特許 6989354 光走査装置及び測距装置

(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】6989354

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】光走査装置及び測距装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20211220BHJP

   G02B 26/08 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/10 104Z

   G02B26/10 C

   G02B26/08 E

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-214815(P2017-214815)

(22)【出願日】2017年11月7日

(65)【公開番号】特開2019-86662(P2019-86662A)

(43)【公開日】2019年6月6日

【審査請求日】2020年9月29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】110001025

【氏名又は名称】特許業務法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加園 修

(72)【発明者】

【氏名】落合 孝典

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 善尚

【審査官】 横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／１０９１５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０３７３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２３２６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１８２８９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−０９３５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７７２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４３１２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２６／００−２６／１２

Ｇ０１Ｓ ７／４８−７／５１，１７／００−１７／９５

Ｇ０１Ｃ ３／００−３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

反射面を有する反射部材と、
第１の軸の周りに揺動可能に前記反射部材を保持する第１保持部材と、
前記第１保持部材を前記第１の軸と交差する第２の軸の周りに揺動可能に保持する第２保持部材と、
前記第２保持部材を前記反射面に交差する第３の軸の周りに回動可能に保持する第３保持部材と、
鉛直方向を検出する鉛直方向検出部と、を有し、
前記鉛直方向検出部による鉛直方向の検出結果に基づいて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させることを特徴とする光走査装置。

【請求項2】

前記第３保持部材は、前記第２保持部材を前記第１の軸及び前記第２の軸の双方に直交する第３の軸回りに回動可能に保持していることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。

【請求項3】

前記反射部材の温度を検知する温度検知部を有し、
前記温度検知部が検知した前記温度に応じて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。

【請求項4】

前記反射部材の揺動角度を検知する角度検知部を有し、
前記角度検知部が検知した前記揺動角度に基づいて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。

【請求項5】

前記反射部材の前記揺動角度に基づく前記反射部材の揺動態様を取得する揺動態様取得部を有し、
前記揺動態様の変化に応じて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。

【請求項6】

反射面を有する反射部材と、第１の軸の周りに揺動可能に前記反射部材を保持する第１保持部材と、前記第１保持部材を前記第１の軸と交差する第２の軸の周りに揺動可能に保持する第２保持部材と、前記第２保持部材を前記反射面に交差する第３の軸の周りに回動可能に保持する第３保持部材と、鉛直方向を検出する鉛直方向検出部と、を有し、前記鉛直方向検出部による鉛直方向の検出結果に基づいて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させる光走査装置と、
前記光走査装置に向けて光を出射する光源部と、
物体によって反射された前記光を受光する受光部と、
を含むことを特徴とする測距装置。

【請求項7】

前記第３保持部材は、前記第２保持部材を前記第１の軸及び前記第２の軸の双方に直交する第３の軸回りに回動可能に保持していることを特徴とする請求項６に記載の測距装置。

【請求項8】

前記反射部材の温度を検知する温度検知部を有し、
前記温度検知部が検知した前記温度に応じて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させることを特徴とする請求項６又は７に記載の測距装置。

【請求項9】

前記反射部材の揺動角度を検知する角度検知部を有し、
前記角度検知部が検知した前記揺動角度に基づいて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させることを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載の測距装置。

【請求項10】

前記反射部材の前記揺動角度に基づく前記反射部材の揺動態様を取得する揺動態様取得部を有し、
前記揺動態様の変化に応じて前記第２保持部材を前記第３の軸周りに回動させることを特徴とする請求項９に記載の測距装置。

【請求項11】

光を出射する出射部と、
前記光を反射させる反射面を有し、前記光を前記反射面で反射させることによって所定領域を走査する走査部と、
鉛直方向を検出する検出部と、
前記走査部を保持する保持部と、
前記走査部による前記光の走査軌跡及び前記検出部による鉛直方向の検出結果に基づいて前記保持部を前記反射面に交差する軸周りに回動させる回動部と、
を有することを特徴とする光走査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光走査装置又は測距装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光走査装置は、例えば、レーザ光を対象領域内でリサージュ走査して対象物までの距離を計測する、すなわち測距する測距装置に採用されている。

