JP6372819B2

JP6372819B2 - Optical distance measuring device

Info

Publication number: JP6372819B2
Application number: JP2014155564A
Authority: JP
Inventors: 村山　学; 学村山; 堀邊　隆介; 隆介堀邊; 瀬戸野　真吾; 真吾瀬戸野; 智久平井; 雄一郎増田; 篤史虫本; 文俊松野
Original assignee: Funai Electric Co Ltd; Kyoto University
Current assignee: Funai Electric Co Ltd; Kyoto University
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: JP2016033456A

Description

本発明は、光を照射して対象物までの距離を計測する走査式の光測距装置に関する。 The present invention relates to a scanning optical distance measuring device that measures the distance to an object by irradiating light.

対象物までの距離を計測する装置として、対象物に向けて光を走査する走査式の光測距装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、レーザ光による光測距装置では、対象物にレーザ光を照射しながら走査し、対象物で反射したレーザ光を検出することにより、当該光測距装置から対象物までの距離を測定している。 As a device for measuring a distance to an object, a scanning optical distance measuring device that scans light toward the object is known (for example, see Patent Document 1). For example, in an optical distance measuring device using laser light, the distance from the optical distance measuring device to the object is measured by scanning the object while irradiating the object with laser light and detecting the laser light reflected by the object. ing.

レーザ光による光測距装置においては、光源から出射されたレーザ光は対象物へと出射され、さらに、対象物で反射されたレーザ光が受光部で受光される。このとき、光測距装置においては、光源からレーザ光が出射されてから、対象物で反射されたレーザ光が受光部で受光されるまでの時間が測定され、測定結果から対象物までの距離が算出される。このようにして、光測距装置では対象物までの距離が検出される。 In an optical distance measuring device using laser light, laser light emitted from a light source is emitted to an object, and further, laser light reflected by the object is received by a light receiving unit. At this time, in the optical distance measuring device, the time from when the laser beam is emitted from the light source to when the laser beam reflected by the object is received by the light receiving unit is measured, and the distance from the measurement result to the object is measured. Is calculated. In this way, the optical distance measuring device detects the distance to the object.

特開２０１２−１８１１４４号公報JP 2012-181144 A

従来の走査式の光測距装置では、光源から出射されたレーザ光を対象物へ反射する動作と、対象物で反射されたレーザ光を受光部へ反射する動作とを、１つのミラーにより行っていた。しかし、対象物からミラーへと反射されたレーザ光に、光源から当該ミラーに照射されたレーザ光の一部が、ミラーを透過して迷光として含まれることがあった。したがって、この迷光により、受光部において受光されるレーザ光を正確に計測することができないという問題が生じていた。 In a conventional scanning optical distance measuring device, an operation of reflecting laser light emitted from a light source to an object and an operation of reflecting laser light reflected by the object to a light receiving unit are performed by a single mirror. It was. However, in some cases, the laser beam reflected from the object to the mirror includes a part of the laser beam irradiated from the light source to the mirror as stray light. Therefore, there has been a problem that the laser light received by the light receiving unit cannot be accurately measured due to the stray light.

受光部で受光されるレーザ光に外乱光が含まれないようにする技術の一つとして、例えば、光源から対象物へレーザ光を反射するミラーと、対象物から受光部へレーザ光を反射するミラーとを別々に配置する技術がある。この場合、各ミラーをそれぞれ動作させるために、各ミラーにアクチュエータを設けるため、装置の小型化が困難になっていた。 As one of the techniques for preventing disturbance light from being included in the laser light received by the light receiving unit, for example, a mirror that reflects the laser light from the light source to the target and the laser light from the target to the light receiving unit There is a technique for arranging mirrors separately. In this case, since each mirror is provided with an actuator for operating each mirror, it is difficult to reduce the size of the apparatus.

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、迷光による影響を抑制しつつ、小型化を達成することができる走査式の光測距装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a scanning optical distance measuring device that can achieve downsizing while suppressing the influence of stray light.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る光測距装置は、対象物までの距離を測定する光測距装置であって、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を対象物の方向へ反射し、第１の揺動軸を中心に揺動することにより前記光源から出射されたレーザ光を走査する第１のミラーと、第２の揺動軸を中心に揺動することにより前記対象物で反射されたレーザ光を所定の方向へ反射する第２のミラーと、前記第１のミラーと前記第２のミラーとを同期して揺動させるアクチュエータと、前記第２のミラーによって反射された前記対象物からのレーザ光を受光する受光部とを備え、前記第１のミラーと前記第２のミラーとは、前記第１のミラーのミラー面と前記第２のミラーのミラー面とのなす角度を所定の角度に維持しながら前記アクチュエータにより揺動される。 In order to achieve the above object, an optical distance measuring device according to one aspect of the present invention is an optical distance measuring device that measures a distance to an object, and includes a light source that emits laser light, and a light source that is emitted from the light source. A first mirror that scans the laser light emitted from the light source by reflecting the reflected laser light in the direction of the object and swinging about the first swing shaft; and a second swing shaft A second mirror that reflects the laser beam reflected by the object in a predetermined direction by oscillating around the center, and an actuator that oscillates the first mirror and the second mirror synchronously A light receiving unit that receives laser light from the object reflected by the second mirror, wherein the first mirror and the second mirror include a mirror surface of the first mirror, Maintain the angle formed by the mirror surface of the second mirror at a predetermined angle. It is swung by the actuator while.

本態様によれば、光源から対象物へレーザ光を反射する第１のミラーと、対象物から受光部へレーザ光を反射する第２のミラーとを別々に設けるため、受光部で受光したレーザ光が迷光による影響を受けるのを抑制することができる。 According to this aspect, since the first mirror that reflects the laser light from the light source to the object and the second mirror that reflects the laser light from the object to the light receiving part are separately provided, the laser received by the light receiving part It is possible to suppress the light from being affected by stray light.

また、第１のミラーと第２のミラーとを同時に駆動するアクチュエータを備えるため、第１のミラーと第２のミラーのそれぞれにアクチュエータを設ける必要がない。したがって、光測距装置１の小型化を図ることができる。 In addition, since the actuator that drives the first mirror and the second mirror at the same time is provided, it is not necessary to provide an actuator for each of the first mirror and the second mirror. Therefore, the optical distance measuring device 1 can be reduced in size.

例えば、本発明の一態様に係る光測距装置において、前記アクチュエータは、平面視したときに前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に配置された、導線が巻き回されたコイルと、前記第１のミラーの前記第２のミラーと対向する面に固定された第１の磁石と、前記第２のミラーの前記第１のミラーと対向する面に固定された第２の磁石とで構成され、前記第１のミラーと前記第２のミラーとは、前記コイルに流れる電流の向きに応じて揺動してもよい。 For example, in the optical distance measuring device according to one aspect of the present invention, the actuator is a coil around which a conducting wire is wound, which is disposed between the first mirror and the second mirror when viewed in plan. And a first magnet fixed to a surface of the first mirror facing the second mirror, and a second magnet fixed to a surface of the second mirror facing the first mirror. The first mirror and the second mirror may oscillate according to the direction of the current flowing through the coil.

本態様によれば、光測距装置は、アクチュエータとして、コイルと第１の磁石および第２の磁石とを備え、電磁駆動により第１のミラーと第２のミラーとを駆動するため、第１のミラーと第２のミラーとを非接触で駆動することができる。したがって、第１のミラーと第２のミラーとを同期して揺動させるための部材を用意する必要がなく、簡便な方法で第１のミラーと第２のミラーとを同期して揺動させることができる。また、光測距装置の小型化を図ることができる。 According to this aspect, the optical distance measuring device includes the coil, the first magnet, and the second magnet as the actuator, and drives the first mirror and the second mirror by electromagnetic driving. The mirror and the second mirror can be driven in a non-contact manner. Therefore, it is not necessary to prepare a member for swinging the first mirror and the second mirror synchronously, and the first mirror and the second mirror are synchronously swinged by a simple method. be able to. In addition, the optical distance measuring device can be reduced in size.

例えば、本発明の一態様に係る光測距装置において、前記アクチュエータは、前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの下方に配置された、導線が巻き回されたコイルと、前記第１のミラーの前記コイルと対向する面に固定された第１の磁石と、前記第２のミラーの前記コイルと対向する面に固定された第２の磁石とで構成され、前記第１のミラーと前記第２のミラーとは、前記コイルに流れる電流の向きに応じて揺動してもよい。 For example, in the optical distance measuring device according to one aspect of the present invention, the actuator includes a coil around which a conductive wire is wound, the coil being disposed below the first mirror and the second mirror, and the first mirror. A first magnet fixed to a surface of the mirror facing the coil, and a second magnet fixed to a surface of the second mirror facing the coil, the first mirror and the The second mirror may swing according to the direction of the current flowing through the coil.

