JP2017090094A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの射出光がミラー面と遮光部の端面との間を通って受光部に到達することを抑制することができる測定装置を提供する。【解決手段】測定装置１００は、揺動軸線１４６を中心に揺動可能に支持され、光源１２０からの射出光１２１を対象物９９９に向けて反射する第１ミラー体１４１と、揺動軸線１４６を中心に揺動可能に支持され、揺動軸線１４６の方向に第１ミラー体１４１と並んで配置され、対象物９９９からの反射光１３１を受光部１３０に向けて反射する第２ミラー体１４２と、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を連結している連結部１４３と、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２のミラー面に略垂直な面を有する遮光部１５０と、を備え、遮光部１５０は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の揺動角度範囲内の少なくとも一部の角度範囲において第１ミラー体１４１の端面及び第２ミラー体１４２の端面の間に位置する。【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、対象物までの距離を測定するための測定装置に関する。

従来、可動ミラーを用いてレーザ光を走査し、対象物で反射したレーザ光を当該可動ミラーを介して受光する測定装置がある。このような測定装置では、光源からの射出光と対象物からの反射光との相互干渉を抑制するために、射出光を走査するための領域と反射光を受光するための領域とを筐体内で仕切るための遮光板が設けられている（例えば、特許文献１を参照）。

国際公開第２００８／１５２９７９号

しかしながら、上記従来の測定装置では、遮光板は、可動ミラーとの接触を避けるために、可動ミラーの表面から離れて配置されている。その結果、射出光の一部が、可動ミラーの表面と遮光板の端面との間を通って、対象物からの反射光を受光するために受光部に到達し、当該受光部におけるＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ−Ｎｏｉｓｅ）比の低下が起こる。

そこで、本発明は、光源からの射出光がミラー面と遮光部の端面との間を通って受光部に到達することを抑制することができる測定装置を提供する。

本発明の一態様に係る測定装置は、揺動軸線を中心に揺動可能に支持され、光源からの射出光を対象物に向けて反射する第１ミラー体と、前記揺動軸線を中心に揺動可能に支持され、前記揺動軸線の方向に前記第１ミラー体と並んで配置され、前記対象物からの反射光を受光部に向けて反射する第２ミラー体と、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体を連結している連結部と、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体のミラー面に略垂直な面を有する遮光部と、を備え、前記遮光部は、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体の揺動角度範囲内の少なくとも一部の角度範囲において前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面の間に位置する。

この構成によれば、第２ミラー体が揺動軸線の方向に第１ミラー体と並んで配置されている。したがって、遮光部は、第１ミラー体及び第２ミラー体の揺動角度範囲内の少なくとも一部の角度範囲において第１ミラー体の端面及び第２ミラー体の端面の間に位置することができる。これにより、第１ミラー体から第２ミラー体を遮光部で遮蔽することができるので、第１ミラー体で反射された射出光の一部が第１ミラー体側の空間から第２ミラー体側の空間へ漏れることを抑制することができる。つまり、光源からの射出光がミラー面と遮光部の端面との間を通って受光部に到達することを抑制することができる。その結果、対象物からの反射光を受光する受光部におけるＳＮ比を向上させることができ、測定装置及び対象物の間の距離の測定精度を向上させることができる。

例えば、前記連結部は、前記揺動軸線に沿って延びる軸であり、前記遮光部は、前記連結部が挿入されている開口を有してもよい。

この構成によれば、連結部を揺動軸線に沿って延びる軸として構成することができる。したがって、第１ミラー体及び第２ミラー体が揺動軸線を中心に揺動されたときに、連結部が通過する空間を小さくすることができる。その結果、連結部との接触を避けるために遮光部に形成される開口を小さくすることができ、開口を介して第１通過領域から第２通過領域へ進入する射出光を低減することができる。

例えば、前記開口は、前記遮光部の内部から端縁まで延びるスリットであってもよい。

この構成によれば、連結部が挿入されている開口を遮光部の内部から端縁まで延びるスリットとして構成することができる。したがって、遮光部の端縁から内部に向けてスリットに沿って連結部を相対的に移動させることにより、スリットの先端部に連結部を配置することができる。つまり、第１ミラー体及び第２ミラー体が連結部によって連結された状態から連結部を開口（つまりスリット）に挿入することができるので、測定装置を効率的に組み立てることが可能となる。

例えば、前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面の間の前記揺動軸線の近傍には空間が形成されており、前記遮光部は、前記空間に配置されてもよい。

この構成によれば、第１ミラー体の端面及び第２ミラー体の端面の間の揺動軸線の近傍に形成された空間に遮光部を配置することができる。したがって、揺動軸線の近傍に遮光部を配置することができるので、光源からの射出光が第１ミラー体で反射する点の近傍において第１ミラー体から第２ミラー体を遮光部で遮蔽することができる。光源からの射出光が第１ミラー体で反射する点の近傍では光のエネルギーが高いので、この遮光部による光の漏れの抑制効果は高い。

例えば、前記連結部は、前記揺動軸線から離れた位置に前記揺動軸線を挟んで配置された第１連結部及び第２連結部を備えてもよい。

この構成によれば、揺動軸線から離れた位置に揺動軸線を挟んで配置された第１連結部及び第２連結部によって第１ミラー体及び第２ミラー体が連結される。したがって、連結部が揺動軸線に沿って延びる軸である場合よりも、連結部の機械的な強度を増加させることができる。その結果、連結部がねじれることによって第１ミラー体の揺動角度と第２ミラー体の揺動角度とがずれることを抑制することができる。さらに、ねじり切れるなどの連結部の破損を抑制することもできる。

