JP2011169730A - Laser measuring device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more compactly and simply achieve a configuration for easily changing scanning directions of laser beams to diversified directions and performing diversified area setting according to installation places. <P>SOLUTION: A laser measuring device 1 includes an inclination angle changing unit 100 for changing an inclination angle to a horizontal surface of laser beams L1 emitted to space by relatively changing a deflection unit 41 with respect to a center axis 42a, further includes a light reception surface 91 disposed on a scanning path of the laser beams L1 from the deflection unit 41, and includes a light receiving sensor 90 for detecting incidence height of the laser beams L1 impinging on the light reception surface 91. Then, lapse time from occurrence of the laser beams L1 by a laser diode 10 to detection of reflection light corresponding to the laser beams L1 by a photodiode 20 is detected, and a position of a detection object is detected based on the lapse time and incidence height detected by the light receiving sensor 90. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、レーザ測定装置に関するものである。   The present invention relates to a laser measuring apparatus.

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。   Conventionally, for example, an apparatus as disclosed in Patent Document 1 is provided as a technique for detecting the distance and direction to a detection object using a laser beam. In the apparatus of Patent Document 1, an optical isolator that transmits laser light and reflects reflected light from a detection object toward the detection means is provided on the optical axis of the laser light from the laser light generation means. Furthermore, a concave mirror that rotates about the central axis in the optical axis direction is provided on the optical axis of the laser light that passes through the optical isolator. The concave mirror reflects the laser light toward the space and reflects it from the detection object. Reflecting light toward the optical isolator enables 360 ° horizontal scanning.

特許２７８９７４１号公報Japanese Patent No. 2789741

ところで、特許文献１の技術では凹面鏡の回動により３６０°の水平走査を可能とし、検出領域（レーザ光による走査がなされる領域）を装置の周囲全体にまで拡大しているが、その一方で、検出領域が平面に限定されてしまうという問題がある。即ち、凹面鏡から空間に向けて反射されたレーザ光は所定平面（走査平面）内で走査がなされるため、その走査平面から外れた領域については検出が不能となる。   By the way, in the technique of Patent Document 1, 360 ° horizontal scanning is possible by rotating the concave mirror, and the detection area (area where scanning with laser light is performed) is expanded to the entire periphery of the apparatus. There is a problem that the detection area is limited to a plane. That is, since the laser beam reflected from the concave mirror toward the space is scanned within a predetermined plane (scanning plane), it is impossible to detect a region outside the scanning plane.

例えば、特許文献１のような水平走査タイプのレーザレーダ装置を用いて人の侵入検出を行おうとする場合、一般的には図１０（Ａ）のように一定の高さで水平走査がなされるようにレーザレーダ装置を配置する方法が考えられるが、このような配置とすると、下方のエリアが死角となり、例えば低姿勢（例えば匍匐前進のような姿勢）で進入する場合に検出ができなくなる（図１０（Ａ）の符号ＡＲ１参照）。また、図１０（Ｂ）のようにドアと平行に走査を行うような場合、ドアと走査エリアとの間に死角（符号ＡＲ２参照）ができるような場合もありうる。このような場合、レーザの走査方向をレイアウトに合わせて変更できることが望ましいが、特許文献１のような構成では、レイアウトに応じた微調整が困難であった。   For example, when a human intrusion detection is to be performed using a horizontal scanning type laser radar device as in Patent Document 1, generally horizontal scanning is performed at a constant height as shown in FIG. In this way, the laser radar device can be arranged in such a way. However, with such an arrangement, the lower area becomes a blind spot, and for example, detection is not possible when the vehicle enters in a low posture (for example, a posture like a heel forward) ( (See symbol AR1 in FIG. 10A). When scanning is performed in parallel with the door as shown in FIG. 10B, a blind spot (see symbol AR2) may be formed between the door and the scanning area. In such a case, it is desirable that the laser scanning direction can be changed in accordance with the layout. However, in the configuration as in Patent Document 1, fine adjustment according to the layout is difficult.

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、レーザ光の走査方向を様々な向きに変化させやすく設置場所に応じた多様なエリア設定が可能な構成をより小型且つ簡易に実現することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of easily changing the scanning direction of the laser light to various directions, and making the configuration capable of setting various areas according to the installation location smaller and simpler. It aims to be realized.

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た反射光を検出する光検出手段と、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光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、前記レーザ光発生手段又は前記偏向手段若しくは前記レーザ光発生手段から前記偏向手段までの経路上に配される光学部品を前記中心軸に対して相対的に変位させることで、前記空間に照射される前記レーザ光の前記中心軸と直交する水平面に対する傾斜角度を変化させる傾斜角度変更手段と、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受光面を備え、当該受光面に入射する前記レーザ光の入射高さを検出する高さ検出手段と、前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから当該レーザ光に応じた前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの経過時間を検出する時間検出手段と、前記高さ検出手段によって検出された前記入射高さと、前記時間検出手段によって検出された前記経過時間とに基づいて前記検出物体の位置を検出する位置検出手段と、を備えたことを特徴としている。   According to the first aspect of the present invention, there is provided laser light generating means for generating laser light, and light for detecting reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated by the laser light generating means. The apparatus includes a detecting unit and a deflecting unit configured to be rotatable about a predetermined central axis, deflects the laser light toward the space by the deflecting unit, and directs the reflected light to the light detecting unit. Rotating deflection means for deflecting, driving means for driving the turning deflection means, and the laser light generation means or the optical means disposed on the path from the deflection means or the laser light generation means to the deflection means And a tilt angle changing means for changing a tilt angle of the laser beam irradiated to the space with respect to a horizontal plane perpendicular to the center axis, A light receiving surface disposed on a scanning path of the laser light from the deflecting means; a height detecting means for detecting an incident height of the laser light incident on the light receiving surface; and the laser light generating means Time detection means for detecting an elapsed time from when the laser light is generated until the reflected light corresponding to the laser light is detected by the light detection means; and the incident height detected by the height detection means. And position detecting means for detecting the position of the detected object based on the elapsed time detected by the time detecting means.

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、前記傾斜角度変更手段は、前記偏向手段を変位させることで当該偏向手段への前記レーザ光の入射角度を変更することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the laser measuring apparatus according to the first aspect, the tilt angle changing unit changes the incident angle of the laser beam to the deflecting unit by displacing the deflecting unit. It is said.

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、前記傾斜角度変更手段は、前記偏向手段を揺動可能に支持する支持機構と、外部操作可能な操作部と、前記操作部に対する外部操作に応じて前記支持機構による前記偏向手段の支持姿勢を変化させる連動機構と、を備えたことを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the laser measurement apparatus according to the second aspect, the tilt angle changing unit includes a support mechanism that supports the deflecting unit in a swingable manner, an operation unit that can be operated externally, and the operation unit. And an interlocking mechanism that changes a support posture of the deflecting means by the support mechanism in response to an external operation.

請求項４の発明は、請求項２に記載のレーザ測定装置において、前記傾斜角度変更手段が、前記偏向手段を揺動可能な偏向手段駆動部と、前記偏向手段駆動部を制御する制御手段と、を備え、前記偏向手段駆動部が前記制御手段による制御に応じて前記偏向手段を駆動することで前記入射角度を変更することを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the laser measurement apparatus according to the second aspect, the tilt angle changing unit includes a deflection unit driving unit that can swing the deflection unit, and a control unit that controls the deflection unit driving unit. The deflecting means driving unit changes the incident angle by driving the deflecting means in accordance with control by the control means.

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記高さ検出手段は、前記受光面が前記中心軸の方向に沿って長手状に延びる受光センサからなることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the laser measurement apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the height detecting means has the light receiving surface extending longitudinally along the direction of the central axis. It is characterized by comprising a light receiving sensor.

請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置において、前記高さ検出手段は、受光素子が前記中心軸の方向に並ぶ一次元センサからなることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the laser measurement apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the height detecting means is a one-dimensional sensor in which light receiving elements are arranged in the direction of the central axis. It is characterized by.

請求項１の発明は、レーザ光発生手段と、レーザ光発生手段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た反射光を検出する光検出手段と、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レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ反射光を光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、回動偏向手段を駆動する駆動手段とを備え、更に、レーザ光発生手段又は偏向手段若しくはレーザ光発生手段から偏向手段までの経路上に配される光学部品を中心軸に対して相対的に変位させることで、空間に照射されるレーザ光の中心軸と直交する水平面に対する傾斜角度を変化させる傾斜角度変更手段が設けられている。
このようにすると、レーザ光発生手段又は偏向手段若しくはこれらの間の経路に介在する光学部品を変位させることでレーザ光の傾斜角度を変化させることができるため、例えばケース全体を変位させるといった大掛かりな構成を用いずにレーザ光を様々な方向に照射できるようになり、設置場所に応じた多様なエリア設定が可能となる。
更に、偏向手段からのレーザ光の走査経路上に配置される受光面を備え、当該受光面に入射するレーザ光の入射高さを検出する高さ検出手段と、レーザ光発生手段にてレーザ光が発生してから当該レーザ光に応じた反射光が光検出手段によって検出されるまでの経過時間を検出する時間検出手段と、高さ検出手段によって検出された入射高さと、時間検出手段によって検出された経過時間とに基づいて検出物体の位置を検出する位置検出手段とが設けられている。
このようにすると、偏向手段の変位によって変わり得るレーザ光の向きを、所定位置（受光面）に実際に入射するレーザ光の高さを検出して求めることができるため、簡易かつ小型化可能な構成で精度の高い方向検出、ひいては精度の高い位置検出が可能となる。 The invention of claim 1 includes a laser light generating means, a light detecting means for detecting reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated by the laser light generating means, and a predetermined center. A deflection unit configured to be rotatable about an axis, a deflection unit configured to deflect laser light toward the space by the deflection unit and deflect reflected light toward the light detection unit; Driving means for driving the dynamic deflection means, and further, the laser light generation means or the optical means arranged on the path from the deflection means or the laser light generation means to the deflection means is displaced relative to the central axis. Thus, there is provided an inclination angle changing means for changing an inclination angle with respect to a horizontal plane perpendicular to the central axis of the laser light irradiated to the space.
By doing so, the tilt angle of the laser light can be changed by displacing the laser light generating means, the deflecting means, or the optical components interposed in the path between them, so that, for example, the entire case is displaced. Laser light can be irradiated in various directions without using a configuration, and various area settings can be made according to the installation location.
Further, a light receiving surface disposed on the scanning path of the laser light from the deflecting means, a height detecting means for detecting the incident height of the laser light incident on the light receiving surface, and a laser light by the laser light generating means Is detected by the time detection means, the incident height detected by the height detection means, and the time detection means. Position detecting means for detecting the position of the detection object based on the elapsed time is provided.
In this way, the direction of the laser beam that can change depending on the displacement of the deflecting means can be obtained by detecting the height of the laser beam that is actually incident on the predetermined position (light receiving surface). With the configuration, it is possible to detect the direction with high accuracy, and thus to detect the position with high accuracy.

