レーザ測定装置
【課題】レーザ光が規定方向に照射される回動位置を正確に「基準位置」として設定することができ、その基準位置に基づいて検出物体の相対位置をより精度高く算出し得るレーザ測定装置を提供する。
【解決手段】レーザ測定装置１は、検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出する「基準位置検出手段」と、「基準位置検出手段」によって検出された「基準位置」を基準とする偏向部４１の相対的な回動位置を検出する「相対位置検出手段」と、フォトダイオード２０（受光手段）によって反射光が受光されたとき、「相対位置検出手段」による相対的な回動位置の検出結果に基づいて検出物体の方向を検出する「方向検出手段」とが設けられている。
【解決手段】レーザ測定装置１は、検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出する「基準位置検出手段」と、「基準位置検出手段」によって検出された「基準位置」を基準とする偏向部４１の相対的な回動位置を検出する「相対位置検出手段」と、フォトダイオード２０（受光手段）によって反射光が受光されたとき、「相対位置検出手段」による相対的な回動位置の検出結果に基づいて検出物体の方向を検出する「方向検出手段」とが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出する技術として例えば特許文献１のような装置が提供されている。この特許文献１の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に、レーザ光を透過させ、かつ検出物体からの反射光を検出手段に向けて反射する光アイソレータを設けている。さらに、光アイソレータを透過するレーザ光の光軸上において当該光軸方向の中心軸を中心として回動する凹面鏡を設け、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、検出物体からの反射光を光アイソレータに向けて反射させることで３６０°の水平走査を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２７８９７４１号公報
【特許文献２】特開平１０−２００３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなレーザ測定装置では、偏向手段（凹面鏡等）の回動の基準となる位置（基準位置）をどのように設定するかが問題となる。例えば、偏向手段の回動軸にロータリエンコーダなどの回転センサを取り付ける方法などが考えられるが、この場合、偏向手段やロータリエンコーダなどの部品を組み付ける際にずれが生じると、検出誤差が大きくなりやすいという問題がある。特に、遠方の検出物体を検出する場合、組み付け時の角度誤差（例えば、偏向手段とロータリエンコーダとの角度誤差）がわずかであっても、遠方位置では相当大きな位置誤差となってしまうため、このような組み付けに起因する誤差要因を極力解消し得る構成が望まれている。
【０００５】
また、上記のようなレーザ測定装置では、ロータリエンコーダを省略して装置構成の簡素化、部品点数の削減を図りたいという要望もあり、このようにロータリエンコーダを省略するためには、装置全体に対する偏向手段（凹面鏡等）の相対的な向きをロータリエンコーダ以外の方法で特定できるようにする必要がある。この場合にも、レーザ光が規定方向に照射されるときの偏向手段の回動位置を「基準位置」として定める必要があり、この「基準位置」を正確に検出することが必須となる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、レーザ光が規定方向に照射される回動位置を正確に「基準位置」を検出することができ、その基準位置に基づいて検出物体の相対位置をより精度高く算出し得るレーザ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、前記ケースの内壁の内側に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部材と、前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、前記受光手段によって前記反射光が受光されたとき、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて前記検出物体の方向を検出する方向検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザ測定装置において、前記基準位置検出手段が、前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した規定条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備えており、前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出している。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１に記載のレーザ測定装置において、前記基準位置検出手段は、前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備え、前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材の前記反射面は、前記偏向手段が前記基準位置にあるときに当該偏向手段からの前記レーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、前記基準位置検出手段は、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる回動位置を前記基準位置として検出している。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材は、前記反射面に入射する前記レーザ光の移動方向を幅方向としたとき、前記基準位置に位置する前記偏向手段からの前記レーザ光が前記反射面の幅方向所定位置に入射する構成をなしている。
また、前記基準位置検出手段は、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる受光量最大回動位置を検出すると共に、その検出された前記受光量最大回動位置が前記幅方向所定位置に対応する対応回動位置か否かを判断する判断手段を備えている。そして、前記判断手段により前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当すると判断された場合には、当該受光量最大回動位置を前記基準位置として検出し、前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しないと判断された場合には、前記所定回動範囲検出手段による前記所定回動範囲の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された前記所定回動範囲における前記受光量最大回動位置を再度検出し、更に、前記判断手段により、その再度検出された前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当するか否かの判断処理を再び試みるように構成されている。
【００１４】
請求項８の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段の回動範囲が所定の検出可能範囲にあるときに当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、前記ケースの内壁の内側において前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置されると共に、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、前記偏向手段からの前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に導く導光部材と、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外であって且つ前記所定回動範囲外にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を受ける受光壁面を有し、且つ前記レーザ光が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させるように配置された受光壁と、前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲にあるときに前記受光手段によって前記検出物体からの前記反射光が受光された場合に、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項８に記載のレーザ測定装置において、前記受光壁は、前記受光壁面にて前記レーザ光を拡散反射させるようにしている。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載のレーザ測定装置において、前記基準位置検出手段は、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量の状態が、前記受光壁からの光に基づく所定の高受光量状態と、前記レーザ光が前記導光部材によって導かれるときの前記所定の低受光量状態とで切り替わるときの前記偏向手段の回動位置を前記基準位置として検出している。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記レーザ光の走査経路外には、前記レーザ光を減衰する減衰部材が設けられており、前記導光部材は、前記レーザ光を前記減衰部材に向けて導くことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置された減衰部材と、前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記減衰部材に導く光誘導手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１１又は請求項１２に記載のレーザ測定装置において、前記減衰部材が、光ファイバケーブルからなり、前記光ファイバケーブルの一端側から前記レーザ光が入光し、且つその一端側から入光した光が前記光ファイバケーブルの他端側に導かれるように構成され、当該光ファイバケーブル内において、前記レーザ光が減衰するように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースを備え、前記導光部材は、前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導くことを特徴とする。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースと、前記ケース内に収容され、前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導く光誘導手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記導光部材は、ミラーによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に鏡面反射させるようにしている。
【００２３】
請求項１７の発明は、請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置に置いて、前記導光部材は、プリズムによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に屈折させるようにしている。
【００２４】
請求項１８の発明は、請求項８から請求項１７のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記導光部材は、前記偏向手段から当該導光部材に入射する前記レーザ光を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されている。
【００２５】
請求項１９の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、装置内に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部と、前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、前記受光手段によって前記反射光が受光されたとき、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて前記検出物体の方向を検出する方向検出手段と、を備えている。
そして、前記基準部は、前記レーザ光が装置外に照射される検出可能回動範囲から外れた範囲に配置され、所定の低反射率で構成され且つ前記レーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部と、前記低反射率部よりも反射率が高く構成され且つ前記レーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部とを少なくとも備え、前記基準位置検出手段は、前記偏向手段の回動範囲において、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記低反射率部に応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記高反射率部に応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定すると共に、前記第１回動範囲と前記第２回動範囲とが並ぶ基準部照射範囲を特定し、当該基準部照射範囲の所定位置を基準位置として検出している。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明では、偏向手段からのレーザ光の走査経路上に反射面を備えた基準部材が配置されており、偏向手段が所定回動範囲にあるときに偏向手段からのレーザ光をその基準部材の反射面で反射させ且つ偏向手段を介して受光手段に受光させている。このようにすると、偏向手段が所定回動範囲にあるときに、基準部材に応じた受光結果が得られることとなる。この基準部材は、ケースの内壁の内側に配置されているため、この基準部材から反射するレーザ光の受光結果（受光量や距離値）は、検出可能範囲（レーザ光が装置外に照射されるときの偏向手段の回動範囲）におけるレーザ光の受光結果と大きく異なり、更に、検出可能範囲外においてケースの内壁に照射される場合の受光結果とも異なりやすくなる。
そして、このような構成を前提として、距離値算出手段によって検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ受光量検出手段によって検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出している。従って、基準部材にレーザ光が照射されるときに想定される距離値に対応するように「所定の距離条件」を定め、基準部材にレーザ光が照射されるときに想定される受光量に対応するように「所定の受光量条件」を定めるようにすれば、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいて正確に基準位置を検出することができる。また、基準部材は、ケース内に配置されているため、外乱光の影響を受けにくく、レーザ光が基準部材に照射される回動範囲では、得られる距離値や受光量が安定し易くなる。従って、このような基準部材からの受光量に基づいて基準位置を検出するようにすれば、基準位置のより正確な検出が可能となる。更に、このように基準位置を正確に定めた上で当該基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出しているため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【００２７】
請求項２の発明では、距離値算出手段による算出結果に基づいて距離値が基準部材の位置又は形状に対応した規定条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段が設けられている。そして、受光量検出手段による受光量の検出結果に基づき、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、基準部材にレーザ光が照射される範囲を複雑な構成を用いることなく正確に検出でき、且つその範囲（所定回動範囲）における特定回動位置を基準位置として安定的に定めることができる。
例えば、受光量を条件とせずに距離値だけで基準位置を検出する場合、距離検出の精度に大きく依存してしまい、距離値の検出精度の安定性を確保し難い場合や、距離値の検出精度に限界がある場合（例えば、距離検出回路の距離検出の分解能がそれほど高くない場合）、基準位置に対応するある程度の範囲（所定回動範囲）は絞れるものの、特定の回動位置（基準位置となるべき位置）と他の回動位置とを距離によって区別し難くなり、基準位置を安定的に検出できなくなる懸念がある。
これに対し、請求項２のように、距離値に基づいて基準部材に対応する範囲（所定回動範囲）を絞った上で、その所定回動範囲の中から受光量が規定状態を示す位置を「基準位置」を検出するようにすれば、距離値のみに大きく依存することなく、受光量変化の特性を利用して特定の回動位置を「基準位置」として正確に検出しやすくなる。特に、受光手段で検出される受光量は、レーザ光の照射対象となる物体への入射角度や物体の表面状態によって大きく変化するものであるため、基準位置と他の位置とにおいて入射状態や表面状態に差異が存在すれば、基準位置を正確且つ安定的に検出し易くなる。
一方、受光量の変化のみに基づいて基準位置を検出しようとすると、基準部材にレーザ光が照射されるときの受光量と、基準部材以外の位置にレーザ光が照射されるときの受光量とが近似する場合（例えば、基準部材での反射状態が他部分での反射状態に近い場合や、基準部材以外の位置にレーザ光が照射されているときに基準部材での反射光に近いノイズ光が発生する場合など）において誤検出が生じる場合がある。このような問題に対し、請求項２の発明では、基準部材の位置に対応する回動範囲（所定回動範囲）を特定した上で、この回動範囲（所定回動範囲）内において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出しているため、基準部材以外の位置にレーザ光が照射されるときのノイズ要素（基準位置での受光量に近い受光状態の発生）を排除することができ、より正確且つ安定的に基準位置を定めやすくなる。
【００２８】
請求項３の発明では、基準部材は、偏向手段におけるレーザ光の出射位置から反射面におけるレーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、所定回動範囲検出手段は、距離値算出手段による算出結果に基づき、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を所定回動範囲として検出している。この構成では、偏向手段におけるレーザ光の出射位置から反射面におけるレーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まっているため、基準部材にレーザ光が照射されている期間は、検出される距離値がある範囲で安定することが予想される。従って、基準部材にレーザ光が照射されている期間に検出が想定される距離値を含むように閾値を設定し、この閾値内に収まる回動範囲を検出すれば、基準部材に対応する回動範囲をより正確に検出できるようになる。
【００２９】
請求項４の発明では、距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段が設けられている。そして、受光量検出手段による受光量の検出結果に基づき、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出している。
この構成によれば、基準部材の位置に対応する回動範囲（所定回動範囲）を各回動位置の複数周分のデータに基づいて特定することができる。従って、突発的なノイズに起因する検出精度の低下を極力抑えることができ、基準部材の位置に対応する回動範囲（所定回動範囲）の正確な検出、ひいては、基準位置の正確な検出が可能となる。特に、基準部材はケース内に配置されているため、ノイズが生じたとしても、それは突発的なノイズ（外乱光によるショットノイズや電気、磁気的外乱による回路ノイズ等）である可能性が高く、このような構成では、複数周で得られる距離値に基づいて統計的手法で計算することで、ノイズの影響を大きく抑えることができ、計算によって得られる基準位置が正確な位置に収束し易くなる。また、基準部材は予め形状が定められており、ケース内（即ち、偏向手段の近い位置）に安定的に配置されるため、当該基準部材が照射される回動範囲では受光量が一定の状態に安定しやすくなる。従って、基準部材の変化度合いが所定の安定範囲に収まる回動範囲を検出することで、基準部材に対応する回動範囲（所定回動範囲）をより正確に検出することができる。
【００３０】
請求項５の発明では、偏向手段におけるレーザ光の出射位置から、基準部材の反射面におけるレーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されている。即ち、基準部材においてどの位置にレーザ光が照射されるときでも、そのレーザ光の照射位置から偏向手段におけるレーザ光の出射位置までの距離が所定距離範囲内となる近似した距離とされている。そして、このような構成を前提として、所定回動範囲検出手段は、距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を所定回動範囲として検出している。この構成によれば、基準部材にレーザ光が照射されるときに距離値が近似範囲に収まるという特性に基づき、複数周における各回動位置での距離値の変化量を利用して基準部材にレーザ光が照射される回動範囲（所定回動範囲）をより正確に特定できるようになる。
【００３１】
請求項６の発明では、基準部材の反射面が、偏向手段が基準位置にあるときに当該偏向手段からのレーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、基準位置検出手段は、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が最大値となる回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、基準部材の反射面の特徴を生かして「所定回動範囲」（即ち、レーザ光が基準部材に入射する回動範囲）を正確に検出できると共に、その「所定回動範囲」内の特定回動位置を簡易な構成で安定的に検出でき、このように安定的に定まる特定回動位置を「基準位置」として用いることができる。
【００３２】
請求項７の発明は、基準部材は、反射面に入射するレーザ光の移動方向を幅方向としたとき、基準位置に位置する偏向手段からのレーザ光が反射面の幅方向所定位置に入射する構成をなしている。また、基準位置検出手段は、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が最大値となる受光量最大回動位置を検出すると共に、その検出された受光量最大回動位置が幅方向所定位置に対応する対応回動位置か否かを判断する判断手段を備えている。そして、判断手段により受光量最大回動位置が対応回動位置に該当すると判断された場合には、当該受光量最大回動位置を基準位置として検出ている。 この構成では、基準部材の幅方向所定位置に入射するときの偏向手段の回動位置を「基準位置」としており、この「基準位置」のときには、レーザ光が反射面に略垂直に入射するようになっている。従って、受光量が最大値となるときの回動位置（受光量最大回動位置）が「基準位置」と推定されるが、請求項５の発明では、その受光量最大回動位置をそのまま「基準位置」とするのではなく、幅方向所定位置に対応する回動位置（対応回動位置）か否かを一旦確認し、対応回動位置に該当する場合に「基準位置」として定めている。このようにすると、ノイズなどの影響によって誤った基準位置が設定されることを効果的に防ぐことができ、「基準位置」をより正確に設定することができる。
また、受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しないと判断された場合には、所定回動範囲検出手段による前記所定回動範囲の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された所定回動範囲における受光量最大回動位置を再度検出し、その再度検出された受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当するか否かを判断している。このようにすると、受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しない場合であっても受光量最大回動位置の検出を再度行って対応回動位置に該当するか否かを確認することができ、「基準位置」の検出が成功する可能性を高めることができる。
【００３３】
請求項８の発明では、偏向手段からのレーザ光の走査経路上に導光部材が配置されており、この導光部材は、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、偏向手段からのレーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に導くように構成されている。さらに、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときに、偏向手段からのレーザ光を受ける受光壁面を有する受光壁が設けられている。そして、この受光壁は、レーザ光が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、偏向手段を介して受光手段に受光させるように配置されている。このようにすると、「偏向手段の回動位置が検出可能範囲外において所定回動範囲にあるときに受光手段が受光する受光量」が、「偏向手段の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときに受光手段が受光する受光量」に比べて相対的に小さくなる。即ち、偏向手段が検出可能範囲外にあるときに受光量検出手段によって検出される受光量は、当該偏向手段が所定回動範囲内のときに所定の低受光量状態となり、所定回動範囲外のときに所定の高受光量状態となるため、所定回動範囲の内外で受光量に差が生じることとなる。
そして、このような構成を前提とし、更に、受光量検出手段によって検出される受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、基準位置検出手段によって検出された基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、偏向手段の回動位置が検出可能範囲にあるときに受光手段によって検出物体からの反射光が受光された場合に、相対位置検出手段による相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段とが設けられている。
この構成によれば、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいてより正確に基準位置を定めることができる。また、このように基準位置を正確に定めた上で当該基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出することができるため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【００３４】
請求項９の発明では、受光壁は、受光壁面にてレーザ光を拡散反射させるように構成されている。従って、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外且つ所定回動範囲外にあるときに受光手段で検出される受光量が飽和受光量（受光手段で検知できる最大受光量）に達しにくくなり、偏向手段が所定回動範囲内となったときに受光手段において受光量の変化をより正確に検出しやすくなる。
【００３５】
請求項１０の発明では、基準位置検出手段は、受光量検出手段によって検出される受光量の状態が、受光壁からの光に基づく所定の高受光量状態と、レーザ光が導光部材によって導かれるときの所定の低受光量状態とで切り替わるときの偏向手段の回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、レーザ光が導光部材に照射されて受光量が低下する回動範囲（所定回動範囲）の中で特定の回動位置を容易に且つ正確に検出して「基準位置」として定めることができる。
【００３６】
請求項１１の発明では、レーザ光の走査経路外にレーザ光を減衰する減衰部材が設けられており、導光部材は、この減衰部材に向けてレーザ光を導くように構成されている。このようにすると、導光部材によって偏向手段及び受光手段から外れた位置に導かれた偏向手段からのレーザ光を、更に減衰させることができるため、導光部材によって導かれたレーザ光が他部材で反射して受光手段に受光されることを抑制ないし防止することができる。従って、所定回動範囲の内外で、より明確に受光量の差が生じやすくなり、ひいては、より正確且つ安定的に基準位置を設定しやすくなる。
【００３７】
請求項１２の発明では、レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置された減衰部材と、偏向手段の回動位置が所定回動範囲にあるときに、導光部材によって導かれたレーザ光を減衰部材に導く光誘導手段とが設けられている。
このようにすると、導光部材によって偏向手段及び受光手段から外れた位置に導かれた偏向手段からのレーザ光を、更に光誘導部材によって誘導し、減衰部材によって減衰させることができるため、導光部材によって導かれたレーザ光が他部材で反射して受光手段に受光されることを抑制ないし防止することができる。従って、所定回動範囲の内外で、より明確に受光量の差が生じやすくなり、ひいては、より正確且つ安定的に基準位置を設定しやすくなる。また、導光部材によって導かれたレーザ光を更に光誘導部材によって導いているため、単一の導光部材によってレーザ光を導く構成と比較すると、光をより適切な位置に導くための設計上の自由度が大きくなる。
【００３８】
請求項１３の発明では、減衰部材が、光ファイバケーブルからなり、光ファイバケーブルの一端側からレーザ光が入光し、且つその一端側から入光した光が光ファイバケーブルの他端側に導かれるように構成され、当該光ファイバケーブル内において、レーザ光が減衰するように構成されている。この構成では、導光部材からのレーザ光を、光ファイバケーブル内において、他部分への漏洩を抑制しつつ効果的に減衰させることができる。
【００３９】
請求項１４の発明では、レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースが設けられ、このケースは、少なくとも回動偏向手段及び導光部材を収容する構成をなしている。そして、導光部材は、貫通孔を介してレーザ光をケースの外部に導いている。この構成によれば、導光部材によって導かれたレーザ光がケース外に放出されるため、導光部材にレーザ光が照射される回動範囲において、レーザ光の一部が偏向手段や受光手段に入光することをより確実に抑えることができる。
【００４０】
請求項１５の発明は、レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースが設けられ、このケースは、少なくとも回動偏向手段及び導光部材を収容する構成をなしている。更に、ケース内に光誘導部材が収容され、この光誘導部材は、偏向手段の回動位置が所定回動範囲にあるときに、導光部材によって導かれたレーザ光を貫通孔を介してケースの外部に導いている。
この構成によれば、導光部材によって導かれたレーザ光が、更に光誘導部材によって導かれてケース外に放出されるため、導光部材にレーザ光が照射される回動範囲において、レーザ光の一部が偏向手段や受光手段に入光することをより確実に抑えることができる。また、導光部材によって導かれたレーザ光を更に光誘導部材によって貫通孔に導いており、単一の導光部材によってレーザ光を貫通孔に導く構成と比較すると、貫通孔や光の誘導経路を定める上で、設計上の自由度が大きくなる。
【００４１】
請求項１６の発明では、導光部材がミラーによって構成され、レーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に鏡面反射させている。このようにすると、偏向手段からのレーザ光を鏡面反射で導くことができ、拡散反射を抑えて偏向手段及び受光手段から外れた位置により確実に導くことができる。従って、導光部材で反射したレーザ光の一部が直接的に受光手段に受光されることをより一層抑制することができ、所定回動範囲の内外でより一層明確に受光量の差を生じさせることができる。
【００４２】
請求項１７の発明では、導光部材は、プリズムによって構成され、レーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に屈折させるようにしている。このように、導光部材がプリズムによって構成されていても、偏向手段からのレーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に屈折させて導くことができるため、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるとき、受光手段が受光する受光量をより小さくすることができ、基準位置検出手段によってより正確に受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出することができる。
【００４３】
請求項１８の発明では、導光部材は、偏向手段から当該導光部材に入射するレーザ光を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されている。このようにすると、導光部材に入射したレーザ光が、偏向手段からより遠ざかる方向に導かれやすく、導光部材で反射したレーザ光の一部が偏向手段側に戻ってしまう事態をより確実に回避することができる。
【００４４】
請求項１９の発明では、偏向手段からのレーザ光の走査経路上に反射面を備えた基準部が配置されており、この基準部は、所定の低反射率で構成され且つレーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部と、低反射率部よりも反射率が高く構成され且つレーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部とを少なくとも備えている。そして、基準位置検出手段は、受光量検出手段によって検出される受光量が低反射率部に応じた第１受光量条件を満たす回動位置と、受光量検出手段によって検出される受光量が高反射率部に応じた第２受光量条件を満たす回動位置とを含む基準部照射範囲を特定し、当該基準部照射範囲の所定位置を基準位置として検出している。
この構成によれば、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいて、基準部にレーザ光が照射されるときの回動範囲を正確に特定し易くなる。特に、偏向手段から近い位置に低反射率部と高反射率部とが存在しており、これらによって生じる第１反射光及び第２反射光の組み合わせは、基準部にレーザ光が照射されない回動範囲では生じにくいため、このような第１反射光及び第２反射光に基づいて基準部に対応する回動範囲（基準部にレーザ光が照射されるときの回動範囲）を特定するようにすれば、当該回動範囲をより正確に特定することができ、ひいては、より正確に基準位置を定めることができる。
また、このように基準位置を正確に定めた上で当該基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出しているため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、基準部材を上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図２（ｂ）は、基準部材を説明する説明図である。
【図３】図３は、偏向部が所定回動範囲にあるときのレーザ光の照射の様子を概念的に説明する説明図である。
【図４】図４は、図１のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図５】図５は、偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフである。
【図６】図６（ａ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフであり、図６（ｂ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される受光量との関係を説明するグラフである。
【図７】図７（ａ）は、基準部材の変形例１を説明する説明図であり、図７（ｂ）は、基準部材の変形例２を説明する説明図である。
【図８】図８は、基準部材の変形例３を説明する説明図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図９（ｂ）は、凹面鏡が図９（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９のレーザ測定装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、偏向部の角度と検出される受光量との関係を説明するグラフである。
【図１２】図１２は、図９のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）は、図９のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、導光ミラーを上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図１３（ｂ）は、導光ミラーを説明する説明図である。
【図１４】図１４は、偏向部の角度と検出される受光量との関係から基準位置を検出する様子を説明する説明図である。
【図１５】図１５は、導光部材にプリズムを採用した構成を概略的に例示する説明図であり、図１５（ａ）は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１５（ｂ）は、凹面鏡が図１５（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１６】図１６は、導光部材の下側に減衰部材を設けた構成を概略的に例示する説明図であり、図１６（ａ）は、本発明の第２実施形態の第２変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１６（ｂ）は、凹面鏡が図１６（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１７】図１７は、ケースの下側に開口部を設けた構成を概略的に例示する説明図であり、図１７（ａ）は、本発明の第２実施形態及びその変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１７（ｂ）は、凹面鏡が図１７（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１８】図１８は、導光部材にプリズムミラーを採用した構成を概略的に例示する説明図であり、図１８（ａ）は、プリズムミラーの斜視図であり、図１８（ｂ）は、本発明の第２実施形態及びその変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図１９】図１９は、第３実施形態に係るレーザ測定装置において、基準位置検出処理で複数周分の距離値データを取得する例を概略的に説明する説明図である。
