特開 2023-68311 センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023068311

(43)【公開日】2023-05-17

(54)【発明の名称】センサ装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20230510BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20230510BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G02B26/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021179281

(22)【出願日】2021-11-02

(71)【出願人】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520001073

【氏名又は名称】パイオニアスマートセンシングイノベーションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】長堀 洋平

【テーマコード（参考）】

2H045

5J084

【Ｆターム（参考）】

2H045AA01

2H045AA53

2H045AB01

2H045AB53

2H045AB72

2H045CA92

5J084AA04

5J084AD01

5J084BA04

5J084BA05

5J084BA14

5J084BA49

5J084BB26

5J084BB27

5J084BB28

5J084CA70

5J084EA04

(57)【要約】

【課題】可動反射体の振れ角を正確に検出する。
【解決手段】第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が大きくなるほど長くなっている。第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さは、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が大きくなるほど長くなっている。第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が小さくなるほど短くなっている。第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さは、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が小さくなるほど短くなっている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光源と、
前記複数の光源から出射された光を反射する可動反射体と、
前記複数の光源から出射されて前記可動反射体によって反射された前記光によって生成される複数の視野の重なり部分を検出する検出部と、
を備えるセンサ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサ装置において、
前記複数の視野の前記重なり部分の所定方向の長さが、前記可動反射体の所定の回転軸の周りの揺動の振れ角が大きくなるほど長くなり、前記可動反射体の前記回転軸の周りの揺動の前記振れ角が小さくなるほど短くなる、センサ装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のセンサ装置において、
前記検出部によって検出された前記複数の視野の前記重なり部分の大きさに応じて、前記可動反射体の振れ角を制御する制御部をさらに備えるセンサ装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載のセンサ装置において、
前記可動反射体に、前記可動反射体の振れ角を検出するための圧電素子が設けられていない、センサ装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載のセンサ装置において、
前記検出部が、前記複数の視野の各々の点群を参照して前記複数の視野の前記重なり部分を検出する、センサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒｅａｎｇｉｎｇ）等の様々なセンサ装置が開発されている。例えば特許文献１に記載されているように、センサ装置は、複数の光源と、複数の光源から出射された光を反射する可動反射体と、を備えている。このセンサ装置では、複数の光源から出射されて可動反射体によって反射された光によって、複数の光源の数と等しい数の複数の視野が生成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／０９１９７０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば特許文献１に記載されているように、一部のセンサ装置では、１つの可動反射体に向けて複数の光源から光を出射することで、複数の光源の数と等しい数の複数の視野を生成することがある。このようなセンサ装置では、可動反射体の振れ角が変動することがある。例えば、可動反射体がＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーである場合、可動反射体の温度に応じて可動反射体の振れ角が変動し得る。可動反射体の振れ角を検出するため、可動反射体に圧電素子が設けられることがある。しかしながら、圧電素子が設けられる場合、可動反射体の温度に応じた可動反射体の歪みによって圧電素子の抵抗値が変動し得る。したがって、圧電素子によっては、可動反射体の振れ角を十分に正確に検出することができないことがある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題としては、可動反射体の振れ角を正確に検出することが一例として挙げられる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、
複数の光源と、
前記複数の光源から出射された光を反射する可動反射体と、
前記複数の光源から出射されて前記可動反射体によって反射された前記光によって生成される複数の視野の重なり部分を検出する検出部と、
を備えるセンサ装置である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係るセンサ装置の構成を示す図である。

【図2】実施形態に係るセンサ装置の詳細の一例を示す図である。

【図3】図１のＡ－Ａ断面の一例を示す図である。

【図4】実施形態に係る制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0009】

図１は、実施形態に係るセンサ装置１０の構成を示す図である。図２は、実施形態に係るセンサ装置１０の詳細の一例を示す図である。図３は、図１のＡ－Ａ断面の一例を示す図である。

【0010】

図１～図３において、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ又は第３方向Ｚを示す矢印は、矢印の基端から先端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、矢印の先端から基端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。図１において、第２方向Ｙを示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が第２方向Ｙの正方向であり、紙面の手前から奥に向かう方向が第２方向Ｙの負方向であることを示している。図２において、第１方向Ｘを示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が第１方向Ｘの正方向であり、紙面の手前から奥に向かう方向が第１方向Ｘの負方向であることを示している。図３において、第３方向Ｚを示すＸ付き白丸は、紙面の手前から奥に向かう方向が第３方向Ｚの正方向であり、紙面の奥から手前に向かう方向が第３方向Ｚの負方向であることを示している。