【0003】

このような測距装置としては、例えば、光走査装置の光反射面を揺動駆動する駆動部が位相差変更部及び振幅変更部の少なくとも一方を備えた光測距装置が特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−０５３１３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された光測距装置の光走査装置には、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーが採用されている。ＭＥＭＳミラーは、例えば、特開２０１２−０８８４８７号に開示されたような揺動軸の周りに電磁力によって角度位置決めがされるミラーを含むミラー装置である。

【0006】

ＭＥＭＳミラーは、温度等の環境の変化又はＭＥＭＳミラー自体の経年劣化の故にその固有の振動数は変化する。従って、ＭＥＭＳミラーに同一の駆動電力を加えてもＭＥＭＳミラーによって反射された光の走査軌跡が変化し、良好な測距が行えなくなる問題がある。

【0007】

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、ＭＥＭＳミラーの温度変化又は経年劣化に関わらず良好な測距が可能となる光走査装置及び測距装置を提供すること課題の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願請求項１に記載の光走査装置は、反射面を有する反射部材と、第１の軸の周りに揺動可能に前記反射部材を保持する第１保持部材と、前記第１保持部材を前記第１の軸と交差する第２の軸の周りに揺動可能に保持する第２保持部材と、前記第２保持部材を前記反射面に交差する第３の軸の周りに回動可能に保持する第３保持部材と、を有することを特徴とする。

【0009】

本願請求項６に記載の測距装置は、反射面を有する反射部材と、第１の軸の周りに揺動可能に前記反射部材を保持する第１保持部材と、前記第１保持部材を前記第１の軸と交差する第２の軸の周りに揺動可能に保持する第２保持部材と、前記第２保持部材を前記反射面に交差する第３の軸の周りに回動可能に保持する第３保持部材と、を有する光走査装置と、前記光走査装置に向けて光を出射する光源部と、物体によって反射された前記光を受光する受光部と、を含むことを特徴とする測距装置。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例である測距装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図１の測距装置に含まれる光走査部の構成を示す平面図である。

【図3】図２の光走査部の軸ＡＸ１を含む平面に沿った断面図である。

【図4】図１の装置角度位置調整部の構成を示すブロック図である。

【図5】図１の測距装置の投光系の動作原理を説明する説明図である。

【図6】図１の測距装置の受光系の動作原理を説明する説明図である。

【図7】図１の測距装置によって描かれるリサージュ軌跡について説明する説明図であり、図中（ａ）は、図４の光走査部によって射出される光ビームの仮想面上に描かれる軌跡を示している。（ｂ）及び（ｃ）は、仮想面上の水平、垂直方向における偏位バイアス力を生ずる駆動信号の各波形を示している。

【図8】本発明の他の実施例である装置角度位置調整部の構成を示すブロック図である。

【図9】本発明の他の実施例である装置角度位置調整部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0011】

図１は、本発明の実施例１である光走査部１０を含む測距装置１００の全体構成を示す図である。なお、図中のブロック間を接続する実線は電気信号の経路を示し、破線矢印は光の経路を示している。

【0012】

光源２０は、例えばパルス光である出射光ＥＬを出射可能なレーザ素子である。

【0013】

光走査部１０は、出射光ＥＬの経路上に配されているＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー装置１０Ａ及びＭＥＭＳミラー装置１０Ａの全体を回転させることが可能な装置角度位置調整部１０Ｂを含んでいる。ＭＥＭＳミラー装置１０Ａは、光反射面（図示せず）を有しており、当該光反射面にて出射光ＥＬを反射して、走査対象領域Ｒ１に向けて走査光ＳＬを出射可能である。走査光ＳＬは、走査対象領域Ｒ１に向けて出射された後、走査対象領域Ｒ１に存在する物体に反射され、測距装置１００に向けて反射光ＲＬとして戻ってくる。

【0014】

受光部３０は、例えば、フォトダイオード等の光検出器である。受光部３０は、反射光ＲＬを受光して、電気信号である受光信号を生成可能である。

【0015】

制御部４０は、光源２０の発光制御を行う光源制御部４１及びＭＥＭＳミラー装置１０Ａの光反射面（図示せず）の傾き制御を行うミラー制御部４２を含んでいる。光源制御部４１は、光源２０を、光源２０がパルス発光をするように制御する。また、ミラー制御部４２は、光源２０によって出射されて光反射面（図示せず）によって反射されたパルス光によって、走査対象領域Ｒ１の走査がなされるようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａを制御する。