【図２０】図２０は、第３実施形態に係るレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理において取得された複数周分の距離値データ及び統計データを概念的に説明する説明図である。
【図２１】図２１は、図２０の距離値データによって得られた統計データについて概念的に説明する説明図である。
【図２２】図２２は、第３実施形態の変更例１で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図２３】図２３は、第３実施形態の変更例１で行われる基準位置検出処理において取得された複数周分の距離値データ及び統計データを概念的に説明する説明図である。
【図２４】図２４は、第３実施形態の変更例２で行われる基準位置検出処理について説明する説明図である。
【図２５】図２５は、本発明の第４実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２６】図２６は、第４実施形態の変更例１に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２７】図２７は、第４実施形態の変更例２に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２８】図２８は、第４実施形態の変更例３に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２９】図２９は、本発明の第５実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３０】図３０は、第５実施形態の変更例１に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３１】図３１は、本発明の第６実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３２】図３２（ａ）は、図３１のレーザ測定装置の基準部を説明する説明図であり、図３２（ｂ）は、基準部の変形例を説明する説明図である。
【図３３】図３３は、第６実施形態の変更例１に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３４】図３４（ａ）は、図３３のレーザ測定装置の基準部を説明する説明図であり、図３４（ｂ）は、基準部の変形例を説明する説明図である。
【図３５】図３５は、他の実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
[第１実施形態]
以下、本発明のレーザ測定装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（全体構成）
まず、図１等を参照して第１実施形態に係るレーザ測定装置１の全体構成について説明する。なお、図１は、第１実施形態に係るレーザ測定装置１の全体構成を概略的に例示する断面図である。
図１に示すように、レーザ測定装置１は、レーザダイオード１０と、検出物体からの反射光Ｌ２を受光するフォトダイオード２０とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
【００４７】
レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を間欠的に出射している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオードに至るまでの反射光を符号Ｌ２にて概念的に示している。
【００４８】
フォトダイオード２０は、「受光手段」の一例に相当するものであり、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生し、そのレーザ光Ｌ１が検出物体にて反射したとき、その反射光Ｌ２を受光して電気信号に変換している。なお、検出物体からの反射光については所定領域のものが偏向部４１に取り込まれる構成となっており、図１では、符号Ｌ２で示す２つのライン間の領域の反射光が取り込まれる例を示している。
【００４９】
レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を平行光に変換している。
【００５０】
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路上には、ミラー３０が設けられている。このミラー３０は、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１の光軸に対して傾斜した反射面３０ａを備え、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１を回動偏向機構４０に向けて反射させている。本実施形態では、レンズ６０を通過した水平方向のレーザ光Ｌ１をミラー３０によって垂直方向（後述する中心軸４２ａと平行な方向）に反射させており、その反射した垂直方向のレーザ光Ｌ１が回動偏向機構４０の偏向部４１に入射するようになっている。
【００５１】
回動偏向機構４０は、「回動偏向手段」の一例に相当するものであり、平坦な反射面４１ａを有するミラーからなる偏向部４１と、この偏向部４１を支持する支持台４３と、この支持台４３に連結された軸部４２と、この軸部４２を回転可能に支持する図示しない軸受とを備えている。
【００５２】
偏向部４１は、「偏向手段」の一例に相当するものであり、ミラー３０で反射されたレーザ光Ｌ１の光軸上に配置されると共に、中心軸４２ａ（所定の中心軸）を中心として回動可能とされている。この偏向部４１は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を空間に向けて偏向（反射）させ、且つ検出物体からの反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）させる構成をなしている。
【００５３】
また、偏向部４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、ミラー３０から当該偏向部４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致しており、レーザ光Ｌ１が偏向部４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。
【００５４】
なお、本実施形態では、中心軸４２ａの方向を垂直方向（Ｙ軸方向）としており、中心軸４２ａと直交する平面方向を水平方向としている。また、水平方向の内の所定方向をＸ軸方向として示している。
【００５５】
図１に示すように、偏向部４１の反射面４１ａは、垂直方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して４５°の角度で傾斜しており、ミラー３０側から入射するレーザ光Ｌ１を、水平方向に反射させている。また、偏向部４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、偏向部４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。
【００５６】
また、本実施形態に係るレーザ測定装置１では、偏向部４１における反射光を偏向する偏向領域（偏向部４１における反射面４１ａの領域）が、ミラー３０におけるレーザ光を反射する反射領域（ミラー３０における反射面３０ａの領域）よりも十分大きく構成されている。
【００５７】
さらに、回動偏向機構４０を駆動するモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された偏向部４１を回転駆動している。なお、モータ５０の具体的構成としては、例えばサーボモータ等を用いても良いし、定常回転するモータを用い、偏向部４１が測距したい方向を向くタイミングに同期させてパルスレーザ光を出力することで、所望の方向の検出を可能としてもよい。また、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち偏向部４１の回転角度位置）を検出する回転角度位置センサ５２が設けられている。回転角度位置センサ５２は、ロータリエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用できる。
【００５８】
回動偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上には、フォトダイオード２０に向けて反射光を集光する集光レンズ６２が設けられ、その集光レンズ６２とフォトダイオード２０の間にはフィルタ６４が設けられている。集光レンズ６２は、偏向部４１からの反射光Ｌ２を集光してフォトダイオード２０に導くものであり、集光手段として機能している。
【００５９】
また、フィルタ６４は、回動偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上において反射光Ｌ２を透過させ且つ反射光Ｌ２以外の光を除去するように機能するものである。このフィルタ６４は、例えば反射光Ｌ２に対応した特定波長の光（例えば一定領域の波長の光）のみを透過させそれ以外の光を遮断する波長選択フィルタによって構成されている。
【００６０】
また、本実施形態では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回動偏向機構４０、モータ５０等がケース３内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース３における偏向部４１の周囲には、当該偏向部４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする窓状の導光部４が形成されている。導光部４は、偏向部４１に入光するレーザ光Ｌ１の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ３６０°に亘って構成されており、この導光部４を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板５が配され、防塵が図られている。
【００６１】
（基準部材）
次に、本実施形態の特徴の１つである基準部材８０について説明する。
図２（ａ）は、図１のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、基準部材を上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図２（ｂ）は、基準部材を説明する説明図である。図３は、偏向部が所定回動範囲にあるときのレーザ光の照射の様子を概念的に説明する説明図である。
【００６２】
本実施形態に係るレーザ測定装置１は、図１、図２（ａ）に示すように、偏向部４１からのレーザ光Ｌ１が入射可能な位置に基準部材８０が設けられており、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに偏向部４１からのレーザ光が基準部材８０に入射するように構成されている。この基準部材８０は、全体として板状に構成されており、偏向部４１側に面し且つ偏向部４１からのレーザ光の走査経路上に配置される反射面８１を有している。そして、偏向部材８０は、偏向部４１が後述する「所定回動範囲」にあるときに当該偏向部４１にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌ１を反射面８１で反射させ、その反射光の少なくとも一部を偏向部４１に返すように構成されており、その返された反射光を偏向部４１を介してフォトダイオード２０に受光させている。
【００６３】
また、基準部材８０の反射面８１は、全体として平坦面として構成されており、本実施形態の例では、偏向部４１が所定の「基準位置」にあるときに当該偏向部４１からのレーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、具体的には、反射面８１の面方向が中心軸４２ａの方向とほぼ平行となる構成で配置されている。この構成では、図２に示すように、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１が基準部材８０の反射面８１に略垂直に入射するときの偏向部４１の回動位置が「基準位置」となっている。なお、図１、図２では、偏向部４１が「基準位置」となっているときの位置Ｐ１からのレーザ光の照射経路を二点鎖線Ｌ１'で示している。
【００６４】
また、基準部材８０は、反射面８１での反射率が偏向部４１の反射面４１ａでの反射率よりも小さくなるように構成されている。このように反射面８１の反射率を反射面４１ａの反射率よりも小さく抑える構成としては、例えば、反射面８１を黒色面（例えばつや消しの黒色面）として構成し、ミラーとして構成される偏向部４１の反射面４１ａよりも反射率を小さく抑えるような構成が挙げられる。或いは、偏向部４１に対向する対向部（図２（ａ）に示す２つの板面８０ａ、８０ｂの内の偏向部４１側の板面８０ｂを構成する部分）にシボ加工等の微細加工を施し、そのシボ加工が施された加工面を反射面８１とする構成などが挙げられる。この場合、シボ加工による微少な凹凸はあるものの反射面８１が全体としてほぼ平坦面として構成され、その反射面８１の面方向が中心軸４２ａの方向とほぼ平行となる構成で配置されることとなる。このように反射面８１での反射率を低く抑えることで、反射面８１で反射された反射光が偏向部４１を介してフォトダイオード２０にて受光されたときに飽和受光量（即ち、フォトダイオード２０で受光量が検知できる最大受光量）に達しにくくなり、各回動位置ごとの受光量をより精度高く検出できるようになる。
【００６５】
（基準位置検出処理）
次に、レーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。図４は、図１のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。図５は、偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフである。図６（ａ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフであり、図６（ｂ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される受光量（光強度）との関係を説明するグラフである。
【００６６】
図４に示す基準位置検出処理は、図示しないメモリに記憶されたプログラムに基づいて制御回路７０（図１）によって実行されるものである。この基準位置検出処理は、所定の開始条件の成立時（例えばユーザによる所定操作や電源投入がなされた時等）に開始され、まず、全周分（３６０°分）の距離値のデータ及び受光量のデータを取得する処理を行う（Ｓ１）。
【００６７】
本実施形態では、偏向部４１の回転が定常状態となったときに一定の回転速度で回転するようになっており、他方、レーザダイオード１０から、一定の時間間隔でパルスレーザ光が出射されるようになっている。従って、偏向部４１が所定角度（例えば１°）回動する毎の各回動位置でパルスレーザ光がそれぞれ照射され、各回動位置ごとにパルスレーザ光の投光から当該パルスレーザ光に応じた反射光の受光までの経過時間が算出されるようになっている。そして、このような各回動位置ごとに算出される各経過時間に基づき、各回動位置ごとにレーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値が算出されるようになっている。本実施形態では、所定の距離値算出基準点（距離値算出の原点）からの距離値を算出しており、例えば位置Ｐ１を距離値算出基準点とすることができる。なお、図５では、偏向部４１の各回動位置（各回動角度）と検出される距離値との関係を例示しており、偏向部４１の所定の原点からの回動角度を横軸にとり、各回動角度で検出される距離値を縦軸にとっている。
【００６８】
更に、Ｓ１では、各回動位置ごとの受光量（即ち、各回動位置で照射されるパルスレーザ光の反射光がフォトダイオード２０で受光される各受光量）を検出しており、このような受光量のデータを全周分（３６０°分）生成している。以上のような処理を行うことで、偏向部４１の回動位置ごとに、レーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値と、その反射光の受光量（フォトダイオード２０で受光された受光量）とが検出されることとなる。
なお、本実施形態では、Ｓ１の処理を実行する制御回路７０が「距離値算出手段」の一例に相当し、偏向部４１の回動位置毎にレーザ光の到達位置までの距離値を算出するように機能する。また、制御回路７０は、「受光量検出手段」の一例にも相当し、偏向部４１の回動位置毎にフォトダイオード２０での受光量を検出するように機能する。
【００６９】
そして、Ｓ１で得られた各回動位置の距離値（レーザ光到達位置までの距離値）のデータに基づいて、レーザ光Ｌ１が基準部材８０に照射される範囲である「所定回動範囲」を検出する。なお、この「所定回動範囲」とは、即ち、３６０°回転する偏向部４１の全回動範囲のうち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ１が基準部材８０の一端部８２に入射するときの回動位置から、他端部８３に入射するときの回動位置までの回動範囲を指し、偏向部４１が当該「所定回動範囲」にあるときに、レーザ光Ｌ１が装置外の空間に投射されずに基準部材８０に入射し、この基準部材８０からの反射光がフォトダイオード２０によって受光されるようになっている。なお、図２（ａ）では、レーザ光Ｌ１が一端部８２に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ａ１で示し、レーザ光Ｌ１が他端部８３に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ａ２で示しており、基準部材８０に入射可能な走査領域を符号ＡＲにて示している。
【００７０】
また、基準部材８０は、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路（即ち、図２（ｂ）の一端部８２から他端部８３までの一点鎖線の経路）までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されている。具体的には、基準部材８０の反射面８１が平坦に構成されており、偏向部４１が所定位置（基準位置）にあるときのレーザ光（図２では、符号Ｌ１'）の方向と反射面８１とが略直交するように構成されているため、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに各回動位置で算出される各距離値はほぼ同一の値となる。従って、Ｓ２の処理では、距離値が所定角度範囲に亘ってほぼ一定となっている回動範囲を検出することで、前記「所定角度範囲」を検出することができる。なお、図３に示すように、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときには、回動位置の違いによりレーザ光の経路に若干の誤差が生じるが、この誤差は装置外に照射される場合と比較して無視できるレベルである。例えば、図３の破線４１'のときのレーザ光の経路長（図３の破線の矢印参照）と「基準位置」にある偏向部４１のときのレーザ光の経路長（図３のレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌａ参照）とを比較すると若干長さが異なるが、この長さの違いは装置外の空間を走査するときの距離値の変動に比べて非常に小さいためほぼ無視できるレベルといえる。従って、距離値が一定の範囲内で安定的に推移している部分を検出することで「所定回動範囲」を検出することができる。
【００７１】
具体的には、例えば、図５のように、検出される距離値が所定の第１閾値Ｄ１（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離よりも若干大きい閾値）以下であり所定の第２閾値Ｄ２（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離より若干小さい閾値）以上となるような回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲（例えば、図２に示す範囲ＡＲよりも若干小さい角度範囲）以上続いている角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲：図６（ａ）参照））を検出し、この角度範囲Ｃを「所定回動範囲」としている。
【００７２】
なお、図１のように、レーザ光Ｌ１の照射経路において位置Ｐ１から最も近い位置に基準部材８０が存在する場合、距離値の最小値が得られる領域を「所定回動範囲」として検出してもよい。この場合、例えば、図５に示す、第２閾値Ｄ２以上を条件とせず、第１閾値Ｄ１以下となるような回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲（例えば、図２に示す範囲ＡＲよりも若干小さい範囲）以上続いている角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲：図６（ａ）参照））を検出し、この角度範囲Ｃを「所定回動範囲」とすることができる。
【００７３】
Ｓ２の処理の後には、Ｓ２の処理によって基準部材８０が検出されたか（即ち、基準部材８０に照射される「所定回動範囲」が検出されたか）否かを判断する（Ｓ３）。そして、「所定回動範囲」が検出されたと判断される場合には、Ｓ３にてＹｅｓに進み、Ｓ４以降の処理を行う。一方、「所定回動範囲」が検出されない場合には、Ｓ３にてＮｏに進み、Ｓ１以降の処理を再び行う。
【００７４】
なお、本実施形態では、Ｓ２の処理を実行する制御回路７０が、「所定回動範囲検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」による算出結果に基づき、距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した規定条件を満たす「所定回動範囲」を検出するように機能する。本実施形態では、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路（即ち、図２（ｂ）の一端部８２から他端部８３までの一点鎖線の経路）までの距離が所定距離範囲内に収まるように基準部材８０の位置及び形状が設定されており、「距離値の変動が所定閾値内（上記代表例では「第１閾値」と「第２閾値」の間）に収まる回動範囲であること」が「基準部材８０の位置又は形状に対応した規定条件」に相当し、このような回動範囲を「所定回動範囲」として検出している。
【００７５】
Ｓ３にてＹｅｓに進む場合には、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を検出する（Ｓ４）。本実施形態では、図３のように、レーザ光Ｌ１が反射面８１に対してほぼ垂直に入射する回動位置（即ち基準位置）となっているときに、最も多くの反射光が偏向部４１側に返され、「基準位置」から角度が離れるほど、偏向部４１に返される反射光が少なくなっており、図３の破線のようにレーザ光Ｌ１が基準部材８０の端部に入射するときの回動位置では偏向部４１に返される反射光が相当少なくなっている。従って、上記「所定回動範囲」では、図６（ｂ）のように「基準位置」に相当する回動位置（回動角度Ａ１）のときのフォトダイオード２０での受光量（光強度）が最も大きく、この「基準位置」から角度が離れるほど受光量（光強度）が次第に小さくなるような検出結果が得られることとなる。Ｓ４では、このような現象を考慮し、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」の中で受光量が最大となる回動位置を「基準位置」の候補として検出する。
【００７６】
Ｓ４の処理の後には、「対応回動位置」を算出する処理を行う（Ｓ５）。この「対応回動位置」は、基準部材８０の形状に基づいて「基準位置」と推定される回動位置のことであり、ここでは以下のようにして算出する。
【００７７】
本実施形態では、レーザ光Ｌ１の走査経路上に配置される基準部材８０において、レーザ光Ｌ１の照射位置が偏向部４１の回動に応じて移動するようになっており（図２（ｂ）の破線の矢印参照）、反射面８１での当該照射位置の移動方向（即ち、図２（ｂ）の破線矢印で示すレーザ光の走査方向）がこの基準部材８０の「幅方向」となっている。なお、図２では、幅方向を矢印Ｗで概念的に示している。
【００７８】
一方、上述したように反射面８１にレーザ光Ｌ１が垂直に入射するときの偏向部４１の回動位置を「基準位置」としており、図２（ａ）（ｂ）に示すように、偏向部４１がこの「基準位置」に位置するときに当該偏向部４１からのレーザ光Ｌ１が反射面８１の幅方向所定位置に入射するようになっている。具体的には、図２（ａ）において二点鎖線Ｌ１'で示すように、偏向部４１が「基準位置」にあるときにレーザ光が基準部材８０の幅方向中心位置Ｐ２に入射するようになっており、このように基準部材８０の幅方向中心位置Ｐ２に入射するときに、レーザ光Ｌ１が反射面８１に垂直に入射するようになっている。このような構成を前提とし、Ｓ５の処理では、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」から、上述の「幅方向所定位置」（図２の例では幅方向中心位置Ｐ２）に対応する回動位置（対応回動位置）を検出する。具体的には、図２（ａ）に示すように、照射範囲ＡＲにおいてθ１＝θ２となる中心回動位置が幅方向中心位置Ｐ２に入射する回動位置（対応回動位置）と推定されるため、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」において中心回動位置を検出する。例えば、図６（ｂ）のように初期角度θａと終期角度θｂとの間の角度範囲Ｃが「所定回動範囲」として検出された場合には、初期角度θａと終期角度θｂとの間の中心の角度θｎを「対応回動位置」として検出する。
【００７９】
そして、Ｓ５で検出された対応回動位置（図６（ａ）の例では回動角度θｎの回動位置）とＳ４で検出された受光量最大回動位置（図６（ｂ）の例では回動角度Ａ１の回動位置）とを比較し、所定の一致関係にあるか否かを判断する（Ｓ６）。「所定の一致関係」とは、Ｓ４で検出された「受光量最大回動位置」とＳ５で検出された「対応回動位置」とが完全に一致する関係であってもよく、これら「受光量最大回動位置」と「対応回動位置」とが規定の許容範囲内に収まる関係であってもよい。
なお、Ｓ６の処理を実行する制御回路７０は、「判断手段」の一例に相当し、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大値となる「受光量最大回動位置」を検出すると共に、その検出された「受光量最大回動位置」が幅方向所定位置に対応する「対応回動位置」か否かを判断している。
【００８０】
Ｓ６の判断処理において、Ｓ４で検出された「受光量最大回動位置」とＳ５で検出された「対応回動位置」とが所定の一致関係にないと判断された場合、Ｓ６にてＮｏに進み、Ｓ１以降の処理を繰り返す。一方、所定の一致関係にあると判断された場合には、Ｓ６にてＹｅｓに進み、Ｓ４で検出された「受光量最大回動位置」を「基準位置」に設定する（Ｓ７）。
【００８１】
なお、本実施形態では、図４の処理を実行する制御回路７０が「基準位置検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」によって検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ「受光量検出手段」によって検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出するように機能する。具体的には、「所定回動範囲検出手段」によって検出された所定回動範囲（上記代表例では、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲）において受光量が規定状態となる回動位置（上記代表例では受光量が最大値となる回動位置）を「基準位置」として検出している。更に、前記「判断手段」により「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当すると判断された場合（即ち、図４のＳ６でＹｅｓの場合）に、当該「受光量最大回動位置」を「基準位置」として検出し、「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当しないと判断された場合（即ち、図４のＳ６でＮｏの場合）には、Ｓ１に戻って「所定回動範囲検出手段」による「所定回動範囲」の検出処理を再度行うと共に（即ち、再度Ｓ２を実行）、その再度検出された「所定回動範囲」における「受光量最大回動位置」を再度検出し（即ち、再度Ｓ４を実行）、更に、「判断手段」により、その再度検出された「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当するか否かの判断処理を再び試みる（即ち、再度Ｓ６を実行する）ように構成されている。
【００８２】
（物体検出処理）
図４の処理によって「基準位置」が検出された後には、この「基準位置」を回動角度の原点として実際の検出処理を行う。具体的には、間欠的に照射されるパルスレーザ光の各照射のときの偏向部４１の各回動位置を、上述の「基準位置」を基準とする相対的な回動位置として検出できるようになっており（即ち、各照射のときの各回動位置が、「基準位置」を基準としてどの程度回動した位置であるかを検出できるようになっており）、いずれかの回動位置のときに検出物体からの反射光がフォトダイオード２０にて受光されたときには、その受光時の偏向部４１の角度が、「基準位置」からどの程度回転した角度であるかを特定できるようになっている。従って、「基準位置」のときに偏向部４１から照射されるレーザ光Ｌ１の照射方向（上記代表例では、基準部材８０の反射面８１にレーザ光が垂直に入射するときの偏向部４１の方向）を基準方向として検出物体の方向を検出できるようになっている。また、本実施形態に係るレーザ測定装置１では、装置外周面において「基準位置」のときにレーザ光が照射される方向に対応する規定位置（例えば、ケース３の周方向において「基準位置」のときにレーザ光が照射される方向に相当する位置等）に予め基準マークなどを付しておいてもよい。
【００８３】
本実施形態では、制御回路７０が「相対位置検出手段」の一例に相当し、「基準位置検出手段」によって検出された「基準位置」を基準として偏向部４１の相対的な回動位置を検出するように機能する。また、制御回路７０は、「方向検出手段」の一例に相当し、フォトダイオード２０によって検出物体からの反射光が受光されたとき、上記「相対位置検出手段」による相対的な回動位置の検出結果に基づいて検出物体の方向を検出するように機能する。
【００８４】
本実施形態では、例えば水晶発振器やＣＰＵなどから出力されるパルス信号（基準パルス）に基づいて、レーザダイオード１０を駆動する駆動パルスを生成しており、水晶発振器やＣＰＵなどから出力されるパルス信号をカウントすることで、上記のように決定された「基準位置」からの相対的な回転角度を検出できるようになっている。例えば、偏向部４１が１周回転する間にＣＰＵからＮ回のパルス信号（基準パルス）が出力される構成では、パルスが１回出力される毎（即ち１周期）に３６０／Ｎ（°）回転することになる。この構成では、上述の基準位置検出処理によって「基準位置」が検出された後には、パルスＮ回毎に基準位置となり、この基準位置のタイミングからパルス数をカウントすることで、基準位置からの相対的な回転角度を特定することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、例えば、水晶発振器やＣＰＵなどから基準パルスがＮ回出力される毎（即ち、偏向部４１が１周回転する毎）にＺ相パルス信号（１周回転する毎に出力されるパルス信号）を出力するＺ相信号生成部と、水晶発振器やＣＰＵなどから基準パルスが所定回数（Ｍ回）出力される毎にＡ相パルス信号を出力するＡ相信号生成部とが設けられており、例えば、偏向部４１が１°回転するのに要する時間が基準パルスＭ周期分に相当している。従って、偏向部４１が１°回転する毎にＡ相パルス信号が出力され、このＡ相パルス信号をレーザダイオード１０を駆動する駆動パルスとして用いている。従って、レーザダイオード１０からは、偏向部４１が１°回転する毎にレーザ光が出射されるようになっている。
【００８６】
また、上述した基準位置検出処理では、偏向部４１の回転が定常状態となった後の任意のタイミング（任意の回動位置）から偏向部４１が１周する間、各回動位置において距離値の検出を行っており、駆動パルスが出力される毎、或いは基準パルスが出力される毎に距離値の算出を行っている。この場合、基準位置が未だ設定されていなくても、上記の任意のタイミングから基準パルスをＮ回カウントすることで偏向部４１が１回転したことを特定でき、この１回転の期間に得られた回動位置毎の距離値に基づいて上述のように「所定回動範囲」及び「基準位置」を特定するようにすればよい。
【００８７】
（本実施形態の主な効果）
本実施形態に係るレーザ測定装置では、偏向部４１からのレーザ光の走査経路上に反射面８１を備えた基準部材８０が配置されており、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに偏向部４１からのレーザ光をその基準部材８０の反射面８１で反射させ且つ偏向部４１を介してフォトダイオード２０（受光手段）に受光させている。
このようにすると、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに、基準部材８０に応じた受光結果が得られることとなる。そして、このような構成を前提として、「距離値算出手段」によって検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ受光量検出手段によって検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出している。従って、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいて「基準位置」を定めることができるため、組み付けの影響等を抑えた正確な基準位置設定が可能となる。
そして、このように「基準位置」を正確に定めた上で当該「基準位置」を基準とする偏向部４１の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出しているため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、「距離値算出手段」による算出結果に基づいて距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した規定条件を満たす「所定回動範囲」を検出する「所定回動範囲検出手段」が設けられている。そして、「受光量検出手段」による受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が規定状態となる回動位置を「基準位置」として検出している。
このようにすると、基準部材８０にレーザ光が照射される範囲を複雑な構成を用いることなく正確に検出でき、且つその範囲（所定回動範囲）における特定回動位置を「基準位置」として安定的に定めることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、基準部材８０の反射面８１が平面として構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」による算出結果に基づき、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出している。
このようにすると、基準部材８０の反射面を簡易な形状とすることができ、かつ、その基準部材８０の反射面の特徴を生かして「所定回動範囲」（即ち、レーザ光が基準部材８０に入射する回動範囲）を正確に検出できるようになる。
【００９０】
基準部材８０は、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路（反射面８１におけるレーザ光Ｌ１が照射される位置）までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」による算出結果に基づき、距離値の変動が所定閾値Ｄ１，Ｄ２内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出している。この構成によれば、「距離値算出手段」による距離値の算出結果を利用して基準部材８０にレーザ光Ｌ１が照射される回動範囲（所定回動範囲）をより正確に特定できるようになる。
【００９１】
また、本実施形態では、基準部材８０の反射面８１が、偏向部４１が「基準位置」にあるときに当該偏向部４１からのレーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、「基準位置検出手段」は、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大値となる回動位置を「基準位置」として検出している。
このようにすると、基準部材８０の反射面８１の特徴を生かして「所定回動範囲」（即ち、レーザ光が基準部材８０に入射する回動範囲）を正確に検出できると共に、その「所定回動範囲」内の特定回動位置を簡易な構成で安定的に検出でき、このように安定的に定まる特定回動位置を「基準位置」として用いることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、基準部材８０は、反射面８１に入射するレーザ光の移動方向を幅方向としたとき、「基準位置」に位置する偏向部４１からのレーザ光が反射面８１の「幅方向所定位置」（上記代表例では幅方向中心位置）に入射する構成をなしている。また、「基準位置検出手段」は、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大値となる「受光量最大回動位置」を検出すると共に、その検出された「受光量最大回動位置」が「幅方向所定位置」に対応する「対応回動位置」か否かを判断する「判断手段」を備えている。そして、「判断手段」により「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当すると判断された場合には、当該「受光量最大回動位置」を「基準位置」として検出ている（Ｓ６でＹｅｓ、Ｓ７）。
この構成では、基準部材８０の「幅方向所定位置」に入射するときの偏向部４１の回動位置を「基準位置」としており、この「基準位置」のときには、レーザ光が反射面８１に略垂直に入射するようになっている。従って、受光量が最大値となるときの回動位置（受光量最大回動位置）が「基準位置」と推定されるが、本実施形態では、その「受光量最大回動位置」をそのまま「基準位置」とするのではなく、「幅方向所定位置」に対応する回動位置（対応回動位置）か否かを一旦確認し、「対応回動位置」に該当する場合に「基準位置」として定めている。このようにすると、ノイズなどの影響によって誤った基準位置が設定されることを効果的に防ぐことができ、「基準位置」をより正確に設定することができる。
また、「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当しないと判断された場合（Ｓ６でＮｏ）には、前記「所定回動範囲検出手段」による「所定回動範囲」の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された「所定回動範囲」における「受光量最大回動位置」を再度検出し、その再度検出された「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当するか否かを判断している。このようにすると、「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当しない場合であっても「受光量最大回動位置」の検出を再度行って対応回動位置に該当するか否かを確認することができ、「基準位置」の検出が成功する可能性を高めることができる。
【００９３】
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
