JP2019144072A - 対象物検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子の使用数を少なくしつつ、近距離にある対象物の検出範囲を広げ、かつ遠距離にある対象物の検出感度を高くする。【解決手段】対象物検出装置１００は、車両３０の前方の所定範囲へ測定光を投光するとともに、対象物での反射光を受光し、受光状態に応じて出力される受光信号に基づいて、対象物または対象物までの距離を検出する。投光部１は、測定光Ｌ１〜Ｌ４を発する発光素子１１と、光拡散部材１４とを含んでいる。光拡散部材１４は、投光路１０の一部を構成する投光レンズ１３の上側の端部１３ｕと下側の端部３ｖに設けられ、発光素子１１が発した測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光路１０の鉛直方向Ｙの端部を進行する光を透過させつつ鉛直方向Ｙへ拡散させる。【選択図】図６

Description

本発明は、投光部から測定光を投光し、対象物からの反射光を受光部で受光して、受光部から出力される受光信号に基づいて、対象物または対象物までの距離を検出する対象物検出装置に関する。
たとえば衝突防止機能を有する車両には、レーザレーダのような対象物検出装置が搭載されている。この対象物検出装置は、車両の進行方向に存在する他の車両、人、道路、およびその他物体などを対象物として検出したり、該対象物までの距離を検出したりする。
対象物検出装置には、電波式のものと、光学式のものとがある。そのうち、光学式の対象物検出装置には、たとえば特許文献１や特許文献２に開示されているように、所定範囲へ測定光を投光する投光部と、該測定光の所定範囲にある対象物での反射光を受光する受光部などが備わっている。投光部には、レーザダイオードなどの発光素子と、レンズやミラーなどの光学部品が含まれている。受光部には、レンズやミラーなどの光学部品と、フォトダイオードなどの受光素子が含まれている。
対象物検出装置では、対象物の検出範囲を広くすることが求められている。特に、近距離にある対象物の有無や位置や種類などを検出するには、該対象物の略全体を捉えるために、検出範囲を広くする必要がある。そこで、たとえば、広い範囲に対して測定光を投光したり反射光を受光したりするため、発光素子や受光素子が複数用いられることがある。また、測定光や反射光を水平方向や鉛直方向に走査する走査ミラーが用いられることもある。
たとえば特許文献１では、４つの反射面を有する走査ミラー（回転体）が設けられ、各反射面は走査ミラーの回転軸に対して異なる角度で傾斜している。走査ミラーが回転軸を中心に回転することにより、発光素子（レーザダイオード）から発せられた測定光（レーザ光）が各反射面で反射されて、所定範囲に走査される。また、所定範囲にある対象物で反射された反射光が各反射面で反射されて、複数の受光素子（アバランシェフォトダイオード）のうち、対応する受光素子へ導かれる。この際、所定範囲に対して、測定光や反射光が水平方向と鉛直方向に走査される。
この他にも、発光素子からの測定光と対象物からの反射光のうち、一方の光だけを水平方向または垂直方向に走査する走査ミラーもある。
また、特許文献２では、発光素子と車両のフロントガラスとの間に、投光光学系が設けられている。投光光学系の入射面（発光素子側を向いた面）は、単一のシリンドリカルレンズから成り、該入射面全体が水平方向に対してコリメータレンズとして機能する。投光光学系の出射面（フロントガラス側を向いた面）は、複数のシリンドリカルレンズが水平方向に配列された光拡散部材（レンチキュラレンズまたはレンズアレイ）から成る。発光素子からの測定光は、投光光学系の入射面で水平方向の平行光に変換された後、投光光学系の出射面で水平面内の複数の方向へ拡散されて、フロントガラスを経由し、車両の前方の所定範囲へ投光される。つまり、光拡散部材が測定光の投光範囲を水平方向に広げる。
特開２０１４−７１０２９号公報 特開２０１４−２０９０７８号公報
対象物検出装置では、近距離にある対象物（以下、「近距離対象物」という。）の検出範囲を広くするだけでなく、遠距離にある対象物（以下、「遠距離対象物」という。）の検出感度を高くすることも求められている。たとえば、発光素子を多数用いたり、発光素子の発光パワーを増大させたりすることで、測定光の投光範囲を広げて、近距離対象物の検出範囲を広げることができ、また測定光の投光量を多くして、遠距離対象物の検出感度を高くすることもできる。しかし、対象物検出装置の構成要素のうち、発光素子は高価な部品であるため、発光素子を多数用いると、コストが嵩んでしまう。また、現行の発光素子で発光パワーを上限値に設定している場合は、それ以上発光パワーを増大させることができないので、対象物の検出範囲を広げたり、検出感度を高めたりすることもできない。
また、たとえば特許文献２のように、発光素子から発せられた測定光を光拡散部材で拡散させると、発光素子を多数用いなくても、現行の発光素子の発光パワーで測定光の投光範囲を広げることはできる。しかし、各方向への測定光の投光量が減少するため、特に遠距離対象物の検出感度を高めることが難しくなる。
本発明は、発光素子の使用数を少なく抑えつつ、近距離対象物の検出範囲を広げ、かつ遠距離対象物の検出感度を高めることができる対象物検出装置を提供することを課題とする。
本発明による対象物検出装置は、所定範囲へ測定光を投光する投光部と、測定光の所定範囲にある対象物での反射光を受光する受光部と、受光部が受光状態に応じて出力する受光信号に基づいて、対象物または対象物までの距離を検出する検出部とを備えている。投光部は、測定光を発する発光素子と、該発光素子が発した測定光を透過させつつ拡散させる光拡散部材とを含み、受光部は、対象物での反射光を受光する受光素子を含んでいる。光拡散部材は、測定光が進行する投光路の鉛直方向または水平方向の端部に設けられている。
上記によると、発光素子が発した測定光のうち、投光路の鉛直方向または水平方向の端部を進行する光が、光拡散部材により鉛直方向または水平方向へ拡散されて、所定範囲へ投光され、投光路の中央部を進行する光が、光拡散部材により拡散されることなく、所定範囲へ投光される。このため、発光素子を多数用いなくても、測定光の投光範囲を鉛直方向または水平方向へ広げることができる。また、投光路の中央部を進行する光は光拡散部材により拡散されないので、該光の光量を多く確保することができる。さらに、測定光の一部は光拡散部材により投光路の中央側へも拡散されるので、投光路の中央部から所定範囲に投光される測定光の投光量を増やすことができる。よって、十分な光量の測定光により、遠距離にある対象物を的確に捉えて、遠距離対象物の検出感度を高めることが可能となる。
本発明において、光拡散部材は、投光路の上側の端部または下側の端部の少なくとも一方に設けられてもよい。
