CN101308214A

CN101308214A - 物体探测装置

Info

Publication number: CN101308214A
Application number: CNA2008100965413A
Authority: CN
Inventors: 庄司崇; 藤冈良治
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2008-11-19
Also published as: EP1995606A1; US20080285010A1; JP2008286565A

Abstract

本发明提供一种物体探测装置，其可确保在基准扫描方向上存在的物体的可探测距离，并且还可确保对在偏离该基准扫描方向的位置上存在的物体的探测能力。雷达装置1按在水平方向上已分割的每个探测区域，根据该探测区域中的希望探测存在的物体的距离范围来使垂直方向的扫描范围变化。例如，当将水平方向上的基准扫描方向决定为正前方时，随着从该基准扫描方向偏离，使激光的垂直扫描范围增大。由此，雷达装置1按水平方向上的每个扫描角度，在其扫描角度中、在希望探测存在的物体的距离范围内，使垂直方向上的激光的照射范围大致相同。

Description

物体探测装置

技术领域

本发明涉及一种将激光或电波等电磁波作为探测波来使用、并探测物体的位置的物体探测装置。

背景技术

以往，作为协助车辆安全行驶的车载装置，有将激光或电波等电磁波作为探测波来使用，来探测在车辆前方所存在的物体的雷达装置(物体探测装置)。雷达装置通过测量从发射探测波到接收该探测波的反射波的经过时间，来获得到反射探测波的物体的距离。另外，由此时的探测波的发射方向，可取得反射探测波的物体存在的方向。雷达装置在预定的探测范围内以水平方向扫描探测波、即，使探测波的发射方向向水平方向变化，并且反复进行获得到上述物体的距离以及方向的处理，针对在该探测范围内存在的每个物体，获得其与车辆的相对位置。另外，雷达装置对探测到的每个物体检测随着时间经过的距离以及方向的变化。此外，可以使用车辆的行驶速度或行驶方向来计算该物体的移动速度，并能区别物体是停止还是移动。当探测到的物体为在前方行驶的车辆时，在车辆侧根据雷达装置的探测结果来进行跟随行驶等的控制。

另外，还提出了一种雷达装置，其根据已安装有探测装置的车辆的行驶速度来调整作为探测波使用的激光的水平方向的扫描角以及扩展角(参照专利文献1)。如专利文献2所示，雷达装置随着与探测对象物体间的距离变长，所接收的反射波的能量变小，所以为了延长物体的可探测距离而必须抑制探测波的扩展角以收缩波束。另一方面，当探测近距离的物体时，为了避免探测波扫描不到物体的事态发生，最好是增大探测波的扩展角并增大波束。专利文献1中基于以下(a)、(b)的考虑，提出了随着车辆的行驶速度变慢而增大激光的水平方向的扫描角以及扩展角的方法。

(a)在车辆行驶速度快时，即使对位于车辆的斜前方的物体的探测能力降低，也能够提前探测位于车辆正前方的物体，这在车辆安全行驶的协助方面是有效的。

(b)在车辆行驶速度慢时，相反，与提前探测位于车辆正前方的物体相比，提高了对位于车辆的斜前方的物体的探测能力，这在车辆安全行驶的协助方面是有效的。

此外，还提出了将探测波的扫描方向作为水平方向以及垂直方向两轴的雷达装置(参照专利文献3)。

专利文献1：日本特开2000-75030号公报

专利文献2：日本特开平11-72554号公报

专利文献3：日本特开2004-125739号公报

发明内容

但是，在车辆中安装雷达装置的目的是协助车辆的安全行驶。因此，如专利文献1所示，在车辆的行驶速度快时，对位于车辆的斜前方的物体的探测能力降低，在车辆行驶速度慢时，对位于车辆正前方的物体的可探测距离变短，导致对该物体的探测延迟，这是我们所不希望的。即，能够与车辆的行驶速度无关地来确保位于车辆正前方的物体的可探测距离，且抑制对位于车辆的斜前方的物体的探测能力的下降，这在协助车辆安全行驶方面是重要的。

