(57)【要約】【課題】距離測定装置、距離測定方法及びプログラムにおいて、比較的簡単な構成で、移動した測定対象を追従して測定対象までの距離を測定することを目的とする。【解決手段】パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体と、前記センサ本体を移動するステージと、前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように、前記ステージを制御する制御装置と、を備え、前記投光ユニットは、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大領域に拡大し、前記制御装置は、前記拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記ステージによる前記センサ本体の移動を制御する。【選択図】図１
2017173258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体と、
前記センサ本体を移動する移動手段と、
前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように、前記移動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記投光ユニットは、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大領域に拡大する拡大手段を有し、
前記制御手段は、前記拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記移動手段による前記センサ本体の移動を制御することを特徴とする、距離測定装置。
【請求項２】
前記拡大手段は、前記センサ本体の筐体の開口に設けられた、単一のレンズ部材で形成されたシリンドリカルレンズを有することを特徴とする、請求項１記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記拡大手段は、前記センサ本体の筐体の開口に設けられた、複数の平行なレンズ部材で形成されたシリンドリカルレンズを有することを特徴とする、請求項１記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記シリンドリカルレンズを介して出射される前記レーザ光の測距点については、前記シリンドリカルレンズを通らず、前記開口を介して出射される前記レーザ光の測距点について算出した前記測定対象の位置を補正して、測定対象までの距離を測定することを特徴とする、請求項２または３記載の距離測定装置。
【請求項５】
コンピュータが、パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体を移動する移動手段を、前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように制御し、
前記投光ユニットの拡大手段が、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大領域に拡大し、
前記コンピュータが、前記拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記移動手段による前記センサ本体の移動を制御することを特徴とする、距離測定方法。
【請求項６】
コンピュータに、距離測定処理を実行させるプログラムであって、
パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体を移動する移動手段を、前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように制御し、
前記投光ユニットの拡大手段が、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大した拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記移動手段による前記センサ本体の移動を制御する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定装置、距離測定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて測定対象までの距離を測定する、レーザレーダ装置とも呼ばれる距離測定装置が提案されている。レーザレーダ装置は、レーザ光を例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーで２次元走査して照射する投光ユニットを有する。また、レーザレーダ装置は、測定対象からの反射光を光検出器で検出し、走査位置毎に測定対象までの距離を算出する受光ユニットを有する。
【０００３】
投光ユニットは、レーザ光を２次元走査して予め設定された走査範囲を走査する。このため、測定対象が走査範囲内にあれば、受光ユニットにおいて測定対象までの距離を算出できる。しかし、測定対象が走査範囲の外へ移動すると、受光ユニットは測定対象からの反射光を検出できないため、測定対象までの距離を算出できなくなってしまう。
