JP7483432B2 - 走査装置及び測距装置 - Google Patents

Description

本発明は、走査装置及び測距装置に関する。

近年、電磁波を検出した結果から周囲の物体などに関する情報を取得する装置が開発されている。例えば、赤外線カメラで撮像した画像中の物体の位置を、レーザレーダを用いて測定する装置などが知られている（例えば特許文献１参照）。また、電磁波を走査させる走査装置として、照射部から照射される電磁波を、反射ミラーによって反射させて偏向するものがある（例えば特許文献２参照）。

特開２０１１－２２０７３２号公報 特開２０１５－１３２７６２号公報

電磁波を走査させる走査装置において、電磁波を偏向する反射ミラーは、例えばマイクロマシン技術による電気機械変換素子などを用いて回転駆動される。このような装置において、回転駆動される反射ミラーの振れ角（振り角）を検出するため、この反射ミラーによって偏向された電磁波を検出するフォトダイオードのようなセンサが採用されることがある。このようなセンサは、反射ミラーによって偏向された電磁波を検出可能な位置に配置される必要がある。このため、電磁波によって走査を行う走査装置において、反射ミラーの振れ角度を検出するためのセンサが配置される位置によっては、電磁波を照射させる範囲（走査可能範囲）が制約され得る。

本開示の目的は、電磁波を照射させる範囲を確保又は拡張し得る走査装置及び測距装置を提供することにある。

一実施形態に係る走査装置は、
対象物を走査するための第１電磁波を照射する第１照射部と、
第２電磁波を照射する第２照射部と、
前記第１照射部によって照射された第１電磁波及び前記第２照射部によって照射された第２電磁波を偏向させて出力させる走査部と、
前記走査部によって出力された、前記第２電磁波の少なくとも一部を、前記第１電磁波と異なる方向に導く導波部と、
前記導波部によって前記第１電磁波と異なる方向に導かれた第２電磁波を検出する検出部と、
を有する。

また、一実施形態に係る測距装置は、一実施形態に係る操作装置を備える。

上述したように本開示の解決手段を走査装置及び測距装置として説明する。本開示は、これらを含む態様としても実現し得るものであり、また、これらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

一実施形態によれば、電磁波を照射させる範囲を確保又は拡張し得る走査装置及び測距装置を提供することができる。

一実施形態に係る走査装置の概略構成を示す図である。 図１に示す走査装置の概略構成を他の観点から示す図である。 図１に示す走査装置の概略構成を他の観点から示す図である。 一実施形態に係る検出部が配置された基板を示す図である。 一実施形態に係る走査装置の効果を説明するための比較例の概略構成を示す図である。

以下、一実施形態に係る走査装置について、図面を参照して説明する。

図１乃至図３は、一実施形態に係る走査装置の概略構成を示す図である。図１は、一実施形態に係る走査装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す走査装置の概略構成を、図１とは異なる観点から示す図（平面図）である。図３は、図１及び図２に示す走査装置の概略構成を、図１及び図２とは異なる観点から示す図（右側面図）である。

図１乃至図３に示す座標軸について、Ｘ軸正方向は図２において右方向に対応するものとし、Ｘ軸負方向は図２において左方向に対応するものとしてよい。図１乃至図３に示す座標軸について、Ｙ軸正方向は図１において奥方向（反射ミラーによって反射された電磁波の進行方向）に対応するものとし、Ｙ軸負方向は図１において手前方向に対応するものとしてよい。図１乃至図３に示す座標軸について、Ｚ軸正方向は図３において上方向に対応するものとし、Ｚ軸負方向は図３において下方向に対応するものとしてよい。

図１乃至図３に示すように、一実施形態に係る走査装置１は、基板１０、第１検出部２１、第２検出部２２、第１照射部３１、第２照射部３２、合成部４０、走査部５０、導波部６０、及び出射部７０を含んで構成されてよい。一実施形態に係る走査装置１は、上述の機能部を全て備えてもよいし、上述の機能部以外のものを備えてもよいし、上述の機能部の一部を備えなくてもよい。

図１乃至図３において、上述の各機能部は、説明の便宜上、互いに充分に離間させてある。一実施形態に係る走査装置１を実際に構成する際には、走査装置１を構成する各機能部は、図１乃至図３に示される状態よりも密集させてもよい。例えば、走査装置１は、数センチメートル四方に収まる程度の小型に構成されるように、各機能部を配置してもよい。

図１乃至図３において、各機能ブロックから突出する矢印は、ビーム状の電磁波を示す。また、図１乃至図３に示す各機能ブロックは、適宜、当該各機能ブロックを制御及び／又は駆動する各種の機能部に有線又は無線で接続されてよい。図１乃至図３においては、説明の便宜上、各機能ブロックを制御及び／又は駆動する各種の機能部は省略してある。さらに、図１乃至図３に示す各機能ブロックは、適宜、当該各機能ブロックに電力を供給する機能部に接続されてよい。図１乃至図３においては、説明の便宜上、各機能ブロックに電力を供給する機能部は省略してある。図１乃至図３に示す各機能ブロックは、適宜、図１乃至図３に示すような各位置に、固定及び／又は位置決めされてよい。図１乃至図３においては、説明の便宜上、各機能ブロックを固定及び／又は位置決めする各種の部材は省略してある。