【0016】

距離測定部６０は、受光部３０によって生成された受光信号に基づいて、例えば、タイムオブフライト法によって、測距装置１００と走査対象領域Ｒ１内にある物体との距離を算出する。

【0017】

具体的には、距離測定部６０は、光源２０によって出射された１のパルス光の出射時刻と、当該１のパルス光が走査対象領域Ｒ１内の物体によって反射されて反射光ＲＬとして受光部３０に検出された受光時刻を取得する。そして、当該出射時刻と当該受光時刻の時刻差に基づいて、当該当該１のパルス光が光源部から出射されて受光部３０に受光されるまでの光経路の長さを算出し、当該長さに基づいて測距装置１００と物体との距離を算出する。

【0018】

図２は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの平面図である。保持部１２は、本実施例においては矩形の平板形状に形成されている。尚、保持部１２は、矩形の平板形状に限られず、例えば、円板形状であってもよい。

【0019】

固定部１３は、本実施例においては矩形の枠形状に形成されている。尚、固定部１３の形状は矩形の枠形状に限られず、環状の枠形状に形成されていてもよい。固定部１３は、保持部１２上に保持されている。

【0020】

可動部１４は、反射部材としての内側可動部１５と、内側可動部１５を囲む枠形状の外側可動部１６と、を含んでいる。内側可動部１５は、本実施例においては、矩形の平板形状に形成されている。尚、内側可動部１５の形状は矩形の平板形状に限られず、例えば、円板形状に形成されていてもよい。内側可動部１５の中央には光ビームを反射する光反射面ＭＲが形成されている。

【0021】

第１の軸ＡＸ１は、光反射面ＭＲに対して非垂直方向であり、本実施例においては、光反射面ＭＲに平行である。

【0022】

２つの第１のトーションバーＴＢ１は、光反射面ＭＲの面中心Ｃを通る第１の軸ＡＸ１の方向に沿って伸長した板状体に形成されている。２つの第１のトーションバーＴＢ１は、一端が内側可動部１５の側面に固定され、他端が外側可動部１６の側面に固定されている。すなわち、内側可動部１５の第１の軸ＡＸ１周りの力が掛かると、第１のトーションバーＴＢ１がねじれる。この結果、内側可動部１５は、第１の軸ＡＸ１を中心に揺動する。従って、外側可動部１６は第１保持部材として、第１の軸ＡＸ１の周りに揺動可能に内側可動部１５を保持する。また、第１の軸ＡＸ１は内側可動部１５の揺動軸となる
外側可動部１６は、本実施例においては、矩形の枠形状に形成されている。尚、外側可動部１６の形状は矩形の枠形状に限られず、例えば、環状の枠形状に形成されていてもよい。第２の軸ＡＸ２は、第１の軸ＡＸ１と直交して交差する。第２の軸ＡＸ２は、光反射面ＭＲに対して非垂直方向であり、本実施例においては、光反射面ＭＲに平行である。

【0023】

２つの第２のトーションバーＴＢ１は、第２の軸ＡＸ２の方向に沿って伸長した板状体に形成されている。２つの第２のトーションバーＴＢ２は、一端が外側可動部１６の側面に固定され、他端が固定部１３の側面に固定されている。すなわち、外側可動部１６の第２の軸ＡＸ２周りの力が掛かると、第２のトーションバーＴＢ２がねじれる。この結果、外側可動部１６は、第２の軸ＡＸ２を中心に揺動する。従って、固定部１３は第２保持部材として、第２の軸ＡＸ２の周りに揺動可能に外側可動部１６を保持する。また、第２の軸ＡＸ２は外側可動部１６の揺動軸となる。

