JP2015111090A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 視野領域を上下方向（垂直方向）に分割して検出領域の分解能を向上させる物体検出装置を提供する。【解決手段】 投光部と、光走査部と、受光部と、を備え、投光部は、複数の発光エリアのそれぞれが光を射出するアレイ光源であり、光走査部は、投光部から射出された光を一の方向に沿って走査し、受光部は、走査された光が物体に当たって反射した反射光を受光し、投光部から光が射出された射出タイミングと受光部が反射光を受光した受光タイミングに基づいて、物体の有無を検出する物体情報取得部を備える物体検出装置による。【選択図】図１

Description

本発明は、物体を検出対象とする物体検出装置に関するものである。

近年、物体の有無や、物体までの距離を検出する物体検出装置が知られている。物体検出装置には、様々な構造のものが知られている。

例えば、レーザ光を二次元的に走査し、検出対象で反射された反射レーザ光のみを選択し、レーザ光の投光タイミングと反射レーザ光の受光タイミングに基づいて、検出対象に関わる距離情報を取得するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、車両進行方向前方の視野領域に発射したレーザ光の反射光に基づき、障害物の有無判定や測距等を行うときに、視野領域を左右方向に分割して、各分割された視野領域における障害物の有無判定など行うものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、回転軸に対する倒れ角が異なる複数の反射面を備えた回転多面鏡を有し、反射面から前方の測定エリアに向けて出射されたパルス光の反射光を受光する受光手段を備えるものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

物体検出装置において、「検出距離が近い物体」と「検出距離が遠い物体」に関する情報を取得するときには、視野領域を上下方向（垂直方向）において分割すると、検出精度を向上させることができる。

しかし、上記の各特許文献の物体検出装置は、視野領域を上下方向（垂直方向）に分割して、検出領域の分解能を向上させることは困難である。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであって、視野領域を上下方向（垂直方向）に分割して検出領域の分解能を向上させることができる物体検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、投光部と、光走査部と、受光部と、を備える物体検出装置であって、前記投光部は、複数の発光エリアのそれぞれが光を射出するアレイ光源であり、前記光走査部は、前記投光部から射出された前記光を一の方向に沿って走査し、前記受光部は、前記光が物体に当たって反射した反射光を受光し、前記投光部から前記光が射出された射出タイミングと前記受光部が前記反射光を受光した受光タイミングに基づいて、物体の有無を検出する物体情報取得部を備える、ことを最も主な特徴とする。

本発明によれば、視野領域を上下方向（垂直方向）に分割して検出領域の分解能を向上させることができる。

本発明に係る物体検出装置の実施形態であるレーザレーダを搭載した車両の概要図である。 上記レーザレーダを備える監視装置の構成例を示す構成図である。 上記レーザレーダの構成例を示す構成図である。 上記レーザレーダが備える光射出系のＹＸ平面における光学配置図である。 上記レーザレーダが備える光射出系のＺＸ平面における光学配置図である。 上記レーザレーダが備える光検出系のＹＸ平面における光学配置図である。 上記レーザレーダが備える光検出系のＺＸ平面における光学配置図である。 上記光射出系が備える光源の構成例を示す平面図である。 上記光源が備える発光エリアの構成例を示す平面図である。 上記光射出系が備える第１回転ミラーの走査範囲の例を示す説明図である。 上記光射出系が備える光源とカップリングレンズのＹＸ平面における第１配置例を示す光学配置図である。 上記第１配置例において、上記カップリングレンズを通過した光の光路の例を示すＸＹ平面の光路図である。 上記第１配置例において、上記発光エリアから射出された光の光路の例を示すＹＸ平面の光路図である。 上記第１配置例において、上記発光エリアから射出された光の光路の例を示すＺＸ平面の光路図である。 上記第１配置例において、検出光の照射領域と物体の検出距離との関係を説明する説明図である。 照射角θの定義を説明する説明図である。 上記第１配置例において、照射角θとＹＸ平面の検出距離との関係の例を示す図である。 上記第１配置例において、照射角θとＹＸ平面の検出距離との関係の別の例を示す図である。 上記第１配置例において、上記光検出系が備える結像レンズと光検出器のＹＸ平面における配置の例を示す光学配置図である。 上記第１配置例において、光検出器の共役位置の例を説明する説明図である。 上記第１配置例において、光検出器へ入射する反射光の光路の例を示すＹＸ平面の光路図である。 第１配置例において、光検出器へ入射する反射光の光路の例を示すＺＸ平面の光路図である。 上記第１配置例において、光検出器の共役位置の照射領域と検出領域のＹＸ平面における関係の例を示す図である。 上記第１配置例において、検出角αの例を説明する説明図である。 上記レーザレーダが備える光源とカップリングレンズのＹＸ平面における第２配置例を示す光学配置図である。 上記第２配置例において、光源の共役像の形成位置の例を示す説明図である。 上記第２配置例において、検出光の光路の例を示すＹＸ平面の光路図である。 上記第２配置例において、検出光の光路の例を示すＺＸ平面の光路図である。 上記第２配置例において、結像レンズと光検出器との位置関係の例を示す光学配置図である。 上記第２配置例において、反射光の光路の例を示すＹＸ平面の光路図である。 上記第２配置例において、反射光の光路の例を示すＺＸ平面の光路図である。 上記第２配置例において、照射領域と検出領域のＹＸ平面における関係の例を示す説明図である。 上記レーザレーダが備える発光エリアの発光タイミングと第１回転ミラーの回転タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。 上記発光エリアの発光タイミングと上記第１回転ミラーの１つの反射面辺りの走査時間との関係を示すタイミングチャートである。 上記レーザレーダが備える物体情報取得部が実行する物体情報取得処理の流れの例を示すフローチャートである 上記監視装置が備える音声・警報発生装置の構成の例を示す構成図である 上記レーザレーダが備える第１回転ミラーと第２回転ミラーの別の例を示す図である。 上記レーザレーダが備える第１回転ミラーと第２回転ミラーのさらに別の例を示す図である。

以下、本発明に係る物体検出装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

●物体検出装置を備える監視装置の実施形態
図１は、本発明に係る物体検出装置の実施形態であるレーザレーダ２０を搭載した車両１の概要図である。図１に示されるように、レーザレーダ２０は、例えば、車両１の前方のナンバープレート近傍に取り付けられる。車両１の前方に取り付けられたレーザレーダ２０からは、車両１前方に光が射出される。この光によって車両１の前方に存在し得る物体１００（図１では不図示）の検出や、物体１００までの測距等を実行する。

