CN115066628A - 激光雷达 - Google Patents

Abstract

激光雷达(1)具备：投射部，将从光源射出的激光向与旋转轴(R10)呈锐角的方向投射；受光部，使物体对所述激光的反射光聚光于光检测器；旋转部，使投射部以及受光部相对于旋转轴(R10)旋转而形成圆锥面状的物体探测面(S1)～(S6)；以及控制器，探测物体对三维状的监视区域(RM)的侵入。物体探测面(S1)～(S6)被设定为朝向监视区域(RM)而扩展，控制器将与监视区域(RM)对应的探测范围(RD1)～(RD6)设定于物体探测面(S1)～(S6)，通过基于激光的发光以及反射光的受光而检测出的物体探测面(S1)～(S6)上的物体的位置包含于探测范围(RD1)～(RD6)，来探测物体侵入到监视区域(RM)。

Description

激光雷达

技术领域

本发明涉及使用激光来检测物体的激光雷达。

背景技术

为了探测人对给定的监视区域的侵入，可以使用激光雷达。通常，激光雷达使激光扫描检测对象区域，基于各扫描位置的反射光，检测各扫描位置有无物体。此外，激光雷达基于从各扫描位置处的激光的照射定时到反射光的受光定时为止的所需时间，检测各扫描位置处的到物体为止的距离。

在以下的专利文献1中记载有通过以旋转轴为中心使扫描单元旋转来使光进行扫描的传感器。作为具体的结构例，扫描单元向与旋转轴垂直的方向发出光，接收由物体反射的光，计算到物体为止的距离。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-81921号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述结构中，由于光围绕旋转轴水平地进行扫描，因此例如在多关节机器人的动作区域为监视区域的情况下，在多关节机器人的侧方设置上述传感器。由此，多关节机器人的周围被光扫描，探测有无人的接近。然而，在这样将传感器设置在多关节机器人的侧方的情况下，在旋转轴周围的一部分的扫描范围内，光被多关节机器人遮挡。因此，在该扫描范围内，无法适当地探测人的接近。

鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种能够更可靠地探测人等物体进入到监视区域的激光雷达。

用于解决课题的手段

本发明的主要方式涉及激光雷达。本方式所涉及的激光雷达具备：投射部，从光源射出的激光向与旋转轴呈锐角的方向投射；受光部，使物体对所述激光的反射光聚光于光检测器；旋转部，使所述投射部以及所述受光部相对于所述旋转轴旋转而形成圆锥面状的物体探测面；以及控制器，探测物体对三维状的监视区域的侵入。所述物体探测面被设定为朝向所述监视区域而扩展，所述控制器将与所述监视区域对应的探测范围设定于所述物体探测面，通过基于所述激光的发光以及所述反射光的受光而检测出的所述物体探测面上的所述物体的位置包含于所述探测范围，来探测物体侵入到所述监视区域。

根据本方式所涉及的激光雷达，由于以朝向监视区域扩展的方式设定物体探测面，因此伴随着旋转部的旋转而沿物体探测面扫描的激光难以被监视区域内的设备等遮挡。因此，能够更可靠地探测人等物体进入到监视区域。

此外，控制器通过将物体探测面上的物体的位置与对应于监视区域设定的探测范围进行比较来探测物体的侵入，因此能够通过简单的处理来探测物体的侵入。即，控制器在探测到物体侵入时，在圆锥面状的物体探测面上二维地将周向的角度(旋转部的旋转位置)以及母线方向的距离(与发光和受光的时间差相应的距离)这两个参数与探测范围进行比较即可。因此，与在包含监视区域的三维空间中对物体的坐标位置和监视区域的坐标区域进行三维比较的情况相比，能够显著简化物体对监视区域的侵入的探测处理。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够提供一种能够更可靠地探测人等物体进入监视区域的激光雷达。

本发明的效果和意义通过以下所示的实施方式的说明进一步明确。但是，以下所示的实施方式只不过是实施本发明时的一个例示，本发明完全不限于以下的实施方式所记载的内容。

附图说明

图1是用于说明实施方式所涉及的激光雷达的组装的立体图。

图2是表示实施方式所涉及的除了罩之外的部分的组装完成的状态的激光雷达的结构的立体图。

图3是表示实施方式所涉及的装配有罩的状态的激光雷达的结构的立体图。

图4是表示实施方式所涉及的激光雷达的结构的剖视图。

图5是表示实施方式所涉及的光学单元的光学系统的结构的立体图。

图6是表示实施方式所涉及的光学单元的光学系统的结构的侧视图。

图7的(a)是在Z轴负方向上观察实施方式所涉及的激光雷达的情况的俯视图。图7的(b)是表示实施方式所涉及的各光学单元定位于旋转轴的X轴正侧时的各光学单元的投射光的投射角度的示意图。

图8是表示实施方式所涉及的激光雷达的结构的电路框图。

图9的(a)是示意性地表示实施方式所涉及的机器人、监视区域以及接近机器人的人的立体图。

图10的(a)是概念性地表示实施方式所涉及的物体探测面以及探测范围的立体图。图10的(b)是概念性地表示将实施方式所涉及的物体探测面以及探测范围在通过旋转轴的X-Z平面切断后的截面中位于比旋转轴更靠X轴正侧的位置的截面的侧视图。

图11的(a)～(f)是示意性地表示实施方式所涉及的物体探测面和探测范围的图。

图12的(a)～(f)是示意性地表示实施方式所涉及的物体探测面和探测范围的图。

图13是表示实施方式所涉及的激光雷达的物体探测处理的流程图。

图14的(a)、(b)是示意性地表示比较例所涉及的投射部以及受光部的组为1组的情况的侵入探测的侧视图。

图15的(a)是概念性地表示变更例所涉及的物体探测面以及探测范围的立体图。图15的(b)是概念性地表示将变更例所涉及的物体探测面以及探测范围在通过旋转轴的X-Z平面切断后的截面中位于比旋转轴更靠X轴正侧的位置的截面的侧视图。

图16的(a)～(f)是示意性地表示变更例所涉及的物体探测面和探测范围的图。

图17的(a)～(f)是示意性地表示变更例所涉及的物体探测面和探测范围的图。

图18是表示变更例所涉及的激光雷达的物体探测处理的流程图。

图19的(a)、(b)是示意性地表示其他变更例所涉及的从Z轴负方向观察到的监视区域以及投射光的俯视图。

但是，附图仅用于说明，并不限定本发明的范围。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。为了方便起见，在各图中标注有相互正交的X、Y、Z轴。Z轴正方向是激光雷达1的高度方向。

图1是用于说明激光雷达1的组装的立体图。图2是表示除了罩70以外的部分的组装完成的状态的激光雷达1的结构的立体图。图3是表示装配有罩70的状态的激光雷达1的结构的立体图。

如图1所示，激光雷达1具备：圆柱形状的固定部10；基座构件20，能够旋转地配置于固定部10；圆盘构件30，设置于基座构件20的下表面；以及光学单元40，设置于基座构件20以及圆盘构件30。图1是从斜下方仰视激光雷达1的图。Z轴正方向是向上方向，Y轴正方向是进深方向。