【0011】

第１方向Ｘは、センサ装置１０の左右方向に平行な方向を示している。第１方向Ｘの正方向は、第３方向Ｚの負方向から見て右方から左方に向かう方向となっている。第１方向Ｘの負方向は、第３方向Ｚの負方向から見て左方から右方に向かう方向となっている。第２方向Ｙは、第１方向Ｘに直交している。第２方向Ｙは、センサ装置１０の高さ方向に平行な方向を示している。第２方向Ｙの正方向は、センサ装置１０の底部から頂部に向かう方向である。第２方向Ｙの負方向は、センサ装置１０の頂部から底部に向かう方向である。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの双方に直交している。第３方向Ｚは、センサ装置１０の前後方向に平行な方向を示している。第３方向Ｚの正方向は、センサ装置１０の後方から前方に向かう方向である。第３方向Ｚの負方向は、センサ装置１０の前方から後方に向かう方向である。

【0012】

実施形態において、第２方向Ｙの正方向は、鉛直方向の下方から上方に向かう方向となっている。第２方向Ｙの負方向は、鉛直方向の上方から下方に向かう方向となっている。第１方向Ｘ及び第３方向Ｚは、鉛直方向に垂直な水平方向に平行な方向となっている。しかしながら、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚ、鉛直方向及び水平方向の関係は、上述した例に限定されない。例えば、第１方向Ｘ又は第３方向Ｚが鉛直方向に平行になっていてもよい。

【0013】

図１に示すように、センサ装置１０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２を有している。本実施形態において、センサ装置１０はＬｉＤＡＲである。第２方向Ｙの正方向から見て、第１視野Ｆ１の第１中心軸Ｃ１は、第３方向Ｚの正方向に対して第１方向Ｘの正方向に向けて斜めに傾いている。第２方向Ｙの正方向から見て、第１中心軸Ｃ１に垂直な方向における第１視野Ｆ１の幅は、センサ装置１０の遠位側に向かうにつれて広がっている。第２方向Ｙの正方向から見て、第２視野Ｆ２の第２中心軸Ｃ２は、第３方向Ｚの正方向に対して第１方向Ｘの負方向に向けて斜めに傾いている。第２方向Ｙの正方向から見て、第２中心軸Ｃ２に垂直な方向における第２視野Ｆ２の幅は、センサ装置１０の遠位側に向かうにつれて広がっている。第２方向Ｙの正方向から見て、第１視野Ｆ１の第１方向Ｘの負方向側の外縁は、第３方向Ｚの正方向に対して第１方向Ｘの負方向に向けて傾いている。また、第２方向Ｙの正方向から見て、第２視野Ｆ２の第１方向Ｘの正方向側の外縁は、第３方向Ｚの正方向に対して第１方向Ｘの正方向側に向けて傾いている。このため、第２方向Ｙの正方向から見て、第１視野Ｆ１の、第１視野Ｆ１の第１方向Ｘの負方向側の外縁と第２視野Ｆ２の第１方向Ｘの正方向側の外縁との間に位置する部分と、第２視野Ｆ２の、第１視野Ｆ１の第１方向Ｘの負方向側の外縁と第２視野Ｆ２の第１方向Ｘの正方向側の外縁との間に位置する部分と、が第２方向Ｙに重なっている。

【0014】

図２に示すように、センサ装置１０は、第１光源１１２、第２光源１１４、可動反射体１２０、第１光検出素子１３２、第２光検出素子１３４、第１反射ミラー１４２、第２反射ミラー１４４、第１分離ミラー１５２、第２分離ミラー１５４、信号処理部２１０及び制御部２２０を備えている。なお、図２に示す信号処理部２１０及び制御部２２０は、機能ブロック図である。したがって、図２において信号処理部２１０及び制御部２２０が描写されている位置は、信号処理部２１０及び制御部２２０が実際に設けられている位置を示唆するものではない。

【0015】

図２において、第１光源１１２及び第２光源１１４は、第１方向Ｘに重なっている。具体的には、第１光源１１２は、第２光源１１４に対して第１方向Ｘの負方向側に位置しており、第２光源１１４は、第１光源１１２に対して第１方向Ｘの正方向側に位置している。