まず、以下の実施形態の説明に用いる３次元直交座標系について図１を用いて説明する。図１に示されるように、車両１の前方に取り付けられたレーザレーダ２０が射出する光（レーザ光）の照射面は、路面２に直交する。この路面２に直交する方向（紙面上下方向）をＺ軸方向とする。また、車両１の前方向（紙面右方向）であって、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸とＸ軸に直交する方向（紙面奥行き方向）をＹ軸方向とする。なお、車両１の前方向（紙面右方向）を「＋Ｘ方向」とする。

●監視装置の実施形態
次に、レーザレーダ２０を備える監視装置１０について説明する。監視装置１０は、例えば、車両１に搭載されるセンシング装置である。監視装置１０の一部は、車両１の内部に取り付けられていて、レーザレーダ２０は、車両１の外部に取り付けられている。図２は、レーザレーダ２０を備える監視装置１０の構成例を示す構成図である。図２に示されるように、監視装置１０は、レーザレーダ２０と、表示装置３０と、主制御装置４０と、メモリ５０と、音声・警報発生装置６０と、を備えている。監視装置１０が備える各装置は、データ伝送のためのバス７０を介して相互に通信できるように接続されている。

表示装置３０は、主制御装置４０において実行される演算処理によって算出された物体情報や、移動情報を表示する表示手段である。

主制御装置４０は、後述するメモリ５０に記憶される「物体情報」などに基づいて、車両１の前方にある物体１００の移動の有無を取得する。また、物体１００が移動しているとき、主制御装置４０は、物体１００の移動方向及び移動速度を含む「移動情報」を取得する。また、主制御装置４０は、物体情報及び移動情報に基づいてアラーム情報を出力する。アラーム情報は、主制御装置４０において実行される演算処理によって、物体情報などに基づき「危険がある」と判断されたときに出力される。

メモリ５０は、レーザレーダ２０が実行する物体情報取得処理により取得された「物体情報」を記憶する記憶手段である。

音声・警報発生装置６０は、主制御装置４０が物体情報及び移動情報に基づいて出力するアラーム情報によって、音声や警報信号を出力し、車両１の周囲に注意を促す。

図３６は、音声・警報発生装置６０の構成の例を示す構成図である。図３６に示されるように、音声・警報発生装置６０は、音声合成装置６１と、警報信号生成装置６２と、スピーカ６３と、を備えている。

音声合成装置６１は、複数の音声データを備えていて、主制御装置４０から入力されるアラーム情報に対応する音声データを選択してスピーカ６３に出力する、音声出力装置である。

警報信号生成装置６２は、主制御装置４０から入力されるアラーム情報に対応する警報信号を生成してスピーカ６３に出力する、警報出力装置である。

●レーザレーダ２０の構成例
次に、レーザレーダ２０の詳細な構成について説明する。図３は、レーザレーダ２０の構成例を示す構成図である。図３に示されるように、レーザレーダ２０は、光射出系２０１と、光検出系２０２と、物体情報取得部２０３と、を備えている。

光射出系２０１は、物体１００に向けて検出光Ｌｉを射出する光学系である。検出光Ｌｉは、＋Ｘ方向に射出される。光検出系２０２は、検出光Ｌｉが物体１００に当たって反射した反射光Ｌｒを検出する光学系である。光射出系２０１と光検出系２０２は、互いにＺ軸方向に並んで配置されていて、光射出系２０１が光検出系２０２の＋Ｚ側に配置されている。

物体情報取得部２０３は、光射出系２０１と光検出系２０２の動作を制御する。また、物体情報取得部２０３は、バス７０を介して主制御装置４０と、通信可能な状態で接続されていて、バス７０を介して主制御装置４０と間で種々の情報を相互に通信する。

物体情報取得部２０３は、光射出系２０１と光検出系２０２を動作させて「物体情報取得処理」を実行する。物体情報取得処理によって、物体情報取得部２０３は光検出系２０２における反射光Ｌｒの検出結果を取得する。物体情報取得部２０３は、取得された検出結果に基づいて、物体１００の有無、物体１００までの距離、物体１００の大きさ、物体１００の形状、物体１００の位置などに関する情報（以下「物体情報」という。）を取得する。物体情報取得部２０３において取得された物体情報は、メモリ５０に記憶される。物体情報取得処理の詳細な処理の流れについては、後述する。

なお、物体情報取得部２０３と、光射出系２０１及び光検出系２０２は、不図示の筐体内に納められている。

●光射出系２０１の構成例
次に、光射出系２０１の構成について説明する。図４及び図５は、光射出系２０１の例を示す光学配置図である。図４は、ＹＸ平面における光射出系２０１の光学配置図である。図５は、ＺＸ平面における光射出系２０１の光学配置図である。

図４及び図５に示されるように、光射出系２０１は、光源２１と、カップリングレンズ２２と、第１反射ミラー２３と、第１回転ミラー２４と、を備えている。

まず、光源２１について説明する。図８は、光源２１の構成例を示す平面図である。図８に示されるように、光源２１は、アレイ光源を含む投光部であって、複数の発光エリア２１１を備えている。発光エリア２１１は、Ｚ軸方向に沿って配置されている。発光エリア２１１の配置は、等間隔になされている。発光エリア２１１の形状は、正方形状である。

以下の説明において、光源２１が備える複数の発光エリア２１１を区別して特定の発光エリア２１１について言及するときは、単にＡ（ｉ）という表記を用いる。ここで、ｉは、光源２１におけるＺ軸方向の端部からの発光エリア２１１の配列順番を示している。例えば、光源２１が２８個の発光エリア２１１を備えているならば、光源２１が備える発光エリア２１１は、Ａ（１）からＡ（２８）である。

１つの発光エリア２１１の一辺の長さをｄ１とする。また、隣接する発光エリア２１１の間隙をｄ２とする。なお、発光エリア２１１の一辺の長さであるｄ１は、１つ発光エリア２１１に配置される発光部２１１１の数によって決まる。

図９は、発光エリア２１１の構成例を示す平面図である。図９に示されるように、発光エリア２１１は、複数の発光部２１１１の集合体であって、発光部２１１１は、２次元的に配列されている。なお、発光部２１１１の形状は、正方形状である。

以下の説明において、１つの発光エリア２１１が備える発光部２１１１は、Ｙ軸方向に沿って１５０個が配列され、Ｚ軸方向に沿って１５０個が配列されているものとする。すなわち、１つの発光エリア２１１は、２２５００個の発光部２１１１を備えている。

