(57)【要約】【課題】物体までの距離が変化しても、適正に距離を取得可能なレーザレーダを提供する。【解決手段】レーザレーダ３００は、レーザ光源４０１と、レーザ光のビーム形状を整形するビーム整形レンズ４０２と、ビーム整形レンズ４０２を透過したレーザ光を目標領域において走査させるミラーアクチュエータ１と、目標領域において反射された反射光を集光する受光レンズ５０２と、受光レンズ５０２により集光された反射光を受光する光検出器５０３とを備える。ＤＳＰ６０７は、光検出器５０３から出力される信号に基づいて物体までの距離を測定し、測定した物体までの距離に応じて、レーザ光源４０１とビーム整形レンズ４０２との間の距離を変化させる。【選択図】図１７
2013130531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光のビーム形状を整形するビーム整形レンズと、
前記ビーム整形レンズを透過した前記レーザ光を目標領域において走査させる走査部と、
前記目標領域において反射された反射光を集光する集光素子と、
前記集光素子により集光された前記反射光を受光する光検出器と、
前記レーザ光源と前記ビーム整形レンズとの間の距離を調整するフォーカス調整部と、
前記光検出器から出力される信号に基づいて物体までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離測定部によって測定された前記物体までの距離に応じて前記フォーカス調整部を制御し、前記レーザ光源と前記ビーム整形レンズとの間の距離を変化させるフォーカス制御部と、を備える、
ことを特徴とするレーザレーダ。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザレーダにおいて、
前記フォーカス制御部は、前記距離測定部によって測定された複数の物体までの距離のうち、最も遠距離の物体の距離に応じて、前記フォーカス調整部を制御する、
ことを特徴とするレーザレーダ。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザレーダにおいて、
前記フォーカス制御部は、前記距離測定部によって測定された複数の物体までの距離のうち、最も近距離の物体の距離に応じて、前記フォーカス調整部を制御する、
ことを特徴とするレーザレーダ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
前記フォーカス制御部は、前記距離測定部によって測定された前記物体までの距離が所定の距離だけ変化したとき、前記レーザ光源と前記ビーム整形レンズとの間の距離を変化させる、
ことを特徴とするレーザレーダ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
前記フォーカス調整部は、
前記ビーム整形レンズを収容するレンズホルダと、
前記レーザ光源と前記レンズホルダを収容するレーザホルダと、
前記レンズホルダを前記レーザ光源と前記ビーム整形レンズの並び方向に移動させる駆動部とを備える、
ことを特徴とするレーザレーダ。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項に記載のレーザレーダにおいて、
前記レーザ光源と、前記ビーム整形レンズと、前記集光素子と、前記光検出器は、前記反射光の進行方向に一列に並ぶように配される、
ことを特徴とするレーザレーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標領域にレーザ光を照射したときの反射光をもとに目標領域の状況を検出するレーザレーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物への侵入検知等のセキュリティ用途として、レーザレーダが用いられている。一般に、レーダレーダは、レーザ光を目標領域内でスキャンさせ、各スキャン位置における反射光の有無から、各スキャン位置における物体の有無を検出する。さらに、各スキャン位置におけるレーザ光の照射タイミングから反射光の受光タイミングまでの所要時間をもとに、各スキャン位置における物体までの距離が検出される（特許文献１）。
【０００３】
目標領域からの反射光は、レーザレーダ内の光検出器によって受光される。光検出器からは、受光光量に応じた大きさの信号が出力される。この信号が所定の閾値を超えると、当該スキャン位置に物体が存在すると判定される。また、この信号が前記閾値を超えたタイミングが反射光の受光タイミングとされて、上記のように、当該スキャン位置における物体までの距離が計測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成において、レーザ光は、所定の距離の位置で焦点を結ぶようにして、目標領域に出射される。しかし、目標領域における物体は、焦点距離から外れた位置へと移動することが起こり得る。この場合、この物体には、収差によりビーム形状が不明瞭となったレーザ光が照射される。このため、この物体に対する検出精度が低下する惧れがある。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、物体までの距離が変化しても、適正に距離を取得可能なレーザレーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主たる局面に係るレーザレーダは、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光のビーム形状を整形するビーム整形レンズと、前記ビーム整形レンズを透過した前記レーザ光を目標領域において走査させる走査部と、前記目標領域において反射された反射光を集光する集光素子と、前記集光素子により集光された前記反射光を受光する光検出器と、前記レーザ光源と前記ビーム整形レンズとの間の距離を調整するフォーカス調整部と、前記光検出器から出力される信号に基づいて物体までの距離を測定する距離測定部と、前記距離測定部によって測定された前記物体までの距離に応じて前記フォーカス調整部を制御し、前記レーザ光源と前記ビーム整形レンズとの間の距離を変化させるフォーカス制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、物体までの距離が変化しても、適正に距離を取得可能なレーザレーダを提供することができる。
【０００９】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。
ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係るミラーアクチュエータの分解斜視図を示す図である。
【図２】実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。
【図３】実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。
【図４】実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。
【図５】実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。
【図６】実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。
【図７】実施の形態に係るミラーアクチュエータを示す図である。
【図８】実施の形態に係るレーザレーダの構成を示す図である。
【図９】実施の形態に係るレーザユニットの構成を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る受光ユニットの分解斜視図を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る受光ユニットの組立過程を示す図である。
【図１２】実施の形態に係るレーザレーダの組立過程を示す図である。
【図１３】実施の形態に係るレーザレーダの組立過程を示す図である。
【図１４】実施の形態に係るレーザレーダの構成を示す図である。
【図１５】実施の形態に係るレーザユニットのフォーカス調整の作用を示す図である。
【図１６】実施の形態に係るサーボ光学系の構成および作用を説明する図である。
【図１７】実施の形態に係るレーザレーダの回路構成を示す図である。
【図１８】実施の形態に係るレーザ光の走査制御を説明する図である。
【図１９】実施の形態に係るレーザ光の焦点距離と物体の距離を示す図である。
【図２０】実施の形態に係るレーザ光の物体の距離に応じたビーム形状を示す図である。
【図２１】実施の形態に係るフォーカス位置テーブルを示す図である。
【図２２】実施の形態に係るフォーカス制御の流れを示す図である。
【図２３】変更例に係るフォーカス制御の流れを示す図である。
【図２４】変更例に係るレーザユニットの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係るミラーアクチュエータ１の分解斜視図である。図示の如く、ミラーアクチュエータ１は、インナーユニット１０と、アウターユニット２０を備えている。
【００１３】
図２は、ミラーアクチュエータ１のインナーユニット１０の分解斜視図である。図示の如く、インナーユニット１０は、インナーユニットフレーム１１と、パンシャフト１２と、パンマグネットユニット１３、１４と、チルトマグネットユニット１５、１６と、パンコイルユニット１７、１８と、サスペンションワイヤー１９ａ〜１９ｄとを備えている。
【００１４】
インナーユニットフレーム１１は、パンシャフト１２を回動可能に指示する枠部材である。インナーユニットフレーム１１は、正面視において長方形の輪郭を有している。インナーユニットフレーム１１には、左右に並ぶ軸孔１１ａと、上下に並ぶ軸孔１１ｂが形成されている。軸孔１１ａは、左右の側面の中心位置に配置され、軸孔１１ｂは、上下の側面の中心に配置されている。軸孔１１ａには、軸受け１１ｃが嵌め込まれ、軸孔１１ｂには、軸受け１１ｄが嵌め込まれる。
【００１５】
パンシャフト１２には、パンコイル１７１、１８１（図３参照）とＬＥＤ１２２を電気
的に接続する導線を通すための孔１２ａと、ミラー１２３を嵌め込むための段部１２ｂが形成されている。また、パンシャフト１２内は、パンコイル１７１、１８１とＬＥＤ１２２を電気的に接続する導線を通すため、空洞となっている。パンシャフト１２は、後述するように、ミラー１２３をＰａｎ方向に回動させる回転軸として利用される。
【００１６】
パンシャフト１２の裏側にはＬＥＤ１２２が装着されている。ＬＥＤ１２２は、拡散タイプ（広指向タイプ）であり、広い範囲に光を拡散させることができる。ＬＥＤ１２２からの拡散光は、後述するように、走査用のレーザ光の目標領域内での走査位置を検出するために利用される。ＬＥＤ１２２は、ＬＥＤ基板１２１に取り付けられている。ＬＥＤ基板１２１は、後方向から、パンシャフト１２に取り付けられる。
【００１７】
パンマグネットユニット１３、１４は、それぞれ、インナーユニットフレーム１１の上面および下面に装着され、チルトマグネットユニット１５、１６は、それぞれ、インナーユニットフレーム１１の左右の側面に装着される。また、パンコイルユニット１７、１８は、それぞれ、パンシャフト１２の上下の端部に装着される。パンコイルユニット１７、１８に配されたパンコイル１７１、１８１（図２には図示せず、図３参照）に電流を流入すると、パンマグネット１３１、１４１とパンコイル１７１、１８１との間に生じる電磁駆動力によって、パンシャフト１２は回転方向に駆動される。さらに、インナーユニットフレーム１１の下面には、サスペンションワイヤー１９ａ〜１９ｄの端部を固定するためのサスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２が装着される。
