(57)【要約】【課題】電気回路の簡素化と発光周期の短縮化を実現することができる物体検出装置を提供する。【解決手段】物体検出装置１００は、複数のＬＤ（レーザダイオード）モジュール２Ａ、２Ｂと、ＰＤ（フォトダイオード）モジュール７と、制御部１とを備える。ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂは、複数のＬＤと、ＬＤの電力源であるキャパシタと、複数のＬＤのうち発光させるＬＤを選択するためのスイッチング素子とを有する。ＰＤモジュール７は、ＬＤから投光された光の対象物による反射光を受光する。制御部１は、キャパシタの充電と、スイッチング素子により選択されたＬＤの発光とを繰り返し、ＰＤから出力される受光信号に基づいて対象物を検出する。複数のＬＤモジュール２Ａ、２Ｂのうち、一方のＬＤモジュールにおけるいずれかのＬＤの発光動作は、他方のＬＤモジュールにおけるＬＤの非発光期間内に行われる。【選択図】図１
2018077073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザダイオードと、
前記レーザダイオードの電力源である蓄電部と、
前記複数のレーザダイオードのうち、発光させるレーザダイオードを選択するための発光選択部と、
前記レーザダイオードから投光された光の対象物による反射光を受光する受光素子と、
前記蓄電部の充電と、前記発光選択部により選択された前記レーザダイオードの発光とを繰り返し、前記受光素子から出力される受光信号に基づいて前記対象物を検出する制御部と、を備えた物体検出装置において、
前記複数のレーザダイオードと、前記発光選択部と、前記複数のレーザダイオードに共通の前記蓄電部とから成るレーザダイオードモジュールを複数設け、
前記複数のレーザダイオードモジュールのうち、一方のレーザダイオードモジュールにおけるいずれかのレーザダイオードの発光動作は、他方のレーザダイオードモジュールにおけるレーザダイオードの非発光期間内に行われる、ことを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体検出装置において、
前記各レーザダイオードモジュールでは、前記蓄電部に１回の充電で蓄電された電力により、１つのレーザダイオードが発光可能である、ことを特徴とする物体検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の物体検出装置において、
前記一方のレーザダイオードモジュールにおけるいずれかのレーザダイオードの発光動作は、前記他方のレーザダイオードモジュールにおける前記蓄電部の充電期間内に行われる、ことを特徴とする物体検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の物体検出装置において、
前記各レーザダイオードモジュールでは、
前記蓄電部の充電期間は、各レーザダイオードの発光期間より長く、
前記蓄電部の充電完了後に、いずれかの前記レーザダイオードの発光動作を即座に開始する、ことを特徴とする物体検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の物体検出装置において、
前記一方のレーザダイオードモジュールにおける前記蓄電部の充電期間中に、前記他方のレーザダイオードモジュールにおける前記蓄電部の充電を開始する、ことを特徴とする物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオードから光を投光し、その反射光を受光素子で受光した結果に基づいて対象物を検出する物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、車載用のレーザレーダのような物体検出装置は、光源であるレーザダイオードから光を投光し、その反射光を受光素子で受光した結果に基づいて対象物の有無を検出する。また、レーザダイオードから光を発して、対象物からの反射光を受光素子で受光するまでの時間に基づいて、対象物までの距離を検出する物体検出装置もある。
【０００３】
対象物の検出範囲を拡大したり検出精度を向上させたりするため、特許文献１〜３に記載されている車載用のレーザレーダ装置では、複数のレーザダイオードが光源として用いられている。また、特許文献４〜６のような車両以外の分野の装置でも、複数のレーザダイオードが光源として用いられている。特許文献２では、複数のレーザダイオードのそれぞれに対して、各レーザダイオードを発光させるためのエネルギーを蓄えておく蓄電部（キャパシタ）が１対１で設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５１９５８号公報