発光部２１１１の一辺の長さは、ｄ３とする。また、隣接する発光部２１１１の間隙は、ｄ４とする。

光源２１は、隣接する発光エリア２１１の間隙であるｄ２の長さを、約０．０２ｍｍとする。また、発光部２１１１の一辺の長さであるｄ３を約０．７μｍとし、隣接する発光部２１１１の間隙であるｄ４の長さを、約１μｍとする。

発光部２１１１は、垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、ＶＣＳＬである発光部２１１１によって構成される光源２１は、いわゆる面発光レーザアレイである。

発光部２１１１は、物体情報取得部２０３によって点灯及び消灯が制御される。すなわち、発光エリア２１１の点灯制御は、物体情報取得部２０３による。点灯された発光部２１１１から射出される光の射出方向は、＋Ｘ方向である。

図４及び図５に戻る。カップリングレンズ２２は、光源２１の＋Ｘ方向側に配置されている。なお、カップリングレンズ２２に代えて、カップリングレンズ２２と同等の機能を有するカップリング光学系を配置してもよい。この場合、カップリング光学系は、複数の光学素子を備えていてもよい。

レーザレーダ２０を用いて物体情報の精度を高めるには、光源２１から射出される光の発光パワーを高める必要がある。そのためには、光源２１の発光パワーを大きくすればよいが、発光部２１１１の発光パワーを大きくことは、原理的に困難である。

光源２１の発光パワーを大きくする方法として、２次元に集積させた発光部２１１１によって光源２１を構成する方法がある。この場合、仮に、１つの発光部２１１１の発光パワーが１ｍＷとすると、２２５００個の発光部２１１１を集積させて、２２．５Ｗの発光パワーを得ることができる。

本実施形態において、光源２１は２８個の発光エリア２１１を有している。したがって、垂直方向（Ｚ軸方向）の検出分割数を「２８」にすることができる。このように分割数を増やすことができれば、利用者の目的に応じた物体情報の取得が可能となる。

例えば、図１に示されるように車両１にレーザレーダ２０を搭載した場合、車両１の運転者の視野領域を垂直方向（Ｚ軸方向）に分割して物体検出を行うことができる。Ｚ軸方向に配列されている２８個の発光エリア２１１のそれぞれが射出する検出光Ｌｉによる反射光Ｌｒのそれぞれを、光検出器２９で受光すれば、発光エリア２１１の数（２８個）に相当する物体情報を取得することができる。このように、視野領域（検出領域）のＺ軸方向に複数配列されている発光エリア２１１からの検出光Ｌｉを用いて、複数の反射光Ｌｒを受光することで、物体情報をより細かく取得することができる。

また、垂直方向（Ｚ軸方向）に配列されている２８個の発光エリア２１１を、２つのグループに分類して用いることもできる。例えば、Ａ（１）〜Ａ（２０）の２０個の発光エリア２１１を、視野領域における物体１００の検出処理に用いる。一方、Ａ（２１）〜Ａ（２８）の８個の発光エリア２１１を、路面２上における物体１００の検出処理に用いる。このように、発光エリア２１１を２グループ以上に分類して検出領域グループを形成することで、検出領域グループ毎に異なる対象を検出できる。

この場合、路面２上の物体情報に含まれる距離の情報は、例えばその傾きを求めることで、視野領域内の距離の情報の取得における水平成分（Ｙ軸方向）のキャリブレーションに用いることもできる。あるいは、路面２上の物体１００の距離に関する情報は、ブレーキを踏んだときの制動距離と関連させることで、より安全な車間距離の算出に用いることもできる。また、その反射光量を求めることで、レーザレーダ２０の故障や受光面の汚れなどの検知に用いることもできる。

第１反射ミラー２３は、カップリングレンズ２２を通過した光を第１回転ミラー２４に向けて反射する反射部材である。

第１回転ミラー２４は、光走査部であって、回転軸まわりに回転する複数の鏡面（反射面）を備えるポリゴンミラーである。第１回転ミラー２４の回転軸は、Ｚ軸と平行である。第１回転ミラー２４が備える複数の反射面によって、第１反射ミラー２３からの光はＸ軸方向に反射される。第１回転ミラー２４の各反射面は、いずれも回転軸に対して平行である。図４及び図５に示されるように、第１回転ミラー２４は、４つの反射面を有している。

第１回転ミラー２４の反射面によって反射された光は、第１回転ミラー２４の回転により、一の方向であるＹ軸方向に沿って光走査される。第１回転ミラー２４の回転制御は、物体情報取得部２０３によって行われる。ここで、第１回転ミラー２４の反射面で反射された光が、レーザレーダ２０から射出される「検出光Ｌｉ」である。

図１０は、光射出系２０１が備える第１回転ミラー２４の走査範囲の例を示す説明図である。図１０に示されるように、検出光Ｌｉの進行方向は、第１回転ミラー２４の回転により、Ｚ軸方向に直交するＹＸ平面内において変化する。この検出光Ｌｉによって、検出光Ｌｉによって走査範囲は、＋Ｙ方向に走査される。すなわち、一の方向であるＹ軸方向に沿って走査される。

なお、図１０に示されるように、ＹＸ平面内において、走査領域の−Ｙ側端部に向かう検出光Ｌｉと、走査領域の＋Ｙ側端部に向かう検出光Ｌｉが形成する角度は、走査角φともいう。走査角Φを形成する検出光Ｌｉの走査領域が、第１回転ミラー２４の１つの反射面が走査する範囲である。

図１０に示される走査範囲内に物体１００（不図示）が存在するとき、検出光Ｌｉの一部が物体１００に当たって反射する。この反射した光の一部が、レーザレーダ２０に戻る。物体１００で反射されてレーザレーダ２０に戻る光が、反射光Ｌｒである。

●光検出系２０２の構成例
次に、光検出系２０２の構成について説明する。図６及び図７は、光検出系２０２の例を示す光学配置図である。図６は、ＹＸ平面における光検出系２０２の光学配置図である。図７は、ＺＸ平面における光検出系２０２の光学配置図である。

図６及び図７に示されるように、光検出系２０２は、第２回転ミラー２６と、第２反射ミラー２７と、結像レンズ２８と、光検出器２９と、を備えている。

第２回転ミラー２６は、回転軸まわりに回転する複数の鏡面（反射面）を備えるポリゴンミラーである。第２回転ミラー２６は、第１回転ミラー２４と同様に、Ｚ軸と平行の回転軸を備えている。第２回転ミラー２６が備える複数の反射面はいずれも回転軸に平行である。図６及び図７に示されるように、第２回転ミラー２６は、４つの反射面を有している。

