(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物検出装置であって、
少なくとも一つの光ビームを第１軸まわりに円錐状に走査するように構成されている光偏向器と、
前記光偏向器に対向して配置されており、かつ、第２軸まわりに回転可能である第１反射ミラーと、
前記第１反射ミラーに対して前記光偏向器から遠位する側に配置されており、かつ、前記第２軸まわりに回転可能である第２反射ミラーと、
受光器とを備え、
前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとは同期して前記第２軸まわりに回転駆動され、
前記第１反射ミラーは、前記少なくとも一つの光ビームを前記障害物検出装置の周囲に向けて反射するように構成されており、前記第１反射ミラーの第１ミラー面は、前記第１軸及び前記第２軸に対して傾いており、
前記第２反射ミラーは、前記障害物検出装置の前記周囲にある物体で拡散反射された前記少なくとも一つの光ビームを前記受光器に向けて反射するように構成されており、前記第２反射ミラーの第２ミラー面は、前記第２軸に対して前記第１ミラー面とは逆方向に傾いており、前記第１ミラー面よりも大きい開口径を有しており、
前記受光器は、前記第２反射ミラーで反射された前記少なくとも一つの光ビームを受光するように構成されており、
前記光偏向器は、前記第２反射ミラーと前記受光器との間に配置されていなく、
前記第２軸は前記第１軸に同軸であり、
前記光偏向器と前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとを収容するケースをさらに備え、
前記光偏向器は、前記ケースの底板から前記ケース内に突出する支持部と前記支持部に設けられた傾斜面上に固定されるＭＥＭＳミラー部材とを含む、障害物検出装置。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳミラー部材の開口径は、前記少なくとも一つの光ビームの直径よりも小さい、請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの光ビームは、複数の光ビームであり、
前記ＭＥＭＳミラー部材は、複数の光ビームをそれぞれ前記第１軸まわりに円錐状に走査するように構成されている複数のＭＥＭＳミラーを含み、
前記複数の光ビームが前記複数のＭＥＭＳミラーに入射するタイミングは互いに異なっている、請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとを同期して前記第２軸まわりに回転させるように構成されている第１駆動部と、
前記光偏向器と前記第１駆動部とを制御するように構成されている制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記光偏向器が前記少なくとも一つの光ビームを第１周波数で前記第１軸まわりに円錐状に走査するように、前記光偏向器を制御しており、
前記制御部は、前記第１駆動部が前記第１反射ミラー及び前記第２反射ミラーを第２周波数で前記第２軸まわりに回転させるように、前記第１駆動部を制御しており、
前記第１周波数は、前記第２周波数よりも大きい、請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記光偏向器は、前記第１ミラー面及び前記第２ミラー面よりも小さな開口径を有している、請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記第１周波数は、前記第２周波数の非整数倍である、請求項４または請求項５に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記障害物検出装置内に設けられた光源から前記第１軸に直交するＸ軸に沿って前記光ビームを前記ＭＥＭＳミラー部材に入射させる、請求項１から請求項６のいずれかに記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許第６０６９６２８号明細書（特許文献１）は、レーザダイオードと、アバランシェフォトダイオードと、レーザダイオード及びアバランシェフォトダイオードに面する第１偏向機構と、第２偏向機構と、非接触給電部とを備える走査式測距装置を開示している。第１偏向機構は、偏向ミラーと、駆動部とを含む。偏向ミラーは、水平軸まわりに揺動可能である。偏向ミラーは、レーザダイオードから出射された光ビームを走査式測距装置の周囲に向けて反射するとともに、走査式測距装置の周囲にある物体で反射された光ビームをアバランシェフォトダイオードに向けて反射する。駆動部は、偏向ミラーを水平軸まわりに揺動させる。第２偏向機構は、第１偏向機構を、垂直軸まわりに回転させる。【０００３】
非接触給電部は、第１コイルと、第２コイルとを含む。第２コイルは、第１偏向機構の駆動部に電気的に接続されている。第２コイルは、第２偏向機構の回転に伴って垂直軸まわりに回転する。第１コイルは、第２コイルと垂直軸を共有しており、かつ、第２コイルから間隔を空けて配置されている。第１コイルに電流を流すと、電磁誘導により、第２コイルに起電力が発生する。第２コイルとともに垂直軸まわりに回転する第１偏向機構の駆動部に、第２コイルから電力が供給され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０６９６２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された走査式測距装置では、偏向ミラーは、レーザダイオードから出射された光ビームを走査式測距装置の周囲に向けて反射させるだけでなく、走査式測距装置の周囲にある物体で反射された光ビームをアバランシェフォトダイオードに向けて反射させるため、偏向ミラーは大きなサイズを有している。大きなサイズを有する偏向ミラーを駆動するために、第１偏向機構の駆動部及び第２偏向機構も大型化する。そのため、走査式測距装置が大型化する。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化された障害物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】
【０００６】
本発明の障害物検出装置は、光偏向器と、第１反射ミラーと、第２反射ミラーと、受光器とを主に備える。光偏向器は、少なくとも一つの光ビームを第１軸まわりに円錐状に走査するように構成されている。第１反射ミラーは、光偏向器に対向して配置されており、かつ、第２軸まわりに回転可能である。第１反射ミラーは、少なくとも一つの光ビームを障害物検出装置の周囲に向けて反射するように構成されている。第１反射ミラーの第１ミラー面は、第１軸及び第２軸に対して傾いている。第２反射ミラーは、第１反射ミラーに対して光偏向器から遠位する側に配置されており、かつ、第２軸まわりに回転可能である。第２反射ミラーは、障害物検出装置の周囲にある物体で拡散反射された少なくとも一つの光ビームを受光器に向けて反射するように構成されている。第２反射ミラーの第２ミラー面は、第２軸に対して第１ミラー面とは逆方向に傾いている。受光器は、第２反射ミラーで反射された少なくとも一つの光ビームを受光するように構成されている。第１反射ミラーと第２反射ミラーとは、同期して第２軸まわりに回転駆動される。第２軸は、第１軸に同軸である。