【0016】

図２において、第１光検出素子１３２及び第２光検出素子１３４は、第１方向Ｘに重なっている。具体的には、第１光検出素子１３２は、第２光検出素子１３４に対して第１方向Ｘの負方向側に位置しており、第２光検出素子１３４は、第１光検出素子１３２に対して第１方向Ｘの正方向側に位置している。

【0017】

図２において、第１反射ミラー１４２及び第２反射ミラー１４４は、第１方向Ｘに重なっている。具体的には、第１反射ミラー１４２は、第２反射ミラー１４４に対して第１方向Ｘの負方向側に位置しており、第２反射ミラー１４４は、第１反射ミラー１４２に対して第１方向Ｘの正方向側に位置している。

【0018】

図２において、第１分離ミラー１５２及び第２分離ミラー１５４は、第１方向Ｘに重なっている。具体的には、第１分離ミラー１５２は、第２分離ミラー１５４に対して第１方向Ｘの負方向側に位置しており、第２分離ミラー１５４は、第１分離ミラー１５２に対して第１方向Ｘの正方向側に位置している。

【0019】

第１光源１１２は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）である。第１光源１１２は、所定の繰り返し周期で第１送信ビームＴＢ１を出射している。第１送信ビームＴＢ１は、第１光源１１２から出射されて第１反射ミラー１４２によって反射されて第１分離ミラー１５２を透過して可動反射体１２０によって反射されている。これによって、第１送信ビームＴＢ１は、第１視野Ｆ１内の所定の方向に向けて照射されている。

【0020】

第１送信ビームＴＢ１は、センサ装置１０の外部に存在する物体によって反射又は散乱される。センサ装置１０の外部に存在する物体によって反射又は散乱された第１送信ビームＴＢ１は、第１受信ビームＲＢ１として、可動反射体１２０によって反射されて、第１分離ミラー１５２によって反射されて、第１光検出素子１３２に達している。これによって、第１光検出素子１３２は、第１受信ビームＲＢ１を検出している。

【0021】

第２光源１１４は、例えば、ＬＤである。第２光源１１４は、所定の繰り返し周期で第２送信ビームＴＢ２を出射している。第２送信ビームＴＢ２は、第１送信ビームＴＢ１が第１光源１１２から出射されたタイミングと略同じタイミングで出射されている。第２送信ビームＴＢ２は、第２光源１１４から出射されて第２反射ミラー１４４によって反射されて第２分離ミラー１５４を透過して可動反射体１２０によって反射されている。これによって、第２送信ビームＴＢ２は、第２視野Ｆ２内の所定の方向に向けて照射されている。

【0022】

第２送信ビームＴＢ２は、センサ装置１０の外部に存在する物体によって反射又は散乱される。センサ装置１０の外部に存在する物体によって反射又は散乱された第２送信ビームＴＢ２は、第２受信ビームＲＢ２として、可動反射体１２０によって反射されて、第２分離ミラー１５４によって反射されて、第２光検出素子１３４に達している。これによって、第２光検出素子１３４は、第２受信ビームＲＢ２を検出している。

【0023】

本実施形態において、可動反射体１２０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーである。具体的には、可動反射体１２０が所定の第１回転軸の周りに揺動することで、可動反射体１２０によって反射される第１送信ビームＴＢ１及び第２送信ビームＴＢ２の照射位置を、第３方向Ｚの負方向から見て水平方向に変化させることができる。また、可動反射体１２０が第１回転軸に直交する第２回転軸の周りに揺動することで、可動反射体１２０によって反射される第１送信ビームＴＢ１及び第２送信ビームＴＢ２の照射位置を、第３方向Ｚの負方向から見て鉛直方向に変化させることができる。したがって、第１光源１１２から所定の繰り返し周期で出射される第１送信ビームＴＢ１を可動反射体１２０によって反射することで、第１視野Ｆ１の走査が可能になる。また、第２光源１１４から所定の繰り返し周期で出射される第２送信ビームＴＢ２を可動反射体１２０によって反射することで、第２視野Ｆ２の走査が可能になる。

【0024】

可動反射体１２０は、ＭＥＭＳミラー以外の反射体であってもよい。例えば、可動反射体１２０は、ポリゴンミラー、ガルバノミラー等であってもよい。また、可動反射体１２０は、モータ駆動等の電気によって角度が制御される反射体にすることができる。