請求項２の発明では、偏向手段を変位させることで当該偏向手段へのレーザ光の入射角度を変更するように傾斜角度変更手段が構成されている。このように比較的大きい偏向手段を変位させるようにすると、傾きの微調整を行いやすい構成を複雑な構成を用いずに実現しやすくなる。   In the invention of claim 2, the tilt angle changing means is configured to change the incident angle of the laser beam to the deflecting means by displacing the deflecting means. If the relatively large deflecting means is displaced in this way, a configuration that facilitates fine adjustment of the tilt can be easily realized without using a complicated configuration.

請求項３の発明では、傾斜角度変更手段が、偏向手段を揺動可能に支持する支持機構と、外部操作可能な操作部と、操作部に対する外部操作に応じて支持機構による偏向手段の支持姿勢を変化させる連動機構とを備えている。このようにすると、外部操作によって偏向手段を変位させ得る構成を大掛かりで複雑な構成を用いることなく実現できる。また、ユーザが実際に操作部を操作しながら傾斜角度を変更できるため、傾斜角度の微調整が行いやすくなる。   According to a third aspect of the present invention, the tilt angle changing means includes a support mechanism that swingably supports the deflection means, an operation section that can be operated externally, and a support posture of the deflection means by the support mechanism in response to an external operation on the operation section. And an interlocking mechanism that changes the angle. In this way, a configuration capable of displacing the deflection means by an external operation can be realized without using a large and complicated configuration. In addition, since the user can change the inclination angle while actually operating the operation unit, fine adjustment of the inclination angle is facilitated.

請求項４の発明では、傾斜角度変更手段が、偏向手段を揺動可能な偏向手段駆動部と、偏向手段駆動部を制御する制御手段とを備えており、偏向手段駆動部は、制御手段による制御に応じて偏向手段を駆動することで入射角度を変更している。このようにすると、偏向手段駆動部に対する制御によって偏向手段を変位させることができるため、傾斜角度の変更作業に要する労力を抑えることができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the tilt angle changing means includes a deflecting means driving unit capable of swinging the deflecting means, and a control means for controlling the deflecting means driving unit. The incident angle is changed by driving the deflection means in accordance with the control. In this way, since the deflecting means can be displaced by the control of the deflecting means driving unit, it is possible to suppress the labor required for the change operation of the tilt angle.

請求項５の発明は、受光面が中心軸の方向に沿って長手状に延びる受光センサによって高さ検出手段が構成されている。このようにすると、より小型且つ安価な構成で高さ検出手段を実現することができ、装置全体の小型化、コスト低減を図りやすくなる。   According to a fifth aspect of the present invention, the height detecting means is constituted by a light receiving sensor whose light receiving surface extends longitudinally along the direction of the central axis. In this way, the height detecting means can be realized with a smaller and cheaper configuration, and the entire apparatus can be easily reduced in size and cost.

請求項６の発明は、受光素子が中心軸の方向に並ぶ一次元センサによって高さ検出手段が構成されている。このようにすると、より一層小型且つ安価な構成で高さ検出手段を実現することができ、装置全体の一層の小型化、コスト低減を図りやすくなる。   According to a sixth aspect of the present invention, the height detecting means is constituted by a one-dimensional sensor in which the light receiving elements are arranged in the direction of the central axis. In this way, the height detecting means can be realized with a further compact and inexpensive configuration, and it becomes easy to further reduce the size and cost of the entire apparatus.

図１は、第１実施形態に係るレーザ測定装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating the overall configuration of the laser measurement apparatus according to the first embodiment. 図２は、図１のレーザ測定装置の電気的構成を概略的に例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating an electrical configuration of the laser measurement apparatus of FIG. 図３は、第１実施形態に係るレーザ測定装置で用いられる傾斜角度変更部を概略的に例示する斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating an inclination angle changing unit used in the laser measurement apparatus according to the first embodiment. 図４（Ａ）は、図３の傾斜角度変更部を概念的に示す側面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の状態から傾斜角度を変更した様子を概念的に示す側面図である。4A is a side view conceptually showing the inclination angle changing unit of FIG. 3, and FIG. 4B conceptually shows a state in which the inclination angle is changed from the state of FIG. 4A. It is a side view. 図５は、第１実施形態に係るレーザ測定装置の使用例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a usage example of the laser measurement apparatus according to the first embodiment. 図６は、図５の使用例に関し、レーザの走査エリアを概念的に例示する斜視図である。FIG. 6 is a perspective view conceptually illustrating a laser scanning area in the usage example of FIG. 図７は、第１実施形態に係るレーザ測定装置についての図５とは異なる使用例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of use of the laser measurement apparatus according to the first embodiment that is different from FIG. 図８は、第２実施形態に係るレーザ測定装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating the overall configuration of the laser measurement apparatus according to the second embodiment. 図９（Ａ）は、第２実施形態に係るレーザ測定装置における偏向部の支持機構を概略的に例示する斜視図であり、図９（Ｂ）は、第２実施形態に係るレーザ測定装置における駆動部を概念的に例示する説明図である。FIG. 9A is a perspective view schematically illustrating the support mechanism of the deflection unit in the laser measurement apparatus according to the second embodiment, and FIG. 9B is the laser measurement apparatus according to the second embodiment. It is explanatory drawing which illustrates a drive part notionally. 図１０（Ａ）は、従来のレーザ測定装置を用いた侵入検出方法の一例を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、従来における図１０（Ａ）とは異なる検出方法を例示する説明図である。FIG. 10A is an explanatory diagram illustrating an example of an intrusion detection method using a conventional laser measurement apparatus, and FIG. 10B illustrates a detection method different from the conventional FIG. 10A. FIG.

[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、図２等を参照して第１実施形態に係るレーザ測定装置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の全体構成を概略的に例示する断面図である。また、図２は、図１のレーザ測定装置の電気的構成を概略的に例示するブロック図である。 [First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a laser measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(overall structure)
First, the overall configuration of the laser measurement apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating the overall configuration of the laser measurement apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating an electrical configuration of the laser measurement apparatus of FIG.

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。   As shown in FIG. 1, the laser measurement device 1 includes a laser diode 10 and a photodiode 20 that receives reflected light L2 from a detection object, and is configured as a device that detects the distance and direction to the detection object. Yes.

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、図２に示すように、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、図１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の経路を符号Ｌ１（太線矢印）にて概念的に例示し、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にて概念的に例示している。   The laser diode 10 corresponds to an example of “laser light generation means”, and receives a pulse current from a drive circuit (not shown) under the control of the control circuit 70 as shown in FIG. Pulse laser light (laser light L1) is intermittently emitted. In FIG. 1, the path of the laser light from the laser diode 10 to the detection object is conceptually illustrated by reference symbol L1 (thick line arrow), and the reflected light from the detection object to the photodiode is indicated by reference symbol L2. Conceptually illustrated.

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。   The photodiode 20 corresponds to an example of “light receiving means”. When the laser light L1 is generated from the laser diode 10 and the laser light L1 is reflected by the detection object, the reflected light L2 is received. It is converted into an electrical signal. In addition, about the reflected light from a detection object, the thing of a predetermined area | region is taken in into the deflection | deviation part 41, and FIG. ing.

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。   A lens 60 is provided on the optical axis of the laser light L1 emitted from the laser diode 10. The lens 60 is configured as a collimating lens, and converts the laser light L1 from the laser diode 10 into parallel light.

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。具体的には、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。   A mirror 30 is provided on the optical path of the laser light L1 that has passed through the lens 60. The mirror 30 includes a reflecting surface 30 a that is inclined with respect to the optical axis of the laser beam L 1 that has passed through the lens 60, and reflects the laser beam L 1 that has passed through the lens 60 toward the rotating deflection mechanism 40. Specifically, the horizontal laser beam L1 that has passed through the lens 60 is reflected by the mirror 30 in the vertical direction (a direction parallel to a central axis 42a described later), and the reflected vertical laser beam L1 is rotated. The light is incident on the deflection unit 41 of the dynamic deflection mechanism 40.

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を保持しつつ偏向部４１の傾斜角度を変更可能に構成される傾斜角度変更部１００と、この傾斜角度変更部１００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。   The rotation deflection mechanism 40 corresponds to an example of a “rotation deflection unit”, and includes a deflection unit 41 formed of a mirror having a flat reflection surface 41 a and an inclination of the deflection unit 41 while holding the deflection unit 41. An inclination angle changing unit 100 configured to change the angle, a shaft part 42 connected to the inclination angle changing part 100, and a bearing (not shown) that rotatably supports the shaft part 42 are provided.

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。   The deflecting unit 41 corresponds to an example of a “deflecting unit”, is disposed on the optical axis of the laser light L1 reflected by the mirror 30, and rotates around the central axis 42a (predetermined central axis). It is possible to move. The deflecting unit 41 is configured to deflect (reflect) the laser light L1 from the laser diode 10 toward the space and deflect (reflect) reflected light L2 from the detection object toward the photodiode 20. .

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。   Further, the direction of the central axis 42a serving as the rotation center of the deflection unit 41 coincides with the direction of the laser beam L1 incident on the deflection unit 41 from the mirror 30, and the incident position where the laser beam L1 enters the deflection unit 41. P1 is a position on the central axis 42a.

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。   In the present embodiment, the direction of the central axis 42a is the vertical direction (Y-axis direction), and the plane direction orthogonal to the central axis 42a is the horizontal direction. Further, a predetermined direction in the horizontal direction is shown as the X-axis direction.

