(57)【要約】【課題】測定光が通過する光学窓に異物が付着した場合でも、その異物を除去し、測定対象物までの距離を正確に測定する。【解決手段】回転装置は、筐体の内部に設置された光源部及び回転体を備え、光源部からの光を光学部材により筐体の外部へ導く。また、筐体の少なくとも一部には、筐体の内部と外部とを連通する第１通気部が設けられており、第１通気部は、回転体によって生じた空気の流れを筐体の外壁の方向へ導くことにより、筐体の外壁に付着した異物などを除去する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に設置された光源部及び回転体と、
前記光源部からの光を前記筐体の外部に導く光学部材と、
前記筐体の少なくとも一部に設けられ、前記筐体の内部と外部を連通する第１通気部と、を備え、
前記第１通気部は、前記回転体によって生じた空気の流れを筐体の外壁の方向へ導く構造を有することを特徴とする回転装置。
【請求項２】
前記第１通気部は、前記空気の流れを前記筐体の外壁に近づける形状の庇部を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記第１通気部又は前記庇部は、前記筐体の内部からの空気を外部へ通し、前記筐体の外部からの空気を遮断する空気弁を備えることを特徴とする請求項２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記光源部から出射された光または前記光学部材により導かれた光の光路を遮らない位置において前記回転体に設けられたフィン部を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項５】
前記筐体は、前記第１通気部よりも下側に、前記筐体の内部と外部とを連通する第２通気部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項６】
前記第２通気部は、前記光源部の近傍に設けられることを特徴とする請求項５に記載の回転装置。
【請求項７】
前記光源部又は前記回転体を制御する制御部を備え、
前記第２通気部は、前記制御部の近傍に設けられることを特徴とする請求項５に記載の回転装置。
【請求項８】
前記第２通気部は、フィルタを備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項９】
前記筐体は、前記光源部からの光を筐体の外部へ透過するカバーを備え、
前記第１通気部は、前記空気の流れを前記カバーの表面に沿って流す構造を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回転装置。
【請求項１０】
前記光源部から出射された光を前記光学部材で走査することで、前記筐体の外部に存在する対象物との距離を測定する測距装置であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型の測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間に位置する対象物との距離を測定する測距装置が知られている。特許文献１は、投光部から出力された測定光を光学窓を通して測定対象空間に向けて偏向する操作式測距装置であって、当該光学窓に遮光シート等で覆われたことが容易に検出できるものを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６３３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の測距装置によれば、光学窓が遮光シート等で覆われたことは容易に検出できるが、測定光が透過する光学窓に異物が付着した場合に、それを除去する手段については何ら記載されていない。従って、光学窓に異物が付着していた場合には、正確に測定対象物までの距離を測定することはできない。
【０００５】
本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、測定光が通過する光学窓に異物が付着した場合でも、その異物を除去し、測定対象物までの距離を正確に測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、回転装置であって、筐体と、前記筐体の内部に設置された光源部及び回転体と、前記光源部からの光を前記筐体の外部に導く光学部材と、前記筐体の少なくとも一部に設けられ、前記筐体の内部と外部を連通する第１通気部と、を備え、前記第１通気部は、前記回転体によって生じた空気の流れを筐体の外壁の方向へ導く構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例に係る測距装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例に係る測距装置の内部構造を示す。
【図３】回転体の概略構成を示す斜視図である。
【図４】測距装置の内外における空気の流れを示す。
【図５】測距装置の外部への空気の排出構造を示す。
