(57)【要約】【課題】低コストでありながら、ノイズを減少させて高精度に対象物までの距離を測定できるレーザレーダを提供する。【解決手段】縮小リレー光学系ＲＯＳによる整形を行って受光素子ＰＤの受光面Ｄ上に集光されたスポット像Ｂは、水平方向の幅が広がっており、これによりハッチングで示す領域Ｒの分だけ、受光面Ｄ上でスポット像の占める面積が増大するから、不要光が受光される恐れが減少し、Ｓ／Ｎ比を良好なものとできる。【選択図】図３
2014006110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、前記レーザ光源からの発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズで平行とされたレーザ光を対象領域に走査投光する第１の反射部材と、を含む投光光学系と、
走査投光された前記対象領域からの反射光を反射させる第２の反射部材と、前記第２の反射部材で反射された前記対象領域からの反射光を整形するために複数のレンズを含む縮小リレー光学系と、前記縮小リレー光学系で整形された光を受光素子の受光面に集光する受光レンズと、を含む受光光学系と、を有するレーザレーダであって、
前記投光光学系から投光された光束の断面は、水平方向に比べ垂直方向の広がり角が大きくなっており、前記縮小リレー光学系は、以下の式を満たすことを特徴とするレーザレーダ。
ｍｖ＜ｍｈ      （１）
ｍｈ＞１        （２）
但し、
ｍｖ：前記縮小リレー光学系の垂直方向の角倍率
ｍｈ：前記縮小リレー光学系の水平方向の角倍率
【請求項２】
以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のレーザレーダ。
０．１７＜ｍｖ／ｍｈ＜０．７０      （３）
【請求項３】
前記縮小リレー光学系は、少なくとも水平方向断面ではケプラー型であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザレーダ。
【請求項４】
前記縮小リレー光学系は、少なくとも水平方向断面ではガリレオ型であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザレーダ。
【請求項５】
前記縮小リレー光学系と前記受光レンズとの間に、バンドパスフィルタを配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザレーダ。
【請求項６】
前記第１の反射部材と前記第２の反射部材とは共通であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザレーダ。
【請求項７】
前記第１の反射部材と前記第２の反射部材は、垂直方向に沿った回転軸回りに回転可能であって側面に複数の反射面を有するポリゴンミラーであり、前記反射面の回転軸に対する角度がそれぞれ異なっていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザレーダ。
【請求項８】
車載用であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザレーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を照射して物体を検出するレーザレーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物までの距離を測定する装置として、対象物に向かってレーザ光を出射するレーザ光源を含む投光光学系と、対象物に当たって反射したレーザ光の反射光を受光する受光光学系を用いたレーザレーダが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
このようなレーザレーダにおいて、レーザ光源を非常に短い時間、例えば１０ｎｓ程度だけパルス状に発光させ、投光光学系を介して対象物に向けてレーザ光を出射すると、出射されたレーザ光は即座に対象物で反射され、受光光学系を介して受光素子で受光される。ここで、レーザ光の出射と受光の時間差は、レーザ光が対象物までの距離を往復する時間であるから、この時間差に光速を乗じ、２で除すれば対象物までの距離が得られることとなる。
【０００４】
ところで、例えば野外で使用することを前提とした車載用レーザレーダの場合、自身が照射したレーザ光の反射光以外の太陽光や対向車のヘッドライト等によってＳ/Ｎ比が悪化する。さらに、対象物からの反射光は距離の２乗に反比例するため、対象物が反射率の低いものの場合、よりレーザレーダが受光できる反射光は少なくなり、測定可能な距離が低下する。これに対しレーザの出力を上げれば、反射光を多く得られるようにはなるが、安全性を考慮するとレーザの出力増大には限度があり、よって長い測定距離を確保するには外乱光を取除き、ＳＮ比を向上させる方法が必要となる。