例えば、前記遮光部は、前記第１連結部、前記第２連結部、前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面に囲まれた空間に挿入されている挿入部を備えてもよい。

この構成によれば、遮光部は、第１連結部、第２連結部、第１ミラー体の端面及び第２ミラー体の端面に囲まれた空間に挿入されている挿入部を有することができる。したがって、揺動軸線のより近傍に挿入部を配置することができるので、光源からの射出光が第１ミラー体で反射する点の近傍において第１ミラー体から第２ミラー体を遮光部で遮蔽することができる。光源からの射出光が第１ミラー体で反射する点の近傍では光のエネルギーが高いので、この遮光部による光の漏れの抑制効果は高い。

例えば、前記連結部は、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体のミラー面の裏側の、前記遮光部の端面よりも前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体のミラー面から離れた位置で、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体を連結してもよい。

この構成によれば、第１ミラー体及び第２ミラー体のミラー面の裏側の、遮光部の端面よりも第１ミラー体及び第２ミラー体のミラー面から離れた位置で第１ミラー体及び第２ミラー体を連結することができる。したがって、連結部との接触をさけるために、遮光部に開口を設ける必要がないので、光源からの射出光が当該開口を通じて第１ミラー体側の空間から第２ミラー体側の空間へ漏れることを防ぐことができる。

例えば、前記測定装置は、さらに、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体を囲むフレームを備え、前記遮光部は、前記フレームと一体に形成されていてもよい。

この構成によれば、遮光部をフレームと一体に形成することができる。したがって、遮光部とフレームとの相対的な位置の精度を向上させることでき、第１ミラー体から第２ミラー体を遮光部でより高精度に遮蔽することができる。

例えば、前記遮光部は、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体の揺動角度範囲のすべてにおいて前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面の間の少なくとも一部に位置してもよい。

この構成によれば、遮光部は、第１ミラー体及び第２ミラー体の揺動角度範囲内のすべてにおいて第１ミラー体の端面及び第２ミラー体の端面の間の少なくとも一部に位置することができる。したがって、光源からの射出光がミラー面と遮光部の端面との間を通って受光部に到達することを、すべての揺動角度において安定して抑制することができる。

本発明の一態様に係る測定装置は、光源からの射出光がミラー面と遮光部の端面との間を通って受光部に到達することを抑制することができる。

実施の形態１に係る測定装置の正面図である。 実施の形態１に係る測定装置の断面図である。 実施の形態１に係る測定装置の断面図である。 実施の形態１に係る測定装置のミラー部の正面図である。 実施の形態１に係る測定装置の遮光部の平面図である。 実施の形態１に係る測定装置のミラー部と遮光部との位置関係を示す斜視図である。 実施の形態１に係る測定装置のミラー部と遮光部との位置関係を示す平面図である。 実施の形態１に係る測定装置の機能構成を示すブロック図である。 実施の形態１の変形例１に係る測定装置のミラー部の正面図である。 実施の形態１の変形例２に係る測定装置のミラー部及び遮光部の正面図、側面図及び平面図である。 実施の形態２におけるミラー部の正面図である。 実施の形態２における遮光部の平面図である。 実施の形態２におけるミラー部と遮光部との位置関係を示す斜視図である。 実施の形態２の変形例１に係る測定装置のミラー部の正面図である。 実施の形態２の変形例２に係る測定装置のミラー部及び遮光部の正面図、側面図及び平面図である。 実施の形態３に係る測定装置のミラー部と遮光部との位置関係を示す斜視図である。 実施の形態３に係る測定装置のミラー部及び遮光部の正面図である。 実施の形態３に係る測定装置のミラー部及び遮光部の断面図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、以下における各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成に対しては、同一の符号を付し、重複する説明を省略又は簡略化する。

（実施の形態１）
［測定装置の全体構成］
まず、本実施の形態に係る測定装置１００の全体構成について、図１〜図３を用いて説明する。

図１は、実施の形態１に係る測定装置１００の正面図である。図２及び図３は、実施の形態１に係る測定装置１００の断面図である。具体的には、図２は、図１のII−II切断線における測定装置１００の断面図である。また、図３は、図１のIII−III切断線における測定装置１００の断面図である。なお、以降の図では、見えない部分を破線で表す。

測定装置１００は、光を用いて対象物９９９までの距離を測定する。具体的には、測定装置１００は、測定装置１００の外部にある対象物９９９に光を射出し、対象物９９９から反射光を受光することにより、測定装置１００と対象物９９９との間の距離を測定する。

図１〜図３に示すように、測定装置１００は、筐体１１０と、光源１２０と、受光部１３０と、ミラー部１４０と、遮光部１５０と、を含む。以下に、測定装置１００が含む各構成要素について詳細に説明する。

筐体１１０は、光源１２０、受光部１３０、ミラー部１４０及び遮光部１５０をその内部に収める。筐体１１０には、筐体１１０内から筐体１１０外へ射出光１２１を通過させるための射出窓１１１と、筐体１１０外から筐体１１０内へ反射光１３１を通過させるための受光窓１１２とが形成されている。

また、筐体１１０内の空間の一部は、第１通過領域１１０ａと第２通過領域１１０ｂとに仕切られている。第１通過領域１１０ａは、光源１２０からの射出光１２１を走査するための領域である。つまり、第１通過領域１１０ａは、光源１２０からの射出光１２１が筐体１１０外に射出されるまでに主として通過する筐体１１０内の領域である。また、第２通過領域１１０ｂは、対象物９９９からの反射光１３１を受光するための領域である。つまり、第２通過領域１１０ｂは、対象物９９９からの反射光１３１が受光部１３０に受光されるまでに主として通過する筐体１１０内の領域である。