また、本発明において、投光部および受光部を収納する筐体と、所定範囲に向かって開口するように筐体に設けられた窓とをさらに備え、投光部は、発光素子から発せられた測定光を所定の方向の平行光に変換する投光レンズ、投光レンズから出射された測定光を反射して所定範囲に走査する走査ミラー、および筐体の窓を塞ぐように嵌合され、走査ミラーが反射した測定光を所定範囲側へ透過させる透過カバー、の少なくとも１つをさらに含み、光拡散部材は、これらの投光レンズ、走査ミラー、および透過カバーの少なくとも１つにおける端部に設けられてもよい。
また、本発明において、光拡散部材は、投光レンズまたは透過カバーにおける、測定光の入射面または出射面の端部に設けられてもよい。
また、本発明において、走査ミラーは、投射光を反射する投光用反射領域と、反射光を反射する受光用反射領域とを有し、光拡散部材は、投光用反射領域の端部に設けられてもよい。
また、本発明において、走査ミラーは、測定光と反射光とを水平方向に走査し、発光素子および受光素子は、それぞれ鉛直方向に複数配列され、光拡散部材は、発光素子が発した測定光のうち、投光路の上側の端部と下側の端部をそれぞれ進行する光を鉛直方向に拡散させてもよい。
また、本発明において、光拡散部材は、湾曲面を有したシリンドリカルレンズから構成されてもよい。
また、本発明において、シリンドリカルレンズは、湾曲面が波状に連続するように、複数配列されてもよい。
さらに、本発明において、複数のシリンドリカルレンズの曲率は異なっていて、投光路の中心から離れるほど大きくなっていてもよい。
本発明によれば、発光素子の使用数を少なく抑えつつ、近距離対象物の検出範囲を広げ、かつ遠距離対象物の検出感度を高めることができる対象物検出装置を提供することが可能となる。
本発明の実施形態による対象物検出装置の電気ブロック図である。 図１の対象物検出装置が搭載された車両の正面図である。 第１実施形態の対象物検出装置の光学系を後方から見た図である。 図３の投光部を上方から見た図である。 図３の受光部を上方から見た図である。 図３の発光素子と受光素子の詳細を示した図である。 第１実施形態の投光部と投光状態を示した図である。 従来の投光部と投光状態を示した図である。 従来の投光部と投光状態を示した図である。 第２実施形態の投光部を示した図である。 第３実施形態の走査ミラーと光拡散部材を示した図である。 第４実施形態の投光レンズと光拡散部材を示した図である。 第５実施形態の透過カバーと光拡散部材を示した図である。 第６実施形態の投光部を示した図である。 第７実施形態の投光部と投光状態を示した図である。
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
図１は、実施形態の対象物検出装置１００の電気ブロック図である。図２は、対象物検出装置１００が搭載された車両３０の正面図である。
対象物検出装置１００は、車載用のレーザレーダから成る。図２に示すように自動四輪車から成る車両３０の前部に、対象物検出装置１００は設置される。そして、対象物検出装置１００は、車両３０の前方の所定範囲に対して光を投受光して、対象物を検出するとともに、該対象物までの距離を検出する。対象物は、車両３０の前方の所定範囲に存在する他の車両、人、道路、またはその他の物体である。
図１に示すように、対象物検出装置１００には、投光部１、受光部２、走査駆動部３、信号処理部４、制御部５、および出力部６が備わっている。
投光部１には、発光素子１１と発光駆動回路１２とが含まれている。発光素子１１はＬＤ（レーザダイオード）から構成され、発光することにより測定光（レーザ光）を投射する。発光駆動回路１２は、発光素子１１に駆動電流を供給して、発光素子１１を発光させる。投光部１は、発光駆動回路１２により発光素子１１を発光させて、車両３０の前方にある所定範囲へ測定光を投光する。
受光部２には、受光素子２１が含まれている。受光素子２１は、ＰＤ（フォトダイオード）から構成され、光を受光して該受光状態に応じた受光信号（電気信号）を出力する。投光部１から投光された測定光は、所定範囲にある対象物で反射され、受光部２は、該反射光を受光素子２１により受光する。
走査駆動部３は、モータ３ｆと、該モータ３ｆを駆動するモータ駆動回路３ｍなどから構成されている。モータ３ｆは、後述する走査ミラーの向きを変えるためのアクチュエータである。
信号処理部４は、増幅回路４ａとＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）４ｂなどから構成されている。信号処理部４は、受光素子２１から出力された受光信号を増幅回路４ａにより増幅した後、所定の周期でサンプリングして、ＡＤＣ４ｂによりデジタル信号に変換し、制御部５へ出力する。
制御部５は、マイクロコンピュータなどから構成されていて、対象物検出装置１００の各部の動作を制御する。制御部５には、物体検出部５ａが備わっている。物体検出部５ａは、信号処理部４からの出力信号に基づいて、対象物と対象物までの距離を検出する。物体検出部５ａは、本発明の「検出部」の一例である。
具体的には、物体検出部５ａは、信号処理部４からの出力信号と所定の閾値とを比較して、出力信号が閾値以上であれば、対象物が有ると判断し、出力信号が閾値未満であれば、対象物が無いと判断する。また、物体検出部５ａは、閾値以上である出力信号の最大値を検出し、該最大値に基づいて対象物による反射光の受光時刻を検出する。そして、反射光の受光時刻と発光素子１１からの測定光の発射時刻とに基づいて、対象物までの距離を算出する（いわゆるＴＯＦ（Time of Flight）法）。
出力部６は、車両３０に搭載された図示しないＥＣＵ（電子制御装置）へ信号や情報を出力する回路から構成されている。制御部５は、物体検出部５ａの検出結果を出力部６によりＥＣＵへ出力する。
図３は、第１実施形態の対象物検出装置１００の光学系を後方（図４Ａで対象物５０と反対側）から見た図である。図４Ａは、図３の投光部１を上方（図３で上側）から見た図である。図４Ｂは、図３の受光部２を上方から見た図である。図３〜図４Ｂでは、走査ミラー３ａの向きが同一になっている。
対象物検出装置１００の光学系は、発光素子１１、投光レンズ１３、光拡散部材１４、走査ミラー３ａ、透過カバー１８、受光レンズ２３、反射鏡２２、および受光素子２１から構成されている。
そのうち、発光素子１１、投光レンズ１３、光拡散部材１４、走査ミラー３ａ、および透過カバー１８は、投光光学系であり、投光部１に含まれる。また、透過カバー１８、走査ミラー３ａ、受光レンズ２３、反射鏡２２、および受光素子２１は、受光光学系であり、受光部２に含まれる。
これらの光学系は、図３〜図４Ｂに示すように、対象物検出装置１００の筐体１９内に収納されている。筐体１９には、対象物５０側に向かって開口する窓１９ａが設けられている。この窓１９ａを塞ぐように、透過カバー１８が嵌合されている。
