(57)【要約】【課題】対象物の検出精度と光学系の故障の診断精度の双方を向上させる。【解決手段】対象物検出装置１００は、発光モジュール２と、発光モジュール２からの投射光を所定範囲に走査する回転走査部と、投射光や対象物での反射光を受光する受光モジュール７と、レーザ光の所定範囲への走査期間（対象物検出期間）に、受光モジュール７から出力される受光信号に基づき対象物を検出する物体検出部１ａと、投射光が所定範囲外の特定方向へ進行する特定期間（故障診断期間）に、投射光を受光モジュール７に導くライトガイドと、特定期間に受光モジュール７から出力される受光信号に基づき故障の有無を診断する故障診断部１ｂと、受光信号の増倍率を設定し、その増倍率に応じたレベルの受光信号を受光モジュール７から出力させる信号増倍部９と、特定期間における受光信号の増倍率を、走査期間における受光信号の増倍率より大きくする増倍制御部１ｃとを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を有する発光部と、
鏡を有し、前記鏡を回転させることにより、前記発光部からの投射光を前記鏡で反射して所定範囲に走査する回転走査部と、
前記投射光または該投射光の前記所定範囲にある対象物による反射光を受光する受光素子を有する受光部と、
前記投射光が前記回転走査部により前記所定範囲へ走査される走査期間に、前記受光素子の受光状態に応じて前記受光部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物体検出部と、
前記投射光が前記所定範囲外の特定方向へ進行する特定期間に、該投射光を前記受光部に導く導光部と、
前記特定期間に前記受光部から出力される前記受光信号に基づいて、故障の有無を診断する故障診断部と、を備えた対象物検出装置において、
前記受光信号の増倍率を設定し、該増倍率に応じたレベルの受光信号を前記受光部から出力させる信号増倍部と、
前記受光信号の増倍率を制御する増倍制御部と、をさらに備え、
前記増倍制御部は、前記特定期間における前記受光信号の増倍率を、前記走査期間における前記受光信号の増倍率より大きくする、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の対象物検出装置において、
前記回転走査部と前記所定範囲との間に設けられ、前記投射光と該投射光の前記対象物による反射光とを透過させる透過窓をさらに備え、
前記導光部の光透過率は、前記透過窓の光透過率より低い、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の対象物検出装置において、
前記受光素子は、ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）から成り、
前記信号増倍部は、逆電圧を生成して前記ＡＰＤに印加する逆電圧生成部を有し、
前記増倍制御部は、前記逆電圧生成部により前記ＡＰＤに印加する逆電圧を変えることにより、前記受光信号の増倍率を変える、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の対象物検出装置において、
前記走査期間は前記特定期間より長く、
前記回転走査部は、
前記走査期間に、前記反射光を前記鏡で反射して前記受光部へ導き、
前記特定期間に、当該対象物検出装置の外部からの外乱光を前記鏡により前記受光部へ導かない、ことを特徴とする対象物検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の対象物検出装置において、
前記導光部は、当該対象物検出装置の外部からの外乱光を前記受光部へ導かない、ことを特徴とする対象物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光部から光を投光し、その反射光を受光部で受光することにより対象物を検出する対象物検出装置に関し、特に光学系の故障の自己診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、衝突防止機能を有する車両などには、レーザレーダなどのような対象物検出装置が搭載されている。対象物検出装置は、発光部から光を投光し、その反射光を受光部で受光した結果に基づいて、対象物の有無や対象物までの距離を検出する。
【０００３】
発光部としては、レーザダイオードなどの発光素子が用いられ、受光部としては、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどの受光素子が用いられている。
【０００４】
また、広範囲に光を投受光したり、装置を小型化したりするために、光を走査する機能を有する対象物検出装置もある（たとえば、特許文献１〜７）。特許文献１、２、４、６、および７では、回転可能な鏡を有する回転走査部により、所定範囲に対して光を走査する。その鏡として、特許文献１ではポリゴンミラーが用いられている。特許文献２では凹面鏡が用いられている。また、特許文献４および７では板状の鏡が用いられている。特許文献６では四角柱状の多面鏡が用いられている。
【０００５】
対象物検出用の投受光経路では、まず、発光部の発光素子から投射された光が、投光レンズや鏡などの投光系の光学部品を経た後、回転走査部の鏡で反射して、対象物を検出する所定範囲に投射される。この際、回転走査部の鏡が回転することにより、発光素子からの光が鏡で偏向されて、所定範囲に走査される。
【０００６】
そして、所定範囲に投射された光が対象物で反射されると、たとえば特許文献１および４では、その反射光が受光部の受光素子で受光される。また、たとえば特許文献２、６および７では、その反射光が、回転走査部の鏡で反射して、他の鏡や受光レンズなどの受光系の光学部品を経た後、受光部の受光素子で受光される。この際も、回転走査部の鏡が回転することにより、反射光が鏡で偏向されて、受光部へ導かれる。
【０００７】
光学系が故障していると、対象物の有無や対象物までの距離を正確に検出することができない。そこで、対象物検出装置において、光学系の故障を自己診断する機能が提案されている。
【０００８】
たとえば、特許文献１、４、および５では、対象物検出装置の内部に故障診断用の投受光路または導光部を設けて、これらにより発光部からの光を受光部に導いている。
【０００９】
詳しくは、特許文献１では、装置内が仕切り壁により発光側空間と受光側空間とに区切られていて、仕切り壁の一部に穴が形成されている。そして、発光部からの光をポリゴンミラーの反射面により特定方向へ反射することで、該光を仕切り壁の穴を通して、装置の前部に設置された窓板で反射させ、受光部に導いている。
