DE112019007097T5

DE112019007097T5 - Abstandsmessvorrichtung

Info

Publication number: DE112019007097T5
Application number: DE112019007097.5T
Authority: DE
Inventors: Natsuki Honda; Masayuki Omaki; Yoko Inoue; Tomo Kishigami; Shota Nakahara; Yoshitaka Tsuboi; Yosuke Takagawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2021-12-16
Also published as: JPWO2020194648A1; JP6899985B2; US20220146639A1; WO2020194648A1

Abstract

Eine Abstandsmessvorrichtung zur Messung eines Abstands zu einem Objekt weist Folgendes auf: eine Mehrzahl von Lichtquellen, um ein erstes Licht und ein zweites Licht zu emittieren; einen Spiegel, um das von den Lichtquellen emittierte Licht zu reflektieren; sowie eine Licht empfangende Einheit, um das reflektierte Licht zu empfangen, bei dem es sich um das von dem Objekt reflektierte Licht handelt, wobei eine Richtung, in der ein Abstandsmessbereich erweitert wird, indem die Lichtquelle als eine Mehrzahl von Lichtquellen angeordnet wird, als eine erste Achse definiert ist, wobei eine Achse, die eine Normale zu dem Spiegel ist und orthogonal zu der ersten Achse ist, als eine zweite Achse definiert ist, wobei eine Achse senkrecht zu der ersten und der zweiten Achse als eine dritte Achse definiert ist, wobei eine Ebene, welche die erste und die zweite Achse aufweist, als eine erste Ebene definiert ist, wobei eine Ebene, welche die zweite und die dritte Achse aufweist, als eine zweite Ebene definiert ist, wobei, wenn sich der Spiegel um die erste und die dritte Achse dreht, ein Winkel, der von einer optischen Achse des auf die erste Ebene projizierten zweiten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, größer als ein Winkel ist, der von einer optischen Achse des auf die erste Ebene projizierten ersten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, und wobei ein Winkel, der von der optischen Achse des auf die zweite Ebene projizierten zweiten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, größer als ein Winkel ist, der von der optischen Achse des auf die zweite Ebene projizierten ersten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das vorliegende technische Gebiet bezieht sich auf eine Abstandsmessvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Ein Laserradar tastet ein Zielgebiet mit Laserlicht ab und detektiert aufgrund dessen, ob es an einer abgetasteten Position jeweils eine Reflexion von Licht gibt, ob an einer abgetasteten Position jeweils ein Objekt vorhanden ist oder nicht vorhanden ist. Ferner wird der Abstand zu dem Objekt basierend auf der Zeitspanne detektiert, die zwischen einer Emission des Laserlichts und einem Empfang einer Reflexion von Licht erforderlich ist. Für eine Abtastung mit dem Laserlicht wird zum Beispiel ein Spiegel um zwei Achsen geschwenkt.
Die PTL 1 offenbart zum Beispiel ein Laserradar, das derart konfiguriert ist, dass ein Spiegel Laserlicht in der Richtung der Drehung einer Schwenkachse unter zwei verschiedenen Winkeln empfängt, um den Abtastbereich des Laserlichts so zu erweitern, dass er größer als der Winkel ist, mit dem der Spiegel in der Schwenkrichtung geschwenkt werden kann.
LITERATURLISTE
Patentliteratur
PTL 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2015-125 109 A (Seite 3, Abs.[0002] und [0003], 9, Seite 6, Abs. [0035] sowie 6)
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Wenn eine Mehrzahl von Lichtquellen von einem einzelnen Spiegel reflektiert wird, um einen Abtastbereich zu erweitern, werden ihre jeweiligen Abtastbereiche unterschiedlich verzerrt. Daraus resultiert eine Mehrzahl von Abtastbereichen mit reduzierter Kontinuität.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das vorstehende Problem zu lösen, und die Aufgabe derselben besteht darin, die Kontinuität einer Mehrzahl von Abtastbereichen zu verbessern.
Lösung für das Problem
Eine Abstandsmessvorrichtung misst einen Abstand zu einem Objekt und weist Folgendes auf: eine Lichtquelle, um Licht zu emittieren, einen Spiegel, um das von der Lichtquelle emittierte Licht zu reflektieren, sowie eine Licht empfangende Einheit, um reflektiertes Licht zu empfangen, bei dem es sich um das von dem Objekt reflektierte Licht handelt, wobei die Lichtquelle eine erste Lichtquelle, um ein erstes Licht zu emittieren, und eine zweite Lichtquelle aufweist, um ein zweites Licht zu emittieren, wobei eine Richtung, in der ein Abstandsmessbereich erweitert wird, indem die Lichtquelle als eine Mehrzahl von Lichtquellen angeordnet wird, als eine erste Achse definiert ist, wobei eine Achse, die eine Normale zu dem Spiegel ist, wenn sich der Spiegel in der Mitte eines Drehbereichs befindet, und die orthogonal zu der ersten Achse ist, als eine zweite Achse definiert ist, wobei eine Achse, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Achse ist und durch einen Schnittpunkt der ersten und der zweiten Achse verläuft, als eine dritte Achse definiert ist, wobei eine Ebene, welche die erste und die zweite Achse aufweist, als eine erste Ebene definiert ist, und wobei eine Ebene, welche die zweite und die dritte Achse aufweist, als eine zweite Ebene definiert ist und wobei, wenn sich der Spiegel um die erste und die dritte Achse herum dreht, ein Winkel, der von einer optischen Achse des auf die erste Ebene projizierten zweiten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, größer als ein Winkel ist, der von einer optischen Achse des auf die erste Ebene projizierten ersten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, und ein Winkel, der von der optischen Achse des auf die zweite Ebene projizierten zweiten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, größer als ein Winkel ist, der von der optischen Achse des auf die zweite Ebene projizierten ersten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die Kontinuität von Abtastbereichen kann durch das Verwenden einer Mehrzahl von Lichtquellen verbessert werden.
Figurenliste
In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Konfiguration, bei der eine Abstandsmessvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform in einem Fahrzeug installiert ist;
2 eine Konfiguration einer Abstandmessvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ein Beispiel, bei dem zwei Lichtquellen 1 verwendet werden;
4 ein Beispiel, bei dem drei Lichtquellen 1 verwendet werden;
5 ein Beispiel für einen Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und einem Abtastbereich 200;
6 ein weiteres Beispiel für den Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und dem Abtastbereich 200;
7 ein Beispiel für einen geometrischen Ort von emittiertem Licht 10;
8 ein weiteres Beispiel für den geometrischen Ort von emittiertem Lichts 10;
9 ein weiteres Beispiel für den geometrischen Ort von emittiertem Lichts 10;
10 ein weiteres Beispiel für den Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und dem Abtastbereich 200;
11 eine positionsmäßige Relation zwischen der Lichtquelle 1 und einem Spiegel 2;
12 eine weitere Konfiguration, bei der die Abstandsmessvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform in einem Fahrzeug installiert ist;
13 ein weiteres Beispiel für den Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und dem Abtastbereich 200.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Eine Abstandsmessvorrichtung 100 bestrahlt ein Objekt mit Licht und misst einen Abstand zu dem Objekt durch das von dem Objekt reflektierte Licht. Auf Licht, das von dem Objekt reflektiert wird, wird als zurückkommendes Licht Bezug genommen.
In den letzten Jahren wurden Laserlicht verwendende Abstandsmessvorrichtungen in automatisch fahrenden Kraftfahrzeugen und dergleichen eingesetzt. Eine herkömmliche Abstandsmessvorrichtung detektiert basierend darauf, ob es bei der Emission von Laserlicht reflektiertes Licht gibt, ob ein Hindernis vorhanden ist. Die herkömmliche Abstandsmessvorrichtung schätzt den Abstand zu dem Hindernis ab, indem ein Zeitunterschied zwischen dem Zeitpunkt der Emission des Laserlichts und dem Zeitpunkt des Empfangs des reflektierten Lichts verwendet wird (siehe zum Beispiel PTL 1).
Im Folgenden wird eine Abstandsmessvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die folgende erste Ausführungsform zeigt ein spezielles Beispiel. Dementsprechend sind die Form, die Anordnung, das Material und dergleichen jeder Komponente beispielhaft und sollen nicht beschränkend sein. Bei den Figuren handelt es sich jeweils um eine schematische Dawrstellung, und sie sind nicht präzise dargestellt. In den Figuren sind identische Komponenten identisch bezeichnet.
1 zeigt eine Konfiguration, die ein Beispiel darstellt, bei dem eine Abstandsmessvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform in einem Fahrzeug 8 installiert ist. Die Abstandsmessvorrichtung 100 ist zum Beispiel an einer Frontfläche des Fahrzeugs 8 installiert. Die Abstandsmessvorrichtung 100 detektiert ein Objekt 9 vor derselben. Die Abstandsmessvorrichtung 100 misst den Abstand zu dem Objekt 9. Bei dem Objekt handelt es sich zum Beispiel um ein anderes Fahrzeug, ein Fahrrad, einen Fußgänger oder dergleichen. Die Abstandsmessvorrichtung 100 emittiert Licht 10 und detektiert von dem Objekt 9 reflektiertes Licht 30. Dann erzeugt die Abstandsmessvorrichtung 100 ein Abstandsbild.