透過カバー１８は、透光性を有する板材から成る。透過カバー１８は、投光用透過領域１８ｃと受光用透過領域１８ｄとを有している。本例では、図３に示すように、透過カバー１８の上半分が投光用透過領域１８ｃになっていて、下半分が受光用透過領域１８ｄになっている。図３で、透過カバー１８の中央に示す破線は、投光用透過領域１８ｃと受光用透過領域１８ｄの仮想分割線である。透過カバー１８が車両３０の前方の所定範囲を向くように、対象物検出装置１００は車両３０の前部に設置される。
図５は、発光素子１１と受光素子２１の詳細を示した図である。発光素子１１は、４個のレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ４から構成されている。これらのＬＤ１〜ＬＤ４は、鉛直方向Ｙに配列されている。また、ＬＤ１〜ＬＤ４は、発光面が走査ミラー３ａ側を向くように、筐体１９内に配置されている（図３、図４Ａ）。
受光素子２１は、図５に示すように、１６個のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ１６から構成されている。これらのＰＤ１〜ＰＤ１６は、鉛直方向Ｙに配列されている。また、ＰＤ１〜ＰＤ１６は、受光面が反射鏡２２側を向くように、筐体１９内に配置されている（図４Ｂ）。ＰＤ１〜ＰＤ１６は、４個ずつ各ＬＤ１〜ＬＤ４に対応している。詳しくは、ＰＤ１〜ＰＤ４はＬＤ１に対応し、ＰＤ５〜ＰＤ８はＬＤ２に対応し、ＰＤ９〜ＰＤ１２はＬＤ３に対応し、ＰＤ１３〜ＰＤ１６はＬＤ４に対応している。
図３などにおいて、投光レンズ１３は、コリメータレンズから構成されている。投光レンズ１３は、発光素子１１と走査ミラー３ａの間に配置されている。光拡散部材１４は、複数のシリンドリカルレンズから構成されている。光拡散部材１４は、投光レンズ１３と一体化されている。
受光レンズ２３は、集光レンズから成る。反射鏡２２は、受光レンズ２３と受光素子２１とに対して所定の角度で傾斜するように配置されている（図４Ｂ）。
走査ミラー３ａは、板状に形成されている。走査ミラー３ａの両板面（表面と裏面）３ｂは、反射面となっている。走査ミラー３ａは、同一の反射面３ｂ内に投光用反射領域３ｃと受光用反射領域３ｄとを有している。本例では、図３に示すように、反射面３ｂの上半分が投光用反射領域３ｃになっていて、下半分が受光用反射領域３ｄになっている。図３の走査ミラー３ａの中央に示す点線は、投光用反射領域３ｃと受光用反射領域３ｄの仮想分割線である。
走査ミラー３ａの下方には、モータ３ｆが設けられている。モータ３ｆの回転軸３ｊは鉛直方向Ｙと平行になっている。この回転軸３ｊの上端に、走査ミラー３ａの中心軸（図示せず）が固定されている。モータ３ｆの回転軸３ｊに連動して、走査ミラー３ａは回転する。
発光素子１１、投光レンズ１３、光拡散部材１４、および走査ミラー３ａの投光用反射領域３ｃは、筐体１９内のほぼ上半分の投光空間に配置されている。受光素子２１、反射鏡２２、受光レンズ２３、および走査ミラー３ａの受光用反射領域３ｄは、筐体１９内のほぼ下半分の受光空間に配置されている。筐体１９内の投光空間と受光空間とは、遮光板１７により仕切られている。走査ミラー３ａは、投光用反射領域３ｃと受光用反射領域３ｄとが、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃと受光用透過領域１８ｄとにそれぞれ対向するように配置されている。
対象物５０を検出する際の投受光経路は、図３〜図４Ｂに１点鎖線と２点鎖線の矢印で示すとおりである。具体的には、図３および図４Ａに１点鎖線の矢印で示すように、発光素子１１（図５のＬＤ１〜ＬＤ４）から発せられた測定光は、投光レンズ１３により所定の方向の平行光に変換される。このとき、投光レンズ１３の端部では、光拡散部材１４により測定光の一部が拡散される（詳細は後述）。投光レンズ１３を通過した測定光は、走査ミラー３ａのいずれかの反射面３ｂの投光用反射領域３ｃに当たる。この際、モータ３ｆが回転して、走査ミラー３ａの向き（角度）が変化し、いずれかの反射面３ｂが対象物５０側を向いた所定角度となる（たとえば図３〜図４Ｂに示す走査ミラー３ａの状態）。これにより、測定光が走査ミラー３ａの投光用反射領域３ｃで反射し、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃを透過して、筐体１９外の所定範囲に走査される。図３および図４Ａで、発光素子１１と走査ミラー３ａとの間には、１点鎖線の矢印を中心軸とする投光路１０（空間）が形成されている。
図４Ａに示す走査角度Ｚは、発光素子１１からの測定光が走査ミラー３ａの投光用反射領域３ｃにより反射されて、対象物検出装置１００から投光される所定範囲（上面視）である。
上記のように、対象物検出装置１００から所定範囲に投光された測定光は、所定範囲にある対象物５０で反射される。その反射光は、図３〜図４Ｂに２点鎖線の矢印で示すように、対象物検出装置１００に向かって進行して、透過カバー１８の受光用透過領域１８ｄを透過し、走査ミラー３ａのいずれかの反射面３ｂの受光用反射領域３ｄに当たる（図４Ｂ）。この際、モータ３ｆが回転して、走査ミラー３ａの向きが変化し、いずれかの反射面３ｂが対象物５０側を向いた所定角度となる（たとえば図３〜図４Ｂに示す走査ミラー３ａの状態）。これにより、対象物５０からの反射光が、走査ミラー３ａの受光用反射領域３ｄで反射して、受光レンズ２３に入射する。そして、反射光は、受光レンズ２３で集光された後、反射鏡２２で反射して、受光素子２１で受光される。つまり、走査ミラー３ａは、対象物５０からの反射光を走査して、該反射光を受光レンズ２３と反射鏡２２を介して受光素子２１へ導く。また、各ＬＤ１〜ＬＤ４が発した測定光の対象物５０による反射光は、対応するＰＤ１〜ＰＤ１６で受光される。
図４Ｂに示す走査角度Ｚは、対象物５０からの反射光が走査ミラー３ａの受光用反射領域３ｄにより反射されて、受光素子２１で受光される所定範囲（上面視）である。本例では、図４Ａに示す走査角度Ｚと図４Ｂに示す走査角度Ｚとは同等になっている。走査角度Ｚは、対象物検出装置１００による対象物５０の水平方向の検出範囲でもある。
図６は、第１実施形態の投光部１と、対象物検出装置１００の投光状態を示した図である。図７および図８は、従来の投光部１’、１”と、対象物検出装置１００’、１００”の投光状態を示した図である。図６〜図８では、（ａ）に投光部１、１、１”’を側方から見た図を模式的に示し、（ｂ）に対象物検出装置１００、１００’ 、１００”の投光状態を側方から見た図を示している。
図７（ａ）に示す従来の投光部１’では、発光素子として４個のＬＤ１〜ＬＤ４を鉛直方向Ｙに配列している。各ＬＤ１〜ＬＤ４から発せられた測定光Ｌ１〜Ｌ４は投光レンズ１３により所定の方向の平行光に変換された後、走査ミラー３ａの反射面３ｂの投光用反射領域３ｃで反射して、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃを透過し、車両３０の前方へ投光される。この際、最も上にあるＬＤ１から発せられた測定光Ｌ１と、上から２番目のＬＤ２から発せられた測定光Ｌ２は、水平方向Ｘ’に対して斜め下向きの所定角度の方向へ投光される。水平方向Ｘ’に対する測定光Ｌ２の投光角度は、測定光Ｌ１の投光角度より小さく設定されている。また、最も下にあるＬＤ４から発せられた測定光Ｌ４と、下から２番目のＬＤ３から発せられた測定光Ｌ３は、水平方向Ｘ’に対して斜め上向きの所定角度の方向へ投光される。水平方向Ｘ’に対する測定光Ｌ３の投光角度は、測定光Ｌ４の投光角度より小さく設定されている。