【0024】

２つの第２のトーションバーＴＢ２は、一端が外側可動部１６の側面に固定され、他端が固定部１３の側面に固定されている。すなわち、外側可動部１６の第２の軸ＡＸ２周りの力が掛かると、第２のトーションバーＴＢ２がねじれる。この結果、外側可動部１６は、第２の軸ＡＸ２を中心に揺動する。従って、固定部１３は、外側可動部１６が揺動軸である第２の軸ＡＸ２の周りに揺動可能に外側可動部１６を保持する。従って、固定部１３は第２保持部材として、外側可動部１６が揺動軸である第２の軸ＡＸ２の周りに揺動可能に外側可動部１６を保持する。尚、固定部１３、第１のトーションバーＴＢ１、外側可動部１６、第２のトーションバーＴＢ２及び内側可動部１５は、半導体基板で一体的に形成されている。

【0025】

外側可動部１６の周縁領域にはそれぞれ第１駆動コイルＣＬ１が設けられている。内側可動部１５の周縁領域には第２駆動コイルＣＬ２が設けられている。第１駆動コイルＣＬ１と第２駆動コイルＣＬ２とは、それぞれ対向するように設けられている。第１駆動コイルＣＬ１の端部は、固定部１３に形成された一対の第１電極端子Ｔ１に接続されている。第２駆動コイルＣＬ２の端部は、固定部１３に形成された第２電極端子Ｔ２に接続されている。

【0026】

第１駆動コイルＣＬ１に磁界を作用させる互いに極性が異なる一対の第１永久磁石ＭＧ１及び第２駆動コイルＣＬ２に磁界を作用させる互いに極性が異なる一対の第２永久磁石ＭＧ２が内側可動部１５及び外側可動部１６を挟んでそれぞれ対向して保持部１２上に配置されている。

【0027】

したがって、例えば、第１駆動コイルＣＬ１に供給される電流と、第１永久磁石ＭＧ１による磁界と、によって、外側可動部１６及び内側可動部１５に対してローレンツ力が作用する。この結果、内側可動部１５及び外側可動部１６は、第２のトーションバーＴＢ２の軸周りに揺動する。

【0028】

また、第２駆動コイルＣＬ２に供給される電流と、第２永久磁石ＭＧ１による磁界と、によって、内側可動部１５に対してローレンツ力が作用する。この結果、内側可動部１５は、第１のトーションバーＴＢ１の軸周りに揺動する。したがって、可動部１４は、第１の軸ＡＸ１及び第２の軸ＡＸ２の周りに揺動する。ここで、第１駆動コイルＣＬ１及び第２駆動コイルＣＬ２に供給される電流の周波数のそれぞれは、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの共振周波数と同一又はその近傍の周波数に設定されている。

【0029】

図３は、図２のＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第１の軸ＡＸ１に沿った断面図である。図３において、保持部１２は、本実施例においては矩形の平板形状に形成されている。尚、保持部１２は、矩形の平板形状に限られず、例えば、円板形状であってもよい。保持部１２は、その上面ＴＳから突出して形成された突出部１７を含んでいる。

【0030】

突出部１７は、保持部１２の上面ＴＳの中央部を囲うように固定部１３の周縁領域に沿って枠形状に形成されている。従って、保持部１２の上面ＴＳと、突出部１７の互いに対向する内側面１７ｓとによって開口部１８が形成されている。

【0031】

突出部１７の上面は、平坦に形成され、この上面に固定部１３が固定されている。突出部１７の高さは、少なくとも、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの内側可動部１５及び外側可動部１６が揺動時に上面ＴＳに干渉しないように形成するとよい。したがって、保持部１２は第３保持部材として、固定部１３を保持する。

【0032】

第３の軸ＡＸ３は、第１の軸ＡＸ１及び第２の軸ＡＸ２の双方に直交して交差する。なお、本実施例では第１の軸ＡＸ１及び第２の軸ＡＸ２が直交しており、且つ第３の軸ＡＸ３が第１の軸ＡＸ１及び第２の軸ＡＸ２の交点に位置するものとして説明するが、第１〜第３の軸ＡＸ１〜３が必ずしも直交関係である必要はない。第１の軸ＡＸ１及び第２の軸ＡＸ２は所定の方法で可動部１４を搖動させることができる関係となっていればよく、第３の軸ＡＸ３についてはＭＥＭＳミラー装置１０を回転させることができる位置に設定されていればよい。

【0033】

支持部１９は、第３の軸ＡＸ３方向に沿って伸長する円柱形状に形成されている。支持部１９の一端は、保持部１２の下面ＢＳの中央に接続され、他端は、アクチュエータ１０２に接続されている。アクチュエータ１０２は、例えば、電動モータである。

