(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024090531
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】測距装置、および測距方法
(51)【国際特許分類】
G01S 7/487 20060101AFI20240627BHJP
G01S 17/89 20200101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
G01S7/487
G01S17/89
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022206502
(22)【出願日】2022-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000006220
【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】木村 祐司
(72)【発明者】
【氏名】田中 豊樹
(72)【発明者】
【氏名】森田 浩光
【テーマコード（参考）】
5J084
【Ｆターム（参考）】
5J084AA05
5J084AC07
5J084AD01
5J084BA04
5J084BA20
5J084BA36
5J084BA50
5J084BB11
5J084BB26
5J084BB28
5J084BB40
5J084CA03
5J084CA24
5J084CA31
5J084CA70
5J084DA01
5J084DA02
5J084DA06
5J084DA08
5J084DA09
5J084EA01
(57)【要約】
【課題】 不要な距離情報を低減可能な測距装置を提供すること。
【解決手段】 本測距装置は、光源からの光を複数の光に分割する光分割部材と、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する複数の受光部と、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する制御部と、を有する。
【選択図】図８
【解決手段】 本測距装置は、光源からの光を複数の光に分割する光分割部材と、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する複数の受光部と、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する制御部と、を有する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源からの光を複数の光に分割する光分割部材と、
前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する複数の受光部と、
前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する制御部と、を有する、測距装置。
前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する複数の受光部と、
前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する制御部と、を有する、測距装置。
【請求項2】
前記属性は、距離に基づく属性であり、
前記制御部は、前記距離情報同士の距離の差が第１閾値よりも長い場合に、前記距離情報同士が異なるグループとなるように、前記複数の距離情報をグループ分けする、請求項１に記載の測距装置。
前記制御部は、前記距離情報同士の距離の差が第１閾値よりも長い場合に、前記距離情報同士が異なるグループとなるように、前記複数の距離情報をグループ分けする、請求項１に記載の測距装置。
【請求項3】
前記属性は、距離に基づく属性であり、
前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた前記複数の距離情報のうち、距離が一番短い前記距離情報と二番目に短い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番短い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、請求項１に記載の測距装置。
前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた前記複数の距離情報のうち、距離が一番短い前記距離情報と二番目に短い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番短い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、請求項１に記載の測距装置。
【請求項4】
前記属性は、距離に基づく属性であり、
前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた複数の前記距離情報のうち、距離が一番長い前記距離情報と二番目に長い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番長い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、請求項１に記載の測距装置。
前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた複数の前記距離情報のうち、距離が一番長い前記距離情報と二番目に長い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番長い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、請求項１に記載の測距装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記複数の距離情報におけるそれぞれの距離が第２閾値以下である場合に、前記距離情報を選択して出力する、請求項１に記載の測距装置。
【請求項6】
測距装置による測距方法であって、
光分割部材により、光源からの光を複数の光に分割し、
複数の受光部により、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する物体からの戻り光を受光し、前記複数の受光部のそれぞれが受光信号を出力し、
制御部により、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、測距方法。
光分割部材により、光源からの光を複数の光に分割し、
複数の受光部により、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する物体からの戻り光を受光し、前記複数の受光部のそれぞれが受光信号を出力し、
制御部により、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、測距方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測距装置、および測距方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、物体からの戻り光に基づき、該物体との間の距離を測定する測距装置が知られている。このような測距装置は、ロボットや、自動車、飛行体等の移動体に搭載され、移動体の周囲に存在する物体を認識する用途等において使用される。
【0003】
上記測距装置には、投受光部と、投受光部から投光された光を走査させる第１偏向機構および第２偏向機構と、を備え、投光された光の投光時期と、該光の物体による反射光の受光時期との時間差から、物体との間の距離を測定するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－１０９６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
測距装置では、照射した光が空気中のほこりや水滴等により反射または散乱されることにより、１回の光照射に対して複数の戻り光が得られるマルチエコー現象が生じる場合がある。マルチエコー現象は、アクリル板やパイプシャッター等でも起こりうるが、マルチエコー現象における複数の戻り光のうち、測距対象ではない空気中のほこりや水滴等からの戻り光から得られる距離情報は、不要な距離情報である。
【0006】
本発明は、不要な距離情報を低減可能な測距装置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】
【0007】
本測距装置は、光源からの光を複数の光に分割する光分割部材と、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する複数の受光部と、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する制御部と、を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、不要な距離情報を低減可能な測距装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
【0011】
以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための測距装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。
【0012】
以下に示す図でＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸により方向を示す場合があるが、Ｚ軸に沿うＺ方向は、実施形態に係る測距装置が備える第２駆動体の回転軸である第２軸に沿う方向を示す。Ｘ軸に沿うＸ方向は、Ｚ方向に交差する方向を示す。Ｙ軸に沿うＹ方向は、Ｘ軸およびＺ軸の両方に交差する方向を示す。
【0013】
また、Ｘ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記し、Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。但し、これらは測距装置の使用時における向きを制限するものではなく、測距装置は任意の向きに配置可能である。