【０００４】
測定対象が移動しても、受光ユニットにおいて測定対象までの距離を算出できるように、例えばレーザレーダ装置の走査範囲よりも広い撮像範囲を撮像するカメラを設けて測定対象を追従可能とする方法がある。この場合、測定対象が移動してレーザレーダ装置の走査範囲から外れても、カメラが撮像範囲内にある測定対象を検知可能である。これにより、レーザレーダ装置のレーザ光の照射方向を、カメラが検知した測定対象の位置に合わせて調整することで、移動した測定対象を追従して測定対象までの距離を測定することができる。しかし、この方法では、レーザレーダ装置を含む第１光学系に加え、カメラを含む第２の光学系が設けられるため、装置の構成が複雑になってしまう。また、第１及び第２の光学系を設ける場合、２つの光学系間の位置合わせが必要となる。さらに、第２の光学系を追加することで、装置のコストが増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５４４２９号公報
【特許文献２】特開平５−８７９２２号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、移動した測定対象を追従して測定対象までの距離を測定する場合、２つの光学系を設けるため、装置の構成が複雑化してしまう。
【０００７】
そこで、１つの側面では、比較的簡単な構成で、移動した測定対象を追従して測定対象までの距離を測定できる距離測定装置、距離測定方法及びプログラム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】
【０００８】
１つの案によれば、パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体と、前記センサ本体を移動する移動手段と、前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように、前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記投光ユニットは、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大領域に拡大する拡大手段を有し、前記制御手段は、前記拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記移動手段による前記センサ本体の移動を制御する距離測定装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
一態様によれば、比較的簡単な構成で、移動した測定対象を追従して測定対象までの距離を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施例における距離測定装置の一例を示す図である。
【図２】コンピュータの一例を示すブロック図である。
【図３】距離測定処理の一例を説明するフローチャートである。
【図４】測定対象と基準位置との関係の一例を説明する図である。
【図５】シリンドリカルレンズの第１の例を示す図である。
【図６】シリンドリカルレンズの第２の例を示す図である。
【図７】シリンドリカルレンズの第３の例を示す図である。
【図８】シリンドリカルレンズが設けられない場合のレーザ光の到達位置を説明する図である。
【図９】シリンドリカルレンズが設けられる場合のレーザ光の到達位置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
開示の距離測定装置、距離測定方法及びプログラムでは、パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体を移動する移動手段を用いる。制御手段は、投光ユニットからのレーザ光が走査する走査範囲が、測定対象を追従するように、移動手段を制御する。投光ユニットは、走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大領域に拡大する拡大手段を有し、制御手段は、拡大領域内の測定対象の位置に応じて、移動手段によるセンサ本体の移動を制御する。
【００１２】
以下に、開示の距離測定装置、距離測定方法及びプログラムの各実施例を図面と共に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、一実施例における距離測定装置の一例を示す図である。図１に示す距離測定装置は、投光ユニット２及び受光ユニット３を含むセンサ本体１と、コンピュータ４と、回転ステージ５とを有する。センサ本体１は、筐体１Ａ内に収納されている。筐体１Ａ（即ち、センサ本体１）は、回転ステージ５上に、回転可能に設けられている。回転ステージ５は、モータなどを有する、筐体１Ａ（即ち、センサ本体１）を移動する移動手段の一例である。回転ステージ５の回転角度は、コンピュータ４により制御可能である。
【００１４】
