(57)【要約】【課題】装置近傍での角度分解能を向上させた光計測装置を提供すること。【解決手段】本光計測装置は、光源と、前記光源からから出射された光ビームを集光する光学素子と、を含み、前記光ビームを物体に照射する光照射手段と、前記物体に照射された前記光ビームの前記物体からの反射光又は散乱光を結像手段を介して検出する光検出器と、を有し、前記光源から前記光学素子による前記光源の共役像までの光路長と、前記光検出器から前記結像手段による前記光検出器の共役像までの光路長が、少なくとも第１の方向について異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からから出射された光ビームを集光する光学素子と、を含み、前記光ビームを物体に照射する光照射手段と、
前記物体に照射された前記光ビームの前記物体からの反射光又は散乱光を結像手段を介して検出する光検出器と、を有し、
前記光源から前記光学素子による前記光源の共役像までの光路長と、前記光検出器から前記結像手段による前記光検出器の共役像までの光路長が、少なくとも第１の方向について異なる光計測装置。
【請求項２】
前記光照射手段の後段に、前記光学素子を介した前記光ビームを偏向走査して前記物体に照射する偏向手段を備え、
前記偏向手段が偏向走査する方向を主走査方向、前記主走査方向と垂直な方向を副走査方向としたときに、前記第１の方向は主走査方向又は副走査方向の何れか一方である請求項１記載の光計測装置。
【請求項３】
前記光学素子は、少なくとも前記第１の方向について、第１の主点及び第１の焦点距離を有し、前記第１の主点は、前記光源から前記第１の焦点距離と等しい距離だけ離れた位置に配置され、
前記結像手段は、少なくとも前記第１の方向について、第２の主点及び第２の焦点距離を有する第１の結像素子を備え、前記第２の主点は、前記光検出器から前記第２の焦点距離よりも長い距離だけ離れた位置に配置される請求項１又は２記載の光計測装置。
【請求項４】
前記光源は複数であり、各光源からの光ビームは前記物体の異なる領域を照射し、
前記結像手段は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に第３の主点及び第３の焦点距離を有する第２の結像素子を備え、
前記第２の焦点距離と前記第３の焦点距離を異ならせた請求項３記載の光計測装置。
【請求項５】
前記第２の主点は、前記光検出器から前記第２の焦点距離よりも長い距離だけ離れた位置に配置され、かつ、前記第３の主点は、前記光検出器から前記第３の焦点距離と等しい距離だけ離れた位置に配置される請求項４記載の光計測装置。
【請求項６】
最も近い検出距離を最小検出距離とするとき、
少なくとも前記第１の方向について、前記光検出器の共役像の位置を前記最小検出距離の位置とする請求項１乃至５の何れか一項記載の光計測装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項記載の光計測装置を搭載した車両。
【請求項８】
前記光計測装置の前記光照射手段から車外に光を照射し、前記光の反射光又は散乱光を前記光検出器で検出し、前記光検出器で検出した信号に基づいて車外から物体の情報を取得する請求項７記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＡ（工場）用やセキュリティ用等、或いは車載用として利用でき、物体の有無や、その物体までの距離等を検出する光計測装置、及び光計測装置を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体の有無や、その物体までの距離を検出する光計測装置が知られている。光計測装置の一例としては、回転多面鏡で光ビームを偏向させて所定の測定野を光ビームで走査し、その測定野において被測定物体で反射した光を同じ回転多面鏡を用いて連続的に画角を変化させて受光素子で受光し、各走査点までの距離を測定する装置を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記装置では、光源である半導体レーザからの光ビームを光学素子（投光レンズ）で平行光としている。又、結像手段（受光レンズ）で光検出器であるＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）上に光ビームを絞っている記載があり、明示はされていないが、受光レンズの焦点距離の位置にＰＳＤを配置していたこととなる。
【０００４】
つまり、どちらも物点（光源又は光検出器）とレンズ（投光レンズ又は受光レンズ）の距離を、レンズの焦点距離としており、その物点の共役像は無限遠にできるよう設定していることとなる。しかし、この場合、それぞれの物点の角度領域（投射側の光学系については光源である半導体レーザの発散角や投光レンズの有効範囲、受光側の光学系については受光レンズの有効範囲）を考慮したときに、特に装置近傍で物点の像がぼやけて、所望の角度分解能を達成できない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、装置近傍での角度分解能を向上させた光計測装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本光計測装置は、光源と、前記光源からから出射された光ビームを集光する光学素子と、を含み、前記光ビームを物体に照射する光照射手段と、前記物体に照射された前記光ビームの前記物体からの反射光又は散乱光を結像手段を介して検出する光検出器と、を有し、前記光源から前記光学素子による前記光源の共役像までの光路長と、前記光検出器から前記結像手段による前記光検出器の共役像までの光路長が、少なくとも第１の方向について異なることを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、装置近傍での角度分解能を向上させた光計測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図である。
【図３】光源の発光領域を考慮した場合の光源の照射領域を例示する図である。
【図４】光源の発光領域及びカップリングレンズの有効範囲を考慮した場合の光源の照射領域を例示する図である。
【図５】第１の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系の詳細を例示する模式図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図である。
【図７】第１の実施の形態の変形例に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図である。
【図８】第２の実施の形態に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図である。
【図９】第２の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図である。