【0014】
［実施形態］
以下、サービスロボットに搭載され、サービスロボットの進行方向または周囲に存在する物体との間の距離をＴＯＦ（Time of Flight）方式で測定する測距装置を一例として、実施形態を説明する。
以下、サービスロボットに搭載され、サービスロボットの進行方向または周囲に存在する物体との間の距離をＴＯＦ（Time of Flight）方式で測定する測距装置を一例として、実施形態を説明する。
【0015】
サービスロボットとは、工場内での資材運搬、接客施設での商品運搬および案内業務、施設内警備、或いは清掃等の主に役務の目的で使用される自律移動型の移動体をいう。サービスロボットに搭載される測距装置は、サービスロボットの進行方向または周囲に存在する物体を検出したり、サービスロボットが動作する施設の施設内地図等を作成したりするために使用される。
【0016】
＜測距装置１００の構成例＞
（全体構成）
図１～図４を参照して、実施形態に係る測距装置１００の構成の一例を説明する。図１は、測距装置１００の全体構成を例示する斜視図である。図２は、測距装置１００における光源および受光部の周辺を例示する斜視図である。図３は、光分割部材４１による光分割の一例を示す図であり、図３（ａ）は光分割部材４１の側面図、図３（ｂ）は光の入射方向側から視た光分割部材４１の斜視図、図３（ｃ）は光分割部材４１の正面図である。図４は測距装置１００における走査部１２０を例示する斜視図である。
（全体構成）
図１～図４を参照して、実施形態に係る測距装置１００の構成の一例を説明する。図１は、測距装置１００の全体構成を例示する斜視図である。図２は、測距装置１００における光源および受光部の周辺を例示する斜視図である。図３は、光分割部材４１による光分割の一例を示す図であり、図３（ａ）は光分割部材４１の側面図、図３（ｂ）は光の入射方向側から視た光分割部材４１の斜視図、図３（ｃ）は光分割部材４１の正面図である。図４は測距装置１００における走査部１２０を例示する斜視図である。
【0017】
測距装置１００は、物体からの戻り光に基づき、該物体との間の距離を測定するものである。ここで、戻り光とは、測距装置１００から照射された光が物体等により反射または散乱され、測距装置１００に戻る光をいう。測距装置１００は、１つの物体に限らず、２以上の物体それぞれとの間の距離も測定できる。
【0018】
図１～図４に示すように、測距装置１００は、台部１と、保持部２と、光源３と、第１レンズ４と、穴あきミラー６と、第２レンズ７と、５つの受光部８と、イケール９と、光分割部材４１と、走査部１２０と、を有する。なお、台部１、保持部２、第１レンズ４、第２レンズ７、イケール９および走査部１２０のそれぞれは、必須の構成部ではない。
【0019】
図１に示すように、台部１は、保持部２と回転ステージ１０が設けられた平板状の部材である。台部１は、－Ｚ方向側の面上における相互に異なる領域に、保持部２と回転ステージ１０とを固定している。回転ステージ１０は、台部１の＋Ｙ方向側の領域にネジ部材等により固定されている。保持部２は、台部１における回転ステージ１０の－Ｙ方向側の領域に、結合部材１１を介してネジ部材等により固定されている。
【0020】
台部１は、その材質に特段の制限はないが、回転ステージ１０は重量が大きい場合があるため、金属材料等の剛性が高い材料を含んで構成されることが好ましい。台部１は、平板状の部材に限られず、回転ステージ１０と保持部２を設置可能であれば如何なるものであってもよい。例えばサービスロボットの筐体に保持部２と回転ステージ１０が設置される場合には、サービスロボットの筐体が台部に対応する。
【0021】
保持部２は、天井パネル２１と背面パネル２２とが結合して構成された部材である。天井パネル２１および背面パネル２２は、それぞれ平板状の部材である。天井パネル２１および背面パネル２２は、その材質に特段の制限はなく、例えば金属材料または樹脂材料等を適用可能である。
【0022】
図１および図２に示すように、天井パネル２１の＋Ｚ方向側の面には、光源３、第１レンズ４および穴あきミラー６が設けられている。背面パネル２２の＋Ｙ方向側の面には、第２レンズ７および５つの受光部８が設けられている。
【0023】
光源３は、光Ｌ０を発する。光源３は、例えばＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）である。光Ｌ０は、例えばパルス状のレーザ光である。光源３は、光Ｌ０を＋Ｚ方向側に発する。但し、光源３は、ＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオード）等であってもよい。光Ｌ０の波長は、近赤外波長領域等の非可視の波長領域のレーザ光であると、人間にレーザ光を視認させずに測距可能な点において好適である。
【0024】
第１レンズ４は、ガラス材料または樹脂材料を含んで構成される。第１レンズ４は、光Ｌ０を略コリメート（略平行化）する。測距装置１００は、第１レンズ４を有することにより、光源３から発せられた光Ｌ０の広がりを抑制でき、光利用効率を向上させることができる。第１レンズ４によりコリメートされた光Ｌ０は、光分割部材４１に入射する。
【0025】
光分割部材４１は、光源３からの光Ｌ０を複数の光に分割する。図３に示すように、光分割部材４１は、平面視において略円形の形状を有し、光Ｌ０の波長に対して光透過性を有する平板状の部材である。光分割部材４１は、ガラス、樹脂等の材料を含んで構成される。光分割部材４１は、例えば回折素子である。但し、光分割部材４１は、回折素子に限定されず、プリズム等であってもよい。
【0026】
光分割部材４１の－Ｚ方向側の面、＋Ｚ方向の面、またはその両方には、周期構造が形成されている。光分割部材４１は、入射される光Ｌ０を、周期構造を用いて回折させることにより５つの光Ｌ１に分割する。５つの光Ｌ１は、分割光Ｌ１１～Ｌ１５を含む。分割光Ｌ１１は、光分割部材４１の０次光（透過光）である。分割光Ｌ１２～Ｌ１５は、光分割部材４１の１次回折光である。但し、光Ｌ０が光分割部材４１により分割される数は、５つに限らず、要求される空間分解能等に応じて適宜選択可能である。
【0027】
分割光Ｌ１１～Ｌ１５は、伝搬方向が相互に異なる平行光束である。分割光Ｌ１１～Ｌ１５は、走査部１２０により走査される。分割光Ｌ１１～Ｌ１５のそれぞれが走査された光である５つの走査光Ｌ２は、それぞれ照射領域における異なる位置に照射される。
【0028】
図３（ａ）に示す光分割部材４１による分割角度θＬは、２．１度以上であってもよい。分割角度θＬとは、光分割部材４１により分割された５つの光Ｌ１それぞれの、伝搬方向に沿う中心軸同士がなす角度をいう。光分割部材４１として回折素子を用いた場合には、分割角度θＬは、回折素子による回折光の、伝搬方向に沿う中心軸同士がなす角度である回折角に対応する。
【0029】
ここで、規格であるＩＥＣ６０８２５－１では、レーザ光出射する機器から１００ｍｍ離れた位置において、直径７ｍｍの受光面を有するセンサにより検出した場合の光強度によってレーザ光に対する安全性を規定している。分割角度θＬを２．１度以上とすると、測距装置１００から１００ｍｍ離れた位置の直径７ｍｍの受光面内に、光分割部材４１により分割した５つの光Ｌ１のうち３つ以下が入射する状態になる。これにより、測距装置１００は、ＩＥＣ６０８２５－１の規定に準拠しやすくなる。
【0030】
人の目の瞳径および焦点距離に基づくと、５つの光Ｌ１のうちの同一直線上に並ぶ３つが並行して人の目に入射し得る角度は、±２．０度よりも小さい角度である。本実施形態では、光分割部材４１による分割角度θＬを２．１度以上とすることにより、５つの光Ｌ１のうちの同一直線上の３つ以上が並行して人の目に入射することを防止し、人の目に対する安全性を意味するアイセーフを実現できる。また、本実施形態では、２．１度以上において分割角度θＬをできるだけ小さくすることにより、アイセーフを実現しつつ、測距の空間分解能を向上させることができる。
【0031】
平面視における光分割部材４１の外形形状は、略円形に限らず、略矩形、略楕円形、略多角形等であってもよい。また、光分割部材４１の中央を透過する分割光Ｌ１１と、４つの対角方向に分割される分割光Ｌ１２～Ｌ１５が得られる構成を例示したが、光Ｌ０が分割される方向は対角方向に限定されず、適宜選択可能である。
【0032】
図１および図２に示すように、穴あきミラー６は、光分割部材４１と走査部１２０との間に配置される。穴あきミラー６は、光分割部材４１により分割された複数の光Ｌ１のそれぞれに由来する戻り光を反射するミラー面６２を含み、光源３からの光Ｌ０を通過させる貫通孔６１がミラー面６２に形成されている。穴あきミラー６は、金属、ガラス、樹脂等の材料を含んで構成される。ミラー面６２には、アルミニウム等の金属からなる反射膜が蒸着等により形成される。
【0033】
光源３からの光Ｌ０は、光分割部材４１により５つの光Ｌ１に分割され、穴あきミラー６の貫通孔６１を通過する。貫通孔６１を通過した５つの光Ｌ１は、走査部１２０により走査される。走査部１２０による５つの走査光Ｌ２に由来する５つの戻り光は、ミラー面６２により反射された後、第２レンズ７により集光され、５つの受光部８に入射する。
【0034】
走査部１２０は、光分割部材４１と物体との間の光路に配置され、光分割部材４１により分割された５つの光Ｌ１のそれぞれを走査する。走査部１２０による走査光Ｌ２は、物体に照射される。走査部１２０は、回転反射体５と、回転ステージ１０と、を含む。走査部１２０は、第１方向および第１方向と交差する第２方向への走査光Ｌ２を物体に照射する。測距装置１００は、走査部１２０を有することにより、広い範囲に存在する１以上の物体に対し、１以上の物体それぞれと間の距離を測定することができる。なお、走査部１２０は、回転反射体５に代えて揺動ミラー（往復ミラー）により、５つの光Ｌ１のそれぞれを走査してもよい。
【0035】
回転反射体５は、６つの光反射面５１を有する。回転反射体５は、回転により光反射面５１の角度を変化させることによって、５つの光Ｌ１のそれぞれを走査し、走査される５つの走査光Ｌ２を物体に照射する。
【0036】
図１では、図を簡素化するため、５つの光Ｌ１のうちの１つのみと、５つの走査光Ｌ２のうちの１つのみと、を表示している。また図１では、５つの走査光Ｌ２のうちの１つを、任意のタイミングに＋Ｙ方向側に照射される１つのレーザビームとして表示している。