図９（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図９（ｂ）は、凹面鏡が図９（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。図１０は、図９のレーザ測定装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。
【００９４】
第２実施形態に係るレーザ測定装置２００でも、レーザ光Ｌ１を間欠的に発生させるレーザダイオード１０（レーザ光発生手段）と、レーザダイオード１０にてレーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光するフォトダイオード２０（受光手段）と、所定の中心軸２４２ａを中心として回動可能に構成された凹面鏡２４１（偏向手段）を備えるとともに、当該凹面鏡２４１の回動範囲が所定の検出可能範囲にあるときに当該凹面鏡２４１によりレーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ反射光をフォトダイオード２０に向けて偏向する回動偏向機構２４０（回動偏向手段）と、この回動偏向機構２４０の凹面鏡２４１を回転駆動するモータ５０（駆動手段）とが設けられている。
【００９５】
なお、図１０の例では、説明の便宜上、レーザ光の走査平面において窓部（以下、導光部ともいう）２０４の一端部２０４ａを通るときの凹面鏡２４１の回動位置を０°とし、この０°の回動位置からの回動角度を概略的に示している。例えば、窓部２０４の他端部２０４ｂを通るときの凹面鏡２４１の回動位置は１８０°となっており、０°のときの回動位置から１８０°のときの回動位置までの回動範囲が「検出可能範囲」となっている。なお、凹面鏡２４１の回転方向は時計回り方向であってもよく、反時計回り方向であってもよいが、以下では、凹面鏡２４１が時計回りに回転して走査がなされる構成を代表例として説明する。
【００９６】
一方、本実施形態に係るレーザ測定装置２００は、主として、上述した基準部材８０に代えて導光ミラー２９０及び受光壁を用いる点、偏向手段として、偏向部４１に代えて凹面鏡２４１を用いる点、回転角度位置センサ５２を省略した点、窓状の導光部２０４が凹面鏡２４１の周囲において約半周程度に亘って設けられている点等が第１実施形態と異なっている。
【００９７】
本第２実施形態では、図９及び図１０に示すように、レーザダイオード１０から投射されてレンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路付近には、ミラー２３０が設けられている。このミラー２３０は、レーザダイオード１０から凹面鏡２４１までのレーザ光Ｌ１の光軸に対し所定角度で傾斜してなる反射面２３０ａと、反射面２３０ａと交差する方向の貫通路２３２とを備えており、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を貫通路２３２を介して通過させる一方、検出物体からの反射光Ｌ２（より詳しくは凹面鏡２４１にて反射された反射光）をフォトダイオード２０に向けて反射させている。なお、貫通路２３２は開口部が開放した孔として構成されていてもよく、図９のように開放部がハーフミラーなどによって閉塞されていてもよい。
【００９８】
また、ミラー２３０を通過するレーザ光Ｌ１の光軸上には、回動偏向機構２４０が設けられている。回動偏向機構２４０は、「回動偏向手段」の一例に相当するものであり、例えば放物面として構成される凹状の反射面２４１ａを備えた凹面鏡２４１と、この凹面鏡２４１に連結された軸部２４２と、この軸部２４２を中心軸２４２ａ（所定の中心軸）を中心として回転可能に支持する図示しない軸受とを備えている。このように、偏向手段が凹面鏡２４１として構成されることで、外部空間からの反射光Ｌ２をより集光することができるようになっている。
【００９９】
そして、本第２実施形態では、図９及び図１０に示すように、ケース２０３における凹面鏡２４１の周囲には、当該凹面鏡２４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする窓状の導光部２０４が形成されている。導光部２０４は、凹面鏡２４１に入光するレーザ光Ｌ１の光軸を中心とした半円弧状で凹面鏡２４１の周囲において約半周程度に亘って構成されており、この導光部２０４を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板２０５が配され、防塵が図られている。
【０１００】
次に、本第２実施形態の特徴の１つである導光ミラー２９０及び受光壁について説明する。
本第２実施形態では、図９及び図１０に示すように、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１が入射可能な位置に導光ミラー２９０が設けられており、凹面鏡２４１が「検出可能範囲外」（即ち、レーザ光が窓部２０４を介して外部に照射されず、ケース２０３の内側に照射されるときの凹面鏡２４１の回動範囲であり、図１０の例では、１８０°〜３６０°までの範囲）における「所定回動範囲」にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に入射するように構成されている。
【０１０１】
この導光ミラー２９０は、「導光部材」の一例に相当するものであり、全体として板状に構成されており、凹面鏡２４１側に面し且つ凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置される導光反射面２９０ａを有している。そして、導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１が後述する「所定回動範囲」にあるときに当該凹面鏡２４１にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌ１を導光反射面２９０ａで、入射光（導光反射面２９０ａに入射した光）に対して直交する方向或いは入射光が入射する側とは反対側（即ち、凹面鏡２４１から離れる側）へ鏡面反射させるように構成されている。
【０１０２】
導光ミラー２９０は、導光反射面２９０ａで反射された反射光を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に導くように構成されている。図９（ｂ）に示すように、導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１から当該導光ミラー２９０に水平方向から入射するレーザ光Ｌ１を、入射方向に対して直交する方向（中心軸２４２ａに沿った方向）又は略直交する方向に導くように配置されており、導光反射面２９０ａと中心軸２４２ａとのなす角度が、４５°若しくは４５°よりも若干大きい又は若干小さい角度となるように配置されている。また、本実施形態では、図９（ｂ）に示すように、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１が、内側下壁部２９６ｂに入射して当該内側下壁部２９６ｂにて拡散反射するようになっている。なお、図９（ｂ）の例では、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１が内側下壁部２９６ｂに入射する位置は、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に入射する位置よりも凹面鏡２４１から遠ざかった側となっており、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１は内側下壁部２９６ｂに対してやや斜めに入射するようになっている。従って、内側下壁部２９６ｂで生じる拡散反射光が導光ミラー２９０に入りにくくなる。
【０１０３】
このように導光ミラー２９０が配置されているため、凹面鏡２４１が「検出可能範囲外」において「所定回動範囲」にあるときには、凹面鏡２４１からのレーザ光がケース２０３の内壁面（後述する内側後壁部２９６ｄ）に直接照射されなくなり、ケース２０３の内側面で反射するレーザ光Ｌ１の光量が抑えられる。なお、導光ミラー２９０は、導光反射面２９０ａが鏡面反射可能な構成となっていればよく、例えば、ガラスやプラスチックなどからなる板材の表面にアルミニウムや銀などの金属の薄膜を形成したものなどを用いることができる。
【０１０４】
次に、受光壁について説明する。
本実施形態では、受光壁は、ケース２０３と一体的に形成されている。ケース２０３は、図９及び図１０に示すように、上壁部２０５ａ及び下壁部２０５ｂが上下に対向して配置され（上壁部２０５ａが＋Ｙ軸側、下壁部２０５ｂが−Ｙ軸側）、前壁部２０５ｃ及び後壁部２０５ｄが前後に対向して配置され（前壁部２０５ｃが＋Ｘ側、後壁部２０５ｄが−Ｘ側）、側壁部２０５ｅ、２０５ｆが左右に対向して配置されており箱状形態をなしている。そして、上壁部２０５ａの内側に設けられる内側上壁部２９６ａ、下壁部２０５ｂの内側に設けられる内側下壁部２９６ｂ、前壁部２０５ｃの内側に設けられる内側前壁部２９６ｃ、後壁部２０５ｄの内側に設けられる内側後壁部２９６ｄ、側壁部２０５ｅ、２０５ｆの内側に設けられる内側側壁部２９６ｅ、２９６ｆは、それぞれ受光壁（以下、受光壁２９６ａ〜２９６ｆとする）として機能している。
【０１０５】
これら、内側上壁部２９６ａ、内側下壁部２９６ｂ、内側前壁部２９６ｃ、内側後壁部２９６ｄ、内側側壁部２９６ｅ、２９６ｆの壁面（受光壁面）には、表面を粗化する黒色のつや消し加工や、表面に凹凸を付与するシボ加工等の反射率を抑える加工が施されている。そして、凹面鏡２４１の回動位置が「検出可能範囲外」における「所定回動範囲外」にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を受光壁２９６ａ〜２９６ｆの受光壁面で受光し、拡散反射させるように構成されている。即ち、受光壁面で受光したレーザ光Ｌ１のうち一部のみを、凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光させるようにしている。具体的には、凹面鏡２４１が「検出可能範囲外」において「所定回動範囲外」にあるときにケース２０３における受光壁２９６ａ〜２９６ｆで反射し、凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０で受光されるレーザ光の受光量がフォトダイオード２０の飽和受光量（受光手段で検知できる最大受光量）に達しないように、受光壁２９６ａ〜２９６ｆの拡散反射状態及びフォトダイオード２０の飽和受光量が設定されている。
【０１０６】
次に、レーザ測定装置２００で行われる基準位置検出処理について説明する。
図１１は、偏向部の角度と検出される受光量との関係を説明するグラフである。図１２は、図９のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。図１３（ａ）は、図９のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、導光ミラーを上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図１３（ｂ）は、導光ミラーを説明する説明図である。図１４は、偏向部の角度と検出される受光量との関係から基準位置を検出する様子を説明する説明図である。
【０１０７】
図１２に示す基準位置検出処理は、例えば図示しないメモリに記憶されたプログラムに基づいて制御回路７０（図９）によって実行されるものである。この基準位置検出処理は、所定の開始条件の成立時（例えばユーザによる所定操作や電源投入がなされた時等）に開始され、まず、少なくとも全周分（３６０°分）受光量のデータを取得する処理を行う（Ｓ２０１）。
【０１０８】
本実施形態では、例えば凹面鏡２４１が一定の回転速度で回転するようになっており、レーザダイオード１０から、一定の時間間隔でパルスレーザ光が出射されるようになっている。そして、Ｓ２０１では、各回動位置ごとにフォトダイオード２０で受光される受光量（即ち、各回動位置で照射されるパルスレーザ光の反射光がフォトダイオード２０で受光される各受光量）を制御回路７０により検出しており、このような受光量のデータを図１１に示すように全周分（３６０°分）生成している。なお、図１１の例では、説明の便宜上、検出可能範囲（０°〜１８０°の範囲）の受光量がほぼ０となっているが、この検出可能範囲の受光量は、レーザ測定装置２００の周囲の環境によって変わりうるものであり、一般的にはある程度の受光量が得られる。但し、レーザ測定装置２００の周囲に物体が存在しない場合には、ケース内部での受光量と比較して十分小さくなる。
【０１０９】
そして、Ｓ２０１で得られた各回動位置の受光量のデータ（全周分の受光量のデータ）に基づいて、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に導光される「所定回動範囲」を検出する。この「所定回動範囲」とは、即ち、３６０°回転する凹面鏡２４１の全回動範囲のうち、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０の一端部２９２に入射するときの回動位置から、他端部２９３に入射するときの回動位置までの回動範囲を指し、凹面鏡２４１が当該「所定回動範囲」にあるときに、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に入射され、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に反射されるようになっている（即ち、反射光がフォトダイオード２０に受光されることが抑制されるようになっている。）。なお、図１３（ａ）では、レーザ光Ｌ１が一端部２９２に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ｂ１で示し、レーザ光Ｌ１が他端部２９３に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ｂ２で示しており、導光ミラー２９０に入射可能な走査領域を符号ＡＲにて示している。
【０１１０】
本実施形態では、検出可能範囲の内外を区別するための閾値Ｄ３が予め記憶されており、まず、この閾値Ｄ３に基づいて、検出可能範囲を特定する。例えば、受光量が閾値Ｄ３未満の範囲であって且つ回動範囲がＷ１（図１３）に対応する規定回動範囲より十分大きい範囲を検出可能範囲とする。これにより、図１１の例では、０°〜１８０°が「検出可能範囲」であることが特定され、逆に１８０°〜３６０°が「検出可能範囲外」であることが特定される。
【０１１１】
更に、このように特定された検出可能範囲外（図１１では１８０°〜３６０°）において、予め記憶された閾値Ｄ４未満の条件を満たす回動範囲を「所定回動範囲」（導光ミラー２９０に対応する回動範囲）として決定（検出）する。なお、図１１では、「所定回動範囲」を回動範囲Ｃ１で示している。また、図１１の例では、「検出可能範囲」を区別するための閾値Ｄ３と「所定回動範囲」を区別するための閾値Ｄ４を別々の値としているが同じ値であってもよい。
【０１１２】
図１２のＳ２０２の処理の後には、Ｓ２０２の処理によって導光ミラー２９０が検出されたか（即ち、「所定回動範囲」が検出されたか）否かを判断する（Ｓ２０３）。そして、「所定回動範囲」が検出されたと判断される場合には、Ｓ２０３にてＹｅｓに進み、Ｓ２０４以降の処理を行う。一方、「所定回動範囲」が検出されない場合には、Ｓ２０３にてＮｏに進み、Ｓ２０１以降の処理を再び行う。
【０１１３】
Ｓ２０３にてＹｅｓに進む場合には、Ｓ２０２で検出された「所定回動範囲」において、受光量が予め定められた「所定の低受光量条件」を満たす回動位置を「基準位置」として検出する。具体的には、「検出可能範囲外」において、受光量の状態が、受光壁２９６ａ〜２９６ｆからの光に基づく所定の高受光量状態（閾値Ｄ４以上の状態）と、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０によって凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に反射されるときの所定の低受光量状態（閾値Ｄ４未満の状態）とで切り替わるタイミングでの凹面鏡２４１の回動位置を「基準位置」として検出する（Ｓ２０４）。
【０１１４】
例えば、図１４（図１１において２７０°付近を拡大した図）に示すように、「所定回動範囲」において、受光量の状態が、閾値Ｄ４以上の所定の高受光量状態から閾値Ｄ４未満の所定の低受光量状態に切り替わる回動位置Ｂ１を「基準位置」として検出している。即ち、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１が上述の受光壁（具体的には、内側後壁部２９６ｄ）から導光ミラー２９０へ移る境界位置が「基準位置」として検出されることとなる。このとき、検出精度及び組み付け精度の観点から、図１４に示すように、所定の閾値Ｄ４未満の条件を満たす回動範囲Ｃ１（導光ミラー２９０に対応する回動範囲）は、少なくとも３パルス分の幅を持っていることが好ましい。例えば、角度分解能が０．５°であって、凹面鏡２４１の中心軸２４２ａから導光ミラー２９０までの距離を５０ｍｍとし、導光ミラー２９０の幅Ｗ１を２ｍｍとすることで、回動範囲Ｃ１に３パルス分が入るように設定することができる。このようにして、Ｓ２０４にて検出された所定の回動位置Ｂ１を、Ｓ２０５にて、「基準位置」に設定する。
【０１１５】
なお、本実施形態では、Ｓ２０１の処理を行う制御回路７０が「受光量検出手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１（偏向手段）の回動位置毎にフォトダイオード２０（受光手段）での受光量を検出するように機能する。また、Ｓ２０４、Ｓ２０５の処理等行う制御回路７０は、「基準位置検出手段」の一例に相当し、受光量検出手段によって検出される受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出するように機能する。
【０１１６】
図１２の処理によって「基準位置」が検出された後には、上述した第１実施形態と同様に、この「基準位置」を回動角度の原点として実際の検出処理を行う。具体的には、凹面鏡２４１が一定の回転速度で回転するようになっており、レーザダイオード１０から、一定の時間間隔でパルスレーザ光が照射されるようになっているため、基準位置のときのパルスを基準パルスとしてパルス数をカウントすることで、凹面鏡２４１が基準位置に対してどの角度に変位（回動）しているかを正確に特定できる。従って、各照射のときの凹面鏡２４１の各回動位置を、上述の「基準位置」を基準とする相対的な回動位置として検出でき（即ち、各照射のときの各回動位置が、「基準位置」を基準としてどの程度回動した位置であるかを検出でき）、いずれかの回動位置のときに検出物体からの反射光がフォトダイオード２０にて受光されたときには、その受光時の凹面鏡２４１の角度が、「基準位置」からどの程度回転した角度であるかを特定できるようになる。そして、各回動位置ごとにパルスレーザ光の投光から当該パルスレーザ光に応じた反射光の受光までの経過時間が算出され、算出された各経過時間に基づき、各回動位置ごとにレーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値が算出される。
【０１１７】
なお、これらの処理はいずれも制御回路７０によって行われ、この制御回路７０は「距離値算出手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１の回動位置毎にレーザ光の到達位置までの距離値を算出するように機能する。また、制御回路７０は、「相対位置検出手段」の一例に相当し、「基準位置検出手段」によって検出された上記基準位置を基準とする凹面鏡２４１（偏向手段）の相対的な回動位置を検出するように機能する。また、制御回路７０は、「方向検出手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１（偏向手段）の回動位置が上記「検出可能範囲」にあるときにフォトダイオード２０（受光手段）によって検出物体からの反射光が受光された場合に、「相対位置検出手段」による相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出するように機能する。
【０１１８】
（本実施形態の主な効果）
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上に導光ミラー２９０が配置されており、この導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に導くように構成されている。さらに、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を受ける受光壁面を有する受光壁２９６が設けられている。そして、この受光壁２９６は、レーザ光Ｌ１が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光させるように配置されている。このようにすると、「凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外において所定回動範囲にあるときにフォトダイオード２０が受光する受光量」が、「凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときにフォトダイオード２０が受光する受光量」に比べて相対的に小さくなる。即ち、凹面鏡２４１が検出可能範囲外にあるときに受光量検出手段（制御回路７０）によって検出される受光量は、当該凹面鏡２４１が所定回動範囲内のときに所定の低受光量状態となり、所定回動範囲外のときに所定の高受光量状態となるため、所定回動範囲の内外で受光量に差が生じることとなる。
そして、このような構成を前提とし、更に、受光量検出手段によって検出される受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段（制御回路７０）と、基準位置検出手段によって検出された基準位置を基準とする凹面鏡２４１の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段（制御回路７０）と、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲にあるときにフォトダイオード２０によって検出物体からの反射光が受光された場合に、相対位置検出手段による相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段（制御回路７０）とが設けられている。
従って、特別な回転位置検出センサ（ロータリエンコーダ等）を用いずとも、装置内における予め定められた特定の位置（所定の低受光量条件を満たす回動位置）を基準位置として正確に定めることができ、この基準位置に基づいて検出物体の相対位置をより精度高く算出することができるようになる。
【０１１９】
また、本実施形態では、受光壁２９６は、受光壁面にてレーザ光Ｌ１を拡散反射させるように構成されている。従って、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外且つ所定回動範囲外にあるときにフォトダイオード２０で検出される受光量が飽和受光量（フォトダイオード２０で検知できる最大受光量）に達しにくくなり、凹面鏡２４１が所定回動範囲内となったときにフォトダイオード２０において受光量の変化をより正確に検出しやすくなる。
【０１２０】
また、本実施形態では、基準位置検出手段は、受光量検出手段によって検出される受光量の状態が、受光壁２９６からの光に基づく所定の高受光量状態と、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０によって導かれるときの所定の低受光量状態とで切り替わるときの凹面鏡２４１の回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に照射されて受光量が低下する回動範囲（所定回動範囲）の中で特定の回動位置を容易に且つ正確に検出して「基準位置」として定めることができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、導光部材が導光ミラー２９０によって構成され、レーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に鏡面反射させている。このようにすると、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を鏡面反射で導くことができ、拡散反射を抑えて凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置により確実に導くことができる。従って、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１の一部が直接的にフォトダイオード２０に受光されることをより一層抑制することができ、所定回動範囲の内外でより一層明確に受光量の差を生じさせることができる。
【０１２２】
また、本実施形態では、導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１から当該導光ミラー２９０に入射するレーザ光Ｌ１を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されている。このようにすると、導光ミラー２９０に入射したレーザ光Ｌ１が、凹面鏡２４１からより遠ざかる方向に導かれやすく、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１の一部が凹面鏡２４１側に戻ってしまう事態をより確実に回避することができる。
【０１２３】
［第２実施形態の第１変形例］
次に第２実施形態の第１変形例について説明する。
なお、図１５は、導光部材にプリズムを採用した構成を概略的に例示する説明図であり、図１５（ａ）は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１５（ｂ）は、凹面鏡が図１５（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【０１２４】
上述した第２実施形態では、導光部材として導光ミラー２９０を用いる構成としたが、第２実施形態の本第１変形例では、導光ミラー２９０に代えてプリズム２９８を導光部材として用いる点が異なるだけで、それ以外の構成は第２実施形態に係るレーザ測定装置２００と同様である。よって、同様の部分（レーザダイオード１０、レンズ６０、ミラー２３０、回動偏向機構２４０、軸部２４２、モータ５０等）については、第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１２５】
上述した第２実施形態では、凹面鏡２４１にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌ１を導光ミラー２９０の導光反射面２９０ａで、入射光（導光反射面２９０ａに入射した光）とは反対の方向へ鏡面反射させるように構成されていたが（図９参照）、本第１変形例では、図１５（ａ）に示すように、この導光ミラー２９０が配置されていた位置に、導光ミラー２９０に代えてプリズム２９８を配置している。そして、具体的には、図１５（ｂ）に示すように、プリズム２９８は、凹面鏡２４１から当該プリズム２９８の入射面２９８ａ（凹面鏡２４１に面する面）に水平方向から入射するレーザ光Ｌ１を屈折させ、出射面２９８ｂ（入射面とは反対側の内側後壁部２９６ｄに面する面）から、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に出射させるように構成されている。なお、レーザ光Ｌ１が入射するプリズム２９８の入射面２９８ａには減反射コーティングが施されており、当該入射面２９８ａでのレーザ光Ｌ１の反射を極力減らすように構成されている。また、プリズム２９８の入射面２９８ａの水平方向の幅は、導光ミラー２０９の幅Ｗ１と同程度に設定されており、所定回動範囲における凹面鏡２４１の角度と検出される受光量との関係は、上述の第２実施形態で示した図１１のようになる。そして、本第１変形例においても、上述した図１２の基準位置検出処理を実施することにより、「基準位置」を検出することができる。
【０１２６】
以上説明したように、第２実施形態の第１変形例に係るレーザ測定装置２００では、導光部材は、プリズム２９８によって構成され、レーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に屈折させるようにしている。このように、導光部材がプリズム２９８によって構成されていても、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に屈折させて導くことができるため、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるとき、フォトダイオード２０が受光する受光量をより小さくすることができ、制御回路７０によってより正確に受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出することができる。
【０１２７】
［第２実施形態の第２変形例］
次に第２実施形態の第２変形例について説明する。
なお、図１６は、導光ミラー２０９の下側に減衰部材２９９を設けた構成を概略的に例示する説明図であり、図１６（ａ）は、本発明の第２実施形態の第２変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１６（ｂ）は、凹面鏡が図１６（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【０１２８】
第２実施形態の本第２変形例では、上述した第２実施形態の構成に加えて、さらにレーザ光Ｌ１を減衰する減衰部材２９９が設けられている点が異なるだけであり、それ以外の構成は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００と同様である。よって、同様の部分（レーザダイオード１０、レンズ６０、ミラー２３０、回動偏向機構２４０、軸部２４２、モータ５０等）については、第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１２９】
本第２変形例では、図１６（ａ）に示すように、レーザ光Ｌ１の走査経路外であって、導光ミラー２０９の下側には、減衰部材２９９が設けられている。そして、図１６（ｂ）に示すように、導光ミラー２０９にて反射されたレーザ光Ｌ１はこの減衰部材２９９に向けて導かれて、減衰されるように構成されている。より具体的に、減衰部材２９９には導光口２９９ａが設けられており、減衰部材２９９はこの導光口２９９ａが導光ミラー２９０の導光反射面２９０ａに向くように配置されている。また、減衰部材２９９の内壁面２９９ｂには、シボ加工やつや消し加工等が施されており、導光口２９９ａから取り込まれたレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造になっている。そして、導光ミラー２０９にて反射されたレーザ光Ｌ１が導光口２９９ａを介して減衰部材２９９の内部に進入すると、減衰部材２９９の内壁面２９９ｂで反射を繰り返しながら減衰し、光量が低減されるようになっている。
【０１３０】
このように、第２実施形態の第２変形例に係るレーザ測定装置２００では、レーザ光Ｌ１の走査経路外にレーザ光Ｌ１を減衰する減衰部材２９９が設けられており、導光ミラー２９０は、この減衰部材２９９に向けてレーザ光Ｌ１を導くように構成されている。このようにすると、導光ミラー２９０によって凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に導かれた凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を、更に減衰させることができるため、導光ミラー２９０によって導かれたレーザ光Ｌ１が他部材で反射してフォトダイオード２０に受光されることを抑制ないし防止することができる。従って、所定回動範囲の内外で、より明確に受光量の差が生じやすくなり、ひいては、より正確且つ安定的に基準位置を設定しやすくなる。
【０１３１】
［第３実施形態］
次に第３実施形態について説明する。第３実施形態は、基準位置検出処理のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって基準位置検出処理についてのみ重点的に説明し、それ以外のハードウェア構成等については第１実施形態と同一であるとして適宜図１〜図３を参照して説明する。
【０１３２】
以下、本実施形態のレーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。
本実施形態の基準位置検出処理では、偏向部４１の回動位置毎に距離値を算出しており、更にこのような回動位置毎の距離値算出処理を複数周行っている。そして、偏向部４１の回動位置毎の距離値データを複数周分取得し、その複数周で得られる距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出している。
【０１３３】
図１のようにレーザ光の走査経路上に平坦な反射面を有する基準部材８０が存在する場合、第１実施形態と同様の検出波形（図５、図６参照）が得られることになるが、このような検出を複数周行うと、図１９のように各周ごとに基準部材８０の位置及び形状に対応する波形が現れることになる。なお、図１９では、２周目、３周目においては、基準部材８０に対応する角度範囲以外の波形は省略して示している。本実施形態では、このような波形が繰り返し安定的に生じることに着目し、この繰り返される波形に対応する回動範囲を「所定回動範囲」として検出し、この範囲に基づいて基準位置を設定している。
【０１３４】
図１９では、図１〜図３に示すレーザレーダ測定装置１を用いて複数周レーザ走査を行ったときの受光波形を例示しており、規定の回転速度となったときの任意のタイミング（任意の回動位置）での時間をＴ０とし、この時間Ｔ０から１周回転した時点の時間をＴ１、Ｔ１から１周回点した時点の時間をＴ２としている。即ち、任意のタイミングＴ０からＴ１までが１周目であり、時間Ｔ１から時間Ｔ２までが２周目であり、時間Ｔ２から時間Ｔ３までが３周目となっている。
【０１３５】
基準位置検出処理の流れは基本的に第１実施形態の図４と同様であるのでこの図４を参照して説明する。本実施形態では、図４のＳ１において全周分の距離値データを取得する際に、このような全周分のデータ取得を複数周分行う。即ち、第１実施形態と同様、偏向部４１の回動位置毎に距離値データを取得することとなるが、このようなデータ取得処理を複数周分行う。
【０１３６】
図２０では、このときに得られる距離値データを概念的に示しており、１周目の各位置で得られる距離値データをＶ１１〜Ｖ１Ｎで示し、２周目の各位置で得られる距離値データをＶ２１〜Ｖ２Ｎ、３周目の各位置で得られる距離値データをＶ３１〜Ｖ３Ｎと順次示しており、規定された最終週（Ｘ周目）の各位置で得られる距離値データをＶＸ１〜ＶＸＮで示している。さらに、各回動位置での距離値の平均値をＡ１、Ａ２、Ａ３・・・ＡＮとそれぞれ示している。なお、図２０は、偏向部４１が１周回転する間にＣＰＵ等からＮ回基準パルスが出力される例であり、基準パルス毎に得られる距離値をそれぞれ示している。
【０１３７】
このように回動位置毎の距離値の平均値Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・ＡＮをそれぞれ算出した上で、距離値の変動が少ない角度範囲（より詳しくは、連続する所定数の回動位置において距離値の平均値が所定幅で収まっている角度範囲）を検出する。例えば、回転角度（回動位置）と距離値の平均値との関係が図２１のようになる場合、平均値の変化幅が所定範囲（範囲Ｗ）に収まっている領域が所定角度範囲以上に亘って続く領域ＡＲ１を「所定回動範囲」（基準部材にレーザ光が照射される角度範囲）として特定する。
【０１３８】
このように「所定回動範囲」を特定された後には、図４のＳ３にてＹｅｓに進み、第１実施形態のＳ４と同様の処理を行う。例えば、ある特定の周（上記「所定回動範囲」を検出している最中の任意の周、或いは、「所定回動範囲」を検出した後の任意の周）で得られた回動位置毎の受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を検出する。そして、図４のＳ５、Ｓ６、Ｓ７と同様の方法で基準位置を設定する。なお、Ｓ５、Ｓ６の処理は省略することもでき、Ｓ４で検出された回動位置（即ち、「所定回動範囲」における受光量が最大となる回動位置）をそのまま基準位置として設定してもよい。
【０１３９】
本実施形態でも、制御回路７０（図１）が第１実施形態と同様に「距離値算出手段」として機能する。また、本実施形態でも、制御回路７０（図１）が「基準位置検出手段」の一例に相当し、「受光量検出手段」による受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出するように機能する。更に、制御回路７０（図１）が「所定回動範囲検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす「所定回動範囲」を検出するように機能する。なお、ここでは、「平均値の変化幅が所定範囲（範囲Ｗ）に収まっている領域が所定角度範囲以上に亘って続くこと」（即ち、距離値の平均値の変動が少ない角度範囲であること）を「所定の統計条件」としている。具体的には、本実施形態でも、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から、反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動（より詳しく、回動位置毎に得られる距離値の平均値の変動）が所定閾値内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出するように機能する。
【０１４０】
［第３実施形態の変更例１］
次に第３実施形態の変更例１について説明する。変更例１も、基準位置検出処理のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって基準位置検出処理についてのみ重点的に説明し、それ以外のハードウェア構成等については第１実施形態と同一であるとして適宜図１〜図３を参照して説明する。
【０１４１】
以下、本実施形態のレーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。
変形例１の基準位置検出処理でも、偏向部４１の回動位置毎に距離値を算出する処理を行い、このような距離値データを複数周分取得している。そして、回動位置毎の複数周分の距離値データに基づき、その複数周で得られる距離値が基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出している。この変形例１でも、図１のようにレーザ光の走査経路上に平坦な反射面を有する基準部材が存在する場合を想定しており、図１９のように各周ごとに基準部材の位置及び形状に対応する波形が現れることが前提となっている。そして、このような波形が繰り返し生じる回動範囲を「所定回動範囲」として検出し、この範囲に基づいて基準位置を設定している。
【０１４２】
変形例１でも、基準位置検出処理の流れは基本的に第１実施形態の図４と同様であるのでこの図４を参照して説明する。なお、本変形例１では、図４のＳ１、Ｓ２の処理を図２２のように変更している。この変形例１では、Ｓ３０１において、第１実施形態のＳ１と同様に全周分の距離値データを取得しており、このような全周分のデータ取得を、規定周回に達するまで行う（Ｓ３０２）。そして、全周分のデータ取得が規定周回に達した場合には、Ｓ３０２にてＹｅｓに進む。Ｓ３０２にてＹｅｓに進むときには、図２３のようなデータが得られていることになる。
【０１４３】
図２３では、このときに得られる距離値データを概念的に示しており、１周目の各位置で得られる距離値データをＶ１１〜Ｖ１Ｎで示し、２周目の各位置で得られる距離値データをＶ２１〜Ｖ２Ｎ、３周目の各位置で得られる距離値データをＶ３１〜Ｖ３Ｎと順次示しており、規定された最終週（Ｘ周目）の各位置で得られる距離値データをＶＸ１〜ＶＸＮで示している。
