JP2021033146A - 光反射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光反射領域を有する回動体の変位を正確に把握することが可能な光反射装置を提供する。【解決手段】回動軸ＡＹの周りに回動し、１の面に光を反射させる光反射領域が設けられた回動体１２と、回動体の１の面に設けられた回折格子と、回折格子に向けて光を出射する光源１１Ａ，Ｂと、回折格子を経た光の一部を受光する受光素子１５と、受光素子による受光結果に基づいて、回動体の回動角に関する情報を取得する情報取得部と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、光源及び光反射機能を有する回動体を含む光反射装置に関する。

従来から、所定の領域の光走査を行うことで当該領域内の物体及び当該物体までの距離などを測定する走査装置が知られている。例えば、特許文献１には、投光部、受光部及び距離計測手段を含む光学式レーダ装置が開示されている。

特開2007-85832号公報

例えば、走査装置は、光源及び回動式の光反射体を含む光反射光学系を有する。走査装置は、この光反射体に光を反射させることで光の出射方向を周期的に変化させながら、断続的又は連続的に光を出射する。また、走査装置から出射される光の方向は、例えば、当該光反射体に対する光の入射方向及び当該光反射体における当該光の入射点の法線ベクトルによって定まる。また、光反射体の法線ベクトルの方向は、光反射体が回動することによって変化する。

ここで、光の出射方向、すなわち走査領域内における光の照射位置を正確に特定することを考慮すると、光反射体の回動状態、例えば光反射体の変位を正確にかつリアルタイムで特定することが好ましい。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、光反射領域を有する回動体の変位を正確に把握することが可能な光反射装置を提供することを目的の１つとしている。

請求項１に記載の発明は、回動軸の周りに回動し、１の面に光を反射させる光反射領域が設けられた回動体と、回動体の１の面に設けられた回折格子と、回折格子に向けて光を出射する光源と、回折格子を経た光の一部を受光する受光素子と、受光素子による受光結果に基づいて、回動体の回動角に関する情報を取得する情報取得部と、を有することを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、回動軸の周りに回動し、１の面に光を反射させる光反射領域が設けられた回動体と、回動体の１の面に設けられた透過型の回折格子と、回折格子に向けて白色の光を出射する光源と、回折格子を経た光の一部を受光し、白色光の光軸から外れた位置に配置された受光素子と、を有することを特徴とする。

実施例１に係る走査装置の全体構成を示す図である。 実施例１に係る走査装置における回動素子の平面図である。 実施例１に係る走査装置における回動素子及び監視用受光素子の構成を示す図である。 実施例１に係る走査装置における回動素子を経た回折光の進路を示す図である。 実施例１に係る走査装置における回動素子を経た回折光の進路を示す図である。 実施例１に係る走査装置における回動素子を経た回折光の進路を示す図である。 実施例１の変形例１に係る走査装置における回動素子及び監視用受光素子の構成を示す図である。 実施例１の変形例２に係る走査装置における回動素子の平面図である。 実施例１の変形例２に係る走査装置における回動素子及び監視用受光素子の構成を示す図である。

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。

図１は、実施例１に係る走査装置１０の模式的な配置図である。本実施例においては、走査装置１０は、所定の領域（以下、走査領域と称する）Ｒ０の光走査を行い、走査領域Ｒ０内に存在する対象物ＯＢまでの距離を測定する走査型の測距装置である。図１を用いて、走査装置１０について説明する。なお、図１には、走査領域Ｒ０及び対象物ＯＢを模式的に示している。

まず、走査装置１０は、２種類の光を出射する複数の光源（以下、走査用光源及び監視用光源と称する）１１Ａ及び１１Ｂを含む光源部１１を有する。本実施例においては、走査用光源１１Ａ及び監視用光源１１Ｂは、互いに異なる波長域の光を出射する。