【0037】
回転反射体５は、例えばポリゴンミラーである。第１軸Ａ１に沿う方向から視た回転反射体５の形状は略正六角形である。回転反射体５は、正六角形の各辺に対応する外周面に６つの光反射面５１を有する。回転反射体５は、アルミニウム等の金属材料で形成した略正六角柱状の部材の外周面を、切削または鏡面研磨することにより製作できる。但し、回転反射体５は、金属材料または樹脂材料等で形成された回転体の外周面にアルミニウム等を鏡面蒸着することにより製作されてもよい。
【0038】
光反射面５１の数は、６つに限定されず、１以上であればよい。光反射面５１の数に応じて、回転反射体５による光の走査角度範囲が異なる。例えば、光反射面５１の数が多いほど走査角度範囲は狭くなり、光反射面５１の数が少ないほど走査角度範囲は広くなる。光反射面５１の数は、要求される走査角度範囲に応じて適宜決定可能である。
【0039】
回転反射体５には、回転反射体５の中心軸と回転軸が略一致するように第１軸モータが取り付けられている。回転反射体５は、第１軸モータを駆動源にして第１軸Ａ１周りに回転する。５つの光Ｌ１は、第１軸Ａ１を中心にした円の円周方向に走査されるということもできる。回転反射体５の回転方向は一定である。例えば、回転反射体５は図１における第１軸回転方向Ａ１１に沿って連続回転する。但し、回転反射体５は、第１軸回転方向Ａ１１とは反対方向に連続回転してもよい。
【0040】
図１において、ある時刻における、測距装置１００の＋Ｙ方向側に物体が存在すると、５つの走査光Ｌ２が物体で反射または散乱された戻り光が測距装置１００に向けて－Ｙ方向側に戻される。戻り光は、再び回転反射体５の光反射面５１に入射し、光反射面５１により－Ｚ方向側に反射される。－Ｚ方向側に反射された戻り光のうち、穴あきミラー６のミラー面６２に入射した戻り光は、ミラー面６２により－Ｙ方向側に反射され、５つの受光部８に到達する。本明細書に示す例では、５つの光Ｌ１が反射される光反射面５１と戻り光が反射される光反射面５１は同じ面である。なお、図１の状態における時刻とは別の時刻における走査部１２０のＡ２軸周りの回転位置よび回転反射体５のＡ１周りの回転位置によっては、走査光Ｌ２が物体を照射する方向は、＋Ｙ方向に限らない。しかしながら、照射光が物体で反射されて測距装置１００に向けて戻され、光反射面５１に入射し、－Ｚ方向に反射される点は、図１の状態における時刻とは別の時刻においても同様である。
【0041】
５つの受光部８は、光分割部材４１により分割された５つの光Ｌ１に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する。具体的には、光分割部材４１により分割された５つの光Ｌ１が照射され、この照射光の物体からの５つの戻り光が穴あきミラー６のミラー面６２により５つの受光部８に向けて反射される。５つの受光部８は、ミラー面６２により反射されたこの５つの戻り光を受光し、その受光信号を出力する。５つの受光部８は、走査部１２０から照射された５つの走査光Ｌ２に由来する戻り光に基づいて、５つの走査光Ｌ２それぞれの走査角度ごとでの受光信号を出力する。「走査角度ごと」は、「単位時間当たりに走査光が走査される角度ごと」を意味する。
【0042】
５つの受光部８は、受光部８１から受光部８５を含む。５つの受光部８は、５つの走査光Ｌ２それぞれの走査角度ごとでの受光信号を出力する。なお、受光部８の数は５つに限定されず、光分割部材４１による分割数に合わせて適宜変更可能である。
【0043】
受光部８１から受光部８５のそれぞれは、例えばＡＰＤ（Avalanche Photodiode：アバランシェフォトダイオード）である。ＡＰＤは、アバランシェ増倍と呼ばれる現象を利用して受光感度を向上させたフォトダイオードの一種である。但し、受光部８１から受光部８５のそれぞれは、フォトダイオード（Photodiode）や光電子増倍管等であってもよい。
【0044】
図４において、イケール９は、屈曲部を含み、回転反射体５を支持する。イケール９は、－Ｚ方向側の面が回転ステージ１０の載置面１０１に接触し、ネジ部材等により載置面１０１上に固定されている。イケール９は、基板９１を介し、底面に交差する＋Ｘ方向側の面に回転反射体５を支持する。イケール９の材質に特段の制限はないが、剛性を高く確保するために、金属等の高剛性の材料を含んで構成されることが好ましい。
【0045】
回転ステージ１０は、回転反射体５を支持しつつ、自身が回転可能である。回転ステージ１０は、イケール９を第２軸Ａ２周りに回転させることにより、回転反射体５を第２軸Ａ２周りに回転させる。回転反射体５による５つの走査光Ｌ２は、回転ステージ１０の回転によって、第２方向に走査される。５つの走査光Ｌ２は、第２軸Ａ２を中心にした円の円周方向に走査されるということもできる。
【0046】
回転ステージ１０は、台部１上において、保持部２が設けられた領域とは異なる領域に設けられている。従って回転ステージ１０が回転しても、保持部２、並びに保持部２が保持する光源３および５つの受光部８はそれぞれ不動であり、台部１に固定された状態が維持される。回転ステージ１０は、載置面１０１と、ベアリング１０２と、マグネット１０３と、モータコア１０４と、を有する。
【0047】
載置面１０１は、第２軸Ａ２に略直交し、第２軸Ａ２周りに回転可能な面である。載置面１０１はイケール９を載置する。ベアリング１０２は、載置面１０１の回転を滑らかにする部材である。ベアリング１０２には、ボールベアリングまたはクロスローラベアリング等を適用してもよい。
【0048】
マグネット１０３は永久磁石からなる。モータコア１０４はモータを構成するステータの鉄心に該当する部材である。マグネット１０３とモータコア１０４とを含んでモータが構成されている。電流に応じてマグネット１０３が回転することにより、ベアリング１０２を介して載置面１０１が回転する。
【0049】
回転ステージ１０の回転方向は、一定であり、例えば図１における第２軸回転方向Ａ２１に対応する。但し、回転ステージ１０は、第２軸回転方向Ａ２１とは反対方向に連続回転してもよい。
【0050】
測距装置１００は、光Ｌ０の光軸と第２軸Ａ２とが同軸になるように構成されている。光Ｌ０の光軸は、光Ｌ０の伝搬方向に沿う光Ｌ０の中心を通る軸を意味する。また同軸とは、複数の軸が略一致していることを意味する。
【0051】
走査光Ｌ２は、回転反射体５の回転により第１軸Ａ１と交差する方向に走査されるとともに、回転ステージ１０の回転により第２軸Ａ２と交差する方向に走査される。第２軸Ａ２と交差する方向は、例えば重力方向に略直交する水平方向である。第１軸Ａ１は、第２軸Ａ２に対して傾いて配置されればよい。
【0052】
測距装置１００は、光源３、回転反射体５、５つの受光部８または回転ステージ１０等の構成部の一部または全部を覆うための外装カバーを備えてもよい。外装カバーを備えると、測距装置１００の内部へのゴミや埃等の侵入を防ぎ、回転反射体５等にゴミや埃等が付着することを防止できる。また回転反射体５や回転ステージ１０が高速回転すると、回転に伴う風切り音が大きくなる場合がある。外装カバーを設けることにより音が周囲に伝わることを抑制できる。外装カバーの材質には、金属または樹脂材料等を適用可能である。
【0053】
一方、外装カバーを設けると、外装カバーにおける走査光Ｌ２が出射する出射窓以外の部分が走査光Ｌ２を遮るため、走査角度範囲が制限され、測距装置１００による物体２００の検出範囲または測距範囲が制限される場合がある。走査光Ｌ２の波長に対して光透過性を有する透明な樹脂材料で外装カバーを構成すると、このような走査角度範囲の制限を緩和できる。
【0054】
図５は、測距装置１００の構成を例示するブロック図である。なお、図５における実線で示した矢印は光の流れを示し、破線で示した矢印は電気信号の流れを示している。測距装置１００は、受発光部１１０と、出射窓１３０と、制御部１４０と、を有する。
【0055】
走査部１２０は、駆動制御部１５０により、回転反射体５および回転ステージ１０それぞれの回転を制御することによって、５つの走査光Ｌ２を物体２００に照射する。
【0056】
駆動制御部１５０は、第１軸モータ１５１と、第２軸モータ１５２と、同期検出部１５３と、回転制御部４０２と、給電部１５５と、を有する。駆動制御部１５０は、同期検出部１５３から出力される回転反射体５の回転周期に対応する同期信号Ｓｎに基づき、回転制御部４０２により、第２軸モータ１５２による回転を制御する。
【0057】
同期検出部１５３は、第１軸エンコーダ５３１と、周期光発光部５３２と、周期光受光部５３３と、を有する。同期検出部１５３は、第１軸エンコーダ５３１から出力される第１角度検出信号Ｅｎ１に基づいて周期光発光部５３２に発光させ、周期光発光部５３２からの光を受光した周期光受光部５３３により同期信号Ｓｎを出力させる。第１角度検出信号Ｅｎ１は、回転反射体５の回転角度の検出信号である。
【0058】
周期光発光部５３２は、例えばＬＥＤ等を含んで構成され、第１角度検出信号Ｅｎ１に基づき、例えば第１軸エンコーダ５３１が回転反射体５の回転原点に対応する角度を検出したタイミングにパルス光Ｏｐを発する。
【0059】
周期光受光部５３３は、フォトダイオード（Photo Diode）等を含んで構成され、周期光発光部５３２により発生されたパルス光Ｏｐを受光したタイミングに、第２軸ドライバ基板１７３を介して同期信号Ｓｎを回転制御部４０２に出力する。
【0060】
給電部１５５は、発電コイル５５１と、給電コイル５５２と、を有する。給電部１５５は、電磁誘導により第１軸モータ１５１等に非接触で給電する。なお、給電とは電力を供給することをいう。
【0061】
発電コイル５５１は、電磁誘導により逆起電力を発生し、第１軸モータ１５１、第１軸エンコーダ５３１および第１軸ドライバ基板１６３のそれぞれに給電可能なコイルである。給電コイル５５２は、発電コイル５５１に対向配置され、第２軸ドライバ基板１７３から流れる電流に応じて、電磁誘導により発電コイル５５１に逆起電力を発生させるコイルである。給電コイル５５２に電流を流すと、電磁誘導により非接触で発電コイル５５１に逆起電力が発生する。
【0062】
給電部１５５は、電磁誘導による非接触給電に限定されず、回転接点等により、外部から第１軸モータ１５１等に給電することもできる。回転接点とは、回転体に配置された金属製リングとブラシを介して、回転体に電気的に接続する構成をいう。
【0063】
