(57)【要約】【課題】光走査の高精度な制御、消費電力の低減、構成の小型化および製造コストの低減を可能とする光走査装置および距離計測装置を得ること。【解決手段】光走査装置１０は、第１の出力光と第２の出力光とを出力する光源部１２と、光源部１２からの第１の出力光および第２の出力光を偏向させる偏向器を備え、偏向器から進行する光を変位させる光偏向部１５と、偏向器から検出領域へ進行して、検出領域にある対象物で反射した第１の出力光である第１の検出光を検出する第１の光検出部であるＰＤ１４と、偏向器から検出領域以外の方向へ進行した第２の出力光である第２の検出光を検出する第２の光検出部であるＰＤ１３と、を備え、光源部１２は、第１の出力光を出力する発光素子を備える第１の発光素子群と、第２の出力光を出力する発光素子を備える第２の発光素子群とを含み、第２の発光素子群の発光素子の数は、第１の発光素子群の発光素子の数より少ない。【選択図】図２
2018004372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域にて光を走査させる光走査装置であって、
第１の出力光と第２の出力光とを出力する光源部と、
前記光源部からの前記第１の出力光および前記第２の出力光を偏向させる偏向器を備え、前記偏向器から進行する光を変位させる光偏向部と、
前記偏向器から前記検出領域へ進行して、前記検出領域にある対象物で反射した前記第１の出力光である第１の検出光を検出する第１の光検出部と、
前記偏向器から前記検出領域以外の方向へ進行した前記第２の出力光である第２の検出光を検出する第２の光検出部と、を備え、
前記光源部は、前記第１の出力光を出力する発光素子を備える第１の発光素子群と、前記第２の出力光を出力する発光素子を備える第２の発光素子群とを含み、
前記第２の発光素子群の前記発光素子の数は、前記第１の発光素子群の前記発光素子の数より少ないことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の発光素子群が実装されたエリアである複数の第１のエリアと、
前記第２の発光素子群が実装されたエリアである第２のエリアと、を備え、
前記複数の第１のエリアと前記第２のエリアとは、前記光走査装置が光を走査させる第１の方向に垂直な第２の方向へ配列されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第２のエリアは、前記複数の第１のエリアのうち前記第２の方向における端に位置する第１のエリアの隣に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記複数の第１のエリアのうち、第１の検出領域へ進行させる前記第１の出力光を出力する前記第１の発光素子群が実装された第１のエリアと、第２の検出領域へ進行させる前記第１の出力光を出力する前記第１の発光素子群が実装された第１のエリアとの間に、前記第２のエリアが配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１の発光素子群が実装されたエリアである複数の第１のエリアと、
前記第２の発光素子群が実装されたエリアである第２のエリアと、を備え、
前記第２のエリアは、前記光走査装置が光を走査させる方向における前記複数の第１のエリアの隣に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複数の第１のエリアおよび前記第２のエリアのそれぞれに、共通のパターンをなす複数の素子構造が形成されており、
前記第１のエリアに形成されている前記複数の素子構造のそれぞれは、前記第１の発光素子群の前記発光素子であって、
前記第２のエリアに形成されている前記複数の素子構造のうちの一部の素子構造は、前記第２の発光素子群の前記発光素子であることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記複数の素子構造は、前記光走査装置が光を走査させる第１の方向と、前記第１の方向に垂直な第２の方向とに配列され、
前記第２の発光素子群の前記発光素子は、前記第２のエリアに形成されている前記複数の素子構造のうち、前記第２の方向の長さに対し前記第１の方向の長さが短い領域範囲に配置されている素子構造であることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記複数の第１のエリアのそれぞれに、第１の個数の素子構造が形成されており、
前記第２のエリアに、前記第１の個数より少ない第２の個数の素子構造が形成されており、
前記第１の個数の素子構造のそれぞれは、前記第１の発光素子群の前記発光素子であって、
前記第２の個数の素子構造のそれぞれは、前記第２の発光素子群の前記発光素子であることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
第１の電源電圧の印加により前記第１の発光素子群の前記発光素子を駆動し、前記第１の発光素子群の前記発光素子から前記第１の出力光を出力させる第１の光源駆動部と、
前記第１の電源電圧より小さい第２の電源電圧の印加により前記第２の発光素子群の前記発光素子を駆動し、前記第２の発光素子群の前記発光素子から前記第２の出力光を出力させる第２の光源駆動部と、を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
検出領域にて光を走査させ、前記検出領域内の対象物からの反射光を検出する請求項１から９のいずれか一項に記載の光走査装置と、
前記光走査装置における前記反射光の検出結果を用いて、前記対象物までの距離を算出する距離算出部と、を備えることを特徴とする距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置および距離計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子から光を投射させるとともに対象物で反射した光を検出することにより対象物までの距離を計測する距離計測装置が知られている。距離計測装置は、発光素子へ電流が印加されたときから対象物からの反射光が検出されるまでの経過時間を距離に換算することで、対象物までの距離を求める。
【０００３】
車両などに取り付けられる距離計測装置には、発光素子を備える光源からの光を偏向させる偏向器を駆動することで光を走査させる光走査装置が搭載されているものがある。距離計測装置は、光走査装置を用いることで、より広い検出領域から対象物を検出することが可能となる。
【０００４】
