(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、該光源を駆動する光源駆動部及び前記光源からの光を偏向する偏向器を含み、走査領域に対する少なくとも１回の走査において前記走査領域内の複数の走査位置で前記光源を発光させる光走査系と、
前記光走査系から射出され物体で反射された光を検出する検出系と、を備え、
前記走査領域の中央部において隣接する２つの前記走査位置の走査角の差は、前記走査領域の端部において隣接する２つの前記走査位置の走査角の差よりも小さく、
前記物体を検出可能な最大距離における前記走査位置の隣接間隔は、略一定であることを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
隣接する２つの前記走査位置の走査角の差は、前記走査領域の中央部から端部にかけて徐々に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記光走査系は、前記走査領域に対する複数回の走査において前記複数の走査位置で前記光源を発光させ、少なくとも前記走査領域の中央部を走査するとき、相前後する走査間で異なる前記走査位置で前記光源を発光させることを特徴とする請求項１又は２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
少なくとも前記走査領域の中央部が走査されるときの前記光源の発光間隔は、相前後する走査間で略同一であることを特徴とする請求項３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記光走査系は、前記走査領域外で前記光源を発光させたときの該光源からの光を受光する受光素子を更に含み、
前記光走査系は、前記受光素子の出力信号に基づいて、前記走査領域に対する走査開始タイミングを決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の物体検出装置と、
前記物体検出装置の出力に基づいて、物体の有無、物体の位置、及び物体の移動速度の少なくとも１つを求める監視制御装置と、を備えるセンシング装置。
【請求項７】
前記監視制御装置は、前記物体の位置情報及び移動情報の少なくとも一方に基づいて危険の有無を判断することを特徴とする請求項６に記載のセンシング装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の物体検出装置と、
前記物体検出装置が搭載される移動体と、を備える移動体装置。
【請求項９】
走査領域に対する少なくとも１回の走査により走査領域内の複数の走査位置で光源を発光させて光走査する工程と、
前記走査位置で前記光源から射出され物体で反射された光を検出する工程と、を含み、
前記光走査する工程では、前記走査領域の中央部において隣接する２つの前記走査位置の走査角の差が、前記走査領域の端部において隣接する２つの前記走査位置の走査角の差よりも小さくなるとともに、前記物体を検出可能な最大距離における前記走査位置の隣接間隔が略一定となるように前記光源の発光タイミングを制御することを特徴とする物体検出方法。
【請求項１０】
前記光走査する工程では、隣接する２つの前記走査位置の走査角の差が、前記走査領域の中央部から端部にかけて徐々に大きくなるように前記光源の発光タイミングを制御することを特徴とする請求項９に記載の物体検出方法。
【請求項１１】
前記光走査する工程では、前記走査領域に対する複数回の走査において前記複数の走査位置で前記光源を発光させ、少なくとも前記走査領域の中央部を走査するとき、相前後する走査間で異なる前記走査位置で前記光源を発光させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の物体検出方法。
【請求項１２】
前記光走査する工程では、少なくとも前記走査領域の中央部が走査されるときの前記光源の発光間隔が、相前後する走査間で略同一となるように前記発光タイミングを制御することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の物体検出方法。
【請求項１３】
前記走査領域外で前記光源を発光させ、該光源からの光を受光する工程と、
前記受光する工程での受光タイミングに基づいて、前記走査領域に対する走査開始タイミングを設定する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体検出装置、センシング装置、移動体装置及び物体検出方法に係り、更に詳しくは、光により走査領域を走査して物体を検出する物体検出装置、該物体検出装置を備えるセンシング装置、前記物体検出装置を備える移動体装置及び光により走査領域を走査して物体を検出する物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物体の有無や、物体までの距離等を検出可能な装置の開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１〜６参照）。
【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、従来の装置では、走査領域における検出分解能のばらつきを抑制することに関して向上の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、光源、該光源を駆動する光源駆動部及び前記光源からの光を偏向する偏向器を含み、走査領域に対する少なくとも１回の走査において前記走査領域内の複数の走査位置で前記光源を発光させる光走査系と、前記光走査系から射出され物体で反射された光を検出する検出系と、を備え、前記走査領域の中央部において隣接する２つの前記走査位置の走査角の差は、前記走査領域の端部において隣接する２つの前記走査位置の走査角の差よりも小さく、前記物体を検出可能な最大距離における前記走査位置の隣接間隔は、略一定であることを特徴とする物体検出装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、走査領域における検出分解能のばらつきを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態に係る物体検出装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、投光光学系、同期系を説明するための図であり、図２（Ｂ）は、受光光学系を説明するための図であり、図２（Ｃ）は、ＬＤから反射ミラーまでの光の光路、及び反射ミラーから時間計測用ＰＤまでの光の光路を概略的に示す図である。