【０１４４】
図２２の処理において、Ｓ３０２にてＹｅｓに進む場合には、回動位置毎に距離値の変化量（誤差）を算出する統計処理を行う。Ｓ３０３では、各回動位置毎に得られる複数周の距離値データ（例えば、図２３の回動位置１では、Ｖ１１〜ＶＸ１、回動位置２では、Ｖ１２〜ＶＸ２等）それぞれにおいて、最大値と最小値の幅（偏差）を求め、これを回動位置毎の変化量（誤差）としている。図２３では、各回動位置での変化量（偏差）をＤ１、Ｄ２、Ｄ３・・・ＤＮとそれぞれ示している。なお、図２３は、偏向部４１が１周回転する間にＣＰＵ等からＮ回基準パルスが出力される例であり、基準パルス毎に得られる距離値をそれぞれ示している。
【０１４５】
このように回動位置毎の距離値の平均値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３・・・ＤＮをそれぞれ算出した上で、変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置を検出する（Ｓ３０４）。そして、Ｓ３０４での検出結果に基づき、変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置が所定範囲（所定数の角度位置に相当する角度範囲）で連続しているか否かを判断する（Ｓ３０５）。変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置が所定範囲で連続している場合（即ち、連続する所定数の回動位置において距離値の変化量（誤差）が所定値以下に収まっている場合、Ｓ３０５にてＹｅｓに進み、Ｓ３０５で連続すると判断された角度範囲を「所定角度範囲」として検出する（このとき、基準部材８０が検出されたものとする）（Ｓ３０６）。
【０１４６】
このように「所定回動範囲」を特定された後には、図４のＳ３〜Ｓ７と同様の処理を行い、Ｓ３にてＹｅｓに進み、第１実施形態のＳ４と同様の処理を行う。例えば、ある特定の周（上記「所定回動範囲」を検出している最中の任意の周、或いは、「所定回動範囲」を検出した後の任意の周）で得られた回動位置毎の受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を検出する。そして、図４のＳ５、Ｓ６、Ｓ７と同様の方法で基準位置を設定する。なお、Ｓ５、Ｓ６の処理は省略することもでき、Ｓ４で検出された回動位置（即ち、「所定回動範囲」における受光量が最大となる回動位置）をそのまま基準位置として設定してもよい。
【０１４７】
この変形例１でも、制御回路７０（図１）が第１実施形態と同様に「距離値算出手段」として機能する。また、本実施形態でも、制御回路７０（図１）が「基準位置検出手段」の一例に相当し、「受光量検出手段」による受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出するように機能する。更に、制御回路７０（図１）が「所定回動範囲検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす「所定回動範囲」を検出するように機能する。なお、ここでは、「変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置が所定範囲で連続していること」を「所定の統計条件」としている。具体的には、本実施形態でも、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から、反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動（より詳しく、回動位置毎に得られる距離値の平均値の変動）が所定閾値内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出するように機能する。
【０１４８】
［第３実施形態の変更例２］
次に第３実施形態の変更例２について説明する。変更例２も、基準位置検出処理のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって基準位置検出処理についてのみ重点的に説明し、それ以外のハードウェア構成等については第１実施形態と同一であるとして適宜図１〜図３を参照して説明する。
【０１４９】
以下、変更例２に係るレーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。
変更例２の基準位置検出処理では、図２４のように、検出される距離値が所定の第１閾値Ｄ１（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離よりも若干大きい閾値）以下であり所定の第２閾値Ｄ２（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離より若干小さい閾値）以上となるような回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲（例えば、図２に示す範囲ＡＲよりも若干小さい角度範囲）以上続いている連続角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲：図６（ａ）参照））を各周回毎に検出している。そして、このような連続角度範囲Ｃが例えば複数周で一致している場合に、その連続角度範囲Ｃを「所定角度範囲」としている。例えば、図２３の例では、距離値が第１閾値Ｄ１以下且つ第２閾値Ｄ２以上となる回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲以上続いている連続角度範囲を各周毎にＣ１、Ｃ２、Ｃ３で示しているが、このような角度範囲Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が一致している場合に、この角度範囲を「所定角度範囲」として、図４のＳ４以下の処理を行うようにしてもよい。或いは、上記角度範囲Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３において、重複する角度範囲のみを「所定角度範囲」として、図４のＳ４以下の処理を行うようにしてもよい。
【０１５０】
［第４実施形態］
次に第４実施形態について図２５を参照して説明する。
第４実施形態は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００の一部を変更した点が第２実施形態と異なっている。従って、以下では、第２実施形態のレーザ測定装置２００と共通する構成については第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５１】
第４実施形態に係るレーザ測定装置２００は、図２５に示すように、主として、ミラー４０１及び減衰部材４０２が設けられている点、及び、下壁部２０５ｂをモータ５０から離して配置した点のみが第１実施形態の構成と異なっており、それ以外の部分は第２実施形態で説明したレーザ測定装置２００と同様である。
【０１５２】
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するミラー４０１が設けられている。このミラー４０１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光を水平方向に反射しており、このレーザ光を減衰部材４０２に入射させるように導いている。減衰部材４０２は、上述の減衰部材２９９と同様に構成されており、例えばポロン等の低反射率部座によって構成されていてもよく、外壁面（入射面４０２ａ）に、シボ加工やつや消し加工等が施し、入射するレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造としてもよい。
【０１５３】
また、減衰部材４０２は、レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置されており、より具体的には、上下方向においてフォトダイオード２０が設けられた側とは反対側（下方側）であって、且つ前後方向においてフォトダイオード２０が設けられた側とは反対側（前方側）に配置されている。本実施形態では、ミラー４０１が「光誘導手段」の一例に相当し、偏向部４１の回動位置が所定回動範囲にあるときに、導光ミラー２９０（導光部材）によって導かれたレーザ光を減衰部材４０２に導くように機能する。
【０１５４】
［第４実施形態の変更例１］
図２６に示す変更例１は、ミラー４０１を減衰部材４１１に変更した点が上記第４実施形態の代表例（図２５）と異なっている。従って、第４実施形態の代表例と共通する構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５５】
変更例１に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するように減衰部材４１１が設けられている。この減衰部材４１１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光の大部分を水平方向に反射しており、このレーザ光を減衰部材４０２に入射させるように導いている。また、減衰部材４１１は、上述の減衰部材４０２と同様に構成されており、例えばポロン等の低反射率部座によって構成されていてもよく、外壁面（入射面４０２ａ）に、シボ加工やつや消し加工等が施し、入射するレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造としてもよい。
【０１５６】
［第４実施形態の変更例２］
図２７に示す変更例２は、減衰部材４０２を減衰部材４２１に変更した点が上記第４実施形態の代表例（図２５）と異なっている。従って、第４実施形態の代表例と共通する構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５７】
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するミラー４０１が設けられている。このミラー４０１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光を水平方向に反射しており、このレーザ光を減衰部材４２１に入射させるように導いている。
【０１５８】
減衰部材４２１には導光口が設けられており、減衰部材４２１はこの導光口がミラー４０１の導光反射面に向くように配置されている。また、減衰部材４２１の内壁面には、シボ加工やつや消し加工等が施されており、導光口から取り込まれたレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造になっている。そして、ミラー４０１によって誘導されたレーザ光Ｌ１が導光口を介して減衰部材４２１の内部に進入すると、減衰部材４２１の内壁面で反射を繰り返しながら減衰し、光量が低減されるようになっている。
【０１５９】
［第４実施形態の変更例３］
図２８に示す変更例３は、減衰部材４０２に代えてミラー４３１を配置した点、及び減衰部材４３２を配置した点が上記第４実施形態の代表例（図２５）と異なっている。従って、第４実施形態の代表例と共通する構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１６０】
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するミラー４０１が設けられている。このミラー４０１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光を水平方向に反射している。更に、前後方向においてミラー４０１の反対側（具体的には、ミラー４０１からのレーザ光が進む側）には、ミラー４３１が配置されている。このミラー４３１は、ミラー４０１から水平方向に反射されたレーザ光を上方に向かうように上下方向に導いている。そして、上壁部２０５ａに隣接する位置には、ミラー４３１からのレーザ光を減衰する減衰部材４３２が設けられている。この減衰部材４３２は、図２６の減衰部材４０２と同様の構成とすることができる。本実施形態では、ミラー４０１及びミラー４３１が「光誘導手段」の一例に相当し、導光ミラー２９０によって導かれたレーザ光を減衰部材４３２に入射させるように導いている。
【０１６１】
［第５実施形態］
次に第５実施形態について図２９を参照して説明する。
第５実施形態は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００の一部を変更した点が第２実施形態と異なっている。従って、以下では、第２実施形態のレーザ測定装置２００と共通する構成については第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１６２】
第５実施形態に係るレーザ測定装置２００は、図２９に示すように、主として、下壁部２０５ｂに貫通孔５０１を設け、導光ミラー２９０からの光をケース外に導出している点が第２実施形態と異なっており、それ以外の部分は第２実施形態で説明したレーザ測定装置２００と同様である。
【０１６３】
第５実施形態に係るレーザ測定装置２００は、第２実施形態と同様にケース２０３を備えており、このケース２０３には、回動偏向機構２４０や導光ミラー２９０等が収容されている。このケース２０３には、凹面鏡２４１からのレーザ光の走査経路から外れた位置（具体的には下壁部２０５ｂにおける導光ミラー２９０の真下の位置）に、貫通孔５０１が形成されている。そして、導光ミラー２９０は、レーザ光を貫通孔５０１側に反射させており、この貫通孔５０１を介して導光ミラー２９０で反射されたレーザ光がケース２０３の外部に導かれるようになっている。
［第５実施形態の変更例１］
次に第５実施形態の変更例１について説明する。
図３０に示す第５実施形態の変更例１は、主として、下壁部２０５ｂに代えて後壁部２０５ｄに貫通孔５１１を設けた点、及びミラー５１２を設けた点が上記第５実施形態の代表例と異なっており、それ以外の部分は代表例で説明したレーザ測定装置２００（図３０）と同様である。
【０１６４】
変更例１に係るレーザ測定装置２００も、第２実施形態と同様にケース２０３を備えており、このケース２０３には、回動偏向機構２４０や導光ミラー２９０等が収容されている。このケース２０３には、凹面鏡２４１からのレーザ光の走査経路から外れた位置（具体的には後壁部２０５ｄにおけるミラー５１２の真後ろ位置）に、貫通孔５１１が形成されている。この構成では、凹面鏡２４１からのレーザ光を導光ミラー２９０が真下に反射させており、導光ミラー２９０からのレーザ光をミラー５１２が貫通孔５１１側に反射させている。そして、この貫通孔５１１を介して、導光ミラー２９０及びミラー５１２で反射されたレーザ光がケース２０３の外部に導かれるようになっている。この変形例１では、ミラー５１２が「光誘導手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１の回動位置が「所定回動範囲」（導光ミラー２９０にレーザ光が入射する回動範囲）にあるときに、導光ミラー２９０によって導かれたレーザ光を貫通孔５１１を介してケース２０３の外部に導くように機能している。
【０１６５】
［第６実施形態］
次に第６実施形態について図３１、図３２を参照して説明する。
第５実施形態は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００の一部を変更した点が第２実施形態と異なっている。従って、以下では、第２実施形態のレーザ測定装置２００と共通する構成については第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１６６】
第６実施形態に係るレーザ測定装置２００は、図３１に示すように、主として、導光ミラー２９０を省略した点、及び基準部６０１を設けた点が第２実施形態と異なっており、それ以外の部分は第２実施形態で説明したレーザ測定装置２００と同様である。
【０１６７】
図３１に示すレーザ測定装置２００では、後壁部２０５ｄにおける所定位置（具体的には、凹面鏡２４１が所定回動範囲にあるときのレーザ光の走査経路）において、凹面鏡２４１からのレーザ光によって走査（照射）されたときに特定の反射光を生じさせる基準部６０１が設けられている。
【０１６８】
この基準部６０１は、図３２（ａ）に示すように、凹面鏡２４１からのレーザ光の走査経路上に配置される反射面を有しており、凹面鏡２４１が所定回動範囲にあるときに凹面鏡２４１からのレーザ光を反射面で反射させ且つ凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光させるように機能している。この基準部６０１は、所定の低反射率で構成され且つレーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部６０１ａと、低反射率部６０１ａよりも反射率が高く構成され且つレーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部６０１ｂとを少なくとも備えている。低反射率部６０１ａはレーザ光の走査方向と交差する方向（具体的には上下方向）に沿ってバー状（より詳しくは黒色バー状）に構成されており、複数の低反射率部６０１ａが所定間隔で並んで配置されている。高反射率部６０１ｂは、低反射率部６０１ａの周囲及び低反射率部６０１ａ間に介在する形で配置されている。
【０１６９】
このような構成において、本実施形態では、偏向部４１の回動範囲において、「受光量検出手段」によって検出される受光量が低反射率部６０１ａに応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、「受光量検出手段」によって検出される受光量が高反射率部６０１ｂに応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定している。具体的には、第１受光状態と第２受光状態とを区別する閾値が用いられており、低反射率部６０１ａからの受光波形は、この閾値を下回り、高反射率部６０１ｂからの受光波形はこの閾値を上回るようになっている。従って、このような閾値を上回る領域と下回る領域が繰り返される回動範囲を特定することで、基準部６０１に入射する回動範囲（所定回動範囲）を特定することができ、この所定回動範囲が特定された後には第２実施形態と同様の方法で基準位置を定めることができる。なお、基準部の構成は、図３２（ａ）の構成に限られず、図３２（ｂ）のように、単一の低反射率部６０２ａを備えるものであってもよい。
【０１７０】
［第６実施形態の変更例１］
次に第６実施形態の変更例１について図３３、図３４を参照して説明する。
この変更例１に係るレーザ測定装置２００は、基準部６０１に代えて基準部６１１を設けた点が図３１等に示す代表例と異なっており、それ以外は上記代表例と同様である。この例では、図３３に示すように、後壁部２０５ｄにおける内壁面６１３から離れた位置に、縦方向（中心軸２４２ａに沿った方向）に長手状（長孔状）に構成されるスリット６１２ａが、レーザ光の走査方向に所定間隔で並ぶように複数形成されたスリット部材６１２（図３４（ａ）が設けられている。
【０１７１】
このスリット部材６１２における外面６１２ｂは、ケース２０３における後壁部２０５ｄの内壁面６１３よりも反射率が高くなっている。つまり、内壁面６１３における一部の位置（スリット６１２ａを介してレーザ光を照射される位置）が低反射率部に相当し、スリット部材６１２の外面（板状に構成されるスリット部材６１２において凹面鏡２４１側に面する外面）６１２ｂが高反射率部に相当している。この構成では、並んで配置されるスリット部材６１２の各中心位置付近を横方向（スリットの長手方向と直交する方向）にレーザ光が移動するようになっており、レーザ光が各スリット６１２ａの位置を通過するときにはその通過したレーザ光がスリット６１２ａの奥に配置される内壁面６１３で反射され、この反射光（光量の小さい反射光）が凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光されることになる。一方、スリット部材の外面６１２ｂの位置に照射されるときには、この外面６１２ｂからの反射光（内壁面６１３からの反射光と比較して光量の大きい反射光）が凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光されることになる。この構成でも、偏向部４１の回動範囲において、「受光量検出手段」によって検出される受光量が低反射率部（内壁面６１３においてスリット６１２ａを通ってレーザ光が入射する部分）に応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、「受光量検出手段」によって検出される受光量が高反射率部（スリット部材６１２の外面６１２ｂ）に応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定している。具体的には、第１受光状態と第２受光状態とを区別する閾値が用いられており、上記低反射率部からの受光波形は、この閾値を下回り、上記高反射率部からの受光波形はこの閾値を上回るようになっている。従って、このような閾値を上回る領域と下回る領域が繰り返される回動範囲を特定することで、基準部６１１に入射する回動範囲（所定回動範囲）を特定することができ、この所定回動範囲が特定された後には第２実施形態と同様の方法で基準位置を定めることができる。なお、基準部のスリット部材の構成は、図３４（ａ）の構成に限られず、図３４（ｂ）のように、単一のスリット６１４ａを備え、その周囲が外面６１４ｂとして構成されるものであってもよい。
【０１７２】
［他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７３】
図１の例では、窓状の導光部４が偏向部４１の周囲においてほぼ全周に亘って設けられているが、偏向部４１の一方側（例えば基準部材８０側）に導光部を形成しないようにしてもよい。
【０１７４】
上記第１実施形態では、平坦な反射面８１を備えた基準部材８０を用いた例を示したが、基準部材の構成はこれに限定されず、例えば、図７（ａ）（ｂ）のようにしてもよい。なお、図７（ａ）は、基準部材の変形例１を説明する説明図であり、図７（ｂ）は、基準部材の変形例２を説明する説明図である。なお、図７（ａ）では、幅方向一方側（端部２８２側）の反射面２８１ａの傾斜角度と幅方向他方側（端部２８３側）の反射面の傾斜角度とが異なっており、偏向部４１が基準位置にあるときに両反射面２８１ａ、２８１ｂの境界付近にレーザ光が入射するようになっている。また、図７（ｂ）では、反射面３８１が一端部３８２から他端部３８３に亘って湾曲した構成をなしている。これらの構成でも、第１実施形態と同様に「所定回動範囲」を検出し、その「所定回動範囲」において「受光量最大回動位置」を「基準位置」とすればよい。
【０１７５】
上記第１実施形態では、反射面８１を平坦に構成し、偏向部４１が基準位置にあるときに偏向部４１からのレーザ光が反射面８１の幅方向中心位置に垂直に入射する構成を例示したが、これに限られない。例えば、図８のように、「所定回動範囲」の全領域においてレーザ光が反射面４８１（平坦な反射面）に垂直に入射しないようにしてもよい。この場合も、上記実施形態と同様に「所定回動範囲」を検出できる。また、上記実施形態では、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を基準位置として検出しているが、図８の例では、上記実施形態と同様に、「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置（レーザ光が端部４８３付近に入射するときの回動位置）を基準位置としてもよく、「所定回動範囲」において受光量が最少となる回動位置（レーザ光が端部４８２付近に入射するときの回動位置）を「基準位置」とするような構成であってもよい。
【０１７６】
上記第１、第３実施形態では、図４のＳ４で検出された「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当するか否かの判断処理を行ったが、このような判断処理を省略してもよい。例えば、図４のＳ５、Ｓ６の処理を省略し、Ｓ４で検出された受光量最大回動位置を「基準位置」に設定してもよい。
【０１７７】
上記第１実施形態では、距離値が第１閾値と第２閾値との範囲内で安定している領域を「所定回動範囲」として検出したが、これに限られない。例えば、距離値が所定閾値未満となる回動範囲を「所定回動範囲」としてもよい。
【０１７８】
上記第２実施形態及びその変形例では、制御回路７０により検出される受光量の状態が、受光壁２９６ａ〜２９６ｆからの光に基づく所定の高受光量状態と、レーザ光Ｌ１が導光部材によって導かれるときの所定の低受光量状態とで切り替わる状態が検出できる構成であればよく、例えば、受光壁は、ケース２０３を構成する各壁部（２０５ａ〜２０５ｆ）のうちの少なくとも一部（例えば、後壁部２０５ｄの内側後壁部２９６ｄのみ）に設けられていてもよい。
【０１７９】
上記第２実施形態及びその変形例では、所定の高受光量状態から所定の低受光量状態に切り替わる回動位置を「基準位置」として検出したが、これに限らず、例えば、所定の低受光量状態から高受光量状態に切り替わる回動位置を「基準位置」として検出してもよい。
【０１８０】
上記第２実施形態の第１変形例において、プリズム２９８の下側にさらに減衰部材２９９が設けられていてもよい。
【０１８１】
上記第２実施形態及びその変形例において、図１７（ａ）（ｂ）に示すように、さらにケース２０３の下壁部２０５ｂに開口部２０３ａが設けられていてもよい。このように、ケース２０３に開口部２０３ａを設ける構成としても、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を、開口部２０３ａを介してケース２０３外部に出射させることで、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置にレーザ光Ｌ１を導くことができる。
【０１８２】
上記第２実施形態及びその変形例において、導光部材は、図１８（ａ）（ｂ）に示すように、一部が鏡面反射可能に構成されるプリズムミラー３００から構成されていてもよい。このように、導光部材がプリズムミラー３００から構成されており、レーザ光Ｌ１をプリズムミラー３００のプリズム反射面３００ａで当該プリズムミラー３００内に反射させ屈折させることにより、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置にレーザ光Ｌ１を導くこともできる。
【０１８３】
上記第２、第４実施形態では、減衰部材の一例を示したが、減衰部材として図３５のような光ファイバケーブル（以下、光ファイバともいう）７０１を用いるようにしてもよい。この例では、第２実施形態と同様の構成に加え、更に導光ミラー２９０からのレーザ光の向かう先に光ファイバ７０１の一端部７０２を配置している。そして、このように導光ミラー２９０からのレーザ光を一端側から入光させ、且つその一端側から入光した光を他端側に導いている。光ファイバ７０１としては光の伝動効率がやや低いもの（例えば８５％程度のもの）を使用することが望ましい。光ファイバ７０１における一端部７０２とは反対側の端部（他端部）の図示は省略しているが、他端部は、凹面鏡２４１側を向いていない構成であることが望ましく、例えば、後壁部２０５ｄ側を向いた構成であってもよく、下壁部２９６ｂ側を向いた構成であってもよい。また、光ファイバ７０１をある程度長く構成し、導光ミラー２９０から一端部７０２にレーザ光が入光するときの凹面鏡２４１の回動位置（回動角度）と、光ファイバ７０１の他端部からレーザ光が導出されるときの凹面鏡２４１の回動位置（回動角度）とに角度差が生じるようにしてもよい。また、ケース２０３に形成された図示しない孔を介して光ファイバ７０１の他端部側がケース２０３外に導出されており、他端部を介してレーザ光をケース２０３の外部に導出するような構成であってもよい。或いは、光ファイバ７０１の他端側は、光が導出しないように遮蔽してもよい。また、第４実施形態で用いた減衰部材４０２、４３２に代えて光ファイバ７０１を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１８４】
１，２００…レーザ測定装置
１０…レーザダイオード（レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（受光手段）
４０…回動偏向機構（回動偏向手段）
４１…偏向部（偏向手段）
４２ａ，２４２ａ…中心軸
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（距離算出手段、受光量検出手段、基準位置検出手段、相対位置検出手段、方向検出手段）
２０５ａ…上壁部
２０５ｂ…下壁部
２０５ｃ…前壁部
２０５ｄ…後壁部
２０５ｅ，２０５ｆ…側壁部
８０，２８０，３８０，４８０…基準部材
８１，２８１，３８１，４８１…反射面
２４１…凹面鏡（偏向手段）
３，２０３…ケース
２０３ａ…開口部
２９０…導光ミラー（導光部材）
２９０ａ…導光反射面
２９６…受光壁
２９６ａ…内側上壁部（受光壁）
２９６ｂ…内側下壁部（受光壁）
２９６ｃ…内側前壁部（受光壁）
２９６ｄ…内側後壁部（受光壁）
２９６ｅ，２９６ｆ…内側側壁部（受光壁）
２９８…プリズム（導光部材）
２９８ａ…入射面
２９８ｂ…出射面
２９９…減衰部材
２９９ａ…導光口
２９９ｂ…内壁面
３００…プリズムミラー
３００ａ…プリズム反射面
７０１…光ファイバケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出する技術として例えば特許文献１のような装置が提供されている。この特許文献１の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に、レーザ光を透過させ、かつ検出物体からの反射光を検出手段に向けて反射する光アイソレータを設けている。さらに、光アイソレータを透過するレーザ光の光軸上において当該光軸方向の中心軸を中心として回動する凹面鏡を設け、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、検出物体からの反射光を光アイソレータに向けて反射させることで３６０°の水平走査を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２７８９７４１号公報
【特許文献２】特開平１０−２００３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなレーザ測定装置では、偏向手段（凹面鏡等）の回動の基準となる位置（基準位置）をどのように設定するかが問題となる。例えば、偏向手段の回動軸にロータリエンコーダなどの回転センサを取り付ける方法などが考えられるが、この場合、偏向手段やロータリエンコーダなどの部品を組み付ける際にずれが生じると、検出誤差が大きくなりやすいという問題がある。特に、遠方の検出物体を検出する場合、組み付け時の角度誤差（例えば、偏向手段とロータリエンコーダとの角度誤差）がわずかであっても、遠方位置では相当大きな位置誤差となってしまうため、このような組み付けに起因する誤差要因を極力解消し得る構成が望まれている。
【０００５】
また、上記のようなレーザ測定装置では、ロータリエンコーダを省略して装置構成の簡素化、部品点数の削減を図りたいという要望もあり、このようにロータリエンコーダを省略するためには、装置全体に対する偏向手段（凹面鏡等）の相対的な向きをロータリエンコーダ以外の方法で特定できるようにする必要がある。この場合にも、レーザ光が規定方向に照射されるときの偏向手段の回動位置を「基準位置」として定める必要があり、この「基準位置」を正確に検出することが必須となる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、レーザ光が規定方向に照射される回動位置を正確に「基準位置」を検出することができ、その基準位置に基づいて検出物体の相対位置をより精度高く算出し得るレーザ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、前記ケースの内壁の内側に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部材と、前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、前記受光手段によって前記反射光が受光されたとき、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて前記検出物体の方向を検出する方向検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザ測定装置において、前記基準位置検出手段が、前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した規定条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備えており、前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出している。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１に記載のレーザ測定装置において、前記基準位置検出手段は、前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備え、前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材の前記反射面は、前記偏向手段が前記基準位置にあるときに当該偏向手段からの前記レーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、前記基準位置検出手段は、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる回動位置を前記基準位置として検出している。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６に記載のレーザ測定装置において、前記基準部材は、前記反射面に入射する前記レーザ光の移動方向を幅方向としたとき、前記基準位置に位置する前記偏向手段からの前記レーザ光が前記反射面の幅方向所定位置に入射する構成をなしている。
また、前記基準位置検出手段は、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる受光量最大回動位置を検出すると共に、その検出された前記受光量最大回動位置が前記幅方向所定位置に対応する対応回動位置か否かを判断する判断手段を備えている。そして、前記判断手段により前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当すると判断された場合には、当該受光量最大回動位置を前記基準位置として検出し、前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しないと判断された場合には、前記所定回動範囲検出手段による前記所定回動範囲の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された前記所定回動範囲における前記受光量最大回動位置を再度検出し、更に、前記判断手段により、その再度検出された前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当するか否かの判断処理を再び試みるように構成されている。
【００１４】
請求項８の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段の回動範囲が所定の検出可能範囲にあるときに当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、前記ケースの内壁の内側において前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置されると共に、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、前記偏向手段からの前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に導く導光部材と、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外であって且つ前記所定回動範囲外にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を受ける受光壁面を有し、且つ前記レーザ光が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させるように配置された受光壁と、前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲にあるときに前記受光手段によって前記検出物体からの前記反射光が受光された場合に、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項８に記載のレーザ測定装置において、前記受光壁は、前記受光壁面にて前記レーザ光を拡散反射させるようにしている。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載のレーザ測定装置において、前記基準位置検出手段は、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量の状態が、前記受光壁からの光に基づく所定の高受光量状態と、前記レーザ光が前記導光部材によって導かれるときの前記所定の低受光量状態とで切り替わるときの前記偏向手段の回動位置を前記基準位置として検出している。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記レーザ光の走査経路外には、前記レーザ光を減衰する減衰部材が設けられており、前記導光部材は、前記レーザ光を前記減衰部材に向けて導くことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置された減衰部材と、前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記減衰部材に導く光誘導手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１１又は請求項１２に記載のレーザ測定装置において、前記減衰部材が、光ファイバケーブルからなり、前記光ファイバケーブルの一端側から前記レーザ光が入光し、且つその一端側から入光した光が前記光ファイバケーブルの他端側に導かれるように構成され、当該光ファイバケーブル内において、前記レーザ光が減衰するように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースを備え、前記導光部材は、前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導くことを特徴とする。
【００２１】
請求項１５の発明は、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースと、前記ケース内に収容され、前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導く光誘導手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１６の発明は、請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記導光部材は、ミラーによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に鏡面反射させるようにしている。
【００２３】
請求項１７の発明は、請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置に置いて、前記導光部材は、プリズムによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に屈折させるようにしている。
