(57)【要約】【課題】構成要素の増加と光学窓の変質とを抑制しつつ、光学窓から水や水蒸気の冷却物を除去できるようにする。【解決手段】対象物検出装置は、鏡を回転させることにより、発光部から発せられた測定光を鏡で反射して所定範囲に走査し、この所定範囲にある対象物からの反射光を鏡で反射して受光部へ導き、信号処理部で処理された受光信号に基づいて対象物を検出する。鏡の回転角が、光を走査する走査角度範囲（θ１〜θ２、θ３〜θ４）にある場合は、発光部、受光部、および信号処理部が動作状態となる。鏡の回転角が、光を走査しない非走査角度範囲（θ２〜θ３、θ４〜θ１）にある場合は、周囲環境が低温状態になければ、発光部、受光部、および信号処理部を休止させるが、周囲環境が低温状態にあれば、発光部、受光部、および信号処理部の動作を継続させ、これらの各部の発熱により、光学窓に付着した氷や雪などを融解させて除去する。【選択図】図９
2020143982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を発する発光部と、
反射光を受光する受光部と、
鏡を回転させることにより、前記発光部から発せられた前記測定光を前記鏡で反射して所定範囲に走査し、または前記所定範囲にある対象物からの反射光を前記鏡で反射して前記受光部へ導くように走査する光走査部と、
前記鏡の回転角を検出する回転角検出部と、
受光状態に応じて前記受光部から出力された受光信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、
前記回転角検出部により検出された前記鏡の回転角に基づいて、前記発光部、前記受光部、前記光走査部、および前記信号処理部の動作を制御し、前記信号処理部から出力された受光信号に基づいて、前記対象物の有無または前記対象物までの距離を検出する制御部と、
光を透過させる透光性材料で形成され、前記測定光の出光口または前記反射光の入光口となる光学窓と、を備えた対象物検出装置において、
前記制御部は、
前記回転角検出部により検出された前記鏡の回転角が、前記所定範囲に対して前記測定光または前記反射光を走査する第１角度範囲にあるときは、前記発光部から前記測定光を発して、前記受光部から出力された前記受光信号を前記信号処理部により信号処理して、前記対象物の検出を行い、
前記回転角検出部により検出された前記鏡の回転角が、前記所定範囲に対して前記測定光または前記反射光を走査しない第２角度範囲にあるときは、周囲環境が所定の低温状態になければ、前記発光部、前記受光部、または前記信号処理部を休止させ、周囲環境が前記低温状態にあれば、前記発光部、前記受光部、または前記信号処理部の動作を継続させる、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の対象物検出装置において、
前記制御部は、前記信号処理部から出力された受光信号または温度センサにより検出された周囲の温度に基づいて、周囲環境が前記光学窓に水や水蒸気の冷却物が付着するような低温状態にあるか否かを判断する、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項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、
前記発光部、前記受光部、または前記信号処理部は、当該対象物検出装置に備わる他の電子部品より消費電力が大きい高発熱型電子部品を有し、
前記制御部は、前記鏡の回転角が前記第２角度範囲にあり、かつ周囲環境が前記低温状態にあるときに、前記高発熱型電子部品の動作を継続させる、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の対象物検出装置において、
前記発光部の前記高発熱型電子部品は、複数の発光素子を配列した発光モジュールを含み、
前記信号処理部の前記高発熱型電子部品は、前記受光部から出力されたアナログの受光信号をデジタルの受光信号に変換するアナログデジタルコンバータを含み、
前記制御部は、
前記鏡の回転角が前記第２角度範囲にあるときに、周囲環境が前記低温状態になければ、少なくとも前記発光モジュールと前記アナログデジタルコンバータを休止させ、周囲環境が前記低温状態にあれば、少なくとも前記発光モジュールと前記アナログデジタルコンバータの動作を継続させる、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の対象物検出装置において、
前記制御部は、前記鏡の回転角が前記第２角度範囲にあり、かつ周囲環境が前記低温状態にあるときに、前記発光部、前記受光部、または前記信号処理部の単位時間あたりの消費電力、温度センサにより検知された周囲の温度、または前記信号処理部から出力された前記受光信号に基づいて、前記発光部、前記受光部、または前記信号処理部の動作を選択的に継続させる、ことを特徴とする対象物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を投受光して対象物の有無や対象物までの距離を検出する対象物検出装置に関し、特に光の出光口または入光口となる光学窓に付着した水や水蒸気の冷却物を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のレーザレーダのような対象物検出装置は、発光部が発した測定光（レーザ光）を所定範囲に投光し、所定範囲にある対象物からの反射光を受光部で受光する。そして、受光状態に応じて受光部から出力される受光信号に対して、信号処理部により所定の信号処理を行い、該信号処理後の受光信号に基づいて、制御部が対象物の有無や対象物までの距離を検出する（たとえば、特許文献１〜４）。
【０００３】
対象物の検出範囲を広げるため、発光部には、レーザダイオードなどの発光素子が複数設けられ、受光部には、フォトダイオードなどの受光素子が複数設けられることがある。また、鏡を回転させることにより、発光部から発せられた測定光を鏡で反射して所定範囲に走査し、または所定範囲にある対象物からの反射光を鏡で反射して受光部へ導くように走査する光走査部が設けられることもある。この場合、制御部が、回転角検出部により検出した鏡の回転角に基づいて、発光部、受光部、光走査部、および信号処理部の動作を制御する。
【０００４】
対象物検出装置の光学系の部品や電気系の部品は、遮光性を有するケース内に収納されている。ケースには、光学窓が設けられている。光学窓は、光を透過させるガラスや樹脂などの透光性材料で構成され、ケースの内外に対する光の出光口または入光口となっている。この光学窓が対象物を検出する所定範囲側を向くように、対象物検出装置は車両などに取り付けられる。これにより、発光部から発せられた測定光が、光学窓を透過して、所定範囲に投光される。また、所定範囲にある対象物からの反射光が、光学窓を透過して、受光部で受光される。
【０００５】