検出光Ｌｉの一部が物体１００に当たって反射した光の一部である反射光Ｌｒが、第２回転ミラー２６の反射面によって反射されて、第２反射ミラー２７のミラー面に向かう。第２回転ミラー２６の回転制御は、物体情報取得部２０３によって行われる。

第２反射ミラー２７は、第２回転ミラー２６からの光を−Ｘ方向に反射する、反射部材である。

結像レンズ２８は、第２反射ミラー２７の−Ｘ側に配置されていて、第２反射ミラー２７で反射された光を集光する、集光レンズである。

光検出器２９は、結像レンズ２８を通過した光を受光する受光部である。光検出器２９は、受光した光の光量（受光光量）に応じた信号を、物体情報取得部２０３に出力する。物体情報取得部２０３は、光検出器２９からの信号の出力レベルが予め設定されている閾値以上のときに、光検出系２０２が物体１００からの反射光Ｌｒを受光したと判断する。光検出器２９が備える受光素子には、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）やピンフォトダイオード（ＰＤ）を用いることができる。

第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６の回転動作は、物体情報取得部２０３の制御によって同期している。すなわち、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６は、同じ回転角になるように制御される。第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６には、回転角を検出するための回転角センサ（例えば、ホール素子）がそれぞれ設けられている。各回転角センサからの出力信号は、物体情報取得部２０３に送られる。回転角センサの出力信号に基づいて、物体情報取得部２０３は、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６の回転角を検知する。

以上説明のとおり、レーザレーダ２０が備える物体情報取得部２０３は、光源２１の点灯動作と消灯動作を制御するとともに、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６の回転動作も制御する。

また、物体情報取得部２０３は、光検出器２９からの出力信号に基づいて、物体１００の有無に関する情報を取得し、物体１００の有無について判定する処理を実行する。また、物体情報取得部２０３が「物体１００が有る」と判定したとき、物体情報取得部２０３は、光源２１の点灯タイミングと光検出器２９の受光タイミングに基づいて、当該物体までの距離などを含む「物体情報」を取得する処理を実行する。言い換えると、物体情報取得部２０３は、発光エリア２１１から光が射出されるタイミングと、光検出器２９が反射光を受光するタイミングに基づいて、物体の有無を検出する処理を実行する。

なお、光射出系２０１が備える第１回転ミラー２４と光検出系２０２が備える第２回転ミラー２６は、一体化されているものでもよい。

図３７は、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６の別の例を示す図である。図３７に示されるように、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６の回転軸を同軸にし、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６をＺ軸方向に配列してもよい。

また、図３８は、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６のさらに別の例を示す図である。図３８に示されるように、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６の反射面を共通の反射面によって構成してもよい。この場合、第１回転ミラー２４の反射面と第２回転ミラー２６の反射面は、Ｚ軸方向の位置によって区別される。

●カップリングレンズ２２と結像レンズ２８の第１配置例
次に、レーザレーダ２０が備えるカップリングレンズ２２と結像レンズ２８の光学配置の例について説明する。まず、光射出系２０１が備える光源２１とカップリングレンズ２２の光学配置の例について説明する。図１１は、光源２１とカップリングレンズ２２のＹＸ平面における第１配置例を示す光学配置図である。

図１１に示されるように、カップリングレンズ２２は、光源２１の＋Ｘ方向に配置されている。カップリングレンズ２２と光源２１の距離は、カップリングレンズ２２の焦点距離（ｆ１）と一致している。すなわち、光源２１から見てカップリングレンズ２２は、焦点距離（ｆ１）に相当する距離を隔てた位置に、配置されている。

カップリングレンズ２２と光源２１との距離をカップリングレンズ２２の焦点距離（ｆ１）に一致させると、光源２１が備える１つの発光エリア２１１内の１つの発光部２１１１から射出された光は、カップリングレンズ２２によって略平行光になる。

しかし、光源２１は１つの発光エリア２１１内に複数の発光部２１１１を備えているので、複数の発光部２１１１が同時に点灯した場合は、カップリングレンズ２２を通過した光は平行光にはならない。これは、発光エリア２１１のＺ軸方向下端に配置されている発光部２１１１から射出された光と、同様に、Ｚ軸方向上端部に配置されている発光部２１１１から射出された光は、光路が若干異なるからである。

図１２は、第１配置例において、複数の発光部２１１１から同時に射出された光の光路の例を示す光路図である。図１２に示されるように、光源２１の１つの発光エリア２１１が備える複数の発光部２１１１が同時に点灯したとき、それぞれの発光部２１１１から射出されたそれぞれの光は、カップリングレンズ２２を通過した後に、それぞれにおいて平行光になる。しかし、発光エリア２１１から出射された光全体では、カップリングレンズ２２を通過することで発散光になる。但し、カップリングレンズ２２による光源２１の共役像の形成位置は無限遠になる。

図１３は、第１配置例における光射出系２０１のＹＸ平面上の光路の例を示す光路図である。図１４は、光射出系２０１の第１配置例におけるＺＸ平面上の光路の例を示す光路図である。

図１３及び図１４に示されるように、１つの発光エリア２１１から射出された光は、カップリングレンズ２２を通過して発散光になり、その後、第１反射ミラー２３と第１回転ミラー２４を介して射出される。すなわち、レーザレーダ２０から射出される検出光Ｌｉは、発散光である。

図１５は、検出光Ｌｉの照射領域と、物体１００の検出距離との関係を説明する説明図である。図１５に示すように、検出光Ｌｉは、光源２１からの距離が遠くなると発散度合いが増す。つまり、検出光ＬｉのＹＸ平面におけるＹ方向の広がりは、検出距離が遠くなるほど大きくなる。このように、検出光ＬｉのＹ軸方向における照射領域の広がり（大きさ）は、検出距離によって異なる。

したがって、レーザレーダ２０おける検出光Ｌｉの照射領域は、物体１００までの距離によって異なる。なお、照明領域をより厳密に扱うならば、検出される物体１００までの距離（検出距離）によって照射領域を区別すべきである。しかし、以下の説明では、煩雑さを避けるために、検出光Ｌｉによる照射領域を、検出距離によって区別することなく総じて単に「照射領域」と表記する。

ここで、照射領域の広がりを示すものとして、「照射角」を定義する。図１６は、照射角の定義について説明する説明図である。図１６に示されるように、光源２１が備える発光エリア２１１の１つから出射された光は、カップリングレンズ２２を通過して発散し、検出光Ｌｉになる。カップリングレンズ２２の中心を視点として、ある距離における照明領域の広がりを見たとき、当該照明領域を形成する検出光Ｌｉの成す角度θが「照射角」である。

