特許 6833449 測定装置および測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6833449

(24)【登録日】2021年2月5日

(45)【発行日】2021年2月24日

(54)【発明の名称】測定装置および測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20210215BHJP

   G01S 17/10 20200101ALI20210215BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20210215BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/481 A

   G01S17/10

   G01C3/06 120Q

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-210284(P2016-210284)

(22)【出願日】2016年10月27日

(65)【公開番号】特開2018-72097(P2018-72097A)

(43)【公開日】2018年5月10日

【審査請求日】2019年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】梁川 直治

【審査官】 東 治企

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０９９９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１０２０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１９５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００１７３６１７（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１２３１５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−２７１８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５７１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８５８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８−７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００−１７／９５

Ｇ０１Ｃ ３／００−３／３２

Ｇ０２Ｆ １／２９−１／３３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

出射口から光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置において、
前記光を出力する光源と、
前記光源から出力された後であり、かつ前記出射口から出射される前の前記光、および前記出射口から入射した前記反射光が通過する光学素子であって、印加される電圧に応じて通過する前記光の進行方向が変化する光学素子と、
前記光学素子を通過した前記反射光を受光する受光器と、
前記出射される前の前記光が前記光学素子を通過する時と、前記反射光が前記光学素子を通過する時とで、前記光学素子に異なる前記電圧が印加されるよう前記電圧を制御する制御部と、を備える
測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記光源から前記光が出力されてから、予め定められた基準時間が経過するまでの間、前記光学素子に第１の電圧が印加され、前記基準時間が経過した時点で前記光学素子に印加される電圧が第２の電圧に切り替わるよう前記電圧を制御する測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の測定装置において、
前記制御部は、次の前記光が前記光源から出力されるまでの間、前記光学素子に前記第２の電圧が印加されるよう前記電圧を制御する測定装置。

【請求項4】

請求項２に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記受光器が前記反射光を検出し終わるまでの間、前記光学素子に前記第２の電圧が印加されるよう前記電圧を制御する測定装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置において、
前記光学素子を通過した前記反射光を前記受光器に導く反射器をさらに備える測定装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記出射される前の前記光が前記光学素子を通過する時に前記光学素子に前記電圧が印加され、前記反射光が前記光学素子を通過する時には前記光学素子に前記電圧が印加されないよう前記電圧を制御する測定装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置において、
前記光学素子は、電気光学材料を含む測定装置。

【請求項8】

出射口から光を出射させ、物体で反射された反射光を受光する測定方法であって、
印加される電圧によって通過する前記光の進行方向が変化する光学素子に、光源から出力された後であり、かつ前記出射口から出射される前の前記光、および前記出射口から入射した前記反射光を通過させ、
前記光学素子を通過した前記反射光を受光器で受光し、
前記出射される前の前記光が前記光学素子を通過する時と、前記反射光が前記光学素子を通過する時とで、前記光学素子に異なる前記電圧が印加されるよう前記電圧を制御する
測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定装置および測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車の自動運転等に用いることができる非接触距離測定装置の開発が行われている。非接触距離測定装置では、出射した光が物体に反射されて戻るまでの時間を測定して、周囲の物体との距離を測定する。

【0003】

このような測定装置では、物体からの反射光を検出するために、反射光の光路上に受光器を配置する必要がある。ここで、物体に向かう出射光と、物体で反射された反射光との光軸が一致する。そして、光の出射を妨げずに、反射光を選択的に受光できるよう、光学系を構成する必要があった。

【0004】

特許文献１には、有孔反射ミラーの孔を通して光源からの光を出射する一方、戻った光を有孔反射ミラーの反射面で反射させて受光素子に導くことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−１７０９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の技術では、戻った光のうち、有孔反射ミラーの孔に至った光は受光素子で検出されない。したがって、戻った光のうち、検出できない損失が生じてしまう。また、出射光の迷光成分が受信素子に入射してしまうという問題もあった。

