レーザセンサ装置
【課題】高速で三次元領域での測定を可能とし、さらに迷光による測定精度の悪化を防止する。
【解決手段】ポリゴンミラー３を収容する収容ケースの内部をレーザ投光器からポリゴンミラー３の反射面に至る第１空間とポリゴンミラー３の反射面から受光器に至る第２空間とに分割する遮光部と、ポリゴンミラー３を回転させることによって測定用レーザ光を第１方向に走査する第１走査部４と、ポリゴンミラー３を第１走査部４による回転の中心軸に対して交差する中心軸を中心として回動させることによって測定用レーザ光を第１方向と交差する第２方向に走査する第２走査部５とを備える。
【解決手段】ポリゴンミラー３を収容する収容ケースの内部をレーザ投光器からポリゴンミラー３の反射面に至る第１空間とポリゴンミラー３の反射面から受光器に至る第２空間とに分割する遮光部と、ポリゴンミラー３を回転させることによって測定用レーザ光を第１方向に走査する第１走査部４と、ポリゴンミラー３を第１走査部４による回転の中心軸に対して交差する中心軸を中心として回動させることによって測定用レーザ光を第１方向と交差する第２方向に走査する第２走査部５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定対象物の位置、測定対象物の形状把握のために、特許文献１に示すようなレーザセンサ装置が用いられている。
このレーザセンサ装置は、測定用のレーザ光を射出し、測定対象物に当該レーザ光が照射されて生じる反射光を戻りレーザ光として受光し、この受光タイミングに基づいて測定対象物の位置、測定対象物の形状把握を行う。
【０００３】
ところで、このようなレーザセンサ装置を用いて、三次元領域での測定を行う場合には、レーザ光を縦方向と横方向との両方に走査する必要がある。
このため、例えば、特許文献１に示すレーザセンサ装置を用いて三次元領域での測定を行う場合には、レーザセンサ装置の全体を縦横に回動させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３７１６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、レーザセンサ装置の全体を回動させる場合には、レーザセンサ装置の全重量に打ち勝つ駆動力を必要とし、大きな駆動力が必要となると共に高速でレーザ光を走査することが困難となる。
また、レーザセンサ装置の全体を回動させる場合には、レーザセンサ装置の本体カバーの外部（つまり外部対して露出する位置）に駆動部が設置されるため、レーザセンサ装置の耐候性を確保することが困難となる。
【０００６】
一方、特許文献２には、レーザセンサ装置の内部に移動可能なミラーを設置し、当該ミラーを移動させることによってレーザ光を走査するレーザセンサ装置が提案されている。
このようなレーザセンサ装置によれば、レーザ光を走査するにあたり、レーザセンサ装置の全体を移動させる必要がないため、小さな駆動力でかつ高速でレーザ光を走査することができる。
【０００７】
また、特許文献２には、収容ケース内にミラー等を収容することによって耐候性を向上させている。
このようにミラーを収容ケースに収容した場合には、レーザ光が収容ケースの内部において意図せずに反射して迷光となるため、特許文献２では、当該迷光を遮光するは遮光板を有している。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に示すレーザセンサ装置は、レーザ光を一方向にしか走査することができず、三次元領域での測定に用いることができない。
このため、三元領域を高速で測定可能としつつ迷光による測定精度の悪化を防止することが可能なレーザセンサ装置が求められている。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、レーザセンサ装置において、高速で三次元領域での測定を可能とし、さらに迷光による測定精度の悪化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、測定用レーザ光を射出するレーザ投光器と、上記測定用レーザ光が測定対象物に照射されて反射することで生じる戻りレーザ光を受光する受光器と、上記測定用レーザ光及び上記戻りレーザ光を案内する反射面を有するポリゴンミラーと、上記レーザ投光器及び上記受光器と別体で設けられると共に上記ポリゴンミラーを収容する収容ケースとを備えるレーザセンサ装置であって、上記収容ケースの内部を上記レーザ投光器から上記反射面に至る第１空間と上記反射面から上記受光器に至る第２空間とに分割する遮光部と、上記ポリゴンミラーを回転させることによって上記測定用レーザ光を第１方向に走査する第１走査部と、上記ポリゴンミラーを上記第１走査部による回転の中心軸に対して交差する中心軸を中心として回動させることによって上記測定用レーザ光を上記第１方向と交差する第２方向に走査する第２走査部とを備えるという構成を採用する。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、測定用レーザ光を案内する測定用レーザ光案内部と戻りレーザ光を案内する戻りレーザ光案内部とに分割するスリットを上記ポリゴンミラーが有し、上記遮光部が上記スリット内にも配設されているという構成を採用する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記第２空間に配置されると共に上記ポリゴンミラーから上記受光器までの光路を囲う遮光筒を備えるという構成を採用する。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記収容ケースが、上記測定用レーザ光及び上記戻りレーザ光を通過可能に形成されると共に上記第２走査部による上記ポリゴンミラーの回動中心を中心とする円弧状に形状設定された窓部と、上記ポリゴンミラーを支持すると共に上記第２走査部によって上記ポリゴンミラーと一緒に回動される支持部とを備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、遮光部によって、収容ケースの内部空間が、レーザ投光器から反射面に至る第１空間と、反射面から受光器に至る第２空間とに分割されている。
つまり、本発明においては、収容ケースの内部空間で第１空間から第２空間への光の入射及び第２空間から第１空間への光の入射が遮光部によって妨げられる。
このため、測定用レーザ光が収容ケース内で意図せずに反射することによって発生する迷光が第１空間から第２空間に入射することを防止することができ、当該迷光が受光器に到達することを防ぐことができる。
したがって、本発明によれば、迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
【００１６】
また、本発明によれば、第１走査部によってポリゴンミラーが回転されることによって測定用レーザ光が第１方向に走査され、第２走査部によってポリゴンミラーが回動されることによって測定用レーザ光が第１方向と交差する第２方向に走査される。
このため、第１走査部による回転と第２走査部による回動とを組み合わせることによって、測定用レーザ光を三次元領域の全領域において走査することができる。
よって、本発明によれば、三次元領域での測定を行うことができる。
【００１７】
また、本発明によれば、ポリゴンミラーを回転及び回動させることによって測定用レーザ光が走査される。