基板９１には、回転反射体５、第１軸モータ１５１、第１軸エンコーダ５３１、第１軸ドライバ基板１６３、周期光発光部５３２および発電コイル５５１等が設けられている。回転ステージ１０には、第２軸モータ１５２、第２軸エンコーダ１７２、第２軸ドライバ基板１７３、周期光受光部５３３、給電コイル５５２等が設けられている。
【0064】
第１軸モータ１５１は、回転反射体５を第１軸Ａ１周りに回転させる。第１軸モータ１５１には、ＤＣ（Direct Current）モータまたはＡＣ（Alternating Current）モータ等を適用できる。
【0065】
第１軸エンコーダ５３１は、第１角度検出信号Ｅｎ１を出力する。第１軸エンコーダ５３１は、例えばロータリエンコーダである。
【0066】
第１軸ドライバ基板１６３は、第１軸モータ１５１に駆動信号を供給する電気回路等を含む基板である。第１軸ドライバ基板１６３は、第１角度検出信号Ｅｎ１に基づき、回転反射体５が所定の第１周波数（回転数）により回転するように制御できる。なお、第１周波数は、第１軸ドライバ基板１６３により制御されるため、回転制御部４０２の制御対象ではない。
【0067】
第１軸ドライバ基板１６３は、給電部１５５による給電が開始された場合に、第１軸モータ１５１により回転反射体５の回転を開始させ、給電部１５５による給電が停止された場合に、第１軸モータ１５１により回転反射体５の回転を停止させる。
【0068】
第２軸モータ１５２は、ＤＣモータ、ＡＣモータまたはステッピングモータ等の各種モータにより構成できる。第２軸エンコーダ１７２は、ロータリエンコーダ等により構成され、回転ステージ１０の回転角度を検出する。
【0069】
第２軸ドライバ基板１７３は、第２軸モータ１５２に駆動信号を供給する電気回路等を含む実装基板である。第２軸ドライバ基板１７３は、回転制御部４０２からの第２軸制御信号Ｄｒ２に基づき、回転ステージ１０を回転させる。また、第２軸ドライバ基板１７３は、第２軸エンコーダ１７２により検出された回転ステージ１０の第２角度検出信号Ｅｎ２を回転制御部４０２に出力する。
【0070】
回転制御部４０２は、第２角度検出信号Ｅｎ２に基づき、回転ステージ１０の回転を制御する。ここで、回転ステージ１０の回転数である第２周波数は、回転制御部４０２の制御対象である。
【0071】
受発光部１１０は、発光部基板１１１と、発光ブロック１１２と、穴あきミラー６と、支持部材６３と、受光ブロック１１３と、受光部基板１１４と、を含む。
【0072】
発光部基板１１１は、制御部１４０からの発光制御信号Ｄｒ１に応じて光源３を発光させる電気回路を含む実装基板である。
【0073】
発光ブロック１１２は、光源３と、発光部ホルダ３１と、第１レンズ４と、第１レンズホルダ４０と、を含む。発光部ホルダ３１は光源３を保持する部材である。第１レンズホルダ４０は第１レンズ４を保持する部材である。支持部材６３は、穴あきミラー６を保持する部材である。
【0074】
受光ブロック１１３は、第２レンズ７と、第２レンズホルダ７１と、５つの受光部８と、受光部ホルダ８０と、を含む。第２レンズホルダ７１は第２レンズ７を保持する部材である。受光部ホルダ８０は５つの受光部８を保持する部材である。
【0075】
受光部基板１１４は、受光信号Ｓを、制御部１４０に出力する電気回路を含む実装基板である。受光信号Ｓは、例えば受光部８が受光した光強度に応じた電気信号である。受光部基板１１４は、トランスインピーダンスアンプおよびオペアンプ等を含む。受光部基板１１４は、トランスインピーダンスアンプおよびオペアンプ等により受光信号Ｓを増幅処理することにより、受光信号Ｓを、後段の制御部１４０によるデータ処理が可能な状態にすることができる。
【0076】
制御部１４０は、測距装置１００全体の動作を制御する。本実施形態では、制御部１４０は、５つの受光部８のそれぞれから出力される受光信号Ｓに基づいて物体２００との間の５つの距離情報Ｄｔを取得し、５つの距離情報Ｄｔを属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、距離情報Ｄｔの数が最少である最少グループに属する距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを選択して出力する。なお、距離情報とは、物体２００との間の距離に関する情報をいう。
【0077】
制御部１４０は、電気回路または電子回路等を有する制御回路基板を含む。制御部１４０は、例えば背面パネル２２等に設置される。この制御回路基板は、回転反射体５および回転ステージ１０が回転しても動かない。
【0078】
制御部１４０は、受発光部１１０および走査部１２０のそれぞれに電気的に接続しており、信号およびデータを相互に送受可能である。また制御部１４０は、サービスロボットを制御可能な外部装置３００に通信可能に接続している。本実施形態では、回転制御部４０２は、制御部１４０内に設けられているが、制御部１４０の外部に設けられていてもよい。
【0079】
制御部１４０は、例えば外部装置３００からの測距制御信号Ｃｔに応じて発光制御信号Ｄｒ１を出力し、発光部基板１１１を介して光源３を発光させる。５つの光Ｌ１それぞれが走査される５つの走査光Ｌ２は、出射窓１３０を透過して、測距装置１００から外部に向けて照射される。
【0080】
出射窓１３０は、光Ｌ０の波長に対して光透過性を有するガラス材料または樹脂材料を含んで構成されている。出射窓１３０は、測距装置１００が装置全体を覆う不透明な外装カバーを備える場合に、走査光Ｌ２を透過して出射させる窓として機能する。
【0081】
走査光Ｌ２が物体２００により反射または散乱された５つの戻り光Ｒは、出射窓１３０を透過して回転反射体５の光反射面５１に入射する。５つの戻り光Ｒは、光反射面５１により反射され、穴あきミラー６のミラー面により５つの受光部８に向けて反射される。
【0082】
５つの戻り光Ｒは、第２レンズ７により集光されながら５つの受光部８にそれぞれ入射する。５つの受光部８は、５つの戻り光Ｒに基づいて、５つの走査光Ｌ２の走査角度ごとでの受光信号Ｓを出力する。５つの走査光Ｌ２に対応する５つの受光信号Ｓは、受光部基板１１４を介して制御部１４０に出力される。
【0083】
測距装置１００は、例えば、サービスロボットが搭載するバッテリから供給される電力により駆動される。但し、測距装置１００は、測距装置１００自身が搭載するバッテリから電力供給されてもよい。またサービスロボットの動作範囲が広くない場合等には、商用電源からケーブルを用いて給電されるようにしてもよい。
【0084】
【0085】
図６に示すように、回転ステージ１０は、回転可能な回転部１０ａと、回転しない固定部１０ｂと、を含んで構成される。周期光発光部５３２は、回転部１０ａにおける載置面１０１に設けられた発光基板５３２ａに実装される。周期光受光部５３３は、固定部１０ｂに設けられた受光基板５３３ａに実装される。
【0086】
周期光発光部５３２は、発光基板５３２ａに入力される第１角度検出信号Ｅｎ１に応じて、周期光発光部５３２に対向配置された周期光受光部５３３に向けてパルス光Ｏｐを発する。周期光受光部５３３によるパルス光Ｏｐの受光信号は、受光基板５３３ａにより二値信号に変換され、同期信号Ｓｎとして回転制御部４０２に出力される。
【0087】
（制御部１４０のハードウェア構成例）
図７は、制御部１４０のハードウェア構成を例示するブロック図である。制御部１４０は、コンピュータによって構築されており、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１４１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)１４２と、ＲＡＭ(Random Access Memory)１４３と、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１４４と、ＨＤＤ／ＳＳＤ(Hard Disk Drive／Solid State Drive)１４５と、機器接続Ｉ／Ｆ(Interface)１４６と、通信Ｉ／Ｆ１４７と、を有する。これらは、システムバスＡを介して相互に通信可能に接続している。
図７は、制御部１４０のハードウェア構成を例示するブロック図である。制御部１４０は、コンピュータによって構築されており、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１４１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)１４２と、ＲＡＭ(Random Access Memory)１４３と、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１４４と、ＨＤＤ／ＳＳＤ(Hard Disk Drive／Solid State Drive)１４５と、機器接続Ｉ／Ｆ(Interface)１４６と、通信Ｉ／Ｆ１４７と、を有する。これらは、システムバスＡを介して相互に通信可能に接続している。
【0088】
ＣＰＵ１４１およびＦＰＧＡ１４４は、演算処理を含む制御処理を実行する。ＲＯＭ１４２は、ＩＰＬ(Initial Program Loader)等のＣＰＵ１４１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ１４３は、ＣＰＵ１４１のワークエリアとして使用される。ＨＤＤ／ＳＳＤ１４５は、プログラムや測距装置１００の設定情報等の各種情報を記憶する。
【0089】
機器接続Ｉ／Ｆ１４６は、制御部１４０を機器と接続するためのインターフェースである。ここでの機器は、発光部基板１１１、受光部基板１１４、同期検出部１５３、給電部１５５、第２軸エンコーダ１７２および第２軸ドライバ基板１７３等である。
【0090】
通信Ｉ／Ｆ１４７は、外部装置３００や通信ネットワーク等とデータを通信するためのインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ１４７として、イーサネットインターフェース等を適用できる。制御部１４０は、通信Ｉ／Ｆ１４７を介してインターネットに接続し、インターネットを介して外部装置３００との間で通信することもできる。
【0091】
（制御部１４０の機能構成例）
図８は、制御部１４０の機能構成の一例を説明するブロック図である。制御部１４０は、可変部４０１と、回転制御部４０２と、発光制御部４０３と、距離情報取得部４０４と、選択部４０５と、出力部４０６と、を有する。回転制御部４０２は、第１軸回転制御部４２１と、第２軸回転制御部４２２と、停止制御部４２３と、を有する。