また、各測定光Ｌ１〜Ｌ４の投光範囲は、鉛直方向Ｙにおいて一部重なるように設定されている。さらに、各ＬＤ１〜ＬＤ４の発光パワーは同程度の上限値に設定されている。このため、投光部１’を備えた従来の対象物検出装置１００’では、図７（ｂ）に示すように、車両３０の前方に測定光Ｌ’の投光範囲（ハッチング部分）が拡がる。また、４個のＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）しか使用していないので、各方向の測定光Ｌ’の投光量が少なく、遠距離対象物の検出感度を高めることが困難である。
図８（ａ）に示す従来の投光部１”では、発光素子として８個のＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ８）を鉛直方向Ｙに配列している。各ＬＤ１〜ＬＤ８から発せられた測定光Ｌ１〜Ｌ８は投光レンズ１３により所定の方向の平行光に変換された後、走査ミラー３ａの反射面３ｂの投光用反射領域３ｃで反射して、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃを透過し、車両３０の前方へ投光される。この際、上側の４個のＬＤ１〜ＬＤ４からそれぞれ発せられた測定光Ｌ１〜Ｌ４は、水平方向Ｘ’に対して斜め下向きの所定角度の方向へ投光される。水平方向Ｘ’に対する測定光Ｌ１〜Ｌ４の投光角度は、投射元のＬＤ１〜ＬＤ４の位置が下に行くほど小さくなるように設定されている。また、下側の４個のＬＤ５〜ＬＤ８からそれぞれ発せられた測定光Ｌ５〜Ｌ８は、投光レンズ１３により水平方向Ｘ’に対して斜め上向きの所定角度の方向へ投光される。水平方向Ｘ’に対する測定光Ｌ５〜Ｌ８の投光角度は、投射元のＬＤ５〜ＬＤ８の位置が上に行くほど小さくなるように設定されている。
また、各測定光Ｌ１〜Ｌ８の投光範囲は、鉛直方向Ｙにおいて一部重なるように設定されている。さらに、各ＬＤ１〜ＬＤ８の発光パワーは同程度の上限値に設定されている。このため、投光部１”を備えた従来の対象物検出装置１００”では、図８（ｂ）に示すように、車両３０の前方に測定光Ｌ”の投光範囲（ハッチング部分）が拡がる。また、８個のＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ８）を使用しているので、車両３０の前方の測定光Ｌ”の投光範囲は、図７（ｂ）の測定光Ｌ’の投光範囲より広くなる。さらに、測定光Ｌ”の投光量は、図７（ｂ）の測定光Ｌ’の投光量より多くなるので、遠距離対象物の検出感度を高めることが可能となる。しかし、ＬＤを８個も使用しているので、対象物検出装置１００”の製品コストが高くなる。
これに対して、本発明の対象物検出装置１００の投光部１では、図６（ａ）に示すように、発光素子１１として４個のＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ４）を鉛直方向Ｙに配列し、各ＬＤ１〜ＬＤ４から発せられた測定光Ｌ１〜Ｌ４の投光路１０中に、光拡散部材１４を設けている。
光拡散部材１４は、投光レンズ１３の出射面１３ｂの上側の端部１３ｕと、下側の端部１３ｖに一体化されている。発光素子１１のＬＤ１〜ＬＤ４から発せられた測定光Ｌ１〜Ｌ４は投光レンズ１３を透過するため、投光レンズ１３は、測定光Ｌ１〜Ｌ４が進行する投光路１０の一部を構成している。測定光Ｌ１〜Ｌ４のそれぞれは、投光レンズ１３における、光拡散部材１４が設けられていない中央部１３ｍと、光拡散部材１４が設けられている端部１３ｕ、１３ｖを通過する。端部１３ｕ、１３ｖは、投光路１０の鉛直方向Ｙの端部でもある。
光拡散部材１４は、複数のシリンドリカルレンズ１４ｃから構成されている。各シリンドリカルレンズ１４ｃは、光の進行方向（図６（ａ）で右方向）へ向かって突出する凸状の湾曲面を有している。この湾曲面が波状に連続するように、複数のシリンドリカルレンズ１４ｃは鉛直方向Ｙに配列されている。
ＬＤ１〜ＬＤ４から投光レンズ１３までの測定光Ｌ１〜Ｌ４の投射状態は、図７（ａ）の場合と同様である。然るに、投光レンズ１３に入射した測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光レンズ１３の端部１３ｕ、１３ｖを進行する光は、光拡散部材１４に入射する。光拡散部材１４は、入射した光を透過させつつ鉛直方向Ｙへ拡散させる。光拡散部材１４で拡散された測定光Ｌ１〜Ｌ４は、走査ミラー３ａの投光用反射領域３ｃで反射して、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃを透過し、車両３０の前方へ投光される。
一方、投光レンズ１３に入射した測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光レンズ１３の中央部１３ｍを進行する光は、光拡散部材１４に入射せずに、走査ミラー３ａの投光用反射領域３ｃで反射して、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃを透過し、車両３０の前方へ投光される。
上記のような投光部１の投光状態により、対象物検出装置１００では、図６（ｂ）に示すように、車両３０の前方に測定光Ｌの投光範囲（ハッチング部分）が拡がる。つまり、測定光Ｌ１〜Ｌ４の一部が光拡散部材１４により鉛直方向Ｙへ拡散するので、測定光Ｌの投光範囲は、図７（ｂ）に示した従来の対象物検出装置１００’の測定光Ｌ’の投光範囲に比べて、鉛直方向Ｙに広くなる。本例では、測定光Ｌの投光範囲は、図８（ｂ）に示した従来の対象物検出装置１００”の測定光Ｌ”の投光範囲と略同等に設定されている。また、図８（ａ）の従来の投光部１”では、ＬＤを８個使用するのに対して、本発明の投光部１では、図６（ａ）に示したようにＬＤを４個しか使用しないので、ＬＤの使用数を減少させた分、対象物検出装置１００の製品コストが削減される。
また、図６（ｂ）の測定光Ｌのうち、投光範囲の中央部に投光される測定光Ｌｍは、光拡散部材１４により拡散されずに投光レンズ１３の中央部１３ｍを透過した測定光と、光拡散部材１４により投光路１０の中央側へ拡散された測定光とから構成される。一方、投光範囲の中央部以外に投光される測定光Ｌｔは、光拡散部材１４により拡散された測定光から構成される。このため、中央部の測定光Ｌｍの投光量は、中央部以外の測定光Ｌｔの投光量より多くなり、かつ図７（ｂ）の各方向の測定光Ｌ’の投光量より多くなるので、遠距離対象物の検出感度を高めることが可能となる。本例では、測定光Ｌｍの投光量は、図８（ｂ）に示した従来の対象物検出装置１００”の各方向の測定光Ｌ”の投光量と略同等に設定されている。
