(57)【要約】【課題】光検出器上におけるサーボ光の振り幅を円滑に抑制できるビーム照射装置およびレーザレーダを提供する。【解決手段】サーボ光を受光する光検出器の前段に光を拡散する光拡散素子（拡散板１０７）を配し、光拡散素子上におけるサーボ光の入射位置を所定の面積領域（孔１０８ａ）を介して光検出器（ＰＳＤ１０９）上に投影する光投影素子（ピンホール板１０８）をさらに配する。このように構成すると、光検出器上におけるサーボ光の振り幅が抑制される。よって、光検出器の小型化と低コスト化を実現できる。【選択図】図２
2009014639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光を目標領域内において走査させるアクチュエータと、
前記レーザ光の走査に伴ってサーボ光を走査させるサーボ光学系と、
前記サーボ光を受光するとともに受光位置に応じた信号を出力する光検出器と、
前記光検出器と前記サーボ光学系の間に配され光を拡散する光拡散素子と、
前記光拡散素子上における前記サーボ光の入射位置を所定の面積領域を介して前記光検出器上に投影する光投影素子とを有する、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光投影素子は、前記光拡散素子と前記光検出器の間に配されるとともに前記拡散されたサーボ光の一部が通過する孔が形成されたピンホール板である、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光投影素子は、前記光拡散素子と前記光検出器の間に配されるとともに前記拡散されたサーボ光の一部を前記光検出器上に集光するレンズ素子である、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項において、
前記光拡散素子は、平面板状の透過型もしくは反射型の拡散板である、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載のビーム照射装置を有するレーザレーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を照射して目標領域の状況を検出するレーザレーダおよびそれに用いて好適なビーム照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行時の安全性を高めるために、レーザレーダが家庭用乗用車等に搭載されている。一般に、レーザレーダは、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障害物の有無を検出し、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、そのスキャン位置における障害物までの距離を検出するものである。
【０００３】
レーザレーダの検出精度を高めるには、レーザ光を目標領域内において適正にスキャンさせる必要があり、また、レーザ光の各スキャン位置を適正に検出する必要がある。
【０００４】
ここで、スキャン位置の検出は、たとえば、ターゲット領域に照射されるレーザ光の一部をビームスプリッタ等によって分岐させ、分岐した光（サーボ光）を、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）等の位置検出用の光検出器にて受光することにより行うことができる（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１５３８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この場合、目標領域におけるレーザ光の振り幅がサーボ光の振り幅に直接作用するため、レーザ光の振り幅が大きくなると、比較的大きな受光面を有する光検出器が必要となり、コストの上昇を招いてしまう。さらに、サーボ光を光検出器上に集光させる場合には、サーボ光の振り幅をカバーするために、大きな集光レンズが必要となり、コストの上昇と光学系の大型化を招く。
【０００６】
本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、光検出器上におけるサーボ光の振り幅を円滑に抑制できるビーム照射装置および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】
