ホーム > 特許ランキング > スタンレー電気株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2025001373
(43)【公開日】2025-01-08
(54)【発明の名称】車両用ＬｉＤＡＲシステム
(51)【国際特許分類】
G01S 7/481 20060101AFI20241225BHJP
G01S 17/931 20200101ALI20241225BHJP
【ＦＩ】
G01S7/481 A
G01S17/931
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023100909
(22)【出願日】2023-06-20
(71)【出願人】
【識別番号】000002303
【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000800
【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】小暮 真也
【テーマコード（参考）】
5J084
【Ｆターム（参考）】
5J084AC02
5J084BA13
5J084BB04
5J084DA01
(57)【要約】
【課題】照射側光学系の構造を簡単化しつつ、照射範囲に照射するレーザー光の配光を適切化することができる車両用ＬｉＤＡＲシステムを提供する。
【解決手段】ＬｉＤＡＲシステム１０の照射装置１２のレンズ５８は、頂点Ｔ６８ｎが光源３３ｎ側にあって中心軸（補助線Ｃ６８ｎ）が光源３３ｎの光軸（補助線Ｃ３３ｎ）に対して偏倚している円錐側面の反射面６９ｎを有し、光源３３ｎからのレーザー光を反射面６９ｎにおいて放射方向に反射する。
【選択図】図６Ａ
【解決手段】ＬｉＤＡＲシステム１０の照射装置１２のレンズ５８は、頂点Ｔ６８ｎが光源３３ｎ側にあって中心軸（補助線Ｃ６８ｎ）が光源３３ｎの光軸（補助線Ｃ３３ｎ）に対して偏倚している円錐側面の反射面６９ｎを有し、光源３３ｎからのレーザー光を反射面６９ｎにおいて放射方向に反射する。
【選択図】図６Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザー光を所定の照射範囲に向けて出射する照射装置と、
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
前記レーザー光を出射する光源と、
頂点が前記光源側にあって前記頂点を通る中心軸が前記光源の光軸に対して偏倚している円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、前記頂点側から入射する前記光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する光学部と、
を備える、車両用ＬｉＤＡＲシステム。
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
前記レーザー光を出射する光源と、
頂点が前記光源側にあって前記頂点を通る中心軸が前記光源の光軸に対して偏倚している円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、前記頂点側から入射する前記光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する光学部と、
を備える、車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【請求項2】
前記光学部は、前記円錐側面を形成し底面が前記光源側の一端側とは反対側の他端側において開口している円錐空洞が形成されているレンズを有し、
前記レンズは、
コリメートレンズのレンズ面として前記一端側に形成され前記光源からのレーザー光が入射する入射面と、
前記円錐側面を前記放射方向外側から覆うように側面に形成され前記反射面で反射した前記レーザー光を放射方向の外側に出射する出射面と、
を有している、請求項１に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステム。
前記レンズは、
コリメートレンズのレンズ面として前記一端側に形成され前記光源からのレーザー光が入射する入射面と、
前記円錐側面を前記放射方向外側から覆うように側面に形成され前記反射面で反射した前記レーザー光を放射方向の外側に出射する出射面と、
を有している、請求項１に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【請求項3】
前記レンズは、さらに、前記側面において前記出射面より前記他端側に形成され前記反射面の前記他端側の端部から前記放射方向に反射してきた前記レーザー光を斜め他端側に屈折して出射する屈折出射部を有している、請求項２に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【請求項4】
レーザー光を所定の照射範囲に向けて出射する照射装置と、
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
相互に平行な光軸を有し、前記レーザー光を出射する複数の光源と、
各光源に対応して設けられ、頂点が対応光源側にある円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、かつ前記頂点側から入射する前記対応光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する複数の光学部と、