【特許文献２】特開平７−１６７９５８号公報
【特許文献３】特開平７−１８３６２１号公報
【特許文献４】特開２００２−７６５０４号公報
【特許文献５】特開２００２−２６７９６７号公報
【特許文献６】特開２０１２−６９５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のように、複数のレーザダイオードに対して蓄電部を１対１で接続した場合、蓄電部とこの周辺の部品点数が多くなり、電気回路が複雑になる。対して、共通（たとえば単一）の蓄電部から複数のレーザダイオードに対して電力を順次供給する場合、蓄電部の電力で１つのレーザダイオードを発光させた後、蓄電部を充電しなければ、次のレーザダイオードを発光させることができず、発光周期（発光の間隔）が長くなる。
【０００６】
本発明の課題は、電気回路の簡素化と発光周期の短縮化を実現することができる物体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】
【０００７】
本発明による物体検出装置は、複数のレーザダイオードと、レーザダイオードの電力源である蓄電部と、複数のレーザダイオードのうち、発光させるレーザダイオードを選択するための発光選択部と、レーザダイオードから投光された光の対象物による反射光を受光する受光素子と、蓄電部の充電と発光選択部により選択されたレーザダイオードの発光とを繰り返し、受光素子から出力される受光信号に基づいて対象物を検出する制御部とを備える。そして、複数のレーザダイオードと、発光選択部と、複数のレーザダイオードに共通の蓄電部とから成るレーザダイオードモジュールを複数設け、複数のレーザダイオードモジュールのうち、一方のレーザダイオードモジュールにおけるいずれかのレーザダイオードの発光動作が、他方のレーザダイオードモジュールにおけるレーザダイオードの非発光期間内に行われるようにしている。
【０００８】
上記によると、複数のレーザダイオードと発光選択部と共通の蓄電部とからレーザダイオードモジュールを構成している。このため、発光選択部により選択されたレーザダイオードに共通（たとえば単一）の蓄電部から電力を供給して、レーザダイオードを順次発光させることにより、蓄電部とこの周辺の部品点数を少なくして、電気回路を簡素化することが可能となる。また、複数のレーザダイオードモジュールを設けて、そのうち一方のレーザダイオードモジュールにおけるいずれかのレーザダイオードの発光動作が、他方のレーザダイオードモジュールにおけるレーザダイオードの非発光期間内に行われる。このため、たとえば、他方のレーザダイオードモジュールにおいて、蓄電部を充電しているため、レーザダイオードを発光させることができなくても、一方のレーザダイオードモジュールにおいて、蓄電部の電力によりいずれかのレーザダイオードを発光させることができる。つまり、一方のレーザダイオードモジュールで発光動作が行われているときに、他方のレーザダイオードモジュールで充電動作ができるので、物体検出装置として発光周期を短縮化することが可能となる。
【０００９】
本発明において、各レーザダイオードモジュールでは、蓄電部に１回の充電で蓄電された電力により、１つのレーザダイオードが発光可能であってもよい。
【００１０】
また、本発明において、一方のレーザダイオードモジュールにおけるいずれかのレーザダイオードの発光動作は、他方のレーザダイオードモジュールにおける蓄電部の充電期間内に行われてもよい。
【００１１】
また、本発明において、各レーザダイオードモジュールでは、蓄電部の充電期間を、各レーザダイオードの発光期間より長くし、蓄電部の充電完了後に、いずれかのレーザダイオードの発光動作を即座に開始してもよい。
【００１２】
さらに、本発明において、一方のレーザダイオードモジュールにおける蓄電部の充電期間中に、他方のレーザダイオードモジュールにおける蓄電部の充電を開始してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電気回路の簡素化と発光周期の短縮化を実現することができる物体検出装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による物体検出装置の電気的構成図である。
【図２】図１のＬＤ（レーザダイオード）モジュールの回路構成図である。
【図３】図１のＰＤ（フォトダイオード）モジュールの回路構成図である。
【図４】図１の物体検出装置の外観を示した図である。
【図５】図１の物体検出装置の内部に備わる光学系を示した斜視図である。
【図６】図５のＬＤモジュールの詳細を示した図である。
【図７】図５のＬＤモジュールと投光レンズの拡大斜視図である。
【図８】図１のＬＤモジュールとＰＤモジュールの動作タイミングを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