【０００５】
又、車載用レーザレーダは、障害物を事前に検知して車の最適な制動を行わせる用途で用いられるため、水平方向は広角な視野で障害物を検出することが求められる。しかし、受光光学系に広い視野を持たせると、外乱光の影響を受けやすくなり、ＳＮ比が低下するため好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１９７３４１号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０９５４号公報
【特許文献３】特開平０３−１７５３９０号公報
【特許文献４】特開２００１−１９４４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対し、特許文献３には、投受光を同一の反射走査光学系を用いて走査する技術が開示されている。かかる技術によれば、同一の反射走査光学系を用いることで、受光素子の受光範囲を走査方向で狭角にすることが可能になる。即ち、水平方向の視野を狭くすることで、投光方向に近い光束のみ受光することが可能になるので、外乱光に強い構成とすることができる。一方、受光素子で受光する反射光が走査方向に狭角であっても、同方向に走査することで広角な視野での検出が可能になる。
【０００８】
ここで、車載用レーザレーダの場合、通常は特許文献４に示すように水平方向の分解能を高めることが多い。これは、車両の進行方向が直進もしくは左右方向に限定されるため,進行方向にある障害物を検出するためには、水平方向の検出が重要になるからである。一方、垂直方向の分解能は水平方向ほどに厳密である必要はない。従って、断面が垂直方向縦長のレーザ光を用いると好ましい。このような縦長のビームで出射されるレーザ光の反射光を回転対称なレンズで受光した場合、受光素子であるフォトダイオードの受光面上にも、縦長の像が結像されることになる。しかしながら、特許文献４のようなエリアセンサを備えることは、一般的な汎用のフォトダイオードに比べコストの増大を招くことになる。
【０００９】
一般的な汎用のフォトダイオードの場合、受光面が正方形又は円形のものが多い。よって、対象物から反射したレーザ光の縦長の像をフォトダイオードの受光部に結像させたときに、像全体を受光部に収めるためには、少なくとも結像したスポット像の縦寸法と同寸の受光部を用いる必要がある。このため、受光面の横方向ではスポット像の横寸法が小さく、受光面上に、スポット像の形成されない領域が生じてしまい、かかる領域には、測定光以外のノイズとなる不要光が入射し受光されることとなってＳ/Ｎが悪化することになる。これに対し、フォトダイオードの受光面形状を、結像するスポット像と同形状に近づければ、Ｓ／Ｎ比を高めることはできるが、その代わり特注のフォトダイオードとなってしまうのでコストが増大してしまう。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、出射されるレーザ光のスポット像形状と受光素子の受光面形状が異なる場合でも、低コストでありながら、ノイズを減少させてＳ／Ｎ比を確保し、高精度に対象物までの距離を測定できるレーザレーダ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】
【００１１】
請求項１に記載のレーザレーダは、レーザ光源と、前記レーザ光源からの発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズで平行とされたレーザ光を対象領域に走査投光する第１の反射部材と、を含む投光光学系と、
走査投光された前記対象領域からの反射光を反射させる第２の反射部材と、前記第２の反射部材で反射された前記対象領域からの反射光を整形するために複数のレンズを含む縮小リレー光学系と、
前記縮小リレー光学系で整形された光を受光素子の受光面に集光する受光レンズと、を含む受光光学系と、を有するレーザレーダであって、
前記投光光学系から投光された光束の断面は、水平方向に比べ垂直方向の広がり角が大きくなっており、前記縮小リレー光学系は、以下の式を満たすことを特徴とする。
ｍｖ＜ｍｈ      （１）
ｍｈ＞１      （２）
但し、
ｍｖ：前記縮小リレー光学系の垂直方向の角倍率
ｍｈ：前記縮小リレー光学系の水平方向の角倍率
【００１２】