【0025】

信号処理部２１０は、第１送信ビームＴＢ１の第１視野Ｆ１内の複数の照射位置の各々のセンサ装置１０からの距離及び方向を示す第１点群を生成している。第１点群の各点のセンサ装置１０からの距離は、第１光源１１２からの第１送信ビームＴＢ１の出射タイミングと、第１光検出素子１３２による第１受信ビームＲＢ１の検出タイミングと、の時間差から決定されている。第１点群の各点のセンサ装置１０からの方向は、第１光源１１２からの第１送信ビームＴＢ１の出射の繰り返し周期と、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の角速度と、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の角速度と、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角と、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角と、によって決定されている。

【0026】

信号処理部２１０は、第２送信ビームＴＢ２の第２視野Ｆ２内の複数の照射位置の各々のセンサ装置１０からの距離及び方向を示す第２点群を生成している。第２点群の各点のセンサ装置１０からの距離は、第２光源１１４からの第２送信ビームＴＢ２の出射タイミングと、第２光検出素子１３４による第２受信ビームＲＢ２の検出タイミングと、の時間差から決定されている。第２点群の各点のセンサ装置１０からの方向は、第２光源１１４からの第２送信ビームＴＢ２の出射の繰り返し周期と、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の角速度と、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の角速度と、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角と、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角と、によって決定されている。

【0027】

図３を用いて、第１基準視野Ｆ１Ｔ、第２基準視野Ｆ２Ｔ、第１縮小視野Ｆ１Ｓ、第２縮小視野Ｆ２Ｓ、第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌについて説明する。図１及び図３において、Ａ－Ａ断面は、第３方向Ｚに垂直な面となっている。以下、必要に応じて、Ａ－Ａ断面における第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の第３方向Ｚの重なり部分を、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分という。

【0028】

まず、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔについて説明する。

【0029】

第１基準視野Ｆ１Ｔは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が所定の第１基準値であって可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が所定の第２基準値である場合にＡ－Ａ断面に投影される第１視野Ｆ１である。第２基準視野Ｆ２Ｔは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値であって可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値である場合にＡ－Ａ断面に投影される第２視野Ｆ２である。

【0030】

可動反射体１２０の第１基準値とは、例えば、可動反射体１２０がセンサ装置１０に組み込まれた際における可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の調整された振れ角である。また、可動反射体１２０の第２基準値とは、例えば、可動反射体１２０がセンサ装置１０に組み込まれた際における可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の調整された振れ角である。なお、可動反射体１２０の第１基準値及び第２基準値は、これらの例に限定されない。

【0031】

第２基準視野Ｆ２Ｔの中心は、第１基準視野Ｆ１Ｔの中心に対して、第１方向Ｘの負方向かつ第２方向Ｙの負方向にずれている。これによって、第１基準視野Ｆ１Ｔの第１方向Ｘの負方向の端と第２基準視野Ｆ２Ｔの第１方向Ｘの正方向の端との第１方向Ｘの間かつ第１基準視野Ｆ１Ｔの第２方向Ｙの負方向の端かつ第２基準視野Ｆ２Ｔの第２方向Ｙの正方向の端との第２方向Ｙの間に第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔの第３方向Ｚの重なり部分が生じている。以下、必要に応じて、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔの第３方向Ｚの当該重なり部分を、単に、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔの重なり部分という。以下、必要に応じて、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔの重なり部分の第１方向Ｘの長さを、第１基準長さＬＸＴという。以下、必要に応じて、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔの重なり部分の第２方向Ｙの長さを、第２基準長さＬＹＴという。

【0032】

次に、第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌについて説明する。

【0033】

第１拡大視野Ｆ１Ｌは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値より大きく可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値より大きい場合にＡ－Ａ断面に投影される第１視野Ｆ１である。第２拡大視野Ｆ２Ｌは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値より大きく可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値より大きい場合にＡ－Ａ断面に投影される第２視野Ｆ２である。

【0034】

可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角は、例えば、可動反射体１２０の温度に起因して変動する。例えば、第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌが生成される際の可動反射体１２０の温度は、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔが生成される際の可動反射体１２０の温度と異なっている。