まず、実施形態の物体検出装置１００の電気的構成を、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、物体検出装置１００の電気的構成図である。物体検出装置１００は、車載用のレーザレーダである。制御部１は、ＣＰＵなどから成り、物体検出装置１００の各部の動作を制御する。
【００１８】
ＬＤ（レーザダイオード）モジュール２Ａ、２Ｂは２つ設けられている。各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂはパッケージ化されている。各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂには、ＬＤ（レーザダイオード）、キャパシタ、およびスイッチング素子が含まれている。
【００１９】
図２は、ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂの回路構成図である。ＬＤモジュール２Ａには、４つのＬＤＡ−１、ＬＤＡ−２、ＬＤＡ−３、ＬＤＡ−４が設けられている。ＬＤモジュール２Ｂには、４つのＬＤＢ−１、ＬＤＢ−２、ＬＤＢ−３、ＬＤＢ−４が設けられている。これら各ＬＤは、高出力光パルスを発する光源である。ＬＤモジュール２Ａには、ＬＤＡ−１、ＬＤＡ−２、ＬＤＡ−３、ＬＤＡ−４に対して共通（単一）のキャパシタＣＡが電力源として設けられている。ＬＤモジュール２Ｂには、ＬＤＢ−１、ＬＤＢ−２、ＬＤＢ−３、ＬＤＢ−４に対して共通（単一）のキャパシタＣＢが電力源として設けられている。キャパシタＣＡ、ＣＢは、本発明の「蓄電部」の一例である。
【００２０】
ＬＤモジュール２Ａには、４つのＬＤＡ−１、ＬＤＡ−２、ＬＤＡ−３、ＬＤＡ−４に１対１で対応するように、４つのスイッチング素子ＱＡ−１、ＱＡ−２、ＱＡ−３、ＱＡ−４が設けられている。ＬＤモジュール２Ｂには、４つのＬＤＢ−１、ＬＤＢ−２、ＬＤＢ−３、ＬＤＢ−４に１対１で対応するように、４つのスイッチング素子ＱＢ−１、ＱＢ−２、ＱＢ−３、ＱＢ−４が設けられている。各スイッチング素子Ｑは、ＭＯＳ−ＦＥＴから成る。
【００２１】
各スイッチング素子Ｑのソースは、対応するＬＤのアノードに接続されている。各スイッチング素子Ｑのドレインは、キャパシタＣＡ、ＣＢの一端に接続されている。キャパシタＣＡの一端は、充電回路３（図１）に含まれる電源端子ＶＬＤ１に接続されている。キャパシタＣＢの一端は、充電回路３に含まれる電源端子ＶＬＤ２に接続されている。電源端子ＶＬＤ１と電源端子ＶＬＤ２とは独立しており、各ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのキャパシタＣＡ、ＣＢは、それぞれの電源端子ＶＬＤ１、ＶＬＤ２から個別に充電される。すなわち、図１の充電回路３には、独立した２つの充電系統が備わっている。キャパシタＣＡ、ＣＢの他端は、接地されている。各ＬＤのカソードも接地されている。各スイッチング素子Ｑのゲートは、図１の制御部１に接続されている（図示省略）。
【００２２】
制御部１から各スイッチング素子Ｑ（図２）のゲートにオン信号が入力されることで、各スイッチング素子Ｑがオンし、対応するＬＤにキャパシタＣＡ、ＣＢから電流が流れて、該ＬＤが発光する。制御部１は、各スイッチング素子Ｑをオン・オフすることで、発光させるＬＤを選択する。スイッチング素子Ｑは、本発明の「発光選択部」の一例である。
【００２３】
図１の充電回路３は、各ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのキャパシタＣＡ、ＣＢ（図２）を充電する。充電回路３による１回の充電でキャパシタＣＡに蓄電された電力により、ＬＤモジュール２Ａの１つのＬＤが発光可能となる。充電回路３による１回の充電でキャパシタＣＢに蓄電された電力により、ＬＤモジュール２Ｂの１つのＬＤが発光可能となる。制御部１は、ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂの各ＬＤを発光させて、人や物体などの対象物に光を投射する。
【００２４】
図１のモータ４ｃは、後述する光偏向器４（図５など）の駆動源である。モータ駆動回路５は、モータ４ｃを駆動して回転させる。エンコーダ６は、モータ４ｃの回転状態（角度や回転数など）を検出する。制御部１は、モータ駆動回路５によりモータ４ｃを回転させて、光偏向器４の動作を制御する。また、制御部１は、エンコーダ６の出力に基づいて、光偏向器４の動作状態（動作量や動作位置など）を検出する。
【００２５】
