特開 2025-1378 送受信装置

(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】P2025001378

(43)【公開日】2025-01-08

(54)【発明の名称】送受信装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20241225BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20241225BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G02B5/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023100917

(22)【出願日】2023-06-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】豊田 雄一

(72)【発明者】

【氏名】大山 浩市

(72)【発明者】

【氏名】守口 智博

(72)【発明者】

【氏名】遠山 浩平

【テーマコード（参考）】

2H249

5J084

【Ｆターム（参考）】

2H249AA02

2H249AA04

2H249AA50

2H249AA65

2H249AA66

5J084AA05

5J084BA50

5J084BB04

5J084BB26

5J084BB28

5J084CA08

5J084EA18

(57)【要約】

【課題】信号品質の低下を抑制することができる送受信装置を提供する。
【解決手段】送受信装置は、筐体と、筐体の内部に配置され、電磁波を送信する送信部と、筐体の内部に配置され、電磁波を受信する受信部と、筐体の開口部を覆う透過部５０と、透過部５０に形成された回折格子６０と、透過部５０を加熱する発熱体７０と、を備え、発熱体７０は、透過部５０の表面に配置され、送信部２０が送信する電磁波を回折する形状とされており、回折格子の少なくとも一部は、発熱体によって構成されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送受信装置であって、
筐体（１０）と、
前記筐体の内部に配置され、電磁波を送信する送信部（２０）と、
前記筐体の内部に配置され、電磁波を受信する受信部（２０）と、
前記筐体の開口部を覆う透過部（５０）と、
前記透過部に形成された回折格子（６０）と、
前記透過部を加熱する発熱体（７０）と、を備え、
前記発熱体は、前記透過部の表面に配置され、前記送信部が送信する電磁波を回折する形状とされており、
前記回折格子の少なくとも一部は、前記発熱体によって構成されている送受信装置。

【請求項2】

前記送信部は、光信号を送信する光源（２１）を備え、
前記受信部は、光信号を受信する受光素子（２２）を備え、
前記透過部は、光信号が透過する光学窓（５１）を備え、
前記発熱体は、前記光源が送信する光信号を回折する形状とされている請求項１に記載の送受信装置。

【請求項3】

前記発熱体は、前記透過部の表面にストライプ状に配置されており、前記送信部が送信する電磁波に対して回折格子として機能するピッチで配置されている請求項１に記載の送受信装置。

【請求項4】

前記発熱体のピッチは場所により変化する請求項３に記載の送受信装置。

【請求項5】

前記発熱体の線幅は場所により変化する請求項３に記載の送受信装置。

【請求項6】

前記透過部の表面に平行な一方向を第１方向とし、
前記透過部の表面に平行でかつ前記第１方向に対して傾斜した方向を第２方向として、
前記発熱体は、前記第１方向に平行なストライプ状に配置された第１発熱体（７１）と、前記第２方向に平行なストライプ状に配置された第２発熱体（７２）とを含んで構成されている請求項３ないし５のいずれか１つに記載の送受信装置。

【請求項7】

前記第１発熱体のピッチは一定であり、
前記第２発熱体のピッチは場所により変化する請求項６に記載の送受信装置。

【請求項8】

前記第１発熱体の線幅は一定であり、
前記第２発熱体の線幅は場所により変化する請求項６に記載の送受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、送受信装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車の周囲の物体を検知するＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）等に用いられる光送受信装置は、開口部が形成された筐体と、筐体の内部に配置された光源および受光素子と、光源の出力光を回折する回折格子と、筐体の開口部を覆う光学窓とを備える。そして、例えば出力光の波長制御と回折機能の組み合わせにより、検知範囲内で光を走査する。また、例えば回動素子によって回折格子への出力光の入射角を変化させることにより、光を走査する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－２８５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

回折格子を光学窓の前段に配置すると、回折格子と光学窓との距離や所望の検知範囲に応じて光学窓を大きくする必要がある。したがって、光送受信装置の体格が大型化するおそれがある。

【0005】

これに対して、光学窓に回折格子を配置することにより、回折格子と光学窓との距離を小さくして、光学窓の大型化および光送受信装置の大型化を抑制することが考えられる。しかしながら、光学窓は種々の機能を有する複数の層で構成されることが多い。例えば、光学窓に雪や水滴等が付着すると機能低下のおそれがあるため、光学窓に導電性材料で構成された発熱体が形成された層を配置し、発熱体に電流を流すことにより、光学窓に付着した雪等を除去することが考えられる。そして、光学窓に回折格子を配置するために光学窓の層数を増やすと、信号品質が低下するおそれがある。このことは、光以外の電磁波を送受信する場合も同様である。