一方、たとえば周囲の温度や光学窓の表面温度が低下した場合、光学窓に氷が付着したり、雪や霜などの氷の結晶が付着したり、光学窓が結露したりすることがある。このように光学窓に水や水蒸気の冷却物が付着すると、発光部からの測定光や対象物からの反射光が光学窓を透過し難くなって、対象物の検出性能が低下するおそれがある。そこで、たとえば特許文献３や特許文献４では、測定光や反射光の透過を妨げないように、光学窓に電気加熱導体を設けている。そして、電気加熱導体により光学窓を加熱して、光学窓から水や水蒸気の冷却物を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１６０６１０号公報
【特許文献２】特開平７−３５８５８号公報
【特許文献３】特表２０１５−５０６４５９号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２０１６／０１２５７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のように、光学窓から水や水蒸気の冷却物を除去するため、光学窓に電気的な加熱源を設けると、対象物検出装置の構成要素が増えて、コストが嵩んでしまう。また、加熱源から直接伝わる熱により、光学窓が変質して、光学窓の光透過率が低下し、対象物の検出性能が劣化するおそれがある。
【０００８】
本発明の課題は、構成要素の増加と光学窓の変質とを抑制しつつ、光学窓から水や水蒸気の冷却物を除去することができる対象物検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による対象物検出装置は、測定光を発する発光部と、反射光を受光する受光部と、鏡を回転させることにより、発光部から発せられた測定光を鏡で反射して所定範囲に走査し、または所定範囲にある対象物からの反射光を鏡で反射して受光部へ導くように走査する光走査部と、鏡の回転角を検出する回転角検出部と、受光状態に応じて受光部から出力された受光信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、回転角検出部により検出された鏡の回転角に基づいて、発光部、受光部、光走査部、および信号処理部の動作を制御し、信号処理部から出力された受光信号に基づいて、対象物の有無または対象物までの距離を検出する制御部と、光を透過させる透光性材料で形成され、測定光の出光口または反射光の入光口となる光学窓とを備える。制御部は、回転角検出部により検出された鏡の回転角が、所定範囲に対して測定光または反射光を走査する第１角度範囲にあるときは、発光部から測定光を発して、受光部から出力された受光信号を信号処理部により信号処理して、対象物の検出を行う。また制御部は、回転角検出部により検出された鏡の回転角が、所定範囲に対して測定光または反射光を走査しない第２角度範囲にあるときは、周囲環境が所定の低温状態になければ、発光部、受光部、または信号処理部を休止させ、周囲環境が低温状態にあれば、発光部、受光部、または信号処理部の動作を継続させる。
【００１０】
上記によると、周囲環境が低温状態にある場合は、鏡の回転角が光を走査する第１角度範囲にあるときだけでなく、光を走査しない第２角度範囲にあるときにも、発光部、受光部、または信号処理部が動作状態を維持する。このため、対象物検出装置に電気的な加熱源を追加したり、当該加熱源を光学窓に設置したりしなくても、既存の光走査部や回転角検出部や制御部に加えて、発光部、受光部、または信号処理部を動作させて発熱させることにより、光学窓を間接的に温めることができる。その結果、対象物検出装置の構成要素の増加と光学窓の変質とを抑制しつつ、氷、氷の結晶（雪や霜など）、または結露といった水や水蒸気の冷却物を光学窓から除去することが可能となる。また、周囲環境が低温状態にない場合は、鏡の回転角が第２角度範囲にあるときに、発光部、受光部、または信号処理部を休止させるので、対象物検出装置の消費電力を抑制することができる。
【００１１】
本発明では、上記対象物検出装置において、制御部は、信号処理部から出力された受光信号または温度センサにより検出された周囲の温度に基づいて、周囲環境が光学窓に水や水蒸気の冷却物が付着するような低温状態にあるか否かを判断してもよい。
【００１２】
また、本発明では、上記対象物検出装置において、発光部、受光部、または信号処理部は、当該対象物検出装置に備わる他の電子部品より消費電力が大きい高発熱型電子部品を含み、制御部は、鏡の回転角が第２角度範囲にあり、かつ周囲環境が低温状態にあるときに、上記高発熱型電子部品の動作を継続させてもよい。
【００１３】
また、本発明では、上記対象物検出装置において、発光部の高発熱型電子部品は、複数の発光素子を配列した発光モジュールを含み、信号処理部の高発熱型電子部品は、受光部から出力されたアナログの受光信号をデジタルの受光信号に変換するアナログデジタルコンバータを含み、制御部は、鏡の回転角が第２角度範囲にあるときに、周囲環境が低温状態になければ、少なくとも発光モジュールとアナログデジタルコンバータを休止させ、周囲環境が低温状態にあれば、少なくとも発光モジュールとアナログデジタルコンバータの動作を継続させてもよい。
【００１４】
さらに、本発明では、上記対象物検出装置において、制御部は、鏡の回転角が第２角度範囲にあり、かつ周囲環境が低温状態にあるときに、発光部、受光部、または信号処理部の単位時間あたりの消費電力、温度センサにより検出された周囲の温度、または信号処理部から出力された受光信号に基づいて、発光部、受光部、または信号処理部の動作を選択的に継続させてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、構成要素の増加と光学窓の変質とを抑制しつつ、光学窓から水や水蒸気の冷却物を除去することができる対象物検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による対象物検出装置の電気的構成図である。
【図２】図１のＬＤモジュールとＰＤアレイを示した図である。
【図３】図１の対象物検出装置の光学系の背面図である。
【図４Ａ】図１の対象物検出装置の光学系の投光経路を示した図である。
【図４Ｂ】図１の対象物検出装置の光学系の受光経路を示した図である。
【図５】図１の対象物検出装置の非低温時の投受光状態と受光信号の一例を示した図である。
【図６】図１の対象物検出装置の低温時の投受光状態と受光信号の一例を示した図である。
【図７】図３の光走査部の鏡による光の走査角度範囲と非走査角度範囲を示した図である。
【図８】第１実施形態による対象物検出装置の非低温時の各部の状態を示したタイムチャートである。
【図９】第１実施形態による対象物検出装置の低温時の各部の状態を示したタイムチャートである。
【図１０】図１の対象物検出装置の各部の動作時の消費電力を示した図である。
【図１１】第２実施形態による対象物検出装置の低温時でかつ光の非走査時の各部の状態を示した図である。