基座构件20设置于在固定部10设置的马达13(参照图4)的驱动轴13a。基座构件20通过驱动轴13a的驱动，以与Z轴方向平行的旋转轴R10为中心进行旋转。基座构件20具有圆柱形状的外形。在基座构件20上，沿着旋转轴R10的周向以等间隔(60°间隔)形成有6个设置面21。设置面21相对于与旋转轴R10垂直的平面(X-Y平面)倾斜。设置面21的侧方(远离旋转轴R10的方向)以及设置面21的下方(Z轴负方向)开放。6个设置面21的倾斜角互不相同。此外，在基座构件20的下侧的中心形成有沿Z轴负方向延伸的轴部22。

圆盘构件30是具有圆盘状的外形的板构件。在圆盘构件30上，沿旋转轴R10的周向以等间隔(60°间隔)形成有圆形的6个孔31。孔31在旋转轴R10的方向(Z轴方向)上贯通圆盘构件30。将圆盘构件30设置于基座构件20的轴部22的下表面，使得将6个孔31分别定位于基座构件20的6个设置面21的下方。

光学单元40具备构造体41和反射镜(mirror)42。构造体41具备两个保持构件41a、41b、遮光构件41c和两个基板41d、41e。保持构件41a、41b和遮光构件41c保持构造体41所具备的光学系统的各部。保持构件41b设置在保持构件41a的下部。遮光构件41c由保持构件41a保持。基板41d、41e分别设置于保持构件41a、41b的下表面。构造体41向上方(Z轴正方向)射出激光，并且从上侧接收激光。关于构造体41所具备的光学系统，随后参照图4～6进行说明。

如图1所示，相对于由固定部10、基座构件20以及圆盘构件30构成的构造体，从孔31的下侧起，在孔31的周围的面31a设置有构造体41。由此，6个光学单元40沿着旋转轴R10的周向以等间隔(60°间隔)排列。此外，在设置面21设置有反射镜42。反射镜42是设置于设置面21的面与设置面21的相反一侧的反射面42a平行的板构件。这样，通过用于设置构造体41的面31a和位于该面31a的上方且用于设置反射镜42的设置面21，构成用于设置一个光学单元40的设置区域。在本实施方式中，设置有6个设置区域，相对于各设置区域设置有光学单元40。

接下来，如图2所示，在6个构造体41的下表面侧设置有基板50。这样，由基座构件20、圆盘构件30、6个光学单元40以及基板50构成的旋转部60的组装完成。旋转部60通过驱动固定部10的马达13的驱动轴13a(参照图4)，以旋转轴R10为旋转的中心进行旋转。

之后，从图2所示的状态起，如图3所示，相对于固定部10的外周部分，设置有覆盖旋转部60的下方以及侧方的圆筒形状的罩70。在罩70的上端形成有开口，罩70的内部成为空洞。通过设置有罩70，从而保护在罩70的内部旋转的旋转部60。此外，罩70由使激光透过的材料构成。罩70例如由聚碳酸酯构成。这样，完成激光雷达1的组装。

在激光雷达1检测物体时，从构造体41的激光光源110(参照图4)向上方(Z轴正方向)射出激光(投射光)。投射光被反射镜42向远离旋转轴R110的方向反射。被反射镜42反射的投射光透过罩70向激光雷达1的外部射出。如图3的单点划线所示，投射光相对于旋转轴R10放射状地从罩70射出，朝向位于激光雷达1的周围的扫描区域投射。然后，如图3的虚线所示，被存在于扫描区域的物体反射的投射光(反射光)入射到罩70，被取入到激光雷达1的内部。反射光被反射镜42向下方(Z轴负方向)反射，被构造体41的光检测器150(参照图4)接收。

图2所示的旋转部60以旋转轴R10为中心进行旋转。随着旋转部60的旋转，从激光雷达1朝向扫描区域的投射光的光轴以旋转轴R10为中心旋转。伴随于此，扫描区域(投射光的扫描位置)也旋转。

激光雷达1基于反射光的受光的有无，判定在扫描区域是否存在物体。此外，激光雷达1基于向扫描区域投射投射光的定时与从扫描区域接收到反射光的定时之间的时间差(飞行时间)，测量到存在于扫描区域的物体为止的距离。通过旋转部60以旋转轴R10为中心进行旋转，激光雷达1能够检测存在于周围360°的大致整个范围的物体。

图4是表示激光雷达1的结构的剖视图。

在图4中示出了利用与X-Z平面平行的平面将图3所示的激光雷达1在Y轴方向的中央位置切断时的剖视图。在图4中，从光学单元40的激光光源110射出并前往扫描区域的激光(投射光)的光束由单点划线表示，从扫描区域反射的激光(反射光)的光束由虚线表示。此外，在图4中，为了方便，用虚线表示激光光源110、准直透镜120以及遮光构件41c的位置。

如图4所示，固定部10具备圆柱状的支承基座11、上板12、马达13、基板14、非接触供电部211以及非接触通信部212。

支承基座11例如由树脂形成。支承基座11的上表面被圆形盘状的上板12堵塞。在支承基座11的下表面中央形成有沿Z轴方向贯通支承基座11的下表面的孔11a。在支承基座11的内表面的孔11a的周围设置有马达13的下表面。马达13具备向下方延伸的驱动轴13a，以旋转轴R10为中心使驱动轴13a旋转。

在支承基座11的外表面的孔11a的周围，沿旋转轴R10的周向设置有非接触供电部211。非接触供电部211由能够与后述的非接触供电部171之间进行供电的线圈构成。此外，在支承基座11的外表面的非接触供电部211的周围，沿着旋转轴R10的周向设置有非接触通信部212。非接触通信部212由配置有能够与后述的非接触通信部172之间进行基于无线方式的通信的电极等的基板构成。

在基板14设置有后述的控制部201、电源电路202以及通信部203(参照图8)。马达13、非接触供电部211以及非接触通信部212与基板14电连接。

在基座构件20的下表面的中央形成有沿Z轴负方向延伸的轴部22，在轴部22形成有沿旋转轴R10贯通轴部22的孔22a。在基座构件20的上表面的中央形成有开口23，开口23与轴部22的孔22a连接。通过经由开口23在孔22a设置有马达13的驱动轴13a，基座构件20以能够相对于旋转轴R10旋转的方式支承于固定部10。在开口23的下表面的周围，沿着旋转轴R10的周向设置有非接触供电部171。非接触供电部171由能够与固定部10的非接触供电部211之间进行供电的线圈构成。此外，在基座构件20的上表面的开口23的周围，沿着旋转轴R10的周向设置有非接触通信部172。非接触通信部172由配置有能够与固定部10的非接触通信部212之间进行基于无线方式的通信的电极等的基板构成。

如参照图1所说明的那样，在基座构件20上沿旋转轴R10的周向形成有6个设置面21，在6个设置面21上分别设置有反射镜42。各反射镜42反射从构造体41向Z轴正方向射出的投射光的反射点沿以旋转轴R10为中心的圆周排列。在轴部22的下表面设置有圆盘构件30。在圆盘构件30的下表面设置有构造体41，以使得圆盘构件30的孔31与形成于保持构件41a的上表面的开口一致。