本发明的目的在于：提供可以确保位于车辆前方的物体的可探测距离，且能够确保对位于偏离该前方的位置的物体的探测能力的物体探测装置。

本发明的物体探测装置，为了解决上述课题并实现其目的而构成如下结构。

发射单元将激光或电波等电磁波作为探测波进行发射。扫描单元以水平方向来扫描上述发射单元所发射的探测波。另外，接收单元接收来自上述发射单元所发射的探测波的物体的反射波。根据从上述发射单元发射探测波到上述接收单元接收反射波的经过时间来求出距反射探测波的物体的距离。另外，该物体存在的方向是由上述扫描单元进行扫描的探测波的发射方向。然后，位置探测单元根据距离和方向来探测反射了上述发射单元发射出的探测波的物体的位置。

可将使针对物体的可探测距离为最大的方向作为基准扫描方向，例如可以是主体正面，当将主体安装在车辆等移动物体上时，可以根据该移动物体进行移动的移动路(道路等)的形状来决定。另外，在根据安装有主体的移动物体进行移动的移动道路的形状来决定基准扫描方向时，可设置取得该移动物体进行移动的移动道路的形状的结构。此外，水平方向上的探测波的基准扫描方向由基准扫描方向决定单元决定。

随着由扫描单元扫描出的水平方向上的探测波的发射方向从利用所述基准扫描方向决定单元来决定的所述基准扫描方向脱离，照射范围调整单元在距所述发射单元相同距离的位置上，增大探测波所照射的垂直方向的长度。换言之，随着水平方向上的探测波的发射方向从上述基准扫描方向脱离，探测波所照射的垂直方向的长度缩短相同的距离。例如，扫描单元还能够以垂直方向扫描探测波，随着探测波的发射方向从上述基准扫描方向脱离，可增大垂直方向上的探测波的扫描角(扫描范围)。另外，还可以随着探测波的发射方向从上述基准扫描方向脱离，来增大垂直方向上的探测波的扩展角。另外，还可以构成为组合这些内容的结构。

因此，能够确保位于与已决定的基准扫描方向对应的正前方等的物体的可探测距离，并且还能够确保对位于偏离该基准扫描方向的位置的物体的探测能力。

通过本发明，能够确保位于基准扫描方向的物体的可探测距离，并且还能够确保对位于偏离该基准扫描方向的位置的物体的探测能力。

附图说明

图1是表示作为本发明实施方式的雷达装置的主要部分的结构的图。

图2是说明对激光进行扫描的机构部的图。

图3是对雷达装置中的物体探测处理的概要进行说明的图。

图4是对雷达装置中的物体探测处理的概要进行说明的图。

图5是对雷达装置中的物体探测处理的概要进行说明的图。

图6是表示从行驶于单行线的直线道路的车辆上看到的前方风景的图。

图7是说明在希望探测物体存在的距离范围内的、垂直方向上的激光照射范围的图。

图8是说明在希望探测物体存在的距离范围内的、垂直方向上的激光照射范围的图。

图9是说明在希望探测物体存在的距离范围内的、垂直方向上的激光照射范围的图。

图10是说明在希望探测物体存在的距离范围内的、垂直方向上的激光照射范围的图。

图11是表示水平方向上的物体的探测区域的图。

图12是表示正在曲线道路行驶的车辆的基准扫描方向的图。

图13是说明通过投射透镜使水平方向上的激光的扩展角变化的结构的图。

图14是说明通过投射透镜使水平方向上的激光的扩展角变化的结构的图。

图15是说明通过投射透镜使水平方向上的激光的扩展角变化的结构的图。

图16是表示其他雷达装置的主要部分结构的图。

图17是对使用电子光学元件进行激光扫描的结构进行说明的图。

图18是对使用电子光学元件进行激光扫描的结构进行说明的图。

图19是对使用电子光学元件进行激光扫描的结构进行说明的图。

图20是对使用电子光学元件进行激光扫描的结构进行说明的图。

符号说明

1-雷达装置

2-控制部

2a-存储器

3-发射部

3a-激光二极管(LD)

3b-发光控制部

4-接收部

4a-光电二极管(PD)

4b-接收电路

4c-受光透镜

5-扫描部

6-水平扫描位置检测部

7-垂直扫描位置检测部

8-外部接口(外部I/F)