【図１２】第３の実施の形態の変形例に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図である。
【図１３】第３の実施の形態の変形例に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図である。
【図１４】第３の実施の形態に係る光計測装置を車両に搭載した様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
なお、本願において、光計測装置とは、例えば、所定の領域に光を照射し、反射光や散乱光に基づいて、所定の領域における物体の有無を検出する装置を含むものとする。又、本願において、光計測装置とは、例えば、所定の領域に物体が存在することを前提にして、その物体に光を照射し、反射光や散乱光に基づいて、その物体までの距離等を計測する装置を含むものとする。
【００１１】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図であり、（ａ）はＸＹ平面に平行な方向の断面を示し、（ｂ）はＸＺ平面に平行な方向の断面を示している。又、図２は、第１の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図であり、（ａ）はＸＹ平面に平行な方向の断面を示し、（ｂ）はＸＺ平面に平行な方向の断面を示している。
【００１２】
図１及び図２を参照するに、光計測装置１０は、大略すると、光源１１と、カップリングレンズ１２と、反射ミラー１３と、回転ミラー１４と、反射ミラー１５と、結像レンズ１６と、光検出器１７とを有する。なお、１００は検出対象である物体の像面を、１１０は検出範囲を示している。
【００１３】
なお、図１及び図２における座標軸は、回転ミラー１４から検出範囲１１０の中心に向かう軸をＸ軸、回転ミラー１４で走査される方向をＹ軸、回転ミラー１４の回転軸方向をＺ軸とする３次元直交座標系である（以降の図についても同様）。なお、偏向手段である回転ミラー１４が偏向走査する方向を主走査方向、主走査方向と垂直な方向を副走査方向と称する場合がある。
【００１４】
光源１１としては、例えば、半導体レーザや発光ダイオード等の固体光源を用いることができる。本実施の形態では、光源１１として半導体レーザを用い、半導体レーザをパルス発光させる場合を例にして以下の説明をする。
【００１５】
カップリングレンズ１２は、光源１１の後段に配置されている。なお、カップリングレンズを複数の光学素子を組み合わせて構成してもよい。カップリングレンズ１２は、光源１１から出射される光ビーム（発散光）を集光する機能を有する。なお、本実施の形態において、カップリングレンズ１２の主走査方向の焦点距離と副走査方向の焦点距離は等しい（焦点距離ｆ１とする）。
【００１６】
ここで、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離をＬ１とする。本実施の形態では、カップリングレンズ１２の主平面と光軸とが直交する点を第１の主点とすると、主走査方向において、距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と等しくなるように、光源１１及びカップリングレンズ１２が配置されている。
【００１７】
つまり、カップリングレンズ１２は、第１の主点が光源１１の発光部から焦点距離ｆ１と等しい距離だけ離れた位置にくるように配置されている（光源１１及びカップリングレンズ１２は光源１１の共役像が無限遠となるように配置されている）。なお、本明細書において、『等しい』とは、厳密に等しい場合のみならず、本願の所定の効果を損なわない範囲内でおおよそ等しい場合も含むものとする。
【００１８】
又、副走査方向において、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離Ｌ１が、カップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と等しくなるように、光源１１及びカップリングレンズ１２が配置されている。つまり、カップリングレンズ１２は、第１の主点が光源１１の発光部から焦点距離ｆ１と等しい距離だけ離れた位置にくるように配置されている（光源１１及びカップリングレンズ１２は光源１１の共役像が無限遠となるように配置されている）。
【００１９】
つまり、本実施の形態では、光源１１から出射される発散光が略平行光になるようにカップリングレンズ１２を設置している。但し、実際には、光源１１（半導体レーザ）の発光領域の影響で、カップリングレンズ１２を透過した光は発散光となる。これについては後に詳述する。
【００２０】
カップリングレンズ１２を透過した光は、反射ミラー１３に入射して光路を変換され、回転ミラー１４に入射する。反射ミラー１３に入射する光と反射ミラー１３で反射する光とのＸＹ平面における角度差は、例えば、６０度程度とすることができる。回転ミラー１４は、少なくとも２つの反射部（反射面）を備え、各反射部は回転ミラー１４の回転軸１４ｏに対して異なる角度で傾いて配置されている。なお、カップリングレンズ１２は、本発明に係る光学素子の代表的な一例である。又、光源１１及びカップリングレンズ１２は、本発明に係る光照射手段の代表的な一例である。又、回転ミラー１４は、本発明に係る偏向手段の代表的な一例である。
【００２１】
本実施の形態では、回転ミラー１４は、４つの反射部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄを備えており、回転軸１４ｏに対する反射部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄの各々の倒れ角が異なる角度に設定されている。これにより、回転ミラー１４で反射した光の進行方向のＸＹ平面に対する角度を切り替えることが可能となり、反射部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄ毎に、検出するレイヤをＺ方向にずらすことができる。つまり、反射部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄ毎に、Ｚ方向の異なる領域を走査できる。なお、本実施の形態の場合には、４つのレイヤの検出が可能である。
【００２２】
回転ミラー１４に入射した光は、回転する反射部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄで偏向及び走査され、像面１００の検出範囲１１０を照射する。像面１００の検出範囲１１０からの反射光又は散乱光は、再び回転ミラー１４に入射し、反射部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄで順次反射され、反射ミラー１５で更に反射されて結像レンズ１６に入射する。
【００２３】