【0006】

本開示は上記点に鑑みて、信号品質の低下を抑制することができる送受信装置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】

上記目的を達成するため、本開示の１つの観点によれば、送受信装置は、筐体（１０）と、筐体の内部に配置され、電磁波を送信する送信部（２０）と、筐体の内部に配置され、電磁波を受信する受信部（２０）と、筐体の開口部を覆う透過部（５０）と、透過部に形成された回折格子（６０）と、透過部を加熱する発熱体（７０）と、を備え、発熱体は、透過部の表面に配置され、送信部が送信する電磁波を回折する形状とされており、回折格子の少なくとも一部は、発熱体によって構成されている。

【0008】

これによれば、回折格子の少なくとも一部が発熱体によって構成されているため、回折格子の配置による透過部の層数の増加を抑制し、信号品質の低下を抑制することができる。

【0009】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態にかかる送受信装置の断面図である。

【図2】第１実施形態にかかる送受信装置の断面図である。

【図3】ＰＩＣ（Photonic Integrated Circuit）の上面図である。

【図4】射出光の波長の変化を示す図である。

【図5】レンズユニットの構成を示す図である。

【図6】光学窓の上面図である。

【図7】図６のVII－VII断面図である。

【図8】射出光の振れ角について説明するための図である。

【図9A】回折格子の製造方法を示す断面図である。

【図9B】図９Ａに続く回折格子の製造方法を示す断面図である。

【図10】第２実施形態における光学窓の上面図である。

【図11】第３実施形態における光学窓の上面図である。

【図12】第３実施形態における光学窓の上面図である。

【図13】第３実施形態における光学窓の上面図である。

【図14】第４実施形態における光学窓の上面図である。

【図15】第５実施形態における光学窓の上面図である。

【図16】他の実施形態における送信部の構成を示す図である。

【図17】他の実施形態における送信部の構成を示す図である。

【図18】他の実施形態における送信部の構成を示す図である。

【図19】他の実施形態における光学窓の上面図である。

【図20】他の実施形態における光学窓の上面図である。

【図21】他の実施形態における回折格子の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0012】

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態では、送受信装置をＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式のＬｉＤＡＲに用いる場合について説明するが、送受信装置をＴＯＦ（Time of Flight）方式のＬｉＤＡＲに用いてもよい。図１、図２に示すように、送受信装置は、筐体１０と、ＰＩＣ２０と、レンズユニット３０と、偏向子４０と、透過部５０と、回折格子６０と、回折格子６０とを備える。なお、図２では、ＰＩＣ２０およびレンズユニット３０の図示を省略している。

【0013】

筐体１０は、光を透過しない材料で構成されている。筐体１０の内部には空間が形成されており、この内部の空間には、ＰＩＣ２０、レンズユニット３０、偏向子４０が配置されている。

【0014】

図３に示すように、ＰＩＣ２０は、光信号を送信する光源２１と、光信号を受信する受光素子２２とを備えている。ＰＩＣ２０の内部には、光源２１と受光素子２２とが一体化された同軸光学系が構成されている。ＰＩＣ２０は、送信部および受信部に相当する。

【0015】

本実施形態のＰＩＣ２０は、互いに異なる波長の光を射出する４つの光源２１を備えている。４つの光源２１をそれぞれ光源２１１、２１２、２１３、２１４とする。光源２１１～２１４が備える図示しない導波路はＰＩＣ２０の端面に露出するように並列に配置されており、光源２１１～２１４はＰＩＣ２０の端面から光を射出する。

【0016】

光源２１１～２１４の射出光の波長をそれぞれλ_１、λ_２、λ_３、λ_４とする。波長λ_１～λ_４は、例えばＯ－ｂａｎｄまたはＣ－ｂａｎｄに含まれる波長とされるが、波長λ_１～λ_４が他の波長帯に含まれる波長とされていてもよい。また、光源２１１～２１４は時間の経過とともに波長λ_１～λ_４を変化させるように構成されており、波長λ_１～λ_４は、それぞれΔλ_１、Δλ_２、Δλ_３、Δλ_４の帯域幅で変化する。

