(57)【要約】【課題】対象物の方向に対する測距精度の一様性を高めた測定装置を提供する。【解決手段】光源からの出射光と該出射光の反射測定光のなす角度が最小角度から最大角度の範囲で揺動軸１４６を中心に揺動するミラー部１４２と、反射測定光の測定物の反射光１６１をミラー部１４２を介して受光する受光素子１６０と、揺動軸１４６に垂直な方向に所定のミラー幅有するミラー部１４２と受光素子１６０とを結ぶ受光光軸上にある受光光学部１５０ａとを備え、受光光学部１５０ａは、前記角度が前記最小角度のときの前記ミラー幅の前記受光光軸方向への投影寸法よりも小さい制限幅で透過光量を制限する受光量制限部としての遮光部材１５１を有する。【選択図】図７
2017078611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光と該出射光の反射測定光のなす角度が最小角度から最大角度の範囲で揺動軸を中心に揺動し、前記揺動軸に垂直な方向に所定のミラー幅有するミラー部と、
前記反射測定光の測定物の反射光を前記ミラー部を介して受光する受光素子と、
前記ミラー部と前記受光素子とを結ぶ受光光軸上にある受光光学部とを備え、
前記受光光学部は、前記角度が前記最小角度のときの前記ミラー幅の前記受光光軸方向への投影寸法よりも小さい制限幅で透過光量を制限する受光量制限部を有する測定装置。
【請求項２】
前記受光量制限部は、前記揺動軸に垂直な方向に前記制限幅を有する透光部を持つ遮光部材である、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記透光部は、前記揺動軸の方向に、前記ミラー部以上の高さを有する、
請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記受光量制限部は、前記揺動軸に垂直な方向に前記制限幅を有するレンズである、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記レンズは、前記揺動軸の方向に、前記ミラー部以上の高さを有する、
請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記レンズは、前記ミラー部で反射した前記反射光を前記受光素子に集光する、
請求項４又は５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記受光光学部は、前記ミラー部へ入射する前記反射光の光路のうち、前記揺動軸と直交する方向に前記制限幅を有する領域の外に配置される、
請求項１から６の何れか１項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物までの距離を測定するための測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可動ミラーを用いてレーザ光を複数方向に射出し、対象物で反射したレーザ光を、当該可動ミラーを介して受光する測定装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１４９８５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の測定装置では、受光素子に到達する対象物からの反射光の光量が、可動ミラーの向きに応じて変化する。その結果、受光素子におけるＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ−Ｎｏｉｓｅ）比が対象物の方向に依存して変化することで、測距精度の一様性が損なわれる。
【０００５】
そこで、本発明は、対象物の方向に対する測距精度の一様性を高めた測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る測定装置は、光源からの出射光と該出射光の反射測定光のなす角度が最小角度から最大角度の範囲で揺動軸を中心に揺動し、前記揺動軸に垂直な方向に所定のミラー幅有するミラー部と、前記反射測定光の測定物の反射光を前記ミラー部を介して受光する受光素子と、前記ミラー部と前記受光素子とを結ぶ受光光軸上にある受光光学部とを備え、前記受光光学部は、前記角度が前記最小角度のときの前記ミラー幅の前記受光光軸方向への投影寸法よりも小さい制限幅で透過光量を制限する受光量制限部を有する。
【０００７】