【0007】

本発明が解決しようとする課題としては、高効率で反射光の検出ができ、高感度で距離測定が可能な測定装置を実現することが一例として挙げられる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載の発明は、
出射口から光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置において、
前記光を出力する光源と、
前記光源から出力された後であり、かつ前記出射口から出射される前の前記光、および前記出射口から入射した前記反射光が通過する光学素子であって、印加される電圧に応じて通過する前記光の進行方向が変化する光学素子と、
前記光学素子を通過した前記反射光を受光する受光器と、
前記出射される前の前記光が前記光学素子を通過する時と、前記反射光が前記光学素子を通過する時とで、前記光学素子に異なる前記電圧が印加されるよう前記電圧を制御する制御部と、を備える
測定装置である。

【0009】

請求項８に記載の発明は、
出射口から光を出射させ、物体で反射された反射光を受光する測定方法であって、
印加される電圧によって通過する前記光の進行方向が変化する光学素子に、光源から出力された後であり、かつ前記出射口から出射される前の前記光、および前記出射口から入射した前記反射光を通過させ、
前記光学素子を通過した前記反射光を受光器で受光し、
前記出射される前の前記光が前記光学素子を通過する時と、前記反射光が前記光学素子を通過する時とで、前記光学素子に異なる前記電圧が印加されるよう前記電圧を制御する測定方法である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る測定装置の構成を例示する図である。

【図2】光学素子の構成を例示する断面図である。

【図3】実施例１に係る測定装置の機能構成を例示するブロック図である。

【図4】測定装置のハードウエア構成を例示する図である。

【図5】（ａ）は、第１の電圧と第２の電圧の切り替え方法の第１例を示すタイミングチャートであり、（ｂ）は、第１の電圧と第２の電圧の切り替え方法の第２例を示すタイミングチャートである。

【図6】実施例２に係る測定装置の構成を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0012】

（実施形態）
図１は、実施形態に係る測定装置１の構成を例示する図である。本図において、光の経路は破線の矢印で示している。本実施形態の測定装置１は、出射口３２から光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置である。測定装置１は、光を出力する光源１０と、印加される電圧に応じて屈折率が変化する光学素子１３とを備える。そして、光源１０から出力された後であり、かつ出射口３２から出射される前の光、および反射光が、光学素子１３を通過する。以下に詳しく説明する。

【0013】

測定装置１は、物体に光を照射し、反射光を受光して物体までの距離を測定する測定装置である。具体的には測定装置１では、たとえば光の出射タイミングと反射光の受光タイミングとの差に基づいて、測定装置１から物体までの距離が算出される。光はたとえば赤外光である。ただし、光の波長は特に限定されず可視光であってもよい。光源１０はたとえばレーザダイオードである。光源１０から出力される光はたとえばパルス光である。測定装置１の光源１０から出力され、出射口３２を通って出射されたパルス光は、外部の物体で反射されて少なくとも一部が測定装置１に向かって戻る。そして、反射光が測定装置１に入射する。測定装置１に入射した反射光は受光器１６で検出される。ここで、測定装置１では光源１０から光が出射されてから反射光が受光器１６で検出されるまでの時間が測定される。そして、測定された時間と光の伝搬速さを用いて測定装置１と物体との距離が算出される。測定装置１はたとえばライダー（ＬＩＤＡＲ：Laser Imaging Detection and Ranging， Laser Illuminated Detection and Ranging またはＬｉＤＡＲ：Light Detection and Ranging）装置やレーダ装置等である。また、測定装置１はたとえば移動体に搭載されうる。移動体はたとえば自動車、列車等の車両である。

【0014】

本実施形態において、測定装置１は、光学素子１３を透過した反射光を受光する受光器１６をさらに備える。受光器１６はたとえばフォトダイオード等の受光素子である。また、測定装置１は、光の出射方向を変更する可動反射部１４を備える。可動反射部１４はたとえば出射口３２に対する反射面の角度が可変のＭＥＭＳミラーである。ＭＥＭＳミラーの可動は一軸であっても二軸であってもよい。そして、光源１０と光学素子１３との間には、コリメートレンズ１２が配置されており、光学素子１３と受光器１６との間には集光レンズ１７が配置されている。光源１０、コリメートレンズ１２、光学素子１３、可動反射部１４、集光レンズ１７、および受光器１６は、筐体３０に収容されている。筐体３０には出射口３２として開口が設けられている。出射口３２には、たとえば透光性の窓がはめ込まれていてもよい。