このため、レーザセンサ装置の全体を移動させることなく測定用レーザ光を走査することができ、これによって測定用レーザ光を高速で走査することができる。
【００１８】
以上のように、本発明によれば、レーザセンサ装置において、高速で三次元領域での測定を可能とし、さらに迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるレーザセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるレーザセンサ装置が備えるポリゴンミラー及びその周囲を拡大して示す三面図及び断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるレーザセンサ装置が備えるポリゴンミラー及びその周囲を拡大して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係るレーザセンサ装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１の概略構成を示すブロック図である。
また、図２は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１が備えるポリゴンミラー及びその周囲を拡大して示す三面図及び断面図である。
本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、測定対象エリア（測定対象物が存在する可能性のあるエリア）に対して測定用レーザ光を照射して測定を行うものであり、当該測定対象エリアに測定対象物が存在する場合に、その測定対象物の位置や形状を示す信号を出力する。
そして、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、図１に示すように、レーザ投光器１と、受光器２と、ポリゴンミラー３と、回転用モータ４と、回動用モータ５と、距離演算器６と、制御器７とを備えている。
【００２２】
レーザ投光器１は、ポリゴンミラー３の周面（反射面）に向けて測定用レーザ光Ｌ１を射出するものであり、図２に示すように、測定用レーザ光Ｌ１の光源となる投光光源１ａと、当該投光光源１ａを囲んで保護する投光カバー１ｂと、投光光源１ａから射出された測定用レーザ光Ｌ１をポリゴンミラー３に向けて案内する投光レンズ１ｃとを備えている。
なお、レーザ投光器１は、制御器７から入力される投光指令に基づいて測定用レーザ光Ｌ１を射出する。
【００２３】
受光器２は、測定用レーザ光Ｌ１が測定対象物に照射されて反射することによって生じる戻りレーザ光Ｌ２を受光して電気信号に変換して出力するものであり、ポリゴンミラー３の周面（反射面）によって反射されて案内された戻りレーザ光Ｌ２を受光する。
この受光器２は、図２に示すように、戻りレーザ光Ｌ２を電気信号に変換する受光素子２ａと、当該受光素子２ａを囲んで保護する受光カバー２ｂと、ポリゴンミラー３から反射された戻りレーザ光Ｌ２を受光素子２ａに向けて案内する受光レンズ２ｃとを備えている。
なお、受光器２は、戻りレーザ光Ｌ２を受光した際にパルス信号を出力するものであり、つまりは戻りレーザ光Ｌ２の受光タイミング情報を出力する。そして、受光器２は、距離演算器６と電気的に接続されており、距離演算器６に対して上記受光タイミング情報を入力する。
【００２４】
これらのレーザ投光器１と受光器２とは、図２に示すように、不図示の支持機構によって支持されて設置面に対して固定される側板８に対してポリゴンミラー３の回転軸Ｌａ方向に並んで設置されている。
なお、後に詳説するが、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においてポリゴンミラー３は、図３に示す回動軸Ｌｂを中心に回動される。そして、ポリゴンミラー３が回動する際に、レーザ投光器１及び受光器２とポリゴンミラー３との位置関係が大きくずれて測定用レーザ光Ｌ１と戻りレーザ光Ｌ２とがポリゴンミラー３の周面から外れないように、これらのレーザ投光器１及び受光器２は、できるだけ回動軸Ｌｂに近づけて配置されている。
【００２５】
ポリゴンミラー３は、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を案内する反射面を周面として有する、平面視正方形の導光部材である。
本実施形態におけるポリゴンミラー３は、回転用モータ４によって回転軸Ｌａを中心として回転されると共に、図２に示すように、スリット９によって回転軸Ｌａ方向に２つに分割されている。
より詳細には、ポリゴンミラー３は、スリット９によって、測定用レーザ光Ｌ１を案内する測定用レーザ光案内部３ａと、戻りレーザ光Ｌ２を案内する戻りレーザ光案内部３ｂとに分割されている。
なお、ポリゴンミラー３には回転用モータ４に接続される軸部１０が貫通して取り付けられており、当該軸部１０が回転用モータ４によって回転駆動されることによってポリゴンミラー３が回転される。
【００２６】
そして、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、図２に示すように、ポリゴンミラー３を収容する収容ケース１１と、収容ケース１１の内部に配置される遮光板１２（遮光部）とを備えている。
【００２７】
本実施形態において収容ケース１１は、図２に示すように、窓部１１ａと支持部１１ｂとから構成されている。
【００２８】
窓部１１ａは、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を通過可能な部位であり、例えばアクリル材によって形成されている。この窓部１１ａは、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１が測定を行う側に向けて配置されており、不図示の支持機構によって設置面に対して固定されている。
そして、図２に示すように、本実施形態において窓部１１ａは、回動軸Ｌｂ方向から見て、回動軸Ｌｂを中心とする円弧状に形状設定されている。
【００２９】
支持部１１ｂは、軸部１０を軸支することによって当該軸部１０に固定されたポリゴンミラー３を支持するものであり、収容ケース１１の窓部１１ａ以外の領域を形成している。
この支持部１１ｂは、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２に対して不透明な材料によって形成されており、例えば遮光板１２と同一の材料によって形成されている。
そして、支持部１１ｂは、窓部１１ａ側と、レーザ投光器１及び受光器２側とに、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を通過可能とする開口を有している。
【００３０】
そして、本実施形態において支持部１１ｂは、回動用モータ５と機械的に接続されており、当該回動用モータ５によって図２に示す回動軸Ｌｂを中心として回動可能に不図示の支持機構によって軸支されている。
なお、支持部１１ｂの窓部１１ａ側の先端１１ｃは、窓部１１ａに対して僅かに隙間を空けて対向配置されている。
ここで、収容ケース１１の窓部１１ａは設置面に固定され、支持部１１ｂは回動可能に軸支されている。このため、支持部１１ｂを回動させた際には、窓部１１ａと支持部１１ｂとの位置関係が変化する。ただし、窓部１１ａが回動軸Ｌｂを中心とする円弧状に形状設定されているため、支持部１１ｂの窓部１１ａ側の先端１１ｃから窓部１１ａまでは、常に僅かな隙間に保たれることとなる。