図６（ｂ）の測定光Ｌｍは、遠距離対象物、すなわち車両３０から遠距離にある先行車、対向車、またはその他の物体などの対象物を捉えるのに適している。一方、測定光Ｌｔは、近距離対象物、すなわち車両３０から近距離にある人、路面、またはその他の物体などの対象物の全体を捉えるのに適している。
上述した第１実施形態によると、発光素子１１のＬＤ１〜ＬＤ４が発した測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光路１０の端部（投光レンズ１３の端部１３ｕ、１３ｖ）を進行する光が、光拡散部材１４により鉛直方向Ｙへ拡散されて、所定範囲へ投光される。また、投光路１０の中央部（投光レンズ１３の中央部１３ｍ）を進行する光が、光拡散部材１４により拡散されることなく、所定範囲へ投光される。このため、発光素子１１を鉛直方向Ｙに多数配列しなくても、測定光Ｌの投光範囲が鉛直方向Ｙへ広がり、対象物５０の検出範囲も鉛直方向Ｙへ広がるので、近距離にある対象物５０のほぼ全体を捉えて、近距離対象物の検出性能を高くすることが可能となる。また、ＬＤ１〜ＬＤ４の使用数を少なくして、対象物検出装置１００の製品コストを低く抑えることも可能となる。
また、ＬＤ１〜ＬＤ４が発した測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光路１０の中央部を進行する光は、光拡散部材１４により拡散されないので、該光の光量を多く確保することができる。さらに、測定光Ｌ１〜Ｌ４の一部は、光拡散部材１４により投光路１０の中央側へも拡散されるので、投光路１０の中央部から所定範囲に投光される測定光Ｌｍの投光量を増やすことができる。よって、十分な光量の測定光Ｌｍにより、遠距離にある対象物５０を的確に捉えて、遠距離対象物の検出感度を高めることができる。
また、第１実施形態では、投光部１に含まれる投光レンズ１３の出射面１３ｂの端部１３ｕ、１３ｖに、光拡散部材１４を一体化させている。このため、光拡散部材１４を投光レンズ１３とともに、容易に投光部１の投光路１０上に配置することができる。さらに、光拡散部材１４と投光レンズ１３とを一体化させたことで、投光部１の構成部品の点数が増えるのを抑制し、対象物検出装置１００の組立てを容易にすることができる。
また、第１実施形態では、発光素子１１や受光素子２１を水平方向Ｘに多数配列しなくても、測定光や反射光を走査ミラー３ａにより水平方向Ｘに走査して、投受光範囲を水平方向Ｘに広げることができる。このため、発光素子１１や受光素子２１の使用数を少なくして、対象物検出装置１００の製品コストを低く抑えつつ、対象物５０の検出範囲を水平方向Ｘと鉛直方向Ｙに広げることが可能となる。
また、第１実施形態では、測定光と反射光とを水平方向Ｘにだけ走査する走査ミラー３ａを用いているので、測定光と反射光とを水平方向Ｘと鉛直方向Ｙに走査する走査ミラーを用いた場合よりも、構成が簡易になり、対象物検出装置１００の製品コストをより低く抑えることができる。
さらに、第１実施形態では、光拡散部材１４が、凸状の湾曲面を有したシリンドリカルレンズ１４ｃから構成されている。そして、各シリンドリカルレンズ１４ｃの湾曲面が鉛直方向Ｙに波状に連続するように、複数のシリンドリカルレンズ１４ｃを投光レンズ１３の出射面１３ｂの端部１３ｕ、１３ｖに配列している。このため、投光レンズ１３の端部１３ｕ、１３ｖを通過する測定光Ｌ１〜Ｌ４を、複数のシリンドリカルレンズ１４ｃで鉛直方向Ｙに広く拡散させて、車両３０の前方への測定光Ｌの投光範囲を一層広げることができる。
図９は、第２実施形態の投光部１を示した図である。投光部１以外の構成については、第１実施形態と同様であるので、図示を省略する（後述の第３〜第７実施形態においても同じ）。第２実施形態では、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃにおける光の入射面１８ａの上側の端部１８ｕと下側の端部１８ｖに、光拡散部材１４を一体化させている。ＬＤ１〜ＬＤ４から発せられた測定光Ｌ１〜Ｌ４は、投光用透過領域１８ｃを透過して、車両３０の前方に投光されるため、投光用透過領域１８ｃは測定光Ｌ１〜Ｌ４の投光路１０の一部を構成している。測定光Ｌ１〜Ｌ４のそれぞれは、投光用透過領域１８ｃにおける、光拡散部材１４が設けられていない中央部と、光拡散部材１４が設けられている端部１８ｕ、１８ｖを通過する。端部１８ｕ、１８ｖは、投光路１０の鉛直方向Ｙの端部でもある。
また、光拡散部材１４は、複数のシリンドリカルレンズ１４ｄから構成されている。各シリンドリカルレンズ１４ｄは、光の進行方向と反対の方向（図９で左方向）へ向かって突出する凸状の湾曲面を有している。この湾曲面が波状に連続するように、複数のシリンドリカルレンズ１４ｄは鉛直方向Ｙに配列されている。また、複数のシリンドリカルレンズ１４ｄの曲率は異なっていて、投光用透過領域１８ｃの中心から上下に離れるほど大きくなっている。
ＬＤ１〜ＬＤ４から発せられた測定光Ｌ１〜Ｌ４は、投光レンズ１３により所定の方向の平行光に変換された後、走査ミラー３ａの投光用反射領域３ｃで反射する。そして、その測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光路１０の上下端部を進行する光は、光拡散部材１４に入射して、光拡散部材１４で鉛直方向Ｙへ拡散された後、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃを透過し、車両３０の前方へ投光される。また、走査ミラー３ａの投光用反射領域３ｃで反射した測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光路１０の中央部を進行する光は、光拡散部材１４に入射せずに、透過カバー１８の投光用透過領域１８ｃを透過して、車両３０の前方へ投光される。
上記のような第２実施形態の投光部１を対象物検出装置１００に設けても、車両３０の前方に、図６（ｂ）に示したような測定光Ｌの投光状態を実現することができる。また、光拡散部材１４を構成する複数のシリンドリカルレンズ１４ｄの曲率が異なっていて、投光用透過領域１８ｃの中心から上下に離れるほど大きくなっているので、測定光Ｌ１〜Ｌ４の拡散度合いを鉛直方向Ｙに徐々に大きくすることができる。そして、車両３０の前方に投光される測定光Ｌの投光範囲を、鉛直方向Ｙに容易に広げることができる。また、測定光Ｌの投光範囲の中央部に投光される測定光Ｌｍ（図６（ｂ））の投光量を多く確保し、該中央部から上下に離れるにつれて、測定光Ｌの投光量を徐々に減少させることができる。
図１０は、第３実施形態の走査ミラー３ａと光拡散部材１４を示した図である。図１０（ａ）に示す例では、走査ミラー３ａの各反射面３ｂの投光用反射領域３ｃにおける鉛直方向Ｙの端部３ｕ、３ｖに、光拡散部材１４を一体化させている。つまり、走査ミラー３ａの表裏に光拡散部材１４が設けられている。このようにしても、ＬＤ１〜ＬＤ４が発した測定光Ｌ１〜Ｌ４のうち、投光路１０の上下端部を進行する光を、光拡散部材１４により鉛直方向Ｙに拡散させて、車両３０の前方に対する測定光Ｌの投光範囲を鉛直方向Ｙへ広げることができる。