本発明のレーザレーダでは、投光されたレーザ光束の物体側における断面形状が縦長である。即ち、投光光学系から投光された光束の断面は、水平方向に比べ垂直方向の広がり角が大きくなっている。そのため、回転対称の受光光学系を用いて受光素子に入射させると、像も縦長となり、汎用の受光素子を用いた場合には、その受光面形状と、結像されるスポット像との不整合が生じ、背景光が多くなるためＳ／Ｎ比の悪化を招くことになる。本発明によれば、（１）、（２）式を満たすような、垂直方向の角倍率に比べ、水平方向の角倍率の大きな縮小リレー光学系を受光レンズの前に配置して、受光素子上に結像される反射光のスポット形状の（横幅／縦寸）の比を変化させ、受光素子の受光面に合わせて受光面面積に対するスポットの面積の比率を向上させるように整形することで、コスト低減と高精度な検出とを両立できる。
【００１３】
図１は、受光素子の受光面Ｄを拡大して示す図である。ここで、縮小リレー光学系の整形無しに集光されたスポット像Ａを点線で示し、本発明の縮小リレー光学系による整形を行って集光されたスポット像Ｂを実線で示す。但し、Ｙ方向が垂直方向であり、Ｘ方向が水平方向である。図１から明らかなように、縮小リレー光学系の整形無しに集光されたスポット像Ａに対して、本発明の縮小リレー光学系による整形を行って集光されたスポット像Ｂは、水平方向の幅が広がっており、縦寸は受光素子の受光面Ｄ上の対応する縦方向の寸法と略一致させている。これによりハッチングで示す領域Ｒの分だけ、受光面Ｄ上でスポット像の占める面積が増大するから、不要光が受光される恐れが減少し、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載のレーザレーダは、請求項１に記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
０．１７＜ｍｖ／ｍｈ＜０．７０      （３）
【００１５】
式（３）は、前記縮小リレー光学系の水平方向と垂直方向の角倍率の比を決める式である。式（３）の値が下限を上回ると、水平方向の倍率が大きくなりすぎず、垂直方向の視野角が広がりすぎないので好ましい。また、必然的に水平方向の角倍率が小さくなり、前記縮小リレー光学系の誤差感度が小さくなる。一方、式（３）の値が上限を下回ると、前記縮小リレー光学系を使用する効果を十分なものとでき、これにより不要光の影響を排除でき、S/Ｎ比が向上することになる。
【００１６】
請求項３に記載のレーザレーダは、請求項１又は２に記載の発明において、前記縮小リレー光学系は、少なくとも水平方向断面ではケプラー型であることを特徴とする。
【００１７】
前記縮小リレー光学系が水平方向断面で、ケプラー型である場合、縮小リレー光学系内部の焦点の近傍で外乱光を防ぐためのスリットを入れることが可能になり、筐体内反射などの外乱光の影響を少なくすることが出来る。
【００１８】
請求項４に記載のレーザレーダは、請求項１又は２に記載の発明において、前記縮小リレー光学系は、少なくとも水平方向断面ではガリレオ型であることを特徴とする。
【００１９】
前記縮小リレー光学系がガリレオ型である場合、縮小リレー光学系の光軸方向の長さを短縮でき、結果として受光光学系の短縮化が可能になる。また、２枚構成とする場合には正レンズ、負レンズ構成のため、車載用レーザレーダが使用される温度変化の大きい環境でも、樹脂の屈折率変化の影響を打消すことが出来るため、樹脂レンズの使用が可能になりコスト低減させることができる。
【００２０】
請求項５に記載のレーザレーダは、請求項１から４のいずれかに記載の発明において、前記縮小リレー光学系と前記受光レンズとの間に、バンドパスフィルタを配置したことを特徴とする。
【００２１】
干渉を用いて特定の波長帯の光を通過させるバンドパスフィルタは、前記レーザレーダに用いると背景光の影響を弱めるのに有効である。一般的に、入射角が大きくなると透過帯域が短波長側にシフトすることが知られている。そのため、レーザの発振波長の光を損失することなく、透過帯域を狭くするには、出来るだけ平行光束中に挿入することが求められる。従って、前記受光光学系では、走査光学系としての前記第２反射部材の後に挿入することがバンドパスフィルタの透過帯域を狭めるのに有効になる。しかし、前記第２反射部材の直後だと、受光光束と同等のサイズのバンドパスフィルタが必要になって、レーザレーダの大型化を招く。そこで、前記縮小リレー光学系と前記受光レンズとの間にバンドパスフィルタを配置することで、入射角が大きくなることを抑制でき、また前記バンドパスフィルタのサイズを抑えて、レーザレーダの小型化とコスト低減とを図ることができる。
【００２２】
請求項６に記載のレーザレーダは、請求項１から５のいずれかに記載の発明において、前記第１の反射部材と前記第２の反射部材とは共通であることを特徴とする。
【００２３】
前記第１の反射部材と前記第２の反射部材が共通であると、別部材にした際の回転同期をとる必要がなくなり、またレーザレーダの小型化を図れる。