Konfiguration der Abstandsmessvorrichtung 100
2 zeigt eine Konfiguration der Abstandsmessvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Abstandsmessvorrichtung 100 weist eine Mehrzahl von Lichtquellen 1, einen Spiegel 2 sowie eine Licht empfangende Einheit 3 auf. Die Abstandsmessvorrichtung 100 kann eine Steuereinheit 3, ein Gehäuse 5, eine Linse 12 sowie einen Spiegel 31 aufweisen.
Lichtquelle 1
Die Lichtquelle 1 emittiert Licht 7. Bei der Lichtquelle 1 handelt es sich zum Beispiel um eine Laserlichtquelle. Die Abstandsmessvorrichtung 100 kann eine Mehrzahl von Lichtquellen 1 aufweisen.
Licht 7
Bei dem Licht 7 handelt es sich zum Beispiel um Laserlicht. Bei dem Licht 7 handelt es sich zum Beispiel um Laserlicht mit einer Wellenlänge von 870 nm bis 1500 nm.
Linse 12
Die Linse 12 ändert die Lichtverteilung des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts 7. Mit „Lichtverteilung“ ist eine räumliche Verteilung des von einer Lichtquelle ausgestrahlten Lichts gemeint. Die Linse 12 kollimiert zum Beispiel von der Abstandsmessvorrichtung 100 emittiertes Licht.
Bei der Linse 12 handelt es sich zum Beispiel um eine Konvexlinse, eine Zylinderlinse, eine toroidale Linse oder dergleichen. Die Linse 12 kann aus zwei oder mehr Linsen bestehen. Auf die Linse 12 kann verzichtet werden. Es ist jedoch anzumerken, dass das Licht 7 bevorzugt kollimiert wird, wenn das Licht 7 von dem Gehäuse 5 abgestrahlt wird.
Spiegel 2
Der Spiegel 2 reflektiert von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht 7. Der Spiegel 2 reflektiert das Licht 7, das die Linse 12 durchlaufen hat. Bei dem emittierten Licht 10 handelt es sich um das von dem Spiegel 2 reflektierte Licht 7. Das von dem Spiegel 2 reflektierte Licht 7 wird von der Abstandsmessvorrichtung 100 als emittiertes Licht 10 emittiert. Der Spiegel 2 dreht sich zum Beispiel um zwei Drehachsen herum. Der Spiegel 2 dreht sich zum Beispiel um zwei orthogonale Drehachsen herum. Auf eine Drehung wird hier als einen hin-und hergehenden Vorgang in einer Drehrichtung um eine Drehachse herum Bezug genommen. Das emittierte Licht 10 wird zweidimensional von dem Spiegel 2 abgetastet. Die Mehrzahl von Lichtquellen 1 emittiert jeweils das Licht 7, das von dem Spiegel 2 wiederum in eine andere Richtung reflektiert wird.
Emittiertes Licht 10
Bei dem emittierten Licht 10 handelt es sich um Laserlicht, das von der Abstandsmessvorrichtung 100 emittiert wird. Bei dem emittierten Licht 10 handelt es sich zum Beispiel um kollimiertes Licht. Das emittierte Licht 10 weist eine Strahlbreite auf, die zum Beispiel mit 60 m voraus vorgegeben ist. Bei dem emittierten Licht 10 handelt es sich um gepulstes Licht. Bei dem emittierten Licht 10 handelt es sich zum Beispiel um gepulstes Licht mit einer Pulsbreite von 1 ns bis 10 ns. Das emittierte Licht 10 bestrahlt zum Beispiel das Objekt 9. Das emittierte Licht 10 umfasst Licht 7, das von der Mehrzahl von Lichtquellen 1 emittiert und von dem Spiegel 2 reflektiert wird.
Reflektiertes Licht 30
Bei dem reflektierten Licht 30 handelt es sich um das emittierte Licht 10, das von dem Objekt 9 reflektiert wird. Das reflektierte Licht 30 läuft von dem Objekt 9 in Richtung zu der Abstandsmessvorrichtung 100.
Licht empfangende Einheit 3
Die Licht empfangende Einheit 3 erfasst Licht. Die Licht empfangende Einheit 3 weist zum Beispiel ein Licht empfangendes Element auf. Bei dem Licht empfangenden Element handelt es sich um ein Element, das Licht detektiert. Bei dem Licht empfangenden Element handelt es sich zum Beispiel um eine Photodiode, eine Lawinenphotodiode oder dergleichen. Die Licht empfangende Einheit 3 erfasst das reflektierte Licht 30. Das reflektierte Licht 30 läuft in Richtung zu dem Spiegel 2. Wenn die Licht empfangende Einheit 3 zum Beispiel in der Nähe des Spiegels 2 angeordnet ist, kann die Licht empfangende Einheit 3 dementsprechend das reflektierte Licht 30 erfassen.
Die Licht empfangende Einheit 3 kann das reflektierte Licht 30 erfassen, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird. Das reflektierte Licht 30, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird, läuft in Richtung zu der Lichtquelle 1. Dementsprechend kann die Licht empfangende Einheit 3 in der Nähe der Lichtquelle 1 angeordnet sein. Ferner kann ein Spiegel 31 in der Nähe der Lichtquelle 1 angeordnet sein. Die Licht empfangende Einheit 3 kann das reflektierte Licht 30 erfassen, das von dem Spiegel 31 reflektiert wird. Die Licht empfangende Einheit 3 kann eine Linse zum Sammeln des reflektierten Lichts 30 aufweisen.
Spiegel 31
Der Spiegel 31 reflektiert Licht. Der Spiegel 31 reflektiert das reflektierte Licht 30, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird, in Richtung zu der Licht empfangenden Einheit 3. Der Spiegel 31 kann Licht 7 durchlassen, das von der Lichtquelle 1 empfangen wird. Bei dem Spiegel 31 handelt es sich zum Beispiel um einen Spiegel, der eine Mitte mit einer Öffnung aufweist. Bei dem Spiegel 31 kann es sich um einen oder mehrere Spiegel handeln, der oder die so angeordnet ist oder sind, dass der optische Pfad des emittierten Lichts 10 vermieden wird.
Bei dem Spiegel 31 kann es sich um einen Spiegel handeln, der einen Teil des Lichts durchlässt, das ein Objekt bestrahlt hat, und einen Teil desselben reflektiert. Bei dem Spiegel 31 handelt es sich zum Beispiel um einen Halbspiegel, einen Strahlteiler oder dergleichen. Der Spiegel 31 kann eine Lichtsammel-Funktion aufweisen. Die Abstandsmessvorrichtung 100 kann auf den Spiegel 31 verzichten.
Steuereinheit 4
Die Steuereinheit 4 steuert den Betrieb der Abstandsmessvorrichtung 100. Die Steuereinheit 4 kann die Lichtquelle 1, den Spiegel 2 oder die Licht empfangende Einheit 3 steuern. Die Steuereinheit 4 steuert das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht 7. Die Steuereinheit 4 steuert, wann das gepulste Licht 7 emittiert wird. Die Steuereinheit 4 erfasst, wenn das Licht 7 von der Lichtquelle 1 emittiert wird. Die Steuereinheit 4 steuert das Antreiben des Spiegels 2. Die Steuereinheit 4 erfasst einen Neigungswinkel des Spiegels 2. Die Steuereinheit 4 erfasst einen Winkel einer Normalen zu dem Spiegel 2. Die Steuereinheit 4 erfasst einen Zustand, in dem die Licht empfangende Einheit 3 Licht empfängt.
Gehäuse 5
Bei dem Gehäuse 5 handelt es sich zum Beispiel um einen Kasten an der Außenseite des Hauptkörpers der Abstandsmessvorrichtung 100. Das Gehäuse 5 kann die Mehrzahl von Lichtquellen 1, den Spiegel 2 und die Licht empfangende Einheit 3 aufnehmen. Das Gehäuse 5 weist zum Beispiel eine lichtabschirmende Eigenschaft auf. Das Gehäuse 5 weist bevorzugt eine schwarze Innenfläche auf, um Streulicht zu absorbieren. Das Gehäuse 5 weist ein Fenster 6 auf.
Fenster 6
Bei dem Fenster 6 handelt es sich zum Beispiel um eine Öffnung. Das emittierte Licht 10 wird durch das Fenster 6 in den Außenbereich des Gehäuses 5 emittiert. Das reflektierte Licht 30 gelangt durch das Fenster 6 in das Gehäuse 5. Das Fenster 6 kann externes Licht blockieren. Das Fenster 6 weist zum Beispiel eine Wellenlängen-Eigenschaft in Bezug auf das zu transmittierende Licht auf. Das Fenster 6 transmittiert zum Beispiel nur Licht, das die gleiche Wellenlänge wie das Licht 7 aufweist. Es kann eine Mehrzahl von Fenstern 6 angeordnet sein, so dass das emittierte Licht 10 entlang eines Pfads läuft und das reflektierte Licht 30 entlang eines anderen Pfads läuft. Das Fenster 6 kann eine Lichtsammel-Funktion aufweisen. Das Fenster 6 kann eine Licht ablenkende Funktion aufweisen.