本態様によれば、第１のミラーと第２のミラーとの間にアクチュエータを設けないので、第１のミラーと第２のミラーとの間にアクチュエータを設ける場合に比べて、第１のミラーと第２のミラーとの距離を小さくすることができる。したがって、受光部は、対象物で発生した散乱光のうち、レーザ光の光路に近い散乱光を受光することができるので、受光部での受光光量を増加することができる。 According to this aspect, since the actuator is not provided between the first mirror and the second mirror, the first mirror is compared with the case where the actuator is provided between the first mirror and the second mirror. And the distance between the second mirror and the second mirror can be reduced. Therefore, since the light receiving unit can receive the scattered light close to the optical path of the laser light among the scattered light generated by the object, the amount of light received by the light receiving unit can be increased.

例えば、本発明の一態様に係る光測距装置において、前記第１のミラーの前記ミラー面と前記第２のミラーの前記ミラー面とのなす角度は、略直角の角度であってもよい。 For example, in the optical distance measuring device according to one aspect of the present invention, the angle formed by the mirror surface of the first mirror and the mirror surface of the second mirror may be a substantially right angle.

本態様によれば、第１のミラーのミラー面と第２のミラーのミラー面とのなす角度を、略直角の角度に維持しながら、第１のミラーと第２のミラーとを揺動するため、受光部は、対象物で発生した散乱光のうち、レーザ光の光路に近い位置を通る散乱光を受光することができる。したがって、受光部での受光光量を増加することができる。 According to this aspect, the first mirror and the second mirror are swung while the angle formed by the mirror surface of the first mirror and the mirror surface of the second mirror is maintained at a substantially right angle. Therefore, the light receiving unit can receive the scattered light passing through the position close to the optical path of the laser light among the scattered light generated in the object. Therefore, the amount of light received by the light receiving unit can be increased.

例えば、本発明の一態様に係る光測距装置において、前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、前記コイルの中心に対して対称の位置に配置されていてもよい。 For example, in the optical distance measuring device according to one aspect of the present invention, the first magnet and the second magnet may be arranged symmetrically with respect to the center of the coil.

本態様によれば、第１のミラーと第２のミラーとを同時に駆動するアクチュエータを備えるため、第１のミラーと第２のミラーのそれぞれにアクチュエータを設ける必要がない。したがって、光測距装置１の小型化を図ることができる。 According to this aspect, since the actuator for simultaneously driving the first mirror and the second mirror is provided, it is not necessary to provide an actuator for each of the first mirror and the second mirror. Therefore, the optical distance measuring device 1 can be reduced in size.

例えば、本発明の一態様に係る光測距装置において、前記第１の磁石と前記第２の磁石とは、前記第１の揺動軸の中心と前記第２の揺動軸の中心とを結ぶ直線に対して同一の側に配置されていてもよい。 For example, in the optical distance measuring device according to one aspect of the present invention, the first magnet and the second magnet have a center of the first swing shaft and a center of the second swing shaft. You may arrange | position on the same side with respect to the straight line to connect.

本態様によれば、第１のミラーと第２のミラーとアクチュエータとの配置の対称性が保たれるので、第１のミラーと第２のミラーとを安定して揺動させることができる。 According to this aspect, since the symmetry of the arrangement of the first mirror, the second mirror, and the actuator is maintained, the first mirror and the second mirror can be stably swung.

例えば、本発明の一態様に係る光測距装置において、前記光源と前記受光部とは、前記第１の揺動軸の中心と前記第２の揺動軸の中心とを結ぶ直線上に配置されていてもよい。 For example, in the optical distance measuring device according to one aspect of the present invention, the light source and the light receiving unit are arranged on a straight line connecting the center of the first swing shaft and the center of the second swing shaft. May be.

本態様によれば、光源、受光部、第１のミラーおよび第２のミラーが一直線上に配置されるので、受光部は、対象物で発生した散乱光のうち、レーザ光の光路に近い散乱光を受光することができる。したがって、受光部での受光光量を増加することができる。 According to this aspect, since the light source, the light receiving unit, the first mirror, and the second mirror are arranged in a straight line, the light receiving unit scatters near the optical path of the laser light among the scattered light generated by the object. Light can be received. Therefore, the amount of light received by the light receiving unit can be increased.

例えば、本発明の一態様に係る光測距装置において、前記光測距装置は、前記光測距装置を内部に収納するケースを備え、前記ケースは、前記第１の揺動軸の中心と前記第２の揺動軸の中心とを結ぶ方向と同一の方向を中心に回転する回転軸を有してもよい。 For example, in the optical distance measuring device according to one aspect of the present invention, the optical distance measuring device includes a case in which the optical distance measuring device is housed, and the case has a center of the first swing shaft. You may have a rotating shaft which rotates centering on the same direction as the direction which connects the center of the said 2nd rocking | fluctuation shaft.

本態様によれば、第１のミラーおよび第２のミラーの揺動と、回転軸を回転の中心とする揺動により、対象物に対してレーザ光を二次元走査することができる。 According to this aspect, the laser beam can be two-dimensionally scanned with respect to the object by the swing of the first mirror and the second mirror and the swing about the rotation axis.

本発明によれば、迷光による影響を抑制しつつ、小型化を達成することができる光測距装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical ranging device which can achieve size reduction can be provided, suppressing the influence by a stray light.

実施の形態１に係る光測距装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical distance measuring device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る光測距装置の外観の一例を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating an example of an appearance of an optical distance measuring device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る光測距装置の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical distance measuring device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る光測距装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical distance measuring device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る光測距装置の動作の一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of an operation of the optical distance measuring device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る光測距装置の動作の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the operation of the optical distance measuring device according to the first embodiment. 実施の形態２に係る光測距装置の構成を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical distance measuring device according to a second embodiment. 実施の形態３に係る光測距装置の構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical distance measuring device according to a third embodiment. 実施の形態４に係る光測距装置の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical distance measuring device according to a fourth embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体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等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。各図は、必ずしも各寸法または各寸法比等を厳密に図示したものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. The invention is specified by the claims. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims are not necessarily required to achieve the object of the present invention, but are described as constituting more preferable embodiments. Is done. Each drawing does not necessarily show exactly each dimension or each dimension ratio.

（実施の形態１）
［光測距装置の構造］
まず、図１〜図３を参照しながら、実施の形態１に係る走査式の光測距装置の構造について説明する。図１は、本実施の形態に係る光測距装置の構成を示す概略図である。図２Ａは、本実施の形態に係る光測距装置の外観の一例を示す斜視図である。図２Ｂは、本実施の形態に係る光測距装置の構成を示す断面図である。図３は、本実施の形態に係る光測距装置の構成を示す概略図である。 (Embodiment 1)
[Structure of optical distance measuring device]
First, the structure of the scanning optical distance measuring device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the optical distance measuring device according to the present embodiment. FIG. 2A is a perspective view showing an example of the appearance of the optical distance measuring device according to the present embodiment. FIG. 2B is a cross-sectional view showing the configuration of the optical distance measuring device according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the optical distance measuring device according to the present embodiment.

図１に示すように、本実施の形態に係る光測距装置１は、出射用ミラー１２ａと、受光用ミラー１２ｂと、コイル１４と、集光レンズ２０と、光源２２と、受光部２４とを備えている。コイル１４は、上面および側面から見たときに、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとの間に配置されている。また、出射用ミラー１２ａの受光用ミラー１２ｂと対向する面には、磁石１６ａが配置されている。受光用ミラー１２ｂの出射用ミラー１２ａと対向する面には、磁石１６ｂが固定されている。 As shown in FIG. 1, the optical distance measuring device 1 according to the present embodiment includes an output mirror 12a, a light receiving mirror 12b, a coil 14, a condenser lens 20, a light source 22, and a light receiving unit 24. It has. The coil 14 is disposed between the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b when viewed from the top and side surfaces. A magnet 16a is disposed on the surface of the emission mirror 12a facing the light receiving mirror 12b. A magnet 16b is fixed to the surface of the light receiving mirror 12b that faces the emitting mirror 12a.

光測距装置１は、図２Ａに示すように、直方体形状のケース４０内に収容されている。ケース４０の一面には、開口４２が設けられている。光測距装置１では、図２Ｂに示すように、当該開口４２からレーザ光が出射され、対象物３０に照射される。 As shown in FIG. 2A, the optical distance measuring device 1 is accommodated in a rectangular parallelepiped case 40. An opening 42 is provided on one surface of the case 40. In the optical distance measuring device 1, as shown in FIG. 2B, laser light is emitted from the opening 42 and irradiated onto the object 30.