【0035】

第１拡大視野Ｆ１Ｌの第１方向Ｘの長さは、第１基準視野Ｆ１Ｔの第１方向Ｘの長さより長くなっている。したがって、第１送信ビームＴＢ１の第１拡大視野Ｆ１Ｌの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１基準視野Ｆ１Ｔの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチより長くなっている。このため、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値であるものとして生成された第１点群を示すデータ上における第１拡大視野Ｆ１Ｌの複数の点の第１方向Ｘのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１拡大視野Ｆ１Ｌの複数の照射位置の実際の第１方向Ｘのピッチより短くなっている。

【0036】

第１拡大視野Ｆ１Ｌの第２方向Ｙの長さは、第１基準視野Ｆ１Ｔの第２方向Ｙの長さより長くなっている。したがって、第１送信ビームＴＢ１の第１拡大視野Ｆ１Ｌの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１基準視野Ｆ１Ｔの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチより長くなっている。このため、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値であるものとして生成された第２点群を示すデータ上における第１拡大視野Ｆ１Ｌの複数の点の第２方向Ｙのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１拡大視野Ｆ１Ｌの複数の照射位置の実際の第２方向Ｙのピッチより短くなっている。

【0037】

第２拡大視野Ｆ２Ｌの第１方向Ｘの長さは、第１基準視野Ｆ１Ｔの第１方向Ｘの長さより長くなっている。したがって、第２送信ビームＴＢ２の第２拡大視野Ｆ２Ｌの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２基準視野Ｆ２Ｔの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチより長くなっている。このため、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値であるものとして生成された第２点群を示すデータ上における第２拡大視野Ｆ２Ｌの複数の点の第１方向Ｘのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２拡大視野Ｆ２Ｌの複数の照射位置の実際の第１方向Ｘのピッチより短くなっている。

【0038】

第２拡大視野Ｆ２Ｌの第２方向Ｙの長さは、第１基準視野Ｆ１Ｔの第２方向Ｙの長さより長くなっている。したがって、第２送信ビームＴＢ２の第２拡大視野Ｆ２Ｌの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２基準視野Ｆ２Ｔの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチより長くなっている。このため、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値であるものとして生成された第２点群を示すデータ上における第２拡大視野Ｆ２Ｌの複数の点の第２方向Ｙのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２拡大視野Ｆ２Ｌの複数の照射位置の実際の第２方向Ｙのピッチより短くなっている。

【0039】

第２拡大視野Ｆ２Ｌの中心は、第１拡大視野Ｆ１Ｌの中心に対して、第１方向Ｘの負方向かつ第２方向Ｙの負方向にずれている。これによって、第１拡大視野Ｆ１Ｌの第１方向Ｘの負方向の端と第２拡大視野Ｆ２Ｌの第１方向Ｘの正方向の端との第１方向Ｘの間かつ第１拡大視野Ｆ１Ｌの第２方向Ｙの負方向の端かつ第２拡大視野Ｆ２Ｌの第２方向Ｙの正方向の端との第２方向Ｙの間に第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌの第３方向Ｚの重なり部分が生じている。以下、必要に応じて、第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌの第３方向Ｚの当該重なり部分を、単に、第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌの重なり部分という。以下、必要に応じて、第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌの重なり部分の第１方向Ｘの長さを、第１拡大長さＬＸＬという。以下、必要に応じて、第１拡大視野Ｆ１Ｌ及び第２拡大視野Ｆ２Ｌの重なり部分の第２方向Ｙの長さを、第２拡大長さＬＹＬという。

【0040】

第１拡大長さＬＸＬは、第１基準長さＬＸＴより長くなっている。第１基準長さＬＸＴと第１拡大長さＬＸＬとの比較より、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さが第１基準長さＬＸＴより長い場合、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角は第１基準値より大きくなっているといえる。すなわち、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が大きくなるほど長くなっている。

【0041】

第２拡大長さＬＹＬは、第２基準長さＬＹＴより長くなっている。第２基準長さＬＹＴと第２拡大長さＬＹＬとの比較より、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さが第２基準長さＬＹＴより長い場合、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角は第２基準値より大きくなっているといえる。すなわち、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さは、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が大きくなるほど長くなっている。

【0042】

次に、第１縮小視野Ｆ１Ｓ及び第２縮小視野Ｆ２Ｓについて説明する。

【0043】

第１縮小視野Ｆ１Ｓは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値より小さく可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値より小さい場合にＡ－Ａ断面に投影される第１視野Ｆ１である。第２縮小視野Ｆ２Ｓは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値より小さく可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値より小さい場合にＡ－Ａ断面に投影される第２視野Ｆ２である。