【００２４】
請求項１８の発明は、請求項８から請求項１７のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記導光部材は、前記偏向手段から当該導光部材に入射する前記レーザ光を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されている。
【００２５】
請求項１９の発明は、レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、装置内に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部と、前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、前記受光手段によって前記反射光が受光されたとき、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて前記検出物体の方向を検出する方向検出手段と、を備えている。
そして、前記基準部は、前記レーザ光が装置外に照射される検出可能回動範囲から外れた範囲に配置され、所定の低反射率で構成され且つ前記レーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部と、前記低反射率部よりも反射率が高く構成され且つ前記レーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部とを少なくとも備え、前記基準位置検出手段は、前記偏向手段の回動範囲において、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記低反射率部に応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記高反射率部に応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定すると共に、前記第１回動範囲と前記第２回動範囲とが並ぶ基準部照射範囲を特定し、当該基準部照射範囲の所定位置を基準位置として検出している。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明では、偏向手段からのレーザ光の走査経路上に反射面を備えた基準部材が配置されており、偏向手段が所定回動範囲にあるときに偏向手段からのレーザ光をその基準部材の反射面で反射させ且つ偏向手段を介して受光手段に受光させている。このようにすると、偏向手段が所定回動範囲にあるときに、基準部材に応じた受光結果が得られることとなる。この基準部材は、ケースの内壁の内側に配置されているため、この基準部材から反射するレーザ光の受光結果（受光量や距離値）は、検出可能範囲（レーザ光が装置外に照射されるときの偏向手段の回動範囲）におけるレーザ光の受光結果と大きく異なり、更に、検出可能範囲外においてケースの内壁に照射される場合の受光結果とも異なりやすくなる。
そして、このような構成を前提として、距離値算出手段によって検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ受光量検出手段によって検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出している。従って、基準部材にレーザ光が照射されるときに想定される距離値に対応するように「所定の距離条件」を定め、基準部材にレーザ光が照射されるときに想定される受光量に対応するように「所定の受光量条件」を定めるようにすれば、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいて正確に基準位置を検出することができる。また、基準部材は、ケース内に配置されているため、外乱光の影響を受けにくく、レーザ光が基準部材に照射される回動範囲では、得られる距離値や受光量が安定し易くなる。従って、このような基準部材からの受光量に基づいて基準位置を検出するようにすれば、基準位置のより正確な検出が可能となる。更に、このように基準位置を正確に定めた上で当該基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出しているため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【００２７】
請求項２の発明では、距離値算出手段による算出結果に基づいて距離値が基準部材の位置又は形状に対応した規定条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段が設けられている。そして、受光量検出手段による受光量の検出結果に基づき、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、基準部材にレーザ光が照射される範囲を複雑な構成を用いることなく正確に検出でき、且つその範囲（所定回動範囲）における特定回動位置を基準位置として安定的に定めることができる。
例えば、受光量を条件とせずに距離値だけで基準位置を検出する場合、距離検出の精度に大きく依存してしまい、距離値の検出精度の安定性を確保し難い場合や、距離値の検出精度に限界がある場合（例えば、距離検出回路の距離検出の分解能がそれほど高くない場合）、基準位置に対応するある程度の範囲（所定回動範囲）は絞れるものの、特定の回動位置（基準位置となるべき位置）と他の回動位置とを距離によって区別し難くなり、基準位置を安定的に検出できなくなる懸念がある。
これに対し、請求項２のように、距離値に基づいて基準部材に対応する範囲（所定回動範囲）を絞った上で、その所定回動範囲の中から受光量が規定状態を示す位置を「基準位置」を検出するようにすれば、距離値のみに大きく依存することなく、受光量変化の特性を利用して特定の回動位置を「基準位置」として正確に検出しやすくなる。特に、受光手段で検出される受光量は、レーザ光の照射対象となる物体への入射角度や物体の表面状態によって大きく変化するものであるため、基準位置と他の位置とにおいて入射状態や表面状態に差異が存在すれば、基準位置を正確且つ安定的に検出し易くなる。
一方、受光量の変化のみに基づいて基準位置を検出しようとすると、基準部材にレーザ光が照射されるときの受光量と、基準部材以外の位置にレーザ光が照射されるときの受光量とが近似する場合（例えば、基準部材での反射状態が他部分での反射状態に近い場合や、基準部材以外の位置にレーザ光が照射されているときに基準部材での反射光に近いノイズ光が発生する場合など）において誤検出が生じる場合がある。このような問題に対し、請求項２の発明では、基準部材の位置に対応する回動範囲（所定回動範囲）を特定した上で、この回動範囲（所定回動範囲）内において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出しているため、基準部材以外の位置にレーザ光が照射されるときのノイズ要素（基準位置での受光量に近い受光状態の発生）を排除することができ、より正確且つ安定的に基準位置を定めやすくなる。
【００２８】
請求項３の発明では、基準部材は、偏向手段におけるレーザ光の出射位置から反射面におけるレーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、所定回動範囲検出手段は、距離値算出手段による算出結果に基づき、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を所定回動範囲として検出している。この構成では、偏向手段におけるレーザ光の出射位置から反射面におけるレーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まっているため、基準部材にレーザ光が照射されている期間は、検出される距離値がある範囲で安定することが予想される。従って、基準部材にレーザ光が照射されている期間に検出が想定される距離値を含むように閾値を設定し、この閾値内に収まる回動範囲を検出すれば、基準部材に対応する回動範囲をより正確に検出できるようになる。
【００２９】
請求項４の発明では、距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段が設けられている。そして、受光量検出手段による受光量の検出結果に基づき、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出している。
この構成によれば、基準部材の位置に対応する回動範囲（所定回動範囲）を各回動位置の複数周分のデータに基づいて特定することができる。従って、突発的なノイズに起因する検出精度の低下を極力抑えることができ、基準部材の位置に対応する回動範囲（所定回動範囲）の正確な検出、ひいては、基準位置の正確な検出が可能となる。特に、基準部材はケース内に配置されているため、ノイズが生じたとしても、それは突発的なノイズ（外乱光によるショットノイズや電気、磁気的外乱による回路ノイズ等）である可能性が高く、このような構成では、複数周で得られる距離値に基づいて統計的手法で計算することで、ノイズの影響を大きく抑えることができ、計算によって得られる基準位置が正確な位置に収束し易くなる。また、基準部材は予め形状が定められており、ケース内（即ち、偏向手段の近い位置）に安定的に配置されるため、当該基準部材が照射される回動範囲では受光量が一定の状態に安定しやすくなる。従って、基準部材の変化度合いが所定の安定範囲に収まる回動範囲を検出することで、基準部材に対応する回動範囲（所定回動範囲）をより正確に検出することができる。
【００３０】
請求項５の発明では、偏向手段におけるレーザ光の出射位置から、基準部材の反射面におけるレーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されている。即ち、基準部材においてどの位置にレーザ光が照射されるときでも、そのレーザ光の照射位置から偏向手段におけるレーザ光の出射位置までの距離が所定距離範囲内となる近似した距離とされている。そして、このような構成を前提として、所定回動範囲検出手段は、距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を所定回動範囲として検出している。この構成によれば、基準部材にレーザ光が照射されるときに距離値が近似範囲に収まるという特性に基づき、複数周における各回動位置での距離値の変化量を利用して基準部材にレーザ光が照射される回動範囲（所定回動範囲）をより正確に特定できるようになる。
【００３１】
請求項６の発明では、基準部材の反射面が、偏向手段が基準位置にあるときに当該偏向手段からのレーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、基準位置検出手段は、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が最大値となる回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、基準部材の反射面の特徴を生かして「所定回動範囲」（即ち、レーザ光が基準部材に入射する回動範囲）を正確に検出できると共に、その「所定回動範囲」内の特定回動位置を簡易な構成で安定的に検出でき、このように安定的に定まる特定回動位置を「基準位置」として用いることができる。
【００３２】
請求項７の発明は、基準部材は、反射面に入射するレーザ光の移動方向を幅方向としたとき、基準位置に位置する偏向手段からのレーザ光が反射面の幅方向所定位置に入射する構成をなしている。また、基準位置検出手段は、所定回動範囲検出手段によって検出された所定回動範囲において受光量が最大値となる受光量最大回動位置を検出すると共に、その検出された受光量最大回動位置が幅方向所定位置に対応する対応回動位置か否かを判断する判断手段を備えている。そして、判断手段により受光量最大回動位置が対応回動位置に該当すると判断された場合には、当該受光量最大回動位置を基準位置として検出ている。 この構成では、基準部材の幅方向所定位置に入射するときの偏向手段の回動位置を「基準位置」としており、この「基準位置」のときには、レーザ光が反射面に略垂直に入射するようになっている。従って、受光量が最大値となるときの回動位置（受光量最大回動位置）が「基準位置」と推定されるが、請求項５の発明では、その受光量最大回動位置をそのまま「基準位置」とするのではなく、幅方向所定位置に対応する回動位置（対応回動位置）か否かを一旦確認し、対応回動位置に該当する場合に「基準位置」として定めている。このようにすると、ノイズなどの影響によって誤った基準位置が設定されることを効果的に防ぐことができ、「基準位置」をより正確に設定することができる。
また、受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しないと判断された場合には、所定回動範囲検出手段による前記所定回動範囲の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された所定回動範囲における受光量最大回動位置を再度検出し、その再度検出された受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当するか否かを判断している。このようにすると、受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しない場合であっても受光量最大回動位置の検出を再度行って対応回動位置に該当するか否かを確認することができ、「基準位置」の検出が成功する可能性を高めることができる。
【００３３】
請求項８の発明では、偏向手段からのレーザ光の走査経路上に導光部材が配置されており、この導光部材は、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、偏向手段からのレーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に導くように構成されている。さらに、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときに、偏向手段からのレーザ光を受ける受光壁面を有する受光壁が設けられている。そして、この受光壁は、レーザ光が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、偏向手段を介して受光手段に受光させるように配置されている。このようにすると、「偏向手段の回動位置が検出可能範囲外において所定回動範囲にあるときに受光手段が受光する受光量」が、「偏向手段の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときに受光手段が受光する受光量」に比べて相対的に小さくなる。即ち、偏向手段が検出可能範囲外にあるときに受光量検出手段によって検出される受光量は、当該偏向手段が所定回動範囲内のときに所定の低受光量状態となり、所定回動範囲外のときに所定の高受光量状態となるため、所定回動範囲の内外で受光量に差が生じることとなる。
そして、このような構成を前提とし、更に、受光量検出手段によって検出される受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、基準位置検出手段によって検出された基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、偏向手段の回動位置が検出可能範囲にあるときに受光手段によって検出物体からの反射光が受光された場合に、相対位置検出手段による相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段とが設けられている。
この構成によれば、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいてより正確に基準位置を定めることができる。また、このように基準位置を正確に定めた上で当該基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出することができるため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【００３４】
請求項９の発明では、受光壁は、受光壁面にてレーザ光を拡散反射させるように構成されている。従って、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外且つ所定回動範囲外にあるときに受光手段で検出される受光量が飽和受光量（受光手段で検知できる最大受光量）に達しにくくなり、偏向手段が所定回動範囲内となったときに受光手段において受光量の変化をより正確に検出しやすくなる。
【００３５】
請求項１０の発明では、基準位置検出手段は、受光量検出手段によって検出される受光量の状態が、受光壁からの光に基づく所定の高受光量状態と、レーザ光が導光部材によって導かれるときの所定の低受光量状態とで切り替わるときの偏向手段の回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、レーザ光が導光部材に照射されて受光量が低下する回動範囲（所定回動範囲）の中で特定の回動位置を容易に且つ正確に検出して「基準位置」として定めることができる。
【００３６】
請求項１１の発明では、レーザ光の走査経路外にレーザ光を減衰する減衰部材が設けられており、導光部材は、この減衰部材に向けてレーザ光を導くように構成されている。このようにすると、導光部材によって偏向手段及び受光手段から外れた位置に導かれた偏向手段からのレーザ光を、更に減衰させることができるため、導光部材によって導かれたレーザ光が他部材で反射して受光手段に受光されることを抑制ないし防止することができる。従って、所定回動範囲の内外で、より明確に受光量の差が生じやすくなり、ひいては、より正確且つ安定的に基準位置を設定しやすくなる。
【００３７】
請求項１２の発明では、レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置された減衰部材と、偏向手段の回動位置が所定回動範囲にあるときに、導光部材によって導かれたレーザ光を減衰部材に導く光誘導手段とが設けられている。
このようにすると、導光部材によって偏向手段及び受光手段から外れた位置に導かれた偏向手段からのレーザ光を、更に光誘導部材によって誘導し、減衰部材によって減衰させることができるため、導光部材によって導かれたレーザ光が他部材で反射して受光手段に受光されることを抑制ないし防止することができる。従って、所定回動範囲の内外で、より明確に受光量の差が生じやすくなり、ひいては、より正確且つ安定的に基準位置を設定しやすくなる。また、導光部材によって導かれたレーザ光を更に光誘導部材によって導いているため、単一の導光部材によってレーザ光を導く構成と比較すると、光をより適切な位置に導くための設計上の自由度が大きくなる。
【００３８】
請求項１３の発明では、減衰部材が、光ファイバケーブルからなり、光ファイバケーブルの一端側からレーザ光が入光し、且つその一端側から入光した光が光ファイバケーブルの他端側に導かれるように構成され、当該光ファイバケーブル内において、レーザ光が減衰するように構成されている。この構成では、導光部材からのレーザ光を、光ファイバケーブル内において、他部分への漏洩を抑制しつつ効果的に減衰させることができる。
【００３９】
請求項１４の発明では、レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースが設けられ、このケースは、少なくとも回動偏向手段及び導光部材を収容する構成をなしている。そして、導光部材は、貫通孔を介してレーザ光をケースの外部に導いている。この構成によれば、導光部材によって導かれたレーザ光がケース外に放出されるため、導光部材にレーザ光が照射される回動範囲において、レーザ光の一部が偏向手段や受光手段に入光することをより確実に抑えることができる。
【００４０】
請求項１５の発明は、レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースが設けられ、このケースは、少なくとも回動偏向手段及び導光部材を収容する構成をなしている。更に、ケース内に光誘導部材が収容され、この光誘導部材は、偏向手段の回動位置が所定回動範囲にあるときに、導光部材によって導かれたレーザ光を貫通孔を介してケースの外部に導いている。
この構成によれば、導光部材によって導かれたレーザ光が、更に光誘導部材によって導かれてケース外に放出されるため、導光部材にレーザ光が照射される回動範囲において、レーザ光の一部が偏向手段や受光手段に入光することをより確実に抑えることができる。また、導光部材によって導かれたレーザ光を更に光誘導部材によって貫通孔に導いており、単一の導光部材によってレーザ光を貫通孔に導く構成と比較すると、貫通孔や光の誘導経路を定める上で、設計上の自由度が大きくなる。
【００４１】
請求項１６の発明では、導光部材がミラーによって構成され、レーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に鏡面反射させている。このようにすると、偏向手段からのレーザ光を鏡面反射で導くことができ、拡散反射を抑えて偏向手段及び受光手段から外れた位置により確実に導くことができる。従って、導光部材で反射したレーザ光の一部が直接的に受光手段に受光されることをより一層抑制することができ、所定回動範囲の内外でより一層明確に受光量の差を生じさせることができる。
【００４２】
請求項１７の発明では、導光部材は、プリズムによって構成され、レーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に屈折させるようにしている。このように、導光部材がプリズムによって構成されていても、偏向手段からのレーザ光を偏向手段及び受光手段から外れた位置に屈折させて導くことができるため、偏向手段の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるとき、受光手段が受光する受光量をより小さくすることができ、基準位置検出手段によってより正確に受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出することができる。
【００４３】
請求項１８の発明では、導光部材は、偏向手段から当該導光部材に入射するレーザ光を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されている。このようにすると、導光部材に入射したレーザ光が、偏向手段からより遠ざかる方向に導かれやすく、導光部材で反射したレーザ光の一部が偏向手段側に戻ってしまう事態をより確実に回避することができる。
【００４４】
請求項１９の発明では、偏向手段からのレーザ光の走査経路上に反射面を備えた基準部が配置されており、この基準部は、所定の低反射率で構成され且つレーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部と、低反射率部よりも反射率が高く構成され且つレーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部とを少なくとも備えている。そして、基準位置検出手段は、受光量検出手段によって検出される受光量が低反射率部に応じた第１受光量条件を満たす回動位置と、受光量検出手段によって検出される受光量が高反射率部に応じた第２受光量条件を満たす回動位置とを含む基準部照射範囲を特定し、当該基準部照射範囲の所定位置を基準位置として検出している。
この構成によれば、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいて、基準部にレーザ光が照射されるときの回動範囲を正確に特定し易くなる。特に、偏向手段から近い位置に低反射率部と高反射率部とが存在しており、これらによって生じる第１反射光及び第２反射光の組み合わせは、基準部にレーザ光が照射されない回動範囲では生じにくいため、このような第１反射光及び第２反射光に基づいて基準部に対応する回動範囲（基準部にレーザ光が照射されるときの回動範囲）を特定するようにすれば、当該回動範囲をより正確に特定することができ、ひいては、より正確に基準位置を定めることができる。
また、このように基準位置を正確に定めた上で当該基準位置を基準とする偏向手段の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出しているため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、基準部材を上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図２（ｂ）は、基準部材を説明する説明図である。
【図３】図３は、偏向部が所定回動範囲にあるときのレーザ光の照射の様子を概念的に説明する説明図である。
【図４】図４は、図１のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図５】図５は、偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフである。
【図６】図６（ａ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフであり、図６（ｂ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される受光量との関係を説明するグラフである。
【図７】図７（ａ）は、基準部材の変形例１を説明する説明図であり、図７（ｂ）は、基準部材の変形例２を説明する説明図である。
【図８】図８は、基準部材の変形例３を説明する説明図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図９（ｂ）は、凹面鏡が図９（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９のレーザ測定装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、偏向部の角度と検出される受光量との関係を説明するグラフである。
【図１２】図１２は、図９のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）は、図９のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、導光ミラーを上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図１３（ｂ）は、導光ミラーを説明する説明図である。
【図１４】図１４は、偏向部の角度と検出される受光量との関係から基準位置を検出する様子を説明する説明図である。
【図１５】図１５は、導光部材にプリズムを採用した構成を概略的に例示する説明図であり、図１５（ａ）は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１５（ｂ）は、凹面鏡が図１５（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１６】図１６は、導光部材の下側に減衰部材を設けた構成を概略的に例示する説明図であり、図１６（ａ）は、本発明の第２実施形態の第２変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１６（ｂ）は、凹面鏡が図１６（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１７】図１７は、ケースの下側に開口部を設けた構成を概略的に例示する説明図であり、図１７（ａ）は、本発明の第２実施形態及びその変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１７（ｂ）は、凹面鏡が図１７（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【図１８】図１８は、導光部材にプリズムミラーを採用した構成を概略的に例示する説明図であり、図１８（ａ）は、プリズムミラーの斜視図であり、図１８（ｂ）は、本発明の第２実施形態及びその変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図１９】図１９は、第３実施形態に係るレーザ測定装置において、基準位置検出処理で複数周分の距離値データを取得する例を概略的に説明する説明図である。
【図２０】図２０は、第３実施形態に係るレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理において取得された複数周分の距離値データ及び統計データを概念的に説明する説明図である。
【図２１】図２１は、図２０の距離値データによって得られた統計データについて概念的に説明する説明図である。
【図２２】図２２は、第３実施形態の変更例１で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図２３】図２３は、第３実施形態の変更例１で行われる基準位置検出処理において取得された複数周分の距離値データ及び統計データを概念的に説明する説明図である。
【図２４】図２４は、第３実施形態の変更例２で行われる基準位置検出処理について説明する説明図である。
【図２５】図２５は、本発明の第４実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２６】図２６は、第４実施形態の変更例１に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２７】図２７は、第４実施形態の変更例２に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２８】図２８は、第４実施形態の変更例３に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図２９】図２９は、本発明の第５実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３０】図３０は、第５実施形態の変更例１に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３１】図３１は、本発明の第６実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３２】図３２（ａ）は、図３１のレーザ測定装置の基準部を説明する説明図であり、図３２（ｂ）は、基準部の変形例を説明する説明図である。
【図３３】図３３は、第６実施形態の変更例１に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【図３４】図３４（ａ）は、図３３のレーザ測定装置の基準部を説明する説明図であり、図３４（ｂ）は、基準部の変形例を説明する説明図である。
【図３５】図３５は、他の実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
[第１実施形態]
以下、本発明のレーザ測定装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（全体構成）
まず、図１等を参照して第１実施形態に係るレーザ測定装置１の全体構成について説明する。なお、図１は、第１実施形態に係るレーザ測定装置１の全体構成を概略的に例示する断面図である。
図１に示すように、レーザ測定装置１は、レーザダイオード１０と、検出物体からの反射光Ｌ２を受光するフォトダイオード２０とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
【００４７】
レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を間欠的に出射している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオードに至るまでの反射光を符号Ｌ２にて概念的に示している。
【００４８】
フォトダイオード２０は、「受光手段」の一例に相当するものであり、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生し、そのレーザ光Ｌ１が検出物体にて反射したとき、その反射光Ｌ２を受光して電気信号に変換している。なお、検出物体からの反射光については所定領域のものが偏向部４１に取り込まれる構成となっており、図１では、符号Ｌ２で示す２つのライン間の領域の反射光が取り込まれる例を示している。
【００４９】
レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を平行光に変換している。
【００５０】
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路上には、ミラー３０が設けられている。このミラー３０は、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１の光軸に対して傾斜した反射面３０ａを備え、レンズ６０を透過したレーザ光Ｌ１を回動偏向機構４０に向けて反射させている。本実施形態では、レンズ６０を通過した水平方向のレーザ光Ｌ１をミラー３０によって垂直方向（後述する中心軸４２ａと平行な方向）に反射させており、その反射した垂直方向のレーザ光Ｌ１が回動偏向機構４０の偏向部４１に入射するようになっている。
【００５１】
回動偏向機構４０は、「回動偏向手段」の一例に相当するものであり、平坦な反射面４１ａを有するミラーからなる偏向部４１と、この偏向部４１を支持する支持台４３と、この支持台４３に連結された軸部４２と、この軸部４２を回転可能に支持する図示しない軸受とを備えている。
【００５２】
偏向部４１は、「偏向手段」の一例に相当するものであり、ミラー３０で反射されたレーザ光Ｌ１の光軸上に配置されると共に、中心軸４２ａ（所定の中心軸）を中心として回動可能とされている。この偏向部４１は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を空間に向けて偏向（反射）させ、且つ検出物体からの反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）させる構成をなしている。
【００５３】
また、偏向部４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、ミラー３０から当該偏向部４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致しており、レーザ光Ｌ１が偏向部４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。
【００５４】
なお、本実施形態では、中心軸４２ａの方向を垂直方向（Ｙ軸方向）としており、中心軸４２ａと直交する平面方向を水平方向としている。また、水平方向の内の所定方向をＸ軸方向として示している。
【００５５】
図１に示すように、偏向部４１の反射面４１ａは、垂直方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して４５°の角度で傾斜しており、ミラー３０側から入射するレーザ光Ｌ１を、水平方向に反射させている。また、偏向部４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、偏向部４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。
【００５６】
また、本実施形態に係るレーザ測定装置１では、偏向部４１における反射光を偏向する偏向領域（偏向部４１における反射面４１ａの領域）が、ミラー３０におけるレーザ光を反射する反射領域（ミラー３０における反射面３０ａの領域）よりも十分大きく構成されている。
【００５７】
さらに、回動偏向機構４０を駆動するモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された偏向部４１を回転駆動している。なお、モータ５０の具体的構成としては、例えばサーボモータ等を用いても良いし、定常回転するモータを用い、偏向部４１が測距したい方向を向くタイミングに同期させてパルスレーザ光を出力することで、所望の方向の検出を可能としてもよい。また、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち偏向部４１の回転角度位置）を検出する回転角度位置センサ５２が設けられている。回転角度位置センサ５２は、ロータリエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用できる。
【００５８】
回動偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上には、フォトダイオード２０に向けて反射光を集光する集光レンズ６２が設けられ、その集光レンズ６２とフォトダイオード２０の間にはフィルタ６４が設けられている。集光レンズ６２は、偏向部４１からの反射光Ｌ２を集光してフォトダイオード２０に導くものであり、集光手段として機能している。
【００５９】
また、フィルタ６４は、回動偏向機構４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光Ｌ２の光路上において反射光Ｌ２を透過させ且つ反射光Ｌ２以外の光を除去するように機能するものである。このフィルタ６４は、例えば反射光Ｌ２に対応した特定波長の光（例えば一定領域の波長の光）のみを透過させそれ以外の光を遮断する波長選択フィルタによって構成されている。
【００６０】
また、本実施形態では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回動偏向機構４０、モータ５０等がケース３内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース３における偏向部４１の周囲には、当該偏向部４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする窓状の導光部４が形成されている。導光部４は、偏向部４１に入光するレーザ光Ｌ１の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ３６０°に亘って構成されており、この導光部４を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板５が配され、防塵が図られている。
【００６１】
（基準部材）
次に、本実施形態の特徴の１つである基準部材８０について説明する。
図２（ａ）は、図１のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、基準部材を上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図２（ｂ）は、基準部材を説明する説明図である。図３は、偏向部が所定回動範囲にあるときのレーザ光の照射の様子を概念的に説明する説明図である。
【００６２】
本実施形態に係るレーザ測定装置１は、図１、図２（ａ）に示すように、偏向部４１からのレーザ光Ｌ１が入射可能な位置に基準部材８０が設けられており、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに偏向部４１からのレーザ光が基準部材８０に入射するように構成されている。この基準部材８０は、全体として板状に構成されており、偏向部４１側に面し且つ偏向部４１からのレーザ光の走査経路上に配置される反射面８１を有している。そして、偏向部材８０は、偏向部４１が後述する「所定回動範囲」にあるときに当該偏向部４１にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌ１を反射面８１で反射させ、その反射光の少なくとも一部を偏向部４１に返すように構成されており、その返された反射光を偏向部４１を介してフォトダイオード２０に受光させている。
【００６３】
