(57)【要約】      （修正有）【課題】回折光学素子に破損等が生じたような場合に、レーザ光源からのレーザ光の出射を速やかに停止させることが可能な情報取得装置および物体検出装置を提供する。【解決手段】情報取得装置は、目標領域にドットパターンの光を投射する投射ユニットと、目標領域をＣＭＯＳイメージセンサにより撮像する受光ユニットとを備える。投射ユニットは、レーザ光源１１０と、レーザ光源１１０から出射されたレーザ光をドットパターンのレーザ光に変換するＤＯＥ１４０と、を有する。ＤＯＥ１４０は、電気配線１４２を備え、電気配線１４２は、レーザ光源１１０に直列に接続されている。ＤＯＥ１４０がレーザの入射方向に変形して破損すると電気配線１４２が断線すると、レーザ光源１１０に対する駆動電流の供給が遮断され、レーザ光源１１０からのレーザ光の出射が停止される。【選択図】図１２
2014085280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標領域にドットパターンのレーザ光を投射する投射部と、
前記目標領域をイメージセンサにより撮像する受光部と、を備え、
前記投射光学系は、レーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を前記ドットパターンのレーザ光に変換する回折光学素子と、を有し、
前記回折光学素子は、当該回折光学素子に不具合が生じたことにより電気的状態が変化するように配置された電気配線を備え、
前記回折光学素子に不具合が生じたことにより前記電気配線の電気的状態が変化したことに基づいて、前記目標領域に対する前記レーザ光の照射を中止させるレーザ停止部をさらに備える、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報取得装置において、
前記レーザ停止部は、前記電気配線を、前記レーザ光源に対して直列に接続させる構成を備え、
前記電気配線が断線すると、前記レーザ光源に対する駆動電流の供給が遮断され、前記レーザ光源からのレーザ光の出射が停止される、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項３】
請求項２に記載の情報取得装置において、
前記電気配線は、少なくとも、前記回折光学素子が破損した場合に断線するよう構成されている、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の情報取得装置において、
前記レーザ停止部は、前記回折光学素子に配置され前記電気配線に繋がる第１の電極と、前記回折光学素子の設置位置に配置され、前記回折光学素子が設置されると前記第１の電極と接触する第２の電極とを備え、
前記回折光学素子が前記設置位置から離れると、前記第１の電極と前記第２の電極とが離れて、前記レーザ光源に対する駆動電流の供給が遮断され、前記レーザ光源からのレーザ光の出射が停止される、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の情報取得装置において、
前記回折光学素子は、前記回折光学素子に対する前記レーザ光の入射方向に見たときに方形形状の輪郭を有しており、
前記電気配線は、前記方形形状の１つの辺と、この辺に隣り合う辺のそれぞれに沿って延びるように、前記回折光学素子に配置されている、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項６】
請求項５に記載の情報取得装置において、
前記電気配線は、前記回折光学素子の周囲を少なくとも１回旋回するように、前記回折光学素子に配置されている、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項７】
請求項１に記載の情報取得装置において、
前記レーザ停止部は、前記電気配線の抵抗値に基づいて、前記回折光学素子に不具合が生じたことを検出する、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項８】
請求項７に記載の情報取得装置において、
前記電気配線は、前記電気配線が所定の間隔で互いに隣り合うパターン部分を有するように、前記回折光学素子に配置され、前記パターン部分に異物が付着すると前記電気配線の抵抗値が変化する、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の情報取得装置において、
前記レーザ停止部は、前記電気配線に定電流を供給するための構成を備え、前記定電流を供給したときの前記電気配線に掛る電圧に基づいて前記電気配線の抵抗値を監視する、ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の情報取得装置において、
前記レーザ停止部は、前記電気配線に掛る電圧が所定の値を下回ったことに基づいて、前記目標領域に対する前記レーザ光の照射を停止させる、
ことを特徴とする情報取得装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか一項に記載の情報取得装置を有する物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標領域に光を投射したときの反射光の状態に基づいて目標領域内の物体を検出する物体検出装置および当該物体検出装置に用いて好適な情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を用いた物体検出装置が種々の分野で開発されている。いわゆる距離画像センサを情報取得装置として用いた物体検出装置では、２次元平面上の平面的な画像のみならず、検出対象物体の奥行き方向の形状や動きを検出することができる。この種の情報取得装置では、レーザ光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）から、予め決められた波長帯域の光が目標領域に投射され、その反射光がＣＭＯＳイメージセンサ等の受光素子により受光される。
【０００３】
所定のドットパターンを持つレーザ光を目標領域に照射するタイプの情報取得装置では、ドットパターンを持つレーザ光の目標領域からの反射光が受光素子によって受光される。そして、受光素子上におけるドットの受光位置に基づいて、三角測量法を用いて、検出対象物体の各部（検出対象物体上の各ドットの照射位置）までの距離が検出される（たとえば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】第１９回日本ロボット学会学術講演会（２００１年９月１８−２０日）予稿集、Ｐ１２７９−１２８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記情報取得装置では、レーザ光源から出射されたレーザ光が回折光学素子によって回折されることにより、ドットパターンのレーザ光が生成される。このため、目標領域においては、レーザ光が広範囲に分散した状態にあり、このため、目標領域の各位置に照射されるレーザ光の強度は小さくなる。しかしながら、回折光学素子に破損や脱落等が生じると、レーザ光が分散せずに、ある位置において、レーザ光の照射光量が高まることが起こり得る。このような場合、レーザ光の出射を速やかに停止させる必要がある。
【０００６】
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、回折光学素子に破損等が生じたような場合に、レーザ光源からのレーザ光の出射を速やかに停止させることが可能な情報取得装置および物体検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、情報取得装置に関する。本態様に係る情報取得装置は、目標領域にドットパターンのレーザ光を投射する投射部と、前記目標領域をイメージセンサにより撮像する受光部と、を備える。前記投射光学系は、レーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を前記ドットパターンのレーザ光に変換する回折光学素子と、を有する。また、前記回折光学素子は、当該回折光学素子に不具合が生じたことにより電気的状態が変化するように配置された電気配線を備える。情報取得装置は、前記回折光学素子に不具合が生じたことにより前記電気配線の電気的状態が変化したことに基づいて、前記目標領域に対する前記レーザ光の照射を中止させるレーザ停止部をさらに備える。