Betrieb der Abstandsmessvorrichtung 100
Nachstehend wird beschrieben, wie die Abstandsmessvorrichtung 100 funktioniert.
Die Verteilung des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts wird durch die Linse 12 verändert. Zum Beispiel wird das die Linse 12 durchlaufende Licht 7 kollimiert. Das kollimierte Licht 7 durchläuft die Öffnung des Spiegels 31. Das kollimierte Licht 7 wird durch den Spiegel 31 transmittiert. Das Licht 7, das die Linse 12 durchlaufen hat, wird von dem Spiegel 2 reflektiert. Das Licht 7 wird von dem Spiegel 2 reflektiert und aus der Abstandsmessvorrichtung 100 als emittiertes Licht 10 emittiert. Da sich der Spiegel 2 zum Beispiel um zwei orthogonale Drehachsen herum dreht, wird das emittierte Licht 10, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird, zweidimensional abgetastet. Das zweidimensional abgetastete emittierte Licht 10 wird durch das Fenster 6 in den Außenbereich des Gehäuses 5 emittiert.
Das emittierte Licht 10 bestrahlt das Objekt 9, und das reflektierte Licht 30 wird erzeugt. Das reflektierte Licht 30 läuft in Richtung zu der Abstandsmessvorrichtung 100. Das reflektierte Licht 30 gelangt durch das Fenster 6 hindurch in das Gehäuse 5. Das reflektierte Licht 30 fällt auf die Licht empfangende Einheit 3 ein. Das reflektierte Licht 30 kann direkt auf die Licht empfangende Einheit 3 einfallen. Das reflektierte Licht 30 kann von dem Spiegel 2 reflektiert werden und dann auf die Licht empfangende Einheit 3 einfallen.
Das reflektierte Licht 30 kann von dem Spiegel 2 und dem Spiegel 31 reflektiert werden und dann auf die Licht empfangende Einheit 3 einfallen. Die Licht empfangende Einheit 3 erfasst das reflektierte Licht 30. Die Steuereinheit 4 misst eine Zeitspanne, die von der Emission des Lichts 7 durch die Lichtquelle 1 bis zur Erfassung des reflektierten Lichts 30 durch die Licht empfangende Einheit 3 verstreicht. Die Steuereinheit 3 verwendet die gemessene Zeitspanne zur Berechnung des Abstands zu dem Objekt 9.
Die Steuereinheit 4 detektiert die Richtung der Normalen zu dem Spiegel 2, während dieser eine Drehbewegung ausführt. In diesem Fall kann zum Beispiel ein Sensor verwendet werden, der die Dauer einer Drehung des Spiegels 2 erfasst. Ferner kann die Steuereinheit 4 die Richtung der Normalen von einem Signalantriebsspiegel detektieren. Aus der Position der Lichtquelle 1 und der Richtung der Normalen zu dem Spiegel 2 berechnet die Steuereinheit 4 die Richtung, in der das emittierte Licht 10 emittiert wird.
Die Steuereinheit 4 kann die Richtung und den Abstand des Objekts 9 unter Verwendung der Richtung, in der das emittierte Licht 10 emittiert wird, und des Abstands zu dem Objekt 9 berechnen. Die Steuereinheit 4 berechnet die Richtung und den Abstand des Objekts 9 für jeden Zeitpunkt, während das emittierte Licht 10 abgetastet wird. Somit kann die Abstandsmessvorrichtung 100 ein Abstandsbild erhalten.
Anordnung der Mehrzahl von Lichtquellen 1
Nachstehend wird ein Bereich eines Abtastwinkels beschrieben, wenn die Mehrzahl von Lichtquellen 1 verwendet wird.
Zur Vereinfachung der Beschreibung der Figuren werden xyz-Koordinaten verwendet. Bei den Koordinaten handelt es sich um Koordinaten, wenn die Normale zu dem Spiegel 2, bei der es sich um eine Komponente der Abstandsmessvorrichtung 100 handelt, horizontal vorgegeben ist. Es ist jedoch anzumerken, dass es sich bei den Koordinaten, wenn der Spiegel 2 eine Drehbewegung ausführt, um Koordinaten handelt, wenn sich der Spiegel 2 in der Mitte eines Drehbereichs befindet. Das heißt, bei der Mitte des Drehbereichs handelt es sich um die Mitte des Bereichs eines hin- und hergehenden Vorgangs in der Drehrichtung.
Bei der z-Achse handelt es sich um eine Normale zu dem Spiegel 2. Die z-Achse ist eine Normale zu einer Spiegeloberfläche des Spiegels 2. Bei der z-Achse handelt es sich um eine Richtung von dem Spiegel 2 nach vorn/nach hinten. Eine positive Richtung entlang der z-Achse ist eine Richtung von der rückwärtigen Oberfläche des Spiegels 2 in Richtung zu einer reflektierenden Oberfläche desselben. Die y-Achse ist eine Richtung von dem Spiegel 2 nach oben/nach unten. Eine positive Richtung entlang der y-Achse ist eine Richtung nach oben (eine Richtung zum Himmel hin), und eine negative Richtung entlang der y-Achse ist eine Richtung nach unten (eine Richtung zur Erde hin). Die x-Achse ist eine Richtung von dem Spiegel 2 nach rechts/nach links.
Eine positive Richtung entlang der x-Achse ist bei Betrachtung in einer Richtung, die der reflektierenden Oberfläche des Spiegels 2 zugewandt ist, eine Richtung nach rechts, und eine negative Richtung entlang der x-Achse ist bei Betrachtung in einer Richtung, die der reflektierenden Oberfläche des Spiegels 2 zugewandt ist, eine Richtung nach links. Der Spiegel 2 dreht sich um die x- und die y-Achse herum. Das heißt, beim Drehzentrum des Spiegels 2 handelt es sich um einen Schnittpunkt der x-, der y- und der z-Achse. Die x-Achse ist als eine erste Achse definiert. Die z-Achse ist als eine zweite Achse definiert. Die y-Achse ist als eine dritte Achse definiert.
3 stellt ein Beispiel dar, bei dem zwei Lichtquellen 1 verwendet werden. 3 stellt die Lichtquelle 1 und einen Abtastbereich des emittierten Lichts 10 in der yz-Ebene dar. Eine Lichtquelle 1a befindet sich in der yz-Ebene auf einem höheren Niveau als eine Lichtquelle 1b. Das heißt, die Lichtquelle 1a befindet sich in der yz-Ebene auf einer in der Richtung entlang der y-Achse positiveren Seite als die Lichtquelle 1b. Bei einem Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts 7 und der z-Achse gebildet wird, handelt es sich um einen Winkel θx.
Bei einem Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1a emittierten Lichts 7a und der z-Achse gebildet wird, handelt es sich um einen Winkel θxa. In einer ähnlichen Weise handelt es sich bei einem Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1b emittierten Lichts 7b und der z-Achse gebildet wird, um einen Winkel θxb. Der Winkel θxa ist größer als der Winkel θxb (θxa > θxb). Die yz-Ebene ist als eine zweite Ebene definiert.
Das Licht 7a und das Licht 7b, das jeweils von den Lichtquellen 1a und 1b emittiert wird, fällt auf den Spiegel 2 ein, während sich dieser dreht. Der Spiegel 2 reflektiert das emittierte Licht 10a und das emittierte Licht 10b und bewirkt, dass Abtastbereiche 200a und 200b abgetastet werden. In 3 sind die Abtastbereiche 200a und 200b jeweils durch ein gleichschenkliges Dreieck gezeigt. Es ist jedoch anzumerken, dass das emittierte Licht 10a und das emittierte Licht 10b radial von dem Spiegel 2 abgetastet werden. Das emittierte Licht 10a und das emittierte Licht 10b wird jeweils so geführt, dass das Objekt 9 innerhalb des Bereichs des Scheitelwinkels des gleichschenkligen Dreiecks bestrahlt wird.
Das von der Lichtquelle 1a emittierte Licht 7a fällt von einer weiter oben gelegenen Seite (d.h. von einer in der Richtung entlang der y-Achse positiveren Seite) als das von der Lichtquelle 1b emittierte Licht 7b auf den Spiegel 2 ein. Daher befindet sich der Abtastbereich 200a von der Lichtquelle 1a auf einer weiter unten gelegenen Seite (d.h. auf einer in der Richtung entlang der y-Achse negativeren Seite) als der Abtastbereich 200b.
4 stellt ein Beispiel dar, bei dem drei Lichtquellen 1a, 1b und 1c verwendet werden. 4 stellt die Lichtquellen 1a, 1b und 1c sowie die Abtastbereiche des emittierten Lichts 10a, des emittierten Lichts 10b und des emittierten Lichts 10c in der zx-Ebene dar. Die zx-Ebene ist als eine erste Ebene definiert.