【図１２】第３実施形態による対象物検出装置の低温時でかつ光の非走査時の各部の状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、対象物検出装置１００の電気的構成図である。図２は、対象物検出装置１００に備わるＬＤモジュール３ａとＰＤアレイ６ａを示した図である。
【００１９】
対象物検出装置１００は、たとえば自動四輪車から成る車両に搭載された光学式のレーザレーダから成る。対象物検出装置１００が検出する対象物は、他の車両、人、道路（路面）、またはその他の物体である。
【００２０】
対象物検出装置１００の制御部１は、ＣＰＵなどから成り、各部の動作を制御する。記憶部２は、揮発性や不揮発性のメモリから成る。記憶部２には、制御部１が対象物検出装置１００の各部を制御するための情報や、対象物を検出するための情報などが記憶されている。
【００２１】
インタフェイス８は、車両に搭載された他の装置（図示省略）と通信したり、温度センサ９の出力を受信したりするための通信回路から成る。温度センサ９は、車両に搭載されていて、車両の外気温、対象物検出装置１００の近傍の温度、または後述する対象物検出装置１００のケース１１（図３など）内の温度を検出する。温度センサ９は、対象物検出装置１００に設けてもよいし、対象物検出装置１００と別に設けてもよい。
【００２２】
発光部３には、ＬＤモジュール３ａと、ＬＤドライバ３ｂが設けられている。ＬＤモジュール３ａには、光源であるＬＤ（レーザダイオード）と、ＬＤを発光させるためのキャパシタ３ｃが含まれている。ＬＤは、高出力光パルスを発する発光素子である。図１では、便宜上、ＬＤとキャパシタ３ｃのブロックをそれぞれ１つ示しているが、ＬＤモジュール３ａには、図２に示す複数のＬＤ１〜ＬＤ８が設けられ、該ＬＤ１〜ＬＤ８に対応するように複数のキャパシタ３ｃが設けられている（キャパシタの詳細図示省略）。ＬＤ１〜ＬＤ８は、鉛直方向Ｚに配列されている。以下、ＬＤ１〜ＬＤ８をまとめてＬＤと表記する。ＬＤモジュール３ａは、本発明の「発光モジュール」の一例である。
【００２３】
図１のＬＤドライバ３ｂは、ＬＤモジュール３ａの各キャパシタ３ｃを充電し、各ＬＤを発光させる。制御部１は、ＬＤドライバ３ｂを駆動して、各ＬＤの発光動作と各キャパシタ３ｃの充電動作を制御する。具体的には、制御部１は、各ＬＤを発光させて、所定範囲に測定光（レーザ光）を投射する。また、制御部１は、各ＬＤの発光を停止させて、各キャパシタ３ｃを充電する。
【００２４】
光走査部４には、モータ４ｃとモータドライバ４ｄが設けられている。モータ４ｃは、ブラシレスモータから成り、後述する鏡４ａ（図３など）を回転させるための駆動源である。モータドライバ４ｄは、モータ４ｃを駆動する。制御部１は、モータドライバ４ｄによりモータ４ｃを回転させることにより、鏡４ａも回転させる。
【００２５】
回転角検出部５は、たとえばモータ４ｃに流れる電流のリプルに基づいて、モータ４ｃの回転状態（回転数や回転角など）と、モータ４ｃに同期した鏡４ａの回転角とを検出する。他の例として、モータ４ｃの近傍に設けられたエンコーダからの出力信号に基づいて、鏡４ａの回転角を検出する回転角検出部を設けてもよい。制御部１は、回転角検出部５により検出したモータ４ｃの回転状態と鏡４ａの回転角に基づいて、発光部３と光走査部４と、後述する受光部６と信号処理部７の動作を制御する。
【００２６】
受光部６には、ＰＤアレイ６ａ、アンプ６ｂ、およびＭＵＸ（マルチプレクサ）６ｃが含まれている。ＰＤアレイ６ａには、受光素子であるＰＤ（フォトダイオード）が設けられている。図１では、便宜上、ＰＤのブロックを１つだけ示しているが、ＰＤアレイ６ａには、図２に示す複数のＰＤ１〜ＰＤ３２が設けられている。これらのＰＤ１〜ＰＤ３２は、鉛直方向Ｚに配列されている。図２の例では、各ＬＤ１〜ＬＤ８に４つずつ対応するように、ＰＤ１〜ＰＤ３２は設けられている。以下、ＰＤ１〜ＰＤ３２をまとめてＰＤと表記する。
【００２７】
図１では、便宜上、アンプ６ｂのブロックを１つだけ示しているが、アンプ６ｂはＰＤ１〜ＰＤ３２に対応するように複数設けられている。各ＰＤは、光を受光することにより、該受光状態に応じた電流（受光信号）を出力する。各アンプ６ａは、対応するＰＤに流れた電流を電圧信号に変換して、ＭＵＸ６ｃへ出力する。ＭＵＸ６ｃは、各アンプの出力信号を選択し、信号処理部７へ出力する。
【００２８】
信号処理部７は、ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）７ａを含み、ＭＵＸ６ｃから出力されるアナログ信号を、高速でデジタル信号に変換して、制御部１に出力する。具体的には、ＡＤＣ７ａは、ＭＵＸ６ｃからの出力信号が所定の閾値より大きい場合、該出力信号をデジタルの「１」信号に変換して、制御部１に出力する。また、ＡＤＣ７ａは、ＭＵＸ６ｃからの出力信号が閾値以下である場合、デジタルの「０」信号を制御部１に出力する。
【００２９】
上記のように信号処理部７から出力されるデジタル信号は、各ＰＤの受光状態に応じた受光信号である。つまり、信号処理部７は、受光状態に応じて受光部６から出力された受光信号に対して所定の信号処理を行う。
【００３０】
制御部１は、受光部６と信号処理部７の動作を制御する。詳しくは、たとえば制御部１は、ＬＤモジュール３ａの各ＬＤを順次発光させることにより、所定範囲に測定光を投射し、所定範囲にある対象物Ｑ（図４Ａなど）からの反射光を受光部６のＰＤアレイ６ａの対応する各ＰＤで順次受光する。その受光状態に応じて各ＰＤから出力される受光信号を、制御部１は、アンプ６ｂとＭＵＸ６ｃにより信号処理する。さらに、制御部１は、ＭＵＸ６ｃからの出力信号を、信号処理部７により信号処理する。そして、制御部１は、信号処理部７から出力されたデジタル信号に基づいて、対象物Ｑの有無と対象物Ｑまでの距離を検出する。対象物Ｑまでの距離は、制御部１がＴＯＦ（Time of Flight）法により算出する。
【００３１】
上述した電気的構成要素１〜８は動作時に発熱する。そのうち、発光部３、光走査部４、受光部６、および信号処理部７の消費電力は、制御部１、記憶部２、回転角検出部５、およびインタフェイス８の消費電力より大きい。このため、発光部３、光走査部４、受光部６、および信号処理部７の発熱量は、制御部１、記憶部２、回転角検出部５、およびインタフェイス８の発熱量より多い。
【００３２】
特に、発光部３のＬＤモジュール３ａ、ＬＤドライバ３ｂ、光走査部４のモータ４ｃ、モータドライバ４ｄ、受光部６のＰＤアレイ６ａ、アンプ６ｂ、および信号処理部７は、駆動頻度が高くて、消費電力が大きいので、発熱量が他部より多い。また、ＬＤモジュール３ａの各ＬＤや信号処理部７は、ＰＤアレイ６ａの各ＰＤや各アンプ６ｂよりも発熱量が多い。発光部３は、ＬＤモジュール３ａやＬＤドライバ３ｂなどの高発熱型電子部品を含んでいる。受光部６は、ＰＤアレイ６ａやアンプ６ｂなどの高発熱型電子部品を含んでいる。信号処理部７は、ＡＤＣ７ａなどの高発熱型電子部品を含んでいる。
【００３３】
図３は、対象物検出装置１００の光学系の背面図である。図４Ａは、対象物検出装置１００の光学系の投光経路を示した図である。図４Ｂは、対象物検出装置１００の光学系の受光経路を示した図である。