【0044】

可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角は、例えば、可動反射体１２０の温度に起因して変動する。例えば、第１縮小視野Ｆ１Ｓ及び第２縮小視野Ｆ２Ｓが生成される際の可動反射体１２０の温度は、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔが生成される際の可動反射体１２０の温度と異なっている。

【0045】

第１縮小視野Ｆ１Ｓの第１方向Ｘの長さは、第１基準視野Ｆ１Ｔの第１方向Ｘの長さより短くなっている。したがって、第１送信ビームＴＢ１の第１縮小視野Ｆ１Ｓの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１基準視野Ｆ１Ｔの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチより短くなっている。このため、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値であるものとして生成された第１点群を示すデータ上における第１縮小視野Ｆ１Ｓの複数の点の第１方向Ｘのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１縮小視野Ｆ１Ｓの複数の照射位置の実際の第１方向Ｘのピッチより長くなっている。

【0046】

第１縮小視野Ｆ１Ｓの第２方向Ｙの長さは、第１基準視野Ｆ１Ｔの第２方向Ｙの長さより短くなっている。したがって、第１送信ビームＴＢ１の第１縮小視野Ｆ１Ｓの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１基準視野Ｆ１Ｔの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチより短くなっている。このため、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値であるものとして生成された第１点群を示すデータ上における第１縮小視野Ｆ１Ｓの複数の点の第２方向Ｙのピッチは、第１送信ビームＴＢ１の第１縮小視野Ｆ１Ｓの複数の照射位置の実際の第２方向Ｙのピッチより長くなっている。

【0047】

第２縮小視野Ｆ２Ｓの第１方向Ｘの長さは、第２基準視野Ｆ２Ｔの第１方向Ｘの長さより短くなっている。したがって、第２送信ビームＴＢ２の第２縮小視野Ｆ２Ｓの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２基準視野Ｆ２Ｔの複数の照射位置の第１方向Ｘのピッチより短くなっている。このため、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値であるものとして生成された第２点群を示すデータ上における第２縮小視野Ｆ２Ｓの複数の点の第１方向Ｘのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２縮小視野Ｆ２Ｓの複数の照射位置の実際の第１方向Ｘのピッチより長くなっている。

【0048】

第２縮小視野Ｆ２Ｓの第２方向Ｙの長さは、第２基準視野Ｆ２Ｔの第２方向Ｙの長さより短くなっている。したがって、第２送信ビームＴＢ２の第２縮小視野Ｆ２Ｓの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２基準視野Ｆ２Ｔの複数の照射位置の第２方向Ｙのピッチより短くなっている。このため、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が第２基準値であるものとして生成された第２点群を示すデータ上における第２縮小視野Ｆ２Ｓの複数の点の第２方向Ｙのピッチは、第２送信ビームＴＢ２の第２縮小視野Ｆ２Ｓの複数の照射位置の実際の第２方向Ｙのピッチより長くなっている。

【0049】

第２縮小視野Ｆ２Ｓの中心は、第１縮小視野Ｆ１Ｓの中心に対して、第１方向Ｘの負方向かつ第２方向Ｙの負方向にずれている。これによって、第１縮小視野Ｆ１Ｓの第１方向Ｘの負方向の端と第２縮小視野Ｆ２Ｓの第１方向Ｘの正方向の端との第１方向Ｘの間かつ第１縮小視野Ｆ１Ｓの第２方向Ｙの負方向の端かつ第２縮小視野Ｆ２Ｓの第２方向Ｙの正方向の端との第２方向Ｙの間に第１縮小視野Ｆ１Ｓ及び第２縮小視野Ｆ２Ｓの第３方向Ｚの重なり部分が生じている。以下、必要に応じて、第１縮小視野Ｆ１Ｓ及び第２縮小視野Ｆ２Ｓの第３方向Ｚの当該重なり部分を、単に、第１縮小視野Ｆ１Ｓ及び第２縮小視野Ｆ２Ｓの重なり部分という。以下、必要に応じて、第１縮小視野Ｆ１Ｓ及び第２縮小視野Ｆ２Ｓの重なり部分の第１方向Ｘの長さを、第１縮小長さＬＸＳという。以下、必要に応じて、第１縮小視野Ｆ１Ｓ及び第２縮小視野Ｆ２Ｓの重なり部分の第２方向Ｙの長さを、第２縮小長さＬＹＳという。

