特開 2023-84195 光学装置

(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】P2023084195

(43)【公開日】2023-06-19

(54)【発明の名称】光学装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20230612BHJP

   G01S 7/497 20060101ALI20230612BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20230612BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G01S7/497

G01C3/06 120Q

G01C3/06 140

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021198221

(22)【出願日】2021-12-07

(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）】

2F112

5J084

【Ｆターム（参考）】

2F112AD01

2F112BA20

2F112CA12

2F112DA09

2F112DA15

2F112DA25

2F112DA28

2F112DA32

2F112DA40

2F112EA05

2F112GA01

5J084AA05

5J084AD01

5J084BA04

5J084BA08

5J084BA36

5J084BA50

5J084BB20

5J084BB28

5J084CA03

5J084EA18

5J084EA20

5J084EA32

(57)【要約】

【課題】ヒータ、ワイパ等の付加的部材を透過部に設けることを要することなく、透過部に付着した水滴を除去する。
【解決手段】加熱光ＨＬは、第２光源１４０から出射された後、第３ミラー１５６によって第３ミラー１５６の後方斜め上に向けて反射されている。加熱光ＨＬは、第３ミラー１５６によって反射された後、第１ミラー１５２を透過して、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過している。加熱光ＨＬは、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過した後、可動反射体１２０に照射されている。加熱光ＨＬは、可動反射体１２０に照射された後、可動反射体１２０によって可動反射体１２０の前方に向けて反射されている。加熱光ＨＬは、可動反射体１２０の前方に向けて反射された後、透過部１０２に照射されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体に設けられた透過部と、
前記筐体に収容され、前記透過部を透過する光を出射する第１光源と、
前記筐体に収容され、前記透過部を加熱する光を出射する第２光源と、
を備える光学装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光学装置において、
前記第１光源から出射された前記光と、前記第２光源から出射された前記光と、を前記透過部に向けて反射する可動反射体をさらに備える光学装置。

【請求項3】

請求項２に記載の光学装置において、
前記第１光源から出射された前記光を反射し、前記第２光源から出射された前記光を通過又は透過させる光学素子と、前記第１光源から出射された前記光を通過又は透過させ、前記第２光源から出射された前記光を反射する光学素子と、の少なくとも一方をさらに備える光学装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の光学装置において、
前記透過部の温度に応じて前記第２光源を制御する第１制御部をさらに備える光学装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の光学装置において、
前記透過部の迷光の発生位置に応じて前記第２光源を制御する第２制御部をさらに備える光学装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の光学装置において、
前記第２光源から出射された前記光についての前記透過部の透過率が、前記第１光源から出射された前記光についての前記透過部の透過率より低くなっている、光学装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の光学装置において、
前記第１光源から出射されて前記筐体の外部に存在する物体によって反射又は散乱された光を受信する受光部をさらに備える光学装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等の様々な光学装置が開発されている。このような光学装置では、ＬＤ（レーザダイオード）等の光源やＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）等の受光部といった光学素子が筐体に収容されている場合がある。この場合、光源から出射された送信光を筐体の外部に向けて照射し、筐体の外部からの受信光を筐体の内部の受光部に照射させる必要がある。したがって、筐体には、送信光及び受信光を透過させる透過部が設けられていることがある。

【0003】

特許文献１には、光学装置の一例について記載されている。この光学装置は、送信光及び受信光が透過する前面レンズを備えている。また、この光学装置では、前面レンズに付着した水滴の凍結を防ぐため、前面レンズに発熱線が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５－１５７８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば特許文献１に記載されているように、透過部に付着した雨滴、結露等の水滴を除去するため、透過部に発熱線等のヒータを設けることがある。しかしながら、この場合、ヒータによって透過部のサイズが比較的大きくなることがある。また、ヒータへ電流を流す配線の配策等の要因によって光学装置の組み立てが比較的複雑になり得る。さらに、ヒータへ電流を流す配線の信頼性を考慮することが必要なことがある。或いは、透過部に付着した水滴をワイパによって除去することがある。しかしながら、この場合、ワイパが光学装置の測定の妨げになることがある。