【００１８】
図３は、パンコイルユニット１７の構成を示す図である。図３（ａ）は、パンコイルユニット１７を下側から見たときの分解斜視図、図３（ｂ）は、パンコイルホルダ１７２を上側から見たときの斜視図、図３（ｃ）は、パンコイルユニット１７を上側から見たときの斜視図である。なお、パンコイルユニット１８の構成はパンコイルユニット１７と略同じであるため、図３には、パンコイルユニット１７の各部の番号とともに、これらに対応するパンコイルユニット１８の各部の番号が付されている。ここでは、便宜上、パンコイルユニット１７について説明する。
【００１９】
図３（ａ）を参照して、パンコイルユニット１７は、パンコイル１７１と、パンコイルホルダ１７２と、ヨーク１７３と、サスペンションワイヤー固定基板１７４を備えている。
【００２０】
パンコイルホルダ１７２は、樹脂材料からなっている。パンコイルホルダ１７２には、４つのパンコイル装着部１７２ａが設けられている。パンコイル装着部１７２ａは、上下に貫通する略扇形の開口の周りに壁が形成された構成となっている。これら４つのパンコイル装着部１７２ａには、それぞれ、パンコイル１７１が壁に沿って巻回されるようにして固着される。４つのパンコイル１７１は、略扇形の同じ形状を有している。４つのパンコイル１７１が、それぞれ、対応するパンコイル装着部１７２ａに装着されると、パンコイル１７１全体の輪郭は、平面視において略円形形状になる。この状態で、４つのパンコイル１７１は、扇形の辺が互いに隣接するように、円周方向に均等に並ぶ。４つのパンコイル１７１は、一続きとなっており、ミラーアクチュエータ１が組み立てられた状態において電流を流入することにより、それぞれのパンコイル１７１に同じ回転方向の電磁駆動力が発生するよう、巻き方向が調整されている。
【００２１】
また、パンコイルホルダ１７２の中央には、パンシャフト１２の端部を通すための軸孔１７２ｂが設けられている。また、ヨーク１７３の中央には、パンシャフト１２の端部１２ｄを通すための軸孔１７３ａが設けられている。ヨーク１７３は、対向するパンマグネット１３１の磁界の作用を強める。
【００２２】
また、パンコイルホルダ１７２の隅は台状に盛り上がっており、この部分に、サスペンションワイヤー１９ａ、１９ｂを通すための２つのワイヤー孔１７２ｃと、サスペンションワイヤー１９ｃ、１９ｄを通すための２つのワイヤー孔１７２ｄが形成されている。ワイヤー孔１７２ｃ、１７２ｄは、上下に貫通している。サスペンションワイヤー固定基板１７４は、長方形の薄板形状を有している。
【００２３】
サスペンションワイヤー固定基板１７４は、ガラスエポキシ樹脂からなっている。サスペンションワイヤー固定基板１７４には、ワイヤー孔１７２ｃ、１７２ｄに対応する位置に、サスペンションワイヤー１９ａ、１９ｂを通すための２つの端子穴１７４ｂと、サスペンションワイヤー１９ｃ、１９ｄを通すための２つの端子穴１７４ｃが形成されている。端子穴１７４ｂ、１７４ｃは、上下に貫通している。また、図３（ｃ）に示すように、サスペンションワイヤー固定基板１７４上面の端子穴１７４ｂ、１７４ｃの周りには、半田を載せるための凹部が形成されている。
【００２４】
また、パンコイルホルダ１７２の上面には、図３（ｂ）に示すように、円柱状の凸部１７２ｅ、１７２ｆが形成されている。ヨーク１７３には、凸部１７２ｅに対応する位置に、２つの孔１７３ｂが形成されている。凸部１７２ｅに孔１７３ｂが通されることにより、ヨーク１７３がパンコイルホルダ１７２に位置決めされる。この状態で、ヨーク１７３がパンコイルホルダ１７２の上面に接着固定される。
【００２５】
サスペンションワイヤー固定基板１７４には、凸部１７２ｆに対応する位置に、２つの孔１７４ａが形成されている。サスペンションワイヤー固定基板１７４は、凸部１７２ｆに孔１７４ａが通されることにより、パンコイルホルダ１７２に対して位置決めされる。この状態で、サスペンションワイヤー固定基板１７４が、パンコイルホルダ１７２の上面に接着固定される。これにより、図３（ｃ）に示すパンコイルユニット１７が完成する。
【００２６】
この状態で、パンコイルホルダ１７２の軸孔１７２ｂの位置は、ヨーク１７３の軸孔１７３ａの位置に合わされる。また、パンコイルホルダ１７２のワイヤー孔１７２ｃの位置は、サスペンションワイヤー固定基板１７４の端子穴１７４ｂの位置に合わされ、パンコイルホルダ１７２のワイヤー孔１７２ｄの位置は、サスペンションワイヤー固定基板１７４の端子穴１７４ｃの位置に合わされる。
【００２７】
パンコイルユニット１８は、パンコイルユニット１７と略同様にして構成されている。ただし、パンコイルユニット１８のサスペンションワイヤー固定基板１８４には、サスペンションワイヤー１９ａ〜１９ｄが通されないため、パンコイルホルダ１８２にはワイヤー孔が設けられておらず、また、サスペンションワイヤー固定基板１８４には端子穴が設けられない。
【００２８】
図２を参照して、インナーユニット１０の組立時には、まず、パンシャフト１２が、軸孔１１ｂに通され、インナーユニットフレーム１１内に収容される。そして、パンシャフト１２の段部１２ｂにミラー１２３が嵌め込まれ、パンシャフト１２の両端の軸に軸受け１１ｄが取り付けられる。そして、この状態で、２つの軸受け１１ｄが、インナーユニットフレーム１１に形成された軸孔１１ｂに嵌め込まれる。また、チルトシャフト２５、２６（図１参照）のための２つの軸受け１１ｃが、インナーユニットフレーム１１に形成された軸孔１１ａに嵌め込まれる。これにより、図４（ａ）に示す組立体が完成する。なお、図４（ａ）〜（ｄ）では、便宜上、ミラー１２３が図示省略されている。また、図４（ａ）の状態において、インナーユニットフレーム１１の下面には、上記のように、サスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２が装着されている（図示省略）。
【００２９】
その後、図４（ｂ）のように、パンマグネットユニット１３が、インナーユニットフレ
ーム１１の上面に装着される。パンマグネットユニット１３は、リング状のパンマグネット１３１（図２参照）がパンマグネットホルダ１３２に接着されることにより構成されている。パンマグネット１３１は、周方向に４つの磁極領域に均等に区分されている。隣り合う磁極領域の磁極は、互いに異なっている。パンマグネットユニット１３の装着時には、パンマグネットホルダ１３２が、インナーユニットフレーム１１上面の溝に嵌め込まれた状態で、ネジ１３ａ、１３ｂがインナーユニットフレーム１１の上面に螺着される。同様にして、パンマグネットユニット１３と同様の構成を有するパンマグネットユニット１４が、ネジ１４ａ、１４ｂ（図２参照）により、インナーユニットフレーム１１の下面に固着される。
【００３０】
そして、図４（ｃ）に示すように、インナーユニットフレーム１１の左右の側面にチルトマグネットユニット１５、１６が装着される。チルトマグネットユニット１５、１６は、それぞれ、リング状のチルトマグネット１５１、１６１がチルトマグネットホルダ１５２、１６２に接着されることにより構成されている。チルトマグネット１５１、１６１（図２参照）は、それぞれ、周方向に４つの磁極領域に均等に区分されている。隣り合う磁極領域の磁極は、互いに異なっている。チルトマグネットユニット１６の装着時には、チルトマグネットホルダ１６２が、インナーユニットフレーム１１の右側側面に形成された溝に嵌め込まれた状態で、ネジ１６ａ、１６ｂがインナーユニットフレーム１１の右側面に螺着される。同様にして、チルトマグネットユニット１５が、ネジ１５ａ、１５ｂ（図２参照）によりインナーユニットフレーム１１に固着される。
【００３１】
次に、パンコイルユニット１７、１８が、パンシャフト１２の両端に嵌め込まれるようにして、それぞれ、パンシャフト１２の両端に装着される。これにより、図４（ｄ）の組立体が完成する。この状態において、パンコイルユニット１７、１８は、パンシャフト１２と一体的に回動可能となる。なお、パンコイルユニット１７、１８のパンコイル１７１、１８１は、電流が流入することによりパンシャフト１２に回転方向の電磁駆動力が生じるように配置される。
【００３２】
この状態で、図５（ｂ）に示すように、サスペンションワイヤー１９ａ、１９ｂが、サスペンションワイヤー固定基板１７４の端子穴１７４ｂと、パンコイルホルダ１７２のワイヤー孔１７２ｃを介して、サスペンションワイヤー固定基板１９１の端子穴１９１ａに通される。同様に、サスペンションワイヤー固定基板１７４の端子穴１７４ｃと、パンコイルホルダ１７２のワイヤー孔１７２ｄを介して、サスペンションワイヤー固定基板１９２の端子穴１９２ａに通される。サスペンションワイヤー１９ａ〜１９ｄは、それぞれ、パンコイル１７１、１８１と、ＬＥＤ１２２に電流を供給するための導線とともにサスペンションワイヤー固定基板１７４、１９１、１９２に半田付けられる。なお、サスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２には、端子穴１９１ａ、１９２ａの他に、端子穴１９１ｂ、１９２ｂが形成されている。また、端子穴１９１ａと端子穴１９１ｂは導電パターンによって電気的に接続され、端子穴１９２ａと端子穴１９２ｂは導電パターンによって電気的に接続されている。
【００３３】
こうして、図５に示すように、インナーユニット１０の組立が完了する。図５（ａ）は、組み立てられたインナーユニット１０を前側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は、組み立てられたインナーユニット１０を後側から見た斜視図である。この状態で、ミラー１２３は、パンシャフト１２の周りにＰａｎ方向に回動可能となる。なお、パンコイルユニット１７、１８は、ミラー１２３のＰａｎ方向の回動に伴って、Ｐａｎ方向に回動する。他方、サスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２は、インナーユニット１０の下面に固着されているため、ミラー１２３のＰａｎ方向の回動に伴って、Ｐａｎ方向に回動しない。
【００３４】
図１に戻り、アウターユニット２０は、アクチュエータフレーム２１と、チルトコイルユニット２２、２３と、サーボユニット２４と、チルトシャフト２５、２６と、サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄとを備えている。
【００３５】
図６を参照して、アクチュエータフレーム２１は、前方が開いた枠部材からなっている。アクチュエータフレーム２１の左右の側面の中央には、チルトシャフト２５、２６を通すための軸孔２１ａ、２１ｄが形成されている。また、アクチュエータフレーム２１の左右の側面には、チルトコイルユニット２２、２３を固定するためのネジ穴２１ｂ、２１ｃ、２１ｅ、２１ｆが形成されている。また、アクチュエータフレーム２１の後側面には、サーボユニット２４のピンホール箱２４４を通すための開口２１ｇと、サーボユニット２４を固定するためのネジ穴２１ｈ、２１ｉが形成されている。また、アクチュエータフレーム２１の後側面には、後述する保持枠３１０にミラーアクチュエータ１を固定するためのネジ穴２１ｊ、２１ｋが形成されている。
【００３６】