21、21a、21b-电子光学元件(E/O)

22-电场控制部

25-半透半反镜

26-光位置传感器(PSD)

30-光导管。

具体实施方式

下面，对作为本发明实施方式的雷达装置进行说明。

图1是表示作为本发明实施方式的雷达装置主要部分的结构的图。该雷达装置1具有控制部2、发射部3、接收部4、扫描部5、水平扫描位置检测部6、垂直扫描位置检测部7和外部接口8(以下称为外部I/F8)。该雷达装置1安装在作为移动物体的车辆上。控制部2控制主体各部的动作。控制部2具有存储器2a，该存储器对用于执行后述的物体探测处理的程序及在动作时使用的参数等进行存储。发射部3具有作为发光元件的激光二极管3a(以下称为LD3a)、控制LD3a的发光的发光控制部3b、以及与LD3a的发光面对置配置的投射透镜3c。另外，接收部4具有作为受光元件的光电二极管4a(以下称为PD4a)、处理PD4a的输出信号的接收电路4b、以及与PD4a的受光面对置配置的受光透镜4c。

扫描部5将投射透镜3c相对于LD3a的发光面沿水平方向及垂直方向进行移动。由LD3a发射的激光的发射方向伴随着投射透镜3c的水平方向的移动而在水平方向上变化，伴随着投射透镜3c的垂直方向的移动而在垂直方向上变化。即，可通过基于扫描部5的投射透镜3c的水平方向移动来进行LD3a所发射的激光的水平方向的扫描。另外，可通过基于扫描部5的投射透镜3c的垂直方向移动来进行LD3a所发射的激光的垂直方向扫描。另外，受光透镜4c与投射透镜3c连接(参照图2)，所以与基于扫描部5的投射透镜3c的移动同步，受光透镜4c相对于PD4a的受光面沿水平方向以及垂直方向进行移动。由此，可将从LD3a发射的激光从物体的反射光汇聚到PD4a的受光面。在图2中，随着将投射透镜3c向右方向进行移动，使由LD3a发射的激光的发射方向向右侧倾斜，相反，随着将投射透镜3c向左方向进行移动，使由LD3a发射的激光的发射方向向左侧倾斜。图2(A)表示激光的发射方向大致为正面的状态，图2(B)表示激光的发射方向从正面向右侧倾斜的状态。

另外如上所述，扫描部5不仅可以使投射透镜3c以及受光透镜4c在图2中图面的左右方向上移动，也可以使它们在相对于图面的垂直方向上移动。另外在此，虽然示出了使曲率从内周侧向外周侧逐级地变化的、采用了所谓菲涅耳透镜的投射透镜3c以及受光透镜4c，不过只要可以确保由LD3a发射的激光的扫描范围，就能够使用曲率单一的透镜。

水平扫描位置检测部6从扫描部5取得投射透镜3c的水平方向的位置，并将其输入控制部2。垂直扫描位置检测部7从扫描部5取得投射透镜3c的垂直方向的位置，并将其输入控制部2。控制部2根据从水平扫描位置检测部6输入的投射透镜3c的水平方向的位置来计算LD3a发射的激光在水平方向上的发射方向。另外，控制部2根据从垂直扫描位置检测部7输入的投射透镜3c的垂直方向的位置来计算LD3a发射的激光在垂直方向上的发射方向。

外部I/F8控制与安装有雷达装置的车辆侧的控制单元(以下称为车辆侧控制单元)的输入输出。在车辆侧控制单元上连接有GPS装置、导航装置、偏航率传感器、车速传感器等。雷达装置1通过外部I/F8将探测到的物体的位置等通知给车辆侧控制单元。另外，雷达装置1通过外部I/F8从车辆侧控制单元取得车辆的位置、地图信息、车辆的角速度、车辆的行驶速度等信息。例如，雷达装置1从GPS装置和导航装置取得车辆的位置、行驶方向前方的道路形状，并根据车辆与探测到的物体的相对位置关系，来检测出该物体存在于地图上的位置。由此，雷达装置1还可以判断已探测到的物体是存在于车辆行驶的道路上还是存在于道路之外。另外，根据由偏航率传感器所得到的车辆的角速度和由车速传感器所得到的车辆的行驶速度，通过如下公式可求出正在行驶的车辆的行驶轨迹的曲率半径，该公式为：