ＰＤ（フォトダイオード）モジュール７はパッケージ化されている。ＰＤモジュール７には、ＰＤ、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）、ＭＵＸ（マルチプレクサ）、およびＶＧＡ（可変ゲインアンプ）が含まれている。
【００２６】
図３は、ＰＤモジュール７の回路構成図である。ＰＤモジュール７には、３２個のＰＤ１〜ＰＤ３２とＴＩＡ１〜ＴＩＡ３２がそれぞれ設けられている。図３では、ＰＤ２〜ＰＤ３１とＴＩＡ２〜ＴＩＡ３１の図示を省略している。ＰＤ１〜ＰＤ３２とＴＩＡ１〜ＴＩＡ３２は、１対１で対応するように設けられている。
【００２７】
各ＰＤ１〜ＰＤ３２は、アバランシェフォトダイオードから成る受光素子である。各ＰＤ１〜ＰＤ３２のアノードは、図１の昇圧回路９の電源端子ＶＰＤに接続されている。各ＰＤ１〜ＰＤ３２のカソードは、対応するＴＩＡ１〜ＴＩＡ３２の入力端に接続されている。各ＴＩＡ１〜ＴＩＡ３２には、抵抗（符号省略）が並列に接続されている。各ＴＩＡ１〜ＴＩＡ３２は、対応するＰＤ１〜ＰＤ３２から出力される電流信号を電圧信号に変換する。
【００２８】
各ＴＩＡ１〜ＴＩＡ３２の出力端は、単一のＭＵＸに接続されている。また、ＭＵＸには、４つのＶＧＡ１〜ＶＧＡ４の入力端が接続されている。各ＶＧＡ１〜ＶＧＡ４には、抵抗（符号省略）が並列に接続されている。各ＶＧＡ１〜ＶＧＡ４の出力端は、４つのＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）８１〜ＡＤＣ８４の入力端にそれぞれ接続されている。各ＡＤＣ８１〜ＡＤＣ８４の出力端は、図１の制御部１に接続されている。
【００２９】
ＭＵＸは、ＰＤ、ＴＩＡ、およびＶＧＡの各部の動作を制御したり、各ＴＩＡから入力された電圧信号を処理したりする。各ＶＧＡは、ＭＵＸから出力される信号を増幅する。各ＡＤＣ８は、各ＶＧＡから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して、制御部１へ出力する。図１の昇圧回路９は、フォトダイオードの動作に必要な昇圧された電圧を、ＰＤモジュール７の各ＰＤに供給する。  
【００３０】
制御部１は、ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのＬＤを発光させることにより、対象物で反射された光をＰＤモジュール７のＰＤにより受光する。そして、制御部１は、その受光状態に応じてＰＤから出力される受光信号を、ＰＤモジュール７のＴＩＡおよびＶＧＡにより信号処理する。さらに、制御部１は、ＰＤモジュール７から出力されるアナログの受光信号を、ＡＤＣ８によりデジタルの受光信号に変換し、該デジタルの受光信号に基づいて、対象物の有無を検出する。また、制御部１は、ＬＤから光を発して、対象物での反射光をＰＤで受光するまでの時間を算出し、該時間に基づいて対象物までの距離を検出する。
【００３１】
記憶部１０は、揮発性や不揮発性のメモリから成る。記憶部１０には、制御部１が物体検出装置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。インタフェイス１１は、イーサネット（登録商標）などの通信回路から成る。制御部１は、車両に搭載されたＥＣＵ（電子制御装置）に対して、インタフェイス１１により対象物に関する情報を送受信したり、各種制御情報を送受信したりする。
【００３２】
次に、物体検出装置１００の構造および機能について、図４〜図７を参照しながら説明する。
【００３３】
図４は、物体検出装置１００の外観を示した斜視図である。図５は、物体検出装置１００の内部に備わる光学系を示した斜視図である。
【００３４】
図５に示すように、物体検出装置１００のケース１２は、正面視が矩形状の箱体である。ケース１２の開口部１２ａは、図４に示すように透光カバー１３で覆われる。透光カバー１３は、所定の厚みのドーム状に形成されている。
【００３５】
ケース１２と透光カバー１３で囲まれた内部空間には、図５に示すような物体検出装置１００の光学系と、図１に示した物体検出装置１００の電気系が収納されている（図５では、電気系の図示省略）。図４の透光カバー１３は、ケース１２の内外に対して光を透過させる。
【００３６】
物体検出装置１００は、たとえば、透光カバー１３が車両の前方、後方、または左右側方を向くように、車両の前部、後部、または左右側部に設置される。その際、図５に示すように、ケース１２の短辺方向が上下方向Ｚを向くように、物体検出装置１００は車両に設置される。
【００３７】
図５に示すように、ケース１２などの内部空間に収納された光学系は、ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂ、投光レンズ１４Ａ、１４Ｂ、光偏向器４、反射ミラー１５、１７、受光レンズ１６、およびＰＤモジュール７から成る。