【図３】ＰＤ出力検出部の構成の一例を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、射出光パルスと反射光パルスを示す図であり、図４（Ｂ）は、２値化後の射出光パルスと反射光パルスを示す図である。
【図５】同期信号とＬＤ駆動信号を示す図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ左走査端及び右走査端からの光の受光光量を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれ最大検出距離を説明するための図（その１及びその２）である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｆ）は、それぞれ有効走査範囲の各走査位置における最大検出距離、該隣接する２つの走査位置の間隔を説明するための図（その１〜その６）である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ−３）は、それぞれ有効走査領域におけるパルス点灯タイミングを説明するため図（その１〜その５）である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、それぞれ有効走査領域におけるパルス点灯タイミングを説明するため図（その６〜その８）である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、それぞれ有効走査領域におけるパルス点灯タイミングを説明するため図（その９〜その１１）である。
【図１２】センシング装置について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の一実施形態の物体検出装置１００について、図１〜図１２を参照して説明する。
【０００８】
図１には、物体検出装置１００の概略的構成がブロック図にて示されている。
【０００９】
物体検出装置１００は、一例として、移動体としての自動車に搭載され、光を出射し、物体（例えば先行車両、停車車両、障害物、歩行者等）からの反射光（散乱光）を受光して該物体までの距離を測定する走査型レーザレーダである。物体検出装置１００は、例えば自動車のバッテリ（蓄電池）から電力の供給を受ける。
【００１０】
物体検出装置１００は、図１に示されるように、光源としてのＬＤ（レーザダイオード）、ＬＤ駆動部１２、投光光学系２０、受光光学系３０、検出系４０、同期系５０などを備えている。
【００１１】
ＬＤは、端面発光レーザとも呼ばれ、ＬＤ駆動部１２により駆動され、レーザ光を出射する。ＬＤ駆動部１２は、自動車のＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）から出力されるＬＤ駆動信号（矩形パルス信号）を用いてＬＤを点灯（発光）させる。ＬＤ駆動部１２は、一例として、ＬＤに電流を供給可能に接続されたコンデンサ、該コンデンサとＬＤとの間の導通／非導通を切り替えるためのトランジスタ、該コンデンサを充電可能な充電手段等を含む。
【００１２】
図２（Ａ）には、投光光学系２０、同期系５０が模式的に示されている。図２（Ｂ）には、受光光学系３０が模式的に示されている。以下では、図２（Ａ）等に示されるＺ軸方向を鉛直方向とするＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて説明する。
【００１３】
投光光学系２０は、図２（Ａ）に示されるように、ＬＤからの光の光路上に配置されたカップリングレンズ２２と、該カップリングレンズ２２を介した光の光路上に配置された反射ミラー２４と、該反射ミラー２４で反射された光の光路上に配置された偏向器としての回転ミラー２６と、を含む。ここでは、装置を小型化するために、カップリングレンズ２２と回転ミラー２６との間の光路上に反射ミラー２４を設けて光路を折り返している。
【００１４】
そこで、ＬＤから出射された光は、カップリングレンズ２２により所定のビームプロファイルの光に整形された後、反射ミラー２４で反射され、回転ミラー２６でＺ軸周りに偏向される。
【００１５】
回転ミラー２６でＺ軸周りの所定の偏向範囲に偏向された光が投光光学系２０から投射された光、すなわち物体検出装置１００から射出された光である。
【００１６】
回転ミラー２６は、回転軸（Ｚ軸）周りに複数の反射面を有し、反射ミラー２４からの光を回転軸周りに回転しながら反射（偏向）することで該光により上記偏向範囲に対応する有効走査領域を水平な１軸方向（ここではＹ軸方向）に１次元走査する。ここでは、偏向範囲、有効走査領域は、物体検出装置１００の＋Ｘ側である。以下では、回転ミラー２６の回転方向を「ミラー回転方向」とも呼ぶ。
【００１７】
回転ミラー２６は、図２（Ａ）から分かるように、反射面を２面（対向する２つの面）有しているが、これに限らず、１面でも３面以上でも良い。また、少なくとも２つの反射面を設け、回転ミラーの回転軸に対して異なった角度で傾けて配置して、走査・検出する領域をＺ軸方向に切り替えることも可能である。
【００１８】
すなわち、ＬＤ、ＬＤ駆動部１２及び投光光学系２０を含んで、光により有効走査領域を走査する光走査系２００が構成されている（図１参照）。
【００１９】
受光光学系３０は、図２（Ｂ）に示されるように、投光光学系２０から投射され有効走査領域内にある物体で反射（散乱）された光を反射する回転ミラー２６と、該回転ミラー２６からの光を反射する反射ミラー２４と、該反射ミラー２４からの光の光路上に配置され、該光を後述する時間計測用ＰＤ４２に結像させる結像光学系と、を含む。
【００２０】
図２（Ｃ）には、ＬＤから反射ミラー２４までの光路と、反射ミラー２４から時間計測用ＰＤ４２までの光路が示されている。
【００２１】
図２（Ｃ）から分かるように、投光光学系２０と受光光学系３０は、Ｚ軸方向に重なるように配置されており、回転ミラー２６と反射ミラー２４は、投光光学系２０と受光光学系３０で共通となっている。これにより、物体上におけるＬＤの照射範囲と時間計測用ＰＤ４２の受光可能範囲の相対的な位置ずれを小さくでき、安定した物体検出を実現できる。
【００２２】
検出系４０は、図２（Ｂ）及び図１に示されるように、投光光学系２０から投射され有効走査領域内にある物体で反射（散乱）された光を受光光学系３０を介して受光する時間計測用ＰＤ４２（フォトダイオード）と、該時間計測用ＰＤ４２の受光信号（出力信号）を検出するＰＤ出力検出部４４と、ＬＤ駆動信号の立ち上がりタイミングとＰＤ出力検出部４４での受光信号の検出タイミングとの時間差から物体までの距離を算出する測定制御部４６と、を含む。