図６（ｂ）は、チルトコイルユニット２２の構成を示す図である。なお、チルトコイルユニット２３の構成はチルトコイルユニット２２と同じであるため、図６には、チルトコイルユニット２２の各部の番号とともに、これらに対応するチルトコイルユニット２３の各部の番号が付されている。ここでは、便宜上、チルトコイルユニット２３について説明する。
【００３７】
図６（ｂ）を参照して、チルトコイルユニット２２は、チルトコイル２２１と、チルトコイルホルダ２２２とを備えている。
【００３８】
チルトコイルホルダ２２２は、樹脂材料からなっている。チルトコイルホルダ２２２には、４つのチルトコイル装着部２２２ａが設けられている。チルトコイル装着部２２２ａは、上下に貫通する略扇形の開口の周りに壁が形成された構成となっている。これら４つのチルトコイル装着部２２２ａには、それぞれ、チルトコイル２２１が壁に沿って巻回されるようにして固着される。４つのチルトコイル２２１は、略扇形の同じ形状を有している。４つのチルトコイル２２１が、それぞれ、対応するチルトコイル装着部２２２ａに装着されると、チルトコイル２２１全体の輪郭は、平面視において略円形形状になる。この状態で、４つのチルトコイル２２１は、扇形の辺が互いに隣接するように、円周方向に均等に並ぶ。４つのチルトコイル２２１は、一続きとなっており、ミラーアクチュエータ１が組み立てられた状態において電流を流入することによりそれぞれのチルトコイル２２１とチルトマグネットユニット１５との間に同じ回転方向の電磁駆動力が発生するよう、巻き方向が調整されている。
【００３９】
チルトコイルホルダ２２２の中央には、チルトシャフト２５を通すための円形の軸孔２２２ｂが設けられている。また、チルトコイルホルダ２２２の両端には、アクチュエータフレーム２１に固定するためのネジ孔２２２ｃ、２２２ｄが形成されている。
【００４０】
チルトコイルユニット２３は、チルトコイルユニット２２と同様にして構成されている。ここでは、各部の詳細な説明は省略する。
【００４１】
また、図６（ｃ）を参照して、サーボユニット２４は、ＰＳＤ基板２４１と、ＰＳＤ２４２と、バンドパスフィルタ２４３と、ピンホール箱２４４とを備えている。
【００４２】
ＰＳＤ基板２４１には、ＰＳＤ基板２４１をアクチュエータフレーム２１に固定するための２つのネジ孔２４１ａ、２４１ｂが形成されている。ＰＳＤ基板２４１の背面には、サスペンションワイヤー２７ａ、２７ｂを通すための２つの端子穴２４１ｃ（図６（ｃ）には図示せず。図７（ｂ）参照）が形成されている。また、ＰＳＤ基板２４１の背面には
、サスペンションワイヤー２７ｃ、２７ｄを通すための２つの端子穴２４１ｄ（図６（ｃ）には図示せず。図７（ｂ）参照）が形成されている。ＰＳＤ基板２４１には、ＰＳＤ２４２が装着されている。ＰＳＤ２４２は、サーボ光の受光位置に応じた信号を出力する。
【００４３】
バンドパスフィルタ２４３は、ＬＥＤ１２２から出射される波長帯域の光のみを透過し、それ以外の波長帯域の迷光を除去する。バンドパスフィルタ２４３は、ＰＳＤ２４２の表面に取り付けられ、接着固定される。
【００４４】
ピンホール箱２４４は、図６（ｄ）に示すように、内部が空洞となっており、中央にピンホール２４４ａが形成されている。ピンホール２４４ａは、ＬＥＤ１２２から出射された拡散光のうち、一部の光を透過させる。ピンホール箱２４４は、遮光性のある物質からなり、ピンホール２４４ａを透過する光以外の迷光が、ＰＳＤ２４２に入射することを防ぐ。ピンホール箱２４４は、ＰＳＤ基板２４１に取り付けられ、接着固定される。
【００４５】
図６（ａ）に戻り、アウターユニット２０の組立時には、ネジ孔２２２ｃ、２２２ｄを介して、ネジ２２ａ、２２ｂをネジ穴２１ｂ、２１ｃに螺着する。これにより、チルトコイルユニット２２がアクチュエータフレーム２１に固着される。同様に、ネジ孔２３２ｃ、２３２ｄを介して、ネジ２３ａ、２３ｂをネジ穴２１ｅ、２１ｆに螺着する。これにより、チルトコイルユニット２３がアクチュエータフレーム２１に固着される。
【００４６】
次に、ネジ孔２４１ａ、２４１ｂを介して、ネジ２４ａ、２４ｂをネジ穴２１ｈ、２１ｉに螺着する。これにより、サーボユニット２４がアクチュエータフレーム２１に固着される。こうして、図１に示す構成体が組み立てられる。
【００４７】
図１を参照して、サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄは、りん青銅、ベリリウム銅等からなり、導電性に優れ、ばね性を有する。サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄは、断面が矩形状となっている。サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄは、互いに同じ形状および特性を持ち、パンコイル１７１、１８１とＬＥＤ１２２への電流供給のために利用される。サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄは、通常の状態において、後方に湾曲した形状を有している。
【００４８】
インナーユニット１０とアウターユニット２０の組立時には、まず、インナーユニット１０が、アウターユニット２０内に収容される。左から、チルトシャフト２５の段部２５ａがアクチュエータフレーム２１の軸孔２１ａ（図６（ａ）参照）に通され、段部２５ｂが、インナーユニットフレーム１１の軸受け１１ｃに通される（図２参照）。その後、磁気バネ用マグネットホルダ２５１が、チルトシャフト２５の段部２５ｃに通され、接着固定される。
【００４９】
また、同様にして、右から、チルトシャフト２６の段部２６ａがアクチュエータフレーム２１の軸孔２１ｄに通され、段部２６ｂが、インナーユニットフレーム１１の軸受け１１ｃ（図２参照）に通される。そして、磁気バネ用マグネットホルダ２６１が、チルトシャフト２６の段部２６ｃに通され、接着固定される。
【００５０】
この状態で、チルトシャフト２５、２６が回動され、磁気バネ用マグネット２５２、２６２の回転方向の位置が調整される。具体的には、インナーユニット１０が鉛直方向に直立した状態で、磁気バネ用マグネット２５２、２６２の各磁極領域が、チルトマグネット１５１、１６１の対応する磁極領域に正対向する位置に、磁気バネ用マグネット２５２、２６２の位置が調整される。かかる調整が終了した後、チルトシャフト２５、２６が、アクチュエータフレーム２１に接着固定される。
【００５１】
これにより、インナーユニットフレーム１１がＴｉｌｔ方向に回動しても、チルトシャフト２５、２６と磁気バネ用マグネット２５２、２６２は、回動しないよう固定される。他方、チルトマグネット１５１、１６１は、インナーユニットフレーム１１と一体となって回動する。
【００５２】
インナーユニットフレーム１１が回動していないとき、磁気バネ用マグネット２５２、２６２の各領域の境界の位置と、チルトマグネット１５１、１６１の各領域の境界の位置は一致している。また、磁気バネ用マグネット２５２、２６２の各領域の極性は、対向するチルトマグネット１５１、１６１の各領域の極性と異なっている。したがって、チルトマグネット１５１、１６１は、それぞれ、右方向、左方向に引き付けられ、これにより、インナーユニットフレーム１１に右方向および左方向の力が働く。これら２つの力は、互いに釣り合っている。このため、インナーユニットフレーム１１は左右何れか一方の方向に付勢されることなく、アクチュエータフレーム２１に支持された状態にある。
【００５３】
こうして、インナーユニット１０がアウターユニット２０に回動可能に取り付けられると、図７（ｂ）に示すように、サスペンションワイヤー２７ａ、２７ｂの一端が、サスペンションワイヤー固定基板１９１の端子穴１９１ｂに通され、半田付けられる。また、サスペンションワイヤー２７ａ、２７ｂの他端が、ＰＳＤ基板２４１の２つの端子穴２４１ｃに通され、半田付けられる。
【００５４】
同様に、サスペンションワイヤー２７ｃ、２７ｄの一端が、サスペンションワイヤー固定基板１９２の端子穴１９２ｂに通され、半田付けられる。また、サスペンションワイヤー２７ｃ、２７ｄの他端が、ＰＳＤ基板２４１の２つの端子穴２４１ｄに通され、半田付けられる。サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄは、図７（ａ）のようにミラー１２３のミラー面が水平方向に対して垂直であるときに、通常の状態から略変形することなく端子穴１９１ｂ、１９２ｂと、端子穴２４１ｃ、２４１ｄとを繋ぐように、後方に湾曲した形状を有する。これにより、サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄは、インナーユニットフレーム１１に極力、不要な力を加えずに、インナーユニットフレーム１１がＴｉｌｔ方向に回動するときに必要な長さを有することできる。また、サスペンションワイヤー２７ａ〜２７ｄにより、インナーユニットフレーム１１に取り付けられたパンコイル１７１、１８１、およびＬＥＤ１２２に対して、電流が供給される。
【００５５】
また、図示しないが、チルトコイル２２１、２３１には、ＰＳＤ基板２４１から、導線が直接接続され、電流が供給される。なお、チルトコイル２２１、２３１は、回動しないアクチュエータフレーム２１に取り付けられているため、導線が直接接続されたとしても、ミラー１２３の回動には、影響しない。
【００５６】
こうして、ミラーアクチュエータ１の組立が完了する。図７（ａ）は、ミラーアクチュエータ１を前方から見た斜視図、図７（ｂ）は、ミラーアクチュエータ１を後方から見た斜視図である。この状態で、インナーユニットフレーム１１は、チルトシャフト２５、２６の周りにＴｉｌｔ方向に回動可能となる。なお、パンコイルユニット１７、１８とサスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２は、インナーユニットフレーム１１のＴｉｌｔ方向の回動に伴って、Ｔｉｌｔ方向に回動する。
【００５７】
図７に示すアセンブル状態において、パンコイル１７１、１８１に電流を流すと、パンコイル１７１、１８１と、パンマグネット１３１、１４１に生じる電磁駆動力によってパンコイルユニット１７、１８とともにパンシャフト１２が回動し、これにより、ミラー１２３が、パンシャフト１２を軸としてＰａｎ方向に回動する。
【００５８】
ミラー１２３がＰａｎ方向に回動すると、パンコイルユニット１７、１８は一体的に回
動し、サスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２は回動しない。したがって、サスペンションワイヤー１９ａ、１９ｂと、サスペンションワイヤー１９ｃ、１９ｄは、それぞれ、長手方向に引っ張られながら、パンシャフト１２を中心として、ねじれの位置に位置付けられる。このとき、サスペンションワイヤー１９ａ〜１９ｄは、長手方向に伸縮しないため、可撓性を有するサスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２が上方向に引っ張られる。こうすると、サスペンションワイヤー１９ａ〜１９ｄとサスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２のばね性により、パンシャフト１２を中心とした、ミラー１２３のＰａｎ方向の回動方向と逆向きのトルクが発生する。このトルクは、サスペンションワイヤー１９ａ〜１９ｄとサスペンションワイヤー固定基板１９１、１９２のばね定数とパンシャフト１２を中心としたミラー１２３の回動位置とによって算出可能な所定の値となる。このように、ミラー１２３がＰａｎ方向に回動した状態では、常に逆向きのトルクが発生するため、パンコイル１７１、１８１への電流の印加を中止すると、ミラー１２３は、回動前の位置に戻される。