Die Lichtquelle 1a ist in der zx-Ebene auf der z-Achse angeordnet. Das von der Lichtquelle 1a emittierte Licht 7a durchläuft eine Linse 12a und fällt von einer in der Richtung entlang der z-Achse positiven Seite auf den Spiegel 2 ein. Das emittierte Licht 10a, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird, tastet einen Abtastbereich 200a ab. Der Abtastbereich 200a ist symmetrisch in Bezug auf die z-Achse.
Die Lichtquelle 1b ist in der zx-Ebene auf einer in der Richtung entlang der x-Achse positiveren Seite als die Lichtquelle 1a angeordnet. Bei einem Winkel, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1b emittierten Lichts 7b und der z-Achse gebildet wird, handelt es sich um einen Winkel θyb. Das von der Lichtquelle 1b emittierte Licht 7b durchläuft eine Linse 12b und fällt von einer in der Richtung entlang der z-Achse positiven Seite auf den Spiegel 2 ein. Das emittierte Licht 10b, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird, tastet einen Abtastbereich 200b ab. Der Abtastbereich 200b befindet sich auf einer entlang der x-Achse negativeren Seite als der Abtastbereich 200a.
Die Lichtquelle 1c ist in der zx-Ebene auf einer in der Richtung entlang der x-Achse negativeren Seite als die Lichtquelle 1a angeordnet. Bei einem Winkel, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1c emittierten Lichts 7c und der z-Achse gebildet wird, handelt es sich um einen Winkel θyc. Das von der Lichtquelle 1c emittierte Licht 7c durchläuft eine Linse 12c und fällt von einer in der Richtung entlang der z-Achse positiven Seite auf den Spiegel 2 ein. Das emittierte Licht 10c, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird, tastet einen Abtastbereich 200c ab. Der Abtastbereich 200c befindet sich auf einer entlang der x-Achse positiveren Seite als der Abtastbereich 200a.
Wie in 4 gezeigt, können die Abtastbereiche 200a, 200b und 200c in einer Richtung entlang der x-Achse angeordnet sein, wenn die Lichtquellen 1a, 1b und 1c in einer Richtung entlang der x-Achse angeordnet sind. Eine Richtung entlang der x-Achse ist zum Beispiel eine Richtung, in der die Mehrzahl von Lichtquellen 1a, 1b und 1c angeordnet ist. Das heißt, die Richtung entlang der x-Achse ist zum Beispiel eine Richtung, in der ein Abstandsmessbereich durch das Verwenden der Mehrzahl von Lichtquellen 1 erweitert wird. Die Abstandsmessvorrichtung 100 kann den Abtastbereich 200 in der Richtung entlang der x-Achse erweitern. Der Abtastbereich 200 umfasst die Abtastbereiche 200a, 200b und 200c.
Wenn die Lichtquellen 1a, 1b und 1c jedoch innerhalb der Abtastbereiche 200a, 200b und 200c angeordnet sind, werden das emittierte Licht 10a, das emittierte Licht 10b und das emittierte Licht 10c durch die Lichtquellen 1a, 1b und 1c blockiert. Wie in 3 gezeigt, werden die Lichtquellen 1a, 1b und 1c dementsprechend von der z-Achse in einer Richtung entlang der y-Achse verschoben. Das heißt, die Lichtquellen 1a, 1b und 1c werden an Positionen angeordnet, die in Bezug auf die zx-Ebene in der Richtung entlang der y-Achse versetzt sind. In 3 sind die Lichtquellen 1a, 1b und 1c an Positionen angeordnet, die in einer positiveren Richtung entlang der y-Achse versetzt sind als die zx-Ebene. Somit werden das emittierte Licht 10a, das emittierte Licht 10b und das emittierte Licht 10c durch die Lichtquellen 1a, 1b und 1c nicht blockiert.
5 zeigt ein Beispiel für einen Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und dem Abtastbereich 200. 5 stellt Abtastbereiche 200e, 200f und 200g dar, wenn die Lichtquellen 1e, 1f und 1g in der Richtung entlang der x-Achse ausgerichtet sind.
In 5 weist der Spiegel 1 ein Drehzentrum auf der z-Achse auf. Der Spiegel 2 weist eine reflektierende Oberfläche auf, die sich symmetrisch in Bezug auf die z-Achse um die x-Achse und die y-Achse herum dreht.
Zunächst wird ein Fall beschrieben, in dem die Lichtquelle 1 auf der z-Achse angeordnet ist. Die Lichtquelle 1 ist auf der z-Achse angeordnet. Von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht 7 läuft auf der z-Achse und fällt somit auf den Spiegel 2 ein. Unter dieser Bedingung wird angenommen, dass der Abtastbereich 200 des emittierten Lichts 10 bei einer Betrachtung in der Richtung entlang der z-Achse in der Form eines Rechtecks vorliegt.
Es wird ein Fall beschrieben, in dem die Lichtquelle 1 an einer in Bezug auf die z-Achse versetzten Position angeordnet ist. In 5 ist die Lichtquelle 1 zum Beispiel an einer in Bezug auf die z-Achse in der positiven Richtung entlang der y-Achse versetzten Position angeordnet. In diesem Fall weist der Abtastbereich 200 eine Mitte an einer Position auf dem Abtastbereich 200 des emittierten Lichts 10 auf, wenn die Normale zu dem Spiegel 2 mit der z-Achse übereinstimmt. Das emittierte Licht 10, das als Mitte des Abtastbereichs 200 dient, ist in Bezug auf die z-Achse symmetrisch zu dem von der Lichtquelle 1 emittierten Licht 7.
Der in 5 gezeigte Abtastbereich 200 ist in einer Ebene entfernt von dem Spiegel 2 in der Richtung entlang der z-Achse ausgebildet. In 5 befindet sich der Abtastbereich 200 auf einer in der Richtung entlang der z-Achse positiveren Seite als der Spiegel 2. Der Abtastbereich 200 ist in einer Ebene senkrecht zu dem als Mitte dienenden emittierten Licht 10 ausgebildet.
Bei den Abtastbereichen 200e, 200f und 200g handelt es sich um die Abtastbereiche des Lichts 7e, des Lichts 7f und des Lichts 7g, das von den Lichtquellen 1e, 1f beziehungsweise 1g emittiert wird. Die Abtastbereiche 200e, 200f und 200g des Lichts 7e, des Lichts 7f und des Lichts 7g, das von den Lichtquellen 1e, 1f und 1g emittiert wird, sind jeweils in verschiedenen Ebenen dargestellt. Die Abstände der Ebenen, in denen die Abtastbereiche 200e, 200f und 200g dargestellt sind, zu dem Spiegel 2 sind gleich. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist in 5 der Abtastbereich 200, der in einer Ebene senkrecht zu dem emittierten Licht 10 ausgebildet ist, das als Mitte dient, zum Beispiel auf die xy-Ebene projiziert.
In 5 sind die Winkel θxe, θxf und θxg, die in der yz-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7e, des Lichts 7f und des Lichts 7g, das von den Lichtquellen 1e, 1f und 1g emittiert wird, und der z-Achse gebildet werden, gleich (d.h. θxe = θxf = θxg). Bei den Winkeln, die in der zx-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7e, des Lichts 7f und des Lichts 7g, das von den Lichtquellen 1e, 1f und 1g emittiert wird, und der z-Achse gebildet werden, handelt es sich um die Winkel θye, θyf und θyg. Der Winkel θye ist gleich 0 Grad. Die Winkel θyf und θyg sind größer als der Winkel θye (d.h. |θyf| > |θye| und |θyg| > |θye|).
In 5 weisen die Winkel θxe, θxf und θxg den gleichen Wert auf. Die Winkel θyf und θyg sind größer als der Winkel θye. In diesem Fall weisen die Abtastbereiche 200f und 200g im Vergleich zu dem Abtastbereich 200e eine starke Verzerrung in Bezug auf das Rechteck auf. Ferner überlappen das rechte Ende des Abtastbereichs 200e und das linke Ende des Abtastbereichs 200g miteinander. In der Richtung entlang der y-Achse unterscheidet sich die Position des rechten Endes des Abtastbereichs 200e von der Position des linken Endes des Abtastbereichs 200g. In einer ähnlichen Weise unterscheidet sich die Position des linken Endes des Abtastbereichs 200e in der Richtung entlang der y-Achse von der Position des rechten Endes des Abtastbereichs 200f.
Somit sind die Lichtquellen 1e, 1f und 1g in 5 in der Richtung entlang der x-Achse ausgerichtet, wobei ihre jeweiligen Positionen in der Richtung entlang der y-Achse gleich sind. In diesem Fall sind die von den Abtastbereichen 200e, 200f und 200g erhaltenen Abstandsbilder in der Richtung entlang der y-Achse im Allgemeinen nicht kontinuierlich. Die von den Abtastbereichen 200f und 200g erhaltenen Abstandsbilder weisen im Vergleich zu dem von dem Abtastbereich 200e erhaltenen Abstandsbild eine starke Verzerrung auf.