【００２３】
そこで、投光光学系２０から投射され物体で反射（散乱）された光は、回転ミラー２６、反射ミラー２４を介して結像光学系に導かれ、該結像光学系により時間計測ＰＤ４２に集光する（図２（Ｂ）参照）。図２（Ｂ）では、装置を小型化するために、回転ミラー２６と結像光学系との間に反射ミラー２４を設けて光路を折り返している。ここでは、結像光学系は２枚のレンズ（結像レンズ）で構成されているが、１枚のレンズとしても良いし、３枚以上のレンズとしても良いし、ミラー光学系を用いても良い。
【００２４】
同期系５０は、図２（Ａ）及び図１に示されるように、ＬＤから出射されカップリングレンズ２２を介して反射ミラー２４で反射された光であって回転ミラー２６で偏向され反射ミラー２４で再び反射された光の光路上に配置された同期レンズ５２と、該同期レンズ５２を介した光の光路上に配置された同期検知用ＰＤ５４と、該同期検知用ＰＤ５４の出力信号を検出するＰＤ出力検出部５６と、を含む。
【００２５】
詳述すると、反射ミラー２４は、上記偏向範囲に対して回転ミラー２６の回転方向上流側に配置され、回転ミラー２６で上記偏向範囲の上流側に偏向された光が入射される。そして、回転ミラー２６で偏向され反射ミラー２４で反射された光が同期レンズ５２を介して同期検知用ＰＤ５４に入射される。
【００２６】
なお、反射ミラー２４は、上記偏向範囲に対して回転ミラー２６の回転方向下流側に配置されても良い。そして、回転ミラー２６で偏向され反射ミラー２４で反射された光の光路上に同期系５０が配置されても良い。
【００２７】
回転ミラー２６の回転により、該回転ミラー２６の反射面で反射された光が同期検知用ＰＤ５４で受光される度に同期検知用ＰＤ５４から信号が出力される。すなわち、同期検知用ＰＤ５４からは定期的に信号（同期信号）が出力されることになる（図５参照）。
【００２８】
このように回転ミラー２６からの光を同期検知用ＰＤ５４に照射するための同期点灯を行うことで、同期検知用ＰＤ５４での受光タイミングから、回転ミラー２６の回転タイミングを得ることが可能となる。
【００２９】
そこで、ＬＤを同期点灯してから所定時間経過後にＬＤをパルス点灯することで有効走査領域を光走査することができる。すなわち、同期検知用ＰＤ５４に光が照射されるタイミングの前後期間にＬＤをパルス点灯することで有効走査領域を光走査することができる。
【００３０】
ここで、時間計測や同期検知に用いる光検出器としては、上述したＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）の他、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）、ガイガーモードＡＰＤであるＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｄｉｏｄｅ）等を用いることが可能である。ＡＰＤやＳＰＡＤは、ＰＤに対して感度が高いため、検出精度や検出距離の点で有利である。
【００３１】
図３には、検出系４０、同期系５０におけるＰＤ出力検出部の一例が示されている。ＰＤ出力検出部での動作としては、受光信号の信号増幅及び受光信号のタイミング検出の２つの動作がある。受光信号の信号増幅についてはアンプなどの信号増幅器を用いて増幅し、受光信号のタイミング検出についてはコンパレータなどの比較器を用いて、ＰＤからの受光信号の一定出力（スレッシュレベル）以上となる立ち上り波形部を検出する。すなわち、ＰＤ出力検出部は、受光信号をコンパレータを用いて２値化した論理信号として得ることができる。
【００３２】
ＰＤ出力検出部５６は、同期検知用ＰＤ５４の受光信号（立ち上がり波形部）を検出すると同期信号（上記２値化した論理信号）をＥＣＵに出力する。
【００３３】
ＥＣＵは、ＰＤ出力検出部５６からの同期信号に基づいてＬＤ駆動信号を生成し、該ＬＤ駆動信号をＬＤ駆動部１２及び測定制御部４６に出力する。
【００３４】
すなわち、ＬＤ駆動信号は、同期信号に対して遅延したパルス点灯信号（周期的なパルス信号）である（図５参照）。
【００３５】
ＰＤ出力検出部４４は、時間計測用ＰＤ４２の受光信号（立ち上がり波形部）を検出すると検出信号（矩形パルス信号）を測定制御部４６に出力する。
【００３６】
測定制御部４６は、例えば、ＥＣＵからのＬＤ駆動信号の立ち上がりタイミングとＰＤ出力検出部４４からの検出信号の立ち上がりタイミングとの時間差を求め、該時間差を距離に変換することで物体までの往復距離を算出し、その算出結果をＥＣＵに測定信号として出力する。
【００３７】
ＥＣＵは、測定制御部４６からの測定信号に基づいて例えば自動車の操舵制御、速度制御等を行う。自動車の速度制御としては、例えば自動ブレーキ（オートブレーキ）が挙げられる。
【００３８】
ここで、ＬＤ駆動部１２は、回転ミラー２６によって有効走査領域が走査されるとき、ＬＤを駆動して、図４（Ａ）に示されるようなパルス光（以下では「射出光パルス」とも称する）を射出させる。そして、ＬＤから射出され物体で反射（散乱）されたパルス光（以下では「反射光パルス」とも称する）が時間計測用ＰＤ４２（図４（Ａ）では光検出器としてＰＤの代わりにＡＰＤを用いている）で検出される。
【００３９】
ＬＤが射出光パルスを射出してから、ＡＰＤで反射光パルスを検出するまでの時間ｔを計測することで、物体までの距離を算出することが可能である。時間計測に関しては、例えば、図４（Ｂ）に示されるように、射出光パルスをＰＤ等の光検出器で検出して２値化した矩形パルスとし、反射光パルスをＰＤ出力検出部で２値化した矩形パルスとし、両矩形パルスの立ち上がりタイミングの時間差ｔを時間計測回路で計測しても良いし、射出光パルス、反射光パルスの波形をＡ／Ｄ変換してデジタルデータに変換し、ＬＤの出力信号とＡＰＤの出力信号を相関演算することで、時間ｔを計測することも可能である。
【００４０】
次に、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）を用いて、有効走査領域における各走査位置での物体の最大検出距離（物体を検出可能な最大距離）について説明する。
【００４１】
図７（Ａ）に示されるように、仮に各走査位置に向けて同じ発光強度のパルス光を射出すると、時間計測用ＰＤでほぼ同じ受光光量が得られるため、有効走査領域の左側の端部である左走査端Ａ´、中央部である走査中央Ｂ´、右側の端部である右走査端Ｃ´で最大検出距離はほぼ同じになる。
【００４２】
