道路形状を検出し、進行方向にモータ駆動等により、光ビームの射出方向を所定の方向に調節する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常、車やロボットなどの移動体の車軸の方向は明示されておらず、これを定めるためには相応の設備と手間を要する。しかも、直進時に限定したとしても、走行方向と車軸の方向がどのような関係にあるかは明確でない。一方、光ビームの射出方向は車間距離や障害物検出の監視領域を定めるが、この監視領域は出来る限り限定した方が、高効率・高速な応答を可能にする。また、衝突回避あるいはシートベルト、エアバッグなどの生命防護装置の駆動を行うためのアルゴリズムが単純化され、コストを低減する上でも有利である。
【０００４】
このため、光ビームの射出方向を移動体の車軸の方向に低誤差・低コストで合わせる技術の提供が望まれている。さらには、光ビームの射出方向を移動体の走行方向に自動的に低誤差・低コストで合わせる技術の提供が望まれる。これまで、この要望に十分に応える好適な技術は提供されていない。
【０００５】
本発明は、このような現状に鑑みて成されたもので、その目的は、光ビームの射出方向を移動体の車軸の方向に低誤差・低コストで合わせることのできる距離測定装置を提供することであり、さらには、光ビームの射出方向を移動体の走行方向に自動的に低誤差・低コストで合わせることのできる距離測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の距離測定装置は、送光光学系と、受光光学系と、移動体の加速時にはその慣性力を利用して前記送光光学系と前記受光光学系の光軸の方向を前記移動体の走行方向に合わせる自動調心機構と、前記移動体の減速時と等速運動時には前記送光光学系と前記受光光学系の光軸を固定する固定機構とを具備し、前記距離測定装置は前記移動体に対して回転可能に支持されており、前記送光光学系の光軸と前記受光光学系の光軸は共に前記距離測定装置の重心と前記距離測定装置の回転中心を結ぶ線分に対して平行に設定されており、前記固定機構は、前記移動体に固定された固定治具と、前記距離測定装置に固定された突起部とを含み、前記突起部には前記回転中心を中心とする円周上に設けられたラチェットが形成されており、前記固定冶具には回転防止具が回転可能に保持されており、前記回転防止具は、前記移動体の加速時には後ろ側に倒れてラチェットから外れ、移動体の減速時には前側に倒れて前記ラチェットの歯の間に挟まって前記距離測定装置の回転を阻止することを特徴とする。
【０００７】
本発明の別の距離測定装置は、送光用可動補助レンズを含む送光光学系と、受光用可動補助レンズを含む受光光学系と、前記移動体の加速時にはその慣性力を利用して前記送光光学系と前記受光光学系の光軸の方向を前記移動体の走行方向に合わせる自動調心機構と、前記移動体の減速時と等速運動時には前記送光光学系と前記受光光学系の光軸を固定する固定機構とを具備し、前記自動調心機構は、前記送光用可動補助レンズと前記受光用可動補助レンズを保持する摺動部と、該摺動部を摺動可能に支持するガイド部と、該ガイド部と摺動部の間隙に充填された磁性流体とを有しており、前記摺動部と前記ガイド部は同心の円筒面または球面の摺動面を有し、これらの摺動面は凹面側が移動体の進行方向に向けられており、前記摺動部の凸面側摺動面およびこれに面する前記ガイド部の凹面側摺動面は滑らかに形成されており、前記移動体の加速時には、前記摺動部は慣性力により後方に移動し、前記摺動部の前記凸面側摺動面が前記ガイド部の前記凹面側摺動面に接触し、前記摺動部に働く慣性力と前記ガイド部から受ける抗力との合成力により、前記摺動部が前記ガイド部に沿って摺動することを特徴とする。