【００５９】
図７に示すアセンブル状態において、チルトコイル２２１、２３１に電流を流すと、チルトコイル２２１、２３１と、チルトマグネット１５１、１６１に生じる電磁駆動力によってパンコイルユニット１７、１８とともにインナーユニットフレーム１１がチルトシャフト２５、２６を軸とするチルト方向に回動し、これにより、ミラー１２３が、チルト方向に回動する。
【００６０】
インナーユニットフレーム１１がＴｉｌｔ方向に回動すると、チルトマグネット１５１は、インナーユニットフレーム１１に伴って回動するが、磁気バネ用マグネット２５２は、チルトシャフト２５に固定されているため、回動しない。このため、チルトマグネット１５１の領域分割の位置と、磁気バネ用マグネット２５２の領域分割の位置が周方向にずれる。これにより、チルトマグネット１５１のＮ極の領域の一部が、磁気バネ用マグネット２５２のＮ極の領域の一部に向かい合い、チルトマグネット１５１のＳ極の領域の一部が、磁気バネ用マグネット２５２のＳ極の領域の一部に向かい合う。このため、チルトマグネット１５１の各領域に、チルトマグネット１５１を回動前の位置に引き戻す磁力が発生する。これにより、インナーユニットフレーム１１に、チルト中立位置へと向かうトルク（抗力）が加わる。このトルク（抗力）は、チルトマグネット１５１と磁気バネ用マグネット２５２の間に発生する磁力の強さと、インナーユニットフレーム１１の回動位置とによって算出可能な所定の値となる。
【００６１】
このように、ミラー１２３がインナーユニットフレーム１１と一体になってチルト中立位置から回動すると、常に逆向きのトルクが発生するため、チルトコイル２２１、２３１への電流の印加を中止すると、ミラー１２３は、チルト中立位置に戻される。
【００６２】
図８は、ミラーアクチュエータ１が装着された状態のレーザレーダ３００の内部を側面から透視した模式図である。
【００６３】
図８を参照して、レーザレーダ３００は、ミラーアクチュエータ１と、筐体３０１と、投射／受光窓３０２と、レーザユニット４００と、受光ユニット５００とを備える。
【００６４】
筐体３０１は、立方体形状をしており、ベース３０１ａと、カバー３０１ｂを備える。筺体３０１は、内部に、ミラーアクチュエータ１と、レーザユニット４００と、受光ユニット５００とを収容する。筐体３０１の正面には、投射／受光窓３０２が装着される。
【００６５】
投射／受光窓３０２は、表面が湾曲した曲面状の透明な板からなっている。投射／受光窓３０２は、透明性の高い材料からなり、また、入射面と出射面に反射防止膜（ＡＲコート）が付されている。
【００６６】
図９（ａ）、（ｂ）は、レーザユニット４００の中心軸を通り、ＹＺ平面に垂直な平面でレーザユニット４００を切断したときの断面を模式的に示す断面図である。図９（ａ）は、各部材が分解された状態のレーザユニット４００が示されており、図９（ｂ）は、各部材が組み立てられた状態のレーザユニット４００が示されている。図９（ｃ）は、各部材が組み立てられた状態のレーザユニット４００を前方から見た斜視図である。
【００６７】
レーザユニット４００は、レーザ光源４０１と、ビーム整形レンズ４０２と、レーザホルダ４１１と、留めネジ４１２と、光透過板４１３と、レンズホルダ４１４を備えている。
【００６８】
レーザ光源４０１は、波長９００ｎｍ程度のレーザ光を出射する。レーザ光源４０１は、ベース４０１ａ上にＣＡＮ４０１ｂを備えるＣＡＮパッケージ型のレーザ光源である。また、レーザ光源４０１は、ストライプ幅が縦に長い、高出力のブロードエリア型半導体レーザである。
【００６９】
ビーム整形レンズ４０２は、非球面レンズであり、出射レーザ光が、目標領域において所定の形状となるよう、出射レーザ光を収束させる。たとえば、目標領域（本実施の形態では、投射／受光窓３０２から前方１５ｍ程度の位置に設定される）におけるビーム形状が、縦２ｍ、横０．２ｍ程度の略楕円形状となるように、ビーム整形レンズ４０２が設計される。
【００７０】
レーザホルダ４１１は、アルミ等の金属によって形成されている。レーザホルダ４１１は、前後で外周の径が異なる略円筒形状となっている。前方には、大径部４１１ａが形成されており、後方には、大径部４１１ａよりも径が小さい小径部４１１ｂが形成されている。大径部４１１ａの外周には、留めネジ４１２に螺着される際の滑り止めのため、ローレット加工が成されている（図９（ｃ）参照）。大径部４１１ａの前方の外側面には、フォーカスマグネット４１１ｄを装着するためのマグネット装着部４１１ｃが形成されている。２つのフォーカスマグネット４１１ｄは、それぞれ、方形形状であり、前後方向の長さが、マグネット装着部４１１ｃの前後方向の長さよりも大きい。２つのフォーカスマグネット４１１ｄは、互いに同じ磁極（たとえば、Ｎ極）が向き合うようにして、マグネット装着部４１１ｃに接着固定される。フォーカスマグネット４１１ｄは、マグネット装着部４１１ｃに装着された状態で、レーザホルダ４１１の前面よりも前方向に突出する。小径部４１１ｂ外側面の後方の一部には、ネジ溝４１１ｅが設けられている。
【００７１】
また、レーザホルダ４１１は、内部にレンズホルダ４１４を収容するための円形の開口４１１ｆとレーザ光源４０１を収容するための円形の開口４１１ｇが形成されている。開口４１１ｆの径は、レンズホルダ４１４の小径部４１４ｂの外径よりもやや大きく、開口４１１ｇの径は、レーザ光源４０１のベース４０１ａの径よりもやや大きい。
【００７２】
さらに、開口４１１ｆと開口４１１ｇの間には、開口４１１ｆ、４１１ｇよりも径が小さいリング状の段部４１１ｈが形成され、段部４１１ｈの内側に円形の孔が形成されている。段部４１１ｈの内側の孔の径は、レーザ光源４０１のＣＡＮ４０１ｂの径よりもやや大きい。レーザ光源４０１のベース４０１ａの前面がレーザホルダ４１１の段部４１１ｈに当接するまで、後方からレーザ光源４０１が開口４１１ｇに嵌め込まれる。これにより、レーザ光源４０１がレーザホルダ４１１に対して位置決めされ、レーザ光源４０１がレーザホルダ４１１に接着固定される。
【００７３】
留めネジ４１２は、レーザホルダ４１１と同様に、アルミ等の金属によって形成されている。また、留めネジ４１２は、内部にレーザホルダ４１１を収容するための開口４１２
ａが形成された略円筒形状となっている。開口４１２ａの径は、レーザホルダ４１１の小径部４１１ｂよりもやや大きい。開口４１２ａ内には、レーザホルダ４１１のネジ溝４１１ｅと噛み合うネジ溝４１２ｂが設けられている。また、留めネジ４１２の外周には、レーザホルダ４１１と螺着する際の滑り止めのため、ローレット加工が成されている（図９（ｃ）参照）。
【００７４】
光透過板４１３は、光が透過可能なガラスによって形成されている。光透過板４１３の入射面と出射面には、目標領域からの反射光の透過率を高めるため、反射防止膜が付されている。光透過板４１３は、正面視において、上部が直線状にカットされたカット部４１３ａを有する略半円形状となっている（図９（ｃ）参照）。光透過板４１３は、レーザホルダ４１１を安定的に保持するため、前後方向の厚みがやや厚くなっている。
【００７５】
光透過板４１３は、目標領域からの反射光を後述する受光レンズ５０２（図１０参照）に導くため、光透過板４１３によって反射光が屈折した後においても、受光レンズ５０２のレンズ面の全体に反射光が入射する程度の径を有している。光透過板４１３の中央には、レーザホルダ４１１を通すための円形の開口４１３ｂが形成されている。開口４１３ｂの径は、レーザホルダ４１１の大径部４１１ａよりも小さく、レーザホルダ４１１の小径部４１１ｂよりやや大きい。
【００７６】
レンズホルダ４１４は、レーザホルダ４１１と同様に、アルミ等の金属によって形成されている。レンズホルダ４１４は、前後で外周の径が異なる略円筒形状となっている。前方には、大径部４１４ａが形成されており、後方には、大径部４１４ａよりも径が小さい小径部４１４ｂが形成されている。レンズホルダ４１４は、内部にビーム整形レンズ４０２を収容し、レーザ光源４０１から出射されたレーザ光をビーム整形レンズ４０２に導くための円形の開口４１４ｃが形成されている。開口４１４ｃの前方の径は、ビーム整形レンズ４０２の径よりもやや大きい。開口４１４ｃには、段部４１４ｄが形成されており、段部４１４ｄの部分における開口４１４ｃの径は、開口４１４ｃの前方の径よりも小さくなっている。ビーム整形レンズ４０２の後面の周辺部がレンズホルダ４１４の段部４１４ｄに当接するまで、前方からビーム整形レンズ４０２が開口４１４ｃに嵌め込まれる。この状態で、ビーム整形レンズ４０２がレンズホルダ４１４に接着固定される。
【００７７】
また、レンズホルダ４１４の小径部４１４ｂの前方の位置には、レンズホルダ４１４の外周に沿って、フォーカスコイル４１４ｅが巻回され、固着される。フォーカスコイル４１４ｅの巻き方向は一方向である。レーザレーダ３００が組み立てられた状態において、フォーカスコイル４１４ｅに電流を流入すると、フォーカスマグネット４１１ｄとの間に生じる電磁駆動力によって、電流の流入方向に従って、レンズホルダ４１４が、前後方向に駆動される。
【００７８】
レーザユニット４００の組立時には、まず、前方からレーザホルダ４１１の小径部４１１ｂが光透過板４１３の開口４１３ｂに通される。その後、光透過板４１３を挟み込むようにして、後方から、留めネジ４１２がレーザホルダ４１１のネジ溝４１１ｅに螺着される。これにより、光透過板４１３が、レーザホルダ４１１の大径部４１１ａと小径部４１１ｂとの間の段差と、留めネジ４１２の前面との間に挟持される。
【００７９】
そして、この状態で、レンズホルダ４１４の小径部４１４ｂが、レーザホルダ４１１の開口４１１ｆに通される。この状態で、フォーカスコイル４１４ｅと、フォーカスマグネット４１１ｄが対向する。
【００８０】
そして、目標領域においてビームの形状が所定の形状（縦長）になるように、回転方向におけるビーム整形レンズ４０２の位置を調整するため、レンズホルダ４１４が、回転さ
れる。これにより、回転方向におけるビーム整形レンズ４０２の位置調整が完了する。
【００８１】
なお、レーザホルダ４１１とレンズホルダ４１４には、レンズホルダ４１４の周方向の回転を規制するための構成が設けられるのが望ましい。たとえば、レンズホルダ４１４の小径部４１４ｂの外側面に、前後方向に延びる突条を設け、レーザホルダ４１１の開口４１１ｆの内側面に、この突条に係合する、前後方向に延びる溝を形成する。こうすると、後述のフォーカス制御によってレンズホルダ４１４が前後方向に移動しても、この移動の際に、レンズホルダ４１４が回転することがない。したがって、ビーム整形レンズ４０２の回転方向の位置を固定することができ、目標領域に、常に所定の形状（縦長）で、レーザ光を照射することができる。
【００８２】
こうして、図９（ｂ）、（ｃ）に示すレーザユニット４００が組み立てられる。
【００８３】
図１０は、レーザユニット４００と各部材が分解された状態の受光ユニット５００を前方から見た斜視図である。図１１（ａ）は、鏡筒５１１を後方から見た斜視図、図１１（ｂ）は、レーザホルダ保持部５１２を後方から見た斜視図である。図１１（ｃ）は、各部材が組み立てられた状態の受光ユニット５００を前方から見た斜視図である。
【００８４】
図１０を参照して、受光ユニット５００は、バンドパスフィルタ５０１と、受光レンズ５０２と、光検出器５０３と、鏡筒５１１と、レーザホルダ保持部５１２とを備える。
【００８５】
バンドパスフィルタ５０１は、誘電体多層膜で構成されており、出射レーザ光の波長帯域の光のみを透過させる。なお、バンドパスフィルタ５０１は、反射光が略平行光の状態で入射されるため、簡素な膜構成のものが用いられる。