また、例えば特許文献１には、発光素子である複数のレーザダイオードを順次点灯させて光を走査させるレーザアレイ駆動回路の技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光走査装置は、光源の駆動を偏向器の駆動に同期させることで、光走査の高精度な制御が可能となる。また、光走査装置は、光源における消費電力の低減と、高出力な発光素子が使用されることによる高コスト化および大型化の低減が望まれる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光走査の高精度な制御、消費電力の低減、構成の小型化および製造コストの低減を可能とする光走査装置および距離計測装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、検出領域にて光を走査させる光走査装置であって、第１の出力光と第２の出力光とを出力する光源部と、前記光源部からの前記第１の出力光および前記第２の出力光を偏向させる偏向器を備え、前記偏向器から進行する光を変位させる光偏向部と、前記偏向器から前記検出領域へ進行して、前記検出領域にある対象物で反射した前記第１の出力光である第１の検出光を検出する第１の光検出部と、前記偏向器から前記検出領域以外の方向へ進行した前記第２の出力光である第２の検出光を検出する第２の光検出部と、を備え、前記光源部は、前記第１の出力光を出力する発光素子を備える第１の発光素子群と、前記第２の出力光を出力する発光素子を備える第２の発光素子群とを含み、前記第２の発光素子群の前記発光素子の数は、前記第１の発光素子群の前記発光素子の数より少ないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光走査の高精度な制御、消費電力の低減、構成の小型化および製造コストの低減が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施の形態にかかる距離計測装置を備えるシステムが搭載された車両を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す距離計測装置を備える車両制御システムのブロック図である。
【図３】図３は、図２に示す光走査装置のうち発光光学系を含む一部構成と、光源部から検出領域へ向かう光線とを示す図である。
【図４】図４は、光走査装置のうち受光光学系を含む一部構成と、検出領域からＰＤへ向かう光線とを示す図である。
【図５】図５は、光源部からミラーへ向かう光線と、ミラーからＰＤへ向かう光線とを示す図である。
【図６】図６は、光走査装置のうち発光光学系を含む一部構成と、光源部から偏向器を経てＰＤへ向かう光線とを示す図である。
【図７】図７は、図２に示す受光回路の構成例を示す図である。
【図８】図８は、第１の駆動信号に応じた光源部の駆動について説明する図である。
【図９】図９は、第１の駆動信号に応じた光源部の駆動について説明する図である。
【図１０】図１０は、第２の駆動信号に応じた光源部の駆動について説明する図である。
【図１１】図１１は、第１の駆動信号および第２の駆動信号に応じた光源部の点灯パターンについて説明する図である。
【図１２】図１２は、第１の実施の形態の光走査装置に含まれる光源部の平面模式図である。
【図１３】図１３は、第１の実施の形態の比較例にかかる光源部の平面模式図である。
【図１４】図１４は、第２の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる光源部の平面模式図である。
【図１５】図１５は、第３の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる光源部の平面模式図である。
【図１６】図１６は、第４の実施の形態にかかる距離計測装置を備えるシステムが搭載された車両を示す図である。
【図１７】図１７は、第４の実施の形態の光走査装置に含まれる光源部の平面模式図である。
【図１８】図１８は、第５の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる光源部の平面模式図である。
【図１９】図１９は、第５の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる光源部の平面模式図である。
【図２０】図２０は、第６の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる回路構成を示す図である。
【図２１】図２１は、第７の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、光走査装置および距離計測装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる距離計測装置１００を備えるシステムが搭載された車両１０１を示す図である。車両１０１には、距離計測装置１００を備えるシステムの一例である車両制御システムが搭載されている。車両制御システムは、距離計測装置１００の計測結果に応じて車両１０１を制御する。
【００１２】
距離計測装置１００は、例えばレーザレーダ（Light  Detection  and  Ranging，ＬＩＤＡＲ）である。距離計測装置１００は、車両１０１の前方に取り付けられている。距離計測装置１００は、車両１０１からの前方視野に存在する先行車、対向車、歩行者あるいは障害物などの対象物を検出し、検出された対象物までの距離を計測する。
【００１３】
図２は、距離計測装置１００を備える車両制御システムのブロック図である。車両制御システムは、距離計測装置１００およびＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２０を備える。距離計測装置１００は、光走査装置１０および時間計測回路１１を備える。
【００１４】
光走査装置１０は、車両１０１からの前方視野における検出領域にて光を走査させる。光走査装置１０は、光源部１２、受光素子であるフォトダイオード（Photodiode，ＰＤ）１３，１４、光偏向部１５、光源駆動回路１６、受光回路１７，１８、偏向器駆動回路１９、走査光学系２１、発光光学系２２および受光光学系２３を備える。
【００１５】
光源部１２は、発光素子であるレーザダイオード（Laser  Diode，ＬＤ）を備え、第１の出力光と第２の出力光とを出力する。光源駆動部である光源駆動回路１６は、ＥＣＵ２０からの光源駆動信号に応じて光源部１２を駆動する。光源部１２から射出された光は、発光光学系２２を経て光偏向部１５へ入射する。
【００１６】
光偏向部１５は、光源部１２からの光を偏向させる偏向器と、偏向器を回転動作させる駆動機構を備える。光偏向部１５は、偏向器を回転させることで、偏向器から進行する光を変位させる。偏向器駆動回路１９は、ＥＣＵ２０からの偏向器駆動信号に応じて偏向器を駆動する。
【００１７】
光偏向部１５は、偏向器の駆動に応じて、光源部１２からの第１の出力光を検出領域へ進行させる。光偏向部１５からの第１の出力光は、走査光学系２１を経て光走査装置１０から射出する。光走査装置１０は、偏向器を駆動することにより、光源部１２からの第１の出力光を走査させる。
【００１８】
光走査装置１０から検出領域内の対象物へ向けて進行した第１の出力光は、対象物での反射によって散乱する。走査光学系２１は、対象物からの散乱光のうち走査光学系２１へ入射した光を光偏向部１５へ導く。光偏向部１５は、走査光学系２１から入射した光を偏向させる。受光光学系２３は、光偏向部１５からの光を第１の光検出部としてのＰＤ１４へ導く。ＰＤ１４は、光偏向部１５から入射した光である第１の検出光を検出し、入射光量に応じた信号を生成する。受光回路１８は、ＰＤ１４からの信号に応じた受光信号を生成する。
【００１９】