走査用光源１１Ａは、走査領域Ｒ０に向けて投光する走査用の光（以下、走査用１次光と称する）Ｌ１１を出射する。走査用光源１１Ａは、例えば、走査用１次光Ｌ１１を生成及び出射するレーザ素子を有する。本実施例においては、走査用光源１１Ａのレーザ素子は、赤外領域にピーク波長を有するレーザ光を出射する。

監視用光源１１Ｂは、後述する回動素子１２を監視するための光（以下、監視用１次光と称する）Ｌ１２を出射する。本実施例においては、監視用光源１１Ｂは、可視域のレーザ光を生成及び出射する少なくとも１つのレーザ素子を有する。本実施例においては、監視用光源１１Ｂは、それぞれ赤色領域、緑色領域及び青色領域の波長のレーザ光を出射する３つのレーザ素子を有する。すなわち、本実施例においては、監視用光源１１Ｂは、白色光を監視用１次光Ｌ１２として出射する。

走査装置１０は、回動軸ＡＹの周りに回動し、光を反射させる光反射領域及び光を回折させる光回折領域を有する回動板１２Ａを有する回動素子１２を有する。走査用光源１１Ａは、回動板１２Ａの光反射領域に向けて走査用１次光Ｌ１１を出射する。また、監視用光源１１Ｂは、回動板１２Ａの光回折領域に向けて監視用１次光Ｌ１２を出射する。

回動素子１２は、走査用１次光Ｌ１１を方向可変に反射させつつ走査領域Ｒ０に向けて光（以下、走査用２次光と称する）Ｌ２１を出射する。例えば、回動素子１２は、回動板１２Ａを揺動させるように構成されている。この回動板１２Ａに走査用１次光Ｌ１１が反射されることで、走査用２次光Ｌ２１の出射方向は周期的に変化する。

なお、走査領域Ｒ０は、回動素子１２を経た走査用２次光Ｌ２１が出射される仮想の３次元空間である。図１においては、走査領域Ｒ０の外縁を破線で模式的に示した。本実施例においては、走査用光源１１Ａは、回動板１２Ａの回動軸ＡＹの軸方向に沿って延びるライン状のビーム形状を有するレーザ光を走査用１次光Ｌ１１として出射する。

従って、例えば、走査領域Ｒ０は、走査用２次光Ｌ２１の断面における長手方向（以下、高さ方向と称する）Ｄ１に沿った方向範囲と、回動板１２Ａによる走査用１次光Ｌ１１の反射方向の可変範囲に対応する方向（以下、幅方向と称する）Ｄ２に沿った方向範囲と、走査用２次光Ｌ２１が所定の強度を維持できる距離に対応する奥行方向に沿ったの方向範囲と、を有する錐状の空間として定義されることができる。

また、走査領域Ｒ０内における回動素子１２から所定の距離だけ離れた仮想の平面を走査面Ｒ１としたとき、走査面Ｒ１は、高さ方向Ｄ１及び幅方向Ｄ２に沿って広がる２次元的な領域として定義されることができる。走査用２次光Ｌ２１は、この走査面Ｒ１を走査するように、走査領域Ｒ０に向けて出射される。

また、図１に示すように、走査領域Ｒ０に対象物ＯＢ（走査用２次光Ｌ２１に対して反射性又は散乱性を有する物体又は物質）が存在する場合、走査用２次光Ｌ２１は、対象物ＯＢによって反射又は散乱される。対象物ＯＢによって反射された走査用２次光Ｌ２１は、その一部が、走査用３次光Ｌ３として、走査用２次光Ｌ２１とほぼ同一の光路を走査用２次光Ｌ２１とは反対の方向に向かって進み、回動素子１２に戻って来る。

走査装置１０は、走査用１次光Ｌ１１及び走査用３次光Ｌ３の光路上に設けられ、走査用１次光Ｌ１１及び走査用３次光Ｌ３を分離する分離素子１３を有する。例えば、分離素子１３は、走査用１次光Ｌ１１を透過させ、走査用３次光Ｌ３を反射させるビームスプリッタである。