ここで、前記ミラー幅の前記受光光軸方向への投影寸法は、前記ミラー部の傾きに応じて異なる。そのため、前記受光素子での前記反射光の受光量は、前記投影寸法に応じて変動する。前記受光量の変動は、対象物の方向に応じた測距精度の一様性が阻害される。
【０００８】
これに対し、前記構成によれば、前記受光量制限部によって、前記制限幅で制限された量の反射光が前記受光素子に到達するので、前記受光素子において受光される前記反射光の最大量が抑制される。その結果、前記受光量の変動が縮小され、対象物の方向に対する測距精度の一様性が向上する。
【０００９】
また、前記受光量制限部は、前記揺動軸に垂直な方向に前記制限幅を有する透光部を持つ遮光部材であってもよい。
【００１０】
この構成によれば、前記遮光部材によって、前記受光素子において受光される前記反射光の量を前記制限幅で制限することができる。
【００１１】
また、前記透光部は、前記揺動軸の方向に、前記ミラー部以上の高さを有してもよい。
【００１２】
前記構成によれば、前記ミラー部の前記高さの全域で反射された前記反射光が、前記透光部を通して前記受光素子へ到達するので、前記ミラー部の高さが無駄にならない。また、前記受光素子から見た前記ミラー部の高さは、前記ミラー部の傾きに依らず一定であるため、前記ミラー部で反射した前記反射光を高さについて制限しなくとも、受光量の変動を抑制する効果が損なわれることはない。
【００１３】
また、前記受光量制限部は、前記揺動軸に垂直な方向に前記制限幅を有するレンズである。
【００１４】
この構成によれば、前記レンズによって、前記受光素子において受光される前記反射光の量を前記制限幅で制限することができる。
【００１５】
また、前記レンズは、前記揺動軸の方向に、前記ミラー部以上の高さを有する。
【００１６】
前記構成によれば、前記ミラー部の前記高さの全域で反射された前記反射光が、前記レンズを通して前記受光素子へ到達するので、前記ミラー部の高さが無駄にならない。また、前記受光素子から見た前記ミラー部の高さは、前記ミラー部の傾きに依らず一定であるため、前記ミラー部で反射した前記反射光を高さについて制限しなくとも、受光量の変動を抑制する効果が損なわれることはない。
【００１７】
また、前記レンズは、前記ミラー部で反射した前記反射光を前記受光素子に集光してもよい。
【００１８】
この構成によれば、前記反射光の量を前記制限幅で制限することと、制限された前記反射光を前記受光素子に集光することとを、前記集光レンズだけで行うことができるので、部品点数の削減による前記測定装置の小型化、低コスト化に役立つ。
【００１９】
また、前記受光光学部は、前記ミラー部へ入射する前記反射光の光路のうち、前記揺動軸と直交する方向に前記制限幅を有する領域の外に配置されてもよい。
【００２０】
この構成によれば、前記反射光の光路のうち前記受光光学部によって前記受光素子へ到達しない反射光が通る光路上に、前記受光光学部が配置される。これにより、前記受光光学部の配置の自由度が向上するので、前記測定装置の小型化や、デザイン性の向上に役立つ。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の測定装置によれば、対象物の方向に応じた測距精度の一様性を高めた測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１に係る測定装置の構成の一例を示す正面図である。
【図２】実施の形態１に係る測定装置の送光領域の構成の一例を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係る測定装置の受光領域の構成の一例を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る測定装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図５Ａ】実施の形態１に係る反射光の経路の一例を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】実施の形態１に係る反射光の経路の一例を模式的に示す図である。
【図５Ｃ】実施の形態１に係る反射光の経路の一例を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態１に係る受光ミラーの投影形状の一例を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る受光光学部の構成の一例を示す概念図である。