【０００８】
本発明の第２の態様は、物体検出装置に関する。本態様に係る物体検出装置は、上記第
１の態様に係る情報取得装置を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回折光学素子に破損等が生じたような場合に、レーザ光源からのレーザ光の出射を速やかに停止させることが可能な情報取得装置および物体検出装置を提供することができる。
【００１０】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態により何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る物体検出装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る情報取得装置と情報処理装置の構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る目標領域に対するレーザ光の照射状態とイメージセンサ上のレーザ光の受光状態を示す図である。
【図４】実施形態１に係る距離検出の手法を説明する図である。
【図５】実施形態１に係る情報取得装置の構成を示す分解斜視図である。
【図６】実施形態１に係るベースの構成を示す図である。
【図７】実施形態１に係る投射ユニットの組立過程を示す図である。
【図８】実施形態１に係る投射ユニットの組立過程を示す図である。
【図９】実施形態１に係るＤＯＥの構成を示す図である。
【図１０】実施形態１に係るＤＯＥの装着工程を示す図である。
【図１１】実施形態１に係る情報取得装置を示す図である。
【図１２】実施形態１に係るＤＯＥ破損時のレーザ光源の動作を説明する図である。
【図１３】実施形態１に係るＤＯＥ破損時のレーザ光源の動作を説明する図である。
【図１４】実施形態１の変更例に係るＤＯＥの構成を示す図である。
【図１５】実施形態２に係る情報取得装置と情報処理装置の構成を示す図である。
【図１６】実施形態２に係るＤＯＥの構成を示す図および電圧検出回路の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、実施形態１につき図面を参照して説明する。
【００１３】
以下に示す実施形態１において、投射ユニット１００は、特許請求の範囲に記載の「投射部」に相当する。ＤＯＥ１４０は、特許請求の範囲に記載の「回折光学素子」に相当する。電極１４３ａ、１４３ｂは、特許請求の範囲に記載の「第１の電極」に相当する。受光ユニット２００は、特許請求の範囲に記載の「受光部」に相当する。ＦＰＣ３０２は、特許請求の範囲に記載の「レーザ停止部」に相当する。電極３０２ａ、３０２ｂは、特許請求の範囲に記載の「第２の電極」に相当する。ただし、上記特許請求の範囲と本実施形態１との対応の記載はあくまで一例であって、特許請求の範囲に係る発明を本実施形態１に限定するものではない。
【００１４】
まず、図１に実施形態１に係る物体検出装置１の概略構成を示す。図示の如く、物体検出装置１は、情報取得装置２と、情報処理装置３とを備えている。テレビ４は、情報処理装置３からの信号によって制御される。
【００１５】
情報取得装置２は、目標領域全体に赤外光を投射し、その反射光をＣＭＯＳイメージセンサにて受光することにより、目標領域にある物体各部の距離（以下、「３次元距離情報
」という）を取得する。取得された３次元距離情報は、ケーブル５を介して情報処理装置３に送られる。
【００１６】
情報処理装置３は、たとえば、テレビ制御用のコントローラやゲーム機、パーソナルコンピュータ等である。情報処理装置３は、情報取得装置２から受信した３次元距離情報に基づき、目標領域における物体を検出し、検出結果に基づきテレビ４を制御する。
【００１７】
たとえば、情報処理装置３は、受信した３次元距離情報に基づき人を検出するとともに、３次元距離情報の変化から、その人の動きを検出する。たとえば、情報処理装置３がテレビ制御用のコントローラである場合、情報処理装置３には、受信した３次元距離情報からその人のジェスチャを検出するとともに、ジェスチャに応じてテレビ４に制御信号を出力するアプリケーションプログラムがインストールされている。
【００１８】
また、たとえば、情報処理装置３がゲーム機である場合、情報処理装置３には、受信した３次元距離情報からその人の動きを検出するとともに、検出した動きに応じてテレビ画面上のキャラクタを動作させ、ゲームの対戦状況を変化させるアプリケーションプログラムがインストールされている。
【００１９】
図２は、情報取得装置２と情報処理装置３の構成を示す図である。
【００２０】
情報取得装置２は、光学部の構成として、投射光学系１０と受光光学系２０とを備えている。投射光学系１０と受光光学系２０は、Ｘ軸方向に並ぶように、情報取得装置２に配置される。
【００２１】
投射光学系１０は、レーザ光源１１０と、コリメータレンズ１２０と、ミラー１３０と、回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）１４０を備えている。また、
受光光学系２０は、アパーチャ２１０と、撮像レンズ２２０と、フィルタ２３０と、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０とを備えている。この他、情報取得装置２は、回路部の構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、レーザ駆動回路２２と、撮像信号処
理回路２３と、入出力回路２４と、メモリ２５を備えている。
【００２２】
レーザ光源１１０は、受光光学系２０に近づく方向（Ｘ軸正方向）に波長８３０ｎｍ程度の狭波長帯域のレーザ光を出力する。コリメータレンズ１２０は、レーザ光源１１０から出射されたレーザ光を略平行光に変換する。
【００２３】
ミラー１３０は、コリメータレンズ１２０側から入射されたレーザ光をＤＯＥ１４０に向かう方向（Ｚ軸方向）に反射する。
【００２４】
ＤＯＥ１４０は、入射面に回折パターンを有する。この回折パターンによる回折作用により、ＤＯＥ１４０に入射したレーザ光は、所定のドットパターンのレーザ光に変換されて、目標領域に照射される。また、ＤＯＥ１４０は、ＤＯＥ１４０に対するレーザ光の入射方向に見たときに方形形状の輪郭を有している。
【００２５】
ＤＯＥ１４０の回折パターンは、たとえば、ステップ型の回折格子が所定のパターンで形成された構造とされる。回折格子は、コリメータレンズ１２０により略平行光とされたレーザ光をドットパターンのレーザ光に変換するよう、パターンとピッチが調整されている。ＤＯＥ１４０は、ミラー１３０から入射されたレーザ光を、放射状に広がるドットパターンのレーザ光として、目標領域に照射する。
【００２６】
また、ＤＯＥ１４０には、後述のように、所定のパターンで一続きの電気配線が配置さ
れている。この電気配線は、レーザ光源１１０に直列に接続されており、ＤＯＥ１４０が破損して電気配線が断線すると、レーザ光源１１０に対する駆動電流の供給が遮断される。電気配線の構成については、追って図９（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００２７】
目標領域から反射されたレーザ光は、アパーチャ２１０を介して撮像レンズ２２０に入射する。
【００２８】
アパーチャ２１０は、撮像レンズ２２０のＦナンバーに合うように、外部からの光を遮光する。撮像レンズ２２０は、アパーチャ２１０を介して入射された光をＣＭＯＳイメージセンサ２４０上に集光する。フィルタ２３０は、レーザ光源１１０の出射波長（８３０ｎｍ程度）を含む赤外の波長帯域の光を透過し、可視光の波長帯域をカットするバンドパスフィルタである。
【００２９】
ＣＭＯＳイメージセンサ２４０は、撮像レンズ２２０にて集光された光を受光して、画素毎に、受光量に応じた信号（電荷）を撮像信号処理回路２３に出力する。ここで、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０は、各画素における受光から高レスポンスでその画素の信号（電荷）を撮像信号処理回路２３に出力できるよう、信号の出力速度が高速化されている。