なお、図１０（ａ）の例では、投光用反射領域３ｃの上下の端部３ｕ、３ｖに光拡散部材１４を設けたことにより、測定光Ｌ１〜Ｌ４が投光用反射領域３ｃの下側で拡散されて迷光となり、該迷光が対象物５０からの反射光の受光路に入り込んで、対象物５０の検出性能に影響を及ぼす可能性がある。この対策として、図１０（ｂ）に示すように、受光用反射領域３ｄに近い、投光用反射領域３ｃの下側の端部３ｖには光拡散部材１４を設けず、受光用反射領域３ｄから離れた、投光用反射領域３ｃの上側の端部３ｕにだけ、光拡散部材１４を設けてもよい。また、たとえば、車両３０が走行する路面を確実に検出するなどのために、投光用反射領域３ｃの下側の端部３ｖにだけ、光拡散部材１４を設けてもよい（図示省略）。
さらに、図１０（ｃ）に示すように、単一のシリンドリカルレンズ１４ｃから構成される光拡散部材１４を、投光用反射領域３ｃの上側の端部３ｕまたは下側の端部３ｖに設けてもよい。
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、図６に示した第１実施形態では、投光レンズ１３の出射面１３ｂの端部１３ｕ、１３ｖに光拡散部材１４を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、図１１に示す第４実施形態を採用してもよい。たとえば図１１（ａ）に示すように、投光レンズ１３の入射面１３ａの端部１３ｕ、１３ｖに光拡散部材１４を設けてもよい。または、図１１（ｂ）に示すように、投光レンズ１３の入射面１３ａと出射面１３ｂの各端部１３ｕ、１３ｖに光拡散部材１４を設けてもよい。または、単一のシリンドリカルレンズから構成される光拡散部材１４を、投光レンズ１３の入射面１３ａまたは出射面１３ｂの端部１３ｕ、１３ｖに設けてもよい（図示省略）。さらに、投光レンズ１３の入射面１３ａまたは出射面１３ｂにおける、上側の端部１３ｕまたは下側の端部１３ｖのいずれか一方にだけ、光拡散部材１４を設けてもよい（図示省略）。
また、図９に示した第２実施形態では、透過カバー１８の入射面１８ａの端部１８ｕ、１８ｖに光拡散部材１４を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、図１２に示す第５実施形態を採用してもよい。たとえば図１２（ａ）に示すように、透過カバー１８の出射面１８ｂの端部１８ｕ、１８ｖに光拡散部材１４を設けてもよい。または、図１２（ｂ）に示すように、透過カバー１８の入射面１８ａと出射面１８ｂの各端部１８ｕ、１８ｖに光拡散部材１４を設けてもよい。または、単一のシリンドリカルレンズから構成される光拡散部材１４を、透過カバー１８の入射面１８ａまたは出射面１８ｂの端部１８ｕ、１８ｖに設けてもよい（図示省略）。さらに、透過カバー１８の入射面１８ａまたは出射面１８ｂにおける、上側の端部１８ｕまたは下側の端部１８ｖのいずれか一方にだけ光拡散部材１４を設けてもよい（図示省略）。
また、以上の実施形態では、投光部１に発光素子１１とともに、投光レンズ１３、走査ミラー３ａ、および透過カバー１８を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。投光レンズ１３と走査ミラー３ａと透過カバー１８のうち、いずれか１つまたは２つを設けてもよい。
また、光拡散部材１４は、投光レンズ１３と走査ミラー３ａと透過カバー１８のうち、少なくとも１つに対して設ければよい。または、図１３の第６実施形態に示すように、投光レンズ１３、走査ミラー３ａ、および透過カバー１８とは別体で、光拡散部材１４を設けてもよい。この場合、光拡散部材１４を配置する位置としては、図１３に破線で示すように、発光素子１１と投光レンズ１３の間、投光レンズ１３と走査ミラー３ａの間、および走査ミラー３ａと透過カバー１８の間が考えられる。光拡散部材１４は、これらのうちの少なくとも１つの位置に配置すればよい。このように光拡散部材１４を投光レンズ１３などから分離して配置した場合においても、光拡散部材１４は、測定光が進行する投光路１０の鉛直方向Ｙの端部に設けられることに変わりはない。
また、以上の実施形態では、測定光を鉛直方向Ｙに拡散させた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、図１４の第７実施形態に示すように、測定光を水平方向Ｘに拡散させてもよい。図１４は、投光部１や車両３０を上方から見た図である。
図１４（ａ）の例では、投光路１０上に配置された投光レンズ１３の水平方向Ｘの端部１３Ｌ、１３ｒに、光拡散部材１４を設けている。そして、発光素子１１から発せられた測定光Ｌａのうち、投光路１０の水平方向Ｘの端部を進行する測定光Ｌａを、光拡散部材１４により水平方向Ｘに拡散する。これにより、図１４（ｂ）に示すように、車両３０の前方に投光される測定光Ｌの投光範囲（ハッチング部分）を、水平方向Ｘに広げることができる。また、測定光Ｌの投光範囲の中央部に投光される測定光Ｌｍの投光量を、左右の側方に投光される測定光Ｌｓより多くして、遠距離対象物の検出感度を高くすることが可能となる。
なお、図１４の場合、走査ミラー３ａは省略してもよい。また、発光素子１１として、ＬＤを１つだけ設けてもよいし、ＬＤを水平方向または鉛直方向に複数配列してもよい。また、図１４の投光レンズ１３、走査ミラー３ａ、および透過カバー１８において、図９〜図１２で示した投光レンズ１３、走査ミラー３ａ、および透過カバー１８の構成を採用してもよい。さらに、図１４の光拡散部材１４を、図１３のように分離して配置してもよい。
また、他の実施形態として、測定光を鉛直方向Ｙに拡散させる光拡散部材と、測定光を水平方向Ｘに拡散させる光拡散部材とを併用してもよい。
また、以上の実施形態では、発光素子としてＬＤを用い、受光素子としてＰＤを用いた例を示したが、本発明はこれらのみに限定するものではない。ＬＤ以外の発光素子を適宜数、投光部１に設けてもよい。また、たとえばＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）や、ガイガーモードのＡＰＤであるＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）や、ＳＰＡＤを複数並列に接続して成るＭＰＰＣ（Multi-Pixel Photon Counter）などを、受光素子として受光部２に設けてもよい。さらに、発光素子と受光素子の設置数と配列形態は適宜選択してもよい。
また、以上の実施形態では、モータ３ｆにより回転して、反射面３ｂの向きを変えることにより、光を走査する走査ミラー３ａを用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばアクチュエータにより揺動して、反射面の向きを変えることにより、光を走査する走査ミラーを用いてもよい。