本実施形態では、偏向部４１は、当該偏向部４１に入射するレーザ光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ようになっている。そして、この中心軸４２ａに対して偏向部４１の反射面４１ａが所望の角度で配置されるようになっている。例えば、図１の例では、偏向部４１の反射面４１ａが垂直方向（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、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。この図１の状態のときには、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。   In the present embodiment, the deflection unit 41 rotates about a central axis 42a in a direction that coincides with the direction of the laser light L1 incident on the deflection unit 41. The reflecting surface 41a of the deflecting unit 41 is arranged at a desired angle with respect to the central axis 42a. For example, in the example of FIG. 1, the reflection surface 41a of the deflection unit 41 is inclined at an angle of 45 ° with respect to the vertical direction (the direction of the laser beam L1 incident on the reflection surface 41a), and is incident from the mirror 30 side. L1 is reflected in the horizontal direction. In the state of FIG. 1, the incident angle of the laser beam L1 is always maintained at 45 ° regardless of the rotational position of the deflecting unit 41, and the direction of the laser beam L1 from the position P1 is constantly horizontal (perpendicular to the central axis 42a). Direction).

一方、偏向部４１は、後述する傾斜角度変更部１００の動作によって例えば、図１の破線部分のように変位可能とされており、このように偏向部４１が変位したときには空間に照射されるレーザ光の角度が水平方向（中心軸４２ａと直交する平面方向）に対して上向き或いは下向きに傾斜するようになっている。なお、傾斜角度変更部１００の具体的構成や作用については後述する。   On the other hand, the deflecting unit 41 can be displaced, for example, as indicated by a broken line in FIG. 1 by the operation of the tilt angle changing unit 100 described later, and when the deflecting unit 41 is displaced in this way, the laser is irradiated onto the space. The light angle is inclined upward or downward with respect to the horizontal direction (a plane direction orthogonal to the central axis 42a). The specific configuration and operation of the tilt angle changing unit 100 will be described later.

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。   Further, in the laser measurement device 1 according to the present embodiment, the deflection region for deflecting the reflected light in the deflection unit 41 (the region of the reflection surface 41a in the deflection unit 41) reflects the laser beam in the mirror 30 (mirror 30). The area of the reflecting surface 30a in FIG.

更に、レーザ測定装置１には、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、ロータリーエンコーダなど、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。   Further, the laser measuring device 1 is provided with a motor 50 for driving the rotation deflection mechanism 40. The motor 50 corresponds to an example of “driving means”, and rotates the shaft portion 42 to rotationally drive the deflection portion 41 connected to the shaft portion 42. As a specific configuration of the motor 50, for example, a servo motor or the like may be used, or a motor that rotates regularly is used, and the pulse laser beam is output in synchronization with the timing at which the deflection unit 41 faces the direction in which the distance measurement is desired. Thus, detection of a desired direction may be possible. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a rotation angle position sensor 52 that detects the rotation angle position of the shaft portion 42 of the motor 50 (that is, the rotation angle position of the deflection unit 41) is provided. As the rotation angle position sensor 52, various types of sensors can be used as long as they can detect the rotation angle position of the shaft portion 42, such as a rotary encoder.

また、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。   A condensing lens 62 that condenses the reflected light toward the photodiode 20 is provided on the optical path of the reflected light L <b> 2 from the rotation deflection mechanism 40 to the photodiode 20. A filter 64 is provided between the photodiodes 20. The condensing lens 62 condenses the reflected light L2 from the deflecting unit 41 and guides it to the photodiode 20, and functions as a condensing unit.

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。   The filter 64 functions to transmit the reflected light L2 and remove light other than the reflected light L2 on the optical path of the reflected light L2 from the rotation deflection mechanism 40 to the photodiode 20. The filter 64 is constituted by a wavelength selection filter that transmits only light having a specific wavelength corresponding to the reflected light L2 (for example, light having a wavelength in a certain region) and blocks other light.

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。   In the present embodiment, the laser diode 10, the photodiode 20, the mirror 30, the lens 60, the rotation deflection mechanism 40, the motor 50, and the like are accommodated in the case 3, and dust protection and impact protection are achieved. A window-shaped light guide 4 that allows the laser light L1 and the reflected light L2 to pass therethrough is formed around the deflection unit 41 in the case 3 so as to surround the deflection unit 41. The light guide 4 is formed in an annular shape centering on the optical axis of the laser beam L1 incident on the deflecting unit 41 and is substantially 360 °, and the glass plate is closed in the form of closing the light guide 4. A laser light transmission plate 5 made of a material such as the like is arranged to prevent dust.

（傾斜角度変更手段）
次に、「傾斜角度変更手段」として機能する傾斜角度変更部１００について説明する。図３は、第１実施形態に係るレーザ測定装置で用いられる傾斜角度変更部を概略的に例示する斜視図である。なお、図３では、偏向部４１の位置を二点鎖線にて仮想的に示し、更に、連結フレーム１２３や、軸保持部１２７についても二点鎖線にて仮想的に示している。また、図４（Ａ）は、図３の傾斜角度変更部を概念的に示す側面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の状態から傾斜角度を変更した様子を示す側面図である。なお、図４では、軸部１１５及び軸部１１８は概念的に示しており、各軸部の両端部は省略して示している。 (Inclination angle changing means)
Next, the inclination angle changing unit 100 functioning as “inclination angle changing means” will be described. FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating an inclination angle changing unit used in the laser measurement apparatus according to the first embodiment. In FIG. 3, the position of the deflection unit 41 is virtually indicated by a two-dot chain line, and the connection frame 123 and the shaft holding unit 127 are also indicated by a two-dot chain line. 4A is a side view conceptually showing the tilt angle changing unit of FIG. 3, and FIG. 4B is a side view showing a state in which the tilt angle is changed from the state of FIG. 4A. FIG. In addition, in FIG. 4, the axial part 115 and the axial part 118 are shown notionally, and the both ends of each axial part are abbreviate | omitted and shown.

図３に示す傾斜角度変更部１００は、ケース３内において偏向部４１を中心軸４２ａ（図１）に対して相対的に変位させることで、空間に照射されるレーザ光Ｌ１の水平面（中心軸４２ａと直交する平面）に対する傾斜角度を変化させる構成をなしている。この傾斜角度変更部１００は、ユーザが操作部１２１を操作することに応じて偏向部４１が軸部１１５を中心として揺動するようになっており、偏向部４１の揺動に応じて偏向部４１へのレーザ光Ｌ１の入射角度が変更するようになっている。   The tilt angle changing unit 100 shown in FIG. 3 displaces the deflecting unit 41 relative to the central axis 42a (FIG. 1) in the case 3, thereby causing the horizontal plane (central axis) of the laser light L1 irradiated to the space. 42a, the inclination angle with respect to (a plane orthogonal to 42a) is changed. The tilt angle changing unit 100 is configured such that the deflection unit 41 swings about the shaft portion 115 in response to the user operating the operation unit 121, and the deflection unit 41 responds to the swing of the deflection unit 41. The incident angle of the laser beam L1 to 41 is changed.

具体的には、偏向部４１を揺動可能に支持する支持機構１１０と、外部操作可能な操作部１２１と、操作部１２１に対する外部操作に応じて支持機構１１０による偏向部４１の支持姿勢を変化させる連動機構１３０とが設けられている。連動機構１３０は、軸部１１８、回動部１１９ａ、１１９ｂ、支持機構１１０によって構成されており、その連動動作については後述する。   Specifically, a support mechanism 110 that swingably supports the deflection unit 41, an operation unit 121 that can be externally operated, and a support posture of the deflection unit 41 by the support mechanism 110 is changed according to an external operation on the operation unit 121. An interlocking mechanism 130 is provided. The interlocking mechanism 130 includes a shaft portion 118, rotating portions 119a and 119b, and a support mechanism 110, and the interlocking operation will be described later.

支持機構１１０は、偏向部４１の裏面側に固定される一対の固定部材１１１，１１２を備え、これら固定部材を回動可能に、かつ所定方向にスライド可能に保持する支持台１１４とを備えている。支持台１１４は、中心軸４２ａ（図１）と直交する方向に沿って延びる軸部１１５と、この軸部１１５が固定される軸保持部１２７と、軸保持部１２７が固定される台座部１２６と、この台座部１２６に固定される一対の側部フレーム１２４、１２５と、これら側部フレーム１２４、１２５を連結する連結フレーム１２３とを備えている。この支持台１１４は、上述した軸部４２が下方に連結（具体的には、台座１２６の下部に連結）されるようになっており、軸部１１５が常に中心軸４２ａと直交する位置関係となるように軸部４２と一体的に回動するようになっている。   The support mechanism 110 includes a pair of fixing members 111 and 112 fixed to the back side of the deflecting unit 41, and a support base 114 that holds the fixing members so as to be rotatable and slidable in a predetermined direction. Yes. The support base 114 includes a shaft portion 115 extending along a direction orthogonal to the central shaft 42a (FIG. 1), a shaft holding portion 127 to which the shaft portion 115 is fixed, and a pedestal portion 126 to which the shaft holding portion 127 is fixed. And a pair of side frames 124 and 125 fixed to the pedestal portion 126, and a connecting frame 123 that connects the side frames 124 and 125. The support base 114 is configured such that the above-described shaft portion 42 is coupled downward (specifically, coupled to the lower portion of the pedestal 126), and the shaft portion 115 always has a positional relationship perpendicular to the central shaft 42a. Thus, the shaft portion 42 is rotated integrally with the shaft portion 42.

また、偏向部４１の下端部は、所定方向（中心軸４２ａと直交する方向であって且つ軸部１１５に沿った方向）に延びる軸部１１８に回動可能に保持されている。図３の例では、円筒状の回動部１１９ａ、１１９ｂが偏向部４１の裏面側且つ下端部側において幅方向両側にそれぞれ固定されており、この回動部１１９ａ、１１９ｂ内を軸部１１８が貫通する形態をなしている。このような構成により、偏向部４１の下端部側が軸部１１８に回動可能に支持されている。   Further, the lower end portion of the deflection unit 41 is rotatably held by a shaft portion 118 extending in a predetermined direction (a direction orthogonal to the central shaft 42a and along the shaft portion 115). In the example of FIG. 3, cylindrical rotating portions 119a and 119b are fixed to both sides in the width direction on the back surface side and the lower end side of the deflecting portion 41, and the shaft portion 118 is inside the rotating portions 119a and 119b. It has a form that penetrates. With such a configuration, the lower end side of the deflection unit 41 is rotatably supported by the shaft unit 118.

