JP2019086403A - 測距装置及び走査装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】仮想面において曲線に沿った走査軌跡で走査する場合に、人や樹木等の対象物を画像処理によって認識する精度を高めることが可能な測距装置及び走査装置の製造方法を提供する【解決手段】反射面を有する反射部材を揺動させることにより走査を行う測距装置である。反射部材は、反射面に非垂直な２つの揺動軸を有している。測距装置は、この２つの揺動軸の周りに反射面を揺動させることにより仮想面を走査する。測距装置は、仮想面において曲線に沿った走査軌跡で走査する場合に、鉛直方向もしくは水平方向の実測データを揃えて対象物までの距離を測定する。【選択図】図１

Description

本発明は、測距装置及び走査装置の製造方法に関する。

測距装置は、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。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。

特開２０１１−０５３１３７号公報

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。

ところで、距離データに基づいて作成された点群画像から人や樹木等の対象物を画像処理によって認識する場合、対象物に対応する点群が鉛直方向、水平方向の両方もしくはいずれかに実測データが揃っている方が画像処理上好ましい。

しかし、例えばリサージュ曲線に沿った走査軌跡で走査する場合、鉛直方向や水平方向に実測データを揃えにくい問題がある。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、曲線に沿った走査軌跡で走査する場合に、人や樹木等の対象物を画像処理によって認識する精度を高めることが可能な測距装置及び走査装置の製造方法を提供すること課題の１つとする。

本願請求項１に記載の測距装置は、投射した光が対象物で反射した反射光を受光して、前記対象物までの距離を測定する測距装置であって、前記光を第１の軸及び第２の軸周りに揺動可能な反射部材で反射させることによる前記光の照射方向が変化する方向である軌跡のうち、１の方向に沿う複数の前記軌跡からなる第１の軌跡群及び、前記複数の第１の軌跡と交差する複数の前記軌跡からなる第２の軌跡群を含む走査軌跡に沿って所定の領域を走査する走査手段を有し、前記第１の軌跡群が鉛直方向、もしくは水平方向に沿うように前記走査手段を配置したことを特徴とする。

本願請求項４に記載の測距装置は、投射した光が対象物で反射した反射光を受光して、前記対象物までの距離を測定する測距装置であって、前記光を第１の軸及び第２の軸周りに揺動可能な反射部材で反射させることによる前記光の照射方向が変化する方向である軌跡のうち、１の方向に沿う複数の軌跡からなる第１の軌跡群及び、前記複数の第１の軌跡と交差する複数の軌跡からなる第２の軌跡群を含む走査軌跡に沿って所定の領域を走査する走査手段と、鉛直方向を検出する検出部と、を有し、前記検出部の検出結果と前記第１の軌跡又は前記第２の軌跡とに基づいて、鉛直方向に対する前記走査軌跡を制御することを特徴とする。

本願請求項６に記載の走査装置の製造方法は、投射光を第１の軸及び第２の軸周りに互いに独立して揺動可能な反射部材で反射させることによる前記光の照射方向が変化する方向である軌跡を、曲線に沿って変化させて走査する走査装置の製造方法であって、前記曲線軌跡の中心付近の交点を構成する一対の交差軌跡のうち、一方の前記軌跡が他方の前記軌跡よりも鉛直方向もしくは水平方向との平行度が高くなるように前記反射部材を配置した工程を含むことを特徴とする。

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１の測距装置に含まれるＭＥＭＳミラー装置の構成を示す平面図である。 図２のＭＥＭＳミラー装置の軸ＡＸを含む平面に沿った断面図である。 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２のＭＥＭＳミラー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ＭＥＭＳミラー装置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２のＭＥＭＳミラー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る。 図２のＭＥＭＳミラー装置の光ビームが照射される態様を示す平面図である。 図８のＭＥＭＳミラー装置の反射面を拡大した平面図である。 図２のＭＥＭＳミラー装置の製造方法を示すフロー図である。 本発明の他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１０の測距装置に含まれるＭＥＭＳミラー装置の構成を示す平面図である。 図１１のＭＥＭＳミラー装置の軸ＡＸを含む平面に沿った断面図である。 図１０の測距装置に含まれる装置角度位置調整部の構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施例である測距装置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１は、本発明の走査装置の一例としてのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー装置１０を含む測距装置１００を示している。

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。

ＭＥＭＳミラー装置１０は、出射光ＥＬの経路上に配されている。ＭＥＭＳミラー装置１０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。

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、電気信号である受信信号を生成可能である。

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１０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１０を制御する。

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。

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２０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。

図２は、ＭＥＭＳミラー装置１０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。

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。

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。

第１の軸ＡＸ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。

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ＡＸ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ＡＸ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ＡＸ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ＡＸ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ＡＸ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ＡＹは、第１の軸ＡＸと直交して交差する。第２の軸ＡＹ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。