を備え、
前記複数の光学部のうちの少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に対して偏倚している第１光学部であり、
前記複数の光学部のうちの別の少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に一致している第２光学部である、車両用ＬｉＤＡＲシステム。
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
相互に平行な光軸を有し、前記レーザー光を出射する複数の光源と、
各光源に対応して設けられ、頂点が対応光源側にある円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、かつ前記頂点側から入射する前記対応光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する複数の光学部と、
を備え、
前記複数の光学部のうちの少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に対して偏倚している第１光学部であり、
前記複数の光学部のうちの別の少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に一致している第２光学部である、車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【請求項5】
前記複数の光学部は単一のレンズ内に形成され、
各光学部には、前記円錐側面を形成し底面が前記光源側の一端側とは反対側の他端側において開口している円錐空洞が形成され、
各光学部は、
コリメートレンズのレンズ面として前記一端側に形成され前記光源からのレーザー光が入射する入射面と、
前記円錐側面を前記放射方向外側から覆うように側面に形成され前記反射面で反射した前記レーザー光を放射方向の外側に出射する出射面と、
を有している、請求項４に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステム。
各光学部には、前記円錐側面を形成し底面が前記光源側の一端側とは反対側の他端側において開口している円錐空洞が形成され、
各光学部は、
コリメートレンズのレンズ面として前記一端側に形成され前記光源からのレーザー光が入射する入射面と、
前記円錐側面を前記放射方向外側から覆うように側面に形成され前記反射面で反射した前記レーザー光を放射方向の外側に出射する出射面と、
を有している、請求項４に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【請求項6】
各光学部は、さらに、前記側面において前記出射面より前記他端側に形成され前記反射面の前記他端側の端部から前記放射方向に反射してきた前記レーザー光を斜め他端側に屈折して出射する屈折出射部を有している、請求項５に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【請求項7】
車両の前部でかつ車幅方向の端部に搭載されている、請求項１～６に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【請求項8】
前記照射装置は、前照灯のハウジング内に配設され、前記受光装置は、前記ハウジングの外に配設されている、請求項７に記載の車両。
【請求項9】
車両の前部でかつ車幅方向の端部に搭載されている請求項４～６のいずれか１項に記載の車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記第１光学部及び前記第２光学部は、前記車幅方向の内側及び外側に位置している、車両用ＬｉＤＡＲシステム。
前記第１光学部及び前記第２光学部は、前記車幅方向の内側及び外側に位置している、車両用ＬｉＤＡＲシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用ＬｉＤＡＲシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
車両に搭載されて、車両前方の歩行者や先行車や対向車を検知するＬｉＤＡＲシステムが知られている。
【0003】
特許文献１の車両用ＬｉＤＡＲシステムは、光学開口部と、光学開口部のそれぞれの部分領域を通じて光信号を出力して視野のそれぞれの部分を照明するように配置及び構成されるエミッタ素子を備えるエミッタアレイと、光信号の光路の少なくとも一部（特定光路）に配設されている光学素子とを備えている。光学素子は、光信号の第２のサブセット（特定光路に対応する光信号のセット）を実質的に変更することなく、光信号の第２のサブセットに対応する光路の対応照射範囲を逸らすために、例えば、ディフューザ、回折光学素子又はレンズ等から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０２２－５３２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
車両用ＬｉＤＡＲシステムでは、照射装置からレーザー光を照射して車両前方に生成する照射範囲の配光パターンの強度は、仰角（上下方向の角度）及び方位角（車幅方向の角度）に応じて相違させることが消費総光量の低減上、好ましい。