走査装置１０は、走査用３次光Ｌ３を受光する受光素子（以下、走査用受光素子と称する）１４を有する。走査用受光素子１４は、走査用３次光Ｌ３を検出し、走査用３次光Ｌ３に応じた電気信号を生成する少なくとも１つの検出素子を有する。

走査用受光素子１４は、当該電気信号を走査用３次光Ｌ３の検出結果（受光結果）として生成する。すなわち、走査装置１０は、走査用受光素子１４によって生成された当該電気信号を走査領域Ｒ０の走査結果として生成する。

走査装置１０は、回動素子１２によって回折された監視用１次光Ｌ１２（以下、監視用２次光Ｌ２２と称する）を受光する受光素子（以下、監視用受光素子と称する）１５を有する。監視用受光素子１５は、監視用２次光Ｌ２２の波長を検出可能な少なくとも１つの検出素子を有する。例えば、監視用受光素子１５は、監視用２次光Ｌ２２の強度及び波長に関する検出結果を示す電気信号を生成する。

走査装置１０は、光源部１１、回動素子１２、走査用受光素子１４及び監視用受光素子１５の駆動及びその制御を行う制御部１６を有する。例えば、本実施例においては、制御部１６は、走査用光源１１Ａ及び監視用光源１１Ｂの駆動及びその制御を行う光源制御部１６Ａと、回動素子１２の駆動及びその制御を行う回動素子制御部１６Ｂと、を有する。また、制御部１６は、走査用受光素子１４及び監視用受光素子１５の駆動及び制御を行う受光素子制御部１６Ｃを有する。

また、制御部１６は、走査用受光素子１４による走査用３次光Ｌ３の受光結果に基づいて対象物ＯＢまでの距離を測定する測距部１６Ｄを有する。本実施例においては、測距部１６Ｄは、当該電気信号から走査用３次光Ｌ３を検出する。また、測距部１６Ｄは、走査用２次光Ｌ２１の出射タイミングと走査用３次光Ｌ３の受光タイミングとの間の時間差に基づくタイムオブフライト法によって、対象物ＯＢ（又はその一部の表面領域）までの距離を測定する。また、測距部１６Ｄは、測定した距離情報を示すデータ（測距データ）を生成する。

また、本実施例においては、測距部１６Ｄは、走査領域Ｒ０（走査面Ｒ１）を複数の測距点（走査点）に区別し、当該複数の測距点の各々の測距結果（距離値）を画素として示す走査領域Ｒ０の画像（測距画像）を生成する。本実施例においては、測距部１６Ｄは、測距点と回動板１２Ａの変位とを示す情報とを対応付け、走査領域Ｒ０の２次元マップ又は３次元マップを示す画像データを生成する。

また、測距部１６Ｄは、例えば、走査用２次光Ｌ２１の出射方向の変化周期、すなわち走査領域Ｒ０を走査する周期である走査周期を測距画像の生成周期とし、当該走査周期毎に１つの測距画像を生成する。

なお、走査周期とは、例えば、走査装置１０が走査領域Ｒ０に対する光走査を周期的に行う場合において、回動板１２Ａの１の変位が、その後に再度当該１の変位に戻るまでの期間をいう。また、測距部１６Ｄは、生成した複数の測距画像を時系列に沿って動画として表示する表示部（図示せず）を有していてもよい。

また、制御部１６は、監視用受光素子１５による監視用２次光Ｌ２２の受光結果に基づいて、回動板１２Ａの回動角（変位）を判定する回動角判定部１６Ｅを有する。本実施例においては、回動角判定部１６Ｅは、監視用２次光Ｌ２２の波長に基づいて、回動板１２Ａの回動角を特定及び監視する。すなわち、回動角判定部１６Ｅは、監視用受光素子１５による監視用２次光Ｌ２２の受光結果に基づいて、回動板１２Ａの回動角に関する情報を取得する。

図２は、回動素子１２の模式的な斜視図である。本実施例においては、回動素子１２は、回動板１２Ａが回動軸ＡＹの周りに揺動するように構成されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラーである。