6 stellt ein weiteres Beispiel für den Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und dem Abtastbereich 200 dar. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem die Lichtquellen 1f und 1g an einer Position angeordnet sind, die sich in Bezug auf die Anordnung der Lichtquellen 1e, 1f und 1g von 5 auf einem höheren Niveau befindet (d.h. in der positiven Richtung entlang der y-Achse). Mit Ausnahme dieses Unterschieds ist die in 6 gezeigte Konfiguration die gleiche wie die in 5 gezeigte Konfiguration.
In 6 sind die Winkel θxf und θxg größer als der Winkel θxe (d.h. θxf > θxe und θxg > θxe). Bei den Winkeln θxf und θxg handelt es sich um Winkel, die in der yz-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7f und des Lichts 7g, das von den Lichtquellen 1f und 1g emittiert wird, und der z-Achse gebildet werden. Bei dem Winkel θxe handelt es sich um einen Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des Lichts 7e, das von der Lichtquelle 1e emittiert wird, und der z-Achse gebildet wird.
Die Winkel θye, θyf und θyg sind die gleichen wie jene bei dem Beispiel von 5. Bei den Winkeln θye, θyf und θyg handelt es sich um die Winkel, die in der zx-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7e, des Lichts 7f und des Lichts 7g, das von den Lichtquellen 1e, 1f und 1g emittiert wird, und der z-Achse gebildet werden.
Ein Anordnen der Lichtquellen 1f und 1g auf einem hohen Niveau senkt das Niveau der Abtastbereiche 200f und 200g ab. Das heißt, ein Verschieben der Lichtquellen 1f und 1g in der positiven Richtung entlang der y-Achse in Bezug auf die Konfiguration von 5 verschiebt die Abtastbereiche 200f und 200g in der negativen Richtung entlang der y-Achse. Dadurch kann die Kontinuität der Abtastbereiche 200e, 200f und 200g verbessert werden. Zum Beispiel können die obersten Abtastlinien der jeweiligen Abtastbereiche 200e, 200f und 200g (d.h. die jeweiligen Linien auf der positivsten Seite in der Richtung entlang der y-Achse) kontinuierlich sein.
Wenn zwei Lichtquellen 1 parallel zu der x-Achse angeordnet sind, um die Kontinuität von zwei benachbarten Abtastbereichen 200 zu verbessern, wird die Lichtquelle 1, die einen großen Abstand von der z-Achse aufweist, auf einem hohen Niveau vorgegeben (d.h. auf einer in der Richtung entlang der y-Achse positiveren Seite). Das heißt, es wird bewirkt, dass der Winkel θx einer Lichtquelle 1, die einen großen Winkel θy aufweist, größer als der Winkel θx einer Lichtquelle 1 ist, die einen kleinen Winkel θy aufweist.
Bei der in 6 gezeigten Konfiguration sind die Winkel θxf und θxg der Lichtquellen 1f und 1g, die einen großen Winkel θy aufweisen, größer als der Winkel θxe der Lichtquelle 1e, die einen kleinen Winkel θy aufweist. Es ist anzumerken, dass ein Winkel hier als ein Absolutwert behandelt wird.
Daher wird eine Bedingung angegeben, indem ein Einfallswinkel der optischen Achse des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts 7 auf den Spiegel 2 verwendet wird. Die Kontinuität von zwei benachbarten Abtastbereichen 200a und 200b kann verbessert werden, indem die folgende Bedingung erfüllt wird: Wenn der Winkel θyb größer als der Winkel θya in der zx-Ebene ist, ist der Winkel θxb größer als der Winkel θxa in der yz-Ebene.
Bei dem Winkel θya handelt es sich um einen Winkel, der in der zx-Ebene durch die optische Achse des von der Lichtquelle 1a emittierten Lichts 7a und der z-Achse gebildet wird. Bei dem Winkel θyb handelt es sich um einen Winkel, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1b emittierten Lichts 7b und der z-Achse gebildet wird.
Bei dem Winkel θxa handelt es sich um einen Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1a emittierten Lichts 7a und der z-Achse gebildet wird. Bei dem Winkel θxb handelt es sich um einen Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1b emittierten Lichts 7b und der z-Achse gebildet wird.
Es ist jedoch anzumerken, dass die Winkel θxa, θxb, θya und θyb zur Kennzeichnung der Größe eines Winkels jeweils konstant einen positiven Wert (oder Absolutwert) aufweisen. Die Lichtquellen 1a und 1b befinden sich beide auf der positiven Seite entlang der y-Achse oder befinden sich beide auf der negativen Seite entlang der y-Achse.
Die Kontinuität der drei benachbarten Abtastbereiche 200a, 200b und 200c kann in einer ähnlichen Weise verbessert werden, indem die folgende Bedingung erfüllt wird: Je größer die Winkel θya, θyb und θyc sind, desto größer werden die Winkel θxa, θxb und θxc gestaltet. Bei den Winkeln θya, θyb und θyc handelt es sich um Winkel, die in der zx-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7a, des Lichts 7b und des Lichts 7c, das von den Lichtquellen 1a, 1b und 1c emittiert wird, und der z-Achse gebildet werden. Bei den Winkeln θxa, θxb und θxc handelt es sich um Winkel, die in der yz-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7a, des Lichts 7b und des Lichts 7c, das von den Lichtquellen 1a, 1b und 1c emittiert wird, und der z-Achse gebildet werden.
Ferner wird zur Verbesserung der Kontinuität von fünf benachbarten Abtastbereichen 200 die Lichtquelle 1, die einen größeren Abstand von der z-Achse aufweist, zum Beispiel auf einem höheren Niveau vorgegeben (d.h. auf einer in der Richtung entlang der y-Achse positiveren Seite). In 6 weist die Lichtquelle 1e eine Position mit einem Winkel θxe von 0 Grad auf. Das heißt, die Lichtquelle 1e befindet sich über der z-Achse (auf der in der Richtung entlang der y-Achse positiven Seite). Der Winkel θxe kann sich jedoch von 0 Grad unterscheiden.
Nachstehend wird eine Richtlinie zur Bestimmung der Lichtquelle 1 spezifiziert. 7 stellt ein Beispiel für einen geometrischen Ort des emittierten Lichts 10 dar. 7 zeigt einen geometrischen Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10, das von der Lichtquelle 1a geliefert wird. Die vertikale Achse repräsentiert den Neigungswinkel. Die vertikale Achse repräsentiert einen Drehwinkel um die x-Achse herum, und der Drehwinkel wird als rx [°] dargestellt. Die horizontale Achse repräsentiert den Gierwinkel. Die horizontale Achse repräsentiert einen Drehwinkel um eine Achse senkrecht zu rx, und der Drehwinkel wird als ry [°] dargestellt.
Die Lichtquelle 1a ist über der x-Achse angeordnet (auf der in der Richtung entlang der y-Achse positiven Seite). Der Winkel θxa beträgt 1,5°. Bei dem Winkel θxa handelt es sich um einen Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1a emittierten Lichts 7a und der z-Achse gebildet wird. Der Spiegel 2 wird aus einem Zustand, in dem die Normale zu dem Spiegel 2 mit der z-Achse übereinstimmt, um die y-Achse herum gedreht. Dabei dreht sich der Spiegel 2, während sich die Normale zu dem Spiegel 2 in der zx-Ebene befindet.
Die Vielzahl von Lichtstrahlen 7 ist derart, dass ein Neigungswinkel um die x-Achse herum in Bezug auf die z-Achse um so größer ist, je größer der Absolutwert eines Gierwinkels um die y-Achse herum in Bezug auf die z-Achse ist.
Das von der Lichtquelle 1a emittierte Licht 7a und das emittierte Licht 10, das von dem Spiegel 2 reflektiert wird, sind symmetrisch in Bezug auf die Normale zu dem Spiegel 2. Wenn sich der Spiegel 2 dreht, bildet die optische Achse des emittierten Lichts 10 daher einen Winkel von 16,5° mit der zx-Ebene. Um den Grund für das Vorstehende zu erläutern, sei die Lichtquelle 1 an einem Punkt auf einer Oberfläche einer Kugel angeordnet und sei der Spiegel 2 in der Mitte der Kugel angeordnet, und es werde ein Schnittpunkt der optischen Achse des emittierten Lichts 10 und der Kugeloberfläche betrachtet, wenn sich der Spiegel 2 dreht.
Durch ein Drehen des Spiegels 2 bewegt sich die Normale zu dem Spiegel 2 auf einer kugelförmigen Oberfläche entsprechend dem Äquator der Erde. Bei dem Äquator handelt es sich um eine Linie, die durch einen Schnitt der Erdbodenoberfläche und einer Ebene gebildet wird, die durch die Mitte der Erde und senkrecht zu der Drehachse der Erde verläuft. Daher existiert der Schnittpunkt der optischen Achse des emittierten Lichts 10 auf der kugelförmigen Oberfläche auf dem gleichen Breitengrad, der durch eine Position verläuft, die in Bezug auf den Äquator symmetrisch zu der Lichtquelle 1 ist.
Bei 7 handelt es sich um einen geometrischen Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 der Lichtquelle 1a unter der vorstehenden Bedingung. Wenn die Normale zu dem Spiegel 2 mit der z-Achse übereinstimmt, wird eine Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts 10 der Lichtquelle 1 mit (0, 0) dargestellt, und wenn sich der Spiegel 2 dreht, wird eine relative Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts 10 durch einen Winkel dargestellt.