【0006】
特許文献１のＬｉＤＡＲシステムでは、所望の出射方向のレーザー光の強度を他の方向より増大させた配光パターンを生成するものの、光信号を各サブセットに分割して、各サブセットの光路に個別のディフューザ等を配設して、照射範囲全体における各サブセットの照射部分の重なりの調整により所望の配光パターンを生成するので、構造が複雑となっている。
【0007】
本発明の目的は、照射側光学系の構造を簡単化しつつ、照射範囲に照射するレーザー光の配光を適切化することができる車両用ＬｉＤＡＲシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の車両用ＬｉＤＡＲシステムは、
レーザー光を所定の照射範囲に向けて出射する照射装置と、
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
前記レーザー光を出射する光源と、
頂点が前記光源側にあって前記頂点を通る中心軸が前記光源の光軸に対して偏倚している円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、前記頂点側から入射する前記光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する光学部と、
を備える。
レーザー光を所定の照射範囲に向けて出射する照射装置と、
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
前記レーザー光を出射する光源と、
頂点が前記光源側にあって前記頂点を通る中心軸が前記光源の光軸に対して偏倚している円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、前記頂点側から入射する前記光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する光学部と、
を備える。
【0009】
本発明の別の車両用ＬｉＤＡＲシステムは、
レーザー光を所定の照射範囲に向けて出射する照射装置と、
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
相互に平行な光軸を有し、前記レーザー光を出射する複数の光源と、
各光源に対応して設けられ、頂点が対応光源側にある円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、かつ前記頂点側から入射する前記対応光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する複数の光学部と、
を備え、
前記複数の光学部のうちの少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に対して偏倚している第１光学部であり、
前記複数の光学部のうちの別の少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に一致している第２光学部である。
レーザー光を所定の照射範囲に向けて出射する照射装置と、
前記照射範囲に重なる範囲を探索範囲として含む所定の受光範囲を有し、前記探索範囲の対象物に対する前記レーザー光の反射光を受光する受光装置と、
を備える車両用ＬｉＤＡＲシステムであって、
前記照射装置は、
相互に平行な光軸を有し、前記レーザー光を出射する複数の光源と、
各光源に対応して設けられ、頂点が対応光源側にある円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、かつ前記頂点側から入射する前記対応光源からの前記レーザー光を前記反射面において放射方向に反射する複数の光学部と、
を備え、
前記複数の光学部のうちの少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に対して偏倚している第１光学部であり、
前記複数の光学部のうちの別の少なくとも１つは、前記中心軸が前記対応光源の光軸に一致している第２光学部である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、照射装置の光学部は、頂点が光源側にあって頂点を通る中心軸が光源の光軸に対して偏倚している円錐側面の少なくとも周方向の一部を反射面として有し、頂点側から入射する光源からのレーザー光を反射面において放射方向に反射する。この結果、光源からのレーザー光の光路を区分けし、各区分けごとに、ディフューザ等の細かい光学素子を割り当てる必要がないので、構造を簡単化して、所望の配光パターンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】ＬｉＤＡＲシステムを前部の右端部に装備する車両が前方に生成する照射範囲及び受光範囲について車両の側方視で示す図である。
【図2】ＬｉＤＡＲシステムを前部の右端部に装備する車両が前方に生成する照射範囲及び受光範囲について車両の平面視で示す図である。
【図3】ＬｉＤＡＲシステムのブロック図である。
【図4】照射装置が照射範囲に生成する配光パターンを示す図である。
【図6A】内部構造を含む照射装置の詳細な斜視図である。
【図7A】照射装置におけるレーザー光の光路を示す図である。
【図8】レンズのレンズ部分が個々に生成する照射範囲を平面視で示す図である。