【図８】実施の形態１に係る受光光学部の外観の一例を示す斜視図である。
【図９】実施の形態２に係る受光光学部の構成の一例を示す概念図である。
【図１０】実施の形態２に係る受光光学部の外観の一例を示す斜視図である。
【図１１】比較例に係る受光光学部の配置の一例を示す概念図である。
【図１２】実施の形態３に係る受光光学部の配置の一例を示す概念図である。
【図１３】実施の形態３に係る受光光学部の配置の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２５】
また、以下における各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成に対しては、同一の符号を付し、重複する説明を省略又は簡略化する。
【００２６】
（測定装置の基本的な構造）
本実施の形態に係る測定装置は、光を用いて対象物９０１、９０２までの距離を測定する装置である。具体的には、当該測定装置は、当該測定装置の外部の目的範囲を走査する測定光を射出し、当該目的範囲内にある対象物からの当該測定光の反射光を受光することにより、当該測定装置と対象物との間の距離を測定する。
【００２７】
まず、本実施の形態に係る測定装置の基本的な構造について、図１〜図３を用いて説明する。
【００２８】
図１は、実施の形態１に係る測定装置１００の正面図である。
【００２９】
図２及び図３は、実施の形態１に係る測定装置１００の断面図である。具体的には、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ切断線における測定装置１００の断面図である。また、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ切断線における測定装置１００の断面図である。なお、以降の図では、見えない部分を破線で表す。
【００３０】
図１〜図３に示すように、測定装置１００は、筐体１１０と、遮光板１１９と、光源１２０と、送光光学部１３０と、ミラー部１４０と、受光光学部１５０と、受光素子１６０と、を備える。
【００３１】
筐体１１０は、光源１２０、送光光学部１３０、ミラー部１４０、受光光学部１５０、及び受光素子１６０を格納する。筐体１１０の内部は、遮光板１１９によって、主に光源１２０からの出射光が通過する送光領域１１３と、主に対象物からの反射光が通過する受光領域１１４とに区切られている。筐体１１０には、筐体１１０内から筐体１１０外へ測定光１２１を通過させるための送光窓１１１と、筐体１１０外から筐体１１０内へ反射光１６１を通過させるための受光窓１１２とが設けられている。
【００３２】
光源１２０は、光（例えばレーザ光）を射出する。光源１２０は、例えば、レーザダイオードで構成されてもよい。送光光学部１３０は、コリメートレンズ１３１及び遮光部材１３２を含んでもよい。光源１２０からの測定光１２１は、送光光学部１３０で平行光に変換され、ミラー部１４０で反射し、送光窓１１１を通過して、筐体１１０の外部に射出され、対象物９０１、９０２に到達する（図２を参照）。送光光学部１３０は、コリメートレンズ１３１及び遮光部材１３２を含んでもよい。
【００３３】
対象物９０１、９０２からの反射光１６１は、ミラー部１４０及び受光光学部１５０を介して、受光素子１６０に到達する。受光素子１６０は、例えばフォトダイオード（ＰＤ；Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）、又は、当該フォトダイオードよりも高感度なアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）を含む。受光光学部１５０は、遮光部材１５１及び集光レンズ１５２を含んでもよい。受光光学部１５０については、後ほど詳しく説明する。
【００３４】
対象物９０１、９０２からの反射光１６１は、受光窓１１２を通過し、ミラー部１４０で反射して、受光素子１６０に到達する。
【００３５】
ミラー部１４０は、いわゆるスキャンミラーであり、光源１２０からの出射光と該出射光の反射測定光のなす角度が最小角度から最大角度の範囲で揺動軸１４６を中心として揺動することにより、光源１２０からの測定光１２１で目的範囲Ａを走査する。また、ミラー部１４０は、目的範囲Ａ内にある対象物９０１、９０２からの反射光１６１を受光素子１６０に向けて反射する。
【００３６】