【0050】

第１縮小長さＬＸＳは、第１基準長さＬＸＴより短くなっている。第１基準長さＬＸＴと第１縮小長さＬＸＳとの比較より、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さが第１基準長さＬＸＴより短い場合、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角は第１基準値より小さくなっているといえる。すなわち、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さは、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が小さくなるほど短くなっている。

【0051】

第２縮小長さＬＹＳは、第２基準長さＬＹＴより短くなっている。第２基準長さＬＹＴと第２縮小長さＬＹＳとの比較より、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さが第２基準長さＬＹＴより短い場合、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角は第２基準値より小さくなっているといえる。すなわち、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さは、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角が小さくなるほど短くなっている。

【0052】

次に、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の検出方法について説明する。

【0053】

本実施形態では、信号処理部２１０が、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分を検出する検出部として動作している。具体的には、信号処理部２１０は、第１視野Ｆ１の第１点群と、第２視野Ｆ２の第２点群と、を参照して、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分を検出している。

【0054】

第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の検出方法は、上述した例に限定されない。例えば、カメラ等の撮像部が、第１送信ビームＴＢ１の第１視野Ｆ１の複数の照射位置と、第２送信ビームＴＢ２の第２視野Ｆ２の複数の照射位置と、を撮像してもよい。この例においては、撮像部によって撮像された画像を画像処理部によって処理することで、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分を検出することができる。すなわち、当該画像処理部は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分を検出する検出部として動作している。なお、当該画像処理部は、信号処理部２１０とは別に設けられていてもよいし、又は信号処理部２１０が当該画像処理部として動作してもよい。

【0055】

次に、制御部２２０の動作の一例を説明する。制御部２２０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の大きさに応じて、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角の少なくとも一方を制御している。

【0056】

具体的には、制御部２２０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さに応じて、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角を制御している。例えば、制御部２２０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さが第１基準長さＬＸＴより短い場合、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角を現在の可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角よりも大きくしてもよい。これによって、制御部２２０は、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角を第１基準値に戻すことができる。また、制御部２２０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第１方向Ｘの長さが第１基準長さＬＸＴより長い場合、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角を現在の可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角より小さくしてもよい。これによって、制御部２２０は、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角を第１基準値に戻すことができる。

【0057】

また、制御部２２０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さに応じて、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角を制御している。例えば、制御部２２０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さが第２基準長さＬＹＴより短い場合、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角を現在の可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角よりも大きくしてもよい。これによって、制御部２２０は、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角を第２基準値に戻すことができる。また、制御部２２０は、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の第２方向Ｙの長さが第２基準長さＬＹＴより長い場合、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角を現在の可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角より小さくしてもよい。これによって、制御部２２０は、可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角を第２基準値に戻すことができる。

【0058】

本実施形態においては、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の大きさから、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角の少なくとも一方を検出することができる。したがって、可動反射体１２０に設けられた圧電素子によって可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角の少なくとも一方を検出する場合と比較して、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角の少なくとも一方を正確に検出することができる。

【0059】

本実施形態においては、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角の少なくとも一方を検出するための圧電素子が可動反射体１２０に設けられていなくてもよい。本実施形態においては、圧電素子が可動反射体１２０に設けられていなくとも、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の大きさから、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角の少なくとも一方を検出することができる。なお、可動反射体１２０の構成は、この例に限定されない。例えば、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角及び可動反射体１２０の第２回転軸の周りの揺動の振れ角の少なくとも一方を検出するための圧電素子が可動反射体１２０に設けられていてもよい。

【0060】

図４は、実施形態に係る制御部２２０のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0061】

制御部２２０の主な構成は、集積回路を用いて実現される。この集積回路は、制御部２２０を備える制御装置となっている。この集積回路は、バス３０２、プロセッサ３０４、メモリ３０６、ストレージデバイス３０８、入出力インタフェース３１０及びネットワークインタフェース３１２を有する。

【0062】

バス３０２は、プロセッサ３０４、メモリ３０６、ストレージデバイス３０８、入出力インタフェース３１０及びネットワークインタフェース３１２が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ３０４等を互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。