なお、本実施の形態において、図２Ｂに示した開口４２からレーザ光が出射される方向を上方向、これと反対の方向を下方向とする。 In the present embodiment, the direction in which the laser light is emitted from the opening 42 shown in FIG. 2B is the upward direction, and the opposite direction is the downward direction.

また、図３に示すように、光測距装置１は、コイル１４を駆動するための駆動部５０と、光源２２から出射されたレーザ光と受光部２４で受光されたレーザ光との位相差に基づいて対象物３０までの距離を算出する信号処理部５４とを備えている。 As shown in FIG. 3, the optical distance measuring device 1 includes a driving unit 50 for driving the coil 14, and a phase difference between the laser light emitted from the light source 22 and the laser light received by the light receiving unit 24. And a signal processing unit 54 that calculates the distance to the object 30 based on the above.

出射用ミラー１２ａは、図１に示すように、三角柱の形状を有している。出射用ミラー１２ａの底面は、光測距装置１の側面側から見たときに側面の形状が略直角三角形の形状に形成されている。 The exit mirror 12a has a triangular prism shape as shown in FIG. The bottom surface of the exit mirror 12a is formed in a substantially right triangle shape when viewed from the side surface of the optical distance measuring device 1.

出射用ミラー１２ａにおいて、当該直角三角形の斜辺を構成するミラー面１３ａは、鏡面となっている。これにより、後に詳述するように、ミラー面１３ａに照射されたレーザ光は、ミラー面１３ａにより所定の方向に反射される。 In the exit mirror 12a, the mirror surface 13a constituting the hypotenuse of the right triangle is a mirror surface. Thereby, as will be described in detail later, the laser light applied to the mirror surface 13a is reflected in a predetermined direction by the mirror surface 13a.

出射用ミラー１２ａは、ミラー面１３ａが光源２２と対向するように配置されている。 The exit mirror 12 a is disposed so that the mirror surface 13 a faces the light source 22.

出射用ミラー１２ａにおいて、コイル１４に対向する面には、磁石１６ａが固定されている。磁石１６ａは、図１および図２Ｂに示すように、出射用ミラー１２ａの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍に固定されている。また、磁石１６ａは、後に詳述するように、出射用ミラー１２ａに接触する面にＳ極、コイル側の面にＮ極が現れるように配置されている。 In the exit mirror 12a, a magnet 16a is fixed to the surface facing the coil. As shown in FIGS. 1 and 2B, the magnet 16a is fixed in the vicinity of an angle forming a right angle of a right triangle when viewed from the side of the exit mirror 12a. Further, as will be described in detail later, the magnet 16a is arranged so that the S pole appears on the surface in contact with the output mirror 12a and the N pole appears on the coil side surface.

また、出射用ミラー１２ａは、図１および図２Ｂに示すように、側面において直角三角形の形状の斜辺の中央付近に、両側面を貫通する第１の揺動軸１８ａを有している。これにより、出射用ミラー１２ａは、第１の揺動軸１８ａを中心に回転する。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2B, the exit mirror 12a has a first swing shaft 18a penetrating both side surfaces in the vicinity of the center of the hypotenuse of a right triangle on the side surface. Thereby, the output mirror 12a rotates around the first swing shaft 18a.

受光用ミラー１２ｂは、出射用ミラー１２ａと同様の構成をしている。すなわち、受光用ミラー１２ｂは、図１に示すように、三角柱の形状を有している。受光用ミラー１２ｂの底面は、図１に示すように、光測距装置１の側面側から見たときに側面の形状が略直角三角形の形状に形成されている。受光用ミラー１２ｂにおいて、当該直角三角形の斜辺を構成するミラー面１３ｂは、鏡面となっている。これにより、後に詳述するように、ミラー面１３ｂに照射されたレーザ光は、ミラー面１３ｂにより受光部２４の方向に反射される。 The light receiving mirror 12b has the same configuration as that of the outgoing mirror 12a. That is, the light receiving mirror 12b has a triangular prism shape as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the bottom surface of the light receiving mirror 12 b is formed in a substantially right triangle shape when viewed from the side surface side of the optical distance measuring device 1. In the light receiving mirror 12b, the mirror surface 13b constituting the hypotenuse of the right triangle is a mirror surface. Thereby, as will be described in detail later, the laser light applied to the mirror surface 13b is reflected in the direction of the light receiving unit 24 by the mirror surface 13b.

受光用ミラー１２ｂは、ミラー面１３ｂが受光部２４と対向するように配置されている。ミラー面１３ｂは、図２Ｂに示すように、出射用ミラー１２ａのミラー面１３ａと略直角の角度をなしている。なお、出射用ミラー１２ａのミラー面１３ａとの角度は、略直角の角度に限らず、他の角度をなしていてもよい。 The light receiving mirror 12 b is disposed so that the mirror surface 13 b faces the light receiving unit 24. As shown in FIG. 2B, the mirror surface 13b forms an angle substantially perpendicular to the mirror surface 13a of the exit mirror 12a. In addition, the angle with the mirror surface 13a of the output mirror 12a is not limited to a substantially right angle, but may be another angle.

受光用ミラー１２ｂにおいて、コイル１４に対向する面には、磁石１６ｂが固定されている。磁石１６ｂは、図１および図２Ｂに示すように、受光用ミラー１２ｂの側面側から見たときに、直角三角形の鋭角をなす角の近傍に固定されている。すなわち、磁石１６ｂは、コイル１４の中心に対して磁石１６ａと対称の位置に配置されている。また、磁石１６ｂは、後に詳述するように、受光用ミラー１２ｂに接触する面にＮ極、コイル側の面にＳ極が現れるように配置されている。 In the light receiving mirror 12b, a magnet 16b is fixed to the surface facing the coil. As shown in FIGS. 1 and 2B, the magnet 16b is fixed in the vicinity of an acute angle of a right triangle when viewed from the side of the light receiving mirror 12b. That is, the magnet 16 b is disposed at a position symmetrical to the magnet 16 a with respect to the center of the coil 14. Further, as will be described in detail later, the magnet 16b is arranged so that the N pole appears on the surface in contact with the light receiving mirror 12b and the S pole appears on the coil side surface.

また、受光用ミラー１２ｂは、側面の直角三角形の斜辺の中央付近に、両側面を貫通する第２の揺動軸１８ｂを有している。これにより、受光用ミラー１２ｂは、第２の揺動軸１８ｂを中心に回転する。 The light receiving mirror 12b has a second swing shaft 18b penetrating both side surfaces in the vicinity of the center of the hypotenuse of the right triangle on the side surface. As a result, the light receiving mirror 12b rotates around the second swing shaft 18b.

出射用ミラー１２ａの磁石１６ａが固定された面と、受光用ミラー１２ｂの磁石１６ｂが固定された面との距離は、例えば３ｍｍである。受光用ミラー１２ｂの磁石１６ｂが固定された面との距離を近接させるほど、対象物３０で発生した散乱光のうち、レーザ光の光路に近い散乱光を受光することができる。よって、受光部２４での受光光量を増加することができる。 The distance between the surface of the output mirror 12a on which the magnet 16a is fixed and the surface of the light receiving mirror 12b on which the magnet 16b is fixed is, for example, 3 mm. As the distance from the surface of the light receiving mirror 12b to which the magnet 16b is fixed is closer, scattered light that is closer to the optical path of the laser light among the scattered light generated from the object 30 can be received. Therefore, the amount of light received by the light receiving unit 24 can be increased.

コイル１４は、例えば銅からなる導線が巻き回されたコイルである。コイル１４は、第１のコイル１４ａと第２のコイル１４ｂとで構成されている。第１のコイル１４ａと第２のコイル１４ｂとは、同一の方向に導線が巻き回されている。第１のコイル１４ａおよび第２のコイル１４ｂは、上述した出射用ミラー１２ａの第１の揺動軸１８ａの中心と受光用ミラー１２ｂの第２の揺動軸１８ｂの中心とを結ぶ直線上に、第１のコイル１４ａおよび第２の１４ｂのそれぞれの中心軸が重なるように配置されている。 The coil 14 is a coil around which a conductive wire made of, for example, copper is wound. The coil 14 includes a first coil 14a and a second coil 14b. As for the 1st coil 14a and the 2nd coil 14b, conducting wire is wound in the same direction. The first coil 14a and the second coil 14b are on a straight line connecting the center of the first swing shaft 18a of the output mirror 12a and the center of the second swing shaft 18b of the light receiving mirror 12b. The first coils 14a and the second coils 14b are arranged so that the central axes thereof overlap each other.