【００８６】
受光レンズ５０２は、フレネルレンズであり、目標領域から反射された光を集光する。フレネルレンズは、凸レンズを同心円状の領域に分割し厚みを減らしたレンズである。
【００８７】
光検出器５０３は、ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）またはＰＩＮフォトダイオードからなり、回路基板５０３ａに装着されている。光検出器５０３は、受光光量に応じた大きさの電気信号を回路基板５０３ａに出力する。光検出器５０３の受光面は、複数の領域に分割されておらず、単一の受光面からなっている。また、光検出器５０３の受光面は、迷光の影響を抑えるため、縦横の幅が狭く構成されている（例えば１ｍｍ前後）。回路基板５０３ａには、回路基板５０３ａを鏡筒５１１に固定するための４つのネジ孔５０３ｂが形成されている。
【００８８】
鏡筒５１１は、光を透過しない樹脂材等により形成されている。鏡筒５１１には、目標領域からの反射光および出射レーザ光が遮光されないよう傾斜部５１１ａが形成されている。また、鏡筒５１１は、光検出器５０３に反射光を導くため、前方に開口５１１ｂが形成されている。開口５１１ｂは、バンドパスフィルタ５０１および受光レンズ５０２の径よりもやや大きい。また、図１１（ａ）に示すように、鏡筒５１１は、後方に開口５１１ｂよりも径の小さい開口５１１ｃが形成されている。開口５１１ｃは、バンドパスフィルタ５０１および受光レンズ５０２の径よりもやや小さい。図１０に戻り、開口５１１ｂと開口５１１ｃの間には、段差５１１ｄが設けられている。さらに、鏡筒５１１の前面には、レーザホルダ保持部５１２を固定するための３つのネジ穴５１１ｅが形成されている。また、鏡筒５１１の左側面には、後述する保持枠３１０に固定されるための２つのネジ穴５１１ｆが形成されている。同様に、図１１（ａ）に示すように、鏡筒５１１の右側面には、後述する保持枠３１０に固定されるための２つのネジ穴５１１ｇが形成されている。さらに、鏡筒５１１の背面には、回路基板５０３ａを固定するための４つのネジ穴５１１ｈが形成されている。
【００８９】
レーザホルダ保持部５１２は、鏡筒５１１と同様に光を透過しない樹脂材等で形成されている。レーザホルダ保持部５１２は、正面視において、中央に略半形状の開口５１２ａが形成されている。開口５１２ａの径は、レーザユニット４００の光透過板４１３の径よりもやや大きい。また、開口５１２ａの前後方向の長さは、光透過板４１３の前後方向の厚みにレンズホルダ４１４の前後方向の長さを加えた長さと略同じである。開口５１２ａの後方には、段部５１２ｂが形成されている。また、開口５１２ａの左右の上端には、切り欠き５１２ｃが形成されている。さらに、レーザホルダ保持部５１２の左下隅、右上隅、および右下隅には、前方向から後方向に延びる溝５１２ｄが形成されており、溝５１２ｄの後方には、それぞれ、ネジ孔５１２ｅが形成されている（図１１（ｂ）参照）。
【００９０】
受光ユニット５００の組立時には、まず、前方からバンドパスフィルタ５０１と受光レンズ５０２が、段差５１１ｄに当接するように開口５１１ｂに装着される。その後、後方から、光検出器５０３の回路基板５０３ａが鏡筒５１１の背面に当てられ、回路基板５０３ａの４つのネジ孔５０３ｂと、鏡筒５１１の４つのネジ穴５１１ｈ（図１１（ａ）参照）が合わされる。この状態で、４つのネジ５０３ｃが、４つのネジ孔５０３ｂを介して、鏡筒５１１の４つのネジ穴５１１ｈに螺着される。これにより、光検出器５０３が鏡筒５１１に装着される。
【００９１】
次に、前方からレーザホルダ保持部５１２の背面が鏡筒５１１の前面に押し当てられ、レーザホルダ保持部５１２の３つのネジ孔５１２ｅが、鏡筒５１１の３つのネジ穴５１１ｅに合わされる。この状態で、ネジ孔５１２ｅを介して、ネジ５１２ｆが鏡筒５１１ｅのネジ穴５１１ｅに螺着される。これにより、レーザホルダ保持部５１２が鏡筒５１１に固着される。
【００９２】
これにより、図１１（ｃ）に示すように、受光ユニット５００の組立が完了する。
【００９３】
図１２（ａ）は、レーザユニット４００が受光ユニット５００に組み付けられる前の状態を前方から見た斜視図である。図１２（ｂ）は、レーザユニット４００が受光ユニット５００に組み付けられた状態を前方から見た斜視図である。
【００９４】
レーザユニット４００を受光ユニット５００に組み付ける時には、まず、レーザユニット４００が、前方から、レーザホルダ保持部５１２の開口５１２ａに通され、光透過板４１３が段部５１２ｂに当接するように押し当てられる。これにより、レンズホルダ４１４の前面と、レーザホルダ保持部５１２の前面が左右方向に一直線上に並ぶ。この状態で、２対の板ばね４１５が、レーザホルダ保持部５１２とレンズホルダ４１４を繋ぐように接着固定される。板ばね４１５は、レンズホルダ４１４の、上下左右方向の移動を抑制する。また、図１２の状態からレンズホルダ４１４が前後に移動すると、板ばね４１５が撓み、その弾性復帰力がレンズホルダ４１４に付与される。
【００９５】
なお、板ばね４１５の両端には、レンズホルダ４１４に装着するための固定基板４１５ａと、レーザホルダ保持部５１２に装着するための固定基板４１５ｂが設けられている。固定基板４１５ａには、フォーカスコイル４１４ｅの導線が接続される。また、固定基板４１５ｂには、フォーカスコイル４１４ｅに電流を供給するため、後述する回路基板６００（図１３参照）に対して、導線が接続される。なお、板ばね４１５の上下方向の幅は、光透過板４１３の上下方向の径よりも十分に狭く、目標領域からの反射光が板ばね４１５によって遮光される領域は小さい。
【００９６】
さらに、この状態で、切り欠き５１２ｃから接着剤が流入され、光透過板４１３がレーザホルダ保持部５１２に接着固定される。こうして、図１２（ｂ）に示す構成体が組み立
てられる。
【００９７】
図１３は、筺体３０１のカバー３０１ｂが取り外れた状態のレーザレーダ３００の分解斜視図である。なお、ミラーアクチュエータ１は、図示省略されており、レーザユニット４００と受光ユニット５００は組み付けられた状態で示されている。
【００９８】
図１３を参照して、保持枠３１０は、ベース３０１ａ上に装着された枠部材であり、鏡筒５１１を保持するための平板部３１１、３１２と、ミラーアクチュエータ１を保持するためのアクチュエータ保持部３１３を備える。
【００９９】
平板部３１１は、Ｙ軸方向に延びる平板状であり、前方（Ｚ軸正方向）にＹ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸正方向に近づく方向に所定の角度（たとえば、３０度）で傾く傾斜部３１１ａが形成されている。また、平板部３１１には、鏡筒５１１を固定するための２つのネジ孔３１１ｂと、レーザ光源４０１が電気的に接続される回路基板４０１ｃを固定するための４つのネジ穴３１１ｃが形成されている。同様に、平板部３１２は、Ｙ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸正方向に近づく方向に所定の角度（たとえば、３０度）で傾く傾斜部３１２ａが形成された平板である。平板部３１２は、鏡筒５１１を固定するための２つのネジ孔３１２ｂと、後述する回路基板６００を固定するための４つのネジ穴３１２ｃが形成されている。
【０１００】
アクチュエータ保持部３１３は、Ｙ軸方向に延びる平板状であり、後方（Ｚ軸負方向）にＹ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸負方向に近づく方向に所定の角度（たとえば、１５度）で傾く傾斜部３１３ａ、３１３ｅが形成されている。また、アクチュエータ保持部３１３には、傾斜部３１３ａに平行してＸ軸正方向に延びる鍔部３１３ｂが形成されている。鍔部３１３ｂには、ミラーアクチュエータ１を固定するためのネジ孔３１３ｃが形成されている。同様に、アクチュエータ保持部３１３には、傾斜部３１３ｅに平行してＸ軸負方向に延びる鍔部３１３ｆが形成されており、鍔部３１３ｆには、ミラーアクチュエータ１を固定するためのネジ孔３１３ｇが形成されている。
【０１０１】
回路基板４０１ｃは、レーザ光源４０１（図９（ａ）参照）を電気的に接続するための回路基板である。回路基板４０１ｃには、平板部３１１に固定されるための４つのネジ孔４０１ｄが形成されている。
【０１０２】
回路基板６００は、ＣＰＵやメモリ等を備え、レーザ光源４０１用の回路基板４０１ｃと、光検出器５０３用の回路基板５０３ａ（図１０参照）と、ミラーアクチュエータ１のＰＳＤ基板２４１（図７参照）と、板ばね４１５の固定基板４１５ｂ（図１２参照）に電気的に接続される。
【０１０３】
レーザレーダ３００の組立時には、まず、鏡筒５１１が平板部３１１と平板部３１２の間に収容され、鏡筒５１１の２つのネジ穴５１１ｆが平板部３１１の２つのネジ孔３１１ｂに合わされ、鏡筒５１１の２つのネジ穴５１１ｇ（図１１（ａ）参照）が平板部３１２の２つのネジ孔３１２ｂに合わされる。この状態で、２つのネジ３１１ｄが、２つのネジ孔３１１ｂを介して、２つのネジ穴５１１ｆに螺着される。同様に、２つのネジ３１２ｄが、２つのネジ孔３１２ｂを介して、２つのネジ穴５１１ｇ（図１１（ａ）参照）に螺着される。これにより、受光ユニット５００とレーザユニット４００が、Ｙ軸正方向からＹＺ平面の面内方向においてＺ軸負方向に近づくように所定の角度（たとえば、６０度）で傾くように保持枠３１０に取り付けられる。この状態で、鏡筒５１１の傾斜部５１１ａは、Ｚ軸に平行となる。
【０１０４】
次に、図１３に戻り、回路基板４０１ｃの４つのネジ孔４０１ｄが平板部３１１の４つ
のネジ穴３１１ｃに合わされる。この状態で、４つのネジ４０１ｅが、４つのネジ孔４０１ｄを介して、４つのネジ穴３１１ｃに螺着される。これにより、回路基板４０１ｃが、保持枠３１０に取り付けられる。また、同様に、回路基板６００の４つのネジ孔６００ａが平板部３１２の４つのネジ穴３１２ｃに合わされ、この状態で、４つのネジ６００ｂが、４つのネジ孔６００ａを介して、４つのネジ穴３１２ｃに螺着される。これにより、回路基板６００が、保持枠３１０に取り付けられる。
【０１０５】
その後、ミラーアクチュエータ１のネジ穴２１ｊ（図７（ｂ）参照）が、ネジ孔３１３ｃに合わされ、ミラーアクチュエータ１のネジ穴２１ｋ（図７（ｂ）参照）が、ネジ孔３１３ｇに合わされる。この状態で、ネジ３１３ｄが、ネジ孔３１３ｃを介して、ミラーアクチュエータ１のネジ穴２１ｊ（図７（ｂ）参照）に螺着され、ネジ３１３ｈが、ネジ孔３１３ｇを介して、ミラーアクチュエータ１のネジ穴２１ｋ（図７（ｂ）参照）に螺着される。
【０１０６】
こうして、ミラーアクチュエータ１が保持枠３１０に固着され、図１４に示す構成体が組み立てられる。図１４は、筺体３０１のカバー３０１ｂが取り外された状態のレーザレーダ３００を示す斜視図である。最後に、ベース３０１ａにカバー３０１ｂ（図８参照）が取り付けられ、レーザレーダ３００の組立が完了する。
【０１０７】
この状態で、ミラーアクチュエータ１は、ミラー１２３のミラー面が、Ｙ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸正方向に近づくように所定の角度（たとえば、１５度）で傾くように配置される。また、前述の如く、受光ユニット５００とレーザユニット４００は、Ｙ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸正方向に近づくように所定の角度（たとえば、３０度）で傾くように配置されている。したがって、ミラーアクチュエータ１は、ミラー１２３が中立位置にあるとき、ミラー１２３のミラー面とレーザ光源４０１から出射されるレーザ光の入射角は、所定の角度となる（たとえば、４５度）。なお、「中立位置」とは、ミラー１２３がミラーアクチュエータ１によって回動されず、図７の前後方向に垂直となる位置をいう。中立位置において、ビーム整形レンズ４０２からのレーザ光は、ミラー１２３の略中心に入射する。