上記課題を解決すべく、本発明では、光検出器の前段に光拡散素子が配される。
【０００８】
本発明に係るビーム照射装置は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を目標領域内において走査させるアクチュエータと、前記レーザ光の走査に伴ってサーボ光を走査させるサーボ光学系と、前記サーボ光を受光するとともに受光位置に応じた信号を出力する光検出器と、前記光検出器と前記サーボ光学系の間に配され光を拡散する光拡散素子と、前記光拡散素子上における前記サーボ光の入射位置を所定の面積領域を介して前記光検出器上に投影する光投影素子とを有する。
【０００９】
ここで、光投影素子は、光拡散素子と光検出器の間に配されるとともに拡散されたサーボ光の一部が通過する孔が形成されたピンホール板とすることができる。これに代えて、光投影素子は、光拡散素子と前記光検出器の間に配されるとともに拡散されたサーボ光の一部を光検出器上に集光するレンズ素子とすることもできる。また、光拡散素子は、平面板状の透過型もしくは反射型の拡散板とすることができる。
【００１０】
本発明に係るレーザレーダは、上記構成のビーム照射装置を有することを特徴とする。このレーザレーダによれば、上記ビーム照射装置における効果と同様の効果が奏される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、光拡散素子上におけるサーボ光の入射位置が所定の面積領域を介して光検出器上に投影されるため、光検出器上におけるサーボ光の振り幅が抑制される。よって、光検出器の小型化と低コスト化を実現できる。
【００１２】
図８は、本発明の効果を模式的に示す図である。なお、同図には、光拡散素子として透過型の拡散板が用いられた場合の構成が示されている。
【００１３】
図示の如く、サーボ光が振り幅Ａにて振られるとすると、光拡散素子が存在しない場合、光検出器上におけるサーボ光の入射位置の端縁はＳ１’、Ｓ２’となる。この場合、光検出器の受光面は、少なくとも、サーボ光の振り幅Ｌ２をカバーする必要がある。
【００１４】
これに対し、本発明では、サーボ光は、位置Ｒ１、Ｒ２を端縁として光拡散素子に入射される。ここで、入射位置Ｒ１、Ｒ２は、面積領域を介して、光検出器上の位置Ｓ１、Ｓ２に投影される。この場合、光検出器上のサーボ光の振り幅Ｌ１は、光拡散素子を用いない場合の振り幅Ｌ２よりもかなり小さくなる。よって、光検出器として小型・低コストのものを用いることができる。
【００１５】
なお、面積領域が光検出器に接近するほどサーボ光の振り幅Ｌ１は小さくなる。よって、光検出器を小型化するには、面積領域を光検出器に接近させるのが望ましい。また、面積領域に集光レンズを配すれば、光検出器上にサーボ光を収束させることができ、光検出器上におけるサーボ光の照射位置を精度良く検出することができる。この場合、集光レンズは小型のものでよく、よって、コストの低減と光学系の小型化を図ることができる。
【００１６】
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、以下の実施の形態は、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何ら制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態では、レーザ光が水平方向からミラーに入射される。ミラーを水平方向および垂直方向に回動させることにより、レーザ光が目標領域において２次元方向に走査される。
【００１８】
図１に、本実施の形態に係るミラーアクチュエータの構成を示す。同図（ａ）はミラーアクチュエータの分解斜視図、同図（ｂ）はアセンブル状態にあるミラーアクチュエータの斜視図である。
【００１９】
同図（ａ）において、１０は、ミラーホルダである。ミラーホルダ１０には、端部に抜け止めを有する支軸１１、１２が形成されている。また、ミラーホルダ１０の前面には、平板状のミラー１３が装着されており、背面には、コイル１５が装着されている。なお、コイル１５は、方形状に巻回されている。
【００２０】