光源１２０は、光（例えばレーザ光）を出射する。光源１２０は、例えばレーザダイオードを含む。また、光源１２０は、光学素子（例えば、コリメートレンズ）を含んでもよい。図２に示すように、光源１２０からの射出光１２１は、ミラー部１４０で反射し、射出窓１１１を通過して、筐体１１０の外部に射出され、対象物９９９に到達する。

受光部１３０は、ミラー部１４０を介して、対象物９９９からの反射光１３１を受光する。受光部１３０は、例えばフォトダイオード（ＰＤ；Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）、又は、当該フォトダイオードよりも高感度なアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を含む。さらに、受光部１３０は、光学素子（例えば集光レンズ）を含んでもよい。

図３に示すように、対象物９９９からの反射光１３１は、受光窓１１２を通過し、ミラー部１４０で反射して、受光部１３０に到達する。

ミラー部１４０は、いわゆるスキャンミラーであり、実線で示す揺動角度（ミラー部１４０）から二点鎖線で示す揺動角度（ミラー部１４０ａ）まで揺動する（図２及び図３を参照）。その結果、射出光１２１から射出光１２１ａまでの範囲で光源１２０からの光は走査される。さらに、ミラー部１４０は、対象物９９９からの反射光を受光部１３０に向けて反射する。例えば、ミラー部１４０は、揺動器（図示せず）によって揺動軸線１４６を中心に揺動するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラーである。ミラー部１４０の詳細については、図４を用いて後述する。

遮光部１５０は、光源１２０からの射出光１２１が通過する第１通過領域１１０ａと、対象物９９９からの反射光１３１が通過する第２通過領域１１０ｂとを仕切る。本実施の形態では、遮光部１５０は、揺動軸線１４６と直交する平面と平行に配置された板状部材であり、第１通過領域１１０ａ及び第２通過領域１１０ｂの間の光の通過を遮る。遮光部１５０の詳細については、図５を用いて後述する。

ここでは、直交及び平行は、それぞれ、厳密な直交及び平行に加えて、実質的な直交及び平行を含む。つまり、直交及び平行は、それぞれ、略直交及び略平行を意味する。なお、特に断りがない限り、以下において、直交及び平行は、略直交及び略平行を意味する。

［ミラー部の構成］
次に、ミラー部１４０の構成の詳細について、図４を用いて説明する。図４は、実施の形態１に係る測定装置１００のミラー部１４０の正面図である。

ミラー部１４０は、第１ミラー体１４１と、第２ミラー体１４２と、連結部１４３と、フレーム１４４と、支持部１４５と、を含む。

第１ミラー体１４１は、揺動軸線１４６を中心に揺動可能に支持され、光源１２０からの光を対象物９９９に向けて反射する。第１ミラー体１４１は、揺動軸線１４６を中心に揺動することにより、光源１２０からの光を対象物９９９に向けて走査する。

本実施の形態では、第１ミラー体１４１は、光源１２０に対向して配置された矩形の板状部材である。第１ミラー体１４１は、光源１２０からの光を反射するミラー面である第１面１４１ａと、第１面１４１ａの裏面である第２面１４１ｂとを有する。揺動軸線１４６は、第１面１４１ａと平行な面上で延びており、第１ミラー体１４１内を通過している。

第２ミラー体１４２は、揺動軸線１４６を中心に揺動可能に支持され、対象物９９９からの反射光を受光部１３０に向けて反射する。第２ミラー体１４２は、揺動軸線１４６の方向に第１ミラー体１４１と並んで配置されている。第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の間には空間１４７が形成される。

本実施の形態では、第２ミラー体１４２は、受光部１３０に対向して配置された矩形の板状部材であり、第１ミラー体１４１よりも大きい。第２ミラー体１４２は、対象物９９９からの反射光を反射するミラー面である第１面１４２ａと、第１面１４２ａの裏面である第２面１４２ｂとを有する。揺動軸線１４６は、第１面１４２ａと平行な面上で延びており、第２ミラー体１４２内を通過している。

第１ミラー体１４１と第２ミラー体１４２とは、第１ミラー体１４１の第１面１４１ａと第２ミラー体１４２の第１面１４２ａとが同一平面内に含まれるように設置される。なお、第１ミラー体１４１の第１面１４１ａと第２ミラー体１４２の第１面１４２ａとは、厳密に同一平面に含まれる必要はなく、実質的に同一平面に含まれればよい。つまり、同一とは、略同一を意味する。

以下において、第１ミラー体１４１の第１面１４１ａ側及び第２ミラー体１４２の第１面１４２ａ側を表側という。さらに、第１ミラー体１４１の第２面１４１ｂ側及び第２ミラー体１４２の第２面１４２ｂ側を裏側という。

連結部１４３は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を一体的に揺動させるために第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を連結している。つまり、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２は、連結部１４３によって物理的に連結されることにより、揺動軸線１４６を中心に一体的に揺動することができる。

本実施の形態では、連結部１４３は、揺動軸線１４６に沿って延びる部材である。例えば、連結部１４３は、揺動軸線１４６と一致する中心軸を有する軸である。つまり、連結部１４３は、揺動軸の一部として機能する。

フレーム１４４は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を囲む。例えば、フレーム１４４は、筐体１１０に固定される。フレーム１４４は、筐体１１０と一体に形成されてもよい。

支持部１４５は、フレーム１４４に接続されており、揺動軸線１４６を中心に揺動可能に第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を支持する。本実施の形態では、支持部１４５は、揺動軸線１４６と一致する中心軸を有する軸である。つまり、支持部１４５は、揺動軸の一部として機能する。