【０１０８】
このようにレーザ光源４０１とミラーアクチュエータ１を配置することにより、ミラー１２３が中立位置にあるときにレーザ光源４０１から出射されたレーザ光は、ミラー１２３により反射されてＺ軸正方向に進むようになる。このとき、鏡筒５１１の上部（Ｙ軸正方向）には、傾斜部５１１ａが設けられており、光透過板４１３の上部（Ｙ軸正方向）は、カット部４１３ａにより、カットされているため、出射レーザ光は、これらの部材により、遮光されない。また、同様に、目標領域からの反射光についても、遮光されず、適正にミラーアクチュエータ１のミラー１２３に反射光が導かれる。
【０１０９】
図８に戻り、ミラーアクチュエータ１は、前述のように、ビーム整形レンズ４０２を透過した出射レーザ光と目標領域からの反射光が入射するミラー１２３と、このミラー１２３を２つの軸の周りに回動させるための機構とを備える。ミラー１２３が回動することにより、目標領域において出射レーザ光が走査される。レーザ光は、目標領域において、Ｘ−Ｚ平面に平行な複数の走査ラインに沿ってスキャンされる。各走査ラインに沿ってレーザ光を走査させるために、ミラー１２３は、Ｐａｎ方向の他、Ｔｉｌｔ方向にも駆動される。また、走査ラインを変更するために、ミラー１２３がＴｉｌｔ方向に駆動される。
【０１１０】
目標領域からの反射光は、出射レーザ光が目標領域へと向かう光路を逆行して、ミラー１２３に入射する。ミラー１２３に入射した反射光は、ミラー１２３により反射され、カット部４１３ａよりも上部の領域（図１２（ｃ）参照）においては、遮光されず、開口５１１ｂを通過し、バンドパスフィルタ５０１を介して、受光レンズ５０２のレンズ面の上
部に入射される。また、カット部４１３ａよりも下部（図１２（ｃ）参照）においては、目標領域からの反射光は、光透過板４１３を透過し、バンドパスフィルタ５０１を介して、受光レンズ５０２のレンズ面の下部に入射される。こうして、受光レンズ５０２の上部と下部に入射した反射光は、受光レンズ５０２によって、光検出器５０３に収束される。
【０１１１】
かかる反射光の挙動は、ミラー１２３がどのような回動位置にあっても同じである。すなわち、ミラー１２３がどのような回動位置にあっても、目標領域からの反射光は、出射レーザ光の光路を逆行し、ビーム整形レンズ４０２の光軸に平行に進んで、受光レンズ５０２に入射する。
【０１１２】
回路基板６００は、光検出器５０３からの信号に基づいて、目標領域における物体の有無および物体までの距離を測定する。具体的には、レーザ光が出射されたタイミングと、光検出器５０３から信号が出力されたタイミングとの時間差から、この物体までの距離が測定される。また、回路基板６００は、測定した距離に応じて、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置を調整する。レーザレーダ３００の回路構成は、追って図１７を参照して説明する。
【０１１３】
図１５は、レーザユニット４００のフォーカス調整時の動作を説明する図である。図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、レーザホルダ保持部５１２に組み付けられた状態のレーザユニット４００を図９（ｂ）と同様の平面で切断したときの断面を模式的に示す断面図である。図１５（ａ）には、電圧が印加されておらず、電流が流入されていない状態のレーザユニット４００が示されており、図１５（ｂ）には、正の電圧が印加され、電流が流入されている状態のレーザユニット４００が示されている。なお、図中、円に黒点のマークおよび円にバツのマークは、電流が流れる方向を示す。円に黒点のマークは図面参照射に向かってくる方向を示し、円にバツのマークは図面参照者から遠ざかる方向を示す。
【０１１４】
図１５（ａ）を参照して、前述の如く、フォーカスコイル４１４ｅには、フォーカスマグネット４１１ｄのＮ極の領域が対向している。また、板ばね４１５は、変形しておらず、レーザホルダ保持部５１２の前面からレンズホルダ４１４の前面に直線上に張られている。この状態では、フォーカスコイル４１４ｅには、電流が流入されていないため、レンズホルダ４１４に駆動力は加わっていない。
【０１１５】
この状態で、フォーカスコイル４１４ｅに対して、正の電圧が印加されると、図１５（ｂ）に示すように、フォーカスコイル４１４ｅに対して電流が流入され、フォーカスマグネット４１１ｄとの間に生じる電磁駆動力によって、フォーカスコイル４１４ｅに対して、前方向の駆動力が発生する。これにより、図１５（ｂ）に示すように、レンズホルダ４１４が前方向に変位する。なお、このとき、加える電圧値が大きくなると、流入される電流量が大きくなり、フォーカスコイル４１４ｅに対して発生する駆動力も大きくなる。
【０１１６】
また、図１５（ａ）の状態において、フォーカスコイル４１４ｅに対して、負の電圧が印加されると、図１５（ｂ）に示す電流の方向と逆向きに電流が流れ、レンズホルダ４１４は、後ろ方向に変位する。このようにして、レンズホルダ４１４が前後方向に変位される。レンズホルダ４１４が前後方向に変位すると、前後方向の変位量に応じて、板ばね４１５の弾性復帰力が大きくなる。この復帰力と、フォーカスコイル４１４ｅに付与される前後方向の駆動力とが釣り合う位置に、レンズホルダ４１４が停止する。
【０１１７】
フォーカス調整時には、フォーカスコイル４１４ｅに印加される電圧が、オンフォーカス位置に対応する値に調整される。これにより、ビーム整形レンズ４０２がオンフォーカス位置に位置付けられる。
【０１１８】
なお、電圧の印加が中止されると、板ばね４１５の弾性復帰力によって、レンズホルダ４１４が図１５（ａ）の状態に戻される。この状態が、レンズホルダ４１４のホームポジション（初期位置）となる。また、ホームポジションにおいて、レンズホルダ４１４と、レーザホルダ４１１の間には、前後方向に隙間があり、この状態で、負の電圧を印加すると、この位置からさらに、後ろ方向にもレンズホルダ４１４を位置付けることができる。
【０１１９】
図１６（ａ）、図１６（ｂ）は、ミラー１２３の位置を検出するためのサーボ光学系を説明する図である。図１６（ａ）には、ミラーアクチュエータ１の一部断面図とレーザ光源４０１のみが示されている。
【０１２０】
図１６（ａ）を参照して、上述のように、ミラーアクチュエータ１には、ＬＥＤ１２２と、ピンホール箱２４４と、ＰＳＤ基板２４１と、ＰＳＤ２４２が配されている。
【０１２１】
ＬＥＤ１２２、ＰＳＤ２４２およびピンホール２４４ａは、ミラーアクチュエータ１のミラー１２３が上記中立位置にあるときに、ＬＥＤ１２２がピンホール箱２４４のピンホール２４４ａとＰＳＤ２４２の中心に向き合うように配置されている。すなわち、ミラー１２３が中立位置にあるとき、ＬＥＤ１２２から出射されピンホール２４４ａを通るサーボ光が、ＰＳＤ２４２の中心に垂直に入射するよう、ピンホール箱２４４およびＰＳＤ２４２が配置されている。また、ピンホール箱２４４は、ＬＥＤ１２２とＰＳＤ２４２の中間位置よりもＰＳＤ２４２に近い位置に配置されている。
【０１２２】
ここで、ＬＥＤ１２２から拡散するように発せられたサーボ光は、その一部が、ピンホール２４４ａを通過し、ＰＳＤ２４２によって受光される。ピンホール２４４ａ以外の領域に入射されたサーボ光は、ピンホール箱２４４によって遮光される。ＰＳＤ２４２は、サーボ光の受光位置に応じた電流信号を出力する。
【０１２３】
たとえば、図１６（ｂ）のようにミラー１２３が破線で示す中立位置から矢印方向に回動すると、ＬＥＤ１２２の拡散光（サーボ光）のうちピンホール２４４ａを通る光の光路は、ＬＰ１からＬＰ２へと変位する。その結果、ＰＳＤ２４２上におけるサーボ光の照射位置が変化し、ＰＳＤ２４２から出力される位置検出信号が変化する。この場合、ＬＥＤ１２２からのサーボ光の発光位置と、ＰＳＤ２４２の受光面上におけるサーボ光の入射位置は一対一に対応する。したがって、ＰＳＤ２４２にて検出されるサーボ光の入射位置によって、ミラー１２３の位置を検出することができ、結果、目標領域における走査レーザ光の走査位置を検出することができる。
【０１２４】
図１７は、レーザレーダ３００の回路構成を示す図である。なお、同図には、便宜上、レーザレーダ３００の主要な構成が併せて示されている。図示の如く、レーザレーダ３００は、ＰＳＤ信号処理回路６０１と、サーボＬＥＤ駆動回路６０２と、アクチュエータ駆動回路６０３と、フォーカス調整回路６０４と、スキャンＬＤ駆動回路６０５と、ＰＤ信号処理回路６０６と、ＤＳＰ６０７を備えている。
【０１２５】
ＰＳＤ信号処理回路６０１は、ＰＳＤ２４２からの出力信号をもとに求めた位置検出信号をＤＳＰ６０７に出力する。サーボＬＥＤ駆動回路６０２は、ＤＳＰ６０７からの信号をもとに、ＬＥＤ１２２に駆動信号を供給する。アクチュエータ駆動回路６０３は、ＤＳＰ６０７からの信号をもとに、ミラーアクチュエータ１を駆動する。具体的には、目標領域においてレーザ光を所定の軌道に沿って走査させるための駆動信号がミラーアクチュエータ１に供給される。
【０１２６】
フォーカス調整回路６０４は、ＤＳＰ６０７からの信号をもとに、フォーカスコイル４１４ｅ（図１５参照）に電圧を印加し、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置を調整
する。
【０１２７】
スキャンＬＤ駆動回路６０５は、ＤＳＰ６０７からの信号をもとに、レーザ光源４０１に駆動信号を供給する。具体的には、目標領域にレーザ光を照射するタイミングで、パルス状の駆動信号（電流信号）がレーザ光源４０１に供給される。
【０１２８】
ＰＤ信号処理回路６０６は、光検出器５０３の受光光量に応じた電圧信号を増幅およびデジタル化してＤＳＰ６０７に供給する。
【０１２９】
ＤＳＰ６０７は、ＰＳＤ信号処理回路６０１から入力された位置検出信号をもとに、目標領域におけるレーザ光の走査位置を検出し、ミラーアクチュエータ１の駆動制御や、レーザ光源４０１の駆動制御等を実行する。また、ＤＳＰ６０７は、ＰＤ信号処理回路６０６から入力される電圧信号に基づいて、目標領域内のレーザ光照射位置に物体が存在するかを判定し、同時に、レーザ光源４０１から出力されるレーザ光の照射タイミングと、光検出器５０３にて受光される目標領域からの反射光の受光タイミングの間の時間差をもとに、物体までの距離を測定する。さらに、ＤＳＰ６０７は、測定した物体までの距離に応じて、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置の調整を実行する。
【０１３０】
図１８は、目標領域におけるレーザ光の走査制御を示す図である。
【０１３１】
本実施の形態では、水平方向の３つの走査ラインＬ１〜Ｌ３が、目標領域に設定される。ＤＳＰ６０７は、これら走査ラインＬ１〜Ｌ３をレーザ光が左から右に走査するよう、ミラーアクチュエータ１を制御する。レーザ光は、各走査ラインＬ１〜Ｌ３を一定の速度で走査する。また、レーザ光は、各走査ラインＬ１〜Ｌ３の開始位置Ｐｓよりも前方の位置から終了位置Ｐｅよりも後方の位置まで、各走査ラインＬ１〜Ｌ３を走査する。かかる制御は、ＤＳＰ６０７が、ＰＳＤ２４２上に設定された目標軌道をサーボ光が追従するように、ミラーアクチュエータ１を制御することにより行われる。すなわち、図１８に示す３つの走査ラインＬ１〜Ｌ３に沿ってレーザ光が目標領域を走査すると、サーボ光も、３つの軌道に沿ってＰＳＤ２４２上を走査する。ＤＳＰ６０７は、かかる軌道を目標軌道としてテーブル等により保持し、この目標軌道をサーボ光が追従するように、ミラーアクチュエータ１を制御する。