投光ユニット２は、例えば制御回路２１と、発光回路２２と、レーザダイオードなどで形成されたレーザ光源２３と、２次元ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー２４とを有する周知の構成に加え、シリンドリカルレンズ２５を有する。制御回路２１は、発光回路２２の制御下でレーザ光源２３がパルス状のレーザ光（即ち、レーザパルス）を出射するように、発光回路２２を制御する。また、制御回路２１は、レーザ光源２３から出射されたレーザ光を２次元で走査させるように、ＭＥＭＳミラー２４を２次元で駆動する周知の駆動部（図示せず）を制御する。つまり、レーザ光を、例えば行方向（または、地面に対して水平方向）及び列方向（または、地面に対して垂直方向）へラスタ走査させる。これにより、レーザ光は、図１中実線で示すように、開口２６またはシリンドリカルレンズ２５を介して２次元で走査範囲６１を走査する。また、シリンドリカルレンズ２５が設けられていることにより、シリンドリカルレンズ２５を介して走査される走査範囲６１の一部は、拡大領域６２を形成する。シリンドリカルレンズ２５は、走査範囲６１内の少なくとも１行の測距点の領域（または、少なくとも一列に、直線的に並んだ測距点の領域）の領域を拡大する拡大手段の一例である。
【００１５】
図１に示す走査範囲６１及び拡大領域６２内で、梨地で示す○印は、測距点に相当する。図１からもわかるように、測距点とは、センサ本体１から出射されたレーザ光が到達する、距離を測定する走査範囲６１または拡大領域６２上の点である。走査範囲６１内の測距点は、一定の第１の間隔（または、サンプリング間隔）を有する。これに対し、拡大領域６２内の測距点は、一定の第２の間隔（または、サンプリング間隔）を有するが、第２の間隔は、走査範囲６１内の測距点の第１の間隔より広い。
【００１６】
走査範囲６１及び拡大領域６２は、この例では矩形を有するが、形状は特に限定されない。なお、図１に示す例では、拡大領域６２は、１行の測距点で形成されているが、２行以上の測距点で形成されていても良い。つまり、拡大領域６２は、少なくとも１行の測距点で形成されていれば良い。また、拡大領域６２は、この例では矩形の走査範囲６１の行方向（即ち、水平方向）に沿って拡大されているが、矩形の走査範囲６１の列方向（即ち、垂直方向）に沿って拡大されていても、或いは、矩形の走査範囲６１の行列に対して斜め方向（例えば、対角線）に沿って拡大されていても良い。さらに、拡大領域６２は、図１に示す例のように走査範囲６１の中心を通るように拡大されていても、当該中心を通らないように拡大されていても良い。
【００１７】
図１に示す例では、説明の便宜上、走査範囲６１内の測距点が５行×５列であるが、実際は例えば３２０行×２４０列などである。このため、図１に示す例のように１行分、または、例えば数行分（例えば、５行以下）の測距点を有する拡大領域６２を設けても、拡大領域６２内におけるデータの歪みは無視できる程度に小さく、距離測定精度への影響は無視できる程度に少ない。
【００１８】
測定対象１００で反射されたレーザ光は、図１中点線で示すように受光ユニット３により受光される。測定対象１００は、この例では人間であるが、人間に限定されず、車両などであっても良い。受光ユニット３は、例えば受光レンズ３１と、光検出器３２と、距離計測回路３３とを含む、周知の構成を有する。測定対象１００を含む走査範囲６１内で反射されたレーザ光は、受光レンズ３１を介して光検出器３２で検出される。光検出器３２の検出出力は、距離計測回路３３に供給される。距離計測回路３３は、レーザ光を出射してから、レーザ光が測定対象１００で反射されて戻ってくるまでの往復時間（ＴＯＦ：Time Of Flight）ΔＴを計測することで、測定対象１００までの距離を光学的に計測し、計測した距離を示す距離情報（または、距離信号）を出力する。ここで、高速をｃ（約３０万ｋｍ／ｓ）で表すと、測定対象１００までの距離は、（ｃ×ΔＴ）／２から求めることができる。
【００１９】
距離計測回路３３で計測された各測距点までの距離を示す距離情報は、受光ユニット３からコンピュータ４へ出力される。また、測距点までの距離とは、センサ本体１から測距点までの距離である。コンピュータ４は、各測距点までの距離を示す距離情報に基づき、測定対象１００に追従するように回転ステージ５の回転位置を制御する。これにより、測定対象１００が例えばスポーツ選手の場合、当該スポーツ選手の動きに追従して、当該スポーツ選手を追従することができる。また、スポーツ選手の動きに追従することで、当該スポーツ選手までの距離を測定することができる。なお、コンピュータ４は、投光ユニット２の制御回路２１が制御するレーザ光源２３の発光タイミング、発光パワーなどを設定しても良い。
【００２０】
コンピュータ４は、例えば図２に示す構成を有しても良い。図２は、コンピュータの一例を示すブロック図である。図２に示すコンピュータ４は、バス４０を介して互いに接続されたプロセッサ４１と、メモリ４２と、入力装置４３と、表示装置４４と、インタフェース（または、通信装置）４５とを有する。プロセッサ４１は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）などで形成可能であり、メモリ４２に記憶されたプログラムを実行して、コンピュータ４全体の制御を司る。メモリ４２は、例えば半導体記憶装置、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体などの、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体により形成可能である。メモリ４２は、プロセッサ４１が実行する距離測定プログラムを含む各種プログラム、各種データなどを記憶する。