作为光学系统的结构，构造体41具备激光光源110、准直透镜120、聚光透镜130、滤光器140以及光检测器150。

在保持构件41a、41b和遮光构件41c上形成有在Z轴方向上贯通的孔。遮光构件41c是筒状的构件。激光光源110设置在设置于保持构件41a的下表面的基板41d，激光光源110的射出端面定位于形成于遮光构件41c的孔的内部。准直透镜120定位于形成于遮光构件41c的孔的内部，并设置于该孔的侧壁。聚光透镜130被保持在形成于保持构件41a的孔。滤光器140保持在形成于保持构件41b的孔。光检测器150设置在设置于保持构件41b的下表面的基板41e。

在基板50设置有后述的控制部101和电源电路102(参照图8)。6个基板41d、6个基板41e、非接触供电部171以及非接触通信部172与基板50电连接。

激光光源110射出给定波长的激光(投射光)。激光光源110的射出光轴与Z轴平行。准直透镜120使从激光光源110射出的投射光会聚，转换为大致平行光。由准直透镜120转换为平行光的投射光入射到反射镜42。入射到反射镜42的投射光被反射镜42向远离旋转轴R10的方向反射。之后，投射光透过罩70而投射到扫描区域。

在此，被反射镜42反射的投射光的行进方向相对于旋转轴R10的角度为锐角。因此，在激光雷达1设置于空间的上部(例如天花板等)的情况下，投射光朝向该空间的地面投射。

在扫描区域存在物体的情况下，投射到扫描区域的投射光被物体反射。被物体反射的投射光(反射光)透过罩70，被引导至反射镜42。之后，反射光被反射镜42向Z轴正方向反射。聚光透镜130使由反射镜42反射的反射光会聚。

被物体反射的反射光入射到滤光器140。滤光器140构成为使从激光光源110射出的投射光的波段的光透过，对其他波段的光进行遮光。透过滤光器140的反射光被引导至光检测器150。光检测器150接收反射光，输出与受光光量对应的检测信号。光检测器150例如是雪崩光电二极管。

图5是表示光学单元40的光学系统的结构的立体图。图6是表示光学单元40的光学系统的结构的侧视图。

在图5、图6中示出了在图4中位于旋转轴R10的X轴负侧的光学单元40的光学系统以及光检测器150。在图5、图6中，为了方便，示出了在图4中位于旋转轴R10的X轴负侧的光学单元40的光学系统以及光检测器150，但其他的光学单元40的光学系统以及光检测器150也是同样的结构。

激光雷达1具备6组投射部81以及受光部82。投射部81包含激光光源110、准直透镜120以及反射镜42，将从激光光源110射出的投射光沿与旋转轴R10成锐角的方向进行投射(参照图4)。受光部82包含反射镜42、聚光透镜130、滤光器140以及光检测器150，使基于物体的投射光的反射光会聚于光检测器150。

如图5、6所示，激光光源110设置在准直透镜120的焦距的位置。由此，被反射镜42反射的投射光以大致平行光的状态投射到扫描区域。

来自扫描区域的反射光被反射镜42向Z轴负方向反射后，入射到聚光透镜130。激光光源110与反射镜42之间的投射部81的光轴A1与反射镜42与光检测器150之间的受光部82的光轴A2均与Z轴方向平行，并且在旋转轴R10的周向上分离开给定的距离。

在此，在本实施方式中，由于投射部81的光轴A1包含于聚光透镜130的有效直径，因此在聚光透镜130形成有用于使投射部81的光轴A1通过的开口部131。开口部131形成在比聚光透镜130的中心更靠外侧的位置，通过在与X-Z平面平行的平面切断聚光透镜130而形成。这样，通过在聚光透镜130设置有开口部131，能够使投射部81的光轴A1与受光部82的光轴A2接近，能够使从激光光源110射出的激光几乎不施加于聚光透镜130而入射到反射镜42。

此外，图4所示的遮光构件41c覆盖投射部81的光轴A1，并且从激光光源110的位置延伸到开口部131的上端。由此，能够抑制从激光光源110射出的激光施加于聚光透镜130。

此外，在本实施方式中，从Z轴负方向观察，旋转部60以旋转轴R10为中心逆时针旋转。由此，图5所示的投射部81以及受光部82的各部向Y轴负方向旋转。这样，在本实施方式中，受光部82的光轴A2相对于投射部81的光轴A1位于旋转部60的旋转方向上的后方的位置。

如图6所示，入射到反射镜42的投射光被反射到与反射镜42的反射面42a相对于X-Y平面的倾斜角θa对应的方向。如上所述，激光雷达1具备6个光学单元40(参照图1)，各光学单元40的设置有反射镜42的设置面21相对于与旋转轴R10垂直的平面(X-Y平面)的倾斜角互不相同。因此，分别设置于6个设置面21(参照图1)的6个反射镜42的反射面42a的倾斜角θa也互不相同。因此，被各反射镜42反射的投射光相对于与旋转轴R10平行的方向(Z轴方向)向互不相同的角度θb的方向投射。

此外，在本实施方式中，倾斜角θa被设定为至少大于0°且小于90°，因此角度θb成为锐角。更详细而言，角度θb被设定为10°以上且60°以下。关于由6个反射镜42反射的各反射光的角度θb，随后参照图7的(b)进行说明。

图7的(a)是从Z轴负方向观察激光雷达1时的俯视图。在图7的(a)中，为了方便，省略了罩70、固定部10以及基座构件20。

6个光学单元40以旋转轴R10为旋转的中心进行旋转。此时，6个光学单元40向远离旋转轴R10的方向(从Z轴方向观察呈放射状)投射投射光。6个光学单元40一边以给定的速度旋转一边将投射光投射到扫描区域，接收来自扫描区域的反射光。由此，遍及激光雷达1的周围整周(360°)进行物体的检测。

图7的(b)是表示各光学单元40定位于旋转轴R10的X轴正侧时的各光学单元40的投射光的投射角度的示意图。在图7的(b)以及之后的图中，为了方便，图示了从距地面GR为给定的高度的点投射投射光的状态。

如上所述，6个反射镜42的设置角度互不相同。由此，从6个光学单元40分别射出的投射光L1～L6的投射角度也互不相同。在图7的(b)中，6个投射光L1～L6的光轴用单点划线表示。投射光L1～L6的投射角度θ1～θ6是相对于与旋转轴R10平行的方向(Z轴方向)的角度。

在此，将从地面GR到激光雷达1的高度设为H0，将激光雷达1的正下方的地面GR的位置和扫描最远的位置的投射光L1照射到地面GR的位置之间的距离设为d1，将激光雷达1的正下方的地面GR的位置和扫描最近的位置的投射光L6照射到地面GR的位置之间的距离设为d2。在本实施方式中，高度H0设定为3m，角度θ1～θ6分别设定为55°、47.5°、40°、32.5°、25°、17.5°。由此，距离d1被设定为4.28m，距离d2被设定为0.95m。

图8是表示激光雷达1的结构的电路框图。

作为电路部的结构，激光雷达1具备控制部101、电源电路102、驱动电路161、处理电路162、非接触供电部171、非接触通信部172、控制部201、电源电路202、通信部203、非接触供电部211以及非接触通信部212。控制部101、电源电路102、驱动电路161、处理电路162、非接触供电部171、非接触通信部172配置于旋转部60。控制部201、电源电路202、通信部203、非接触供电部211以及非接触通信部212配置于固定部10。