【図６】変形例に係る測距装置の内部構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の好適な実施形態では、回転装置は、筐体と、前記筐体の内部に設置された光源部及び回転体と、前記光源部からの光を前記筐体の外部に導く光学部材と、前記筐体の少なくとも一部に設けられ、前記筐体の内部と外部を連通する第１通気部と、を備え、前記第１通気部は、前記回転体によって生じた空気の流れを筐体の外壁の方向へ導く構造を有する。
【０００９】
上記の回転装置は、筐体の内部に設置された光源部及び回転体を備え、光源部からの光を光学部材により筐体の外部へ導く。また、筐体の少なくとも一部には、筐体の内部と外部とを連通する第１通気部が設けられており、第１通気部は、回転体によって生じた空気の流れを筐体の外壁の方向へ導く。これにより、筐体の外壁に付着した異物などを除去することができる。
【００１０】
上記の回転装置の一態様では、前記第１通気部は、前記空気の流れを前記筐体の外壁に近づける形状の庇部を備える。この態様では、庇部により空気の流れを筐体の外壁に近づけ、異物の除去を促進する。
【００１１】
上記の回転装置の他の一態様では、前記第１通気部又は前記庇部は、前記筐体の内部からの空気を外部へ通し、前記筐体の外部からの空気を遮断する空気弁を備える。この態様では、空気弁により筐体内部からの空気を外部へ通すとともに、外部からの空気が筐体内部へ侵入するのを防止する。
【００１２】
上記の回転装置の他の一態様は、前記光源部から出射された光または前記光学部材により導かれた光の光路を遮らない位置において前記回転体に設けられたフィン部を備える。この態様では、回転体にフィンを設けることにより、筐体内においてより大きな空気の流れを生じさせる。
【００１３】
上記の回転装置の他の一態様では、前記筐体は、前記第１通気部よりも下側に、前記筐体の内部と外部とを連通する第２通気部を備える。この態様では、第２通気部を通じて筐体の外部の空気を筐体内部に導入し、筐体の内外での空気の循環を促進する。好適な例では、前記第２通気部は、前記光源部の近傍に設けられる。これにより、光源部の冷却効果が期待できる。
【００１４】
上記の回転装置の他の一態様は、前記光源部又は前記回転体を制御する制御部を備え、前記第２通気部は、前記制御部の近傍に設けられる。この態様では、第２通気部を通過する空気の流れにより、制御部を冷却する効果が得られる。
【００１５】
上記の回転装置の他の一態様では、前記第２通気部は、フィルタを備える。この態様では、フィルタにより筐体外部から内部への異物などの侵入を防止する。
【００１６】
好適な例では、前記筐体は、前記光源部からの光を筐体の外部へ透過するカバーを備え、前記第１通気部は、前記空気の流れを前記カバーの表面に沿って流す構造を有する。また、好適な例では、上記の回転装置は、前記光源部から出射された光を前記光学部材で走査することで、前記筐体の外部に存在する対象物との距離を測定する測距装置とされる。
【実施例】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
［装置構成］
（概略構成）
図１は、本発明の実施例に係る測距装置の概略構成を示す。測距装置１００は、測定対象物５に対して赤外線（例えば、波長９０５ｎｍ）の投射光Ｌ１を投射し、その反射光Ｌ２を受光して測定対象物５までの距離を測定する。図示のように、測距装置１００は、モータ１４と、受光部１６と、制御部１８と、回転体３０と、光源部４０とを備える。回転体３０は、集光レンズ３３と、プリズム３４とを備える。
【００１８】
光源部４０は、赤外線の投射光Ｌ１をプリズム３４へ向けて出射する。プリズム３４は、投射光Ｌ１を反射し、測距装置１００の外部へ出射する。プリズム３４は回転体３０に設けられており、回転しながら投射光Ｌ１を外部へ出射する。これにより、測距装置１００の全方位（周囲３６０度）にある測定対象物５の距離を測定することができる。
【００１９】
集光レンズ３３は、測定対象物５により反射された反射光Ｌ２を受光し、プリズム３４へ送る。プリズム３４は、反射光Ｌ２を受光部１６の方向へ反射する。受光部１６は、例えばアバランシェフォトダイオード（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）であり、受光した反射光Ｌ２に対応する検出信号を生成して制御部１８へ送る。
【００２０】
制御部１８は、光源部４０からの投射光Ｌ１の出射を制御するとともに、受光部１６から供給された検出信号を処理して測定対象物５までの距離を算出する。また、制御部１８は、モータ１４を制御して回転体３０を回転させる。
【００２１】
（測距装置の内部構造）
図２は、測距装置１００の内部構造を示す断面図である。測距装置１００の筐体１０は略円筒状であり、大別して底部１０ａと、カバー１０ｂと、上部１０ｃとにより構成される。測距装置１００は、筐体１０の内部で回転体３０が回転することにより、投射光Ｌ１を全方位へ出射するとともに、その反射光Ｌ２を受光する。カバー１０ｂは、光源部４０から出射される赤外線を透過する材料で製作される。