また、以上の実施形態では、両面が反射面３ｂになっている板状の走査ミラー３ａを用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばポリゴンミラーのような、３つ以上の側面が反射面になっている走査ミラーを用いてもよい。また、発光素子１１からの測定光を走査する走査ミラーと、対象物５０からの反射光を走査する走査ミラーとが、別々に設けられてもよい。さらに、発光素子１１からの測定光と対象物５０からの反射光のうち、いずれか一方の光を水平方向または鉛直方向に走査する走査ミラーを用いてもよい。
また、以上の実施形態では、筐体１９内の上方に投光部１を設け、下方に受光部２を設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、筐体１９内の下方に投光部１を設け、上方に受光部２を設けてもよい。
また、以上の実施形態では、車両３０の前方に対して光を投受光するように、対象物検出装置１００を設置した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、車両３０の後方や側方に対して光を投受光するように、対象物検出装置１００を設置してもよい。また、車両３０における対象物検出装置１００の設置場所（前部、後部、側部）についても、適宜選択すればよい。
さらに、以上の実施形態では、車載用のレーザレーダから成る対象物検出装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途の対象物検出装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
１ 投光部
２ 受光部
３ａ 走査ミラー
３ｂ 反射面
３ｃ 投光用反射領域
３ｄ 受光用反射領域
３ｕ、３ｖ 鉛直方向の端部
５ａ 物体検出部（検出部）
１０ 投光路
１１ 発光素子
１３ 投光レンズ
１３ａ 入射面
１３ｂ 出射面
１３Ｌ、１３ｒ 水平方向の端部
１３ｕ、１３ｖ 鉛直方向の端部
１４ 光拡散部材
１４ｃ、１４ｄ シリンドリカルレンズ
１８ 透過カバー
１８ａ 入射面
１８ｂ 出射面
１８ｕ、１８ｖ 鉛直方向の端部
１９ 筐体
１９ａ 窓
２１ 受光素子
５０ 対象物
１００ 対象物検出装置
Ｌ、Ｌ１〜Ｌ４、Ｌａ、Ｌｍ、Ｌｔ、Ｌｓ 測定光
Ｘ 水平方向
Ｙ 鉛直方向
Ｚ 走査角度（所定範囲）

Claims (9)

  1. 所定範囲へ測定光を投光する投光部と、
    前記測定光の前記所定範囲にある対象物での反射光を受光する受光部と、
    前記受光部が受光状態に応じて出力する受光信号に基づいて、前記対象物または前記対象物までの距離を検出する検出部と、を備え、
    前記投光部は、前記測定光を発する発光素子と、該発光素子が発した前記測定光を透過させつつ拡散させる光拡散部材とを含み、
    前記受光部は、前記反射光を受光する受光素子を含む、対象物検出装置において、
    前記光拡散部材は、前記測定光が進行する投光路の鉛直方向または水平方向の端部に設けられている、ことを特徴とする対象物検出装置。
  2. 請求項１に記載の対象物検出装置において、
    前記光拡散部材は、前記投光路の上側の端部または下側の端部の少なくとも一方に設けられている、ことを特徴とする対象物検出装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載の対象物検出装置において、
    前記投光部および前記受光部を収納する筐体と、
    前記所定範囲に向かって開口するように前記筐体に設けられた窓と、をさらに備え、
    前記投光部は、
    前記発光素子から発せられた前記測定光を所定の方向の平行光に変換する投光レンズ、
    前記投光レンズから出射された前記測定光を反射して所定範囲に走査する走査ミラー、および
    前記窓を塞ぐように嵌合され、前記走査ミラーが反射した前記測定光を前記所定範囲側へ透過させる透過カバー、の少なくとも１つをさらに含み、
    前記光拡散部材は、前記投光レンズ、前記走査ミラー、および前記透過カバーの少なくとも１つにおける前記端部に設けられている、ことを特徴とする対象物検出装置。
  4. 請求項３に記載の対象物検出装置において、
    前記光拡散部材は、前記投光レンズまたは前記透過カバーにおける、前記測定光の入射面または出射面の前記端部に設けられている、ことを特徴とする対象物検出装置。
  5. 請求項３に記載の対象物検出装置において、
    前記走査ミラーは、前記投射光を反射する投光用反射領域と、前記反射光を反射する受光用反射領域とを有し、
    前記光拡散部材は、前記投光用反射領域の前記端部に設けられている、ことを特徴とする対象物検出装置。
  6. 請求項５に記載の対象物検出装置において、
    前記走査ミラーは、前記測定光と前記反射光とを水平方向に走査し、
    前記発光素子および前記受光素子は、それぞれ鉛直方向に複数配列され、
    前記光拡散部材は、前記発光素子が発した前記測定光のうち、前記投光路の上側の端部と下側の端部をそれぞれ進行する光を鉛直方向に拡散させる、ことを特徴とする対象物検出装置。
  7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の対象物検出装置において、
    前記光拡散部材は、湾曲面を有したシリンドリカルレンズから構成されている、ことを特徴とする対象物検出装置。
  8. 請求項７に記載の対象物検出装置において、
    前記シリンドリカルレンズは、前記湾曲面が波状に連続するように複数配列されている、ことを特徴とする対象物検出装置。
  9. 請求項８に記載の対象物検出装置において、
    前記複数のシリンドリカルレンズの曲率は異なっていて、前記投光路の中心から離れるほど大きくなっている、ことを特徴とする対象物検出装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021081234A (ja) * 2019-11-15 2021-05-27 株式会社リコー 光源装置、検出装置及び電子機器

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018176115A1 (en) * 2017-03-31 2018-10-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Apparatus and method for scanning and ranging with eye-safe pattern
DE102019216813A1 (de) * 2019-10-31 2021-05-06 Robert Bosch Gmbh Sendeeinheit für LIDAR-Vorrichtungen mit Nahfeldstrahlen und Fernfeldstrahlen