また、基準部材８０の反射面８１は、全体として平坦面として構成されており、本実施形態の例では、偏向部４１が所定の「基準位置」にあるときに当該偏向部４１からのレーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、具体的には、反射面８１の面方向が中心軸４２ａの方向とほぼ平行となる構成で配置されている。この構成では、図２に示すように、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１が基準部材８０の反射面８１に略垂直に入射するときの偏向部４１の回動位置が「基準位置」となっている。なお、図１、図２では、偏向部４１が「基準位置」となっているときの位置Ｐ１からのレーザ光の照射経路を二点鎖線Ｌ１'で示している。
【００６４】
また、基準部材８０は、反射面８１での反射率が偏向部４１の反射面４１ａでの反射率よりも小さくなるように構成されている。このように反射面８１の反射率を反射面４１ａの反射率よりも小さく抑える構成としては、例えば、反射面８１を黒色面（例えばつや消しの黒色面）として構成し、ミラーとして構成される偏向部４１の反射面４１ａよりも反射率を小さく抑えるような構成が挙げられる。或いは、偏向部４１に対向する対向部（図２（ａ）に示す２つの板面８０ａ、８０ｂの内の偏向部４１側の板面８０ｂを構成する部分）にシボ加工等の微細加工を施し、そのシボ加工が施された加工面を反射面８１とする構成などが挙げられる。この場合、シボ加工による微少な凹凸はあるものの反射面８１が全体としてほぼ平坦面として構成され、その反射面８１の面方向が中心軸４２ａの方向とほぼ平行となる構成で配置されることとなる。このように反射面８１での反射率を低く抑えることで、反射面８１で反射された反射光が偏向部４１を介してフォトダイオード２０にて受光されたときに飽和受光量（即ち、フォトダイオード２０で受光量が検知できる最大受光量）に達しにくくなり、各回動位置ごとの受光量をより精度高く検出できるようになる。
【００６５】
（基準位置検出処理）
次に、レーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。図４は、図１のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。図５は、偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフである。図６（ａ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される距離値との関係を説明するグラフであり、図６（ｂ）は、所定回動範囲における偏向部の角度と検出される受光量（光強度）との関係を説明するグラフである。
【００６６】
図４に示す基準位置検出処理は、図示しないメモリに記憶されたプログラムに基づいて制御回路７０（図１）によって実行されるものである。この基準位置検出処理は、所定の開始条件の成立時（例えばユーザによる所定操作や電源投入がなされた時等）に開始され、まず、全周分（３６０°分）の距離値のデータ及び受光量のデータを取得する処理を行う（Ｓ１）。
【００６７】
本実施形態では、偏向部４１の回転が定常状態となったときに一定の回転速度で回転するようになっており、他方、レーザダイオード１０から、一定の時間間隔でパルスレーザ光が出射されるようになっている。従って、偏向部４１が所定角度（例えば１°）回動する毎の各回動位置でパルスレーザ光がそれぞれ照射され、各回動位置ごとにパルスレーザ光の投光から当該パルスレーザ光に応じた反射光の受光までの経過時間が算出されるようになっている。そして、このような各回動位置ごとに算出される各経過時間に基づき、各回動位置ごとにレーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値が算出されるようになっている。本実施形態では、所定の距離値算出基準点（距離値算出の原点）からの距離値を算出しており、例えば位置Ｐ１を距離値算出基準点とすることができる。なお、図５では、偏向部４１の各回動位置（各回動角度）と検出される距離値との関係を例示しており、偏向部４１の所定の原点からの回動角度を横軸にとり、各回動角度で検出される距離値を縦軸にとっている。
【００６８】
更に、Ｓ１では、各回動位置ごとの受光量（即ち、各回動位置で照射されるパルスレーザ光の反射光がフォトダイオード２０で受光される各受光量）を検出しており、このような受光量のデータを全周分（３６０°分）生成している。以上のような処理を行うことで、偏向部４１の回動位置ごとに、レーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値と、その反射光の受光量（フォトダイオード２０で受光された受光量）とが検出されることとなる。
なお、本実施形態では、Ｓ１の処理を実行する制御回路７０が「距離値算出手段」の一例に相当し、偏向部４１の回動位置毎にレーザ光の到達位置までの距離値を算出するように機能する。また、制御回路７０は、「受光量検出手段」の一例にも相当し、偏向部４１の回動位置毎にフォトダイオード２０での受光量を検出するように機能する。
【００６９】
そして、Ｓ１で得られた各回動位置の距離値（レーザ光到達位置までの距離値）のデータに基づいて、レーザ光Ｌ１が基準部材８０に照射される範囲である「所定回動範囲」を検出する。なお、この「所定回動範囲」とは、即ち、３６０°回転する偏向部４１の全回動範囲のうち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ１が基準部材８０の一端部８２に入射するときの回動位置から、他端部８３に入射するときの回動位置までの回動範囲を指し、偏向部４１が当該「所定回動範囲」にあるときに、レーザ光Ｌ１が装置外の空間に投射されずに基準部材８０に入射し、この基準部材８０からの反射光がフォトダイオード２０によって受光されるようになっている。なお、図２（ａ）では、レーザ光Ｌ１が一端部８２に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ａ１で示し、レーザ光Ｌ１が他端部８３に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ａ２で示しており、基準部材８０に入射可能な走査領域を符号ＡＲにて示している。
【００７０】
また、基準部材８０は、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路（即ち、図２（ｂ）の一端部８２から他端部８３までの一点鎖線の経路）までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されている。具体的には、基準部材８０の反射面８１が平坦に構成されており、偏向部４１が所定位置（基準位置）にあるときのレーザ光（図２では、符号Ｌ１'）の方向と反射面８１とが略直交するように構成されているため、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに各回動位置で算出される各距離値はほぼ同一の値となる。従って、Ｓ２の処理では、距離値が所定角度範囲に亘ってほぼ一定となっている回動範囲を検出することで、前記「所定角度範囲」を検出することができる。なお、図３に示すように、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときには、回動位置の違いによりレーザ光の経路に若干の誤差が生じるが、この誤差は装置外に照射される場合と比較して無視できるレベルである。例えば、図３の破線４１'のときのレーザ光の経路長（図３の破線の矢印参照）と「基準位置」にある偏向部４１のときのレーザ光の経路長（図３のレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌａ参照）とを比較すると若干長さが異なるが、この長さの違いは装置外の空間を走査するときの距離値の変動に比べて非常に小さいためほぼ無視できるレベルといえる。従って、距離値が一定の範囲内で安定的に推移している部分を検出することで「所定回動範囲」を検出することができる。
【００７１】
具体的には、例えば、図５のように、検出される距離値が所定の第１閾値Ｄ１（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離よりも若干大きい閾値）以下であり所定の第２閾値Ｄ２（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離より若干小さい閾値）以上となるような回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲（例えば、図２に示す範囲ＡＲよりも若干小さい角度範囲）以上続いている角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲：図６（ａ）参照））を検出し、この角度範囲Ｃを「所定回動範囲」としている。
【００７２】
なお、図１のように、レーザ光Ｌ１の照射経路において位置Ｐ１から最も近い位置に基準部材８０が存在する場合、距離値の最小値が得られる領域を「所定回動範囲」として検出してもよい。この場合、例えば、図５に示す、第２閾値Ｄ２以上を条件とせず、第１閾値Ｄ１以下となるような回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲（例えば、図２に示す範囲ＡＲよりも若干小さい範囲）以上続いている角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲：図６（ａ）参照））を検出し、この角度範囲Ｃを「所定回動範囲」とすることができる。
【００７３】
Ｓ２の処理の後には、Ｓ２の処理によって基準部材８０が検出されたか（即ち、基準部材８０に照射される「所定回動範囲」が検出されたか）否かを判断する（Ｓ３）。そして、「所定回動範囲」が検出されたと判断される場合には、Ｓ３にてＹｅｓに進み、Ｓ４以降の処理を行う。一方、「所定回動範囲」が検出されない場合には、Ｓ３にてＮｏに進み、Ｓ１以降の処理を再び行う。
【００７４】
なお、本実施形態では、Ｓ２の処理を実行する制御回路７０が、「所定回動範囲検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」による算出結果に基づき、距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した規定条件を満たす「所定回動範囲」を検出するように機能する。本実施形態では、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路（即ち、図２（ｂ）の一端部８２から他端部８３までの一点鎖線の経路）までの距離が所定距離範囲内に収まるように基準部材８０の位置及び形状が設定されており、「距離値の変動が所定閾値内（上記代表例では「第１閾値」と「第２閾値」の間）に収まる回動範囲であること」が「基準部材８０の位置又は形状に対応した規定条件」に相当し、このような回動範囲を「所定回動範囲」として検出している。
【００７５】
Ｓ３にてＹｅｓに進む場合には、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を検出する（Ｓ４）。本実施形態では、図３のように、レーザ光Ｌ１が反射面８１に対してほぼ垂直に入射する回動位置（即ち基準位置）となっているときに、最も多くの反射光が偏向部４１側に返され、「基準位置」から角度が離れるほど、偏向部４１に返される反射光が少なくなっており、図３の破線のようにレーザ光Ｌ１が基準部材８０の端部に入射するときの回動位置では偏向部４１に返される反射光が相当少なくなっている。従って、上記「所定回動範囲」では、図６（ｂ）のように「基準位置」に相当する回動位置（回動角度Ａ１）のときのフォトダイオード２０での受光量（光強度）が最も大きく、この「基準位置」から角度が離れるほど受光量（光強度）が次第に小さくなるような検出結果が得られることとなる。Ｓ４では、このような現象を考慮し、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」の中で受光量が最大となる回動位置を「基準位置」の候補として検出する。
【００７６】
Ｓ４の処理の後には、「対応回動位置」を算出する処理を行う（Ｓ５）。この「対応回動位置」は、基準部材８０の形状に基づいて「基準位置」と推定される回動位置のことであり、ここでは以下のようにして算出する。
【００７７】
本実施形態では、レーザ光Ｌ１の走査経路上に配置される基準部材８０において、レーザ光Ｌ１の照射位置が偏向部４１の回動に応じて移動するようになっており（図２（ｂ）の破線の矢印参照）、反射面８１での当該照射位置の移動方向（即ち、図２（ｂ）の破線矢印で示すレーザ光の走査方向）がこの基準部材８０の「幅方向」となっている。なお、図２では、幅方向を矢印Ｗで概念的に示している。
【００７８】
一方、上述したように反射面８１にレーザ光Ｌ１が垂直に入射するときの偏向部４１の回動位置を「基準位置」としており、図２（ａ）（ｂ）に示すように、偏向部４１がこの「基準位置」に位置するときに当該偏向部４１からのレーザ光Ｌ１が反射面８１の幅方向所定位置に入射するようになっている。具体的には、図２（ａ）において二点鎖線Ｌ１'で示すように、偏向部４１が「基準位置」にあるときにレーザ光が基準部材８０の幅方向中心位置Ｐ２に入射するようになっており、このように基準部材８０の幅方向中心位置Ｐ２に入射するときに、レーザ光Ｌ１が反射面８１に垂直に入射するようになっている。このような構成を前提とし、Ｓ５の処理では、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」から、上述の「幅方向所定位置」（図２の例では幅方向中心位置Ｐ２）に対応する回動位置（対応回動位置）を検出する。具体的には、図２（ａ）に示すように、照射範囲ＡＲにおいてθ１＝θ２となる中心回動位置が幅方向中心位置Ｐ２に入射する回動位置（対応回動位置）と推定されるため、Ｓ２で検出された「所定回動範囲」において中心回動位置を検出する。例えば、図６（ｂ）のように初期角度θａと終期角度θｂとの間の角度範囲Ｃが「所定回動範囲」として検出された場合には、初期角度θａと終期角度θｂとの間の中心の角度θｎを「対応回動位置」として検出する。
【００７９】
そして、Ｓ５で検出された対応回動位置（図６（ａ）の例では回動角度θｎの回動位置）とＳ４で検出された受光量最大回動位置（図６（ｂ）の例では回動角度Ａ１の回動位置）とを比較し、所定の一致関係にあるか否かを判断する（Ｓ６）。「所定の一致関係」とは、Ｓ４で検出された「受光量最大回動位置」とＳ５で検出された「対応回動位置」とが完全に一致する関係であってもよく、これら「受光量最大回動位置」と「対応回動位置」とが規定の許容範囲内に収まる関係であってもよい。
なお、Ｓ６の処理を実行する制御回路７０は、「判断手段」の一例に相当し、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大値となる「受光量最大回動位置」を検出すると共に、その検出された「受光量最大回動位置」が幅方向所定位置に対応する「対応回動位置」か否かを判断している。
【００８０】
Ｓ６の判断処理において、Ｓ４で検出された「受光量最大回動位置」とＳ５で検出された「対応回動位置」とが所定の一致関係にないと判断された場合、Ｓ６にてＮｏに進み、Ｓ１以降の処理を繰り返す。一方、所定の一致関係にあると判断された場合には、Ｓ６にてＹｅｓに進み、Ｓ４で検出された「受光量最大回動位置」を「基準位置」に設定する（Ｓ７）。
【００８１】
なお、本実施形態では、図４の処理を実行する制御回路７０が「基準位置検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」によって検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ「受光量検出手段」によって検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出するように機能する。具体的には、「所定回動範囲検出手段」によって検出された所定回動範囲（上記代表例では、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲）において受光量が規定状態となる回動位置（上記代表例では受光量が最大値となる回動位置）を「基準位置」として検出している。更に、前記「判断手段」により「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当すると判断された場合（即ち、図４のＳ６でＹｅｓの場合）に、当該「受光量最大回動位置」を「基準位置」として検出し、「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当しないと判断された場合（即ち、図４のＳ６でＮｏの場合）には、Ｓ１に戻って「所定回動範囲検出手段」による「所定回動範囲」の検出処理を再度行うと共に（即ち、再度Ｓ２を実行）、その再度検出された「所定回動範囲」における「受光量最大回動位置」を再度検出し（即ち、再度Ｓ４を実行）、更に、「判断手段」により、その再度検出された「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当するか否かの判断処理を再び試みる（即ち、再度Ｓ６を実行する）ように構成されている。
【００８２】
（物体検出処理）
図４の処理によって「基準位置」が検出された後には、この「基準位置」を回動角度の原点として実際の検出処理を行う。具体的には、間欠的に照射されるパルスレーザ光の各照射のときの偏向部４１の各回動位置を、上述の「基準位置」を基準とする相対的な回動位置として検出できるようになっており（即ち、各照射のときの各回動位置が、「基準位置」を基準としてどの程度回動した位置であるかを検出できるようになっており）、いずれかの回動位置のときに検出物体からの反射光がフォトダイオード２０にて受光されたときには、その受光時の偏向部４１の角度が、「基準位置」からどの程度回転した角度であるかを特定できるようになっている。従って、「基準位置」のときに偏向部４１から照射されるレーザ光Ｌ１の照射方向（上記代表例では、基準部材８０の反射面８１にレーザ光が垂直に入射するときの偏向部４１の方向）を基準方向として検出物体の方向を検出できるようになっている。また、本実施形態に係るレーザ測定装置１では、装置外周面において「基準位置」のときにレーザ光が照射される方向に対応する規定位置（例えば、ケース３の周方向において「基準位置」のときにレーザ光が照射される方向に相当する位置等）に予め基準マークなどを付しておいてもよい。
【００８３】
本実施形態では、制御回路７０が「相対位置検出手段」の一例に相当し、「基準位置検出手段」によって検出された「基準位置」を基準として偏向部４１の相対的な回動位置を検出するように機能する。また、制御回路７０は、「方向検出手段」の一例に相当し、フォトダイオード２０によって検出物体からの反射光が受光されたとき、上記「相対位置検出手段」による相対的な回動位置の検出結果に基づいて検出物体の方向を検出するように機能する。
【００８４】
本実施形態では、例えば水晶発振器やＣＰＵなどから出力されるパルス信号（基準パルス）に基づいて、レーザダイオード１０を駆動する駆動パルスを生成しており、水晶発振器やＣＰＵなどから出力されるパルス信号をカウントすることで、上記のように決定された「基準位置」からの相対的な回転角度を検出できるようになっている。例えば、偏向部４１が１周回転する間にＣＰＵからＮ回のパルス信号（基準パルス）が出力される構成では、パルスが１回出力される毎（即ち１周期）に３６０／Ｎ（°）回転することになる。この構成では、上述の基準位置検出処理によって「基準位置」が検出された後には、パルスＮ回毎に基準位置となり、この基準位置のタイミングからパルス数をカウントすることで、基準位置からの相対的な回転角度を特定することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、例えば、水晶発振器やＣＰＵなどから基準パルスがＮ回出力される毎（即ち、偏向部４１が１周回転する毎）にＺ相パルス信号（１周回転する毎に出力されるパルス信号）を出力するＺ相信号生成部と、水晶発振器やＣＰＵなどから基準パルスが所定回数（Ｍ回）出力される毎にＡ相パルス信号を出力するＡ相信号生成部とが設けられており、例えば、偏向部４１が１°回転するのに要する時間が基準パルスＭ周期分に相当している。従って、偏向部４１が１°回転する毎にＡ相パルス信号が出力され、このＡ相パルス信号をレーザダイオード１０を駆動する駆動パルスとして用いている。従って、レーザダイオード１０からは、偏向部４１が１°回転する毎にレーザ光が出射されるようになっている。
【００８６】
また、上述した基準位置検出処理では、偏向部４１の回転が定常状態となった後の任意のタイミング（任意の回動位置）から偏向部４１が１周する間、各回動位置において距離値の検出を行っており、駆動パルスが出力される毎、或いは基準パルスが出力される毎に距離値の算出を行っている。この場合、基準位置が未だ設定されていなくても、上記の任意のタイミングから基準パルスをＮ回カウントすることで偏向部４１が１回転したことを特定でき、この１回転の期間に得られた回動位置毎の距離値に基づいて上述のように「所定回動範囲」及び「基準位置」を特定するようにすればよい。
【００８７】
（本実施形態の主な効果）
本実施形態に係るレーザ測定装置では、偏向部４１からのレーザ光の走査経路上に反射面８１を備えた基準部材８０が配置されており、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに偏向部４１からのレーザ光をその基準部材８０の反射面８１で反射させ且つ偏向部４１を介してフォトダイオード２０（受光手段）に受光させている。
このようにすると、偏向部４１が「所定回動範囲」にあるときに、基準部材８０に応じた受光結果が得られることとなる。そして、このような構成を前提として、「距離値算出手段」によって検出される距離値が所定の距離条件を満たし、且つ受光量検出手段によって検出される受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出している。従って、実際に照射されるレーザ光の受光結果に基づいて「基準位置」を定めることができるため、組み付けの影響等を抑えた正確な基準位置設定が可能となる。
そして、このように「基準位置」を正確に定めた上で当該「基準位置」を基準とする偏向部４１の相対的な回動位置を検出し、検出物体の方向を検出しているため、検出物体の位置誤差をより小さくすることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、「距離値算出手段」による算出結果に基づいて距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した規定条件を満たす「所定回動範囲」を検出する「所定回動範囲検出手段」が設けられている。そして、「受光量検出手段」による受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が規定状態となる回動位置を「基準位置」として検出している。
このようにすると、基準部材８０にレーザ光が照射される範囲を複雑な構成を用いることなく正確に検出でき、且つその範囲（所定回動範囲）における特定回動位置を「基準位置」として安定的に定めることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、基準部材８０の反射面８１が平面として構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」による算出結果に基づき、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出している。
このようにすると、基準部材８０の反射面を簡易な形状とすることができ、かつ、その基準部材８０の反射面の特徴を生かして「所定回動範囲」（即ち、レーザ光が基準部材８０に入射する回動範囲）を正確に検出できるようになる。
【００９０】
基準部材８０は、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路（反射面８１におけるレーザ光Ｌ１が照射される位置）までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」による算出結果に基づき、距離値の変動が所定閾値Ｄ１，Ｄ２内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出している。この構成によれば、「距離値算出手段」による距離値の算出結果を利用して基準部材８０にレーザ光Ｌ１が照射される回動範囲（所定回動範囲）をより正確に特定できるようになる。
【００９１】
また、本実施形態では、基準部材８０の反射面８１が、偏向部４１が「基準位置」にあるときに当該偏向部４１からのレーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、「基準位置検出手段」は、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大値となる回動位置を「基準位置」として検出している。
このようにすると、基準部材８０の反射面８１の特徴を生かして「所定回動範囲」（即ち、レーザ光が基準部材８０に入射する回動範囲）を正確に検出できると共に、その「所定回動範囲」内の特定回動位置を簡易な構成で安定的に検出でき、このように安定的に定まる特定回動位置を「基準位置」として用いることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、基準部材８０は、反射面８１に入射するレーザ光の移動方向を幅方向としたとき、「基準位置」に位置する偏向部４１からのレーザ光が反射面８１の「幅方向所定位置」（上記代表例では幅方向中心位置）に入射する構成をなしている。また、「基準位置検出手段」は、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大値となる「受光量最大回動位置」を検出すると共に、その検出された「受光量最大回動位置」が「幅方向所定位置」に対応する「対応回動位置」か否かを判断する「判断手段」を備えている。そして、「判断手段」により「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当すると判断された場合には、当該「受光量最大回動位置」を「基準位置」として検出ている（Ｓ６でＹｅｓ、Ｓ７）。
この構成では、基準部材８０の「幅方向所定位置」に入射するときの偏向部４１の回動位置を「基準位置」としており、この「基準位置」のときには、レーザ光が反射面８１に略垂直に入射するようになっている。従って、受光量が最大値となるときの回動位置（受光量最大回動位置）が「基準位置」と推定されるが、本実施形態では、その「受光量最大回動位置」をそのまま「基準位置」とするのではなく、「幅方向所定位置」に対応する回動位置（対応回動位置）か否かを一旦確認し、「対応回動位置」に該当する場合に「基準位置」として定めている。このようにすると、ノイズなどの影響によって誤った基準位置が設定されることを効果的に防ぐことができ、「基準位置」をより正確に設定することができる。
また、「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当しないと判断された場合（Ｓ６でＮｏ）には、前記「所定回動範囲検出手段」による「所定回動範囲」の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された「所定回動範囲」における「受光量最大回動位置」を再度検出し、その再度検出された「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当するか否かを判断している。このようにすると、「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当しない場合であっても「受光量最大回動位置」の検出を再度行って対応回動位置に該当するか否かを確認することができ、「基準位置」の検出が成功する可能性を高めることができる。
【００９３】
［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。
図９（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図９（ｂ）は、凹面鏡が図９（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。図１０は、図９のレーザ測定装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。
【００９４】
第２実施形態に係るレーザ測定装置２００でも、レーザ光Ｌ１を間欠的に発生させるレーザダイオード１０（レーザ光発生手段）と、レーザダイオード１０にてレーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光するフォトダイオード２０（受光手段）と、所定の中心軸２４２ａを中心として回動可能に構成された凹面鏡２４１（偏向手段）を備えるとともに、当該凹面鏡２４１の回動範囲が所定の検出可能範囲にあるときに当該凹面鏡２４１によりレーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ反射光をフォトダイオード２０に向けて偏向する回動偏向機構２４０（回動偏向手段）と、この回動偏向機構２４０の凹面鏡２４１を回転駆動するモータ５０（駆動手段）とが設けられている。
【００９５】
なお、図１０の例では、説明の便宜上、レーザ光の走査平面において窓部（以下、導光部ともいう）２０４の一端部２０４ａを通るときの凹面鏡２４１の回動位置を０°とし、この０°の回動位置からの回動角度を概略的に示している。例えば、窓部２０４の他端部２０４ｂを通るときの凹面鏡２４１の回動位置は１８０°となっており、０°のときの回動位置から１８０°のときの回動位置までの回動範囲が「検出可能範囲」となっている。なお、凹面鏡２４１の回転方向は時計回り方向であってもよく、反時計回り方向であってもよいが、以下では、凹面鏡２４１が時計回りに回転して走査がなされる構成を代表例として説明する。
【００９６】
一方、本実施形態に係るレーザ測定装置２００は、主として、上述した基準部材８０に代えて導光ミラー２９０及び受光壁を用いる点、偏向手段として、偏向部４１に代えて凹面鏡２４１を用いる点、回転角度位置センサ５２を省略した点、窓状の導光部２０４が凹面鏡２４１の周囲において約半周程度に亘って設けられている点等が第１実施形態と異なっている。
【００９７】
本第２実施形態では、図９及び図１０に示すように、レーザダイオード１０から投射されてレンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路付近には、ミラー２３０が設けられている。このミラー２３０は、レーザダイオード１０から凹面鏡２４１までのレーザ光Ｌ１の光軸に対し所定角度で傾斜してなる反射面２３０ａと、反射面２３０ａと交差する方向の貫通路２３２とを備えており、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を貫通路２３２を介して通過させる一方、検出物体からの反射光Ｌ２（より詳しくは凹面鏡２４１にて反射された反射光）をフォトダイオード２０に向けて反射させている。なお、貫通路２３２は開口部が開放した孔として構成されていてもよく、図９のように開放部がハーフミラーなどによって閉塞されていてもよい。
【００９８】
また、ミラー２３０を通過するレーザ光Ｌ１の光軸上には、回動偏向機構２４０が設けられている。回動偏向機構２４０は、「回動偏向手段」の一例に相当するものであり、例えば放物面として構成される凹状の反射面２４１ａを備えた凹面鏡２４１と、この凹面鏡２４１に連結された軸部２４２と、この軸部２４２を中心軸２４２ａ（所定の中心軸）を中心として回転可能に支持する図示しない軸受とを備えている。このように、偏向手段が凹面鏡２４１として構成されることで、外部空間からの反射光Ｌ２をより集光することができるようになっている。
【００９９】
そして、本第２実施形態では、図９及び図１０に示すように、ケース２０３における凹面鏡２４１の周囲には、当該凹面鏡２４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする窓状の導光部２０４が形成されている。導光部２０４は、凹面鏡２４１に入光するレーザ光Ｌ１の光軸を中心とした半円弧状で凹面鏡２４１の周囲において約半周程度に亘って構成されており、この導光部２０４を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板２０５が配され、防塵が図られている。
【０１００】
次に、本第２実施形態の特徴の１つである導光ミラー２９０及び受光壁について説明する。
本第２実施形態では、図９及び図１０に示すように、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１が入射可能な位置に導光ミラー２９０が設けられており、凹面鏡２４１が「検出可能範囲外」（即ち、レーザ光が窓部２０４を介して外部に照射されず、ケース２０３の内側に照射されるときの凹面鏡２４１の回動範囲であり、図１０の例では、１８０°〜３６０°までの範囲）における「所定回動範囲」にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に入射するように構成されている。
【０１０１】
この導光ミラー２９０は、「導光部材」の一例に相当するものであり、全体として板状に構成されており、凹面鏡２４１側に面し且つ凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置される導光反射面２９０ａを有している。そして、導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１が後述する「所定回動範囲」にあるときに当該凹面鏡２４１にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌ１を導光反射面２９０ａで、入射光（導光反射面２９０ａに入射した光）に対して直交する方向或いは入射光が入射する側とは反対側（即ち、凹面鏡２４１から離れる側）へ鏡面反射させるように構成されている。
【０１０２】
導光ミラー２９０は、導光反射面２９０ａで反射された反射光を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に導くように構成されている。図９（ｂ）に示すように、導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１から当該導光ミラー２９０に水平方向から入射するレーザ光Ｌ１を、入射方向に対して直交する方向（中心軸２４２ａに沿った方向）又は略直交する方向に導くように配置されており、導光反射面２９０ａと中心軸２４２ａとのなす角度が、４５°若しくは４５°よりも若干大きい又は若干小さい角度となるように配置されている。また、本実施形態では、図９（ｂ）に示すように、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１が、内側下壁部２９６ｂに入射して当該内側下壁部２９６ｂにて拡散反射するようになっている。なお、図９（ｂ）の例では、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１が内側下壁部２９６ｂに入射する位置は、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に入射する位置よりも凹面鏡２４１から遠ざかった側となっており、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１は内側下壁部２９６ｂに対してやや斜めに入射するようになっている。従って、内側下壁部２９６ｂで生じる拡散反射光が導光ミラー２９０に入りにくくなる。
【０１０３】
このように導光ミラー２９０が配置されているため、凹面鏡２４１が「検出可能範囲外」において「所定回動範囲」にあるときには、凹面鏡２４１からのレーザ光がケース２０３の内壁面（後述する内側後壁部２９６ｄ）に直接照射されなくなり、ケース２０３の内側面で反射するレーザ光Ｌ１の光量が抑えられる。なお、導光ミラー２９０は、導光反射面２９０ａが鏡面反射可能な構成となっていればよく、例えば、ガラスやプラスチックなどからなる板材の表面にアルミニウムや銀などの金属の薄膜を形成したものなどを用いることができる。
【０１０４】
次に、受光壁について説明する。
本実施形態では、受光壁は、ケース２０３と一体的に形成されている。ケース２０３は、図９及び図１０に示すように、上壁部２０５ａ及び下壁部２０５ｂが上下に対向して配置され（上壁部２０５ａが＋Ｙ軸側、下壁部２０５ｂが−Ｙ軸側）、前壁部２０５ｃ及び後壁部２０５ｄが前後に対向して配置され（前壁部２０５ｃが＋Ｘ側、後壁部２０５ｄが−Ｘ側）、側壁部２０５ｅ、２０５ｆが左右に対向して配置されており箱状形態をなしている。そして、上壁部２０５ａの内側に設けられる内側上壁部２９６ａ、下壁部２０５ｂの内側に設けられる内側下壁部２９６ｂ、前壁部２０５ｃの内側に設けられる内側前壁部２９６ｃ、後壁部２０５ｄの内側に設けられる内側後壁部２９６ｄ、側壁部２０５ｅ、２０５ｆの内側に設けられる内側側壁部２９６ｅ、２９６ｆは、それぞれ受光壁（以下、受光壁２９６ａ〜２９６ｆとする）として機能している。
【０１０５】
これら、内側上壁部２９６ａ、内側下壁部２９６ｂ、内側前壁部２９６ｃ、内側後壁部２９６ｄ、内側側壁部２９６ｅ、２９６ｆの壁面（受光壁面）には、表面を粗化する黒色のつや消し加工や、表面に凹凸を付与するシボ加工等の反射率を抑える加工が施されている。そして、凹面鏡２４１の回動位置が「検出可能範囲外」における「所定回動範囲外」にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を受光壁２９６ａ〜２９６ｆの受光壁面で受光し、拡散反射させるように構成されている。即ち、受光壁面で受光したレーザ光Ｌ１のうち一部のみを、凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光させるようにしている。具体的には、凹面鏡２４１が「検出可能範囲外」において「所定回動範囲外」にあるときにケース２０３における受光壁２９６ａ〜２９６ｆで反射し、凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０で受光されるレーザ光の受光量がフォトダイオード２０の飽和受光量（受光手段で検知できる最大受光量）に達しないように、受光壁２９６ａ〜２９６ｆの拡散反射状態及びフォトダイオード２０の飽和受光量が設定されている。
【０１０６】
次に、レーザ測定装置２００で行われる基準位置検出処理について説明する。
図１１は、偏向部の角度と検出される受光量との関係を説明するグラフである。図１２は、図９のレーザ測定装置で行われる基準位置検出処理の流れを例示するフローチャートである。図１３（ａ）は、図９のレーザ測定装置の回動偏向機構、モータ、導光ミラーを上方から見た様子を概略的に説明する説明図であり、図１３（ｂ）は、導光ミラーを説明する説明図である。図１４は、偏向部の角度と検出される受光量との関係から基準位置を検出する様子を説明する説明図である。
【０１０７】
図１２に示す基準位置検出処理は、例えば図示しないメモリに記憶されたプログラムに基づいて制御回路７０（図９）によって実行されるものである。この基準位置検出処理は、所定の開始条件の成立時（例えばユーザによる所定操作や電源投入がなされた時等）に開始され、まず、少なくとも全周分（３６０°分）受光量のデータを取得する処理を行う（Ｓ２０１）。
【０１０８】
本実施形態では、例えば凹面鏡２４１が一定の回転速度で回転するようになっており、レーザダイオード１０から、一定の時間間隔でパルスレーザ光が出射されるようになっている。そして、Ｓ２０１では、各回動位置ごとにフォトダイオード２０で受光される受光量（即ち、各回動位置で照射されるパルスレーザ光の反射光がフォトダイオード２０で受光される各受光量）を制御回路７０により検出しており、このような受光量のデータを図１１に示すように全周分（３６０°分）生成している。なお、図１１の例では、説明の便宜上、検出可能範囲（０°〜１８０°の範囲）の受光量がほぼ０となっているが、この検出可能範囲の受光量は、レーザ測定装置２００の周囲の環境によって変わりうるものであり、一般的にはある程度の受光量が得られる。但し、レーザ測定装置２００の周囲に物体が存在しない場合には、ケース内部での受光量と比較して十分小さくなる。