【００１０】
特許文献４では、発光部からの光をスキャンミラーにより特定方向へ反射して、自己診断用の受光部に導いている。特許文献５では、発光部からの光のうち、走査角度範囲外の特定方向へ進む光を、装置の前部に設置された透光性窓板の内面で反射して、対象物検出用の受光部または自己診断用の受光部に導いている。
【００１１】
そして、特許文献１、４、および５では、発光部からの光が走査範囲外の特定方向へ進むときに、受光部から出力される電気信号に基づいて、発光部や受光部の故障の有無を検出している。
【００１２】
一方、特許文献２および３では、対象物までの距離の検出精度を向上させるために、対象物検出装置の内部に設けた導光部により、発光部からの光を受光部に導いている。
【００１３】
詳しくは、特許文献２では、発光部から回転走査部の鏡を経由して対象物側に進む光の光軸上に、光ファイバの光導入部を配置し、該光を光導入部から取り込んで、光ファイバにより受光部へ導いている。また、特許文献３では、発光部からの光を走査範囲の端部に配置された基準反射板により反射させて、受光部へ導いている。
【００１４】
そして、特許文献２および３では、補正時などに、受光部から出力される電気信号に基づいて補正値を算出し、検出した対象物までの距離を補正値により補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００２−３１６８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０４０１５号公報
【特許文献３】特開２０１２−９３２５６号公報
【特許文献４】特開平９−３１８７３６号公報
【特許文献５】特開平１０−３１０６４号公報
【特許文献６】特開２０１４−１４５７４４号公報
【特許文献７】国際公開ＷＯ２０１６／０１２５７９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
光学系の故障の有無を診断するには、対象物検出装置の内部に、導光部を備えた故障診断用の投受光路を設ける必要がある。しかし、対象物の検出時に、対象物に向けて投射した光が故障診断用の投受光路の導光部に入射すると、この光は迷光となって受光部に導かれるので、対象物の有無や対象物までの距離の検出精度が低下するおそれがある。この迷光を抑えるためには、導光部の光透過率を小さくするなどして、故障診断用の投受光路における光の通過量を少なくすることが有効であるが、そうすると、故障診断時に、受光部から出力される受光信号のレベルが低くなって、故障の有無の診断精度が低下してしまう。
【００１７】
本発明は、対象物の検出精度と光学系の故障の診断精度の双方を向上させることができる対象物検出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】
【００１８】
本発明による対象物検出装置は、発光素子を有する発光部と、鏡を有し、該鏡を回転させることにより、発光部からの投射光を鏡で反射して所定範囲に走査する回転走査部と、投射光または該投射光の所定範囲にある対象物による反射光を受光する受光素子を有する受光部と、投射光が回転走査部により所定範囲へ走査される走査期間に、受光素子の受光状態に応じて受光部から出力される受光信号に基づいて、対象物を検出する物体検出部と、投射光が所定範囲外の特定方向へ進行する特定期間に、該投射光を受光部に導く導光部と、特定期間に受光部から出力される受光信号に基づいて、故障の有無を診断する故障診断部と、受光信号の増倍率を設定し、該増倍率に応じたレベルの受光信号を受光部から出力させる信号増倍部と、受光信号の増倍率を制御する増倍制御部とを備えている。増倍制御部は、特定期間における受光信号の増倍率を、走査期間における受光信号の増倍率より大きくする。
【００１９】
上記によると、発光部からの投射光が回転走査部の鏡により所定範囲へ走査される走査期間（対象物検出期間）では、投射光が導光部により受光部に導かれず、投射光が所定範囲外の特定方向へ進行する特定期間（故障診断期間）に、投射光が導光部により受光部に導かれて、受光部から出力される受光信号に基づいて、故障診断部により光学系の故障の有無が診断される。このため、対象物検出用の投受光路における光の通過量より、故障診断用の投受光路における光の通過量を少なくして、導光部における対象物検出時の迷光を少なく抑え、物体検出部による対象物の有無や対象物までの距離の検出の精度を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、特定期間（故障診断期間）の受光信号の増倍率を、走査期間（対象物検出期間）の受光信号の増倍率より大きくするので、特定期間に受光信号のレベルを高くして、故障診断部による光学系の故障の有無の診断精度を向上させることができる。さらに、走査期間においては、受光信号の増倍率を特定期間と同程度まで大きくしないので、走査期間に受光部からの受光信号に含まれるノイズのレベルが高くなるのを阻止することができる。このため、ノイズと反射光信号とを正確に区別して、対象物の有無や対象物までの距離の検出精度が低下するのを抑制することが可能となる。
【００２１】
本発明において、回転走査部と所定範囲（走査範囲）との間に、投射光と該投射光の対象物による反射光とを透過させる透過窓を設け、導光部の光透過率を、透過窓の光透過率より低くしてもよい。
【００２２】
また、本発明において、受光素子は、ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）から成り、信号増倍部は、逆電圧を生成してＡＰＤに印加する逆電圧生成部を有し、増倍制御部は、逆電圧生成部によりＡＰＤに印加する逆電圧を変えることにより、受光信号の増倍率を変えてもよい。
【００２３】
また、本発明において、走査期間は特定期間より長く、回転走査部は、走査期間に反射光を鏡で反射して受光部へ導き、特定期間に当該対象物検出装置の外部からの外乱光を鏡により受光部へ導かないようにしてもよい。
【００２４】
さらに、本発明において、導光部は、当該対象物検出装置の外部からの外乱光を受光部へ導かないようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、対象物の検出精度と光学系の故障の診断精度の双方を向上させることができる対象物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】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の実施形態による対象物検出装置の光学系を上方から見た状態を示した図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による対象物検出装置の光学系を上方から見た状態を示した図である