図１７は、第１配置例におけるＹＸ平面上のある検出距離と照射角θとの関係の例を示す図である。図１８は、第１配置例におけるＹＸ平面上のある検出距離と照射角θとの関係の別の例を示す図である。図１７と図１８とを比較すると、カップリングレンズ２２の中心からの検出距離は、図１７に示す例の方が近く、図１８に示す例の方が遠い。ＹＺ平面上における照射領域の広がりは、図１７に示す例の方が小さく、図１８に示す例の方が大きい。また、照射各θは、図１７に示す例が大きく、図１８に示す例が小さい。すなわち、照射角θは、検出距離が近いほど大きく、検出距離が遠くなるほど小さくなる。

次に、光検出系２０２が備える結像レンズ２８と光検出器２９の光学配置の例について説明する。図１９は、第１配置例における結像レンズ２８と光検出器２９のＹＸ平面上の関係を示す光学配置図である。図１９に示されるように、結像レンズ２８は、光検出器２９の＋Ｘ方向に配置されている。結像レンズ２８と光検出器２９との距離は、結像レンズ２８の焦点距離（ｆ２）よりも遠い。すなわち、光検出器２９は、結像レンズ２８から見て、焦点距離（ｆ２）よりも遠い位置に配置されている。

次に、第１配置例における光検出器２９の共役像の位置について説明する。図２０は、第１配置例における光検出器２９の共役位置を説明する図である。図２０に示されるように、光検出器２９を物点とすると、結像レンズ２８と光検出器２９との距離が結像レンズ２８の焦点距離（ｆ２）よりも遠いから、ある検出距離において光検出器２９は、結像される。光検出器２９が結像される検出距離をＰｘとする。すなわち、レーザレーダ２０からの距離がＰｘである＋Ｘ方向の位置が、結像レンズ２８による光検出器２９の共役像の形成位置になる。以下の説明では、Ｐｘを「８０ｍ」と仮定する。

次に、第１配置例における反射光Ｌｒの光路について説明する。図２１は、第１配置例における光検出器へ入射される反射光のＹＸ平面上の光路の例を示す光路図である。図２２は、第１配置例における光検出器へ入射される反射光のＺＸ平面上の光路の例を示す光路図である。

図２１及び図２２において示されるように、物体１００からの反射光Ｌｒは、第２回転ミラー２６と第２反射ミラー２７において反射されて結像レンズ２８を通過し、光検出器２９において受光される。この光検出器２９の共役像は、距離にしてＰｘに相当する位置に形成される。

以上説明した、第１配置例におけるカップリングレンズ２２と結像レンズ２８によれば、光源２１の共役像は無限遠に形成され、かつ、光検出器２９の共役像は、レーザレーダ２０の近傍に形成される。

図２３は、第１配置例におけるＹＸ平面上の光検出器２９の共役位置の照射領域と検出領域の関係を示す図である。図２３に示されるように、第１配置例では、検出距離がＰｘの位置における照明領域と検出領域のＹ方向の広がりを比較した場合、光検出器２９の共役位置となる検出距離（Ｐｘ）では、検出領域のＹ方向の広がりが照明領域のＹ方向の広がりよりも狭くなる。

つまり、レーザレーダ２０からＸ方向における距離「Ｐｘ」の位置であり、かつ、Ｙ軸方向の距離が光検出器２９の共役像内に相当する位置に、物体１００があるとき、光検出器２９は物体１００からの反射光Ｌｒを受光する。言い換えると、第１配置例では、光検出器２９の共役像が形成される領域が、検出光Ｌｉを物体１００に向けて照射したときの反射光Ｌｒによって、物体１００を検出できる「検出領域」に当たる。

ここで、検出領域の広がりを示すものとして、「検出角」を定義する。図２４は、第１配置例における検出角の定義について説明する説明図である。図２４に示されるように、カップリングレンズ２２の中心を視点として、距離がＰｘである位置における検出領域の広がりを見たとき、カップリングレンズ２２の中心において形成される角度αが「検出角」である。

検出角は、検出距離がＰｘ以上の位置においてほぼ一定である。また、レーザレーダ２０に要求される検出距離の範囲内において検出領域の大きさは、照明領域よりも小さい。したがって、レーザレーダ２０は、照明領域内を、より細かく分割して検出領域にすることができる。すなわち、レーザレーダ２０は、検出分解能を向上させることができる。

なお、検出距離がＰｘよりも近い位置では、検出領域は、Ｐｘにおける検出領域よりも大きくなる。すなわち、検出領域の大きさは、Ｐｘにおいて最小となる。そこで、Ｐｘを最小検出距離としても良い。この場合、物体情報取得部２０３において実行される物体情報取得処理を簡略化することができる。

●カップリングレンズ２２と結像レンズ２８の第２配置例
次に、レーザレーダ２０が備えるカップリングレンズ２２と結像レンズ２８の光学配置の別の例について説明する。まず、光射出系２０１が備える光源２１とカップリングレンズ２２の光学配置の別の例について説明する。図２５は、光源２１とカップリングレンズ２２のＹＸ平面上における第２配置例を示す光学配置図である。

図２５に示されるように、第２配置例に係るカップリングレンズ２２は、光源２１の＋Ｘ方向に配置されていて、その距離は、カップリングレンズ２２の焦点距離（ｆ１）よりも遠い。

図２６は、第２配置例における光源２１の共役像の形成位置を示す説明図である。図２６に示されるように、第２配置例では、カップリングレンズ２２による光源２１の共役像の形成位置は、第１配置例において説明した距離「Ｐｘ」になる。

次に、第２配置例における検出光Ｌｉの光路について説明する。図２７は、第２配置例におけるＹＸ平面上の検出光Ｌｉの光路の例を示す光路図である。図２８は、第２配置例におけるＺＸ平面上の検出光Ｌｉの光路の例を示す光路図である。図２７及び図２８において示されるように、光源２１が備える１つの発光エリア２１１から射出された光は、カップリングレンズ２２を通過した後、光源２１の共役像の形成位置である距離Ｐｘに向けて集束する。すなわち、検出光Ｌｉは、距離Ｐｘにおいて結像する。

次に、光検出系２０２が備える結像レンズ２８と光検出器２９の光学配置の別の例について説明する。図２９は、第２配置例における結像レンズ２８と光検出器２９との配置例を示す光学配置図である。図２９に示されるように、結像レンズ２８は、光検出器２９の＋Ｘ方向に配置されていて、その距離は、結像レンズ２８の焦点距離（ｆ２）と一致する。すなわち、結像レンズ２８から見て光検出器２９は、焦点距離（ｆ２）に相当する距離を隔てた位置に、配置されている。