【００３０】
ＣＰＵ２１は、メモリ２５に格納された制御プログラムに従って各部を制御する。かかる制御プログラムによって、ＣＰＵ２１には、レーザ光源１１０を制御するためのレーザ制御部２１ａと、３次元距離情報を生成するための距離取得部２１ｂの機能が付与される。
【００３１】
レーザ駆動回路２２は、ＣＰＵ２１からの制御信号に応じてレーザ光源１１０を駆動する。
【００３２】
撮像信号処理回路２３は、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０を制御して、所定の撮像間隔で、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０により生成された各画素の信号（電荷）をライン毎に順次取り込む。そして、取り込んだ信号を順次ＣＰＵ２１に出力する。ＣＰＵ２１は、撮像信号処理回路２３から供給される信号（撮像信号）をもとに、情報取得装置２から検出対象物の各部までの距離を、距離取得部２１ｂによる処理によって算出する。入出力回路２４は、情報処理装置３とのデータ通信を制御する。
【００３３】
情報処理装置３は、ＣＰＵ３１と、入出力回路３２と、メモリ３３を備えている。なお、情報処理装置３には、図２に示す構成の他、テレビ４との通信を行うための構成や、ＣＤ−ＲＯＭ等の外部メモリに格納された情報を読み取ってメモリ３３にインストールするためのドライブ装置等が配されるが、便宜上、これら周辺回路の構成は図示省略されている。
【００３４】
ＣＰＵ３１は、メモリ３３に格納された制御プログラム（アプリケーションプログラム）に従って各部を制御する。かかる制御プログラムによって、ＣＰＵ３１には、画像中の物体を検出するための物体検出部３１ａと、物体の動きに応じて、テレビ４の機能を制御するための機能制御部３１ｂの機能が付与される。かかる制御プログラムは、たとえば、図示しないドライブ装置によってＣＤ−ＲＯＭから読み取られ、メモリ３３にインストールされる。
【００３５】
物体検出部３１ａは、情報取得装置２から供給される３次元距離情報から画像中の物体の形状を抽出し、抽出した物体形状の動きを検出する。機能制御部３１ｂは、物体検出部３１ａによる検出結果に応じて所定の処理を実行する。たとえば、制御プログラムがゲームプログラムである場合、機能制御部３１ｂは、物体検出部３１ａによって検出された人
の動き（ジェスチャ）に応じてテレビ画面上のキャラクタを動作させるための処理を実行する。また、制御プログラムがテレビ４の機能を制御するためのプログラムである場合、機能制御部３１ｂは、物体検出部３１ａから人の動き（ジェスチャ）に応じた信号に基づき、テレビ４の機能（チャンネル切り替えやボリューム調整、等）を制御するための処理を実行する。
【００３６】
入出力回路３２は、情報取得装置２とのデータ通信を制御する。
【００３７】
投射光学系１０と受光光学系２０は、投射光学系１０の投射中心と受光光学系２０の撮像中心がＸ軸に平行な直線上に並ぶように、Ｘ軸方向に所定の距離をもって並んで設置される。
【００３８】
図３（ａ）は、目標領域に対するレーザ光の照射状態を模式的に示す図、図３（ｂ）は、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０におけるレーザ光の受光状態を模式的に示す図である。なお、図３（ｂ）には、便宜上、目標領域に平坦な面（スクリーン）とスクリーンの前に人物が存在するときの受光状態が示されている。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、投射光学系１０からは、ドットパターンを持ったレーザ光（以下、このパターンを持つレーザ光の全体を「ＤＰ光」という）が、目標領域に照射される。図３（ａ）には、ＤＰ光の光束領域が実線の枠によって示されている。ＤＰ光の光束中には、ＤＯＥ１４０による回折作用により生成されるドット領域（以下、単に「ドット」という）が、ＤＯＥ１４０による回折作用によるドットパターンに従って点在している。
【００４０】
目標領域に平坦な面（スクリーン）が存在すると、これにより反射されたＤＰ光は、図３（ｂ）のように、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０上に分布する。
【００４１】
図３（ｂ）には、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０上のＤＰ光の全受光領域が破線の枠によって示され、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０の撮像有効領域に入射するＤＰ光の受光領域が実線の枠によって示されている。図３（ａ）に示す目標領域上におけるＤｔ０の光は、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０上では、図３（ｂ）に示すＤｔ０’の位置に入射する。
【００４２】
図４は、実施形態１に係る距離検出手法を説明する図である。
【００４３】
図４（ａ）に示すように、投射光学系１０から所定の距離Ｌｓの位置に、Ｚ軸方向に垂直な平坦な反射平面ＲＳが配置される。出射されたＤＰ光は、反射平面ＲＳによって反射され、受光光学系２０のＣＭＯＳイメージセンサ２４０に入射する。これにより、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０から、撮像有効領域内の画素毎の電気信号が出力される。出力された画素毎の電気信号の値（画素値）は、図２のメモリ２５上に展開される。
【００４４】
以下、反射平面ＲＳからの反射によって得られた全画素値からなる画像を、「基準画像」、反射平面ＲＳを「基準面」と称する。
【００４５】
たとえば、図４（ａ）に示すように距離Ｌｓよりも近い位置に物体がある場合、基準画像上の領域Ｓｎに対応するＤＰ光（ＤＰｎ）は、物体によって反射され、領域Ｓｎとは異なる領域Ｓｎ’に入射する。投射光学系１０と受光光学系２０はＸ軸方向に隣り合っているため、領域Ｓｎに対する領域Ｓｎ’の変位方向はＸ軸に平行となる。図４（ａ）の場合、物体が距離Ｌｓよりも近い位置にあるため、領域Ｓｎ’は、領域Ｓｎに対してＸ軸正方向に変位する。物体が距離Ｌｓよりも遠い位置にあれば、領域Ｓｎ’は、領域Ｓｎに対してＸ軸負方向に変位する。
【００４６】
領域Ｓｎに対する領域Ｓｎ’の変位方向と変位量をもとに、投射光学系１０からＤＰ光（ＤＰｎ）が照射された物体の部分までの距離Ｌｒが、距離Ｌｓを用いて、三角測量法に基づき算出される。同様にして、他の領域に対応する物体の部分について、投射光学系１０からの距離が算出される。かかる算出手法の詳細は、たとえば、上記非特許文献１（第１９回日本ロボット学会学術講演会（２００１年９月１８−２０日）予稿集、Ｐ１２７９−１２８０）に示されている。
【００４７】
上記のように、領域Ｓｎに対する領域Ｓｎ’の変位方向はＸ軸に平行となるため、実測画像上における領域Ｓｎの変位位置の探索は、Ｘ軸方向にのみ行えば良い。ここで、実測画像とは、距離測定の際にＣＭＯＳイメージセンサ２４０によって撮像された画像のことである。たとえば、図４（ｂ）に示す基準画像上の領域Ｓｎについては、図４（ｂ）に示す実測画像上に両矢印で示された範囲が、変位位置の探索範囲に設定される。すなわち、実測画像上において、領域Ｓｎに対応する位置Ｐｎを中心に、Ｘ軸正負の方向に所定の幅を有する範囲が、領域Ｓｎに対する変位位置の探索範囲に設定される。なお、図４（ｂ）、（ｃ）では、便宜上、撮像有効領域をマトリックス状に区分するための升目が示されている。ここでは、各升目に対応する領域毎に、距離の測定が行われる。
【００４８】
領域Ｓｎの探索では、このように設定された探索範囲において、領域Ｓｎのドットの分布に最もマッチングするドットの分布を持つ領域が検出され、検出された領域が、領域Ｓｎの移動領域とされる。図４（ｃ）の例では、基準画像上の領域Ｓｎが、実測画像上において、領域Ｓｎ’の位置に移動している。したがって、領域Ｓｎの探索においては、領域Ｓｎ’が、領域Ｓｎの移動領域として検出される。