【００３４】
図４Ａおよび図４Ｂは、対象物検出装置１００の内部を上方から見た状態を示している。図３は、対象物検出装置１００の内部を後方（図４Ａで下側）から見た状態を示している。
【００３５】
対象物検出装置１００のケース１１は、光を透過させない合成樹脂により箱型に形成されている。ケース１１の前面には、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、光学窓１２が設けられている。光学窓１２は、光を透過させる合成樹脂またはガラスなどの透光性材料により形成されている。光学窓１２は、ケース１１の内外に対する光の入光口および出光口となっている。
【００３６】
光学窓１２が車両の前方、後方、または左右側方を向き、ケース１１の短辺方向が鉛直方向（上下方向）Ｚと平行になるように、対象物検出装置１００は、車両の前部、後部、または左右側部に設置される。
【００３７】
図３〜図４Ｂに示すように、ケース１１内には、ＬＤモジュール３ａ、投光レンズ１４、光走査部４、反射鏡１５、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＰＤアレイ６ａといった光学系部品が収納されている。図１に示した他の電子部品もケース１１内に収納されている（詳細図示省略）。なお、図４Ｂでは、便宜上、ＬＤモジュール３ａと投光レンズ１４の図示を省略している。
【００３８】
ＬＤモジュール３ａ、投光レンズ１４、および光走査部４は、投光光学系である。光走査部４、反射鏡１５、反射鏡１７、受光レンズ１６、およびＰＤアレイ６ａは、受光光学系である。ＬＤモジュール３ａ、投光レンズ１４、光走査部４のモータ４ｃ、反射鏡１５、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＰＤアレイ６ａは、ケース１１内に固定されている。
【００３９】
図３に示すように、対象物検出装置１００の中央上部には、ＬＤモジュール３ａが配置されている。ＬＤモジュール３ａに含まれる各ＬＤの発光側（図３〜図４Ｂで左側）には、投光レンズ１４が配置されている。投光レンズ１４に対してＬＤモジュール３ａと反対側には、光走査部４が配置されている。
【００４０】
光走査部４は、光偏向器とも呼ばれていて、鏡４ａ、モータ４ｃ、およびモータドライバ４ｄ（図１）などを有している。モータ４ｃの回転軸４ｊ（図３）の上端部には、鏡４ａが連結されている。鏡４ａは、板状に形成された両面鏡から成る。すなわち、鏡４ａの表面４ｅと裏面４ｆ（図４Ａおよび図４Ｂ）は、反射面になっている。モータ４ｃの回転軸４ｊに連動して、鏡４ａは回転する。モータ４ｃの回転軸４ｊは、鉛直方向Ｚと平行になっている。
【００４１】
対象物検出装置１００の中央下部には、ＰＤアレイ６ａが配置されている。ＰＤアレイ６ａに対して光走査部４と反対側には、反射鏡１５、受光レンズ１６、および反射鏡１７が配置されている。ＰＤアレイ６ａ、反射鏡１５、受光レンズ１６、および反射鏡１７は、ＬＤモジュール３ａより下方に配置されている。
【００４２】
図４Ａなどに示すように、ＰＤアレイ６ａに含まれる各ＰＤの受光側（図３〜図４Ｂで右側）には、反射鏡１７が所定の角度で傾斜するように配置されている。反射鏡１７の前方（光学窓１２側）には、反射鏡１５が所定の角度で傾斜するように配置されている。反射鏡１７と反射鏡１５の間には、受光レンズ１６が配置されている。
【００４３】
図４Ａには、投光光学系の投光経路を１点鎖線の矢印で示している。まず、ＬＤモジュール３ａのＬＤから測定光が発せられる。すると、その測定光は、投光レンズ１４により拡がりなどを調整されて、光走査部４の鏡４ａの表面４ｅまたは裏面４ｆの中央より上部に当たる。この際、モータ４ｃが回転して、鏡４ａの向きが変化し、鏡４ａの表面４ｅまたは裏面４ｆが所定範囲Ｅ側に面する。これにより、ＬＤからの測定光が投光レンズ１４を透過した後、表面４ｅまたは裏面４ｆの上部で反射して、光学窓１２の中央より上部を透過し、外方にある所定範囲Ｅに走査される。
【００４４】
図４Ａおよび図４Ｂにハッチングで示す所定範囲Ｅは、対象物検出装置１００が光を走査して投受光する範囲のうち、対象物検出装置１００の近傍部分における範囲を示している。鏡４ａの回転軸４ｊが鉛直方向Ｚと平行に配置されているため、光走査部４は測定光と反射光を水平面内の所定の角度範囲Ｈで走査する。また、ＬＤとＰＤがそれぞれ鉛直方向Ｚに複数配列されているため（図２）、測定光と反射光は鉛直面内の所定の角度範囲で投受光される。
【００４５】
図４Ａに示すように、所定範囲Ｅに対象物Ｑが存在する場合、対象物検出装置１００から所定範囲Ｅへ投光された光が、対象物Ｑで反射する。図４Ｂには、その対象物Ｑによる反射光を対象物検出装置１００で受光する場合の、受光光学系の受光経路を２点鎖線の矢印で示している。
【００４６】
図４Ｂにおいて、対象物検出装置１００から投光された測定光の対象物Ｑによる反射光は、光学窓１２を透過して、光走査部４の鏡４ａの表面４ｅまたは裏面４ｆの中央より下部に当たる。この際、モータ４ｃが回転して、鏡４ａの向きが変化し、表面４ｅまたは裏面４ｆが所定範囲Ｅ側に面する。これにより、対象物Ｑで反射して、光学窓１２の中央より下部を透過した反射光が、表面４ｅまたは裏面４ｆの下部で反射して、反射鏡１５へ導かれる。つまり、光走査部４は、所定範囲Ｅに存在する対象物Ｑからの反射光を反射鏡１５側へ偏向する。そして、光走査部４により反射鏡１５に導かれた反射光は、該反射鏡１５で反射して、受光レンズ１６に入射し、該受光レンズ１６で集光および調整された後、さらに反射鏡１７で反射して、ＰＤアレイ６ａのＰＤにより受光される。
【００４７】
上記の反射光の受光状態に応じてＰＤから出力される受光信号は、受光部６ａのアンプ６ｂ、ＭＵＸ６ｃ、および信号処理部７で信号処理される。そして、この処理後の受光信号に基づいて、制御部１が対象物Ｑの有無と対象物Ｑまでの距離を検出する。
【００４８】
図５は、対象物検出装置１００の非低温時の投受光状態と受光信号の一例を示した図である。図６は、対象物検出装置１００の低温時の投受光状態と受光信号の一例を示した図である。
【００４９】
図５および図６の（ａ）では、対象物検出装置１００の光学系を側方（図３〜図４Ｂで左側）から見た状態を模式的に示し、反射鏡１５、１７の図示を省略している。図５および図６の（ｂ）では、横軸を時間とし、縦軸を信号レベルとして、受光部６から出力される受光信号の変化を示している。
【００５０】
図５（ａ）に示すように、周囲環境が低温状態になく、光学窓１２に何も異物が付着してないときは、１点鎖線の矢印で示すように、ＬＤモジュール３ａのＬＤから発せられた測定光が、投光レンズ１４と光走査部４の鏡４ａを経由した後、光学窓１２を透過して、所定範囲Ｅ（図４Ａ）へ投光される。そして、所定範囲Ｅにある対象物Ｑからの反射光が、２点鎖線の矢印で示すように光学窓１２を透過した後、光走査部４の鏡４ａと受光レンズ１６などを経由して、ＰＤアレイ６ａのＰＤで受光される。これにより、図５（ｂ）に示すように、受光部６から出力される受光信号には、対象物Ｑに基づくパルス状の反射光信号が含まれる。