【００３１】
遮光板１２は、収容ケース１１の内部に配置され、収容ケース１１の内部を、レーザ投光器１からポリゴンミラー３の測定用レーザ光案内部３ａに至る測定用レーザ光案内空間Ｋ１（第１空間）と、ポリゴンミラー３の戻りレーザ光案内部３ｂから受光器２に至る戻りレーザ光案内空間Ｋ２（第２空間）とに分割している。
この遮光板１２は、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２に対して不透明な材料によって形成されており、測定用レーザ光案内空間Ｋ１から戻りレーザ光案内空間Ｋ２への光の侵入、及び、レーザ光案内空間Ｋ２から測定用レーザ光案内空間Ｋ１への光の進入を防ぐものである。
そして、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、遮光板１２がポリゴンミラー３のスリット９内にも配設されており、これによって遮光板１２にて支持部１１ｂに囲まれた空間が、完全に測定用レーザ光案内空間Ｋ１と戻りレーザ光案内空間Ｋ２とに隔離されている。
なお、遮光板１２の窓部１１ａ側の先端１２ａは、窓部１１ａに対して僅かに隙間を空けて対向配置されている。そして、遮光板１２は、支持部１１ｂの回動に伴って回動軸Ｌｂを中心に回動され、この際、遮光板１２の窓部１１ａ側の先端１２ｃから窓部１１ａまでは、常に僅かな隙間に保たれる。
【００３２】
図１に戻り、回転用モータ４は、ポリゴンミラー３を回転させることによって測定用レーザ光Ｌ１を回転軸Ｌａ及び光軸と直交する方向（第１方向）に走査ものであり、例えば減速機等を挟んで軸部１０（図２参照）と接続されている。
なお、本実施形態においては、回転軸Ｌａが水平となるように配設されている。このため、ポリゴンミラー３が回転されることによって測定用レーザ光Ｌ１が垂直方向に走査される。
なお、回転用モータ４は、制御器７から入力される速度指令に基づいてポリゴンミラー３を回転させる。また、回転用モータ４には、不図示のエンコーダが設置されており、当該エンコーダから回転用モータ４の角度情報が制御器７に入力される。
【００３３】
回動用モータ５は、回動軸Ｌｂを中心として収容ケース１１の支持部１１ｂを回動することによって、上記回動軸Ｌｂを中心として支持部１１ｂに軸支されたポリゴンミラー３を回動させるものである。
ここで、回動軸Ｌｂは、回転軸Ｌａ（回転用モータ４による回転の中心軸）に対して直交（交差）する中心軸である。このため、回動用モータ５によってポリゴンミラー３が回動されることによって、測定用レーザ光Ｌ１がポリゴンミラー３の回転軸Ｌａを中心とする回転による走査方向と異なる方向（第２方向）に走査される。
なお、本実施形態においては、回動軸Ｌｂが垂直となるように配設されている。このため、ポリゴンミラー３が回動されることによって測定用レーザ光Ｌ１が水平方向に走査される。
なお、回動用モータ５は、制御器７から入力される速度指令に基づいてポリゴンミラー３を回動させる。また、回動用モータ５には、不図示のエンコーダが設置されており、当該エンコーダから回動用モータ５の角度情報が制御器７に入力される。
【００３４】
距離演算器６は、測定領域に存在する測定用レーザ光を反射する反射体までの距離を算出して、この算出結果を距離情報として制御器７に入力するものである。
より詳細には、距離演算器６は、制御器７からレーザ投光器１に入力される投光指令を同時に入力され、この投光指令の入力タイミングと受光器２から入力される受光タイミングとの差から反射体までの距離を算出する。
【００３５】
制御器７は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１の動作全体を制御するものであり、図１に示すように、レーザ投光器１と、ポリゴンミラー３と、回転用モータ４と、回動用モータ５と、距離演算器６と電気的に接続されている。
そして、制御器７は、例えば、距離演算器６から入力される距離情報と、回転用モータ４と、回動用モータ５に設置されるエンコーダから入力される角度情報に基づいて、測定対象物の位置や、測定対象物の形状を算出して出力する。
【００３６】
次に、このような構成を有する本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１の動作について説明する。
【００３７】
まず、制御器７は、レーザ投光器１に投光指令を入力する。この際、制御器７からの投光指令は、レーザ投光器１と同時に距離演算器６にも入力される。
投光指令が入力されたレーザ投光器１は、測定用レーザ光Ｌ１を射出する。測定用レーザ光Ｌ１は、ポリゴンミラー３の測定用レーザ光案内部３ａにて反射されて、測定領域に向けて照射される。
【００３８】
ここで、測定用レーザ光Ｌ１の照射領域に反射体が存在する場合には、戻りレーザ光Ｌ２が発生し、当該戻りレーザ光Ｌ２がポリゴンミラー３の戻りレーザ光案内部３ｂによって反射されて受光器２に案内される。
受光器２が戻りレーザ光Ｌ２を受光すると、受光器２が受光タイミングを示すパルス信号を受光タイミング情報として出力する。
【００３９】
そして、距離演算器６は、制御器７から入力される投光指令と、受光器２から入力される受光タイミング情報とから反射体までの距離を算出し、距離情報として出力する。
【００４０】
続いて、制御器７は、回転用モータ４にポリゴンミラー３を回転させ、測定用レーザ光Ｌ１を垂直方向に移動させる。その後、制御器７は、再び投光指令を出力する。
これによって測定用レーザ光Ｌ１の照射領域が移動し、先に距離情報が取得された領域と他の領域の距離情報が取得される。
これを繰り返すことによって、垂直方向の１ラインに並ぶ領域の距離情報が取得される。
なお、これらの一連の動作は、極めて短時間の間に連続的に行われる。このため、ポリゴンミラー３は、常に一定速度で回転され、測定用レーザ光Ｌ１は見かけ上、測定領域に照射されながら垂直方向に移動（走査）される。
【００４１】
このように垂直方向の１ラインに並ぶ領域の距離情報が取得されると、制御器７は、回動用モータ５にポリゴンミラー３を回動させ、測定用レーザ光Ｌ１を水平方向に移動させる。
そして、制御器７は、上述の動作を繰り返すことによって、先に距離情報が取得されたラインの隣のラインに並ぶ領域の距離情報を取得する。
【００４２】
このようにして、制御器７は、三次元に拡がる測定領域の全範囲における距離情報を取得し、これらの距離情報から、測定対象物の位置や測定対象物の形状を算出する。
【００４３】
以上のような本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、遮光板１２によって、収容ケース１１の内部空間が、レーザ投光器１からポリゴンミラー３の測定用レーザ光案内部３ａに至る測定用レーザ光案内空間Ｋ１と、ポリゴンミラー３の戻りレーザ光案内部３ｂから受光器２に至る戻りレーザ光案内空間Ｋ２とに分割されている。
つまり、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、収容ケース１１の内部空間で測定用レーザ光案内空間Ｋ１から戻りレーザ光案内空間Ｋ２への光の入射及び戻りレーザ光案内空間Ｋ２から測定用レーザ光案内空間Ｋ１への光の入射が遮光板１２によって妨げられる。
このため、測定用レーザ光Ｌ１が収容ケース１１内で意図せずに反射することによって発生する迷光が測定用レーザ光案内空間Ｋ１から戻りレーザ光案内空間Ｋ２に入射することを防止することができ、当該迷光が受光器２に到達することを防ぐことができる。