また、軸部１１８の両端側は、台座部１２６の両側にそれぞれ固定される一対の側部フレーム１２４、１２５にそれぞれ支持されており、これら一対の側部フレーム１２４、１２５に沿ってスライド可能とされている。一対の側部フレーム１２４、１２５は互いに略平行に配置されており、中心軸４２ａと直交する方向であって且つ軸部１１５ａと直交する方向に沿って延びている。また、各側部フレーム１２４、１２５には、それぞれの延出方向に延びる形態で溝部１２４ａ、１２５ａが形成されている。   Further, both end sides of the shaft portion 118 are respectively supported by a pair of side frames 124 and 125 fixed to both sides of the pedestal portion 126, and can slide along the pair of side frames 124 and 125. Has been. The pair of side frames 124 and 125 are arranged substantially parallel to each other, and extend in a direction orthogonal to the central axis 42a and in a direction orthogonal to the axis 115a. In addition, groove portions 124a and 125a are formed in the side frames 124 and 125 so as to extend in the respective extending directions.

更に、図４に示すように、軸部１１８の中央部付近には、下方側に延出する延出部１１８ａが形成されている（図３では図示略）。この延出部１１８ａには図示しないねじ溝が形成され、このねじ溝には、ねじ部材１２０の螺合部１２２が螺合している。そして、ねじ部材１２０の操作部１２１が一方側に回転操作（例えば右回転操作）されたとき、ねじ部材１２０が延出部１１８ａに対して締め付けられ、他方側に回転操作（例えば左回転操作）されたときにねじ部材１２０が延出部１１８ａに対して緩められるようになっている。なお、ねじ部材１２０は、回転のみが許容され軸方向の移動が規制されるように連結フレーム１２３に保持されており、ねじ部材１２０の操作部１２１が上記一方側に回転操作されて延出部１１８ａに締め付けられると、軸部１１８が側部フレーム１２４、１２５の両溝部１２４ａ，１２５ａに沿って連結フレーム１２３側にスライドするようになっている。逆に、ねじ部材１２０が上記他方側に回転操作されて延出部１１８ａに対して緩められると、軸部１１８は、側部フレーム１２４、１２５の両溝部１２４ａ，１２５ａに沿って連結フレーム１２３から離れる側にスライドするようになっている。   Further, as shown in FIG. 4, an extension part 118 a extending downward is formed near the center part of the shaft part 118 (not shown in FIG. 3). A screw groove (not shown) is formed in the extending portion 118a, and the screwing portion 122 of the screw member 120 is screwed into the screw groove. When the operation part 121 of the screw member 120 is rotated to one side (for example, right rotation operation), the screw member 120 is tightened with respect to the extension part 118a, and the other side is rotated (for example, left rotation operation). When this is done, the screw member 120 is loosened with respect to the extending portion 118a. The screw member 120 is held by the connecting frame 123 so that only rotation is permitted and movement in the axial direction is restricted, and the operating portion 121 of the screw member 120 is rotated to the one side to extend the extension portion. When tightened to 118 a, the shaft portion 118 slides toward the connecting frame 123 along both the groove portions 124 a and 125 a of the side frames 124 and 125. On the contrary, when the screw member 120 is rotated to the other side and loosened with respect to the extending portion 118a, the shaft portion 118 is removed from the connecting frame 123 along both the groove portions 124a and 125a of the side frames 124 and 125. It is designed to slide away.

また、偏向部４１の裏面側且つ長手方向中央部付近において幅方向両側には一対の固定部材１１１、１１２がそれぞれ固定されている。これら固定部材１１１、１１２には、偏向部４１の板面方向（即ち、反射面４１ａと平行な方向）に沿って溝部１１１ａ，１１２ａが長孔形状で形成されている。そして、両溝部１１１ａ、１１２ａ内を、それぞれ軸部１１５の一方側と他方側が貫通しており、軸部１１５が両溝部１１１ａ、１１２ａに沿ってスライド可能となっている。逆に、両固定部材１１１、１１２及びこれに固定される偏向部４１は、両溝部１１１ａ，１１２ａの案内により、偏向部４１の板面の方向にほぼ沿うようにスライド可能となっている。具体的には偏向部４１の中央部付近及び上端部側が偏向部４１の板面の方向にほぼ沿うように斜め上方又は斜め下方にスライド可能とされており、偏向部４１の下方側は、溝部１２４ａ、１２５ａに沿ってスライドするようになっている。   In addition, a pair of fixing members 111 and 112 are fixed to both sides in the width direction near the back surface side of the deflecting portion 41 and in the central portion in the longitudinal direction. In these fixing members 111 and 112, groove portions 111a and 112a are formed in a long hole shape along the plate surface direction of the deflecting portion 41 (that is, the direction parallel to the reflecting surface 41a). Then, one side and the other side of the shaft portion 115 penetrate through the groove portions 111a and 112a, respectively, so that the shaft portion 115 can slide along both the groove portions 111a and 112a. On the contrary, both the fixing members 111 and 112 and the deflecting portion 41 fixed thereto can be slid along the direction of the plate surface of the deflecting portion 41 by the guidance of both the groove portions 111a and 112a. Specifically, the vicinity of the center part and the upper end side of the deflection unit 41 can be slid obliquely upward or obliquely downward substantially along the direction of the plate surface of the deflection unit 41, and the lower side of the deflection unit 41 is a groove portion. It slides along 124a and 125a.

このように構成されているため、例えば、図３、図４（Ａ）の状態からねじ部材１２０の操作部１２１が一方側に回転操作されて軸部１１８が連結フレーム１２３側に近づくと、溝部１１１ａ，１１２ａの案内により偏向部４１及び固定部材１１１，１１２からなるユニットの中央部付近（レーザ光が入射する位置付近）が斜め下方に移動し、図４（Ｂ）のように偏向部４１の反射面４１ａがやや上向きに変化し、中心軸４２ａに対する反射面４１ａの角度αが大きくなるように変化する。逆に、図４（Ｂ）の状態からねじ部材１２０の操作部１２１が他方側に回転操作されて軸部１１８が連結フレーム１２３から離れると、溝部１１１ａ，１１２ａの案内により偏向部４１及び固定部材１１１，１１２からなるユニットの中央部付近（レーザ光が入射する位置付近）が斜め上方に移動し、図４（Ａ）のように偏向部４１の反射面４１ａがやや下向きに変化し、中心軸４２ａに対する反射面４１ａの角度αが小さくなるように変化する。   For example, when the operating portion 121 of the screw member 120 is rotated to one side from the state of FIGS. 3 and 4A and the shaft portion 118 approaches the connecting frame 123 side, the groove portion is formed. 111a and 112a guides the vicinity of the central portion of the unit composed of the deflection unit 41 and the fixing members 111 and 112 (near the position where the laser beam is incident) obliquely move downward, and the deflection unit 41 is moved as shown in FIG. The reflection surface 41a changes slightly upward, and the angle α of the reflection surface 41a with respect to the central axis 42a changes. 4B, when the operating portion 121 of the screw member 120 is rotated to the other side and the shaft portion 118 is separated from the connecting frame 123, the deflecting portion 41 and the fixing member are guided by the grooves 111a and 112a. Near the center of the unit consisting of 111 and 112 (near the position where the laser beam is incident) moves obliquely upward, the reflecting surface 41a of the deflecting unit 41 changes slightly downward as shown in FIG. The angle α of the reflecting surface 41a with respect to 42a changes so as to be small.

（高さ検出手段）
次に、「高さ検出手段」の一例に相当する受光センサ９０について説明する。
受光センサ９０は、偏向部４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上（走査エリア上）に配置される受光面９１を備えており、偏向部４１が受光センサ９０側を向いた所定の回動位置となったときにレーザ光Ｌ１が受光面９１に入射し、このとき受光面９１に入射するレーザ光Ｌ１の入射高さを検出するように機能する。具体的には、受光面９１が中心軸４２ａの方向（上下方向）に沿って長手状に延びる構成をなしており、例えば、受光素子が中心軸４２ａの方向に並ぶ一次元センサなどによって構成されている。 (Height detection means)
Next, a light receiving sensor 90 corresponding to an example of “height detecting means” will be described.
The light receiving sensor 90 includes a light receiving surface 91 disposed on the scanning path (on the scanning area) of the laser light L1 from the deflecting unit 41, and a predetermined rotation position where the deflecting unit 41 faces the light receiving sensor 90 side. Then, the laser beam L1 is incident on the light receiving surface 91, and functions to detect the incident height of the laser beam L1 incident on the light receiving surface 91 at this time. Specifically, the light receiving surface 91 is configured to extend in the longitudinal direction along the direction (vertical direction) of the central axis 42a. For example, the light receiving element is configured by a one-dimensional sensor arranged in the direction of the central axis 42a. ing.