【発明の効果】
【０００７】
障害物検出装置の周囲にある物体で拡散反射された光ビームを受光器に向けて反射する機能は、第１反射ミラーとは別の第２反射ミラーが担っているため、第１反射ミラーは小型化され得る。第２軸は第１軸に同軸であるため、光偏向器によって第１軸まわりに円錐状に走査された光ビームを反射する第１反射ミラーは小型化され得る。そのため、本発明の障害物検出装置は小型化され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１及び実施の形態６の障害物検出装置の一部切り欠き概略斜視図である。
【図２】実施の形態１及び実施の形態６の障害物検出装置の、図１に示される断面線ＩＩ−ＩＩにおける概略断面図である。
【図３】実施の形態１及び実施の形態６の障害物検出装置の概略部分拡大断面図である。
【図４】実施の形態１及び実施の形態６の障害物検出装置の概略部分拡大斜視図である。
【図５】実施の形態１及び実施の形態６の障害物検出装置の制御ブロック図である。
【図６】実施の形態１及び実施の形態６の障害物検出装置の光走査範囲及び検出範囲を示す概略図である。
【図７】実施の形態１の障害物検出装置の一例の走査点及び検出点を示す図である。
【図８】実施の形態１の障害物検出装置の一例の走査点及び検出点を示す図である。
【図９】実施の形態２の障害物検出装置の概略断面図である。
【図１０】実施の形態３の障害物検出装置の概略断面図である。
【図１１】実施の形態４の障害物検出装置の概略断面図である。
【図１２】実施の形態５の障害物検出装置の概略断面図である。
【図１３】実施の形態６の障害物検出装置の一例の走査点及び検出点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１０】
実施の形態１．
図１から図５を参照して、実施の形態１の障害物検出装置１を説明する。障害物検出装置１は、光偏向器１０と、第１反射ミラー２０と、第２反射ミラー３０と、受光器３６とを主に備える。障害物検出装置１は、第１駆動部２４と、ケース４とをさらに備えてもよい。障害物検出装置１は、光源５と、コリメータレンズ８とをさらに備えてもよい。障害物検出装置１は、集光レンズ３５をさらに備えてもよい。
【００１１】
障害物検出装置１は、例えば、レーザ画像検出と測距（Laser  Imaging  Detection  and  Ranging（ＬｉＤＡＲ））システムである。障害物検出装置１は、光源５から少なくとも一つの光ビーム６を、障害物検出装置１の周囲に出力する。障害物検出装置１の周囲上に障害物のような物体が存在する場合、光ビーム６は当該物体で拡散反射される。受光器３６は、当該物体で拡散反射された光ビーム６を受光する。障害物検出装置１は、光ビーム６を、三次元的に走査する。こうして、障害物検出装置１の周囲にある物体の三次元的な位置及び形状が取得される。障害物検出装置１は、障害物検出装置１の周囲の障害物を検出することができる。
【００１２】
以下、障害物検出装置１の構成を詳しく説明する。
光源５は、少なくとも一つの光ビーム６を光偏向器１０に向けて出射するように構成されている。光源５から出射される光ビーム６は、例えば、レーザ光であってもよい。光源５は、特に限定されないが、半導体レーザのようなレーザ光源であってもよい。光源５は、ケース４の底板４ａに支持されている。光源５は、光ビーム６を、＋ｚ方向（例えば、垂直方向）に出射してもよい。光ビームの光軸７は、ｚ軸（例えば、垂直軸）に沿って延在している。
【００１３】
光源５と光偏向器１０との間に、コリメータレンズ８が配置されてもよい。コリメータレンズ８は、レンズホルダ９によって支持されている。レンズホルダ９は、ケース４の底板４ａに固定されている。コリメータレンズ８は、光ビーム６をコリメートして、コリメートされた光ビーム６を光偏向器１０に出射する。光偏向器１０に入射される光ビーム６は、ｚ軸（例えば、垂直軸）に沿って進んでもよく、（０，０，１）のベクトルｉ0を有してもよい。
【００１４】
光偏向器１０は、光ビーム６を第１軸１１まわりに円錐状に走査するように構成されている。光偏向器１０による光ビーム６の走査軌跡は、円錐の側面となる。第１軸１１は、ｚ方向（例えば、垂直方向）に延在している。第１軸１１は、光偏向器１０に入射する光ビーム６の光軸７と同軸であってもよい。第１軸１１は、ｚ軸（例えば、垂直軸）に沿って延在している。
【００１５】
具体的には、光偏向器１０は、ウェッジプリズム１２と、第２駆動部１７とを含む。光偏向器１０は、プリズムホルダ１３、軸受１４、第１ギア１５、第２ギア１６及び第２シャフト１８をさらに含んでもよい。
【００１６】
ウェッジプリズム１２は、第１軸１１に対して傾いている頂面１２ａと、第１軸１１に対して垂直な底面とを有する。ウェッジプリズム１２の頂面１２ａは、光偏向器１０に入射する光ビーム６の光軸７に対して傾いている。ウェッジプリズム１２の底面は、光偏向器１０に入射する光ビーム６の光軸７に対して垂直である。ウェッジプリズム１２の底面は、光源５またはコリメータレンズ８に対向してもよい。
【００１７】
ウェッジプリズム１２の頂面１２ａの法線は、第１軸１１または光偏向器１０に入射する光ビーム６の光軸７に対して傾いている。ウェッジプリズム１２の頂面１２ａは、光ビーム６を偏向させる。ウェッジプリズム１２は偏角αを有し、光ビーム６は、ウェッジプリズム１２の頂面１２ａで、第１軸１１または光偏向器１０に入射する光ビーム６の光軸７に対して、偏角αだけ偏向される。
【００１８】
ウェッジプリズム１２は、第１軸１１まわりに回転可能である。具体的には、ウェッジプリズム１２は、円筒形状を有するプリズムホルダ１３に保持されている。プリズムホルダ１３は、軸受１４を介して、第１軸１１まわりに回転可能に、ケース４の平板４ｃに取り付けられている。こうして、ウェッジプリズム１２は、第１軸１１まわりに回転可能にケース４に取り付けられている。光偏向器１０（ウェッジプリズム１２）の開口径は、光ビーム６のビーム径より大きい。
【００１９】
第２駆動部１７は、例えば、第２モータである。第２駆動部１７は、ケース４の平板４ｂに取り付けられている。第２駆動部１７は、ウェッジプリズム１２を第１軸１１まわりに回転させるように構成されている。具体的には、プリズムホルダ１３の外周に、第１ギア１５が固定されている。第２ギア１６は、第１ギア１５にかみ合っている。第２ギア１６は、第２シャフト１８に連結されている。第２駆動部１７は、第２シャフト１８を回転させるように構成されている。
【００２０】