したがって、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
このように迷光による測定精度の悪化が防止されることによって、戻りレーザ光Ｌ２の強度が弱くなる遠距離での測定を可能とすることができる。さらに、迷光が受光器２に入射することを防止できるために、測定用レーザ光Ｌ１の出力を高めることが可能となり、より遠距離での測定が可能となる。
【００４４】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、回転用モータ４によってポリゴンミラー３が回転されることによって測定用レーザ光Ｌ１が垂直方向に走査され、回動用モータ５によってポリゴンミラー３が回動されることによって測定用レーザ光が水平方向に走査される。
このため、回転用モータ４による回転と回動用モータ５による回動とを組み合わせることによって、測定用レーザ光Ｌ１を三次元領域の全領域において走査することができる。
よって、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、三次元領域での測定を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、ポリゴンミラー３を回転及び回動させることによって測定用レーザ光Ｌ１が走査される。
このため、レーザセンサ装置Ｓ１の全体を移動させることなく測定用レーザ光Ｌ１を走査することができ、これによって測定用レーザ光Ｌ１を高速で走査することができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、高速で三次元領域での測定を可能とし、さらに迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、測定用レーザ光案内部３ａと戻りレーザ光案内部３ｂとに分割するスリット９をポリゴンミラー３が有し、遮光板１２がスリット９内にも配設されている。
このため、支持部１２ｂの内部を測定用レーザ光案内空間Ｋ１と戻りレーザ光案内空間Ｋ２とに完全に隔離することができ、より迷光が受光器２に入射することを防止することができる。
【００４８】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、収容ケース１１が、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を通過可能に形成されると共に回動用モータ５によるポリゴンミラー３の回動中心（回動軸Ｌｂ）を中心とする円弧状に形状設定された窓部１１ａと、ポリゴンミラー３を支持すると共に回動用モータ５によってポリゴンミラー３と一緒に回動される支持部１１ｂとを備える。
このため、収容ケース１１の全体を回動させることなくポリゴンミラー３を回動させることができると共に、収容ケース１１の内部に異物が侵入することを防止することもできる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５０】
図３は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１が備えるポリゴンミラー３及びその周囲を拡大して示す模式図である。
この図に示すように、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、戻りレーザ光案内空間Ｋ２に遮光筒１３を備えている。
この遮光筒１３は、戻りレーザ光案内部３ｂと受光器２との間に配置されており、戻りレーザ光案内部３ｂと受光器２との間において、戻りレーザ光Ｌ２の光路を囲うものである。
この遮光筒１３は、例えば可視光に対して不透明な材料によって形成されており、遮光筒１３の内部領域への外乱光（迷光を含む）の侵入を防止するものである。
【００５１】
このような構成を有する本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、遮光筒１３によって、外乱光が受光器２に到達することを防止することができる。
したがって、より測定精度を向上させることが可能となる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５３】
例えば、上記実施形態においては、回転軸Ｌａと回動軸Ｌｂとが直交する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、回転軸Ｌａと回動軸Ｌｂとが交差していれば、測定用レーザ光Ｌ１を三次元領域で走査することが可能である。
【００５４】
また、上記実施形態においては、回転軸Ｌａが水平に設定され、回動軸Ｌｂが垂直に設定された構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、回転軸Ｌａを垂直に設定し、回動軸Ｌｂを水平に設定しても良い。
【００５５】
また、上記実施形態においては、ポリゴンミラー３の回転軸Ｌａ方向から見た形状が正方形である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ポリゴンミラー３の回転軸Ｌａ方向から見た形状は、三角形以上の多面体とすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｓ１……レーザセンサ装置、１……レーザ投光器、２……受光器、３……ポリゴンミラー、４……回転用モータ（第１走査部）、５……回動用モータ（第２走査部）、９……スリット、１１……収容ケース、１１ａ……窓部、１１ｂ……支持部、１２……遮光板（遮光部）、１３……遮光筒、Ｌ１……測定用レーザ光、Ｌ２……戻りレーザ光、Ｋ１……測定用レーザ光案内空間（第１空間）、Ｋ２……戻りレーザ光案内空間（第２空間）、Ｌａ……回転軸、Ｌｂ……回動軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定対象物の位置、測定対象物の形状把握のために、特許文献１に示すようなレーザセンサ装置が用いられている。
このレーザセンサ装置は、測定用のレーザ光を射出し、測定対象物に当該レーザ光が照射されて生じる反射光を戻りレーザ光として受光し、この受光タイミングに基づいて測定対象物の位置、測定対象物の形状把握を行う。
【０００３】
ところで、このようなレーザセンサ装置を用いて、三次元領域での測定を行う場合には、レーザ光を縦方向と横方向との両方に走査する必要がある。
このため、例えば、特許文献１に示すレーザセンサ装置を用いて三次元領域での測定を行う場合には、レーザセンサ装置の全体を縦横に回動させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３７１６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、レーザセンサ装置の全体を回動させる場合には、レーザセンサ装置の全重量に打ち勝つ駆動力を必要とし、大きな駆動力が必要となると共に高速でレーザ光を走査することが困難となる。
また、レーザセンサ装置の全体を回動させる場合には、レーザセンサ装置の本体カバーの外部（つまり外部対して露出する位置）に駆動部が設置されるため、レーザセンサ装置の耐候性を確保することが困難となる。
【０００６】
一方、特許文献２には、レーザセンサ装置の内部に移動可能なミラーを設置し、当該ミラーを移動させることによってレーザ光を走査するレーザセンサ装置が提案されている。