【００２４】
請求項７に記載のレーザレーダは、請求項１から６のいずれかに記載の発明において、前記第１の反射部材と前記第２の反射部材は、垂直方向に沿った回転軸回りに回転可能であって側面に複数の反射面を有するポリゴンミラーであり、前記反射面の回転軸に対する角度がそれぞれ異なっていることを特徴とする。
【００２５】
これによりレーザ光が、角度が異なる前記反射面で反射する毎に、画面の垂直方向で異なる位置を走査できるので、前記受光素子の受光面を大きくすることなく、広い視野で障害物を検出できる。
【００２６】
請求項８に記載のレーザレーダは、請求項１から７のいずれかに記載の発明において、前記レーザレーダが車載用であることを特徴とする。本発明のレーザレーダは、車載用として好適である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、出射されるレーザ光のスポット像形状と受光素子の受光面形状が異なる場合でも、低コストでありながら、ノイズを減少させてＳ／Ｎ比を確保し、高精度に対象物までの距離を測定できるレーザレーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】受光素子の受光面Ｄを拡大して示す図である。
【図２】本実施の形態にかかるレーザレーダを車両に搭載した状態を示す概略図である。
【図３】本実施の形態にかかるレーザレーダＬＲの概略構成図である。
【図４】レーザレーダＬＲで走査する対象領域に対応する画面を示す図である。
【図５】実施例１の縮小リレー光学系と受光レンズの断面図である。
【図６】実施例２の縮小リレー光学系と受光レンズの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図２は、本実施の形態にかかるレーザレーダを車両に搭載した状態を示す概略図である。本実施の形態のレーザレーダＬＲは、車両１のフロントウィンドウ１ａの背後、もしくはフロントグリル１ｂの背後に設けられている。
【００３０】
図３は、本実施の形態にかかるレーザレーダＬＲの概略構成図であり、（ａ）は水平方向に沿ってみた図であり、（ｂ）は垂直方向に沿ってみた図である。ここで、レーザレーダＬＲの光軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する垂直方向をＹ方向とし、Ｚ方向に直交する水平方向をＸ方向とする。レーザレーダＬＲは、例えば、使用温度領域で最長となる波長が９００ｎｍ程度の光束を出射する半導体レーザＬＤと、半導体レーザＬＤからの発散光を平行光に変換するコリメートレンズＣＬと、コリメートレンズＣＬで平行とされたレーザ光（点線で示す）を、回転する反射面により対象物ＯＢＪ側（図２）に向かって走査投光すると共に、走査投光された対象物ＯＢＪからの反射光を反射させるポリゴンミラー（ここでは第１の反射部材及び第２の反射部材）ＰＭと、ポリゴンミラーＰＭで反射された対象物ＯＢＪからの反射光を透過させ整形する縮小リレー光学系ＲＯＳと、所定の帯域の光を透過するバンドパスフィルタＢＦと、縮小リレー光学系ＲＯＳ及びバンドパスフィルタＢＦを透過した光を集光する受光レンズＬ３と、受光レンズＬ３で集光された反射光を受光する受光素子ＰＤと、を有する。
【００３１】
ここで、半導体レーザＬＤと、コリメートレンズＣＬと、ポリゴンミラーＰＭとで投光光学系を構成し、ポリゴンミラーＰＭと、縮小リレー光学系ＲＯＳと、バンドパスフィルタＢＦと、受光レンズＬ３とで受光光学系を構成する。ポリゴンミラーＰＭは、側面に複数の反射面ＰＭ１〜ＰＭ４を有しており、各反射面ＰＭ１〜ＰＭ４は、垂直方向に沿った回転軸Ｏに対してそれぞれ異なる角度で僅かに傾いている。
【００３２】
なお、走査投光を行うための反射面としてはポリゴンミラーに限るものでなく、往復揺動するガルバノミラー、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）等を用いてもよい。
【００３３】
縮小リレー光学系ＲＯＳは、以下の式を満たす。
ｍｖ＜ｍｈ      （１）
ｍｈ＞１      （２）
但し、
ｍｖ：縮小リレー光学系の垂直方向の角倍率
ｍｈ：縮小リレー光学系の水平方向の角倍率
【００３４】
具体的には、縮小リレー光学系ＲＯＳは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなる。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は、図３（ｂ）の断面で見ると、少なくとも一方の光学面が曲線を描き、図３（ａ）の断面で見ると、両方の光学面が光軸に直交する直線で描かれる。つまり、縮小リレー光学系ＲＯＳは、Ｙ方向断面ではそのまま透過させ、Ｘ方向断面では屈折させ、縮小リレー光学系ＲＯＳと回転対称の受光レンズを通過させることで、水平方向の像高を高くしている。図１に示す概略図では、縦長の投光スポットに対し、受光面Ｄ上の像を水平方向だけ大きくしている。