一実施形態に係る走査装置１は、以下さらに説明するように、電磁波を照射し、照射された電磁波を偏向させながら出力させることができる。走査装置１によって偏向された電磁波の少なくとも一部は、所定の対象物（物体など）によって反射されてよい。所定の物体などによって反射された電磁波（反射波）は、例えば電磁波検出装置などによって検出されてよい。一実施形態に係る走査装置１及び上述のような電磁波検出装置を含めて、一実施形態に係る情報取得システム（例えば測距装置）を構成してもよい。すなわち、一実施形態に係る測距装置は、一実施形態に係る走査装置１を備え、対象物までの距離を測定してもよい。一実施形態に係る情報取得システムは、例えば、「光検出と測距」又は「レーザ画像検出と測距」に用いられるＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging）の技術を採用したものとしてよい。一実施形態に係る情報取得システムによれば、例えば、パルス状に発光するレーザ照射に対する散乱光を測定して、比較的遠距離にある対象までの距離、及び／又は、当該対象の性質などを分析し得る。

図１及び図２に示すように、走査装置１において、基板１０は、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向を短手方向とする基板としてよい。また、図３に示すように、基板１０は、Ｚ軸方向に厚さを有する基板としてよい。図１乃至図３に示すように、基板１０は、走査装置１において、ＸＹ平面に平行になるように固定されてよい。図３に示すように、基板１０は、第１面１０Ａ及び第２面１０Ｂを有する。基板１０の第１面１０Ａは、基板１０においてＺ軸負方向を向く面、すなわち基板１０における下向きの面としてよい。基板１０の第２面１０Ｂは、基板１０においてＺ軸正方向を向く面、すなわち基板１０における上向きの面としてよい。このように、基板１０は、第１面１０Ａと、第１面１０Ａの反対側の第２面１０Ｂと、を有してよい。

一実施形態において、基板１０は、例えば絶縁体で構成された板状のものとしてよい。基板１０は、絶縁体で構成された板状の部材の表面又は内部に、導体の配線が施されたものとしてもよい。すなわち、基板１０は、電子部品が取り付けられる前の状態のプリント配線板（printed wiring board：ＰＷＢ）としてよい。一方、基板１０は、プリント配線板に電子部品がはんだ付けされて、電子回路として動作するようになったプリント回路板（printed circuit board：ＰＣＢ）としてもよい。

基板１０は、ＪＩＳ規格においてＪＩＳ Ｃ ５６０３又はＩＥＣ ６０１９４において定義されているような各種の基板としてよい。例えば、基板１０は、プリント回路（printed circuits）、プリント配線（printed wiring）、プリント回路板（printed circuit board）、プリント回路実装品（printed circuit assembly）、プリント配線板（printed wiring board）、又はプリント板（printed board）などとしてよい。

以下、基板１０は、リジッド基板を想定して説明する。しかしながら、基板１０は、リジッド基板に限定されず、例えば、リジッドフレキシブル基板（flex-rigid／フレックスリジッド）としてもよいし、フレキシブル基板（ＦＰＣ）としてもよい。

図１乃至図３に示すように、基板１０は、通過部１２を有してよい。基板１０の通過部１２については、さらに後述する。

第１検出部２１及び第２検出部２２は、図３に示すように、基板１０の第１面１０Ａ、すなわち基板１０における下向きの面に設けられてよい。図３は走査装置１の右側面を示しているため、第２検出部２２のみが図示されており、第１検出部２１は図示されていない。図１及び図２において、第１検出部２１及び第２検出部２２は、視認できない位置にあるため、破線によって示されている。

第１検出部２１及び第２検出部２２は、所定の電磁波を検出してよい。一実施形態において、第１検出部２１は、当該第１検出部２１に入射する例えば可視光を検出してよい。一実施形態において、第２検出部２２は、当該第２検出部２２に入射する例えば可視光を検出してよい。図１乃至図３において、第１検出部２１及び第２検出部２２が電磁波を検出する検出面は、Ｚ軸負方向を向く面、すなわち第１検出部２１及び第２検出部２２における下向きの面としてよい。図１及び図３に示すように、第１検出部２１は、例えば当該第１検出部２１に入射する可視光ＶＬ（以下、電磁波ＶＬとも記す）を検出してよい。同様に、第２検出部２２は、例えば当該第２検出部２２に入射する可視光ＶＬを検出してよい。