図３に示すように、第１のコイル１４ａおよび第２のコイル１４ｂは、それぞれ駆動部５０に接続されている。駆動部５０により、第１のコイル１４ａおよび第２のコイル１４ｂには、同一の向きの交流電流が印加される。これにより、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとは同期して、コイル１４を流れる電流の向きに応じて同一方向に同一角度だけ回転する。駆動部５０により第１のコイル１４ａおよび第２のコイル１４ｂに印加される電流については、後に詳述する。 As shown in FIG. 3, the first coil 14 a and the second coil 14 b are each connected to the drive unit 50. The drive unit 50 applies an alternating current in the same direction to the first coil 14a and the second coil 14b. Thereby, the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are synchronously rotated by the same angle in the same direction according to the direction of the current flowing through the coil 14. The current applied to the first coil 14a and the second coil 14b by the drive unit 50 will be described in detail later.

なお、コイル１４は、第１のコイル１４ａと第２のコイル１４ｂの２つで構成されなくても１つのコイルで構成されていてもよい。 In addition, the coil 14 may be comprised by one coil even if it is not comprised by two of the 1st coil 14a and the 2nd coil 14b.

なお、出射用ミラー１２ａおよび受光用ミラー１２ｂは、それぞれ本発明における第１のミラーおよび第２のミラーに相当する。また、コイル１４、磁石１６ａおよび１６ｂは、本発明におけるアクチュエータに相当する。 The exit mirror 12a and the light receiving mirror 12b correspond to the first mirror and the second mirror in the present invention, respectively. The coil 14 and the magnets 16a and 16b correspond to the actuator in the present invention.

光源２２と受光部２４とは、上述した出射用ミラー１２ａの第１の揺動軸１８ａの中心と受光用ミラー１２ｂの第２の揺動軸１８ｂの中心とを結ぶ直線上に配置されている。 The light source 22 and the light receiving unit 24 are arranged on a straight line connecting the center of the first swing shaft 18a of the emission mirror 12a and the center of the second swing shaft 18b of the light receiving mirror 12b. .

光源２２は、例えばレーザダイオードで構成される。光源２２は、出射用ミラー１２ａに向けてレーザ光を出射する。 The light source 22 is configured by a laser diode, for example. The light source 22 emits laser light toward the emission mirror 12a.

受光部２４は、例えばフォトダイオードで構成され、出射用ミラー１２ａに対して光源２２と反対側の方向に配置されている。受光部２４は、対象物で反射された後、受光用ミラー１２ｂで反射されたレーザ光を、集光レンズ２０を通して受光する。 The light receiving unit 24 is formed of a photodiode, for example, and is disposed in a direction opposite to the light source 22 with respect to the emission mirror 12a. The light receiving unit 24 receives the laser light reflected by the object and then reflected by the light receiving mirror 12 b through the condenser lens 20.

集光レンズ２０は、凸状のレンズで構成され、受光用ミラー１２ｂと受光部２４との間に配置されている。対象物３０で反射されたレーザ光は、散乱光を含む。集光レンズ２０は、当該散乱光を含む、受光用ミラー１２ｂのミラー面１３ｂで反射された後のレーザ光を、受光部２４の受光面（図示せず）に集光する。 The condenser lens 20 is formed of a convex lens, and is disposed between the light receiving mirror 12 b and the light receiving unit 24. The laser light reflected by the object 30 includes scattered light. The condensing lens 20 condenses the laser light including the scattered light and reflected by the mirror surface 13b of the light receiving mirror 12b on a light receiving surface (not shown) of the light receiving unit 24.

信号処理部５４は、例えばシステムＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）またはマイクロコントローラ等で構成されている。信号処理部５４は、光源２２に変調信号を出力するとともに、駆動部５０に駆動信号を出力する。このとき、受光部２４でのレーザ光の受光光量が最大となるように、信号処理部５４は、第１のコイル１４ａに印加する駆動信号と第２のコイル１４ｂに印加する駆動信号の位相を微調整して出力する。これにより、駆動部５０から第１のコイル１４ａおよび第２のコイル１４ｂに印加される交流電流も、位相が微調整されたものとなる。よって、信号処理部５４から出力される上述のような駆動信号により、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを同期して揺動させつつ、微調整して、受光部での受光光量を最大とすることができる。 The signal processing unit 54 is constituted by, for example, a system LSI (Large Scale Integration), an IC (Integrated Circuit), a microcontroller, or the like. The signal processing unit 54 outputs a modulation signal to the light source 22 and outputs a driving signal to the driving unit 50. At this time, the signal processing unit 54 sets the phase of the drive signal applied to the first coil 14a and the phase of the drive signal applied to the second coil 14b so that the amount of laser light received by the light receiving unit 24 is maximized. Make fine adjustments and output. As a result, the phase of the alternating current applied from the drive unit 50 to the first coil 14a and the second coil 14b is also finely adjusted. Therefore, the output signal from the signal processing unit 54 is finely adjusted while the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are swung synchronously to maximize the amount of light received by the light receiving unit. It can be.

さらに、信号処理部５４は、光源２２から出射されたレーザ光と受光部２４で受光されたレーザ光との位相差に基づいて、レーザ光が光源２２から出射されてから受光部２４で受光されるまでの時間を算出する。その後、信号処理部５４は、算出した時間に光速を乗算することにより、光源２２から出射用ミラー１２ａ、対象物３０、受光用ミラー１２ｂを通って受光部２４までの距離を算出する。算出した距離から、光源２２から出射用ミラー１２ａまでの距離、および、受光用ミラー１２ｂから受光部２４までの距離を差し引いて、当該差し引いた距離の１／２を光測距装置１から対象物３０までの距離として算出する。 Further, the signal processing unit 54, based on the phase difference between the laser light emitted from the light source 22 and the laser light received by the light receiving unit 24, the laser light is emitted from the light source 22 and then received by the light receiving unit 24. Calculate the time to complete. Thereafter, the signal processing unit 54 multiplies the calculated time by the speed of light to calculate the distance from the light source 22 to the light receiving unit 24 through the emission mirror 12a, the object 30, and the light receiving mirror 12b. By subtracting the distance from the light source 22 to the emitting mirror 12a and the distance from the light receiving mirror 12b to the light receiving unit 24 from the calculated distance, ½ of the subtracted distance is subtracted from the optical distance measuring device 1 to the object. Calculated as a distance up to 30.

以上の構成により、光測距装置１は、レーザ光を走査することにより対象物３０までの距離を算出する。 With the above configuration, the optical distance measuring device 1 calculates the distance to the object 30 by scanning the laser beam.

［光測距装置の動作］
次に、図４Ａおよび図４Ｂを参照しながら、本実施の形態に係る光測距装置の動作について説明する。図４Ａは、本実施の形態に係る光測距装置の動作の一例を示す図である。図４Ｂは、本実施の形態に係る光測距装置の動作の他の例を示す図である。 [Operation of optical distance measuring device]
Next, the operation of the optical distance measuring device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. FIG. 4A is a diagram illustrating an example of the operation of the optical distance measuring device according to the present embodiment. FIG. 4B is a diagram illustrating another example of the operation of the optical distance measuring device according to the present embodiment.

上述したように、ケース４０の内部に配置された光測距装置１では、光源２２から出射されたレーザ光は、出射用ミラー１２ａのミラー面１３ａにおいて対象物３０の方向に反射され、ケース４０に設けられた開口４２を通して対象物３０にレーザ光が照射される。さらに、対象物３０で反射されたレーザ光は開口４２を通して受光用ミラー１２ｂのミラー面１３ｂに照射される。さらに、ミラー面１３ｂに照射されたレーザ光は、受光部２４の方向に反射され、集光レンズ２０を通して受光部２４の受光面に集光される。 As described above, in the optical distance measuring device 1 arranged inside the case 40, the laser light emitted from the light source 22 is reflected in the direction of the object 30 on the mirror surface 13a of the exit mirror 12a, and the case 40 The object 30 is irradiated with the laser light through the opening 42 provided in. Further, the laser beam reflected by the object 30 is irradiated to the mirror surface 13b of the light receiving mirror 12b through the opening 42. Further, the laser light irradiated on the mirror surface 13 b is reflected in the direction of the light receiving unit 24 and is condensed on the light receiving surface of the light receiving unit 24 through the condenser lens 20.