また前記固定機構は、前記摺動部の凹面側摺動面およびこれに面するガイド部の凸面側摺動面に形成された無数の微細な突起部と、前記摺動部の前記凹面側摺動面を前記ガイド部の前記凸面側摺動面に密着させるように一定の力を及ぼす摺動防止部とを備えており、前記移動体の減速時と等速運動時には、前記摺動防止部により前記摺動部の前記凹面側摺動面が前記ガイド部の前記凸面側摺動面に押しつけられ、前記摺動部の前記凹面側摺動面の前記突起と前記ガイド部の前記凸面側摺動面の前記突起とが互いに係合し、前記摺動部の前記ガイド部に沿った摺動を抑制する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は第一の実施の形態の距離測定装置の構成を概略的に示している。図１に示されるように、距離測定装置１００は、送光方向１１０に移動する移動体に搭載される。距離測定装置１００は、光源１０１と送光レンズ１０２を含む送光光学系と、受光レンズ１０５と受光素子１０４を含む受光光学系とを有しており、回転軸１１１を中心に移動体に対して回転可能に支持されている。送光光学系の光軸１０３と受光光学系の光軸１０６は共に、距離測定装置１００の重心Ｇと回転中心Ｏを結ぶ線分１１２に対して平行に設定されている。
【００１０】
距離測定装置１００は、その重心Ｇと回転中心Ｏを結ぶ線分１１２が移動体の走行方向１１０に平行である状態が理想的であり、その場合には、送光光学系の光軸１０３と受光光学系の光軸１０６は共に移動体の送光方向１１０に対して平行になる。
【００１１】
距離測定装置１００の重心が理想的な位置Ｇになく、理想から外れた位置Ｇ’に位置している場合、言い換えれば、距離測定装置１００の重心Ｇ’と回転中心Ｏを結ぶ線分が移動体の進行方向１１０に対してΔθの角度を成している場合には、距離測定装置１００の重心Ｇ’には慣性力１１４が働く。
【００１２】
距離測是装置１００の質量をＭとすると、ｐＭαｓｉｎ△θで表される回転モーメントが反時計方向に生ずる。ここに、ｐは線分ＯＧ’（あるいは線分ＯＧ）の長さで、αは移動体の加速度である。このため、距離測定装置１００は回転中心Ｏのまわりに△θを０とするように回転する。
【００１３】
従って、送光光学系の光軸１０３と受光光学系の光軸１０６つまり距離測定装置１００の光軸は、自動的に移動体の進行方向に調心される。
また、距離測定装置１００には、その回転中心Ｏの回りの回転角を制限すると共に不所望な寄生振動を抑制する機構が設けられている。この機構は、移動体に固定された固定治具１２０と、距離測定装置１００に固定された突起部１２１と、両者の間隙を埋めるように充填あるいは装着された制動部材１２２とで構成されている。
【００１４】
固定治具１２０は、距離測定装置１００の回転中心の回りの回転角に制限を与えると共に、制動部材１２２を介して距離測定装置１００の回転に制動を与え、寄生振動を抑制する。制動部材１２２としては液体、弾性部材（バネ、発泡性ポリウレタン）などが用いられる。
【００１５】
図２（ａ）に示されるように、突起部１２１には回転中心Ｏを中心とする円周上に設けられたラチェット２０３が形成され、一方、固定冶具１２０にはラチェット２０３の歯の間に入って突起部１２１の回転を阻止するための回転防止具２０１が設けられている。回転防止具２０１は、ラチェット２０３から離れた位置Ｐ1 では突起部１２１の回転を許し、ラチェット２０３の歯の間に入った位置Ｐ2 では突起部１２１の回転を阻止する。
【００１６】
回転防止具２０１は、図２（ｂ）に示されるように、回転軸２１３の回りに回転可能に固定治具１２０に保持されており、移動体が前進するとき、その加速により矢印２１５の方向の力を受けて後ろ側に倒れ、それ以降はラチェット２０３から外れた状態に維持される。
【００１７】
一方、移動体が減速あるいは後退するときには、回転防止具２０１は矢印２１４の力を受けて前側すなわちラチェット側に倒れて歯の間に挟まって突起部１２１の回転すなわち距離測定装置１００の回転を阻止する。その結果、送光される光ビームの方向が固定される。これにより、例えば、移動体のドライバが距離測定装置１００からの危険信号を受けてブレーキをかけたときに、いたずらに光ビームの方向が振れることが防止される。
【００１８】
図３は第二の実施の形態の距離測定装置の送光・受光光学系を示している。図３に示されるように、送光・受光光学系３１０は、光源１０１と送光レンズ１０２を含む送光光学系と、受光レンズ１０５と受光素子１０４を含む受光光学系とを含む構造体で、距離測定装置に設けられた回転軸３０１によって、回転中心Ｏの回りに回転可能に支持されている。
