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公開番号2025151043
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024052264
出願日2024-03-27
発明の名称光測距装置
出願人北陽電機株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類G01S 7/481 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】所定の方向に配列された複数の受光素子を備えた偏向装置において、製造コストの上昇を抑えつつ測定範囲を大きくすることができる技術を提供する。
【解決手段】光測距装置100は、投光部12と、第1軸心P1周りに揺動可能な偏向ミラー28aを備えた第1偏向機構16と、第1軸心P1周りの方向に沿う方向に配列される複数の受光素子44aを有する受光部80A,80Bと、第1偏向機構16と受光部80A,80Bとを第2軸心P2周りに回転駆動する第2偏向機構20と、投光部12から出射され偏向ミラー28aで偏向反射した測定光が照射される基準反射部材22と、測定光および反射光に基づいて物体との距離を算出する制御部とを備える。受光部80Aは第1視野V1に対応して設けれ、受光部80Bは第2視野V2に対応して設けられる。受光部80A,80Bは、第2軸心P2を含む第2基準平面R2に対して対称に配置される。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
測定光を出射する投光部と、
前記投光部から出射された前記測定光を偏向反射する光偏向部を含みかつ第１軸心周りに揺動可能な可動部および前記可動部を揺動駆動する駆動部を備えた第１偏向機構と、
それぞれ前記第１軸心周りの方向に沿う所定の方向に配列される複数の受光素子を有し、前記測定光のうち物体で反射された反射光をいずれかの前記受光素子で受光する、複数の受光部と、
少なくとも前記第１偏向機構および前記受光部を前記第１軸心とは異なる第２軸心周りに回転駆動する第２偏向機構と、
前記第１偏向機構と、前記第２偏向機構と、前記投光部と、前記受光部と、を制御して前記測定光および前記反射光に基づいて前記物体との距離を算出する制御部と、
を備え、
前記測定光は、前記光偏向部によって偏向反射されることによって、前記第１軸心周りの方向に沿って、前記第２軸心に交差する第１基準平面の一方側および他方側に走査され、
前記複数の受光部は、前記第１軸心周りの方向に沿う前記測定光の走査範囲のうち前記第１基準平面よりも前記一方側の領域を含む第１視野に対応して設けられた第１受光部と、前記走査範囲のうち前記第１基準平面よりも前記他方側の領域を含みかつ前記第１視野とは異なる第２視野に対応して設けられた第２受光部と、を含み、
前記第１受光部および前記第２受光部が、前記第１軸心周りの方向を含むとともに前記第２軸心を含む第２基準平面に対して対称に配置される、
光測距装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記走査範囲を前記第１基準平面で２分割した一方の領域が前記第１視野であり、前記走査範囲を前記第１基準平面で２分割した他方の領域が前記第２視野である、
請求項１に記載の光測距装置。
【請求項３】
前記第１受光部および前記第２受光部が、それぞれ光学的に共通に設計されて、前記反射光を集光する受光レンズと、前記受光レンズで集光された前記反射光をそのいずれかで受光する前記所定の方向に配列された前記複数の受光素子と、を備え、対応する前記第１視野または前記第２視野に向くように互いに対して傾けて前記第２偏向機構に取り付けられる、
請求項１または２に記載の光測距装置。
【請求項４】
前記第１受光部および前記第２受光部がそれぞれ、前記受光レンズおよび前記複数の受光素子を前記第２偏向機構に取り付ける筐体を有し、２つの前記筐体が、それらの間に前記第１偏向機構によって前記第１軸心周りの方向に沿って走査される前記測定光が通過するガイド部としての空間を規定する、
請求項３に記載の光測距装置。
【請求項５】
前記第１偏向機構は、前記第２軸心周りに回転可能に前記第２偏向機構に支持された固定部と、前記可動部を前記固定部に支持させる梁部とを備えて構成され、
前記梁部は、前記駆動部により捻り回転駆動または撓み揺動駆動され、前記第１軸心として機能する、
請求項１に記載の光測距装置。
【請求項６】
前記第２偏向機構の回転に伴って前記第２軸心周りに回転するように配置された受電部と、前記受電部と共通の軸心上で対向配置された送電部とを有する非接触給電部をさらに備え、
前記非接触給電部では、前記送電部から前記受電部に給電する、
請求項１に記載の光測距装置。
【請求項７】
前記投光部から出射されて前記光偏向部で偏向反射された測定光が照射される基準反射部材と、
前記第１偏向機構の前記駆動部を制御する揺動制御部と、をさらに備え、
前記揺動制御部からの制御信号が前記駆動部に伝達される、
請求項１に記載の光測距装置。
【請求項８】
前記基準反射部材は、前記第２軸心周りに沿って反射率が等しい領域を備え、
前記揺動制御部は、前記受光部で受光された前記基準反射部材の前記反射率が等しい領域からの反射光に基づいて前記第１偏向機構による揺動振幅を検知する振幅検知部と、前記振幅検知部で検知された揺動振幅が所定の揺動振幅になるように前記駆動部を制御する振幅制御部と、を備えている、