このとき、出射用ミラー１２ａおよび受光用ミラー１２ｂとは、駆動部５０によって揺動される。これにより、対象物３０上には、ケース４０の開口４２から出射したレーザ光が走査される。 At this time, the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are swung by the driving unit 50. Thereby, the laser beam emitted from the opening 42 of the case 40 is scanned on the object 30.

さらに、上述したように、光源２２から出射されたレーザ光と受光部２４により受光されたレーザ光とに基づいて、信号処理部５４で対象物３０までの距離が算出される。 Further, as described above, the signal processing unit 54 calculates the distance to the object 30 based on the laser light emitted from the light source 22 and the laser light received by the light receiving unit 24.

ここで、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとの揺動動作は、以下のようにして行われる。 Here, the swinging operation of the emitting mirror 12a and the light receiving mirror 12b is performed as follows.

上述したように、コイル１４に駆動部５０から交流電流が印加されると、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとは、コイル１４を流れる電流の向きに応じて、以下のように同期して同一方向に同一角度だけ回転する。 As described above, when an alternating current is applied to the coil 14 from the drive unit 50, the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are synchronized in the following manner according to the direction of the current flowing through the coil 14. Rotate by the same angle in the same direction.

図４Ａに示すように、コイル１４に一の方向に電流が印加され、矢印Ｂの方向に磁界が発生すると、この磁界による引力によって、出射用ミラー１２ａに固定された磁石１６ａは、コイル１４の中心軸の方向に引き寄せられる。したがって、出射用ミラー１２ａは、図３に示した状態から、第１の揺動軸１８ａを回転の軸として図４Ａに示す矢印Ｃの方向に回転する。 As shown in FIG. 4A, when a current is applied to the coil 14 in one direction and a magnetic field is generated in the direction of arrow B, the magnet 16a fixed to the exit mirror 12a is It is drawn in the direction of the central axis. Accordingly, the exit mirror 12a rotates from the state shown in FIG. 3 in the direction of the arrow C shown in FIG. 4A with the first swing shaft 18a as the axis of rotation.

同様に、受光用ミラー１２ｂに固定された磁石１６ｂも、コイル１４に発生する磁界の引力によってコイル１４の中心軸の方向に引き寄せられる。したがって、受光用ミラー１２ｂは、図３に示した状態から、第２の揺動軸１８ｂを回転の軸として図４Ａに示す矢印Ｃの方向に回転する。 Similarly, the magnet 16b fixed to the light receiving mirror 12b is also drawn toward the central axis of the coil 14 by the attractive force of the magnetic field generated in the coil 14. Accordingly, the light receiving mirror 12b rotates from the state shown in FIG. 3 in the direction of the arrow C shown in FIG. 4A with the second swing shaft 18b as the axis of rotation.

したがって、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとは、同期して、同一方向に同一角度だけ回転する。すなわち、図３に示したようにミラー面１３ａと１３ｂとが略直角になるように配置された出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとは、ミラー面１３ａと１３ｂとのなす角度を略直角に維持しながら、同期して回転する。 Therefore, the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are synchronously rotated by the same angle in the same direction. That is, as shown in FIG. 3, the exit mirror 12a and the light receiving mirror 12b arranged so that the mirror surfaces 13a and 13b are substantially perpendicular to each other make the angle formed by the mirror surfaces 13a and 13b substantially perpendicular. Rotate synchronously while maintaining.

駆動部５０から印加される交流の向きを逆の方向にすると、図４Ｂに示すように、コイル１４を貫通する磁界の向きは図４Ｂに示す矢印Ｄのように逆向きとなる。この磁界による斥力によって、出射用ミラー１２ａに固定された磁石１６ａは、コイル１４から離れる方向に移動する。したがって、出射用ミラー１２ａは、図４Ａに示した状態から、第１の揺動軸１８ａを回転の軸として図４Ｂに示す矢印Ｅの方向に回転する。 When the direction of the alternating current applied from the drive unit 50 is reversed, the direction of the magnetic field penetrating the coil 14 is reversed as shown by an arrow D shown in FIG. 4B, as shown in FIG. 4B. Due to the repulsive force due to this magnetic field, the magnet 16 a fixed to the output mirror 12 a moves away from the coil 14. Therefore, the exit mirror 12a rotates from the state shown in FIG. 4A in the direction of arrow E shown in FIG. 4B with the first swing shaft 18a as the axis of rotation.

同様に、受光用ミラー１２ｂに固定された磁石１６ｂも、コイル１４に発生する磁界による斥力によってコイル１４から離れる方向に移動する。したがって、受光用ミラー１２ｂは、図４Ａに示した状態から、第２の揺動軸１８ｂを回転の軸として図４Ｂに示す矢印Ｅの方向に回転する。 Similarly, the magnet 16b fixed to the light receiving mirror 12b also moves in a direction away from the coil 14 due to a repulsive force caused by a magnetic field generated in the coil 14. Accordingly, the light receiving mirror 12b rotates from the state shown in FIG. 4A in the direction of arrow E shown in FIG. 4B with the second swing shaft 18b as the axis of rotation.

以上のように、駆動部５０から印加される交流の向きを交互に変化させることにより、コイル１４を貫通する磁界の向きは交互に変化し、磁石１６ａおよび１６ｂは、コイル１４に引き寄せられたり離れたりを繰り返す。これにより、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂは、駆動部５０から印加される交流電流によって揺動する。揺動の速度は、例えば１００ｍｓである。 As described above, by alternately changing the direction of the alternating current applied from the drive unit 50, the direction of the magnetic field penetrating the coil 14 changes alternately, and the magnets 16a and 16b are attracted to or separated from the coil 14. Repeat. Thereby, the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are swung by the alternating current applied from the drive unit 50. The oscillation speed is, for example, 100 ms.

［効果］
以上、本実施の形態にかかる光測距装置１によると、光源２２から対象物３０へレーザ光を反射する出射用ミラー１２ａと、対象物３０から受光部２４へレーザ光を反射する受光用ミラー１２ｂとを別々に設けるため、受光部２４で受光したレーザ光が迷光による影響を受けるのを抑制することができる。 [effect]
As described above, according to the optical distance measuring device 1 according to the present embodiment, the emission mirror 12a that reflects laser light from the light source 22 to the object 30 and the light reception mirror that reflects laser light from the object 30 to the light receiving unit 24. Since 12b is provided separately, it is possible to suppress the laser light received by the light receiving unit 24 from being affected by stray light.

また、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを同時に駆動するアクチュエータを備えるため、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂのそれぞれにアクチュエータを設ける必要がない。したがって、光測距装置１の小型化を図ることができる。 Further, since the actuator for driving the emission mirror 12a and the light receiving mirror 12b at the same time is provided, it is not necessary to provide an actuator for each of the emission mirror 12a and the light receiving mirror 12b. Therefore, the optical distance measuring device 1 can be reduced in size.

また、アクチュエータとして、コイル１４と磁石１６ａおよび１６ｂとを備え、電磁駆動により出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを駆動するため、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを非接触で駆動することができる。したがって、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを同期して揺動させるための部材を用意する必要がなく、簡便な方法で出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを同期して揺動させることができる。また、光測距装置１の小型化を図ることができる。 Further, the actuator includes a coil 14 and magnets 16a and 16b, and drives the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b by electromagnetic drive, so that the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are driven in a non-contact manner. be able to. Therefore, it is not necessary to prepare a member for synchronously swinging the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b, and the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are synchronously swinged by a simple method. be able to. Further, the optical distance measuring device 1 can be reduced in size.

また、出射用ミラー１２ａのミラー面１３ａと受光用ミラー１２ｂのミラー面１３ｂとのなす角度を、一定の角度、例えば略直角の角度に維持しながら、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを揺動するため、受光部２４は、対象物３０で発生した散乱光のうち、レーザ光の光路に近い散乱光を受光することができる。したがって、受光部２４での受光光量を増加することができる。 Further, while maintaining the angle formed by the mirror surface 13a of the output mirror 12a and the mirror surface 13b of the light receiving mirror 12b at a constant angle, for example, a substantially right angle, the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are Since it oscillates, the light receiving unit 24 can receive the scattered light close to the optical path of the laser light among the scattered light generated by the object 30. Therefore, the amount of light received by the light receiving unit 24 can be increased.

なお、上記した実施の形態にかかる光測距装置１では、コイル１４は、第１のコイル１４ａと第２のコイル１４ｂとで構成されていたが、この構成に限らず、コイル１４は、１つのコイルで形成されていてもよい。 In the optical distance measuring device 1 according to the above-described embodiment, the coil 14 is configured by the first coil 14a and the second coil 14b. It may be formed of one coil.