【００１９】
送光光学系の光軸１０３と受光光学系の光軸１０６は共に、送光・受光光学系３１０の重心Ｇ1 と回転中心Ｏを結ぶ線分３０３に対して平行に設定されている。
【００２０】
送光・受光光学系３１０の光軸すなわち送光光学系の光軸１０３と受光光学系の光軸１０６が移動体の進行方向と一致しない場合には、第一の実施の説明から容易に理解できるように、送光・受光光学系３１０には、その光軸の向きと移動体の進行方向のずれを減らす方向の力のモーメントが発生し、その結果、送光・受光光学系３１０の光軸が自動的に移動体の進行方向に向けられ、自動調心される。
【００２１】
本実施形態の距離測定装置は、装置全体ではなく、送光・受光光学系３１０が回転可能に支持されているので、第一の実施の形態に比べて、回転軸３０１の負担が少ない。
【００２２】
図４（ａ）は第三の実施の形態の距離測定装置の送光・受光光学系を示している。図４（ａ）に示されるように、送光・受光光学系３１０は、光源１０１と送光用補助レンズ４０３と送光レンズ１０２を含む送光光学系と、受光レンズ１０５と受光用補助レンズ４０４と受光素子１０４を含む受光光学系とを含んでおり、送光用補助レンズ４０３と受光用補助レンズ４０４は、距離測定装置に固定された回転軸４０１の回りに回転可能に支持された支持部４０２によって保持されている。
【００２３】
支持部４０２の重心Ｇ2 と回転中心Ｏを結ぶ線分の向きが移動体の進行方向とずれているとき、力のモーメントが支持部４０２に発生し、支持部４０２は矢印４０５または矢印４０６の方向に回転する。このため、送光用補助レンズ４０３と受光用補助レンズ４０４は、それぞれ、送光光学系の標準状態の光軸１０３（以下では単に基準線と呼ぶ）と受光光学系の標準状態の光軸１０６（以下では単に基準線と呼ぶ）から外れる。その結果、送光光学系の光軸と受光光学系の光軸は移動体の進行方向に向けられる。
【００２４】
図４（ｂ）は送光光学系の光軸が移動体の走行方向に向けられる原理を説明する図である。送光光学系の光軸が移動体の走行方向に向けられる原理と受光光学系の光軸が移動体の進行方向に向けられる原理は基本的に同じであり、以下では代表的に送光光学系の光軸が移動体の進行方向に向けられる原理について図面を用いて説明する。
【００２５】
図４（ｂ）に示されるように、移動体の走行方向４１０が送光光学系の基準線１０３に対して傾いている場合、上述したように送光用補助レンズ４０３が送光光学系の基準線１０３からずれるため、光源１０１の像点４０７は送光光学系の基準線１０３から外れる。像点４０７から発散する光束は送光レンズ１０２により平行光束にコリメートされ、像点４０７と送光レンズ１０２の中心とを結ぶ方向４０８に進む。この方向４０８は、送光光学系のパラメータを適宜選ぶことで、移動体の走行方向４１０と一致させることができる。
【００２６】
具体的には、回転中心Ｏから送光用補助レンズ４０３と受光用補助レンズ４０４を結ぶ線までの垂直距離をｑ、移動体の走行方向４１０と送光光学系の基準線１０３とのなす角度を△θとすれば、送光用補助レンズ４０３の基準線に垂直な移動量はｑ△θ、光源１０１の像点４０７の移動量は、光源１０１と送光用補助レンズ４０３との距離をａ、送光用補助レンズ４０３の焦点距離をｆ1 とすれば、ａｑ△θ／（ａ−ｆ1 ）となる。送光レンズ１０２の焦点距離をｆ2 とすれば、方向４０８と移動体の走行方向４１０とを一致させるためには、ａｑ△θ／（ａ−ｆ1 ）＝ｆ2 △θ、つまり、ｆ2 ＝ａｑ／（ａ−ｆ1 ）を満足するように送光光学系のパラメータを選べばよい。例えば、ｆ1 ＝５ｍｍ、ａ＝１０ｍｍ、ｑ＝２０ｍｍとすれば、ｆ2 ＝４０ｍｍとなる。以上の議論は送光光学系についてのものであるが、同様の議論は受光光学系についても成り立つ。
【００２７】
本実施形態の距離測定装置は、送光用補助レンズ４０３と受光用補助レンズ４０４を支持する支持部４０２が回転可能に支持されているので、前述の実施の形態に比べて、より一層、回転軸４０１の負担が少なくて済む。