まず、本実施例においては、回動素子１２は、回動板１２Ａを揺動可能に支持する矩形の枠体１２Ｂを有する。回動板１２Ａは、枠体１２Ｂの内周部において枠体１２Ｂに支持されている。

次に、回動板１２Ａは、１の板面Ｓ１に走査用１次光Ｌ１１を反射させる光反射領域１２Ｒを有する。また、回動板１２Ａの板面Ｓ１には、板面Ｓ１の面内における回動軸ＡＹの軸方向に直交する方向に沿って配列されており、かつ各々が回動軸ＡＹの軸方向に沿って延びる複数のスリット１２ＳＬを有する透過型の回折格子１２Ｇが設けられている。

以下においては、回動軸ＡＹに沿った方向をｙ軸方向と称し、枠体１２Ｂの面内におけるｙ軸方向に垂直な方向をｘ軸方向と称する。また、ｘ軸方向及びｙ軸方向に垂直な方向をｚ軸方向と称する場合がある。

また、本実施例においては、回動素子１２は、回動軸ＡＹに沿って回動板１２Ａ及び枠体１２Ｂ間に跨って延び、かつ回動軸ＡＹの周方向の弾性を有する一対のトーションバーを有する。換言すれば、回動板１２Ａは、当該トーションバーによって枠体１２Ｂに支持されている。

なお、図示していないが、回動素子１２は、回動板１２Ａを回動させる力（駆動力）を生成する回動力生成部を有する。例えば、当該回動力生成部は、制御部１６の回動素子制御部１６Ｂから供給された駆動信号によって、当該回動力として圧電力又は電磁気力を生成する。これによって、当該トーションバーがねじれ、回動板１２Ａが回動軸ＡＹの周りに回動（本実施例においては揺動）する。

図３は、回動素子１２及び監視用受光素子１５の構成及び配置例を示す図である。監視用受光素子１５は、光源１１Ｂから見て回動板１２Ａの裏側に配置され、回折格子１２Ｇによって回折されつつ回折格子１２Ｇを透過した走査用１次光Ｌ１２を受光する。

また、本実施例においては、監視用受光素子１５は、ｘ軸方向において走査用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸを挟むように配置された第１及び第２の受光セグメント１５Ａ及び１５Ｂを有する。すなわち、本実施例においては、監視用受光素子１５は、ｘ軸方向（光軸ＬＸ及び回動軸ＡＹの各々に垂直な方向）において走査用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸからずれた位置に配置されている。

図４、図５及び図６の各々は、監視用１次光Ｌ１２及び監視用２次光Ｌ２２の進路を模式的に示す図である。図４乃至図６を用いて、回折格子１２Ｇを用いた回動板１２Ａの回動角の監視原理について説明する。

まず、上記したように、監視用１次光Ｌ１１は、赤色、緑色及び青色の波長域に強度ピークを有するレーザ光を含む光であり、本実施例においては白色光である。この監視用１次光Ｌ１１は、回折格子１２Ｇによって回折されることで、波長毎に異なる方向に出射される。

従って、例えば、監視用２次光Ｌ２２を、赤色の監視用２次光Ｌ２２（Ｒ）、緑色の監視用２次光Ｌ２２（Ｇ）及び青色の監視用２次光Ｌ２２（Ｂ）に分けた場合、これらの光はそれぞれ異なる方向に出射する。

また、回折格子１２Ｇは、回動板１２Ａの回動に従って回動する。従って、監視用２次光Ｌ２２（Ｒ）、Ｌ２２（Ｇ）及びＬ２２（Ｂ）の各々は、回動板１２Ａの回動に応じて出射方向を変化させながら回折格子１２Ｇから出射する。

また、監視用受光素子１５は、回動板１２Ａの回動中において常に監視用２次光Ｌ２２の一部が入射する位置に配置されている。従って、監視用受光素子１５に入射する光の波長は、回動板１２Ａの回動に従って変化することとなる。