結像レンズ１６は、像面１００の検出範囲１１０からの反射光又は散乱光を結像する機能を有する。本実施の形態において、結像レンズ１６の主走査方向の焦点距離と副走査方向の焦点距離は等しい（焦点距離ｆ２とする）。なお、結像レンズ１６は、本発明に係る結像手段の代表的な一例である。又、結像レンズ１６は、本発明に係る第１の結像素子の代表的な一例である。
【００２４】
結像レンズ１６を透過した像面１００の検出範囲１１０からの反射光又は散乱光は光検出器１７に入射する。光検出器１７は、像面１００の検出範囲１１０に照射された光ビームの反射光又は散乱光を結像レンズ１６を介して検出する機能（物体を検出する機能）を有する。光検出器１７としては、例えば、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）やＰＤ（ピンフォトダイオード）等を用いることができる。なお、受光側の光学系を、回転ミラーを介さずに、レンズと光検出器のみで構成してもよい。
【００２５】
ここで、光検出器１７の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離をＬ２とする。本実施の形態では、結像レンズ１６の主平面と光軸とが直交する点を第２の主点とすると、主走査方向において、距離Ｌ２が、結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くなるように、光検出器１７及び結像レンズ１６が配置されている。つまり、結像レンズ１６は、第２の主点が光検出器１７の受光部から焦点距離ｆ２よりも長い距離だけ離れた位置にくるように配置されている。
【００２６】
又、副走査方向において、光検出器１７の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離Ｌ２が、結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くなるように、光検出器１７及び結像レンズ１６が配置されている。つまり、結像レンズ１６は、第２の主点が光検出器１７の受光部から焦点距離ｆ２よりも長い距離だけ離れた位置にくるように配置されている。
【００２７】
つまり、本実施の形態では、光検出器１７から光ビームが出たとすると、その光ビームが所定位置で収束するように結像レンズ１６を設置している。結像レンズ１６及び光検出器１７をこのような配置とすることの技術的な意義については後述する。なお、図２において、Ｌ３は、光計測装置１０で検出可能な最も近い検出距離である最小検出距離を示している。
【００２８】
ここで、光源１１（半導体レーザ）の発光領域の影響で、カップリングレンズ１２を透過した光が発散光となっていることについて詳述する。図３は、光源の発光領域を考慮した場合の光源の照射領域を例示する図である。
【００２９】
ここで、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の主平面１２ａ（図３中矢印で記載）と光軸とが直交する第１の主点までの距離がＬ１である。前述のように、本実施の形態では、主走査方向及び副走査方向の双方において、距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と等しくなるように、光源１１及びカップリングレンズ１２が配置されている。
【００３０】
図３に示すように、光源１１の発光領域１１ａの径をａとすると、近軸領域のみを考慮するとき、光源１１の像ができる領域は、θ１＝２×ｔａｎ−１（ａ／２ｆ１）で表すことができる。つまり、θ１の角度範囲が、光源１１の発光領域１１ａに依る照射領域となる。このように、光源１１の発光領域１１ａを考慮すると、カップリングレンズ１２を透過した光ビームが広がる。本実施の形態では、物体を検出する領域の角度分解能について、図３に示す光ビームの広がり角で規定する。
【００３１】
ここでは、光源１１からの光ビームをカップリングレンズ１２で平行光とする場合について述べた。これを発散光や収束光等の状態としたときは、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の主平面１２ａまでの距離はカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と異ならせる必要がある。その場合のθ１は、カップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１を、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の主平面１２ａと光軸とが直交する第１の主点までの距離Ｌ１に置換した式で表すことができる。
【００３２】
次に、カップリングレンズ１２の有効範囲１２ｂを考慮する場合について説明する。図４は、光源の発光領域及びカップリングレンズの有効範囲を考慮した場合の光源の照射領域を例示する図であり、（ａ）は光計測装置の近傍（カップリングレンズ１２の近傍）を、（ｂ）は光計測装置の遠方（カップリングレンズ１２の遠方）を示している。
【００３３】
光源１１からの光ビームがカップリングレンズ１２の有効範囲１２ｂの端部まで入射すると、図４（ａ）に示すように、特に光計測装置の近傍（カップリングレンズ１２の近傍）において軸外光の影響が大きくなる。そのため、図３に示した光源１１の発光領域１１ａに依る照射領域（図４中梨地模様で示した領域）よりも、光源１１の像領域１１ｘが広がる。つまり、θ２＞θ１となり、図４中太線で示すように角度分解能が拡大（劣化）する。
【００３４】
なお、図４（ｂ）に示すように、カップリングレンズ１２の遠方になればなるほど、光源１１の発光領域１１ａに依る照射領域と光源１１の像領域１１ｘが近似し、無限遠では両者が完全に一致する。つまり、カップリングレンズ１２の遠方になればなるほど、θ２はθ１と近似した値となり（角度分解能が近似し）、無限遠ではθ２＝θ１となり角度分解能が完全に一致する。
【００３５】
以上のように、図４ではカップリングレンズ１２の有効範囲１２ｂについて考慮したが、光源１１の発散角に比べてカップリングレンズ１２の有効範囲１２ｂが十分大きい場合は、軸外光が光源１１の発散角によって規定される。この場合も同様に、角度分解能が劣化する。
【００３６】
図５は、第１の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系の詳細を例示する模式図である。図５において、１６ａは結像レンズ１６の主平面を、１６ｂは結像レンズ１６の有効範囲を、１７ｘは光検出器１７の像領域を、Ａはピント面を各々示している。なお、ピント面とは、光検出器１７から光ビームが出たとしたときに、その光ビームが収束する所定位置を含む面である。
【００３７】
本実施の形態では、図５に示すように、受光側の光学系について、光検出器１７を物点としたときに、結像レンズ１６で光検出器１７を結像するような構成として、光計測装置の近傍（結像レンズ１６の近傍）での角度分解能を向上させている。
【００３８】
