(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-03
(45)【発行日】2022-10-12
(54)【発明の名称】測距装置
(51)【国際特許分類】
G01S 17/931 20200101AFI20221004BHJP
G01S 7/484 20060101ALI20221004BHJP
【ＦＩ】
G01S17/931
G01S7/484
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2017232815
(22)【出願日】2017-12-04
(65)【公開番号】P2019100885
(43)【公開日】2019-06-24
【審査請求日】2020-09-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000005016
【氏名又は名称】パイオニア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001025
【氏名又は名称】弁理士法人レクスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】出田 亮
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 充
(72)【発明者】
【氏名】柳澤 琢麿
【審査官】仲野 一秀
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－５３１３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－２５４０４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２０３７０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１１９４１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３２９９７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２２６５４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５１４９６５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／４８－７／５１
１７／００－１７／９５
Ｇ０１Ｃ ３／００－３／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
投射した光が対象物で反射した反射光を受光して、前記対象物までの距離を測定する、移動体に搭載される測距装置であって、所定領域を走査する走査光を出射する光出射部と、
前記光出射部の走査モードを、第１の走査モードと、前記第１の走査モードよりも密な走査が可能な第２の走査モードとの間で切り替えさせる制御部と、を含み、
前記光出射部は、前記第１の走査モードにおいてリサージュ走査を行い、前記第２の走査モードにおいてリサージュ走査とは異なる走査を含む走査を行い、
前記制御部は、前記移動体の走行状態を示す走行状態情報を取得し、前記走行状態情報に基づいて、前記走査モードを切り替えさせることを特徴とする測距装置。
【請求項2】
前記走行状態情報は、前記移動体の速度を含むことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項3】
前記走行状態情報は、前記移動体の進行方向に存在する物体までの距離を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の測距装置。
【請求項4】
前記走行状態情報は、前記移動体の周囲の明度を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項5】
前記走行状態情報は、前記移動体の加速度を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項6】
前記走行状態情報は、前記移動体のハンドルの舵角を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項7】
前記走行状態情報は、前記移動体の蛇行の頻度を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項8】
前記走行状態情報は、前記移動体の周囲の天気を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項9】
前記光出射部は、反射面を有しかつ揺動可能な反射部材と、前記反射部材の前記反射面に向けて光を出射する光源と、を含み、