【０１３２】
目標領域におけるレーザ光の走査は、最上段の走査ラインＬ１から始められ、次に走査ラインＬ２、最後に走査ラインＬ３へと移行する。走査ラインＬ１から走査ラインＬ３まで走査が終わると、走査ラインＬ１に戻って、目標領域に対する次の走査が行われる。
【０１３３】
ＤＳＰ６０７は、走査位置が各走査ラインＬ１〜Ｌ３の開始位置Ｐｓに到達したタイミングで、レーザ光源４０１をパルス状に発光させる。そして、その後、走査位置が終了位置Ｐｅに到達するまで、一定の時間間隔Δｔ毎に、レーザ光源４０１をパルス状に発光させる。なお、図１８中の黒丸は、レーザ光の照射タイミングを模式的に示すものである。
【０１３４】
なお、本実施の形態では、レーザ光が一定の速度で走査されながら、一定の時間間隔Δｔ毎にパルス状に発光されるため、目標領域におけるレーザ光の照射位置の変位Δｐも一定となる。また、ミラーアクチュエータ１によって一定の時間間隔Δｔ毎に制御されるミラー１２３の角度も、一定となる。
【０１３５】
図１９は、物体までの距離と焦点距離との関係を示す図である。図１９には、レーザレーダ３００と、所定の走査ライン上を所定の発光タイミングＴ１〜Ｔｎで走査するレーザ光Ｐ１〜Ｐｎと、検出物体として、異なる距離に立つ人物Ｈ１〜Ｈ３が示されている。また、ビーム整形レンズ４０２の焦点距離が破線で示されている。
【０１３６】
図１９を参照して、本実施の形態では、焦点距離は、略１５ｍ程度ｄとなるように、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス調整がなされている。人物Ｈ１は、焦点距離の１５ｍよりもややレーザレーダ３００の方向に近づく位置に立っている。人物Ｈ２は、焦点距離の１５ｍよりもレーザレーダ３００の方向にかなり近づく位置（たとえば、略１０ｍ）に立っている。人物Ｈ３は、焦点距離の１５ｍよりもレーザレーダ３００からかなり遠ざかる位置（たとえば、略２０ｍ）に立っている。
【０１３７】
この状態で、所定の走査ライン上に沿ってレーザ光を走査すると、人物Ｈ２にレーザ光Ｐ２〜Ｐ４が照射され、また、人物Ｈ１にレーザ光Ｐ６、Ｐ７が照射され、人物Ｈ３にレーザ光Ｐ１０が照射される。
【０１３８】
図２０（ａ）、（ｃ）、（ｄ）は、各人物Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の位置におけるレーザ光のビーム形状と大きさを模式的に示す図である。図２０（ｂ）には、比較例として、水平方向に延びる楕円形状のビームが照射されたときの図２０（ａ）の同様の位置におけるビーム形状を模式的に示した図が示されている。
【０１３９】
図２０（ａ）には、人物Ｈ１の位置における所定の連続する発光タイミングで照射されたレーザ光Ｐ５〜Ｐ８のビーム形状が示されている。人物Ｈ１は焦点距離の１５ｍと略同じ距離に位置するため、レーザ光Ｐ５〜Ｐ８のビームは、鉛直方向に延びる楕円形状に適正に収束されている。互いに隣り合うレーザ光Ｐ５〜Ｐ８のビームは、互いに重ならず、ごくわずかな隙間Ｓ１となるように、目標領域に照射されている。この場合、レーザ光Ｐ５、Ｐ８は、物体によって反射されないため、この領域では、物体が存在しないことが検出される。また、レーザ光Ｐ６、Ｐ７は、人物Ｈ１によって反射され、レーザ光の出射タイミングと反射光の受光タイミングの差から、この領域では、人物Ｈ１の位置の距離情報が得られる。
【０１４０】
このように、レーザレーダ３００は、焦点距離の１５ｍ近辺の物体に対しては、適正に距離情報を得ることができる。ここで、水平方向において、得られる距離情報の単位面積あたりの分解能（距離情報の数）は、一定の時間間隔Δｔに対応するレーザ光の照射間隔Δｐ１に依存する。
【０１４１】
レーザ光の照射間隔Δｐ１よりも、ビームの径が必要以上に大きいと、得られる分解能に対して、得られる距離情報は精度の低いものとなる。たとえば、図２０（ｂ）の比較例に示すように、水平方向に延びる楕円形状となるようにレーザ光Ｐ５’〜Ｐ８’が照射されると、全ての発光タイミングにおいて、人物Ｈ１からの反射光が受光され、全ての位置において、人物Ｈ１の位置の距離情報が得られることとなる。このように、比較例では、図２０（ａ）と同等の分解能でありながらも、得られる距離情報の精度は低いものとなる。
【０１４２】
したがって、たとえば、レーザレーダ３００が人物を主な検出対象とするセキュリティ用途として用いられる場合は、レーザレーダの走査方向を水平方向に設定し、水平方向のビーム径が小さくなるよう、ビーム形状が整形されるのが望ましい。
【０１４３】
しかし、レーザ光の照射間隔Δｐ１よりも、ビーム径が必要以上に小さいと、互いに隣り合うレーザ光の隙間が大きくなり、小さい物体の検出が困難となる。したがって、単位面積あたりの分解能に対して、精度良く距離情報が得られ、且つ、小さい物体を漏れなく検出するためには、互いに隣り合うビームの隙間は、ごくわずかとなるか、もしくは、互いに隣り合うビームがやや重なり合う程度に設定されるのが望ましい。本実施の形態では、単位面積あたりの分解能に対して、より精度の良い距離情報を得るために、焦点距離に
おいて、互いに隣り合うレーザ光のビーム形状の隙間Ｓ１が、ごくわずかとなるように設定される。
【０１４４】
図２０（ｃ）には、人物Ｈ２の位置における所定の連続する発光タイミングで照射されたレーザ光Ｐ１〜Ｐ５のビーム形状が示されている。人物Ｈ２は焦点距離の１５ｍよりもレーザレーダ３００にかなり近い位置（たとえば、１０ｍ）に位置している。
【０１４５】
この位置におけるレーザ光Ｐ１〜Ｐ５は、焦点が一致していないため、収差により、ビーム形状がやや不明瞭となっている。しかし、図２０（ｃ）の場合、図１８（ａ）の場合よりも、レーザレーダ３００に対して近距離であるため、レーザレーダ３００に入射する反射光量は大きく、このため、距離情報の取得に対する収差の影響は軽微である。
【０１４６】
また、この位置におけるレーザ光Ｐ１〜Ｐ５のビーム径の大きさは、図２０（ａ）に示す焦点距離に近い位置におけるビーム径よりもかなり小さくなる。また、一定の時間間隔Δｔに対応するレーザ光の照射間隔Δｐ２も、図２０（ａ）に示す焦点距離に近い位置における照射間隔Δｐ１よりも狭くなる。
【０１４７】
この場合、レーザ光Ｐ１、Ｐ５は、物体によって反射されず、この領域では、物体が存在しないことが検出される。また、レーザ光Ｐ２〜Ｐ４は、人物Ｈ２によって反射され、レーザ光の出射タイミングと反射光の受光タイミングの差から、この領域において、人物Ｈ２の位置の距離情報が得られる。
【０１４８】
このように、図２０（ｃ）の場合、人物Ｈ２に対して、３回の発光タイミングにおけるレーザ光Ｐ２〜Ｐ４が照射され、この距離情報が得られる。すなわち、水平方向における、図２０（ａ）と同じ単位面積あたりに対する距離情報の分解能は、図２０（ａ）の場合よりも高くなっている。なお、図２０（ｃ）の場合、レーザ光Ｐ１〜Ｐｎの照射範囲の幅が狭くなるため、レーザ光Ｐ１〜Ｐｎ全体によって得られる距離情報の分解能は、図２０（ａ）の場合と変わらない。このように、距離情報を取得可能な範囲は、図２０（ａ）よりも狭くなる。
【０１４９】
以上のように、レーザレーダ３００は、焦点距離よりも近距離にある物体については、距離情報を取得可能な範囲は狭くなるが、適正に距離情報を取得し得る。
【０１５０】
図２０（ｄ）には、人物Ｈ３の位置における所定の連続する発光タイミングで照射されたレーザ光Ｐ９〜Ｐ１１のビーム形状が示されている。人物Ｈ３は、上述のように、焦点距離の１５ｍよりもレーザレーダ３００にかなり遠い位置（たとえば、２０ｍ）に位置している。
【０１５１】
この位置におけるレーザ光Ｐ９〜Ｐ１１は、焦点が一致しておらず、収差により、ビーム形状がかなり不明瞭となっている。さらに、図２０（ｄ）の場合、レーザレーダ３００に対して遠距離であるため、レーザレーダ３００に入射する反射光量もかなり小さくなる。
【０１５２】
また、この位置におけるレーザ光Ｐ９〜Ｐ１１のビーム径の大きさは、図２０（ａ）に示す焦点距離に近い位置におけるビーム径よりもかなり大きくなる。また、一定の時間間隔Δｔに対応するレーザ光の照射間隔Δｐ３も、図２０（ａ）に示す焦点距離に近い位置における照射間隔Δｐ１よりもかなり広くなる。
【０１５３】
この場合、レーザ光Ｐ９、Ｐ１１は、物体によって反射されず、この領域では、物体が存在しないことが検出される。また、レーザ光Ｐ１０は、人物Ｈ３によって反射されるが
、レーザレーダ３００に対して入射する反射光量が小さく、光検出器５０３から出力される信号の強度が閾値を超えず、距離情報を適正に取得できない惧れがある。
【０１５４】
このように、図２０（ｄ）の場合、人物Ｈ３に対して、１回の発光タイミングにおけるレーザ光Ｐ１０が照射される。すなわち、水平方向における、図２０（ａ）と同じ単位面積あたりに対する分解能は、図２０（ａ）の場合よりも低くなっている。
【０１５５】
以上のように、レーザレーダ３００は、焦点距離よりもかなり遠距離にある物体については、適正に距離情報を取得できない惧れがあり、さらに、水平方向における単位面積あたりの距離情報の分解能も劣化することとなる。
【０１５６】
したがって、検出対象とする物体の距離が遠距離になった場合、距離情報の取得精度に悪影響を及ぼすこととなる。
【０１５７】
そこで、本実施の形態では、所定の走査タイミングにおいて検出した距離情報のうち、最も遠距離の距離情報に応じて、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス調整制御が行われる。すなわち、検出された物体のうち最も遠距離の物体にフォーカスが合うように、ビーム整形レンズ４０２の位置が制御される。
【０１５８】
かかる制御のために、ＤＳＰ６０７のメモリには、あらかじめ、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置と、フォーカスコイル４１４ｅに印加される電圧値とを対応づけたテーブル（フォーカス位置テーブルＴｆ）が保持される。
【０１５９】
図２１は、フォーカス位置テーブルＴｆの構成を示す図である。
【０１６０】
フォーカス位置テーブルＴｆの構築時には、まず、所定の距離の位置に、検出対象として平坦な面が置かれ、この平坦な面に対して、レーザ光源４０１からレーザ光が照射される。次に、フォーカスコイル４１４ｅ（図１５参照）に電圧が印加され、ビーム整形レンズ４０２が所定の位置に移動される。そして、印加される電圧を変化させてビーム整形レンズ４０２を前後方向に移動させながら、光検出器５０３から出力される信号がモニタされる。光検出器５０３から出力される信号の強度が最大となったとき、平坦な面に対して、フォーカスがあったとして、そのときの電圧値Ｖｎが当該距離に対応づけられて、フォーカス位置テーブルＴｆに記述される。同様にして、所定の距離単位（たとえば、１ｍ単位）で平坦な面の位置を変更して、フォーカスがあったときの電圧値Ｖｎが求められ、求められた電圧値Ｖｎが当該距離に対応づけられて、フォーカス位置テーブルＴｆに記述される。このようにして、図２１に示すフォーカス位置テーブルＴｆが構築される。
【０１６１】
図２２は、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス制御の流れを示す図である。
【０１６２】