【００３５】
次に、図３に示すレーザレーダＬＲの測距動作について説明する。半導体レーザＬＤからパルス状に間欠的に出射された発散光は、その断面が、水平方向に比べ垂直方向の広がり角が大きくなっている。つまり縦長の断面である。このレーザ光は、コリメートレンズＣＬで平行光束に変換され、回転するポリゴンミラーＰＭを介して対象物ＯＢＪ側に走査投光される。半導体レーザＬＤからの発散光は、ポリゴンミラーＰＭの一つの反射面がコリメートされた平行光束に対して所定の角度範囲内のとき同期して出射され、反射面の切り替わり時には出射されない。
【００３６】
図４は、ポリゴンミラーＰＭの回転に応じて、出射するレーザ光（ハッチングで示す）で、レーザレーダＬＲの検出範囲である画面Ｇ上を走査する状態を示す図である。ポリゴンミラーＰＭの反射面ＰＭ１〜ＰＭ４は、それぞれ回転軸Ｏに対して異なる角度で傾いており、レーザ光は対面する反射面ＰＭ１〜ＰＭ４にて順次反射することとなる。まず反射面ＰＭ１で反射したレーザ光は、ポリゴンミラーＰＭの回転に応じて、画面Ｇの一番上の領域ＬＮ１を水平方向に左から右へと走査される。次に、反射面ＰＭ２で反射したレーザ光は、ポリゴンミラーＰＭの回転に応じて、画面Ｇの上から二番目の領域ＬＮ２を水平方向に左から右へと走査される。次に、反射面ＰＭ３で反射したレーザ光は、ポリゴンミラーＰＭの回転に応じて、画面Ｇの上から三番目の領域ＬＮ３を水平方向に左から右へと走査される。次に、反射面ＰＭ４で反射したレーザ光は、ポリゴンミラーＰＭの回転に応じて、画面Ｇの最も下の領域ＬＮ４を水平方向に左から右へと走査される。これにより１画面の走査が完了する。そして、ポリゴンミラーＰＭが１回転した後、反射面ＰＭ１が戻ってくれば、再び画面Ｇの一番上からの走査を繰り返す。
【００３７】
図３において、走査投光された光束のうち対象物ＯＢＪに当たって反射したレーザ光は、再びポリゴンミラーＰＭに入射して反射され、縮小リレー光学系ＲＯＳを透過して整形される。より具体的には、受光素子ＰＤの受光面Ｄ上に集光されるスポット像の（水平方向の幅／垂直方向の高さ）の比が大きくなるように整形が行われる。その後、整形された光束は、バンドパスフィルタＢＦを通過して、不要光が排除された後、受光レンズＬ３により集光されて、受光素子ＰＤの受光面で検知されることとなる。
【００３８】
本実施の形態によれば、図１に示すように、縮小リレー光学系ＲＯＳによる整形を行って受光素子ＰＤの受光面Ｄ上に集光されたスポット像Ｂは、水平方向の幅が広がっており、これによりハッチングで示す領域Ｒの分だけ、受光面Ｄ上でスポット像の占める面積が増大するから、ノイズの原因となる背景光が減少し、Ｓ／Ｎ比を良好なものとできるのである。
【００３９】
（実施例）
次に、上述した実施の形態に好適な実施例について説明する。但し、以下に示す実施例により本発明が限定されるものではない。実施例における各符号の意味は以下の通りである。
ｒｘ  ：屈折面のＸ方向断面での曲率半径（ｍｍ）
ｒｙ  ：屈折面のＹ方向断面での曲率半径（ｍｍ）
ｄ  ：軸上面間隔（ｍｍ）
ｎｄ：レンズ材料のｄ線の常温での屈折率
ｖｄ：レンズ材料のアッベ数
【００４０】
各実施例において、各面番号の後に「＊」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＺ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」で表す。
【００４１】
【数１】
2014006110.tif 000003
ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
ｒ  ：曲率半径（ｒｘ、ｒｙ）
Ｋ  ：円錐定数
である。
【００４２】
また、以降（表のレンズデータを含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０-02）をＥ（例えば２．５ｅ−００２）を用いて表すものとする。また、レンズデータの面番号は第１レンズの物体側を１面として順に付与した。なお、実施例に記載の長さを表す数値の単位はすべてｍｍとする。また、以下の実施例では、平行平板のバンドパスフィルタＢＦが省略されているが、面番号４と面番号５の間に配置されていることが好ましく、平行平板であるので面番号４と面番号５の間隔が空気換算で以下の実施例と同等となるように配置されていればよい。