【００２１】
入力装置４３は、ユーザ（または、オペレータ）により操作される、例えばキーボードなどで形成可能であり、プロセッサ４１にコマンド及びデータを入力するのに用いられる。表示装置４４は、ユーザに対するメッセージ、距離測定処理の測定結果などを表示する。インタフェース４５は、コンピュータ４を他のコンピュータなどと通信可能に接続する。この例では、コンピュータ４は、インタフェース４５を介して受光ユニット３の距離計測回路３３に接続されている。コンピュータ４は、インタフェース４５を介して投光ユニット２の制御回路２１に接続されていても良い。
【００２２】
なお、コンピュータ４は、当該コンピュータ４の構成要素がバス４０を介して接続されたハードウェア構成に限定されるものではない。コンピュータ４には、例えば汎用コンピュータを用いても良い。
【００２３】
また、コンピュータ４の入力装置４３及び表示装置４４は、省略可能である。また、コンピュータ４のインタフェース４５をさらに省略したモジュール、半導体チップなどの場合、センサ本体１の出力（即ち、距離計測回路３３の出力）は、バス４０に接続されても、プロセッサ４１に直接接続されても良い。例えばコンピュータ４を半導体チップなどで形成した場合、半導体チップなどは、センサ本体１内に設けられていても良い。コンピュータ４は、投光ユニット２による走査範囲６１が測定対象１００を追従するように回転ステージ５を制御する制御手段の一例を形成する。
【００２４】
図３は、距離測定処理の一例を説明するフローチャートである。図３に示す距離測定処理は、例えば図２に示すプロセッサ４１により実行可能である。
【００２５】
図３において、距離測定処理が開始されると、ステップＳ１では、プロセッサ４１が、投光ユニット２内の制御回路２１を介してＭＥＭＳミラー２４を制御すると共に、制御回路２１及び発光回路２２を介してレーザ光源２３を制御する。これにより、レーザ光（即ち、レーザパルス）が、ＭＥＭＳミラー２４及び開口２６またはシリンドリカルレンズ２５を介して、図１に示す如き走査範囲６１を走査する、２次元走査処理が行われる。測定対象１００を含む走査範囲６１内で反射されたレーザ光は、受光ユニット３内の受光レンズ３１を介して光検出器３２で検出され、距離計測回路３３において測定対象１００の測距点までの距離が計測され、計測した距離を示す距離情報が出力される。
【００２６】
ステップＳ２では、プロセッサ４１が、距離計測回路３３から出力される距離情報より、測定対象１００の位置を算出する。ステップＳ３では、プロセッサ４１が、測定対象１００の走査範囲６１に対する位置ズレが、閾値を超えているか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ４へ進む。
【００２７】
図４は、測定対象と基準位置との関係の一例を説明する図である。この例では、走査範囲６１内に、予め基準位置ｐ０を設定しておく。基準位置ｐ０は、例えば走査範囲６１内の中心位置ｐ３である。この場合、測定対象１００の走査範囲６１に対する位置ズレはＥｒは、基準位置ｐ０との相対距離の絶対値、即ち、Ｅ＝｜ｐｎ−ｐ０｜から求めることができる。ここで、ｎはこの例ではｎ＝１〜５である。走査範囲６１内の互いに隣り合う２つの測距点間の距離をｄで表すと、例えば閾値が３ｄの場合、測定対象１００が拡大領域６２内の測距点の位置ｐ１及び測距点の位置ｐ５にある時に、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳとなる。これにより、位置ズレが閾値を超えている場合には、測定対象１００の少なくとも一部が走査範囲６１外に移動していると判断できる。また、測定対象１００が拡大領域６２内の測距点の位置ｐ２，ｐ３，ｐ４にある時に、ステップＳ３の判定結果がＮＯとなる。位置ズレが閾値以下である場合には、測定対象１００が走査範囲６１内にあると判断できる。
【００２８】
ステップＳ４では、プロセッサ４１が、測定対象１００が走査範囲６１内に入るように、測定対象１００を追従するための回転ステージ５（または、センサ本体１）の回転補正角度θを算出する。回転補正角θは、測定対象１００が走査範囲６１内に入るように、測定対象１００を追従するための移動手段の移動量の一例である。具体的には、測距点の位置ｐに基づき、測定対象１００を追従するために回転ステージ５を回転させる回転補正角度θを算出する。なお、回転補正角度θは、各測距点の位置ｐについて予め算出しておいても良い。この場合、表１の如き測距点の位置ｐに対する回転補正角度θのテーブルをメモリ４２などの格納しておき、ステップＳ４では、プロセッサ４１が、測距点の位置ｐに対応する回転補正角度θをメモリ４２内のテーブルから読み出しても良い。図４に示す例では、測定対象１００が測距点の位置ｐ４にあるため、テーブルからは回転補正角度θ＝−５°が読み出される。表１中、回転補正角度θが負の値の場合には、例えば回転ステージ５を反時計方向（例えば、負方向）へ回転させることを表し、回転補正角度θが正の値の場合には、回転ステージ５を時計方向（例えば、正方向）へ回転させることを表す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