図２２を参照して、ＤＳＰ６０７は、まず、所定の距離を基準距離Ｄ（たとえば、１５ｍ）として設定し、基準距離Ｄに対応するフォーカス位置にビーム整形レンズ４０２を移動させるための電圧値Ｖｎ（距離１５ｍの場合、電圧値Ｖ６）を、図２１に示すフォーカス位置テーブルＴｆから取得する（Ｓ１１）。そして、ＤＳＰ６０７は、走査開始タイミングであるかを判定する（Ｓ１２）。走査開始タイミングでない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、走査開始タイミングになるまで処理を待機する（Ｓ１２：ＮＯ）。走査開始タイミングになると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＤＳＰ６０７は、フォーカスコイル４１４ｅに取得した電圧値Ｖｎを印加し、基準距離Ｄに応じたフォーカス位置にビーム整形レンズ４０２を位置付ける（Ｓ１３）。
【０１６３】
そして、ＤＳＰ６０７は、ミラーアクチュエータ１のミラー１２３を駆動しながら（Ｓ
１４）、レーザ光源４０１をパルス発光させる（Ｓ１５）。これにより、ＤＳＰ６０７は、所定の走査ライン上に沿ってレーザ光を走査させる。そして、ＤＳＰ６０７は、光検出器５０３から出力された信号に基づいて、各発光タイミングと受光タイミングの時間差から、各走査位置における距離情報を取得する（Ｓ１６）。その後、ＤＳＰ６０７は、走査が終了したかを判定する（Ｓ１７）。走査が終了していない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１４〜Ｓ１６の処理が繰り返される。
【０１６４】
走査が終了すると（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＤＳＰ６０７は、取得した距離情報のうち、最も遠い距離Ｄｍを取得する（Ｓ１８）。そして、最も遠い距離Ｄｍと走査時にフォーカス位置を合わせた基準距離Ｄの差（絶対値）が閾値Ｄｓ以上かを判定する（Ｓ１９）。最も遠い距離Ｄｍと基準距離Ｄの差が閾値Ｄｓ以上でない場合（Ｓ１９：ＮＯ）、フォーカス位置の調整は行わず、処理をＳ１２に戻す。最も遠い距離Ｄｍと基準距離Ｄの差が閾値Ｄｓ以上の場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、ＤＳＰ６０７は、図２１に示すフォーカス位置テーブルＴｆから、最も遠い距離Ｄｍに最も近い距離の電圧値Ｖｎを取得する（Ｓ２０）。たとえば、走査時に取得された距離情報のうち、最も遠い距離が１９ｍであった場合、電圧値Ｖ１０が取得される。そして、ＤＳＰ６０７は、最も遠い距離Ｄｍを基準距離Ｄに設定し（Ｓ２１）、処理をＳ１２に戻す。これにより、次回の走査時では、今回の走査時に取得した最も遠い距離にフォーカスが合うように、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置が調整される。
【０１６５】
以上のようにして、走査するごとに、直前の走査時に取得した最も遠い距離情報に応じて、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置が制御される。したがって、検出対象とする物体の距離が遠距離となった場合においても、適正に距離情報を取得することができる。
【０１６６】
以上、本実施の形態によれば、検出対象物体の距離に応じて、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置が調整されるため、物体が移動して物体までの距離が変化しても、物体の距離情報を適正に取得できる。
【０１６７】
また、本実施の形態によれば、検出対象物体の距離情報のうち、最も遠い距離に応じて、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置が調整されるため、目標領域に複数の検出対象物体があったとしても、複数の検出対象物体に対して、好適に距離情報を取得できる。すなわち、最も遠い物体にフォーカスが合わせられるため、それよりも近距離にある物体についても距離を測定することができる。
【０１６８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記以外に種々の変更が可能である。
【０１６９】
たとえば、上記実施の形態では、最も遠い物体の距離Ｄｍにビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置をあわせたが、最も近い物体の距離にビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置をあわせても良い。この場合、遠距離にある物体に対する距離検出の精度が劣化する惧れがあるが、最も近距離の物体に対しては、収差なくレーザ光を照射することができ、より好適に距離を検出することができる。一般に、レーザレーダでは、遠方よりもむしろ、近くに迫っている物体の挙動を正確にモニタして、警報等の所定の対応動作を実行することが多い。よって、このように、近距離の距離情報を重視するような用途にて、レーザレーダ３００を用いる場合は、このように、最も近い物体にフォーカスが合わせられるよう制御が行われれば良い。
【０１７０】
この場合、図２２のフローチャートは、図２３のように変更される。図２３のフローチャートでは、図２２のフローチャートのステップＳ１８〜Ｓ２１が、ステップＳ３１〜Ｓ
３４に変更されている。
【０１７１】
すなわち、ＤＳＰ６０７は、Ｓ１６において取得した距離情報のうち、最も近い距離Ｄｎを取得する（Ｓ３１）。そして、最も近い距離Ｄｎと基準距離Ｄとの差（絶対値）が閾値Ｄｓ以上かを判定する（Ｓ３２）。最も近い距離Ｄｎと基準距離Ｄの差が閾値Ｄｓ以上でない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、フォーカス位置の調整は行わず、処理をＳ１２に戻す。最も近い距離Ｄｎと基準距離Ｄの差が閾値Ｄｓ以上の場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ＤＳＰ６０７は、図２１に示すフォーカス位置テーブルＴｆから、最も近い距離Ｄｎに最も近い距離の電圧値Ｖｎを取得する（Ｓ３３）。そして、ＤＳＰ６０７は、最も近い距離Ｄｎを基準距離Ｄに設定し（Ｓ３４）、処理をＳ１２に戻す。これにより、次回の走査時では、今回の走査時に取得した最も近い距離にフォーカスが合うようにビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置が調整される。
【０１７２】
また、上記実施の形態では、レーザ光の走査タイミングごとに、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置を制御したが、レーザ光の発光タイミングごとに、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス位置を制御しても良い。この場合、ＤＳＰ６０７に対する演算量が増加するが、目標領域における複数の距離の物体に対して、適正なフォーカスが合わされ、好適に距離情報を取得できる。
【０１７３】
また、上記実施の形態では、最も遠い距離Ｄｍと基準距離Ｄの差（絶対値）が閾値Ｄｓ以上となった場合に、ビーム整形レンズ４０２のフォーカス制御を行ったが、閾値を設けず、走査ごとに毎回フォーカス制御を行っても良い。こうすると、距離Ｄｍと基準距離Ｄの差が小さい場合にも、ビーム整形レンズ４０２の位置調整が行われるため、より確実に、遠距離の物体の距離を検出することができるが、反面、制御が煩雑になるとの問題もある。
【０１７４】
なお、閾値Ｄｓを設ける場合には、最も遠い距離Ｄｍが大きくなるほど閾値Ｄｓを小さくするのが望ましい。図２０を参照して説明したように、距離が遠くなるほど、物体からの反射光の受光信号が微弱となり、物体検出に対する収差の影響が大きくなる。このため、物体が遠く離れている場合には、当該物体が移動し、当該物体からフォーカスが外れると、当該物体を検出できなくなる惧れがある。したがって、最も遠い物体までの距離Ｄｍが大きくなると、閾値Ｄｓを小さくして、少しの距離変動に対しても、フォーカス調整が行われるようにするのが望ましい。また、この方法に代えて、最も遠い物体までの距離Ｄｍが大きい場合には、閾値Ｄｓを設けずに、走査ごとに毎回フォーカス制御を行うようにしても良い。
【０１７５】
また、上記実施の形態では、フォーカスマグネット４１１ｄとフォーカスコイル４１４ｅによる電磁駆動力によってビーム整形レンズ４０２の位置を調整させるフォーカス調整機構が示されたが、この他、ステッピングモータ等によってビーム整形レンズ４０２を駆動させてもよい。なお、この場合においても、フォーカス調整機構が反射光をできるだけ遮光しないように構成されるほうが望ましい。
【０１７６】
また、上記実施の形態では、レーザユニット４００は、受光ユニット５００と一体的に取り付けられたが、一体的に取り付けられず、単独でレーザレーダ３００の筺体３０１内に配されても良い。
【０１７７】
また、上記実施の形態では、出射光の光路と反射光の光路が一致するタイプのレーザレーダの構成例が示されたが、レーザユニット４００と受光ユニット５００が別々に配置され、光路が位置しないタイプのレーザレーダに本発明を用いても良い。
【０１７８】
また、上記実施の形態では、ビーム整形レンズ４０２が１枚の構成が示されたが、本実施の形態よりも、さらに遠距離にフォーカスを合わせる場合には、ビーム整形レンズ４０２が複数枚となるように構成されても良い。
【０１７９】
また、上記実施の形態では、目標領域においてレーザ光を走査させるための構成としてミラーアクチュエータ１が用いられたが、たとえば、レンズを光軸に垂直は方向に駆動するレンズアクチュエータやポリゴンミラー等の他の構成を用いてレーザ光を走査させても良い。
【０１８０】
また、上記実施の形態では、光透過板４１３の上部がカットされたが、光透過板４１３の形状はこれに限られるものではない。たとえば、図２４（ａ）に示すように、上部がカットされずに、円形形状の光透過板が用いられても良い。また、レーザユニット４００を支持するための部材は、光透過板４１３に限らず、光透過性を有さない部材が用いられても良い。ただし、このような部材を用いる場合には、目標領域からの光をなるべく遮らないよう、部材の形状等を工夫する必要がある。
【０１８１】
さらに、上記実施の形態では、フォーカスマグネット４１１ｄは、方形形状のものが用いられたが、図２４（ｂ）に示すように、円筒形状のものが用いられても良い。この場合、フォーカスマグネット４１１ｄの内側面とフォーカスコイル４１４ｅとの距離が均一になり、レンズホルダ４１４に対して、より安定的な駆動力を与えることができる。
【０１８２】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１８３】
１  …  ミラーアクチュエータ（走査部）
３００  …  レーザレーダ
４００  …  レーザユニット（フォーカス調整部）
４０１  …  レーザ光源
４０２  …  ビーム整形レンズ
４１１  …  レーザホルダ（フォーカス調整部）
４１１ｄ…  フォーカスマグネット（駆動部）
４１４  …  レンズホルダ（フォーカス調整部）
４１４ｅ…  フォーカスコイル（駆動部）
５０２  …  受光レンズ（集光素子）
５０３  …  光検出器
６０４  …  フォーカス調整回路（フォーカス制御部）
６０７  …  ＤＳＰ（フォーカス制御部、距離測定部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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