物体を検出できる領域は、光源１１の像と光検出器１７の像の重なり合う領域である。例えば、光源１１の像の領域内、つまり、光源１１で照射されている領域内であっても、光検出器１７の像の領域外であれば、その領域からの反射光は光検出器１７に導光されないため検出されない。
【００３９】
又、光検出器１７の像の領域内であっても、光源１１の像の領域外であれば、光源１１で照射されていないため、そもそも反射光が発生しない。光検出器１７を物点としたときに、その共役像が無限遠にできるような結像レンズ１６の配置では、投射側光学系と同様に、光計測装置の近傍（結像レンズ１６の近傍）で光検出器１７の像が広がってしまう。つまり、光検出器１７から光ビームが出たとすると、その光ビームが平行光となるような配置では、投射側光学系と同様に、光計測装置の近傍（結像レンズ１６の近傍）で光検出器１７の像が広がってしまう。
【００４０】
しかし、図５に示すように、所定位置で結像させると（つまり、光検出器１７から光ビームが出たとすると、その光ビームが所定位置で収束するようにすると）、そのピント面Ａで光検出器１７の像領域１７ｘが所望の角度分解能と一致する。光計測装置の近傍（結像レンズ１６の近傍）で光検出器１７の像が結像するように、光検出器１７の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離Ｌ２を設定する。そうすると、光源１１の像が広がっていたとしても、光検出器１７の像が絞られており、光源１１の像と光検出器１７の像の重なり合う領域を小さくできるため、角度分解能を小さく、つまり向上させることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、主走査方向（図１及び図２のＹ軸方向）、副走査方向（図１及び図２のＺ軸方向）ともに図５に示したような構成とし、主走査方向及び副走査方向で角度分解能を向上させている。但し、主走査方向及び副走査方向の何れか一方の方向のみを図５に示したような構成としてもよい。
【００４２】
つまり、主走査方向及び副走査方向の少なくとも一方の方向（第１の方向）において、以下の第１及び第２の要件を満たすような構成としてもよい。第１の要件は、カップリングレンズ１２の第１の主点が光源１１からカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と等しい距離だけ離れた位置に配置されることである。第２の要件は、結像レンズ１６の第２の主点が光検出器１７から結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長い距離だけ離れた位置に配置されることである。
【００４３】
又、本実施の形態において、最小検出距離Ｌ３で光検出器１７の像が結像するような構成とすることにより（光検出器１７の共役像の位置を最小検出距離Ｌ３の位置とすることにより）、検出距離の範囲全域で角度分解能のバランスをとることができる。但し、検出範囲の規定によっては、光検出器１７の共役像の位置を最小検出距離Ｌ３の位置とは異なる任意の位置とすることができる。
【００４４】
従来の光計測装置では、光源から光学素子による光源の共役像までの光路長と、光検出器から結像手段による光検出器の共役像までの光路長が、主走査方向及び副走査方向共に同一であった。つまり、前述のように、従来の光計測装置では、光源からの光ビームをカップリングレンズで平行光とし、結像手段の焦点距離の位置に光検出器を配置していた。どちらも物点（光源又は光検出器）とレンズ（投光レンズ又は受光レンズ）の距離を、レンズの焦点距離としており、その物点の共役像は無限遠にできるよう設定していることとなる。
【００４５】
換言すれば、光源から光学素子による光源の共役像までの光路長と、光検出器から結像手段による光検出器の共役像までの光路長が、何れも無限大である。その結果、特に装置近傍で物点の像がぼやけて、所望の角度分解能を達成できない。
【００４６】
一方、光計測装置１０では、光源から光学素子による光源の共役像までの光路長と、光検出器から結像手段による光検出器の共役像までの光路長が、少なくとも主走査方向又は副走査方向の何れか一方の方向について異なっている。
【００４７】
より詳しくは、カップリングレンズ１２の第１の主点が光源１１からカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と等しい距離だけ離れた位置に配置されている。そのため（光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と等しいため）、光源１１からカップリングレンズ１２による光源１１の共役像までの光路長は無限大である。
【００４８】
しかし、結像レンズ１６の第２の主点が光検出器１７から結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長い距離だけ離れた位置に配置されている。つまり、光検出器１７の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離Ｌ２が結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くなるように結像レンズ１６及び光検出器１７を配置している。そのため、光検出器１７から結像レンズ１６による光検出器１７の共役像までの光路長は有限であり、光計測装置の近傍（結像レンズ１６の近傍）で光検出器１７の像が結像する。
【００４９】
このような光学系の構成により、光検出器１７を物点としたときに、結像レンズ１６で収束光とすることとなる。つまり、光検出器１７の共役像を無限遠よりも光計測装置に近い位置に設定することとなる。その結果、光検出器１７の共役像ができる位置では、光検出器１７の像のぼやけがなくなり、又、物体を検出できる領域は、光源１１の像と光検出器１７の像の重なる領域で決定するため、光計測装置１０に近い位置でも角度分解能を向上することができる。つまり、光計測装置１０の近傍から遠方まで角度分解能の向上を図ることができる。なお、光計測装置１０は、例えば、車載用途のレーザレーダに適用可能である。
【００５０】
〈第１の実施の形態の変形例〉
図６は、第１の実施の形態の変形例に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図であり、（ａ）はＸＹ平面に平行な方向の断面を示し、（ｂ）はＸＺ平面に平行な方向の断面を示している。又、図７は、第１の実施の形態の変形例に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図であり、（ａ）はＸＹ平面に平行な方向の断面を示し、（ｂ）はＸＺ平面に平行な方向の断面を示している。
【００５１】
第１の実施の形態では、光源１１からの光ビームを平行光に、つまり、光源１１の共役像を無限遠に作り、光検出器１７の共役像を光計測装置の近傍に設定した。しかし、図６及び図７に示すように、光源１１の共役像を光計測装置の近傍にし、かつ、光検出器１７の共役像を無限遠にすることにより、光計測装置の近傍と遠方の角度分解能を同時に良好に保つことも可能である。