【００４９】
図５は、実施形態１に係る情報取得装置２の構成を示す分解斜視図である。
【００５０】
図５を参照して、情報取得装置２は、投射ユニット１００と、受光ユニット２００と、回路基板３００と、ベース４００を備えている。なお、図２に示すＣＰＵ２１、レーザ駆動回路２２、入出力回路２４およびメモリ２５は、回路基板３００に配され、撮像信号処理回路２３は、イメージセンサ回路基板２４１に配されている。
【００５１】
投射ユニット１００は、図２に示す投射光学系１０（レーザ光源１１０〜ＤＯＥ１４０）の他に、レーザホルダ１１１と、コリメータレンズホルダ１２１と、押さえばね１２２を備えている。レーザホルダ１１１は、レーザ光源１１０を保持し、コリメータレンズホルダ１２１は、コリメータレンズ１２０を保持し、押さえばね１２２は、コリメータレンズホルダ１２１をベース４００に装着するために用いられる。
【００５２】
また、受光ユニット２００は、上述の受光光学系２０（アパーチャ２１０〜ＣＭＯＳイメージセンサ２４０）の他に、レンズバレル２５０と、撮像レンズホルダ２６０と、イメージセンサ回路基板２４１を備えている。レンズバレル２５０は、アパーチャ２１０と撮像レンズ２２０を保持し、撮像レンズホルダ２６０は、レンズバレル２５０とフィルタ２３０を保持する。また、イメージセンサ回路基板２４１には、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０が設置される。
【００５３】
イメージセンサ回路基板２４１は、ＦＰＣ３０１によって回路基板３００に接続されている。ＦＰＣ３０１は、図示の如く、Ｚ軸正方向に撓んでおり、Ｘ軸方向に変形可能となっている。この他、回路基板３００には、回路基板３００とＤＯＥ１４０の電気配線１４２（図９（ａ）、（ｂ）参照）とを接続するためのＦＰＣ３０２（図８、図１０（ｂ）〜（ｄ）参照）が接続される。
【００５４】
図５には、レンズバレル２５０に保持されるアパーチャ２１０と撮像レンズ２２０のうち、アパーチャ２１０が示されている。また、フィルタ２３０は、撮像レンズホルダ２６０のＺ軸負側の面に装着されている。
【００５５】
投射ユニット１００は、主としてベース４００のＺ軸負側の面に設置される。具体的には、レーザ光源１１０は、レーザホルダ１１１に装着された状態で、ベース４００に設置され、コリメータレンズ１２０は、円筒状のコリメータレンズホルダ１２１に装着された状態で、ベース４００に設置され、ミラー１３０は、直接、ベース４００に設置される。レーザ光源１１０は、フレームパッケージ型の半導体レーザである。レーザホルダ１１１は、レーザ光源１１０により発生する熱を放熱するため、熱伝導性に優れる金属（亜鉛、マグネシウム等）により形成されている。レーザホルダ１１１のＸ軸負側の側面には開口（図示せず）が形成され、この開口からＸ軸正方向にレーザ光が出射される。コリメータレンズホルダ１２１は、押さえばね１２２によって、ベース４００のＺ軸負側の面に装着される。ＤＯＥ１４０は、ベース４００のＺ軸正側の面に装着される。
【００５６】
また、受光ユニット２００のうち、アパーチャ２１０、撮像レンズ２２０およびフィルタ２３０は、レンズバレル２５０と撮像レンズホルダ２６０を介して、ベース４００のＺ軸負側の面に設置される。
【００５７】
図６（ａ）は、ベース４００をＺ軸負側から見た斜視図、図６（ｂ）は、ベース４００をＺ軸正側から見た斜視図である。
【００５８】
図６（ａ）、図６（ｂ）を参照して、ベース４００は、Ｘ軸方向に長い板状の形状を有し、投射ユニット１００を収容するための投射ハウジング部４１０と、受光ユニット２００を収容するための受光ハウジング部４２０が一体的に形成されている。ベース４００は、剛性が高く、且つ、熱伝導率が高い材料により形成されている。たとえば、ベース４００は、亜鉛、マグネシウム等の金属材料により形成されている。
【００５９】
また、ベース４００には、回路基板３００を装着するための凸部４００ａ〜４００ｄが形成され、さらに、回路基板３００を螺着するためのネジ穴４００ｅ、４００ｆが形成されている。ベース４００には、投射ユニット１００と受光ユニット２００が、互いにＸ軸方向に並ぶように装着される。また、ベース４００は、レーザ光源１１０等で生じた熱を外部に放熱するヒートシンクとして作用する。投射ハウジング部４１０のＺ軸負側の面（光学部材の設置面）は、受光ハウジング部４２０に比べて、Ｚ軸正方向に、一段低くなっている。
【００６０】
図７（ａ）は、投射ハウジング部４１０周辺をＺ軸負側から見た斜視図である。図７（ｂ）は、投射ハウジング部４１０周辺をＹ軸正側から見た斜視図である。図７（ｃ）は、投射ハウジング部４１０周辺をＺ軸正側から見た斜視図である。
【００６１】
図７（ａ）を参照して、投射ハウジング部４１０は、Ｚ軸負側の面に、レーザホルダ１１１、コリメータレンズホルダ１２１およびミラー１３０を装着するための構造を有している。投射ハウジング部４１０には、Ｚ軸正方向に一段低くなった段部４１１と、Ｚ軸負方向に突出する壁部４１２と、コリメータレンズホルダ装着部４１３と、ミラー装着部４１４が形成されている。
【００６２】
段部４１１には、中央に円形の開口４１１ａが形成され、さらに、２つの隅に方形状の穴４１１ｂ、４１１ｃが形成されている。壁部４１２は、ＹＺ平面に平行な平面となっており、中央にＵ字型の切り欠き４１２ａが形成されている。切り欠き４１２ａは、レーザ光源１１０から出射されるレーザ光をコリメータレンズ１２０へと通すためのものである
。
【００６３】
図７（ｂ）を参照して、コリメータレンズホルダ装着部４１３には、ＸＹ平面に平行な底面４１３ａと、ＸＹ平面からＹＺ平面の面内方向かつＺ軸負方向に所定の角度だけ傾いた傾斜面４１３ｂ、４１３ｃが形成されている。底面４１３ａの中央には、略方形状の開口４１３ｄが形成されている。また、コリメータレンズホルダ装着部４１３のＹ軸正負方向には、押さえばね１２２を装着するための押さえばね装着部４１３ｅが形成されている。押さえばね装着部４１３ｅには、押さえばね１２２の端縁に形成された鉤部１２２ｂと係合して押さえばね１２２を抜け止めする係合部が設けられている。
【００６４】
また、ミラー装着部４１４は、ＸＹ平面からＸＺ平面の面内方向かつＺ軸負方向に４５°傾いた２つの傾斜面からなっている。２つの傾斜面間のＹ軸方向の幅は、ミラー１３０のＹ軸方向の幅よりも狭い。また、ミラー装着部４１４のＺ軸正方向の端部からＸ軸正方向に所定の距離だけ離れた位置に、Ｘ軸正方向におけるミラー１３０の変位を規制して、ミラー１３０を傾斜させた状態で固定するための２つの凸部４１４ａが形成されている。
【００６５】
図７（ｃ）を参照して、投射ハウジング部４１０の前面（Ｚ軸正方向）には、ＤＯＥ装着部４１５が形成されている。ＤＯＥ装着部４１５は、ＤＯＥ１４０を僅かな隙間をもって嵌め込むことが可能な輪郭を有し、また、ベース４００の表面よりも一段低い平坦な底面４１５ａを有している。底面４１５ａのＺ軸方向の深さは、ＤＯＥ１４０の厚みよりもやや深い。また、底面４１５ａは、ＸＹ平面に平行な平面となっている。また、ＤＯＥ装着部４１５には、ＤＯＥ１４０の外周と僅かな隙間をもって対向する壁面４１５ｂ〜４１５ｅが形成されている。壁面４１５ｂ、４１５ｄは、ＸＺ平面に平行な平面となっており、壁面４１５ｃ、４１５ｅは、ＹＺ平面に平行な平面となっている。
【００６６】
ＤＯＥ装着部４１５の底面４１５ａの中央には、レーザ光源１１０からのレーザ光をＤＯＥ１４０に導くための開口４１５ｆが形成されている。また、ＤＯＥ装着部４１５の４隅には、ＤＯＥ１４０をベース４００に接着する際に接着剤を塗布するための略Ｕ字型の接着溝４１５ｇ〜４１５ｊが形成されている。さらに、ＤＯＥ装着部４１５には、接着溝４１５ｉ、４１５ｊの近傍に、背面側からＦＰＣ３０２（図１０（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）参照）を挿入するためのスリット４１５ｋが形成されている。
【００６７】
図７（ａ）を参照して、投射ユニット１００の組立時には、まず、ミラー１３０が、ミラー装着部４１４ａに載置される。このとき、ミラー１３０のＺ軸正側の端部が２つの凸部４１４ａに押し当てられる。この状態で、ミラー１３０が接着固定される。これにより、ミラー１３０が、ＸＹ平面に対して、ＹＺ平面の面内方向に４５°の傾きを持つように、投射ハウジング部４１０に装着される。