第１検出部２１及び第２検出部２２は、例えば光検出器として機能する半導体ダイオードであるフォトダイオード（photodiode：ＰＤ）としてよい。後述のように、第１検出部２１及び第２検出部２２は、それぞれ、走査部５０によって走査（偏向）された電磁波を検出してよい。このように、基板１０の第１面１０Ａには、電磁波を検出する第１検出部２１及び電磁波を検出する第２検出部２２が設けられてよい。基板１０の第１面１０Ａにおいて、第１検出部２１及び第２検出部２２が設けられる位置については、さらに後述する。

図１乃至図３に示す基板１０において、２つの検出部として、第１検出部２１及び第２検出部２２が設けられている。以下、第１検出部２１と第２検出部２２とを特に区別しない場合、単に「検出部２０」と記すことがある。一実施形態において、基板１０に設けられる検出部は２つに限定されない。例えば、一実施形態に係る走査装置１において、基板１０は、第１検出部２１及び第２検出部２２のいずれかのような検出部２０を、１つのみ備えてもよい。また、一実施形態に係る走査装置１において、基板１０は、第１検出部２１及び第２検出部２２のいずれかのような検出部２０を、３つ以上備えてもよい。上述のように、検出部２０は、第２照射部３２によって照射された可視光ＶＬを検出するフォトダイオードを備えてもよい。

第１照射部３１は、所定の第１電磁波を照射してよい。一実施形態において、第１照射部３１は、所定の対象物を走査するための電磁波として、例えば赤外線を照射してよい。図１及び図２に示すように、第１照射部３１が第１電磁波を照射する方向は、例えばＸ軸正方向、すなわち図２における右方向としてよい。図１及び図２に示すように、第１照射部３１は、例えば合成部４０に向けて、Ｘ軸正方向に赤外線ＩＲ（以下、電磁波ＩＲとも記す）を照射してよい。このため、第１照射部３１は、第１照射部３１によって照射される赤外線ＩＲが合成部４０に入射するように、位置決め及び／又は固定されてよい。

第１照射部３１は、例えば半導体の再結合発光を利用したレーザとして機能する半導体レーザであるレーザダイオード（laser diode：ＬＤ）又はダイオードレーザ（diode laser）としてよい。このように、第１照射部３１は、第１電磁波として赤外線を照射するレーザダイオードを備えてもよい。第１照射部３１は、例えばパルス状の電磁波を照射してもよい。また、第１照射部３１は、走査装置１において、例えば複数のレーザダイオード等によってアレイ状に構成されてもよい。

第２照射部３２は、所定の第２電磁波を照射してよい。一実施形態において、第２照射部３２は、走査用の電磁波の照射方向（すなわち反射ミラーの振れ角）を検出するための電磁波として、例えば可視光を照射してよい。図１乃至図３に示すように、第２照射部３２が第２電磁波を照射する方向は、例えばＹ軸正方向、すなわち図１における奥方向としてよい。図１乃至図３に示すように、第２照射部３２は、例えば合成部４０に向けて、Ｙ軸正方向に可視光ＶＬを照射してよい。このため、第２照射部３２は、第２照射部３２によって照射される可視光ＶＬが合成部４０に入射するように、位置決め及び／又は固定されてよい。また、可視光ＶＬは、視認性を高めるために、例えば赤色としてよい。

第２照射部３２は、例えば半導体の再結合発光を利用したレーザとして機能する半導体レーザであるレーザダイオード（laser Diode：ＬＤ）又はダイオードレーザ（Diode Laser）としてよい。また、第２照射部３２は、可視光を照射する発光ダイオード（light Emitting Diode：ＬＥＤ）などとしてもよい。このように、第２照射部３２は、第２電磁波として可視光を照射するレーザダイオードを備えてもよい。第２照射部３２は、例えば定常光を照射してもよい。

合成部４０は、異なる方向から入力された２つの電磁波を、所定の方向に出力する。具体的には、合成部４０は、第１照射部３１から照射された第１電磁波と、第２照射部３２から照射された第２電磁波との光軸を合致させることで合成してよい。そして、合成部４０は、合成された電磁波を、走査部５０に向けて出力してよい。図１及び図２に示すように、合成部４０は、第１照射部３１から入力される赤外線ＩＲと、第２照射部３２から入力される可視光ＶＬとを合成して、合成された電磁波ＩＲ，ＶＬを、走査部５０に出力してよい。このため、合成部４０は、第１照射部３１から照射される赤外線ＩＲが入射するように、位置決め及び／又は固定されてよい。また、合成部４０は、第２照射部３２から照射される可視光ＶＬが入射するように、位置決め及び／又は固定されてよい。このように、合成部４０は、第１照射部３１によって照射される第１電磁波（赤外線ＩＲ）及び第２照射部３２によって照射される第２電磁波（可視光ＶＬ）が入射するように位置付けられてもよい。さらに、合成部４０は、合成された電磁波ＩＲ，ＶＬが走査部５０に入射するように、位置決め及び／又は固定されてよい。