請求項７に記載の光測距装置。
【請求項９】
前記駆動部は、前記可動部に形成された駆動用の圧電素子を含み、前記振幅制御部は、前記圧電素子に印加する電圧を制御する、請求項８に記載の光測距装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、前記可動部に形成された駆動用のコイルを含み、前記振幅制御部は、前記コイルに印加する電流を制御する、請求項８に記載の光測距装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光測距装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ＴＯＦ（Time Of Flight）方式を利用して対象物までの距離を測定する測距装置が知られている。ＴＯＦ方式を利用した測距装置では、対象物に対して測定光を照射した時刻からその測定光の反射光を受信した時刻までの時間を検出することによって、対象物までの距離を測定することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されたレーザー距離計測装置は、光源から出力された出力光を偏向させるＭＥＭＳミラーと、出力光が物体によって反射された反射光を検出する光検出器と、検出器によって検出された反射光に基づく信号を増幅する受光回路基板と、受光回路基板から出力された信号に基づいて物体までの距離を計測する制御回路基板と、光源、ＭＥＭＳミラーおよび光検出器を含む光学系を回転させる回転機構と、を備えている。
【０００４】
光検出器は、複数の検出素子を有している。受信回路基板は、複数のトランスインピーダンスアンプと、スイッチング回路と、増幅回路とを有している。制御回路基板は、制御回路と、ＴＤＣ回路と、信号処理回路とを有している。
【０００５】
受信回路基板の複数のトランスインピーダンスアンプは、光検出器の複数の検出素子にそれぞれ接続され、検出素子が発生した電流を電圧に変換して電気信号としてスイッチング回路に出力する。スイッチング回路は、制御回路基板の制御回路によって選択された検出素子から発生された電流に基づく電気信号を、トランスインピーダンスアンプを介して増幅回路に出力する。増幅回路は、スイッチング回路から出力された電気信号を増幅して制御回路基板のＴＤＣ回路に出力する。制御回路基板のＴＤＣ回路は、制御回路から入力されたパルス信号と増幅回路から入力された電気信号との時間差を示す信号を信号処理回路に出力する。信号処理回路は、ＴＤＣ回路から入力された信号に対応する時間と光速とから物体までの距離を算出する。
【０００６】
特許文献１のレーザー距離計測装置では、上記のような構成において、回転機構によって光学系を回転させつつ、ＭＥＭＳミラーによって出力光を２次元走査することによって、３次元の距離計測を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１８－１２８４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のレーザー測距装置において、所定の焦点距離で測定範囲（視野角度）を大きくするためには、各検出素子のサイズを大きくする必要がある。しかしながら、検出素子の製造コストが大幅に上昇し、測距装置の製造コストが上昇する。
【０００９】
そこで、本発明の目的の一例は、所定の方向に配列された複数の受光素子を備えた光測距装置において、製造コストの上昇を抑えつつ測定範囲を大きくすることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記目的を達成するために、本発明の一側面における光測距装置は、測定光を出射する投光部と、前記投光部から出射された前記測定光を偏向反射する光偏向部を含みかつ第１軸心周りに揺動可能な可動部および前記可動部を揺動駆動する駆動部を備えた第１偏向機構と、それぞれ前記第１軸心周りの方向に沿う所定の方向に配列される複数の受光素子を有し、前記測定光のうち物体で反射された反射光をいずれかの前記受光素子で受光する、複数の受光部と、少なくとも前記第１偏向機構および前記受光部を前記第１軸心とは異なる第２軸心周りに回転駆動する第２偏向機構と、前記第１偏向機構と、前記第２偏向機構と、前記投光部と、前記受光部と、を制御して前記測定光および前記反射光に基づいて前記物体との距離を算出する制御部と、を備え、前記測定光は、前記光偏向部によって偏向反射されることによって、前記第１軸心周りの方向に沿って、前記第２軸心に交差する第１基準平面の一方側および他方側に走査され、前記複数の受光部は、前記第１軸心周りの方向に沿う前記測定光の走査範囲のうち前記第１基準平面よりも前記一方側の領域を含む第１視野に対応して設けられた第１受光部と、前記走査範囲のうち前記第１基準平面よりも前記他方側の領域を含みかつ前記第１視野とは異なる第２視野に対応して設けられた第２受光部と、を含み、前記第１受光部および前記第２受光部が、前記第１軸心周りの方向を含むとともに前記第２軸心を含む第２基準平面に対して対称に配置される。
（【００１１】以降は省略されています）

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