【0015】

光の経路について以下に詳しく説明する。まず、光源１０から出力された光は、コリメートレンズ１２を通過した後、光学素子１３に入射する。ここで、光が光学素子１３を通過する間、光学素子１３にはＶ_１［Ｖ］の電圧が印加されている。なお、Ｖ_１は０Ｖでもよい。そして、光はＶ_１に応じて、光学素子１３への入射角度と同じ、または異なる角度で光学素子１３から出射する。光学素子１３については後に詳しく説明する。光学素子１３から出射した光は可動反射部１４で反射され、出射口３２を通って筐体３０の外に出射される。出射された光は外部の物体で反射される。以下、光源１０で出力されてから物体で反射されるまでの光を「出る光」とも呼ぶ。また、物体で反射されてから受光器１６に入射するまでの光を「戻る光」とも呼ぶ。なお、「戻る光」は物体による「反射光」である。

【0016】

物体で反射された光の少なくとも一部が出射口３２を通って再び筐体３０の内部に入射する。ここで、出射口３２から入射する戻る光は、出射口３２を通って出射された出る光と同軸であるとする。筐体３０の内部に入射した戻る光は可動反射部１４を介して、再び光学素子１３に入射する。戻る光が光学素子１３を通過する間、光学素子１３にはＶ_２［Ｖ］の電圧が印加されている。なお、Ｖ_２は０Ｖでもよい。ただし、Ｖ_１はＶ_２とは異なっている。そして、戻る光はＶ_２に応じて光学素子１３への入射角度と同じ、または異なる角度で光学素子１３から出射する。その結果、光学素子１３を通った戻る光は、出る光とは異なる光路をたどり、集光レンズ１７を介して光源１０とは異なる位置にある受光器１６に入射する。ここで、集光レンズ１７は、受光器１６の受光面に光を集光する。なお、可動反射部１４の反射面の角度は、出る光の反射時と、戻る光の反射時とで同じであっても良いし、わずかに異なっていても良い。すなわち、光学素子１３から出射した出る光の光路と、光学素子１３に入射する戻る光の光路とは、一致していても良いし、わずかに異なっていても良い。

【0017】

光学素子１３は、たとえばニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、タンタル酸ニオブ酸カリウム等の電気光学材料を含む。中でも光学素子１３は、電気光学材料としてタンタル酸ニオブ酸カリウム（ＫＴＮ）結晶を含むことが好ましい。ＫＴＮ結晶はたとえばＫＴａ_１−ｘＮｂ_ｘＯ_３の一般式で表される。上記したとおり、光学素子１３は印加される電圧に応じて屈折率が変化する素子である。そして、光学素子１３の屈折率に応じて、光学素子１３を通過する光の進行方向が変化する。

【0018】

図２は、光学素子１３の構成を例示する断面図である。本図において、光の経路を破線矢印で示している。たとえば光学素子１３が電気光学材料１３０を含む場合、電気光学材料１３０の第１面１３１には第１電極１３４が設けられ、第１面１３１とは反対側の第２面１３２には第２電極１３５が設けられている。そして、第１電極１３４と第２電極１３５との間に電圧Ｖが印加される。電圧Ｖが印加されると、第１電極１３４または第２電極１３５から電気光学材料１３０に電子が注入され、電極間で電子が注入された電極からの距離ｘの平方根に比例した電界勾配が生じる。その結果、電気光学材料１３０内ではｘに比例する屈折率変化が生じ、印加された電界と平行な方向に光の方向が変化する。光学素子１３に入射する光の光軸と光学素子１３から出射する光の光軸とのなす角をθとすると、電圧Ｖが０Ｖのとき、θ＝０であり、電圧Ｖの大きさが大きいほど、光の方向の変化角度θが大きくなる。また、Ｖ＞０のときにθ＞０とすると、Ｖ＜のときにθ＜となる。すなわち、電圧の極性を変えることにより、光の進行方向の変化の向きを変えることができる。