车辆的行驶轨迹的曲率半径＝行驶速度/角速度

因此，雷达装置1还可以判断已探测到的物体在道路上是存在于车辆的行驶轨迹上、还是存在于行驶轨迹外。另外，偏航率传感器也可设置在雷达装置1侧。

在此，对该雷达装置1中的物体探测处理进行简单地说明。雷达装置1将用于执行该物体探测处理的程序存储在存储器2a内。另外，从车辆侧经由外部I/F8向控制部2输入车辆的行驶速度等信息。图3以及图4是说明物体探测处理的图。装有LD3a、投射透镜3c、PD4a、受光透镜4c以及扫描部5的探测头9被安装在车辆10的前面。图3以及图4所示的11是行驶在车辆10前方的前方车辆。雷达装置1在图3所示的水平扫描范围内，沿水平方向扫描由LD3a发射的激光。具体地讲，扫描部5相对于LD3a沿水平方向移动投射透镜3c，在水平扫描范围内沿水平方向扫描由LD3a发射的激光。该水平方向扫描范围是水平方向上的物体的探测范围。另外，雷达装置1即使在图4所示的垂直扫描范围内也以垂直方向扫描由LD3a发射的激光。具体地讲，扫描部5相对于LD3a沿垂直方向移动投射透镜3c，在垂直扫描范围内以垂直方向扫描由LD3a发射的激光。控制部2根据从水平扫描位置检测部6以及垂直扫描位置检测部7所输入的投射透镜3c的水平方向的位置、以及垂直方向的位置，来检测由LD3a发射的激光的水平方向的发射方向以及垂直方向的发射方向。

另外，扫描部5与投射透镜3c的移动同步，来移动受光透镜4c，将从由LD3a发射的激光从物体的反射光会聚到PD4a的受光面上。发光控制部3b按照来自控制部2的指示来控制LD3a，如图5所示，以预定的时间间隔发射激光。接收电路4b处理PD4a的输出信号，并将与PD4a中的受光量水平对应的电子信号输入至控制部2。如图5所示，PD4a的受光量在接收到由LD3a发射的激光的反射光时增大。

控制部2根据LD3a发射激光的时刻T1(或者T3)、和PD4a接收到由LD3a发射的激光的反射光的时刻T2(或者T4)之间的时间，来计算距反射了LD3a发射的激光的物体的距离L。距离L可以用如下公式计算，该公式为：

L＝c×(T2-T1)/2(c：激光的传播速度)

另外，控制部2使用由水平扫描位置检测部6以及垂直扫描位置检测部7取得的、LD3a所发射的激光的水平方向的发射方向以及垂直方向的发射方向，来得出物体相对于车辆10的方向。并且，根据到该物体的距离和方向，检测物体相对于车辆10的相对位置。雷达装置1按照探测到的每个物体，经由外部I/F8将其位置通知给车辆侧控制单元。

另外，车辆侧控制单元根据来自雷达装置1的通知，进行使车辆10追随前方车辆11行驶的追随行驶控制等。

下面，对该雷达装置1中的物体探测处理进行详细的说明。

雷达装置1为了充分协助安装了该雷达装置的车辆10的安全行驶，要确保物体的可探测距离，并决定希望迅速探测存在的物体的方向(以下称基准扫描方向)。例如，当车辆10行驶在直线道路上时，因为希望迅速探测出前方车辆11的存在，所以将正前方决定为该基准扫描方向。