【００６８】
次に、コリメータレンズ１２０が装着されたコリメータレンズホルダ１２１が、傾斜面４１３ｂ、４１３ｃに載せられる。このとき、コリメータレンズホルダ１２１の円周部と、傾斜面４１３ｂ、４１３ｃが互いに線接触する。
【００６９】
そして、押さえばね１２２が、コリメータレンズホルダ１２１の押さえばね装着部４１３ｅに装着される。このとき、押さえばね１２２の段部１２２ａがＺ軸負方向に撓み、その復元力によって、コリメータレンズホルダ１２１の外周面に形成された平坦部１２１ａがＺ軸正方向に押される。これにより、コリメータレンズホルダ１２１は、傾斜面４１３ｂ、４１３ｃに押し付けられ、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の移動が抑制される。
【００７０】
次に、レーザ光源１１０が装着されたレーザホルダ１１１に治具が取り付けられ、レーザホルダ１１１のＸ軸正方向の外側面が壁部４１２のＸ軸負側の面に押し当てられる。
【００７１】
図８（ａ）は、レーザホルダ１１１が、治具により、壁部４１２に押し当てられた状態を示す斜視図である。なお、図８（ａ）には、便宜上、位置調整用の治具の図示が省略されている。
【００７２】
図８（ａ）に示す状態において、レーザホルダ１１１と段部４１１との間には、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に、所定の隙間が存在する。レーザホルダ１１１は、治具により、壁部４１２に押し付けられつつ、ＹＺ平面の面内方向に変位される。こうして、レーザ光源１１０を変位させながら、レーザ光源１１０の光軸とコリメータレンズ１２０の光軸が一致するよう、レーザ光源１１０のＹＺ平面の面内方向における位置調整が行われる。この調整は、レーザ光を点灯させた状態で行われる。
【００７３】
かかる調整の後、コリメータレンズ１２０の位置調整が行われる。ここでは、治具を用いて、コリメータレンズホルダ１２１がＸ軸方向に変位され、コリメータレンズ１２０の焦点位置がレーザ光源１１０の発光点に対して適正な位置となるよう、コリメータレンズ１２０のＸ軸方向の位置調整が行われる。
【００７４】
図８（ｂ）を参照して、こうして位置調整がなされた後、穴４１１ｂ、４１１ｃを介して、レーザホルダ１１１と壁部４１２の接触部に接着剤が塗布される。これにより、レーザホルダ１１１が投射ハウジング部４１０に接着固定される。
【００７５】
このようにレーザホルダ１１１が投射ハウジング部４１０に固定された状態において、レーザホルダ１１１と段部４１１の間に、所定の隙間が存在する。この隙間に、開口４１１ａを介して、ヒートジェルが流入され、この隙間がヒートジェルによって埋められる。これにより、レーザ光源１１０で発生した熱は、レーザホルダ１１１、ヒートジェルを介して、ベース４００に効率よく伝達される。こうして、伝達されたレーザ光源１１０の熱は、表面積の広いベース４００により、効率よく外部に放熱される。
【００７６】
さらに、開口４１３ｄを介して、コリメータレンズホルダ１２１とコリメータレンズホルダ装着部４１３の傾斜面４１３ｂ、４１３ｃとが接触する位置に、左右均等に接着剤が塗布される。これにより、コリメータレンズホルダ１２１が投射ハウジング部４１０に接着固定される。
【００７７】
しかる後、スリット４１５ｋからＦＰＣ３０２（図１０（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｃ）参照）が挿入され、ＦＰＣ３０２の端部が、ＤＯＥ装着部４１５の底面４１５ａに載置される。その後、図７（ｃ）に示すように、ＤＯＥ１４０が、ＤＯＥ装着部４１５に嵌め込まれる。これにより、ＤＯＥ１４０のＹ軸正側の側面とＸ軸負方向の側面が、それぞれ、壁面４１５ｂ、４１５ｃに押し当てられ、ＤＯＥ１４０のＹ軸方向とＸ軸方向の位置が決定される。この状態で、接着溝４１５ｇ〜４１５ｊに接着剤が流入され、ＤＯＥ１４０が投射ハウジング部４１０に固着される。
【００７８】
こうして、図８（ｂ）に示すように、投射ユニット１００の組立が完了する。
【００７９】
なお、図８（ｂ）の状態において、ＦＰＣ３０２の端部に配された電極が、ＤＯＥ１４０の裏面に配された電極と接触し、ＦＰＣ３０２とＤＯＥ１４０が電気的に接続される、以下、ＤＯＥ１４０に配された電気配線１４２（図９（ａ）、（ｂ）参照）と、ＦＰＣ３０２の構成について説明する。
【００８０】
図９（ａ）は、ＤＯＥ１４０に配された電気配線１４２の構成を示す図である。図９（ａ）は、ＤＯＥ１４０を、図８（ｂ）の状態からＸ軸周りに１８０度回転させた状態を図
８（ｂ）のＺ軸正側から見た図（ＤＯＥ１４０の裏面図）である。
【００８１】
ＤＯＥ１４０は、中央に回折格子が配置されている領域１４１を備えており、かかる領域１４１に、点線で示すようにレーザ光が入射される。また、ＤＯＥ１４０の裏面には、電気配線１４２と、電極１４３ａ、１４３ｂが、蒸着によって形成されている。電極１４３ａ、１４３ｂは、電気配線１４２の端部の領域が円形に広げられることにより形成されており、ＤＯＥ１４０の裏面の中央上端（領域１４１の上側）と中央下端（領域１４１の下側）に配されている。電気配線１４２は、領域１４１の周囲を複数回旋回するようにして配されている。図９（ａ）に示すように、電気配線は、ＤＯＥ１４０の隣り合う２つの辺に沿うように配置されている。レーザ光源１１０は、電気配線１４２と、電極１４３ａ、１４３ｂと、ＦＰＣ３０２を介して、レーザ駆動回路２２により電圧を印加され、レーザ光を出射する。
【００８２】
なお、電気配線１４２は、後述のように、ＤＯＥ１４０が破損したときに断線するように構成される。電気配線１４２を断線し易くすることを考慮すると、電気配線１４２は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、Ｐｔ等、ヤング率が高い材料で構成されるのが望ましい。また、電気配線１４２は、レーザ光源１１０に対する給電路の一部となるため、なるべく抵抗値が低いことが望ましい。この点を考慮すると、電気配線１４２は、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ等の材料で構成されるのが望ましい。
【００８３】
また、電気配線１４２を断線し易くすることを考慮すると、電気配線１４２は細く、すなわち、電気配線１４２の断面積は小さく構成されるのが望ましい。しかしながら、電気配線１４２を細くし過ぎると、電気配線１４２の抵抗値が上がり、通常動作時に電気配線１４２が熱により断線する惧れがある。したがって、電気配線１４２の太さは、ＤＯＥ１４０の破損時の断線のし易さと、通常動作時の熱による断線の問題とを考慮して決定される。
【００８４】
なお、ＤＯＥ１４０に配される電気配線と電極は、図９（ａ）に示す構成に限られない。たとえば、図９（ｂ）に示すように、領域１４１の右上に、電極１４３ａ、１４３ｂが配され、領域１４１の左下に電極１４３ａ、１４３ｂが配されても良い。この場合、２つの電極１４３ａは、それぞれ、２つの電気配線１４２の一方の両端に繋がっており、２つの電極１４３ｂは、それぞれ、２つの電気配線１４２の他方の両端に繋がっている。また、この場合、ＦＰＣ３０２に、電極１４３ａ、１４３ｂに対応する２組の電極３０２ａ、３０２ｂが配される。
【００８５】
なお、図９（ａ）、（ｂ）のように、ＤＯＥ１４０が平面視において長方形の輪郭を有しており、この長方形の隣り合う２辺に沿うように電気配線１４２がＤＯＥ１４０の裏面に形成される構成は、請求項５に記載の構成の一例である。また、図９（ａ）のように、電気配線１４２が、ＤＯＥ１４０の周囲を１回半旋回する構成は、請求項６に記載の構成の一例である。
【００８６】
図１０（ａ）〜（ｂ）は、ＤＯＥ１４０の装着工程を示す図である。
【００８７】