第２駆動部１７が第２シャフト１８を回転させると、第１ギア１５及び第２ギア１６は回転して、ウェッジプリズム１２は第１軸１１まわりに回転する。こうして、ウェッジプリズム１２は、光ビーム６を、第１軸１１まわりに頂角２αの円錐状に走査する。ウェッジプリズム１２で偏向された光ビーム６は、（ｉ1x，ｉ1y，ｉ1z）＝（cosθsinα，sinθsinα，cosα）のベクトルｉ1を有する。図４に示されるように、角度θは、ケース４の正面方向（＋ｘ方向）からのウェッジプリズム１２の回転角である。光偏向器１０（ウェッジプリズム１２）によって、光ビーム６が、第１軸１１に対してケース４の正面方向（＋ｘ方向）に偏向されるとき、角度θはゼロ度である。図２では、角度θは、１８０°または−１８０°である。
【００２１】
第１反射ミラー２０は、光偏向器１０に対向して配置されている。第１反射ミラー２０は、光偏向器１０で円錐状に走査された光ビーム６が第１反射ミラー２０に入射されるように配置されている。第１反射ミラー２０は、光偏向器１０で円錐状に走査された光ビーム６を障害物検出装置１の周囲に向けて反射するように構成されている。
【００２２】
具体的には、第１反射ミラー２０は、例えば、ロッドミラーであってもよい。第１反射ミラー２０は、円柱部材の軸方向に対して斜めに円柱部材を切断して円柱部材に傾斜端面を形成し、この傾斜端面に反射コーティングを施すことによって形成されてもよい。第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１は、反射コーティングが施された傾斜端面であってもよい。第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１は、ウェッジプリズム１２の頂面１２ａに対向している。第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１は、光偏向器１０（ウェッジプリズム１２）よりも大きい開口径を有している。第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１の開口径は、光偏向器１０によって円錐状に走査される光ビーム６の全てが第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１で反射されるように規定されている。
【００２３】
第１反射ミラー２０は、第２軸２７まわりに回転可能である。第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１は、第１軸１１及び第２軸２７に対して傾いている。第２軸２７は、第１軸１１に同軸である。第２軸２７は、ｚ方向（例えば、垂直方向）に沿って延在している。図２及び図３では、第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１は、第２軸２７に対して反時計方向に傾いている。第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１は、第２軸２７に対して、第１角度β1だけ傾いている。第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルｉ1mは、ｉ1m＝（ｉ1mx，ｉ1my，ｉ1mz）＝（cosφcosβ1，sinφcosβ1，−sinβ1）である。図４に示されるように、角度φは、ケース４の正面方向（＋ｘ方向）からの第１反射ミラー２０の回転角である。ｘｙ面（例えば、水平面）に投影された第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルｉ1mがケース４の正面方向（＋ｘ方向）に向いているとき、第１反射ミラー２０の回転角である角度φはゼロ度である。図２では、角度φは、０°である。
【００２４】
第１ミラー面２１で反射された光ビーム６のベクトルｉ2は、ｉ2＝（ｉ2x，ｉ2y，ｉ2z）＝ｉ1−２（ｉ1・ｉ1m）ｉ1mで与えられる。ｉ1・ｉ1mは、ベクトルｉ1と第１単位ベクトルｉ1mとの間の内積を表す。第１反射ミラー２０で反射された光ビーム６の出射方向は、ケース４の正面方向（＋ｘ方向）に対して、ｘｙ面（例えば、水平面）内に式（１）で与えられる角度Ｈだけ回転し、かつ、ｘｙ面（例えば、水平面）に対してｚ方向（例えば、垂直方向）に式（２）で与えられる角度Ｖだけ回転した方向である。
【００２５】
【数１】
0006704537.tif 000002
【００２６】
【数２】
0006704537.tif 000003
【００２７】
第２反射ミラー３０は、障害物検出装置１の周囲にある物体で拡散反射された光ビーム６を受光器３６に向けて反射するように構成されている。
【００２８】
具体的には、第２反射ミラー３０は、例えば、ロッドミラーであってもよい。第２反射ミラー３０は、円柱部材の軸方向に対して斜めに円柱部材を切断して円柱部材に傾斜端面を形成し、この傾斜端面に反射コーティングを施すことによって形成されてもよい。第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１は、反射コーティングが施された傾斜端面であってもよい。図２及び図３に示されるように、第２反射ミラー３０は、第１反射ミラー２０に対して光偏向器１０から遠位する側に配置されている。第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１は、受光器３６に対向してもよい。
【００２９】
第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１は、第２軸２７に対して第１ミラー面２１とは逆方向に傾いている。図２及び図３では、第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１は、第２軸２７に対して時計方向に傾いている。第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１は、第２軸２７に対して、第２角度β2だけ傾いている。ケース４の正面方向（＋ｘ方向）からの第２反射ミラー３０の回転角が第１反射ミラー２０の回転角φに等しいとき、第２ミラー面３１の第２法線３１ｎの第２単位ベクトルｉ2mは、ｉ2m＝（ｉ2mx，ｉ2my，ｉ2mz）＝（cosφcosβ2，sinφcosβ2，sinβ2）である。
【００３０】
第２軸２７に垂直な平面（ｘｙ面；例えば、水平面）に射影された第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルは、当該平面（ｘｙ面）に射影された第２ミラー面３１の第２法線３１ｎの第２単位ベクトルに実質的に平行であってもよい。本明細書において、平面（ｘｙ面）に射影された第１法線２１ｎの第１単位ベクトルが当該平面（ｘｙ面）に射影された第２法線３１ｎの第２単位ベクトルに実質的に平行であることは、当該平面（ｘｙ面）に射影された第１法線２１ｎの第１単位ベクトルが、当該平面（ｘｙ面）に射影された第２法線３１ｎの第２単位ベクトルに対して、０°以上３°以下だけ傾いていることを意味している。