【００５１】
一方、周囲環境が低温状態にあって、対象物検出装置１００の周囲の気温や光学窓１２の表面温度が低下することで、図６（ａ）に示すように、水や水蒸気の冷却物Ｇが光学窓１２に付着することがある。なお、図６（ａ）では、冷却物Ｇが氷または氷の結晶（雪や霜など）であって、これらが光学窓１２の表面（鏡４ａと反対側の面）に付着した例を示しているが、冷却物Ｇが結露である場合は、光学窓１２の裏面（鏡４ａ側の面）に付着する（図示省略）。
【００５２】
上記のような冷却物Ｇが光学窓１２に付着した場合、図６（ａ）に示すように、ＬＤモジュール３ａのＬＤから発せられた測定光のうち、一部光が光学窓１２と冷却物Ｇで乱反射して、その反射光が光走査部４の鏡４ａと受光レンズ１６などを経由して、ＰＤアレイ６ａのＰＤで受光される。また、別の一部光が光学窓１２と冷却物Ｇを透過して、所定範囲Ｅへ投光される。そして、その一部光の対象物Ｑからの反射光が、光学窓１２と冷却物Ｇを透過して、光走査部４の鏡４ａと受光レンズ１６などを経由し、ＰＤアレイ６ａのＰＤで受光される。このため、図６（ｂ）に示すように、受光部６から出力される受光信号には、冷却物Ｇに基づくパルス状の反射光信号と、対象物Ｑに基づくパルス状の反射光信号とが含まれる。冷却物Ｇが光学窓１２の裏面に付着した場合も、上記と同様に測定光と反射光が投受光され、受光部６からの受光信号に、冷却物Ｇに基づくパルス状の反射光信号と、対象物Ｑに基づくパルス状の反射光信号とが含まれる。
【００５３】
上記の冷却物Ｇに基づく反射光信号や、対象物Ｑに基づく反射光信号を含んだ受光信号は、受光部６から信号処理部７を介して制御部１に入力される。制御部１は、当該受光信号に含まれる反射光信号に基づいて、反射光の受光時刻を検出する。そして、制御部１は、元の測定光の投射時刻から、上記反射光の受光時刻までの時間（光の飛行時間）を算出し、該時間に基づいて距離を算出する（ＴＯＦ（Time of Flight）法）。さらに、制御部１は、算出した距離が、ＬＤから光学窓１２までに相当する所定の距離より長ければ、対象物Ｑが有ると判断して、当該距離を対象物Ｑまでの距離として、記憶部２に記録する。また、制御部１は、光学窓１２に水や水蒸気の冷却物Ｇが付着するような低温状態にないと判断し、該判断結果を記憶部２に記録する。
【００５４】
制御部１の算出した距離が所定の距離以下であった場合、光学窓１２に冷却物Ｇが付着していることが考えられるが、これ以外に、熱により融解または蒸発しない汚れが光学窓１２に付着していることも考えられる。然るに、光学窓１２に冷却物Ｇが付着した場合より、光学窓１２に汚れが付着した場合の方が、測定光が光学窓１２を透過し難くなる。そして、冷却物Ｇに基づく反射光信号の強度より、汚れに基づく反射光信号の強度の方が強くなる。
【００５５】
そこで、制御部１は、算出した距離が所定の距離以下であれば、反射光信号の強度（反射光信号の振幅またはパルス幅）を検出する。そして、制御部１は、検出した反射光信号の強度が所定値以下であれば、光学窓１２に水や水蒸気の冷却物Ｇが付着するような低温状態にあると判断し、該判断結果を記憶部２に記録する。
【００５６】
また、制御部１は、算出した距離が所定の距離以下であって、かつ反射光信号の強度が所定値より大きければ、光学窓１２に水や水蒸気の冷却物Ｇが付着するような低温状態にないと判断する。この場合、制御部１が、光学窓１２の汚れを検知してもよい。そして、制御部１は、これらの結果を記憶部２に記録する。
【００５７】
他の例として、温度センサ９（図１）により検出された周囲の温度に基づいて、制御部１が、低温状態にあるか否かを判断してもよい。具体的には、対象物検出装置１００の周囲の温度が氷点下まで低下すると、光学窓１２に氷や氷の結晶物が付着する。このため、たとえば制御部１は、温度センサ９により検出した対象物検出装置１００の周囲の温度が氷点下であった場合に、低温状態にあると判断し、当該周囲の温度が０℃より高かった場合に、低温状態にないと判断する。
【００５８】
また、光学窓１２の表面温度が、ケース１１内の露点温度より低くなると、光学窓１２に結露が生じる。このため、たとえば温度センサ９により、ケース１１内の温度と光学窓１２の表面温度とを検出する。そして、制御部１が、ケース１１内の温度に基づいて、ケース１１内の露点温度を算出し、光学窓１２の表面温度が当該露点温度以下の場合に、低温状態にあると判断し、光学窓１２の表面温度が当該露点温度より高い場合に、低温状態にないと判断する。
【００５９】
さらに、受光部６から信号処理部７を介して出力される受光信号と、温度センサ９の検出温度とに基づいて、制御部１が、光学窓１２に低温状態にあるか否かを判断してもよい。具体的には、たとえば制御部１が、受光信号に基づいて算出した距離が所定の距離以下であり、かつ温度センサ９の検出温度が所定温度以下の場合に、低温状態にあると判断する。また、制御部１は、受光信号に基づいて算出した距離が所定の距離より長かったり、温度センサ９の検出温度が所定温度より高かったりした場合に、低温状態にないと判断する。
【００６０】
図７は、光走査部４の鏡４ａによる光の走査角度範囲と非走査角度範囲を示した図である。図７では、鏡４ａが原点θ０から１回転する間の回転角を示している。
【００６１】
鏡４ａの原点θ０は、たとえば図４Ａに破線で示す鏡４ａ（０）の状態である。このとき、鏡４ａの表面４ｅと裏面４ｆがＬＤからの光の光軸（１点鎖線）に対して垂直になる。モータ４ｃを駆動することにより、鏡４ａは所定の回転数（等速）で一方向（図４Ａ、図４Ｂ、および図７で反時計回り）に回転し続ける。
【００６２】
鏡４ａの回転角が、原点θ０（回転角０°）より所定角度回転した角度θ１（たとえば１０°）から、さらに所定角度回転した角度θ２（たとえば８０°）までの間にあるときは、鏡４ａの表面４ｅが所定範囲Ｅに面する。このため、ＬＤから発せられた測定光と対象物Ｑで反射した反射光が、鏡４ａの表面４ｅで反射されて、所定範囲Ｅに対して走査される。つまり、回転角θ１〜θ２は、鏡４ａの表面４ｅによる走査角度範囲（第１角度範囲）である。
【００６３】
また、鏡４ａの回転角が、角度θ２より所定角度回転した角度θ３（たとえば１９０°）から、さらに所定角度回転した角度θ４（たとえば２６０°）までの間にあるときは、鏡４ａの裏面４ｆが所定範囲Ｅに面する。このため、ＬＤから発せられた測定光と対象物Ｑで反射した反射光が、鏡４ａの裏面４ｆで反射されて、所定範囲Ｅに対して走査される。つまり、回転角θ３〜θ４は、鏡４ａの裏面４ｆによる走査角度範囲（第１角度範囲）である。
【００６４】
その他の角度範囲θ２〜θ３（角度θ２より大きくて角度θ３より小さい角度範囲）と角度範囲θ４〜θ１（角度θ４より大きい角度範囲と角度θ１より小さい角度範囲、原点θ０を含む）は、測定光と反射光が鏡４ａにより所定範囲Ｅに対して走査されない非走査角度範囲（第２角度範囲）である。
【００６５】