しかし、図２（Ａ）に示される構成を有する光走査系２００を用いた走査型レーザレーダである物体検出装置１００では、後述する回転ミラー２６、反射ミラー２４、結像レンズ等での「けられ」の問題があるため、物体検出装置１００からのパルス光（射出光パルス）の強度に有効走査領域内でばらつきが生じるため、図７（Ｂ）に示されるように、有効走査領域内（例えば左走査端Ａ、Ｄ点、走査中央Ｂ、Ｅ点、右走査端Ｃ）で最大検出距離にばらつきが生じる。
【００４３】
物体検出装置１００では、図６（Ａ）に示されるように、有効走査領域の左側の端部である左走査端Ａから、回転ミラーの反射面のミラー回転方向下流側の端部に入射する光ビームは、一部が回転ミラー、反射ミラー、結像レンズ等でけられ、他の一部が時間計測用ＰＤ４２に導かれるため、該時間計測用ＰＤ４２での受光光量が低下し、左走査端Ａでの最大検出距離が短くなる（図７（Ｂ）参照）。この「けられ」は、特に、装置の小型化を図るために回転ミラーと結像光学系を近づけるほど顕著となる。
【００４４】
また、図６（Ｂ）に示されるように、有効走査領域の右側の端部である右走査端Ｃから、回転ミラーの反射面の回転方向上流側の端部に入射する光ビームも、一部が回転ミラー、反射ミラー、結像レンズ等でけられ、他の一部が時間計測用ＰＤ４２に導かれるため、該時間計測用ＰＤ４２での受光光量が低下し、右走査端Ｃでの最大検出距離が短くなる（図７（Ｂ）参照）。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、反射ミラーの図示が省略され、結像光学系の１枚の結像レンズのみが図示され、回転ミラーとして４面のものが図示されている。
【００４５】
一方、有効走査領域の中央部である走査中央Ｂから、回転ミラーの反射面の中央部に入射する光ビームは、ほぼ全部が時間計測用ＰＤ４２に導かれるため、該時間計測用ＰＤ４２での受光光量はほとんど低下せず、走査中央Ｂでの最大検出距離が長くなる（図７（Ｂ）参照）。
【００４６】
結果として、最大検出距離は、有効走査領域の両端部（両走査端）で最小となり、有効走査領域の中央部（走査中央）で最大となる（図７（Ｂ）参照）。すなわち、最大検出距離は、有効走査領域の中央部から各端部にかけて徐々に小さくなる（図７（Ｂ）参照）。
【００４７】
以下に、図７（Ａ）〜図９（Ｃ−３）を用いて、有効走査領域での最大検出距離における検出分解能について説明する。
【００４８】
先ず、比較例として、物体検出装置から有効走査領域の全範囲に所定の時間間隔すなわち所定の走査画角θでパルス光を射出して物体を検出する場合について説明する。
【００４９】
図８（Ａ）に示されるように、走査中央において物体検出装置から物体までの検出距離が最大検出距離ｄ１となる、走査画角θで隣接する２つの走査位置Ｂ１、Ｂ２と物体の位置との関係は、図８（Ｄ）のようになる。走査中央での最大検出距離ｄ１は、有効走査領域内の最大検出距離の中で最大であるため、有効走査領域内において走査画角θで隣接する２つの走査位置の間隔の中で２つの走査位置Ｂ１、Ｂ２の間隔Ｌ１が最大となり、走査中央では検出分解能が最小となる。なお、図８（Ａ）において「走査画角θ」は、走査位置Ｂ１の走査角β１と走査位置Ｂ２の走査角β２の差を意味する。
【００５０】
ここで、図８（Ｄ）に示される、走査中央において物体検出装置から物体までの検出距離が最大検出距離ｄ１となる略等間隔で並ぶ３つの位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に着目する（ただし、Ｐ１とＰ３の距離はＢ１とＢ２の距離に等しい）。なお、図８（Ｄ）においてθが小さいとき、ＯＰ１＝ＯＰ２＝ＯＰ３と見做すことができる。物体が位置Ｐ１にあるときは走査位置Ｂ１で検出され、物体が位置Ｐ３にあるときは走査位置Ｂ２で検出され、物体が位置Ｐ２にあるときは検出されず検出漏れが起こる。図８（Ｄ）の場合は、図９（Ａ）に示されるように、物体検出装置から有効走査領域にパルス光が一定のパルス周期Ｔ１で射出される。
【００５１】
次に、図８（Ｂ）に示されるように、左走査端において物体検出装置から物体までの検出距離が最大検出距離ｄ２となる、走査画角θで隣接する２つの走査位置Ａ１、Ａ２と物体の位置との関係は、図８（Ｅ）のようになる。なお、図８（Ｅ）では、便宜上、左走査端を実際とは異なり走査中央の如く描いている。左走査端での最大検出距離ｄ２は、有効走査領域内の最大検出距離の中で最小であるため、有効走査領域内において走査画角θで隣接する２つの走査位置の間隔の中で２つの走査位置Ａ１、Ａ２の間隔Ｌ２が最小となり、検出分解能が最大となる。なお、図８（Ｂ）において「走査画角θ」は、走査位置Ａ１の走査角α１と走査位置Ａ２の走査角α２の差を意味する。
【００５２】
ここで、図８（Ｅ）に示される、左走査端において物体検出装置から物体までの検出距離が最大検出距離となる隣接する２つの位置Ｐ４、Ｐ５に着目する（ただし、Ｐ４とＰ５の距離はＡ１とＡ２の距離に等しい）。なお、図８（Ｅ）においてθが小さいとき、ＯＰ４＝ＯＰ５と見做すことができる。物体が位置Ｐ４にあるときは走査位置Ａ１で検出され、物体が位置Ｐ５にあるときは走査位置Ａ２で検出され、検出漏れは起こらない。図８（Ｅ）の場合も、図９（Ａ）に示されるように、物体検出装置から有効走査領域にパルス光が一定のパルス周期Ｔ１で射出される。
【００５３】
右走査端についても、有効走査領域での最大検出距離における検出分解能について左走査端の場合と同様の議論が成立するため、説明を割愛する。
【００５４】
以上のように、比較例の場合、すなわち物体検出装置から有効走査領域の全範囲に所定の時間間隔すなわち所定の走査画角θでパルス光を射出して物体を検出する場合には、有効走査領域の最大検出距離における検出分解能にばらつきが生じることがわかる。
【００５５】
ところで、図８（Ｃ）に示されるように、走査中央において物体検出装置から物体までの検出距離が最大検出距離ｄ１となる、走査画角θ´（＜θ）で（等間隔で）並ぶ３つの走査位置Ｂ１´、Ｂ２´、Ｂ３´と物体の位置との関係は、図８（Ｆ）のようになる。なお、図８（Ｃ）において「走査画角θ´」は、走査位置Ｂ１´の走査角β１´と走査位置Ｂ２´の走査角β２´の差、及び走査位置Ｂ２´の走査角β２´と走査位置Ｂ３´の走査角β３´の差を意味する。
【００５６】