このようなレーザセンサ装置によれば、レーザ光を走査するにあたり、レーザセンサ装置の全体を移動させる必要がないため、小さな駆動力でかつ高速でレーザ光を走査することができる。
【０００７】
また、特許文献２には、収容ケース内にミラー等を収容することによって耐候性を向上させている。
このようにミラーを収容ケースに収容した場合には、レーザ光が収容ケースの内部において意図せずに反射して迷光となるため、特許文献２では、当該迷光を遮光するは遮光板を有している。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に示すレーザセンサ装置は、レーザ光を一方向にしか走査することができず、三次元領域での測定に用いることができない。
このため、三元領域を高速で測定可能としつつ迷光による測定精度の悪化を防止することが可能なレーザセンサ装置が求められている。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、レーザセンサ装置において、高速で三次元領域での測定を可能とし、さらに迷光による測定精度の悪化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、測定用レーザ光を射出するレーザ投光器と、上記測定用レーザ光が測定対象物に照射されて反射することで生じる戻りレーザ光を受光する受光器と、上記測定用レーザ光及び上記戻りレーザ光を案内する反射面を有するポリゴンミラーと、上記レーザ投光器及び上記受光器と別体で設けられると共に上記ポリゴンミラーを収容する収容ケースとを備えるレーザセンサ装置であって、上記収容ケースの内部を上記レーザ投光器から上記反射面に至る第１空間と上記反射面から上記受光器に至る第２空間とに分割する遮光部と、上記ポリゴンミラーを回転させることによって上記測定用レーザ光を第１方向に走査する第１走査部と、上記ポリゴンミラーを上記第１走査部による回転の中心軸に対して交差する中心軸を中心として回動させることによって上記測定用レーザ光を上記第１方向と交差する第２方向に走査する第２走査部とを備えるという構成を採用する。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、測定用レーザ光を案内する測定用レーザ光案内部と戻りレーザ光を案内する戻りレーザ光案内部とに分割するスリットを上記ポリゴンミラーが有し、上記遮光部が上記スリット内にも配設されているという構成を採用する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記第２空間に配置されると共に上記ポリゴンミラーから上記受光器までの光路を囲う遮光筒を備えるという構成を採用する。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記収容ケースが、上記測定用レーザ光及び上記戻りレーザ光を通過可能に形成されると共に上記第２走査部による上記ポリゴンミラーの回動中心を中心とする円弧状に形状設定された窓部と、上記ポリゴンミラーを支持すると共に上記第２走査部によって上記ポリゴンミラーと一緒に回動される支持部とを備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、遮光部によって、収容ケースの内部空間が、レーザ投光器から反射面に至る第１空間と、反射面から受光器に至る第２空間とに分割されている。
つまり、本発明においては、収容ケースの内部空間で第１空間から第２空間への光の入射及び第２空間から第１空間への光の入射が遮光部によって妨げられる。
このため、測定用レーザ光が収容ケース内で意図せずに反射することによって発生する迷光が第１空間から第２空間に入射することを防止することができ、当該迷光が受光器に到達することを防ぐことができる。
したがって、本発明によれば、迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
【００１６】
また、本発明によれば、第１走査部によってポリゴンミラーが回転されることによって測定用レーザ光が第１方向に走査され、第２走査部によってポリゴンミラーが回動されることによって測定用レーザ光が第１方向と交差する第２方向に走査される。
このため、第１走査部による回転と第２走査部による回動とを組み合わせることによって、測定用レーザ光を三次元領域の全領域において走査することができる。
よって、本発明によれば、三次元領域での測定を行うことができる。
【００１７】
また、本発明によれば、ポリゴンミラーを回転及び回動させることによって測定用レーザ光が走査される。
このため、レーザセンサ装置の全体を移動させることなく測定用レーザ光を走査することができ、これによって測定用レーザ光を高速で走査することができる。
【００１８】
以上のように、本発明によれば、レーザセンサ装置において、高速で三次元領域での測定を可能とし、さらに迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態におけるレーザセンサ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるレーザセンサ装置が備えるポリゴンミラー及びその周囲を拡大して示す三面図及び断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるレーザセンサ装置が備えるポリゴンミラー及びその周囲を拡大して示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係るレーザセンサ装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１の概略構成を示すブロック図である。
また、図２は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１が備えるポリゴンミラー及びその周囲を拡大して示す三面図及び断面図である。
本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、測定対象エリア（測定対象物が存在する可能性のあるエリア）に対して測定用レーザ光を照射して測定を行うものであり、当該測定対象エリアに測定対象物が存在する場合に、その測定対象物の位置や形状を示す信号を出力する。
そして、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、図１に示すように、レーザ投光器１と、受光器２と、ポリゴンミラー３と、回転用モータ４と、回動用モータ５と、距離演算器６と、制御器７とを備えている。
【００２２】
レーザ投光器１は、ポリゴンミラー３の周面（反射面）に向けて測定用レーザ光Ｌ１を射出するものであり、図２に示すように、測定用レーザ光Ｌ１の光源となる投光光源１ａと、当該投光光源１ａを囲んで保護する投光カバー１ｂと、投光光源１ａから射出された測定用レーザ光Ｌ１をポリゴンミラー３に向けて案内する投光レンズ１ｃとを備えている。
なお、レーザ投光器１は、制御器７から入力される投光指令に基づいて測定用レーザ光Ｌ１を射出する。
【００２３】
受光器２は、測定用レーザ光Ｌ１が測定対象物に照射されて反射することによって生じる戻りレーザ光Ｌ２を受光して電気信号に変換して出力するものであり、ポリゴンミラー３の周面（反射面）によって反射されて案内された戻りレーザ光Ｌ２を受光する。