【0034】

図４は、装置角度位置調整部１０Ｂの構成を示すブロック図である。図４において温度検知部１０１は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度を検知するもので、例えば、サーミスタ等の温度に応じて抵抗値が変化する温度センサを用いることができる。

【0035】

アクチュエータ１０２は、例えば、上述したように、電動モータである。したがって、アクチュエータ１０２が動作することにより、支持部１９が第３の軸ＡＸ３の周りに回動する。尚、アクチュエータ１０２は、別部材を介して支持部１９に接続されていてもよい。このように別部材を介して支持部１９とアクチュエータ１０２を接続する場合には、電動モータと支持部１９との間に設けられるトルク伝達機構としてギア、ベルト、チェーンを用いることができる。

【0036】

設定テーブルＴＢは、例えば、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度が１５℃のときを初期位置として、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度の変化に応じて第３の軸ＡＸ３の周りに固定部１３を回動させる調整角度が設定されている。具体的には、表１に示すように、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度が５℃のときは調整角度がａ度、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度が１５℃のときは調整角度が０度、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度が２５℃のときは調整角度がｂ度、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度が３５℃のときは調整角度がｃ度となるように設定されている。

【0037】

【表1】

【0038】

制御部１０３は、設定テーブルＴＢを参照してアクチュエータ１０２を動作させる。すなわち制御部１０３は、設定テーブルＴＢを参照しＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度に応じて、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度を調整する。

【0039】

したがって、支持部１９がアクチュエータ１０２の回転動力を受けて第３の軸ＡＸ３の周りに回動すると、これに伴って保持部１２に固定された固定部１３も回動する。すなわち、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの固定部１３は、第３の軸ＡＸ３の周りに回動可能に保持部１２に固定されている。

【0040】

尚、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの揺動軸の調整方向は、例えば、走査対象領域Ｒ１内の仮想面において、光反射面ＭＲから投射される投射光の軌跡の一部が鉛直方向に沿うようにするとよい。例えば、仮想面において描かれる走査軌跡がリサージュ曲線に沿う場合、リサージュ曲線が描かれる領域の中心付近の交点を構成する２の軌跡のうち、一方の軌跡が他方の軌跡に対して鉛直方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度をするとよい。

【0041】

以上で説明した本実施例に係る測距装置１００の測距動作について説明する。

【0042】

図５は、測距装置１００の投光系の動作を示す概念図である。図５において、光源２０と光走査部１０との間には、ビームスプリッタＢＳが設けられている。ビームスプリッタＢＳは、光源２０側から入射した光ビームを光走査部１０側に通すものである。したがって、光源２０から出射された光ビームがビームスプリッタＢＳを介して光走査部１０に入射される。光走査部１０は入射した光ビームを走査対象領域Ｒ１に向けて反射させる。

【0043】

具体的には、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａは、可動部１４を揺動して走査する態様で光ビームを走査対象領域Ｒ１内に向けて反射させる。この結果、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａによって反射された光ビームは、走査対象領域Ｒ１内であり光ビームの反射方向にある仮想の面である仮想面Ｒ２においてリサージュ軌跡を描くように、照射方向を変化させながら照射される。この軌跡は、ＭＥＭＳミラー装置１０による光ビームの反射方向の変化によって描かれるものである。測距装置１００は、走査対象領域Ｒ１に存在する対象物ＯＢの測距を行う。なお、仮想面Ｒ２は実在するものではない。

【0044】

また、図６において、走査対象領域Ｒ１に対象物ＯＢが存在すると、対象物ＯＢから反射された光ビームが光走査部１０に入射され、ビームスプリッタＢＳを介して受光部３０に入射される。受光部３０は、入射された反射光に基づいて電気信号に変換し距離測定部６０に供給する。距離測定部６０は、光ビームを出射した時刻と光ビームを受光した時刻に基づいて、対象物ＯＢまでの距離を計測する。