【図２Ａ】図１Ａの対象物検出装置の光学系を後方から見た状態を示した図である。
【図２Ｂ】図１Ｂの対象物検出装置の光学系を後方から見た状態を示した図である。
【図３】図１の対象物検出装置の電気的構成を示した図である。
【図４】ＡＰＤの逆電圧と増倍率の関係を示した図である。
【図５】ＡＰＤの増倍率と出力の関係を示した図である。
【図６】図１の対象物検出装置の動作タイミングを示した図である。
【図７】図３の受光モジュールの対象物検出時の出力信号を示した図である。
【図８】図３の受光モジュールの故障診断時の出力信号を示した図である。
【図９】従来の受光モジュールの故障診断時の出力信号を示した図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による対象物検出装置の電気的構成を示した図である。
【図１１】本発明の他の実施形態による対象物検出装置の電気的構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
図１Ａおよび図１Ｂは、実施形態による対象物検出装置１００の光学系を上方から見た状態を示した図である。図２Ａおよび図２Ｂは、対象物検出装置１００の光学系を後方（図１Ａおよび図１Ｂで下側、すなわち対象物５０と反対側）から見た状態を示した図である。
【００２９】
対象物検出装置１００は、たとえば、自動四輪車に搭載されたレーザレーダから成る。対象物検出装置１００の光学系は、ＬＤ（Laser Diode）２ａ、投光レンズ１４、回転走査部４、透過窓２０、ライトガイド１５、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）７ａから成る。
【００３０】
そのうち、ＬＤ２ａ、投光レンズ１４、回転走査部４、および透過窓２０は、投光光学系である。また、透過窓２０、回転走査部４、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＡＰＤ７ａは、受光光学系である。ライトガイド１５は、光学系のＬＤ２ａ、回転走査部４、またはＡＰＤ７ａの故障診断用の導光部品である。
【００３１】
これらの光学系は、対象物検出装置１００のケース１９内に収容されている。ケース１９の前面（対象物５０側）は開口している。このケース１９の前面に、透過窓２０が設けられている。透過窓２０は、矩形状の窓枠と、該窓枠内に嵌め込まれた透光性を有する板材から成る（詳細図示省略）。
【００３２】
透過窓２０が車両の前方、後方、または左右側方を向くように、対象物検出装置１００は車両の前部、後部、または左右側部に設置される。対象物５０は、対象物検出装置１００の外部にある先行車、人、またはその他の物体である。
【００３３】
ＬＤ２ａは、高出力のレーザ光（光パルス）を投射する発光素子である。図１Ａ〜図２Ｂでは、便宜上、ＬＤ２ａを１つだけ示しているが、ＬＤ２ａは、実際には図２Ａおよび図２Ｂで上下方向に複数配列されている。ＬＤ２ａは、発光面が回転走査部４側を向くように配置されている。
【００３４】
ＡＰＤ７ａは、ＬＤ２ａから投射されたレーザ光（投射光）や、該レーザ光の対象物５０による反射光などを受光する受光素子である。図１Ａ〜図２Ｂでは、便宜上、ＡＰＤ７ａを１つだけ示しているが、ＡＰＤ７ａは、実際には図２Ａおよび図２Ｂで上下方向または左右方向にアレイ状に複数配列されている。ＡＰＤ７ａは、受光面が反射鏡１７側を向くように配置されている。
【００３５】
回転走査部４は、回転鏡または光偏向器とも呼ばれている。回転走査部４には、鏡４ａとモータ４ｃなどが備わっている。鏡４ａは、板状に形成されている。鏡４ａの表面および裏面は、反射面となっている。
【００３６】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、鏡４ａの下方には、モータ４ｃが設けられている。モータ４ｃの回転軸４ｊは上下方向と平行になっている。モータ４ｃの回転軸４ｊの上端には、鏡４ａの中央にある連結軸（図示せず）が固定されている。モータ４ｃの回転軸４ｊに連動して、鏡４ａは回転する。
【００３７】
ケース１９内において、受光レンズ１６、反射鏡１７、およびＡＰＤ７ａは、回転走査部４の鏡４ａの上部周辺に配置されている。ＬＤ２ａと投光レンズ１４は、鏡４ａの下部周辺に配置されている。ＬＤ２ａと投光レンズ１４の上方でかつ、受光レンズ１６の下方には、遮光板１８が設けられている。遮光板１８は、ケース１９内に固定され、投光路と受光路とを区切っている。透過窓２０は、回転走査部４とレーザ光の走査範囲との間に設けられ、対象物検出装置１００の内部と外部とを区切っている。
【００３８】
ライトガイド１５は、導光性を有する材料で形成されている。ライトガイド１５は、対象物検出装置１００のケース１９内において、回転走査部４の鏡４ａに対して、ＬＤ２ａ、ＡＰＤ７ａ、レンズ１４、１６、および反射鏡１７と反対側に配置されている。また、ライトガイド１５は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、鏡４ａや透過窓２０に対して対象物５０と反対側に配置されている。
【００３９】
ライトガイド１５には、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、光を導入する導入面１５ａと、光を導出する導出面１５ｂとが設けられている。導入面１５ａと導出面１５ｂとが回転走査部４の鏡４ａ側を向くように、ライトガイド１５はケース１９内に固定されている。導入面１５ａと導出面１５ｂとは上下方向に並んでいる。導出面１５ｂは、導入面１５ａより上方に配置されている。
【００４０】
ライトガイド１５は、ＬＤ２ａから投射されたレーザ光を、回転走査部４などを介して導入面１５ａより導入し、該レーザ光を内部に透過させた後、導出面１５ｂから導出して、回転走査部４などを介してＡＰＤ７ａへ導く。ライトガイド１５の光透過率は、透過窓２０の光透過率より低くなっている。ライトガイド１５は、本発明の「導光部」の一例である。
【００４１】
対象物５０を検出する際の投受光路は、図１Ａおよび図２Ａに１点鎖線と２点鎖線の矢印で示すとおりである。具体的には、図１Ａおよび図２Ａに１点鎖線の矢印で示すように、ＬＤ２ａから投射されたレーザ光は、投光レンズ１４により拡がりを調整された後、回転走査部４の鏡４ａの表面または裏面の下半分の領域に当たる。この際、モータ４ｃが回転して、鏡４ａの角度（向き）が変化し、鏡４ａの表面または裏面が対象物５０側を向いた所定角度となる（たとえば図１Ａに実線で示す鏡４ａの状態）。これにより、ＬＤ２ａからのレーザ光が投光レンズ１４を透過した後、鏡４ａの表面または裏面の下半分の領域で反射し、透過窓２０を透過して、ケース１９外の所定範囲に走査される。つまり、回転走査部４は、ＬＤ２ａからのレーザ光を所定範囲に偏向する。