合成部４０は、例えばプリズム又はコールドミラーなどを含めて構成してよい。合成部４０は、第１照射部３１から照射された第１電磁波と、第２照射部３２から照射された第２電磁波の進行方向を一致させて所定の方向に出力できれば、任意の構成のものを採用してよい。このように、合成部４０は、第１電磁波（赤外線ＩＲ）の進行方向と第２電磁波（可視光ＶＬ）の進行方向とを一致させる機能を有してよい。

図１乃至図３において、合成部４０は、第１照射部３１から照射された第１電磁波と、第２照射部３２から照射された第２電磁波とを同軸の電磁波として合成して、同軸の電磁波として所定の方向に出力してよい。合成部４０は、第１照射部３１から照射された第１電磁波と、第２照射部３２から照射された第２電磁波とを、必ずしも同軸の電磁波として合成しなくてもよい。しかしながら、第１電磁波と第２電磁波との進行方向は、一致していることが望ましい。図１乃至図３において、合成部４０は、第１照射部３１及び第２照射部３２から照射された第１電磁波及び第２電磁波のように、互いに直交する方向から照射された電磁波を合成する。また、図１乃至図３において、合成部４０は、第１照射部３１から照射された第１電磁波を透過させ、第２照射部３２から照射された第２電磁波を第１電磁波が透過する方向へ反射させてよい。これにより、合成部４０において、第１電磁波及び第２電磁波は、進行方向が一致し、合成される。合成部４０は、合成された電磁波を、第１照射部３１から照射された第１電磁波と同じ方向に、すなわちＸ軸正方向に出力する。なお、合成部４０は、第１照射部３１から照射された第１電磁波を走査部５０に向けて出力するとともに、第２照射部３２から照射された第２電磁波も走査部５０に向けて出力するものであればよく、必ずしも両電磁波の進行方向が一致している必要はない。

走査部５０は、合成部４０から入力された電磁波を偏向させて出力させる。走査部５０は、例えば入射された電磁波を偏向させる反射ミラーを含むものとしてよい。走査部５０の反射ミラーは、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー、ポリゴンミラー、及びガルバノミラーなどを含む。以下、走査部５０の反射ミラーは、ＭＥＭＳミラーを含むものとして説明する。

図１乃至図３に示すように、走査部５０は、Ｚ軸に平行な回転軸を有し、この回転軸の周りを左右方向に回転運動する。ここで、回転運動とは、必ずしも周回運動でなくてもよく、例えば回転運動を部分的に含む（例えば一周未満）揺動運動としてもよい。図１及び図２に示すように、走査部５０は、矢印Ｓによって示される方向に回転運動してよい。

図１及び図２に示すように、走査部５０は、矢印Ｓのように回転運動することにより、合成部４０から入力された電磁波ＩＲ，ＶＬを、例えば導波部６０に向けて偏向させてよい。図１乃至図３に示すように、走査部５０によって偏向される電磁波ＩＲ，ＶＬの軌跡は、ＸＹ平面に平行な平面に含まれるようにしてよい。図１及び図２に示すように、走査部５０は、合成部４０から照射される電磁波ＩＲ，ＶＬが入射するように、位置決めされてよい。また、走査部５０は、走査部５０によって偏向された電磁波ＩＲ，ＶＬが導波部６０に入射するように、位置決めされてよい。

このように、走査部５０は、第１照射部３１によって照射された第１電磁波（赤外線ＩＲ）及び第２照射部３２によって照射された第２電磁波（可視光ＶＬ）を変更させて出力させてよい。また、走査部５０は、合成部４０から出力される第１電磁波（赤外線ＩＲ）及び第２電磁波（可視光ＶＬ）を走査させてもよい。

導波部６０は、入射された電磁波のうち、可視光を反射させて、赤外線を通過させてよい。すなわち、導波部６０は、第１照射部３１によって照射される第１電磁波（赤外線ＩＲ）を通過させて、第２照射部３２によって照射される第２電磁波（可視光ＶＬ）を反射する。導波部６０は、例えばコールドミラーなどを含めて構成してよい。このように、導波部６０は、第１照射部３１によって照射された赤外線ＩＲを通過させ、第２照射部３２によって照射された可視光ＶＬを反射させてもよい。導波部６０は、第１照射部３１から照射される第１電磁波を通過させて、第２照射部３２によって照射される第２電磁波を反射することができれば、任意の構成のものを採用してよい。

図１乃至図３に示すように、導波部６０は、走査部５０から入射する電磁波ＩＲ，ＶＬのうち、赤外線ＩＲ（又は赤外線ＩＲの少なくとも一部）を通過させる。また、図１乃至図３に示すように、導波部６０は、走査部５０から入射する電磁波ＩＲ，ＶＬのうち、可視光ＶＬ（又は可視光ＶＬの少なくとも一部）を反射させる。