図３０は、第２配置例におけるＹＸ平面上の反射光Ｌｒの光路の例を示す光路図である。図３１は、第２配置例におけるＺＸ平面上の反射光Ｌｒの光路の例を示す光路図である。図３０及び図３１において示されるように、物体１００からの反射光Ｌｒは、第２回転ミラー２６と第２反射ミラー２７において反射されて、結像レンズ２８を通過し、光検出器２９に結像する。

以上説明した第２配置例によれば、光源２１の共役像はレーザレーダ２０の近傍に形成され、かつ、光検出器２９の共役像は無限遠に形成される。

図３２は、第２配置例におけるＹＸ平面上の照射領域と検出領域の関係を示す図である。図３２に示されるように、第２配置例では、物体１００からの反射光Ｌｒの全てが光検出器２９において、受光可能である。すなわち、第２配置例では、照射領域と検出領域が一致している。

第２配置例における検出領域の大きさは、第１配置例における検出領域の大きさと同じである。すなわち、第２配置例においても、前述した第１配置例と同等の効果を得ることができる。

言い換えれば、物体１００を検出できる領域は、光源２１の像（以下、「光源像」ともいう）と、光検出器２９の像（以下、「検出器像」ともいう）とが重なり合う領域である。したがって、第１配置例において説明したとおり、物体１００の位置が光源像の領域内であっても、検出器像の領域外であれば、物体１００からの反射光Ｌｒは光検出器２９に導光されない。この場合、物体１００は検出されない。

一方、第２配置例のように、物体１００の位置が検出器像の領域内であっても、光源像の領域外であれば、光源２１から射出された光（検出光Ｌｉ）は物体１００に照射されない。この場合、物体１００からの反射光Ｌｒは発生しないから、光検出器２９において検出可能な光は存在しないことになる。

●空間情報取得方法（１）
次に、レーザレーダ２０を用いて空間情報を取得する方法について説明する。すでに説明したとおり、レーザレーダ２０の光源２１は、複数の発光エリア２１１を備えている。図３３は、発光エリア２１１の発光タイミングと第１回転ミラー２４の回転タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。レーザレーダ２０は、第１回転ミラー２４の１つの反射面において走査された検出光Ｌｉにより、垂直方向（Ｚ軸方向）に分割された任意の領域において走査範囲の物体情報を取得する。

発光エリア２１１のパルス点灯制御は、物体情報取得部２０３が実行する。また、第１回転ミラー２４の回転制御も、物体情報取得部２０３が実行する。発光エリア２１１のパルス点灯によって検出光Ｌｉが射出される。すなわち、第１回転ミラー２４の１つの反射面において検出光Ｌｉが走査される時間内において、２８個の発光エリア２１１のうちの１つの発光エリア２１１がパルス点灯する。言い換えると、物体情報取得部２０３が、第１回転ミラー２４の回転に合わせて点灯させる発光エリア２１１を決定している。この検出光Ｌｉによって物体情報の取得が行われる。

第１回転ミラー２４の１つの反射面における走査時間が経過すると、物体情報取得部２０３は、次の発光エリア２１１に対して点灯の指令を発する。この点灯指令によって発光エリア２１１から射出された光は、先ほどの反射面の次の反射面によって第１回転ミラー２４において走査されて検出光Ｌｉになる。この検出光Ｌｉによって、前段と同様に、走査範囲の物体情報が取得される。

上記のように、第１回転ミラー２４の回転タイミングに合わせて、点灯する発光エリア２１１は、垂直方向（Ｚ軸方向）における位置が異なる。言い換えると、アレイ光源として構成される光源２１は、複数の発光エリア２１１が一の方向であるＹ軸方向とは異なる方向（Ｚ軸方向）に配列されている。それぞれの発光エリア２１１の点灯タイミングは、検出領域に応じて決定される。

以上説明したように、第１回転ミラー２４の回転タイミングに合わせて、異なる発光エリア２１１が点灯する処理を繰り返すことによって、レーザレーダ２０は、視野領域の全領域における物体情報の検出処理を実行する。

第１回転ミラー２４の反射面の数は４面である。したがって、レーザレーダ２０が視野領域の全領域の物体情報を取得するまでには、少なくとも第１回転ミラー２４を７回転させる。

●空間情報取得方法（２）
ここで、視野領域の全領域の情報を２１ｍ秒ごとに取得して更新する場合を考えてみる。第１回転ミラー２４が７回転することで１つの物体情報を取得できる。したがって、第１回転ミラー２４の回転数を２００００ｒｐｍ（１÷（２１ｍｓ÷７÷１０００÷６０））にしなければ、レーザレーダ２０が物体情報を取得することはできない。しかし、２００００ｒｐｍは非常に速い回転数である。したがって、第１回転ミラー２４を２００００ｒｐｍで回転させると、レーザレーダ２０の動作安定性が損なわれ、消費電力が大きくなるなど、多数の課題が生ずる。

そこで、レーザレーダ２０では、第１回転ミラー２４が備える複数の反射面ではなく、第１回転ミラー２４が備える反射面のうち、ある１つの反射面による走査範囲内において、視野領域の全領域における走査を行う物体情報取得処理を実行する。言い換えると、レーザレーダ２０は、第１回転ミラー２４の１つの反射面による走査角Φで規定される走査領域内において、物体情報取得処理を実行する。この場合の第１回転ミラー２４の回転数は、７１４．３ｒｐｍで良い（１÷（２１ｍｓ×４÷１０００÷６０））。

したがって、第１回転ミラー２４の１つの反射面当たりの走査により、視野領域の全領域における物体情報の取得処理を実行できれば、第１回転ミラー２４の回転数を非常に低く抑えることができる。

例えば、レーザレーダ２０の走査方向（Ｙ軸方向）の分解能を０．２４°とした場合、第１回転ミラー２４の１つの反射が０．２４°だけ回転する間に、視野領域の全領域における物体情報取得処理が実行される。すなわち、第１回転ミラー２４の１つの反射面が走査する範囲（走査角Φ）を、第１回転ミラー２４の回転角度にして０．２４°で分割する。すなわち、１つの反射面が走査する範囲を複数の領域（走査領域）に分割する。この分割された複数の領域の１つの領域（０．２４°）の間に、検出光Ｌｉを投光する発光エリア２１１を切り替えるようにする。なお、第１回転ミラー２４の１つの鏡面が０．２４°だけ回転する時間は、２８μｓになる（２１ｍｓ×（０．２４°／１８０°））。