［遮光部の構成］
次に、遮光部１５０の構成の詳細について、図５を用いて説明する。図５は、実施の形態１に係る測定装置１００の遮光部１５０の平面図である。

遮光部１５０は、例えば、光の乱反射を防止するために艶消しされた黒色の表面を有する板状部材である。図５に示すように、本実施の形態における遮光部１５０は、スリット１５１を有する。スリット１５１は、ミラー部１４０の連結部１４３が挿入されている開口の一例である。スリット１５１は、遮光部１５０の内部から端縁まで延びている。つまり、スリット１５１の両端のうちの一方は開放されている。

［ミラー部と遮光部との位置関係］
次に、ミラー部１４０と遮光部１５０との位置関係について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、実施の形態１に係る測定装置１００のミラー部１４０と遮光部１５０との位置関係を示す斜視図である。図６Ｂは、実施の形態１に係る測定装置１００のミラー部１４０と遮光部１５０との位置関係を示す平面図である。図６Ｂには、最大揺動角度における第１ミラー体１４１の位置が二点鎖線で示されている。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、遮光部１５０は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の揺動角度範囲のすべてにおいて第１ミラー体１４１の端面及び第２ミラー体の端面１４２の間の少なくとも一部に位置する。つまり、第１ミラー体１４１の端面及び第２ミラー体１４２の端面の間に形成された空間１４７に挿入されている。具体的には、遮光部１５０は、揺動軸線１４６に直交する方向からみたときに第１ミラー体１４１の端面及び第２ミラー体１４２の端面の間に挿入されている。このとき、ミラー部１４０の連結部１４３は、遮光部１５０を貫通するようにスリット１５１の先端部に挿入されている。

つまり、遮光部１５０は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２が揺動しているときに、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２と接触しないように筐体１１０内に配置されている。ただし、図６Ｂに示すように、揺動軸線１４６の方向でミラー部１４０及び遮光部１５０をみたときに（つまりミラー部１４０及び遮光部１５０を平面視したときに）、遮光部１５０と、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２が揺動時に通過する空間（以下、揺動空間という）とは重なっている。言い換えると、遮光部１５０は、揺動軸線１４６の方向でみたときには、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の揺動範囲と重なっている。

したがって、遮光部１５０は、連結部１４３（つまり揺動軸線１４６）の近傍（つまり、スリット１５１が形成された領域）を除いて、第１ミラー体１４１から第２ミラー体１４２を遮蔽する。つまり、遮光部１５０は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の近傍において第１通過領域１１０ａ及び第２通過領域１１０ｂを物理的に仕切ることができる。

［測定装置の機能構成］
次に、測定装置１００の機能構成について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態１に係る測定装置１００の機能構成を示すブロック図である。図７に示すように、測定装置１００は、機能的に、光源１２０と、受光部１３０と、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を含むミラー部１４０と、光源駆動部１６０と、ミラー駆動部１７０と、制御部１８０と、を含む。

光源駆動部１６０は、光源１２０を駆動する。例えば、光源駆動部１６０は、制御部１８０から出力されるレーザ発光制御信号及び変調信号に従って光源１２０にレーザ光を射出させる。

ミラー駆動部１７０は、ミラー部１４０（つまり、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２）を駆動する。例えば、ミラー駆動部１７０は、制御部１８０からの駆動信号に基づいて、ミラー部１４０を駆動するための駆動電流を生成する。ミラー駆動部１７０は、生成した駆動電流を揺動器に出力する。これにより、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２が揺動器によって揺動軸線１４６を中心に一体的に揺動する。

制御部１８０は、測定装置１００を制御するコントローラである。制御部１８０は、例えば、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はマイクロコントローラ等で構成されている。

具体的には、制御部１８０は、光源駆動部１６０及びミラー駆動部１７０を制御する。例えば、制御部１８０は、光源駆動部１６０に変調信号を出力するとともに、ミラー駆動部１７０に駆動信号を出力する。

さらに、制御部１８０は、光源１２０から射出された光と受光部１３０で受光された光との間の位相差に基づいて、測定装置１００から対象物９９９までの距離を算出する。具体的には、制御部１８０は、例えば、光源駆動部１６０に出力した変調信号及び受光部１３０から入力した受光信号に基づいて上記位相差を算出する。それから、制御部１８０は、算出された位相差を用いて光源１２０から射出された光が受光部１３０に到達するまでの時間を算出する。その後、制御部１８０は、算出された時間の１／２に光速を乗算することにより、測定装置１００から対象物９９９までの距離を算出する。

また、制御部１８０は、第１ミラー体１４１の揺動角度を検出することにより、測定装置１００に対する対象物９９９の方向を取得する。揺動角度とは、第１ミラー体１４１の第１面１４１ａが向いている方向を示す角度である。例えば、制御部１８０は、第１ミラー体１４１の揺動角度が最大であるときに第１ミラー体１４１で反射した射出光が入射する位置に設置されたフォトダイオード（図示せず）からの信号に基づいて、第１ミラー体１４１の揺動角度を検出する。