また、光偏向部１５は、偏向器の駆動に応じて、光源部１２からの第２の出力光を第２の光検出部としてのＰＤ１３へ進行させる。光偏向部１５からの第２の出力光は、発光光学系２２を経てＰＤ１３へ入射する。ＰＤ１３は、光偏向部１５からＰＤ１３へ向けて進行した光である第２の検出光を検出し、入射光量に応じた信号を生成する。受光回路１７は、ＰＤ１３からの信号を基に、偏向器の動作に応じた同期検知信号を生成する。
【００２０】
距離算出部としての時間計測回路１１は、ＥＣＵ２０からの光源駆動信号と、受光回路１８からの受光信号との時間差を求めることで、光源部１２のＬＤから対象物を経てＰＤ１３へ光が進行するのに要した時間を計測する。時間計測回路１１は、計測された時間を距離へ換算して、距離計測装置１００と対象物の間の距離を算出する。距離計測装置１００は、時間計測回路１１で求められた距離の計測値を出力する。
【００２１】
ＥＣＵ２０は、距離計測装置１００から入力された計測値を用いて、前方視野にて検出された対象物との位置関係に応じた車両１０１の走行制御を行う。また、ＥＣＵ２０は、光源駆動回路１６および時間計測回路１１へ光源駆動信号を出力し、偏向器駆動回路１９へ偏向器駆動信号を出力する。受光回路１７からの同期検知信号を用いてタイミングが調整された光源駆動信号を光源駆動回路１６へ供給することにより、光源部１２の駆動を偏向器の動作に連携させる。
【００２２】
光走査装置１０は、光源部１２の駆動を偏向器の駆動に同期させることで、光走査の高精度な制御が可能となる。距離計測装置１００は、検出領域において正確なタイミングで光を走査可能とすることで、正確な距離計測を行うことができる。
【００２３】
図３は、光走査装置１０のうち発光光学系２２を含む一部構成と、光源部１２から検出領域ＡＲへ向かう光線とを示す図である。発光光学系２２は、カップリングレンズ３２、ミラー３３および集光レンズ３４を含む。
【００２４】
Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに垂直な３つの軸とする。図３にてＸ軸の矢印で示しているプラスＸ方向は、車両１０１の前方直進方向とする。Ｚ軸は、車両１０１が走行している道路の面に垂直であって、プラスＺ方向は道路の面から離れる方向とする。図３では、紙面奥から手前へ向かう方向をプラスＺ方向とする。光走査装置１０からの光は、図３にてＹ軸の矢印で示している側であるプラスＹ側から、その逆のマイナスＹ側へ向けて走査する。図３には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における光源部１２、ＰＤ１３、発光光学系２２および偏向器３０の配置例を示している。
【００２５】
カップリングレンズ３２は、光源部１２から射出された光を平行光、あるいはわずかに発散する発散光とする。カップリングレンズ３２は、例えば平凸レンズである。発光光学系２２は、カップリングレンズ３２に代えて、複数のレンズあるいはミラーを含むカップリング光学系が備えられていても良い。
【００２６】
ミラー３３は、基材である平板の１つの面に形成された反射面３５を備える。ミラー３３は、カップリングレンズ３２からの光を偏向器３０へ向けて反射させる。光源部１２と偏向器３０の間の光路がミラー３３で折り返されることで、光走査装置１０は省スペース化が図られている。
【００２７】
偏向器３０は、２つの反射面３１を備える。反射面３１は、偏向器３０の基材である平板の１つの面とその裏側の面とに形成されている。偏向器３０は、Ｚ軸に平行な回転軸Ｏを中心として、一定の向きへ回転する。偏向器３０の回転により、反射面３１におけるミラー３３からの光線の入射角を変化させることで、光偏向部１５は、偏向器３０から検出領域ＡＲへ向けて進行する光線をマイナスＹ方向へ変位させる。
【００２８】
光走査装置１０は、偏向器３０の偏向角が所定の第１角度範囲内にて変化するときに、検出領域ＡＲにて光を走査させる。偏向角は、反射面３１の垂線とＸ軸とがなす角度とする。反射面３１の垂線がＸ軸に対してプラスＹ側へ傾けられているときの偏向角はプラスの偏向角、マイナスＹ側へ傾けられているときの偏向角はマイナスの偏向角であるものとする。
【００２９】
例えば、偏向角が＋θ１であるときに光走査装置１０からの光が検出領域ＡＲのプラスＹ側の端部へ向けて進行し、偏向角が−θ１であるときに光走査装置１０からの光が検出領域ＡＲのマイナスＹ側の端部へ向けて進行する。この場合、第１角度範囲は、＋θ１から−θ１の範囲となる。ただし、θ１は９０度より小さい所定の角度とする。
【００３０】
図４は、光走査装置１０のうち受光光学系２３を含む一部構成と、検出領域ＡＲからＰＤ１４へ向かう光線とを示す図である。受光光学系２３は、ミラー３３および結像光学系３６を含む。ミラー３３は、発光光学系２２と受光光学系２３とで兼用される。図４には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向におけるＰＤ１４、受光光学系２３および偏向器３０の配置例を示している。
【００３１】
結像光学系３６は、例えば平凸レンズおよびメニスカスレンズを備える。結像光学系３６は、１つのレンズからなるものであっても良く、３つ以上のレンズあるいはミラーを含む光学系であっても良い。
【００３２】
図３に示すように検出領域ＡＲへ進行した光のうち対象物へ入射した光は、対象物での反射によって散乱する。対象物からの散乱光のうち対象物へ入射したときとは逆の向きに進行した光は、偏向器３０へ入射する。偏向器３０は、光源部１２からの光を検出領域ＡＲへ進行させるときと、検出領域ＡＲ内の対象物からの光をＰＤ１４へ進行させるときとで共用される。結像光学系３６は、偏向器３０およびミラー３３での反射を経て結像光学系３６へ入射した光を、ＰＤ１４へ収束させる。
【００３３】
図５は、光源部１２からミラー３３へ向かう光線と、ミラー３３からＰＤ１４へ向かう光線とを示す図である。図５には、Ｘ軸方向およびＺ軸方向における光源部１２および発光光学系２２とＰＤ１４および受光光学系２３の配置例を示している。発光光学系２２および受光光学系２３は、Ｚ軸方向における位置を互いに異ならせて配置されている。ミラー３３の反射面３５は、光源部１２からの光を偏向器３０へ向けて反射させるとともに、偏向器３０からの光をＰＤ１４へ向けて反射させる。
【００３４】
図６は、光走査装置１０のうち発光光学系２２を含む一部構成と、光源部１２から偏向器３０を経てＰＤ１３へ向かう光線とを示す図である。図６には、図３と同様に、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における光源部１２、ＰＤ１３、発光光学系２２および偏向器３０を示している。
【００３５】
偏向器３０の偏向角が第１角度範囲外であるとき、検出領域ＡＲにおける光の走査は行われない。光走査装置１０は、偏向器３０の偏向角が所定の角度範囲である第２角度範囲内であるとき、ミラー３３から偏向器３０へ入射した光は、検出領域ＡＲ以外の方向へ進行し、再びミラー３３へ入射する。さらに、ミラー３３で反射した光は、ＰＤ１３へ向けて進行する。第２角度範囲は、第１角度範囲以外の角度範囲とする。例えば、偏向器３０の偏向角が第２角度範囲に含まれる所定の角度＋θ２であるとき、光走査装置１０からの光は、ＰＤ１３の受光面の略中心へ入射する。θ２はθ１より大きい角度とする。
【００３６】