この受光センサ９０は、受光面９１において上下方向（中心軸４２ａと平行な方向）のどの位置にレーザ光Ｌ１が入射したかを検出できるようになっており、例えば、受光センサ９０において受光位置Ｐ３が検出されたときには、この受光位置Ｐ３が所定の基準位置からどの程度の高さにあるかを特定できるようになっている。具体的には、位置Ｐ１から水平方向にレーザ光Ｌ１が照射されるときの受光面９１での入射位置Ｐ２を基準位置としており、受光位置Ｐ３が検出されたときには、この基準位置Ｐ２からの高さＹ１が検出される。レーザ光Ｌ１が水平方向に照射されるときの偏向部４１における入射位置Ｐ１と受光センサ９における入射位置Ｐ２（基準位置）は装置構成によって予め特定できる位置であり、それら位置Ｐ１とＰ２との距離Ｘ１も予め定まっている値であるため、位置Ｐ３が検出され、距離Ｙ１が求められたときには、ｔａｎθ＝Ｙ１／Ｘ１の式によって傾斜角度θ（偏向部４１からのレーザ光Ｌ１と水平面とのなす角度）を求めることができる。なお、図３、図４のような機構を用いると、図４（Ａ）の場合と図４（Ｂ）の場合とでレーザ光Ｌ１の入射位置Ｐ１が若干異なるが、受光センサ９０を位置Ｐ１からある程度離れた位置に配置すれば、上記の入射位置の差は微少となるため無視することができる。   The light receiving sensor 90 can detect at which position in the vertical direction (direction parallel to the central axis 42a) the laser light L1 is incident on the light receiving surface 91. For example, the light receiving sensor 90 receives the light receiving position P3. Is detected, it is possible to specify how high the light receiving position P3 is from a predetermined reference position. Specifically, the incident position P2 on the light receiving surface 91 when the laser beam L1 is irradiated in the horizontal direction from the position P1 is set as a reference position, and when the light receiving position P3 is detected, the height from the reference position P2 is increased. Y1 is detected. The incident position P1 in the deflecting unit 41 and the incident position P2 (reference position) in the light receiving sensor 9 when the laser beam L1 is irradiated in the horizontal direction are positions that can be specified in advance by the apparatus configuration, and the distance between these positions P1 and P2 Since X1 is also a predetermined value, when the position P3 is detected and the distance Y1 is obtained, the inclination angle θ (the distance between the laser beam L1 from the deflection unit 41 and the horizontal plane is obtained by the equation tan θ = Y1 / X1. Angle). 3 and 4, when the incident position P1 of the laser beam L1 is slightly different between the case of FIG. 4A and the case of FIG. 4B, the light receiving sensor 90 is moved to the position P1. Since the difference in the incident position becomes very small, it can be ignored.

また、本実施形態で用いられる受光センサ９０は、偏向部４１の回転の基準位置を検出する手段として兼用してもよい。即ち、受光センサ９０がレーザ光Ｌ１を検出したタイミングを基準タイミングとし、この基準タイミングからの回転角度を回転角度位置検出センサ５２によって検出することで、受光センサ９０にレーザ光Ｌ１が入射するときの回動位置を基準回動位置とする偏向部４１の相対的な回動位置を検出することができる。   The light receiving sensor 90 used in the present embodiment may also be used as a means for detecting the reference position for rotation of the deflection unit 41. That is, the timing at which the light receiving sensor 90 detects the laser light L1 is set as a reference timing, and the rotation angle from the reference timing is detected by the rotation angle position detection sensor 52, so that the laser light L1 is incident on the light receiving sensor 90. It is possible to detect the relative rotation position of the deflection unit 41 with the rotation position as the reference rotation position.

（検出処理）
次に、レーザ測定装置１で行われる検出処理について説明する。
本実施形態に係るレーザ測定装置１では、レーザダイオード１０からパルスレーザ光Ｌ１が出射される毎に、そのパルスレーザ光Ｌ１の反射光が検出されるか否かを判断しており、パルスレーザ光Ｌ１の反射光が検出されたときには、パルスレーザ光Ｌ１の出射から当該パルスレーザ光Ｌ１の反射光の受光までの経過時間に基づいて物体までの距離を算出する。具体的には、例えば、レーザダイオード１０でパルスレーザ光Ｌ１が照射されてから、フォトダイオード２０で当該パルスレーザ光Ｌ１の反射光が検出されるまでの時間Ｔを検出し、当該時間Ｔと光速Ｃとに基づいて、当該パルスレーザ光Ｌ１の経路の長さ（レーザダイオード１０で出射されてから物体で反射しフォトダイオード２０で受光されるまでの経路の長さ）Ｌａを算出する。また、レーザダイオード１０から原点位置（例えば位置Ｐ１）までの経路の長さＬｂは予め判明しており、原点位置（例えば位置Ｐ１）からフォトダイオード２０までの経路の長さＬｃも予め判明しているため、例えば、上記のように得られた経路の長さＬａからこれらＬｂ、Ｌｃを差し引き、さらに得られた値を１／２にすることで原点位置（例えば位置Ｐ１）から物体の検出位置までの距離を算出することができる。なお、このような算出値に対して補正を加えてもよい。 (Detection process)
Next, the detection process performed by the laser measurement apparatus 1 will be described.
In the laser measuring apparatus 1 according to the present embodiment, each time the pulse laser beam L1 is emitted from the laser diode 10, it is determined whether or not the reflected light of the pulse laser beam L1 is detected. When the reflected light of L1 is detected, the distance to the object is calculated based on the elapsed time from the emission of the pulsed laser light L1 to the reception of the reflected light of the pulsed laser light L1. Specifically, for example, a time T from when the laser diode 10 is irradiated with the pulse laser light L1 to when the reflected light of the pulse laser light L1 is detected by the photodiode 20 is detected, and the time T and the speed of light are detected. Based on C, the path length of the pulsed laser light L1 (the length of the path from when it is emitted from the laser diode 10 to when it is reflected by the object and received by the photodiode 20) La is calculated. Further, the length Lb of the path from the laser diode 10 to the origin position (for example, the position P1) is known in advance, and the length Lc of the path from the origin position (for example, the position P1) to the photodiode 20 is also known in advance. Therefore, for example, by subtracting Lb and Lc from the path length La obtained as described above, and further reducing the obtained value to ½, the object detection position from the origin position (for example, position P1). Can be calculated. In addition, you may add correction | amendment with respect to such a calculated value.

また、上記のようにパルスレーザ光Ｌ１の反射光が検出されたときには、当該パルスレーザ光Ｌ１が出射されたときの偏向部４１の回動位置を回転角度位置検出センサ５２の検出値に基づいて求め、水平方向における照射の向きを特定する。即ち、中心軸４２と直交する方向に関し、位置Ｐ１からどの方向にレーザ光Ｌ１が照射されたかを特定する。更に、上記のように、レーザ光Ｌ１と水平面とのなす角度θが特定できるため、反射光が検出されたときのパルスレーザ光Ｌ１の照射の向きを三次元的に特定できることとなる。   In addition, when the reflected light of the pulse laser beam L1 is detected as described above, the rotation position of the deflection unit 41 when the pulse laser beam L1 is emitted is based on the detection value of the rotation angle position detection sensor 52. Determine the direction of irradiation in the horizontal direction. That is, in which direction the laser beam L1 is irradiated from the position P1 with respect to the direction orthogonal to the central axis 42 is specified. Furthermore, as described above, the angle θ formed by the laser beam L1 and the horizontal plane can be specified, so that the irradiation direction of the pulsed laser beam L1 when the reflected light is detected can be specified three-dimensionally.

このように、本実施形態の構成によれば、パルスレーザ光Ｌ１の照射に対して当該パルスレーザ光Ｌ１の反射光が受光されたときには（即ち、検出物体が検出されたときには）、当該検出物体が検出された位置（検出位置）が位置Ｐ１からどの方向にあるかを三次元的に特定でき、且つ、その検出位置が位置Ｐ１からどの程度の距離にあるかを特定できることとなる。
なお、本実施形態では、制御回路７０が「時間検出手段」の一例に相当し、レーザダイオード１０（レーザ光発生手段）にてレーザ光Ｌ１が発生してから当該レーザ光Ｌ１に応じた反射光Ｌ２が光検出手段によって検出されるまでの経過時間を検出するように機能する。また、制御回路７０は、「位置検出手段」の一例に相当し、受光センサ９０（高さ検出手段）によって検出された入射高さ（図１のＹ１）と、上記時間検出手段によって検出された経過時間とに基づいて検出物体の位置を検出するように機能する。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, when the reflected light of the pulse laser beam L1 is received with respect to the irradiation of the pulse laser beam L1 (that is, when the detection object is detected), the detection object is detected. It is possible to specify three-dimensionally in which direction the detected position (detected position) is from the position P1, and how far the detected position is from the position P1.
In the present embodiment, the control circuit 70 corresponds to an example of a “time detection unit”, and the reflected light corresponding to the laser beam L1 after the laser beam L1 is generated by the laser diode 10 (laser beam generation unit). It functions to detect the elapsed time until L2 is detected by the light detection means. The control circuit 70 corresponds to an example of a “position detection unit”, and is detected by the incident height (Y1 in FIG. 1) detected by the light receiving sensor 90 (height detection unit) and the time detection unit. It functions to detect the position of the detection object based on the elapsed time.

（第１実施形態の主な効果）
本実施形態では、更に、偏向部４１を中心軸４２ａに対して相対的に変位させることで、空間に照射されるレーザ光Ｌ１の水平面（中心軸４２ａと直交する平面）に対する傾斜角度θを変化させる傾斜角度変更手段が設けられている。このようにすると、例えばケース全体を変位させるといった大掛かりな構成を用いずにレーザ光Ｌ１を様々な方向に照射できるようになり、設置場所に応じた多様なエリア設定が可能となる。例えば、家Ｈの軒下にレーザ測定装置１を配置し、下方側を検出領域として壁Ｗに沿ってレーザ光Ｌ１を走査するような場合に、図１０（Ｂ）のように死角が生じるエリア設定から図５、図６のように死角をカバーするエリア設定に容易に変更することができ、ユーザの利便性を格段に高めることができる。なお、図６では、レーザレーダ装置１の構成は省略しており、レーザ光Ｌ１の経路を概念的に示している。また、図７のように家Ｈの外側に向けてレーザ光Ｌ１を照射する場合も同様であり、図１０（Ａ）のような死角が生じるエリア設定を変更したい場合に、図７のような死角を解消し得るエリア設定に容易に変更することができる。このように、本実施形態に係るレーザ測定装置１によれば、様々なレイアウトに適切に対応でき、走査方向の微調整なども行いやすくなる。 (Main effects of the first embodiment)
In the present embodiment, the tilt angle θ with respect to the horizontal plane (plane perpendicular to the central axis 42a) of the laser light L1 irradiated to the space is changed by displacing the deflecting unit 41 relative to the central axis 42a. An inclination angle changing means is provided. In this way, for example, the laser beam L1 can be irradiated in various directions without using a large-scale configuration such as displacing the entire case, and various area settings can be set according to the installation location. For example, when the laser measuring device 1 is arranged under the eaves of the house H and the laser light L1 is scanned along the wall W with the lower side as a detection region, an area setting in which a blind spot occurs as shown in FIG. From FIG. 5 to FIG. 6, it is possible to easily change to the area setting that covers the blind spot, and the convenience of the user can be greatly improved. In FIG. 6, the configuration of the laser radar device 1 is omitted, and the path of the laser light L1 is conceptually shown. The same applies to the case of irradiating the laser beam L1 toward the outside of the house H as shown in FIG. 7, and when it is desired to change the area setting in which a blind spot as shown in FIG. It is possible to easily change to an area setting that can eliminate the blind spot. As described above, according to the laser measuring apparatus 1 according to the present embodiment, it is possible to appropriately cope with various layouts and to easily perform fine adjustment of the scanning direction.