ミラー部１４０は、例えば、揺動器（図示せず）によって揺動軸１４６を中心に少なくとも測定範囲Ｂで揺動するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーであってもよい。ミラー部１４０は、実際には、測定範囲Ｂよりも広い揺動範囲内で揺動し、測定範囲Ｂの外側の領域は、揺動動作のフィードバック制御のために用いられてもよい。
【００３７】
（測定装置の機能構成）
次に、測定装置１００の機能構成について、図４を用いて説明する。
【００３８】
図４は、実施の形態１に係る測定装置１００の機能構成を示すブロック図である。図４に示すように、測定装置１００は、機能的に、光源１２０と、送光光学部１３０と、送光ミラー１４１及び受光ミラー１４２を含むミラー部１４０と、受光光学部１５０と、受光素子１６０と、光源駆動部１７０と、ミラー駆動部１８０と、制御部１９０と、を含む。
【００３９】
光源駆動部１７０は、光源１２０を駆動する。例えば、光源駆動部１７０は、制御部１９０から出力される変調信号に従って光源１２０にレーザ光を射出させる。
【００４０】
ミラー駆動部１８０は、ミラー部１４０（つまり、送光ミラー１４１及び受光ミラー１４２）を駆動する。例えば、ミラー駆動部１８０は、制御部１９０からの駆動信号に基づいて、ミラー部１４０を駆動するための駆動電流を生成する。ミラー駆動部１８０は、生成した駆動電流を図示していない揺動器に出力する。これにより、送光ミラー１４１及び受光ミラー１４２が揺動器によって揺動軸１４６を中心に一体的に揺動する。
【００４１】
制御部１９０は、測定装置１００を制御するコントローラである。制御部１９０は、例えば、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はマイクロコントローラ等で構成されている。
【００４２】
具体的には、制御部１９０は、光源駆動部１７０及びミラー駆動部１８０を制御する。例えば、制御部１９０は、光源駆動部１７０に変調信号を出力するとともに、ミラー駆動部１８０に駆動信号を出力する。
【００４３】
さらに、制御部１９０は、光源１２０から射出された光と受光素子１６０で受光された光との間の位相差に基づいて、測定装置１００から対象物９０１、９０２までの距離を算出する。具体的には、制御部１９０は、例えば、光源駆動部１７０に出力した変調信号及び受光素子１６０から入力した受光信号に基づいて上記位相差を算出する。制御部１９０は、算出された位相差を用いて光源１２０から射出された光が受光素子１６０に到達するまでの時間を算出する。そして、制御部１９０は、算出された時間の１／２に光速を乗算することにより、測定装置１００から対象物９０１、９０２までの距離を算出する。
【００４４】
また、制御部１９０は、送光ミラー１４１の傾きから、測定装置１００に対する対象物９０１、９０２の方向を特定する。ここで、傾きとは、揺動中の送光ミラー１４１の揺動軸１４６周りの回転位置を示す角度値である。
【００４５】
制御部１９０は、所定の位置に設置されたフォトダイオード（図示せず）からの信号に基づいて、送光ミラー１４１の傾きを検出してもよい。当該フォトダイオードは、送光ミラー１４１が測定範囲Ｂ外の所定の傾きまで回転したときに送光ミラー１４１で反射した測定光１２１が入射する位置に設置されてもよい。
【００４６】
（測定装置の受光動作）
次に、測定装置１００における受光動作の詳細について、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃを用いて説明する。
【００４７】
図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、それぞれ、受光ミラー１４２が測定範囲の中央、一端及び他端にあるときに、受光素子１６０に到達する反射光１６１の経路一例を模式的に示す図である。
【００４８】
以下の説明では、簡明のため、次の前提を設ける。
【００４９】
すなわち、受光ミラー１４２の揺動範囲内での位置を意味する傾きａを、揺動していない送光ミラー１４１の静止位置を基準としかつ時計回りを正として、受光ミラー１４２の揺動軸１４６周りの回転角度により定義する。前記静止位置が受光ミラー１４２が揺動する測定範囲の中央であるとする。図示のための限定的でない具体例として、測定範囲の中央、一端、及び他端にある受光ミラー１４２の傾きを、それぞれａ０＝０度、ａ１＝−２２．５度（＜０度）、ａ２＝＋２２．５度（＞０度）とする。静止位置の受光ミラー１４２から受光素子１６０へ向かう光軸と受光ミラー１４２の法線とがなす角度を、受光ミラー１４２の取り付け角度と定義し、同様の具体例として４５度とする。