【００３８】
そのうち、ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂ、投光レンズ１４Ａ、１４Ｂ、および光偏向器４は、投射光学系である。また、光偏向器４、反射ミラー１５、１７、受光レンズ１６、およびＰＤモジュール７は、受光光学系である。
【００３９】
図６は、ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂの詳細を示した図である。図６では、（ａ）に示すＦ部の拡大図を（ｂ）に示している。
【００４０】
図６（ａ）などに示すように、各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂは、厚みの薄い直方体状に形成されている。各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂの一側面２ｃには、図６（ｂ）に示すように、４つのＬＤの発光部分が上下方向Ｚに１列に配列されている。各ＬＤは、第１方向（上下方向）Ｚに第１角度θ１で拡がり、かつ第１方向Ｚに対して垂直な第２方向Ｙに第１角度θ１より広い第２角度θ２で拡がるように光（高出力光パルス）を発する。
【００４１】
図７は、図５のＬＤモジュール２Ａ、２Ｂと投光レンズ１４Ａ、１４Ｂの拡大斜視図である。ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂは、１枚の基板２１の両面に分かれて実装されている。詳しくは、基板２１の表面（ケース１２の開口部１２ａ側）２１ａにＬＤモジュール２Ａが実装され、基板２１の裏面（ケース１２の内奥側）２１ｂにＬＤモジュール２Ｂが実装されている。
【００４２】
ＬＤの発光部分を露出させた各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂの一側面２ｃは、基板２１の一側面２１ｃと面一になっている。これにより、ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのＬＤから発せられた光が、基板２１に遮られなくなる。
【００４３】
図５に示すように、基板２１は、基板２１の表面２１ａとＬＤモジュール２Ａの一側面２ｃとの境界線、および基板２１の裏面２１ｂとＬＤモジュール２Ｂの一側面２ｃとの境界線が、上下方向（第１方向Ｚ）となるように、ケース１２内に固定されている。各ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのＬＤは、第１方向Ｚに配列されている。ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂは、基板２１を挟んで第２方向Ｙに並んでいる。また、ＬＤモジュール２ＡよりＬＤモジュール２Ｂの方が、上方に配置されかつケース１２の内奥側に配置されている。各ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのＬＤの発光部分も同様に配置されている。
【００４４】
各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂの前方（発光方向Ｘ側）には、投光レンズ１４Ａ、１４ＢがＬＤモジュール２Ａ、２Ｂに対応して配置されている。投光レンズ１４Ａ、１４Ｂは、ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂの各ＬＤから発せられた光の拡がりを調整する。
【００４５】
ＬＤモジュール２Ａの各ＬＤから発せられた光は、投光レンズ１４Ａにより拡がりを調整される。また、ＬＤモジュール２Ｂの各ＬＤから発せられた光は、投光レンズ１４Ｂにより拡がりを調整される。
【００４６】
図５に示す光偏向器４は、モータ４ｃと投光ミラー４ａと受光ミラー４ｂとから成る。モータ４ｃは基板２２上に実装されている。投光ミラー４ａと受光ミラー４ｂは、両面ミラーから成る。
【００４７】
基板２２は、モータ４ｃの回転軸（図示せず）がＺ方向と平行になるように、ケース１２内に固定されている。モータ４ｃの回転軸の一端部（図５で上側の端部）には、投光ミラー４ａが連結されている。モータ４ｃの回転軸の他端部（図５で下側の端部）には、受光ミラー４ｂが連結されている。このため、モータ４ｃの回転軸に連動して、各ミラー４ａ、４ｂは回転する。
【００４８】
図５に短い１点鎖線の矢印で示すように、ＬＤモジュール２ＡのＬＤから発せられた光は、投光レンズ１４Ａにより拡がりを調整された後、光偏向器４の投光ミラー４ａにより偏向されて、透光カバー１３（図４）を透過し、対象物に照射される。また、図５に長い１点鎖線の矢印で示すように、ＬＤモジュール２ＢのＬＤから発せられた光は、投光レンズ１４Ｂにより拡がりを調整された後、投光ミラー４ａにより偏向されて、透光カバー１３を透過し、対象物に照射される。