【００５２】
つまり、第１の実施の形態の変形例に係る光計測装置１０Ａでは、カップリングレンズ１２の第１の主点が光源１１からカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも長い距離だけ離れた位置に配置されている。そして、結像レンズ１６の第２の主点が光検出器１７から結像レンズ１６の焦点距離ｆ２と等しい距離だけ離れた位置に配置されている。
【００５３】
すなわち、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも長くなるように、光源１１及びカップリングレンズ１２が配置されている。又、光検出器１７の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離Ｌ２が結像レンズ１６の焦点距離ｆ２と等しくなるように、結像レンズ１６及び光検出器１７が配置されている。これにより、光計測装置の近傍と遠方の角度分解能を同時に良好に保つことができる。
【００５４】
但し、第１の実施の形態のように、光源１１の共役像を無限遠に作り、かつ、光検出器１７の共役像を光計測装置の近傍に設定すると、遠方で光源１１の像の広がりが小さくなり、物体に照射される光ビームの光強度密度が高くなる。そのため、光量の確保が容易となる点でより望ましい。
【００５５】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、複数の光源を備えた光計測装置を例示する。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。
【００５６】
図８は、第２の実施の形態に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図であり、（ａ）はＸＹ平面に平行な方向の断面を示し、（ｂ）はＸＺ平面に平行な方向の断面を示している。但し、図８では回転ミラー１４に入射するまでの入射光学系のみを例示している。
【００５７】
図８に示すように、第２の実施の形態に係る光計測装置２０は、複数の光源（光源１１及び２１）を備え、光源１１と光源２１とがＸＺ平面において角度差を有している点が、第１の実施の形態に係る光計測装置１０（図１参照）と相違する。
【００５８】
すなわち、光計測装置２０において、光源１１と光源２１とは、ＸＺ平面に垂直な方向から視てＺ方向の異なる位置に配置されている。又、カップリングレンズ１２とカップリングレンズ２２とは、ＸＺ平面に垂直な方向から視てＺ方向の異なる位置に配置されている。光源１１及び２１から出射される各発散光は、カップリングレンズ１２及び２２を透過し、合成プリズム２３で合成されて反射ミラー１３に入射する。
【００５９】
この構成により、光源１１と光源２１が検出範囲１１０のＺ方向に異なる領域を走査することとなり、Ｚ方向の検出範囲を二層に分割して物体を検出できるようになる。つまり、Ｚ方向の検出分解能を付与することができる。光源及びカップリングレンズのＺ方向の配置を選択することにより、光源１１と光源２１による照射領域の角度分解能、重なり具合を任意に設計することができる。
【００６０】
図９は、第２の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図であり、（ａ）はＸＹ平面に平行な方向の断面を示し、（ｂ）はＸＺ平面に平行な方向の断面を示している。図９の例では、結像レンズを２枚構成（結像レンズ１６及び２６）としている。なお、結像レンズ２６は、本発明に係る第２の結像素子の代表的な一例である。
【００６１】
ここで、光検出器１７の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離をＬ４とする。本実施の形態では、結像レンズ１６は主走査方向にのみ光学的パワーを有するレンズである。そして、結像レンズ１６の主平面と光軸とが直交する点を第２の主点とすると、主走査方向において、距離Ｌ４が結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くなるように、光検出器１７と結像レンズ１６が配置されている。つまり、結像レンズ１６は、第２の主点が光検出器１７の受光部から焦点距離ｆ２よりも長い距離だけ離れた位置にくるように配置されている。
【００６２】
又、光検出器１７の受光部から結像レンズ２６の第３の主点までの距離をＬ５とする。結像レンズ２６は副走査方向にのみ光学的パワーを有するレンズである。そして、結像レンズ２６の主平面と光軸とが直交する点を第３の主点とすると、副走査方向において、距離Ｌ５が、結像レンズ２６の焦点距離ｆ３と等しくなるように、結像レンズ２６及び光検出器１７が配置されている。つまり、結像レンズ２６は、第３の主点が光検出器１７の受光部から焦点距離ｆ３と等しい距離だけ離れた位置にくるように配置されている。なお、焦点距離ｆ２と焦点距離ｆ３とは、異なる値に設定されている。
【００６３】
このような構成とすると、受光側光学系の主走査方向と副走査方向の焦点距離、主点の位置を異ならせることが容易となる。なお、１枚の結像レンズの入射面と出射面で各々主走査方向と副走査方向のパワーのみ持つ構成や、主走査方向と副走査方向で異なる光学的パワーを有するアナモフィック面の採用等の種々の変形も可能である。
【００６４】
又、本実施の形態では、主走査方向の主点は、光検出器１７から主走査方向の焦点距離よりも長い距離だけ離れた位置に配置し、かつ、副走査方向の主点は、光検出器１７から副走査方向の焦点距離と等しい距離だけ離れた位置に配置している。これは、複数の光源の検出領域をカバーできるよう、光検出器１７の像の副走査方向の領域は広く保ったまま、主走査方向に関しては光計測装置の近傍の角度分解能を向上させるためである。
【００６５】
このように、光計測装置が複数の光源を備える構成とすることで（３つ以上の光源を備えてもよい）、検出できる領域の拡大や、光量の確保、検出速度の高速化を図ることができる。このとき、１つ、かつ、円形に近い光検出器１７で検出できると、光検出器１７のコストを低減できる。又、主走査方向と副走査方向の角度分解能に応じて、結像レンズの主走査方向と副走査方向の焦点距離を選定することで、光検出器１７のサイズを自由に設定できる。
【００６６】
〈第３の実施の形態〉
第１及び第２の実施の形態では、回転ミラー１４等の偏向手段を有する走査型の光計測装置について例示した。第３の実施の形態では、回転ミラー１４等の偏向手段を有しない非走査型の光計測装置について例示する。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。
【００６７】