【図9A】車両が道路を走行中に車両の右前部に搭載されている照射装置からのレーザー光の出射により車両の前方を含む周囲に設定する右側の照射範囲を示す図である。
【図9B】車両が道路を走行中に車両の右前部及び左前部にそれぞれ搭載されている照射装置からのレーザー光の出射により車両の前方に設定する照射範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、当業者の設計事項の範囲内で実施形態を種々変更した構成形態を包含する。なお、複数の実施形態間で共通する構成要素については、全図を通して同一の符号を使用する。
【0013】
（照射範囲、受光範囲及び探索範囲）
図１及び図２は、ＬｉＤＡＲシステム１０を前部の右端部に装備する車両２０が前方に生成する照射範囲１３及び受光範囲１５について車両２０の側方視及び平面視でそれぞれ示す図である。典型的には、車両２０は、ＬｉＤＡＲシステム１０を前部の左端部及び右端部の両方に装備している。この車両２０は、右ハンドル車を想定している。ＬｉＤＡＲシステムには、フラッシュ方式とスキャン方式とがあるが、このＬｉＤＡＲシステム１０は、フラッシュ方式を採用している。
図１及び図２は、ＬｉＤＡＲシステム１０を前部の右端部に装備する車両２０が前方に生成する照射範囲１３及び受光範囲１５について車両２０の側方視及び平面視でそれぞれ示す図である。典型的には、車両２０は、ＬｉＤＡＲシステム１０を前部の左端部及び右端部の両方に装備している。この車両２０は、右ハンドル車を想定している。ＬｉＤＡＲシステムには、フラッシュ方式とスキャン方式とがあるが、このＬｉＤＡＲシステム１０は、フラッシュ方式を採用している。
【0014】
前後方向中心線２４は、車幅方向に車両２０の中心に位置し、車高方向には、運転席の運転手の目の高さに設定している。前後方向中心線２４は、路面２６に対して平行に、すなわち水平に車両２０の前後方向に延在している。
【0015】
ＬｉＤＡＲシステム１０は、照射装置１２及び受光装置１４を備えている。照射装置１２は、車体２２の前部に装着されている右の前照灯２３のハウジング内に前照灯２３の本来の光源（路面２６を白色の可視光で照射する光源）と共に収容されている。受光装置１４は、前照灯２３の外において鉛直方向（上下方向）に前照灯２３より少し下の車体２２の箇所に取り付けられている。
【0016】
照射装置１２からは、レーザー光が照射範囲１３に向けて出射される。受光装置１４は、照射装置１２から出射したレーザー光の照射光４５（図３）がターゲット２８（図３）に当たって戻って来た反射光４６（図３）を受光する。受光装置１４が反射光４６を検出できるのは、照射装置１２からの照射光４５に対する反射光４６に限られる。したがって、ＬｉＤＡＲシステム１０が検出できるターゲット２８は、照射範囲１３と受光範囲１５とが重なる探索範囲１７に存在するターゲット２８に限られる。
【0017】
図１及び図２の照射範囲１３において、照射側中心光軸４０は、照射装置１２を視点として照射範囲１３を見たときのＦＯＩ（Field Of Ilunination／照視野）の画角の中心線（縦画角及び横画角の共通の二等分線でもある。）に沿って延在している。照射側主光軸４１は、ＦＯＩの視点から出射する最大強度のレーザー光の進路である。受光側中心光軸４２は、受光装置１４を視点として受光範囲１を見たときのＦＯＶ（Field Of View／受光視野）の画角の中心線（縦画角及び横画角の共通の二等分線でもある。）に沿って延在している。
【0018】
図１において、水平面２５は、照射側中心光軸４０及び受光側中心光軸４２の傾斜角を示すために、図示されている。この水平面２５は、前後方向中心線２４及び路面２６の両方に平行である。γａ１（＞０）は、水平面２５に対する照射側中心光軸４０の下向きの傾斜角である。γａ２（＞０）は、水平面２５に対する受光側中心光軸４２の下向きの傾斜角である。γａ３（＞０）は、側方視で照射側中心光軸４０に対する照射側主光軸４１の上向きの傾斜角である。γａ１＜γａ２の関係がある。すなわち、車両２０の側方視で、照射側中心光軸４０の方が受光側中心光軸４２より上向きになっている。
【0019】
γａ３－γａ１＞０である。すなわち、照射側主光軸４１は、車両２０から前方を見て、水平面２５に対して上向きになっている。照射装置１２は、車両２０において前後方向中心線２４より鉛直方向の下側に配設されているものの、照射側主光軸４１は、車両２０から前方へ向かうに連れて少しずつ上昇し、前後方向中心線２４に接近していく。
【0020】
αｖ１は、照射装置１２を視点とするＦＯＩの垂直画角（縦画角）である。αｖ２は、受光装置１４を視点とするＦＯＶの垂直画角（縦画角）である。αｖ１＞αｖ２の関係がある。したがって、γａ１＜γａ２であっても（図１）、車両２０の側方視で照射側中心光軸４０の方が受光側中心光軸４２より上向きであっても、車両２０の側方視で照射範囲１３の下側境界線の下向きの傾斜角は、受光範囲１５の下側境界線の下向きの傾斜角より大となる。
【0021】
Ｌ０は、照射装置１２から照射範囲１３に出射するレーザー光の起点位置に引いた鉛直補助線である。Ｌ１は、受光範囲１５が車両２０の前方において路面２６に到達する地点に引いた鉛直補助線である。照射範囲１３は、少なくとも鉛直補助線Ｌ１を含む、鉛直補助線Ｌ１より手前、すなわち車両２０側において路面２６に到達する。鉛直補助線Ｌ１は、また、路面２６上の探索範囲１７において車両２０の前後方向に車両２０に最短距離となる地点である。好ましくは、照射範囲１３も、受光範囲１５と同じく鉛直補助線Ｌ１において路面２６に到達する。その方が照射範囲１３内で探索範囲１７が占める割合が増え、照射範囲１３の消費総光量を低減することができるからである。