【0019】

本実施形態の測定装置１では、光源１０から出射口３２へと進む出る光と、出射口３２から受光器１６へと進む戻る光の両方が光学素子１３を通過する。そして、出る光が通る時と、戻る光が通る時とで、光学素子１３に印加される電圧を変化させる。そうすることにより、戻る光を光源１０とは異なる位置にある受光器１６に導くことができる。

【0020】

本実施形態に係る測定装置１によれば、出射口３２から光を出射させ、物体で反射された反射光を受光する測定方法が実現される。本方法では、印加される電圧によって屈折率が変化する光学素子１３に、光源１０から出力された後であり、かつ出射口３２から出射される前の光、および反射光を通過させる。

【0021】

以上、本実施形態によれば、測定装置１は印加される電圧に応じて屈折率が変化する光学素子１３を備える。そして、光源１０から出力された後であり、かつ出射口３２から出射される前の光、および反射光が、光学素子１３を通過する。したがって、光学素子１３を通った反射光の光路を出射光の光路からずらし、反射光のほぼ全てを受光器１６で受光することができる。また、光学素子１３を用いて出る光と戻る光との光路を分離することにより、受光器１６に入射する、出る光の迷光成分を低減できる。ひいては、高効率、低ノイズでの反射光の検出、および高感度での距離測定が可能となる。

【0022】

（実施例１）
図３は、実施例１に係る測定装置１の機能構成を例示するブロック図である。本実施例に係る測定装置１は、実施形態に係る測定装置１と同様の構成を有する。

【0023】

本実施例に係る測定装置１は、電圧を制御する制御部５０をさらに備える。制御部５０は、出射される前の光が光学素子１３を透過する時と、反射光が光学素子１３を透過する時とで、光学素子１３に異なる電圧が印加されるよう電圧を制御する。

【0024】

くわえて本実施例に係る測定装置１は、駆動回路２０、電圧源２２、駆動回路２４、検出回路２６、および算出部５２をさらに備える。駆動回路２０は、光源１０の駆動回路である。光源１０は、制御部５０による制御に基づいて、光を出力させるための駆動信号を光源１０に入力する。電圧源２２は、制御部５０による制御に基づいて、光学素子１３に屈折率を変化させるための電圧を印加する。駆動回路２４は、可動反射部１４の駆動回路である。駆動回路２４は、制御部５０による制御に基づいて、可動反射部１４に駆動信号を入力する。可動反射部１４は、駆動信号に基づいて、測定装置１からの光の出射方向を変化させる。

【0025】

測定装置１において、たとえば光源１０は、パルス光を繰り返し出射する。そして、可動反射部１４は、光の出射方向を一軸または二軸方向に変化させ、光で所定の範囲を走査するように制御される。そうすることにより、測定装置１の周囲に存在する物体が検出できる。なお、測定装置１は、可動反射部１４を備える代わりに、光源１０を駆動する駆動部を有していても良い。その場合、光源１０の向きを変えることによって、測定装置１からの光の出射方向を変化させることができる。

【0026】

検出回路２６は、受光器１６の検出回路である。検出回路２６はたとえば電流−電圧変換回路および増幅回路を含んで構成されうる。たとえば受光器１６がフォトダイオードである場合、受光器１６に光が入射することにより生じる電流は、検出回路２６により検出信号に変換される。

【0027】

制御部５０は、電圧源２２を制御することで、光学素子１３に印加される電圧を制御する。また、制御部５０は、駆動回路２０および駆動回路２４をさらに制御することにより、距離の測定を実現する。