図１０は、第３の実施の形態に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図であり、ＸＹ平面に平行な方向の断面を示している。又、図１１は、第３の実施の形態に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図であり、ＸＹ平面に平行な方向の断面を示している。なお、投射側の光学系及び受光側の光学系は共に回転対称の系であるため、ＺＸ平面に平行な方向の断面も図１０及び図１１と同一となる。
【００６８】
図１０及び図１１に示すように、第３の実施の形態に係る光計測装置３０は、反射ミラー１３及び１５並びに回転ミラー１４が存在しない点、光検出器１７が光検出器３７に置換された点が、第１の実施の形態に係る光計測装置１０（図１及び図２参照）と相違する。
【００６９】
ここで、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離をＬ１とする。本実施の形態では、カップリングレンズ１２の主平面と光軸とが直交する点を第１の主点とすると、距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１と等しくなるように、光源１１及びカップリングレンズ１２が配置されている。つまり、カップリングレンズ１２は、第１の主点が光源１１の発光部から焦点距離ｆ１と等しい距離だけ離れた位置にくるように配置されている（光源１１及びカップリングレンズ１２は光源１１の共役像が無限遠となるように配置されている）。
【００７０】
つまり、本実施の形態では、光源１１から出射される発散光が略平行光になるようにカップリングレンズ１２を設置している。但し、前述のように、実際には、光源１１（半導体レーザ）の発光領域の影響で、カップリングレンズ１２を透過した光は発散光となる。
【００７１】
カップリングレンズ１２を透過した光は、そのまま直進し、像面１００の検出範囲１１０を照射する。像面１００の検出範囲１１０からの反射光又は散乱光は結像レンズ１６に入射し、結像レンズ１６を透過して光検出器３７に入射する。
【００７２】
光検出器３７は、例えば、複数の光検出器がＹ方向に一列に配列されたマルチチャネルの光検出器である。本実施の形態では、光検出器３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、及び３７ｅがＹ方向に一列に配列されている。光検出器３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、及び３７ｅとしては、例えば、夫々ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）やＰＤ（ピンフォトダイオード）等を用いることができる。
【００７３】
本実施の形態において、複数の光検出器を有するマルチチャネルの光検出器３７を用いる理由は、非走査型の光計測装置３０では、像面１００の検出範囲１１０を領域分割して反射光や散乱光（以降、反射光等とする）を検出するためである。すなわち、走査型の光計測装置１０等では、検出範囲１１０内を順次走査した光の反射光等は必ず光検出器１７の検出面に戻るような光学系とされており、光検出器１７は順次走査した光の反射光等を時分割して検出していた。
【００７４】
一方、光計測装置３０では走査を行わないため、光源１１から出射されカップリングレンズ１２を透過した光は、検出範囲１１０を一括で照射する。そして、検出範囲１１０内におけるＹ方向の異なる領域での反射光等毎に光検出器３７ａ〜３７ｅのうちの異なる光検出器の検出面に戻るような光学系とされている。すなわち、光検出器３７ａ〜３７ｅは、検出範囲１１０内をＹ方向に領域分割した異なる領域からの反射光等を夫々検出する。
【００７５】
なお、光検出器３７において、Ｙ方向に一列に配列される光検出器の数は５個でなくても構わない。光検出器の数は５個よりも増やしても減らしてもよい。検出範囲１１０が狭い場合には、光検出器３７をマルチチャネルとせずに、第１の実施の形態等と同様に、１チャネルの光検出器１７としてもよい。
【００７６】
又、光検出器をＺ方向にも配列し、複数の光検出器がＹＺ平面に縦横に配列された形態等としてもよい。要するに、検出範囲１１０を一括で照射した光の反射光等を領域分割して全て検出できるような数量や配置とすればよい。例えば、カップリングレンズ１２の径を大きくして、径の大きな平行光で検出範囲１１０を一括で照射し、領域分割された各領域からの反射光等を必要な数量や配列とされたマルチチャネルの光検出器で検出できる。
【００７７】
ここで、光検出器３７の各光検出器の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離をＬ２とする。本実施の形態では、結像レンズ１６の主平面と光軸とが直交する点を第２の主点とすると、距離Ｌ２が結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くなるように、光検出器３７及び結像レンズ１６が配置されている。つまり、結像レンズ１６は、第２の主点が光検出器３７の受光部から焦点距離ｆ２よりも長い距離だけ離れた位置にくるように配置されている。
【００７８】
つまり、本実施の形態では、光検出器３７の各光検出器から光ビームが出たとすると、その光ビームが所定位置で収束するように結像レンズ１６を設置している。なお、図１１において、Ｌ３は、光計測装置３０で検出可能な最も近い検出距離である最小検出距離を示している。
【００７９】
このような光学系の構成により、第１の実施の形態等と同様に以下の効果を奏する。すなわち、光検出器３７の各光検出器を物点としたときに、結像レンズ１６で収束光とすることとなる。つまり、光検出器３７の各光検出器の共役像を無限遠よりも光計測装置に近い位置に設定することとなる。その結果、光検出器３７の各光検出器の共役像ができる位置では、光検出器３７の各光検出器の像のぼやけがなくなる。又、物体を検出できる領域は、光源１１の像と光検出器３７の各光検出器の像の重なる領域で決定するため、光計測装置３０に近い位置でも角度分解能を向上することができる。つまり、光計測装置３０の近傍から遠方まで角度分解能の向上を図ることができる。
【００８０】
なお、光計測装置３０は、例えば、車載用途のレーザレーダに適用可能である。光計測装置３０を車載用途のレーザレーダに適用する場合、光計測装置３０は回転ミラー１４等の可動する部分を有しないため、回転ミラー１４等の可動する部分を有する光計測装置１０等に比べて、高い信頼性を実現できる。
【００８１】
〈第３の実施の形態の変形例〉
第３の実施の形態の変形例では、第３の実施の形態とは異なる非走査型の光計測装置について例示する。なお、第３の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。
【００８２】
図１２は、第３の実施の形態の変形例に係る光計測装置の投射側の光学系を例示する模式図であり、ＸＹ平面に平行な方向の断面を示している。又、図１３は、第３の実施の形態の変形例に係る光計測装置の受光側の光学系を例示する模式図であり、ＸＹ平面に平行な方向の断面を示している。なお、投射側の光学系及び受光側の光学系は共に回転対称の系であるため、ＺＸ平面に平行な方向の断面も図１２及び図１３と同一となる。