また、本実施形態に係るレーザレーダ装置１は、偏向部４１からのレーザ光の走査経路上に配置される受光面９１を備え、当該受光面９１に入射するレーザ光Ｌ１の入射高さを検出する受光センサ９０（高さ検出手段）と、レーザダイオード１０（レーザ光発生手段）にてレーザ光Ｌ１が発生してから当該レーザ光Ｌ１に応じた反射光がフォトダイオード２０（光検出手段）によって検出されるまでの経過時間を検出する時間検出手段と、受光センサ９０（高さ検出手段）によって検出された入射高さと、時間検出手段によって検出された経過時間とに基づいて検出物体の位置を検出する位置検出手段とが設けられている。このようにすると、偏向部４１の変位によって変わり得るレーザ光Ｌ１の向きを、所定位置（受光面）に実際に入射するレーザ光Ｌ１の高さを検出して求めることができるため、簡易かつ小型化可能な構成で精度の高い方向検出、ひいては精度の高い位置検出が可能となる。   The laser radar device 1 according to the present embodiment includes a light receiving surface 91 disposed on the scanning path of the laser light from the deflection unit 41, and detects the incident height of the laser light L1 incident on the light receiving surface 91. After the laser light L1 is generated by the light receiving sensor 90 (height detection means) and the laser diode 10 (laser light generation means), the reflected light corresponding to the laser light L1 is generated by the photodiode 20 (light detection means). The position of the detected object is determined based on time detection means for detecting the elapsed time until detection, the incident height detected by the light receiving sensor 90 (height detection means), and the elapsed time detected by the time detection means. Position detecting means for detecting is provided. In this way, the direction of the laser beam L1 that can change depending on the displacement of the deflecting unit 41 can be obtained by detecting the height of the laser beam L1 that actually enters the predetermined position (light receiving surface). It is possible to detect the direction with high accuracy and thus to detect the position with high accuracy.

また、本実施形態では、比較的大きい偏向部４１を変位させることで傾斜角度θを変更しているため、傾きの微調整を行いやすい構成を複雑な構成を用いずに実現しやすくなる。   In the present embodiment, since the tilt angle θ is changed by displacing the relatively large deflection unit 41, it is easy to realize a configuration that facilitates fine adjustment of the tilt without using a complicated configuration.

また、傾斜角度変更部１００は、偏向部４１を揺動可能に支持する支持機構１１０と、外部操作可能な操作部１２１と、操作部１２１に対する外部操作に応じて支持機構１１０による偏向部４１の支持姿勢を変化させる連動機構１３０とを備えている。このようにすると、外部操作によって偏向部４１を変位させ得る構成を大掛かりで複雑な構成を用いることなく実現できる。また、ユーザが実際に操作部１２１を操作しながら傾斜角度θを変更できるため、傾斜角度θの微調整が行いやすくなる。   Further, the tilt angle changing unit 100 includes a support mechanism 110 that supports the deflection unit 41 so as to be swingable, an operation unit 121 that can be externally operated, and the deflection unit 41 of the support mechanism 110 according to an external operation on the operation unit 121. And an interlocking mechanism 130 that changes the support posture. In this way, a configuration capable of displacing the deflection unit 41 by an external operation can be realized without using a large and complicated configuration. Further, since the user can change the inclination angle θ while actually operating the operation unit 121, fine adjustment of the inclination angle θ is facilitated.

また、受光面９１が中心軸４２ａの方向に沿って長手状に延びる受光センサ９０によって高さ検出手段が構成されている。このようにすると、より小型且つ安価な構成で高さ検出手段を実現することができ、装置全体の小型化、コスト低減を図りやすくなる。特に、受光素子が中心軸４２ａの方向に並ぶ一次元センサによって高さ検出手段が構成されているため、より一層小型且つ安価な構成で高さ検出手段を実現することができ、装置全体の一層の小型化、コスト低減を図りやすくなる。   Further, the light receiving surface 90 includes a light receiving sensor 90 that extends in the longitudinal direction along the direction of the central axis 42a. In this way, the height detecting means can be realized with a smaller and cheaper configuration, and the entire apparatus can be easily reduced in size and cost. In particular, since the height detection means is constituted by a one-dimensional sensor in which the light receiving elements are arranged in the direction of the central axis 42a, the height detection means can be realized with an even smaller and cheaper configuration, and the entire apparatus is further improved. It becomes easy to achieve downsizing and cost reduction.

［第２実施形態]
次に第２実施形態について説明する。図８は、第２実施形態に係るレーザ測定装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。図９（Ａ）は、第２実施形態に係るレーザ測定装置における偏向部の支持機構を概略的に例示する斜視図であり、図９（Ｂ）は、第２実施形態に係るレーザ測定装置における駆動部を概念的に例示する説明図である。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating the overall configuration of the laser measurement apparatus according to the second embodiment. FIG. 9A is a perspective view schematically illustrating the support mechanism of the deflection unit in the laser measurement apparatus according to the second embodiment, and FIG. 9B is the laser measurement apparatus according to the second embodiment. It is explanatory drawing which illustrates a drive part notionally.

本実施形態では、回動偏向機構２４０の構成が第１実施形態の回動偏向機構４０の構成と異なりそれ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と異なる部分について重点的に説明し、第１実施形態と同様の部分については第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。   In the present embodiment, the configuration of the rotation deflection mechanism 240 is different from the configuration of the rotation deflection mechanism 40 of the first embodiment, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, parts different from those of the first embodiment will be described mainly, and parts similar to those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態に係るレーザ測定措置２００でも、レーザ光を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Ｌ１が発生したときに、当該レーザ光Ｌ１が検出物体にて反射した反射光を検出するフォトダイオード２０（光検出手段）と、所定の中心軸４２ａを中心として回動可能に構成された偏向部４１（偏向手段）を備えるとともに、当該偏向部４１によりレーザ光Ｌ１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と、回動偏向機構２４０を回転駆動するモータ５０（駆動手段）とが設けられている。   Also in the laser measurement measure 200 according to the present embodiment, when the laser light L1 is generated by the laser diode 10 (laser light generation means) that generates the laser light and the laser diode 10, the laser light L1 is detected by the detection object. A photodiode 20 (light detecting means) for detecting the reflected light reflected and a deflecting section 41 (deflecting means) configured to be rotatable about a predetermined central axis 42a are provided. A rotation deflection mechanism 240 that deflects L1 toward the space and deflects reflected light toward the photodiode 20 and a motor 50 (drive means) that rotationally drives the rotation deflection mechanism 240 are provided.

また、本実施形態でも、ケース３内において偏向部４１を中心軸４２ａに対して相対的に変位させることで、空間に照射されるレーザ光Ｌ１の水平面（中心軸４２ａと直交する平面）に対する傾斜角度を変化させる傾斜角度変更部２１０が設けられている。そして、この傾斜角度変更部２１０の構成が第１実施形態と異なっている。本実施形態で用いられる傾斜角度変更部２１０は、偏向部４１を揺動可能な駆動部２８０が設けられ、この駆動部２８０を第１実施形態と同様の制御回路７０（図２も参照）によって制御している。そして、駆動部２８０が制御回路７０による制御に応じて偏向部４１を駆動することで、レーザ光Ｌ１の水平面に対する傾斜角度を変更している。なお、駆動部２８０は「偏向手段駆動部」の一例に相当し、制御回路７０は、「制御手段」の一例に相当する。   Also in the present embodiment, the deflection portion 41 is displaced relative to the central axis 42a in the case 3, so that the laser beam L1 irradiated to the space is inclined with respect to the horizontal plane (a plane perpendicular to the central axis 42a). An inclination angle changing unit 210 that changes the angle is provided. And the structure of this inclination angle change part 210 differs from 1st Embodiment. The tilt angle changing unit 210 used in the present embodiment is provided with a drive unit 280 capable of swinging the deflection unit 41, and this drive unit 280 is controlled by a control circuit 70 similar to that in the first embodiment (see also FIG. 2). I have control. The drive unit 280 drives the deflection unit 41 in accordance with control by the control circuit 70, thereby changing the inclination angle of the laser light L1 with respect to the horizontal plane. The drive unit 280 corresponds to an example of a “deflection unit drive unit”, and the control circuit 70 corresponds to an example of a “control unit”.

図９（Ａ）に示すように、本実施形態でも第１実施形態と同様に偏向部４１が板状のミラーとして構成され、軸部４２に連結された支持フレーム２４３に回動可能に支持されている。そして、偏向部４１と支持フレーム２４３とが所定の中心軸４２ａを中心として一体的に回動するように構成されている。更に、支持フレーム２４３は、偏向部４１が中心軸４２ａと直交する回動軸４１ｂを中心として回動するようにこの偏向部４１を回動可能に支持している。より具体的には、モータ５０のロータの一部として構成された軸部４２がＹ軸方向に延びており、回転軸４１ｂは、この軸部４２の中心軸４２ａ上に位置すると共に当該中心軸４２ａと直交し、かつ偏向部４１の反射面４１ａに沿って当該反射面４１ａ上に位置している。偏向部４１はこのような回転軸４１ｂを中心として回動するようになっている。なお、図８では、偏向部４１の回転中心となる回転軸４１ｂを点によって概念的に示し、図９（Ａ）では、回転軸４１ｂを一点鎖線にて概念的に示している。   As shown in FIG. 9A, in this embodiment as well, the deflecting portion 41 is configured as a plate-like mirror, and is rotatably supported by a support frame 243 connected to the shaft portion 42, as in the first embodiment. ing. The deflecting unit 41 and the support frame 243 are configured to rotate integrally around a predetermined center axis 42a. Further, the support frame 243 supports the deflecting unit 41 so that the deflecting unit 41 rotates about a rotating shaft 41b orthogonal to the central axis 42a. More specifically, a shaft portion 42 configured as a part of the rotor of the motor 50 extends in the Y-axis direction, and the rotation shaft 41b is positioned on the center shaft 42a of the shaft portion 42 and the center shaft. It is orthogonal to 42 a and is located on the reflection surface 41 a along the reflection surface 41 a of the deflection unit 41. The deflecting unit 41 is configured to rotate around such a rotation shaft 41b. In FIG. 8, the rotation shaft 41 b serving as the rotation center of the deflection unit 41 is conceptually indicated by a point, and in FIG. 9A, the rotation shaft 41 b is conceptually illustrated by a one-dot chain line.