【0006】

本発明が解決しようとする課題としては、ヒータ、ワイパ等の付加的部材を透過部に設けることを要することなく、透過部に付着した水滴を除去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】

【0007】

請求項１に記載の発明は、
筐体と、
前記筐体に設けられた透過部と、
前記筐体に収容され、前記透過部を透過する光を出射する第１光源と、
前記筐体に収容され、前記透過部を加熱する光を出射する第２光源と、
を備える光学装置である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る光学装置を示す図である。

【図2】実施例１に係る光学装置を示す図である。

【図3】実施例１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。

【図4】実施例２に係る光学装置を示す図である。

【図5】変形例１に係る光学装置を示す図である。

【図6】変形例２に係る光学装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態、実施例及び変形例について、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。

【0010】

図１は、実施形態に係る光学装置１０を示す図である。

【0011】

図１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１において、第２方向Ｙ又は第３方向Ｚを示す矢印は、当該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、当該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。

【0012】

第３方向Ｚは、光学装置１０の前後方向に平行な方向となっている。具体的には、第３方向Ｚの正方向は、光学装置１０の後方から前方に向かう方向となっており、第３方向Ｚの負方向は、光学装置１０の前方から後方に向かう方向となっている。第１方向Ｘは、第３方向Ｚに直交している。また、第１方向Ｘは、光学装置１０の左右方向に平行な方向となっている。具体的には、第１方向Ｘの正方向は、光学装置１０の後方から見て光学装置１０の右方から左方に向かう方向となっており、第１方向Ｘの負方向は、光学装置１０の後方から見て光学装置１０の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及び第３方向Ｚの双方に直交している。また、第２方向Ｙは、光学装置１０の高さ方向に平行な方向となっている。具体的には、第２方向Ｙの正方向は、光学装置１０の下方から上方に向かう方向となっており、第２方向Ｙの負方向は、光学装置１０の上方から下方に向かう方向となっている。

【0013】

実施形態において、第２方向Ｙは、鉛直方向に平行な方向となっている。具体的には、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おり、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。ただし、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が鉛直方向に平行となっていてもよい。

【0014】

光学装置１０は、筐体１００、第１光源１１０、可動反射体１２０、受光部１３０、第２光源１４０、第１ミラー１５２、第２ミラー１５４及び第３ミラー１５６を備えている。

【0015】

筐体１００は、光学装置１０の光学系を構成する光学素子を収容している。具体的には、筐体１００は、第１光源１１０、可動反射体１２０、受光部１３０、第２光源１４０、第１ミラー１５２、第２ミラー１５４及び第３ミラー１５６を収容している。したがって、これらの光学素子が筐体１００の外部に設けられている場合と比較して、これらの光学素子に雨滴、埃等の異物が付着することを抑制することができる。

【0016】

筐体１００の前面には、透過部１０２が設けられている。図１に示す例において、透過部１０２は、透過部１０２の上端が透過部１０２の下端よりも筐体１００の前方に位置する状態で第２方向Ｙに対して傾いている。したがって、透過部１０２が第２方向Ｙに対して平行である場合と比較して透過部１０２の前面に水滴、埃等の異物が付着しにくくすることができる。また、透過部１０２が第２方向Ｙに対して平行である場合と比較して透過部１０２の前方斜め上から太陽光等のノイズ光が透過部１０２を透過しにくくすることができる。ただし、透過部１０２の配置は図１に示す例に限定されない。例えば、透過部１０２は、第２方向Ｙに対して略平行となっていてもよい。

【0017】

図１に示す例において、光学装置１０は、第１光源１１０から送信光ＴＬが出射されて受光部１３０によって受信光ＲＬが受信される光学系を備えている。この光学系の詳細を説明する。

【0018】

第１光源１１０は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）である。第１光源１１０は、送信光ＴＬを出射している。送信光ＴＬは、光学装置１０の測距等、光学装置１０の測定に用いられる光である。送信光ＴＬはパルス波となっている。例えば、送信光ＴＬは、所定の繰り返し周期で出射されている。

【0019】

図１において第１光源１１０から第１ミラー１５２及び第２ミラー１５４を経由して可動反射体１２０に向けて延びる軸によって模式的に示されるように、送信光ＴＬは、第１光源１１０から出射されて、第１ミラー１５２によって反射されて、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過して、可動反射体１２０に照射されている。