なお、偏向器３０は、平板に形成された２つの反射面３１を備えるものに限られない。偏向器３０は１つあるいは３つ以上の反射面３１を備えるものであっても良く、反射面３１が形成される基材の形状は任意であるものとする。
【００３７】
図７は、受光回路１８の構成例を示す図である。受光回路１８は、増幅器３７および比較器３８を備える。増幅器３７は、ＰＤ１４からの信号を増幅させる。比較器３８は、増幅器３７の出力電圧を閾値Ｔｈと比較する。比較器３８は、増幅器３７の出力電圧と閾値Ｔｈとの大小関係が反転したとき、比較結果であるビット値を反転させる。
【００３８】
受光回路１８は、比較器３８での比較結果を示す信号を、ＰＤ１４にて光が検出されたタイミングを表す受光信号として出力する。時間計測回路１１は、光源駆動信号の立ち上がりタイミングと受光信号の立ち上がりタイミングとの間の時間を計測する。
【００３９】
なお、受光回路１７は、図７に示す受光回路１８と同様の構成を備えていても良い。受光回路１７は、ＰＤ１３にて光が検出されたタイミングを表す同期検知信号を出力する。
【００４０】
本実施の形態において、光検出部は、ＰＤ１３，１４以外の受光素子であっても良い。光検出部は、ＡＰＤ（Avalanche  Photodiode）、あるいはガイガーモードＡＰＤであるＳＰＡＤ（Single  Photon  Avalanche  Photodiode）であっても良い。ＡＰＤおよびＳＰＡＤは、ＰＤと比べて高感度であるため、距離計測の精度を向上可能とし、より遠くにある対象物について距離検出が可能となる点で有利である。
【００４１】
また、光源部１２に備えられるＬＤは、端面発光レーザ、端面発光レーザを積層させたスタック型レーザ、面発光レーザであるＶＣＳＥＬ（Vertical  Cavity  Surface  Emitting  Laser）、ＶＣＳＥＬが二次元方向へ配列されたＶＣＳＥＬなどのいずれであっても良い。
【００４２】
光走査装置１０は、偏向器３０の偏向角が第１角度範囲内にて変化するとき、ＥＣＵ２０からの光源駆動信号である第１の駆動信号に応じて、光源部１２のＬＤをパルス発光させる。光源部１２は、第１の出力光としてのパルス光を出力する。偏向器３０は、光源部１２からのパルス光を偏向させ、検出領域ＡＲへ進行させる。ＰＤ１４は、偏向器３０から検出領域ＡＲへ進行して、検出領域ＡＲ内にある対象物で反射した第１の出力光である第１の検出光を検出する。
【００４３】
また、光走査装置１０は、偏向器３０の偏向角が第２角度範囲内にて変化するとき、ＥＣＵ２０からの光源駆動信号である第２の駆動信号に応じて、光源部１２のＬＤの発光を持続させる。光源部１２は、第２の出力光として、光量一定の光を継続して出力する。ＰＤ１３は、偏向器３０から検出領域ＡＲ以外の方向へ進行してミラー３３からＰＤ１３へ向けて進行した第２の出力光である第２の検出光を検出する。
【００４４】
図８および図９は、第１の駆動信号に応じた光源部１２の駆動について説明する図である。図８の上段に示すグラフは、縦軸を電流、横軸を時間軸として、光源部１２に供給される電流の変化を表している。図８の下段に示すグラフは、縦軸を第１の出力光の光量、横軸を時間軸として、第１の出力光の光量変化を表している。図９は、図８に示すグラフの時間軸より長い時間軸における光源部１２の点灯パターンを表している。
【００４５】
光源駆動回路１６は、第１の駆動信号に応じて、矩形波状に電流値を変化させたパルス電流を光源部１２へ供給する。Ｉｐはパルス電流におけるピーク電流値、Ｔｐはパルス電流のパルス幅とする。Ｐ１は光源部１２から射出される第１の出力光であるパルス光のピーク光量、Ｔｏｎ１は光源部１２の点灯時間（オン時間）とする。オン時間Ｔｏｎ１は、光量がＰ１の半分以上となるときの時間である半値幅とする。偏向器３０の偏向角が第１角度範囲内にて変化する期間において、光源部１２は、図９に示すように、時間間隔をＴ１として光量Ｐ１のパルス光を繰り返し射出する。
【００４６】
より遠くの対象物について距離検出を可能とするためには、数十から１００Ｗレベルの高出力パルス光が光源部１２から出力される。この場合、数十から１００Ａ程度の高い電流値Ｉｐが光源部１２に供給されることとなる。
【００４７】
また、光源部１２に備えられたＬＤの仕様においてオン時間Ｔｏｎ１は予め定められている。Ｉｐが数十Ａ程度となる場合、パルス発光の間隔Ｔ１に対する発光時間の割合であるデューティ（duty）比は０．１％程度とされる。デューティ比が０．１％程度より高くなると、ＬＤの寿命に影響が及ぶこととなる。このことから、例えばオン時間Ｔｏｎ１を２０ｎｓ（ナノ秒）、デューティ比を０．１％とする場合、間隔Ｔ１を２０μｓ（マイクロ秒）より長い時間とすることが望ましい。
【００４８】
パルス発光の場合はＬＤへの供給電流が高いことから、コンデンサなどにあらかじめ蓄えられた電荷を短時間にてＬＤへ供給する方式が広く採用されている。ＬＤにはＴｐ＞Ｔｏｎ１を満足するパルス電流が供給されることで、ＬＤは、蓄積された電荷が供給される時間幅において安定したパルス発光を行うことができる。
【００４９】
図１０は、第２の駆動信号に応じた光源部１２の駆動について説明する図である。図１０の上段に示すグラフは、縦軸を電流、横軸を時間軸として、光源部１２に供給される電流の変化を表している。図１０の下段に示すグラフは、縦軸を第２の出力光の光量、横軸を時間軸として、第２の出力光の光量変化を表している。
【００５０】
光源駆動回路１６は、第２の駆動信号に応じて、一定の電流値Ｉｓとされた電流を光源部１２へ供給する。光源駆動回路１６は、かかる光源部１２への電流供給を時間Ｔｓにおいて継続させる。電流値Ｉｓは、パルス発光における電流値Ｉｐより低いものとする。Ｐ２は光源部１２から射出される第２の出力光の光量、Ｔｏｎ２は光源部１２の点灯時間（オン時間）とする。
【００５１】
光源部１２は、オン時間Ｔｏｎ２において、一定の光量Ｐ２の光を継続して射出する。光量Ｐ２は、パルス発光におけるピーク光量Ｐ１より小さい。オン時間Ｔｏｎ２は、時間Ｔｓと略一致し、かつパルス発光におけるオン時間Ｔｏｎ１より長い。
【００５２】
また、オン時間Ｔｏｎ２は、偏向器３０の偏向角が第２角度範囲内にて変化する期間とも略一致する。なお、偏向器３０の回転に応じて光源部１２からの光をＰＤ１３へ向けて進行可能であれば、オン時間Ｔｏｎ２は、偏向器３０の偏向角が第２角度範囲内にて変化する期間より長くても良く、短くても良い。これにより、光源部１２は、同期検知信号の生成に利用される光として、パルス光に比べて低い数ｍＷレベルの光を、オン時間Ｔｏｎ２にて継続して出力する。
【００５３】
図１１は、第１の駆動信号および第２の駆動信号に応じた光源部１２の点灯パターンについて説明する図である。図１１は、図９に示す第１の駆動信号に応じた点灯パターンと、第２の駆動信号に応じた点灯パターンとの組み合わせを表している。図１１に示すグラフの時間軸は、図９および図１０に示すグラフの時間軸より長いものとする。
【００５４】
光源部１２は、第２の駆動信号に応じて、時間間隔をＴ２として光量Ｐ２の光を射出する。間隔Ｔ２は、偏向器３０の回転周期に一致し、かつパルス発光における間隔Ｔ１より長い。光源部１２は、間隔Ｔ２のうち偏向器３０の偏向角が第１角度範囲内にて変化する期間に、時間間隔をＴ１として光量Ｐ１のパルス光を繰り返し射出する。光源駆動回路１６は、第１の駆動信号に応じて光源部１２を駆動する期間には、第２の駆動信号に応じた光源部１２の駆動を停止させる。このようにして、光源部１２は、距離計測に利用される第１の出力光と、同期検知信号の生成に利用される第２の出力光とを出力する。