この「２８μｓ」を、発光エリア２１１の数で分割した時間をディレイ時間にする。この場合のディレイ時間は、１μｓとなる（２８μｓ÷２８）。ディレイ時間を１μ秒として、第１回転ミラー２４が０．２４°だけ回転する間に、発光エリア２１１を上から順にパルス点灯させる。すなわち、第１回転ミラー２４が０．２４°回転する時間（２８μｓ）に、発光エリア２１１を１μｓごとにＡ（１）から順にＡ（２８）まで切り替えてパルス点灯させる。このような処理をすることで、検出光Ｌｉが検出領域の走査をすることができる。発光エリア２１１を、第１回転ミラー２４が０．２４度だけ回転する時間内でＡ（１）からＡ（２８）まで順次点灯させることで、検出領域の走査をすれば、視野領域に含まれる垂直方向（Ｚ軸方向）の全ての物体情報を取得することができる。

ここで、光源２１が備える発光エリア２１１の１つがパルス点灯する時間は約２０ｎ秒である。図３４は、第１回転ミラー２４の１つの反射面辺りの走査時間と、発光エリア２１１の発光タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。図３４に示されるように、第１回転ミラー２４の１つの反射面当たりの走査時間において、視野領域の全領域における物体検出処理を行うとき、１つの発光エリア２１１の点灯時間は、２０ｎｓである。つまり、次の発光エリア２１１が点灯するまでの時間は９８０ｎｓになる（１μｓ−２０ｎｓ）。

したがって、レーザレーダ２０において実行される空間情報取得方法によれば、熱的・電気的クロストークの問題はまったく考慮しなくてよい。

●物体情報取得処理
次に、レーザレーダ２０において実行される物体情報取得処理について説明する。図３５は、物体情報取得部２０３が実行する物体情報取得処理の流れの例を示すフローチャートである。図３５において示されるように、各処理ステップをＳ４０１、Ｓ４０２、・・のように表記する。

以下において説明する物体情報取得処理は、レーザレーダ２０の動作電源がオフにされるまで、物体情報取得部２０３が所定のタイミング毎（例えば、２１ｍ秒毎）に繰り返して実行する。

まず、物体情報取得部２０３において、発光エリア２１１を特定するための変数ｉの初期化処理が実行される（Ｓ４０１）。この初期化処理では、変数ｉに値「１」がセットされる。

次に、物体情報取得部２０３において、変数ｉに対応する発光エリア２１１の選択をする処理が実行される（Ｓ４０２）。ここで、Ａ（ｉ）に相当する発光エリア２１１が選択されて点灯されて検出光Ｌｉが射出される。

次に、物体情報取得部２０３において、所定の時間内に物体１００からの反射光Ｌｒが受光されたが否かの判定処理が実行される（Ｓ４０３）。なお、「所定の時間」とは、例えば２μ秒である。しかし、「所定の時間」は２μ秒に限定されるものではない。

物体情報取得部２０３において、所定の時間内に物体１００からの反射光Ｌｒが受光されたと判定されたとき（Ｓ４０３のＹ）、「物体有り」を示すフラグ情報が生成される（Ｓ４０４）。

次に、物体情報取得部２０３において、物体１００までの距離を取得する距離取得処理が実行される（Ｓ４０５）。距離取得処理（Ｓ４０５）は、物体情報取得部２０３において、光源２１の点灯タイミング（光源２１からの検出光Ｌｉの射出タイミング）と光検出器２９における反射光Ｌｒの受光タイミングとに基づき、物体１００までの距離を算出する処理である。

物体情報取得部２０３において、所定の時間内に物体１００からの反射光Ｌｒが受光されないと判定されたとき（Ｓ４０３のＮ）、「物体無し」を示すフラグ情報が生成される（Ｓ４０６）。

次に、変数ｉの値と、物体１００の有無を示すフラグと、算出された物体１００までの距離と、検出時間と、を関連づけて、物体情報取得部２０３が備える記憶部（不図示）に保存する情報保存処理が実行される（Ｓ４０７）。

次に、変数ｉが上限に達しているか否かを判定する判定処理が実行される（Ｓ４０８）。変数ｉの値が２８未満であれば（Ｓ４０８のＹ）、変数ｉに対する加算処理が実行されて（Ｓ４１０）、処理は、Ｓ４０２へと戻される。以降、Ｓ４０８における判断が肯定されるまで、Ｓ４０２〜Ｓ４０８の処理が繰り返し実行される。

変数ｉの値が２８以上であれば（Ｓ４０８のＮ）、物体情報取得処理（Ｓ４０９）へと移行する。

物体情報取得処理（Ｓ４０９）は、物体情報取得部２０３の記憶部に記憶された情報に基づいて、物体情報を取得する処理である。物体情報取得部２０３において、記憶部に記憶されている、視野領域の全領域についての物体１００の有無、物体１００までの距離、を読み出し、物体１００が有る場合には、物体１００の位置、物体１００の大きさ及び物体１００の形状などの物体情報を取得する。取得した物体情報は、検出時間とともにメモリ５０に保存される。

以上のように、物体情報取得部２０３において、物体情報取得処理が実行される。

また、主制御装置４０とメモリ５０と音声・警報発生装置６０によって、センシング装置である監視装置１０が構成されている。

以上説明したように、レーザレーダ２０は、光射出系２０１、光検出系２０２、及び物体情報取得部２０３などを有している。

光射出系２０１は、光源２１、カップリングレンズ２２、第１反射ミラー２３、及び第１回転ミラー２４などを有している。光検出系２０２は、第２回転ミラー２６、第２反射ミラー２７、結像レンズ２８、及び光検出器２９などを有している。

光源２１は、Ｚ軸方向に沿って、等間隔で配置されている複数の発光エリア２１１を有している。発光エリア２１１は２次元配列された複数の発光部２１１１を含んでいる。このように、複数の発光部２１１１を集積して発光エリア２１１を形成することで、光射出系２０１から射出される検出光Ｌｉの光強度を高めることができる。このため、レーザレーダ２０によれば、検出可能な物体１００までの距離の長距離化を図ることができる。

また、物体情報取得部２０３は、垂直方向（Ｚ軸方向）に分割された検出領域に応じて、点灯させる発光エリア２１１を決定する。すなわち、物体情報取得部２０３は、ＺＸ平面内における検出光Ｌｉの射出方向に応じて、複数の発光エリア２１１のうち、点灯させる発光エリア２１１を決定する。このため、レーザレーダ２０によれば、垂直方向（Ｚ軸方向）の検出分割数の向上と光源２１の長寿命化とを両立させることができる。