【0020】

具体的には、第１ミラー１５２は、第１光源１１０の前方に位置している。第２ミラー１５４は、第１ミラー１５２の後方斜め上に位置している。可動反射体１２０は、第２ミラー１５４の後方斜め上に位置している。送信光ＴＬは、第１光源１１０から第１光源１１０の前方に向けて出射されている。送信光ＴＬは、第１光源１１０から出射された後、第１ミラー１５２によって第１ミラー１５２の後方斜め上に向けて反射されている。送信光ＴＬは、第１ミラー１５２によって反射された後、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過している。送信光ＴＬは、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過した後、可動反射体１２０に照射されている。

【0021】

送信光ＴＬは、可動反射体１２０に照射された後、可動反射体１２０によって可動反射体１２０の前方に向けて反射されている。可動反射体１２０の前方には、透過部１０２が位置している。送信光ＴＬは、可動反射体１２０によって反射された後、透過部１０２を透過している。

【0022】

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は、互いに直交する所定の第１回転軸及び所定の第２回転軸の周りに揺動可能になっている。可動反射体１２０が第１回転軸の周りに揺動することで、所定の視野Ｆにおける水平方向の走査が行われている。また、可動反射体１２０が第２回転軸の周りに揺動することで、視野Ｆにおける鉛直方向の走査が行われている。図１に示す例において、視野Ｆの第２方向Ｙの幅は、可動反射体１２０の前方に向かうにつれて広くなっている。

【0023】

なお、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。この例においても、送信光ＴＬを用いた走査が可能である。

【0024】

送信光ＴＬは、可動反射体１２０によって筐体１００の外部に向けて照射された後、筐体１００の外部に存在する物体によって反射又は散乱されている。送信光ＴＬの反射光又は散乱光は、受信光ＲＬとして可動反射体１２０に照射されている。

【0025】

図１において可動反射体１２０から第２ミラー１５４を経由して受光部１３０に向けて延びる軸によって模式的に示されるように、受信光ＲＬは、可動反射体１２０によって反射されて、第２ミラー１５４によって反射されて、受光部１３０に照射されている。

【0026】

具体的には、受光部１３０は、第２ミラー１５４の後方に位置している。受光部１３０は、例えば、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）である。受信光ＲＬは、可動反射体１２０によって反射された後、第２ミラー１５４によって反射されている。受信光ＲＬは、第２ミラー１５４によって反射された後、受光部１３０に照射されている。これによって、受光部１３０は、受信光ＲＬを受信している。受光部１３０は、受信光ＲＬを電流等の電気的信号に変換して、当該電気的信号を出力している。

【0027】

次に、第２光源１４０の詳細について説明する。

【0028】

第２光源１４０は、例えばＬＤである。第２光源１４０は、加熱光ＨＬを出射している。加熱光ＨＬは、透過部１０２の加熱に用いられる光である。加熱光ＨＬの波長は、送信光ＴＬの波長と異なっている。加熱光ＨＬは、例えば、連続波（ＣＷ）である。或いは、加熱光ＨＬは、パルス波であってもよい。

【0029】

図１において第２光源１４０から第３ミラー１５６、第１ミラー１５２及び第２ミラー１５４を経由して可動反射体１２０に向けて延びる軸によって模式的に示されるように、加熱光ＨＬは、第２光源１４０から出射されて、第３ミラー１５６によって反射されて、第１ミラー１５２を透過して、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過して、可動反射体１２０に照射されている。

【0030】

具体的には、第３ミラー１５６は、第２光源１４０の前方に位置している。また、第３ミラー１５６は、第１ミラー１５２の前方斜め下に位置している。加熱光ＨＬは、第２光源１４０から第２光源１４０の前方に向けて出射されている。加熱光ＨＬは、第２光源１４０から出射された後、第３ミラー１５６によって第３ミラー１５６の後方斜め上に向けて反射されている。加熱光ＨＬは、第３ミラー１５６によって反射された後、第１ミラー１５２を透過して、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過している。加熱光ＨＬは、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過した後、可動反射体１２０に照射されている。