例えば、図４に示すように、回動板１２Ａの板面Ｓ１が枠体１２Ｂの面内方向に平行に配置された状態で、回動板１２Ａに垂直な方向、すなわちｚ軸方向に沿った光軸で監視用２次光Ｌ１２が回折格子１２Ｇに入射した場合、緑色の監視用２次光Ｌ２２（Ｇ）が第１の受光セグメント１５Ａに受光される。

また、図５に示すように、回動板１２Ａが図４に示す状態から一方の方向に回動した場合、例えば、青色の監視用２次光Ｌ２２（Ｂ）が第１の受光セグメント１５Ａに受光される。また、図６に示すように、回動板１２Ａが図４に示す状態から図５に示す方向とは反対の方向に回動した場合、緑色の監視用２次光Ｌ２２（Ｇ）が第２の受光セグメント１５Ｂに受光される。

このように、監視用受光素子１５に受光される監視用２次光Ｌ２２の波長を特定することで、回動板１２Ａの回動角を特定（算出）することができる。また、白色光のように、複数の波長域に強度ピークを有する光、又は一定の波長域に亘って一定以上の強度を有するブロードな波長の光を監視用１次光Ｌ１２に使用することで、監視用受光素子１５には、常に又は複数のタイミングにおいて監視用２次光Ｌ２２が入射することとなる。

従って、回動板１２Ａの回動角のリアルタイム監視又は確度の高い監視を行うことができる。従って、走査用２次光Ｌ２１の正確な出射方向を把握することができ、走査領域Ｒ０の正確な走査結果を得ることができる。

このように、本実施例においては、回動素子１２は、回動軸ＡＹの周りに回動しかつ１の板面Ｓ１に光を反射させる光反射領域１２Ｒが設けられた回動板１２Ａと、回動板１２Ａの当該板面Ｓ１に設けられ、板面Ｓ１の面内における回動軸ＡＹの軸方向に垂直な方向に沿って配列されかつ各々が回動軸ＡＹに沿って延びる複数のスリット１２ＳＬを有する回折格子１２Ｇと、を有する。

また、走査装置１０は、回動板１２Ａの光反射領域１２Ｒに向けて、走査用１次光Ｌ１１（走査用の光）を出射する走査用光源１１Ａと、光反射領域１２Ｒによって反射された後に走査領域Ｒ０（走査用の空間）に出射され、対象物ＯＢによって反射して光反射領域１２Ｒに戻って来た走査用３次光Ｌ３を受光する走査用受光素子１４と、回折格子１２Ｇに向けて監視用１次光Ｌ１２（例えば白色の光）を出射する監視用光源１１Ｂと、回折格子１２Ｇによって分光された監視用１次光Ｌ１２の一部（監視用２次光Ｌ２２）を受光する監視用受光素子１５と、監視用受光素子１５によって受光された監視用２次光Ｌ２２の波長に基づいて、板面Ｓ１の回動角を判定及び監視する回動角判定部１５Ｅと、を有する。従って、走査用２次光Ｌ２１の出射方向を正確に把握し、走査領域Ｒ０の正確な走査を行うことが可能な走査装置１０を提供することができる。

なお、本実施例においては、監視用受光素子１５が複数の受光セグメント１５Ａ及び１５Ｂを有する場合について説明した。しかし、監視用受光素子１５は、回折格子１２Ｇによって回折された監視用２次光Ｌ２２を受光するように構成されていればよい。例えば、監視用受光素子１５は、回折格子１２Ｇによって分光された光の一部を受光するように構成されていればよい。例えば、監視用受光素子１５は、第１の受光セグメント１５Ａのみからなっていてもよい。

また、本実施例においては、監視用光源１１Ｂが白色光を出射するように構成されている場合について説明した。しかし、監視用光源１１Ｂの構成はこれに限定されない。例えば、監視用光源１１Ｂは、複数のピーク波長を有する光、又は所定の波長域に亘って一定の強度を有する広波長帯域な光を出射するように構成されていればよい。