また、出射用ミラー１２ａのミラー面１３ａとの角度は、上述のように略直角の角度に限らず、他の角度であってもよい。 Further, the angle of the exit mirror 12a with the mirror surface 13a is not limited to a substantially right angle as described above, but may be another angle.

また、上述した光測距装置１では、磁石１６ａは、出射用ミラー１２ａに接触する面にＳ極、コイル側の面にＮ極が現れるように配置され、磁石１６ｂは、受光用ミラー１２ｂに接触する面にＮ極、コイル側の面にＳ極が現れるように配置されていたが、この構成に限らず、例えば、磁石１６ａは、出射用ミラー１２ａに接触する面にＮ極、コイル側の面にＳ極が現れるように配置され、磁石１６ｂは、受光用ミラー１２ｂに接触する面にＳ極、コイル側の面にＮ極が現れるように配置されてもよい。 In the optical distance measuring device 1 described above, the magnet 16a is arranged so that the S pole appears on the surface in contact with the exit mirror 12a and the N pole appears on the coil side surface, and the magnet 16b is placed on the light receiving mirror 12b. The arrangement is such that the N pole appears on the contacting surface and the S pole appears on the coil side surface. However, the configuration is not limited to this. For example, the magnet 16a is arranged on the surface contacting the output mirror 12a. The magnet 16b may be arranged so that the S pole appears on the surface in contact with the light receiving mirror 12b and the N pole appears on the coil side surface.

また、上述した光測距装置１では、磁石１６ａは、出射用ミラー１２ａの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍に固定され、磁石１６ｂは、受光用ミラー１２ｂの側面側から見たときに、直角三角形の鋭角をなす角の近傍に固定されていたが、この構成に限らず、例えば、磁石１６ａは、出射用ミラー１２ａの側面側から見たときに、直角三角形の鋭角をなす角の近傍に固定され、磁石１６ｂは、受光用ミラー１２ｂの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍に固定されていてもよい。 Further, in the optical distance measuring device 1 described above, the magnet 16a is fixed in the vicinity of an angle forming a right angle of a right triangle when viewed from the side surface side of the outgoing mirror 12a, and the magnet 16b is fixed to the light receiving mirror 12b. When viewed from the side, it is fixed in the vicinity of an acute angle of a right triangle. However, the configuration is not limited to this. For example, the magnet 16a has a right angle when viewed from the side of the exit mirror 12a. The magnet 16b may be fixed in the vicinity of an angle forming a right angle of a right triangle when viewed from the side of the light receiving mirror 12b.

また、磁石１６ａおよび磁石１６ｂの双方が、出射用ミラー１２ａおよび受光用ミラー１２ｂのそれぞれの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍にそれぞれ固定されていてもよいし、直角三角形の鋭角をなす角の近傍にそれぞれ固定されていてもよい。すなわち、磁石１６ａと１６ｂとは、出射用ミラー１２ａに配置された第１の揺動軸１８ａの中心と受光用ミラー１２ｂに配置された第２の揺動軸１８ｂの中心とを結ぶ直線に対して同一の側に、対向するように配置されていてもよい。このように配置すると、出射用ミラー１２ａと、受光用ミラー１２ｂと、コイル１４、磁石１６ａおよび１６ｂとの配置の対称性が保たれるので、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを安定して揺動させることができる。 Further, both the magnet 16a and the magnet 16b may be respectively fixed in the vicinity of an angle forming a right angle of a right triangle when viewed from the side surfaces of the emission mirror 12a and the light receiving mirror 12b. Each may be fixed in the vicinity of an acute angle of a right triangle. That is, the magnets 16a and 16b are connected to a straight line connecting the center of the first swing shaft 18a disposed on the output mirror 12a and the center of the second swing shaft 18b disposed on the light receiving mirror 12b. May be arranged to face each other on the same side. With this arrangement, the symmetry of the arrangement of the output mirror 12a, the light receiving mirror 12b, the coil 14, and the magnets 16a and 16b is maintained, so that the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are stabilized. Can be swung.

また、信号処理部５４は、第１のコイル１４ａに印加する駆動信号と第２のコイル１４ｂに印加する駆動信号の位相を微調整して出力してもよい。これにより、駆動部５０から第１のコイル１４ａおよび第２のコイル１４ｂに印加される交流電流も、位相が微調整されたものとなる。これにより、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとを同期して揺動させつつ、微調整して、受光部での受光光量を最大とすることができる。 Further, the signal processing unit 54 may finely adjust and output the phase of the drive signal applied to the first coil 14a and the drive signal applied to the second coil 14b. As a result, the phase of the alternating current applied from the drive unit 50 to the first coil 14a and the second coil 14b is also finely adjusted. As a result, the emission mirror 12a and the light reception mirror 12b can be finely adjusted while being swung in synchronization with each other to maximize the amount of light received by the light receiving unit.

（実施の形態２）
次に、図５を参照しながら、本実施の形態２に係る光測距装置について説明する。図５は、実施の形態に係る光測距装置の構成を示す概略図である。 (Embodiment 2)
Next, an optical distance measuring apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the optical distance measuring device according to the embodiment.

本実施の形態に係る光測距装置６０が実施の形態１に係る光測距装置１と異なる点は、コイルおよび磁石の配置される位置が異なる点である。 The optical distance measuring device 60 according to the present embodiment is different from the optical distance measuring device 1 according to the first embodiment in that the positions where coils and magnets are arranged are different.

図５に示すように、本実施の形態に係る光測距装置６０において、コイル６４は、平面視したときに出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとの間に配置されている。詳細には、コイル６４は、上面から見たときに出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとの間であって、側面から見たときに出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂの高さよりも下の位置に配置されている。出射用ミラー１２ａの受光用ミラー１２ｂと対向する面には、磁石１６ａが配置されている。受光用ミラー１２ｂの出射用ミラー１２ａと対向する面には、磁石１６ｂが固定されている。 As shown in FIG. 5, in the optical distance measuring device 60 according to the present embodiment, the coil 64 is disposed between the emission mirror 12a and the light reception mirror 12b when viewed in plan. Specifically, the coil 64 is between the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b when viewed from above, and is lower than the height of the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b when viewed from the side. It is arranged at the position. A magnet 16a is disposed on the surface of the emission mirror 12a facing the light receiving mirror 12b. A magnet 16b is fixed to the surface of the light receiving mirror 12b that faces the emitting mirror 12a.

コイル６４は、銅からなる導線が巻き回された構成であり、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとの間の中間を通り、第１の揺動軸１８ａおよび第２の揺動軸１８ｂを結ぶ線と垂直な方向にコイルの中心軸が重なるように配置されている。 The coil 64 has a configuration in which a conductive wire made of copper is wound, passes through the middle between the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b, and passes through the first swing shaft 18a and the second swing shaft 18b. The central axis of the coil is arranged so as to overlap in a direction perpendicular to the connecting line.

磁石１６ａは、図５に示すように、出射用ミラー１２ａの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍に固定されている。磁石１６ａは、コイル６４が配置された側の面にＮ極、コイル６４が配置された側と反対側の面にＳ極が現れるように配置されている。 As shown in FIG. 5, the magnet 16a is fixed in the vicinity of an angle forming a right angle of a right triangle when viewed from the side surface side of the exit mirror 12a. The magnet 16a is arranged so that the N pole appears on the surface on the side where the coil 64 is arranged, and the S pole appears on the surface opposite to the side where the coil 64 is arranged.

磁石１６ｂは、受光用ミラー１２ｂの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍に固定されている。磁石１６ｂは、コイル６４が配置された側の面にＳ極、コイル６４が配置された側と反対側の面にＮ極が現れるように配置されている。 The magnet 16b is fixed in the vicinity of a right angle of a right triangle when viewed from the side of the light receiving mirror 12b. The magnet 16b is arranged so that the S pole appears on the surface on the side where the coil 64 is arranged and the N pole appears on the surface opposite to the side where the coil 64 is arranged.

コイル６４には、駆動部（図示せず）により交流電流が印加される。駆動部５０から印加される交流の向きを交互に変化させることにより、コイル６４を貫通する磁界の向きは交互に変化し、磁石１６ａおよび１６ｂは、コイル６４に引き寄せられたり離れたりを繰り返す。 An alternating current is applied to the coil 64 by a drive unit (not shown). By alternately changing the direction of the alternating current applied from the drive unit 50, the direction of the magnetic field penetrating the coil 64 is changed alternately, and the magnets 16a and 16b are repeatedly attracted to and separated from the coil 64.