ここで、図８（Ｆ）に示される、走査中央において物体検出装置から物体までの検出距離が最大検出距離ｄ１となる等間隔で並ぶ３つの位置Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８に着目する（ただし、Ｐ６とＰ８の距離はＢ１´とＢ３´の距離に等しい）。なお、図８（Ｆ）においてθが小さいとき、ＯＰ６＝ＯＰ７＝ＯＰ８と見做すことができる。物体が位置Ｐ６にあるときは走査位置Ｂ１´で検出され、物体が位置Ｐ８にあるときは走査位置Ｂ３´で検出され、物体が位置Ｐ７にあるときはＢ２´で検出されるため、位置Ｐ６、位置Ｐ８では勿論のこと、Ｐ７の位置でも検出漏れは起こらない。
【００５７】
《実施例１》
そこで、本実施形態の実施例１では、光走査系２００は、左側の走査端において隣接する２つの走査位置間（例えば走査位置Ａ１、Ａ２間）の走査画角及び右側の走査端において隣接する２つの走査位置間の走査画角がθとなり、かつ走査中央において隣接する２つの走査位置間（例えば走査位置Ｂ１´、Ｂ２´間、走査位置Ｂ２´、Ｂ３´間）の走査画角がθ´（＜θ）となるようにＬＤの発光タイミングを制御（設定）する。
【００５８】
詳述すると、光走査系２００は、図９（Ｂ）に示されるように、ＬＤの発光間隔（以下では単に「発光間隔」とも呼ぶ）、すなわちＬＤの駆動信号（駆動パルス）のパルス周期（以下では単に「パルス周期」とも呼ぶ）を、走査中央Ｂを走査するときに、各走査端を走査するときよりも短くする。すなわち、左走査端Ａ、右走査端Ｃを走査するときのＬＤの発光間隔をＴ１、走査中央Ｂを走査するときの発光間隔をＴ２とすると、Ｔ１＞Ｔ２が成立する。なお、発光間隔Ｔ１、Ｔ２は、検出対象である物体を考慮して決定することが好ましい。
【００５９】
より詳しくは、ＬＤ駆動部１２は、発光間隔（パルス周期）を走査中央Ｂから左走査端Ａ、右走査端Ｃそれぞれにかけて徐々に長くする（図９（Ｃ−３）、図９（Ｃ−２）、図９（Ｃ−１）参照）。
【００６０】
なお、図９（Ｃ−１）には左走査端Ａ、右走査端Ｃでの発光間隔Ｔ１が示され、図９（Ｃ−３）には走査中央Ｂでの発光間隔Ｔ２が示され、図９（Ｃ−２）には左走査端よりのＤ点（図７（Ｂ）参照）、右走査端寄りのＥ点（図７（Ｂ）参照）での発光間隔が示されている。そして、Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２が成立している。
【００６１】
以上のように、実施例１によれば、有効走査領域の各走査位置の最大検出距離に応じて発光間隔を制御することで、有効走査領域における検出分解能のばらつきを抑制できる。
【００６２】
具体的には、走査中央でのパルス周期を相対的に短くすることで最大検出距離での物体の検出漏れを抑制できる。さらに、各走査端でのパルス周期を相対的に長くすることでＬＤの長寿命化や消費電力の低減を図ることができる。
【００６３】
《実施例２》
本実施形態の実施例２では、物体を検出可能な最大距離（最大検出距離）において隣接する２つの走査位置の間隔（走査位置の隣接間隔）が有効走査領域の全範囲で略一定となるように、ＬＤの発光タイミングを制御する。
【００６４】
すなわち、実施例２では、図８（Ｂ）に示される左走査端において隣接する２つの走査位置Ａ１、Ａ２の間隔Ｌ２と、図８（Ｆ）に示される走査中央において隣接する２つの走査位置Ｂ１´、Ｂ２´の間隔であり、かつＢ２´、Ｂ３´の間隔であるＬ３が略同一となるように発光間隔（パルス周期）を制御する。
【００６５】
実施例２において、左走査端Ａ及び右走査端Ｃでの最大検出距離をｄ２、任意の測定点（走査位置）での最大検出距離をｄｎ、左走査端Ａ及び右走査端Ｃにおける隣接する２つの測定点間のパルス周期をｔ（ｄ２）とすると、有効走査領域において隣接する任意の２つの測定点間のパルス周期ｔは、次の（１）式で算出することができる。
ｔ＝（ｄ２／ｄｎ）×ｔ（ｄ２）…（１）
【００６６】
例えば、左走査端Ａ及び右走査端Ｃでの最大検出距離ｄ２が５０［ｍ］、走査中央Ｂでの最大検出距離ｄ１が１００［ｍ］、左走査端の測定点Ａ１、Ａ２間のパルス周期ｔ（ｄ２）が４０［ｕｓ］であるとき、走査中央の測定点Ｂ１、Ｂ２間のパルス周期ｔは、２０［ｕｓ］となる。
【００６７】
結果として、実施例２では、有効走査領域の全範囲において検出対象の物体の検出分解能をほぼ均一にすることができ、物体の検出漏れをより抑制することができる。
【００６８】
次に、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）を用いて、有効走査領域におけるＬＤの発光タイミングの他の制御方法について説明する。
【００６９】
図１０（Ａ）は、比較例、すなわち有効走査領域の全範囲においてパルス光を所定のパルス周期Ｔ１で射出したときのタイミング図である。図１０（Ｂ）は、本実施形態の実施例１、すなわち有効走査領域の各走査位置の最大検出距離に応じてパルス光の発光タイミングを制御したときのタイミング図である。
【００７０】
前述した実施例１、２のように物体の検出漏れを抑制する条件（検出分解能のばらつきを抑制する条件）では、各走査端でパルス周期が最大となり、かつ走査中央でパルス周期が最小となる。このとき、駆動パルス（ＬＤ駆動信号）のデューティ（パルス幅／パルス周期）がＬＤ点灯の制約条件である許容限度を超えると、ＬＤが破損し、もしくはＬＤの寿命が低下する。特に、有効走査領域において走査中央では、最大検出距離が最大となるため、駆動パルスのパルス幅をある程度大きくする必要があり、上記許容限度との兼ね合いを考慮する必要がある。
【００７１】
《実施例３》
そこで、本実施形態の実施例３では、物体の検出漏れを抑制する条件で制御する場合（図１０（Ｂ）の発光タイミングの場合）であって、少なくとも走査中央において駆動パルスのデューティが上記許容限度を超える場合には、図１０（Ｂ）に示されるＬＤの発光タイミングを、図１０（Ｃ）に示されるように、複数の走査に分割して制御する。図１０（Ｃ）には、図１０（Ｂ）に示されるＬＤの発光タイミングを２つの走査１、２に分割（走査分割）した例が示されている。ここでは２つの走査に分割しているが、２つに限定されるものではなく、特に、高分解能が要求されるような場合には、更に多くの走査に分割しても良い。
【００７２】
以下に、実施例３におけるＬＤの発光タイミングの制御方法のメリットについて説明する。
【００７３】
例えば、走査中央で所望の検出距離を得るためにＬＤの出力から３０［ｎｓ］のパルス幅が必要であり、かつ使用するＬＤのデューティの制約条件から２０［ｕｓ］以上のパルス周期でＬＤを点灯させる必要がある場合、通常は、図１０（Ａ）に示されるように、有効走査領域の全範囲でパルス周期を一定（例えば２０［ｕｓ］）にする。
【００７４】
しかし、左走査端Ａ及び右走査端Ｃでは最大検出距離が短く測定点（走査位置）の隣接間隔が短いため物体の検出漏れが発生し難いが、走査中央Ｂでは物体の最大検出距離が長く測定点（走査位置）の隣接間隔が長いため物体の位置によっては検出漏れが発生するおそれがある。