Die optische Achse des emittierten Lichts 10 hält konstant einen Winkel von 16,5 ° in Bezug auf die zx-Ebene. Daher geht die optische Achse des emittierten Lichts 10 in eine Richtung von 16,5° nach unten, wie beim Spiegel 2 zu sehen (d.h. in der negativen Richtung entlang der y-Achse). Wenn der geometrische Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 jedoch von dem Spiegel 2 in der Richtung entlang der z-Achse beobachtet wird, weist die optische Achse des emittierten Lichts 10 einen geometrischen Ort auf, der in der Mitte hoch und an gegenüberliegenden Enden niedrig liegt.
8 stellt ein weiteres Beispiel für den geometrischen Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 dar. Bei 8 handelt es sich um einen geometrischen Ort der optischen Achsen des emittierten Lichts 10 der Lichtquellen 1a, 1b und 1c. Die vertikale Achse und die horizontale Achse sind die gleichen wie jene in 7. 8 stellt den geometrischen Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 der Lichtquelle 1a von 7 sowie einen geometrischen Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 von jeder der Lichtquellen 1b und 1c dar. Wo die Lichtquelle 1a angeordnet ist und in welche Richtung sich der Spiegel 2 dreht, ist das Gleiche wie bei 7.
Die Lichtquellen 1a, 1b und 1c sind angeordnet, wie in 4 gezeigt. Der Winkel, der von der zx-Ebene und der optischen Achse des Lichts 7a von der Lichtquelle 1a gebildet wird, beträgt 16,5°. Der Winkel, der von der zx-Ebene und jeder der optischen Achsen des Lichts 7b und des Lichts 7c gebildet wird, das von den Lichtquellen 1b und 1c emittiert wird, beträgt 21,5°. In der zx-Ebene liegt die optische Achse des Lichts 7a auf der z-Achse. Die Winkel θyb und θyc, die in der zx-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7b und des Lichts 7c und der z-Achse gebildet werden, betragen jeweils 45°.
Der geometrische Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 der Lichtquelle 1a ist mit einer durchgezogenen Linie gekennzeichnet, und ein diskreter geometrischer Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 von jeder der Lichtquellen 1b und 1c ist durch Kreuze gekennzeichnet. Der diskrete geometrische Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10 von jeder der Lichtquellen 1b und 1c wird durch Einschränken des Drehwinkels erhalten.
Somit kann ein Anordnen der Lichtquellen 1b und 1c an Positionen auf einem höheren Niveau (oder in der positiven Richtung entlang der y-Achse) bewirken, dass die geometrischen Orte der optischen Achsen des emittierten Lichts 10 der Lichtquellen 1a, 1b und 1c kontinuierlich sind.
9 zeigt ein weiteres Beispiel für den geometrischen Ort der optischen Achse des emittierten Lichts 10. 9 stellt geometrische Orte der optischen Achsen des emittierten Lichts 10 der Lichtquellen 1a, 1b und 1c dar. 9 zeigt ein Beispiel, bei dem der Spiegel 2 unter Verwendung der x-Achse und der y-Achse gedreht wird, wenn die Lichtquellen 1a, 1b und 1c angeordnet sind, wie in 8 gezeigt. Es ist ersichtlich, dass die vertikalen Mitten (d.h. die Mitten bei einer Betrachtung in der Richtung entlang der y-Achse) der jeweiligen Abtastbereiche 200a, 200b und 200c der optischen Achsen des von den Lichtquellen 1a, 1b und 1c emittierten Lichts 10 kontinuierlich sind.
Der Winkel, der von der zx-Ebene und der optischen Achse des Lichts 7b gebildet wird, ist aus dem folgenden Grund mit 21,5° vorgegeben: 21,5° ist um 5° größer als ein Winkel von 16,5°, der von der zx-Ebene und der optischen Achse des Lichts 7a gebildet wird. Wie in 7 gezeigt, wird die Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts 10 der Lichtquelle 1 um 5 Grad in der negativen rx-Richtung gedreht, wenn die Richtung der optischen Achse des emittierten Lichts 10 der Lichtquelle 1 um 45 Grad in der ry-Richtung gedreht wird.
Die optische Achse des emittierten Lichts 10 geht konstant in eine Richtung von 16,5° nach unten, wie beim Spiegel 2 zu sehen (d.h. auf der in der Richtung entlang der y-Achse negativen Seite). Für eine Position von 45° in der positiven ry-Richtung geht sie jedoch um 5° in der rx-Richtung auf eine tiefere Seite (d.h. auf eine in der Richtung entlang der y-Achse negativere Seite) als für eine Position von 0° in der rx-Richtung.
Da die optische Achse des Lichts 7b der Lichtquelle 1b einen Winkel θyb von 45° aufweist, geht die optische Achse des emittierten Lichts 10 in eine Richtung von 45° in der positiven ry-Richtung, wenn die Normale zu dem Spiegel 2 in der Richtung entlang der z-Achse verläuft. Es ist jedoch anzumerken, dass die Emissionsrichtung der optischen Achse des emittierten Lichts 10 dabei als Mitte des von dem Licht 7b gelieferten Abtastbereichs 200b dient.
Wenn der Abtastbereich 200b durch die optische Achse des Lichts 7b daher den Abtastbereich 200a durch die optische Achse des Lichts 7a überlagert, wird der Abtastbereich 200b durch die optische Achse des Lichts 7b um 45 Grad in der positiven ry-Richtung verschoben und um 5 Grad in der negativen rx-Richtung verschoben. Der Winkel, der von der zx-Ebene und der optischen Ache des Lichts 7b gebildet wird, ist mit 21,5° vorgegeben, wobei dieser um 5° größer als 16,5° ist.
Durch Bezugnahme auf den geometrischen Ort der optischen Achse des von der Lichtquelle 1a emittierten Lichts 10 kann somit das Niveau der anderen Lichtquellen 1b und 1c (oder die Position in der Richtung entlang der y-Achse) bestimmt werden. Bei dem vorstehenden Beispiel wird die Kontinuität eines Bereichs des Abtastbereichs 200 betrachtet, der sich in der Mitte in der Richtung nach oben/nach unten (oder der Richtung entlang der y-Achse) befindet.
Wenn jedoch die Kontinuität des Abtastbereichs 200 auf der oberen Seite (oder der in der Richtung entlang der y-Achse positiven Seite) oder der unteren Seite (oder der in der Richtung entlang der y-Achse negativen Seite) betrachtet wird, kann diese durch feines Einstellen des vorstehend gezeigten Resultats erreicht werden.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Berechnung des Niveaus der optischen Achse des von der Lichtquelle 1b emittierten Lichts 7b beschrieben, wenn der Winkel θyb, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des Lichts 7b und der z-Achse gebildet wird, gleich 30° ist. Da die optische Achse des emittierten Lichts 10 in 7 für 30° in der ry-Richtung in der rx-Richtung 2° niedriger liegt, kann der Winkel, der von der zx-Ebene und der optischen Achse des Lichts 7b gebildet wird, mit einem Winkel vorgegeben werden, der um 2° größer als 16,5° ist, d.h. mit 18,5°.
Somit kann die Information in Bezug auf den geometrischen Ort der optischen Achse des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts 10 dazu verwendet werden, den geometrischen Ort der optischen Achse des von einer anderen Lichtquelle 1 emittierten Lichts 10 vorherzusagen. Dann kann das Niveau der anderen Lichtquelle 1 aus dem vorhergesagten geometrischen Ort bestimmt werden.
Wenn der Winkel θy in der zx-Ebene zwischen der optischen Achse des Lichts 7 und der z-Achse gleich 60° oder kleiner ist, kann die Kontinuität eines Abtastbereichs verbessert werden, indem ein Winkel (ein Neigungswinkel) zwischen der zx-Ebene und der optischen Achse des Lichts 7 von 0° um etwa 12° vergrößert wird. Wenn der Winkel θy in der zx-Ebene zwischen der optischen Achse des Lichts 7 und der z-Achse gleich 60° oder kleiner ist, kann die Kontinuität eines Abtastbereichs in einer ähnlichen Weise verbessert werden, indem der Winkel θy in der yz-Ebene zwischen der optischen Achse des Lichts 7 und der z-Achse von 0° um etwa 12° vergrößert wird.
Modifiziertes Beispiel 1
Eine Verbesserung der Kontinuität benachbarter Abtastbereiche 200 kann die Kontinuität von erhaltenen Abstandsbildern verbessern. Bei einer Verbesserung der Kontinuität benachbarter Abtastbereiche 200 wird die von der z-Achse entfernt liegende Lichtquelle 1 auf einem höheren Niveau angeordnet (auf einer in der Richtung entlang der y-Achse positiveren Seite). Daher weist der Abtastbereich 200 eine Form auf, die eine verstärkte Verzerrung in Bezug auf ein Rechteck aufweist. Um dies anzugehen, wird im Folgenden ein Verfahren zur Unterbindung einer Verzerrung der Form des Abtastbereichs 200 in Bezug auf ein Rechteck beschrieben.