【００４３】
（実施例１）
実施例１における縮小リレー光学系及び受光レンズのレンズデータを表１に示す。レンズデータの非球面係数において、１（ｘ）、４（ｘ）とあるのは、Ｘ方向断面のみ非球面形状であることを示している（以下の実施例で同じ）。図５は実施例１の縮小リレー光学系と受光レンズの断面図であり、（ａ）はＸ方向（路面平行方向）断面であり、（ｂ）はＹ方向（路面垂直方向）断面である。実施例１の縮小リレー光学系及び受光レンズは、物体側から順に、開口絞りＳ、プラスチック製の第１レンズＬ１、プラスチック製の第２レンズＬ２、ガラス製の第３レンズＬ３からなる。Ｄは、受光素子の受光面である。図５から明らかなように、Ｘ方向断面において第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなるガリレオ型である縮小リレー光学系に光束が入射した場合、Ｙ方向断面ではそのまま透過させ、Ｘ方向断面では屈折させ、縮小リレー光学系と受光レンズによって結像される受光面Ｄ上のスポット像を、図１に示すようにＸ方向の像の幅を拡大する。
【００４４】
［表1］
[実施例1]
SURF DATA                                                  有効半径(mm) 
NUM.  rx             ry         d         nd      vd       x      y
OBJ   INFINITY       INFINITY   18e+005                         
S   INFINITY       INFINITY   0.0000                     12.5    7.0 
1*  24.6789        INFINITY   6.0000    1.54470  55.81   12.5    7.0 
2   INFINITY       INFINITY   17.1000                    12.0    7.2 
3   INFINITY       INFINITY    3.0000   1.54470  55.81    7.7     7.2 
4*  12.4014        INFINITY   10.0000                     6.9     7.3 
5*  15.4694        15.4694     8.5588   1.58912  61.25    6.9     7.3 
6   INFINITY       INFINITY    21.2200                    5.8     6.1 
D   INFINITY       INFINITY    0.0000                          
ASPHERICAL SURFACE 
1(x) K=0.00000e+000,A4=-1.85097e-005,A6=-9.21528e-009,A8=1.28857e-010 
4(x) K=0.00000e+000,A4=-2.53534e-004,A6=1.62967e-006,A8=-3.24888e-009 
5   K=-1.04648e+000,A4=1.63546e-005,A6=9.86765e-009,A8=-8.43461e-013 
単レンズデータ      s線 
レンズ  始面     焦点距離(mm) 
x      y 
1       1        46.2    INFINITY 
2       3       -23.2    INFINITY 
3       5        26.6    26.6 
【００４５】
（実施例２）
実施例２における縮小リレー光学系及び受光レンズのレンズデータを表２に示す。図６は実施例２の縮小リレー光学系と受光レンズの断面図であり、（ａ）はＸ方向（路面平行方向）断面であり、（ｂ）はＹ方向（路面垂直方向）断面である。実施例２の縮小リレー光学系及び受光レンズは、物体側から順に、開口絞りＳ、ガラス製の第１レンズＬ１、ガラス製の第２レンズＬ２、ガラス製の第３レンズＬ３からなる。Ｄは、受光素子の受光面である。図６から明らかなように、Ｘ方向断面において、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２からなるケプラー型の縮小リレー光学系に光束が入射した場合、Ｙ方向断面ではそのまま通過させ、Ｘ方向断面では屈折させ、縮小リレー光学系と受光レンズによって結像される受光面Ｄ上のスポット像を、図１に示すようにＸ方向の像の幅を拡大する。尚、実施例２の縮小リレー光学系は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間において光束が収斂するので、ここにスリットを設けた遮光部材ＳＨを配置することで、不要光の排除を行うことができる。