【００２８】
図５（ａ）は第四の実施の形態の距離測定装置の送光・受光光学系を示している。図５（ａ）に示されるように、送光・受光光学系３１０は、光源１０１と送光用固定補助レンズ５０１と送光用可動補助レンズ５１３と送光レンズ１０２を含む送光光学系と、受光レンズ１０５と受光用可動補助レンズ５１４と受光用固定補助レンズ５０２と受光素子１０４を含む受光光学系とを含んでおり、送光用可動補助レンズ５１３と受光用可動補助レンズ５１４は、摺動部５１０によって保持されている。
【００２９】
図５（ｂ）に示されるように、摺動部５１０は上側ガイド部５１１と下側ガイド部５１２によって摺動可能に支持されている。図５（ａ）に示されるように、摺動部５１０は凹面５３１と凸面５３３からなる摺動面を有し、上側ガイド部５１１と下側ガイド部５１２は共に凹面５３０と凸面５３２からなる摺動面を有しており、これらの摺動面はいずれも点Ｏを曲率中心とする円筒面あるいは球面で構成されている。
【００３０】
摺動部５１０の摺動面は強磁性体から構成され、摺動部５１０と上側ガイド部５１１の間隙５１５および摺動部５１０と下側ガイド部５１２の間隙５１６には磁性流体が充填されている。なお、間隙５１５と５１６は誇張して図示されている。
【００３１】
摺動部５１０の凹面側摺動面５３１およびガイド部５１１と５１２の凸面側摺動面５３０には微細な突起が形成されている。摺動部５１０の凸面側摺動面５３３およびガイド部５１１と５１２の凹面側摺動面５３２は滑らかに形成されている。また、ガイド部５１１の凹面側摺動面５３２の内部には、図５（ｂ）に示されるように、摺動部５１０の強磁性体に弱い反発力を与える複数の強磁性体からなる摺動防止部５５０が埋め込まれている。
【００３２】
移動体が静止している状態では、摺動部５１０は、ガイド部５１１と５１２に埋め込まれた摺動防止部５５０から受ける磁力により、ガイド部５１１と５１２の凸面側摺動面５３０に押しつけられる。このため、摺動部５１０の凹面側摺動面５３１とガイド部５１１と５１２の凸面側摺動面５３０に形成された微細な突起が互いに係合し、摺動部５１０のガイド部５１１と５１２に沿った摺動が抑制される。その結果、摺動部５１０は半固定あるいは固定された状態に維持される。
【００３３】
移動体が矢印４１０の方向に走行を開始すると、いいかえると、移動体が矢印４１０の方向に加速運動をしている間、摺動部５１０の重心Ｇ3 には慣性力５２０が働き、摺動部５１０はガイド部５１１と５１２の凹面側摺動面５３２の方向に間隙５１５と５１６を縫ってわずかに移動する。この結果、摺動部５１０の凹面側摺動面５３１はガイド部５１１と５１２の凸面側摺動面５３０から離れ、前述の半固定あるいは固定の状態が解除される。
【００３４】
摺動部５１０の凸面側摺動面５３３がガイド部５１１と５１２の凹面側摺動面５３２に接触すると、摺動部５１０はガイド部５１１と５１２から抗力５２１を受け、抗力５２１と前記慣性力５２０の合成力５２２により、左方に摺動する。この移動は△θが０になるまで続く。摺動部５１０の移動に伴って、これに一体的に保持された送光用可動補助レンズ５１３と受光用可動補助レンズ５１４は共に移動する。
【００３５】
なお、間隙５１５と５１６に充填された磁性流体は、この移動をすみやかに行わせるとともに寄生振動を抑制する。また磁性流体は極めて軽いため、間隙５１５と５１６において重力の影響は殆ど受けず、摺動部５１０の摺動面に設けられた強磁性体の磁力によりその摺動面近傍に捕捉されている。
【００３６】
図５（ｃ）は摺動部５１０の移動によって送光用可動補助レンズ５１３が送光光学系の標準状態での光軸１０３（以下では基準線と呼ぶ）から左方にずれた様子を示している。図５（ｃ）に示されるように、光源１０１の点Ａの送光用固定補助レンズ５０１による像点Ｂは、光源１０１の後方に、送光光学系の基準線１０３上で形成されるが、その送光用可動補助レンズ５１３による像点Ｃは、送光用可動補助レンズ５１３の移動に伴って、送光光学系の基準線１０３のやや左方に形成される。従って、送光レンズ１０２による出射光の方向は像点Ｃと送光レンズ１０２の中心とを結ぶ矢印５４０の方向となる。送光光学系のパラメータは、この方向５４０が移動体の走行方向４１０と平行になるように選ばれており、その結果、送光光学系の光軸５４０は自動的に移動体の走行方向に調心される。