ミラーホルダ１０の支軸１２には、サーボ用のミラー１４が装着されている。ミラー１４は、平板形状となっており、そのミラー面がミラー１３のミラー面と平行になるようにして、支軸１２に装着される。なお、ミラー１３とミラー１４は、それぞれの反射面が反対を向くようにして配置される。
【００２１】
２０は、ミラーホルダ１０を支軸１１、１２を軸として回動可能に支持する可動枠である。可動枠２０には、ミラーホルダ１０を収容するための開口２１が形成されており、また、ミラーホルダ１０の支軸１１、１２と係合する溝２２、２３が形成されている。さらに、可動枠２０の側面には、端部に抜け止めを有する支軸２４、２５が形成され、背面には、コイル２６が装着されている。コイル２６は、方形状に巻回されている。
【００２２】
３０は、可動枠２０を支軸２４、２５を軸として回動可能に支持する固定枠である。固定枠３０には、可動枠２０を収容するための凹部３１が形成され、また、可動枠２０の支軸２４、２５と係合する溝３２、３３が形成されている。さらに、固定枠３０の内面には、コイル１５に磁界を印加するマグネット３４と、コイル２６に磁界を印加するマグネット３５が装着されている。なお、溝３２、３３は、それぞれ固定枠３０の前面から上下２つのマグネット３５間の隙間内まで延びている。
【００２３】
４０は、可動枠２０の支軸２４、２５が溝３２、３３から脱落しないよう、支軸２４、２５を前方から押さえる押さえ板である。なお、ミラーホルダ１０の支軸１１、１２を可動枠２０の溝２２、２３から脱落しないよう規制する押さえ板は、図示省略されている。
【００２４】
ミラーアクチュエータ１００をアセンブルする際には、ミラーホルダ１０の支軸１２にミラー１４を装着した後、支軸１１、１２を可動枠２０の溝２２、２３に係合させ、さらに、支軸１１、１２の前面を押さえるようにして、押さえ板（図示せず）を可動枠２０の前面に装着する。これにより、ミラーホルダ１０が、可動枠２０によって、回動可能に支持される。
【００２５】
このようにしてミラーホルダ１０を可動枠２０に装着した後、可動枠２０の支軸２４、２５を固定枠３０の溝３２、３３に係合させ、さらに、支軸３２、３３の前面を押さえるようにして、押さえ板４０をマグネット３５の前面に装着する。これにより、可動枠２０が、回動可能に固定枠３０に装着され、ミラーアクチュエータ１００のアセンブルが完了する。
【００２６】
ミラーホルダ１０が可動枠２０に対し支軸１１、１２を軸として回動すると、これに伴ってミラー１３が回動する。また、可動枠２０が固定枠３０に対し支軸２４、２５を軸として回動すると、これに伴ってミラーホルダ１０が回動し、ミラーホルダ１０と一体的にミラー１３が回動する。このように、ミラーホルダ１０は、互いに直交する支軸１１、１２と支軸２４、２５によって、２次元方向に回動可能に支持され、ミラーホルダ１０の回動に伴って、ミラー１３が２次元方向に回動する。ミラー１３が回動すると、これに伴ってサーボ用のミラー１４が回動する。
【００２７】
なお、同図（ｂ）に示すアセンブル状態において、２つのマグネット３４は、コイル１５に電流を印加することにより、ミラーホルダ１０に支軸１１、１２を軸とする回動力が生じるよう配置および極性が調整されている。したがって、コイル１５に電流を印加すると、コイル１５に生じる電磁駆動力によって、ミラーホルダ１０が、支軸１１、１２を軸として回動する。
【００２８】
また、同図（ｂ）に示すアセンブル状態において、２つのマグネット３５は、コイル２６に電流を印加することにより、可動枠２０に支軸２４、２５を軸とする回動力が生じるよう配置および極性が調整されている。したがって、コイル２６に電流を印加すると、コイル２６に生じる電磁駆動力によって、可動枠２０が、支軸２４、２５を軸として回動する。
【００２９】
このように、コイル１５とコイル２６に電流を印加することにより、ミラーホルダ１０と可動枠２０がそれぞれ支軸１１、１２と支軸２４、２５を軸として回動する。これにより、ミラー１３が、ミラーホルダ１０と一体となって、２次元方向に回動する。
【００３０】
図２は、本実施の形態に係るレーザレーダの構成を示す図である。
【００３１】
図において、１０１は、図１の構成を有するミラーアクチュエータである。半導体レーザ１０２から出射されたレーザ光は、ビーム成形用のレンズ１０３を介して、ミラーアクチュエータ１０１のミラー１３に斜め方向から入射される。レンズ１０３は、目標領域におけるレーザ光のビーム形状を調整する。