【００３１】
特定的には、当該平面（ｘｙ面）に射影された第１法線２１ｎの第１単位ベクトルは、当該平面（ｘｙ面）に射影された第２法線３１ｎの第２単位ベクトルに対して、０°以上１°以下だけ傾いてもよい。当該平面（ｘｙ面）に射影された第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルは、当該平面（ｘｙ面）に射影された第２ミラー面３１の第２法線３１ｎの第２単位ベクトルに平行であることが望ましい。
【００３２】
第２軸２７と第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルとの間の第１角度β1は、第２軸２７と第２ミラー面３１の第２法線３１ｎの第２単位ベクトルとの間の第２角度β2に実質的に等しい。本明細書において、第１角度β1が第２角度β2に実質的に等しいことは、第１角度β1と第２角度β2との間の差の絶対値が３°以下であることを意味する。第１角度β1と第２角度β2との間の差の絶対値は、１°以下であってもよい。第１角度β1と第２角度β2との間の差はゼロであり、第１角度β1は第２角度β2に等しいことが望ましい。
【００３３】
第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１は、第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１よりも大きい開口径（面積）を有している。第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１の開口径（面積）は、例えば、第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１の開口径（面積）の二倍以上であってもよい。第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１の開口径は、受光器３６の瞳の直径以上である。第２反射ミラー３０は、第２軸２７まわりに回転可能である。
【００３４】
第１駆動部２４は、第１反射ミラー２０と第２反射ミラー３０とを同期して第２軸２７まわりに回転させるように構成されている。そのため、第２反射ミラー３０は、障害物検出装置１の周囲にある物体で拡散反射された光ビーム６を、低い光学的損失で、受光器３６に導くことができる。
【００３５】
具体的には、図２及び図３に示されるように、第１駆動部２４は、第１モータ２５と、第１モータ２５に連結されており、かつ、第２軸２７まわりに回転可能な第１シャフト２６とを含む。第１駆動部２４（第１モータ２５）は、ケース４の平板４ｄに取り付けられている。第１反射ミラー２０と第２反射ミラー３０とは、第１シャフト２６に連結されている。第１モータ２５は、第１シャフト２６を第２軸２７まわりに回転させるように構成されている。第１モータ２５が第１シャフト２６を回転させると、第１反射ミラー２０と第２反射ミラー３０とは同期して第２軸２７まわりに回転する。こうして、第１反射ミラー２０は、光ビーム６を、第２軸２７まわりに走査する。第２反射ミラー３０は、障害物のような物体で拡散反射された光ビーム６を受光器３６に向けて反射する。
【００３６】
受光器３６は、第２反射ミラー３０で反射された光ビーム６を受光するように構成されている。受光器３６は、第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１に対向するように配置されてもよい。受光器３６は、例えば、フォトダイオードであってもよい。受光器３６は、ケース４の頂板４ｆに固定されている。第２反射ミラー３０と受光器３６との間に、集光レンズ３５が配置されてもよい。集光レンズ３５は、第２反射ミラー３０で反射された光ビーム６を受光器３６に集束させる。集光レンズ３５は、ケース４の平板４ｅに取り付けられている。
【００３７】
ケース４は、光偏向器１０と、第１反射ミラー２０と、第２反射ミラー３０と、第１駆動部２４とを収容している。ケース４は、光源５と、コリメータレンズ８と、集光レンズ３５と、受光器３６とをさらに収容してもよい。ケース４は、ケース本体部と、平板４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅとを含む。ケース本体部は、底板４ａと、頂板４ｆと、底板４ａと頂板４ｆとを互いに接続する背面板４ｇとを含む。平板４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、ケース本体部の空洞内に配置されている。平板４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、底板４ａ及び頂板４ｆに平行に延在してもよい。
【００３８】
光源５は、底板４ａに支持されている。コリメータレンズ８を保持するレンズホルダ９は、底板４ａに支持されている。第２駆動部１７は、平板４ｂに支持されている。ウェッジプリズム１２は、平板４ｃに、第１軸１１まわりに回転可能に支持されている。第１駆動部２４は、平板４ｄに支持されている。第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０は、第１駆動部２４を介して、平板４ｄに支持されている。第１反射ミラー２０は、平板４ｃと平板４ｄとの間の空間内に配置されている。第２反射ミラー３０は、平板４ｄと平板４ｅとの間の空間内に配置されている。集光レンズ３５は、平板４ｅに支持されている。受光器３６は、頂板４ｆに支持されている。
【００３９】
光偏向器１０は平板４ｂ及び平板４ｃに支持されているのに対し、第１駆動部２４は平板４ｄに支持されている。光偏向器１０と第１駆動部２４とは、互いに独立してケース４に取り付けられている。すなわち、光偏向器１０と第１駆動部２４とは、互いにケース４の異なる場所に取り付けられている。
【００４０】
ケース本体部には、第１開口部４ｐと、第２開口部４ｑとが設けられている。第１開口部４ｐは、第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１に対向している。第２開口部４ｑは、第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１に対向している。ケース４は、第１開口部４ｐを閉塞する第１透明窓部材４ｕと、第２開口部４ｑを閉塞する第２透明窓部材４ｗとを含んでもよい。第１透明窓部材４ｕ及び第２透明窓部材４ｗは、光ビーム６に対して透明である。第１反射ミラー２０で反射された光ビーム６は、第１透明窓部材４ｕを通って、障害物検出装置１の周囲に出射される。障害物のような物体で拡散反射された光ビーム６は、第２透明窓部材４ｗを通って、第２反射ミラー３０に入射する。
【００４１】
図５に示されるように、障害物検出装置１は、制御部４０をさらに備えてもよい。制御部４０は、光偏向器１０（第２駆動部１７）と第１駆動部２４（第１モータ２５）とに通信可能に接続されている。