図１０（ａ）を参照して、上述したように、ＤＯＥ装着部４１５は、底面４１５ａを有しており、底面４１５ａの中央には、開口４１５ｆが形成されている。ＤＯＥ装着部４１５の４隅には、接着溝４１５ｇ〜４１５ｊが形成されており、接着溝４１５ｉ、４１５ｊの近傍に、スリット４１５ｋが形成されている。また、底面４１５ａの左上と左下には、ＦＰＣ３０２の電極３０２ａ、３０２ｂの厚みと同程度の高さを有する台座４１５ｌが形成されている。この状態から、ＦＰＣ３０２がＤＯＥ装着部４１５の背面側からスリット４１５ｋを介して挿入され、図１０（ｂ）に示すようにＤＯＥ装着部４１５の前面に位置
付けられる。
【００８８】
図１０（ｂ）を参照して、ＦＰＣ３０２の端部は、２つの部分に分かれており、これら２つの部分の先端付近に、それぞれ、電極３０２ａ、３０２ｂが配されている。電極３０２ａ、３０２ｂは、ＦＰＣ３０２に設置された電気配線（図示せず）を介してレーザ駆動回路２２に直列に接続されている。また、ＦＰＣ３０２の端部中央には、開口４１５ｆを通るレーザ光を遮らないように、切り欠き３０２ｃが形成されている。図１０（ｂ）に示すようにＦＰＣ３０２の端部が底面４１５ａに設置されると、電極３０２ａ、３０２ｂが、それぞれ、底面４１５ａの中央上端と中央下端に位置付けられる。
【００８９】
図１０（ｂ）に示す状態から、ＤＯＥ装着部４１５に対して、前方からＤＯＥ１４０が挿入され、図１０（ｃ）に示すようにＤＯＥ装着部４１５にＤＯＥ１４０が設置される。このとき、ＤＯＥ１４０の右辺と左辺は、それぞれ、ＦＰＣ３０２と、２つの台座４１５ｌにより支持される。２つの台座４１５ｌは、底面４１５ａから電極３０２ａ、３０２ｂの厚みと同程度の高さを有するため、図１０（ｃ）のようにＤＯＥ１４０をＦＰＣ３０２の端部と台座４１５ｌに載置すると、ＤＯＥ１４０は、底面４１５ａと略平行に位置付けられる。
【００９０】
図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）のＡ−Ａ’の断面を右方向に見たときの側面図である。このように、ＤＯＥ１４０が、ＦＰＣ３０２を介してＤＯＥ装着部４１５に設置されると、ＤＯＥ１４０の電極１４３ａ、１４３ｂが、それぞれ、ＦＰＣ３０２の電極３０２ａ、３０２ｂに接触することになる。なお、ＦＰＣ３０２は、図１０（ｂ）のように設置されたときにスリット４１５ｋの上端部分で略９０度に折り曲がるように、あらかじめ折り曲げられている。
【００９１】
こうして、図１０（ｃ）、（ｄ）のように、ＤＯＥ１４０がベース４００のＤＯＥ装着部４１５に設置される。その後、接着溝４１５ｇ〜４１５ｊに接着剤が塗布され、ＤＯＥ１４０がベース４００に接着固定される。これにより、ベース４００に対する投射ユニット１００の組立が完了する。その後、図５に示す受光ユニット２００が、背面側からベース４００に装着され、ベース４００に対する受光ユニット２００の組み立てが行われる。さらに、回路基板３００がベース４００に装着される。
【００９２】
図１１（ａ）は、回路基板３００がベース４００に装着された状態の情報取得装置２をＺ軸負側から見た斜視図である。図１１（ｂ）は、当該情報取得装置２をＺ軸正側から見た斜視図である。
【００９３】
上述のようにして、投射ユニット１００と受光ユニット２００の組立が完了すると、回路基板３００の四隅に設けられた切り欠き３００ａ〜３００ｄと、これら切り欠き３００ａ〜３００ｄに係合するベース４００の凸部４００ａ〜４００ｄとの間に、接着剤が塗布される。これにより、回路基板３００がベース４００に接着固定される。
【００９４】
こうして、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、情報取得装置２の組立が完了する。
【００９５】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、レーザ光源１１０の動作を説明する図である。なお、図１２（ａ）〜（ｃ）には、電極３０２ａ、３０２ｂとレーザ光源１１０との接続状態が模式的に示されている。
【００９６】
図１２（ａ）を参照して、上記のように情報取得装置２の組立が行われると、ＤＯＥ１４０の電気配線１４２は、電極１４３ａ、１４３ｂと電極３０２ａ、３０２ｂを介して、
レーザ光源１１０に駆動電流を供給する信号線に直列に接続される。具体的には、電極１４３ａ、１４３ｂは、それぞれ、ＦＰＣ３０２の電極３０２ａ、３０２ｂに接触しており、電極３０２ａ、３０２ｂは、レーザ光源１１０に駆動電流を供給する信号線に接続されている。これにより、レーザ光源１１０に駆動電流がレーザ光源１１０に供給され、レーザ光源１１０からレーザ光が出射される。
【００９７】
図１２（ａ）に示すように、レーザ光源１１０からレーザ光が出射されているときに、外部からＤＯＥ１４０に力が加わる等、何らかの要因により、ＤＯＥ１４０が破損する惧れがある。ＤＯＥ１４０が破損し、図１２（ｂ）に示すようにＤＯＥ１４０が断裂すると、電気配線１４２が断線することになる。このように、電気配線１４２が断線すると、レーザ光源１１０に駆動電流が供給されなくなり、結果、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が停止される。
【００９８】
また、図１２（ａ）に示すように、レーザ光源１１０からレーザ光が出射されているときに、ＤＯＥ１４０の接着が不完全であると、図１２（ｃ）に示すようにＤＯＥ１４０がＤＯＥ装着部４１５から離れ、その後、ＤＯＥ１４０がＤＯＥ装着部４１５から脱落する惧れがある。この場合、電極１４３ｂと電極３０２ｂとが離れ、電極３０２ａ、３０２ｂが電気配線１４２によって接続されなくなるため、図１２（ｂ）と同様、レーザ光源１１０に駆動電流が供給されなくなり、結果、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が停止される。
【００９９】
なお、ＤＯＥ１４０が図９（ｂ）に示すように構成される場合、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すようにレーザ光源１１０の動作が行われる。
【０１００】
図１３（ａ）を参照して、ＤＯＥ１４０の２つの電気配線１４２は、電極１４３ａ、１４３ｂを介して、レーザ光源１１０に駆動電流を供給する信号線に直列に接続される。具体的には、右上と左下の電極１４３ａは、それぞれ、ＦＰＣ３０２の右上と左下の電極３０２ａに接触しており、右上と左下の電極１４３ｂは、それぞれ、ＦＰＣ３０２の右上と左下の電極３０２ｂに接触している。そして、右上の電極３０２ａ、３０２ｂは、ＦＰＣ３０２内の電気配線３０２ｄにより互いに接続されており、左下の電極３０２ａ、３０２ｂは、レーザ光源１１０に駆動電流を供給する信号線に接続されている。これにより、レーザ光源１１０に駆動電流が供給され、レーザ光源１１０からレーザ光が出射される。
【０１０１】
図１３（ａ）に示すように、レーザ光源１１０からレーザ光が出射されているときに、たとえば、図１２（ｂ）と同様、ＤＯＥ１４０が破損し、図１３（ｂ）に示すようにＤＯＥ１４０が断裂すると、電気配線１４２が断線することになる。このように、電気配線１４２が断線すると、レーザ光源１１０に駆動電流が供給されなくなり、結果、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が停止される。
【０１０２】
また、レーザ光源１１０からレーザ光が出射されているときに、ＤＯＥ１４０の接着が不完全であると、ＤＯＥ１４０がＤＯＥ装着部４１５から離れ、その後、ＤＯＥ１４０がＤＯＥ装着部４１５から脱落する惧れがある。図１３（ｃ）において、ハッチングが付された電極３０２ｂは、図１２（ｃ）のようにＤＯＥ１４０がＤＯＥ装着部４１５に対して傾いたことにより、電極３０２ｂから離間している。この場合も、左下の電極３０２ａ、３０２ｂは、電気配線１４２によって接続されなくなるため、図１３（ｂ）と同様、レーザ光源１１０に駆動電流が供給されなくなり、結果、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が停止される。
【０１０３】
なお、図１２（ａ）、図１３（ａ）のように、ＤＯＥ１４０に配置された電気配線１４２をレーザ光源１１０に対して直列に接続させる構成は、請求項２に記載の構成の一例で