また、回折格子１２Ｇを透過した光は、その出射方向が変化しつつ回折した光である。従って、回動板１２Ａが回動すると、監視用受光素子１５に入射する光の強度が変化する。従って、例えば、監視用受光素子１５は、少なくとも監視用光源１１Ｂから出射される監視用１次光Ｌ１２を検出するように構成されていればよく、例えばその強度を検出することができる受光素子であればよい。

従って、監視用光源１１Ｂとしては、波長域や強度特性に関わらず、種々の光源を使用することができる。例えば、監視用光源１１Ｂは、回折格子１２Ｇに向けて光を出射するように構成された光源であればよい。また、この場合、回動角判定部１６Ｅは、監視用受光素子１５によって受光された光の強度に基づいて、回動板１２Ａにおける板面Ｓ１の回動角を判定すればよい。

図７は、本実施例の変形例１に係る走査装置１０Ａの構成を示す図である。走査装置１０Ａは、監視用受光素子１７の構成を除いては、走査装置１０と同様の構成を有する。本変形例においては、監視用受光素子１７は、監視用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸ上に配置されている。

本変形例は、監視用２次光Ｌ２２の強度に基づいて回動板１２Ａの回動角を判定するのに好適な監視用受光素子１７の配置例に対応する。より具体的には、監視用２次光Ｌ２２の強度に基づいて板面Ｓ１の回動角を判定することを考慮すると、監視用受光素子１５は、監視用２次光Ｌ２２が常に受光できる位置に配置されていることが好ましい。

これに対し、監視用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸ上の領域には、常に監視用２次光Ｌ２２が部分的に到達する。具体的には、回折格子１２Ｇを経た監視用２次光Ｌ２２の中には、回折格子１２Ｇの回動に関わらず、回折されずに回折格子１２Ｇを素通りした監視用１次光Ｌ１２の成分が含まれる。この素通りした監視用１次光Ｌ１２は、回折格子１２Ｇが回動した場合、波長特性については変化しないが、強度特性が変化する光である。

従って、監視用受光素子１７を監視用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸ上に配置することで、監視用２次光Ｌ２２の強度変化をリアルタイムで監視することができる。従って、走査用２次光Ｌ２１の出射方向を正確に把握し、走査領域Ｒ０の正確な走査を行うことが可能な走査装置１０Ａを提供することができる。

なお、上記したように、監視用２次光Ｌ２２の波長に基づいて回動板１２Ａの回動角を判定する場合は、走査装置１０のように、監視用受光素子１５は、監視用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸ及び回動軸ＡＹの各々に垂直な方向において監視用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸからずれた位置に配置されていることが好ましい。また、よりリアルタイムでの回動角監視を行うことを考慮すると、監視用受光素子１５のように、監視用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸを挟むように配置された複数の受光セグメント１５Ａ及び１５Ｂを有することが好ましい。

図８は、本実施例の実施例２に係る走査装置１０Ｂの回動素子１８の平面図である。また、図９は、走査装置１０Ｂの監視用受光素子１９の配置例を示す図である。図８及び図９について説明する。

走査装置１０Ｂは、回動素子１８及び監視用受光素子１９の構成を除いては、走査装置１０と同様の構成を有する。また、回動素子１８は、回折格子１８Ｇの構成を除いては、回動素子１２と同様の構成を有する。また、監視用受光素子１９は、配置構成を除いては、監視用受光素子１５と同様の構成を有する。

本変形例においては、回動素子１８は、板面Ｓ１に設けられた反射型の回折格子１８Ｇを有する。具体的には、本実施例においては、回折格子１８Ｇは、回動板１２Ａの板面Ｓ１に設けられ、板面Ｓ１の面内における回動軸ＡＹの軸方向に垂直な方向に沿って配列されかつ各々が回動軸ＡＹに沿って延びる複数の溝１８ＧＲを有する。本変形例においては、監視用１次光Ｌ１２は、回折格子１８Ｇによって回折されつつ反射される。