【0017】

具体的には、図４に示すように、光源２１１、２１２は、波長λ_１、λ_２を、ＦＭＣＷ方式の測距のために三角波形状に変化させる。そして、所定の時刻ｔ１になると、光源２１１、２１２は、波長λ_１、λ_２を、後述するＹ方向における射出光の走査のために変化させる。ここでは、時刻ｔ１の前よりも後の方が波長λ_１、λ_２が長くなっている。光源２１３、２１４についても、同様に、波長λ_３、λ_４をＦＭＣＷ方式の測距のために変化させるとともに、射出光の走査のために変化させる。これらの変化は、Δλ_１、Δλ_２、Δλ_３、Δλ_４の帯域幅で行われる。

【0018】

ＰＩＣ２０は、４つの受光素子２２を備えており、４つの受光素子２２は、それぞれ、Δλ_１、Δλ_２、Δλ_３、Δλ_４の帯域幅で変化する波長λ_１～λ_４の光信号を受信するように構成されている。

【0019】

レンズユニット３０は、光源２１の射出光を拡大コリメートするものである。レンズユニット３０は、２つのレンズを組み合わせて構成されている。具体的には、図５に示すように、レンズユニット３０は、支持体３１と、第１レンズ３２と、第２レンズ３３とを備える。支持体３１は両端部が開口した筒状の部材とされており、第１レンズ３２、第２レンズ３３は、支持体３１の内部に配置されている。そして、レンズユニット３０は、支持体３１の一端側開口部から入射した光が第１レンズ３２、第２レンズ３３を順に通過して他端側開口部から出射するように構成されている。

【0020】

偏向子４０は、光源２１の射出光の向きを変え、筐体１０の外部に射出される光を走査するものである。図１に示すように、偏向子４０は、多角柱状の部材で構成されており、表面は光を反射するミラーとされている。そして、偏向子４０は中心軸まわりに回転するようになっており、回転する偏向子４０の表面で光源２１の射出光が反射することにより、筐体１０の外部への射出光の向きが変化する。なお、図１では偏向子４０は六角柱状とされているが、他の多角柱状とされていてもよい。例えば、偏向子４０が五角柱状とされていてもよいし、七角柱状とされていてもよい。

【0021】

筐体１０の上面には開口部が形成されており、透過部５０は、この開口部を覆うように配置されている。透過部５０は、ガラス（ＳｉＯ_２）等の光信号が透過する材料で構成された板状の光学窓５１を備えており、光学窓５１によって筐体１０の開口部が覆われている。光学窓５１の上面に平行で互いに垂直な２方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向をＺ方向とする。図６に示すように、光学窓５１の上面には、回折格子６０が形成されている。なお、光学窓５１が、上面および下面のいずれか一方または両方に図示しない機能膜が積層された多層構造とされていてもよい。

【0022】

回折格子６０は、筐体１０の外部への射出光の向きを変化させるためのものである。図７に示すように、回折格子６０は、のこぎり波状の断面を有するブレーズド回折格子とされている。回折格子６０をブレーズド回折格子とすることにより、干渉縞の発生を抑制し、光損失を低減することができる。回折格子６０は、透過部５０の上面を半導体プロセスによってのこぎり波状に加工することによって形成されている。回折格子６０の一部は、発熱体７０で構成されている。

【0023】

発熱体７０は、透過部５０を加熱して、透過部５０に付着した雪等を除去するためのものであり、アルミニウム等の導電性金属で構成されている。発熱体７０は、回折格子６０と一体に構成されており、回折格子６０の一部は、発熱体７０によって構成されている。具体的には、回折格子６０は、のこぎり波状の断面における谷の部分が一部除去されており、この除去された部分に発熱体７０が埋め込まれて、回折格子６０と発熱体７０とでのこぎり波状の断面を構成している。このような構成により、発熱体７０は、光源２１の出力光を回折する形状となっている。光学窓５１の外周部には、発熱体７０に接続された図示しない配線が形成されており、この配線を介して発熱体７０に電流を流すことにより、発熱体７０が発熱し、光学窓５１に付着した雪を溶かして除去する。なお、光学窓５１が多層構造とされる場合には、回折格子６０の一部が発熱体７０によって構成されることにより、回折格子６０と発熱体７０とは、光学窓５１を構成する複数の層のうち同じ層に形成される。