前記光源から出射された前記光を前記反射面に反射させることで、前記走査光を出射することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項10】
前記反射部材は２つの軸を中心に揺動可能であり、前記リサージュ走査において、前記２つの軸の両方の軸を中心に前記反射部材が共振しつつ揺動させられ、前記リサージュ走査とは異なる走査においては、前記２つの軸のいずれか一方の軸を中心に前記反射部材が共振せずに揺動させられることを特徴とする請求項９に記載の測距装置。
【請求項11】
前記制御部は、前記第２の走査モードにおいて、前記光出射部の走査パターンを、前記２つの軸の両方の軸を中心に前記反射部材が共振せずに揺動させられる走査パターンに切り替えさせることを特徴とする請求項１０に記載の測距装置。
【請求項12】
前記光出射部は、前記第２の走査モードにおいて、前記リサージュ走査と、前記リサージュ走査とは異なる走査とを所定の周期で交互に繰り返すことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項13】
前記走査モードの切替は、前記走査の１又は複数の周期毎になされることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項14】
前記光出射部は、前記第２の走査モードにおいてラスタ走査を含む走査を行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項15】
２つの軸を中心に揺動可能でありかつ各軸中心の動作モードを共振モード及び非共振モードの間で切替自在に駆動可能な反射部材と、前記反射部材に向けて光を出射する光源と、
前記反射部材によって反射された後に物体によって反射された前記光を受光する受光部と、
前記光を出射した時刻と前記光を受光した時刻に基づいて、前記物体までの距離を算出する距離測定部と、
前記移動体の走行状態を示す走行状態情報を取得する取得部と、を含み、
前記反射部材の前記各軸中心の動作モードの各々は、前記走行状態情報に基づいて切り替わることを特徴とする測距装置。
【請求項16】
投射した光が対象物で反射した反射光を受光して、前記対象物までの距離を測定する、移動体に搭載される測距装置であって、
所定領域を走査する走査光を出射する光出射部と、
前記光出射部の走査モードを、第１の走査モードと、前記第１の走査モードよりも密な走査が可能な第２の走査モードとの間で切り替えさせる制御部と、を含み、
前記制御部は、前記移動体の走行状態を示す走行状態情報を取得し、前記走行状態情報に基づいて、前記走査モードを切り替えさせ、
前記光出射部は、反射面を有しかつ揺動可能な反射部材と、前記反射部材の前記反射面に向けて光を出射する光源と、を含み、前記光源から出射された前記光を前記反射面に反射させることで、前記走査光を出射し、
前記第１の走査モードにおいて前記光出射部は第１の走査パターンで走査を行い、前記第２の走査モードにおいて前記光出射部は前記第１の走査パターンよりも密な走査が可能な第２の走査パターンを含む走査パターンで走査を行い、
前記反射部材は２つの軸を中心に揺動可能であり、
前記第１の走査パターンでの走査において、前記２つの軸の両方の軸を中心に前記反射部材が共振しつつ揺動させられ、前記第２の走査パターンでの走査においては、前記２つの軸のいずれか一方の軸を中心に前記反射部材が共振せずに揺動させられることを特徴とする測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測距装置、特に、光学的な測距を行う測距装置に関する。
【背景技術】
【0002】
光を対象領域内で走査して、物体までの距離を計測する測距装置が知られている。このような測距装置は、例えば、レーザパルスを出射する光源と、当該レーザパルスを反射させて走査する走査機構と、物体によって反射されたレーザパルスを受光する受光部と、を有している。そして、当該測距装置は、出射したレーザパルスと、受光部によって受光したレーザパルスに基づいて対象物までの距離を計測する。
【0003】
例えば、特許文献１には、光反射面を有し、当該光反射面に入射される光を対象領域内でリサージュ走査できる光走査部と、光源部から出射されたパルス光が物体によって反射された反射光を受光する受光部と、前記光源部によるパルス光の出射タイミングと前記受光部による反射光の受光タイミングとに基づいて、前記物体の距離を計測する測距部と、を備える光測距装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１１－５３１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記したような測距装置が車両等の移動体に搭載されている場合に、当該移動体の走行状態に応じた走査態様による計測が求められることがある。例えば、当該走行状態によって、対象領域の一部について、より詳細な計測を行う必要が生じることがある。