図１及び図３に示すように、導波部６０は、ＸＹ平面に平行な平面から所定の角度θだけ傾斜した状態で配置されてよい。このような角度θの傾斜によって、導波部６０は、走査部５０から入射する電磁波ＩＲ，ＶＬのうち、可視光ＶＬ（又は電磁波ＶＬの少なくとも一部）を、Ｚ軸正方向に反射させることができる。このように、導波部６０は、走査部５０によって偏向された、第２電磁波（可視光ＶＬ）の少なくとも一部を、第１電磁波（赤外線ＩＲ）と異なる方向に導いてよい。

図１乃至図３に示すように、導波部６０は、走査部５０によって走査（偏向）される電磁波ＩＲ，ＶＬが入射するように、位置決め及び／又は固定されてよい。また、導波部６０は、導波部６０によって反射された第２電磁波（可視光ＶＬ）が基板１０の方に向くように、位置決め及び／又は固定されてよい。上述のように、基板１０の第１面１０Ａにおいて、第１検出部２１及び第２検出部２２が配置されている。したがって、導波部６０は、適切に位置決めされることにより、走査部５０によって走査された電磁波ＶＬを、第１検出部２１及び第２検出部２２の少なくとも一方に向けて導くことができる。このように、検出部２０は、導波部６０によって第１電磁波（赤外線ＩＲ）と異なる方向に導かれた第２電磁波ＶＬを検出してよい。

出射部７０は、走査部５０によって走査される第１電磁波（赤外線ＩＲ）の少なくとも一部を、走査装置１から出射してよい。より具体的には、出射部７０は、走査部５０によって走査される第１電磁波（赤外線ＩＲ）及び第２電磁波（可視光ＶＬ）のうち、導波部６０を通過する第１電磁波（赤外線ＩＲ）を出射してよい。

出射部７０は、全体的に第１電磁波（赤外線ＩＲ）を通過させるように、例えばガラス又はアクリルなどで構成されてよい。また、出射部７０は、第１電磁波（赤外線ＩＲ）が出射される部分のみにおいて、第１電磁波の少なくとも一部を通過させてもよい。この場合、出射部７０は、第１電磁波（赤外線ＩＲ）が出射される部分以外の部分において、第１電磁波の少なくとも一部を通過させなくてもよい。このように、出射部７０は、走査部５０によって出力された第１電磁波（赤外線ＩＲ）を出射させてよい。この場合、導波部６０は、走査部５０によって出力された第１電磁波（赤外線ＩＲ）が出射部７０によって出射されるまでの経路上に位置付けられてもよい。

以上説明したように、走査装置１において、第１照射部３１から照射された赤外線ＩＲは、走査部５０によって偏向される。走査部５０によって偏向された赤外線ＩＲは、導波部６０及び出射部７０を通過して走査装置１から射出されて、周囲に存在する物体などを走査することができる。

また、走査装置１において、第２照射部３２から照射された可視光ＶＬは、第１照射部３１から照射された赤外線ＩＲとともに、走査部５０によって偏向される。第２照射部３２から照射された可視光ＶＬは、走査部５０によって偏向された後、導波部６０によってＺ軸正方向に反射される。導波部６０によって反射された可視光ＶＬは、回転運動する走査部５０による可視光ＶＬの偏向方向に応じて、第１検出部２１及び／又は第２検出部２２によって検出され得る。したがって、走査装置１は、走査部５０の回転角度（振れ角）を検出することによって、赤外線ＩＲの照射方向を検出することができる。

このように、走査装置１は、走査部５０によって走査される電磁波ＩＲ，ＶＬのうち、可視光ＶＬのビームを第１検出部２１及び／又は第２検出部２２に入射させることができる。走査装置１は、回転運動する反射ミラーで反射した可視光ＶＬが第１検出部２１又は第２検出部２２によって検出される時の反射ミラーの回転角度と、当該状態からの経過時間に対する反射ミラーの回転角度とを対応付けた角度検出テーブルを記憶してよい。このようにして、走査装置１は、第１検出部２１及び第２検出部２２のそれぞれの受光タイミングからの経過時間に基づいて、走査部５０（反射ミラー）の回転角度を検出することができる。したがって、走査装置１は、赤外線ＩＲの照射方向を検出することができる。なお、走査装置１は、走査部５０の回転角度を検出する処理を行うために、図示しない制御部（ＣＰＵ）を備えてもよい。この制御部は、第１検出部２１及び／又は第２検出部２２による第２電磁波の検出に基づき、走査部５０の状態を検出してよい。このように、走査装置１は、第１検出部２１及び／又は第２検出部２２による第２電磁波の検出に基づき、走査部５０の状態を検出する制御部を備えてもよい。

また、走査装置１は、走査用の赤外線ＩＲの照射方向とは異なる方向において、走査用の赤外線ＩＲの振れ角を把握するための可視光ＶＬを検出することができる。すなわち、走査装置１において、赤外線ＩＲの照射範囲には、可視光ＶＬの検出部が配置されない。このため、走査装置１は、赤外線ＩＲによる走査範囲を大きく設定する一方で、装置としてのサイズを小型化することができる。