【００８３】
第３の実施の形態に係る光計測装置３０（図１０及び図１１参照）では、光源１１からの光ビームを平行光に、つまり、光源１１の共役像を無限遠に作るようにした。第３の実施の形態の変形例に係る光計測装置３０Ａでは、カップリングレンズ１２の第１の主点が光源１１からカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも短い距離だけ離れた位置に配置されている。
【００８４】
すなわち、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも短くなるように、光源１１及びカップリングレンズ１２が配置されている。なお、受光側の光学系については、第３の実施の形態に係る光計測装置３０と同様である。
【００８５】
このような光学系の構成により、光源１１から出射されカップリングレンズ１２を透過した光は発散光となり、検出範囲１１０を一括で照射する。カップリングレンズ１２を透過した光を発散光とすることにより、一括で照射する検出範囲１１０を拡大することができる。
【００８６】
光検出器３７ａ〜３７ｅは、検出範囲１１０内をＹ方向に領域分割した異なる領域からの反射光等を夫々検出するため、一括で照射する検出範囲１１０を拡大しても問題はない。すなわち、図１３に示すように、検出範囲１１０内をＹ方向に領域分割した領域１１０ａからの反射光等は、破線で示した光路を通り光検出器３７ａで検出される。又、検出範囲１１０内をＹ方向に領域分割した領域１１０ｃからの反射光等は、実線で示した光路を通り光検出器３７ｃで検出される。
【００８７】
同様に、検出範囲１１０内をＹ方向に領域分割した他の領域（図示せず）についても、光検出器３７ｂ、３７ｄ、３７ｅで検出される。この際、隣接する光検出器で検出される領域が一部重複しても問題はない。なお、本実施の形態では、一括で照射する検出範囲１１０を拡大しているため、必要に応じてＹ方向に一列に配列される光検出器の数を増やしてもよい。
【００８８】
物体を検出できる領域は、光源１１の像と光検出器３７を構成する１つの光検出器の像の重なる領域で決定される。そのため、一括で照射する検出範囲１１０を拡大しても、光検出器３７の各光検出器の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離Ｌ２を結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くしておけばよい。これにより、第３の実施の形態と同様に、光計測装置３０Ａの近傍から遠方まで角度分解能の向上を図ることができる。
【００８９】
〈第３の実施の形態の他の変形例〉
第３の実施の形態について、第１の実施の形態の変形例と同様に変形することも可能である。すなわち、光源１１の共役像を光計測装置の近傍にし、かつ、光検出器３７の共役像を無限遠にすることにより、光計測装置の近傍と遠方の角度分解能を同時に良好に保つことも可能である。
【００９０】
具体的には、図１０において、カップリングレンズ１２の第１の主点を光源１１からカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも長い距離だけ離れた位置に配置する。そして、図１１において、結像レンズ１６の第２の主点を光検出器３７から結像レンズ１６の焦点距離ｆ２と等しい距離だけ離れた位置に配置する。
【００９１】
すなわち、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも長くなるように、光源１１及びカップリングレンズ１２を配置する。又、光検出器３７の各光検出器の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離Ｌ２が結像レンズ１６の焦点距離ｆ２と等しくなるように、結像レンズ１６及び光検出器３７を配置する。これにより、第１の実施の形態の変形例と同様に、光計測装置の近傍と遠方の角度分解能を同時に良好に保つことができる。但し、第３の実施の形態より検出範囲１１０が狭くなる。
【００９２】
又、第３の実施の形態について、第２の実施の形態と同様に変形することも可能である。すなわち、図８と同様に、複数の光源（光源１１及び２１）を備え、光源１１と光源２１とをＸＺ平面において角度差を有するように（ＸＺ平面に垂直な方向から視てＺ方向の異なる位置に）配置してもよい。
【００９３】
但し、回転ミラー及び反射ミラーは不要であるため、光源１１及び２１から出射される各発散光をカップリングレンズ１２及び２２を介して合成プリズム２３で合成し、そのまま直進させて、像面１００の検出範囲１１０を照射する。この構成により、Ｚ方向の検出範囲を拡大できる。なお、光検出器３７において、各光検出器をＺ方向にも配列し、複数の光検出器がＹＺ平面に縦横に配列された形態としてもよい。
【００９４】
又、結像レンズは１枚構成（結像レンズ１６のみ）としてもよいが、図９と同様に、２枚構成（結像レンズ１６及び２６）とすることもできる。
【００９５】
例えば、結像レンズ１６をＹ方向（水平方向）にのみ光学的パワーを有するレンズとする。そして、結像レンズ１６の主平面と光軸とが直交する点を第２の主点とすると、Ｙ方向（水平方向）において、距離Ｌ４が結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くなるように、光検出器３７と結像レンズ１６を配置する。つまり、結像レンズ１６を、第２の主点が光検出器３７の受光部から焦点距離ｆ２よりも長い距離だけ離れた位置にくるように配置する。
【００９６】
又、結像レンズ２６をＺ方向（垂直方向）にのみ光学的パワーを有するレンズとする。そして、結像レンズ２６の主平面と光軸とが直交する点を第３の主点とすると、Ｚ方向（垂直方向）において、距離Ｌ５が、結像レンズ２６の焦点距離ｆ３と等しくなるように、結像レンズ２６及び光検出器３７を配置する。つまり、結像レンズ２６を、第３の主点が光検出器３７の各光検出器の受光部から焦点距離ｆ３と等しい距離だけ離れた位置にくるように配置する。なお、焦点距離ｆ２と焦点距離ｆ３とは、異なる値に設定する。
【００９７】
このような構成とすると、受光側光学系のＹ方向（水平方向）とＺ方向（垂直方向）の焦点距離、主点の位置を異ならせることが容易となる。なお、１枚の結像レンズの入射面と出射面で各々Ｙ方向（水平方向）とＺ方向（垂直方向）のパワーのみ持つ構成や、Ｙ方向（水平方向）とＺ方向（垂直方向）で異なる光学的パワーを有するアナモフィック面の採用等の種々の変形も可能である。
【００９８】
例えば、Ｙ方向（水平方向）の主点を、光検出器３７からＹ方向（水平方向）の焦点距離よりも長い距離だけ離れた位置に配置し、かつ、Ｚ方向（垂直方向）の主点を、光検出器３７からＺ方向（垂直方向）の焦点距離と等しい距離だけ離れた位置に配置する。これにより、複数の光源の検出領域をカバーできるよう、光検出器３７の像のＺ方向（垂直方向）の領域は広く保ったまま、Ｙ方向（水平方向）に関しては光計測装置の近傍の角度分解能を向上させることができる。