２つの第２のトーションバーＴＢ２は、第２の軸ＡＹ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ＡＹ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ＡＹ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ＡＹ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ＡＹは外側可動部１６の揺動軸となる。

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ＡＹ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ＡＹ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ＡＹ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ＡＹ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。

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。

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。

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。

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ＡＸ及び第２の軸ＡＹ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１０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。

図３は、図２のＭＥＭＳミラー装置１０の第１の軸ＡＸ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。

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とによって開口部が形成されている。

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１０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。

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。

図４は、測距装置１００の投光系の動作を示す概念図である。図４において、光源２０とＭＥＭＳミラー装置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ＭＥＭＳミラー装置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ＭＥＭＳミラー装置１０に入射される。ＭＥＭＳミラー装置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。

具体的には、ＭＥＭＳミラー装置１０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１０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。

尚、仮想面Ｒ２において描かれる曲線軌跡は、リサージュ曲線に限られず、例えば仮想面Ｒ２上で一対の曲線の走査軌跡が互いに交わる点を有するものであればよい。本実施例においては、この軌跡をリサージュ軌跡として説明する。

また、図５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ＭＥＭＳミラー装置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。

図６（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。図６（ａ）においては、図６（ｂ）に示す第１駆動コイルＣＬ１に供給される電流と図６（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。

具体的には図中のＡＸ１及びＡＹ１は、第１の軸ＡＸ及び第２の軸ＡＹにそれぞれ対応している。すなわち、ＭＥＭＳミラー装置１０の第１の軸ＡＸの周りの揺動は、仮想面Ｒ２におけるＡＹ１方向の走査位置の変化に対応する。また、ＭＥＭＳミラー装置１０の第２の軸ＡＹの周りの揺動は、仮想面Ｒ２におけるＡＸ１方向の走査位置の変化に対応する。

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

図６（ａ）に示されるリサージュ軌跡は、１の方向に沿う複数の軌跡ＴＲａからなる第１の軌跡群ＴＲ１及び、第１の軌跡群ＴＲ１と交差する複数の軌跡ＴＲｂからなる第２の軌跡群ＴＲ２を含む。

ところで、距離データから生成される点群画像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、対象物ＯＢからの反射光によって得られる点群が鉛直方向、水平方向の両方もしくはいずれかに測距データが揃っている方が画像処理上好ましい。一例として、測距データを鉛直方向に沿うように得るために、図７のように示すような走査軌跡で走査することが好ましい。

図７は、第１の軌跡群ＴＲａが鉛直方向ＶＤに沿うようにリサージュ走査された走査軌跡を示している。第１の軌跡群ＴＲａは、仮想面Ｒ２において示される横軸ＡＸ１と角度θ１をなしている。このような走査軌跡を得るためには、第１の軌跡群ＴＲ１が鉛直方向ＶＤに沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０を配置するとよい。

ＭＥＭＳミラー装置１０を配置する例としては、光源２０から出射された光ビーム、すなわち照射ビームの偏光面が第１の軸ＡＸと角度を持ちかつ、当該偏光面が第２の軸ＡＹと角度を持つように配置することが挙げられる。

ＭＥＭＳミラー装置１０を配置するさらなる例としては、光源２０から出射された照射ビームのファーフィールドパターンの長軸が第１の軸ＡＸと角度を持ちかつ、ファーフィールドパターンの長軸が第２の軸ＡＹと角度を持つように配置することが挙げられる。

図８は、ＭＥＭＳミラー装置１０に光ビームが投射された態様を示す平面図である。図９は、図８のＭＥＭＳミラー装置１０の光反射面ＭＲを拡大した拡大図である。

本実施例においては、一例として図８及び図９に示すように、光源２０から出射された光ビームはレンズ等の光学部材で整形されず、長軸ＭＡと短軸ＭＩを有する楕円状のファーフィールドパターンＦＰの形状で反射面ＭＲに達するとする。尚、光ビームは、反射面ＭＲに達する前にレンズ等の光学部材によって成型されてもよい。すなわち、反射面ＭＲにおける光ビームの形状は楕円状に限定されず、例えば、円状であってもよい。本実施例においては、ファーフィールドパターンＦＰの長軸ＭＡは、鉛直方向ＶＤが沿うように光源２０及びＭＥＭＳミラー装置１０が配置されているものとして説明する。

光源２０及びＭＥＭＳミラー装置１０は、このファーフィールドパターンＦＰの長軸ＭＡが第１の軸ＡＸとなす角度θ２及び長軸ＭＡが第２の軸ＡＹとなす角度θ３をもつように反射面ＭＲに向けて光ビームを出射するように配置されている。