【0024】

図６に示すように、発熱体７０は、光学窓５１の表面に、Ｘ方向に平行なストライプ状に配置されている。そして、発熱体７０は、光源２１の出力光に対して回折格子として機能する所定のピッチで配置されている。なお、発熱体７０の一部のみがこの所定のピッチでストライプ状に配置されていてもよい。

【0025】

図８に示すように、回折格子６０および発熱体７０のピッチをｄとし、回折格子６０および発熱体７０への光の入射角をαとし、出射角をβとする。また、回折格子６０および発熱体７０の屈折率をｎとする。そして、回折格子６０および発熱体７０に入射する光の波長をλとすると、ｄｓｉｎα＋ｄｓｉｎβ＝λ／ｎとなる。これを変形すると、β＝ａｒｃｓｉｎ（λ／ｄｎ－ｓｉｎα）となる。

【0026】

例えば、ピッチｄを７００ｎｍとし、屈折率ｎを１．５５とし、波長λを中心波長１５５０ｎｍ、帯域幅２００ｎｍで変化させる。そして、入射角αが４５ｄｅｇのとき、出射角βの振れ角Δβを１５．４５ｄｅｇとしたい場合には、λ／ｄｎ－ｓｉｎαが０．６３～０．８１となるようにピッチｄを設定する。例えば、λ／ｄｎ－ｓｉｎαが０．６より大きくなるように、すなわち、ｄ＜λ／ｎ（０．６＋ｓｉｎα）となるようにピッチｄを設定する。

【0027】

本実施形態では、波長λ_１～λ_４と帯域幅Δλ_１～Δλ_４に対して、このように所望の振れ角Δβを得られるようにピッチｄを設定する。

【0028】

回折格子６０および発熱体７０は、例えば以下のように製造される。まず、ＳｉＯ_２で構成された板状の光学窓５１を用意する。そして、図９Ａに示すように、エッチングにより光学窓５１の上面にＸ方向に平行なストライプ状の凹部を形成する。続いて、図９Ｂに示すように、図９Ａに示す工程で形成された凹部にアルミニウム膜８０を蒸着する。続いて、光学窓５１およびアルミニウム膜８０の一部をエッチングで除去することにより、図７に示す形状の回折格子６０および発熱体７０が形成される。

【0029】

送受信装置の動作について説明する。光源２１が光を射出すると、射出光はレンズユニット３０によって拡大コリメートされた後、偏向子４０に照射される。偏向子４０に照射された光は偏向子４０の表面で反射した後、透過部５０を通過して筐体１０の外部に射出される。

【0030】

図１の矢印Ａ１で示すように偏向子４０が軸まわりに回転することにより、偏向子４０に照射された光は、Ｚ方向の上部へ射出され、矢印Ａ２で示すようにＸ方向に走査される。また、回折格子６０がＸ方向に平行なストライプ状に形成されているため、光源２１が射出光の波長を変化させることにより、回折格子６０における出射角が図８に示すように変化し、筐体１０の外部への射出光がＹ方向に走査される。そして、光源２１１～２１４が異なる波長帯域で波長λ_１～λ_４を変化させることにより、図２の矢印Ａ３～Ａ６で示すように、波長λ_１～λ_４の光が異なる領域で走査され、ＬｉＤＡＲにおいて広い範囲で物体を検知することができる。

【0031】

射出光が物体で反射すると、反射光は光学窓５１を透過して受光素子２２に入射する。そして、入射光の強度等に応じて受光素子２２から受信信号が出力され、図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）等において、この受信信号に基づいて物体検知判定が行われる。

【0032】

以上説明したように、本実施形態では発熱体７０が回折格子６０と一体に構成されており、回折格子６０の一部が発熱体７０によって構成されているため、回折格子６０と発熱体７０を光学窓５１の同じ層に配置することが可能になる。これにより、光学窓５１の層数の増加による信号品質の低下を抑制することができる。

【0033】

また、回折格子６０を光学窓５１から離した状態で筐体１０の内部に配置する場合に比べて、光学窓５１の大型化を抑制することができる。また、回折格子６０を光学窓５１から離した状態で筐体１０の外部に配置する場合に比べて、送受信装置を小型化することができる。

【0034】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して発熱体７０の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0035】