【００３７】
具体的には、図５（ｃ）において、送光用可動補助レンズ５１３の移動量は摺動部５１０の凹面側摺動面５３１の曲率半径をＲとしたとき、Ｒ△θとなる。光源１０１の点Ａと送光用固定補助レンズ５０１との間隔をａ、送光用固定補助レンズ５０１の焦点距離をｆ1'、送光用固定補助レンズ５０１と像点Ｂとの間隔をｂ、送光用固定補助レンズ５０１と送光用可動補助レンズ５１３との間隔をｄ1 、送光用可動補助レンズ５１３の焦点距離をｆ2 、送光用可動補助レンズ５１３と像点Ｃの光軸上の間隔をｃ、送光用可動補助レンズ５１３と送光レンズ１０２との間隔をｄ2 、送光レンズ１０２の焦点距離をｆ3 とすれば、像点Ｃの光軸１０３からのずれは、（−ｂ＋ｄ1 ＋ｃ）Ｒ△θ／（−ｂ＋ｄ1 ）となり、これがｆ3 △θと等しいことから、曲率半径Ｒと送光レンズ１０２の送光光学系のパラメータとの間にはＲ＝（−ｂ＋ｄ1 ）ｆ3 ／（−ｂ＋ｄ1 ＋ｃ）が成立する。ただし、ｂ＝ａｆ1 ／（ａ−ｆ1 ）、ｃ＝（−ｂ＋ｄ1 ）ｆ2 ／（−ｂ＋ｄ1 −ｆ2 ）、ｆ3 ＝−ｃ＋ｄ2 である。
【００３８】
数値例を挙げれば、ａ＝５ｍｍ、ｆ1 ＝１０ｍ、ｆ2 ＝−２０ｍｍ、ｄ1 ＝５ｍｍ、ｄ2 ＝２５ｍｍとすれば、ｆ3 ＝３３．６ｍｍ、Ｒ＝７８ｍｍとなる。
また、移動体が等速運動をしている間は、摺動部５１０に慣性力５２０は働かないので、移動体が静止している状態と同様に、摺動部５１０は、ガイド部５１１と５１２の内部に埋め込まれた摺動防止部５５０から受ける磁力によって、ガイド部５１１と５１２の凸面側摺動面５３０に押しつけられ、固定された状態となる。また、移動体が減速運動している間は、上記の慣性力５２０は逆方向に働くので、摺動部５１０はガイド部５１１と５１２から受ける慣性力と磁力により、ガイド部５１１と５１２の凸面側摺動面５３０に押しつけられ、固定された状態となる。
【００３９】
総合すると、移動体が静止または等速運動あるいは減速運動をしている間は、摺動部５１０はガイド部５１１と５１２の凸面側摺動面５３０に押し付けられて固定された状態に維持される。これにより、送光光学系と受光光学系の光軸の不所望なぶれや振動が防止される。また、移動体が加速運動をしている間は、送光光学系と受光光学系の光軸が移動体の送光方向に揃うように自動調心される。
【００４０】
以上は、移動体の走行方向と送光・受光光学系の光軸とが同じ面内でずれているとの想定の下での説明であるが、言い換えれば、摺動部５１０およびガイド部５１１と５１２の摺動面として円筒面を想定して説明したが、摺動部５１０およびガイド部５１１と５１２の摺動面に球面を用いれば、水平面内のずれだけでなく垂直面内のずれにも対応した三次元的な自動調心機構が得られることは容易に理解できることである。
【００４１】
本実施形態の距離測定装置は、送光用可動補助レンズ５１３と受光用可動補助レンズ５１４を保持している摺動部５１０の支持に回転軸受けを用いていないので、可動部分の寿命が大幅に延びる利点を有している。
【００４２】
これまでに説明した実施の形態から分かるように、本発明の距離測定装置は、移動体の加速時に発生する慣性力を利用して送光光学系と受光光学系の光軸を移動体の進行方向に合わせる自動調整機構を備えている。このため、この距離測定装置を移動体に取り付ける際に、送光光学系と受光光学系の光軸と移動体の車軸とを高い精度で調整する必要がない。従って、移動体の車軸が正確に分かっていなくても、移動体の車軸と移動方向の間にずれがあっても、取り付けの際に問題にならない。
【００４３】
また、移動体の進行中に光ビームの射出方向を調整する機構にとって、移動体の車軸と移動方向の間のずれは問題にならない。つまり、移動体の車軸と移動方向の間にずれがあっても、光ビームの射出方向は移動体の進行方向に正しく向けられる。