［効果］
以上のように、本実施の形態に係る測定装置１００によれば、第２ミラー体１４２が揺動軸線１４６の方向に第１ミラー体１４１と並んで配置されている。したがって、遮光部１５０は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の揺動角度範囲のすべてにおいて第１ミラー体１４１の端面及び第２ミラー体１４２の端面の間の少なくとも一部に位置することができる。これにより、第１ミラー体１４１から第２ミラー体１４２を遮光部１５０で遮蔽することができるので、第１ミラー体１４１で反射された射出光１２１の一部が第１ミラー体１４１側の空間（第１通過領域１１０ａ）から第２ミラー体１４２側の空間（第２通過領域１１０ｂ）へ漏れることを抑制することができる。その結果、対象物９９９からの反射光１３１を受光する受光部１３０におけるＳＮ比を向上させることができ、測定装置１００及び対象物９９９の間の距離の測定精度を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る測定装置１００によれば、連結部１４３を揺動軸線１４６に沿って延びる軸として構成することができる。したがって、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２が揺動軸線１４６を中心に揺動されたときに、連結部１４３が通過する空間を小さくすることができる。その結果、連結部１４３との接触を避けるために遮光部１５０に形成される開口を小さくすることができ、開口を介して第１通過領域１１０ａから第２通過領域１１０ｂへ進入する射出光１２１を低減することができる。

また、本実施の形態に係る測定装置１００によれば、連結部１４３が挿入されている開口を遮光部１５０の内部から端縁まで延びるスリット１５１として構成することができる。したがって、遮光部１５０の端縁から内部に向けてスリット１５１に沿って連結部１４３を相対的に移動させることにより、スリット１５１の先端部に連結部１４３を配置することができる。つまり、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２が連結部１４３によって連結された状態から連結部１４３を開口（つまりスリット１５１）に挿入することができるので、測定装置１００を効率的に組み立てることが可能となる。

さらに、本実施の形態に係る測定装置１００によれば、ミラー部１４０（第１ミラー体１４１、第２ミラー体１４２、連結部１４３、フレーム１４４、及び支持部１４５）を一体に形成することができる。例えば、ミラー部１４０は、エッチング処理により１枚の金属平板から作成することができる。このようにミラー部１４０が一体に形成されることにより、ミラー部１４０の製造誤差を減少させることが可能となる。

（実施の形態１の変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。本変形例では、ミラー部の構造が上記実施の形態１と異なる。以下に、本変形例に係る測定装置について図面を参照しながら説明する。なお、本変形例では、説明が冗長となるのを避けるために、実施の形態１と実質的に同一の構成に対する図示及び説明を省略する。

図８は、実施の形態１の変形例１に係る測定装置２００のミラー部２４０の正面図である。ミラー部２４０は、第１ミラー体１４１と、第２ミラー体１４２と、連結部１４３と、フレーム１４４と、支持部２４５と、磁性体２４８と、を含む。

支持部２４５は、フレーム１４４に接続されており、揺動軸線１４６を中心に揺動可能に第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を支持する。本実施の形態では、支持部２４５は、少なくとも揺動軸線１４６回りの回動に対して弾性を有する弾性体である。具体的には、支持部２４５は、第１ミラー体１４１の第１面１４１ａと略平行な平面において揺動軸線１４６の方向に延びる第１部分と、揺動軸線１４６と直交する方向に延びる、第１部分よりも長い第２部分とを繰り返すことによって形成される形状を有する。つまり、支持部２４５の少なくとも一部は、第１面１４１ａと直交する方向からみたときに矩形波のような形状を有する。

磁性体２４８は、自発磁化を有する強磁性体（例えば永久磁石など）である。第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２は、揺動器（例えば電磁石、図示せず）及び磁性体２４８によって生じる磁力によって揺動する。

以上のように、本変形例に係る測定装置２００によれば、支持部２４５が弾性体である場合にも実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例では、遮光部が、ミラー部のフレームと一体に形成される点が上記実施の形態１と異なる。以下に、本変形例に係る測定装置について図面を参照しながら説明する。なお、本変形例では、説明が冗長となるのを避けるために、実施の形態１と実質的に同一の構成に対する図示及び説明を省略する。

図９は、実施の形態１の変形例２に係る測定装置３００のミラー部３４０及び遮光部３５０の正面図、側面図及び平面図である。具体的には、図９の（ａ）は、ミラー部３４０及び遮光部３５０の正面図である。また、図９の（ｂ）は、ミラー部３４０及び遮光部３５０の側面図である。また、図９の（ｃ）は、ミラー部３４０及び遮光部３５０の平面図である。図９の（ｃ）において、二点鎖線は、最大揺動角度における第１ミラー体１４１の位置を示す。ミラー部３４０は、第１ミラー体１４１と、第２ミラー体１４２と、連結部１４３と、フレーム３４４と、支持部１４５と、を含む。

本変形例では、遮光部３５０は、フレーム３４４と一体に形成されている。遮光部３５０の端縁には、切欠き３５１が形成されている。この切欠き３５１は、ミラー部３４０の連結部１４３が挿入されている開口の一例である。

遮光部３５０は、フレーム３４４から第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の表側及び裏側に突出している。遮光部３５０の突出量Ｌ１及びＬ２は、最大揺動角度における第１ミラー体１４１の突出量Ｌ３よりも大きい。つまり、第１ミラー体１４１の揺動角度が最大であるときに、遮光部３５０は、第１ミラー体１４１よりもフレーム３４４から表側及び裏側に突出している。

以上のように、本変形例に係る測定装置３００によれば、遮光部３５０をフレーム３４４と一体に形成することができる。したがって、遮光部３５０とフレーム３４４との相対的な位置の精度を向上させることでき、第１ミラー体１４１から第２ミラー体１４２を遮光部３５０でより高精度に遮蔽することができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、第１ミラー体及び第２ミラー体を連結している連結部及び遮光部の構造が実施の形態１と異なる。以下に、本実施の形態に係る測定装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、説明が冗長となるのを避けるために、実施の形態１と実質的に同一の構成に対する図示及び説明を省略する。