図８は、制御部１４０の機能構成の一例を説明するブロック図である。制御部１４０は、可変部４０１と、回転制御部４０２と、発光制御部４０３と、距離情報取得部４０４と、選択部４０５と、出力部４０６と、を有する。回転制御部４０２は、第１軸回転制御部４２１と、第２軸回転制御部４２２と、停止制御部４２３と、を有する。
【0092】
可変部４０１、回転制御部４０２、発光制御部４０３、距離情報取得部４０４および選択部４０５の各機能は、ＦＰＧＡ１４４等の電子回路により実現される。あるいは、これら各機能の少なくとも一部は、ＣＰＵ１４１がＲＯＭ１４２に格納されたプログラムに規定された処理を実行することにより実現されてもよい。これら各機能の少なくとも一部は、複数の回路または複数のソフトウェアによって実現されてもよい。また、これら各機能の少なくとも一部は、外部装置３００等の制御部１４０以外の構成部により実現されてもよいし、制御部１４０と制御部１４０以外の構成部との分散処理により実現されてもよい。出力部４０６の機能は、通信Ｉ／Ｆ１４７等により実現される。
【0093】
可変部４０１は、以下の式（１）および式（２）における定数αを変更することにより、回転ステージ１０の第２周波数ｆｈを変化させる。
ｆｈ＝Ｍ×ｆｖ／（Ｎ＋α） ・・・（１）
０＜｜α｜＜１ ・・・（２）
式（１）において、Ｎは、回転ステージ１０の１回転中に第１軸Ａ１と交差する方向に走査される５つの走査光Ｌ２によって形成される走査線の数を表す。ｆｖは第１周波数を表す。Ｍは、回転反射体５の一回転周期中に、第１方向に走査される５つの走査光Ｌ２によって形成される走査線の数を表す。ｍ面の回転反射体５であればＭ＝ｍである。回転反射体５に代えて揺動ミラー（往復ミラー）を用いる場合にはＭ＝２となる。
ｆｈ＝Ｍ×ｆｖ／（Ｎ＋α） ・・・（１）
０＜｜α｜＜１ ・・・（２）
式（１）において、Ｎは、回転ステージ１０の１回転中に第１軸Ａ１と交差する方向に走査される５つの走査光Ｌ２によって形成される走査線の数を表す。ｆｖは第１周波数を表す。Ｍは、回転反射体５の一回転周期中に、第１方向に走査される５つの走査光Ｌ２によって形成される走査線の数を表す。ｍ面の回転反射体５であればＭ＝ｍである。回転反射体５に代えて揺動ミラー（往復ミラー）を用いる場合にはＭ＝２となる。
【0094】
可変部４０１は、測距装置１００に設けられた操作部等の外部からの設定入力情報Ｓｅに応じて定数αを変更することができる。
【0095】
第１軸回転制御部４２１は、給電部１５５に給電制御信号Ｓｔを出力し、給電部１５５から第１軸モータ１５１への給電を開始させることにより、第１軸モータ１５１に回転を開始させる。また第１軸回転制御部４２１は、給電部１５５に給電制御信号Ｓｔを出力し、給電部１５５から第１軸モータ１５１への給電を停止させることにより、第１軸モータ１５１に回転を停止させる。第１軸回転制御部４２１は、第１軸モータ１５１の回転の開始および停止のみを制御し、第１軸モータ１５１の回転速度等の制御は行わない。
【0096】
第２軸回転制御部４２２は、同期検出部１５３からの同期信号Ｓｎと、第２軸エンコーダ１７２からの第２角度検出信号Ｅｎ２と、に基づき、第２軸ドライバ基板１７３を用いて回転ステージ１０の回転を制御する。
【0097】
停止制御部４２３は、同期検出部１５３から所定期間、同期信号Ｓｎが出力されない場合に、第２軸モータ１５２による回転ステージ１０の回転を停止させる。
【0098】
発光制御部４０３は、発光部基板１１１を用いて光源３に発光制御信号Ｄｒ１を出力することにより、光源３の発光を制御する。また発光制御部４０３は、光源３が発光した時刻に対応する発光時刻情報ｔ１を距離情報取得部４０４に出力する。
【0099】
距離情報取得部４０４は、走査光Ｌ２が物体２００により反射または散乱された後、５つの受光部８により受光される５つの戻り光Ｒに基づいて、物体２００との間の距離に関する情報である距離情報Ｄｔを演算により取得する。距離情報取得部４０４は、光源３により光Ｌ０が発せられた発光時刻情報ｔ１を発光制御部４０３から入力する。また距離情報取得部４０４は、受光部基板１１４を介して、５つの受光部８から、５つの受光部８に対応する５つの受光信号Ｓを入力し、５つの受光信号Ｓに基づき５つの受光時刻情報ｔ２を取得する。距離情報取得部４０４は、ＴＯＦの原理に基づき、以下の式（３）を演算することによって５つの距離情報Ｄｔを取得できる。
Ｄｔ（ｎ）＝ｃ×Δｔ（ｎ）／２ ・・・（３）
Ｄｔ（ｎ）＝ｃ×Δｔ（ｎ）／２ ・・・（３）
【0100】
（３）式において、ｎは、分割光Ｌ１１～Ｌ１５それぞれに対応する自然数である。例えば、Ｄｔ（１）は分割光Ｌ１１に基づき得られる距離情報、Ｄｔ（２）は分割光Ｌ１２に基づき得られる距離情報、Ｄｔ（３）は分割光Ｌ１３に基づき得られる距離情報、Ｄｔ（４）は分割光Ｌ１４に基づき得られる距離情報、Ｄｔ（５）は分割光Ｌ１５に基づき得られる距離情報である。ｃは光速（約３×１０８ｍ／ｓ）を表す。Δｔは、発光時刻と受光時刻との間の時間差である。Δｔ（ｎ）は、分割光Ｌ１１～Ｌ１５それぞれに対応する時間差である。
【0101】
分割光Ｌ１１～Ｌ１５は、光源３から同時に発せられた光Ｌ０を分割したものであるため、発光時刻はいずれも等しい。一方、分割光Ｌ１１～Ｌ１５に基づく５つの戻り光Ｒそれぞれの受光時刻は異なる。距離情報取得部４０４は、分割光Ｌ１１～Ｌ１５それぞれに基づく距離情報Ｄｔｎを並行して演算により取得する。距離情報取得部４０４は、演算により取得した５つの距離情報Ｄｔを選択部４０５に出力する。
【0102】
選択部４０５は、５つの距離情報Ｄｔを属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、距離情報Ｄｔの数が最少である最少グループに属する距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを選択する。選択部４０５は、選択した距離情報Ｄｔを出力部４０６に出力する。
【0103】
出力部４０６は、選択部４０５により選択された距離情報Ｄｔを外部装置３００に出力する。
【0104】
測距装置１００による距離測定方式は、ＴＯＦ方式に限定されるものではない。例えば測距装置１００は、振幅変調したレーザ光を物体に照射し、物体で反射または散乱された戻り光と照射したレーザ光との位相差に基づき、距離情報を取得する位相差検出方式等を用いてもよい。
【0105】
＜制御部１４０による処理例＞
図９は、制御部１４０による処理の一例を示すフローチャートである。制御部１４０は、測距装置１００に電源が投入され、測距装置１００が起動されたタイミングで図９の処理を開始する。
図９は、制御部１４０による処理の一例を示すフローチャートである。制御部１４０は、測距装置１００に電源が投入され、測距装置１００が起動されたタイミングで図９の処理を開始する。
【0106】
まず、ステップＳ９１において、制御部１４０は、可変部４０１により走査線間隔またはリフレッシュレートを変更するか否かを判定する。例えば可変部４０１は、測距装置１００の操作部を用いた測距装置１００の操作者による設定入力に基づき、走査線間隔またはリフレッシュレートを変更するか否かを判定できる。
【0107】
ステップＳ９１において、変更しないと判定された場合には（ステップＳ９１、ＮＯ）、制御部１４０は、ステップＳ９４に処理を移行する。一方、変更すると判定された場合には（ステップＳ９１、ＹＥＳ）、制御部１４０は、ステップＳ９２において、可変部４０１により、設定入力情報Ｓｅを受け付ける。
【0108】
続いて、ステップＳ９３において、制御部１４０は、可変部４０１により設定入力情報Ｓｅに応じて定数αを変更する。これにより、上記（１）式に応じて、第２周波数ｆｈが変化し、走査線間隔およびリフレッシュレートが変更される。
【0109】
続いて、ステップＳ９４において、制御部１４０は、第１軸回転制御部４２１により、給電部１５５から第１軸モータ１５１への給電を開始する。第１軸モータ１５１は、給電部１５５による給電開始に応じて回転を開始することにより、回転反射体５の回転を開始させる。
【0110】
続いて、ステップＳ９５において、制御部１４０は、第２軸回転制御部４２２により、同期検出部１５３からの同期信号Ｓｎと、第２軸エンコーダ１７２からの第２角度検出信号Ｅｎ２と、に基づき、回転ステージ１０の回転を開始させる。以降、回転ステージ１０は、第２軸回転制御部４２２による制御下において回転を続ける。
【0111】
続いて、ステップＳ９６において、制御部１４０は、発光制御部４０３により、光源３に発光制御信号Ｄｒ１を出力することによって、光源３に光Ｌ０を発光させる。また発光制御部４０３は、光源３の発光時刻情報ｔ１を距離情報取得部４０４に出力する。
【0112】
続いて、ステップＳ９７において、制御部１４０は、５つの走査光Ｌ２に由来する戻り光Ｒに基づき５つの受光部８から出力される５つの受光信号Ｓを入力する。
【0113】
続いて、ステップＳ９８において、制御部１４０は、距離情報取得部４０４により、受光信号Ｓに基づく戻り光Ｒの受光時刻情報ｔ２と、光源３の発光時刻情報ｔ１と、に基づいて５つの距離情報Ｄｔを演算により取得する。距離情報取得部４０４は、取得した５つの距離情報Ｄｔを選択部４０５に出力する。
【0114】
続いて、ステップＳ９９において、制御部１４０は、５つの距離情報Ｄｔを属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、距離情報Ｄｔの数が最少である最少グループに属する距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを選択する。選択部４０５は、選択した距離情報Ｄｔを出力部４０６に出力する。
【0115】
続いて、ステップＳ１００において、制御部１４０は、選択部４０５により選択された距離情報Ｄｔを、出力部４０６により外部装置３００に出力する。
【0116】
続いて、ステップＳ１０１において、制御部１４０は、停止制御部４２３により、同期検出部１５３からの同期信号Ｓｎが出力されない期間が所定の期間閾値以下であるか否かを判定する。
【0117】