【００７５】
そこで、物体の検出漏れを抑制するために、図１０（Ｂ）に示されるように、走査中央Ｂでの測定点を増やすべく走査中央Ｂでのパルス周期を上記許容限度以下（例えば１０［ｕｓ］）とする必要があるが、ＬＤの破損や寿命低下といった問題が起きる。
【００７６】
そこで、実施例３では、図１０（Ｃ）に示されるように、有効走査領域におけるＬＤの発光タイミングを２つの走査１、２に分けて制御している。すなわち、２つの走査１、２では、走査間で異なる測定点でＬＤを発光させている。詳しくは、走査間で交互のタイミングでＬＤを発光させている。
【００７７】
この場合、各走査において走査中央Ｂ及び各走査端を含む有効走査領域の全範囲でパルス周期を例えば２０［ｕｓ］以上としつつ測定点数を増やすことができるため、上記問題（ＬＤの破損や寿命低下）の発生を抑制しつつ物体の検出漏れを抑制できる。また、各走査において各走査端では、さらにパルス周期を長くできるため、ＬＤの破損や短寿命化をより抑制できる。
【００７８】
なお、実施例３では、２つの走査１、２間で、パルス幅及びパルス周期を等しくしているが（図１０（Ｃ）参照）、パルス幅及びパルス周期の少なくとも一方を走査間で異ならせても良い。また、２つの走査１、２間の発光タイミングのずれ幅は、図１０（Ｃ）に示されるものに限定されず、適宜変更可能である。
【００７９】
ところで、例えば各走査端のように最大検出距離が短くＬＤのデューティを低く抑えることが可能な位置では、走査毎に全測定点でＬＤを発光させて物体を検出し、走査中央のように最大検出距離が長くＬＤのディーティを高くする必要がある位置では、全測定点を複数の走査に分割してパルス光を射出する制御を行っても良い。
【００８０】
図１１（Ａ）は、比較例において、有効走査領域の全範囲においてパルス光を所定のパルス周期Ｔ１で射出したときのタイミング図である。図１１（Ｂ）は、本実施形態の実施例１、２において、有効走査領域の各走査位置の最大検出距離に応じてＬＤの発光タイミングを制御したとき（パルス周期が各走査端で最大、走査中央で最小となるように制御したとき）のタイミング図である。
【００８１】
《実施例４》
本実施形態の実施例４では、物体の検出漏れを抑制する条件で制御する場合（図１１（Ｂ）の発光タイミングの場合）であって、走査中央でＬＤのデューティが上記許容限度を超え、かつ各走査端でＬＤのデューティが上記許容限度以下である場合に、図１１（Ｂ）に示されるＬＤの発光タイミングを、図１１（Ｃ）に示されるように、走査中央Ｂにおいて２つの走査１、２に分割し、かつ各走査端において２つの走査間で重複させる。すなわち、走査中央Ｂでは走査間で異なる測定点（走査位置）でＬＤを発光させ、各走査端では走査間で同一の測定点（走査位置）でＬＤを発光させる。
【００８２】
詳述すると、各走査端のように物体の最大検出距離が短くパルス幅を短くできる位置ではＬＤのデューティの制約条件にかかり難いため、図１１（Ｃ）の各走査端では、図１１（Ｂ）の各走査端と同様に走査毎に全測定点（同一の測定点）でＬＤを発光させて物体の検出を行うことで、各測定点での検出光量を上げることができ、ひいては検出精度、検出分解能を向上させることができる。一方、走査中央のように物体の最大検出距離が長くパルス幅を長くする必要がある位置ではＬＤのデューティの制約条件にかかり易いため、図１１（Ｂ）に示される走査中央ＢのＬＤの発光タイミングを、図１１（Ｃ）に示される走査中央のように、２つの走査１、２に分割して制御する。
【００８３】
以下に、実施例４におけるＬＤの発光タイミングの制御方法のメリットについて説明する。
【００８４】
例えば、走査中央で所望の最大検出距離を得るために、ＬＤの出力から３０［ｎｓ］のパルス幅が必要な場合であって、ＬＤのデューティの制約条件から２０［ｕｓ］以上のパルス周期でＬＤを発光させる必要がある場合、通常は、図１１（Ａ）に示されるように、有効走査領域の全範囲でパルス周期が一定になるようにＬＤの発光タイミングを制御する。
【００８５】
しかし、左走査端Ａ及び右走査端Ｃでは物体の最大検出距離が短く測定点の隣接間隔が短いため物体の検出漏れは発生し難いが、走査中央Ｂでは物体の最大検出距離が長く測定点の隣接間隔が長いため、物体の位置によっては検出漏れが起きるおそれがある。
【００８６】
そこで、物体の検出漏れを抑制すべく、図１１（Ｂ）のようにパルス周期を短く（例えば１０［ｕｓ］）する必要があるが、ＬＤの破損や寿命低下といった問題が懸念される。
【００８７】
そこで、実施例４では、図１１（Ｃ）に示されるように、有効走査領域の走査中央ＢにおけるＬＤの発光タイミングを２つの走査に分け、各走査端におけるＬＤの発光タイミングを重複させることで、各走査における走査中央Ｂ、各走査端を含む有効走査領域の全範囲でパルス周期を２０［ｕｓ］以上としつつ走査中央Ｂでの測定点数を増やすことができるため、上記問題の発生を抑制しつつ物体の検出漏れを抑制することができる。
【００８８】
このとき、左走査Ａ及び右走査端Ｃでは、走査毎に全測定点でＬＤを発光させても該ＬＤのデューティの制約条件にかかり難いため、パルス周期を例えば１０［ｕｓ］とする。一方、走査中央Ｂでは、デューティの制約条件からパルス周期を１０［ｕｓ］とすることができないため、全測定点を２つの走査１、２に分けて各走査におけるパルス周期を例えば２０［ｕｓ］とする。
【００８９】
例えば、図７（Ｂ）において、各走査で、左走査端Ａ及び右走査端Ｃでは全測定点でＬＤを発光させ、走査中央Ｂを含む有効走査領域のその他の範囲では全測定点を２つの走査１、２に分けて交互のタイミングでＬＤを発光させる。
【００９０】
なお、各走査端に加えて、左走査端ＡからＤ点までの間や、Ｄ点から走査中央Ｂまでの間や、走査中央ＢからＥ点までの間や、Ｅ点から右走査端Ｃまでの間でも、全測定点でＬＤを発光させても良い。
【００９１】
図１２には、物体検出装置１００を備えるセンシング装置１０００が示されている。センシング装置１０００は、移動体に搭載され、物体検出装置１００に加えて、該物体検出装置１００に電気的に接続された監視制御装置３００を備えている。物体検出装置１００は、車両のバンパー付近やバックミラーの近傍に取り付けられる。監視制御装置３００は、物体検出装置１００での検出結果に基づいて、物体の形状や大きさの推定、物体の位置情報の算出、移動情報の算出、物体の種類の認識等の処理を行って、危険の有無を判断する。そして、危険有りと判断した場合には、アラーム等の警報を発して移動体の操縦者に注意を促したり、ハンドルを切って危険を回避する指令を移動体の操舵制御部に出したり、制動をかけるための指令を移動体のＥＣＵに出す。なお、センシング装置１０００は、例えば車両のバッテリから電力の供給を受ける。