【0022】
図２において、受光装置１４は、照射装置１２の下に隠れているが、受光装置１４は、車幅方向に照射装置１２とほぼ同一位置にある。同一位置にある方が、探索範囲１７を広くすることができるからである。
【0023】
αｈ１は、ＦＯＩの水平画角（横画角）である。αｈ２は、ＦＯＶの水平画角（横画角）である。αｈ１≒αｈ２であるものの、αｈ１＞αｈ２の関係がある。照射装置１２より受光装置１４の方が高価であり、ＦＯＶを増大するより、ＦＯＩを増大して探索範囲１７を拡大する方がコスト的に有利となるからである。
【0024】
γｂ１（＞０）は、平面視で照射側中心光軸４０に対する前後方向中心線２４側への照射側主光軸４１の傾斜角である。照射側中心光軸４０は、車両２０から見て車幅方向外向きであるのに対し、照射側主光軸４１は、前後方向中心線２４に接近するように、内向きになっている。照射装置１２から照射範囲１３に出射されるレーザー光の強度は、平面視における方向によって相違するので、照射範囲１３の遠方境界線は、照射側主光軸４１の方向が最大遠方距離となる。
【0025】
（ＬｉＤＡＲシステム）
図３は、ＬｉＤＡＲシステム１０のブロック図である。ＬｉＤＡＲシステム１０は、ＬｉＤＡＲシステム１０の外の制御装置３０により制御される。制御装置３０は、ＬｉＤＡＲシステム１０とは別に車両２０に搭載されている。この制御装置３０は、ＬｉＤＡＲシステム１０の制御だけでなく、車両２０に搭載されているその他の電子機器（図示せず）の制御（例：ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）、ＡＦＳ（Adaptive Front－Lighting System）又は空調温度制御）も併せて実施可能な統括的な制御装置である。
図３は、ＬｉＤＡＲシステム１０のブロック図である。ＬｉＤＡＲシステム１０は、ＬｉＤＡＲシステム１０の外の制御装置３０により制御される。制御装置３０は、ＬｉＤＡＲシステム１０とは別に車両２０に搭載されている。この制御装置３０は、ＬｉＤＡＲシステム１０の制御だけでなく、車両２０に搭載されているその他の電子機器（図示せず）の制御（例：ＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）、ＡＦＳ（Adaptive Front－Lighting System）又は空調温度制御）も併せて実施可能な統括的な制御装置である。
【0026】
照射装置１２は、光源装置３２及び照射側光学系３６を備えている。光源装置３２は、さらに、少なくとも１つ（図示の例では２つ）の光源３３を有している。このＬｉＤＡＲシステム１０は、フラッシュ型のＬｉＤＡＲシステムであるため、制御装置３０は、所定の周期で複数の光源３３を同時に発光させる。各光源３３は、レーザー光を照射側光学系３６に向けて出射する。複数の光源３３の光軸３４は、相互に平行である。
【0027】
照射側光学系３６は、光学装置以外に光学装置の取付要素を含む。照射側光学系３６は、光源装置３２からのレーザー光の入射光を所定の強度分布（所定の配光パターンでもある。）で照射範囲１３に出射する。強度の大きいレーザー光程、照射光４５として遠方のターゲット２８に到達して、ターゲット２８から所定値以上の強度の反射光４６をＬｉＤＡＲシステム１０に戻すことができる。
【0028】
受光装置１４は、受光側光学系５０及びセンサ５２を備えている。センサ５２は、格子状に配列された複数のセンサ素子を有している。受光側光学系５０は、探索範囲１７から受光した反射光４６を、反射光４６の入射方向に対応するセンサ５２のセンサ素子に入射させる。制御装置３０は、反射光４６がセンサ５２のどのセンサ素子に入射したかに基づき各反射光４６の入射方向を検出することができる。
【0029】
制御装置３０は、また、光源３３のフラッシュ点灯時刻と、受光装置１４におけるセンサ５２の各センサ素子における反射光４６の受光時刻との差分に基づいてＴＯＦ（Time of Flight）に従ってターゲット２８までの距離を測距する。こうして、制御装置３０は、反射光４６の入射方向と各反射光４６の反射元のターゲット２８までの測距に基づいて各ターゲット２８の位置を検出する。
【0030】
さらに、反射光４６の強度は、ＬｉＤＡＲシステム１０からターゲット２８までの距離だけでなく、ターゲット２８の反射率にも関係する。そして、ターゲット２８の反射率は、ターゲット２８の種別に関係する。例えば、ターゲット２８の種別として路面２６上で車両２０の走行車線を区画する区画線（例：白線）があり、路面２６上の区画線の場所を反射率から探索することができる。
【0031】
（配光パターン）
図４は、照射装置１２が照射範囲１３に生成する配光パターンを示す図である。図４の配光パターンは、図２に示すように、車両２０の前部の右端部に配備されたＬｉＤＡＲシステム１０が生成するものを想定している。この配光パターンは、また、車両２０の前方の所定距離離れた箇所に車両２０に正対して立設された仮想スクリーン上に生成されるものを示している。