【0031】

第３ミラー１５６は、例えば、ダイクロイックミラー等の光学フィルタにしてもよい。例えば、第３ミラー１５６は、加熱光ＨＬのうち透過部１０２の加熱に使用される波長域の光を反射させ、加熱光ＨＬのうち透過部１０２の加熱に使用される波長域と異なる波長域の光を透過させてもよい。これによって、第２光源１４０の制御を要することなく、第２光源１４０から出射された加熱光ＨＬのうち透過部１０２の加熱に用いられる波長域の光を透過部１０２に照射させることができる。また、加熱光ＨＬのうち透過部１０２の加熱に使用される波長域と異なる波長域の光が第３ミラー１５６を透過する場合、加熱光ＨＬのうち透過部１０２の加熱に使用される波長域と異なる波長域の光が第３ミラー１５６によって反射されて透過部１０２を透過して筐体１００の外部に向けて出射された場合と比較して、アイセーフを向上させることができる。

【0032】

加熱光ＨＬは、可動反射体１２０に照射された後、可動反射体１２０によって可動反射体１２０の前方に向けて反射されている。加熱光ＨＬは、可動反射体１２０の前方に向けて反射された後、透過部１０２に照射されている。透過部１０２における加熱光ＨＬの照射位置は、第２光源１４０からの加熱光ＨＬの出射タイミングと、送信光ＴＬが可動反射体１２０に照射されたタイミングにおける可動反射体１２０の向きと、によって調整可能になっている。

【0033】

加熱光ＨＬは、透過部１０２を加熱している。したがって、透過部１０２に付着した水滴を、加熱光ＨＬによる透過部１０２の加熱によって除去することができる。この場合、ヒータ、ワイパ等の付加的部材を透過部１０２に設けることを要することなく、透過部１０２に付着した水滴を除去することができる。ただし、実施形態においても、必要に応じて、ヒータ、ワイパ等の付加的部材を透過部１０２に設けてもよい。

【0034】

透過部１０２は、加熱光ＨＬを熱に変換する光熱変換材料を有している。例えば、透過部１０２の前面及び後面の少なくとも一方が蒸着等の堆積により形成された光熱変換材料によって覆われている。或いは、光熱変換材料を含むシートが透過部１０２の前面及び後面の少なくとも一方に貼り付けられていてもよい。或いは、透過部１０２の全体が光熱変換材料によって形成されていてもよい。

【0035】

光熱変換材料は、加熱光ＨＬに対する透過率又は吸収率と、送信光ＴＬに対する透過率又は吸収率と、の観点から決定することができる。例えば、加熱光ＨＬについての光熱変換材料の透過率は、送信光ＴＬについての光熱変換材料の透過率より低くすることができる。言い換えると、加熱光ＨＬについての光熱変換材料の吸収率は、送信光ＴＬについての光熱変換材料の吸収率より高くすることができる。これによって、加熱光ＨＬについての透過部１０２の透過率を、送信光ＴＬについての透過部１０２の透過率より低くすることができる。言い換えると、加熱光ＨＬについての透過部１０２の吸収率を、送信光ＴＬについての透過部１０２の透過率より高くすることができる。

【0036】

光熱変換材料は、例えば、誘電体多層膜等の光学薄膜にしてもよい。この例においては、蒸着等の堆積によって透過部１０２の前面及び後面の少なくとも一方に光学薄膜を形成することができる。光学薄膜としては、ＡｌＦ_３、ＭｇＦ_２、ＹＦ_３、ＳｉＯ_２、ＬａＦ_３、ＧｄＦ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ、Ｓｉ、Ｇｅ等が例示される。

【0037】

光熱変換材料は、例えば、樹脂フィルムにしてもよい。例えば、透過部１０２がガラスである場合、ガラスの前面及び後面の少なくとも一方に樹脂フィルムを貼り付けてもよい。或いは、透過部１０２が樹脂フィルムであってもよい。樹脂フィルムとしては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等が例示される。

【0038】

実施形態において、可動反射体１２０は、送信光ＴＬを用いた走査を行う素子と、加熱光ＨＬを透過部１０２の異なる位置に向けて照射させる素子と、の双方として機能している。したがって、送信光ＴＬを用いた走査を行う素子と、加熱光ＨＬを透過部１０２の異なる位置に向けて照射させる素子と、を別々に設ける場合と比較して、光学装置１０の光学系の部品点数を減少させることができる。