【００４２】
図１Ａに示す走査角度範囲Ｚは、ＬＤ２ａからのレーザ光が回転走査部４の鏡４ａの表面または裏面により反射されて、対象物検出装置１００から投射される所定範囲（上面視）である。すなわち、この走査角度範囲Ｚが、対象物検出装置１００による対象物５０の検出範囲である。
【００４３】
上記のように、対象物検出装置１００から所定範囲に投射されたレーザ光は、所定範囲に有る対象物５０で反射される。その反射光は、図１Ａおよび図２Ａに２点鎖線の矢印で示すように、透過窓２０を透過して、鏡４ａの表面または裏面の上半分の領域に当たる。この際、モータ４ｃが回転して、鏡４ａの角度（向き）が変化し、鏡４ａの表面または裏面が対象物５０側を向いた所定角度となる（たとえば図１Ａに実線で示す鏡４ａの状態）。これにより、対象物５０からの反射光が、鏡４ａの表面または裏面の上半分の領域で反射して、受光レンズ１６に入射する。つまり、回転走査部４は、対象物５０からの反射光を受光レンズ１６側へ偏向する。そして、反射光は、受光レンズ１６で集光された後、反射鏡１７で反射して、ＡＰＤ７ａで受光される。つまり、回転走査部４は、対象物５０からの反射光を、受光レンズ１６と反射鏡１７を介してＡＰＤ７ａへ導く。
【００４４】
光学系の故障を診断する際の投受光路は、図１Ｂおよび図２Ｂに１点鎖線、２点鎖線、および破線の矢印で示すとおりである。具体的には、図１Ｂおよび図２Ｂに１点鎖線の矢印で示すように、ＬＤ２ａから投射されたレーザ光は、投光レンズ１４により拡がりを調整された後、回転走査部４の鏡４ａの表面または裏面の下半分の領域に当たる。この際、モータ４ｃが回転して、鏡４ａの角度（向き）が変化し、鏡４ａの表面または裏面が対象物５０と反対側を向いた所定角度となる（たとえば図１Ｂに実線で示す鏡４ａの状態）。これにより、ＬＤ２ａからのレーザ光が投光レンズ１４を透過した後、鏡４ａの表面または裏面の下半分の領域で反射して、透過窓２０と反対側のケース１９内の特定方向へ進行する。つまり、回転走査部４は、ＬＤ２ａからのレーザ光を、対象物５０と反対側の特定方向へ偏向する。
【００４５】
上記のように、ケース１９内の特定方向へ進行するレーザ光は、該特定方向にある導入面１５ａからライトガイド１５に入射する。そして、レーザ光は、図２Ｂに破線の矢印で示すように、ライトガイド１５の内部を透過して、図１Ｂ及び図２Ｂに２点鎖線の矢印で示すように、導出面１５ｂから出射し、鏡４ａの表面または裏面の上半分の領域に当たる。この際、モータ４ｃが回転して、鏡４ａの角度（向き）が変化し、鏡４ａの表面または裏面が対象物５０と反対側を向いた所定角度となる（たとえば図１Ｂに実線で示す鏡４ａの状態）。これにより、ライトガイド１５から出射した光が、鏡４ａの表面または裏面の上半分の領域で反射して、受光レンズ１６に入射する。つまり、回転走査部４は、ライトガイド１５からの出射光を受光レンズ１６側へ偏向する。そして、この出射光は、受光レンズ１６で集光された後、反射鏡１７で反射して、ＡＰＤ７ａで受光される。つまり、回転走査部４は、ライトガイド１５からの出射光を、受光レンズ１６と反射鏡１７を介してＡＰＤ７ａへ導く。
【００４６】
ＬＤ２ａからのレーザ光が回転走査部４によって、所定範囲へ走査される鏡４ａの角度範囲（後述する図６のθ１、θ５）より、ライトガイド１５へ入射される鏡４ａの角度範囲（後述する図６のθ３）は小さくなっている（後述の図６参照）。また、透過窓２０の光透過率より、ライトガイド１５の光透過率は低くなっている。このため、図１Ｂおよび図２Ｂに示す故障診断用の投受光路における光の通過量は、図１Ａおよび図２Ａに示す対象物検出用の投受光路における光の通過量より、少なくなっている。
【００４７】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、回転走査部４の鏡４ａは板状になっている。また、ライトガイド１５が鏡４ａに対して透過窓２０と反対側の、ケース１９の内奥に配置されている。このため、図１Ｂなどに示すように、ＬＤ２ａからのレーザ光がケース１９内の特定方向にあるライトガイド１５に入射するときは、対象物検出装置１００の外部から透過窓２０に入射する外乱光（太陽光など）が鏡４ａによってライトガイド１５やＡＰＤ７ａに導かれないようになっている。また、外乱光は常に、ライトガイド１５によってＡＰＤ７ａに導かれないようになっている。
【００４８】
図３は、対象物検出装置１００の電気的構成図である。対象物検出装置１００には、制御部１、発光モジュール２、ＬＤ駆動回路３、モータ４ｃ、モータ駆動回路５、エンコーダ６、受光モジュール７、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）８、信号増倍部９、記憶部１１、およびインタフェイス１２が備わっている。
【００４９】
制御部１は、マイクロコンピュータなどから成り、対象物検出装置１００の各部の動作を制御する。制御部１には、物体検出部１ａ、故障診断部１ｂ、および増倍制御部１ｃが設けられている。
【００５０】
記憶部１１は、揮発性や不揮発性のメモリから成る。記憶部１１には、制御部１が対象物検出装置１００の各部を制御するための情報や、対象物５０を検出するための情報や、故障を診断するための情報などが記憶されている。
【００５１】
インタフェイス１２は、車両に搭載されたＥＣＵ（電子制御装置）と通信するための通信回路から成る。制御部１は、インタフェイス１２によりＥＣＵに対して、各種情報を送受信する。
【００５２】
発光モジュール２には、前述した複数のＬＤ２ａと、各ＬＤ２ａを発光させるためのキャパシタ２ｃなどが設けられている。図３では、便宜上、ＬＤ２ａとキャパシタ２ｃのブロックを、それぞれ１つ示している。発光モジュール２は、本発明の「発光部」の一例である。
【００５３】
制御部１は、ＬＤ駆動回路３により発光モジュール２のＬＤ２ａの動作を制御する。具体的には、制御部１は、ＬＤ駆動回路３によりＬＤ２ａを発光させて、レーザ光を投射する。また、制御部１は、ＬＤ駆動回路３によりＬＤ２ａの発光を停止させて、キャパシタ２ｃを充電する。
【００５４】