【００４９】
それらの際、モータ４ｃが回転して、投光ミラー４ａの角度（向き）が変化することで、ＬＤから発せられた光が透光カバー１３の外方のＸＹ平面（水平面）内の所定角度の範囲で走査される。また、ＬＤモジュール２ＡのＬＤから発せられた光は、透光カバー１３の基準点が属するＸＹ平面から下側（地面側）の所定角度の範囲に投光される。ＬＤモジュール２ＢのＬＤから発せられた光は、透光カバー１３の基準点が属するＸＹ平面から上側（空側）の所定角度の範囲に投光される。
【００５０】
ケース１２の開口部１２ａ近傍の基板２１の下方には、反射ミラー１５が配置されている。反射ミラー１５とともにＹ方向へ並ぶように、ケース１２の内奥には、受光レンズ１６と反射ミラー１７が順に配置されている。受光レンズ１６は、集光レンズから成る。反射ミラー１５、１７と受光レンズ１６は、ケース１２に固定されている。
【００５１】
また、ケース１２内の光偏向器４より内奥には、基板２３が配置されている。基板２３は、ケース１２に固定されている。基板２３の反射ミラー１７側を向いた板面には、ＰＤモジュール７が実装されている。ＰＤモジュール７には、前述したＰＤなどが含まれている（図１）。
【００５２】
上述したように、投射光学系２Ａ、２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ、４、４ａにより投射されて、透光カバー１３を透過した光は、人や物体などの対象物で反射される。そして、その反射光は、透光カバー１３を透過した後、図５に２点鎖線の矢印で示すように、光偏向器４の受光ミラー４ｂで反射し、さらに反射ミラー１５で反射して、受光レンズ１６に入射する。その際、モータ４ｃが回転して、受光ミラー４ｂの角度（向き）が変化することで、透光カバー１３の外方のＸＹ平面（水平面）内の所定角度の範囲で対象物による反射光が受光ミラー４ｂにより受光される。
【００５３】
ミラー４ｂ、１５を経由して受光レンズ１６に入射した反射光は、図５に破線の矢印で示すように、受光レンズ１６で集光された後、反射ミラー１７で反射して、ＰＤモジュール７のＰＤにより受光される。そして、その受光状態に応じてＰＤから出力される受光信号を、ＰＤモジュール７やＡＤＣ８で信号処理した後、該受光信号に基づいて、制御部１が対象物の有無を検出したり、対象物までの距離を算出したりする。
【００５４】
次に、物体検出装置１００のＬＤモジュール２Ａ、２ＢとＰＤモジュール７の対応関係および動作タイミングについて、図８を参照しながら説明する。
【００５５】
図８は、ＬＤモジュール２Ａ、２ＢとＰＤモジュール７の動作タイミングを示した図である。図８において、横方向は時間を表し、縦方向は各素子を表している。斜め格子の長方形は、キャパシタＣＡ、ＣＢが充電される期間を表している。右下り斜線の長方形は、レーザダイオードＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４が発光動作を行う期間を表している。右上り斜線の長方形は、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ３２が受光動作を行う期間を表している。
【００５６】
ＬＤモジュール２ＢのＬＤＢ−１から発せられた光の反射光は、ＰＤモジュール７のＰＤ１およびＰＤ２により受光される。また、ＬＤＢ−２から発せられた光の反射光は、ＰＤ３およびＰＤ４により受光される。また、ＬＤＢ−３から発せられた光の反射光は、ＰＤ５およびＰＤ６により受光される。さらに、ＬＤＢ−４から発せられた光の反射光は、ＰＤ７〜ＰＤ１２により受光される。
【００５７】
ＬＤモジュール２ＡのＬＤＡ−１から発せられた光の反射光は、ＰＤモジュール７のＰＤ１３〜ＰＤ２０により受光される。また、ＬＤＡ−２から発せられた光の反射光は、ＰＤ２１〜ＰＤ２６により受光される。また、ＬＤＡ−３から発せられた光の反射光は、ＰＤ２７〜ＰＤ３０により受光される。さらに、ＬＤＡ−４から発せられた光の反射光は、ＰＤ３１およびＰＤ３２により受光される。
【００５８】
各ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４は、所定の順で発光する。また、ＬＤモジュール２ＡのＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４とＬＤモジュール２ＢのＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４とは、交互に発光する。ＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４のうちの１つのＬＤの発光により、キャパシタＣＡの電荷が放電し、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４のうちの１つのＬＤの発光により、キャパシタＣＢの電荷が放電する。