図４は、照射装置１２が照射範囲１３に生成する配光パターンを示す図である。図４の配光パターンは、図２に示すように、車両２０の前部の右端部に配備されたＬｉＤＡＲシステム１０が生成するものを想定している。この配光パターンは、また、車両２０の前方の所定距離離れた箇所に車両２０に正対して立設された仮想スクリーン上に生成されるものを示している。
【0032】
図４は、カラーの配光パターンをモノクロのグレースケールに表示変換している。カラーの配光パターンでは、レーザー光の強度の大から小へ赤（暖色）から青（寒色）に変化している。このため、図４のグレースケールでは、最大強度の赤が、最小強度の群青と同様に黒っぽく表示されて、中間の黄色が白っぽく表示されている。すなわち、濃淡がかならずしも照度に対応していない。
【0033】
図４において、横軸は方位角、縦軸は仰角である。すなわち、仮想スクリーンにおける横方向及び縦方向の長さを、車両２０に搭載されたＬｉＤＡＲシステム１０からの方位角（左右方向の角度）及び仰角（上下方向の角度）に換算している。原点Ｏ（方位角＝０°及び仰角＝０°）は、前後方向中心線２４に平行な方向を意味する。
【0034】
補助線Ｖ０，Ｈ０は、図４において原点Ｏで交差している。補助線Ｖ０に対し左側及び右側は車幅方向の左側（ｌ：left）及び右側（ｒ：right）に対応する。補助線Ｈ０に対して上側及び下側は、前後方向中心線２４を通る水平面に対して上側（ｕ：up）及び下側（ｄ：down）に対応する。
【0035】
図４では、補助線Ｖ０，Ｈ０の他に、複数の補助線Ｖｌ２，Ｖｌ１，Ｖｈ１，Ｖｈ２，Ｈｄ，Ｈｕを示すとともに、補助線間の角度間隔が記入されている。照射範囲１３は、仰角で上側２０°～下側２０°の範囲、方位角で左側６５°～右側７５°の範囲を占めている。なお、一般的には、照射範囲１３の方位角範囲は、１２０°～１４０°である。
【0036】
（レンズ）
図５Ａ及び図５Ｂは、図３の照射装置１２の正面を右及び左の斜め上から見た斜視図である。なお、図３の照射側光学系３６を構成するレンズ５８において光源装置３２側及びその反対側をそれぞれ上側（又は一端側）及び下側（又は他端側）と呼ぶことにする。ＬｉＤＡＲシステム１０が車両２０に搭載されている状態では、図３の上側及び下側は、搭載状態のＬｉＤＡＲシステム１０の上側及び下側となる。
図５Ａ及び図５Ｂは、図３の照射装置１２の正面を右及び左の斜め上から見た斜視図である。なお、図３の照射側光学系３６を構成するレンズ５８において光源装置３２側及びその反対側をそれぞれ上側（又は一端側）及び下側（又は他端側）と呼ぶことにする。ＬｉＤＡＲシステム１０が車両２０に搭載されている状態では、図３の上側及び下側は、搭載状態のＬｉＤＡＲシステム１０の上側及び下側となる。
【0037】
照射装置１２は、狭配光の光学素子と広配光の光学素子とを別々に備えている。図５Ａにおいて、符号にｎ（n:narrow）の添え字が付いている要素は狭配光の光学素子を示し、符号にｗ（w:wide）の添え字が付いている要素は広配光の光学素子を示している。
【0038】
説明の便宜上、三軸座標系を図示している。図５Ａにおいて、Ｘ軸は、照射装置１２の正面及び背面をそれぞれ前側及び後ろ側と呼び、前側を正とする前後方向に延在している。Ｙ軸は、照射装置１２の正面視で右を正とする左右方向に延在している。Ｚ軸は、照射装置１２の正面視で上を正とする上下方向に延在している。
【0039】
光源装置３２は、左右方向に離れて光源３３ｎ，３３ｗを別々に備えている。光源３３ｗは、光源３３ｎに対して正面視で左右方向右側に位置している。また、後述の図７Ｄから分かるように、光源３３ｎは、光源３３ｗより少し前側に位置している。光源３３ｎ，３３ｗは、上下方向に延在する光軸を有し、それぞれ対応の光学素子としてのレンズ部分５９ｎ，５９ｗの方にレーザー光を出射する。
【0040】
単一のレンズ５８は、左右方向にレンズ部分５９ｎ，５９ｗを一体に有している。レンズ５８の背面６５及び底面６６は、レンズ部分５９ｎ，５９ｗに共通であり、共に平面で形成されている。背面６５には、基板（図示せず）が取り付けられる。レンズ部分５９ｎ，５９ｗは、一部の構成が相違するのみであり、ほぼ同一の構成を有している。
【0041】
レンズ部分５９ｎ，５９ｗの同一の構成については、レンズ部分５９ｎについてのみ説明し、レンズ部分５９ｗについては、省略する。同一の構成として、レンズ部分５９ｎでは、レンズ部分５９ｎは、上から下の順に入射面６２ｎ、出射面６３ｎ及び傾斜張出し部６４ｎを有している。入射面６２ｎは、Ｙ軸に平行な中心軸をもつ円柱側面の周方向一部として形成され、光源３３の出射面に上下方向に対向している。出射面６３ｎは、上下方向に延在する中心軸をもつ円柱側面の一部として形成されている。傾斜張出し部６４ｎは、出射面６３ｎの下端から放射方向の斜め下方に張り出している。
【0042】
【0043】
図６Ａにおいて、入射面６２ｎの内部には、出射面６３ｎの円柱側面の中心軸を中心軸とする円錐孔６８ｎが形成されている。Ｔ６８ｎは、円錐孔６８ｎの頂点である。Ｃ３３ｎは、光源３３ｎの光軸に重なる上下方向の補助線である。Ｅ６８ｎは、頂点Ｔ６８ｎを通る左右方向の補助線である。Ｃ３３ｎは、頂点Ｔ６８を通る上下方向の補助線である。
【0044】
反射面６９ｎは、円錐孔６８ｎの円錐側面の周方向少なくとも一部から形成されている。円錐孔６８ｎの頂角は、例えば９０°である。
【0045】