この受光器２は、図２に示すように、戻りレーザ光Ｌ２を電気信号に変換する受光素子２ａと、当該受光素子２ａを囲んで保護する受光カバー２ｂと、ポリゴンミラー３から反射された戻りレーザ光Ｌ２を受光素子２ａに向けて案内する受光レンズ２ｃとを備えている。
なお、受光器２は、戻りレーザ光Ｌ２を受光した際にパルス信号を出力するものであり、つまりは戻りレーザ光Ｌ２の受光タイミング情報を出力する。そして、受光器２は、距離演算器６と電気的に接続されており、距離演算器６に対して上記受光タイミング情報を入力する。
【００２４】
これらのレーザ投光器１と受光器２とは、図２に示すように、不図示の支持機構によって支持されて設置面に対して固定される側板８に対してポリゴンミラー３の回転軸Ｌａ方向に並んで設置されている。
なお、後に詳説するが、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においてポリゴンミラー３は、図３に示す回動軸Ｌｂを中心に回動される。そして、ポリゴンミラー３が回動する際に、レーザ投光器１及び受光器２とポリゴンミラー３との位置関係が大きくずれて測定用レーザ光Ｌ１と戻りレーザ光Ｌ２とがポリゴンミラー３の周面から外れないように、これらのレーザ投光器１及び受光器２は、できるだけ回動軸Ｌｂに近づけて配置されている。
【００２５】
ポリゴンミラー３は、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を案内する反射面を周面として有する、平面視正方形の導光部材である。
本実施形態におけるポリゴンミラー３は、回転用モータ４によって回転軸Ｌａを中心として回転されると共に、図２に示すように、スリット９によって回転軸Ｌａ方向に２つに分割されている。
より詳細には、ポリゴンミラー３は、スリット９によって、測定用レーザ光Ｌ１を案内する測定用レーザ光案内部３ａと、戻りレーザ光Ｌ２を案内する戻りレーザ光案内部３ｂとに分割されている。
なお、ポリゴンミラー３には回転用モータ４に接続される軸部１０が貫通して取り付けられており、当該軸部１０が回転用モータ４によって回転駆動されることによってポリゴンミラー３が回転される。
【００２６】
そして、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、図２に示すように、ポリゴンミラー３を収容する収容ケース１１と、収容ケース１１の内部に配置される遮光板１２（遮光部）とを備えている。
【００２７】
本実施形態において収容ケース１１は、図２に示すように、窓部１１ａと支持部１１ｂとから構成されている。
【００２８】
窓部１１ａは、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を通過可能な部位であり、例えばアクリル材によって形成されている。この窓部１１ａは、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１が測定を行う側に向けて配置されており、不図示の支持機構によって設置面に対して固定されている。
そして、図２に示すように、本実施形態において窓部１１ａは、回動軸Ｌｂ方向から見て、回動軸Ｌｂを中心とする円弧状に形状設定されている。
【００２９】
支持部１１ｂは、軸部１０を軸支することによって当該軸部１０に固定されたポリゴンミラー３を支持するものであり、収容ケース１１の窓部１１ａ以外の領域を形成している。
この支持部１１ｂは、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２に対して不透明な材料によって形成されており、例えば遮光板１２と同一の材料によって形成されている。
そして、支持部１１ｂは、窓部１１ａ側と、レーザ投光器１及び受光器２側とに、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を通過可能とする開口を有している。
【００３０】
そして、本実施形態において支持部１１ｂは、回動用モータ５と機械的に接続されており、当該回動用モータ５によって図２に示す回動軸Ｌｂを中心として回動可能に不図示の支持機構によって軸支されている。
なお、支持部１１ｂの窓部１１ａ側の先端１１ｃは、窓部１１ａに対して僅かに隙間を空けて対向配置されている。
ここで、収容ケース１１の窓部１１ａは設置面に固定され、支持部１１ｂは回動可能に軸支されている。このため、支持部１１ｂを回動させた際には、窓部１１ａと支持部１１ｂとの位置関係が変化する。ただし、窓部１１ａが回動軸Ｌｂを中心とする円弧状に形状設定されているため、支持部１１ｂの窓部１１ａ側の先端１１ｃから窓部１１ａまでは、常に僅かな隙間に保たれることとなる。
【００３１】
遮光板１２は、収容ケース１１の内部に配置され、収容ケース１１の内部を、レーザ投光器１からポリゴンミラー３の測定用レーザ光案内部３ａに至る測定用レーザ光案内空間Ｋ１（第１空間）と、ポリゴンミラー３の戻りレーザ光案内部３ｂから受光器２に至る戻りレーザ光案内空間Ｋ２（第２空間）とに分割している。
この遮光板１２は、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２に対して不透明な材料によって形成されており、測定用レーザ光案内空間Ｋ１から戻りレーザ光案内空間Ｋ２への光の侵入、及び、レーザ光案内空間Ｋ２から測定用レーザ光案内空間Ｋ１への光の進入を防ぐものである。
そして、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、遮光板１２がポリゴンミラー３のスリット９内にも配設されており、これによって遮光板１２にて支持部１１ｂに囲まれた空間が、完全に測定用レーザ光案内空間Ｋ１と戻りレーザ光案内空間Ｋ２とに隔離されている。
なお、遮光板１２の窓部１１ａ側の先端１２ａは、窓部１１ａに対して僅かに隙間を空けて対向配置されている。そして、遮光板１２は、支持部１１ｂの回動に伴って回動軸Ｌｂを中心に回動され、この際、遮光板１２の窓部１１ａ側の先端１２ｃから窓部１１ａまでは、常に僅かな隙間に保たれる。
【００３２】
図１に戻り、回転用モータ４は、ポリゴンミラー３を回転させることによって測定用レーザ光Ｌ１を回転軸Ｌａ及び光軸と直交する方向（第１方向）に走査ものであり、例えば減速機等を挟んで軸部１０（図２参照）と接続されている。
なお、本実施形態においては、回転軸Ｌａが水平となるように配設されている。このため、ポリゴンミラー３が回転されることによって測定用レーザ光Ｌ１が垂直方向に走査される。
なお、回転用モータ４は、制御器７から入力される速度指令に基づいてポリゴンミラー３を回転させる。また、回転用モータ４には、不図示のエンコーダが設置されており、当該エンコーダから回転用モータ４の角度情報が制御器７に入力される。
【００３３】
回動用モータ５は、回動軸Ｌｂを中心として収容ケース１１の支持部１１ｂを回動することによって、上記回動軸Ｌｂを中心として支持部１１ｂに軸支されたポリゴンミラー３を回動させるものである。
ここで、回動軸Ｌｂは、回転軸Ｌａ（回転用モータ４による回転の中心軸）に対して直交（交差）する中心軸である。このため、回動用モータ５によってポリゴンミラー３が回動されることによって、測定用レーザ光Ｌ１がポリゴンミラー３の回転軸Ｌａを中心とする回転による走査方向と異なる方向（第２方向）に走査される。