【００４４】
本発明は、上述した実施の形態に何等限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行われるすべての実施を含む。
本実施形態の距離測定装置について以下のことが言える。
１．移動体の加速時に生ずる慣性力により、距離測定装置の光軸の方向と前記移動体の走行方向とのずれ角の大きさに応じて、該移動体に固定された支持部に対して距離測定装置の光軸の方向を変更する自動調心機構を具備し、該移動体の減速時および等速運動時には、該移動体に固定された支持部に対して送光および受光の光軸を固定可能に保持するロック機構を具備したことを特徴とする距離測定装置。
２．上記第１項において、距離測定装置の光軸の方向をそれぞれ変更する送光用および受光用可動補助レンズを一体に保持し、強磁性体で構成された同心の摺動面を有し、該摺動面の凹部が移動体の進行方向に向けられた摺動部、該摺動部を可動に保持するガイド部、該ガイド部と摺動部との間隙を充填する磁性流体から構成された自動調心機構を具備することを特徴とする距離測定装置。
３．上記第１項または第２項において、前記摺動部の凹面側およびこれに面するガイド部の凸面に形成された無数の微細な突起部、前記ガイド部に設けられ該摺動部の凹面側をガイド部の凸面に密着させるように一定の力を及ぼす摺動防止部から構成されるロック機構を具備することを特徴とする距離測定装置。
４．上記第１項において、前記移動体に固定されかつ該移動体の走行方向に対して垂直に設けられた回転軸を有し、該回転軸に回転可能に一体に保持された送光および受光光学系の重心と該回転軸とを結ぶ線に平行となるように送光および受光光学系の光軸を設定した自動調心機構を具備することを特徴とする距離測定装置。
５．上記第１項において、前記移動体に固定されかつ走行方向に対して垂直に設けられた回転軸を有し、該回転軸に回転可能に一体に保持された前記距離測定装置の重心と該回転軸とを結ぶ線に平行となるように送光および受光光学系の光軸を設定した自動調心機構を具備することを特徴とする距離測定装置。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の距離測定装置は、送光光学系と受光光学系の光軸を移動体の進行方向に合わせる自動調心機構を備えているので、曲線路での移動体の車軸と走行方向の相違により距離測走装置の光軸と移動体の走行方向とがずれることによる不具合が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第一の実施の形態の距離測定装置の構成を概略的に示している。
【図２】図２は距離測定装置の回転角を制限すると共に寄生振動を抑制する機構を説明するための図であり、（ａ）は図１の突起部に形成されたラチェットを示し、（ｂ）はラチェットに係合してその回転を防止する回転防止具を示している。
【図３】図３は第二の実施の形態の距離測定装置の送光・受光光学系を示している。
【図４】図４は第三の実施の形態の距離測定装置を説明するための図であり、（ａ）はその送光・受光光学系の概略的な構成を示し、（ｂ）は送光光学系の光軸が移動体の走行方向に向けられる様子を示している。
【図５】図５は第四の実施の形態の距離測定装置を説明するための図であり、（ａ）はその送光・受光光学系の概略的な構成を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示される摺動部とガイド部を光軸方向から見た図であり、（ｃ）は送光光学系の光軸が移動体の走行方向に向けられる様子を示している。
【符号の説明】
１００  距離測定装置
１０１  光源
１０２  送光レンズ
１０４  受光素子
１０５  受光レンズ
１１１  回転軸
【図１】
0003894658.tif 000002
【図２】
0003894658.tif 000003
【図３】
0003894658.tif 000004
【図４】
0003894658.tif 000005
【図５】
0003894658.tif 000006