【００２２】
底部１０ａ内には、支柱部１３とモータ１４が設けられている。支柱部１３は筐体１０の中心軸７０上に位置し、底部１０ａに固定されている。一方、回転体３０は、一体化された底部３０ａと上部３０ｂを備え、支柱部１３を回転軸として回転する。具体的には、回転体の３０の底部３０ａは、複数のベアリング１５を介して支柱部１３の回りに回転可能に設けられており、モータ１４により駆動されて回転する。なお、測距装置１００の構成要素のうち、回転体３０以外は全て筐体１０に対して固定されている。
【００２３】
支柱部１３には、受光部１６と受光部基板２２とが配置されている。また、受光部１６の上方には、光学部材により構成されるバンドパスフィルタ１７が設けられている。バンドパスフィルタ１７は、光源部４０から出射される赤外線の波長（本例では、約９０５ｎｍ）以外の光を除外する波長選択機能を有する。
【００２４】
モータ１４はモータ基板２１に電気的に接続されている。また、モータ基板２１の下方には制御部（制御基板）１８が設けられている。制御基板１８とモータ基板２１とは配線２４により接続されている。また、制御基板１８と受光部基板２２とは配線２３により接続されている。
【００２５】
回転体３０の上部３０ｂの上面には、筐体１０の中心軸７０上にプリズム３４が設けられている。プリズム３４は、投射光Ｌ１と反射光Ｌ２を精度良く反射する。プリズム３４は本発明の光学部材の一例である。また、回転体３０の上部３０ｂの側面には、その周方向の一か所に集光レンズ３３が設けられている。集光レンズ３３の位置は、測定対象物５からの反射光Ｌ２が到来する方向、即ち、プリズム３４の投射光Ｌ１を反射する面が向けられた方向と一致している。
【００２６】
また、回転体３０の上部３０ｂの上面には、プリズム３４を取り囲むように複数のフィン３５が設けられている。図３（Ａ）は、回転体３０におけるフィン３５の設置例を示す。複数のフィン３５はプリズム３４より外周側で、プリズム３４への入射光及びプリズム３４による反射光の光路の妨げとならない位置に設けられている。
【００２７】
筐体１０の上部１０ｃには、光源部４０と、コリメータレンズ４１と、光源基板４２とが設けられている。光源部４０は、赤外線の投射光Ｌ１を出射する。コリメータレンズ４１は、光源部４０からの投射光Ｌ１を平行光に変換し、カバー１０ｂの上部に形成された開口１１ｘを通してプリズム３４へ導く。なお、光源部４０は光源基板４２と接続されており、光源基板４２は配線２５により制御基板１８と接続されている。
【００２８】
（測距動作）
次に、測距装置１００の測距動作について説明する。光源部４０から出射された投射光Ｌ１は、コリメータレンズ４１で平行光に変換され、プリズム３４で反射され、カバー１０ｂを透過して外部へ出射される。この際、回転体３０が回転することにより、測距装置１００は投射光Ｌ１により３６０度の方向をスキャンする。
一方、測定対象物５で反射された反射光Ｌ２は、カバー１０ｂを透過して筐体１０内部に入射し、集光レンズ３３で集光されてプリズム３４へ導かれ、プリズム３４によりバンドパスフィルタ１７の方向へ反射される。バンドパスフィルタ１７は、反射光Ｌ２のうち、投射光Ｌ１の波長の成分のみを抽出して受光部１６へ送る。制御部１８は、投射光Ｌ１が光源部４０から出射された後、反射光Ｌ２を受光部１６が受光するまでの時間に基づいて測定対象物５までの距離を算出する。こうして、回転体３０が回転しつつ測定することにより、測距装置１００は３６０度全方位に存在する測定対象物５を検出し、その距離を測定することができる。
【００２９】
［異物除去機能］
（構造）
次に、測距装置１００の異物除去機能について説明する。上述のように、測距装置１００には赤外線を透過するカバー１０ｂが設けられている。投射光Ｌ１はカバー１０ｂを透過して出射し、反射光Ｌ２はカバー１０ｂを透過して入射するので、カバー１０ｂの外壁に異物や汚れなど（以下、単に「異物など」と記す。）が付着していると、測定対象物５までの距離を正確に測定することができなくなる。そこで、本実施例では、カバー１０ｂに沿って空気を流すことにより、カバー１０ｂに付着した異物などを除去する。
【００３０】
図４は、カバー１０ｂに付着した異物などを除去するための空気の流れを示す。筐体１０の上部１０ｃには、破線で示す空気の排気構造５０が設けられる。排気構造５０は、筐体１０の内部で生じた空気の流れを筐体１０の外部へ送り出し、カバー１１ｂの外壁に沿った方向へ誘導するものである。排気構造５０は、筐体１０内部の上方への空気流を下方へ折り返してカバー１０ｂの外壁に沿って誘導するので、空気流の折り返し構造とも言うことができる。なお、排気構造５０は本発明の第１通気部の一例である。
【００３１】
図５（Ａ）、（Ｂ）は、排気構造５０の拡大図である。図５（Ａ）は回転体３０の停止時を示し、図５（Ｂ）は回転体３０の回転時を示す。図示のように、排気構造５０は、筐体１０の上部１０ｃの下端に庇（ひさし）部１０ｃｘを備える。具体的に、庇部１０ｃｘは、筐体１０の上部１０ｃの下端を下方に延長し、少し内側に折り曲げた形状を有する。なお、庇部１０ｃｘは、筐体１０の周方向に等間隔で複数設けるのが好ましい。もしくは、筐体１０の全周に一体形成した庇部１０ｃｘを設けてもよい。