【０１０９】
そして、Ｓ２０１で得られた各回動位置の受光量のデータ（全周分の受光量のデータ）に基づいて、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に導光される「所定回動範囲」を検出する。この「所定回動範囲」とは、即ち、３６０°回転する凹面鏡２４１の全回動範囲のうち、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０の一端部２９２に入射するときの回動位置から、他端部２９３に入射するときの回動位置までの回動範囲を指し、凹面鏡２４１が当該「所定回動範囲」にあるときに、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に入射され、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に反射されるようになっている（即ち、反射光がフォトダイオード２０に受光されることが抑制されるようになっている。）。なお、図１３（ａ）では、レーザ光Ｌ１が一端部２９２に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ｂ１で示し、レーザ光Ｌ１が他端部２９３に入射するときのレーザ光Ｌ１の方向を直線Ｂ２で示しており、導光ミラー２９０に入射可能な走査領域を符号ＡＲにて示している。
【０１１０】
本実施形態では、検出可能範囲の内外を区別するための閾値Ｄ３が予め記憶されており、まず、この閾値Ｄ３に基づいて、検出可能範囲を特定する。例えば、受光量が閾値Ｄ３未満の範囲であって且つ回動範囲がＷ１（図１３）に対応する規定回動範囲より十分大きい範囲を検出可能範囲とする。これにより、図１１の例では、０°〜１８０°が「検出可能範囲」であることが特定され、逆に１８０°〜３６０°が「検出可能範囲外」であることが特定される。
【０１１１】
更に、このように特定された検出可能範囲外（図１１では１８０°〜３６０°）において、予め記憶された閾値Ｄ４未満の条件を満たす回動範囲を「所定回動範囲」（導光ミラー２９０に対応する回動範囲）として決定（検出）する。なお、図１１では、「所定回動範囲」を回動範囲Ｃ１で示している。また、図１１の例では、「検出可能範囲」を区別するための閾値Ｄ３と「所定回動範囲」を区別するための閾値Ｄ４を別々の値としているが同じ値であってもよい。
【０１１２】
図１２のＳ２０２の処理の後には、Ｓ２０２の処理によって導光ミラー２９０が検出されたか（即ち、「所定回動範囲」が検出されたか）否かを判断する（Ｓ２０３）。そして、「所定回動範囲」が検出されたと判断される場合には、Ｓ２０３にてＹｅｓに進み、Ｓ２０４以降の処理を行う。一方、「所定回動範囲」が検出されない場合には、Ｓ２０３にてＮｏに進み、Ｓ２０１以降の処理を再び行う。
【０１１３】
Ｓ２０３にてＹｅｓに進む場合には、Ｓ２０２で検出された「所定回動範囲」において、受光量が予め定められた「所定の低受光量条件」を満たす回動位置を「基準位置」として検出する。具体的には、「検出可能範囲外」において、受光量の状態が、受光壁２９６ａ〜２９６ｆからの光に基づく所定の高受光量状態（閾値Ｄ４以上の状態）と、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０によって凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に反射されるときの所定の低受光量状態（閾値Ｄ４未満の状態）とで切り替わるタイミングでの凹面鏡２４１の回動位置を「基準位置」として検出する（Ｓ２０４）。
【０１１４】
例えば、図１４（図１１において２７０°付近を拡大した図）に示すように、「所定回動範囲」において、受光量の状態が、閾値Ｄ４以上の所定の高受光量状態から閾値Ｄ４未満の所定の低受光量状態に切り替わる回動位置Ｂ１を「基準位置」として検出している。即ち、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１が上述の受光壁（具体的には、内側後壁部２９６ｄ）から導光ミラー２９０へ移る境界位置が「基準位置」として検出されることとなる。このとき、検出精度及び組み付け精度の観点から、図１４に示すように、所定の閾値Ｄ４未満の条件を満たす回動範囲Ｃ１（導光ミラー２９０に対応する回動範囲）は、少なくとも３パルス分の幅を持っていることが好ましい。例えば、角度分解能が０．５°であって、凹面鏡２４１の中心軸２４２ａから導光ミラー２９０までの距離を５０ｍｍとし、導光ミラー２９０の幅Ｗ１を２ｍｍとすることで、回動範囲Ｃ１に３パルス分が入るように設定することができる。このようにして、Ｓ２０４にて検出された所定の回動位置Ｂ１を、Ｓ２０５にて、「基準位置」に設定する。
【０１１５】
なお、本実施形態では、Ｓ２０１の処理を行う制御回路７０が「受光量検出手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１（偏向手段）の回動位置毎にフォトダイオード２０（受光手段）での受光量を検出するように機能する。また、Ｓ２０４、Ｓ２０５の処理等行う制御回路７０は、「基準位置検出手段」の一例に相当し、受光量検出手段によって検出される受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出するように機能する。
【０１１６】
図１２の処理によって「基準位置」が検出された後には、上述した第１実施形態と同様に、この「基準位置」を回動角度の原点として実際の検出処理を行う。具体的には、凹面鏡２４１が一定の回転速度で回転するようになっており、レーザダイオード１０から、一定の時間間隔でパルスレーザ光が照射されるようになっているため、基準位置のときのパルスを基準パルスとしてパルス数をカウントすることで、凹面鏡２４１が基準位置に対してどの角度に変位（回動）しているかを正確に特定できる。従って、各照射のときの凹面鏡２４１の各回動位置を、上述の「基準位置」を基準とする相対的な回動位置として検出でき（即ち、各照射のときの各回動位置が、「基準位置」を基準としてどの程度回動した位置であるかを検出でき）、いずれかの回動位置のときに検出物体からの反射光がフォトダイオード２０にて受光されたときには、その受光時の凹面鏡２４１の角度が、「基準位置」からどの程度回転した角度であるかを特定できるようになる。そして、各回動位置ごとにパルスレーザ光の投光から当該パルスレーザ光に応じた反射光の受光までの経過時間が算出され、算出された各経過時間に基づき、各回動位置ごとにレーザ光の到達位置（反射光が生じる位置）までの距離値が算出される。
【０１１７】
なお、これらの処理はいずれも制御回路７０によって行われ、この制御回路７０は「距離値算出手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１の回動位置毎にレーザ光の到達位置までの距離値を算出するように機能する。また、制御回路７０は、「相対位置検出手段」の一例に相当し、「基準位置検出手段」によって検出された上記基準位置を基準とする凹面鏡２４１（偏向手段）の相対的な回動位置を検出するように機能する。また、制御回路７０は、「方向検出手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１（偏向手段）の回動位置が上記「検出可能範囲」にあるときにフォトダイオード２０（受光手段）によって検出物体からの反射光が受光された場合に、「相対位置検出手段」による相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出するように機能する。
【０１１８】
（本実施形態の主な効果）
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上に導光ミラー２９０が配置されており、この導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に導くように構成されている。さらに、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときに、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を受ける受光壁面を有する受光壁２９６が設けられている。そして、この受光壁２９６は、レーザ光Ｌ１が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光させるように配置されている。このようにすると、「凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外において所定回動範囲にあるときにフォトダイオード２０が受光する受光量」が、「凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外であって所定回動範囲外にあるときにフォトダイオード２０が受光する受光量」に比べて相対的に小さくなる。即ち、凹面鏡２４１が検出可能範囲外にあるときに受光量検出手段（制御回路７０）によって検出される受光量は、当該凹面鏡２４１が所定回動範囲内のときに所定の低受光量状態となり、所定回動範囲外のときに所定の高受光量状態となるため、所定回動範囲の内外で受光量に差が生じることとなる。
そして、このような構成を前提とし、更に、受光量検出手段によって検出される受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段（制御回路７０）と、基準位置検出手段によって検出された基準位置を基準とする凹面鏡２４１の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段（制御回路７０）と、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲にあるときにフォトダイオード２０によって検出物体からの反射光が受光された場合に、相対位置検出手段による相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段（制御回路７０）とが設けられている。
従って、特別な回転位置検出センサ（ロータリエンコーダ等）を用いずとも、装置内における予め定められた特定の位置（所定の低受光量条件を満たす回動位置）を基準位置として正確に定めることができ、この基準位置に基づいて検出物体の相対位置をより精度高く算出することができるようになる。
【０１１９】
また、本実施形態では、受光壁２９６は、受光壁面にてレーザ光Ｌ１を拡散反射させるように構成されている。従って、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外且つ所定回動範囲外にあるときにフォトダイオード２０で検出される受光量が飽和受光量（フォトダイオード２０で検知できる最大受光量）に達しにくくなり、凹面鏡２４１が所定回動範囲内となったときにフォトダイオード２０において受光量の変化をより正確に検出しやすくなる。
【０１２０】
また、本実施形態では、基準位置検出手段は、受光量検出手段によって検出される受光量の状態が、受光壁２９６からの光に基づく所定の高受光量状態と、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０によって導かれるときの所定の低受光量状態とで切り替わるときの凹面鏡２４１の回動位置を基準位置として検出している。このようにすると、レーザ光Ｌ１が導光ミラー２９０に照射されて受光量が低下する回動範囲（所定回動範囲）の中で特定の回動位置を容易に且つ正確に検出して「基準位置」として定めることができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、導光部材が導光ミラー２９０によって構成され、レーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に鏡面反射させている。このようにすると、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を鏡面反射で導くことができ、拡散反射を抑えて凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置により確実に導くことができる。従って、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１の一部が直接的にフォトダイオード２０に受光されることをより一層抑制することができ、所定回動範囲の内外でより一層明確に受光量の差を生じさせることができる。
【０１２２】
また、本実施形態では、導光ミラー２９０は、凹面鏡２４１から当該導光ミラー２９０に入射するレーザ光Ｌ１を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されている。このようにすると、導光ミラー２９０に入射したレーザ光Ｌ１が、凹面鏡２４１からより遠ざかる方向に導かれやすく、導光ミラー２９０で反射したレーザ光Ｌ１の一部が凹面鏡２４１側に戻ってしまう事態をより確実に回避することができる。
【０１２３】
［第２実施形態の第１変形例］
次に第２実施形態の第１変形例について説明する。
なお、図１５は、導光部材にプリズムを採用した構成を概略的に例示する説明図であり、図１５（ａ）は、本発明の第２実施形態の第１変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１５（ｂ）は、凹面鏡が図１５（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【０１２４】
上述した第２実施形態では、導光部材として導光ミラー２９０を用いる構成としたが、第２実施形態の本第１変形例では、導光ミラー２９０に代えてプリズム２９８を導光部材として用いる点が異なるだけで、それ以外の構成は第２実施形態に係るレーザ測定装置２００と同様である。よって、同様の部分（レーザダイオード１０、レンズ６０、ミラー２３０、回動偏向機構２４０、軸部２４２、モータ５０等）については、第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１２５】
上述した第２実施形態では、凹面鏡２４１にて偏向（反射）されたレーザ光Ｌ１を導光ミラー２９０の導光反射面２９０ａで、入射光（導光反射面２９０ａに入射した光）とは反対の方向へ鏡面反射させるように構成されていたが（図９参照）、本第１変形例では、図１５（ａ）に示すように、この導光ミラー２９０が配置されていた位置に、導光ミラー２９０に代えてプリズム２９８を配置している。そして、具体的には、図１５（ｂ）に示すように、プリズム２９８は、凹面鏡２４１から当該プリズム２９８の入射面２９８ａ（凹面鏡２４１に面する面）に水平方向から入射するレーザ光Ｌ１を屈折させ、出射面２９８ｂ（入射面とは反対側の内側後壁部２９６ｄに面する面）から、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に出射させるように構成されている。なお、レーザ光Ｌ１が入射するプリズム２９８の入射面２９８ａには減反射コーティングが施されており、当該入射面２９８ａでのレーザ光Ｌ１の反射を極力減らすように構成されている。また、プリズム２９８の入射面２９８ａの水平方向の幅は、導光ミラー２０９の幅Ｗ１と同程度に設定されており、所定回動範囲における凹面鏡２４１の角度と検出される受光量との関係は、上述の第２実施形態で示した図１１のようになる。そして、本第１変形例においても、上述した図１２の基準位置検出処理を実施することにより、「基準位置」を検出することができる。
【０１２６】
以上説明したように、第２実施形態の第１変形例に係るレーザ測定装置２００では、導光部材は、プリズム２９８によって構成され、レーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に屈折させるようにしている。このように、導光部材がプリズム２９８によって構成されていても、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に屈折させて導くことができるため、凹面鏡２４１の回動位置が検出可能範囲外における所定回動範囲にあるとき、フォトダイオード２０が受光する受光量をより小さくすることができ、制御回路７０によってより正確に受光量が所定の低受光量条件を満たす回動位置を「基準位置」として検出することができる。
【０１２７】
［第２実施形態の第２変形例］
次に第２実施形態の第２変形例について説明する。
なお、図１６は、導光ミラー２０９の下側に減衰部材２９９を設けた構成を概略的に例示する説明図であり、図１６（ａ）は、本発明の第２実施形態の第２変形例に係るレーザ測定装置を概略的に例示する断面図であり、図１６（ｂ）は、凹面鏡が図１６（ａ）とは異なる角度となった状態を概略的に示す断面図である。
【０１２８】
第２実施形態の本第２変形例では、上述した第２実施形態の構成に加えて、さらにレーザ光Ｌ１を減衰する減衰部材２９９が設けられている点が異なるだけであり、それ以外の構成は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００と同様である。よって、同様の部分（レーザダイオード１０、レンズ６０、ミラー２３０、回動偏向機構２４０、軸部２４２、モータ５０等）については、第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１２９】
本第２変形例では、図１６（ａ）に示すように、レーザ光Ｌ１の走査経路外であって、導光ミラー２０９の下側には、減衰部材２９９が設けられている。そして、図１６（ｂ）に示すように、導光ミラー２０９にて反射されたレーザ光Ｌ１はこの減衰部材２９９に向けて導かれて、減衰されるように構成されている。より具体的に、減衰部材２９９には導光口２９９ａが設けられており、減衰部材２９９はこの導光口２９９ａが導光ミラー２９０の導光反射面２９０ａに向くように配置されている。また、減衰部材２９９の内壁面２９９ｂには、シボ加工やつや消し加工等が施されており、導光口２９９ａから取り込まれたレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造になっている。そして、導光ミラー２０９にて反射されたレーザ光Ｌ１が導光口２９９ａを介して減衰部材２９９の内部に進入すると、減衰部材２９９の内壁面２９９ｂで反射を繰り返しながら減衰し、光量が低減されるようになっている。
【０１３０】
このように、第２実施形態の第２変形例に係るレーザ測定装置２００では、レーザ光Ｌ１の走査経路外にレーザ光Ｌ１を減衰する減衰部材２９９が設けられており、導光ミラー２９０は、この減衰部材２９９に向けてレーザ光Ｌ１を導くように構成されている。このようにすると、導光ミラー２９０によって凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置に導かれた凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を、更に減衰させることができるため、導光ミラー２９０によって導かれたレーザ光Ｌ１が他部材で反射してフォトダイオード２０に受光されることを抑制ないし防止することができる。従って、所定回動範囲の内外で、より明確に受光量の差が生じやすくなり、ひいては、より正確且つ安定的に基準位置を設定しやすくなる。
【０１３１】
［第３実施形態］
次に第３実施形態について説明する。第３実施形態は、基準位置検出処理のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって基準位置検出処理についてのみ重点的に説明し、それ以外のハードウェア構成等については第１実施形態と同一であるとして適宜図１〜図３を参照して説明する。
【０１３２】
以下、本実施形態のレーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。
本実施形態の基準位置検出処理では、偏向部４１の回動位置毎に距離値を算出しており、更にこのような回動位置毎の距離値算出処理を複数周行っている。そして、偏向部４１の回動位置毎の距離値データを複数周分取得し、その複数周で得られる距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出している。
【０１３３】
図１のようにレーザ光の走査経路上に平坦な反射面を有する基準部材８０が存在する場合、第１実施形態と同様の検出波形（図５、図６参照）が得られることになるが、このような検出を複数周行うと、図１９のように各周ごとに基準部材８０の位置及び形状に対応する波形が現れることになる。なお、図１９では、２周目、３周目においては、基準部材８０に対応する角度範囲以外の波形は省略して示している。本実施形態では、このような波形が繰り返し安定的に生じることに着目し、この繰り返される波形に対応する回動範囲を「所定回動範囲」として検出し、この範囲に基づいて基準位置を設定している。
【０１３４】
図１９では、図１〜図３に示すレーザレーダ測定装置１を用いて複数周レーザ走査を行ったときの受光波形を例示しており、規定の回転速度となったときの任意のタイミング（任意の回動位置）での時間をＴ０とし、この時間Ｔ０から１周回転した時点の時間をＴ１、Ｔ１から１周回点した時点の時間をＴ２としている。即ち、任意のタイミングＴ０からＴ１までが１周目であり、時間Ｔ１から時間Ｔ２までが２周目であり、時間Ｔ２から時間Ｔ３までが３周目となっている。
【０１３５】
基準位置検出処理の流れは基本的に第１実施形態の図４と同様であるのでこの図４を参照して説明する。本実施形態では、図４のＳ１において全周分の距離値データを取得する際に、このような全周分のデータ取得を複数周分行う。即ち、第１実施形態と同様、偏向部４１の回動位置毎に距離値データを取得することとなるが、このようなデータ取得処理を複数周分行う。
【０１３６】
図２０では、このときに得られる距離値データを概念的に示しており、１周目の各位置で得られる距離値データをＶ１１〜Ｖ１Ｎで示し、２周目の各位置で得られる距離値データをＶ２１〜Ｖ２Ｎ、３周目の各位置で得られる距離値データをＶ３１〜Ｖ３Ｎと順次示しており、規定された最終週（Ｘ周目）の各位置で得られる距離値データをＶＸ１〜ＶＸＮで示している。さらに、各回動位置での距離値の平均値をＡ１、Ａ２、Ａ３・・・ＡＮとそれぞれ示している。なお、図２０は、偏向部４１が１周回転する間にＣＰＵ等からＮ回基準パルスが出力される例であり、基準パルス毎に得られる距離値をそれぞれ示している。
【０１３７】
このように回動位置毎の距離値の平均値Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・ＡＮをそれぞれ算出した上で、距離値の変動が少ない角度範囲（より詳しくは、連続する所定数の回動位置において距離値の平均値が所定幅で収まっている角度範囲）を検出する。例えば、回転角度（回動位置）と距離値の平均値との関係が図２１のようになる場合、平均値の変化幅が所定範囲（範囲Ｗ）に収まっている領域が所定角度範囲以上に亘って続く領域ＡＲ１を「所定回動範囲」（基準部材にレーザ光が照射される角度範囲）として特定する。
【０１３８】
このように「所定回動範囲」を特定された後には、図４のＳ３にてＹｅｓに進み、第１実施形態のＳ４と同様の処理を行う。例えば、ある特定の周（上記「所定回動範囲」を検出している最中の任意の周、或いは、「所定回動範囲」を検出した後の任意の周）で得られた回動位置毎の受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を検出する。そして、図４のＳ５、Ｓ６、Ｓ７と同様の方法で基準位置を設定する。なお、Ｓ５、Ｓ６の処理は省略することもでき、Ｓ４で検出された回動位置（即ち、「所定回動範囲」における受光量が最大となる回動位置）をそのまま基準位置として設定してもよい。
【０１３９】
本実施形態でも、制御回路７０（図１）が第１実施形態と同様に「距離値算出手段」として機能する。また、本実施形態でも、制御回路７０（図１）が「基準位置検出手段」の一例に相当し、「受光量検出手段」による受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出するように機能する。更に、制御回路７０（図１）が「所定回動範囲検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす「所定回動範囲」を検出するように機能する。なお、ここでは、「平均値の変化幅が所定範囲（範囲Ｗ）に収まっている領域が所定角度範囲以上に亘って続くこと」（即ち、距離値の平均値の変動が少ない角度範囲であること）を「所定の統計条件」としている。具体的には、本実施形態でも、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から、反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動（より詳しく、回動位置毎に得られる距離値の平均値の変動）が所定閾値内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出するように機能する。
【０１４０】
［第３実施形態の変更例１］
次に第３実施形態の変更例１について説明する。変更例１も、基準位置検出処理のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって基準位置検出処理についてのみ重点的に説明し、それ以外のハードウェア構成等については第１実施形態と同一であるとして適宜図１〜図３を参照して説明する。
【０１４１】
以下、本実施形態のレーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。
変形例１の基準位置検出処理でも、偏向部４１の回動位置毎に距離値を算出する処理を行い、このような距離値データを複数周分取得している。そして、回動位置毎の複数周分の距離値データに基づき、その複数周で得られる距離値が基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出している。この変形例１でも、図１のようにレーザ光の走査経路上に平坦な反射面を有する基準部材が存在する場合を想定しており、図１９のように各周ごとに基準部材の位置及び形状に対応する波形が現れることが前提となっている。そして、このような波形が繰り返し生じる回動範囲を「所定回動範囲」として検出し、この範囲に基づいて基準位置を設定している。
【０１４２】
変形例１でも、基準位置検出処理の流れは基本的に第１実施形態の図４と同様であるのでこの図４を参照して説明する。なお、本変形例１では、図４のＳ１、Ｓ２の処理を図２２のように変更している。この変形例１では、Ｓ３０１において、第１実施形態のＳ１と同様に全周分の距離値データを取得しており、このような全周分のデータ取得を、規定周回に達するまで行う（Ｓ３０２）。そして、全周分のデータ取得が規定周回に達した場合には、Ｓ３０２にてＹｅｓに進む。Ｓ３０２にてＹｅｓに進むときには、図２３のようなデータが得られていることになる。
【０１４３】
図２３では、このときに得られる距離値データを概念的に示しており、１周目の各位置で得られる距離値データをＶ１１〜Ｖ１Ｎで示し、２周目の各位置で得られる距離値データをＶ２１〜Ｖ２Ｎ、３周目の各位置で得られる距離値データをＶ３１〜Ｖ３Ｎと順次示しており、規定された最終週（Ｘ周目）の各位置で得られる距離値データをＶＸ１〜ＶＸＮで示している。
【０１４４】
図２２の処理において、Ｓ３０２にてＹｅｓに進む場合には、回動位置毎に距離値の変化量（誤差）を算出する統計処理を行う。Ｓ３０３では、各回動位置毎に得られる複数周の距離値データ（例えば、図２３の回動位置１では、Ｖ１１〜ＶＸ１、回動位置２では、Ｖ１２〜ＶＸ２等）それぞれにおいて、最大値と最小値の幅（偏差）を求め、これを回動位置毎の変化量（誤差）としている。図２３では、各回動位置での変化量（偏差）をＤ１、Ｄ２、Ｄ３・・・ＤＮとそれぞれ示している。なお、図２３は、偏向部４１が１周回転する間にＣＰＵ等からＮ回基準パルスが出力される例であり、基準パルス毎に得られる距離値をそれぞれ示している。
【０１４５】
このように回動位置毎の距離値の平均値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３・・・ＤＮをそれぞれ算出した上で、変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置を検出する（Ｓ３０４）。そして、Ｓ３０４での検出結果に基づき、変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置が所定範囲（所定数の角度位置に相当する角度範囲）で連続しているか否かを判断する（Ｓ３０５）。変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置が所定範囲で連続している場合（即ち、連続する所定数の回動位置において距離値の変化量（誤差）が所定値以下に収まっている場合、Ｓ３０５にてＹｅｓに進み、Ｓ３０５で連続すると判断された角度範囲を「所定角度範囲」として検出する（このとき、基準部材８０が検出されたものとする）（Ｓ３０６）。
【０１４６】
このように「所定回動範囲」を特定された後には、図４のＳ３〜Ｓ７と同様の処理を行い、Ｓ３にてＹｅｓに進み、第１実施形態のＳ４と同様の処理を行う。例えば、ある特定の周（上記「所定回動範囲」を検出している最中の任意の周、或いは、「所定回動範囲」を検出した後の任意の周）で得られた回動位置毎の受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を検出する。そして、図４のＳ５、Ｓ６、Ｓ７と同様の方法で基準位置を設定する。なお、Ｓ５、Ｓ６の処理は省略することもでき、Ｓ４で検出された回動位置（即ち、「所定回動範囲」における受光量が最大となる回動位置）をそのまま基準位置として設定してもよい。
【０１４７】
この変形例１でも、制御回路７０（図１）が第１実施形態と同様に「距離値算出手段」として機能する。また、本実施形態でも、制御回路７０（図１）が「基準位置検出手段」の一例に相当し、「受光量検出手段」による受光量の検出結果に基づき、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が規定状態となる回動位置を基準位置として検出するように機能する。更に、制御回路７０（図１）が「所定回動範囲検出手段」の一例に相当し、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が基準部材８０の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす「所定回動範囲」を検出するように機能する。なお、ここでは、「変化量（誤差）が所定値以下となる回動位置が所定範囲で連続していること」を「所定の統計条件」としている。具体的には、本実施形態でも、偏向部４１におけるレーザ光Ｌ１の出射位置Ｐ１から、反射面８１におけるレーザ光Ｌ１の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、「所定回動範囲検出手段」は、「距離値算出手段」によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動（より詳しく、回動位置毎に得られる距離値の平均値の変動）が所定閾値内に収まる回動範囲を「所定回動範囲」として検出するように機能する。
【０１４８】
［第３実施形態の変更例２］
次に第３実施形態の変更例２について説明する。変更例２も、基準位置検出処理のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって基準位置検出処理についてのみ重点的に説明し、それ以外のハードウェア構成等については第１実施形態と同一であるとして適宜図１〜図３を参照して説明する。
【０１４９】
以下、変更例２に係るレーザ測定装置１で行われる基準位置検出処理について説明する。
変更例２の基準位置検出処理では、図２４のように、検出される距離値が所定の第１閾値Ｄ１（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離よりも若干大きい閾値）以下であり所定の第２閾値Ｄ２（距離値算出基準点（例えば位置Ｐ１）から基準部材８０までの実際の距離より若干小さい閾値）以上となるような回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲（例えば、図２に示す範囲ＡＲよりも若干小さい角度範囲）以上続いている連続角度範囲Ｃ（角度θａから角度θｂまでの角度範囲：図６（ａ）参照））を各周回毎に検出している。そして、このような連続角度範囲Ｃが例えば複数周で一致している場合に、その連続角度範囲Ｃを「所定角度範囲」としている。例えば、図２３の例では、距離値が第１閾値Ｄ１以下且つ第２閾値Ｄ２以上となる回動角度（回動位置）が所定の閾値角度範囲以上続いている連続角度範囲を各周毎にＣ１、Ｃ２、Ｃ３で示しているが、このような角度範囲Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が一致している場合に、この角度範囲を「所定角度範囲」として、図４のＳ４以下の処理を行うようにしてもよい。或いは、上記角度範囲Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３において、重複する角度範囲のみを「所定角度範囲」として、図４のＳ４以下の処理を行うようにしてもよい。
【０１５０】
［第４実施形態］
次に第４実施形態について図２５を参照して説明する。
第４実施形態は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００の一部を変更した点が第２実施形態と異なっている。従って、以下では、第２実施形態のレーザ測定装置２００と共通する構成については第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５１】
第４実施形態に係るレーザ測定装置２００は、図２５に示すように、主として、ミラー４０１及び減衰部材４０２が設けられている点、及び、下壁部２０５ｂをモータ５０から離して配置した点のみが第１実施形態の構成と異なっており、それ以外の部分は第２実施形態で説明したレーザ測定装置２００と同様である。
【０１５２】
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するミラー４０１が設けられている。このミラー４０１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光を水平方向に反射しており、このレーザ光を減衰部材４０２に入射させるように導いている。減衰部材４０２は、上述の減衰部材２９９と同様に構成されており、例えばポロン等の低反射率部座によって構成されていてもよく、外壁面（入射面４０２ａ）に、シボ加工やつや消し加工等が施し、入射するレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造としてもよい。
【０１５３】
また、減衰部材４０２は、レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置されており、より具体的には、上下方向においてフォトダイオード２０が設けられた側とは反対側（下方側）であって、且つ前後方向においてフォトダイオード２０が設けられた側とは反対側（前方側）に配置されている。本実施形態では、ミラー４０１が「光誘導手段」の一例に相当し、偏向部４１の回動位置が所定回動範囲にあるときに、導光ミラー２９０（導光部材）によって導かれたレーザ光を減衰部材４０２に導くように機能する。
【０１５４】
［第４実施形態の変更例１］
図２６に示す変更例１は、ミラー４０１を減衰部材４１１に変更した点が上記第４実施形態の代表例（図２５）と異なっている。従って、第４実施形態の代表例と共通する構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５５】
変更例１に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するように減衰部材４１１が設けられている。この減衰部材４１１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光の大部分を水平方向に反射しており、このレーザ光を減衰部材４０２に入射させるように導いている。また、減衰部材４１１は、上述の減衰部材４０２と同様に構成されており、例えばポロン等の低反射率部座によって構成されていてもよく、外壁面（入射面４０２ａ）に、シボ加工やつや消し加工等が施し、入射するレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造としてもよい。
【０１５６】
［第４実施形態の変更例２］
図２７に示す変更例２は、減衰部材４０２を減衰部材４２１に変更した点が上記第４実施形態の代表例（図２５）と異なっている。従って、第４実施形態の代表例と共通する構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１５７】
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するミラー４０１が設けられている。このミラー４０１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光を水平方向に反射しており、このレーザ光を減衰部材４２１に入射させるように導いている。
【０１５８】
減衰部材４２１には導光口が設けられており、減衰部材４２１はこの導光口がミラー４０１の導光反射面に向くように配置されている。また、減衰部材４２１の内壁面には、シボ加工やつや消し加工等が施されており、導光口から取り込まれたレーザ光Ｌ１がより減衰し易い構造になっている。そして、ミラー４０１によって誘導されたレーザ光Ｌ１が導光口を介して減衰部材４２１の内部に進入すると、減衰部材４２１の内壁面で反射を繰り返しながら減衰し、光量が低減されるようになっている。
【０１５９】
［第４実施形態の変更例３］
図２８に示す変更例３は、減衰部材４０２に代えてミラー４３１を配置した点、及び減衰部材４３２を配置した点が上記第４実施形態の代表例（図２５）と異なっている。従って、第４実施形態の代表例と共通する構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１６０】
本実施形態に係るレーザ測定装置２００では、導光ミラー２９０（導光部材）で反射したレーザ光を更に反射するミラー４０１が設けられている。このミラー４０１は導光ミラー２９０で反射された上下方向のレーザ光を水平方向に反射している。更に、前後方向においてミラー４０１の反対側（具体的には、ミラー４０１からのレーザ光が進む側）には、ミラー４３１が配置されている。このミラー４３１は、ミラー４０１から水平方向に反射されたレーザ光を上方に向かうように上下方向に導いている。そして、上壁部２０５ａに隣接する位置には、ミラー４３１からのレーザ光を減衰する減衰部材４３２が設けられている。この減衰部材４３２は、図２６の減衰部材４０２と同様の構成とすることができる。本実施形態では、ミラー４０１及びミラー４３１が「光誘導手段」の一例に相当し、導光ミラー２９０によって導かれたレーザ光を減衰部材４３２に入射させるように導いている。
【０１６１】
［第５実施形態］
次に第５実施形態について図２９を参照して説明する。
第５実施形態は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００の一部を変更した点が第２実施形態と異なっている。従って、以下では、第２実施形態のレーザ測定装置２００と共通する構成については第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１６２】
第５実施形態に係るレーザ測定装置２００は、図２９に示すように、主として、下壁部２０５ｂに貫通孔５０１を設け、導光ミラー２９０からの光をケース外に導出している点が第２実施形態と異なっており、それ以外の部分は第２実施形態で説明したレーザ測定装置２００と同様である。