【００５９】
各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂにおいて、キャパシタＣＡ、ＣＢの電力によりいずれかのＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４が発光した後、キャパシタＣＡ、ＣＢが充電される。つまり、各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂでは、キャパシタＣＡ、ＣＢの充電と、いずれかのＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４の発光とが繰り返し行われる。
【００６０】
制御部１は、ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂを制御して、発光させるＬＤを切り替える。また、制御部１は、ＰＤモジュール７を制御して、受光させるＰＤを切り替える。
【００６１】
ＬＤモジュール２Ｂにおいて、キャパシタＣＢの充電期間中は、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４の発光動作とＰＤ１〜ＰＤ１２の受光動作はできない。また、ＬＤモジュール２Ａにおいて、キャパシタＣＡの充電期間中は、ＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４の発光動作とＰＤ１３〜ＰＤ３２の受光動作はできない。
【００６２】
ＬＤモジュール２ＢにおけるいずれかのＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４の発光動作は、ＬＤモジュール２ＡにおけるＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４の非発光期間内で、かつＬＤモジュール２ＡにおけるキャパシタＣＡの充電期間内に行われる。また、ＬＤモジュール２ＡにおけるいずれかのＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４の発光動作は、ＬＤモジュール２ＢにおけるＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４の非発光期間内で、かつＬＤモジュール２ＢにおけるキャパシタＣＢの充電期間内に行われる。
【００６３】
各ＬＤモジュール２Ａ、２ＢのいずれかのＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４の発光期間では、対応するＰＤ１〜ＰＤ３２が受光動作を行う。
【００６４】
各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂにおいて、キャパシタＣＡ、ＣＢの充電期間は、ＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４の発光期間より長い。また、各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂにおいて、キャパシタＣＡ、ＣＢの充電完了後に、いずれかのＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４の発光が即座に開始される。
【００６５】
さらに、ＬＤモジュール２ＢにおけるキャパシタＣＢの充電期間中に、ＬＤモジュール２ＡにおけるキャパシタＣＡの充電が開始される。また、ＬＤモジュール２ＡにおけるキャパシタＣＡの充電期間中に、ＬＤモジュール２ＢにおけるキャパシタＣＢの充電が開始される。
【００６６】
以上の実施形態によると、複数のＬＤとスイッチング素子Ｑと共通（単一）のキャパシタＣＡ、ＣＢとからＬＤモジュール２Ａ、２Ｂが構成されている。このため、スイッチング素子Ｑにより選択されたＬＤに共通のキャパシタＣＡ、ＣＢから電力を供給して、ＬＤを順次発光させることにより、キャパシタＣＡ、ＣＢとこの周辺の部品（たとえば電線など）の部品点数を少なくして、電気回路を簡素化することが可能となる。また、複数のＬＤモジュール２Ａ、２Ｂを設けて、そのうち一方のＬＤモジュールにおけるいずれかのＬＤの発光動作が、他方のＬＤモジュールにおけるＬＤの非発光期間内に行われるようにしている。このため、たとえば、他方のＬＤモジュールにおいて、キャパシタを充電しているため、ＬＤを発光させることができなくても、一方のＬＤモジュールにおいて、キャパシタの電力によりいずれかのＬＤを発光させることができる。つまり、一方のＬＤモジュールで発光動作が行われているときに、他方のＬＤモジュールで充電動作ができるので、物体検出装置１００として発光周期を短縮化することが可能となる。また、ＬＤモジュールの設置数を少なくすることで、部品点数の増加を抑制して、電気回路が複雑にならないようにすることができる。