【００５０】
このような前提の下で、受光素子１６０に到達することができる反射光１６１の入射角θは、受光ミラー１４２の取り付け角度から、受光ミラー１４２の傾きａを減じた角度である。入射角θは、傾きａが大きいほど小さい。
【００５１】
さて、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示されるように、反射光１６１が、受光ミラー１４２よりも大きく広がった光束１６１ａであるとする。このとき、光束１６１ａのうち受光ミラー１４２で反射された一部の光束１６１ｂは受光素子１６０に到達するが、残部の光束１６１ｃは受光素子１６０に到達できず失われる。
【００５２】
受光素子１６０に到達する光束１６１ｂの大きさ、つまり反射光１６１の受光素子１６０での受光量は、受光素子１６０から見た受光ミラー１４２の外観、つまり、受光ミラー１４２の、受光素子１６０と受光ミラー１４２とを結ぶ受光光軸方向への投影形状の大きさに比例する。
【００５３】
図６は、受光ミラー１４２の前記投影形状の一例を示す図である。図６では、測定範囲内で最も大きく見える傾きにある受光ミラー１４２（図５Ｃに対応）の投影形状１４２ａを細線で示し、測定範囲内で最も小さく見える傾きにある受光ミラー１４２（図５Ｂに対応）の投影形状１４２ｂを太線で示している。
【００５４】
図６に示されるように、受光ミラー１４２の揺動軸１４６と直交する方向の寸法であるミラー幅の投影寸法（以下、開口幅と表記する）は、受光ミラー１４２の傾きに応じて、最小値Ｗｍｉｎと最大値Ｗｍａｘとの間で変動する。なお、受光ミラー１４２の揺動軸１４６に平行な方向の投影寸法（以下、高さと表記する）は一定値Ｈである。
【００５５】
これにより、受光素子１６０での反射光１６１の受光量は、受光ミラー１４２の傾きに応じて、最小の開口幅Ｗｍｉｎに対応する受光量と最大の開口幅Ｗｍａｘに対応する受光量との間で変動する。
【００５６】
このように、受光ミラー１４２の傾きに応じて、当該傾きの対応方向にある対象物からの反射光１６１の受光素子１６０での受光量が変動することが、背景技術の欄で指摘した、対象物の方向に対する測距精度の一様性が損なわれる直接的な要因である。
【００５７】
（受光光学部の詳細）
そこで、受光光学部１５０において、受光ミラー１４２で反射して受光素子１６０へ向かう反射光１６１のうち、揺動軸１４６と直交する方向に所定の制限幅を有する領域を通る反射光が受光素子１６０に到達する。ここで、前記所定の制限幅は、受光ミラー１４２の開口幅の測定範囲内での最大値よりも狭い。
【００５８】
図７は、受光光学部１５０の一例としての受光光学部１５０ａの構成の一例を示す概念図である。受光光学部１５０ａは、略矩形の透光部１５１ａを有する遮光部材１５１と、集光レンズ１５２とを含む。
【００５９】
図８は、遮光部材１５１及び集光レンズ１５２の外観の一例を示す斜視図である。
【００６０】
遮光部材１５１は、例えば、遮光性の樹脂板または金属板で構成されてもよい。透光部１５１ａは、遮光部材１５１に設けられた開口であってもよく、当該開口には透光性の樹脂板がはめ込まれていてもよい。また、遮光部材１５１は、透光性の樹脂板で構成され、透光部１５１ａを除く領域に遮光性の塗装が施されていてもよい。
【００６１】
集光レンズ１５２は、樹脂またはガラスで構成されてもよい。
【００６２】
図７及び図８に示されるように、透光部１５１ａは、揺動軸１４６と直交する方向に制限幅ｗを有する。制限幅ｗは、受光ミラー１４２の開口幅の最大値Ｗｍａｘよりも小さければよく、具体的な大きさは限定されない。制限幅ｗは、例えば、受光ミラー１４２の開口幅の最小値Ｗｍｉｎと等しくてもよい。
【００６３】
この構成によれば、受光素子１６０での反射光１６１の受光量の変動が、開口幅の最小値Ｗｍｉｎに対応する受光量と制限幅ｗに対応する受光量との間での変動に制限されるので、対象物の方向に対する測距精度の一様性が向上する。
【００６４】
特に、制限幅ｗが開口幅の最小値Ｗｍｉｎと等しい場合、受光素子１６０での反射光１６１の受光量は、測定範囲の全域で開口幅の最小値Ｗｍｉｎに対応する一定の受光量となる。これにより、受光ミラー１４２の傾きに応じた前記受光量の変動がなくなり、その結果、対象物の方向に対する測距精度の一様性が向上する。
【００６５】