电源电路202与外部电源连接，经由电源电路202从外部电源向固定部10的各部供给电力。供给到非接触供电部211的电力根据旋转部60的旋转而向非接触供电部171供给。电源电路102与非接触供电部171连接，从非接触供电部171经由电源电路102向旋转部60的各部供给电力。

控制部101、201具备运算处理电路和内部存储器，例如由FPGA、MPU构成。控制部101根据存储于内部存储器的给定的程序来控制旋转部60的各部，控制部201根据存储于内部存储器的给定的程序来控制固定部10的各部。控制部101和控制部201经由非接触通信部172、212能够通信地连接。

控制部201驱动固定部10的各部，经由非接触通信部212、172向控制部101发送驱动指示。控制部101根据来自控制部201的驱动指示，驱动旋转部60的各部，经由非接触通信部172、212向控制部201发送检测信号。

驱动电路161和处理电路162分别设置于6个光学单元40。驱动电路161根据来自控制部101的控制来驱动激光光源110。处理电路162对从光检测器150输入的检测信号实施放大、噪声除去等处理，并输出至控制部101。

在检测动作中，控制部201控制马达13使旋转部60以给定的旋转速度旋转，并且控制6个驱动电路161，在给定的定时按照给定的旋转角度使激光(投射光)从激光光源110射出。由此，投射光从旋转部60投射到扫描区域，反射光被旋转部60的光检测器150接收。控制部201基于从光检测器150输出的检测信号，判定在扫描区域是否存在物体。此外，控制部201基于投射了投射光的定时与从扫描区域接收到反射光的定时之间的时间差(飞行时间)，测量到存在于扫描区域的物体为止的距离。

通信部203是通信接口，与外部装置301以及外部终端302进行通信。外部装置301是对配置于后述的监视区域RM内的机器人RB进行控制的装置。外部终端302是具备输入部的信息终端装置。控制部201经由通信部203能够通信地与外部装置301以及外部终端302连接。

如后所述，控制部201基于物体是否对监视区域RM进行侵入的探测结果，经由通信部203向外部装置301发送与探测结果有关的信息。此外，外部终端302在通常使用激光雷达1的情况下，从通信部203卸下，在设定有监视区域RM的情况下，与通信部203连接。控制部201从外部终端302接收监视区域RM的设定信息。

接下来说明使用本实施方式的激光雷达1对侵入到监视区域RM的人等物体进行探测的方法。

图9的(a)、(b)是示意性地表示机器人RB、监视区域RM、以及接近机器人RB的人的立体图。在图9的(a)、(b)中，为了方便，仅最外侧的投射光(图7(b)的投射光L1)用单点划线表示。

如图9的(a)、(b)所示，机器人RB设置于给定的空间区域的地面GR(参照图10的(b))。机器人RB例如是使臂等旋转来进行机械等的组装的产业用机器人。激光雷达1通过将固定部10固定于机器人RB的正上方(Z轴正方向)的天花板等，从而定位于机器人RB的上方。

监视区域RM是与比机器人RB的可动范围(臂等通过的范围)稍宽的空间对应地设定的三维状的区域。监视区域RM根据来自用户的输入，例如设定为圆柱形状、棱柱形状、球形状等。以下，如图9的(a)、(b)所示，对监视区域RM为圆柱形状的情况进行说明。

图9的(a)、(b)所示的监视区域RM是高度为H1且底面的半径为R1的圆柱区域。监视区域RM的设定信息(高度H1和半径R1)通过来自用户的设定，预先存储在控制部201所具有的内部存储器中。在设定监视区域RM时，外部终端302(参照图8)与通信部203(参照图8)连接，用户经由外部终端302输入监视区域RM的设定信息。控制部201(参照图8)接收所输入的监视区域RM的设定信息，并存储于控制部201的内部存储器中。

另外，激光雷达1也可以具备用于接收监视区域RM的设定信息的输入的输入部。此外，在监视区域RM被设定为棱柱形状的情况下，监视区域RM的设定信息例如是棱柱形状的顶点的坐标。

激光雷达1的控制部201基于6个光学单元40判定人等物体是否侵入到监视区域RM内。当从图9的(a)所示的状态变为图9的(b)所示的状态时，控制部201判定为人侵入到监视区域RM。

图10的(a)是概念性地表示物体探测面S1～S6以及探测范围RD1～RD6的立体图。图10的(b)是概念性地表示将物体探测面S1～S6以及探测范围RD1～RD6用通过旋转轴R10的X-Z平面切断的截面中位于比旋转轴R10更靠X轴正侧的位置的截面的侧视图。

6组投射部81以及受光部82(参照图5)以旋转轴R10为中心进行旋转，由此形成有圆锥面状的6个物体探测面S1～S6。6个物体探测面S1～S6被设定为朝向监视区域RM扩展，通过6个投射光L1～L6(参照图7的(b))的光轴与既定的面一致。即，物体探测面S1～S6是投射光L1～L6的光轴相对于旋转轴R10旋转的范围。6个物体探测面S1～S6是以激光雷达1的位置为起点且以地面GR的位置为终点的圆锥状的范围。

另外，在此，为了方便，假定物体探测面S1～S6在整周上不间断地连续，但是例如在周向的一部分的角度范围内设定用于确认光学单元40的发光动作的范围的情况下，从上述圆锥面除去该角度范围后的面成为物体探测面S1～S6。

控制部201(参照图8)在6个物体探测面S1～S6上，与预先设定的监视区域RM对应地分别设定6个探测范围RD1～RD6。在本实施方式中设定的探测范围RD1～RD6是包含物体探测面S1～S6中的周向的角度(光学单元40的旋转位置)与母线方向的距离(距激光雷达1的距离)的信息。

如图10的(b)所示，在监视区域RM是高度为H1且底面的半径为R1的圆柱区域的情况下，探测范围RD1被设定为：将从物体探测面S1与监视区域RM相交的位置向外侧方向前进了给定的距离的物体探测面S1上的位置作为终点。即，探测范围RD1的下端延伸至正下方的物体探测面S2与监视区域RM的侧面相交的高度位置。该处理在以旋转轴R10为中心的圆周方向的各角度位置进行。由此，在沿水平方向观察探测范围RD1时，在探测范围RD1与正下方的物体探测面S2之间不会产生间隙。因此，能够可靠地探测水平方向的物体对监视区域RM的侵入。

探测范围RD2～RD5也在对应的物体探测面S2～S5中与探测范围RD1同样地设定。在此，物体探测面S6与监视区域RM的侧面相交的位置是物体探测面S6与地面GR相交的位置，因此，相对于其正上方的物体探测面S5的探测范围RD5的下端延伸至地面GR。因此，在图10的(b)的例子中，探测范围RD5与物体探测面S5的整个范围相同。由于探测范围RD6的下端位于物体探测面S6最低的位置，因此延伸至地面GR。因此，探测范围RD6与物体探测面S6的整个范围相同。