［ミラー部の構成］
まず、本実施の形態に係る測定装置４００のミラー部４４０の構成について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施の形態２に係る測定装置４００のミラー部４４０の正面図である。ミラー部４４０は、第１ミラー体４４１と、第２ミラー体４４２と、連結部４４３と、フレーム１４４と、支持部１４５と、を含む。

連結部４４３は、揺動軸線１４６から離れた位置に揺動軸線１４６を挟んで配置された第１連結部４４３ａ及び第２連結部４４３ｂを含む。第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２の間には、第１ミラー体４４１、第２ミラー体４４２、第１連結部４４３ａ、第２連結部４４３ｂに囲まれた空間４４７が形成される。揺動軸線１４６は、この空間４４７を貫通している。

本実施の形態では、連結部４４３は、第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２の端部に第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２と一体に形成されている。つまり、第１ミラー体４４１、第２ミラー体４４２及び連結部４４３は、開口（空間４４７）が形成された１枚の板状部材である。

［遮光部の構成］
次に、本実施の形態に係る測定装置４００の遮光部４５０の構成について、図１１を用いて説明する。図１１は、実施の形態２に係る測定装置４００の遮光部４５０の平面図である。

遮光部４５０は、空間４４７に挿入されている挿入部４５１を有する。挿入部４５１は、空間４４７に挿入された状態で第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２とともに第１連結部４４３ａ及び第２連結部４４３ｂが揺動したときに、第１連結部４４３ａ及び第２連結部４４３ｂと接触しない形状を有する。具体的には、挿入部４５１は、第１連結部４４３ａ及び第２連結部４４３ｂが第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２の揺動にともなって通過する領域に沿う外形を有する。本実施の形態では、挿入部４５１は、揺動軸線１４６を中心とする円弧状の外形を有する。

［ミラー部と遮光部との位置関係］
次に、ミラー部４４０と遮光部４５０との位置関係について、図１２を用いて説明する。図１２は、実施の形態２に係る測定装置４００のミラー部４４０と遮光部４５０との位置関係を示す斜視図である。

図１２に示すように、遮光部４５０の挿入部４５１は、第１ミラー体４４１、第２ミラー体４４２、第１連結部４４３ａ及び第２連結部４４３ｂに囲まれた空間４４７に挿入されている。遮光部４５０（挿入部４５１）は、揺動軸線１４６と直交する。

つまり、遮光部４５０は、第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２が揺動しているときに、第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２と接触しないように筐体１１０内に配置されている。ただし、揺動軸線１４６の方向からミラー部４４０及び遮光部４５０をみたときに（つまりミラー部４４０及び遮光部４５０を平面視したときに）、遮光部４５０と、第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２の揺動空間とは重なっている。言い換えると、遮光部４５０は、揺動軸線１４６の方向でみて、第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２の揺動範囲と重なっている。

したがって、遮光部１５０は、連結部１４３の近傍（つまり、揺動軸線１４６から離れた領域）を除いて、第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２の表側において第１通過領域１１０ａ及び第２通過領域１１０ｂを物理的に仕切ることができる。

［効果］
以上のように、本実施の形態に係る測定装置４００によれば、揺動軸線１４６から離れた位置に揺動軸線１４６を挟んで配置された第１連結部４４３ａ及び第２連結部４４３ｂによって第１ミラー体４４１及び第２ミラー体４４２が連結される。したがって、連結部４４３が揺動軸線１４６に沿って延びる軸である場合よりも、連結部４４３の機械的な強度を増加させることができる。その結果、連結部４４３がねじれることによって第１ミラー体４４１の揺動角度と第２ミラー体４４２の揺動角度とがずれることを抑制することができる。さらに、ねじり切れるなどの連結部４４３の破損を抑制することもできる。

さらに、本実施の形態に係る測定装置４００によれば、遮光部４５０は、第１連結部４４３ａ、第２連結部４４３ｂ、第１ミラー体４４１の端面及び第２ミラー体４４２の端面に囲まれた空間に挿入されている挿入部４５１を有することができる。したがって、揺動軸線１４６の近傍に遮光部４５０を配置することができる。光源１２０からの射出光１２１が第１ミラー体４４１で反射する点（以下、反射点という）は、揺動軸線１４６の近傍に位置するので、反射点の近傍において第１ミラー体４４１から第２ミラー体４４２を遮光部４５０で遮蔽することができる。反射点の近傍では光のエネルギーが高いので、この遮光部４５０による光の漏れの抑制効果は高い。

（実施の形態２の変形例１）
次に、実施の形態２の変形例１について説明する。本変形例では、ミラー部の構造が上記実施の形態２と異なる。具体的には、本変形例におけるミラー部は、実施の形態１の変形例１の支持部を実施の形態２のミラー部に適用したものである。以下に、本変形例に係る測定装置について図面を参照しながら説明する。なお、本変形例では、説明が冗長となるのを避けるために、実施の形態１及びその変形例１並びに実施の形態２と実質的に同一の構成に対する図示及び説明を省略する。

図１３は、実施の形態２の変形例１に係る測定装置５００のミラー部５４０の正面図である。このミラー部５４０は、実施の形態１の変形例１におけるミラー部２４０（図８を参照）において、第１ミラー体１４１、第２ミラー体１４２及び連結部１４３を実施の形態２の第１ミラー体４４１、第２ミラー体４４２及び連結部４４３に置き換えたものに相当する。