モータ４ｃは、回転走査部４の鏡４ａを回転させる駆動源である。制御部１は、モータ駆動回路５によりモータ４ｃの駆動を制御して、鏡４ａを回転させる。そして、制御部１は、前述したように、鏡４ａを回転させることにより、ＬＤ２ａから投射したレーザ光を所定範囲に走査し、所定範囲にある対象物５０で反射された反射光をＡＰＤ７ａに導く。また、制御部１は、前述したように、鏡４ａを回転させることにより、ＬＤ２ａから投射したレーザ光をライトガイド１５に導き、ライトガイド１５からの出射光をＡＰＤ７ａに導く。これらの際、制御部１は、エンコーダ６の出力に基づいて、モータ４ｃや鏡４ａの回転状態（回転角や回転数など）を検出する。
【００５５】
受光モジュール７には、ＡＰＤ７ａ、ＴＩＡ（Trans Impedance Amplifier）７ｂ、ＭＵＸ（Multiplexer）７ｃ、および定電流回路７ｄが含まれている。受光モジュール７は、本発明の「受光部」の一例である。
【００５６】
ＡＰＤ７ａ、ＴＩＡ７ｂ、および定電流回路７ｄは、対を成すように、それぞれ複数設けられている。図３では、代表的に、１組のＡＰＤ７ａ、ＴＩＡ７ｂ、および定電流回路７ｄを示しているが、２組目以上のＡＰＤ７ａ、ＴＩＡ７ｂ、および定電流回路７ｄも同様に設けられている。各組のＡＰＤ７ａとＴＩＡ７ｂにより、それぞれ受光チャンネルが構成されている。つまり、受光モジュール７には、複数の受光チャンネルが設けられている。
【００５７】
ＡＰＤ７ａのカソードは、定電流回路７ｄを介して電源＋Ｖに接続されている。ＡＰＤ７ａのカソードと定電流回路７ｄとの間に、ＴＩＡ７ｂの入力端が接続されている。ＴＩＡ７ｂの出力端は、ＭＵＸ７ｃに接続されている。ＡＰＤ７ａのアノードは、信号増倍部９の逆電圧生成部９ａに接続されている。
【００５８】
ＡＰＤ７ａは、光を受光することにより、電流を出力する。ＴＩＡ７ｂは、ＡＰＤ７ａに流れた電流を電圧信号に変換して、ＭＵＸ７ｃへ出力する。ＡＰＤ７ａの消費電力を抑えるため、定電流回路７ｄは、ＡＰＤ７ａに流れる電流を制限する。
【００５９】
信号増倍部９は、逆電圧生成部９ａと基準電圧生成部９ｂを含んでいる。逆電圧生成部９ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータから成る。基準電圧生成部９ｂは、逆電圧生成部９ａに入力する基準電圧を生成するＰＷＭ（パルス幅変調）回路から成る。基準電圧生成部９ｂがＰＷＭにより基準電圧を生成して、逆電圧生成部９ａに入力する。そして、逆電圧生成部９ａが、基準電圧に基づいて逆電圧（逆バイアス電圧）を生成して、ＡＰＤ７ａに印加する。これにより、受光時にＡＰＤ７ａから出力される電流が増倍される。
【００６０】
ＭＵＸ７ｃは、各ＴＩＡ７ｂの出力信号を選択し、ＡＤＣ８に出力する。ＡＤＣ８は、ＭＵＸ７ｃから出力されるアナログ信号を、高速でデジタル信号に変換して、制御部１に出力する。つまり、各ＡＰＤ７ａの受光状態に応じた電圧信号が、受光モジュール７からＡＤＣ８を介して制御部１に出力される。
【００６１】
制御部１の物体検出部１ａは、後述する走査期間（図６のθ１とθ５）に、ＡＤＣ８からの出力信号を処理して、所定時間における受光モジュール７からの受光信号の特徴点（最大値など）を抽出する。そして、その特徴点に基づいて、対象物５０の有無および対象物５０までの距離を検出する。
【００６２】
具体的には、たとえば物体検出部１ａは、受光モジュール７からＡＤＣ８を介して出力される受光信号と所定の閾値とを比較する。そして、受光信号が閾値以上であれば、対象物５０が有ると判断し、受光信号が閾値未満であれば、対象物５０が無いと判断する。また、たとえば物体検出部１ａは、閾値以上である受光信号の最大値を検出し、該最大値に基づいて対象物５０による反射光の受光時刻を検出する。そして、反射光の受光時刻とＬＤ２ａからのレーザ光の投射時刻とに基づいて、対象物５０までの距離を算出する（いわゆるＴＯＦ（Time of Flight）法）。
【００６３】
故障診断部１ｂは、後述する特定期間（図６のθ２）に、ＡＤＣ８からの出力信号を処理して、所定時間における受光モジュール７からの受光信号の特徴点（最大値など）を抽出する。そして、その特徴点に基づいて、ＬＤ２ａ、回転走査部４、またはＡＰＤ７ａといった光学系の故障の有無を診断する。
【００６４】
具体的には、たとえば故障診断部１ｂは、受光モジュール７からＡＤＣ８を介して出力される受光信号と所定の閾値とを比較する。そして、受光信号が閾値以上であれば、レーザ光の投受光が正常に行われているので、光学系に故障が無いと診断する。また、受光信号が閾値未満であれば、レーザ光の投受光が正常に行われていないので、光学系に故障が有ると診断する。
【００６５】
なお、物体検出部１ａが受光信号と比較する閾値と、故障診断部１ｂが受光信号と比較する閾値とは、同一でもよいし、異なっていてもよい。
【００６６】
増倍制御部１ｃは、信号増倍部９を制御して、ＡＰＤ７ａの増倍率を変えることにより、受光モジュール７から出力される受光信号のレベルを制御する。この具体的な方法を、図４および図５を参照しながら説明する。
【００６７】
図４は、ＡＰＤ７ａの逆電圧と増倍率の関係を示した図である。図５は、ＡＰＤ７ａの増倍率と出力の関係を示した図である。
【００６８】
図４に示すように、ＡＰＤ７ａに印加される逆電圧が大きくなるに連れて、ＡＰＤ７ａの増倍率は大きくなる。そして、図５に示すように、ＡＰＤ７ａの増倍率が大きくなるに連れて、ＡＰＤ７ａの受光状態に応じた出力信号（ＡＰＤ７ａからの出力電流、またはＴＩＡ７ｂからの出力電圧）が増大する。
【００６９】
ＡＰＤ７ａの個体特性や外乱光などが要因で生じるショットノイズは、図５に示すように、ＡＰＤ７ａの増倍率がある程度以上に大きくなると増大する。ＡＰＤ７ａの暗電流も、ＡＰＤ７ａの増倍率がある程度以上に大きくなると増大する（図示省略）。ＡＰＤ７ａの増倍率に対するショットノイズや暗電流の変化は、温度に依存する。
【００７０】
図３の増倍制御部１ｃは、信号増倍部９の基準電圧生成部９ｂを制御して、基準電圧生成部９ｂから逆電圧生成部９ａに入力する基準電圧をＰＷＭにより変更する。すると、逆電圧生成部９ａからＡＰＤ７ａに与えられる逆電圧が変更されて、ＡＰＤ７ａの増倍率が変わる。その結果、ＡＰＤ７ａの出力レベルが変わって、受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率も変わる。すなわち、信号増倍部９は、受光信号の増倍率を設定し、その増倍率に応じたレベルの受光信号を受光モジュール７から出力させる。
【００７１】
たとえば、基準電圧生成部９ｂから逆電圧生成部９ａに入力される基準電圧を大きくするに連れて、逆電圧生成部９ａからＡＰＤ７ａに与えられる逆電圧が大きくなり、ＡＰＤ７ａの増倍率も大きくなる。そして、ＡＰＤ７ａの増倍率が大きくなるに連れて、ＡＰＤ７ａの出力が増大し、受光モジュール７から出力される受光信号のレベルが大きくなる。