图6是表示从行驶于单行线的直线道路的车辆上看到的前方风景的图。由LD3a所发射的激光因为与距离成比例地扩展，所以为了确保对图中所示的前方车辆11的可探测距离，需要抑制激光的扩展角来保证光能密度。另一方面，随着水平方向上的激光的扫描角变大(随着探测行人12或物体的存在的方向从车辆10的正前方向水平方向偏离)，如图7(A)所示，希望探测存在的行人12或物体所存在的范围从道路向人行道等变化，并且缓缓接近车辆10。即，随着水平方向上的激光的扫描角变大，希望探测存在的行人12或物体与车辆10的距离实质上变短。如上所示，因为激光与距离成比例地扩展，所以当抑制激光的扩展角沿水平方向扫描时，如图7(B)及图8所示，在扫描到正通过接近车辆10的人行道的行人12等的位置上，激光垂直方向的光束直径小。即，在扫描到正通过接近车辆10的人行道的行人12等的位置上，激光垂直方向的照射范围小。因此，激光或没有扫描到正通过接近车辆10的人行道的行人12等、或即使扫描到也仅是扫描到反射率极低的部分，或者很可能虽然反射率高但却扫描到构成反射波无法返回雷达装置1的角度的部分等，从而导致对正通过接近车辆10的人行道的行人12等的探测能力的下降。

另外，如图9所示，也可以增大激光的扩展角，使在扫描到正通过接近车辆10的人行道的行人12等的位置上增大激光垂直方向的光束直径，不过此时，在基准扫描方向上，到反射波可探测的物体的距离变短。即，基准扫描方向上的可探测距离变短，从而不能快速探测在基准扫描方向上存在的物体。该雷达装置1如图7(C)所示，随着从车辆10的正前方向水平方向偏离，在与该车辆10的距离变短的、希望探测存在的行人12或物体存在的范围内，使垂直方向上的激光照射范围大致相同。

该雷达装置1执行在确保基准扫描方向上的物体可探测距离的同时、还能够确保对从该基准扫描方向偏离的方向在较近地存在的物体的探测能力的物体检测处理。具体地讲，如图10所示，按水平方向上的每个扫描角度，在该扫描角度中，在希望探测存在的物体的距离范围内，使垂直方向的激光的照射范围大致相同。例如，如图11所示，按分割为11个区域的水平方向上的每个物体探测区域100～110，根据该探测区域100～110中的希望探测存在的物体的距离范围，使垂直方向的扫描范围变化。具体地讲，在图11中，当将水平方向上的基准扫描方向决定为探测区域105时，随着从该基准扫描方向偏离，使激光的垂直扫描范围增大。例如，当将探测区域105的垂直方向的扫描范围设为θ1时，将探测区域104、106的垂直方向的扫描范围设为θ2，将探测区域103、107的垂直方向的扫描范围设为θ3，将探测区域102、108的垂直方向的扫描范围设为θ4，将探测区域101、109的垂直方向的扫描范围设为θ5，将探测区域100、110的垂直方向的扫描范围设为θ6。在此，将θ1～θ6的关系设为θ1＜θ2＜θ3＜θ4＜θ5＜θ6。另外，按每个探测区域100～110，在其探测区域中，在希望探测存在的物体的距离范围内设定θ1～θ6，以使照射激光的垂直方向的长度大致相同。

因此，雷达装置1可以确保在基准扫描方向上存在的物体的可探测距离，并且也可以确保对在从该基准扫描方向偏离的位置上存在的物体的探测能力。因此，可以充分地进行对安装有该雷达装置的车辆10的安全行驶的援助。

另外在此，按每个探测区域100～110，在其探测区域中，在希望探测存在的物体的距离范围内，使激光所照射的垂直方向的范围大致相同，不过可随着从基准扫描方向偏离来设定θ1～θ6，以使激光所照射的垂直方向的范围增大。

另外，在上述实施方式中，使垂直方向的扫描范围以基准扫描方向为中心左右对称，不过也可以是左右非对称。例如，当车辆10的左侧为人行道、右侧为反向车线时，在基准扫描方向的左侧，缓缓地扩展上下扩展角，这样能够提高近距离的可探测性，在基准扫描方向的右侧，不用扩展上下扩展角，也能够快速地发现来自远方的反向车。至于道路状况，可通过外部I/F8，根据GPS装置和导航装置的信息来取得车辆线路数量等信息。

另外，至于垂直方向的扫描范围，为了抑制来自路面的反射，在以基准扫描方向上的垂直方向的激光的发射方向为基准时，优选使向下方扩展的量减小、向上方扩展的量增大。另外，可以预先设定垂直方向的扫描范围的上限。例如，可将垂直方向的扫描范围的上限设为上述的θ4，可以设为θ1＜θ2＜θ3＜θ4＝θ5＝θ6。