レンズ部分５９ｎ，５９ｗの相違点について説明する。頂点Ｔ６８ｗは、頂点Ｔ６８ｎより上下方向の下に位置する。したがって、底面６６からの高さは、円錐孔６８ｗの方が円錐孔６８ｎより上になっている。また、頂点Ｔ６８ｗは、頂点Ｔ６８ｎより前後方向の前側に位置する。したがって、底面の半径は、レンズ部分５９ｎよりレンズ部分５９ｗの方が大となり、この結果、反射面６９ｗの配光角度範囲（方位角範囲）は、反射面６９ｎの配光角度範囲より大きく、すなわちレンズ部分５９ｗの方がレンズ部分５９ｎより広い配光パターンを生成することができる。
【0046】
注意すべきは、補助線Ｃ３３ｎが左右方向に正面視で補助線Ｃ６８ｎより右に偏倚していることである。このことは、反射面６９ｎは、正面視で、右半部から放射するレーザー光の光量が左半部より多いことを意味する。これに対し、反射面６９ｗでは、補助線Ｃ３３ｗと補助線Ｃ６８ｗは、同一位置になっているので、反射面６９ｗからの放射方向に出射するレーザー光の光量は、左右均等になる。
【0047】
図６Ｂ及び図６Ｃにおいて、円錐孔６８ｎ，６８ｗは、背面６５においてそれぞれ背面開口７１ｎ，７１ｗとして開口している。円錐孔６８ｎ，６８ｗは、底面６６においてそれぞれ底面開口７０ｎ，７０ｗとして開口している。底面開口７０ｗの半径は、底面開口７０ｎの半径より大きい（図６Ｃ）。また、傾斜張出し部６４ｗの張り出し幅は、傾斜張出し部６４ｎの張り出し幅より大きい（図６Ｂ）。
【0048】
（照射光の光路）
図７Ａは、照射装置１２におけるレーザー光の光路を示している。図７Ｂ、図７Ｃ及び図７Ｄは、それぞれ図７ＡにおけるＦ７Ａ、Ｆ７Ｂ及びＦ７Ｃの矢視図である。レーザー光Ｉｎ，Ｉｗは、それぞれ光源３３ｎ，３３ｗが出射するレーザー光を意味する。レーザー光Ｉｎ，Ｉｗは、共に、赤外光である。なお、図面では、レーザー光の出射元の光源３３ｎ，３３ｗの各々からは、複数のレーザー光Ｉｎ，Ｉｗが別々の箇所から延び出ているが、これは説明を分かり易くする便宜のためであり、本来は、光源３３ｎ，３３ｗの光軸（出射軸）を中心の一点からレーザー光が末広がりで出射するだけである。
図７Ａは、照射装置１２におけるレーザー光の光路を示している。図７Ｂ、図７Ｃ及び図７Ｄは、それぞれ図７ＡにおけるＦ７Ａ、Ｆ７Ｂ及びＦ７Ｃの矢視図である。レーザー光Ｉｎ，Ｉｗは、それぞれ光源３３ｎ，３３ｗが出射するレーザー光を意味する。レーザー光Ｉｎ，Ｉｗは、共に、赤外光である。なお、図面では、レーザー光の出射元の光源３３ｎ，３３ｗの各々からは、複数のレーザー光Ｉｎ，Ｉｗが別々の箇所から延び出ているが、これは説明を分かり易くする便宜のためであり、本来は、光源３３ｎ，３３ｗの光軸（出射軸）を中心の一点からレーザー光が末広がりで出射するだけである。
【0049】
広配光のレンズ部分５９ｗの作用について先に説明する。レンズ部分５９ｎの作用については、レンズ部分５９ｗとの相違点のみ説明する。なお、光源３３ｎ，３３ｗの各々の出射強度は、例えば３５０ｗ（ワット）である。
【0050】
レーザー光Ｉｗは、光源３３ｗから出射してわずかに広がりつつ入射面６２ｗに入射する。円柱側面の入射面６２ｗは、コリメートレンズの役割を有する。したがって、レーザー光Ｉｗは、入射面６２ｗに入射後、上下方向に平行に下降して、反射面６９ｗに当たる。
【0051】
レーザー光Ｉｗは、反射面６９ｗにおいて全反射し、入射方向に対して９０°の出射方向の各放射方向へ進む。反射面６９ｗで反射するレーザー光Ｉｗは、上下方向範囲において出射面６３ｗに重なる上側部分と、傾斜張出し部６４ｗに重なる下側部分とに分けられる。
【0052】
上側部分の反射レーザー光Ｉｗは、出射面６３ｗを直進で通過し、そのまま各放射方向へ進む。これに対し、下側部分の反射レーザー光Ｉｗは、傾斜張出し部６４ｗで屈折し、向きを斜め下方に変更して、斜め下方の放射方向へ進む。
【0053】
上側部分のレーザー光Ｉｗの全体ではＺ軸を中心とする放射方向に均等強度で出射する。このレーザー光Ｉｗは、図４の配光パターンの仰角で上側１０°から下側１５°の範囲の出射光に相当する。このとき、円柱側面の出射面６３ｗは、コリメートレンズの役割を果たし、出射面６３ｗから各放射方向へ出射した各レーザー光Ｉｗは、広がりを抑えられつつ、進む。
【0054】
下側部分のレーザー光Ｉｗの各々は、傾斜張出し部６４ｗを通過するのに伴って、屈折し、屈折後は斜め下方に進む。この下側に屈折したレーザー光Ｉｗは、図４の配光パターンの仰角で下側１５°より下側の範囲の出射光に相当する。なお、仰角の下側１５°近辺では、出射面６３ｗから出射するレーザー光Ｉｗと傾斜張出し部６４ｗから出射するレーザー光Ｉｗとが混ざりあってもよい。
【0055】
次に、光源３３ｎから出射したレーザー光Ｉｎについて、レーザー光Ｉｗとの相違点についてのみ説明する。光源３３ｎの光軸（補助線Ｃ３３ｎ）は、頂点Ｔ６８ｎからはレンズ３７ｎの正面視でわずかに右にずれている。したがって、コリメータレンズとしての入射面６２ｎを通過したレーザー光Ｉｎは、上下方向にまっすぐに下降するものの、円錐側面の反射面６９ｎにおいて右半部の照射量が左半部より多くなる。
【0056】
この結果、反射面６９ｎにおいて、右方向に放射するレーザー光Ｉｎの放射強度が、左方向（レンズ部分５９ｗ側）に放射するレーザー光Ｉｎの放射強度より大きくなる。このことは、図２において、照射側主光軸４１が照射側中心光軸４０に対して前後方向中心線２４の方へ偏依していることに対応する。
【0057】