軸部４２によって偏向部４１を回動可能に支持する構成としては様々な構成を採りうるが、その一例としては、例えば、図９（Ａ）のようにすることができる。図９（Ａ）では、軸部４２の先端側に固定された支持フレーム２４３に一対の軸受２４５，２４５が設けられており、この軸受２４５、２４５に偏向部２４１の側方から突出する凸部２４４，２４４が回動可能に支持されている。   Various configurations can be adopted as the configuration in which the deflecting portion 41 is rotatably supported by the shaft portion 42. For example, as shown in FIG. In FIG. 9A, a pair of bearings 245 and 245 are provided on a support frame 243 fixed to the distal end side of the shaft portion 42, and convex portions projecting from the side of the deflecting portion 241 on the bearings 245 and 245. 244 and 244 are rotatably supported.

更に、本実施形態のレーザレーダ装置２００は、偏向部４１の所定箇所（具体的には偏向部４１の端部近傍）に当接しつつ回転するカム２８１と、このカム２８１をモータ２８２と連結する軸部２８３とを備えており、これらカム２８１及び軸部２８３がカム機構を構成している。このカム機構は、カム２８１の回転運動によって所定箇所（偏向部４１の端部近傍）に対して直線的運動を与える構成となっている。   Furthermore, the laser radar device 200 according to the present embodiment connects a cam 281 that rotates while contacting a predetermined portion of the deflecting unit 41 (specifically, near the end of the deflecting unit 41), and the cam 281 to the motor 282. A shaft portion 283 is included, and the cam 281 and the shaft portion 283 constitute a cam mechanism. This cam mechanism is configured to give a linear motion to a predetermined location (near the end of the deflection unit 41) by the rotational motion of the cam 281.

更に軸部２８３を回転駆動するモータ２８２が設けられており、このモータ２８２が所定の回転軸２８１ａ（図８では、回転軸４１ｂと平行な軸）を中心として軸部２８３及びカム２８１を回転駆動するようになっている。このモータ２８２は、例えば、ステッピングモータなどによって構成されており、制御回路７０によって回転角度が制御されるようになっている。なお、モータ２８２は、偏向部４１と一体的に回動する電源（例えば充電可能な二次電池など）から電力供給を受けてもよく、外部の商用電源などからの電力供給を受ける構成でもよい。   Furthermore, a motor 282 for rotating the shaft portion 283 is provided, and this motor 282 rotates the shaft portion 283 and the cam 281 about a predetermined rotation shaft 281a (in FIG. 8, an axis parallel to the rotation shaft 41b). It is supposed to be. The motor 282 is constituted by, for example, a stepping motor, and the rotation angle is controlled by the control circuit 70. The motor 282 may receive power from a power source (for example, a rechargeable secondary battery) that rotates integrally with the deflecting unit 41, or may be configured to receive power from an external commercial power source. .

次に、駆動部２８０による傾斜制御について説明する。
駆動部２８０では、図９（Ｂ）のように、モータ２８２に接続されるカム２８１が、様々な位置（例えば位置Ｐ１〜Ｐ８など）にて偏向部４１を支持しうる構成をなしており、カム２８１がどの位置で偏向部４１を支持するかによって偏向部４１の傾斜角度が定まるようになっている。各位置Ｐ１〜Ｐ８は、カム２８１の回転中心（回転軸２８１ａ）からの距離がそれぞれ異なっており、カム２８１による偏向部４１の支持位置がＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・・と変化するにつれ、回転軸２８１ａから偏向部４１が次第に遠ざけられ、傾斜が変化するようになっている。カム２８１の外周面（偏向部４１と当接する面）は、ほぼ全周にわたって曲面とされており、各位置Ｐ１〜Ｐ８での曲率半径がそれぞれ異なるようになっている。カム２８１の外周面はＰ１からＰ２側に進むにつれ曲率半径が次第に大きくなるように構成され、さらに、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８と進むにつれ曲率半径が次第に大きくなるように構成されている。駆動部２８０では、モータ２８２によってカム２８１が矢印Ｆ１の方向に回転されるようになっており、カム２８１は、偏向部４１と当接しながら滑動し、その当接位置をＰ１からＰ２、Ｐ３、Ｐ４と順番に変化させていく。当接位置がＰ８となった後はさらに回転し、再び当接位置をＰ１とするようになっている。 Next, tilt control by the drive unit 280 will be described.
In the drive unit 280, as shown in FIG. 9B, the cam 281 connected to the motor 282 is configured to support the deflection unit 41 at various positions (for example, positions P1 to P8). The inclination angle of the deflection unit 41 is determined by the position where the cam 281 supports the deflection unit 41. Each of the positions P1 to P8 has a different distance from the rotation center (rotary shaft 281a) of the cam 281 and rotates as the support position of the deflection unit 41 by the cam 281 changes to P1, P2, P3. The deflection portion 41 is gradually moved away from the shaft 281a so that the inclination changes. The outer peripheral surface of the cam 281 (the surface in contact with the deflection unit 41) is a curved surface over almost the entire periphery, and the curvature radii at the positions P1 to P8 are different from each other. The outer peripheral surface of the cam 281 is configured such that the radius of curvature gradually increases as it proceeds from P1 to P2, and further, the radius of curvature gradually increases as it proceeds from P2, P3, P4, P5, P6, P7, and P8. It is configured. In the drive unit 280, the cam 281 is rotated in the direction of the arrow F1 by the motor 282. The cam 281 slides while contacting the deflection unit 41, and the contact position is changed from P1 to P2, P3, Change in order with P4. After the contact position becomes P8, it further rotates so that the contact position becomes P1 again.

このように構成される駆動部２８０は、ユーザによる指示があった場合（例えばユーザが図示しない操作部から指示データを入力した場合）に駆動が開始され、まず、制御回路７０からモータ２８２に対してユーザの指示に応じた回転角度のデータが与えられ、モータ２８２はその指示に応じた回転角度に設定される。そして、上述したように、カム２８１はモータ２８２の回転に応じて回転し、カム２８１の回転角度の変化に応じてカム２８１の中心（回転軸２８１ａ）から偏向部４１までの距離が変化するため、偏向部４１の傾斜角度は、カム２８１の回転角度に応じた傾斜角度に設定されることとなる。   The drive unit 280 configured as described above starts to be driven when an instruction is given by the user (for example, when the user inputs instruction data from an operation unit (not shown)). Thus, the rotation angle data according to the user's instruction is given, and the motor 282 is set to the rotation angle according to the instruction. As described above, the cam 281 rotates in accordance with the rotation of the motor 282, and the distance from the center of the cam 281 (rotating shaft 281a) to the deflection unit 41 changes in accordance with the change in the rotation angle of the cam 281. The inclination angle of the deflection unit 41 is set to an inclination angle corresponding to the rotation angle of the cam 281.

なお、ここでは、ユーザによる指示に応じて偏向部４１を所定の傾斜角度に設定する例を示したが、このような例に限られない。例えば、制御回路７０が予め定められたプログラムに従ってモータ２８２を駆動し、偏向部４１の傾斜角度を自動的に変更するような構成であってもよい。   In addition, although the example which sets the deflection | deviation part 41 to a predetermined inclination angle according to the instruction | indication by a user was shown here, it is not restricted to such an example. For example, the configuration may be such that the control circuit 70 drives the motor 282 according to a predetermined program and automatically changes the tilt angle of the deflection unit 41.

また、本実施形態でも、第１実施形態と同様の受光センサ９０（高さ検出手段）が設けられており、偏向部４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上に受光面９１が配置され、当該受光面９１に入射するレーザ光Ｌ１の入射高さを検出している。なお、本実施形態での受光センサ９０による高さの検出方法は第１実施形態と同様である。   Also in this embodiment, the same light receiving sensor 90 (height detection means) as that in the first embodiment is provided, and the light receiving surface 91 is arranged on the scanning path of the laser light L1 from the deflecting unit 41. The incident height of the laser beam L1 incident on the light receiving surface 91 is detected. Note that the height detection method by the light receiving sensor 90 in this embodiment is the same as that in the first embodiment.

また、本実施形態のレーザ測定装置２００は、偏向部４１の傾斜角度の調整方法を手動による調整から自動調整に変更した違いはあるが、空間に存在する物体の位置検出方法自体は第１実施形態と同様となっている。例えば、検出物体までの距離の検出方法や検出物体の方向の検出方法については第１実施形態と同様である。そして、本実施形態でも、制御回路７０が「時間検出手段」の一例に相当し、レーザダイオード１０にてレーザ光が発生してから当該レーザ光に応じた前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの経過時間を検出するように機能する。また、制御回路７０は、「位置検出手段」の一例に相当し、受光センサ９０（高さ検出手段）によって検出された入射高さと、時間検出手段によって検出された経過時間とに基づいて検出物体の位置を検出するように機能する。   The laser measurement apparatus 200 of the present embodiment is different from the adjustment method of the tilt angle of the deflecting unit 41 from manual adjustment to automatic adjustment, but the position detection method itself of the object existing in the space is the first implementation. It is similar to the form. For example, the method for detecting the distance to the detected object and the method for detecting the direction of the detected object are the same as in the first embodiment. Also in the present embodiment, the control circuit 70 corresponds to an example of “time detection means”, and after the laser light is generated by the laser diode 10, the reflected light corresponding to the laser light is detected by the light detection means. It functions to detect the elapsed time until it is done. The control circuit 70 corresponds to an example of a “position detecting unit”, and is detected based on the incident height detected by the light receiving sensor 90 (height detecting unit) and the elapsed time detected by the time detecting unit. Function to detect the position of.