また、物体情報取得部２０３は、垂直方向（Ｚ軸方向）に分割された検出領域毎に光源２１の点灯タイミングと光検出器２９の受光タイミングとに基づいて、物体１００までの距離を取得する。さらに、物体情報取得部２０３は、垂直方向（Ｚ軸方向）に分割された検出領域毎の物体１００までの距離に基づいて、物体情報を取得する。このため、レーザレーダ２０によれば、物体情報を精度良く取得することができる。

また、物体情報取得部２０３は、垂直方向（Ｚ軸方向）に分割された検出領域毎に射出される検出光Ｌｉの射出方向毎の物体１００までの距離を取得し、物体１００の形状を取得することができる。

また、監視装置１０は、レーザレーダ２０を備えているため、物体情報及び移動情報を精度よく求めることができる。

なお、以上説明した実施形態では、光射出系２０１が、光検出系２０２の＋Ｚ側に配置されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、以上説明した実施形態では、発光エリア２１１の形状が正方形状の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、以上説明した実施形態では、発光部２１１１の形状が正方形状の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、以上説明した実施形態では、第１回転ミラー２４及び第２回転ミラー２６が４つの反射面を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、以上説明した実施形態において、レーザレーダ２０をＺ軸まわりに回動させる回動機構を有していてもよい。

また、以上説明した実施形態において、カップリングレンズ２２及び結像レンズ２８の位置は、第１配置例及び第２配置例に示された位置に限定されるものではない。

また、以上説明した実施形態において、光源２１の構成は、第１配置例及び第２配置例において示された構成例に限定されるものではない。

また、以上説明した実施形態では、光源２１が２８個の発光エリア２１１を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。要求されるＺ軸方向に関する検出領域の大きさに応じて発光エリア２１１の数を決定すればよい。

また、以上説明した実施形態では、１つの発光エリア２１１が、Ｙ軸方向に沿って２５０個の発光部２１１１が配列され、Ｚ軸方向に沿って２５０個の発光部２１１１が配列されている場合について説明したが、これらに限定されるものではない。

また、上以上説明した実施形態では、発光エリア２１１において、Ｙ軸方向に沿った発光部２１１１の個数と、Ｚ軸方向に沿った発光部２１１１の数とが等しい場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上以上説明した実施形態では、発光エリア２１１において、複数の発光部２１１１が２次元的に配列されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の発光部２１１１はＹ軸方向、Ｚ軸方向のどちらかに沿って配列されていてもよい。

また、以上説明した実施形態では、ｄ２が約０．０２ｍｍ、ｄ３が約０．７μｍ、ｄ４が約１μｍの場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、以上説明した実施形態において、カップリングレンズ２２の焦点距離（ｆ１）と、結像レンズ２８の焦点距離（ｆ２）とは、等しくても良い。この場合は、カップリングレンズ２２と結像レンズ２８とを共通化することができ、コスト低減を図ることができる。

また、以上説明した実施形態において、物体情報取得部２０３で実行される処理の一部を主制御装置４０において実行させても良い。また、主制御装置４０において実行される処理の一部を物体情報取得部２０３において実行させてもよい。

また、以上説明した実施形態において、図３７及び図３８に示されるように、第１回転ミラー２４と第２回転ミラー２６とが一体化されてもよい。

また、以上説明した実施形態では、監視装置１０が１つのレーザレーダ２０を備える場合について説明したが、これに限定されるものではない。車両１の大きさ、監視領域などに応じて、複数のレーザレーダ２０を備えてもよい。

また、以上説明した実施形態では、レーザレーダ２０が車両１の進行方向を監視する監視装置１０に用いられた場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車両１の後方や側面を監視する装置に用いられてもよい。

さらに、レーザレーダ２０は、車載用以外のセンシング装置にも用いることができる。この場合には、主制御装置４０は、センシングの目的に応じたアラーム情報を出力する。

また、レーザレーダ２０は、物体１００の有無のみを検出する用途にも用いることができる。

また、レーザレーダ２０は、センシング装置以外の用途（例えば、距離計測装置や形状測定装置）にも用いることができる。

１ 車両
１０ 監視装置
２０ レーザレーダ
２１ 光源
２２ カップリングレンズ
２３ 第１反射ミラー
２４ 第１回転ミラー
２６ 第２回転ミラー
２７ 第２反射ミラー
２８ 結像レンズ
２９ 光検出器
４０ 主制御装置
５０ メモリ
６０ 音声・警報発生装置
２０１ 光射出系
２０２ 光検出系
２０３ 物体情報取得部

特開２０１０‐０９６５７４号公報 特許２８９４０５５号明細書 特許３４４６４６６号明細書

Claims (8)

1. 投光部と、光走査部と、受光部と、を備える物体検出装置であって、
   前記投光部は、複数の発光エリアのそれぞれが光を射出するアレイ光源であり、
   前記光走査部は、前記投光部から射出された前記光を一の方向に沿って走査し、
   前記受光部は、前記走査された光が物体に当たって反射した反射光を受光し、
   前記投光部から前記光が射出された射出タイミングと前記受光部が前記反射光を受光した受光タイミングに基づいて、前記物体の有無を検出する物体情報取得部を備える、
   ことを特徴とする物体検出装置。
2. 前記発光エリアは、前記一の方向とは異なる方向に配列されていて、
   前記物体情報取得部は、前記走査された光による検出領域に応じて、前記発光エリアのうち点灯させる発光エリアを決定する、
   請求項１記載の物体検出装置。
3. 前記発光エリアは、複数の発光部の集合体である、
   請求項１または２記載の物体検出装置。
4. 前記光走査部は、複数の反射面を有するポリゴンミラーであり、
   前記反射面のそれぞれには、異なる前記発光エリアが射出する光が投光される、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の物体検出装置。
5. 前記光走査部は、複数の反射面を有するポリゴンミラーであり、
   前記反射面のうちの１つの反射面に、当該反射面が走査する間に、異なる前記発光エリアが射出する光が投光される、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の物体検出装置。
6. 前記１つの反射面が走査する範囲を複数の領域に分割し、
   前記複数の領域の１つの領域の間に前記光を投光する前記発光エリアが切り替わる、
   請求項５記載の物体検出装置。
7. 前記物体情報取得部は、前記物体を検出したときに、前記投光部から前記光が射出された射出タイミングと、前記受光部が前記反射光を受光した受光タイミングと、に基づいて、前記物体までの距離を算出する、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の物体検出装置。
8. 前記物体情報取得部は、前記光走査部から射出される光の射出方向毎の前記物体までの距離に基づいて、前記物体の形状を取得する、
   請求項７記載の物体検出装置。