以上のように、本変形例に係る測定装置５００によれば、支持部２４５が弾性体である場合にも実施の形態２と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態２の変形例２）
次に、実施の形態２の変形例２について説明する。本変形例では、遮光部が、ミラー部のフレームと一体に形成される点が上記実施の形態２と異なる。以下に、本変形例に係る測定装置について図面を参照しながら説明する。なお、本変形例では、説明が冗長となるのを避けるために、実施の形態１及び２と実質的に同一の構成に対する図示及び説明を省略する。

図１４は、実施の形態２の変形例２に係る測定装置６００のミラー部６４０及び遮光部６５０の正面図、側面図及び平面図である。具体的には、図１４の（ａ）は、ミラー部６４０及び遮光部６５０の正面図である。また、図１４の（ｂ）は、ミラー部６４０及び遮光部６５０の側面図である。また、図１４の（ｃ）は、ミラー部６４０及び遮光部６５０の平面図である。ミラー部６４０は、第１ミラー体４４１と、第２ミラー体４４２と、連結部４４３と、フレーム６４４と、支持部１４５と、を含む。

本変形例では、遮光部６５０は、フレーム６４４と一体に形成されている。遮光部６５０は、第１ミラー体４４１、第２ミラー体４４２、第１連結部４４３ａ、第２連結部４４３ｂに囲まれた空間４４７に挿入されている挿入部６５１を有する。挿入部６５１は、上記実施の形態２における挿入部４５１と実質的に同一である。

以上のように、本変形例に係る測定装置６００によれば、実施の形態１の変形例２と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態では、第１ミラー体及び第２ミラー体を連結している連結部及び遮光部の構造が実施の形態１と異なる。以下に、本実施の形態に係る測定装置について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、説明が冗長となるのを避けるために、実施の形態１と実質的に同一の構成に対する図示及び説明を省略する。

［ミラー部及び遮光部の構成］
本実施の形態に係る測定装置７００のミラー部７４０及び遮光部７５０の構成について、図１５〜図１７を用いて説明する。

図１５は、実施の形態３に係る測定装置７００のミラー部７４０と遮光部７５０との位置関係を示す斜視図である。図１６は、実施の形態３に係る測定装置７００のミラー部７４０及び遮光部７５０の正面図である。図１７は、実施の形態３に係る測定装置７００のミラー部７４０及び遮光部７５０の断面図である。具体的には、図１７は、図１６のXVII−XVII切断線におけるミラー部７４０及び遮光部７５０の断面図である。

本実施の形態に係る測定装置７００のミラー部７４０は、第１ミラー体１４１と、第２ミラー体１４２と、連結部７４３と、フレーム１４４と、支持部１４５と、を含む。

連結部７４３は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の裏側の揺動軸線１４６から離れた位置で第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を連結している。つまり、連結部７４３は、揺動軸線１４６の方向からミラー部７４０をみたときに、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２と重ならないように配置されている。具体的には、連結部７４３は、第１ミラー体１４１の第１面１４１ａ及び第２ミラー体１４２の第１面１４２ａの裏側の、遮光部７５０の端面よりも第１ミラー体１４１の第１面１４１ａ及び第２ミラー体１４２の第１面１４２ａから離れた位置で、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を連結している。

本実施の形態では、図１７に示すように、連結部７４３は、第１突出部７４３ａと、第２突出部７４３ｂと、接続部７４３ｃと、を含む。第１突出部７４３ａは、第１ミラー体１４１の裏側の第２面１４１ｂから突出している。第２突出部７４３ｂは、第２ミラー体１４２の裏側の第２面１４２ｂから突出している。接続部７４３ｃは、遮光部７５０の端面よりも第１ミラー体１４１の第１面１４１ａ及び第２ミラー体１４２の第１面１４２ａから離れた位置で、第１突出部７４３ａの先端と第２突出部７４３ｂの先端とを接続している。

本実施の形態では、第１突出部７４３ａ及び第２突出部７４３ｂは、第２面１４１ｂ（第２面１４２ｂ）と直交する同一の方向に同じ量だけ突出している。また、接続部７４３ｃは、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の裏側の揺動軸線１４６から離れた位置で揺動軸線１４６と平行な方向に延びている。

遮光部７５０は、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の間に形成された空間７４７に挿入されている。遮光部７５０は、接続部７４３ｃと接触しない位置まで挿入されている。

［効果］
以上のように、本実施の形態に係る測定装置７００によれば、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の裏側の、遮光部の端面よりも第１ミラー体１４１の第１面１４１ａ及び第２ミラー体１４２の第１面１４２ａから離れた位置で第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を連結することができる。したがって、揺動軸線１４６の方向からみたときに、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の表側において、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の揺動空間と連結部７４３が通過する空間が重なることを防ぐことができる。つまり、連結部７４３との接触をさけるために、第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２と遮光部７５０との間に隙間を設ける必要がないので、光源１２０からの射出光１２１が第１通過領域１１０ａから第２通過領域１１０ｂへ進入することを抑制することができる。

また、本実施の形態に係る測定装置７００によれば、第１突出部７４３ａ及び第２突出部７４３ｂと接続部７４３ｃとで第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２を裏側で連結することができ、簡易な構成で第１ミラー体１４１及び第２ミラー体１４２の連結を実現することができる。

（他の実施の形態）
以上、本発明の１つ又は複数の態様に係る測定装置について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及びその変形例に施したものや、異なる実施の形態及びその変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、上記実施の形態１の変形例１又は変形例２と、上記実施の形態３とを組み合わせてもよい。具体的には、上記実施の形態３におけるミラー部７４０に、上記実施の形態１の変形例１における支持部２４５を適用してもよい。また、上記実施の形態３における遮光部７５０は、上記実施の形態１の変形例２と同様に、フレームと一体に形成されてもよい。