以上より、出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂは、出射用ミラー１２ａのミラー面１３ａと受光用ミラー１２ｂのミラー面１３ｂとのなす角度を所定の角度に維持しながら、駆動部５０から印加される交流電流によって揺動する。 As described above, the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b are applied from the driving unit 50 while maintaining the angle formed by the mirror surface 13a of the output mirror 12a and the mirror surface 13b of the light receiving mirror 12b at a predetermined angle. Oscillates by alternating current.

なお、上述した実施の形態では、磁石１６ａは、コイル６４が配置された側の面にＮ極、コイル６４が配置された側と反対側の面にＳ極が現れ、磁石１６ｂは、コイル６４が配置された側の面にＳ極、コイル６４が配置された側と反対側の面にＮ極が現れるように配置されているが、これに限らず、例えば、磁石１６ａは、コイル６４が配置された側の面にＳ極、コイル６４が配置された側と反対側の面にＮ極が現れ、磁石１６ｂは、コイル６４が配置された側の面にＮ極、コイル６４が配置された側と反対側の面にＳ極が現れるように配置されてもよい。 In the above-described embodiment, the magnet 16a has an N pole on the surface on which the coil 64 is disposed, and an S pole on the surface opposite to the side on which the coil 64 is disposed. Is arranged so that the south pole appears on the surface on the side where the coil 64 is arranged and the north pole appears on the surface opposite to the side where the coil 64 is arranged. However, the present invention is not limited to this. The south pole appears on the surface on the side where the coil 64 is disposed and the north pole appears on the surface opposite to the side where the coil 64 is disposed. The magnet 16b has the north pole and the coil 64 disposed on the surface where the coil 64 is disposed. It may be arranged so that the south pole appears on the surface opposite to the opposite side.

また、上述した実施の形態では、磁石１６ａは出射用ミラー１２ａにおいて受光用ミラー１２ｂに対向する面、磁石１６ｂは受光用ミラー１２ｂにおいて出射用ミラー１２ａに対向する面に固定されているが、磁石１６ａおよび１６ｂは、出射用ミラー１２ａおよび受光用ミラー１２ｂのコイル６４と対向する面、すなわち、図５における下方の面に固定されていてもよい。 In the embodiment described above, the magnet 16a is fixed to the surface of the output mirror 12a facing the light receiving mirror 12b, and the magnet 16b is fixed to the surface of the light receiving mirror 12b facing the output mirror 12a. 16a and 16b may be fixed to the surfaces of the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b facing the coil 64, that is, the lower surface in FIG.

（実施の形態３）
次に、図６を参照しながら、実施の形態３に係る光測距装置について説明する。図６は、本実施の形態に係る光測距装置の構成を示す概略図である。 (Embodiment 3)
Next, an optical distance measuring apparatus according to Embodiment 3 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the optical distance measuring device according to the present embodiment.

本実施の形態に係る光測距装置７０が実施の形態１に係る光測距装置１と異なる点は、コイルおよび磁石の配置される位置およびコイルの個数が異なる点である。 The optical distance measuring device 70 according to the present embodiment is different from the optical distance measuring device 1 according to the first embodiment in that the positions where the coils and magnets are arranged and the number of coils are different.

図６に示すように、本実施の形態にかかる光測距装置７０において、コイル７４ａおよび７４ｂは、上面から見たときに出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂとの間であって、側面から見たときに出射用ミラー１２ａと受光用ミラー１２ｂの高さよりも下の位置に配置されている。 As shown in FIG. 6, in the optical distance measuring device 70 according to the present embodiment, the coils 74a and 74b are located between the emission mirror 12a and the light reception mirror 12b when viewed from the top, and from the side. When viewed, it is disposed at a position below the height of the output mirror 12a and the light receiving mirror 12b.

コイル７４ａおよび７４ｂは、銅からなる導線が巻き回された構成である。コイル７４ａとコイル７４ｂとでは、同一の向きに導線が巻き回されている。図６に示すように、コイル７４ａは、出射用ミラー１２ａの、受光用ミラー１２ｂと対向する面の下方に配置されている。コイル７４ｂは、受光用ミラー１２ｂの、出射用ミラー１２ａと対向する面の下方に配置されている。 The coils 74a and 74b have a configuration in which a conductive wire made of copper is wound. In the coil 74a and the coil 74b, the conducting wire is wound in the same direction. As shown in FIG. 6, the coil 74a is disposed below the surface of the output mirror 12a that faces the light receiving mirror 12b. The coil 74b is disposed below the surface of the light receiving mirror 12b that faces the emitting mirror 12a.

磁石１６ａは、図６に示すように、出射用ミラー１２ａの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍に固定されている。磁石１６ａは、コイル７４ａが配置された側の面にＮ極、コイル７４ａが配置された側と反対側の面にＳ極が現れるように配置されている。 As shown in FIG. 6, the magnet 16a is fixed in the vicinity of an angle forming a right angle of a right triangle when viewed from the side surface side of the output mirror 12a. The magnet 16a is arranged so that the N pole appears on the surface on the side where the coil 74a is arranged, and the S pole appears on the surface opposite to the side where the coil 74a is arranged.

磁石１６ｂは、受光用ミラー１２ｂの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍に固定されている。磁石１６ｂは、コイル７４ｂが配置された側の面にＳ極、コイル７４ｂが配置された側と反対側の面にＮ極が現れるように配置されている。 The magnet 16b is fixed in the vicinity of a right angle of a right triangle when viewed from the side of the light receiving mirror 12b. The magnet 16b is arranged such that the south pole appears on the surface on the side where the coil 74b is arranged, and the north pole appears on the surface opposite to the side where the coil 74b is arranged.

コイル７４ａおよび７４ｂには、駆動部（図示せず）により同一の向きの交流電流が印加される。駆動部５０から印加される交流の向きを交互に変化させることにより、コイル７４ａおよび７４ｂのそれぞれを貫通する磁界の向きは交互に変化することにより、磁石１６ａおよび１６ｂは、コイル７４ａおよび７４ｂに引き寄せられたり離れたりを繰り返す。例えば、磁石１６ａが、コイル７４ａを貫通する磁界との間に働く引力によりコイル７４ａに引き寄せられるとき、磁石１６ｂは、コイル７４ｂを貫通する磁界との間に働く斥力によりコイル７４ｂから離れる。また、磁石１６ａが、コイル７４ａを貫通する磁界との間に働く斥力によりコイル７４ａから離れるとき、磁石１６ｂは、コイル７４ｂを貫通する磁界との間に働く斥力によりコイル７４ｂに引き寄せられる。 An alternating current in the same direction is applied to the coils 74a and 74b by a drive unit (not shown). By alternately changing the direction of the alternating current applied from the drive unit 50, the direction of the magnetic field penetrating each of the coils 74a and 74b is changed alternately, so that the magnets 16a and 16b are attracted to the coils 74a and 74b. Repeated being left and right. For example, when the magnet 16a is attracted to the coil 74a by an attractive force acting between the magnetic field penetrating the coil 74a, the magnet 16b is separated from the coil 74b by a repulsive force acting between the magnetic field penetrating the coil 74b. Further, when the magnet 16a is separated from the coil 74a by a repulsive force acting between the magnetic field penetrating the coil 74a, the magnet 16b is attracted to the coil 74b by a repulsive force acting between the magnetic field penetrating the coil 74b.

なお、上述した実施の形態では、磁石１６ａは、コイル７４ａが配置された側の面にＮ極、コイル７４ａが配置された側と反対側の面にＳ極が現れ、磁石１６ｂは、コイル７４ｂが配置された側の面にＳ極、コイル７４ｂが配置された側と反対側の面にＮ極が現れるように配置されているが、これに限らず、例えば、磁石１６ａは、コイル７４ａが配置された側の面にＳ極、コイル７４ａが配置された側と反対側の面にＮ極が現れ、磁石１６ｂは、コイル７４ｂが配置された側の面にＮ極、コイル７４ｂが配置された側と反対側の面にＳ極が現れるように配置されてもよい。 In the embodiment described above, the magnet 16a has an N pole on the surface on which the coil 74a is disposed, and an S pole on the surface opposite to the side on which the coil 74a is disposed. Is arranged such that the south pole appears on the surface on the side where the coil is arranged and the north pole appears on the surface opposite to the side where the coil 74b is arranged. However, the present invention is not limited to this. The south pole appears on the surface on the side where the coil 74a is disposed, and the north pole appears on the surface opposite to the side where the coil 74a is disposed. The magnet 16b has the north pole and coil 74b disposed on the surface where the coil 74b is disposed. It may be arranged so that the south pole appears on the surface opposite to the opposite side.