【0045】

図７（ａ）は、第１駆動コイルＣＬ１と第２駆動コイルＣＬ２とに供給される電流値を変化させたときの仮想面Ｒ２において描かれるリサージュ走査軌跡を示している。ここでは、図７（ｂ）に示す第１駆動コイルＣＬ１に供給される電流と図７（ｃ）に示す第２駆動コイルＣＬ２に供給される電流との位相差、すなわち、水平方向走査と垂直方向走査との位相差を、下記のようにした場合のリサージュ走査軌跡を示している。

水平方向走査： ＤＸ（θｘ）＝Ａｘ ｓｉｎ（θｘ＋Ｂｘ）
垂直方向走査： ＤＹ（θｙ）＝Ａｙ ｓｉｎ（θｙ＋Ｂｙ）

【0046】

ところで、仮想面Ｒ２で描かれる走査軌跡は、可動部１４の固有の振動数の変化に伴って予め想定されているリサージュ軌跡、すなわち想定軌跡から変化する。装置角度位置調整部１０Ｂは、想定軌跡から変化した走査軌跡を例えば、鉛直方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させる。

【0047】

具体的には、装置角度位置調整部１０Ｂの制御部１０３は、設定テーブルＴＢを参照して、例えば、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度が５℃のときに、調整角度がａ度となるようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度を調整する。

【0048】

装置角度位置調整部１０Ｂの制御部１０３は、温度検知部１０１が検知したＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度と設定テーブルＴＢを参照して、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度に応じてアクチュエータ１０２を動作させてＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度を調整する。

【0049】

ここで、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度調整処理は、例えば、予め定めた所定時間の経過するごとに行ってもよい。また、温度検知部１０１がＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度を随時検知し、前回の角度調整時の当該温度と現在の温度を比較して差異がある場合に行ってもよい。

【0050】

尚、第２の軸ＡＸ２は第１の軸ＡＸ１と直交する軸であることを説明したが、第２の軸ＡＸ２は第１の軸ＡＸ１と第１の軸ＡＸ１と直交していなくてもよく、垂直でない角度で交差、もしくはねじれの関係にあってもよい。また、本実施例においては、走査軌跡を鉛直方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させるようにしたが、これには限られず、例えば、走査軌跡を水平方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させるようにしてもよい。

【0051】

以上のように、本実施例の測距装置１００によれば、保持部１２が第３の軸ＡＸ３の回りに回動することにより、固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させることが可能となる。したがって、例えば、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度の変化や経年劣化等の環境の変化によって、可動部１４の固有の振動数が変化した場合でも、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度調整をすることが可能となる。したがって、実際の走査軌跡が予め想定された走査軌跡から変化した場合であっても、良好な走査状況を維持することが可能となる。

【0052】

ところで、距離データに基づいて人や樹木等の対象物を画像処理によって認識する場合、鉛直方向もしくは水平方向の実測データが揃っている方が画像処理上好ましい。本実施例の測距装置１００によれば、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度調整をすることが可能となるため、鉛直方向のデータを得やすくすることが可能となる。したがって、測距装置１００は、例えば、人や樹木等の認識率を高めることが可能となる。

【実施例2】

【0053】

実施例２に係る測距装置１００について説明する。実施例２にかかる測距装置１００の構成は実施例１の測距装置１００とは装置角度位置調整部１０Ｂの構成のみが異なる。具体的には、図８において、装置角度位置調整部１０Ｂは、温度検知部１０１の代わりにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの内側可動部１５の揺動角度を検知する角度検知部１０４を含んでいる。尚、実施例１と同一の構成については同一箇所に同一符号を付すことによって説明を省略し、以後同様とする。

【0054】

角度検知部１０４は、例えば、内側可動部１５と外側可動部１６の各々に設けられたホール素子によって、内側可動部１５の角度変化を逐次検出する。

【0055】

制御部１０３は、角度検知部１０４が検知した内側可動部１５の角度変化に基づいて仮想面Ｒ２において描かれる走査軌跡を算出しアクチュエータ１０２を動作させる。具体的には、制御部１０３は、固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させて、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度を調整する。ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度の調整は、実施例１と同様に、仮想面Ｒ２において描かれる走査軌跡がリサージュ曲線に沿う場合、リサージュ曲線が描かれる領域の中心付近の交点を構成する２の軌跡のうち、一方の軌跡が他方の軌跡に対して鉛直方向に沿うようにするとよい。