10 stellt ein weiteres Beispiel für den Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und dem Abtastbereich 200 dar. 10 zeigt ein Beispiel, bei dem die Lichtquellen 1f und 1g an einer Position auf einem tieferen Niveau (d.h. auf einer in der Richtung entlang der y-Achse negativeren Seite) in Bezug auf die Anordnung der Lichtquellen 1e, 1f und 1g von 5 angeordnet sind. 10 stellt die Abtastbereiche 200e, 200f und 200g von den Lichtquellen 1e, 1 und 1g dar.
Eine Absenkung des Niveaus der Lichtquelle 1 ermöglicht, dass der Abtastbereich 200 nahezu die Form eines Rechtecks aufweist. Es ist jedoch anzumerken, dass das Niveau des Abtastbereichs 200 bei einer Absenkung des Niveaus der Lichtquelle 1 höher liegt. Daher weist der Abtastbereich 200e der Lichtquelle 1e, dessen Niveau unverändert bleibt, eine Position auf einem tieferen Niveau als die Abtastbereiche 200f und 200g auf.
Wenn das Niveau der Lichtquelle 1 fest ist und diese in der positiven Richtung entlang der x-Achse verschoben wird, wird die Form des Abtastbereichs 200 graduell zunehmend verzerrt. Das heißt, wenn das Niveau der Lichtquelle 1 fest ist und diese einen größeren Abstand zu der y-Achse aufweist, wird die Form des Abtastbereichs 200 graduell zunehmend verzerrt. Wenn daher eine Mehrzahl von Lichtquellen 1 auf dem gleichen Niveau angeordnet ist, ist der Abtastbereich 200 der Lichtquelle 1, die sich am weitesten entfernt von der y-Achse befindet, in Bezug auf ein Rechteck am stärksten verzerrt.
Ein Verfahren zum Korrigieren der Verzerrung einer Mehrzahl von Abtastbereichen 200 setzt eine stärkere Korrektur der Verzerrung bei einem Abtastbereich 200 ein, der sich weiter entfernt von der y-Achse befindet. Dadurch kann das Ausmaß der Verzerrung der Mehrzahl von Abtastbereichen 200 nivelliert werden.
Wenn das reflektierte Licht 30 von dem Spiegel 2 reflektiert wird und danach von der Licht empfangenden Einheit 3 empfangen wird, wie in 2 gezeigt, ist die auf die Licht empfangende Einheit 3 projizierte Fläche des Spiegels 2 um so größer, je kleiner der Winkel ist, der von der Lichtquelle 1 und dem Spiegel gebildet wird. Je größer die effektive Fläche des Spiegels 2 in Bezug auf die Licht empfangende Einheit 3 ist, desto größer ist die Lichtmenge, die auf die Licht empfangend Einheit 3 einfällt.
Somit wird die Leistungsfähigkeit der Abstandsmessvorrichtung 100 in Bezug auf das Messen eines Abstands verbessert. Somit kann die Leistungsfähigkeit beim Messen eines Abstands verbessert werden, indem die Mehrzahl von Lichtquellen 1 angeordnet wird, wie vorstehend beschrieben.
Eine Bedingung ist dadurch angegeben, dass ein Einfallswinkel der optischen Achse des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts 7 auf den Spiegel 2 verwendet wird. Das Ausmaß der Verzerrungen von zwei benachbarten Abtastbereichen 200a und 200b wird nivelliert, indem die folgende Bedingung erfüllt wird: Wenn der Winkel θyb größer als der Winkel θya ist, ist der Winkel θxb kleiner als der Winkel θxa. Bei dem Winkel θyb handelt es sich um einen Winkel, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1b emittierten Lichts 7b und der z-Achse gebildet wird.
Bei dem Winkel θya handelt es sich um einen Winkel, der von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1a emittierten Lichts 7a und der z-Achse gebildet wird. Bei dem Winkel θxb handelt es sich um einen Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1b emittierten Lichts 7b und der z-Achse gebildet wird. Bei dem Winkel θxa handelt es sich um einen Winkel, der von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1a emittierten Lichts 7a und der z-Achse gebildet wird.
Es ist jedoch anzumerken, dass die Winkel θxa, θxb, θya und θyb für die Anzeige der Größe eines Winkels jeweils konstant einen positiven Wert (oder einen Absolutwert) aufweisen. Die Lichtquellen 1a und 1b befinden sich beide auf der positiven Seite entlang der y-Achse oder befinden sich beide auf der negativen Seite entlang der y-Achse.
Um das Ausmaß der Verzerrungen von drei benachbarten Abtastbereichen 200 in einer ähnlichen Weise zu nivellieren, wird die Lichtquelle 1, die sich weiter entfernt von der z-Achse befindet, auf einem tieferen Niveau angeordnet. Je kleiner die Winkel θya, θyb und θyc sind, desto größer sind die Winkel θxa, θxb und θxc. Bei den Winkeln θya, θyb und θyc handelt es sich um Winkel, die in der zx-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7a, des Lichts 7b und des Lichts 7c, das von den Lichtquellen 1a, 1b und 1c emittiert wird, und der z-Achse gebildet werden. Bei den Winkeln θxa, θxb und θxc handelt es sich um Winkel, die in der yz-Ebene von den optischen Achsen des Lichts 7a, des Lichts 7b und des Lichts 7c, das von den Lichtquellen 1a, 1b und 1c emittiert wird, und der z-Achse gebildet wird.
Ferner muss zur Nivellierung des Ausmaßes der Verzerrungen von fünf benachbarten Abtastbereichen 200 zum Beispiel die Lichtquelle 1, die von der z-Achse weiter entfernt ist, auf einem tieferen Niveau angeordnet werden. Auch wenn die Lichtquelle 1e mit einem Winkel θxe von 0 Grad positioniert ist, ist anzumerken, dass sich der Winkel θxe auch von 0 Grad unterscheiden kann. Das heißt, auch wenn sich die Lichtquelle 1e in 10 oberhalb der z-Achse befindet, kann sich die Lichtquelle 1e auch an einer anderen Position als einer Position oberhalb der z-Achse befinden.
Wenn sich die Lichtquelle 1 auf einem extrem tiefen Niveau befindet, kann die Lichtquelle 1 emittiertes Licht 10 blockieren. Um dies anzugehen, wird nachstehend eine Bedingung aufgezeigt, die beim Anordnen der Lichtquelle 1 eingesetzt wird. 11 stellt eine positionsmäßige Relation zwischen der Lichtquelle 1 und dem Spiegel 2 dar. Bei einem Lichtquellen-Gehäuse 13 handelt es sich um ein Gehäuse, das die Lichtquelle 1 umgibt.
Der Einfachheit halber weist das Lichtquellen-Gehäuse 13 eine Höhe ly in einer Richtung senkrecht zu dem von der Lichtquelle 1 emittierten Licht 7 auf. Es gibt einen Abstand lz von dem Lichtquellen-Gehäuse 13 zu dem Spiegel 2. Der Spiegel 2 dreht sich von einem Winkel +tx bis zu einem Winkel -tx um die x-Achse herum.
Es wird ein Winkel berechnet, bei dem das Lichtquellen-Gehäuse 13 das emittierte Licht 10 bei einer Änderung des Winkels θx nicht blockiert. Bei dem Winkel θx handelt es sich um einen Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts 7 und der z-Achse gebildet wird. In der yz-Ebene wird ein minimaler Winkel zwischen der optischen Achse des Lichts 7 und der optischen Achse des emittierten Lichts 10 mit 2(θx - tx) wiedergegeben. In der zy-Ebene wird ein Winkel, der von einer geraden Linie, welche die Mitte des Spiegels 2 und das untere Ende des Lichtquellen-Gehäuses 13 verbindet, und der optischen Achse des Lichts 7 gebildet wird, mit atan(ly/2lz) wiedergegeben.
Daher muss der Winkel θx die folgende Bedingung erfüllen: $θ x > (atan (1 y / 2 lz) + 2 tx) / 2.$
Modifiziertes Beispiel 2
Die Mehrzahl von Lichtquellen 1 muss nicht symmetrisch in Bezug auf den Spiegel 2 angeordnet sein. 12 zeigt eine Konfiguration eines weiteren Beispiels, bei dem eine Abstandsmessvorrichtung 100 an einem Fahrzeug 8 angeordnet ist. Es wird ein Beispiel beschrieben, bei dem eine Abstandsmessvorrichtung 100 auf einer Frontseite des Fahrzeugs an zwei Stellen auf der rechten und der linken Seite angeordnet ist. Die Abstandsmessvorrichtung 100 weist zwei Lichtquellen 1 auf. Daher kann die Abstandsmessvorrichtung 100 zwei Abtastbereiche 200 erhalten. Durch Anordnen der zwei Lichtquellen 1 asymmetrisch in Bezug auf den Spiegel 2 werden die zwei Abtastbereiche 200 ebenfalls asymmetrisch.