【0028】

算出部５２は、光源１０から光が出射されてから反射光が受光器１６で検出されるまでの時間と、光の伝搬速さとを用いて測定装置１と物体との距離を算出する。具体的には、算出部５２は、制御部５０から、光源１０の出力タイミングを示すトリガ信号を受信する。また、算出部５２は、受光器１６の検出回路２６から受光タイミングを示す信号を受信する。そして、算出部５２は、受信した各信号に基づき出力タイミングから受光タイミングまでの時間を計測する。次いで、算出部５２は計測した時間と光の伝搬速さとを用いて測定装置１と物体との距離を算出する。なお、算出部５２は、光源１０の出力タイミングを示すトリガ信号を５０から受信する代わりに、光源１０または駆動回路２０から受信しても良い。また、光の伝搬速さを示す情報は、たとえば後述するストレージデバイス１０８から読み出して、算出部５２が用いることができる。

【0029】

図４は、測定装置１のハードウエア構成を例示する図である。本図において測定装置１は、集積回路１００を用いて実装されている。集積回路１００は、例えば SoC（System On Chip）である。

【0030】

集積回路１００は、バス１０２、プロセッサ１０４、メモリ１０６、ストレージデバイス１０８、入出力インタフェース１１０、及びネットワークインタフェース１１２を有する。バス１０２は、プロセッサ１０４、メモリ１０６、ストレージデバイス１０８、入出力インタフェース１１０、及びネットワークインタフェース１１２が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ１０４などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。プロセッサ１０４は、マイクロプロセッサなどを用いて実現される演算処理装置である。メモリ１０６は、RAM（Random Access Memory）などを用いて実現されるメモリである。ストレージデバイス１０８は、ROM（Read Only Memory）やフラッシュメモリなどを用いて実現されるストレージデバイスである。

【0031】

入出力インタフェース１１０は、集積回路１００を周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。図４において、入出力インタフェース１１０には光源１０の駆動回路２０、電圧源２２、可動反射部１４の駆動回路２４、および受光器１６の検出回路２６が接続されている。

【0032】

ネットワークインタフェース１１２は、集積回路１００を通信網に接続するためのインタフェースである。この通信網は、例えば CAN（Controller Area Network）通信網である。なお、ネットワークインタフェース１１２が通信網に接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。

【0033】

ストレージデバイス１０８は、制御部５０および算出部５２の機能を実現するためのプログラムモジュールをそれぞれ記憶している。プロセッサ１０４は、このプログラムモジュールをメモリ１０６に読み出して実行することで、制御部５０および算出部５２の機能を実現する。

【0034】

集積回路１００のハードウエア構成は図４に示した構成に限定されない。例えば、プログラムモジュールはメモリ１０６に格納されてもよい。この場合、集積回路１００は、ストレージデバイス１０８を備えていなくてもよい。

【0035】

制御部５０が光学素子１３に印加される電圧を制御する方法について、以下に説明する。本実施例において、制御部５０は、光源１０から光が出力されてから、予め定められた基準時間ｔ_１が経過するまでの間、光学素子１３に第１の電圧Ｖ_１が印加され、基準時間ｔ_１が経過した時点で光学素子１３に印加される電圧が第２の電圧Ｖ_２に切り替わるよう電圧を制御する。以下に詳しく説明する。

【0036】

第１の電圧Ｖ_１と、第２の電圧Ｖ_２は互いに異なる電圧である。第１の電圧Ｖ_１および第２の電圧Ｖ_２のうち、いずれか一方は０Ｖであってもよい。なかでも、制御部５０は、出射される前の光が光学素子１３を透過する時に光学素子１３に電圧が印加され、反射光が光学素子１３を透過する時には光学素子１３に電圧が印加されないよう電圧を制御してもよい。このようにＶ_２＝０Ｖとすることにより、測定装置１における消費電力を低減することができる。