【００３２】
また、庇部１０ｃｘの内側には、空気弁５１が設けられる。空気弁５１は、筐体１０の内部と外部との間で空気を一方向に流す機能を有する。具体的には、図５（Ａ）に示すように、回転体３０の停止時には筐体１０の内部に空気流が生じないため、空気弁５１は閉じている。よって、回転体３０の停止時には、空気弁５１は庇部１０ｃｘを通じた筐体１０の外部から内部への異物の侵入を防ぐ。
【００３３】
一方、図５（Ｂ）に示すように、回転体３０の回転時には矢印６０に示すように筐体１０内に生じた空気流がカバー１０ｂの上端の開口１０ｙを通じて外部へ流出するため、空気弁５１が開いた状態となる。このとき、空気弁５１を通過した空気流は、庇部１０ｃｘの形状により、カバー１０ｂの外壁に沿って流れるように誘導される。これにより、カバー１０ｂの外壁に付着した異物などを除去することができる。
【００３４】
また、図５（Ｃ）に示すように、筐体１０の底部１０ａには、筐体１０の外部の空気を筐体１０内部へ取り入れるための通気口１０ｘが形成される。通気口１０ｘは、筐体１０の周方向に等間隔に複数個設けられるのが好ましい。また、筐体１０の内部には、通気口１０ｘを覆うようにフィルタ５４を設ける。フィルタ５４は、空気を通し、液体を通さない素材により製作されるのが好ましい。これにより、外部の異物などが通気口１０ｘを通じて筐体１０内に侵入するのを防止できる。なお、通気口１０ｘは本発明の第２通気部の一例である。
【００３５】
（動作）
次に、異物を除去する動作について説明する。図４に示すように、筐体１０の内部では、回転体３０の回転により、矢印６０に示すように下方から上方への空気の流れが生じる。なお、回転体３０にフィン３５が設けられていなくても回転体３０の回転によってある程度の空気の流れができるが、フィン３５を設けることによりさらに大きな空気の流れを生じさせることができる。通気口１０ｘから筐体１０内に侵入した空気は、矢印６０に示すように筐体１０の内部を上昇し、カバー１０ｂの上端に形成された開口１０ｙを通じてカバー１０ｂの外部へ流出する。開口１０ｙから外部に流出した空気は、空気弁５１を通過し、庇部１０ｃｘによってカバー１０ｂの外壁に沿って流される。これにより、カバー１０ｂの外壁に付着した異物などが除去される。
【００３６】
［変形例］
（変形例１）
図６は、変形例に係る測距装置１００ｘの内部構造を示す。この変形例では、図示のように回転体３０ｘの上部３０ｃの径を小さくし、フィン３５ｘが回転体３０の上部３０ｃの外周端よりも外側へ延在するように構成する。図３（Ｂ）は、この変形例による上部３０ｃとフィン３５ｘの形状を示す。フィン３５ｘを回転体３０ｘの上部３０ｃよりも外側にはみ出すように形成することにより、筐体１０内部により大きな空気の流れを生じさせることができ、より強い空気流によりカバー１０ｂの外壁に付着した異物を除去することが可能となる。
【００３７】
（変形例２）
上記の実施例では、筐体１０の底部１０ａに受光部１６を設け、上部１０ｃに光源部４０を設けているが、両者の位置関係を逆にしてもよい。こうすると、光源部４０の近傍に通気口１０ｘが位置することになるため、通気口１０ｘから侵入した空気の流れが光源部４０の近傍を通過することにより光源部４０を冷却する効果も期待できる。
【００３８】
（変形例３）
上記の実施例では、カバー１０ｂの外壁に沿って上方から下方への空気流を形成して異物を除去しているが、その代わりに、カバー１０ｂの外壁に沿って下方から上方への空気流を形成して異物を除去するようにしてもよい。具体的には、上記の実施例における内部構造を上下方向に反転させ、筐体１０の底部１０ｃに光源部４０などを設けるとともに、上部１０ｃにモータ１４や受光部１６などを設ける。この場合、筐体内部で上方から下方への空気流が発生し、これを排出構造５０により下方から上方への空気流に変えてカバー１０ｂの外壁に沿って流せばよい。
【００３９】
（変形例４）
上記の実施例では、筐体１０の内部に設けられた回転体３０により空気の流れを発生させているが、回転体３０、プリズム３４の代わりに、駆動型の光学部材の動作により空気の流れを発生させる構成としてもよい。具体的には、駆動型の光学部材として、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーを使用し、ＭＥＭＳミラーの駆動により発生させた空気の流れでカバー１０ｂの外壁に付着した異物を除去する。
【符号の説明】
【００４０】
１０  筐体
１０ｃｘ  庇部
１３  支柱部
１６  受光部
１８  制御部
３０  回転体
３３  集光レンズ
３４  プリズム
３５  フィン
４０  光源部
５１  空気弁
１００  測距装置
【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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