另外，在上述说明中，以将车辆10的正前方决定为水平方向上的基准扫描方向的情况为例进行了说明，不过，根据车辆的行驶状态、或正在行驶的道路形状等，也可决定基准扫描方向。例如，如图12所示，当安装雷达装置1、并在前面安装有探测头9的车辆10沿曲线道路行驶时，可以将正探测的前方车辆11的方向决定为基准扫描方向，并随着从该基准扫描方向偏离，而使垂直扫描范围增大。

另外，雷达装置1可通过I/F8经由车辆侧控制单元从GPS装置和导航装置取得车辆的位置、行驶方向前方的道路形状。另外，同样可使用由偏航率传感器取得的角速度，来取得车辆10正行驶的道路的形状。由此，可根据车辆10正行驶的道路状况来确定基准扫描方向、并进行物体的探测。

另外，在上述实施方式中，按每个探测区域100～110来变更激光的垂直扫描范围，由此在其探测区域中，在希望探测存在的物体的距离范围内，使照射激光的垂直方向的范围大致相同，不过也可以使投射透镜3c的形状为随着激光的入射位置从投射透镜3c的中心向水平方向偏离而使垂直方向上的激光的扩展角逐级地增大的形状(参照图13～图15)。图13表示激光的发射方向大致为正面的状态，图14表示激光的发射方向为左斜前方的状态，图15表示激光的发射方向为右斜前方的状态。另外，图13(A)、图14(A)以及图15(A)表示水平方向上的激光的照射，图13(B)、图14(B)以及图15(B)表示垂直方向上的激光的照射。

通过投射透镜3c的水平方向移动，垂直方向上的激光的扩展角随着激光发射方向从正前方向水平方向偏离而逐级地变大。另外，投射透镜3c为如下的形状：逐级地增大垂直方向上的激光扩展角，以使对于图11所示的每个探测区域100～110，在该探测区域中，在希望探测存在的物体的距离范围内，照射激光的垂直方向的范围为大致相同的大小。因此，雷达装置1当将正前方作为基准扫描方向时，通过使投射透镜3c在水平方向上移动，可以确保在基准扫描方向上存在的物体的可探测距离，并且也可以确保对在偏离该基准扫描方向的位置上存在的物体的探测能力。因此，可充分地进行针对安装了雷达装置的车辆10的安全行驶的协助。另外，可不需要在垂直方向上扫描激光的结构，就能够实现装置主体的小型化及成本降低。

另外，在该结构中，当将基准扫描方向决定为正前方以外的方向时，仅仅投射透镜3c的水平方向的移动，无法在探测区域100～110中、在希望探测存在的物体的距离范围内，使照射激光的垂直方向的范围成为大致相同的大小。但是，如果构成可进行上述垂直方向上的激光扫描的结构，则即使在将基准扫描方向决定为正前方以外的方向时，也能够在探测区域100～110中在希望探测存在的物体的距离范围内，使激光所照射的垂直方向的范围为大致相同的大小。

另外，在上述实施方式中对通过移动投射透镜3c来扫描由LD3a发射的激光的结构的装置进行了说明，不过也可以构成使用电子光学元件(E/O)来扫描激光的结构。图16是表示使用了电子光学元件的雷达装置的主要部件的结构的图。在图16中对与图1相同的构成标注相同的符号。该雷达装置1取代上述的扫描部5，而设置了向电子光学元件21施加电场的电场控制部22。电子光学元件21如图17所示被配置在投射透镜3c的前方。由LD3a发射的激光通过投射透镜3c以及电子光学元件21照射到探测区域。

电子光学元件21众所周知，其折射率根据施加的电场强度而变化。在图17中构成为：并排排列使水平方向上的折射率变化的电子光学元件21a、和使垂直方向上的折射率变化的电子光学元件21b，并可在水平方向以及垂直方向上扫描由LD3a发射的激光。电场控制部22分别控制施加给电子光学元件21a、21b的电场强度。即，电场控制部22通过使施加给电子光学元件21a的电场强度变化来在水平方向上扫描激光，通过使施加给电子光学元件21b的电场强度变化来在垂直方向上扫描激光。另外，水平扫描位置检测部6根据电场控制部22施加给电子光学元件21a的电场强度来检测水平方向上的激光的发射方向。另外，垂直扫描位置检测部7根据电场控制部22施加给电子光学元件21b的电场强度来检测垂直方向的激光的发射方向。