ステップＳ１０１において、期間閾値以下ではないと判定された場合には（ステップＳ１０１、ＮＯ）、制御部１４０は、ステップＳ１０３に処理を移行する。一方、期間閾値以下であると判定された場合には（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、制御部１４０は、ステップＳ１０２において、測距装置１００による測距を終了するか否かを判定する。例えば、制御部１４０は、測距装置１００の操作部を用いた操作者の操作入力に基づき測距を終了するか否かを判定できる。
【0118】
ステップＳ１０２において、終了しないと判定した場合には（ステップＳ１０２、ＮＯ）、制御部１４０は、ステップＳ９６以降の処理を再度行う。一方、終了すると判定した場合には（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部１４０は、ステップＳ１０３において、第２軸回転制御部４２２により回転ステージ１０の回転を停止させるとともに、発光制御部４０３により光源３の発光を停止させる。
【0119】
続いて、ステップＳ１０４において、制御部１４０は、第１軸回転制御部４２１により、給電部１５５から第１軸モータ１５１への給電を停止させることにより、第１軸モータ１５１に回転を停止させる。第１軸モータ１５１は、給電部１５５による給電停止に応答して回転を停止し、回転反射体５の回転を停止させる。
【0120】
以上のようにして、制御部１４０は、測距装置１００による測距動作を制御できる。
【0121】
＜マルチエコー現象＞
次に、図１０および図１１を参照して、マルチエコー現象について説明する。図１０は、マルチエコー現象を説明する図である。図１１は、マルチエコー現象における受光信号の一例を示す図である。
次に、図１０および図１１を参照して、マルチエコー現象について説明する。図１０は、マルチエコー現象を説明する図である。図１１は、マルチエコー現象における受光信号の一例を示す図である。
【0122】
マルチエコー現象とは、測距装置において、１回の光の照射に対し、複数の戻り光が得られる現象をいう。マルチエコー現象が生じる状況には、測距対象の物体と測距装置との間に以下の（１）～（３）に示す非測距対象の物体が存在する状況が考えられる。本実施形態は、以下（１）～（３）のうちの（１）の状況に適用できる。
（１）ほこり、水滴等の微小物体
（２）パイプ等の細長い物体
（３）ガラスや樹脂板等の可視光に対して透光性を有する板状物体
（１）ほこり、水滴等の微小物体
（２）パイプ等の細長い物体
（３）ガラスや樹脂板等の可視光に対して透光性を有する板状物体
【0123】
非測距対象の物体が測距対象の物体と測距装置との間に存在すると、測距装置からの１回の照射光のうちの一部が非測距対象の物体によって反射または散乱されて戻り光となる。なお、照射光のうちの一部は、照射光の光強度のうちの一部を指す。一方、測距装置から１回の照射光のうちの他の一部は、非測距対象の物体により反射または散乱されずに進行し、非測距対象の物体よりも遠くに位置する測距対象の物体によって反射または散乱されて戻り光となる。マルチエコー現象では、例えばこのようにして複数の戻り光が得られる。
【0124】
図１０において、物体２００は測距対象となる物体である。測距装置１００と物体２００との間には、非測距対象のほこり２０１および水滴２０２が存在している。戻り光Ｒｓは、１回の照射光Ｌ０のうちの一部がほこり２０１または水滴２０２により反射または散乱された光である。戻り光Ｒは、１回の照射光Ｌ０のうちの他の一部が物体２００により反射または散乱された光である。
【0125】
マルチエコー現象が生じると、測距装置１００では、例えば図１１に示す受光信号が得られる。図１１は、時間軸を受光信号が出力された時刻を、時間軸を用いて示している。時刻ｔ０は、照射光Ｌ０が発せられた時刻である。時刻ｔ１は、非測距対象のほこり２０１または水滴２０２からの戻り光Ｒｓに基づく受光信号Ｓｓが出力された時刻である。時刻ｔ２は、測距対象である物体２００からの戻り光Ｒに基づく受光信号Ｓが出力された時刻である。
【0126】
物体２００は、ほこり２０１および水滴２０２よりも遠くに位置するため、受光信号Ｓｓが得られる時刻と受光信号Ｓが得られる時刻との間において時間差が生じる。この時間差の期間が測距装置１００における受光信号のサンプリング周期の期間よりも長い場合には、測距装置１００では、受光信号Ｓｓに対応する距離情報Ｄｔと、受光信号Ｓに対応する距離情報Ｄｔと、が取得される。
【0127】
ほこり２０１および水滴２０２は非測距対象であるため、受光信号Ｓｓに対応する距離情報Ｄｔは不要な距離情報となる。測距装置１００と物体２００との間に非測距対象の物体が複数存在し、複数の非測距対象の物体それぞれから戻り光があると、戻り光の数に応じて複数の受光信号が得られ、不要な距離情報がその分多くなる。不要な距離情報は、測距装置１００や、測距装置１００から距離情報Ｄｔを受け取る外部装置３００等において、処理負荷および処理時間を無駄に増大させる場合がある。また、例えば測距装置１００による距離情報に基づきロボット等を制御する場合には、不要な距離情報があると、ロボット等に不要な動作をさせる場合がある。
【0128】
マルチエコー現象に伴う上記の処理負荷および処理時間の増大、またはロボット等の不要な動作を低減するために、例えば１回の光の照射により得られた複数の受光信号のうち、予め定められた数の受光信号に基づく距離情報のみを測距装置が出力することも考えられる。しかしながら、この方法では、測距対象となる物体に対する距離情報が出力されず、必要な距離情報が欠落する場合がある。
【0129】
＜制御部１４０による選択処理例＞
本実施形態では、図８に示した制御部１４０によって、非測距対象の物体からの戻り光Ｒｓに基づく距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを５つの距離情報Ｄｔの中から選択して出力することにより、不要な距離情報を低減することができる。
本実施形態では、図８に示した制御部１４０によって、非測距対象の物体からの戻り光Ｒｓに基づく距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを５つの距離情報Ｄｔの中から選択して出力することにより、不要な距離情報を低減することができる。
【0130】
（第１例）
図１２および図１３は、実施形態に係る制御部１４０による選択処理の第１例を説明する図である。選択処理の第１例は、測距対象の物体と測距装置１００との間にほこりや水滴等の非測距対象の物体が存在する状況、すなわち、非測距対象の物体が測距対象の物体よりも測距装置１００の近くに位置する状況におけるものである。
図１２および図１３は、実施形態に係る制御部１４０による選択処理の第１例を説明する図である。選択処理の第１例は、測距対象の物体と測距装置１００との間にほこりや水滴等の非測距対象の物体が存在する状況、すなわち、非測距対象の物体が測距対象の物体よりも測距装置１００の近くに位置する状況におけるものである。
【0131】
図１２は、５つの受光部８から受光信号Ｓ１'および受光信号Ｓ１～Ｓ５が出力された時刻を、時間軸を用いて示している。受光信号Ｓ１'および受光信号Ｓ１は分割光Ｌ１１に由来して受光部８１から出力されたものである。受光信号Ｓ２は分割光Ｌ１２に由来して受光部８２から出力されたものである。受光信号Ｓ３は分割光Ｌ１３に由来して受光部８３から出力されたものである。受光信号Ｓ４は分割光Ｌ１４に由来して受光部８４から出力されたものである。受光信号Ｓ５は分割光Ｌ１５に由来して受光部８５から出力されたものである。期間Ｔ０は、測距装置１００による１回の走査光Ｌ２の照射に対応した受光信号Ｓが得られる期間である。
【0132】
受光信号Ｓ１'は、非測距対象の物体からの戻り光の受光信号に対応する。受光信号Ｓ１～Ｓ５は、同じ測距対象の物体からの戻り光の受光信号に対応する。同じ物体からの戻り光の受光信号は、ほぼ同じ時刻に得られるため、受光信号Ｓ１～Ｓ５は互いに近い時刻に得られている。一方、非測距対象の物体からの戻り光の受光信号Ｓ１'は、受光信号Ｓ１～Ｓ５よりも早い時刻に得られている。
【0133】
図１３は、図１２の受光信号Ｓ１'および受光信号Ｓ１～Ｓ５に基づく距離情報Ｄｔを、距離軸を用いて示している。距離情報Ｄｔ（１）'は受光信号Ｓ１から、距離情報Ｄｔ（１）は受光信号Ｓ１から、それぞれ得られた距離情報である。距離情報Ｄｔ（２）は受光信号Ｓ２から、距離情報Ｄｔ（３）は受光信号Ｓ３から、距離情報Ｄｔ（４）は受光信号Ｓ４から、距離情報Ｄｔ（５）は受光信号Ｓ５から、それぞれ得られた距離情報である。
【0134】
受光信号Ｓ１'および受光信号Ｓ１～Ｓ５に対応して、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）同士は互いに近い距離となり、距離情報Ｄｔ（１）'は距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）の距離よりも短い距離となっている。
【0135】
制御部１４０における選択部４０５は、複数の距離情報に対応する距離情報Ｄｔ（１）'および距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）を、属性に応じてグループ分けする。例えば属性は、距離に基づく属性である。選択部４０５は、距離情報Ｄｔ同士の距離の差が第１閾値ｔｈ１よりも長い場合に、この距離情報Ｄｔ同士が異なるグループとなるように、距離情報Ｄｔ（１）'および距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）をグループ分けする。
【0136】
図１３では、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）のそれぞれ同士の距離の差（例えば距離情報Ｄｔ（１）および距離情報Ｄｔ（２）同士の距離の差ΔＤ１）は、第１閾値ｔｈ１以下であるため、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）は同じグループである第１グループＧ１に属する。一方、距離情報Ｄｔ（１）'と距離情報Ｄｔ（１）の距離の差ΔＤ２は、第１閾値ｔｈ１よりも長いため、距離情報Ｄｔ（１）'は第１グループＧ１とは異なる第２グループＧ２に属する。このようにして選択部４０５は、距離情報Ｄｔ（１）'および距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）を、第１グループＧ１および第２グループＧ２の２つのグループにグループ分けできる。