図１０に示すように、発熱体７０は第１発熱体７１と第２発熱体７２とを備えている。光学窓５１の表面に平行な一方向を第１方向とし、光学窓５１の表面に平行でかつ第１方向に対して傾斜した方向を第２方向とする。第１発熱体７１は第１方向に平行なストライプ状に配置されており、第２発熱体７２は第２方向に平行なストライプ状に配置されている。

【0036】

本実施形態では、第１発熱体７１はＸ方向に平行なストライプ状に配置されており、第１実施形態の発熱体７０と同様の構成とされている。第２発熱体７２は、Ｙ方向に平行なストライプ状に配置されている。

【0037】

本実施形態の回折格子６０および発熱体７０は、例えば、以下のように製造される。まず、ＳｉＯ_２で構成された板状の光学窓５１を用意する。そして、エッチングにより光学窓５１の上面にＸ方向に平行なストライプ状の凹部、および、Ｙ方向に平行なストライプ状の凹部を形成する。続いて、これらの凹部にアルミニウム膜を蒸着する。続いて、Ｘ方向に垂直な断面がのこぎり波状となるように光学窓５１およびアルミニウム膜の一部をエッチングで除去することにより、図１０に示す形状の回折格子６０および発熱体７０が形成される。

【0038】

本実施形態は、第１実施形態と同様の構成および作動からは第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0039】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0040】

（１）発熱体７０は、第１方向に平行なストライプ状に配置された第１発熱体７１と、第２方向に平行なストライプ状に配置された第２発熱体７２とを含んで構成されている。これによれば、第１発熱体７１が断線した場合にも第２発熱体７２で電流経路を確保し、発熱性能を維持することができる。また、第１発熱体７１に加えて第２発熱体７２を配置することにより、発熱体７０の発熱量を増加させることができる。

【0041】

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して第２発熱体７２のピッチを変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0042】

本実施形態では、第１発熱体７１のピッチが一定であるのに対し、第２発熱体７２のピッチが場所により変化している。

【0043】

例えば図１１に示すように、第２発熱体７２は、ピッチｄ１で配置された部分と、ピッチｄ１よりも大きいピッチｄ２で配置された部分とを含む。ピッチｄ２で配置された部分は、ピッチｄ１で配置された部分に挟まれている。これによれば、第２発熱体７２を等間隔で配置した場合に比べて、干渉縞を低減することができる。

【0044】

あるいは、図１２に示すように、光学窓５１のＸ方向両端部における第２発熱体７２のピッチを、光学窓５１のＸ方向中央部におけるピッチより小さくしてもよい。これによれば、光学窓５１のＸ方向中央部における光損失を低減して物体検知性能を維持しつつ、発熱性能を維持することができる。

【0045】

あるいは、図１３に示すように、光学窓５１のＸ方向一方側端部における第２発熱体７２のピッチを、光学窓５１のＸ方向中央部およびＸ方向他方側端部におけるピッチより小さくしてもよい。これによれば、光学窓５１のＸ方向中央部およびＸ方向他方側端部における光損失を低減して物体検知性能を維持しつつ、発熱性能を維持することができる。

【0046】

本実施形態は、第１、第２実施形態と同様の構成および作動からは第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0047】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0048】

（１）第１発熱体７１のピッチは一定であり、第２発熱体７２のピッチは場所により変化する。これによれば、第２発熱体７２を等間隔で配置した場合に比べて、干渉縞を低減することができる。

【0049】

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して第２発熱体７２の線幅を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0050】

図１４に示すように、本実施形態では第２発熱体７２の線幅が第１発熱体７１よりも大きくされている。これによれば、第２発熱体７２における発熱量が増加するため、発熱体７０の発熱性能を向上させることができる。

【0051】

本実施形態は、第１、第２実施形態と同様の構成および作動からは第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0052】

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して第２発熱体７２の線幅を変更したものであり、その他については第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0053】

本実施形態では、第１発熱体７１の線幅が一定であるのに対し、第２発熱体７２の線幅が場所により変化している。具体的には、図１５に示すように、光学窓５１のＸ方向両端部における第２発熱体７２の線幅が、光学窓５１のＸ方向中央部における線幅よりも大きくされている。これによれば、光学窓５１のＸ方向中央部における光損失を低減して物体検知性能を維持しつつ、発熱性能を向上させることができる。

【0054】

本実施形態は、第１、第２実施形態と同様の構成および作動からは第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0055】