这样，该图16所示的结构的雷达装置1也与上述实施方式的雷达装置同样，可以在水平方向以及垂直方向上扫描由LD3a照射的激光。因此，可以确保在基准扫描方向上存在的物体的可探测距离，并且也可以确保对在偏离该基准扫描方向的位置上存在的物体的探测能力。另外，关于基准扫描方向如上所述可以根据车辆的行驶状态或正行驶的道路形状等来决定。

另外，还设置了在水平方向上扫描激光的电子光学元件21a和在垂直方向上扫描激光的电子光学元件21b，不过如图18所示，可以不设置在垂直方向上扫描激光的电子光学元件21b，使在水平方向上扫描激光的电子光学元件21a中的激光的射出面成为如下形状：随着激光的射出位置从投射透镜3c的中心向水平方向偏离，垂直方向的激光的扩展角逐级地增大。图18(A)是电子光学元件的俯视图，图18(B)～(D)分别为图18(A)中的A-A剖面图、B-B剖面图、C-C剖面图。

这样，与图13～图15所示的、在水平方向上移动投射透镜3c的情况一样，雷达装置1当将正前方作为基准扫描方向时，可以确保在该基准扫描方向上存在的物体的可探测距离，并且还可以确保对在偏离该基准扫描方向的位置上存在的物体的探测能力。另外，不需要用于在垂直方向上扫描激光的电子光学元件21b。由此，电场控制部22不需要控制施加给电子光学元件21b的电场强度的结构，就能够实现装置主体的小型化及成本降低。

另外，电子光学元件21a中，激光的射出面可成为设有使微型透镜阵列成型的光学零件的结构，也可以为作为凸面来临时聚光后扩散的结构，还可以是非球面的结构。

在上述实施方式中，电场控制部22根据施加给电子光学元件21a的电场强度来检测水平方向上的激光的发射方向，不过如图19所示，也可以是使用半透半反镜25和光位置传感器26(称为PSD26)来检测激光的发射方向的结构。图19表示对水平方向检测激光的发射方向的结构。半透半反镜25配置在电子光学元件21的前方。PSD26被配置在如下的位置，即，多个受光元件在水平方向上并列、且利用任意的受光元件都能接收半透半反镜25所反射的激光。水平方向扫描位置检测部6根据在哪个受光元件中接收了激光来检测水平方向上的激光的发射方向。这样，可直接检测激光的发射方向，所以能够实现已探测到存在的物体的位置检测精度的提高。

另外，在此示出了激光在整个水平扫描范围内通过半透半反镜25的结构，不过，也可以仅在水平方向的左右扫描端部分设置半透半反镜25，在激光到达左右扫描端时，检测施加给电子光学元件21a的电场强度，并补正施加给电子光学元件21a的电场强度与激光的发射方向的关系。可以在装置主体起动的时刻或经过规定时间的时刻等进行该补正。由此，可抑制由于周围环境的变化或计时变化所导致的物体的位置检测精度的降低。

另外众所周知，电子光学元件21a中，施加的电场强度与折射率成比例。因此，在激光到达左右扫描端时，通过检测施加给电子光学元件21a的电场强度，可以补正中间区域的激光的发射方向与施加给电子光学元件21a的电场强度的关系。

另外，如果是仅在水平方向的左右扫描端部分设置半透半反镜25的结构，则因为半透半反镜25不经由水平扫描范围的中央部分，所以可抑制激光的损失，其结果是，能够抑制物体可探测距离的降低。

另外，还可以是在水平扫描范围外的左右端部配置有半透半反镜25、和对该半透半反镜25所反射的激光进行检测的受光元件的结构。此时，在装置主体起动的时刻或经过规定时间的时刻等，可将激光照射在配置于水平扫描范围外的左右端部的半透半反镜25上，并补正施加给电子光学元件21a的电场强度与激光的发射方向的关系。