図８は、第１実施形態による対象物検出装置１００の非低温時の各部の状態を示したタイムチャートである。図９は、第１実施形態による対象物検出装置１００の低温時の各部の動作を示したタイムチャートである。
【００６６】
図８および図９では、光走査部４の鏡４ａが原点θ０から１回転する間の各部の動作を示している。
【００６７】
対象物検出装置１００の動作中は、図８および図９に示すような態様で、制御部１が各部の動作の制御を継続する。これにより、光走査部４のモータ４ｃが駆動され続けて、鏡４ａが回転し続け、回転角検出部５が鏡４ａの回転角を検出し続ける。このため、制御部１、光走査部４、および回転角検出部５は、常時動作状態となって発熱する。
【００６８】
鏡４ａの回転中に、当該鏡４ａの回転角が走査角度範囲θ１〜θ２に入ると、制御部１が、発光部３による測定光の発光動作、受光部６による反射光の受光動作、および信号処理部７による受光信号の信号処理動作を実行する。これにより、鏡４ａの表面４ｅにより測定光と反射光が所定範囲Ｅに対して走査され、制御部１が、信号処理部７から出力された受光信号に基づいて、対象物Ｑの有無と対象物Ｑまでの距離の検出を実行する。また、発光部３、受光部６、および信号処理部７が、動作状態となって発熱する。
【００６９】
制御部１は、信号処理部７から出力された受光信号または温度センサ９の検出温度に基づいて、光学窓１２に冷却物Ｇが付着するような低温状態にないと判断した場合、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３に入ると、図８に示すように、発光部３の発光動作、受光部６の受光動作、および信号処理部７の信号処理動作を休止する。つまり、発光部３、受光部６、および信号処理部７が停止状態となる。
【００７０】
そして、鏡４ａの回転角が走査角度範囲θ３〜θ４に入ると、制御部１が再び、発光部３の発光動作、受光部６の受光動作、および信号処理部７の信号処理動作を実行する。これにより、鏡４ａの裏面４ｆにより測定光と反射光が所定範囲Ｅに対して走査され、制御部１が、信号処理部７から出力された受光信号に基づいて、対象物Ｑの有無と対象物Ｑまでの距離の検出を実行する。また、発光部３、受光部６、および信号処理部７が、動作状態となって発熱する。
【００７１】
さらに、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ４〜θ１に入ると、低温状態にない場合は、制御部１が、発光部３の発光動作、受光部６の受光動作、および信号処理部７の信号処理動作を休止する。つまり、発光部３、受光部６、および信信号処理部７が停止状態となる。
【００７２】
鏡４ａの表面４ｅまたは裏面４ｆによる光の走査時（走査角度範囲θ１〜θ２、θ３〜θ４）は、上記のように各部が動作することで、対象物検出装置１００の消費電力が２０Ｗとなる。そして、鏡４ａによる光の非走査時（走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１）は、上記のように制御部１と光走査部４と回転角検出部５は動作し続けるが、発光部３と受光部６と信号処理部７が休止するので、対象物検出装置１００の消費電力が１０Ｗとなる。このため、鏡４ａの１回転あたりの対象物検出装置１００の平均の消費電力は１５Ｗとなる。
【００７３】
一方、制御部１は、信号処理部７から出力された受光信号または温度センサ９の検出温度に基づいて、光学窓１２に冷却物Ｇが付着するような低温状態にあると判断した場合、図９に示すように各部を制御する。詳しくは、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１に入っても、制御部１は、発光部３の発光動作、受光部６の受光動作、および信号処理部７の信号処理動作を休止せずに、実行し続ける。これにより、発光部３、受光部６、および信号処理部７は、動作を継続して発熱し続ける。
【００７４】
上記のように、低温状態で発光部３、受光部６、および信号処理部７が動作し続けることで、鏡４ａによる光の走査時および非走査時に、対象物検出装置１００の消費電力がそれぞれ２０Ｗとなる。このため、鏡４ａの１回転あたりの対象物検出装置１００の平均の消費電力は２０Ｗとなる。
【００７５】
図８のように、平均の消費電力が１５Ｗとなるように各部を動作させた場合、ケース１１内の温度は外気温より約２０℃高くなる。そして、このケース１１内の温度が光学窓１２に伝わると、光学窓１２の表面温度は外気温より約１０℃高くなる。然るに、外気温が−１０℃以下であった場合、図８に示すように各部を動作させても、光学窓１２の表面温度は０℃以下になるので、光学窓１２に付着した冷却物Ｇ（この場合は氷や氷の結晶）が除去されない。
【００７６】
一方、図９のように、平均の消費電力が２０Ｗとなるように各部を動作させると、ケース１１内の温度が外気温より約３０℃高くなる。そして、このケース１１内の温度が光学窓１２に伝わると、光学窓１２の表面温度が外気温より約２０℃高くなる。このため、外気温が−２０℃より高ければ、図９に示すように各部を動作させることで、光学窓１２の表面温度が０℃より高くなるので、光学窓１２に付着した冷却物Ｇ（この場合も氷や氷の結晶）が融解して除去される。
【００７７】
前述した低温状態か否かの当否判断は、対象物検出装置１００の起動後の鏡４ａの回転前、または鏡４ａの最初の１回転中もしくは１回転直後に、制御部１が実行する。その後、鏡４ａが１回転する毎、または鏡４ａが所定回数（複数回）回転する毎に、制御部１が再び低温状態の当否判断を実行する。また、鏡４ａの表面４ｅまたは裏面４ｆによる走査時に、制御部１が、信号処理部７から出力される受光信号に基づいて、低温状態の当否判断を実行してもよい。また、制御部１が、低温状態にあると判断してから、鏡４ａが所定回数回転するまでの間だけ、または所定時間が経過するまでの間だけ、鏡４ａによる光の走査時と非走査時に発光部３と受光部６と信号処理部７の動作を継続させてもよい。
【００７８】
以上の実施形態によると、周囲環境が低温状態にある場合は、鏡４ａの回転角が走査角度範囲θ１〜θ２、θ３〜θ４にあるときだけでなく、非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときにも、発光部３、受光部６、および信号処理部７が動作状態を維持する（図９）。このため、対象物検出装置１００に電気的な加熱源を追加したり、当該加熱源を光学窓１２に設置したりしなくても、既存の光走査部４や回転角検出部５や制御部１に加えて、発光部３、受光部６、および信号処理部７を動作させて発熱させることにより、光学窓１２を間接的に温めることができる。その結果、対象物検出装置１００の構成要素の増加と光学窓１２の変質とを抑制しつつ、氷、氷の結晶（雪や霜など）、または結露といった水や水蒸気の冷却物Ｇを光学窓１２から除去することが可能となる。また、周囲環境が低温状態にない場合は、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときに、発光部３、受光部６、および信号処理部７を休止させるので（図８）、対象物検出装置１００の消費電力を抑制することができる。