また、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0056】

（１）第１発熱体７１の線幅は一定であり、第２発熱体７２の線幅は場所により変化する。これによれば、線幅が大きい部分における発熱量を増加させることができる。また、線幅が小さい部分における光損失を低減することができる。

【0057】

（他の実施形態）
なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

【0058】

送信部および受信部が上記各実施形態とは異なる構成とされていてもよい。例えば、図１６に示すようにＰＩＣ２０の端面にマイクロレンズ２３を配置し、光源２１の出力光がマイクロレンズ２３を通ってレンズユニット３０に入射するようにしてもよい。また、図１７に示すようにＰＩＣ２０の端面に対して斜めに対向するようにミラー２４を配置し、光源２１の射出光がミラー２４で反射した後にレンズユニット３０に入射するようにしてもよい。また、図１８に示すようにミラー２４をＰＩＣ２０の内部に配置してもよい。また、ＰＩＣ２０が１つの光源２１のみを備え、この光源２１から波長の異なる複数の光を重ねて出力してもよい。また、ＰＩＣ２０が１つの光源２１のみを備え、この光源２１が単一波長の光を出力してもよい。

【0059】

光源２１が走査のための波長変化を行わず、ＦＭＣＷ方式の測距のための波長変化のみを行ってもよい。

【0060】

レンズユニット３０を構成する第１レンズ３２、第２レンズ３３を貼り合わせて用いてもよい。また、レンズユニット３０がレンズを１つのみ備えていてもよい。また、送受信装置がレンズユニット３０を備えず、光源２１の射出光が偏向子４０に直接照射されてもよい。

【0061】

偏向子４０が液晶偏光素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー、ボイスコイルモータで揺動するミラー、焦点面アレイ（Focal Plane Array）で構成されていてもよい。偏向子４０を焦点面アレイで構成する場合には、同じ波長の光を射出する光源２１を複数配置し、光を射出する光源２１を周期的に切り替え、焦点面アレイに光が入射する場所を変えることにより、筐体１０の外部への出射光を走査することができる。

【0062】

送受信装置が偏向子４０を備えていなくてもよい。すなわち、射出光をＸ方向には走査せず、波長変化によるＹ方向の走査のみを行ってもよい。

【0063】

第２実施形態ではＸ方向を第１方向とし、Ｘ方向に垂直なＹ方向を第２方向として第１発熱体７１と第２発熱体７２とを配置したが、第２方向が第１方向に垂直でなくてもよい。また、発熱体７０を構成する導電体が３方向以上に延設されていてもよい。例えば、図１９に示すように、発熱体７０が第１発熱体７１、第２発熱体７２に加えて第３発熱体７３を備え、第２発熱体７２および第３発熱体７３がＸ方向およびＹ方向の両方に傾斜した方向に平行なストライプ状に配置されていてもよい。第２発熱体７２をＸ方向およびＹ方向の両方に傾斜した方向に延設することにより、干渉縞を低減することができる。

【0064】

図１０等では、第２発熱体７２が、第１発熱体７１が形成された領域のＹ方向一端側から他端側まで連続した直線状に形成されているが、第２発熱体７２が途中で途切れていてもよい。例えば、図２０に示すように、第２発熱体７２が破線状に形成されていてもよい。これによれば、断線を抑制するとともに、第２発熱体７２を連続した直線状に形成した場合に比べて光損失を低減することができる。

【0065】

発熱体７０がＶＰＨ（Volume phase holographic）回折格子を構成していてもよい。例えば、光学窓５１の上面の全体に積層されたＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜で発熱体７０を構成し、図２１に示すように面内で屈折率分布を設けることにより、回折格子６０を構成してもよい。なお、図２１では、点ハッチングの密度によって屈折率を表している。回折格子６０をＶＰＨ回折格子とすることにより、光損失を低減することができる。回折格子６０を発熱体７０で構成されたＶＰＨ回折格子とすること等によって、回折格子６０の全体を発熱体７０で構成してもよい。

【0066】

送受信装置が、光信号以外の電磁波を送受信する構成とされていてもよい。すなわち、送受信装置が、電磁波を送信する送信部と、電磁波を受信する受信部と、電磁波を透過する透過部とを備え、発熱体７０が、送信部が送信する電磁波を回折する形状とされていてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０ 筐体
２０ ＰＩＣ
５０ 透過部
６０ 回折格子
７０ 発熱体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】