【００６７】
また、以上の実施形態では、各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂにおいて、キャパシタＣＡ、ＣＢに１回の充電で蓄電された電力により、いずれか１つのＬＤが発光可能である。このため、各ＬＤモジュール２Ａ、２Ｂにおいて、キャパシタＣＡ、ＣＢの充電と、スイッチング素子ＱによるＬＤの選択・発光とを繰り返すことで、各ＬＤを順次発光させることができる。
【００６８】
また、以上の実施形態では、一方のＬＤモジュールにおけるいずれかのＬＤの発光動作は、他方のＬＤモジュールにおけるキャパシタの充電期間内に行われる。このため、一方のＬＤモジュールでキャパシタの充電動作が行われているときに、他方のＬＤモジュールでいずれかのＬＤを発光させることで、物体検出装置１００として発光周期を一層短縮することが可能となる。
【００６９】
また、以上の実施形態では、各ＬＤモジュールにおいて、キャパシタの充電期間は、ＬＤの発光期間より長く、キャパシタの充電完了後に、いずれかのＬＤの発光動作を即座に開始している。このため、物体検出装置１００として発光周期をより一層短縮することが可能となる。
【００７０】
さらに、以上の実施形態では、一方のＬＤモジュールにおけるキャパシタの充電期間中に、他方のＬＤモジュールにおけるキャパシタの充電を開始している。このため、複数のＬＤモジュールにおけるキャパシタの充電時間が一部重複するので、物体検出装置１００として充電周期を短縮化し、その分発光周期をさらに短縮することが可能となる。
【００７１】
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、４つのＬＤを有するＬＤモジュールを２つ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モジュールの設置数は、３つ以上でもよい。また、各ＬＤモジュールにおけるＬＤの数は、２つ、３つ、または５つ以上でもよい。
【００７２】
また、以上の実施形態では、ＰＤモジュールに３２個のＰＤ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。ＰＤモジュールにおけるＰＤの数は、３１個以下でもよいし、３３個以上でもよい。また、各ＬＤの発光動作に対応して受光動作するＰＤの数は、１つでも複数でもよい。
【００７３】
また、以上の実施形態では、各ＬＤモジュールにおいて、蓄電部（キャパシタＣＡ、ＣＢ）に１回の充電で蓄電された電力により、１つのＬＤが発光可能となる例を示したが、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、蓄電部に１回の充電で蓄電された電力により、２つ以上のＬＤが発光可能であってもよい。つまり、蓄電部の蓄電容量は、１つのＬＤが発光可能な容量であってもよいし、２つ以上のＬＤが発光可能な容量であってもよい。
【００７４】
また、以上の実施形態では、蓄電部をキャパシタにより構成し、発光選択部をＭＯＳ−ＦＥＴにより構成した例を示したが、本発明はこれらのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、蓄電部は充電可能な蓄電池などで構成してもよい。また、発光選択部はトランジスタやスイッチやリレーなどで構成してもよい。
【００７５】
さらに、以上の実施形態では、車載用の物体検出装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途の物体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】
【００７６】
１  制御部
２Ａ、２Ｂ  レーザダイオードモジュール
１００  物体検出装置
ＣＡ、ＣＢ  キャパシタ（蓄電部）
ＬＤ、ＬＤＡ−１〜ＬＤＡ−４、ＬＤＢ−１〜ＬＤＢ−４  レーザダイオード
ＰＤ、ＰＤ１〜ＰＤ３２  フォトダイオード（受光素子）
Ｑ、ＱＡ−１〜ＱＡ−４、ＱＢ−１〜ＱＢ−４  スイッチング素子（発光選択部）
【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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