ある。また、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）のように、ＤＯＥ１４０が破損すると電気配線１４２が断線する構成は、請求項３に記載の構成の一例である。さらに、図１２（ｃ）、図１３（ｃ）のように、ＤＯＥ１４０がＤＯＥ装着部４１５から離れると、電極１４３ｂと電極３０２ｂが離れて、レーザ光源１１０に対する給電が遮断される構成は、請求項４に記載の構成の一例である。
【０１０４】
＜実施形態１の効果＞
以上、本実施形態によれば、以下の効果が奏され得る。
【０１０５】
ＤＯＥ１４０の破損により電気配線１４２が断線した場合、電極３０２ａ、３０２ｂの電気配線１４２による接続が解除されるため、レーザ光源１１０に駆動電流が供給されなくなり、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が確実に停止され得る。これにより、ＤＯＥ１４０の破損により生じた断裂部分を介して、レーザ光が目標領域に照射されることを回避でき、目標領域のある位置においてレーザ光の照射光量が高まることを防止することができる。
【０１０６】
また、電気配線１４２は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ＤＯＥ１４０の１つの辺と、この辺に隣り合う辺のそれぞれに沿って延びるように、ＤＯＥ１４０の裏面に配されている。これにより、何れの方向にＤＯＥ１４０が割れても、電気配線１４２が断線するため、ＤＯＥ１４０の破損が生じたときに、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が確実に停止され得る。
【０１０７】
また、図９（ａ）のＤＯＥ１４０では、電気配線１４２は、ＤＯＥ１４０の周囲を複数回旋回するようにして配されている。これにより、ＤＯＥ１４０の周方向の何れの位置で回折光学素子が割れても電気配線１４２が断線するため、ＤＯＥ１４０の破損が生じたときに、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が確実に停止され得る。
【０１０８】
また、ＤＯＥ１４０の接着不良等によりＤＯＥ１４０が脱落しそうになった場合も、電極３０２ａ、３０２ｂの電気配線１４２による接続が解除されるため、レーザ光源１１０に駆動電流が供給されなくなり、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が確実に停止され得る。これにより、開口４１５ｆと切り欠き３０２ｃを介して、レーザ光が直接目標領域に照射されることを回避でき、目標領域のある位置においてレーザ光の照射光量が高まることを防止することができる。
【０１０９】
また、図９（ｂ）に示すようにＤＯＥ１４０が構成されると、ＤＯＥ１４０が底面４１５ａに平行な状態から僅かに傾くだけで、右上と左下の電極１４３ａまたは右上と左下の電極１４３ｂの接続が解除される。これにより、図９（ａ）に示すＤＯＥ１４０に比べて、ＤＯＥ１４０が僅かに傾いた段階、すなわち、ＤＯＥ１４０が脱落しかかっている状態でも、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が確実に停止される。
【０１１０】
なお、本実施形態では、ＤＯＥ１４０は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように構成されたが、これに限らず、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように構成されても良い。
【０１１１】
図１４（ａ）に示す例では、電極１４３ａ、１４３ｂが、ＤＯＥ１４０の裏面の右端に配置され、電極１４３ａ、１４３ｂを接続する電気配線１４２が、領域１４１の周囲を複数回旋回するようにして配されている。また、図１４（ｂ）に示す例では、電気配線１４２が、領域１４１を横断するようにして配されている。この場合、電気配線１４２は、領域１４１における回折を阻害しないような透光性を有する材料により構成される。図１４（ａ）、（ｂ）に示す例でも、ＤＯＥ１４０の破損により電気配線１４２が断線した場合、および、ＤＯＥ１４０の接着不良等によりＤＯＥ１４０が脱落しそうになった場合に、
レーザ光源１１０からレーザ光が出射されなくなる。
【０１１２】
なお、図１４（ａ）のように、ＤＯＥ１４０が平面視において長方形の輪郭を有しており、この長方形の隣り合う２辺に沿うように電気配線１４２がＤＯＥ１４０の裏面に形成される構成は、請求項５に記載の構成の一例である。また、図１４（ａ）のように、電気配線１４２が、ＤＯＥ１４０の周囲を１回半旋回する構成は、請求項６に記載の構成の一例である。
【０１１３】
＜実施形態２＞
以下、実施形態２につき図面を参照して説明する。
【０１１４】
以下に示す実施形態２において、上記特許請求の範囲と本実施形態１との対応の記載に加えて、ＣＰＵ２１と、レーザ駆動回路２２と、電圧検出回路２６は、特許請求の範囲に記載の「レーザ停止部」に相当する。ただし、上記特許請求の範囲と本実施形態２との対応の記載はあくまで一例であって、特許請求の範囲に係る発明を本実施形態２に限定するものではない。
【０１１５】
上記実施形態１では、ＤＯＥ１４０の破損および脱落が生じた場合に、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が停止された。本実施形態では、ＤＯＥ１４０の破損および脱落が生じた場合の他、ＤＯＥ１４０に結露が生じた場合にも、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が停止される。
【０１１６】
図１５は、本実施形態の情報取得装置２と情報処理装置３の構成を示す図である。レーザ光源１１０への駆動電流は、上記実施形態１の場合、ＤＯＥ１４０の電気配線１４２を介してレーザ光源１１０に供給されたが、本実施形態では、レーザ駆動回路２２から直接供給される。また、ＤＯＥ１４０の電気配線１４２には、電圧検出回路２６が接続される。レーザ制御部２１ａは、電圧検出回路２６からの検出信号に基づいて、レーザ光源１１０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【０１１７】
図１６（ａ）は、本実施形態のＤＯＥ１４０に配された電気配線１４２の構成を示す図である。図１６（ａ）は、図９（ａ）と同様、ＤＯＥ１４０をＺ軸正側から見た図（ＤＯＥ１４０の裏面図）である。
【０１１８】
図１６（ａ）に示すＤＯＥ１４０では、電極１４３ａ、１４３ｂは、ＤＯＥ１４０の裏面の左下と右下に配されており、電気配線１４２によって互いに接続されている。この場合、電気配線１４２は、領域１４１の上下左右の外側において、それぞれ、複数回往復するようにして、所定の間隔で互いに隣り合うパターン部分を有している。
【０１１９】
なお、ＤＯＥ１４０は、図１６（ａ）の構成に限らず、図１６（ｂ）に示すように構成されても良い。図１６（ｂ）に示すＤＯＥ１４０では、電極１４３ａ、１４３ｂは、ＤＯＥ１４０の裏面の左下と右上に配されており、電気配線１４２によって互いに接続されている。この場合、電気配線１４２は、領域１４１の周囲を複数回旋回するようにして配されており、領域１４１の周囲全体に亘って、所定の間隔で互いに隣り合うパターン部分を有している。
【０１２０】
なお、図１６（ａ）、（ｂ）のように、電気配線１４２が複数回往復し、所定の間隔で隣り合うパターン部分が電気配線１４２のパターンとして設けられる構成は、請求項８に記載の構成の一例である。
【０１２１】
本実施形態では、上記のようにＤＯＥ１４０が構成され、さらに、電圧検出回路２６か
ら電気配線１４２に対して所定の定電流が供給される。上記実施形態１と同様、ＦＰＣ３０２がＤＯＥ装着部４１５に設置され、ＦＰＣ３０２に配された電極３０２ａ、３０２ｂが、それぞれ、ＤＯＥ１４０に配された電極１４３ａ、１４３ｂに接触する。本実施形態では、このＦＰＣ３０２を介して、電圧検出回路２６から電気配線１４２に定電流が供給される。電圧検出回路２６は、このように定電流を電気配線１４２に供給しながら、電極３０２ａ、３０２ｂ間の電圧を監視し、この電圧に基づいて、電気配線１４２における抵抗の変化を検出する。
【０１２２】