【００７２】
図６は、対象物検出装置１００の動作タイミングを示した図である。詳しくは、図６では、回転走査部４の鏡４ａが原点から１回転する間の各部の動作を示している。
【００７３】
回転走査部４の鏡４ａの原点（星印）は、たとえば図１Ａおよび図１Ｂに点線で示すように、鏡４ａの両板面がＬＤ２ａからの光の光軸（１点鎖線）に対して垂直な姿勢となる位置である。回転走査部４の鏡４ａは所定の回転数（等速）で一方向（図１Ａおよび図１Ｂで反時計回り）に回転し続ける。
【００７４】
回転走査部４のモータ４ｃを駆動することにより、鏡４ａが原点から所定の回転角θ１だけ回転する間は、ＬＤ２ａからレーザ光が投射され、該レーザ光が鏡４ａの表面により対象物検出装置１００の前方の所定範囲に走査される走査期間である。走査期間θ１では、所定範囲に投射されたレーザ光が対象物５０により反射されると、該反射光が鏡４ａの表面で反射して、受光レンズ１６や反射鏡１７を経由し、ＡＰＤ７ａに受光される。そして、ＡＰＤ７ａの受光状態に応じて受光モジュール７からＡＤＣ８を介して入力される受光信号に基づいて、物体検出部１ａが、対象物５０の有無および対象物５０までの距離を検出する。すなわち、鏡４ａの表面による走査期間θ１は、対象物検出期間である。
【００７５】
なお、鏡４ａの表面による走査期間θ１は、図１Ａおよび図１Ｂに示した走査角度範囲Ｚとは異なっている。また、後述するように、鏡４ａの裏面による走査期間θ５も、走査角度範囲Ｚとは異なっている。走査角度範囲Ｚは、鏡４ａが表面によりレーザ光を走査する対象物５０側の角度範囲と、後述するように鏡４ａが裏面によりレーザ光を走査する対象物５０側の角度範囲との合計である。
【００７６】
走査期間θ１を過ぎた後、鏡４ａが所定の回転角θ２だけ回転する間は、休止期間である。休止期間θ２では、ＬＤ２ａの発光動作、ＡＰＤ７ａを始めとする受光モジュール７の各部の受光動作、ＡＤＣ８の信号変換動作、物体検出部１ａの検出動作、および故障診断部１ｂの診断動作が休止される。後述する休止期間θ４、θ６も同様である。
【００７７】
休止期間θ２を過ぎた後、鏡４ａが所定の回転角θ３だけ回転する間は、ＬＤ２ａからレーザ光が投射され、該レーザ光が鏡４ａの裏面で反射して、ライトガイド１５のある特定方向に進行する特定期間である。特定期間θ３では、特定方向に進行したレーザ光が、ライトガイド１５に導入面１５ａから入射して、ライトガイド１５の内部を透過し、導出面１５ｂから出射する。そして、その出射光は、鏡４ａの裏面で反射して、受光レンズ１６や反射鏡１７を経由し、ＡＰＤ７ａで受光される。これらの際、ＡＰＤ７ａの受光状態に応じて受光モジュール７からＡＤＣ８を介して入力される受光信号に基づいて、故障診断部１ｂが、光学系の故障の有無を診断する。すなわち、特定期間θ３は、光学系の故障診断期間である。
【００７８】
特定期間θ３を過ぎた後、鏡４ａが所定の回転角θ４だけ回転する間も休止期間となる。そして、休止期間θ４を過ぎた後、鏡４ａが所定の回転角θ５だけ回転する間は、ＬＤ２ａからレーザ光が投射され、該レーザ光が鏡４ａの裏面により所定範囲に走査される走査期間である。走査期間θ５では、所定範囲に投射されたレーザ光が対象物５０により反射されると、該反射光が鏡４ａの裏面で反射して、受光レンズ１６や反射鏡１７を経由し、ＡＰＤ７ａに受光される。そして、ＡＰＤ７ａの受光状態に応じて受光モジュール７からＡＤＣ８を介して入力される受光信号に基づいて、物体検出部１ａが、対象物５０の有無および対象物５０までの距離を検出する。すなわち、鏡４ａの裏面による走査期間θ５も、走査期間θ１と同様に、対象物検出期間である。
【００７９】
走査期間θ５を過ぎた後、鏡４ａが所定の回転角θ６だけ回転する間も休止期間となる。そして、休止期間θ６を過ぎると、鏡４ａが原点に戻って、１回転した状態となる。この後、再び以降の期間θ１〜θ６が繰り返される。
【００８０】
図７は、受光モジュール７の対象物検出時の出力信号を示した図である。図８は、受光モジュール７の故障診断時の出力信号を示した図である。図９は、従来の受光モジュール７の故障診断時の出力信号を示した図である。図７〜図９において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。
【００８１】
図７〜図９に示すように、受光モジュール７の出力信号（受光信号）には、レベルの小さいノイズ（ＡＰＤ７ａのショットノイズなど）が常に重畳している。
【００８２】
図６に示した走査期間（対象物検出期間）θ１、θ５では、前述したように、ＬＤ２ａから投射されたレーザ光が、回転走査部４の鏡４ａにより所定範囲に走査される。また、この走査期間θ１、θ５では、増倍制御部１ｃの基準電圧生成部９ｂが、対象物検出用の基準電圧を逆電圧生成部９ａに入力し、逆電圧生成部９ａが、この基準電圧に基づいて逆電圧Ｖ１をＡＰＤ７ａに印加することにより、ＡＰＤ７ａの増倍率がα倍に設定される。その結果、α倍に増倍された受光信号が、受光モジュール７から出力される。
【００８３】
走査期間θ１、θ５に、ＬＤ２ａからのレーザ光が所定範囲にある対象物５０で反射すると、その反射光がＡＰＤ７ａにより受光され、受光モジュール７から出力される受光信号に、図７に１点鎖線で囲ったような、反射光信号が生じる。この反射光信号のレベルは、ノイズのレベルより際だって大きいため、物体検出部１ａにおいて、反射光信号をノイズと区別して検出することは容易である。物体検出部１ａは、図７の反射光信号に基づいて、対象物５０の有無や対象物５０までの距離を検出する。
【００８４】
図６に示した特定期間（故障診断期間）θ３では、前述したように、ＬＤ２ａから投射されたレーザ光が回転走査部４の鏡４ａで反射して、特定方向に進行する。そして、そのレーザ光は、特定方向にある導入面１５ａからライトガイド１５に入射して、ライトガイド１５の内部を透過した後、導出面１５ｂから出射して、鏡４ａで反射し、ＡＰＤ７ａで受光される。
【００８５】
従来は、故障診断期間θ３と対象物検出期間θ１、θ５とで、ＡＰＤ７ａに印加する逆電圧を同程度にしていた。つまり、対象物検出期間θ１、θ５と同様に、故障診断期間θ３でも、ＡＰＤ７ａに逆電圧Ｖ１が印加され、ＡＰＤ７ａの増倍率がα倍となっていた。このため、光学系が故障していなければ、ＬＤ２ａからのレーザ光が鏡４ａやライトガイド１５などを経由して、ＡＰＤ７ａにより受光されて、受光モジュール７から出力される受光信号に、図９に１点鎖線で囲ったような、診断光信号が生じていた。
【００８６】