【００５５】
ここで、第１の実施の形態の光源部１２の構成と、比較例にかかる光源部の構成とについて説明する。図１２は、第１の実施の形態の光走査装置１０に含まれる光源部１２の平面模式図である。図１３は、第１の実施の形態の比較例にかかる光源部の平面模式図である。
【００５６】
図１３（Ａ）に示す比較例１にかかる光源部９１は、一次元方向へ配列された複数のレーザダイオード（ＬＤ１）を備えるアレイ光源である。チップ９５におけるＬＤ１の実装面には、それぞれＭ個のＬＤ１が配列されたＮ個のエリア９３−１，９３−２，・・９３−（Ｎ−１），９３−Ｎが一方向へ配列されている。ＭおよびＮはいずれも２以上の任意の整数であり、図１３（Ａ）に示す例ではＭ＝４とする。
【００５７】
図１３（Ｂ）に示す比較例２にかかる光源部９２は、二次元方向において配列された複数のＬＤ１を備えるアレイ光源である。チップ９６のうちＬＤ１の実装面には、それぞれＭ個のＬＤ１が実装されたＮ個のエリア９４−１，９４−２，・・９４−（Ｎ−１），９４−Ｎが一方向へ配列されている。ＭおよびＮはいずれも２以上の任意の整数であり、図１３（Ｂ）に示す例ではＭ＝１８とする。
【００５８】
比較例１および２にかかる光源部９１，９２は、エリアごとにＬＤ１を駆動して、距離計測のためのパルス光と、同期検知信号の生成に利用される光とを出力する。
【００５９】
図１２に示す第１の実施の形態の光源部１２は、距離計測のためのパルス光である第１の出力光を出力するレーザダイオード（ＬＤ１）と、同期検知信号の生成に利用される第２の出力光を出力するレーザダイオード（ＬＤ２）とを備えるアレイ光源である。図１２に示す例において、ＬＤ１およびＬＤ２はＶＣＳＥＬとする。ＶＣＳＥＬは、比較的二次元配置が容易であることから、光源部１２への適用に適している。
【００６０】
第１の方向であるα軸方向および第２の方向であるβ軸方向は、チップ４０におけるＬＤ１およびＬＤ２の実装面に平行な二次元方向とする。α軸は、光走査装置１０が光を走査させるＹ軸方向に平行な軸とする。光走査装置１０は、α軸のうち矢印で示すプラスα側から、その逆のマイナスα側へ向けて光を走査させる。β軸は、α軸に垂直な軸であって、Ｚ軸方向に平行な軸とする。ＬＤ１およびＬＤ２は、α軸方向およびβ軸方向において配列されている。
【００６１】
チップ４０には、Ｎ個の第１のエリア４１−１，４１−２，・・４１−Ｎと、１つの第２のエリア４２がβ軸方向へ配列されている。第１のエリア４１−１〜４１−Ｎは、それぞれ第１の発光素子群であるＭ個のＬＤ１が実装されたエリアである。ＭおよびＮはいずれも２以上の任意の整数であり、図１２に示す例ではＭ＝１８とする。
【００６２】
第２のエリア４２は、β軸方向へ配列された第１のエリア４１−１〜４１−Ｎのうちβ軸方向における一方の端に位置する第１のエリア４１−Ｎの隣に配置されている。第２のエリア４２は、第２の発光素子群であるＬ個のＬＤ２が実装されたエリアである。Ｌは、１≦Ｌ＜Ｍを満足する任意の整数であり、図１２に示す例ではＬ＝５とする。第２のエリア４２に配列されている第２の発光素子群のＬＤ２の数は、各第１のエリア４１−１〜４１−Ｎの第１の発光素子群のＬＤ１の数より少ない。
【００６３】
各第１のエリア４１−１〜４１−Ｎは、それぞれ共通のパターンをなすＭ個の素子構造を備えている。各第１のエリア４１−１〜４１−ＮのＭ個の素子構造はいずれも配線に接続されており、ＬＤ１として機能する。
【００６４】
第２のエリア４２も、各第１のエリア４１−１〜４１−Ｎと共通のパターンをなす素子構造を備える。第２のエリア４２におけるＭ個の素子構造のうちのＬ個は配線に接続されており、ＬＤ２として機能する。Ｍ個の素子構造のうちかかるＬ個以外の素子構造は配線に接続されておらず、ＬＤ２として用いられていない。図示する第２のエリア４２においてハッチングが付された矩形部分は、ＬＤ２として機能する素子構造を示し、白抜きとされた矩形部分は、ＬＤ２として機能する素子構造以外の素子構造を示している。図１２に示す例では、１８個の素子構造のうち第２のエリア４２の中心付近に位置する５個が、ＬＤ２として機能する素子構造とされている。
【００６５】
第１のエリア４１−１〜４１−Ｎのうちのβ軸方向における端に第２のエリア４２を隣り合わせることで、第２のエリア４２は、チップ４０の端に配置される。光走査装置１０は、第１の発光素子群からの光を、光源部１２以降の光学系および検出領域ＡＲへ効率良く進行させることができる。
【００６６】
光源駆動回路１６は、第１の発光素子群のＬＤ１および第２の発光素子群のＬＤ２をエリアごとに駆動する。光源駆動回路１６は、第１の駆動信号に応じて、第１のエリア４１−１〜４１−ＮごとにＬＤ１を駆動する。個々の第１のエリア４１−１〜４１−Ｎにおいて、第１の発光素子群であるＭ個のＬＤ１は、同時にパルス光を射出する。光源部１２は、Ｍ個のＬＤ１からの光を、１つのビーム光として射出する。
【００６７】
光走査装置１０は、車両１０１から遠くにある対象物の距離計測を可能とするために、数十から１００Ｗレベルの高出力パルス光を使用することが望まれる。距離計測装置１００は、複数のＬＤ１からのパルス光を光源部１２から同時に射出することで、単独のＬＤ１からのパルス光を射出する場合に対し高出力なパルス光を用いた距離計測を行うことができる。
【００６８】
光源駆動回路１６は、第１のエリア４１−１〜４１−Ｎごとに第１の発光素子群を順次駆動する。光走査装置１０は、走査方向に垂直なβ軸方向に配列された第１のエリア４１−１〜４１−Ｎごとの第１の発光素子群を順次駆動することで、走査方向に垂直な方向において光をシフトさせて、検出領域ＡＲへ光を進行させることができる。これにより、光走査装置１０は、走査方向へ光を走査させるとともに、走査方向に垂直な方向において光をシフトさせることで、二次元方向において光を走査させることができる。なお、光源駆動回路１６は、第１のエリア４１−１〜４１−Ｎのうちの２つ以上の第１の発光素子群を同時に発光させても良い。
【００６９】
光源駆動回路１６は、第２の駆動信号に応じて、第２のエリア４２のＬＤ２を駆動する。第２のエリア４２において、第２の発光素子群であるＬ個のＬＤ２は、同時にパルス光を射出する。光源部１２は、Ｌ個のＬＤ２からの光を、１つのビーム光として射出する。
【００７０】
第２の発光素子群からの出力光の光量は、同期検知信号の生成のためにＰＤ１３にて検出光を検出可能な程度であれば良い。光走査装置１０は、第１の発光素子群のＬＤ１の個数Ｍに対して第２の発光素子群のＬＤ２の個数Ｌを少なくしたことで、距離計測のためのパルス光に対し低い出力の光を同期検知信号の生成に利用可能とする。
【００７１】
例えば、第１の発光素子群のＬＤ１の個数Ｍを２０、第２の発光素子群のＬＤ２の個数Ｌを２とした場合、光走査装置１０は、同期検知信号の生成に利用される第２の出力光の光量を、パルス光である第１の出力光の光量に対し約１０分の１に抑えることができる。光走査装置１０は、距離計測のためのパルス光と、同期検知信号の生成に利用される光との双方が高出力である場合に比べて、消費電力を低減できる。