なお、本実施形態においては、回動軸Ｌｂが垂直となるように配設されている。このため、ポリゴンミラー３が回動されることによって測定用レーザ光Ｌ１が水平方向に走査される。
なお、回動用モータ５は、制御器７から入力される速度指令に基づいてポリゴンミラー３を回動させる。また、回動用モータ５には、不図示のエンコーダが設置されており、当該エンコーダから回動用モータ５の角度情報が制御器７に入力される。
【００３４】
距離演算器６は、測定領域に存在する測定用レーザ光を反射する反射体までの距離を算出して、この算出結果を距離情報として制御器７に入力するものである。
より詳細には、距離演算器６は、制御器７からレーザ投光器１に入力される投光指令を同時に入力され、この投光指令の入力タイミングと受光器２から入力される受光タイミングとの差から反射体までの距離を算出する。
【００３５】
制御器７は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１の動作全体を制御するものであり、図１に示すように、レーザ投光器１と、ポリゴンミラー３と、回転用モータ４と、回動用モータ５と、距離演算器６と電気的に接続されている。
そして、制御器７は、例えば、距離演算器６から入力される距離情報と、回転用モータ４と、回動用モータ５に設置されるエンコーダから入力される角度情報に基づいて、測定対象物の位置や、測定対象物の形状を算出して出力する。
【００３６】
次に、このような構成を有する本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１の動作について説明する。
【００３７】
まず、制御器７は、レーザ投光器１に投光指令を入力する。この際、制御器７からの投光指令は、レーザ投光器１と同時に距離演算器６にも入力される。
投光指令が入力されたレーザ投光器１は、測定用レーザ光Ｌ１を射出する。測定用レーザ光Ｌ１は、ポリゴンミラー３の測定用レーザ光案内部３ａにて反射されて、測定領域に向けて照射される。
【００３８】
ここで、測定用レーザ光Ｌ１の照射領域に反射体が存在する場合には、戻りレーザ光Ｌ２が発生し、当該戻りレーザ光Ｌ２がポリゴンミラー３の戻りレーザ光案内部３ｂによって反射されて受光器２に案内される。
受光器２が戻りレーザ光Ｌ２を受光すると、受光器２が受光タイミングを示すパルス信号を受光タイミング情報として出力する。
【００３９】
そして、距離演算器６は、制御器７から入力される投光指令と、受光器２から入力される受光タイミング情報とから反射体までの距離を算出し、距離情報として出力する。
【００４０】
続いて、制御器７は、回転用モータ４にポリゴンミラー３を回転させ、測定用レーザ光Ｌ１を垂直方向に移動させる。その後、制御器７は、再び投光指令を出力する。
これによって測定用レーザ光Ｌ１の照射領域が移動し、先に距離情報が取得された領域と他の領域の距離情報が取得される。
これを繰り返すことによって、垂直方向の１ラインに並ぶ領域の距離情報が取得される。
なお、これらの一連の動作は、極めて短時間の間に連続的に行われる。このため、ポリゴンミラー３は、常に一定速度で回転され、測定用レーザ光Ｌ１は見かけ上、測定領域に照射されながら垂直方向に移動（走査）される。
【００４１】
このように垂直方向の１ラインに並ぶ領域の距離情報が取得されると、制御器７は、回動用モータ５にポリゴンミラー３を回動させ、測定用レーザ光Ｌ１を水平方向に移動させる。
そして、制御器７は、上述の動作を繰り返すことによって、先に距離情報が取得されたラインの隣のラインに並ぶ領域の距離情報を取得する。
【００４２】
このようにして、制御器７は、三次元に拡がる測定領域の全範囲における距離情報を取得し、これらの距離情報から、測定対象物の位置や測定対象物の形状を算出する。
【００４３】
以上のような本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、遮光板１２によって、収容ケース１１の内部空間が、レーザ投光器１からポリゴンミラー３の測定用レーザ光案内部３ａに至る測定用レーザ光案内空間Ｋ１と、ポリゴンミラー３の戻りレーザ光案内部３ｂから受光器２に至る戻りレーザ光案内空間Ｋ２とに分割されている。
つまり、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、収容ケース１１の内部空間で測定用レーザ光案内空間Ｋ１から戻りレーザ光案内空間Ｋ２への光の入射及び戻りレーザ光案内空間Ｋ２から測定用レーザ光案内空間Ｋ１への光の入射が遮光板１２によって妨げられる。
このため、測定用レーザ光Ｌ１が収容ケース１１内で意図せずに反射することによって発生する迷光が測定用レーザ光案内空間Ｋ１から戻りレーザ光案内空間Ｋ２に入射することを防止することができ、当該迷光が受光器２に到達することを防ぐことができる。
したがって、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
このように迷光による測定精度の悪化が防止されることによって、戻りレーザ光Ｌ２の強度が弱くなる遠距離での測定を可能とすることができる。さらに、迷光が受光器２に入射することを防止できるために、測定用レーザ光Ｌ１の出力を高めることが可能となり、より遠距離での測定が可能となる。
【００４４】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、回転用モータ４によってポリゴンミラー３が回転されることによって測定用レーザ光Ｌ１が垂直方向に走査され、回動用モータ５によってポリゴンミラー３が回動されることによって測定用レーザ光が水平方向に走査される。
このため、回転用モータ４による回転と回動用モータ５による回動とを組み合わせることによって、測定用レーザ光Ｌ１を三次元領域の全領域において走査することができる。
よって、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、三次元領域での測定を行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、ポリゴンミラー３を回転及び回動させることによって測定用レーザ光Ｌ１が走査される。
このため、レーザセンサ装置Ｓ１の全体を移動させることなく測定用レーザ光Ｌ１を走査することができ、これによって測定用レーザ光Ｌ１を高速で走査することができる。
【００４６】
以上のように、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、高速で三次元領域での測定を可能とし、さらに迷光による測定精度の悪化を防止することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、測定用レーザ光案内部３ａと戻りレーザ光案内部３ｂとに分割するスリット９をポリゴンミラー３が有し、遮光板１２がスリット９内にも配設されている。
このため、支持部１２ｂの内部を測定用レーザ光案内空間Ｋ１と戻りレーザ光案内空間Ｋ２とに完全に隔離することができ、より迷光が受光器２に入射することを防止することができる。
【００４８】
また、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１においては、収容ケース１１が、測定用レーザ光Ｌ１及び戻りレーザ光Ｌ２を通過可能に形成されると共に回動用モータ５によるポリゴンミラー３の回動中心（回動軸Ｌｂ）を中心とする円弧状に形状設定された窓部１１ａと、ポリゴンミラー３を支持すると共に回動用モータ５によってポリゴンミラー３と一緒に回動される支持部１１ｂとを備える。