【００３２】
１０４は、サーボ用の光学系の一部を保持するシャーシである。シャーシ１０４には、半導体レーザ１０５が装着され、また、凹部１０４ａに、平板状の光拡散素子（透過型の拡散板）１０７と、ピンホール板１０８と、ＰＳＤ１０９が装着されている。
【００３３】
半導体レーザ１０５から出射されたサーボ光は、レンズ１０６を介して、ミラーアクチュエータ１０１のミラー１４に斜め方向から入射される。ここで、レンズ１０６は、平板状の光拡散素子（透過型拡散板）１０７上にサーボ光を収束させる。
【００３４】
ミラー１４によって反射されたサーボ光は、拡散板１０７に入射され拡散される。拡散されたサーボ光は、その一部が、ピンホール板１０８の孔１０８ａを通過し、ＰＳＤ１０９によって受光される。孔１０８ａ以外の領域に入射されたサーボ光は、ピンホール板１０８によって遮光される。ＰＳＤ１０９は、サーボ光の受光位置に応じた電流信号を出力する。
【００３５】
図３は、拡散板１０７上におけるサーボ光の入射位置とＰＳＤ１０９上におけるサーボ光の入射位置の関係を示す図である。
【００３６】
図中、Ｐ１の位置に入射されたサーボ光は、拡散板１０７によって拡散され、その一部が孔１０８ａを通過する。孔１０８ａを通過したサーボ光は、Ｑ１の位置において、ＰＳＤ１０９の受光面に入射される。この場合、入射位置Ｐ１は、孔１０８ａを介して、入射位置Ｑ１に投影される。
【００３７】
また、図中、Ｐ２の位置に入射されたサーボ光は、拡散板１０７によって拡散され、その一部が孔１０８ａを通過する。孔１０８ａを通過したサーボ光は、Ｑ２の位置において、ＰＳＤ１０９の受光面に入射される。この場合、入射位置Ｐ２は、孔１０８ａを介して、入射位置Ｑ２に投影される。
【００３８】
このように、拡散板１０７上におけるサーボ光の入射位置と、ＰＳＤ１０９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。なお、拡散板１０７と光検出器１０９の中間位置よりも光検出器１０９に近づく位置にピンホール板１０８を配置すれば、拡散板１０７上におけるサーボ光の振り幅よりも、ＰＳＤ１０９受光面上におけるサーボ光の振り幅を小さくすることができる。ピンホール板１０８は、使用するＰＳＤ１０９のサイズに対しサーボ光の振り幅が適正となる位置に配置すれば良い。
【００３９】
図２に戻り、レーザ駆動回路２０１は、コントローラ２０６からの指令に応じて、半導体レーザ１０２、１０５を駆動する。アクチュエータ駆動回路２０２は、コントローラ２０６からの指令に応じて、ミラーアクチュエータ１０１を駆動する。
【００４０】
ＰＳＤ１０９から出力された電流信号は、電圧変換回路２０３によって電圧信号に変換された後、増幅回路２０４によって増幅される。さらに、増幅後の電圧信号は、信号処理回路２０５にて、サーボ光の入射位置を表す信号（位置信号）に処理され、コントローラ２０６に入力される。コントローラ２０６は、入力された位置信号をもとに、目標領域におけるレーザ光のスキャン位置を検出し、検出結果に応じてレーザ駆動回路２０１とアクチュエータ駆動回路２０２を制御する。
【００４１】
スキャン動作時には、半導体レーザ１０５が一定パワーにて常時発光されるとともに、目標領域に設定されたスキャン軌道に沿ってレーザ光がスキャンされるようミラーアクチュエータ１０１が駆動される。ミラーアクチュエータ１０１が駆動されると、拡散板１０７上におけるサーボ光の入射位置が変化し、これに伴い、ＰＳＤ１０９受光面上におけるサーボ光の入射位置が変化する。ここで、目標領域上におけるレーザ光のスキャン位置と、ＰＳＤ１０９受光面上におけるサーボ光の入射位置は一対一に対応している。
【００４２】
コントローラ２０６は、信号処理回路２０５から入射される位置信号をもとに、目標領域上におけるレーザ光のスキャン位置を検出し、スキャン位置が目標領域上の測定位置（障害物の検出および障害物までの距離の測定を行う位置）に到達したタイミングにおいて、半導体レーザ１０２をパルス状に発光させる。また、これに応じて目標領域から反射される光を、受光光学系（図示せず）を介して受光素子（図示せず）にて受光し、受光素子からの信号をもとに、その位置に障害物が存在するか、および、障害物が存在する場合には障害物までの距離を検出する。