图11的(a)～图12的(f)是示意性地表示物体探测面和探测范围的图。图11的(a)、(b)是示意性地表示物体探测面S1和探测范围RD1的图。图11(c)、(d)是示意性地表示物体探测面S2和探测范围RD2的图。图11(e)、(f)是示意性地表示物体探测面S3和探测范围RD3的图。图12的(a)、(b)是示意性地表示物体探测面S4和探测范围RD4的图。图12(c)、(d)是示意性地表示物体探测面S5和探测范围RD5的图。图12(e)、(f)是示意性地表示物体探测面S6和探测范围RD6的图。图11的(a)、(c)、(e)以及图12的(a)、(c)、(e)是立体图，图11(b)、(d)(f)以及图12(b)、(d)、(f)是从Z轴方向观察的俯视图。

如图11的(a)～图12的(f)所示，控制部201(参照图8)将与监视区域RM对应的探测范围RD1～RD6分别设定为物体探测面S1～S6。即，控制部201根据物体探测面S1～S6的周向的角度α以及母线方向的距离范围Rw来设定探测范围RD1～RD6。在此，周向的角度α与以旋转轴R10为中心的光学单元40的旋转位置对应，母线方向的距离范围Rw与使用了光学单元40的距离的检测范围对应。因此，控制部201将对应的光学单元40的旋转位置和使用了该光学单元40的距离的检测范围设定为探测范围RD1～RD6。控制部201将按照每个光学单元40将旋转位置与距离的检测范围对应起来的信息作为探测范围RD1～RD6存储于内部存储器。

控制部201使投射光从各光学单元40以图7的(b)所示的角度θ1～θ6投射，通过各光学单元40接收与各投射光对应的反射光，基于飞行时间计算到物体为止的距离。此外，控制部201基于接收到反射光的定时的光学单元40的周向的角度(旋转位置)，计算X-Y平面内的以旋转轴R10为中心的物体的位置的角度。然后，控制部201基于计算出的距离和角度，判定物体是否存在于探测范围RD1～RD6。由此，可知物体是否定位于图10的(a)、(b)所示的监视区域RM内。

另外，关于如图11的(a)～图12的(f)所示的探测范围RD1～RD6的设定，如上所述，根据对外部终端302的监视区域RM的输入，由控制部201进行。

即，当为了设定而将外部终端302与通信部203连接时，首先，控制部201接收监视区域RM的设定的开始指示。与此相应地，当用户经由外部终端302设定监视区域RM时，控制部201通过参照图10的(b)说明的处理，按照每个物体探测面S1～S6计算规定探测范围RD1～RD6的参数(旋转位置和距离的检测范围)。然后，控制部201将计算出的参数分别与对应的光学单元40建立对应地存储于内部存储器。由此，探测范围RD1～RD6的设定处理完成。

在该设定处理中，控制部201根据监视区域RM的形状以及尺寸，适当地计算规定探测范围RD1～RD6的参数(旋转位置与距离的检测范围)。例如，在监视区域RM为长方体的情况下，从图11的(b)、(d)、(f)的上方观察到的探测范围RD1～RD3以及从图12的(b)、(d)、(f)的上方观察到的探测范围RD4～RD6为四边形。在该情况下，控制部201也在以旋转轴R10为中心的周向的各角度位置，执行与参照图10的(b)说明的处理同样的处理，设定该角度位置的探测范围RD1～RD6。在监视区域RM为圆柱以及长方体以外的其他形状的情况下也同样。这样，控制部201根据用户设定的监视区域RM的形状以及尺寸，计算规定探测范围RD1～RD6的参数(旋转位置和距离的检测范围)，将计算出的参数按照每个光学单元40存储于内部存储器。

图13是表示激光雷达1的物体探测处理的流程图。

控制部201在通过电源按钮等接收到动作开始指示时，使旋转部60旋转而从6个光学单元40投射投射光，开始判定在探测范围RD1～RD6中是否存在物体的物体探测处理(S11)。具体而言，控制部201将6个光学单元40的旋转位置、以及经由各光学单元40取得的到物体为止的距离与在内部存储器中存储的与探测范围RD1～RD6有关的信息进行比较，判定物体是否包含于探测范围RD1～RD6。通过开始物体探测处理，以给定的时间间隔，连续地判定物体探测面S1～S6上的物体的位置(到物体为止的距离以及物体的位置的周向的角度)是否包含于对应的探测范围RD1～RD6。

控制部201若判定为在探测范围RD1～RD6的任一个中均不包含物体(S12：否)，则判定为物体未侵入监视区域RM内(安全状态)，将表示监视区域RM为安全的状态(在监视区域RM内未探测到物体)的安全信号的发送设定设为启用(S13)。由此，控制部201将安全信号经由通信部203(参照图8)发送到外部装置301(参照图8)。外部装置301在从激光雷达1的控制部201接收到安全信号时，将机器人RB(参照图9的(a)、(b))设定为动作状态。由此，在机器人RB正停止的情况下，重新开始机器人RB的动作，在机器人RB正动作的情况下，继续机器人RB的动作状态。

另一方面，若控制部201判定为在探测范围RD1～RD6的至少一个中包含物体(S12：是)，则判定为物体侵入到监视区域RM内(非安全状态)，将安全信号的发送设定设为禁用(S14)。在该情况下，不向外部装置301发送安全信号。外部装置301若不从激光雷达1的控制部201接收到安全信号，则使机器人RB的动作停止。

另外，在因停电等而停止向激光雷达1的电力供给的情况下，也不再从激光雷达1向外部装置301发送安全信号，因此外部装置301使机器人RB的动作停止。

控制部201在执行了步骤S13、S14之后，使处理返回到步骤S12，基于给定时间后的物体探测处理的结果，再次进行步骤S12的判定。

<实施方式的效果>

以上，根据上述实施方式，起到以下的效果。

旋转部60(参照图2)使投射部81以及受光部82相对于旋转轴R10旋转，形成圆锥面状的物体探测面S1～S6(参照图10的(a)、(b))。控制部201(参照图8)将与监视区域RM对应的探测范围RD1～RD6设定为物体探测面S1～S6，基于投射光的发光以及反射光的受光而检测出的物体探测面S1～S6上的物体的位置包含于探测范围RD1～RD6，由此探测人等物体进入到监视区域RM。

如图10的(a)所示，由于以朝向监视区域RM扩展的方式设定有物体探测面S1～S6，因此伴随旋转部60的旋转而沿物体探测面S1～S6扫描的投射光难以被监视区域RM内的机器人RB(参照图9的(a)、(b))等遮挡。因此，能够更可靠地探测人等物体进入监视区域RM。

此外，控制部201通过对物体探测面S1～S6上的物体的位置和与监视区域RM对应地设定的探测范围RD1～RD6进行比较来探测物体的侵入，因此能够通过简单的处理探测物体的侵入。即，控制部201在探测到物体侵入时，在圆锥面状的物体探测面S1～S6上二维地将周向的角度(旋转部60的旋转位置)以及母线方向的距离(与发光和受光的时间差相应的距离)这两个参数与探测范围RD1～RD6进行比较即可。因此，在包含监视区域RM的三维空间中，与对物体的坐标位置和监视区域RM的坐标区域进行三维比较的情况相比，能够显著简化物体对监视区域RM的侵入的探测处理。

配置多个投射部81以及受光部82的组，如图7的(b)所示，各组的投射光的投射方向相对于旋转轴R10的角度θ1～θ6互不相同。由此，形成根据各组而不同的扩展角的物体探测面S1～S6。通过这样设定不同扩展角的多个物体探测面S1～S6，与投射部81以及受光部82的组为1组的情况相比，能够更高精度地探测物体对监视区域RM的侵入。