【0037】

また、第１の電圧Ｖ_１と第２の電圧Ｖ_２とは、互いに異なる極性であることが好ましい。そうすれば、出る光と戻る光の光路をより大きくずらすことができる。基準時間ｔ_１を示す情報は、たとえば予めストレージデバイス１０８に保持されており、それを制御部５０が読み出して用いることができる。基準時間ｔ_１は、パルス光が光源１０で出力されてから光学素子１３を通過し終えるまでに要する時間以上の長さに設定されている。そうすることで、出る光が光学素子１３を通過する間に光学素子１３に第１の電圧Ｖ_１が印加される。また、基準時間ｔ_１は、一つのパルス光が光源１０で出力されてから次のパルス光が光源１０で出力されるまでの時間よりも短く設定されている。なお、光源１０からのパルス光の出力間隔は一定とすることができる。

【0038】

第２の電圧Ｖ_２の印加を終了するタイミングとしては、たとえば以下の第１例および第２例として説明するタイミングがある。

【0039】

図５（ａ）は、第１の電圧Ｖ_１と第２の電圧Ｖ_２の切り替え方法の第１例を示すタイミングチャートである。また、図５（ｂ）は、第１の電圧Ｖ_１と第２の電圧Ｖ_２の切り替え方法の第２例を示すタイミングチャートである。

【0040】

第１例に係る方法では、図５（ａ）に示すように、制御部５０は、次の光が光源１０から出力されるまでの間、光学素子１３に第２の電圧Ｖ_２が印加されるよう電圧を制御する。そうすることで、戻る光の通過時に光学素子１３に第２の電圧Ｖ_２が印加される。制御部５０は、次の光が光源１０から出力される時に、光学素子１３に印加する電圧を第２の電圧Ｖ_２から、再度第１の電圧Ｖ_１に切り替える。

【0041】

第２例に係る方法では、図５（ｂ）に示すように、制御部５０は、受光器１６が反射光を検出し終わるまでの間、光学素子１３に第２の電圧Ｖ_２が印加されるよう電圧を制御する。そうすることで、戻る光の通過時に光学素子１３に第２の電圧Ｖ_２が印加される。本実施例において制御部５０は、検出回路２６から受光器１６での光の検出信号を取得し、検出信号が立ち下がった時に、光学素子１３に印加する電圧を第２の電圧Ｖ_２から、再度第１の電圧Ｖ_１に切り替える。なお、次の光が光源１０から出力されるまでに受光器１６で反射光が検出されなかった場合、制御部５０は、次の光が光源１０から出力される時に、光学素子１３に印加する電圧を第２の電圧Ｖ_２から、再度第１の電圧Ｖ_１に切り替える。

【0042】

以上、本実施例によれば、実施形態と同様に、測定装置１は印加される電圧に応じて屈折率が変化する光学素子１３を備える。そして、光源１０から出力された後であり、かつ出射口３２から出射される前の光、および反射光が、光学素子１３を通過する。したがって、光学素子１３を通った反射光の光路を出射光の光路からずらし、反射光のほぼ全てを受光器１６で受光することができる。また、光学素子１３を用いて出る光と戻る光との光路を分離することにより、受光器１６に入射する、出る光の迷光成分を低減できる。ひいては、高効率での反射光の検出、および高感度での距離測定が可能となる。

【0043】

（実施例２）
図６は、実施例２に係る測定装置１の構成を例示する図である。本図において、光の経路は破線の矢印で示している。本実施例に係る測定装置１は、実施形態および実施例１の少なくとも一方に係る測定装置１と同様の構成を有する。本実施例に係る測定装置１は、光学素子１３を通過した反射光を受光器１６に導く反射器１５をさらに備える。以下に詳しく説明する。

【0044】

図６に例示する測定装置１は、反射器１５を有する点を除いて図１に例示した測定装置１と同じである。本実施例の測定装置１において、光学素子１３から出射した戻る光は、集光レンズ１７を通った後、反射器１５を介して受光器１６に入射する。反射器１５は固定ミラーであってよい。なお、本図では、集光レンズ１７が光学素子１３と反射器１５の間に位置する例を示しているが、これに限定されず、集光レンズ１７は反射器１５と受光器１６との間に位置してもよい。すなわち、光学素子１３から出射した戻る光は、反射器１５で反射された後、集光レンズ１７を介して受光器１６に入射してもよい。