【0039】

実施形態において、第１ミラー１５２は、送信光ＴＬを反射して加熱光ＨＬを透過させる光学素子として機能している。したがって、第１ミラー１５２から可動反射体１２０までの送信光ＴＬの光軸と、第３ミラー１５６から可動反射体１２０までの加熱光ＨＬの光軸と、を略同一軸に比較的揃えやすくなっている。第１ミラー１５２から可動反射体１２０までの送信光ＴＬの光軸と、第３ミラー１５６から可動反射体１２０までの加熱光ＨＬの光軸と、が略同一軸である場合、可動反射体１２０によって、送信光ＴＬ及び加熱光ＨＬを略同一タイミングで略同一方向に向けて反射することができる。この場合、第１ミラー１５２から可動反射体１２０までの送信光ＴＬの光軸と、第３ミラー１５６から可動反射体１２０までの加熱光ＨＬの光軸と、が互いにずれている場合と比較して、透過部１０２における加熱光ＨＬの照射位置の調整が容易となる。したがって、第１ミラー１５２から可動反射体１２０までの送信光ＴＬの光軸と、第３ミラー１５６から可動反射体１２０までの加熱光ＨＬの光軸と、が互いにずれている場合と比較して、透過部１０２における水滴の付着位置への加熱光ＨＬの照射が容易となる。

【0040】

なお、光学装置１０の光学系は、実施形態において説明した光学系に限定されない。

【0041】

例えば、第１ミラー１５２から可動反射体１２０までの送信光ＴＬの光軸と、第３ミラー１５６から可動反射体１２０までの加熱光ＨＬの光軸と、は互いにずれていてもよい。この場合においても、送信光ＴＬ及び加熱光ＨＬは、可動反射体１２０によって反射することができる。このため、送信光ＴＬを用いた走査を行う素子と、加熱光ＨＬを透過部１０２の異なる位置に向けて照射させる素子と、を別々に設ける場合と比較して、光学装置１０の光学系の部品点数を減少させることができる。

【0042】

また、送信光ＴＬを用いた走査を行う素子と、加熱光ＨＬを透過部１０２の異なる位置に向けて照射させる素子と、は別々に設けられていてもよい。例えば、送信光ＴＬは、実施形態を用いて説明したように可動反射体１２０によって反射される。これに対して、第２光源１４０は、実施形態に係る可動反射体１２０と異なる他の可動反射体によって透過部１０２に向けて反射されてもよい。或いは、加熱光ＨＬは、可動反射体の反射を経ることなく、第２光源１４０をモータ等の駆動部によって揺動させながら、透過部１０２に向けて照射されてもよい。この例においても、第２光源１４０は、筐体１００に収容させることができる。この場合、第２光源１４０が筐体１００の外部に設けられている場合と比較して、第２光源１４０に雨滴、埃等の異物が付着することを抑制することができる。

【0043】

また、第２ミラー１５４には貫通穴が設けられていなくてもよい。この場合、第２ミラー１５４は、例えば、ビームスプリッタであってもよい。この例において、第２ミラー１５４は、送信光ＴＬ及び加熱光ＨＬを透過させている。また、第１ミラー１５２には、加熱光ＨＬを通過させる貫通穴が設けられていてもよい。

【実施例0044】

（実施例１）
図２は、実施例１に係る光学装置１０Ａを示す図である。実施例１に係る光学装置１０Ａは、以下の点を除いて実施形態に係る光学装置１０と同様である。

【0045】

実施例１に係る光学装置１０Ａは、温度センサ２１０Ａ及び制御部３００Ａを備えている。温度センサ２１０Ａ及び制御部３００Ａは、筐体１００に収容されている。ただし、制御部３００Ａは、筐体１００の外部に設けられていてもよい。なお、図２に示す制御部３００Ａは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。また、図２に示す制御部３００Ａは、模式的に示されたものであり、制御部３００Ａの実際の位置又は大きさを示唆するものではない。