图14的(a)、(b)是示意性地表示比较例所涉及的投射部81以及受光部82的组是1组的情况下的侵入探测的侧视图。在图14的(a)中，仅形成基于最外侧的投射光的物体探测面S1，仅设定与监视区域RM对应的探测范围RD1。在图14的(b)中，仅形成基于最内侧的投射光的物体探测面S6，仅设定与监视区域RM对应的探测范围RD6。在图14的(a)的情况下，能够探测人的头部侵入到监视区域RM，但无法探测到人的脚尖侵入到监视区域RM、身高低的人侵入到监视区域RM。此外，在图14的(b)的情况下，能够探测到人的脚尖已进入监视区域RM，但在人的头部先于脚尖进入监视区域RM的情况下，无法探测人对监视区域RM的侵入。

与此相对，在上述实施方式中，通过配置有多个投射部81以及受光部82的组，如图10的(a)、(b)所示，形成有互不相同的物体探测面S1～S6，设定与监视区域RM对应的6个探测范围RD1～RD6。由此，与图14的(a)、(b)的比较例相比，能够更高精度地探测物体对监视区域RM的侵入。

控制部201对由投射部81以及受光部82的各组形成的物体探测面S1～S6设定与监视区域RM对应的探测范围RD1～RD6。然后，控制部201按照投射部81以及受光部82的每个组，执行探测物体对监视区域RM的侵入的处理。如上所述，能够通过物体探测面S1～S6上的二维简单的处理来探测物体的侵入。因此，能够简单地进行针对投射部81以及受光部82的所有组的物体侵入的探测处理。

投射部81具备对投射光进行反射的反射镜42，通过使反射镜42的倾斜角θa(参照图6)针对投射部81以及受光部82的每个组而不同，投射光的投射方向相对于旋转轴R10的角度θ1～θ6(参照图7的(b))针对每个组而不同。这样，通过使反射镜42的倾斜角θa变化的这样的简单的方法，能够使投射光的投射方向相对于旋转轴R10的角度θ1～θ6针对每个组而不同。

6个投射部81沿以旋转轴R10为中心的圆周排列配置，因此，各反射镜42反射从构造体41向Z轴正方向射出的投射光的反射点沿着以旋转轴R10为中心的圆周排列。由此，能够使由各投射部81形成的物体探测面S1～S6的入口侧(Z轴正侧)的端缘一致。因此，投射光的投射方向相对于旋转轴R10的角度θ1～θ6(参照图7的(b))互不相同，并且，能够形成端缘一致的6个物体探测面S1～S6。这样，若物体探测面S1～S6的端缘一致，则从旋转轴R10到各反射镜42的反射点的距离彼此相等，因此能够平滑地进行与监视区域RM对应的各探测范围RD1～RD6的运算。

控制部201接受用户经由操作终端等输入的监视区域RM的设定，将与所接受的监视区域RM对应的探测范围RD1～RD6设定为物体探测面S1～S6。由此，用户能够任意地设定监视区域RM。

控制部201基于人等物体是否侵入到监视区域RM的探测结果，经由通信部203向外部装置301发送与探测结果有关的信息。具体而言，在物体未侵入到监视区域RM的情况下，发送安全信号(与探测结果有关的信息)，在物体侵入到监视区域RM的情况下，不发送安全信号。由此，根据针对监视区域RM的侵入探测，外部装置301能够进行使机器人RB停止等针对机器人RB的适当的控制。

此外，在因停电等而停止向激光雷达1的电力供给的情况下，不再探测到物体是否侵入到监视区域RM。在该情况下，也不会从激光雷达1向外部装置301发送安全信号，因此外部装置301能够进行使机器人RB停止等针对机器人RB的适当的控制。

投射光的投射方向相对于旋转轴R10的角度θb(参照图6)被设定为10°以上且60°以下。在如上述实施方式那样激光雷达1设置于监视区域RM的上方的天花板等的情况下，通过在10°以上且60°以下的范围内设定投射方向的角度θb，能够适当地监视物体对监视区域RM的侵入。

<变更例>

在上述实施方式中，在激光雷达1的下方设置有一个监视区域RM，但在本变更例中，在激光雷达1的下方设置有宽度不同的两个监视区域RM1、RM2。

在本变更例中，设定有用于使机器人RB的动作减速的监视区域RM1和用于使机器人RB的动作停止的监视区域RM2。在此，监视区域RM1、RM2被设定为直径不同的同心的圆柱区域。监视区域RM1是与上述实施方式的监视区域RM同样的区域。即，在上述实施方式中，由于设想仅设定一个监视区域的情况，因此将监视区域RM设定得较宽，但在本变更例中，由于能够设定两个监视区域，因此设定用于使机器人RB的动作减速的扩宽的监视区域RM1和用于使机器人RB的动作停止的更狭窄的监视区域RM2。

图15的(a)是概念性地表示本变更例所涉及的物体探测面S1～S6以及探测范围RD1～RD10的立体图。图15的(b)是概念性地表示将本变更例所涉及的物体探测面S1～S6以及探测范围RD1～RD10用通过旋转轴R10的X-Z平面切断而得到的截面中位于比旋转轴R10更靠X轴正侧的位置的截面的侧视图。

物体探测面S1～S6以及探测范围RD1～RD6与上述实施方式相同。监视区域RM1与上述实施方式的监视区域RM相同，监视区域RM2设置于监视区域RM1的内侧。

控制部201(参照图8)与上述实施方式同样地，在与监视区域RM1的侧面相交的6个物体探测面S1～S6上分别设定6个探测范围RD1～RD6。此外，控制部201在与监视区域RM2的侧面相交的四个物体探测面S3～S6上，通过与上述实施方式同样的处理，分别设定四个探测范围RD7～RD10。即，探测范围RD7～RD9的下端分别延伸至正下方的物体探测面S4～S6与监视区域RM2的侧面相交的位置的高度。探测范围RD10与物体探测面S6的整个范围相同。

监视区域RM2的设定信息(高度H1和半径R2)与上述实施方式的监视区域RM的设定信息(本变更例的监视区域RM1)同样地存储在控制部201所具有的内部存储器中。与上述实施方式同样地，用户将外部终端302(参照图8)与通信部203(参照图8)连接，将监视区域RM2的设定信息与监视区域RM1的设定信息一起输入。控制部201(参照图8)接收所输入的监视区域RM2的设定信息，并存储于控制部201的内部存储器。

图16的(a)～图17(f)是示意性地表示本变更例所涉及的物体探测面和探测范围的图。图16的(a)、(b)是示意性地表示物体探测面S1和探测范围RD1的图。图16(c)、(d)是示意性地表示物体探测面S2和探测范围RD2的图。图16(e)、(f)是示意性地表示物体探测面S3和探测范围RD3、RD7的图。图17的(a)、(b)是示意性地表示物体探测面S4和探测范围RD4、RD8的图。图17的(c)、(d)是示意性地表示物体探测面S5和探测范围RD5、RD9的图。图17的(e)、(f)是示意性地表示物体探测面S6和探测范围RD6、RD10的图。