【００９２】
なお、監視制御装置３００は、物体検出装置１００と一体的に設けられても良いし、物体検出装置１００とは別体に設けられても良い。また、監視制御装置３００は、ＥＣＵが行う制御の少なくとも一部を行っても良い。
【００９３】
以上説明した本実施形態の物体検出装置１００は、ＬＤ（光源）、該ＬＤを駆動するＬＤ駆動部及びＬＤからの光を偏向する回転ミラー（偏向器）を含み、少なくとも１回の走査において有効走査領域（走査領域）内の複数の走査位置（測定点）でＬＤを発光させる光走査系と、該光走査系から射出され物体で反射された光を検出する検出系と、を備え、走査中央（走査領域の中央部）において隣接する２つの走査位置の走査角の差は、走査端（走査領域の端部）において隣接する２つの走査位置の走査角の差よりも小さい。
【００９４】
この場合、仮に有効走査領域の全範囲において隣接する２つの走査位置の走査角の差を一定（均一）にする場合に比べて、走査中央と走査端の検出分解能の差を小さくすることができる。
【００９５】
この結果、有効走査領域における検出分解能のばらつきを抑制できる。これにより、有効走査領域における物体の検出漏れを抑制できる。
【００９６】
また、隣接する２つの走査位置の走査角の差は、走査中央から走査端にかけて徐々に大きくなるため、有効走査領域の全範囲において検出分解能のばらつきを抑制できる。
【００９７】
なお、隣接する２つの走査位置の走査角の差を、走査中央でのみ、走査端を含む他の部分よりも小さくし、該他の部分の全範囲で均一としても良い。
【００９８】
また、物体を検出可能な最大距離における走査位置の隣接間隔が略一定である場合には、有効走査領域の全範囲において検出分解能を略均一にできる。
【００９９】
また、光走査系は、有効走査領域に対する複数回の走査において複数の走査位置で光源を発光させ、少なくとも走査領域の中央部を走査するとき、相前後する走査間で異なる走査位置で光源を発光させる場合には、少なくとも走査中央が走査されるときにＬＤの発光間隔を小さくせずに隣接する２つの走査位置の走査角の差を小さくでき、ひいてはＬＤの破損や短寿命化を抑制しつつ検出分解能のばらつき抑制できる。
【０１００】
なお、走査中央に代えて又は加えて、走査端や、走査端と走査中央との間の領域が走査されるときのＬＤの発光タイミングを相前後する走査間で異ならせても良い。
【０１０１】
また、走査中央が走査されるときのＬＤの発光間隔（パルス周期）が相前後する走査間で略同一である場合には、制御を簡素化することができる。
【０１０２】
また、光走査系は、走査領域外でＬＤを発光させたときの該ＬＤからの光を受光する同期検知用ＰＤ５４（受光素子）を更に含み、光走査系は、同期検知用ＰＤ５４の出力信号（同期信号）に基づいて、走査領域に対する走査開始タイミングを決定する。
【０１０３】
この場合、例えば回転ミラー２６の回転角度位置を検出するためのロータリーエンコーダ等が不要なので、コストアップを抑制でき、かつ装置を小型化（特に薄型化）することができる。
【０１０４】
また、物体検出装置１００と、該物体検出装置１００の出力に基づいて、物体情報（物体の有無、物体の位置、及び物体の移動速度の少なくとも１つ）を求める監視制御装置３００と、を備えるセンシング装置１０００によれば、物体情報を安定して取得することができる。
【０１０５】
また、センシング装置１０００は移動体に搭載され、監視制御装置３００は物体の位置情報及び移動情報の少なくとも一方に基づいて危険の有無を判断するため、例えば移動体の操縦制御系、速度制御系等に危険回避のための有効な情報を提供することができる。
【０１０６】
また、物体検出装置１００と、該物体検出装置１００が搭載される移動体と、を備える移動体装置は、衝突安全性に優れる。
【０１０７】
また、センシング装置１０００と、該センシング装置１０００が搭載される移動体と、を備える移動体装置は、衝突安全性に優れる。
【０１０８】
また、本実施形態の物体検出方法は、少なくとも１回の走査において走査領域内の複数の走査位置でＬＤ（光源）を発光させて光走査する工程と、走査位置でＬＤから射出され物体で反射された光を検出する工程と、を含み、光走査する工程では、走査中央（走査領域の中央部）において隣接する２つの走査位置の走査角の差が、走査端（走査領域の端部）において隣接する２つの走査位置の走査角の差よりも小さくなるようにＬＤの発光タイミングを制御する。
【０１０９】
この場合、仮に有効走査領域の全範囲において隣接する２つの走査位置の走査角の差を一定（均一）にする場合に比べて、走査中央と走査端の検出分解能の差を小さくすることができる。
【０１１０】
この結果、有効走査領域における検出分解能のばらつきを抑制できる。これにより、有効走査領域における物体の検出漏れを抑制できる。
【０１１１】
また、光走査する工程では、隣接する２つの走査位置の走査角の差が、走査中央から走査端にかけて徐々に大きくなるようにＬＤの発光タイミングを制御するため、有効走査領域の全範囲において検出分解能のばらつきを抑制できる。
【０１１２】
また、光走査する工程において物体を検出可能な最大距離における走査位置の隣接間隔が略一定となるようにＬＤの発光タイミングを制御する場合には、有効走査領域の全範囲において検出分解能を略均一にできる。
【０１１３】
また、光走査する工程において走査領域に対する複数回の走査において複数の走査位置でＬＤを発光させ、少なくとも走査領域の中央部を走査するとき、相前後する走査間で異なる走査位置で前記光源を発光させる場合には、走査中央が走査されるときにＬＤの発光間隔を小さくせずに隣接する２つの走査位置の走査角の差を小さくでき、ひいてはＬＤの破損や短寿命化を抑制しつつ検出分解能のばらつき抑制できる。
【０１１４】
また、光走査する工程において少なくとも前記走査領域の中央部が走査されるときの前記光源の発光間隔が、相前後する走査間で略同一となるようにＬＤの発光タイミングを制御する場合には、制御を簡素化することができる。
【０１１５】
また、本実施形態の物体検出方法は、有効走査領域外でＬＤを発光させ、該ＬＤからの光を受光する工程と、該受光する工程での受光タイミングに基づいて、有効走査領域に対する走査開始タイミングを決定する工程と、を更に含む。
【０１１６】
この場合、例えば回転ミラー２６の回転角度位置を検出するためのロータリーエンコーダ等が不要であり、簡易な手法により走査開始タイミングを決定できる。
【０１１７】
なお、上記実施形態の物体検出装置の構成は、適宜変更可能である。