【００９９】
このように、非走査型の光計測装置についても走査型の光計測装置と同様に、光計測装置が複数の光源を備える構成とすることで（３つ以上の光源を備えてもよい）、検出できる領域の拡大や、光量の確保、検出速度の高速化を図ることができる。又、Ｙ方向（水平方向）とＺ方向（垂直方向）の角度分解能に応じて、結像レンズのＹ方向（水平方向）とＺ方向（垂直方向）の焦点距離を選定することで、光検出器３７のサイズを自由に設定できる。
【０１００】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、第３の実施の形態に係る光計測装置を車載用途のレーザレーダに適用する例を示す。なお、第４の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。
【０１０１】
図１４は、第３の実施の形態に係る光計測装置を車両に搭載した様子を模式的に示す図である。図１４を参照するに、光計測装置３０は、車両２００に搭載されている。光計測装置３０は、所謂レーザレーダである。
【０１０２】
光計測装置３０は、車両２００に搭載されている制御手段２１０と信号の送受信を可能に構成されている。制御手段２１０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリ等を含み、制御手段２１０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、制御手段２１０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御手段２１０は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。
【０１０３】
制御手段２１０からの指令により光計測装置３０の光源１１が発光し、車外（例えば車両２００のフロントガラスを介して車両２００の前方）に光を照射する。車両２００の前方に他車両や障害物等の検出対象である物体が存在すれば、物体の像面１００の検出範囲１１０が照射され、検出範囲１１０からの反射光又は散乱光が、例えば車両２００のフロントガラスを介して光計測装置３０の光検出器３７で検出される。
【０１０４】
光検出器３７により検出された光信号は、例えば光電変換されて制御手段２１０に送信される。制御手段２１０は、光検出器３７から送信された信号に所定の信号処理を施す。これにより、制御手段２１０は、車外（例えば、車両２００の前方）に物体が存在するか否かを検知することができる。又、物体が存在する場合には、制御手段２１０は、物体までの距離や相対速度等を演算することができる。
【０１０５】
このように、第３の実施の形態に係る光計測装置３０を車載用途のレーザレーダに適用することができる。光計測装置３０は、車両２００の近傍から遠方までの角度分解能が良好であるため、物体を精度良く検出することが可能となり、物体の情報（物体の有無や物体までの距離、相対速度等）を安定的に取得できる。光計測装置３０に代えて、光計測装置１０、１０Ａ、２０、又は３０Ａを搭載しても同様に物体を精度良く検出することが可能となり、物体の情報を安定的に取得できる。
【０１０６】
なお、光計測装置３０は必ずしも車両２００の前方に光を照射しなくてもよく、例えば、車両２００の後方や側方に光を照射し、車両２００の後方や側方の物体の情報を取得し、衝突回避等に役立てることができる。又、車両とは、自動車には限定されず、オートバイや電車等も含むものとする。
【０１０７】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１０８】
例えば、第１及び第２の実施の形態及びその変形例について、少なくとも主走査方向又は副走査方向の何れか一方において、以下の第１及び第２の要件を満たすような構成としてもよい。第１の要件は、光源１１の発光部からカップリングレンズ１２の第１の主点までの距離Ｌ１がカップリングレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも長くなるように光源１１及びカップリングレンズ１２を配置することである。第２の要件は、光検出器１７の受光部から結像レンズ１６の第２の主点までの距離Ｌ２が結像レンズ１６の焦点距離ｆ２よりも長くなるように光検出器１７及び結像レンズ１６を配置することである。この場合にも、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１０９】
又、各実施の形態及びその変形例は、適宜組み合わせることができる。例えば、光源が１つの場合に、結像レンズの焦点距離を方向によって異なる値に設定してもよい。
【０１１０】
又、第４の実施の形態は光計測装置の利用方法の一例を示したものである。すなわち、第１〜第３の実施の形態及びその変形例に係る光計測装置は車載用には限定されず、ＦＡ（工場）用やセキュリティ用等での、物体の有無や、その物体までの距離等を検出する装置でも利用可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０、１０Ａ、２０、３０、３０Ａ  光計測装置
１１、２１  光源
１１ａ  光源の発光領域
１１ｘ  光源の像領域
１２、２２  カップリングレンズ
１２ａ  カップリングレンズの主平面
１３、１５  反射ミラー
１４  回転ミラー
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  反射部
１４ｏ  回転軸
１６、２６  結像レンズ
１６ａ  結像レンズの主平面
１６ｂ  結像レンズの有効範囲
１７、３７  光検出器
１７ｘ  光検出器の像領域
２３  合成プリズム
１００  像面
１１０  検出範囲
２００  車両
２１０  制御手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１２】
【特許文献１】特開平１１−３０４４６９号公報
【図１】
2014052366.tif 000003
【図２】
2014052366.tif 000004
【図３】
2014052366.tif 000005
【図４】
2014052366.tif 000006
【図５】
2014052366.tif 000007
【図６】
2014052366.tif 000008
【図７】
2014052366.tif 000009
【図８】
2014052366.tif 000010
【図９】
2014052366.tif 000011
【図１０】
2014052366.tif 000012
【図１１】
2014052366.tif 000013
【図１２】
2014052366.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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