すなわち、図７に示した走査軌跡を得るためには、第１の軌跡群ＴＲａが仮想面Ｒ２において示される横軸ＡＸ１となす角度θ１を適宜調整するとよい。具体的には、第１の軌跡群ＴＲａが仮想面Ｒ２において示される横軸ＡＸ１となす角度θ１と第１の軸ＡＸが鉛直方向ＶＤになす角度θ２とを等しくするとよい。

尚、本図においては、ファーフィールドパターンＦＰの長軸ＭＡは、鉛直方向ＶＤが沿うように光源２０及びＭＥＭＳミラー装置１０が配置されているものとして説明したが、ファーフィールドパターンＦＰの長軸ＭＡ又は偏光面が鉛直方向ＶＤに沿うように光源２０及びＭＥＭＳミラー装置１０が配置されていなくてもよい。この場合、第１の軸ＡＸと鉛直方向ＶＤとがなす角度θ（図示せず）はθ２とは等しくならない。したがって、第１の軌跡群ＴＲａが仮想面Ｒ２において示される横軸ＡＸ１となす角度θ１と第１の軸ＡＸが鉛直方向ＶＤとなす角度θとを等しくするとよい。

尚、ファーフィールドパターンＦＰの長軸ＭＡを鉛直方向ＶＤに沿うように配置する実施例と角度θで配置する実施例とを示したが、ビーム成形をおこなった場合は長軸ＭＡの方向と光ビームの偏光方向は必ずしも一致しない。さらなる実施例として偏光方向を鉛直方向ＶＤに沿うように配置する実施例、角度θで配置する実施例を挙げておく。

尚、ファーフィールドパターンＦＰの長軸ＭＡ、もしくは光ビームの偏光方向を鉛直方向ＶＤに沿うように配置する実施例を挙げたが、水平方向に沿うように配置しても良い。

尚、第１の軌跡群ＴＲａが鉛直方向ＶＤに沿うようにリサージュ走査された走査軌跡について説明したが、この例には限定されず、例えば、第１の軌跡群ＴＲａが水平方向に沿うようにリサージュ走査されてもよいし、第１の軌跡群ＴＲａを任意の角度に沿うようにリサージュ走査されてもよい。

図１０において、走査装置であるＭＥＭＳミラー装置１０の製造方法が示されている。光源２０から投射された光ビームを、仮想面Ｒ２上においてリサージュ曲線に沿った軌跡が描かれるように走査するＭＥＭＳミラー装置１０を用意する（ステップＳ０１）。

仮想面Ｒ２上において描かれるリサージュ曲線軌跡の中心付近の交点を構成する一対の交差軌跡のうち、第１の軌跡群ＴＲ１が第２の軌跡群ＴＲ２よりも鉛直方向ＶＤもしくは水平方向との平行度が高くなるように可動部１４を配置する（ステップＳ０２）。

以上のように、本実施例の測距装置１００によれば、第１の軌跡群ＴＲ１が鉛直方向ＶＤに沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０が配置されていることにより、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。この結果、本実施例の測距装置１００によれば、例えば、画像処理において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は、実施例１の測距装置１００とは第１の軸ＡＸ及び第２の軸ＡＹの両方に直交する第３の軸の周りにＭＥＭＳミラーが回動する機構を備える点で異なる。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。

図１１は、実施例２にかかる測距装置１００の構成を示すブロック図が示されている。図１１において、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａは、出射光ＥＬの経路上に配されている。装置角度位置調整部１８は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａに接続されている。装置角度位置調整部１８は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの全体を回転させることが可能である。

図１２は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの平面図である。実施例２に係るＭＥＭＳミラー装置１０Ａは、保持部１２の構造が実施例１とは異なる。図１３は、図１１のＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第１の軸ＡＸに沿った断面図である。

具体的には、図１３において、第３の軸ＡＺは、第１の軸ＡＸ及び第２の軸ＡＹの双方に直交して交差する。支持部１９は、第３の軸ＡＺ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。

図１４は、装置角度位置調整部１８の構成を示すブロック図である。図１４において、鉛直方向検出部１０１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１０１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１０１は、水平方向を検出してもよい。

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ＡＺ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。

角度検知部１０３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。

制御部１０４は、角度検知部１０３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１０４は、固定部１３を第３の軸ＡＺの周りに回動させて、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＺの周りの角度を調整する。ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＺ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１０１が検出した鉛直方向ＶＤに基づいて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、一方の軌跡が鉛直方向ＶＤに沿うようにするとよい。

具体的には、制御部１０４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１０４は、鉛直方向検出部１０１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ＡＺの周りに回動させてＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＺの周りの角度を調整する。

このＭＥＭＳミラー装置１０Ａの第３の軸ＡＺ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１０３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。