【０１６３】
第５実施形態に係るレーザ測定装置２００は、第２実施形態と同様にケース２０３を備えており、このケース２０３には、回動偏向機構２４０や導光ミラー２９０等が収容されている。このケース２０３には、凹面鏡２４１からのレーザ光の走査経路から外れた位置（具体的には下壁部２０５ｂにおける導光ミラー２９０の真下の位置）に、貫通孔５０１が形成されている。そして、導光ミラー２９０は、レーザ光を貫通孔５０１側に反射させており、この貫通孔５０１を介して導光ミラー２９０で反射されたレーザ光がケース２０３の外部に導かれるようになっている。
［第５実施形態の変更例１］
次に第５実施形態の変更例１について説明する。
図３０に示す第５実施形態の変更例１は、主として、下壁部２０５ｂに代えて後壁部２０５ｄに貫通孔５１１を設けた点、及びミラー５１２を設けた点が上記第５実施形態の代表例と異なっており、それ以外の部分は代表例で説明したレーザ測定装置２００（図３０）と同様である。
【０１６４】
変更例１に係るレーザ測定装置２００も、第２実施形態と同様にケース２０３を備えており、このケース２０３には、回動偏向機構２４０や導光ミラー２９０等が収容されている。このケース２０３には、凹面鏡２４１からのレーザ光の走査経路から外れた位置（具体的には後壁部２０５ｄにおけるミラー５１２の真後ろ位置）に、貫通孔５１１が形成されている。この構成では、凹面鏡２４１からのレーザ光を導光ミラー２９０が真下に反射させており、導光ミラー２９０からのレーザ光をミラー５１２が貫通孔５１１側に反射させている。そして、この貫通孔５１１を介して、導光ミラー２９０及びミラー５１２で反射されたレーザ光がケース２０３の外部に導かれるようになっている。この変形例１では、ミラー５１２が「光誘導手段」の一例に相当し、凹面鏡２４１の回動位置が「所定回動範囲」（導光ミラー２９０にレーザ光が入射する回動範囲）にあるときに、導光ミラー２９０によって導かれたレーザ光を貫通孔５１１を介してケース２０３の外部に導くように機能している。
【０１６５】
［第６実施形態］
次に第６実施形態について図３１、図３２を参照して説明する。
第５実施形態は、第２実施形態に係るレーザ測定装置２００の一部を変更した点が第２実施形態と異なっている。従って、以下では、第２実施形態のレーザ測定装置２００と共通する構成については第２実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１６６】
第６実施形態に係るレーザ測定装置２００は、図３１に示すように、主として、導光ミラー２９０を省略した点、及び基準部６０１を設けた点が第２実施形態と異なっており、それ以外の部分は第２実施形態で説明したレーザ測定装置２００と同様である。
【０１６７】
図３１に示すレーザ測定装置２００では、後壁部２０５ｄにおける所定位置（具体的には、凹面鏡２４１が所定回動範囲にあるときのレーザ光の走査経路）において、凹面鏡２４１からのレーザ光によって走査（照射）されたときに特定の反射光を生じさせる基準部６０１が設けられている。
【０１６８】
この基準部６０１は、図３２（ａ）に示すように、凹面鏡２４１からのレーザ光の走査経路上に配置される反射面を有しており、凹面鏡２４１が所定回動範囲にあるときに凹面鏡２４１からのレーザ光を反射面で反射させ且つ凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光させるように機能している。この基準部６０１は、所定の低反射率で構成され且つレーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部６０１ａと、低反射率部６０１ａよりも反射率が高く構成され且つレーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部６０１ｂとを少なくとも備えている。低反射率部６０１ａはレーザ光の走査方向と交差する方向（具体的には上下方向）に沿ってバー状（より詳しくは黒色バー状）に構成されており、複数の低反射率部６０１ａが所定間隔で並んで配置されている。高反射率部６０１ｂは、低反射率部６０１ａの周囲及び低反射率部６０１ａ間に介在する形で配置されている。
【０１６９】
このような構成において、本実施形態では、偏向部４１の回動範囲において、「受光量検出手段」によって検出される受光量が低反射率部６０１ａに応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、「受光量検出手段」によって検出される受光量が高反射率部６０１ｂに応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定している。具体的には、第１受光状態と第２受光状態とを区別する閾値が用いられており、低反射率部６０１ａからの受光波形は、この閾値を下回り、高反射率部６０１ｂからの受光波形はこの閾値を上回るようになっている。従って、このような閾値を上回る領域と下回る領域が繰り返される回動範囲を特定することで、基準部６０１に入射する回動範囲（所定回動範囲）を特定することができ、この所定回動範囲が特定された後には第２実施形態と同様の方法で基準位置を定めることができる。なお、基準部の構成は、図３２（ａ）の構成に限られず、図３２（ｂ）のように、単一の低反射率部６０２ａを備えるものであってもよい。
【０１７０】
［第６実施形態の変更例１］
次に第６実施形態の変更例１について図３３、図３４を参照して説明する。
この変更例１に係るレーザ測定装置２００は、基準部６０１に代えて基準部６１１を設けた点が図３１等に示す代表例と異なっており、それ以外は上記代表例と同様である。この例では、図３３に示すように、後壁部２０５ｄにおける内壁面６１３から離れた位置に、縦方向（中心軸２４２ａに沿った方向）に長手状（長孔状）に構成されるスリット６１２ａが、レーザ光の走査方向に所定間隔で並ぶように複数形成されたスリット部材６１２（図３４（ａ）が設けられている。
【０１７１】
このスリット部材６１２における外面６１２ｂは、ケース２０３における後壁部２０５ｄの内壁面６１３よりも反射率が高くなっている。つまり、内壁面６１３における一部の位置（スリット６１２ａを介してレーザ光を照射される位置）が低反射率部に相当し、スリット部材６１２の外面（板状に構成されるスリット部材６１２において凹面鏡２４１側に面する外面）６１２ｂが高反射率部に相当している。この構成では、並んで配置されるスリット部材６１２の各中心位置付近を横方向（スリットの長手方向と直交する方向）にレーザ光が移動するようになっており、レーザ光が各スリット６１２ａの位置を通過するときにはその通過したレーザ光がスリット６１２ａの奥に配置される内壁面６１３で反射され、この反射光（光量の小さい反射光）が凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光されることになる。一方、スリット部材の外面６１２ｂの位置に照射されるときには、この外面６１２ｂからの反射光（内壁面６１３からの反射光と比較して光量の大きい反射光）が凹面鏡２４１を介してフォトダイオード２０に受光されることになる。この構成でも、偏向部４１の回動範囲において、「受光量検出手段」によって検出される受光量が低反射率部（内壁面６１３においてスリット６１２ａを通ってレーザ光が入射する部分）に応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、「受光量検出手段」によって検出される受光量が高反射率部（スリット部材６１２の外面６１２ｂ）に応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定している。具体的には、第１受光状態と第２受光状態とを区別する閾値が用いられており、上記低反射率部からの受光波形は、この閾値を下回り、上記高反射率部からの受光波形はこの閾値を上回るようになっている。従って、このような閾値を上回る領域と下回る領域が繰り返される回動範囲を特定することで、基準部６１１に入射する回動範囲（所定回動範囲）を特定することができ、この所定回動範囲が特定された後には第２実施形態と同様の方法で基準位置を定めることができる。なお、基準部のスリット部材の構成は、図３４（ａ）の構成に限られず、図３４（ｂ）のように、単一のスリット６１４ａを備え、その周囲が外面６１４ｂとして構成されるものであってもよい。
【０１７２】
［他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７３】
図１の例では、窓状の導光部４が偏向部４１の周囲においてほぼ全周に亘って設けられているが、偏向部４１の一方側（例えば基準部材８０側）に導光部を形成しないようにしてもよい。
【０１７４】
上記第１実施形態では、平坦な反射面８１を備えた基準部材８０を用いた例を示したが、基準部材の構成はこれに限定されず、例えば、図７（ａ）（ｂ）のようにしてもよい。なお、図７（ａ）は、基準部材の変形例１を説明する説明図であり、図７（ｂ）は、基準部材の変形例２を説明する説明図である。なお、図７（ａ）では、幅方向一方側（端部２８２側）の反射面２８１ａの傾斜角度と幅方向他方側（端部２８３側）の反射面の傾斜角度とが異なっており、偏向部４１が基準位置にあるときに両反射面２８１ａ、２８１ｂの境界付近にレーザ光が入射するようになっている。また、図７（ｂ）では、反射面３８１が一端部３８２から他端部３８３に亘って湾曲した構成をなしている。これらの構成でも、第１実施形態と同様に「所定回動範囲」を検出し、その「所定回動範囲」において「受光量最大回動位置」を「基準位置」とすればよい。
【０１７５】
上記第１実施形態では、反射面８１を平坦に構成し、偏向部４１が基準位置にあるときに偏向部４１からのレーザ光が反射面８１の幅方向中心位置に垂直に入射する構成を例示したが、これに限られない。例えば、図８のように、「所定回動範囲」の全領域においてレーザ光が反射面４８１（平坦な反射面）に垂直に入射しないようにしてもよい。この場合も、上記実施形態と同様に「所定回動範囲」を検出できる。また、上記実施形態では、「所定回動範囲検出手段」によって検出された「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置を基準位置として検出しているが、図８の例では、上記実施形態と同様に、「所定回動範囲」において受光量が最大となる回動位置（レーザ光が端部４８３付近に入射するときの回動位置）を基準位置としてもよく、「所定回動範囲」において受光量が最少となる回動位置（レーザ光が端部４８２付近に入射するときの回動位置）を「基準位置」とするような構成であってもよい。
【０１７６】
上記第１、第３実施形態では、図４のＳ４で検出された「受光量最大回動位置」が「対応回動位置」に該当するか否かの判断処理を行ったが、このような判断処理を省略してもよい。例えば、図４のＳ５、Ｓ６の処理を省略し、Ｓ４で検出された受光量最大回動位置を「基準位置」に設定してもよい。
【０１７７】
上記第１実施形態では、距離値が第１閾値と第２閾値との範囲内で安定している領域を「所定回動範囲」として検出したが、これに限られない。例えば、距離値が所定閾値未満となる回動範囲を「所定回動範囲」としてもよい。
【０１７８】
上記第２実施形態及びその変形例では、制御回路７０により検出される受光量の状態が、受光壁２９６ａ〜２９６ｆからの光に基づく所定の高受光量状態と、レーザ光Ｌ１が導光部材によって導かれるときの所定の低受光量状態とで切り替わる状態が検出できる構成であればよく、例えば、受光壁は、ケース２０３を構成する各壁部（２０５ａ〜２０５ｆ）のうちの少なくとも一部（例えば、後壁部２０５ｄの内側後壁部２９６ｄのみ）に設けられていてもよい。
【０１７９】
上記第２実施形態及びその変形例では、所定の高受光量状態から所定の低受光量状態に切り替わる回動位置を「基準位置」として検出したが、これに限らず、例えば、所定の低受光量状態から高受光量状態に切り替わる回動位置を「基準位置」として検出してもよい。
【０１８０】
上記第２実施形態の第１変形例において、プリズム２９８の下側にさらに減衰部材２９９が設けられていてもよい。
【０１８１】
上記第２実施形態及びその変形例において、図１７（ａ）（ｂ）に示すように、さらにケース２０３の下壁部２０５ｂに開口部２０３ａが設けられていてもよい。このように、ケース２０３に開口部２０３ａを設ける構成としても、凹面鏡２４１からのレーザ光Ｌ１を、開口部２０３ａを介してケース２０３外部に出射させることで、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置にレーザ光Ｌ１を導くことができる。
【０１８２】
上記第２実施形態及びその変形例において、導光部材は、図１８（ａ）（ｂ）に示すように、一部が鏡面反射可能に構成されるプリズムミラー３００から構成されていてもよい。このように、導光部材がプリズムミラー３００から構成されており、レーザ光Ｌ１をプリズムミラー３００のプリズム反射面３００ａで当該プリズムミラー３００内に反射させ屈折させることにより、凹面鏡２４１及びフォトダイオード２０から外れた位置にレーザ光Ｌ１を導くこともできる。
【０１８３】
上記第２、第４実施形態では、減衰部材の一例を示したが、減衰部材として図３５のような光ファイバケーブル（以下、光ファイバともいう）７０１を用いるようにしてもよい。この例では、第２実施形態と同様の構成に加え、更に導光ミラー２９０からのレーザ光の向かう先に光ファイバ７０１の一端部７０２を配置している。そして、このように導光ミラー２９０からのレーザ光を一端側から入光させ、且つその一端側から入光した光を他端側に導いている。光ファイバ７０１としては光の伝動効率がやや低いもの（例えば８５％程度のもの）を使用することが望ましい。光ファイバ７０１における一端部７０２とは反対側の端部（他端部）の図示は省略しているが、他端部は、凹面鏡２４１側を向いていない構成であることが望ましく、例えば、後壁部２０５ｄ側を向いた構成であってもよく、下壁部２９６ｂ側を向いた構成であってもよい。また、光ファイバ７０１をある程度長く構成し、導光ミラー２９０から一端部７０２にレーザ光が入光するときの凹面鏡２４１の回動位置（回動角度）と、光ファイバ７０１の他端部からレーザ光が導出されるときの凹面鏡２４１の回動位置（回動角度）とに角度差が生じるようにしてもよい。また、ケース２０３に形成された図示しない孔を介して光ファイバ７０１の他端部側がケース２０３外に導出されており、他端部を介してレーザ光をケース２０３の外部に導出するような構成であってもよい。或いは、光ファイバ７０１の他端側は、光が導出しないように遮蔽してもよい。また、第４実施形態で用いた減衰部材４０２、４３２に代えて光ファイバ７０１を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１８４】
１，２００…レーザ測定装置
１０…レーザダイオード（レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（受光手段）
４０…回動偏向機構（回動偏向手段）
４１…偏向部（偏向手段）
４２ａ，２４２ａ…中心軸
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（距離算出手段、受光量検出手段、基準位置検出手段、相対位置検出手段、方向検出手段）
２０５ａ…上壁部
２０５ｂ…下壁部
２０５ｃ…前壁部
２０５ｄ…後壁部
２０５ｅ，２０５ｆ…側壁部
８０，２８０，３８０，４８０…基準部材
８１，２８１，３８１，４８１…反射面
２４１…凹面鏡（偏向手段）
３，２０３…ケース
２０３ａ…開口部
２９０…導光ミラー（導光部材）
２９０ａ…導光反射面
２９６…受光壁
２９６ａ…内側上壁部（受光壁）
２９６ｂ…内側下壁部（受光壁）
２９６ｃ…内側前壁部（受光壁）
２９６ｄ…内側後壁部（受光壁）
２９６ｅ，２９６ｆ…内側側壁部（受光壁）
２９８…プリズム（導光部材）
２９８ａ…入射面
２９８ｂ…出射面
２９９…減衰部材
２９９ａ…導光口
２９９ｂ…内壁面
３００…プリズムミラー
３００ａ…プリズム反射面
７０１…光ファイバケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、
前記ケースの内壁の内側に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部材と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、
前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、
前記受光手段によって前記反射光が受光されたとき、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて前記検出物体の方向を検出する方向検出手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項２】
前記基準位置検出手段は、
前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した規定条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備え、
前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ測定装置。
【請求項３】
前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、
前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする請求項２に記載のレーザ測定装置。
【請求項４】
前記基準位置検出手段は、
前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備え、
前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ測定装置。
【請求項５】
前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、
前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする特徴とする請求項４に記載のレーザ測定装置。
【請求項６】
前記基準部材の前記反射面は、前記偏向手段が前記基準位置にあるときに当該偏向手段からの前記レーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、
前記基準位置検出手段は、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項７】
前記基準部材は、前記反射面に入射する前記レーザ光の移動方向を幅方向としたとき、前記基準位置に位置する前記偏向手段からの前記レーザ光が前記反射面の幅方向所定位置に入射する構成をなしており、
前記基準位置検出手段は、
前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる受光量最大回動位置を検出すると共に、
その検出された前記受光量最大回動位置が前記幅方向所定位置に対応する対応回動位置か否かを判断する判断手段を備え、
前記判断手段により前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当すると判断された場合には、当該受光量最大回動位置を前記基準位置として検出し、
前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しないと判断された場合には、前記所定回動範囲検出手段による前記所定回動範囲の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された前記所定回動範囲における前記受光量最大回動位置を再度検出し、更に、前記判断手段により、その再度検出された前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当するか否かの判断処理を再び試みることを特徴とする請求項６に記載のレーザ測定装置。
【請求項８】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段の回動範囲が所定の検出可能範囲にあるときに当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、
前記ケースの内壁の内側において前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置されると共に、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、前記偏向手段からの前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に導く導光部材と、
前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外であって且つ前記所定回動範囲外にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を受ける受光壁面を有し、且つ前記レーザ光が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させるように配置された受光壁と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、
前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が、前記導光部材によって導光されることに基づく所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、
前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲にあるときに前記受光手段によって前記検出物体からの前記反射光が受光された場合に、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項９】
前記受光壁は、前記受光壁面にて前記レーザ光を拡散反射させることを特徴とする請求項８に記載のレーザ測定装置。
【請求項１０】
前記基準位置検出手段は、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量の状態が、前記受光壁からの光に基づく所定の高受光量状態と、前記レーザ光が前記導光部材によって導かれるときの前記所定の低受光量状態とで切り替わるときの前記偏向手段の回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のレーザ測定装置。
【請求項１１】
前記レーザ光の走査経路外には、前記レーザ光を減衰する減衰部材が設けられており、
前記導光部材は、前記レーザ光を前記減衰部材に向けて導くことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１２】
前記レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置された減衰部材と、
前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記減衰部材に導く光誘導手段と、
を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１３】
前記減衰部材は、光ファイバケーブルからなり、
前記光ファイバケーブルの一端側から前記レーザ光が入光し、且つその一端側から入光した光が前記光ファイバケーブルの他端側に導かれるように構成され、
当該光ファイバケーブル内において、前記レーザ光が減衰するように構成されていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のレーザ測定装置。
【請求項１４】
少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースを備え、
前記導光部材は、前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導くことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１５】
少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースと、
前記ケース内に収容され、前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導く光誘導手段と、
を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１６】
前記導光部材は、ミラーによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に鏡面反射させることを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１７】
前記導光部材は、プリズムによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に向けて屈折させることを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１８】
前記導光部材は、前記偏向手段から当該導光部材に入射する前記レーザ光を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されていることを特徴とする請求項８から請求項１７のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１９】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
装置内に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、
前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、
を備え、
前記基準部は、前記レーザ光が装置外に照射される検出可能回動範囲から外れた範囲に配置され、所定の低反射率で構成され且つ前記レーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部と、前記低反射率部よりも反射率が高く構成され且つ前記レーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部とを少なくとも備え、
前記基準位置検出手段は、前記偏向手段の回動範囲において、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記低反射率部に応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記高反射率部に応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定すると共に、前記第１回動範囲と前記第２回動範囲とが並ぶ基準部照射範囲を特定し、当該基準部照射範囲の所定位置を基準位置として検出することを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、
前記ケースの内壁の内側に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部材と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、
前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、
前記受光手段によって前記反射光が受光されたとき、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて前記検出物体の方向を検出する方向検出手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項２】
前記基準位置検出手段は、
前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した規定条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備え、
前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ測定装置。
【請求項３】
前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、
前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段による算出結果に基づき、前記距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする請求項２に記載のレーザ測定装置。
【請求項４】
前記基準位置検出手段は、
前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、その複数周で得られる距離値が前記基準部材の位置又は形状に対応した所定の統計条件を満たす所定回動範囲を検出する所定回動範囲検出手段を備え、
前記受光量検出手段による前記受光量の検出結果に基づき、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が規定状態となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項１に記載のレーザ測定装置。
【請求項５】
前記基準部材は、前記偏向手段における前記レーザ光の出射位置から前記反射面における前記レーザ光の照射経路までの距離が所定距離範囲内に収まるように構成されており、
前記所定回動範囲検出手段は、前記距離値算出手段によって回動位置毎に得られる距離値の複数周分のデータに基づいて、距離値の変動が所定閾値内に収まる回動範囲を前記所定回動範囲として検出することを特徴とする特徴とする請求項４に記載のレーザ測定装置。
【請求項６】
前記基準部材の前記反射面は、前記偏向手段が前記基準位置にあるときに当該偏向手段からの前記レーザ光が略垂直に入射する平面として構成されており、
前記基準位置検出手段は、前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項７】
前記基準部材は、前記反射面に入射する前記レーザ光の移動方向を幅方向としたとき、前記基準位置に位置する前記偏向手段からの前記レーザ光が前記反射面の幅方向所定位置に入射する構成をなしており、
前記基準位置検出手段は、
前記所定回動範囲検出手段によって検出された前記所定回動範囲において前記受光量が最大値となる受光量最大回動位置を検出すると共に、
その検出された前記受光量最大回動位置が前記幅方向所定位置に対応する対応回動位置か否かを判断する判断手段を備え、
前記判断手段により前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当すると判断された場合には、当該受光量最大回動位置を前記基準位置として検出し、
前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当しないと判断された場合には、前記所定回動範囲検出手段による前記所定回動範囲の検出処理を再度行うと共に、その再度検出された前記所定回動範囲における前記受光量最大回動位置を再度検出し、更に、前記判断手段により、その再度検出された前記受光量最大回動位置が前記対応回動位置に該当するか否かの判断処理を再び試みることを特徴とする請求項６に記載のレーザ測定装置。
【請求項８】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段の回動範囲が所定の検出可能範囲にあるときに当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
少なくとも前記回動偏向手段を収容するケースと、
前記ケースの内壁の内側において前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置されると共に、前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外における所定回動範囲にあるときに、前記偏向手段からの前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に導く導光部材と、
前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲外であって且つ前記所定回動範囲外にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を受ける受光壁面を有し、且つ前記レーザ光が当該受光壁面にて反射する光の少なくとも一部を、前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させるように配置された受光壁と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、
前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が、前記導光部材によって導光されることに基づく所定の低受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、
前記偏向手段の回動位置が前記検出可能範囲にあるときに前記受光手段によって前記検出物体からの前記反射光が受光された場合に、前記相対位置検出手段による前記相対的な回動位置の検出結果に基づいて当該検出物体の方向を検出する方向検出手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項９】
前記受光壁は、前記受光壁面にて前記レーザ光を拡散反射させることを特徴とする請求項８に記載のレーザ測定装置。
【請求項１０】
前記基準位置検出手段は、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量の状態が、前記受光壁からの光に基づく所定の高受光量状態と、前記レーザ光が前記導光部材によって導かれるときの前記所定の低受光量状態とで切り替わるときの前記偏向手段の回動位置を前記基準位置として検出することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のレーザ測定装置。
【請求項１１】
前記レーザ光の走査経路外には、前記レーザ光を減衰する減衰部材が設けられており、
前記導光部材は、前記レーザ光を前記減衰部材に向けて導くことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１２】
前記レーザ光の走査経路外において入射する光を減衰するように配置された減衰部材と、
前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記減衰部材に導く光誘導手段と、
を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１３】
前記減衰部材は、光ファイバケーブルからなり、
前記光ファイバケーブルの一端側から前記レーザ光が入光し、且つその一端側から入光した光が前記光ファイバケーブルの他端側に導かれるように構成され、
当該光ファイバケーブル内において、前記レーザ光が減衰するように構成されていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のレーザ測定装置。
【請求項１４】
少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースを備え、
前記導光部材は、前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導くことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１５】
少なくとも前記回動偏向手段及び前記導光部材を収容する構成をなし、且つ前記レーザ光の走査経路から外れた位置に貫通孔が形成されたケースと、
前記ケース内に収容され、前記偏向手段の回動位置が前記所定回動範囲にあるときに、前記導光部材によって導かれた前記レーザ光を前記貫通孔を介して前記ケースの外部に導く光誘導手段と、
を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１６】
前記導光部材は、ミラーによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に鏡面反射させることを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１７】
前記導光部材は、プリズムによって構成され、前記レーザ光を前記偏向手段及び前記受光手段から外れた位置に向けて屈折させることを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１８】
前記導光部材は、前記偏向手段から当該導光部材に入射する前記レーザ光を、入射方向に対して略直交する方向に導くように配置されていることを特徴とする請求項８から請求項１７のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。
【請求項１９】
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生したときに、当該レーザ光が検出物体にて反射して生じる反射光を受光する受光手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記受光手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段の前記偏向手段を回転駆動する駆動手段と、
装置内に配置され、前記偏向手段からの前記レーザ光の走査経路上に配置される反射面を有すると共に、前記偏向手段が所定回動範囲にあるときに前記偏向手段からの前記レーザ光を前記反射面で反射させ且つ前記偏向手段を介して前記受光手段に受光させる基準部と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記レーザ光の到達位置までの距離値を算出する距離値算出手段と、
前記偏向手段の回動位置毎に前記受光手段での受光量を検出する受光量検出手段と、
前記距離値算出手段によって検出される前記距離値が所定の距離条件を満たし、且つ前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が所定の受光量条件を満たす回動位置を基準位置として検出する基準位置検出手段と、
前記基準位置検出手段によって検出された前記基準位置を基準とする前記偏向手段の相対的な回動位置を検出する相対位置検出手段と、
を備え、
前記基準部は、前記レーザ光が装置外に照射される検出可能回動範囲から外れた範囲に配置され、所定の低反射率で構成され且つ前記レーザ光に対して第１反射光を反射する低反射率部と、前記低反射率部よりも反射率が高く構成され且つ前記レーザ光に対して第２反射光を反射する高反射率部とを少なくとも備え、
前記基準位置検出手段は、前記偏向手段の回動範囲において、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記低反射率部に応じた第１受光量状態となる第１回動範囲と、前記受光量検出手段によって検出される前記受光量が前記高反射率部に応じた第２受光量状態となる第２回動範囲とを特定すると共に、前記第１回動範囲と前記第２回動範囲とが並ぶ基準部照射範囲を特定し、当該基準部照射範囲の所定位置を基準位置として検出することを特徴とするレーザ測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【公開番号】特開２０１２−７３２１６（Ｐ２０１２−７３２１６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７２４５（Ｐ２０１０−２６７２４５）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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