【００７２】
また、光走査装置１０は、同期検知信号の生成に利用される光を低出力にできることで、同期検知信号の生成のための受光回路１７などを構成する部品の定格電圧を低減可能とする。光走査装置１０は、定格電圧の低い部品を使用可能であるため、部品選択の自由度を高めることができ、かつ低コスト化が可能となる。一般に、定格電圧の低い部品は定格電圧の高い部品よりサイズが小さいことから、定格電圧の低い部品が使用されることで、部品が実装される基板、およびその基板が搭載されるモジュールを小型化できる。
【００７３】
第２のエリア４２におけるＬＤ２の個数Ｌは、第２のエリア４２に備えられているＭ個の素子構造に対する配線のパターンを変更することにより、容易に変更することができる。光走査装置１０は、ＬＤ２の個数Ｌを変更することで、同期検知信号の生成に利用される光の出力を調整することができる。
【００７４】
第１のエリア４１−１〜４１−Ｎおよび第２のエリア４２に形成された共通のパターンの素子構造を基にＬＤ１およびＬＤ２が構成されることで、エリアごとに対する共通のマスクパターンの形成を経てＬＤ１およびＬＤ２を形成可能とする。これにより、効率的な作業によってＬＤ１およびＬＤ２を形成可能とし、光源部１２の製造コストを低減できる。
【００７５】
以上により、光走査装置１０および距離計測装置１００は、光走査の高精度な制御を可能とし、かつ構成の小型化と製造コストの低減が可能となるという効果を奏する。
【００７６】
（第２の実施の形態）
図１４は、第２の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる光源部５０の平面模式図である。第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００７７】
チップ４０には、Ｎ個の第１のエリア４１−１，４１−２，・・４１−（Ｎ−１），４１−Ｎと、１つの第２のエリア５２がβ軸方向へ配列されている。第２のエリア５２は、第１のエリア４１−Ｎに隣接している。第２のエリア５２は、第２の発光素子群であるＬ個のＬＤ２が実装されたエリアである。図１４に示す例ではＬ＝２とする。
【００７８】
第２のエリア５２は、各第１のエリア４１−１〜４１−ＮのＭ個の素子構造とは異なるパターンをなすＬ個の素子構造を備えている。Ｌ個の素子構造はいずれも配線に接続されており、ＬＤ２として機能する。第２のエリア５２の素子構造の個数Ｌ（第２の個数）は、第１のエリア４１−１〜４１−Ｎの素子構造の個数Ｍ（第１の個数）より少ない。第２のエリア５２には、ＬＤ２として機能する素子構造以外の素子構造は備えられていない。図１４に示す例では、２個のＬＤ２は、第２のエリア５２の中心付近においてα軸方向へ配列されている。
【００７９】
第２の実施の形態では、第２のエリア５２にＬＤ２以外の素子構造が設けられていないことで、第２のエリア５２は、ＬＤ２以外の素子構造が設けられている場合に比べて二次元方向におけるサイズを低減可能とする。光走査装置１０は、チップ４０のサイズを低減できることで、構成の小型化が可能となる。第２の実施の形態においても、光走査装置１０および距離計測装置１００は、光走査の高精度な制御を可能とし、かつ構成の小型化と製造コストの低減が可能となるという効果を奏する。
【００８０】
（第３の実施の形態）
図１５は、第３の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる光源部５５の平面模式図である。第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００８１】
チップ４０には、Ｎ個の第１のエリア５６−１，５６−２，５６−３・・５６−（Ｎ−１），５６−Ｎがβ軸方向へ配列されている。第１のエリア５６−１〜５６−Ｎは、それぞれ第１の発光素子群であるＭ個のＬＤ１が実装されたエリアである。図１５に示す例ではＭ＝１６とする。
【００８２】
１つの第２のエリア５７は、α軸方向においてＮ個の第１のエリア５６−１〜５６−Ｎに隣接している。第２のエリア５７は、第１のエリア５６−１〜５６−Ｎのプラスα側に配置されている。第２のエリア５７は、第２の発光素子群であるＬ個のＬＤ２が実装されたエリアである。図１５に示す例ではＬ＝２とする。
【００８３】
図示する第２のエリア５７においてハッチングが付された矩形部分は、ＬＤ２として機能する素子構造を示し、白抜きとされた矩形部分は、ＬＤ２として機能する素子構造以外の素子構造を示している。図１５に示す例では、２×Ｎ個の素子構造のうち第１のエリア５６−３の隣に位置する２つが、ＬＤ２として機能する素子構造とされている。なお、第２のエリア５７に備えられた素子構造をいずれもＬＤ２として機能させることとしても良い。
【００８４】
第３の実施の形態では、第２のエリア５７は、第１のエリア５６−１〜５６−Ｎのβ軸方向における端部に代えて、第１のエリア５６−１〜５６−Ｎのα軸方向における端部に隣接させて配置されている。光走査装置１０は、第１のエリア５６−１〜５６−Ｎのβ軸方向における端部に第２のエリア５７を隣接させる場合に比べて、走査方向に垂直な方向であるβ軸方向におけるチップ４０のサイズを低減可能とする。
【００８５】
光走査装置１０は、チップ４０のサイズを低減できることで、構成の小型化が可能となる。第３の実施の形態においても、光走査装置１０および距離計測装置１００は、光走査の高精度な制御を可能とし、かつ構成の小型化と製造コストの低減が可能となるという効果を奏する。
【００８６】
（第４の実施の形態）
図１６は、第４の実施の形態にかかる距離計測装置１００を備えるシステムが搭載された車両１０１を示す図である。第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００８７】
第４の実施の形態の光走査装置１０は、車両１０１の前方視野における検出領域ＡＲ１と、車両１０１前方の道路面付近における検出領域ＡＲ２とにおいて光を走査させる。光走査装置１０は、第１の検出領域ＡＲ１および第２の検出領域ＡＲ２において対象物を検出し、検出された対象物までの距離を計測する。距離計測装置１００は、車両１０１の走行を妨げる要因となる対象物を、前方視野のみならず道路面においても検出可能とする。
【００８８】
図１７は、第４の実施の形態の光走査装置１０に含まれる光源部６０の平面模式図である。チップ４０には、Ｎ個の第１のエリア４１−１，４１−２，・・４１−Ｎと、１つの第２のエリア６２がβ軸方向へ配列されている。
【００８９】
光走査装置１０は、Ｎ個の第１のエリア４１−１〜４１−Ｎのうち、β軸方向における一方の端部からＮ’個の第１のエリア４１−１，４１−２・・のＬＤ１からの光を、第１の検出領域ＡＲ１へ進行させる。また、光走査装置１０は、Ｎ個の第１のエリア４１−１〜４１−Ｎのうち、β軸方向における他方の端部から（Ｎ−Ｎ’）個の第１のエリア４１−Ｎ，４１−（Ｎ−１）・・のＬＤ１からの光を、第２の検出領域ＡＲ２へ進行させる。
【００９０】