【００７９】
また、以上の実施形態では、制御部１が、信号処理部７からの受光信号または温度センサ９の検出温度に基づいて、光学窓１２に水や水蒸気の冷却物Ｇが付着するような低温状態にあるか否かを判断している。このため、光学窓１２に氷、雪、霜などが付着したり、光学窓１２に結露が生じたりしたときに、周囲環境が低温状態にあることを容易かつ確実に検出することができる。そして、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときも、発光部３と受光部６と信号処理部７を動作状態にして、それらの発熱を継続させることができる。その結果、光学窓１２を間接的に温めて、光学窓１２に付着した冷却物Ｇを確実に除去することが可能となる。また、光学窓１２に冷却物Ｇが付着するような低温状態にない場合は、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときに、発光部３と受光部６と信号処理部７を休止させて、消費電力を抑制することができる。
【００８０】
また、制御部１が温度センサ９の検出温度だけに基づいて、低温状態にあると判断した場合には、対象物検出装置１００の起動後の鏡４ａの１回転目から、発光部３と受光部６と信号処理部７を動作状態に維持して、それらの発熱を継続させることができる。また、制御部１が信号処理部７からの受光信号に基づいて、低温状態にあるか否かを判断する場合には、光学窓１２に冷却物Ｇが付着しているときに、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１に入ると、発光部３と受光部６と信号処理部７を動作状態に維持して、それらの発熱を継続させることができる。そしてその後、光学窓１２が温まって、冷却物Ｇが除去されたときに、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１に入ると、発光部３と受光部６と信号処理部７を休止させて、消費電力を抑制することができる。
【００８１】
また、以上の実施形態では、発光部３は、ＬＤモジュール３ａやＬＤドライバ３ｂなどの高発熱型電子部品を含んでいる。受光部６は、ＰＤアレイ６ａやアンプ６ｂなどの高発熱型電子部品を含んでいる。また、信号処理部７も、ＡＤＣ７ａなどの高発熱型電子部品を含んでいる。そして、これらの高発熱型電子部品は、他の電子部品より消費電力が大きく、動作中は発熱して高温となる。このため、周囲環境が低温状態にある場合に、発光部３、受光部６、および信号処理部７が動作状態を維持することで、これらの各部が発熱を続けて光学窓１２をより効果的に温め、光学窓１２から冷却物Ｇを除去することができる。特に、発光部３のＬＤモジュール３ａと信号処理部７は、対象物検出装置１００の他の電子部品より動作中の発熱量が多いので、ＬＤモジュール３ａと信号処理部７を動作させて発熱させることで、光学窓１２を効率良く温め、光学窓１２から冷却物Ｇを除去し易くすることができる。また、低温状態になく、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にある場合に、発光部３、受光部６、および信号処理部７を休止させることで、対象物検出装置１００の消費電力をより抑制することができる。
【００８２】
さらに、以上の実施形態では、対象物検出装置１００の単位時間あたりの消費電力を考慮して、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあり、かつ周囲環境が低温状態にあるときに、消費電力の大きい発光部３と受光部６と信号処理部７の動作を継続させている。このため、対象物検出装置１００の各部からの発熱により、光学窓１２に付着した冷却物Ｇを確実に除去することができる。
【００８３】
上述した第１実施形態では、低温状態でかつ鏡４ａによる光の非走査時に、発光部３と受光部６と信号処理部７の動作を継続させたが、以降の実施形態のように、発光部３と受光部６と信号処理部７の単位時間あたりの消費電力、温度センサ９の検出温度、または信号処理部７からの受光信号に基づいて、発光部３、受光部６、または信号処理部７の動作を選択的に継続させてもよい。
【００８４】
図１０は、対象物検出装置１００の各部の動作時の消費電力を示した図である。単位時間あたりの発光部３による測定光の発光動作時の、ＬＤモジュール３ａの消費電力はＷａであり、ＬＤドライバ３ｂの消費電力はＷｂである。単位時間あたりの受光部６による反射光の受光動作時の、ＰＤアレイ６ａの消費電力はＷｃであり、アンプ６ｂの消費電力はＷｄであり、ＭＵＸ６ｃの消費電力はＷｅである。単位時間あたりの信号処理部７の消費電力はＷｆである。
【００８５】
発光部３全体の消費電力Ｗａ＋Ｗｂと信号処理部７の消費電力Ｗｆは、受光部６全体の消費電力Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｅより大きい（Ｗａ＋Ｗｂ＞Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｅ、Ｗｆ＞Ｗｃ＋Ｗｄ＋Ｗｅ）。また、ＬＤモジュール３ａの消費電力Ｗａと信号処理部７の消費電力Ｗｆは、他の電子部品の消費電力Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ、Ｗｅより大きい。さらに、動作時の消費電力が高い電子部品ほど、動作時の発熱量が多くなる。上記各電子部品の消費電力Ｗａ〜Ｗｆの情報は、記憶部２に記憶されている。以降の実施形態では、制御部１が、当該消費電力の情報を参照して、発光部３、受光部６、または信号処理部７を選択的に動作させる。
【００８６】
図１１は、第２実施形態による対象物検出装置１００の、低温時でかつ光の非走査時の各部の状態を示した図である。第２実施形態では、周囲環境が低温状態にあり、かつ鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときに、図１１に示すように、温度センサ９の検出温度に基づいて、発光部３、受光部６、または信号処理部７を選択的に動作させる。具体的には、温度センサ９により検出された対象物検出装置１００の周囲温度が、０℃より低い所定温度−Ｔ℃以下の場合は、制御部１が、発光部３と受光部６と信号処理部７の全部を動作（ＯＮ）させる。また、温度センサ９の検出温度が０℃以下でかつ所定温度−Ｔ℃より高い場合は、制御部１が、消費電力の大きい発光部３の全部と信号処理部７とを動作（ＯＮ）させ、消費電力の小さい受光部６の全部を休止（ＯＦＦ）させる。
【００８７】