尚、本実施例においては、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、一方の軌跡が鉛直方向ＶＤに沿うようにする例について説明したが、一方の軌跡が水平方向に沿うようにしてもよい。

以上のように、本発明の測距装置１００によれば、第１の軌跡群ＴＲ１が鉛直方向ＶＤ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ＡＺ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ＶＤ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。

実施例３に係る測距装置１００について説明する。実施例３に係る測距装置１００は、実施例２の測距装置１００とは装置角度位置調整部１８がＭＥＭＳミラー１０Ａの温度を制御する温度制御部を備える構成とした点でのみ異なる。

図１５は、温度制御部１０５を備えた装置角度位置調整部のブロック図である。図１５において、温度制御部１０５は、例えば、ペルチェ素子等を用いたペルチェモジュールを用いることができる。

ここで、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの可動部１４の固有の振動数はその温度に応じて変化する。したがって、同一の駆動信号によってＭＥＭＳミラー装置１０Ａの駆動を制御しても、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度変化に伴って走査軌跡が変化することになる。この性質を利用して温度制御部１０５は、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度を制御する。

具体的には、温度制御部１０５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。温度制御部１０５は、仮想面Ｒ２に描かれる第１の軌跡群ＴＲ１が鉛直方向検出部１０１が検出した鉛直方向ＶＤもしくは水平方向に沿うように、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度調整を行う。

以上のように、本実施例の測距装置１００によれば、温度制御部１０５を備えることにより、ＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度を調整することができる。すなわち、仮想面Ｒ２に描かれる第１の軌跡群ＴＲ１が鉛直方向ＶＤもしくは水平方向に沿うようにＭＥＭＳミラー装置１０Ａの温度を調整することができる。これにより、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、本実施例の測距装置１００によれば、例えば、人や樹木等の認識率を高めることが可能となる。

１００ 測距装置
１０，１０Ａ ＭＥＭＳミラー装置
１２ 保持部
１３ 固定部
１５ 内側可動部
１６ 外側可動部
２０ 光源
３０ 受光部
１０１ 鉛直方向検出部
１０３ 角度検知部
１０５ 温度制御部
ＭＲ 光反射面
ＶＤ 鉛直方向
ＴＲ１ 第１の軌跡群
ＴＲ２ 第２の軌跡群
ＡＸ 第１の軸
ＡＹ 第２の軸
ＡＺ 第３の軸
ＦＰ ファーフィールドパターン

Claims (6)

1. 投射した光が対象物で反射した反射光を受光して、前記対象物までの距離を測定する測距装置であって、
   前記光を第１の軸及び第２の軸周りに揺動可能な反射部材で反射させることによる前記光の照射方向が変化する方向である軌跡のうち、１の方向に沿う複数の前記軌跡からなる第１の軌跡群及び、前記複数の第１の軌跡と交差する複数の前記軌跡からなる第２の軌跡群を含む走査軌跡に沿って所定の領域を走査する走査手段を有し、
   前記第１の軌跡群が鉛直方向、もしくは水平方向に沿うように前記走査手段を配置したことを特徴とする測距装置。
2. 偏光面の角度が前記第１の軸及び前記第２の軸と角度をもつように前記反射部材に向けて光を出射するレーザ素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
3. ファーフィールドパターンの長軸が前記第１の軸及び前記第２の軸と角度をもつように前記反射部材に向けて光を出射するレーザ素子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の測距装置。
4. 投射した光が対象物で反射した反射光を受光して、前記対象物までの距離を測定する測距装置であって、
   前記光を第１の軸及び第２の軸周りに揺動可能な反射部材で反射させることによる前記光の照射方向が変化する方向である軌跡のうち、１の方向に沿う複数の軌跡からなる第１の軌跡群及び、前記複数の第１の軌跡と交差する複数の軌跡からなる第２の軌跡群を含む走査軌跡に沿って所定の領域を走査する走査手段と、
   鉛直方向を検出する検出部と、を有し、
   前記検出部の検出結果と前記第１の軌跡又は前記第２の軌跡とに基づいて、鉛直方向に対する前記走査軌跡を制御することを特徴とする測距装置。
5. 前記反射部の温度を制御する温度制御部を含み、
   前記走査軌跡を制御することを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
6. 投射光を第１の軸及び第２の軸周りに互いに独立して揺動可能な反射部材で反射させることによる前記光の照射方向が変化する方向である軌跡を、曲線に沿って変化させて走査する走査装置の製造方法であって、
   前記曲線軌跡の中心付近の交点を構成する一対の交差軌跡のうち、一方の前記軌跡が他方の前記軌跡よりも鉛直方向もしくは水平方向との平行度が高くなるように前記反射部材を配置した工程を含むことを特徴とする走査装置の製造方法。