このため、収容ケース１１の全体を回動させることなくポリゴンミラー３を回動させることができると共に、収容ケース１１の内部に異物が侵入することを防止することもできる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５０】
図３は、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１が備えるポリゴンミラー３及びその周囲を拡大して示す模式図である。
この図に示すように、本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１は、戻りレーザ光案内空間Ｋ２に遮光筒１３を備えている。
この遮光筒１３は、戻りレーザ光案内部３ｂと受光器２との間に配置されており、戻りレーザ光案内部３ｂと受光器２との間において、戻りレーザ光Ｌ２の光路を囲うものである。
この遮光筒１３は、例えば可視光に対して不透明な材料によって形成されており、遮光筒１３の内部領域への外乱光（迷光を含む）の侵入を防止するものである。
【００５１】
このような構成を有する本実施形態のレーザセンサ装置Ｓ１によれば、遮光筒１３によって、外乱光が受光器２に到達することを防止することができる。
したがって、より測定精度を向上させることが可能となる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５３】
例えば、上記実施形態においては、回転軸Ｌａと回動軸Ｌｂとが直交する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、回転軸Ｌａと回動軸Ｌｂとが交差していれば、測定用レーザ光Ｌ１を三次元領域で走査することが可能である。
【００５４】
また、上記実施形態においては、回転軸Ｌａが水平に設定され、回動軸Ｌｂが垂直に設定された構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、回転軸Ｌａを垂直に設定し、回動軸Ｌｂを水平に設定しても良い。
【００５５】
また、上記実施形態においては、ポリゴンミラー３の回転軸Ｌａ方向から見た形状が正方形である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ポリゴンミラー３の回転軸Ｌａ方向から見た形状は、三角形以上の多面体とすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
Ｓ１……レーザセンサ装置、１……レーザ投光器、２……受光器、３……ポリゴンミラー、４……回転用モータ（第１走査部）、５……回動用モータ（第２走査部）、９……スリット、１１……収容ケース、１１ａ……窓部、１１ｂ……支持部、１２……遮光板（遮光部）、１３……遮光筒、Ｌ１……測定用レーザ光、Ｌ２……戻りレーザ光、Ｋ１……測定用レーザ光案内空間（第１空間）、Ｋ２……戻りレーザ光案内空間（第２空間）、Ｌａ……回転軸、Ｌｂ……回動軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定用レーザ光を射出するレーザ投光器と、前記測定用レーザ光が測定対象物に照射されて反射することで生じる戻りレーザ光を受光する受光器と、前記測定用レーザ光及び前記戻りレーザ光を案内する反射面を有するポリゴンミラーと、前記レーザ投光器及び前記受光器と別体で設けられると共に前記ポリゴンミラーを収容する収容ケースとを備えるレーザセンサ装置であって、
前記収容ケースの内部を前記レーザ投光器から前記反射面に至る第１空間と前記反射面から前記受光器に至る第２空間とに分割する遮光部と、
前記ポリゴンミラーを回転させることによって前記測定用レーザ光を第１方向に走査する第１走査部と、
前記ポリゴンミラーを前記第１走査部による回転の中心軸に対して交差する中心軸を中心として回動させることによって前記測定用レーザ光を前記第１方向と交差する第２方向に走査する第２走査部と
を備えることを特徴とするレーザセンサ装置。
【請求項２】
測定用レーザ光を案内する測定用レーザ光案内部と戻りレーザ光を案内する戻りレーザ光案内部とに分割するスリットを前記ポリゴンミラーが有し、前記遮光部が前記スリット内にも配設されていることを特徴とする請求項１記載のレーザセンサ装置。
【請求項３】
前記第２空間に配置されると共に前記ポリゴンミラーから前記受光器までの光路を囲う遮光筒を備えることを特徴とする請求項１または２記載のレーザセンサ装置。
【請求項４】
前記収容ケースは、
前記測定用レーザ光及び前記戻りレーザ光を通過可能に形成されると共に前記第２走査部による前記ポリゴンミラーの回動中心を中心とする円弧状に形状設定された窓部と、
前記ポリゴンミラーを支持すると共に前記第２走査部によって前記ポリゴンミラーと一緒に回動される支持部と
を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のレーザセンサ装置。
【請求項１】
測定用レーザ光を射出するレーザ投光器と、前記測定用レーザ光が測定対象物に照射されて反射することで生じる戻りレーザ光を受光する受光器と、前記測定用レーザ光及び前記戻りレーザ光を案内する反射面を有するポリゴンミラーと、前記レーザ投光器及び前記受光器と別体で設けられると共に前記ポリゴンミラーを収容する収容ケースとを備えるレーザセンサ装置であって、
前記収容ケースの内部を前記レーザ投光器から前記反射面に至る第１空間と前記反射面から前記受光器に至る第２空間とに分割する遮光部と、
前記ポリゴンミラーを回転させることによって前記測定用レーザ光を第１方向に走査する第１走査部と、
前記ポリゴンミラーを前記第１走査部による回転の中心軸に対して交差する中心軸を中心として回動させることによって前記測定用レーザ光を前記第１方向と交差する第２方向に走査する第２走査部と
を備えることを特徴とするレーザセンサ装置。
【請求項２】
測定用レーザ光を案内する測定用レーザ光案内部と戻りレーザ光を案内する戻りレーザ光案内部とに分割するスリットを前記ポリゴンミラーが有し、前記遮光部が前記スリット内にも配設されていることを特徴とする請求項１記載のレーザセンサ装置。
【請求項３】
前記第２空間に配置されると共に前記ポリゴンミラーから前記受光器までの光路を囲う遮光筒を備えることを特徴とする請求項１または２記載のレーザセンサ装置。
【請求項４】
前記収容ケースは、
前記測定用レーザ光及び前記戻りレーザ光を通過可能に形成されると共に前記第２走査部による前記ポリゴンミラーの回動中心を中心とする円弧状に形状設定された窓部と、
前記ポリゴンミラーを支持すると共に前記第２走査部によって前記ポリゴンミラーと一緒に回動される支持部と
を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のレーザセンサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２２５８２１（Ｐ２０１２−２２５８２１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９４９６２（Ｐ２０１１−９４９６２）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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