一方、走査装置１をこのような構成にすると、図１乃至図３に示したように、第１検出部２１及び第２検出部２２は、可視光ＶＬを検出するために、基板１０において下向きの第１面１０Ａに配置される必要がある。この場合、第１検出部２１及び第２検出部２２は、基板１０において上側から目視できない位置に配置されることも想定される。上述のように、走査装置１において、第１検出部２１及び第２検出部２２は、走査部５０のＭＥＭＳミラーによって走査された可視光ＶＬが入射する位置に配置される必要がある。すなわち、走査装置１において、第１検出部２１及び第２検出部２２は、可視光ＶＬを検出可能な位置に、正確に位置決めされる必要がある。走査装置１の構造によっては、部品の寸法公差及び／又は組み立て公差などの原因により、組み立て時に第１検出部２１及び第２検出部２２の位置が調整されない限り、正確な位置決めを保証出来ないことも想定される。また、走査装置１の組み立て時に第１検出部２１及び第２検出部２２の位置を調整しようとしても、第１検出部２１及び第２検出部２２の位置が目視できないことも考えられる。この場合、第１検出部２１及び第２検出部２２の、可視光ＶＬが入射する位置に対する目視による位置調整自体、困難になってしまう。

そこで、一実施形態に係る走査装置１は、組み立て時などに第１検出部２１及び第２検出部２２が目視できない場合であっても、その位置調整を正確かつ容易に行い得る基板１０を採用する。以下、一実施形態に係る基板１０について、さらに説明する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、一実施形態に係る基板１０を示す図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図１乃至図３に示した走査装置１における基板１０を示す図である。図４（Ａ）は、基板１０の第２面１０Ｂ側を示している。図４（Ｂ）は、基板１０の第１面１０Ａ側を示している。

図４（Ａ）は、図１及び図２と同様に、基板１０を、Ｚ軸負方向に向く視点から、すなわち上から下を見下ろす視点から示す図である。図４（Ａ）において、第１検出部２１及び第２検出部２２は、視認できない位置（裏側）にあるため、破線によって示されている。

図４（Ｂ）は、基板１０を、Ｚ軸正方向に向く視点から、すなわち下から上を見上げる視点から示す図である。図４（Ｂ）において、第１検出部２１及び第２検出部２２は、視認可能な位置（表側）にあるため、実線によって示されている。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、基板１０は、通過部１２を有してよい。一実施形態に係る基板１０において、通過部１２は、例えば基板１０に形成されたスリットとしてよい。すなわち、この場合、通過部１２は、基板１０を貫通して形成されてもよい。また、通過部１２は、基板１０において第１面１０Ａ及び第２面１０Ｂを貫通して形成されてもよい。また、通過部１２が基板１０を貫通して形成されている場合、通過部１２に透明な樹脂板又はフィルムなどを設けておくことで、そこを通過する可視光ＶＬを視認しやすくすることができる。

図４（Ｂ）に示すように、通過部１２は、第１面１０Ａにおいて第１検出部２１及び第２検出部２２を通る直線α上の位置に設けられてよい。図４（Ｂ）において、直線αは、仮想線として、一点鎖線により示されている。また、この場合、図４（Ａ）に示すように、通過部１２は、第２面１０Ｂにおいて仮想線である直線α上の位置に対応する位置に設けられてもよい。このように、基板１０の第２面１０Ｂにおいて、第１検出部２１及び第２検出部２２は配置されていないが、仮想線である直線α上の位置に対応する位置に通過部１２が設けられてもよい。

通過部１２が基板１０に形成されたスリットである場合、図１乃至図３に示すように、導波部６０によって反射された可視光ＶＬが通過部１２に導かれると、可視光ＶＬの少なくとも一部は通過部１２を通過する。したがって、走査部５０によって赤外線ＩＲが偏向されると、赤外線ＩＲとともに偏向される可視光ＶＬは、導波部６０によってＺ軸正方向に反射されてから、通過部１２を通過し得る。このように、通過部１２は、第１面１０Ａに照射された可視光の少なくとも一部を第２面１０Ｂに通過させてもよい。

一実施形態によれば、走査部５０によって偏向された可視光ＶＬが通過部１２を通過している場合、可視光ＶＬは通過部１２の延長線上にある第１検出部２１及び第２検出部２２にも照射されると想定することができる。したがって、走査装置１を組み立てる作業員（ロボットなどの機械でもよい）は、基板１０の位置決めを行う際に、通過部１２を通過する可視光ＶＬを目視で（視覚的に）確認できれば、第１検出部２１及び第２検出部２２の配置は適切と判断できる。すなわち、走査装置１を組み立てる作業員は、通過部１２から可視光ＶＬを視認できれば、第１検出部２１及び第２検出部２２が配置された基板１０の位置は適切と判断できる。