また、磁石１６ａおよび１６ｂは、双方がコイル７４ａおよび７４ｂが配置された側の面にＳ極、コイル７４ａおよび７４ｂが配置された側と反対側の面にＮ極が現れるように配置されてもよいし、双方がコイル７４ａおよび７４ｂが配置された側の面にＮ極、コイル７４ａおよび７４ｂが配置された側と反対側の面にＳ極が現れるように配置されてもよい。この場合、コイル７４ａおよび７４ｂにおいて、導線が巻き回される方向を逆向きにするとよい。 Further, the magnets 16a and 16b may be arranged so that the south pole appears on the surface on the side where the coils 74a and 74b are arranged, and the north pole appears on the surface opposite to the side where the coils 74a and 74b are arranged. Alternatively, both may be arranged such that the N pole appears on the surface where the coils 74a and 74b are arranged, and the S pole appears on the surface opposite to the side where the coils 74a and 74b are arranged. In this case, in the coils 74a and 74b, the direction in which the conducting wire is wound may be reversed.

（実施の形態４）
次に、図７を参照しながら、実施の形態４に係る光測距装置について説明する。図７は、実施の形態４に係る光測距装置の構成を示す断面図である。 (Embodiment 4)
Next, an optical distance measuring apparatus according to Embodiment 4 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical distance measuring device according to the fourth embodiment.

本実施の形態に係る光測距装置８０が実施の形態１に係る光測距装置１と異なる点は、光測距装置８０が収容されるケース４０が、回転軸８２を有する点である。 The optical distance measuring device 80 according to the present embodiment is different from the optical distance measuring device 1 according to the first embodiment in that the case 40 in which the optical distance measuring device 80 is accommodated has a rotation shaft 82 .

図７に示すように、光測距装置８０は、光測距装置８０が収容されるケース４０に回転軸８２を有している。 As shown in FIG. 7, the optical distance measuring device 80 has a rotation shaft 82 in the case 40 in which the optical distance measuring device 80 is accommodated.

回転軸８２は、出射用ミラー１２ａに配置された第１の揺動軸１８ａの中心と受光用ミラー１２ｂに配置された第２の揺動軸１８ｂの中心とを結ぶ直線上に配置されている。これにより、光測距装置８０は、回転軸８２を中心に回転可能である。 The rotation shaft 82 is disposed on a straight line connecting the center of the first swing shaft 18a disposed on the output mirror 12a and the center of the second swing shaft 18b disposed on the light receiving mirror 12b. . Thereby, the optical distance measuring device 80 can rotate around the rotation shaft 82.

回転軸８２には、駆動部（図示せず）により、一定周期で左右方向に交互に回転する。すなわち、光測距装置８０は、回転軸８２を中心に揺動する。 The rotating shaft 82 is alternately rotated in the left-right direction at a constant cycle by a drive unit (not shown). That is, the optical distance measuring device 80 swings around the rotation shaft 82.

したがって、ケース４０から出射されるレーザ光は、出射用ミラー１２ａおよび受光用ミラー１２ｂの揺動により、図７における左右方向に走査されると共に、当該左右方向の走査とは異なる速度で、図７における奥行き方向に走査される。 Accordingly, the laser light emitted from the case 40 is scanned in the left-right direction in FIG. 7 by the swinging of the emission mirror 12a and the light-receiving mirror 12b, and at a speed different from that in the left-right direction scanning, as shown in FIG. Is scanned in the depth direction.

よって、光測距装置８０は、ケース４０から出射されるレーザ光により、対象物３０を二次元走査することができる。 Therefore, the optical distance measuring device 80 can two-dimensionally scan the object 30 with the laser light emitted from the case 40.

以上、本発明の実施の形態１〜４に係る光測距装置について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although the optical ranging apparatus which concerns on Embodiment 1-4 of this invention was demonstrated, this invention is not limited to these embodiments.

例えば、上記した実施の形態にかかる光測距装置１では、コイル１４は、第１のコイル１４ａと第２のコイル１４ｂとで構成されていたが、この構成に限らず、コイル１４は、１つのコイルで形成されていてもよい。 For example, in the optical distance measuring device 1 according to the above-described embodiment, the coil 14 is composed of the first coil 14a and the second coil 14b. It may be formed of one coil.

また、磁石１６ａおよび磁石１６ｂの双方が、出射用ミラー１２ａおよび受光用ミラー１２ｂのそれぞれの側面側から見たときに、直角三角形の直角をなす角の近傍にそれぞれ固定されていてもよいし、直角三角形の鋭角をなす角の近傍にそれぞれ固定されていてもよい。すなわち、磁石１６ａと磁石１６ｂとは、出射用ミラー１２ａに配置された第１の揺動軸１８ａの中心と受光用ミラー１２ｂに配置された第２の揺動軸１８ｂの中心とを結ぶ直線に対して同一の側に、対向するように配置されていてもよい。 Further, both the magnet 16a and the magnet 16b may be respectively fixed in the vicinity of an angle forming a right angle of a right triangle when viewed from the side surfaces of the emission mirror 12a and the light receiving mirror 12b. Each may be fixed in the vicinity of an acute angle of a right triangle. That is, the magnet 16a and the magnet 16b are a straight line connecting the center of the first swing shaft 18a disposed on the output mirror 12a and the center of the second swing shaft 18b disposed on the light receiving mirror 12b. On the same side, they may be arranged so as to face each other.

さらに、上記実施の形態をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。 Further, the above embodiments may be combined.

本発明光測距装置は、例えば、当該光測距装置から対象物までの距離を測定するためのレーザレンジファインダ等として適用することができる。 The optical distance measuring device of the present invention can be applied as, for example, a laser range finder for measuring the distance from the optical distance measuring device to an object.

１、６０、７０、８０光測距装置
１２ａ出射用ミラー（第１のミラー）
１２ｂ受光用ミラー（第２のミラー）
１３ａ、１３ｂミラー面
１４、１４ａ、１４ｂ、６４、７４ａ、７４ｂコイル（アクチュエータ）
１６ａ磁石（第１の磁石）
１６ｂ磁石（第２の磁石）
１８ａ第１の揺動軸
１８ｂ第２の揺動軸
２０集光レンズ
２２光源
２４受光部
３０対象物
４０ケース
４２開口
５０駆動部
５４信号処理部
８２回転軸 1, 60, 70, 80 Optical distance measuring device 12a Output mirror (first mirror)
12b Receiving mirror (second mirror)
13a, 13b Mirror surface 14, 14a, 14b, 64, 74a, 74b Coil (actuator)
16a Magnet (first magnet)
16b Magnet (second magnet)
18a First oscillating shaft 18b Second oscillating shaft 20 Condensing lens 22 Light source 24 Light receiving unit 30 Object 40 Case 42 Opening 50 Drive unit 54 Signal processing unit 82 Rotating shaft

Claims

An optical distance measuring device that measures the distance to an object
A light source that emits laser light;
A first mirror that reflects the laser light emitted from the light source in the direction of the object and scans the laser light emitted from the light source by swinging about a first swing axis;
A second mirror that reflects laser light reflected by the object in a predetermined direction by swinging about a second swing axis;
An actuator for swinging the first mirror and the second mirror in synchronization;
A light receiving unit that receives laser light from the object reflected by the second mirror,
The first mirror and the second mirror are swung by the actuator while maintaining a predetermined angle between a mirror surface of the first mirror and a mirror surface of the second mirror ,
The actuator is
A coil around which a conducting wire is wound, disposed between the first mirror and the second mirror when viewed in plan,
A first magnet fixed to a surface of the first mirror facing the second mirror;
A second magnet fixed to a surface of the second mirror facing the first mirror;
The optical distance measuring device in which the first mirror and the second mirror swing according to the direction of the current flowing through the coil .

The optical distance measuring device according to claim 1 , wherein an angle formed between the mirror surface of the first mirror and the mirror surface of the second mirror is a substantially right angle.

3. The optical distance measuring device according to claim 1, wherein the first magnet and the second magnet are arranged at symmetrical positions with respect to a center of the coil.

The first magnet and the second magnet are disposed on the same side with respect to a straight line connecting the center of the first swing shaft and the center of the second swing shaft. The optical distance measuring device according to any one of 1 to 3 .

Wherein the light source and the light receiving unit, according to any one of the first swing axis center and the second rocking axis center and claim 1-4, which is arranged on a straight line connecting the in Optical ranging device.

The optical distance measuring device includes a case that houses the optical distance measuring device inside,
Wherein the case, any one of claim 1 to 5 having a rotating shaft which rotates about the same direction as the direction connecting the centers of said second swing axis of the first pivot shaft The optical distance measuring device described in 1.