また、監視用受光素子１９は、回動板１２Ａの板面Ｓ１側の領域に配置されている。なお、本変形例においても、例えば、監視用受光素子１９は、監視用１次光Ｌ１２の光軸ＬＸを挟むようにｘ軸方向に沿って並んで配置された第１及び第２の受光セグメント１９Ａ及び１９Ｂを有する。

本変形例においても、例えば、回折格子１８に監視用１次光Ｌ１２として白色光を入射させ、その回折光である監視用２次光Ｌ２２の波長又は強度を検出することで、回動板１２Ａの回動角を正確に判定することができる。

このように、例えば、回折格子１２及び１８のように、回動板１２Ａに設ける回折格子は、透過型の回折格子であってもよく、反射型の回折格子であってもよい。いずれの回折格子を設ける場合でも、回動板１２Ａの回動に敏感に波長特性を変化させることを考慮すると、例えば、回折格子は、回動板１２Ａの板面Ｓ１の面内における回動軸ＡＹに垂直な方向に沿って配列されかつ各々が回動軸ＡＹに沿って延びる複数のストリップ状の構造を有することが好ましい。

当該ストリップ状の構造の例としては、透過型であればスリット１２ＳＬであり、反射型であれば溝１８ＧＲである。そして、透過型の回折格子１２Ｇを設ける場合には、図３に示すように、監視用受光素子１５は回動板１２Ａの板面Ｓ１とは反対の面側（監視用１次光Ｌ１２から見て回動板１２Ａの裏側）に設けられていればよい。また、反射型の回折格子１８Ｇを設ける場合には、図９に示すように、監視用受光素子１９は回動板１２Ａの板面Ｓ１側の領域に設けられていればよい。

なお、本実施例においては、監視用光源１１Ｂ、回折格子１２Ｇ、監視用受光素子１５及び回動角判定部１６Ｅは、走査装置１０内に搭載される場合について説明した。しかし、回動素子１２は、走査以外の用途に用いられることができる。従って、例えば、走査装置１０は、走査用光源１１Ａ及び走査用受光素子１４を有していなくてもよい。

この場合、例えば、監視用光源１１Ｂ、回動素子１２、回折格子１２Ｇ、監視用受光素子１５及び制御部１６は、光反射機能を持った回動素子１２を含む光反射装置として機能する。従って、これらを組み合わせることで、回動板１２Ａの変位を正確に把握することが可能な光反射装置を提供することができる。

また、本実施例においては、回動素子１２が回動板１２Ａ及び枠体１２Ｂからなる場合について説明した。しかし、回動素子１２の構成はこれに限定されない。例えば、回動素子１２は、板面Ｓ１に光反射領域１２Ｒ及び回折格子１２Ｇを有する回動板１２を有していればよい。また、回動板１２は板状の形状を有していなくてもよい。

また、本実施例においては、回折格子１２Ｇがｘ軸方向に沿って配列されかつ各々がｙ軸方向に沿って延びる複数のスリット１２ＳＬを有する場合について説明した。しかし、回折格子１２Ｇにおける格子の構成はこれに限定されない。

例えば、スリット１２ＳＬの各々は、ｙ軸方向に沿って延びていなくてもよい。また、スリット１２ＳＬがｘ軸方向に沿って配列されていなくてもよい。回折格子１２Ｇは、回動板１２Ａの板面Ｓ１に設けられていればよい。

また、回動角判定部１６Ｅは、回動角を算出する必要はない。例えば、回動角判定部１６Ｅは、制御部１６内において演算された回動板１２Ａの回動角に関する情報を取得すればよい。この場合、回動角判定部１６Ｅは、情報取得部として機能する。