【0137】
選択部４０５は、２つのグループのうち、距離情報Ｄｔの数が最少である最少グループに属する距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを選択する。第１グループＧ１に属する距離情報Ｄｔの数は５つである。第２グループＧ２に属する距離情報Ｄｔの数は１つである。従って、第２グループが最少グループに該当する。選択部４０５は、第２グループＧ２に属する距離情報Ｄｔ（１）'以外の距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）を選択することができる。
【0138】
測距装置１００は、選択部４０５による上記処理により、非測距対象の物体からの戻り光に基づいて得られる不要な距離情報Ｄｔ（１）'を排除できる。換言すると、本実施形態では、不要な距離情報を低減可能な測距装置１００を提供できる。
【0139】
また、本実施形態では、選択部４０５は、距離が短い順に並べられた距離情報Ｄｔ（１）'および距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）のうち、距離が一番短い距離情報Ｄｔと二番目に短い距離情報Ｄｔとの差が第１閾値ｔｈ１よりも長い場合に、距離が一番短い距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを選択してもよい。
【0140】
例えば、距離情報Ｄｔ（１）'が１ｍ、距離情報Ｄｔ（１）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（２）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（３）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（４）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（５）が３ｍであったとする。選択部４０５は、距離情報Ｄｔ（１）'および距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）を距離が短い順に並べる。そして、選択部４０５は、距離が一番短い距離情報Ｄｔ（１）'と二番目に短い距離情報Ｄｔ（１）との差が第１閾値ｔｈ１よりも長い場合に、距離が一番短い距離情報Ｄｔ（１）'以外の距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）を選択する。これにより、測距装置１００は、非測距対象の物体からの戻り光に基づいて得られる不要な距離情報Ｄｔ（１）'を排除し、不要な距離情報を低減できる。
【0141】
また、本実施形態では、選択部４０５は、距離情報Ｄｔ（１）'および距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）等の複数の距離情報Ｄｔそれぞれの距離が第２閾値ｔｈ２以下である場合に、距離情報Ｄｔを選択してもよい。
【0142】
ここで、図１に示した光分割部材４１により分割した５つの光Ｌ１同士の間には角度が付与される。このため、測距装置１００から遠ざかるにつれ、５つの光Ｌ１同士の間の距離は長くなる。５つの光Ｌ１同士の間の距離が長くなると、５つの光Ｌ１のそれぞれが、異なる測距対象の物体によって反射または散乱されて戻り光が得られる場合がある。この場合には、最少グループに属する距離情報Ｄｔが不要な距離情報であるとは限らないため、上述した選択部４０５による選択処理は実行されなくてもよくなる。測距装置１００は、複数の距離情報Ｄｔのそれぞれの距離が第２閾値ｔｈ２以下である場合に選択部４０５による処理を実行することにより、最少グループに属する距離情報Ｄｔが不要な距離情報であるとは限らない場合には、選択部４０５による処理を実行しないようにすることができる。
【0143】
ここで、例えば、測距装置１００が搭載されたロボットが測距対象としての人を認識して回避行動をとる利用シーンにおける第２閾値ｔｈ２の決定方法を説明する。横から見たときの人の幅を０．２ｍ、光分割部材４１による分割角度（回折角）を２°とすると、測距装置１００からの距離が５．７ｍ以下の位置では、光分割部材４１により分割された複数の光Ｌ１のうちの２つ以上の光が測距対象である人に照射される。この場合には、最少グループに属する距離情報Ｄｔが不要な距離情報となる。一方、測距装置１００からの距離が５．７ｍよりも長い位置では、光分割部材４１により分割された複数の光のうちの１つの光だけが測距対象である人に照射される。この場合には、最少グループに属する距離情報Ｄｔが不要な距離情報であるとは限らない。従って、横から見たときの人の幅を０．２ｍ、光分割部材４１による分割角度（回折角）を２°とする条件では、第２閾値ｔｈ２は５．７ｍと決定される。
【0144】
（第２例）
図１４および図１５は、実施形態に係る制御部１４０による選択処理の第２例を説明する図である。マルチエコー現象は、非測距対象の物体が測距装置１００と測距対象の物体との間に存在する状況に限らず、測距対象の物体が測距装置１００と非測距対象の物体との間に存在する状況にも発生する。選択処理の第２例は、ほこりや水滴等の非測距対象の物体と測距装置１００との間に測距対象の物体が存在する状況、すなわち、測距対象の物体が非測距対象の物体よりも測距装置１００の近くに位置する状況におけるものである。
図１４および図１５は、実施形態に係る制御部１４０による選択処理の第２例を説明する図である。マルチエコー現象は、非測距対象の物体が測距装置１００と測距対象の物体との間に存在する状況に限らず、測距対象の物体が測距装置１００と非測距対象の物体との間に存在する状況にも発生する。選択処理の第２例は、ほこりや水滴等の非測距対象の物体と測距装置１００との間に測距対象の物体が存在する状況、すなわち、測距対象の物体が非測距対象の物体よりも測距装置１００の近くに位置する状況におけるものである。
【0145】
図１４は、５つの受光部８から受光信号Ｓ１～Ｓ５および受光信号Ｓ５'が出力された時刻を、時間軸を用いて示している。受光信号Ｓ１は分割光Ｌ１１に由来して受光部８１から出力されたものである。受光信号Ｓ２は分割光Ｌ１２に由来して受光部８２から出力されたものである。受光信号Ｓ３は分割光Ｌ１３に由来して受光部８３から出力されたものである。受光信号Ｓ４は分割光Ｌ１４に由来して受光部８４から出力されたものである。受光信号Ｓ５および受光信号Ｓ５'は、分割光Ｌ１５に由来して受光部８５から出力されたものである。期間Ｔ０は、測距装置１００による１回の走査光Ｌ２の照射に対応した受光信号Ｓが得られる期間である。
【0146】
受光信号Ｓ１～Ｓ５は、測距対象の物体からの戻り光の受光信号に対応し、受光信号Ｓ５'は、非測距対象の物体からの戻り光の受光信号に対応する。同じ物体からの戻り光の受光信号は、ほぼ同じ時刻に得られるため、同じ測距対象の物体からの戻り光の受光信号Ｓ１～Ｓ５は互いに近い時刻に得られている。一方、非測距対象の物体からの戻り光の受光信号Ｓ５'は、受光信号Ｓ１～Ｓ５よりも遅い時刻に得られている。
【0147】
図１５は、図１４の受光信号Ｓ１～Ｓ５および受光信号Ｓ５'に基づく距離情報Ｄｔを、距離軸を用いて示している。距離情報Ｄｔ（１）は受光信号Ｓ１から、距離情報Ｄｔ（２）は受光信号Ｓ２から、距離情報Ｄｔ（３）は受光信号Ｓ３から、距離情報Ｄｔ（４）は受光信号Ｓ４から、それぞれ得られた距離情報である。距離情報Ｄｔ（５）'は受光信号Ｓ５から、距離情報Ｄｔ（５）は受光信号Ｓ５'から、それぞれ得られた距離情報である。
【0148】
受光信号Ｓ１～Ｓ５および受光信号Ｓ５'に対応して、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）同士は、互いに近い距離となり、距離情報Ｄｔ（５）'は、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）の距離よりも短い距離となっている。
【0149】
制御部１４０における選択部４０５は、複数の距離情報に対応する距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）および距離情報Ｄｔ（１）'を属性に応じてグループ分けする。例えば属性は、距離に基づく属性である。図１５では、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）のそれぞれ同士の距離の差（例えば距離情報Ｄｔ（４）および距離情報Ｄｔ（５）同士の距離の差ΔＤ１）は、第１閾値ｔｈ１以下であるため、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）は同じグループである第３グループＧ３に属する。一方、距離情報Ｄｔ（５）'と距離情報Ｄｔ（５）の距離の差ΔＤ２は、第１閾値ｔｈ１よりも長いため、距離情報Ｄｔ（５）'は第３グループＧ３とは異なる第４グループＧ４に属する。このようにして選択部４０５は、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）および距離情報Ｄｔ（５）'を、第３グループＧ３および第４グループＧ４の２つのグループにグループ分けできる。
【0150】
選択部４０５は、２つのグループのうち、距離情報Ｄｔの数が最少である最少グループに属する距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを選択する。第３グループＧ３に属する距離情報Ｄｔの数は５つである。第４グループＧ１に属する距離情報Ｄｔの数は１つである。従って、第４グループが最少グループに該当する。選択部４０５は、第４グループＧ４に属する距離情報Ｄｔ（５）'以外の距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）を選択することができる。
【0151】
測距装置１００は、選択部４０５による上記処理により、非測距対象の物体からの戻り光に基づいて得られる不要な距離情報Ｄｔ（５）'を排除できる。換言すると、本実施形態では、不要な距離情報を低減可能な測距装置１００を提供できる。
【0152】