【００４２】
制御部４０は、光偏向器１０（第２駆動部１７）と第１駆動部２４（第１モータ２５）とを制御するように構成されている。制御部４０は、光偏向器１０が光ビーム６を第１周波数で第１軸１１まわりに円錐状に走査するように、光偏向器１０（第２駆動部１７）を制御している。制御部４０は、第１駆動部２４が第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０を第２周波数で第２軸２７まわりに回転させるように、第１駆動部２４を制御している。第１周波数は、第２周波数よりも大きい。第１周波数は、第２周波数と異なっているため、ウェッジプリズム１２の回転角である角度θと第１反射ミラー２０の回転角である角度φとの間の差は、時間的に変化する。第１周波数は、第２周波数の整数倍であってもよい。
【００４３】
制御部４０は、光源５に通信可能に接続されてもよい。制御部４０は、光源５を制御するように構成されてもよい。制御部４０は、例えば、光源５の発光タイミングまたは発光レートを制御するように構成されてもよい。制御部４０は、受光器３６に通信可能に接続されてもよい。制御部４０は、演算部４１を含んでもよい。演算部４１は、例えば、ＣＰＵまたはＧＰＵであってもよい。制御部４０は、受光器３６から、信号を受信する。演算部４１は、この信号を処理して、障害物検出装置１の周囲にある物体の位置及び形状を算出するように構成されている。
【００４４】
光偏向器１０で第１軸１１まわりに円錐状に走査された光ビーム６は、第１軸１１に同軸である第２軸２７まわりに回転する第１反射ミラー２０で反射される。そのため、光ビーム６は三次元的に走査され得る。また、障害物のような物体で拡散反射された光ビーム６は、第２軸２７まわりに回転する第２反射ミラー３０で反射されて、受光器３６に入射する。こうして、障害物検出装置１は、障害物検出装置１の周囲にある障害物の位置及び形状を検出することができる。
【００４５】
図６から図８を参照して、障害物検出装置１の作用の例を説明する。図６から図８に示される本実施の形態の例では、各パラメータは以下のように設定されている。光偏向器１０によって走査される光ビーム６の円錐の頂角２αは１６°である。第１角度β1及び第２角度β2は、４５°である。第２軸２７に垂直な平面（ｘｙ面）に射影された第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルは、当該平面（ｘｙ面）に射影された第２ミラー面３１の第２法線３１ｎの第２単位ベクトルに平行である。ケース４の正面方向（＋ｘ方向）からの第２反射ミラー３０の回転角は、ケース４の正面方向（＋ｘ方向）からの第１反射ミラー２０の回転角に等しく、角度φである。ｚ方向は垂直方向であり、ｘｙ面は水平面である。第１軸１１及び第２軸２７は、ｚ方向（垂直方向）に延在している。
【００４６】
図６に示されるように、第１角度β1は４５°であり、かつ、第１軸１１及び第２軸２７は垂直方向（ｚ方向）に延在しているため、第１反射ミラー２０で反射された光ビーム６は、水平方向（ｘｙ面に沿う方向）に進む。第１反射ミラー２０の回転角が角度φであるとき、光ビーム６は、ケース４の正面方向（＋ｘ方向）から、水平面（ｘｙ面）内に、第１反射ミラー２０の回転角である角度φだけ回転した主円周４３上の点４４の方向に出射される。すなわち、光ビーム６は、ケース４の正面方向（＋ｘ方向）から角度φの方位角の方向に出射される。
【００４７】
光ビーム６は、光偏向器１０によって、第１軸１１まわりに円錐状に走査される。そのため、光ビーム６は、点４４を中心とする副円周４５上の点４６に出射される。水平面（ｘｙ面）に対する点４４と点４６とを結ぶ直線の角度（仰俯角）γは、θ−φ＋９０°で与えられる。垂直方向（ｚ方向）における光ビーム６の走査角度は、光ビーム６の円錐の頂角２αの半分の角度（α）と、水平面（ｘｙ面）に対する点４４と点４６とを結ぶ直線の角度（仰俯角）γの正弦成分（sinγ）との積で与えられる。第２周波数を第１周波数と異ならせて、角度θと角度φとの間の差を時間的に変化させることによって、光ビーム６は垂直方向（ｚ方向）に走査され得る。
【００４８】
例えば、ウェッジプリズム１２の偏角αが８°であり、かつ、ウェッジプリズム１２がケース４の正面方向（＋ｘ方向）に対して第１反射ミラー２０と同じ向き（θ−φ＝０°）である場合には、角度（仰俯角）γは９０°（＝θ−φ＋９０°）となり、光ビーム６は、水平面（ｘｙ面）に対して正の垂直方向（＋ｚ方向）に８°傾いた直線上に位置する点に走査される。ウェッジプリズム１２の偏角αが８°であり、かつ、ウェッジプリズム１２がケース４の正面方向（＋ｘ方向）に対して第１反射ミラー２０と逆向き（θ−φ＝１８０°）である場合には、角度（仰俯角）γは２７０°（＝θ−φ＋９０°）となり、光ビーム６は、水平面（ｘｙ面）に対して負の垂直方向（−ｚ方向）に８°傾いた直線上に位置する点に走査される。
【００４９】
さらに、第１反射ミラー２０を、垂直軸（ｚ軸）である第２軸２７まわりに回転させることによって、光偏向器１０によって光ビーム６が走査される副円周４５は、水平面（ｘｙ面）内に、ケース４の死角４２を除いて、広角に走査され得る。第１周波数で光ビーム６を副円周４５に沿って走査しながら、第１周波数よりも小さな第２周波数で光ビーム６を垂直軸（ｚ軸）である第２軸２７まわりに走査する。こうして、障害物検出装置１は、光ビーム６を三次元的に走査して、障害物検出装置１の周囲にある物体の位置及び形状を三次元的に検出することができる。
【００５０】
ケース４の正面方向（＋ｘ方向）からの第２反射ミラー３０の回転角はケース４の正面方向（＋ｘ方向）からの第１反射ミラー２０の回転角に等しく、かつ、第２角度β2は第１角度β1に等しいため、光ビーム６が走査されている間、受光器３６の視野３６ｖの中心は、光ビーム６が走査される副円周４５の中心である点４４に一致する。光ビーム６が走査されている間、受光器３６の視野３６ｖは、光ビーム６が位置する副円周４５に同期して、水平面（ｘｙ面）内を移動し、光ビーム６が位置する副円周４５をカバーし続ける。光ビーム６が走査されている間、受光器３６は、障害物検出装置１の周囲にある物体で拡散反射された光ビーム６を受光し続けることができる。
【００５１】
図７に示される本実施の形態の一例では、ウェッジプリズム１２の回転速度は６０００ｒｐｍであり、第１反射ミラー２０の回転速度は６０ｒｐｍであり、光源５の発光レートは１ｋＨｚである。ウェッジプリズム１２の回転速度を６０００ｒｐｍであるため、光偏向器１０は、光ビーム６を、１００Ｈｚの第１周波数で、第１軸１１まわりに円錐状に走査している。第１反射ミラー２０の回転速度を６０ｒｐｍであるため、第１反射ミラー２０は、１Ｈｚの第２周波数で第２軸２７まわりに回転している。検出点の軌跡４７（図７を参照）は、光偏向器１０（ウェッジプリズム１２の回転）による光ビーム６の円錐状の走査のために、円の軌跡となる。第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０の回転により、軌跡４７が、水平面（ｘｙ面）内に、ケース４の死角４２（例えば、３０°）を除いて、広角に（例えば、３３０°の範囲にわたって）走査される。