【0006】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、移動体に搭載された場合に、当該移動体の走行状態に応じて対象領域の一部について、より詳細な計測が可能である測距装置を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項１に記載の発明は、投射した光が対象物で反射した反射光を受光して、前記対象物までの距離を測定する、移動体に搭載される測距装置であって、所定領域を走査する走査光を出射する光出射部と、前記光出射部の走査モードを、第１の走査モードと、前記第１の走査モードよりも密な走査が可能な第２の走査モードとの間で切り替えさせる制御部と、を含み、前記制御部は、前記移動体の走行状態を示す走行状態情報を取得し、前記走行状態情報に基づいて、前記走査モードを切り替えさせることを特徴とする。
【0008】
請求項１１に記載の発明は、２つの軸を中心に揺動可能でありかつ各軸中心の動作モードを共振モード及び非共振モードの間で切替自在に駆動可能な反射部材と、前記反射部材に向けて光を出射する光源と、前記反射部材によって反射された後に物体によって反射された前記光を受光する受光部と、前記光を出射した時刻と前記光を受光した時刻に基づいて、前記物体までの距離を算出する距離測定部と、前記移動体の走行状態を示す走行状態情報を取得する取得部と、を含み、前記反射部材の前記各軸中心の動作モードの各々は、前記走行状態情報に基づいて切り替わることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例に係る測距装置の構成を示すブロック図である。
【図2A】実施例に係る光走査部の上面図である。
【図2B】実施例に係る光走査部の断面図である。
【図3】実施例に係る光走査部に印加される駆動信号の波形及び当該光走査部によるパルス光の走査軌跡の例を示す図である。
【図4A】実施例に係る光走査部に印加される駆動信号の波形及び当該光走査部によるパルス光の走査軌跡の例を示す図である。
【図4B】実施例に係る光走査部に印加される駆動信号の波形及び当該光走査部によるパルス光の走査軌跡の例を示す図である。
【図5A】実施例に係る走査モードの内容の例を示す図である。
【図5B】実施例に係る走査モードに適した走行状態情報の例を示す図である。
【図6】実施例に係る測距装置が実行するルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【0010】
図１を参照しつつ、実施例に係る測距装置１０の構成について説明する。測距装置１０は、車両等の移動体に搭載され、光学的に対象物までの距離を計測する光測距装置である。図１には、説明のため、測距装置１０が距離を測定する対象である対象物ＯＢが測距装置１０とともに模式的に示されている。また、測距装置１０による計測に係る光の経路をＬ１、Ｌ２及びＬ３として示している。
【0011】
光源１１は、例えばレーザダイオード等の発光素子であり、パルス光Ｌ１を出射する。
【0012】
光学系１２は、パルス光Ｌ１の光路上に設けられている。光学系１２は、例えばコリメータレンズ等の光学部材を含む光学系であり、光源１１から出射されたパルス光Ｌ１を平行光に変換する。
【0013】
ビームスプリッタ１３は、光源１１から出射されて光学系１２によって平行光に変換されたパルス光Ｌ１の光路上に設けられている。ビームスプリッタ１３は、ビームスプリッタ１３に入射される入射光を所定の方向に透過又は反射するように配置されている。
【0014】
光走査部１５は、光源１１から出射されて光学系１２を通りビームスプリッタ１３を透過するパルス光Ｌ１の光路上に設けられている。光走査部１５は、光反射膜１６を有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーである。光走査部１５は、電磁気的に光反射膜１６を揺動させるように構成されている。
【0015】
光反射膜１６は、光反射面１６Ａを有する反射部材である。光源１１から出射されて光学系１２によって平行光に変換されたパルス光Ｌ１は、ビームスプリッタ１３を透過し、光反射面１６Ａに反射される。光反射面１６Ａは、パルス光Ｌ１を反射させて走査光（測距光）Ｌ２を生成する。
【0016】
光反射膜１６が電磁気的に揺動させられると、光反射面１６Ａの向きが変わり、パルス光Ｌ１が光反射面１６Ａに反射される方向、すなわち走査光Ｌ２が出射される方向が変化する。光走査部１５は、走査光Ｌ２が出射される方向を変化させることで、走査光Ｌ２によって所定の領域内を走査する。すなわち、光源１１及び光走査部１５は、走査光Ｌ２を出射する光出射部として機能する。
【0017】
例えば、当該所定の領域は光反射膜１６が揺動可能な角度範囲に応じて定まる領域である。図１において、当該所定の領域内を走査対象領域Ｒ０として示している。また、図１において、走査対象領域Ｒ０内における光走査部１５から所定の距離だけ離れた仮想の面を走査対象面Ｒ１として示している。