（第２実施形態の主な効果）
本実施形態では、傾斜角度変更部２１０が、偏向部４１を揺動可能な駆動部２８０と、駆動部２８０を制御する制御回路７０（制御手段）とを備えており、駆動部２８０は、制御回路７０による制御に応じて偏向部４１を駆動することで入射角度（偏向部４１の反射面４１ａに対するレーザ光Ｌ１の入射角度）を変更している。このようにすると、駆動部２８０に対する制御によって偏向部４１を変位させることができるため、傾斜角度の変更作業に要する労力を効果的に抑えることができる。 (Main effects of the second embodiment)
In the present embodiment, the tilt angle changing unit 210 includes a drive unit 280 that can swing the deflection unit 41 and a control circuit 70 (control means) that controls the drive unit 280. The incident angle (the incident angle of the laser beam L1 with respect to the reflection surface 41a of the deflection unit 41) is changed by driving the deflection unit 41 in accordance with the control by the circuit 70. In this way, the deflection unit 41 can be displaced by the control of the drive unit 280, so that the labor required to change the tilt angle can be effectively suppressed.

［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。 [Other Embodiments]
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

上記実施形態では、偏向部４１を変位させる一例を示したが、偏向部４１を他の構成によって変位させてもよい。例えば、偏向部４１を支持する機構を図９（Ａ）と同様の構成とし、軸部４２の上端部側に偏向部４２を回動可能に保持する支持フレーム２４３を固定し、この支持フレーム２４３において偏向部４２を回動可能に保持する一対の軸受２４５、２４５を設けるようにすればよい。この構成では、一対の軸受２４５、２４５は、レーザ光Ｌ１の入射位置Ｐ１（図１、図８参照）を通り且つ中心軸４２ａと直交する回転軸４１ｂを中心として回動可能となるように偏向部４１を保持しており、その回転軸４１ｂが反射面４１上に位置するようになっているため、偏向部４１の傾斜角度に関係なく、反射面４１ａにおけるレーザ光Ｌ１の入射位置Ｐ１は常に同じ位置となる。この場合、手動操作可能な操作部を設け、凸部２４４、２４４が軸受２４５、２４５に対して回動する状態と、凸部２４４、２４４が軸受２４５、２４５に対して回動不能となる状態とに切り替えることができるようにすれば、偏向部４１を任意の傾斜角度に位置決めできるようになる。偏向部４１を任意の傾斜角度に位置決めする方法としては、例えば、図９（Ｂ）で説明したカム２８１を第２実施形態と同様に設けると共に、当該カム２８１を手動で回転できるように構成し、当該カム２８１を任意の位置で位置決めできるようにすればよい。或いは、支持フレーム２４３の側壁からねじ部材等の当接部材を挿入できるようにし、このねじ部材をある程度の深さまで挿入したときにねじ部材が凸部２４４に当接し、ねじ部材を緩めるとねじ部材と凸部２４４との当接が解除されるようにしてもよい。   In the above embodiment, an example of displacing the deflecting unit 41 has been shown, but the deflecting unit 41 may be displaced by another configuration. For example, the mechanism for supporting the deflection unit 41 is configured in the same way as in FIG. 9A, and a support frame 243 that rotatably holds the deflection unit 42 is fixed to the upper end portion side of the shaft portion 42. In this case, a pair of bearings 245 and 245 for holding the deflection unit 42 in a rotatable manner may be provided. In this configuration, the pair of bearings 245 and 245 are deflected so as to be rotatable about a rotation shaft 41b that passes through the incident position P1 (see FIGS. 1 and 8) of the laser light L1 and is orthogonal to the central shaft 42a. Since the rotating shaft 41b is positioned on the reflecting surface 41, the incident position P1 of the laser light L1 on the reflecting surface 41a is always the same regardless of the tilt angle of the deflecting portion 41. It becomes the same position. In this case, an operation unit that can be manually operated is provided so that the convex portions 244 and 244 rotate with respect to the bearings 245 and 245 and the convex portions 244 and 244 cannot rotate with respect to the bearings 245 and 245. If it is possible to switch to the above, the deflection unit 41 can be positioned at an arbitrary inclination angle. As a method for positioning the deflection unit 41 at an arbitrary inclination angle, for example, the cam 281 described in FIG. 9B is provided in the same manner as in the second embodiment, and the cam 281 can be manually rotated. The cam 281 may be positioned at an arbitrary position. Alternatively, a contact member such as a screw member can be inserted from the side wall of the support frame 243, and when the screw member is inserted to a certain depth, the screw member comes into contact with the convex portion 244 and loosens the screw member. The contact between the projection 244 and the projection 244 may be released.

上記実施形態では、傾斜角度変更手段として偏向部４１（偏向手段）を変更させる構成を例示したが、偏向部４１を変位させずにレーザダイオード１０（レーザ光発生手段）やミラー３０（レーザ光発生手段と偏向手段との間に介在する光学部品）を変位させる構成としてもよい。   In the above embodiment, the configuration in which the deflecting unit 41 (deflecting unit) is changed as the tilt angle changing unit is illustrated. However, the laser diode 10 (laser beam generating unit) and the mirror 30 (laser beam generating unit) without displacing the deflecting unit 41 are illustrated. The optical component interposed between the means and the deflecting means may be displaced.

１…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（光検出手段）
４０…回動偏向機構（回動偏向手段）
４１…偏向部（偏向手段）
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（時間検出手段、位置検出手段、制御手段）
９０…受光センサ（高さ検出手段）
９１…受光面
１００…傾斜角度変更部（傾斜角度変更手段）
１１０…支持機構
１２１…操作部
１３０…連動機構
２８０…駆動部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser measuring apparatus 10 ... Laser diode (laser light generation means)
20 ... Photodiode (light detection means)
40... Turning deflection mechanism (turning deflection means)
41 ... Deflection part (deflection means)
50. Motor (driving means)
70... Control circuit (time detection means, position detection means, control means)
90. Light receiving sensor (height detecting means)
91: Light-receiving surface 100 ... Inclination angle changing unit (inclination angle changing means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Support mechanism 121 ... Operation part 130 ... Interlocking mechanism 280 ... Drive part

Claims (6)

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た反射光を検出する光検出手段と、
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光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
前記レーザ光発生手段、又は前記偏向手段、若しくは前記レーザ光発生手段から前記偏向手段までの経路上に配される光学部品を前記中心軸に対して相対的に変位させることで、前記空間に照射される前記レーザ光の前記中心軸と直交する水平面に対する傾斜角度を変化させる傾斜角度変更手段と、
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受光面を備え、当該受光面に入射する前記レーザ光の入射高さを検出する高さ検出手段と、
前記レーザ光発生手段にて前記レーザ光が発生してから当該レーザ光に応じた前記反射光が前記光検出手段によって検出されるまでの経過時間を検出する時間検出手段と、
前記高さ検出手段によって検出された前記入射高さと、前記時間検出手段によって検出された前記経過時間とに基づいて前記検出物体の位置を検出する位置検出手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ測定装置。 Laser light generating means for generating laser light;
A light detecting means for detecting reflected light reflected by a detection object when the laser light is generated by the laser light generating means;
A deflection unit configured to be rotatable about a predetermined central axis is provided. The laser beam is deflected toward the space by the deflection unit, and the reflected light is deflected toward the light detection unit. Dynamic deflection means;
Drive means for driving the rotation deflection means;
Irradiating the space by displacing the laser light generating means, the deflecting means, or an optical component disposed on the path from the laser light generating means to the deflecting means relative to the central axis Tilt angle changing means for changing the tilt angle of the laser beam with respect to a horizontal plane orthogonal to the central axis;
A height detection unit that includes a light receiving surface disposed on a scanning path of the laser light from the deflection unit, and that detects an incident height of the laser light incident on the light receiving surface;
Time detection means for detecting an elapsed time from when the laser light is generated by the laser light generation means until the reflected light corresponding to the laser light is detected by the light detection means;
Position detection means for detecting the position of the detection object based on the incident height detected by the height detection means and the elapsed time detected by the time detection means;
A laser measuring apparatus comprising: 前記傾斜角度変更手段は、前記偏向手段を変位させることで当該偏向手段への前記レーザ光の入射角度を変更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。   The laser measurement apparatus according to claim 1, wherein the tilt angle changing unit changes the incident angle of the laser beam to the deflecting unit by displacing the deflecting unit. 前記傾斜角度変更手段は、
前記偏向手段を揺動可能に支持する支持機構と、
外部操作可能な操作部と、
前記操作部に対する外部操作に応じて前記支持機構による前記偏向手段の支持姿勢を変化させる連動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載のレーザ測定装置。 The tilt angle changing means is
A support mechanism for swingably supporting the deflection means;
An externally operable control unit;
An interlocking mechanism that changes the support posture of the deflection means by the support mechanism in response to an external operation on the operation unit;
The laser measurement apparatus according to claim 2, further comprising: 前記傾斜角度変更手段は、
前記偏向手段を揺動可能な偏向手段駆動部と、
前記偏向手段駆動部を制御する制御手段と、
を備え、
前記偏向手段駆動部が前記制御手段による制御に応じて前記偏向手段を駆動することで前記入射角度を変更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。 The tilt angle changing means is
A deflection means driving unit capable of swinging the deflection means;
Control means for controlling the deflection means driving section;
With
3. The laser measuring apparatus according to claim 2, wherein the incident angle is changed by driving the deflection unit according to control by the control unit. 前記高さ検出手段は、前記受光面が前記中心軸の方向に沿って長手状に延びる受光センサからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。   5. The laser measurement apparatus according to claim 1, wherein the height detection unit includes a light receiving sensor in which the light receiving surface extends in a longitudinal direction along the direction of the central axis. 6. . 前記高さ検出手段は、受光素子が前記中心軸の方向に並ぶ一次元センサからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ測定装置。   5. The laser measurement apparatus according to claim 1, wherein the height detection unit includes a one-dimensional sensor in which light receiving elements are arranged in the direction of the central axis.

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