図９の診断光信号のレベルは、ノイズのレベルより若干大きいものの、図７の反射光信号のレベルに比べると極めて小さい。これは、故障診断用の投受光路（図１Ｂおよび図２Ｂ）だけにあるライトガイド１５において、対象物検出時に生じる迷光を少なく抑えるために、前述のように光透過率を低くするなどして、対象物検出用の投受光路（図１Ａおよび図２Ａ）における光の通過量より、故障診断用の投受光路における光の通過量を少なく設定しているからである。故障診断部１ｂは、診断光信号に基づいて光学系の故障の有無を診断するが、図９のようなレベルの小さい診断光信号をノイズと区別して確実に検出できない場合があり、光学系の故障診断の精度が低下していた。
【００８７】
具体的には、たとえば、光学系に故障が無いにもかかわらず、故障診断部１ｂが、図９の診断光信号を検出することができないため、光学系に故障が有ると誤診断してしまうおそれがあった。
【００８８】
それに対して、本実施形態では、故障診断期間θ３において、増倍制御部１ｃの基準電圧生成部９ｂが、故障診断用の基準電圧を逆電圧生成部９ａに入力し、逆電圧生成部９ａが、この基準電圧に基づいて逆電圧Ｖ２をＡＰＤ７ａに印加することにより、ＡＰＤ７ａの増倍率がβ倍に設定される。その結果、β倍に増倍された受光信号が受光モジュール７から出力される。故障診断用の基準電圧は対象物検出用の基準電圧より高く、逆電圧Ｖ２は逆電圧Ｖ１より高いので、故障診断期間θ３のＡＰＤ７ａの増倍率βは対象物検出期間θ１、θ５のＡＰＤ７ａの増倍率αより高い。このため、光学系が故障していなければ、ＬＤ２ａからのレーザ光が鏡４ａやライトガイド１５などを経由して、ＡＰＤ７ａにより受光されるので、受光モジュール７から出力される受光信号に、図８に１点鎖線で囲ったような、診断光信号が生じる。
【００８９】
図８の診断光信号のレベルは、ノイズのレベルより十分大きく、図７の反射光信号のレベルよりは小さいが、図９の従来の診断光信号のレベルより大きくなっている。つまり、ＡＰＤ７ａの増倍率をα倍からβ倍に上げたことで、ＡＰＤ７ａの受光状態に応じた受光モジュール７の出力信号（受光信号）の増倍率が高くなる。故障診断部１ｂは、図８のようなレベルの大きい診断光信号はノイズと区別して確実に検出できるので、該診断光信号に基づいて光学系の故障の有無を正確に診断することができる。
【００９０】
以上の実施形態によると、発光モジュール２のＬＤ２ａから投射されたレーザ光が回転走査部４の鏡４ａにより所定範囲へ走査される走査期間（対象物検出期間）θ１、θ５では、レーザ光がライトガイド１５により受光モジュール７のＡＰＤ７ａに導かれず、レーザ光が所定範囲外の特定方向へ進行する特定期間（故障診断期間）θ３に、該レーザ光がライトガイド１５により受光モジュール７のＡＰＤ７ａに導かれる。そして、そのときのＡＰＤ７ａの受光状態に応じて受光モジュール７から出力される受光信号に基づいて、故障診断部１ｂにより光学系の故障の有無が診断される。このため、対象物検出用の投受光路における光の通過量より、故障診断用の投受光路における光の通過量を少なくして、ライトガイド１５における対象物検出時の迷光を少なく抑え、物体検出部１ａによる対象物５０の有無や対象物５０までの距離の検出の精度を向上させることが可能となる。
【００９１】
また、以上の実施形態では、特定期間（故障診断期間）θ３において受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率βを、走査期間（対象物検出期間）θ１、θ５において受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率αより大きくしている。このため、特定期間θ３に受光信号のレベルを高くして、故障診断部１ｂによる光学系の故障の有無の診断精度を向上させることができる。さらに、走査期間θ１、θ５においては、受光信号の増倍率を特定期間θ３と同程度まで大きくしないので、走査期間θ１、θ５に受光信号に含まれるノイズのレベルが高くなるのを阻止することができる。このため、ノイズと反射光信号とを正確に区別して、対象物５０の有無や対象物５０までの距離の検出精度が低下するのを抑制することが可能となる。
【００９２】
また、以上の実施形態では、透過窓２０の光透過率より、ライトガイド１５の光透過率を低くしている。このため、対象物検出用の投受光路における光の通過量より、故障診断用の投受光路における光の通過量を確実に少なくして、対象物検出時にライトガイド１５で生じる迷光を一層少なく抑え、物体検出部１ａによる対象物５０の有無や対象物５０までの距離の検出精度を一層向上させることができる。
【００９３】
また、以上の実施形態では、ＡＰＤ７ａに印加する逆電圧を変えて、ＡＰＤ７ａの増倍率を変えることにより、受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率を変えている。このため、走査期間θ１、θ５にＡＰＤ７ａに印加する逆電圧より、特定期間θ３にＡＰＤ７ａに印加する逆電圧を高くするという簡単な制御によって、特定期間θ３の増倍率を走査期間θ１、θ５の増倍率より大きくすることが可能となる。
【００９４】
また、以上の実施形態では、各走査期間θ１、θ５が特定期間θ３より長くなっている。また、回転走査部４が、走査期間θ１、θ５に、ＬＤ２ａからのレーザ光を鏡４ａで反射して所定範囲に走査し、所定範囲にある対象物５０による反射光を鏡４ａで反射してＡＰＤ７ａに導いている。さらに、回転走査部４が、特定期間θ３に、ＬＤ２ａからのレーザ光を鏡４ａで反射してライトガイド１５に導き、ライトガイド１５からの出射光を鏡４ａで反射してＡＰＤ７ａに導いている。このため、対象物検出用の投受光路における投受光量を、故障診断用の投受光路における投受光量より確実に多くして、物体検出部１ａによる対象物５０の有無や対象物５０までの距離の検出精度を一層向上させることができる。
【００９５】
また、以上の実施形態では、特定期間θ３に、回転走査部４が外乱光を鏡４ａによってＡＰＤ７ａに導かないので、受光モジュール７から出力される受光信号に含まれるノイズのレベルを小さく抑えることができる。このため、特定期間θ３に、ＡＰＤ７ａの増倍率を上げて、受光モジュール７から出力される受光信号のレベルを高くしても、ノイズの影響を受け難くなり、故障診断部１ｂにより受光信号に基づいて光学系の故障の有無を一層精度良く診断することができる。
【００９６】
さらに、以上の実施形態では、ライトガイド１５は常に、外乱光をＡＰＤ７ａへ導かないので、受光モジュール７から出力される受光信号に含まれるノイズのレベルを一層小さく抑えることができる。このため、走査期間θ１、θ５にノイズの影響を受け難くなり、物体検出部１ａは、対象物５０の有無や対象物５０までの距離を一層精度よく検出することができる。また、特定期間θ３にもノイズの影響を受け難くなり、故障診断部１ｂは、光学系の故障の有無を一層精度良く診断することができる。