図１２は、第３実施形態による対象物検出装置１００の、低温時でかつ光の非走査時の各部の状態を示した図である。第３実施形態では、制御部１が、鏡４ａの表面４ｅまたは裏面４ｆによる光の走査時に、信号処理部７から出力された受光信号に基づいて、冷却物Ｇからの反射光の受光量を検出する。そして、その受光量に基づいて、図１２に示すように、発光部３、受光部６、または信号処理部７を選択的に動作させる。具体的には、冷却物Ｇからの反射光の受光量が所定量Ｌ以上の場合は、制御部１が、発光部３と受光部６の全部と信号処理部７を動作（ＯＮ）させる。また、冷却物Ｇからの反射光の受光量が所定量Ｌ未満の場合は、制御部１が、消費電力の大きい発光部３の全部と信号処理部７を動作（ＯＮ）させ、消費電力の小さい受光部６の全部を休止（ＯＦＦ）させる。
【００８８】
上述した第２実施形態または第３実施形態では、低温状態でかつ光の非走査時に、発光部３と受光部６と信号処理部７の単位時間あたりの消費電力、温度センサ９の検出温度、または信号処理部７からの受光信号に基づいて、発光部３、受光部６、または信号処理部７を選択的に動作させている。これにより、ケース１１内から光学窓１２を効率良く温めて、光学窓１２に付着した冷却物Ｇを除去し、かつ消費電力を低減することが可能となる。また、周囲環境が低温状態にある場合、鏡４ａによる光の非走査時に、ＬＤモジュール３ａ、ＬＤドライバ３ｂ、および信号処理部７が動作状態を維持するので、これらの各部の発熱によって、光学窓１２を効率良く温めることができる。また、周囲環境が低温状態にない場合は、光の非走査時に、消費電力の大きいＬＤモジュール３ａ、ＬＤドライバ３ｂ、および信号処理部７を休止させることで、対象物検出装置１００の消費電力をより抑制することができる。
【００８９】
上述した実施形態以外にも、周囲環境が低温状態にあり、かつ鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときに、制御部１が、たとえば温度センサ９の検出温度と信号処理部７からの受光信号とに基づいて、発光部３、受光部６、または信号処理部７を選択的に動作させてもよい。または、図１０に示した各部の動作時の消費電力に基づいて、周囲環境が低温状態にあり、かつ鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときに、制御部１が、発光部３、受光部６、または信号処理部７の全部もしくは一部を選択的に動作させてもよい。また、複数設けられたＬＤやＰＤやアンプ６ｂのうち、動作させるＬＤやＰＤやアンプ６ｂを制御部１が選択してもよい。
【００９０】
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、以上の実施形態では、光走査部４の鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあるときに、周囲環境が低温状態にあれば、発光部３や受光部６や信号処理部７の動作を継続させ、周囲環境が低温状態になければ、発光部３や受光部６や信号処理部７を休止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、たとえば鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１に含まれる一部の角度範囲にあるときに、周囲環境が低温状態にあれば、発光部３や受光部６や信号処理部７の動作を継続させ、周囲環境が低温状態になければ、発光部３や受光部６や信号処理部７を休止させてもよい。
【００９１】
また、以上の実施形態では、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあり、かつ周囲環境が低温状態にない場合に、発光部３と受光部６と信号処理部７を全て休止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、たとえば発光部３と受光部６と信号処理部７の動作時の消費電力を考慮して、鏡４ａの回転角が非走査角度範囲θ２〜θ３、θ４〜θ１にあり、かつ周囲環境が低温状態にない場合に、発光部３、受光部６、または信号処理部７を選択的に休止させてもよい。
【００９２】
また、以上の実施形態では、ＬＤモジュール３ａの各ＬＤが発した測定光を光走査部４により所定範囲Ｅに走査し、所定範囲Ｅにある対象物Ｑからの反射光を光走査部４によりＰＤアレイ６ａの各ＰＤに導くように走査した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、各ＬＤが発した測定光と対象物Ｑによる反射光のうち、いずれか一方だけを走査する光走査部を備えた対象物検出装置にも本発明を適用することが可能である。
【００９３】
また、以上の実施形態では、８個のＬＤを有するＬＤモジュール３ａと、３２個のＰＤを有するＰＤアレイ６ａと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。ＬＤやＰＤの設置数は任意の数を選択すればよい。また、ＬＤやＰＤを鉛直方向Ｚに配列するだけでなく、ＬＤやＰＤを任意の１方向または２方向以上に配列してもよい。さらに、その他の発光素子を有する発光部や、その他の受光素子を有する受光部を、対象物検出装置に設けてもよい。
【００９４】
また、以上の実施形態では、光の入出口となる単一の光学窓１２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、たとえば、出光口となる投光用光学窓と入光口となる受光用光学窓とを別々に設けてもよい。
【００９５】
また、以上の実施形態では、対象物Ｑの有無と対象物Ｑまでの距離を検出する対象物検出装置１００に本発明を適用した例を示したが、本発明は対象物の有無と対象物までの距離のいずれか一方を検出する対象物検出装置に対しても適用することが可能である。
【００９６】
さらに、以上の実施形態では、車載用の対象物検出装置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。
【符号の説明】
【００９７】
１  制御部
３  発光部
３ａ  ＬＤモジュール（発光モジュール）
４  光走査部
４ａ  鏡
５  回転角検出部
６  受光部
７  信号処理部
７ａ  アナログデジタルコンバータ
９  温度センサ
１２  光学窓
１００  対象物検出装置
Ｅ  所定範囲
ＬＤ、ＬＤ１〜ＬＤ８  レーザダイオード（発光素子）
Ｇ  冷却物
Ｑ  対象物
【図１】
2020143982.tif 000003
【図２】
2020143982.tif 000004
【図３】
2020143982.tif 000005
【図４Ａ】
2020143982.tif 000006
【図４Ｂ】
2020143982.tif 000007
【図５】
2020143982.tif 000008
【図６】
2020143982.tif 000009
【図７】
2020143982.tif 000010
【図８】
2020143982.tif 000011
【図９】
2020143982.tif 000012
【図１０】
2020143982.tif 000013
【図１１】
2020143982.tif 000014
【図１２】
2020143982.tif 000015