なお、透光部１５１ａの揺動軸１４６と平行な方向における高さｈは、受光ミラー１４２の高さＨ（図６を参照）と等しいかより大きくてもよい。
【００６６】
この構成によれば、受光ミラー１４２の高さの全域で反射された反射光１６１が透光部１５１ａを通して受光素子１６０へ到達するので、受光ミラー１４２の高さが無駄にならない。また、受光素子１６０から見た受光ミラー１４２の高さＨは、受光ミラー１４２の傾きに依らず一定であるため、受光ミラー１４２で反射した反射光１６１を高さについて制限しなくとも、受光量の変動を抑制する効果が損なわれることはない。
【００６７】
また、図７、図８では示していないが、受光光学部１５０は、さらに、測定光１２１の帯域の光を通過するバンドパスフィルタを含んでもよい。
【００６８】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る受光光学部１５０について説明する。
【００６９】
図９は、受光光学部１５０の一例としての受光光学部１５０ｂの構成の一例を示す概念図である。受光光学部１５０ｂは、実施の形態１の受光光学部１５０ａと比べて、遮光部材１５１が省略され、集光レンズ１５３が変更される。
【００７０】
図１０は、集光レンズ１５３の外観の一例を示す斜視図である。集光レンズ１５３は、樹脂またはガラスで構成されてもよい。
【００７１】
図９及び図１０に示されるように、集光レンズ１５３の透光部１５１ａの揺動軸１４６と直交する方向における寸法は制限幅ｗである。制限幅ｗは、受光ミラー１４２の開口幅の最大値Ｗｍａｘよりも小さければよく、具体的な大きさは限定されない。制限幅ｗは、例えば、受光ミラー１４２の開口幅の最小値Ｗｍｉｎと等しくてもよい。
【００７２】
この構成によれば、受光素子１６０での反射光１６１の受光量の変動が、開口幅の最小値Ｗｍｉｎに対応する受光量と制限幅ｗに対応する受光量との間での変動に制限されるので、対象物の方向に対する測距精度の一様性が向上する。
【００７３】
特に、制限幅ｗが開口幅の最小値Ｗｍｉｎと等しい場合、受光素子１６０での反射光１６１の受光量は、測定範囲の全域で開口幅の最小値Ｗｍｉｎに対応する受光量となる。これにより、受光ミラー１４２の傾きに応じた前記受光量の変動がなくなり、その結果、対象物の方向に対する測距精度の一様性が向上する。
【００７４】
なお、集光レンズ１５３の揺動軸１４６と平行な方向における高さｈは、受光ミラー１４２の高さＨ（図６を参照）と等しいかより大きくてもよい。
【００７５】
この構成によれば、受光ミラー１４２の高さの全域で反射された反射光１６１が集光レンズ１５３を通して受光素子１６０へ到達するので、受光ミラー１４２の高さが無駄にならない。また、受光素子１６０から見た受光ミラー１４２の高さＨは、受光ミラー１４２の傾きに依らず一定であるため、受光ミラー１４２で反射した反射光１６１を高さについて制限しなくとも、受光量の変動を抑制する効果が損なわれることはない。
【００７６】
集光レンズ１５３は、上述の幅及び高さを満たすために、所望の集光特性を有するレンズの、揺動軸１４６と直交する方向での左右辺と、揺動軸１４６に平行な方向での上下辺とを、それぞれ切り落とした形状であってもよい。ただし、集光レンズ１５３が、左右辺及び上下辺を切り落とされた形状を有していることは必須ではなく、例えば、左右辺だけが切り落とされた形状を有していてもよい。
【００７７】
また、図９、図１０では示していないが、受光光学部１５０は、さらに、測定光１２１の帯域の光を通過するバンドパスフィルタを含んでもよい。
【００７８】
（実施の形態３）
実施の形態１、２では、受光光学部１５０において、受光ミラー１４２で反射して受光素子１６０へ向かう反射光１６１のうち、揺動軸１４６と直交する方向に所定の制限幅を有する領域を通る反射光が受光素子１６０に到達する構成について説明した。この構成によれば、対象物の方向に対する測距精度の一様性を向上する効果が得られる。
【００７９】
実施の形態３では、前述の効果に加えて、測定装置１００の小型化に有利な受光光学部の配置について説明する。
【００８０】
図１１は、比較例に係る受光光学部の配置の一例を示す概念図である。図１１の比較例では、反射光１６１を制限幅で制限しない一般的な場合を想定して、反射光１６１の光束のうち、受光ミラー１４２の開口幅の最大値Ｗｍａｘと等しい大きさの光束を、集光レンズ１５４にて受光素子１６０に集光している。
【００８１】
この場合、反射光１６１について開口幅の最大値Ｗｍａｘと等しい幅の光路を確保するために、集光レンズ１５４を含む受光光学部を前記光路外に配置する必要がある。