【００９７】
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、発光素子としてＬＤ２ａを用い、受光素子としてＡＰＤ７ａを用いた例を示したが、本発明はこれらのみに限定するものではない。ＬＤ２ａ以外の発光素子を適宜数、発光モジュール２に設けてもよい。また、ＡＰＤ７ａ以外の受光素子を適宜数、受光モジュール７に設けてもよい。
【００９８】
たとえば、図１０に示すように、受光素子としてＳＰＡＤ（Single Photon Avalanche Diode）７ｓを受光モジュール７に設けてもよい。ＳＰＡＤ７ｓは、ガイガーモードのＡＰＤである。ＳＰＡＤ７ｓは、ＴＩＡ７ｂおよび定電流回路７ｄと対を成している。ＳＰＡＤ７ｓ、ＴＩＡ７ｂ、および定電流回路７ｄは、それぞれ受光モジュール７に複数設けられている（詳細図示省略）。
【００９９】
また、ＳＰＡＤのアソードにクエンチング抵抗の一端を接続したものを１ピクセル（基本単位）とし、該ピクセルを多数並列に接続することにより構成されたＭＰＰＣ（Multi-Pixel Photon Counter）を受光モジュールに１つまたは複数設けてもよい（図示省略）。
【０１００】
また、図１１に示すように、ＰＩＮ型のＰＤ（Photo Diode）７ｇを受光素子として受光モジュール７に設けてもよい。ＰＤ７ｇのアノードはＴＩＡ７ｂに接続され、ＰＤ７ｇのカソードは電源＋Ｖに接続されている。また、ＰＤ７ｇおよびＴＩＡ７ｂは、対を成していて、それぞれ受光モジュール７に複数設けられている（詳細図示省略）。
【０１０１】
また、以上の実施形態では、受光素子であるＡＰＤ７ａの増倍率を変えることにより、受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率を変更した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば図１１に示すように、ＭＵＸ７ｃの出力側にＶＧＡ（Variable Gain Amplifier）７ｆを接続し、ＭＵＸ７ｃの出力信号をＶＧＡ７ｆにより増幅する際のゲインを変えることによって、受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率を変更してもよい。ＶＧＡ７ｆは、本発明の「信号増倍部」の一例である。制御部１の増倍制御部１ｄは、ＶＧＡ７ｆのゲインを調整して、走査期間θ１、θ５に受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率より、特定期間θ３に受光モジュール７から出力される受光信号の増倍率を大きくする。図１１では、受光素子としてＰＤ７ｇを用いているが、その他の受光素子を用いてもよい。
【０１０２】
また、以上の実施形態では、故障診断時（特定期間θ３）に、ＬＤ２ａからのレーザ光を回転走査部４の鏡４ａで反射してライトガイド１５に導き、ライトガイド１５からの出射光を鏡４ａで反射してＡＰＤ７ａに導いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、ライトガイドや回転走査部の構造を変更したり、ライトガイドや回転走査部やＡＰＤの配置を変更したりすることにより、回転走査部を経由させずに、ＬＤからのレーザ光をライトガイドに入射させてもよいし、またはライトガイドからの出射光をＡＰＤに受光させるようにしてもよい。また、ライトガイド１５に代えて、たとえば壁に形成した穴や切欠きのような導光部を設けてもよい。
【０１０３】
また、以上の実施形態では、両面が反射面になっている板状の鏡４ａを有する回転走査部４を用いた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえばポリゴンミラーのような、３つ以上の側面が反射面になっている鏡を有する回転走査部を用いてもよい。また、対象物検出時（走査期間θ１、θ５）に、たとえば、ＬＤからのレーザ光を回転走査部により所定範囲に走査するが、所定範囲にある対象物による反射光を、回転走査部を経由させずに、受光素子で受光させるように、回転走査部の形状を設計したり、回転走査部や受光素子を配置したりしてもよい。
【０１０４】
また、以上の実施形態では、受光モジュール７から電圧信号を出力して、後段で処理した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、各受光素子からの出力電流に応じた電流信号を受光モジュールから出力して、後段のＡＤＣや制御部で処理し、対象物の有無や対象物までの距離を検出してもよいし、光学系の故障の有無を診断してもよい。
【０１０５】
さらに、以上の実施形態では、車載用のレーザレーダから成る対象物検出装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途の対象物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】
【０１０６】
１ａ  物体検出部
１ｂ  故障診断部
１ｃ、１ｄ  増倍制御部
２  発光モジュール（発光部）
２ａ  ＬＤ（発光素子）
４  回転走査部
４ａ  鏡
７  受光モジュール（受光部）
７ａ  ＡＰＤ（受光素子）
７ｆ  ＶＧＡ（信号増倍部）
７ｇ  ＰＤ（受光素子）
７ｓ  ＳＰＡＤ（受光素子）
９  信号増倍部
９ａ  逆電圧生成部
１５  ライトガイド（導光部）
２０  透過窓
５０  対象物
１００  対象物検出装置
Ｚ  走査角度範囲（所定範囲）
θ１、θ５  走査期間
θ３  特定期間
α  走査期間のＡＰＤの増倍率
β  特定期間のＡＰＤの増倍率
【図１Ａ】
2019020149.tif 000003
【図１Ｂ】
2019020149.tif 000004
【図２Ａ】
2019020149.tif 000005
【図２Ｂ】
2019020149.tif 000006
【図３】
2019020149.tif 000007
【図４】
2019020149.tif 000008
【図５】
2019020149.tif 000009
【図６】
2019020149.tif 000010
【図７】
2019020149.tif 000011
【図８】
2019020149.tif 000012
【図９】
2019020149.tif 000013
【図１０】
2019020149.tif 000014
【図１１】
2019020149.tif 000015