ステップＳ５では、プロセッサ４１が、測定対象１００が走査範囲６１内に収まるよう
に筐体１Ａ（即ち、センサ本体１）を移動するように、回転ステージ５を制御する。具体
的には、回転ステージ５を、回転補正角度θ＝−５°だけ回転するように制御する。これにより、測定対象１００は、走査範囲６１内となる。ステップＳ６では、プロセッサ４１が、２次元走査処理が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１へ戻り、判定結果がＹＥＳであると距離測定処理は終了する。
【００３１】
次に、シリンドリカルレンズの例を、図５乃至図７と共に説明する。図５は、シリンドリカルレンズの第１の例を示す図である。図５に示すシリンドリカルレンズ２５−１は、ライン状に薄くカットされた単一のレンズ部材で形成されており、例えば円形の開口２６を形成する筐体１Ａの壁に接着されている。シリンドリカルレンズ２５−１は、レーザ光が走査する走査範囲６１の行方向（または、地面に対して水平方向）と平行に配置されている。なお、シリンドリカルレンズ２５−１は、開口２６の中心を通るように配置されているので、拡大領域６２は、図１に示すように、走査範囲６１の中心を通るように拡大される。このため、拡大領域６２を用いて、測定対象１００の中心部分が走査範囲６１外に移動したことを検知できる。
【００３２】
図６は、シリンドリカルレンズの第２の例を示す図である。シリンドリカルレンズ２５−２は、ライン状に薄くカットされた複数（この例では、一対）の平行なレンズ部材で形成されており、例えば円形の開口２６を形成する筐体１Ａの壁に接着されている。シリンドリカルレンズ２５−２は、レーザ光が走査する走査範囲６１の行方向（または、地面に対して水平方向）と平行に配置されている。なお、シリンドリカルレンズ２５−２は、開口２６の中心を避けた上下を通るように配置されているので、一対の拡大領域６２は、走査範囲６１の中心を避けた上下を通るように拡大される。このため、一対の拡大領域６２を用いて、測定対象１００の上部分及び下部分が走査範囲６１外に移動したことを検知できる。つまり、測定対象１００が人間の場合、一対の拡大領域６２を用いて、人間の頭部と足部とを検知できる。この場合、一対の拡大領域６２の夫々は、１行分、または、例えば数行分（例えば、５行以下）の測距点を有しても良い。
【００３３】
図７は、シリンドリカルレンズの第３の例を示す図である。シリンドリカルレンズ２５−３は、ライン状に薄くカットされた単一のレンズ部材で形成されており、例えば円形の開口２６を形成する筐体１Ａの壁に接着されている。シリンドリカルレンズ２５−２は、レーザ光が走査する走査範囲６１の行方向（または、地面に対して水平方向）に対して、或いは、走査範囲６１の列方向（または、地面に対して垂直方向）に対して、平行以外の傾いた配置を有する。なお、シリンドリカルレンズ２５−３は、開口２６の中心を通るように斜めに配置されているので、拡大領域６２は、走査範囲６１の中心を通るように斜めに拡大される。このため、拡大領域６２を用いて、測定対象１００の上部分が水平方向に沿って一方の方向（例えば、左方向）へ走査範囲６１外に移動したことを検知すると共に、測定対象１００の下部分が水平方向に沿って他方の方向（例えば、右方向）へ走査範囲６１外に移動したことを検知することができる。なお、斜めの配置を有するシリンドリカルレンズ２５−３は、開口２６の中心を避けて配置しても良く、複数のレンズ部材で形成されていても良い。
【００３４】
筐体１Ａに回転可能な円形のスリーブが設けられ、開口２６がスリーブの壁により形成される場合には、スリーブを回転させることで、各シリンドリカルレンズ２５，２５−１〜２５−３を任意の回転角度に設定可能である。なお、この場合のスリーブは、開口２６を有するリング部材であり、例えば図１において開口２６の部分に相当するため、図示は省略する。
【００３５】
次に、レーザ光の到達位置について、図８及び図９と共に説明する。図８は、シリンドリカルレンズが設けられない場合のレーザ光の到達位置を説明する図である。また、図９は、シリンドリカルレンズが設けられる場合のレーザ光の到達位置を説明する図である。図８及び図９において、Ｍｐは、ＭＥＭＳミラー２４の反射面の位置を示し、Ｓｐ１，Ｓｐ２は、位置Ｍｐからの距離がＬである走査範囲６１の位置を示す。
【００３６】
図８に示すように、ＭＥＭＳミラー２４の地面と平行な水平面に対する振り角をθ１とすると、シリンドリカルレンズ２５を通らず、開口２６を介して出射されるレーザ光の光路長ｋ１は、位置Ｍｐからの水平距離をＬを用いてｋ１＝Ｌ／ｃｏｓθ１で表すことができる。図８において、ｄ１は、位置Ｍｐから水平距離Ｌの位置における、この例では開口２６の中心を通る水平面に対するレーザ光のビーム位置（または、高さ位置）を示す。