選択部４０５は、距離が長い順に並べられた距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）および距離情報Ｄｔ（５）'のうち、距離が一番長い距離情報Ｄｔと二番目に短い距離情報Ｄｔとの差が第１閾値ｔｈ１よりも長い場合に、距離が一番長い距離情報Ｄｔ以外の距離情報Ｄｔを選択してもよい。
【0153】
例えば、距離情報Ｄｔ（１）'が３ｍ、距離情報Ｄｔ（１）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（２）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（３）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（４）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（５）が３ｍ、距離情報Ｄｔ（５）'が５ｍであったとする。選択部４０５は、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）および距離情報Ｄｔ（５）'を距離が長い順に並べる。そして、選択部４０５は、距離が一番長い距離情報Ｄｔ（５）'と二番目に短い距離情報Ｄｔ（５）との差が第１閾値ｔｈ１よりも長い場合に、距離が一番長い距離情報Ｄｔ（５）'以外の距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）を選択する。これにより、測距装置１００は、非測距対象の物体からの戻り光に基づいて得られる不要な距離情報Ｄｔ（１）'を排除し、不要な距離情報を低減できる。
【0154】
第１例と同様に第２例においても、選択部４０５は、距離情報Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）および距離情報Ｄｔ（５）'等の複数の距離情報Ｄｔそれぞれの距離が第２閾値ｔｈ２以下である場合に、距離情報Ｄｔを選択してもよい。
【0155】
上述した第１例および第２例では、最少グループに含まれる距離情報Ｄｔが１つである例を示したが、最少グループに含まれる距離情報Ｄｔが２つ以上であってもよい。また第１例および第２例では、グループの数が２つである例を示したが、グループの数は３以上であってもよい。また、グループ分けの際に用いる属性は、距離に基づく属性に限らず、戻り光の光強度等であってもよい。
【0156】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形または変更が可能である。
【0157】
実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係をこれに限定するものではない。
【0158】
実施形態に係る測距装置および測距システムは、サービスロボットに限らず、自動車、飛行体等の移動体に搭載され、移動体の周囲に存在する物体を認識する用途等において使用可能である。
【0159】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 光源からの光を複数の光に分割する光分割部材と、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する複数の受光部と、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する制御部と、を有する、測距装置である。
＜２＞ 前記属性は、距離に基づく属性であり、前記制御部は、前記距離情報同士の距離の差が第１閾値よりも長い場合に、前記距離情報同士が異なるグループとなるように、前記複数の距離情報をグループ分けする、前記＜１＞に記載の測距装置である。
＜３＞ 前記属性は、距離に基づく属性であり、前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた前記複数の距離情報のうち、距離が一番短い前記距離情報と二番目に短い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番短い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、前記＜１＞または前記＜２＞に記載の測距装置である。
＜４＞ 前記属性は、距離に基づく属性であり、前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた複数の前記距離情報のうち、距離が一番長い前記距離情報と二番目に長い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番長い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、前記＜１＞から前記＜３＞のいずれか１つに記載の測距装置である。
＜５＞ 前記制御部は、前記複数の距離情報におけるそれぞれの距離が第２閾値以下である場合に、前記距離情報を選択して出力する、前記＜１＞から前記＜４＞のいずれか１つに記載の測距装置である。
＜６＞ 測距装置による測距方法であって、光分割部材により、光源からの光を複数の光に分割し、複数の受光部により、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する物体からの戻り光を受光し、前記複数の受光部のそれぞれが受光信号を出力し、制御部により、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、測距方法である。
＜１＞ 光源からの光を複数の光に分割する光分割部材と、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する、物体からの戻り光を受光し、それぞれが受光信号を出力する複数の受光部と、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する制御部と、を有する、測距装置である。
＜２＞ 前記属性は、距離に基づく属性であり、前記制御部は、前記距離情報同士の距離の差が第１閾値よりも長い場合に、前記距離情報同士が異なるグループとなるように、前記複数の距離情報をグループ分けする、前記＜１＞に記載の測距装置である。
＜３＞ 前記属性は、距離に基づく属性であり、前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた前記複数の距離情報のうち、距離が一番短い前記距離情報と二番目に短い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番短い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、前記＜１＞または前記＜２＞に記載の測距装置である。
＜４＞ 前記属性は、距離に基づく属性であり、前記制御部は、距離が短い順または長い順のどちらか一方に並べられた複数の前記距離情報のうち、距離が一番長い前記距離情報と二番目に長い前記距離情報との差が第１閾値よりも長い場合に、距離が一番長い前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、前記＜１＞から前記＜３＞のいずれか１つに記載の測距装置である。
＜５＞ 前記制御部は、前記複数の距離情報におけるそれぞれの距離が第２閾値以下である場合に、前記距離情報を選択して出力する、前記＜１＞から前記＜４＞のいずれか１つに記載の測距装置である。
＜６＞ 測距装置による測距方法であって、光分割部材により、光源からの光を複数の光に分割し、複数の受光部により、前記光分割部材により分割された前記複数の光に由来する物体からの戻り光を受光し、前記複数の受光部のそれぞれが受光信号を出力し、制御部により、前記複数の受光部のそれぞれから出力される前記受光信号に基づいて前記物体との間の複数の距離情報を取得し、前記複数の距離情報を属性に応じてグループ分けした複数のグループのうち、前記距離情報の数が最少である最少グループに属する前記距離情報以外の前記距離情報を選択して出力する、測距方法である。
【符号の説明】
【0160】
１…台部、２…保持部、３…光源、４…第１レンズ、５…回転反射体、６…穴あきミラー、７…第２レンズ、８…５つの受光部、８１、８２、８３、８４、８５…受光部、９…イケール、１０…回転ステージ、１０ａ…回転部、１０ｂ…固定部、１１…結合部材、２１…天井パネル、２２…背面パネル、３１…発光部ホルダ、４０…第１レンズホルダ、４１…光分割部材、５１…光反射面、６１…貫通孔、６２…ミラー面、６３…支持部材、７１…第２レンズホルダ、９０…第１方向、９１…基板、１００…測距装置、１０１…載置面、１０２…ベアリング、１０３…マグネット、１０４…モータコア、１１０…受発光部、１１２…発光ブロック、１１３…受光ブロック、１１４…受光部基板、１２０…走査部、１３０…出射窓、１４０…制御部、４０１…可変部、４０２…回転制御部、４０３…発光制御部、４０４…距離情報取得部、４０５…選択部、４０６…出力部、４２１…第１軸回転制御部、４２２…第２軸回転制御部、４２３…停止制御部、１５０…駆動制御部、１５１…第１軸モータ、１５２…第２軸モータ、１５３…同期検出部、１５５…給電部、１６３…第１軸ドライバ基板、１７２…第２軸エンコーダ、１７３…第２軸ドライバ基板、２００…物体、２０１…ほこり、２０２…水滴、３００…外部装置、５３１…第１軸エンコーダ、５３２…周期光発光部、５３２ａ…発光基板、５３３…周期光受光部、５３３ａ…受光基板、５５１…発電コイル、５５２…給電コイル、Ａ１…第１軸、Ａ１１…第１軸回転方向、Ａ２…第２軸、Ａ２１…第２軸回転方向、Ｌ０…光、Ｌ１…複数の光、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５…分割光、Ｌ２…走査光、Ｒ、Ｒｓ…戻り光、Ｄｒ１…発光制御信号、Ｄｒ２…第２軸制御信号、Ｃｔ…測距制御信号、Ｄｔ、Ｄｔ（１）～Ｄｔ（５）、Ｄｔ（１）'、Ｄｔ（５）'…距離情報、Ｓ、Ｓｓ、Ｓ１～Ｓ５、Ｓ１'、Ｓ５'…受光信号、Ｓｎ…同期信号、Ｓｔ…給電制御信号、Ｅｎ１…第１角度検出信号、Ｅｎ２…第２角度検出信号、Ｏｐ…パルス光、ｔ０、ｔ１、ｔ２…時刻、Ｇ１～Ｇ４…グループ、ｔｈ１…第１閾値、ｔｈ２…第２閾値、ΔＤ１、ΔＤ２…距離の差、Ｔ０…期間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】