【0056】

装置角度位置調整部１０Ｂの制御部１０３は、角度検知部１０４が検知したＭＥＭＳミラー装置１０Ａの揺動角度を参照する。制御部１０３は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの揺動角度に基づいてアクチュエータ１０２を動作させての固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させてＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度を調整する。

【0057】

ここで、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度調整処理は、例えば、予め定めた所定時間の経過するごとに調整処理を開始してもよい。また、角度検知部１０４がＭＥＭＳミラー装置１０Ａの内側可動部１５の揺動角度を随時検知し、前回の角度調整時の揺動角度と現在の揺動角度を比較して差異がある場合に調整処理を開始するようにしてもよい。

【0058】

以上のように、本実施例の測距装置１００によれば、実施例１の測距装置１００と同様に、第３の軸ＡＸ３の周りに固定部１３を回動させることが可能となる。したがって、例えば、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度や経年劣化等の環境の変化によって、可動部１４の固有振動数が変化した場合でも、第３の軸ＡＸ３の周りに固定部１３を回動させることで、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度を調整することが可能となる。したがって、実際の走査軌跡が予め想定された走査軌跡から変化した場合であっても、良好な走査状況を維持することが可能となる。

【実施例3】

【0059】

実施例３に係る測距装置１００について説明する。実施例３にかかる測距装置１００は、実施例１の測距装置１００とは鉛直方向を検出する鉛直方向検出部を備える点で異なる。

【0060】

図９は、実施例２にかかる測距装置１００の装置角度位置調整部１０Ｂの構成を示すブロック図が示されている。図９において、鉛直方向検出部１０５は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの鉛直方向を検知する。鉛直方向検出部１０５としては、例えば、ジャイロセンサ等を用いることができる。尚、鉛直方向検出部１０５は、水平方向を検出してもよい。

【0061】

制御部１０３は、角度検知部１０４が検知した揺動角度に基づいて仮想面Ｒ２において描かれる走査軌跡を算出してアクチュエータ１０２を動作させる。具体的には、制御部１０３は、固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させて、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の周りの角度を調整する。ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の周りの角度の調整は、仮想面Ｒ２において描かれる走査軌跡がリサージュ曲線に沿う場合、一例として、鉛直方向検出部１０５が検出した鉛直方向に基づいて走査軌跡が鉛直方向に沿うようにするとよい。

【0062】

具体的には、制御部１０３は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの揺動角度に基づいて仮想面Ｒ２において描かれる走査軌跡を算出する。制御部１０３は、鉛直方向検出部１０５が検知した鉛直方向を参照し、アクチュエータ１０２を動作させる。すなわち、固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させてＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の周りの角度を調整する。

【0063】

このＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の周りの角度位置調整処理は、例えば、予め定めた所定時間の経過するごとに調整処理を開始してもよい。また、角度検知部１０４がＭＥＭＳミラー装置１０Ａの内側可動部１５の揺動角度を随時検知し、前回の角度位置調整時の揺動角度と現在の揺動角度を比較して差異がある場合に調整処理を開始するようにしてもよい。

【0064】

尚、本実施例においては、走査軌跡を鉛直方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させるようにしたが、これには限られず、例えば、走査軌跡を水平方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの固定部１３を第３の軸ＡＸ３の周りに回動させるようにしてもよい。

【0065】

以上のように、本発明の測距装置１００によれば、仮想面Ｒ２に描かれる走査軌跡が鉛直方向もしくは水平方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＸ３の回りの角度調整をすることが可能となるため、鉛直方向もしくは水平方向の実測データを揃えることができる。したがって、鉛直方向もしくは水平方向のデータを得やすくすることが可能となる。すなわち、本実施例の測距装置１００は、例えば、人や樹木等の認識率を高めることが可能となる。

【符号の説明】

【0066】

１００ 測距装置
１０ 光走査部
１０Ａ ＭＥＭＳミラー装置
１２ 固定部
１３ 保持部
１５ 内側可動部
１６ 外側可動部
１０１ 温度検知部
１０４ 角度検知部
１０５ 鉛直方向検出部
２０ 光源部
３０ 受光部
ＭＲ 光反射面
ＡＸ１ 第１の軸
ＡＸ２ 第２の軸
ＡＸ３ 第３の軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】