【0045】

以上、本実施例によれば、実施形態と同様に、測定装置１は印加される電圧に応じて屈折率が変化する光学素子１３を備える。そして、光源１０から出力された後であり、かつ出射口３２から出射される前の光、および反射光が、光学素子１３を通過する。したがって、光学素子１３を通った反射光の光路を出射光の光路からずらし、反射光のほぼ全てを受光器１６で受光することができる。また、光学素子１３を用いて出る光と戻る光との光路を分離することにより、受光器１６に入射する、出る光の迷光成分を低減できる。ひいては、高効率での反射光の検出、および高感度での距離測定が可能となる。

【0046】

くわえて、本実施例によれば、測定装置１が光学素子１３を通過した反射光を受光器１６に導く反射器１５をさらに備える。したがって、筐体３０内での光学系の設計、配置自由度を高め、測定装置１の小型化を図ることができる。

【0047】

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
１． 出射口から光を出射し、物体で反射された反射光を受光する測定装置において、
前記光を出力する光源と、
印加される電圧に応じて屈折率が変化する光学素子とを備え、
前記光源から出力された後であり、かつ前記出射口から出射される前の前記光、および前記反射光が前記光学素子を通過する測定装置。
２． １．に記載の測定装置において、
前記電圧を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記出射される前の前記光が前記光学素子を透過する時と、前記反射光が前記光学素子を透過する時とで、前記光学素子に異なる前記電圧が印加されるよう前記電圧を制御する測定装置。
３． ２．に記載の測定装置において、
前記光学素子の屈折率に応じて、前記光学素子を通過する前記光の進行方向が変化する測定装置。
４． ２．または３．に記載の測定装置において、
前記光学素子を透過した前記反射光を受光する受光器をさらに備える測定装置。
５． ４．に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記光源から前記光が出力されてから、予め定められた基準時間が経過するまでの間、前記光学素子に第１の電圧が印加され、前記基準時間が経過した時点で前記光学素子に印加される電圧が第２の電圧に切り替わるよう前記電圧を制御する測定装置。
６． ５．に記載の測定装置において、
前記制御部は、次の前記光が前記光源から出力されるまでの間、前記光学素子に前記第２の電圧が印加されるよう前記電圧を制御する測定装置。
７． ５．に記載の測定装置において、
前記制御部は、前記受光器が前記反射光を検出し終わるまでの間、前記光学素子に前記第２の電圧が印加されるよう前記電圧を制御する測定装置。
８． ４．から７．のいずれか一つに記載の測定装置において、
前記光学素子を通過した前記反射光を前記受光器に導く反射器をさらに備える測定装置。
９． ３．から８．のいずれか一つに記載の測定装置において、
前記制御部は、前記出射される前の前記光が前記光学素子を透過する時に前記光学素子に前記電圧が印加され、前記反射光が前記光学素子を透過する時には前記光学素子に前記電圧が印加されないよう前記電圧を制御する測定装置。
１０． １．から９．のいずれか一つに記載の測定装置において、
前記光学素子は、電気光学材料を含む測定装置。
１１． 出射口から光を出射させ、物体で反射された反射光を受光する測定方法であって、
印加される電圧によって屈折率が変化する光学素子に、光源から出力された後であり、かつ前記出射口から出射される前の前記光、および前記反射光を通過させる測定方法。

【符号の説明】

【0048】

１ 測定装置
１０ 光源
１２ コリメートレンズ
１３ 光学素子
１４ 可動反射部
１５ 反射器
１６ 受光器
１７ 集光レンズ
２０ 駆動回路
２２ 電圧源
２４ 駆動回路
２６ 検出回路
３０ 筐体
３２ 出射口
５０ 制御部
５２ 算出部
１００ 集積回路
１０２ バス
１０４ プロセッサ
１０６ メモリ
１０８ ストレージデバイス
１１０ 入出力インタフェース
１１２ ネットワークインタフェース
１３０ 電気光学材料
１３１ 第１面
１３２ 第２面
１３４ 第１電極
１３５ 第２電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】