【0046】

温度センサ２１０Ａは、例えば、赤外線温度センサである。温度センサ２１０Ａは、透過部１０２の後方斜め上に位置しており、透過部１０２の後面から離間している。温度センサ２１０Ａは、透過部１０２の後面の温度を検出している。温度センサ２１０Ａの測定範囲Ｒは、透過部１０２の後面のほぼ全体に亘っている。したがって、温度センサ２１０Ａは、透過部１０２の後面のほぼ全体の温度分布を比較的容易に検出することができる。

【0047】

制御部３００Ａは、透過部１０２の温度に応じて、第２光源１４０を制御している。この制御において、制御部３００Ａは、温度センサ２１０Ａの測定結果を参照して、透過部１０２の温度を示す情報を取得している。したがって、透過部１０２の温度に応じて、透過部１０２に加熱光ＨＬを適当に照射させることができる。

【0048】

例えば、透過部１０２の後面に結露が生じて透過部１０２の後面のほぼ全体の温度が所定の温度以下である場合、制御部３００Ａは、透過部１０２の後面に結露が生じていると判断することができる。この場合、制御部３００Ａは、筐体１００内の温度における飽和水蒸気量を考慮して、透過部１０２に加熱光ＨＬを照射させて、透過部１０２の後面の結露を除去することができる。或いは、透過部１０２の前面の一部分に雨滴等の水滴が付着して透過部１０２の前面の温度が局所的に低くなっている場合、制御部３００Ａは、透過部１０２の前面の一部分に水滴が付着していると判断することができる。この場合、制御部３００Ａは、透過部１０２における水滴の付着位置に加熱光ＨＬを照射させて、透過部１０２における水滴の付着位置の温度を水滴の沸点より高い温度に加熱することができる。

【0049】

或いは、透過部１０２の一部分に破損が生じている状態で透過部１０２に加熱光ＨＬが照射されることで透過部１０２の一部分の温度が局所的に高くなってる場合、制御部３００Ａは、透過部１０２の一部分に破損が生じていると判断することができる。この場合、制御部３００Ａは、透過部１０２における局所的に温度が高い位置への加熱光ＨＬへの照射を停止することができる。これによって、透過部１０２における局所的に温度が高い位置を経由して加熱光ＨＬが筐体１００の外部に照射されることを抑制することができる。したがって、透過部１０２における局所的に温度が高い位置を加熱光ＨＬが透過する場合と比較して、アイセーフを向上させることができる。

【0050】

また、制御部３００Ａは、透過部１０２の迷光の発生位置に応じて、第２光源１４０を制御している。したがって、透過部１０２の迷光の発生位置に応じて、透過部１０２に加熱光ＨＬを適当に照射させることができる。

【0051】

具体的には、制御部３００Ａは、第１光源１１０からの送信光ＴＬの出射タイミングと、送信光ＴＬが可動反射体１２０に照射されたタイミングにおける可動反射体１２０の向きと、受光部１３０による光の受信タイミングと、を参照して、透過部１０２の迷光の発生位置を示す情報を取得している。透過部１０２に付着した水滴に送信光ＴＬが照射された場合、透過部１０２における水滴が付着していない位置に送信光ＴＬが照射された場合と比較して、透過部１０２において迷光が発生しやすい。当該水滴に起因して発生した迷光は、可動反射体１２０によって反射されて、第２ミラー１５４によって反射されて、受光部１３０に向けて照射される。第１光源１１０から送信光ＴＬが出射されてから受光部１３０によって迷光が受信されるまでの時間は、第１光源１１０から送信光ＴＬが出射されてから光学装置１０によって受信光ＲＬが受信されるまでの時間より短くなっている。したがって、制御部３００Ａは、第１光源１１０から送信光ＴＬが出射されてから受光部１３０によって光が受信されるまでの時間と、送信光ＴＬが可動反射体１２０に照射されたタイミングにおける可動反射体１２０の向きと、から、透過部１０２の迷光の発生位置を判断することができる。