また、上記各実施の形態において、第１ミラー体及び第２ミラー体は矩形状であったが、第１ミラー体及び第２ミラー体の形状はこれに限定されない。例えば、第１ミラー体及び第２ミラー体は、円形状、楕円形状、及び矩形以外の多角形状であってもよい。また、第１ミラー体及び第２ミラー体の形状が互いに異なってもよい。

また、上記実施の形態１及びその変形例において、遮光部には、開口の一例として、スリット又は切欠きが形成されていたが、開口はこれに限定されない。遮光部に形成される開口は連結部を囲む孔であってもよい。

また、上記各実施の形態において、遮光部は、１つの部材であったが、複数の部材から構成されてもよい。例えば、遮光部は、第１ミラー体及び第２ミラー体の表側に配置されている第１遮光部と、第１ミラー体及び第２ミラー体の裏側に配置されている第２遮光部と、を含んでもよい。この場合、例えば、第１ミラー体及び第２ミラー体の間で、第１遮光部と第２遮光部とが接合されればよい。

また、上記実施の形態３において、連結部は、揺動軸線と平行な方向に延びる接続部を含んでいたが、連結部はこれに限定されない。例えば、連結部は、第１突出部の先端と第２突出部の先端とが直接接続されてもよい。この場合、XVII−XVII切断線における連結部の断面は、例えばＵ形状あるいはＶ形状であってもよい。

また、上記各実施の形態において、揺動軸線は、第１ミラー体及び第２ミラー体内を通過していたが、第１ミラー体及び第２ミラー体内を通過しなくてもよい。例えば、上記実施の形態３において、揺動軸線は、接続部の位置に設けられてもよい。

なお、上記各実施の形態において、遮光部は、第１ミラー体及び第２ミラー体の揺動角度範囲のすべてにおいて第１ミラー体の端面及び第２ミラー体の端面の間の少なくとも一部に位置していたが、これに限定されない。例えば、遮光部は、射出光が筐体外に射出されない揺動角度において、第１ミラー体の端面及び第２ミラー体の端面の間に位置しなくてもよい。つまり、遮光部は、第１ミラー体及び第２ミラー体の揺動角度範囲内の少なくとも一部の角度範囲において第１ミラー体の端面及び第２ミラー体の端面の間に位置すればよい。

本発明の一態様に係る測定装置は、対象物の距離を測定するレーザレンジファインダとして利用可能である。

１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 測定装置
１１０ 筐体
１１０ａ 第１通過領域
１１０ｂ 第２通過領域
１１１ 射出窓
１１２ 受光窓
１２０ 光源
１２１ 射出光
１３０ 受光部
１３１ 反射光
１４０、１４０ａ、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０ ミラー部
１４１、４４１ 第１ミラー体
１４１ａ、１４２ａ 第１面
１４１ｂ、１４２ｂ 第２面
１４２、４４２ 第２ミラー体
１４３、４４３、７４３ 連結部
１４４、３４４、６４４ フレーム
１４５、２４５ 支持部
１４６ 揺動軸線
１４７、４４７、７４７ 空間
１５０、３５０、４５０、６５０、７５０ 遮光部
１５１ スリット
１６０ 光源駆動部
１７０ミラー駆動部
１８０ 制御部
２４８ 磁性体
３５１ 切欠き
４４３ａ 第１連結部
４４３ｂ 第２連結部
４５１、６５１ 挿入部
７４３ａ 第１突出部
７４３ｂ 第２突出部
７４３ｃ 接続部
９９９ 対象物

Claims (9)

1. 揺動軸線を中心に揺動可能に支持され、光源からの射出光を対象物に向けて反射する第１ミラー体と、
   前記揺動軸線を中心に揺動可能に支持され、前記揺動軸線の方向に前記第１ミラー体と並んで配置され、前記対象物からの反射光を受光部に向けて反射する第２ミラー体と、
   前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体を連結している連結部と、
   前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体のミラー面に略垂直な面を有する遮光部と、を備え、
   前記遮光部は、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体の揺動角度範囲内の少なくとも一部の角度範囲において前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面の間に位置する、
   測定装置。
2. 前記連結部は、前記揺動軸線に沿って延びる軸であり、
   前記遮光部は、前記連結部が挿入されている開口を有する、
   請求項１に記載の測定装置。
3. 前記開口は、前記遮光部の内部から端縁まで延びるスリットである、
   請求項２に記載の測定装置。
4. 前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面の間の前記揺動軸線の近傍には空間が形成されており、
   前記遮光部は、前記空間に配置される、
   請求項１に記載の測定装置。
5. 前記連結部は、前記揺動軸線から離れた位置に前記揺動軸線を挟んで配置された第１連結部及び第２連結部を備える、
   請求項４に記載の測定装置。
6. 前記遮光部は、前記第１連結部、前記第２連結部、前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面に囲まれた空間に挿入されている挿入部を備える、
   請求項５に記載の測定装置。
7. 前記連結部は、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体のミラー面の裏側の、前記遮光部の端面よりも前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体のミラー面から離れた位置で、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体を連結している、
   請求項４に記載の測定装置。
8. 前記測定装置は、さらに、
   前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体を囲むフレームを備え、
   前記遮光部は、前記フレームと一体に形成されている
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の測定装置。
9. 前記遮光部は、前記第１ミラー体及び前記第２ミラー体の揺動角度範囲のすべてにおいて前記第１ミラー体の端面及び前記第２ミラー体の端面の間の少なくとも一部に位置する、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の測定装置。

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