如图16的(a)～图17(f)所示，控制部201(参照图8)将与监视区域RM1对应的探测范围RD1～RD6分别设定为物体探测面S1～S6，将与监视区域RM2对应的探测范围RD7～RD10分别设定为物体探测面S3～S6。与上述实施方式同样地，探测范围RD7～RD10由以旋转轴R10为中心的光学单元40的旋转位置和该旋转位置的距离的检测范围来规定。控制部210针对由用户设定的监视区域RM2，按照每个光学单元40，计算探测范围(旋转位置、距离的检测范围)，将计算出的探测范围与光学单元40建立对应地存储于内部存储器。

与上述实施方式同样，控制部201使投射光从各光学单元40以图7的(b)所示的角度θ1～θ6投射，通过各光学单元40接收与各投射光对应的反射光，计算到物体为止的距离以及物体的位置的角度。然后，控制部201基于计算出的距离和角度，判定物体是否存在于探测范围RD1～RD10。由此，可知物体是否定位于图15的(a)、(b)所示的监视区域RM1、RM2内。

图18是表示本变更例所涉及的激光雷达1的物体探测处理的流程图。

控制部201与图13的步骤S11同样地，当通过电源按钮等接收到动作开始指示时，开始物体探测处理(S21)。通过开始物体探测处理，以给定的时间间隔，连续地判定物体探测面S1～S6上的物体的位置(到物体为止的距离以及物体的位置的周向的角度)是否包含在对应的探测范围RD1～RD10中。

控制部201在判定为在探测范围RD1～RD10的任一个中均不包含物体时(S22：否)，判定为物体未侵入到监视区域RM1、RM2内(安全状态)，将表示监视区域RM1、RM2为安全的状态(在监视区域RM1、RM2内未探测到物体)的安全信号的发送设定设为启用(S23)。由此，控制部201将安全信号经由通信部203(参照图8)发送到外部装置301(参照图8)。外部装置301在从激光雷达1的控制部201接收到安全信号时，将机器人RB(参照图9的(a)、(b))设定为动作状态。由此，在机器人RB的动作速度减速的情况下，机器人RB的动作速度恢复为通常的速度，在机器人RB正停止的情况下，机器人RB的动作以通常的速度再次开始，在机器人RB正以通常的速度动作的情况下，继续机器人RB的动作状态。

另一方面，若控制部201判定为在探测范围RD1～RD10的至少一个中包含物体(S22：是)，则基于在步骤S22的判定中使用的物体探测处理的结果，判定在探测范围RD7～RD10中是否包含物体(S24)。控制部201在判定为探测范围RD7～RD10的至少一个中包含物体时(S24：是)，判定为物体侵入到监视区域RM2内(非安全状态)，将安全信号的发送设定设为禁用(S25)。在该情况下，不向外部装置301发送安全信号。外部装置301若未从激光雷达1的控制部201接收到安全信号，则使机器人RB的动作停止。

另外，与上述实施方式同样，即使在因停电等而停止向激光雷达1的电力供给的情况下，也不会从激光雷达1向外部装置301发送安全信号，因此外部装置301使机器人RB的动作停止。

另一方面，若控制部201判定为在探测范围RD7～RD10的任一个中均不包含物体(S24：是)，则判定为物体仅侵入到监视区域RM1内(警告状态)，将表示物体侵入到监视区域RM1内的意思的信息经由通信部203发送到外部装置301(S26)。外部装置301若从激光雷达1的控制部201接收到表示物体侵入到监视区域RM1内的意思的信息，则使机器人RB的动作速度减速。

控制部201在执行了步骤S23、S25、S26之后，使处理返回到步骤S22，基于给定时间后的物体探测处理的结果，再次进行步骤S22的判定。

另外，也可以取代图18的流程图，控制部201分别并行地进行：判定在探测范围RD1～RD6的至少一个中是否包含物体的处理、和判定在探测范围RD7～RD10的至少一个中是否包含物体的处理。在该情况下，外部装置301在接收到探测范围RD7～RD10的至少一个中包含物体(物体侵入到监视区域RM2)的探测结果的情况下，使机器人RB停止，在接收到探测范围RD7～RD10的任一个中均不包含物体(物体未侵入监视区域RM2)，并且探测范围RD1～RD6中的至少一个包含物体(物体侵入到监视区域RM1)的探测结果的情况下，进行使机器人RB的动作速度减速的控制即可。

<变更例的效果>

以上，根据上述变更例，起到以下的效果。

控制部201(参照图8)接收两个监视区域RM1、RM2的设定，基于监视区域RM1设定探测范围RD1～RD6，基于监视区域RM2设定探测范围RD7～RD10。然后，控制部201执行探测物体对监视区域RM1的侵入的处理和探测物体对监视区域RM2的侵入的处理。由此，能够按照两个监视区域RM1、RM2的每一个阶段性地探测物体对位于监视区域RM1、RM2的内部的机器人RB(参照图9的(a)、(b))的接近。

控制部201基于人等物体是否侵入到监视区域RM1、RM2的探测结果，经由通信部203向外部装置301发送与探测结果有关的信息。具体而言，在物体未侵入监视区域RM1、RM双方的情况下，发送安全信号(与探测结果有关的信息)，在物体侵入到监视区域RM1、RM2中的至少一方的情况下，不发送安全信号。此外，在物体仅侵入监视区域RM1内的情况下，向监视区域RM1内发送表示物体侵入的意思的信息(与探测结果有关的信息)。由此，根据针对监视区域RM的侵入探测，外部装置301能够进行例如使机器人RB停止或者减速等针对机器人RB的适当的控制。

在上述变更例中，在物体侵入到监视区域RM1内的情况下，机器人RB的动作速度被减速，在物体侵入到监视区域RM2内的情况下，机器人RB的动作被停止。因此，在较高地维持机器人RB的动作效率的同时，在人过于接近机器人RB的情况下，能够避免停止机器人RB而使机器人RB的臂等与人碰撞这样的情形。

这样，按照每个监视区域RM1、RM2阶段性地进行探测的方式也适合于机器人RB设置于接近进行作业的人的场所的协作机器人的情况。若在机器人RB为协作机器人的情况下应用上述变更例的激光雷达1，则在人远离的情况下以通常的动作速度使协作机器人动作，并且在人接近的情况下不使动作停止而可以使动作速度减速来维持协作机器人的动作效率。

<其他变更例>

激光雷达1的结构除了上述实施方式所示的结构以外，能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，作为使旋转部60旋转的驱动部，使用了马达13，但也可以代替马达13而在固定部10和旋转部60分别配置线圈和磁铁，使旋转部60相对于固定部10旋转。此外，也可以在旋转部60的外周面遍及整周地设置有齿轮，通过设置于固定部10的马达的驱动轴设置的齿轮与该齿轮啮合，从而使旋转部60相对于固定部10旋转。

此外，在上述实施方式中，通过将反射镜42以互不相同的倾斜角θa(参照图6)设置，将从各光学单元40投射的投射光的投射方向的角度θb(参照图6)设定为互不相同，但使从各光学单元40投射的投射光的角度θb互不相同的方法并不限定于此。