【０１１８】
例えば、上記実施形態では、光源として、単一のＬＤを用いているが、これに限られない。例えば、複数のＬＤが１次元又は２次元に配列されたＬＤアレイ、ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）、ＶＣＳＥＬが１次元又は２次元に配列されたＶＣＳＥＬアレイ、半導体レーザ以外のレーザ、レーザ以外の光源などを用いても良い。複数のＬＤが１次元配列されたＬＤアレイとしては、複数のＬＤが積層されたスタック型のＬＤアレイや複数のＬＤが横に並べられたＬＤアレイが挙げられる。
【０１１９】
また、投光光学系は、カップリングレンズを有していなくても良いし、他のレンズを有していても良い。
【０１２０】
また、投光光学系、受光光学系は、反射ミラーを有していなくても良い。すなわち、ＬＤからの光を、光路を折り返さずに回転ミラーに入射させても良い。
【０１２１】
また、受光光学系は、受光レンズを有していなくも良いし、他の光学素子（例えば集光ミラー）を有していても良い。
【０１２２】
また、偏向器として、回転ミラーに代えて、例えば、ポリゴンミラー（回転多面鏡）、ガルバノミラー、ＭＥＭＳミラー等の他のミラーを用いても良い。
【０１２３】
また、同期系は、同期レンズを有していなくも良いし、他の光学素子（例えば集光ミラー）を有していても良い。
【０１２４】
また、上記実施形態では、物体検出装置が搭載される移動体として自動車を例に説明したが、該移動体は、自動車以外の車両、航空機、船舶等であっても良い。
【０１２５】
また、以上の説明で用いた具体的な数値、形状などは、一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なことは言うまでもない。
【０１２６】
以上の説明から明らかなように、上記実施形態の物体検出装置、センシング装置、移動体装置、物体検出方法は、物体までの距離を測定する所謂Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ（ＴＯＦ）法を用いた技術であり、移動体におけるセンシングの他、モーションキャプチャ技術、測距計、３次元形状計測技術などの産業分野などで幅広く用いることができる。すなわち、本発明の物体検出装置は、必ずしも移動体に搭載されなくても良い。
【０１２７】
以下に、発明者が上記実施形態を発案するに至った思考プロセスを説明する。
【０１２８】
走行中の車両の前方の物体の有無や、その物体までの距離を検出する車載装置として、レーザレーダがある。レーザレーダ用の光学系としては様々なものが知られているが、特許文献１〜４に開示されているように、光源から射出されたレーザ光を回転ミラーで走査し、物体で反射もしくは散乱された光を再度、回転ミラーを介して光検出器で検出することで、所望の範囲の物体の有無やその物体までの距離を検出できる。
【０１２９】
このように、レーザ光と、光検出器で検出できる検出可能領域の両方を走査する走査型レーザレーダは、検出が必要な部分のみにレーザ光を集中できるので、検出精度や検出距離の点で有利であり、また、光検出器で検出可能な領域も最小限にすることができるため、光検出器のコスト的にも有利である。
【０１３０】
所望の角度範囲（有効走査領域）で光走査を実施して、物体を検出する方法として、特許文献５に記載のように、ロータリーエンコーダを用いる方式がある。ロータリーエンコーダは回転方向の角度位置を検出可能であるため、ロータリーエンコーダからの信号に基づいて制御すれば、有効走査領域の角度位置を高精度に決めることができる。ロータリーエンコーダは、一般にスリットパターンが刻まれたコードホイールと、そのスリットパターンを読み取るセンサで構成されているが、ロータリーエンコーダを用いた方式では、回転ミラーの回転軸にコードホイールを取り付け、さらにそれを読み取るためのセンサを設ける必要があり、コストアップになるばかりか、特に回転軸方向(高さ方向)に装置が大型化するため車載対応等の要望を満足することができないという問題がある。
【０１３１】
有効走査領域の角度位置を高精度に決めるための別の方法として、例えば特許文献６に記載のように、同期ＰＤを用いる方式がある。同期ＰＤを用いる方式は、回転ミラーの回転方向上流側に同期ＰＤを設け、その同期ＰＤで信号を検出してからある一定タイミング後に光走査を開始するものである。この方式を用いても、有効走査領域の角度位置を決めることができる。この方式は、ロータリーエンコーダが必要でなくなるため、回転ミラーの回転軸方向に装置を小型化でき、また部品点数を削減できることから、信頼性を向上できる。
【０１３２】
しかし、この方式では、物体検出装置の小型化を図るために光偏向器と受光光学系の配置を可能な限り近づけて配置すると、受光光学系側の端部で光偏向器に入射する光ビームを反射ミラーや結像レンズ等の受光光学系のけられのため受光光量が低下し、物体検出距離が短くなる。反対に受光光学系と反対側の端部では回転ミラーに入射する光ビームのけられのために受光光量が低下し、物体検出距離が短くなる。したがって、物体検出可能距離は有効走査領域の両端部で最小となり、略中央部で最大となる。
【０１３３】
よって、有効走査領域内で等しい時間間隔でパルス光を射出すると、各走査位置の最大検出距離における検出分解能は、有効走査領域の両端部で最大となり、略中央部で最小となるため、略中央部では物体の検出漏れが起こる可能性があり、反対に両端部では過剰な分解能となる可能性がある。
【０１３４】
そこで、発明者は、以上のような問題に対処するために、上記実施形態を発案した。
【符号の説明】
【０１３５】
１２…ＬＤ駆動部（光源駆動部）、２４…回転ミラー（偏向器）、４０…検出系、４６…測定制御部（処理装置）、５４…同期検知用ＰＤ（受光素子）、１００…物体検出装置、２００…光走査系、３００…監視制御装置、１０００…センシング装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３６】
【特許文献１】特開２０１１−１２８１１２
【特許文献２】特開２００９−０６３３３９
【特許文献３】特開２０１２−１０７９８４
【特許文献４】特開２００９−０６９００３
【特許文献５】特開２０１１−０８５５７７
【特許文献６】特開２００６−２１５４８３
【図１】
0006566198.tif 000002
【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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