【００５２】
図８に示される本実施の形態の一例は、図７に示される本実施の形態の一例と、光源５の発光レートの点で異なっている。図８に示される本実施の形態の一例では、光源５の発光レートは４ｋＨｚである。図８に示される例では、図７に示される例よりも、光源５の発光レートが高い。そのため、図８に示される例では、図７に示される例よりも、多くの地点を走査することができて、多くの検出点で物体を検出することができる。図８に示される本実施の形態の一例では、物体はより高い解像度で検出され得る。
【００５３】
本実施の形態の障害物検出装置１の効果を説明する。
本実施の形態の障害物検出装置１は、光偏向器１０と、第１反射ミラー２０と、第２反射ミラー３０と、受光器３６とを主に備える。光偏向器１０は、少なくとも一つの光ビーム６を第１軸１１まわりに円錐状に走査するように構成されている。第１反射ミラー２０は、光偏向器１０に対向して配置されており、かつ、第２軸２７まわりに回転可能である。第１反射ミラー２０は、少なくとも一つの光ビーム６を障害物検出装置１の周囲に向けて反射するように構成されている。第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１は、第１軸１１及び第２軸２７に対して傾いている。第２反射ミラー３０は、第１反射ミラー２０に対して光偏向器１０から遠位する側に配置されており、かつ、第２軸２７まわりに回転可能である。第２反射ミラー３０は、第２ミラー面３１で、障害物検出装置１の周囲にある物体で拡散反射された少なくとも一つの光ビーム６を受光器３６に向けて反射するように構成されている。第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１は、第２軸２７に対して第１ミラー面２１とは逆方向に傾いている。受光器３６は、第２反射ミラー３０で反射された少なくとも一つの光ビーム６を受光するように構成されている。第１反射ミラー２０と第２反射ミラー３０とは、同期して第２軸２７まわりに回転される。第２軸２７は、第１軸１１に同軸である。
【００５４】
障害物検出装置１の周囲にある物体で拡散反射された光ビーム６を受光器３６に向けて反射する機能は、第１反射ミラー２０とは別の第２反射ミラー３０が担っているため、第１反射ミラー２０は小型化され得る。第２軸２７は第１軸１１に同軸である。そのため、第１反射ミラー２０は小型化されても、第１反射ミラー２０は、光偏向器１０によって第１軸１１まわりに円錐状に走査された光ビーム６を、追加的な光学的損失なく、反射することができる。第１反射ミラー２０は小型化され得る。こうして、障害物検出装置１は小型化され得る。
【００５５】
障害物検出装置１は、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０を用いて光ビーム６を三次元的に走査して、障害物検出装置１の周囲にある物体の位置及び形状を検出することができる。第２軸２７は第１軸１１に同軸であるため、第１反射ミラー２０で反射された光ビーム６の走査方向を安定化させることができる。障害物検出装置１は、障害物検出装置１の周囲にある物体の位置及び形状を、高い精度で検出することができる。第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０は同期して第２軸２７まわりに回転するため、第２反射ミラー３０は、障害物検出装置１の周囲にある物体で拡散反射された光ビーム６を、低い光学的損失で、受光器３６に導くことができる。障害物検出装置１は、より高い精度で、障害物検出装置１の周囲にある物体の位置及び形状を検出することができる。障害物検出装置１の検出可能距離を伸ばすことができる。
【００５６】
本実施の形態の障害物検出装置１は、第１駆動部２４と、ケース４とをさらに備える。第１駆動部２４は、第１反射ミラー２０と第２反射ミラー３０とを同期して第２軸２７まわりに回転させるように構成されている。ケース４は、光偏向器１０と第１反射ミラー２０と第２反射ミラー３０と第１駆動部２４とを収容している。光偏向器１０と第１駆動部２４とは、互いに独立してケース４に取り付けられている。第１駆動部２４は、第１モータ２５と、第１モータ２５に連結されておりかつ第２軸２７まわりに回転可能なシャフト（第１シャフト２６）とを含む。第１反射ミラー２０と第２反射ミラー３０とは、シャフト（第１シャフト２６）に固定されている。第１モータ２５は、シャフト（第１シャフト２６）を第２軸２７まわりに回転させるように構成されている。
【００５７】
光偏向器１０と、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０を回転させる第１駆動部２４とは、互いに独立してケース４に取り付けられているため、光偏向器１０及び第１駆動部２４は小型化され得る。障害物検出装置１は小型化され得る。さらに、障害物検出装置１では特許文献１に開示されている高価な非接触給電部が不要となるため、障害物検出装置１のコストが低減され得る。
【００５８】
本実施の形態の障害物検出装置１では、第２軸２７に垂直な平面に射影された第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルは、平面に射影された第２ミラー面３１の第２法線３１ｎの第２単位ベクトルに実質的に平行である。そのため、第１反射ミラー２０から出射されて物体で拡散反射された光ビーム６がより低い光学的損失で、第２反射ミラー３０に入射され得る。障害物検出装置１の検出可能距離を伸ばすことができる。
【００５９】
本実施の形態の障害物検出装置１では、第２軸２７と第１ミラー面２１の第１法線２１ｎの第１単位ベクトルとの間の第１角度β1は、第２軸２７と第２ミラー面３１の第２法線３１ｎの第２単位ベクトルとの間の第２角度β2に実質的に等しい。そのため、第１反射ミラー２０から出射されて物体で拡散反射された光ビーム６がより低い光学的損失で、第２反射ミラー３０に入射され得る。障害物検出装置１の検出可能距離を伸ばすことができる。
【００６０】
第２ミラー面３１は、第１ミラー面２１よりも大きい開口径（面積）を有している。そのため、第１反射ミラー２０から出射されて物体で拡散反射された光ビーム６がより低い光学的損失で、第２反射ミラー３０に入射され得る。障害物検出装置１の検出可能距離を伸ばすことができる。
【００６１】
本実施の形態の障害物検出装置１では、光偏向器１０は、第１軸１１まわりに回転可能なウェッジプリズム１２と、ウェッジプリズム１２を第１軸１１まわりに回転させるように構成されている第２駆動部１７とを含む。そのため、障害物検出装置１が小型化され得る。
【００６２】