【００４３】
また、コントローラ２０６は、信号処理回路２０５から入射される位置信号をもとに、目標領域上におけるレーザ光のスキャン位置を検出し、スキャン位置が初期のスキャン軌道に沿うよう、ミラーアクチュエータ１０１にサーボを掛ける。これにより、外乱等が加わった場合にも、実動作時の測定位置を初期の測定位置に接近させることができ、障害物の検出精度を高めることができる。
【００４４】
以上、本実施の形態によれば、拡散板１０７とピンホール板１０８をＰＳＤ１０９の前段を配することにより、ＰＳＤ１０９受光面上におけるサーボ光の振り幅を抑制することができる。よって、小型・低コストのＰＳＤを用いることができ、また、光学系の小型化を図ることができる。なお、拡散板１０７とピンホール板１０８は、ＰＳＤ１０９に比べて安価であるため、別途、これらを追加しても、装置全体のコストが上昇することもない。
【００４５】
＜他の実施形態＞
図４ないし図６を参照して、他の実施形態について説明する。ここでは、目標領域におけるレーザ光のスキャンがレンズを駆動することにより行われる。また、上記スリット板１０８に代えて集光レンズ３０９が配されている。
【００４６】
図４は、レンズアクチュエータの構成を示す図である。
【００４７】
同図を参照して、走査レンズ５１は、レンズホルダー５２中央の開口に装着される。レンズホルダー５２には、４つの側面にそれぞれコイルが装着されており、各コイル内にヨーク５３中央の突出部が図示矢印のように挿入される。各ヨーク５３は、両側の舌片が一対のヨーク固定部材５５の凹部に嵌入される。さらに、それぞれのヨーク固定部材５５に、ヨーク５３の舌片を挟むようにして磁石５４が固着される。この状態にて、ヨーク固定部材５５が磁石５４とともにベース（図示せず）に装着される。
【００４８】
さらに、ベースには一対のワイヤー固定部材５６が装着されており、このワイヤー固定部材５６にワイヤー５７を介してレンズホルダー５２が弾性支持される。レンズホルダー５２には四隅にワイヤー５７を嵌入するための孔が設けられている。この孔にそれぞれワイヤー５７を嵌入した後、ワイヤー５７の両端をワイヤー固定部材５６に固着する。これにより、レンズホルダー５２がワイヤー５７を介してワイヤー固定部材５６に弾性支持される。
【００４９】
駆動時には、レンズホルダー５２に装着されている各コイルに、アクチュエータ駆動回路から駆動信号が供給される。これにより、電磁駆動力が発生し、走査レンズ５１がレンズホルダーとともに２次元駆動される。
【００５０】
図５は、レーザレーダの構成を示す図である。
【００５１】
図において、３０１は、図４の構成を有するレンズアクチュエータである。半導体レーザ３０２は、異なる２つの波長のレーザ光を出射する。以下、これら２つのレーザ光のうち目標領域に照射されるレーザ光を単に「レーザ光」と称し、ＰＳＤ３１０に導かれるレーザ光を特に「サーボ光」と称する。
【００５２】
半導体レーザ３０２から出射されたレーザ光とサーボ光は、アパーチャ３０３によって所望の形状に整形された後、レンズアクチュエータ３０１の走査レンズ５１に入射される。走査レンズ５１は、両面非球面の凸レンズから構成されており、半導体レーザ３０２から入射されたレーザ光とサーボ光を収束させる。これにより、レーザ光は平行光よりも収束した状態とさせる。走査レンズ５１は、同図のＹ−Ｚ平面方向に変位可能となるよう、レンズアクチュエータ３０１によって支持されている。
【００５３】
走査レンズ５１を通過したレーザ光とサーボ光は、レンズアクチュエータ３０１の駆動に応じて、Ｙ−Ｚ平面方向に進行方向が変化する。なお、走査レンズ５１は、中立位置にあるときに、その中心軸が走査拡大レンズ３０５の中心軸に一致するよう、配置されている。
【００５４】
レーザ光とサーボ光は、走査レンズ５１を通過した後、ビームスプリッタ３０４によってその一部が反射される。反射されたレーザ光とサーボ光のうちサーボ光のみが波長フィルタ３０６を透過し、透過型の拡散板３０８に入射する。
【００５５】
３０７は、サーボ用の光学系の一部を保持するシャーシである。シャーシ３０７には凹部３０７ａが形成され、この凹部３０７ａに、平板状の光拡散素子（透過型の拡散板）３０８と、集光レンズ３０９と、ＰＳＤ３１０が装着されている。