DE102019218005A1 (de) * 2019-11-22 2021-05-27 Robert Bosch Gmbh LIDAR-Sensor
DE102021100663A1 (de) * 2021-01-14 2022-07-14 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlung emittierende Vorrichtung, Messsystem mit der Strahlung emittierenden Vorrichtung und Fahrzeug mit dem Messsystem
EP4057024A1 (de) * 2021-03-12 2022-09-14 Leuze electronic GmbH + Co. KG Biaxialer optischer sensor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1096624A (ja) * 1996-09-20 1998-04-14 Omron Corp 測距装置
JP2002071808A (ja) * 2000-08-28 2002-03-12 Omron Corp 測距装置及びこれを使用した先行車検知システム並びに先行車追従システム
JP2003121546A (ja) * 2001-10-16 2003-04-23 Omron Corp 車載用レーダ装置
JP2007248225A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Omron Corp レーザビーム照射装置及び測距装置
US20170122728A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Hexagon Technology Center Gmbh Compensation of light intensity across a line of light providing improved measuring quality
JP2017090128A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 船井電機株式会社 測定装置
JP2017173258A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 富士通株式会社 距離測定装置、距離測定方法及びプログラム
JP2018004464A (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 車両用光学式レーダ装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2725938Y (zh) * 2004-07-19 2005-09-14 颖台科技股份有限公司 高均匀度发光的直下式背光模组结构
JP2007101342A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Omron Corp 距離測定装置
JP2014071029A (ja) 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP5683648B2 (ja) * 2013-03-27 2015-03-11 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 レーザレーダ装置
JP5752768B2 (ja) 2013-10-08 2015-07-22 株式会社キムラ 被覆具および内装方法
JP6709651B2 (ja) * 2016-03-24 2020-06-17 株式会社小糸製作所 車両用灯具、車両用灯具制御システムおよびこれらを備えた車両
CN105892066A (zh) * 2016-06-13 2016-08-24 凌云光技术集团有限责任公司 一种一字线激光发生装置
JP6849342B2 (ja) 2016-08-16 2021-03-24 株式会社小糸製作所 点灯回路および車両用灯具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1096624A (ja) * 1996-09-20 1998-04-14 Omron Corp 測距装置
JP2002071808A (ja) * 2000-08-28 2002-03-12 Omron Corp 測距装置及びこれを使用した先行車検知システム並びに先行車追従システム
JP2003121546A (ja) * 2001-10-16 2003-04-23 Omron Corp 車載用レーダ装置
JP2007248225A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Omron Corp レーザビーム照射装置及び測距装置
US20170122728A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-04 Hexagon Technology Center Gmbh Compensation of light intensity across a line of light providing improved measuring quality
JP2017090128A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 船井電機株式会社 測定装置
JP2017173258A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 富士通株式会社 距離測定装置、距離測定方法及びプログラム
JP2018004464A (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 車両用光学式レーダ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021081234A (ja) * 2019-11-15 2021-05-27 株式会社リコー 光源装置、検出装置及び電子機器
US11965981B2 (en) 2019-11-15 2024-04-23 Ricoh Company, Ltd. Light-source device, detection device, and electronic apparatus
JP7476519B2 (ja) 2019-11-15 2024-05-01 株式会社リコー 光源装置、検出装置及び電子機器

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