従って、例えば、走査装置１０（光反射装置）は、回動軸ＡＹの周りに回動し、所定の面に光を反射させる光反射領域１２Ｒが設けられた回動体と、当該回動体の当該所定の面に設けられた回折格子１２Ｇと、を有していればよい。また、光反射装置は、回折格子１２Ｇに向けて光を出射する光源（監視用光源１１Ｂ）と、回折格子１２Ｇを経た光の一部を受光する受光素子（監視用受光素子１５）と、当該受光素子による受光結果に基づいて、当該回動体の回動角に関する情報を取得する情報取得部（回動角判定部１６Ｅ）と、を有する。従って、光反射領域１２Ｒを有する回動体の変位を正確に把握することが可能な光反射装置を提供することができる。

また、光反射装置は、情報取得部（回動角判定部１６Ｅ）を有していなくてもよい。例えば、監視用受光素子１５の受光結果を外部に出力するように構成されていればよい。この場合においても、例えば、回動板１２Ａの正確な回動角に関する有用なリアルタイムの波長情報を提供することができる。

従って、例えば、光反射装置は、回動軸ＡＹの周りに回動し、１の面（板面Ｓ１）に光を反射させる光反射領域１２Ｒが設けられた回動体（回動板１２Ａ）と、当該回動体の１の面に設けられた透過型の回折格子１２Ｇと、回折格子１２Ｇに向けて白色の光を出射する光源（監視用光源１１Ｂ）と、回折格子１２Ｇを経た光の一部を受光し、白色光の光軸ＬＸから外れた位置に配置された受光素子（監視用受光素子１５）と、を有する。従って、光反射領域１２Ｒを有する回動体の変位を正確に把握することが可能な光反射装置を提供することができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ 測距装置
１２、１８ 回動素子
１２Ａ 回動板
１５、１７、１９ 受光素子

Claims (12)

1. 回動軸の周りに回動し、１の面に光を反射させる光反射領域が設けられた回動体と、
   前記回動体の前記１の面に設けられた回折格子と、
   前記回折格子に向けて光を出射する光源と、
   前記回折格子を経た前記光の一部を受光する受光素子と、
   前記受光素子による受光結果に基づいて、前記回動体の回動角に関する情報を取得する情報取得部と、を有することを特徴とする光反射装置。
2. 前記回折格子は、前記回動体の前記１の面内における前記回動軸に垂直な方向に沿って配列されかつ各々が前記回動軸に沿って延びる複数のストリップ状の構造を有することを特徴とする請求項１に記載の光反射装置。
3. 前記回折格子は、複数のスリットを有する透過型の回折格子であり、
   前記受光素子は、前記回動体の前記１の面とは反対の面側の領域に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光反射装置。
4. 前記回折格子は、複数の溝を有する反射型の回折格子であり、
   前記受光素子は、前記回動体の前記１の面側の領域に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光反射装置。
5. 前記情報取得部は、前記受光素子によって受光された光の波長に基づいて前記回動体の回動角に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光反射装置。
6. 前記受光素子は、前記光の光軸及び前記回動軸の各々に垂直な方向において前記光の光軸からずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の光反射装置。
7. 前記受光素子は、前記光の光軸を挟むように配置された複数の受光セグメントを有することを特徴とする請求項６に記載の光反射装置。
8. 前記光源は、白色の光を出射することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１つに記載の光反射装置。
9. 前記情報取得部は、前記受光素子によって受光された光の強度に基づいて前記回動体の回動角に関する情報を取得することを特徴とする請求項３に記載の光反射装置。
10. 前記受光素子は、前記光の光軸上に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の光反射装置。
11. 回動軸の周りに回動し、１の面に光を反射させる光反射領域が設けられた回動体と、
    前記回動体の前記１の面に設けられた透過型の回折格子と、
    前記回折格子に向けて白色の光を出射する光源と、
    前記光の光軸から外れた位置に配置され、前記回折格子を経た前記光の一部を受光する受光素子と、を有することを特徴とする光反射装置。
12. 前記受光素子は、前記光の光軸を挟むように配置された複数の受光セグメントを有することを特徴とする請求項１１に記載の光反射装置。