【００５６】
拡散板３０８にて拡散されたサーボ光は、その一部が、集光レンズ３０９に入射し、集光レンズ３０９によってＰＳＤ３１０受光面上に集光される。ＰＳＤ３１０は、サーボ光の受光位置に応じた電流信号を出力する。
【００５７】
ビームスプリッタ３０４を通過したレーザ光は、走査拡大レンズ３０５に入射される。走査拡大レンズ３０５は、収束光として入射されるレーザ光を略平行光に変換する。走査拡大レンズ３０５にて平行光とされたレーザ光は、出射窓を通過して、目標領域に照射される。
【００５８】
図６は、拡散板３０８上におけるサーボ光の入射位置とＰＳＤ３１０上におけるサーボ光の収束位置の関係を示す図である。
【００５９】
図中、Ｐ１の位置に入射されたサーボ光は、拡散板３０８によって拡散され、その一部が集光レンズ３０９に入射する。集光レンズ３０９は、保持部材３１１を介してシャーシ３０７の凹部３０７ａに装着されている。集光レンズ３０９に入射したサーボ光は、Ｑ１の位置において、ＰＳＤ３１０受光面上に収束される。したがって、入射位置Ｐ１は、集光レンズ３０９を介して、入射位置Ｑ１に投影される。
【００６０】
また、Ｐ２の位置に入射されたサーボ光は、拡散板３０８によって拡散され、その一部が集光レンズ３０９に入射する。集光レンズ３０９に入射したサーボ光は、Ｑ２の位置において、ＰＳＤ３１０受光面上に収束される。したがって、入射位置Ｐ２は、集光レンズ３０９を介して、入射位置Ｑ２に投影される。
【００６１】
このように、拡散板３０８上におけるサーボ光の入射位置と、ＰＳＤ３１０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。
【００６２】
なお、保持部材３１１を遮光板にて構成し、その中央に形成された孔に集光レンズ３０９を装着すれば、集光レンズ３０９に入射する以外の不要なサーボ光が、ＰＳＤ３１０受光面に到達するのを抑制することができる。この場合、ＰＳＤ３１０からの出力信号に、不要なサーボ光によるノイズが重畳するのを回避することができる。
【００６３】
ただし、本構成例では、集光レンズ３０９によってサーボ光が収束されるため、不要なサーボ光がＰＳＤ３１０受光面に到達しても、当該収束位置におけるサーボ光の強度は、ＰＳＤ３１０受光面の他の領域よりも数段高くなる。よって、保持部材３１１に遮光作用がなく、不要なサーボ光がＰＳＤ３１０受光面に到達したとしても、通常、ＰＳＤ３１０からの信号をもとにサーボ光の収束位置を円滑に検出することができる。
【００６４】
図５において、レーザ駆動回路２０１ないしコントローラ２０６から構成される回路系は、図２における回路系と同様の機能を発揮する。ただし、本構成例では、ミラーアクチュエータ１０１がレンズアクチュエータ３０１に変更されているため、この点において、アクチュエータ駆動回路２０２の機能が相違している。
【００６５】
スキャン動作時には、半導体レーザ３０２内のサーボ光用のレーザ素子が一定パワーにて常時発光されるとともに、目標領域に設定されたスキャン軌道に沿ってレーザ光がスキャンされるようレンズアクチュエータ３０１が駆動される。レンズアクチュエータ３０１が駆動されると、拡散板３０８上におけるサーボ光の入射位置が変化し、これに伴い、ＰＳＤ３１０受光面上におけるサーボ光の入射位置が変化する。ここで、目標領域上におけるレーザ光のスキャン位置と、ＰＳＤ３１０受光面上におけるサーボ光の入射位置は一対一に対応している。
【００６６】
コントローラ２０６は、信号処理回路２０５から入射される位置信号をもとに、目標領域上におけるレーザ光のスキャン位置を検出し、スキャン位置が目標領域上の測定位置に到達したタイミングにおいて、半導体レーザ３０２内のレーザ光用のレーザ素子をパルス状に発光させる。また、これに応じて目標領域から反射される光を、受光光学系（図示せず）を介して受光素子（図示せず）にて受光し、受光素子からの信号をもとに、その位置に障害物が存在するか、および、障害物が存在する場合には障害物までの距離を検出する。
【００６７】
また、コントローラ２０６は、信号処理回路２０５から入射される位置信号をもとに、目標領域上におけるレーザ光のスキャン位置を検出し、スキャン位置が初期のスキャン軌道に沿うよう、レンズアクチュエータ３０１にサーボを掛ける。これにより、実動作時の測定位置を初期の測定位置に接近させることができ、障害物の検出精度が高められる。