13 zeigt ein Beispiel für einen Zusammenhang zwischen der Lichtquelle 1 und dem Abtastbereich 200. 13 stellt Abtastbereiche 200h und 200i bei einer Anordnung von Lichtquellen 1h und 1i in einer Richtung entlang der x-Achse dar. Die Lichtquelle 1h ist auf der positiven Seite entlang der x-Achse angeordnet, und die Lichtquelle 1i ist auf der negativen Seiten entlang x-Achse angeordnet. Ein Winkel θyi ist größer als ein Winkel θyh. Bei einem Winkel θyi handelt es sich um einen Winkel, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1i emittierten Lichts 7i und der z-Achse gebildet wird.
Bei dem Winkel θyh handelt es sich um einen Winkel, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1h emittierten Lichts 7h und der z-Achse gebildet wird. Ein Anordnen der Lichtquelle 1i auf einem höheren Niveau (oder auf einer in der Richtung entlang der y-Achse positiveren Seite) als die Lichtquelle 1h kann die Kontinuität der Abtastbereiche 200h und 200i verbessern.
Wie in 12 gezeigt, erhält die Abstandsmessvorrichtung 100, die auf der einen Seite des Fahrzeugs 8 angeordnet ist, ein Abstandsbild eines Bereichs, der für die eine Seite des Fahrzeugs 8 geeignet ist. Der Abtastbereich 200 vor dem Fahrzeug 8 wird zum Beispiel auf einem hohen Niveau vorgegeben (oder auf der in der Richtung entlang der y-Achse positiven Seite), so dass er einen großen Abstand umfasst. Der Abtastbereich 200 seitlich des Fahrzeugs 8 wird auf einem tiefen Niveau vorgegeben, so dass er einen geringen Abstand umfasst.
In 13 ist der Abtastbereich 200h der Lichtquelle 1h der Abstandsmessvorrichtung 100 auf einem hohen Niveau vorgegeben. Der Abtastbereich 200i der Lichtquelle 1i der Abstandsmessvorrichtung 100 ist auf einem tiefen Niveau vorgegeben. Die Kontinuität der Abtastbereiche 200h und 200i kann verbessert werden, indem die Lichtquellen 1h und 1i relativ in Bezug auf das Niveau eingestellt werden.
Ist dies geschehen, wird die folgende Bedingung festgelegt: Wenn der Winkel θyi größer als der Winkel θyh ist, ist der Winkel θxi größer als der Winkel θxh. Bei dem Winkel θyi handelt es sich um einen Winkel, der in der zx-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1i emittierten Lichts 7i und der z-Achse gebildet wird. Bei dem Winkel θyh handelt es sich um einen Winkel, der von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1h emittierten Lichts 7h und der z-Achse gebildet wird.
Bei dem Winkel θxi handelt es sich um einen Winkel, der in der yz-Ebene von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1i emittierten Lichts 7i und der z-Achse gebildet wird. Bei dem Winkel θxh handelt es sich um einen Winkel, der von der optischen Achse des von der Lichtquelle 1h emittierten Lichts 7h und der z-Achse gebildet wird.
Wenn ferner ein Abstandsmessbereich näher bei einer seitlichen Oberfläche eines Kraftfahrzeugs liegt, ist ein Bereich, der in Bezug auf die horizontale Ebene nach unten gewandt ist, als Abstandsmessbereich geeignet. Dies liegt daran, dass ein derartiger Bereich zum Beispiel dann, wenn ein Kraftfahrzeug an einer Kreuzung oder dergleichen nach rechts/nach links abbiegt, dabei hilft, eine Bordsteinkante, einen Fußgänger oder dergleichen zu erfassen, die auf der Seite der seitlichen Oberfläche des Kraftfahrzeugs leicht übersehen werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann ein Begriff verwendet werden, der eine positionsmäßige Relation zwischen Komponenten oder eine Form einer Komponente kennzeichnet, wie beispielsweise „parallel“ oder „senkrecht“. Diese Begriffe geben an, dass ein Bereich enthalten ist, bei dem Herstellungstoleranzen, Montagevariationen und dergleichen berücksichtigt sind. Wenn in den beigefügten Ansprüchen daher eine positionsmäßige Relation zwischen diversen Komponenten oder eine Form einer Komponente spezifiziert ist, soll ein Bereich enthalten sein, in dem Herstellungstoleranzen, Montagevariationen und dergleichen berücksichtigt sind.
Auch wenn vorstehend Ausführungsformen beschrieben sind, handelt es sich bei diesen Ausführungsformen lediglich um Beispiele.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b, 1c, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i: Lichtquelle
2: Spiegel
3: Licht empfangende Einheit
4: Steuereinheit
5: Gehäuse
6: Fenster
7, 7a, 7b, 7c, 7e, 7f, 7g, 7g, 7i: Licht
8: Fahrzeug
9: Objekt
10, 10a, 10b, 10c: emittiertes Licht
12, 12a, 12b, 12c: Linse
13: Lichtquellen-Gehäuse
30: reflektiertes Licht
31: Spiegel
100: Abstandsmessvorrichtung
200, 200a, 200b, 200c, 200e, 200f, 200g, 200h, 200i: Abtastbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015125109 A [0004]

Claims

Abstandsmessvorrichtung zur Messung eines Abstands zu einem Objekt, die Folgendes aufweist: - eine Lichtquelle, um Licht zu emittieren; - einen Spiegel, um das von der Lichtquelle emittierte Licht zu reflektieren; und - eine Licht empfangende Einheit, um reflektiertes Licht zu empfangen, bei dem es sich um das von dem Objekt reflektierte Licht handelt, - wobei die Lichtquelle eine erste Lichtquelle, um ein erstes Licht zu emittieren, und eine zweite Lichtquelle aufweist, um ein zweites Licht zu emittieren, - wobei eine Richtung, in der ein Abstandsmessbereich erweitert wird, indem die Lichtquelle als Mehrzahl von Lichtquellen angeordnet wird, als eine erste Achse definiert ist, - wobei eine Achse, die eine Normale zu dem Spiegel ist, wenn sich der Spiegel in der Mitte eines Drehbereichs befindet, und die orthogonal zu der ersten Achse ist, als eine zweite Achse definiert ist, - wobei eine Achse, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Achse ist und durch einen Schnittpunkt der ersten und der zweiten Achse verläuft, als eine dritte Achse definiert ist, - wobei eine Ebene, welche die erste und die zweite Achse aufweist, als eine erste Ebene definiert ist, - wobei eine Ebene, welche die zweite und die dritte Achse aufweist, als eine zweite Ebene definiert ist, - wobei, wenn sich der Spiegel um die erste und die dritte Achse dreht, - ein Winkel, der von einer optischen Achse des auf die erste Ebene projizierten zweiten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, größer als ein Winkel ist, der von einer optischen Achse des auf die erste Ebene projizierten ersten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, und - ein Winkel, der von der optischen Achse des auf die zweite Ebene projizierten zweiten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird, größer als ein Winkel ist, der von der optischen Achse des auf die zweite Ebene projizierten ersten Lichts und der zweiten Achse gebildet wird.
Abstandsmessvorrichtung nach Anspruch 1, - wobei die Lichtquelle ferner eine dritte Lichtquelle aufweist, um ein drittes Licht zu emittieren, und - wobei, wenn die optische Achse des ersten Lichts, die optische Achse des zweiten Lichts und die optische Achse des dritten Lichts bei Projektion auf die erste Ebene einen größeren Winkel mit der zweiten Achse bilden, die optische Achse des ersten Lichts, die optische Achse des zweiten Lichts und die optische Achse des dritten Lichts bei Projektion auf die zweite Ebene einen größeren Winkel mit der zweiten Achse bilden.
Abstandsmessvorrichtung zur Messung eines Abstands zu einem Objekt, die Folgendes aufweist: - eine Lichtquelle, um Licht zu emittieren; - einen Spiegel, um das von der Lichtquelle emittierte Licht zu reflektieren; und - eine Licht empfangende Einheit, um das reflektierte Licht zu empfangen, bei dem es sich um das von dem Objekt reflektierte Licht handelt, - wobei die Lichtquelle das Licht in Form einer Vielzahl von Lichtstrahlen emittiert, - wobei eine Richtung, in der ein Abstandsmessbereich durch das Verwenden der Vielzahl von Lichtstrahlen erweitert wird, als eine erste Achse definiert ist, - wobei eine Achse, die eine Normale zu dem Spiegel ist, wenn sich der Spiegel in der Mitte eines Drehbereichs befindet, und die orthogonal zu der ersten Achse ist, als eine zweite Achse definiert ist, - wobei eine Achse, die senkrecht zu der ersten und der zweiten Achse ist und durch einen Schnittpunkt der ersten und der zweiten Achse verläuft, als eine dritte Achse definiert ist, - wobei, wenn sich der Spiegel um die erste und die dritte Achse dreht, die Vielzahl von Lichtstrahlen jeweils eine optische Achse derart aufweisen, dass dann, wenn ein Gierwinkel um die dritte Achse herum einen größeren Absolutwert in Bezug auf die zweite Achse aufweist, ein Neigungswinkel um die erste Achse herum größer in Bezug auf die zweite Achse ist.