【００３７】
一方、図９に示すように、シリンドリカルレンズ２５を介して出射されるレーザ光の光路長ｋ２については、レーザ光のビーム位置をｄ２と、位置Ｍｐからシリンドリカルレンズ２５までの水平距離をｓとし、シリンドリカルレンズ２５を通るレーザ光の水平面に対する振り角をθ２とすると、次式（１）が成り立つ。図９において、ｄ２は、位置Ｍｐから水平距離Ｌの位置における、シリンドリカルレンズ２５を通る水平面に対するレーザ光のビーム位置（または、高さ位置）を示す。
【００３８】
ｔａｎθ２＝（ｄ２−ｓ×ｔａｎθ１）／（Ｌ−ｓ）            ・・・式（１）
従って、シリンドリカルレンズ２５を介して出射されるレーザ光の光路長ｋ２は、上記の式（１）を用いて次式（２）から算出することができる。図８及び図９からもわかるように、シリンドリカルレンズ２５を介して出射されるレーザ光の光路長ｋ２は、シリンドリカルレンズ２５を通らず、開口２６を介して出射されるレーザ光の光路長ｋ１より長くなる。
【００３９】
ｋ２＝（ｓ／ｃｏｓθ１）＋｛（Ｌ−ｓ）／ｃｏｓθ２）｝      ・・・式（２）
図３に示すステップＳ２において、プロセッサ４１は、シリンドリカルレンズ２５を通らず、開口２６を介して出射されるレーザ光の測距点については、上記の光路長ｋ１に基づき測定対象１００の位置を算出することで、測定対象１００までの距離を測定できる。また、ステップＳ２において、プロセッサ４１は、シリンドリカルレンズ２５を介して出射されるレーザ光の測距点については、上記の光路長ｋ２に基づき多測定対象１００の位置を算出することで、測定対象１００までの距離を測定できる。このように、シリンドリカルレンズ２５を介して出射されるレーザ光の測距点については、シリンドリカルレンズ２５を通らず、開口２６を介して出射されるレーザ光の測距点について算出した測定対象１００の位置を補正して、測定対象１００までの距離を測定しても良い。このような補正を行う場合、測定対象１００までの距離の測定精度を向上することができる。
【００４０】
なお、振り角θ１の時のビーム位置ｄ２を予め求めておき、データテーブルに登録しておいても良い。この場合、データテーブルは、図２に示すメモリ４２などに格納可能である。振り角θ１に対する光路長ｋ２は、データテーブルから読み出したビーム位置ｄ２を用いて、上記の式（１），（２）に基づいて算出することができる。さらに、シリンドリカルレンズ２５の光学条件がわかる場合には、光学シミュレーションにより振り角θ１と光路長ｋ２との関係を算出してメモリ４２などに格納しておいても良い。この場合、振り角θ１に対する光路長ｋ２は、メモリ４２から読み出した関係から求めることができる。
【００４１】
上記実施例によれば、単一の光学系を用いた比較的簡単な構成で、移動した測定対象を追従して測定対象までの距離を測定できる。また、単一の光学系を用いた比較的簡単な構成を用いるため、２つの光学系を設けた場合のような、２つの光学系間の位置合わせが不要となる。さらに、単一の光学系を用いた比較的簡単な構成を用いるため、距離測定装置のコストの増大を避けることができる。
【００４２】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体と、
前記センサ本体を移動する移動手段と、
前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように、前記移動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記投光ユニットは、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大領域に拡大する拡大手段を有し、
前記制御手段は、前記拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記移動手段による前記センサ本体の移動を制御することを特徴とする、距離測定装置。
（付記２）
前記拡大手段は、前記センサ本体の筐体の開口に設けられた、単一のレンズ部材で形成されたシリンドリカルレンズを有することを特徴とする、付記１記載の距離測定装置。
（付記３）
前記シリンドリカルレンズは、前記開口の中心を通るように配置され、前記拡大領域は、前記走査範囲の中心を通ることを特徴とする、付記２記載の距離測定装置。
（付記４）
前記拡大手段は、前記センサ本体の筐体の開口に設けられた、複数の平行なレンズ部材で形成されたシリンドリカルレンズを有することを特徴とする、付記１記載の距離測定装置。
（付記５）
前記シリンドリカルレンズは、地面に対して水平方向に対して、或いは、前記地面に対して垂直方向に対して、平行以外の傾いた配置を有することを特徴とする、付記２乃至４のいずれか１項記載の距離測定装置。
（付記６）
前記センサ本体の筐体に設けられた回転可能な円形のスリーブを備え、
前記シリンドリカルレンズは、前記開口を形成する前記スリーブの壁に設けられ、
前記シリンドリカルレンズの回転角度は、前記スリーブを回転することで設定可能される、
付記５記載の距離測定装置。
（付記７）
前記制御手段は、