【００６８】
なお、図５の構成例では、走査拡大レンズ３０５における光学作用によって、レーザ光の振り幅が拡大される。走査拡大レンズ３０５が凹レンズから構成される場合、走査拡大レンズ３０５を透過した後のレーザ光が平行光であり、且つ、そのビーム径（光線追跡法によるもの）が走査レンズ５１に入射する際のビーム径（光線追跡法によるもの）の１／ｎであるとすると、光学理論上、走査拡大レンズを配さない場合に比べ、ｎ倍の振り幅にて、レーザ光をスキャンさせることができる。
【００６９】
したがって、本構成例では、走査レンズ５１によるレーザ光の振り幅を抑制することができ、その結果、サーボ光の振り幅も抑制することができる。よって、本構成例によれば、走査拡大レンズ３０５による作用と、拡散板３０８および集光レンズ３０９による作用とが相俟って、ＰＳＤ３１０受光面上におけるサーボ光の振り幅を顕著に抑制することができ、走査拡大レンズ３０５、拡散板３０８および集光レンズ３０９を用いない場合に比べ、ＰＳＤ３１０受光面のサイズを数段小さくすることができる。
【００７０】
以上、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、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。
【００７１】
たとえば、上記実施の形態では、透過型の拡散板を用いたが、図７に示す如く、反射型の拡散板を用いても良い。図７の構成例は、図２の構成例における拡散板１０７を反射型の拡散板１１０に置き換えたものである。拡散板１１０は、サーボ光の光軸に対し所定角度だけ傾くように配置される。拡散板１１０によって反射および拡散されたサーボ光は、その一部が、ピンホール板１０８の孔１０８ａを通過する。この構成例においても、図２の場合と同様、ミラーアクチュエータ１０１が駆動されるに応じて、拡散板１１０上におけるサーボ光の入射位置が変化し、ＰＳＤ１０９受光面上におけるサーボ光の入射位置が変化する。
【００７２】
同様に、図５の構成例においても、拡散板３０８を反射型のものに置き換えることができる。また、図２および図７の構成においても、ミラー１３の後段に走査拡大レンズを配するようにしても良い。さらに、本発明は、車載用以外のレーザレーダおよびビーム照射装置に適用することもできる。この他、サーボ光の出射光源として、ＬＥＤ等、他の光源を用いることもできる。
【００７３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施の形態に係るミラーアクチュエータの構成を示す図
【図２】実施の形態に係るレーザレーダの構成を示す図
【図３】実施の形態に係る拡散板とピンホール板の作用を説明する図
【図４】他の実施の形態に係るレンズアクチュエータの構成を示す図
【図５】他の実施の形態に係るレーザレーダの構成を示す図
【図６】実施の形態に係る拡散板と集光レンズの作用を説明する図
【図７】反射型の拡散板を用いる場合の実施の形態の構成を示す図
【図８】本発明の効果を説明する図
【符号の説明】
【００７５】
１４  ミラー（サーボ光学系）
１０１  ミラーアクチュエータ（アクチュエータ）
１０２  半導体レーザ（光源）
１０５  半導体レーザ（サーボ光学系）
１０７  拡散板（光拡散素子）
１０８  ピンホール素子
１０９  ＰＳＤ（光検出器）
１０７  拡散板（光拡散素子）
３０１  レンズアクチュエータ（アクチュエータ）
３０２  半導体レーザ（光源、サーボ光学系）
３０４  ビームスプリッタ（サーボ光学系）
３０６  波長フィルタ（サーボ光学系）
３０８  拡散板（光拡散素子）
３０９  集光レンズ（レンズ素子）
３１０  ＰＳＤ（光検出器）
【図１】
2009014639.tif 000003
【図２】
2009014639.tif 000004
【図３】
2009014639.tif 000005
【図４】
2009014639.tif 000006
【図５】
2009014639.tif 000007
【図６】
2009014639.tif 000008
【図７】
2009014639.tif 000009
【図８】
2009014639.tif 000010