第２のエリア６２は、Ｎ’個の第１のエリア４１−１，４１−２・・と、（Ｎ−Ｎ’）個の第１のエリア４１−Ｎ，４１−（Ｎ−１）・・との間に配置されている。第２のエリア６２は、第２の発光素子群であるＬ個のＬＤ２が実装されたエリアである。第２のエリア６２は、第１のエリア４１−１〜４１−ＮのＭ個の素子構造とは異なるパターンをなすＬ個の素子構造を備えており、Ｌ個の素子構造はいずれもＬＤ２として機能する。図１７に示す例ではＬ＝３とする。なお、第２のエリア６２に、第１のエリア４１−１〜４１−Ｎと共通のパターンの素子構造を設けることとし、第２のエリア６２におけるＭ個の素子構造のうちのＬ個をＬＤ２として機能させることとしても良い。
【００９１】
第２のエリア６２は、チップ４０のうち、検出領域ＡＲ１と検出領域ＡＲ２との間における光の走査が行われない領域に対応する部分に配置されている。かかる部分に第２のエリア６２が設けられることで、チップ４０のスペースを有効に利用してＬＤ２を配置することができる。
【００９２】
光走査装置１０は、チップ４０のサイズを低減できることで、構成の小型化が可能となる。第４の実施の形態においても、光走査装置１０および距離計測装置１００は、光走査の高精度な制御を可能とし、かつ構成の小型化と製造コストの低減が可能となるという効果を奏する。
【００９３】
（第５の実施の形態）
図１８および図１９は、第５の実施の形態にかかる光走査装置に含まれる光源部６５の平面模式図である。第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００９４】
図１８に示す第１例の光源部６５では、第２のエリア４２におけるＭ個の素子構造のうち、第２のエリア４２の中心からプラスα側の領域範囲に配置されているＬ個を、ＬＤ２として機能させる。図１９に示す第２例の光源部６５では、第２のエリア４２におけるＭ個の素子構造のうち、第２のエリア４２の中心付近のＬ個を、ＬＤ２として機能させる。第１例および第２例のいずれの光源部６５も、第２のエリア４２におけるＭ個の素子構造のうちβ軸方向の長さに対してα軸方向の長さが短い縦長の領域範囲内に配置されているＬ個がＬＤ２として選択されており、素子構造の個数Ｍは１８、ＬＤ２の個数Ｌは６とする。
【００９５】
光源部６５は、走査方向に垂直なβ軸方向に対し、走査方向に平行なα軸方向へ短い領域範囲に配置されたＬＤ２からの光を利用することで、β軸方向の幅に対しα軸方向の幅が短い断面形状をなすビーム光を射出する。走査方向の幅がその垂直方向の幅に対し短くされたビーム光を第２の出力光として光源部６５から出力することで、走査方向の幅がその垂直方向における幅と略同じとされたビーム光が用いられる場合と比較して、ＰＤ１３上を走査する第２の検出光のＰＤ１３における入射時間が短くなる。
【００９６】
受光回路１７は、ＰＤ１３からの信号に応じて、時間幅の短い同期検知信号を生成することが可能となる。これにより、光走査装置１０は、偏向器３０の動作に対してタイミングのずれが低減された同期検知信号を得ることができる。第５の実施の形態によると、光走査装置１０および距離計測装置１００は、光走査の高精度な制御が可能となるという効果を奏する。
【００９７】
（第６の実施の形態）
図２０は、第６の実施の形態にかかる光走査装置１０に含まれる回路構成を示す図である。第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００９８】
第６の実施の形態にかかる光走査装置１０は、第１の実施の形態の光源駆動回路１６に代えて、光源駆動回路７０を備える。光源駆動回路７０は、第１の光源駆動部としてのパルス発光駆動回路７１、および第２の光源駆動部としての同期発光駆動回路７２を備える。パルス発光駆動回路７１は、第１の出力光であるパルス発光のための駆動回路である。同期発光駆動回路７２は、同期検知信号の生成に利用される第２の出力光を得るための駆動回路である。互いに並列接続されたパルス発光駆動回路７１および同期発光駆動回路７２が、光源部１２に接続されている。
【００９９】
図２０に示す光源部１２のＬＤ１−１，ＬＤ１−２，ＬＤ１−３，ＬＤ１−４は、図１２に示す第１のエリア４１−１〜４１−Ｎに設けられたＮ個の第１の発光素子群（ＬＤ１−１〜ＬＤ１−Ｎ）のうちの４つであるものとする。また、図２０に示す光源部１２のＬＤ２は、図１２に示す第２のエリア４２に設けられた第２の発光素子群であるものとする。
【０１００】
パルス発光駆動回路７１は、スイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４、抵抗Ｒ１−１〜Ｒ１−４およびコンデンサＣ１−１〜Ｃ１−４と、電源電圧Ｖ１（第１の電源電圧）が印加される４つの第１の電源端子を備える。ＬＤ１−１〜ＬＤ１−４は、スイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４の切り換えにより、互いに独立して発光タイミングの制御が可能とされている。
【０１０１】
パルス発光駆動回路７１には、ＬＤ１−１〜ＬＤ１−４ごとに対し、共通の回路構成が備えられている。各回路構成は、互いに並列に接続されている。ＬＤ１−１に対する回路構成は、スイッチＳＷ１−１、抵抗Ｒ１−１およびコンデンサＣ１−１と、電源電圧Ｖ１が印加される第１の電源端子を備える。パルス発光駆動回路７１は、電源電圧Ｖ１の印加によりＬＤ１−１を駆動し、ＬＤ１−１から第１の出力光を出力させる。
【０１０２】
抵抗Ｒ１−１、スイッチＳＷ１−１およびＬＤ１−１は、第１の電源端子およびグランド電極の間にて直列に接続されている。コンデンサＣ１−１は、スイッチＳＷ１−１およびＬＤ１−１と並列に接続されている。
【０１０３】
スイッチＳＷ１−１は、パルス発光のための第１の駆動信号Ｖｐに応じて、接続と切断とを切り換える。スイッチＳＷ１が切断状態であるとき、コンデンサＣ１−１に電荷が蓄積される。抵抗Ｒ１−１は、コンデンサＣ１−１への充電における充電抵抗として機能する。ＬＤ１−２，Ｌ１−３，Ｌ１−４に対する各回路構成は、ＬＤ１−１に対する回路構成と同様に構成されている。
【０１０４】
同期発光駆動回路７２は、スイッチＳＷ２（第２のスイッチ）、抵抗Ｒ２，ＲｓおよびコンデンサＣ２（第２のコンデンサ）と、電源電圧Ｖ１とは異なる電源電圧Ｖ２（第２の電源電圧）が印加される第２の電源端子を備える。電源電圧Ｖ２は、電源電圧Ｖ１より小さい。同期発光駆動回路７２は、電源電圧Ｖ２の印加によりＬＤ２を駆動し、ＬＤ２から第２の出力光を出力させる。パルス発光駆動回路７１がＬＤ１−１〜ＬＤ１−４を駆動する期間以外において、同期発光駆動回路７２がＬＤ２を駆動する。
【０１０５】
抵抗Ｒ２、スイッチＳＷ２、抵抗ＲｓおよびＬＤ２は、第２の電源端子およびグランド電極の間にて直列に接続されている。コンデンサＣ２は、スイッチＳＷ２、抵抗ＲｓおよびＬＤ２と並列に接続されている。スイッチＳＷ２は、同期検知信号の生成に利用される光を得るための第２の駆動信号Ｖｓに応じて、接続と切断とを切り換える。スイッチＳＷ２が切断状態であるとき、コンデンサＣ２に電荷が蓄積される。抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ２への充電における充電抵抗として機能する。
【０１０６】
スイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４の少なくともいずれかが接続状態となる期間と、スイッチＳＷ２が接続状態となる期間とは互いに重複しないものとする。なお、スイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４，ＳＷ２は、接続と切断を切り換え可能ないずれの素子であっても良く、例えばＮＭＯＳトランジスタであっても良い。
【０１０７】
第１の駆動信号Ｖｐに応じてスイッチＳＷ１−１が切断から接続へ切り換えられると、パルス発光駆動回路７１は、コンデンサＣ１−１に蓄積された電荷をＬＤ１−１へ供給する。ＬＤ１−１には、電源電圧Ｖ１およびコンデンサＣ１−１の容量により決まる略一定の電流値Ｉｐ１の電流が、パルス幅Ｔｐの時間にて供給される。ＬＤ１−１〜ＬＤ１−４は、それぞれ電流値Ｉｐ１〜Ｉｐ４の電流に応じて、パルス光を射出する。
【０１０８】
第２の駆動信号Ｖｓに応じてスイッチＳＷ２が切断から接続へ切り換えられると、同期発光駆動回路７２は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷をＬＤ２へ供給する。抵抗Ｒｓは、ＬＤ２の電流制限抵抗として機能する。ＬＤ２には、電源電圧Ｖ２、コンデンサＣ２の容量および抵抗Ｒｓにより決まる略一定の電流値Ｉｓの電流が、時間Ｔｓにて供給される。ＬＤ２は、電流値Ｉｓの電流に応じて、同期検知信号の生成に利用される第２の出力光を射出する。
【０１０９】
同期検知信号の生成に利用される光の出力に要する電流値Ｉｓは、パルス光の出力に要する電流値Ｉｐ１〜Ｉｐ４の１００分の１以下程度となる。パルス発光駆動回路７１の電源電圧Ｖ１より小さい電源電圧Ｖ２が同期発光駆動回路７２に対して設定されることで、同期発光駆動回路７２を構成する部品であるスイッチＳＷ２および抵抗Ｒ２，Ｒｓに要求される耐電圧および定格電圧が低減される。
【０１１０】
光走査装置１０は、耐電圧および定格電圧の低い部品を使用可能であるため、部品選択の自由度を高めることができ、かつ低コスト化が可能となる。一般に、耐電圧の低い部品は耐電圧の高い部品よりサイズが小さいことから、耐電圧の低い部品が使用されることで、部品が実装される基板、およびその基板が搭載されるモジュールを小型化できる。
【０１１１】
第６の実施の形態によると、光走査装置１０および距離計測装置１００は、光走査の高精度な制御を可能とし、かつ構成の小型化と製造コストの低減が可能となるという効果を奏する。
【０１１２】
（第７の実施の形態）
図２１は、第７の実施の形態にかかる光走査装置１０に含まれる回路構成を示す図である。第６の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【０１１３】
第７の実施の形態にかかる光走査装置１０の光源駆動回路８０は、第１の光源駆動部としてのパルス発光駆動回路８１、第２の光源駆動部としての同期発光駆動回路８２、およびスイッチＳＷ３（第３のスイッチ）を備える。スイッチＳＷ３は、光源部１２と、電源端子としてのグランド電極との間に接続されている。
【０１１４】
ダイオードＤ１−１〜Ｄ１−４は、それぞれパルス発光駆動回路８１のうちＬＤ１−１〜ＬＤ１−４に対する各回路構成に設けられている。ダイオードＤ１−１は、スイッチＳＷ１−１およびＬＤ１−１の間に接続されている。ＬＤ１−２〜ＬＤ１−４に対する各回路構成におけるダイオードＤ１−２〜Ｄ１−４も、ＬＤ１−１に対する回路構成におけるダイオードＤ１−１と同様に設けられている。
【０１１５】
第１の駆動信号Ｖｐに応じてスイッチＳＷ１−１が接続状態となり、かつスイッチＳＷ１−２〜ＳＷ１−４，ＳＷ２，ＳＷ３が切断状態であるとき、コンデンサＣ１−１に電荷が蓄積される。その後、スイッチＳＷ１−１が接続から切断へ切り換わり、かつＳＷ３が切断から接続へ切り換わることで、コンデンサＣ１−１に蓄積された電荷がＬＤ１−１へ供給される。このとき、パルス発光駆動回路８１は、ダイオードＤ１−１〜Ｄ１−４の整流作用により、ＬＤ１−１へ電流を供給させる一方、ＬＤ１−２〜ＬＤ１−４への電流供給を遮断する。パルス発光駆動回路８１は、ＬＤ１−２〜ＬＤ１−４もＬＤ１−１と同様に駆動する。
【０１１６】
第２の駆動信号Ｖｓに応じてスイッチＳＷ２が接続状態となり、かつスイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４，ＳＷ３が切断状態であるとき、コンデンサＣ２に電荷が蓄積される。その後、スイッチＳＷ２が接続から切断へ切り換わり、かつＳＷ３が切断から接続へ切り換わることで、コンデンサＣ２に蓄積された電荷がＬＤ２へ供給される。
【０１１７】
スイッチＳＷ３は、第１の駆動信号Ｖｐに応じたＬＤ１−１〜ＬＤ１−４への電荷供給と、第２の駆動信号Ｖｓに応じたＬＤ２への電荷供給とを担い、パルス発光駆動回路８１と同期発光駆動回路８２とで共用される。スイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４，ＳＷ２は、それぞれコンデンサＣ１−１〜Ｃ１−４，Ｃ２での充電のために使用される。
【０１１８】
スイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４，ＳＷ２は、それぞれＬＤ１−１〜ＬＤ１−４，ＬＤ２への電荷供給のための切り換えを行う場合と比較して通電電流を小さくできることで、スイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４，ＳＷ２に要求される定格電流が低減される。光源駆動回路８０には、ＬＤ１−１〜ＬＤ１−４への電荷供給のために十分な定格電流を備えるスイッチＳＷ３と、定格電流が低いスイッチＳＷ１−１〜ＳＷ１−４，ＳＷ２とを使用できる。
【０１１９】
光走査装置１０は、パルス発光駆動回路８１および同期発光駆動回路８２のそれぞれに定格電流が高いスイッチが設けられる場合に比べて、構成を小型にでき、かつ製造コストを低減できる。第６の実施の形態によると、光走査装置１０および距離計測装置１００は、光走査の高精度な制御を可能とし、かつ構成の小型化と製造コストの低減が可能となるという効果を奏する。
【０１２０】
各実施の形態の光走査装置１０および距離計測装置１００は、車両１０１以外の移動体、例えば航空機あるいは列車に搭載されても良い。光走査装置１０は、距離計測に使用されるものに限られず、距離計測以外の用途において対象物を検出するものであっても良い。光走査装置１０は、対象物の有無を監視する装置、あるいは対象物の形状を測定する装置などに適用されても良い。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  光走査装置
１１  時間計測回路
１２，５０，５５，６０，６５  光源部
１３，１４  ＰＤ
１５  光偏向部
３０  偏向器
４１−１〜４１−Ｎ，５６−１〜５６−Ｎ  第１のエリア
４２，５２，５７，６２  第２のエリア
７１，８１  パルス発光駆動回路
７２，８２  同期発光駆動回路
１００  距離計測装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特許第４８３１１５１号公報
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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