本実施の形態の障害物検出装置１は、光偏向器１０と第１駆動部２４とを制御するように構成されている制御部４０をさらに備える。制御部４０は、光偏向器１０が少なくとも一つの光ビーム６を第１周波数で第１軸１１まわりに円錐状に走査するように、光偏向器１０を制御している。制御部４０は、第１駆動部２４が第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０を第２周波数で第２軸２７まわりに回転させるように、第１駆動部２４を制御している。第１周波数は、第２周波数よりも大きい。そのため、障害物検出装置１が小型化され得る。
【００６３】
本実施の形態の障害物検出装置１では、光偏向器１０は、第１反射ミラー２０の第１ミラー面２１及び第２反射ミラー３０の第２ミラー面３１よりも小さな開口径を有している。相対的に小さなサイズを有する光偏向器１０が第１周波数で高速に駆動されるのに対し、相対的に大きなサイズを有する第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０が第２周波数で低速に駆動される。そのため、光偏向器１０、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０を駆動するために必要な駆動力が低減され得る。障害物検出装置１の消費電力が低減され得る。障害物検出装置１に機械的な劣化及び損傷が発生することが抑制され得る。障害物検出装置１の寿命が延びる。
【００６４】
実施の形態２．
図９を参照して、実施の形態２の障害物検出装置１ｂを説明する。本実施の形態の障害物検出装置１ｂは、実施の形態１の障害物検出装置１と同様の構成を備えるが、光偏向器１０ｂの構成並びに光源５及びコリメータレンズ８の配置の点で主に異なる。
【００６５】
本実施の形態では、光偏向器１０ｂは、回転可能な光偏向ミラー５０と、光偏向ミラー５０を回転させるように構成されている第２駆動部１７とを含む。光偏向ミラー５０の回転軸は、光偏向器１０ｂに入射する光ビーム６の光軸７と第１軸１１との間の角度を二等分する線に平行に延在している。光偏向ミラー５０の第３ミラー面５１の法線は、例えばα／４の角度だけ、光偏向ミラー５０の回転軸に対して傾いている。
【００６６】
第２駆動部１７は、例えば、第２モータである。第２駆動部１７は、ケース４の支持部４ｈに支持されている。第２駆動部１７は、第２シャフト１８を回転させるように構成されている。第２シャフト１８は、光偏向ミラー５０と第２駆動部１７とに連結されている。第２シャフト１８は、光偏向ミラー５０の回転軸に平行に延在している。第２駆動部１７が第２シャフト１８を回転させると、光偏向ミラー５０は回転する。光偏向ミラー５０は、光ビーム６を、第１軸１１まわりに頂角２αの円錐状に走査する。
【００６７】
光源５及びコリメータレンズ８は、ケース４の背面板４ｇに支持されている。コリメータレンズ８を保持するレンズホルダ９は、ケース４の背面板に固定されている。光源５は、光ビーム６を＋ｘ方向（例えば、水平方向）に出射する。
【００６８】
本実施の形態の障害物検出装置１ｂの効果は、実施の形態１の障害物検出装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００６９】
本実施の形態では、光偏向器１０ｂは、回転可能な光偏向ミラー５０と、光偏向ミラー５０を回転させるように構成されている第２駆動部１７とを含む。軸受１４、第１ギア１５及び第２ギア１６（図２を参照）のような動力伝達部材が不要になる。障害物検出装置１ｂは、小型化され、かつ、高い信頼性を有する。
【００７０】
実施の形態３．
図１０を参照して、実施の形態３の障害物検出装置１ｃを説明する。本実施の形態の障害物検出装置１ｃは、実施の形態２の障害物検出装置１ｂと同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、以下の点で主に異なる。
【００７１】
本実施の形態では、光偏向器１０ｃは、ＭＥＭＳミラー部材５５を含む。光偏向器１０ｃは、ＭＥＭＳミラー部材５５を支持する支持部５６をさらに含む。支持部５６は、ケース４の底板４ａから突出する支持部４ｉの傾斜面上に固定されている。
【００７２】
本実施の形態は、実施の形態２よりも、大きなサイズを有する可動部材（例えば、回転可能な光偏向ミラー５０、第２モータのような第２駆動部１７（図９を参照））の数が減少する。障害物検出装置１ｃは、小型化され、かつ、高い信頼性を有する。また、ＭＥＭＳミラー部材５５は、実施の形態２の回転可能な光偏向ミラー５０（図９を参照）よりも高速に動作し得る。そのため、障害物検出装置１ｃは、光ビーム６をより高速に走査することができるため、より高いフレームレートで、物体の位置及び形状を検出することができる。障害物検出装置１ｃのフレームレートが一定である場合には、障害物検出装置１ｃは、物体をより高い解像度で検出することができる。
【００７３】
なお、本明細書において、フレームレートは、光ビーム６が走査開始方向に走査される走査開始時点から、光ビーム６が再び走査開始方向に走査される時点までの間の時間の逆数として与えられる。本実施の形態では、光偏向器１０が光ビーム６を第１軸１１まわりに円錐状に走査する周波数である第１周波数は、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０が第２軸２７まわりに回転する周波数である第２周波数の整数倍であり、フレームレートは第２周波数で与えられる。
【００７４】
実施の形態４．
図１１を参照して、実施の形態４の障害物検出装置１ｄを説明する。本実施の形態の障害物検出装置１ｄは、実施の形態３の障害物検出装置１ｃと同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、光偏向器１０ｄの構成の点で主に異なる。
【００７５】
本実施の形態では、光偏向器１０ｄに含まれるＭＥＭＳミラー部材５５ｄの開口径（大きさ）は、少なくとも一つの光ビーム６の直径よりも小さい。ＭＥＭＳミラー部材５５ｄは、ＭＥＭＳミラー部材５５ｄに入射する光ビーム６の一部を、第１反射ミラー２０に入射させる。本実施の形態のＭＥＭＳミラー部材５５ｄ、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０は、実施の形態３のＭＥＭＳミラー部材５５、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０よりも小型化され得る。障害物検出装置１ｄは、小型化され得る。
【００７６】
実施の形態５．
図１２を参照して、実施の形態５の障害物検出装置１ｅを説明する。本実施の形態の障害物検出装置１ｅは、実施の形態３の障害物検出装置１ｃと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
【００７７】