一方、走査装置１を組み立てる作業員は、基板１０の位置決めを行う際に、走査部５０によって偏向された可視光ＶＬの一部又は全部が、通過部１２を通過することを目視で確認できなければ、第１検出部２１及び第２検出部２２の配置は適切でない（すなわち、第１検出部２１及び第２検出部２２が可視光ＶＬを検出できない配置である）と判断できる。すなわち、走査装置１を組み立てる作業員は、通過部１２から可視光ＶＬを視認できなければ、第１検出部２１及び第２検出部２２が配置された基板１０の位置は適切でないと判断できる。この場合、走査装置１を組み立てる作業員は、通過部１２から可視光ＶＬを視認できるように、第１検出部２１及び第２検出部２２が配置された基板１０の位置をずらすなどして修正してよい。このように、一実施形態に係る基板１０によれば、走査装置１において電磁波を検出する第１検出部２１及び第２検出部２２の位置決めを正確に行い得る。

上述のように、通過部１２を通過する可視光ＶＬの存在は、走査用の電磁波の照射方向（すなわち、反射ミラーの振れ角）を検出するための可視光ＶＬが、第１検出部２１及び第２検出部２２に正しく照射されるか否かの判断の手がかりとして機能する。このため、例えば図４（Ｂ）に示す通過部１２の幅（直線αに垂直な方向の幅）が、第１検出部２１及び第２検出部２２の幅（直線αに垂直な方向の幅）よりも大きいと、不都合が生じる場合がある。すなわち、可視光ＶＬは、たとえ通過部１２を通過していても、必ずしも第１検出部２１及び第２検出部２２に照射されない場合もあり得る。このような場合、このような可視光ＶＬの存在は、、上述の手がかりとしての機能を果たさないことも想定される。したがって、例えば図４（Ｂ）に示すように、通過部１２の幅（直線αに垂直な方向の幅）は、第１検出部２１及び第２検出部２２の幅（直線αに垂直な方向の幅）よりも小さくしてもよい。

このように、通過部１２の直線αに垂直な方向の幅は、第１検出部２１及び第２検出部２２の直線αに垂直な方向の幅よりも小さく構成されてもよい。

基板１０の通過部１２は、種々の態様で実現することができる。要するに、基板１０の通過部１２は、可視光ＶＬが通過部１２を通過していることを視認可能にできれば、任意の構成としてよい。

図１及び図３に示すように、走査装置１は、導波部６０によって第２電磁波（可視光ＶＬ）が導かれる個所を、走査部５０によって出力される第１電磁波（赤外線ＩＲ）の照射範囲（すなわち走査部５０からの第１電磁波の軌道）とは異なる箇所にすることができる。したがって、上述のように、検出部２０は、導波部６０によって第１電磁波（赤外線ＩＲ）の照射方向とは異なる方向に導かれた第２電磁波ＶＬを検出してよい。この場合、検出部２０は、走査部５０によって出力される第１電磁波（赤外線ＩＲ）の照射範囲外（例えば基板１０の第１面１０Ａ）に位置付けられてもよい。

このように、走査装置１は、走査用の赤外線ＩＲの照射方向とは異なる方向において、走査部５０の振れ角を把握するための可視光ＶＬを検出することができる。すなわち、走査装置１において、赤外線ＩＲの照射範囲には、可視光ＶＬの検出部が配置されない。このため、走査装置１は、赤外線ＩＲによる照射範囲を大きく設定することができる。したがって、一実施形態に係る走査装置１によれば、電磁波を照射させる範囲を確保又は拡張し得る。

図５は、一実施形態に係る走査装置１による効果を説明するための比較例を示す図である。図５に示す走査装置１００が一実施形態に係る走査装置１とは異なる点は、主に、導波部６０の有無、及び、これに伴う検出部２０の配置である。図５に示す走査装置１００は、導波部６０を備えていない。このため、走査装置１００において、合成部４０から走査部５０に向けて照射された赤外線ＩＲと可視光ＶＬは、走査部５０によって同じ方向に走査される。この場合、図５に示すように、走査部５０によって出力される可視光ＶＬを検出する第１検出部２１及び／又は第２検出部２２は、走査部５０によって赤外線ＩＲが走査される範囲内に設置せざるを得ない。したがって、図５に示す走査装置１００の照射範囲Φ２は、図１に示す範囲Φ１よりも小さくなる。すなわち、走査装置１００の走査範囲は走査装置１の走査範囲よりも小さくなる。

一方、図１に示す走査装置１は、走査用の赤外線ＩＲの照射方向とは異なる方向において、走査部５０の振れ角を把握するための可視光ＶＬを検出することができる。したがって、一実施形態に係る走査装置１の走査範囲は、例えば図１に示す範囲Φ１よりも大きくしてもよい。このように、一実施形態に係る走査装置１によれば、電磁波を照射させる範囲を確保又は拡張し得る。