此外，还可以是将直接照射激光的受光元件配置在水平扫描范围外的左右端部的结构。

上述说明以在水平方向上扫描的激光为例进行了说明，不过关于垂直方向也是同样的结构，可直接检测出激光的发射方向，并且还能够进行施加给电子光学元件21a的电场强度与激光发射方向的关系的补正。

另外，如果是如图20(A)所示在垂直方向上层叠多个电子光学元件21、并可针对各个电子光学元件21来单独地施加电场的结构，则可以使垂直方向的光束直径变化。虽然可以在每个电子光学元件21上设置射入激光的光源，但在图20(A)中示出了使用光导管30将从单一光源射出的激光分配给各电子光学元件21的结构。在该结构中没有出现在LD3a的发光定时中发生偏移的情况。

在该构成中，当向各电子光学元件21施加相同的电场时，引起同样的折射率变化，从光导管30进入的光如图20(B)所示向相同的方向射出。即，不扩展地射出。在图20(B)中，虽然3束射出光是独立的，但因为激光具有上下扩展角，所以在射出各电子光学元件21的时刻为已分离的激光，之后相互重叠，可视为一个波束。另外，光导管30可以为使射出的激光保持某种程度的上下扩展角的形状。

图20(C)表示向各电子光学元件21施加不同电场的情况。在图20(C)中表示对于层叠的电子光学元件21越往上侧所施加的电场强度就越大的情况。因此，射出各电子光学元件21后重叠的激光，其垂直方向的光束直径增大。

作为在水平方向上扫描激光的结构可使用多面反射镜等、并使圆柱形透镜中的激光的入射位置变化，因此与上述雷达装置1同样，可确保在基准扫描方向上存在的物体的可探测距离，并且还能够确保对在偏离该基准扫描方向的位置上存在的物体的探测能力。此外还可以使用如下形状的圆柱形透镜，该形状为：在水平方向的中心，已射入的激光的垂直方向的扩展角为最小，随着从该水平方向的中心偏离，已射入的激光的垂直方向的扩展角变大。另外，由于是可在水平方向上移动圆柱形透镜的结构，所以即使在将基准扫描方向决定为正前方以外的方向时，也能够在希望探测存在的物体的距离范围内，使垂直方向的激光的照射范围为大致相同的大小。

Claims

1、一种物体探测装置，具有：发射单元，其发射探测波；扫描单元，其以水平方向扫描所述发射单元发射的探测波；接收单元，其接收所述发射单元发射的探测波经物体反射的反射波；和位置检测单元，其根据从所述发射单元发射探测波到所述接收单元接收反射波的经过时间、以及通过所述扫描单元确定的探测波的发射方向，来检测反射该探测波的物体的位置，该物体探测装置的特征在于，具有：

基准扫描方向决定单元，其决定水平方向上的扫描范围的基准扫描方向；以及

照射范围调整单元，随着通过所述扫描单元扫描的、水平方向上的探测波的发射方向从由所述基准扫描方向决定单元所决定的所述基准扫描方向偏离，所述照射范围调整单元在距所述发射单元相同距离的位置上，增大探测波所照射的垂直方向的长度。

2、根据权利要求1所述的物体探测装置，其中，

所述扫描单元还以垂直方向扫描所述发射单元发射出的探测波；

随着通过所述扫描单元扫描的、水平方向上的探测波的发射方向从所述基准扫描方向偏离，所述照射范围调整单元增大由所述发射单元发射的探测波的垂直方向的扫描范围。

3、根据权利要求1或2所述的物体探测装置，其中，

随着通过所述扫描单元扫描的、水平方向上的探测波的发射方向从所述基准扫描方向偏离，所述照射范围调整单元增大由所述发射单元发射的探测波在垂直方向上的扩展角。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的物体探测装置，其具有移动道路形状取得单元，该移动道路形状取得单元取得安装有物体探测装置主体的移动物体进行移动的移动道路的形状，

所述基准扫描方向决定单元根据所述移动道路形状取得单元所取得的移动道路的形状，来决定所述基准扫描方向。

5、根据权利要求1至4中任意一项所述的物体探测装置，其中，

所述发射单元发射激光作为探测波；

所述照射范围调整单元使用电光元件来调整探测波所照射的垂直方向的长度。