【0052】

制御部３００Ａは、第２光源１４０から加熱光ＨＬが出射されるタイミングと、送信光ＴＬが可動反射体１２０に照射されたタイミングにおける可動反射体１２０の向きと、を制御して、透過部１０２における上記水滴が付着されている位置又はその近傍に、加熱光ＨＬを照射させる。この場合、透過部１０２における水滴が付着した位置を考慮することなく加熱光ＨＬを照射する場合と比較して、水滴を効率的に除去することができる。

【0053】

なお、透過部１０２の温度に応じての第２光源１４０の制御に関する制御部３００Ａの機能と、透過部１０２の迷光の発生位置に応じての第２光源１４０の制御に関する制御部３００Ａの機能と、は、同一のハードウェアによって実現されてもよいし、又は異なるハードウェアによって実現されてもよい。

【0054】

図３は、実施例１に係る制御部３００Ａのハードウェア構成の一例を示す図である。

【0055】

制御部３００Ａ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３００Ａを備える制御装置となっている。この集積回路は、バス３０２Ａ、プロセッサ３０４Ａ、メモリ３０６Ａ、ストレージデバイス３０８Ａ、入出力インタフェース３１０Ａ及びネットワークインタフェース３１２Ａを有する。

【0056】

バス３０２Ａは、プロセッサ３０４Ａ、メモリ３０６Ａ、ストレージデバイス３０８Ａ、入出力インタフェース３１０Ａ及びネットワークインタフェース３１２Ａ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３０４Ａ、メモリ３０６Ａ、ストレージデバイス３０８Ａ、入出力インタフェース３１０Ａ及びネットワークインタフェース３１２Ａを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。

【0057】

プロセッサ３０４Ａ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。

【0058】

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

【0059】

ストレージデバイス３０８Ａ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。

【0060】

入出力インタフェース３１０Ａは、制御部３００Ａ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３において、入出力インタフェース３１０Ａには、第１光源１１０、可動反射体１２０、受光部１３０、第２光源１４０及び温度センサ２１０Ａが接続されている。

【0061】

ネットワークインタフェース３１２Ａは、制御部３００Ａ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３１２Ａ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。

【0062】

ストレージデバイス３０８Ａは、制御部３００Ａ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３０４Ａは、このプログラムモジュールをメモリ３０６Ａに読み出して実行することで、制御部３００Ａの各機能を実現する。

【0063】

なお、上記した集積回路のハードウェア構成は図３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３０６Ａ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３０８Ａを備えていなくてもよい。

【0064】

（実施例２）
図４は、実施例２に係る光学装置１０Ｂを示す図である。実施例２に係る光学装置１０Ｂは、以下の点を除いて実施例１に係る光学装置１０Ａと同様である。

【0065】

実施例２に係る温度センサ２１０Ｂの少なくとも一部分は、第３ミラー１５６Ｂの前方斜め下に位置している。温度センサ２１０Ｂは、透過部１０２の後面から放射された赤外線を検出している。具体的には、この赤外線は、透過部１０２の後面から放射されて、可動反射体１２０によって反射されて、第２ミラー１５４、第１ミラー１５２及び第３ミラー１５６Ｂを透過して温度センサ２１０Ｂに照射されている。温度センサ２１０Ｂは、当該赤外線を検出することで、透過部１０２の温度分布を測定している。実施例２においては、透過部１０２の温度分布の分解能と、透過部１０２における迷光の発生位置の分布の分解能と、を同じにすることができる。また、実施例２においては、透過部１０２の温度分布の測定範囲を、透過部１０２における送信光ＴＬが照射される範囲に限定することができる。

【0066】

実施例２に係る制御部３００Ｂは、実施例１に係る制御部３００Ａと同様にして、温度センサ２１０Ｂの測定結果を参照して、透過部１０２の温度を示す情報を取得している。これによって、実施例２に係る制御部３００Ｂは、実施例１に係る制御部３００Ａと同様にして、透過部１０２の温度に応じて、第２光源１４０を制御することができる。また、実施例２に係る制御部３００Ｂは、実施例１に係る制御部３００Ａと同様にして、透過部１０２の迷光の発生位置に応じて、第２光源１４０を制御してもよい。