以上説明した各実施形態において、基板１０は、第１検出部２１及び第２検出部２２の２つの検出部を備える構成について説明した。一方、電磁波の照射方向又は反射ミラーの振れ角を検出するための可視光ＶＬを検出するためには、基板１０は、例えば、第１検出部２１及び第２検出部２２のような検出部２０を１つのみ備えてもよい。

この場合、走査部５０は、例えば、入射する電磁波を偏向させてもよい。また、導波部６０は、例えばハーフミラーなどを含んで構成されてよい。この場合、導波部６０は、走査部５０によって偏向された電磁波を、第１電磁波（赤外線ＩＲ）と第２電磁波（可視光ＶＬ）とに分離してよい。そして、１つの検出部２０は、導波部６０によって分離された第２電磁波（可視光ＶＬ）を検出してよい。ここで、検出部２０は、走査部５０によって偏向された電磁波のうち導波部６０によって分離された第１電磁波（赤外線ＩＲ）の照射範囲外に位置付けられてよい。

図１乃至図３に示した実施形態において、基板１０は、導波部６０の上側に配置されることを想定して説明した。このように、基板１０は、走査部５０によって走査された電磁波の軌跡を含む面（すなわちＸＹ平面に平行な平面）の上方に位置付けられてよい。この場合、導波部６０は、走査部５０によって走査された電磁波を、第１検出部２１及び／又は第２検出部２２に向けて上方に導くように配置されてよい。

一方、他の実施形態において、基板１０は、導波部６０の下側に配置されてもよい。この場合、図１乃至図３は、Ｚ軸方向の天地が逆の構成を採用してもよい。このように、基板１０は、走査部５０によって走査された電磁波の軌跡を含む面（すなわちＸＹ平面に平行な平面）の下方に位置付けられてもよい。この場合、導波部６０は、走査部５０によって走査された電磁波を、第１検出部２１及び／又は第２検出部２２に向けて下方に導くように配置されてもよい。

図１乃至図３に示した実施形態において、合成部４０は、第１照射部３１から照射された第１電磁波と、第２照射部３２から照射された第２電磁波との光軸を合致させることで合成されることを想定して説明した。一方、他の実施形態において、第１照射部３１から照射された第１電磁波と、第２照射部３２から照射された第２電磁波とは合成される必要はなく、両電磁波の進行方向が一致していればよい。例えば、合成部４０から出力された、第１照射部３１から照射された第１電磁波と、第２照射部３２から照射された第２電磁波が、平行に走査部５０へ進行してもよい。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本開示は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形及び変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

１ 走査装置
１０ 基板
１２ 通過部
２１ 第１検出部
２２ 第２検出部
３１ 第１照射部
３２ 第２照射部
４０ 合成部
５０ 走査部
６０ 導波部
７０ 出射部

Claims (11)

1. 対象物を走査するための第１電磁波を照射する第１照射部と、
   第２電磁波を照射する第２照射部と、
   前記第１照射部によって照射された第１電磁波及び前記第２照射部によって照射された第２電磁波を偏向させて出力させる走査部と、
   前記走査部によって出力された、前記第２電磁波の少なくとも一部を、前記第１電磁波と異なる方向に導く導波部と、
   前記導波部によって前記第１電磁波と異なる方向に導かれた第２電磁波を検出する検出部と、
   を有する、走査装置。
2. 前記検出部は、前記走査部によって出力される第１電磁波の照射範囲外に位置付けられる、請求項１に記載の走査装置。
3. 前記第１電磁波の進行方向と前記第２電磁波の進行方向とを一致させる合成部を有し、
   前記走査部は、前記合成部から出力される第１電磁波及び第２電磁波を走査させる、請求項１又は請求項２に記載の走査装置。
4. 前記合成部は、前記第１照射部によって照射される第１電磁波及び前記第２照射部によって照射される第２電磁波が入射するように位置付けられる、請求項３に記載の走査装置。
5. 前記走査部によって出力された第１電磁波を出射させる出射部を有し、
   前記導波部は、前記走査部によって出力された第１電磁波が前記出射部によって出射されるまでの経路上に位置付けられる、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の走査装置。
6. 前記導波部は、前記第１照射部によって照射された第１電磁波を通過させ、前記第２照射部によって照射された第２電磁波を反射させる、請求項１乃至請求項５に記載の走査装置。
7. 前記第１照射部は、前記第１電磁波として赤外線を照射するレーザダイオードを備える、請求項１乃至請求項６に記載の走査装置。
8. 前記第２照射部は、前記第２電磁波として可視光を照射するレーザダイオードを備える、請求項１乃至請求項７に記載の走査装置。
9. 前記検出部は、前記第２照射部によって照射された可視光を検出するフォトダイオードを備える、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の走査装置。
10. 前記検出部による前記第２電磁波の検出に基づき、前記走査部の状態を検出する制御部を備える、請求項１乃至請求項９に記載の走査装置。
11. 対象物までの距離を測定する測距装置であって、
    請求項１乃至請求項１０に記載の走査装置を備える、測距装置。

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