この構成により、ＤＯＥ１４０が破損して電気配線１４２が断線した場合、ＤＯＥ１４０の接着不良等によりＤＯＥ１４０が脱落した場合、および、ＤＯＥ１４０に結露が生じて電気配線１４２上に露が付着した場合に、電極３０２ａ、３０２ｂ間の電圧値が変化する。ＤＯＥ１４０が破損して電気配線１４２が断線した場合、および、ＤＯＥ１４０の接着不良等によりＤＯＥ１４０が脱落した場合、電極３０２ａ、３０２ｂ間の電圧値はゼロとなり、電極３０２ａ、３０２ｂ間の抵抗値（電気配線１４２の抵抗値）は無限大となる。また、電気配線１４２が所定の間隔で隣り合う部分に露が付着した場合、露によって電気配線１４２が短絡されるため、電気配線１４２の抵抗値が低下し、これに伴い、電極３０２ａ、３０２ｂ間の電圧値が低下する。電圧検出回路２６は、このような電圧値の変化に基づいて、ＤＯＥ１４０の異常を検出し、検出結果を、ＣＰＵ２１に出力する。
【０１２３】
なお、このように、電圧検出回路２６が、電極３０２ａ、３０２ｂ間の電圧値に基づいて電気配線１４２の抵抗値の変化を検出し、これにより、ＤＯＥ１４０の異常を検出する構成は、請求項７、９に記載の構成の一例である。
【０１２４】
図１６（ｃ）は、本実施形態の電圧検出回路２６の制御を示すフローチャートである。
【０１２５】
物体検出装置１が起動すると、ＣＰＵ２１は、電圧検出回路２６を制御して、ＤＯＥ１４０の電気配線１４２に所定の定電流を供給する（Ｓ１０１）。これにより、図１６（ａ）または図１６（ｂ）に示すＤＯＥ１４０の電気配線１４２に定電流が流れることになる。そして、ＣＰＵ２１は、電圧検出回路２６において、電極３０２ａ、３０２ｂ間の電圧値が、比較電圧から閾値Ｖｓｈを減算した値よりも小さいかを判定する（Ｓ１０２）。比較電圧と閾値Ｖｓｈは、予めメモリ２５に記憶されており、比較電圧は、電気配線１４２に露が付着していないときに電気配線１４２にかかる電圧である。
【０１２６】
ＣＰＵ２１は、電圧検出回路２６にかかる電圧値が、比較電圧から閾値Ｖｓｈを減算した値よりも小さいと判定すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、レーザ駆動回路２２を制御して、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射を停止する（Ｓ１０３）。他方、ＣＰＵ２１は、電圧検出回路２６にかかる電圧値が、比較電圧から閾値Ｖｓｈを減算した値以上であると判定すると（Ｓ１０２：ＮＯ）、シャットダウン指示が行われたかを判定する（Ｓ１０４）。このように、物体検出装置１が起動し続ける間（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０２、Ｓ１０３の処理が繰り返される。
【０１２７】
なお、Ｓ１０２、Ｓ１０３の構成は、請求項１０に記載の構成の一例である。
【０１２８】
＜実施形態２の効果＞
以上、本実施形態によれば、以下の効果が奏され得る。
【０１２９】
ＤＯＥ１４０に結露が生じ、領域１４１に露が付着すると、露によりレーザ光の分散が阻害され、目標領域上のある位置においてレーザ光の強度が高まることが起こり得る。しなしながら、本実施形態によれば、ＤＯＥ１４０に結露が生じて電気配線１４２に露が付着すると、露によって電気配線１４２が短絡され、電気配線１４２全体の抵抗値が降下す
る。かかる抵抗値の降下は、図１６（ｃ）のＳ１０２において判定され、この降下が検出されると、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射が停止される。よって、ＤＯＥ１４０に結露が生じた場合でも、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射を確実に停止させることができる。
【０１３０】
また、図１６（ａ）、（ｂ）に示すようにＤＯＥ１４０が構成されると、ＤＯＥ１４０上において電気配線１４２が配される領域の面積が広くなるため、ＤＯＥ１４０に付着した露を、確実に検知することができる。
【０１３１】
また、ＤＯＥ１４０の破損により電気配線１４２が断線した場合、および、ＤＯＥ１４０が脱落した場合は、電気配線１４２に電流が流れなくなり、電極３０２ａ、３０２ｂ間の電圧値がゼロとなる。この場合も、Ｓ１０２の判定がＹＥＳとなり、レーザ光の出射が停止される（Ｓ１０３）。これにより、本実施形態においても、上記実施形態１と同様、ＤＯＥ１４０の破損および脱落が生じた場合に、レーザ光源１１０によるレーザ光の出射を確実に停止させることができる。
【０１３２】
以上、本発明の実施形態１、２について説明したが、本発明は、上記実施形態１、２に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記の他に種々の変更が可能である。
【０１３３】
たとえば、上記実施形態１、２では、図９（ａ）、（ｂ）、図１４（ａ）、（ｂ）、図１６（ａ）、（ｂ）に示す電気配線１４２の設置方向は、何れも、ＤＯＥ１４０の辺に平行となるように配されたが、必ずしもＤＯＥ１４０の辺に平行でなくても良い。
【０１３４】
また、上記実施形態１、２では、ＤＯＥ１４０に配置される電極の数が、２つまたは４つであったが、ＤＯＥ１４０に配置される電極の数は、これに限られるものではなく、ＦＰＣ３０２に配置される電極および電気配線と相俟ってＤＯＥ１４０の状況を確認できるのであれば、２つまたは４つ以外の数の電極がＤＯＥ１４０に配置されても良い。
【０１３５】
また、上記実施形態１、２では、ドットパターンを生成するための回折パターンと電気配線１４２がＤＯＥ１４０の同じ面（レーザ光の入射面）に形成されたが、電気配線１４２は、ＤＯＥ１４０上において、回折パターンが形成される面と異なる面に形成されても良い。
【０１３６】
また、上記実施形態では、レーザ光源１１０として、フレームパッケージ型の半導体レーザが用いられたが、ＣＡＮパッケージ型の半導体レーザが用いられても良い。
【０１３７】
また、上記実施形態では、レーザ光源１１０の光軸がミラー１３０によって折り曲げられるよう、投射ユニット１００が構成されたが、ミラー１３０を省略して、レーザ光源１１０、コリメータレンズ１２０およびＤＯＥ１４０が直線状に並ぶように配置されても良い。ただし、この場合は、投射ユニット１００の寸法がＤＰ光の投射方向（Ｚ軸方向）に大きくなるため、情報取得装置２の厚みが大きくなる。よって、情報取得装置２の薄型化のためには、上記実施形態のように、レーザ光源１１０の光軸をミラー１３０によって折り曲げるよう、投射ユニット１００が構成されるのが良い。
【０１３８】
また、上記実施形態では、目標領域に照射されるレーザ光の波長帯以外の波長帯の光を除去するためにフィルタ２３０を配したが、たとえば、目標領域に照射されるレーザ光以外の光の信号成分を、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０から出力される信号から除去する回路構成が配されるような場合には、フィルタ２３０が省略され得る。
【０１３９】
また、上記実施形態では、受光素子として、ＣＭＯＳイメージセンサ２４０を用いたが、これに替えて、ＣＣＤイメージセンサを用いることもできる。さらに、投射光学系１０および受光光学系２０の構成も、適宜変更可能である。また、テレビ等の制御入力以外の制御形態にも、本発明は適用可能である。
【０１４０】
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１  …  物体検出装置
２  …  情報取得装置
２１  …  ＣＰＵ（レーザ停止部）
２１ａ  …  レーザ制御部（レーザ停止部）
２２  …  レーザ駆動回路（レーザ停止部）
２６  …  電圧検出回路（レーザ停止部）
１００  …  投射ユニット（投射部）
１１０  …  レーザ光源
１４０  …  ＤＯＥ（回折光学素子）
１４２  …  電気配線
１４３ａ、１４３ｂ  …  電極（第１の電極）
２００  …  受光ユニット（受光部）
３０２  …  ＦＰＣ（レーザ停止部）
３０２ａ、３０２ｂ  …  電極（第２の電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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