【0067】

（変形例１）
図５は、変形例１に係る光学装置１０Ｃを示す図である。変形例１に光学装置１０Ｃは、以下の点を除いて、実施形態に係る光学装置１０と同様である。

【0068】

変形例１に係る光学装置１０Ｃにおいては、第１光源１１０Ｃから出射された送信光ＴＬが、第３ミラー１５６によって反射されて、第１ミラー１５２を透過して、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過して、可動反射体１２０に照射されている。また、変形例１に係る光学装置１０Ｃにおいては、第２光源１４０Ｃから出射された加熱光ＨＬが、第１ミラー１５２によって反射されて、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過して、可動反射体１２０に照射されている。加熱光ＨＬは、可動反射体１２０に照射された後、可動反射体１２０によって透過部１０２に向けて反射されている。したがって、変形例１においても、実施形態と同様にして、加熱光ＨＬによって透過部１０２を加熱することができる。

【0069】

変形例１において、第１ミラー１５２は、加熱光ＨＬを反射して送信光ＴＬを透過させる光学素子として機能している。したがって、第１ミラー１５２から可動反射体１２０までの加熱光ＨＬの光軸と、第３ミラー１５６から可動反射体１２０までの送信光ＴＬの光軸と、を略同一軸に比較的揃えやすくなっている。

【0070】

なお、第２ミラー１５４には、貫通穴が設けられていなくてもよい。この場合、第２ミラー１５４は、送信光ＴＬ及び加熱光ＨＬを透過させてもよい。また、第１ミラー１５２には、送信光ＴＬを通過させる貫通穴が設けられていてもよい。

【0071】

（変形例２）
図６は、変形例２に係る光学装置１０Ｄを示す図である。変形例２に光学装置１０Ｄは、以下の点を除いて、実施形態に係る光学装置１０と同様である。

【0072】

変形例２に係る光学装置１０Ｄは、実施形態に係る第３ミラー１５６を備えていない。変形例２に係る第２光源１４０Ｄは、第１ミラー１５２の前方斜め下に位置している。変形例２において、加熱光ＨＬは、第２光源１４０Ｄから第２光源１４０Ｄの後方斜め上に向けて出射されている。これによって、加熱光ＨＬは、第１ミラー１５２を透過して、第２ミラー１５４に設けられた貫通穴を通過して、可動反射体１２０に照射されている。加熱光ＨＬは、可動反射体１２０に照射された後、可動反射体１２０によって透過部１０２に向けて反射されている。したがって、変形例２においても、実施形態と同様にして、加熱光ＨＬによって透過部１０２を加熱することができる。

【0073】

変形例２においては、加熱光ＨＬが実施形態に係る第３ミラー１５６の反射を経ることなく、可動反射体１２０に照射されている。したがって、加熱光ＨＬが第３ミラー１５６の反射を経る場合と比較して、第３ミラー１５６の反射による加熱光ＨＬの損失を低減することができる。

【0074】

なお、第２ミラー１５４には、貫通穴が設けられていなくてもよい。この場合、第２ミラー１５４は、送信光ＴＬ及び加熱光ＨＬを透過させてもよい。また、第１ミラー１５２には、加熱光ＨＬを通過させる貫通穴が設けられていてもよい。

【0075】

以上、図面を参照して本発明の実施形態、実施例及び変形例について述べたが、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。

【符号の説明】

【0076】

１０ 光学装置
１０Ａ 光学装置
１０Ｂ 光学装置
１０Ｃ 光学装置
１０Ｄ 光学装置
１００ 筐体
１０２ 透過部
１１０ 第１光源
１１０Ｃ 第１光源
１２０ 可動反射体
１３０ 受光部
１４０ 第２光源
１４０Ｃ 第２光源
１４０Ｄ 第２光源
１５２ 第１ミラー
１５４ 第２ミラー
１５６ 第３ミラー
１５６Ｂ 第３ミラー
２１０Ａ 温度センサ
２１０Ｂ 温度センサ
３００Ａ 制御部
３００Ｂ 制御部
３０２Ａ バス
３０４Ａ プロセッサ
３０６Ａ メモリ
３０８Ａ ストレージデバイス
３１０Ａ 入出力インタフェース
３１２Ａ ネットワークインタフェース
Ｆ 視野
ＨＬ 加熱光
Ｒ 測定範囲
ＲＬ 受信光
ＴＬ 送信光
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】