前記シリンドリカルレンズを介して出射される前記レーザ光の測距点については、前記シリンドリカルレンズを通らず、前記開口を介して出射される前記レーザ光の測距点について算出した前記測定対象の位置を補正して、測定対象までの距離を測定することを特徴とする、付記２乃至６のいずれか１項記載の距離測定装置。
（付記８）
前記測距点の位置に基づき、前記測定対象を追従するために前記移動手段の移動量が各測距点の位置について予め算出された、前記測距点の位置に対する前記移動量のテーブルを格納したメモリをさらに備え、
前記制御手段は、各測距点の位置に対応する移動量を前記メモリ内の前記テーブルから読み出して、前記移動手段を読み出した当該移動量だけ、当該移動量の値の正負に応じた方向へ移動するように制御することを特徴とする、付記１乃至７のいずれか１項記載の距離測定装置。
（付記９）
コンピュータが、パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体を移動する移動手段を、前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように制御し、
前記投光ユニットの拡大手段が、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大領域に拡大し、
前記コンピュータが、前記拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記移動手段による前記センサ本体の移動を制御することを特徴とする、距離測定方法。
（付記１０）
前記コンピュータが、
前記拡大手段を形成するシリンドリカルレンズを介して出射される前記レーザ光の測距点については、前記シリンドリカルレンズを通らず出射される前記レーザ光の測距点について算出した前記測定対象の位置を補正して、測定対象までの距離を測定することを特徴とする、付記９記載の距離測定方法。
（付記１１）
前記測距点の位置に基づき、前記測定対象を追従するために前記移動手段の移動量が各測距点の位置について予め算出された、前記測距点の位置に対する前記移動量のテーブルがメモリされており、
前記コンピュータが、各測距点の位置に対応する移動量を前記メモリ内の前記テーブルから読み出して、前記移動手段を読み出した当該移動量だけ、当該移動量の値の正負に応じた方向へ移動するように制御することを特徴とする、付記９または１０記載の距離測定方法。
（付記１２）
コンピュータに、距離測定処理を実行させるプログラムであって、
パルス状のレーザ光を２次元で走査範囲を走査させる投光ユニットと、前記レーザ光の反射光に基づき測定対象までの距離を計測する受光ユニットとを有するセンサ本体を移動する移動手段を、前記投光ユニットからの前記レーザ光が走査する走査範囲が、前記測定対象を追従するように制御し、
前記投光ユニットの拡大手段が、前記走査範囲内の少なくとも一列に並んだ測距点の領域を拡大した拡大領域内の前記測定対象の位置に応じて、前記移動手段による前記センサ本体の移動を制御する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
（付記１３）
前記拡大手段を形成する前記シリンドリカルレンズを介して出射される前記レーザ光の測距点については、前記シリンドリカルレンズを通らず出射される前記レーザ光の測距点について算出した前記測定対象の位置を補正して、測定対象までの距離を測定する、
処理を前記コンピュータにさらに実行させることを特徴とする、付記１２記載のプログラム。
（付記１４）
前記測距点の位置に基づき、前記測定対象を追従するために前記移動手段の移動量が各測距点の位置について予め算出された、前記測距点の位置に対する前記移動量のテーブルがメモリされており、
各測距点の位置に対応する移動量を前記メモリ内の前記テーブルから読み出して、前記移動手段を読み出した当該移動量だけ、当該移動量の値の正負に応じた方向へ移動するように制御する、
処理を前記コンピュータにさらに実行させることを特徴とする、付記１２または１３記載のプログラム。
【００４３】
以上、開示の距離測定装置、距離測定方法及びプログラムを実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
１      センサ本体
１Ａ      筐体
２      投光ユニット
３      受光ユニット
４      コンピュータ
５      回転ステージ
２１      制御回路
２２      発光回路
２３      レーザ光源
２４      ２次元ＭＥＭＳミラー
２５，２５−１〜２５−３      シリンドリカルレンズ
２６      開口
３１      受光レンズ
３２      光検出器
３３      距離計測回路
４１      プロセッサ
４２      メモリ
４３      入力装置
４４      表示装置
４５      インタフェース
６１      走査範囲
６２      拡大領域
【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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