【0063】

プロセッサ３０４は、マイクロプロセッサ等を用いて実現される演算処理装置である。

【0064】

メモリ３０６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いて実現されるメモリである。

【0065】

ストレージデバイス３０８は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等を用いて実現されるストレージデバイスである。

【0066】

入出力インタフェース３１０は、制御部２２０を周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。図４において、入出力インタフェース３１０には可動反射体１２０及び信号処理部２１０が接続されている。

【0067】

ネットワークインタフェース３１２は、制御部２２０を通信網に接続するためのインタフェースである。ネットワークインタフェース３１２が通信網に接続する方法は、無線接続であってもよいし、有線接続であってもよい。

【0068】

ストレージデバイス３０８は、制御部２２０の各機能要素を実現するためのプログラムモジュールを記憶している。プロセッサ３０４は、このプログラムモジュールをメモリ３０６に読み出して実行することで、制御部２２０の各機能を実現する。

【0069】

なお、上記した集積回路のハードウェア構成は図４に示した構成に限定されない。例えば、プログラムモジュールはメモリ３０６に格納されてもよい。この場合、集積回路は、ストレージデバイス３０８を備えていなくてもよい。

【0070】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【0071】

例えば、実施形態では、第１基準視野Ｆ１Ｔの少なくとも一部分と第２基準視野Ｆ２Ｔの少なくとも一部分とがＡ－Ａ断面において第３方向Ｚに重なっている。しかしながら、第１基準視野Ｆ１Ｔ及び第２基準視野Ｆ２Ｔは、Ａ－Ａ断面において第３方向Ｚに重なっていなくてもよい。例えば、第１基準視野Ｆ１Ｔの第１方向Ｘの負方向の端と、第２基準視野Ｆ２Ｔの第１方向Ｘの正方向の端と、が隙間を介して対向していてもよい。この例においても、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値よりも大きくなると、第１基準視野Ｆ１Ｔの少なくとも一部分と第２基準視野Ｆ２Ｔの少なくとも一部分とがＡ－Ａ断面において第３方向Ｚに重なるようになる。したがって、第１視野Ｆ１及び第２視野Ｆ２の重なり部分の有無によって、可動反射体１２０の第１回転軸の周りの揺動の振れ角が第１基準値よりも大きいか否かを検出することができる。

【0072】

また、実施形態では、１つの可動反射体１２０に対して第１光源１１２及び第２光源１１４の２つの発光素子が設けられている。しかしながら、１つの可動反射体１２０に対して３つ以上の発光素子が設けられていてもよい。この例においては、発光素子の数と同じ数の視野が生成される。例えば、図３に示すＡ－Ａ断面において、第２視野Ｆ２に対して第１方向Ｘの負方向側に、第３視野が生成されていてもよい。この場合においても、実施形態において説明したように、複数の視野の重なり部分の大きさから、可動反射体１２０の振れ角を検出することができる。

【符号の説明】

【0073】

１０ センサ装置
１１２ 第１光源
１１４ 第２光源
１２０ 可動反射体
１３２ 第１光検出素子
１３４ 第２光検出素子
１４２ 第１反射ミラー
１４４ 第２反射ミラー
１５２ 第１分離ミラー
１５４ 第２分離ミラー
２１０ 信号処理部
２２０ 制御部
３０２ バス
３０４ プロセッサ
３０６ メモリ
３０８ ストレージデバイス
３１０ 入出力インタフェース
３１２ ネットワークインタフェース
Ｃ１ 第１中心軸
Ｃ２ 第２中心軸
Ｆ１ 第１視野
Ｆ１Ｌ 第１拡大視野
Ｆ１Ｓ 第１縮小視野
Ｆ１Ｔ 第１基準視野
Ｆ２ 第２視野
Ｆ２Ｌ 第２拡大視野
Ｆ２Ｓ 第２縮小視野
Ｆ２Ｔ 第２基準視野
ＬＸＬ 第１拡大長さ
ＬＸＳ 第１縮小長さ
ＬＸＴ 第１基準長さ
ＬＹＬ 第２拡大長さ
ＬＹＳ 第２縮小長さ
ＬＹＴ 第２基準長さ
ＲＢ１ 第１受信ビーム
ＲＢ２ 第２受信ビーム
ＴＢ１ 第１送信ビーム
ＴＢ２ 第２送信ビーム
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】