【００８２】
例えば、図１１の例では、集光レンズ１５４の端部Ｐが前記光路内に進入するため、集光レンズ１５４を受光ミラー１４２にこれ以上近づけることができない。つまり、集光レンズ１５４と受光ミラー１４２との近接配置による小型化に制約がある。
【００８３】
この制約は、反射光１６１を制限幅ｗで制限する構成において緩和される。
【００８４】
図１２は、受光光学部１５０ａの配置の一例を示す概念図である。
【００８５】
図１３は、受光光学部１５０ｂの配置の一例を示す概念図である。
【００８６】
図１２、図１３に示されるように、反射光１６１が制限幅ｗで制限される構成では、受光ミラー１４２へ入射する反射光１６１の光束のうち、揺動軸と直交する方向に制限幅ｗを有する領域の外を通る光束１６１ｄは受光素子１６０に到達しない。そこで、図１２、図１３で網点を付して示した光束１６１ｄが通る光路上に、受光光学部１５０ａ、１５０ｂを配置する。
【００８７】
つまり、受光光学部１５０ａ、１５０ｂを、受光ミラー１４２へ入射する反射光１６１の光路のうち、前記揺動軸と直交する方向に制限幅ｗを有する領域の外に位置する光路上に、意図的に配置する。
【００８８】
この構成によれば、受光光学部１５０ａ、１５０ｂを、端部Ｐが反射光１６１の光路のうち制限幅ｗの光路に接する位置まで、受光ミラー１４２に近接して配置することができる。これにより、受光光学部１５０ａ、１５０ｂの配置の自由度が向上するので、測定装置１００の小型化や、デザイン性の向上に役立つ。
【００８９】
特に、図１０に示される、幅が制限幅ｗの集光レンズ１５３を用いる構成では、集光レンズ１５３だけで反射光１６１の制限と集光とができるので、部品点数の削減による測定装置１００の小型化、低コスト化に役立つ。
【００９０】
また、例えば、図１０に示される集光レンズ１５３を、上下辺で保持してもよい。集光レンズ１５３を上下辺で保持し、集光レンズの１５３左右には他の部材を設けないことで、集光レンズ１５３を、図１３に示される端部Ｐが制限幅ｗの光路に進入する直前の位置まで、受光ミラー１４２に最近接させることができる。
【００９１】
この構成によれば、測定装置１００のさらなる小型化に役立つ。
【００９２】
以上、本発明の実施の形態に係る測定装置について説明したが、本発明は、個々の実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、測定装置に利用できる。
【符号の説明】
【００９４】
１００    測定装置
１１０    筐体
１１１    送光窓
１１２    受光窓
１１３    送光領域
１１４    受光領域
１１９    遮光板
１２０    光源
１２１    測定光
１３０    送光光学部
１３１    コリメートレンズ
１３２    遮光部材
１４０    ミラー部
１４１    送光ミラー
１４２    受光ミラー
１４３    遮光板
１４２ａ、１４２ｂ  受光ミラーの投影形状
１４６    揺動軸
１５０、１５０ａ、１５０ｂ    受光光学部
１５１    遮光部材
１５１ａ    透光部
１５２、１５３、１５４    集光レンズ
１６０    受光素子
１６１    反射光
１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄ  光束
１７０    光源駆動部
１８０    ミラー駆動部
１９０    制御部
９０１、９０２    対象物
【図１】
2017078611.tif 000003
【図２】
2017078611.tif 000004
【図３】
2017078611.tif 000005
【図４】
2017078611.tif 000006
【図５Ａ】
2017078611.tif 000007
【図５Ｂ】
2017078611.tif 000008
【図５Ｃ】
2017078611.tif 000009
【図６】
2017078611.tif 000010
【図７】
2017078611.tif 000011
【図８】
2017078611.tif 000012
【図９】
2017078611.tif 000013
【図１０】
2017078611.tif 000014
【図１１】
2017078611.tif 000015
【図１２】
2017078611.tif 000016
【図１３】
2017078611.tif 000017