例如，也可以从6个光学单元40分别省略反射镜42，6个构造体41以相对于旋转轴R10成为互不相同的倾斜角的方式呈放射状设置。此外，在上述实施方式中省略了反射镜42，取而代之，也可以对设置面21实施镜面加工，以使得设置面21(参照图1)的反射率变高。此外，在上述实施方式中，光学单元40具备一个反射镜42，但也可以具备两个以上的反射镜。在该情况下，由多个反射镜反射并投射到扫描区域的投射光相对于旋转轴R10的角度θb根据多个反射镜中的任意一个反射镜的角度来调节即可。

此外，在上述实施方式中，为了折弯从构造体41射出的投射光的光轴而使用反射镜42，但也可以代替反射镜42而使用衍射光栅等透射型的光学元件。在该情况下，激光雷达1也可以上下颠倒地设置于天花板等，从构造体41向Z轴负方向射出的投射光的光轴可以通过光学元件向远离旋转轴R10的方向折弯。

此外，光学单元40的光学系统的结构不限于上述实施方式所示的结构。例如，也可以从聚光透镜130省略开口部131，以投射部81的光轴A1不穿过聚光透镜130而使投射部81与受光部82分离。进而，配置于光学单元40的激光光源110的数量不限于一个，也可以是多个。在该情况下，也可以通过由偏振光分束器等将从各激光光源110射出的激光合并，来生成投射光。

此外，在上述实施方式中，6组投射部81以及受光部82(参照图5)沿旋转轴R10的周向设置，但所设置的投射部81以及受光部82的组的数量不限于6个，也可以是2～5个，也可以是7个以上。在该情况下，投射部81以及受光部82所具备的反射镜42的倾斜角θa也被设定为互不相同，被各反射镜42反射的投射光的角度θb被设定为互不相同的锐角。

此外，在上述实施方式中，6个投射部81沿以旋转轴R10为中心的圆周排列配置，但也可以在以旋转轴R10为中心的径向上排列配置。此外，6个投射部81也可以在以旋转轴R10为中心的周向上相互分离，并且在远离旋转轴R10的方向上相互错开配置。

此外，在上述实施方式中，投射部81包含一个激光光源110，但也可以包含两个以上的激光光源。在上述实施方式中，受光部82包含一个光检测器150，但也可以包含两个以上的光检测器。此外，光检测器150也可以具备两个以上的传感器，由两个以上的传感器来接收反射光。

此外，在上述实施方式中，控制部201在判定为在探测范围RD1～RD6的至少一个中包含物体时(图13的S12：是)，也可以将表示物体侵入到监视区域RM内的意思的信息(与探测结果有关的信息)经由通信部203发送到外部装置301。此外，在上述变更例中，控制部201在判定为在探测范围RD7～RD10的至少一个中包含物体时(图18的S24：是)，也可以将表示物体侵入到监视区域RM2内的意思的信息(与探测结果有关的信息)经由通信部203发送到外部装置301。但是，如上述实施方式以及变更例那样，在探测到物体的侵入的情况下中止安全信号的发送时，即使在因停电等而停止向激光雷达1的电力供给的情况下，外部装置301也能够使机器人RB停止。

此外，在上述变更例中，设定有两个监视区域RM1、RM2，分别执行探测物体对两个监视区域RM1、RM2的侵入的处理。监视区域的数量不限于两个，也可以是3个以上。在该情况下，控制部201按照每个监视区域执行探测物体对3个以上的监视区域的侵入的处理。

此外，在上述实施方式中，在旋转轴R10的周围360°的整个范围内设定有圆柱形状的监视区域RM，但如图19的(a)、(b)所示，监视区域RM也可以设定于旋转轴R10的周围的一部分。

图19的(a)、(b)是示意性地表示其他变更例所涉及的从Z轴负方向观察到的监视区域RM以及投射光的俯视图。在图19的(a)的情况下，由于在以旋转轴R10为中心的角度θc的范围内没有设定监视区域RM，因此控制部201不在角度θc的范围内设定探测范围RD1～RD6。在如图19的(a)那样监视区域RM是旋转轴R10的周围的一部分的情况下，如图19的(b)所示，激光雷达1也可以不对角度θc的范围投射投射光。在角度θc的范围存在墙壁等的情况下，例如，如图19的(a)、(b)所示，将监视区域RM设定于旋转轴R10的周围的一部分。

此外，在上述实施方式中，在设置于地面的机器人RB的上方的天花板等设置有激光雷达1，但也可以在设置于天花板的机器人RB的下方的地面等设置有激光雷达1。在该情况下，激光雷达1的固定部10的上表面设置于地面，从激光雷达1朝向天花板向着位于激光雷达1的上方的机器人RB投射投射光。

此外，在上述实施方式中，激光雷达1经由通信部203与外部装置301以及外部终端302连接，但激光雷达1也可以具备外部装置301以及外部终端302的结构。

此外，本发明的实施方式能够在所附权利要求书所示的技术思想的范围内适当地进行各种变更。

符号说明

1 激光雷达

42 反射镜

60 旋转部

81 投射部

82 受光部

110 激光源(光源)

150 光检测器

201 控制部(控制器)

203 通信部

301 外部装置

R10 旋转轴

RD1～RD10 探测范围

RM，RM1，RM2 监视区域

S1～S6 物体探测面。

Claims (9)

1.一种激光雷达，其特征在于，具备：

投射部，将从光源射出的激光向与旋转轴呈锐角的方向投射；

受光部，使物体对所述激光的反射光聚光于光检测器；

旋转部，使所述投射部以及所述受光部相对于所述旋转轴旋转而形成圆锥面状的物体探测面；以及

控制器，探测物体对三维状的监视区域的侵入，

所述物体探测面被设定为朝向所述监视区域而扩展，

所述控制器将与所述监视区域对应的探测范围设定于所述物体探测面，通过基于所述激光的发光以及所述反射光的受光而检测出的所述物体探测面上的所述物体的位置包含于所述探测范围，来探测物体侵入到所述监视区域。

2.根据权利要求1所述的激光雷达，其中，

配置多个所述投射部以及所述受光部的组，

各所述组的所述激光的投射方向相对于所述旋转轴的角度互不相同。

3.根据权利要求2所述的激光雷达，其中，

所述控制器对由各所述组形成的所述物体探测面设定与所述监视区域对应的探测范围，针对每个所述组，执行探测物体对所述监视区域的侵入的处理。

4.根据权利要求2或3所述的激光雷达，其中，

所述各组的投射部具备对所述激光进行反射的反射镜，

通过使所述反射镜的倾斜角针对每个所述组而不同，所述激光的投射方向相对于所述旋转轴的角度针对每个所述组而不同。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的激光雷达，其中，

所述多个投射部沿着以所述旋转轴为中心的圆周排列配置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光雷达，其中，

所述控制器接受所述监视区域的设定，将与所接受的所述监视区域对应的所述探测范围设定为所述物体探测面。

7.根据权利要求6所述的激光雷达，其中，

所述控制器接受多个所述监视区域的设定，按照每个所述监视区域设定所述探测范围，从而执行探测物体对所述多个监视区域的侵入的处理。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的激光雷达，其中，

具备与控制配置在所述监视区域内的设备的外部装置进行通信的通信部，

所述控制器基于所述物体是否侵入到所述监视区域的探测结果，经由所述通信部向所述外部装置发送与探测结果有关的信息。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的激光雷达，其中，

所述激光的投射方向相对于所述旋转轴的角度被设定为10°以上且60°以下。

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