本実施の形態では、少なくとも一つの光ビーム６は、複数の光ビーム６である。光源５ｅは、複数の光ビーム６を出射するように構成されている。光源５ｅは、例えば、複数の発光部５８を含む。光源５ｅは、例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイである。コリメータレンズ８は、コリメータレンズアレイである。コリメータレンズアレイは、複数の光ビーム６の各々を、コリメートする。光偏向器１０ｅに含まれるＭＥＭＳミラー部材５５ｅは、複数のＭＥＭＳミラーを含んでいる。複数のＭＥＭＳミラーは、複数の光ビーム６をそれぞれ第１軸１１まわりに円錐状に走査するように構成されている。
【００７８】
制御部４０は、光偏向器１０ｅ（複数のＭＥＭＳミラー）が複数の光ビーム６を第１周波数で第１軸１１まわりに円錐状に走査するように、光偏向器１０ｅ（複数のＭＥＭＳミラー）を制御している。制御部４０は、複数の発光部５８の発光タイミングが互いに異なるように、光源５ｅを制御している。そのため、複数の光ビーム６が複数のＭＥＭＳミラーに入射するタイミングは、互いに異なっている。
【００７９】
本実施の形態の障害物検出装置１ｅの効果は、実施の形態３の障害物検出装置１ｃの効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００８０】
本実施の形態の障害物検出装置１ｅでは、少なくとも一つの光ビーム６は、複数の光ビーム６である。ＭＥＭＳミラー部材５５ｅは、複数の光ビーム６をそれぞれ第１軸１１まわりに円錐状に走査するように構成されている複数のＭＥＭＳミラーを含む。複数の光ビーム６が複数のＭＥＭＳミラーに入射するタイミングは、互いに異なっている。そのため、複数の光ビーム６は、互いに異なる地点に走査される。障害物検出装置１ｅは、物体をより高い解像度で検出することができる。
【００８１】
実施の形態６．
図１から図６及び図１３を参照して、実施の形態６の障害物検出装置１を説明する。本実施の形態の障害物検出装置１は、実施の形態１の障害物検出装置１と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
【００８２】
本実施の形態では、制御部４０は、光偏向器１０が少なくとも一つの光ビーム６を第１周波数で第１軸１１まわりに円錐状に走査するように、光偏向器１０を制御している。制御部４０は、第１駆動部２４が第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０を第２周波数で第２軸２７まわりに回転させるように、第１駆動部２４を制御している。第１周波数は、第２周波数の非整数倍である。
【００８３】
図１３を参照して、本実施の形態の作用の一例を説明する。本実施の形態の一例では、ウェッジプリズム１２の回転速度は６００３ｒｐｍであり、第１反射ミラー２０の回転速度は６０ｒｐｍであり、光源５の発光レートは１ｋＨｚである。ウェッジプリズム１２の回転速度を６００３ｒｐｍであるため、光偏向器１０は、光ビーム６を、１００．０５Ｈｚの第１周波数で、第１軸１１まわりに円錐状に走査している。第１反射ミラー２０の回転速度を６０ｒｐｍであるため、第１反射ミラー２０は、１Ｈｚの第２周波数で第２軸２７まわりに回転している。第１周波数は、第２周波数の非整数倍である。図１３に示されるように、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０が回転する度に、検出点の位置が少しずつずれる。光ビーム６はより高い密度で走査されて、物体はより高い解像度で検出され得る。
【００８４】
本実施の形態の障害物検出装置１の効果は、実施の形態１の障害物検出装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００８５】
本実施の形態の障害物検出装置１では、制御部４０は、光偏向器１０が少なくとも一つの光ビーム６を第１周波数で第１軸１１まわりに円錐状に走査するように、光偏向器１０を制御している。制御部４０は、第１駆動部２４が第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０を第２周波数で第２軸２７まわりに回転させるように、第１駆動部２４を制御している。第１周波数は、第２周波数の非整数倍である。そのため、第１反射ミラー２０及び第２反射ミラー３０が回転する度に、検出点の位置が少しずつずれる。障害物検出装置１は、物体をより高い解像度で検出することができる。
【００８６】
今回開示された実施の形態１−６はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１−６の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００８７】
１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  障害物検出装置、４  ケース、４ａ  底板、４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ  平板、４ｆ  頂板、４ｇ  背面板、４ｈ，４ｉ  支持部、４ｐ  第１開口部、４ｑ  第２開口部、４ｕ  第１透明窓部材、４ｗ  第２透明窓部材、５，５ｅ  光源、６  光ビーム、７  光軸、８  コリメータレンズ、９  レンズホルダ、１０，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ  光偏向器、１１  第１軸、１２  ウェッジプリズム、１２ａ  頂面、１３  プリズムホルダ、１４  軸受、１５  第１ギア、１６  第２ギア、１７  第２駆動部、１８  第２シャフト、２０  第１反射ミラー、２１  第１ミラー面、２１ｎ  第１法線、２４  第１駆動部、２５  第１モータ、２６  第１シャフト、２７  第２軸、３０  第２反射ミラー、３１  第２ミラー面、３１ｎ  第２法線、３５  集光レンズ、３６  受光器、３６ｖ  視野、４０  制御部、４１  演算部、４２  死角、４３  主円周、４４  点、４６  点、４５  副円周、４７  軌跡、５０  光偏向ミラー、５１  第３ミラー面、５５，５５ｄ，５５ｅ  ミラー部材、５６  支持部、５８  発光部。
【要約】
障害物検出装置（１）は、光偏向器（１０）と、第１反射ミラー（２０）と、第２反射ミラー（３０）と、受光器（３６）とを主に備える。第１反射ミラー（２０）は、光偏向器（１０）に対向して配置されている。第２反射ミラー（３０）は、第１反射ミラー（２０）に対して光偏向器（１０）から遠位する側に配置されている。光偏向器（１０）は、光ビーム（６）を第１軸（１１）まわりに円錐状に走査する。第１反射ミラー（２０）と第２反射ミラー（３０）とは同期して第２軸（２７）まわりに回転駆動される。第２軸（２７）は、第１軸（１１）に同軸である。【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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