図８は、レンズ５８のレンズ部分５９ｎ，５９ｗが個々に生成する照射範囲１３ｎ，１３ｗを平面視で示している。照射範囲１３ｗにおける主光軸７７ｗは、照射範囲１３ｗにおける中心光軸上、すなわち照射範囲１３ｗの中心線上にある。これに対し、照射範囲１３ｎにおける主光軸７７ｎは、照射範囲１３ｎにおける中心線からレンズ部分５９ｗとは反対側に偏倚している。なお、図８の補助線Ｖｌ２，Ｖｒ２は、図４の補助線Ｖｌ２，Ｖｒ２に対応している。
【0058】
（設定探索範囲）
図９Ａは、車両２０が道路を走行中に車両２０の右前部に搭載されている照射装置１２ｒからのレーザー光の出射により車両２０の前方を含む周囲に設定する右側の照射範囲１３ｒを示している。実際に、ＬｉＤＡＲシステム１０は、車両２０の前部の右端部に搭載されて、照射範囲１３ｒを生成するように、例えば図４に示した配光バターンを生成するように設定されている。
図９Ａは、車両２０が道路を走行中に車両２０の右前部に搭載されている照射装置１２ｒからのレーザー光の出射により車両２０の前方を含む周囲に設定する右側の照射範囲１３ｒを示している。実際に、ＬｉＤＡＲシステム１０は、車両２０の前部の右端部に搭載されて、照射範囲１３ｒを生成するように、例えば図４に示した配光バターンを生成するように設定されている。
【0059】
【0060】
図９Ａに記入されている”数値＋ｍ”は、照射装置１２ｌからのレーザー光が定格強度以上で到達する距離を単位をｍ（メートル）として示している。”ｄｅｇ”は、角度の単位の”°”を意味する。
【0061】
図９Ｂは、車両２０が道路を走行中に車両２０の右前部及び左前部にそれぞれ搭載されている照射装置１２ｒ，１２ｌからのレーザー光の出射により車両２０の前方に設定する照射範囲１３ｒ，１３ｌを示している。
【0062】
図９Ｂにおいて、補助線Ｖｌｅ，Ｖｒｅは、それぞれ照射範囲１３ｌの左端及び右端の境界線であり、照射範囲１３ｒの補助線Ｖｒ２，Ｖｌ２に対応している。円周角で補助線Ｖｌ２～Ｖｒｅの扇形範囲は、照射範囲１３ｌ，１３ｒが重なっている範囲である。
【0063】
（変形例及び補足）
実施形態のＬｉＤＡＲシステム１０では、フラッシュ方式が採用されているが、本発明の車両用ＬｉＤＡＲシステムにおける照射方式は、フラッシュ方式に限定されず、スキャン方式やその他であってもよい。
実施形態のＬｉＤＡＲシステム１０では、フラッシュ方式が採用されているが、本発明の車両用ＬｉＤＡＲシステムにおける照射方式は、フラッシュ方式に限定されず、スキャン方式やその他であってもよい。
【0064】
ＬｉＤＡＲシステム１０では、出射面６３ｎ，６３ｗは、共に、円錐側面の周方向一部として、形成されている。しかしながら、ＬｉＤＡＲシステム１０を車両の屋根等に搭載する場合には、円錐側面の周方向全体として形成し、３６０°の全周にわたり放射方向外側にレーザー光を照射することもできる。
【0065】
ＬｉＤＡＲシステム１０では、レンズ５８は、本発明の第１光学部及び第２光学部としてのレンズ部分５９ｎ，５９ｗの２個のレンズ部分をそれぞれ有している。本発明では、光学素子としてレンズ部分５９ｎの１つだけ備えていたり、レンズ部分５９ｎ，５９ｗを合計で３個以上備えることができる。その場合、少なくとも１つは、レンズ部分５９ｎのように、光源３３ｎの光軸と反射面６９ｎの中心軸とを相互に偏依させる光学素子とする。また、ＬｉＤＡＲシステム１０が、正面視の左右方向に複数個のレンズ部分５９ｗを備える場合、各レンズ部分５９ｗにおける反射面６９の頂点Ｔ６９の高さを相互に相違させて、個々の配光範囲を相互に相違させたり、複数の配光範囲の相互の重なり範囲を調整することができる。
【0066】
ＬｉＤＡＲシステム１０の傾斜張出し部６４ｎ，６４ｗは、本発明の屈折部に相当する。本発明の屈折部は、傾斜張出し部でなくても、レンズ５８の側面において出射面６３ｎ，６３ｗの下側（上下方向は、図５Ａの説明で定義したものを使用。）に形成され、反射面６９ｎ，６９ｗの下端部から反射してきたレーザー光を放射方向の外側の斜め下に屈折するような湾曲状の側面に形成されていれば、その形成面を傾斜張出し部６４ｎ，６４ｗの面に限定する必要はない。
【0067】
照射装置１２は、最初から前照灯２３のハウジング内に組み込まれていてもよい。車両２０の製造者は、受光装置１４と照射装置１２入りの前照灯２３とを１セットとしてではなく、別々に用意し、車両２０の製造時にＬｉＤＡＲシステム１０を搭載することができる。
【0068】
このＬｉＤＡＲシステム１０では、出射面６３ｎ，６３ｗは、反射面６９ｎ，６９ｗの円錐側面と同軸の円柱側面に形成されている。これにより、出射面６３ｎ，６３ｗは、出射面６３ｎ，６３ｗから放射方向に出射するレーザー光に対するコリメートレンズとなることができる。出射面６３ｎ，６３ｗは、円柱側面以外の湾曲面にして、各放射方向への配光を不均一にすることも可能である。
【符号の説明】
【0069】
１０・・・ＬｉＤＡＲシステム、１２・・・照射装置、１３・・・照射範囲、１４・・・受光装置、１５・・・受光範囲、１７・・・探索範囲、２０・・・車両、２３・・・前照灯、２６・・・路面、２８・・・ターゲット、３０・・・光源装置、３３・・・光源、３６・・・照射側光学系、４０・・・照射側中心光軸、４１・・・照射側主光軸、４２・・・受光側中心光軸、４５・・・照射光、４６・・・反射光、５０・・・受光側光学系、５８・・・レンズ、６２・・・入射面、６３・・・出射面、６４・・・傾斜張出し部、６６・・・底面、６９・・・反射面、７０・・・底面開口。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8】
【図9A】
【図9B】