【００４６】
［表２］
[実施例２]
SURF DATA                                                  有効半径(mm) 
NUM.  rx             ry        d         nd      vd       x      y
OBJ   INFINITY       INFINITY  18e+005                          
S   INFINITY       INFINITY  0.0000                     12.5    7.0 
1*  12.5952        INFINITY  9.9807    1.67269  32.20   12.5    7.0 
2   INFINITY       INFINITY  15.5625                    11.3    7.0 
3   INFINITY       INFINITY  2.4568    1.67269  32.20   2.2     7.1 
4*  -2.5190        INFINITY  10.0000                    2.6     7.2 
5*  14.4925        14.4925   4.0000    1.58912  61.25   2.8     7.3 
6   INFINITY       INFINITY  22.5095                    2.7     6.9 
D   INFINITY       INFINITY  0.0000                          
ASPHERICAL SURFACE 
1(x) K=-9.61976e-001,A4=2.54755e-005,A6=2.92867e-008,A8=-6.14135e-011 
4(x) K=-7.91190e-001,A4=-1.78252e-003,A6=-9.64333e-005,A8=8.05859e-006 
5   K=-1.13846e+000,A4=2.04371e-005,A6=4.60626e-008,A8=-2.43841e-010 
単レンズデータ      s線 
レンズ  始面     焦点距離(mm) 
x      y 
1       1         19.2    INFINITY 
2       3         3.8     INFINITY 
3       5         24.9    24.9 
【００４７】
実施例１、２における各条件式の数値を表３にまとめて示す。
【００４８】
【表３】
2014006110.tif 000004
【００４９】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。例えば、ポリゴンミラーは四角柱でなく、六角柱や八角柱であっても良い。
【００５０】
また、図３では、ポリゴンの回転軸と投受光光学系の光軸が交差する配置のもので説明したが、これに限るものでなく、ポリゴンの回転軸を垂直方向とし、反射面を回転軸に対し略４５度に傾かせると共に各面の角度を異ならせ、投受光光学系の光軸を回転軸に平行に配置した構成であってもよい。また、上記の実施の形態ではシリンドリカルレンズを用いた光学系で説明したが、水平方向と垂直方向の曲率を異ならせたアナモフィックレンズで構成された縮小リレー光学系であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１ 車両
１ａ フロントウィンドウ
１ｂ フロントグリル
ＢＦ バンドパスフィルタ
ＣＬ コリメートレンズ
Ｄ 受光素子の受光面
Ｇ 画面
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 受光レンズ
ＬＤ 半導体レーザ
ＬＲ レーザレーダ
Ｏ 回転軸
ＯＢＪ 対象物
ＰＤ 受光素子
ＰＭ ポリゴンミラー
ＰＭ１〜ＰＭ４ 反射面
ＲＯＳ 縮小リレー光学系
【図１】
2014006110.tif 000005
【図２】
2014006110.tif 000006
【図３】
2014006110.tif 000007
【図４】
2014006110.tif 000008
【図５】
2014006110.tif 000009
【図６】
2014006110.tif 000010