【0018】
走査光Ｌ２は、走査対象となる領域である走査対象領域Ｒ０に向けて出射される。走査対象領域Ｒ０の走査光Ｌ２の光路上に対象物ＯＢ（パルス光Ｌ１を反射する性質を持った物体又は流体）が存在する場合、走査光Ｌ２が対象物ＯＢに照射（投射）されて反射される。走査光Ｌ２が対象物ＯＢに反射された反射光Ｌ３は、光反射膜１６に戻る。そして、反射光Ｌ３は、光反射面１６Ａに反射され、ビームスプリッタ１３によって反射される。
【0019】
受光部１８は、ビームスプリッタ１３によって反射される反射光Ｌ３の光路上に配置されている光検出器である。例えば、受光部１８は、フォトダイオード等の受光素子であり、受光部１８に入射された光の強度に基づいた受光信号として電気信号を生成する。生成した受光信号は、制御部２０に供給される。このように、ビームスプリッタ１３によって反射された反射光Ｌ３は、受光部１８に受光されて検出される。
【0020】
制御部２０は、測距装置１０の動作に必要な制御を行う。制御部２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びデータの消去・書き込み可能なＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置を備えている。
【0021】
制御部２０は、光源制御部２０Ａを含んでいる。光源制御部２０Ａは、光源１１を駆動する駆動信号を生成する機能部である。光源１１は、光源制御部２０Ａが生成した駆動信号によってパルス光Ｌ１を出射する。
【0022】
また、制御部２０は、走査制御部２０Ｂを含んでいる。走査制御部２０Ｂは、光走査部１５が光反射膜１６を揺動させるための駆動信号を生成して光走査部１５に供給する機能部である。当該駆動信号によって光反射膜１６が揺動し、パルス光Ｌ１が光反射面１６Ａによって反射される方向が変化する。光走査部１５は、走査制御部２０Ｂからの信号によって、パルス光Ｌ１の反射方向を変化させることで、走査光Ｌ２によって所定の領域内を走査する。
【0023】
また、制御部２０は、測距部２０Ｃを含んでいる。測距部２０Ｃは、光源１１が出射したパルス光Ｌ１と、受光部１８が受光した反射光Ｌ３とに基づいて、受光部１８と対象物ＯＢとの間の距離を計測する機能部である。例えば、測距部２０Ｃは、タイムオブフライト法を用いて対象物ＯＢの測距を行う。すなわち、測距部２０Ｃは、距離測定部として機能する。
【0024】
例えば、測距部２０Ｃは、光源１１がパルス光Ｌ１を出射した時刻（タイミング）と、受光部１８が反射光Ｌ３を受光したタイミングと、の差に基づいて、測距装置１０から対象物ＯＢまでの距離を計測（算出）する。光源制御部２０Ａは、光源１１がパルス光Ｌ１を出射したタイミングを示す信号を測距部２０Ｃに供給する。また、受光部１８が反射光Ｌ３を受光したタイミングは、受光部１８から供給された受光信号に基づいて特定される。
【0025】
さらに、制御部２０は、判定部２０Ｄを含んでいる。判定部２０Ｄは、測距装置１０が搭載されている移動体の走行状態を示す走行状態情報を測距装置１０の外部から取得する。例えば、判定部２０Ｄは、当該移動体に搭載されている他の装置又はＧＰＳから走行状態情報を取得する。判定部２０Ｄは、走行状態情報を取得する取得部として機能する。
【0026】
例えば、走行状態情報には、移動体の速度及び加速度、移動体の周囲の明度が含まれる。判定部２０Ｄは、移動体又は移動体に搭載された速度計及び加速度計から、移動体の速度及び加速度の測定結果を取得する。
【0027】
また、例えば、走行状態情報には、移動体の進行方向に存在する物体（例えば先行車両等）までの距離が含まれても良い。判定部２０Ｄは、移動体に搭載されたミリ波レーダ等の距離を測定する装置から、移動体から物体までの距離の測定結果を取得する。
【0028】
また、判定部２０Ｄは、光走査部１５が走査対象領域Ｒ０内を走査する際の走査パターンの切替が必要か否かを、走行状態情報に基づいて判定する。走査制御部２０Ｂは、判定部２０Ｄの判定結果に応じて光走査部１５の走査パターンを制御する。
【0029】
【0030】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、固定部２１は、固定基板Ｂ１及び固定基板Ｂ１上に形成された環状の枠体である固定枠Ｂ２を含む。図２Ｂに示すように、固定基板Ｂ１は、固定基板Ｂ１の上面Ｂ１Ｓに、固定枠Ｂ２と対向する領域に枠状の平面形状を有する突出部Ｂ１Ｐを有しており、突出部Ｂ１Ｐ上に固定枠Ｂ２が載置されている構成になっている。
【0031】
可動部２２は、固定枠Ｂ２の内側に配されており、揺動板ＳＹと、揺動板ＳＹを囲む揺動枠ＳＸとを含んでいる。揺動板ＳＹ上には、円形の光反射膜１６が設けられている。以下、光反射膜１６の上面、すなわち光反射面１６Ａの中心をＡＣとして説明する。
【0032】
揺動枠ＳＸは、第１のトーションバーＴＸによって固定枠Ｂ２に接続されている。第１のトーションバーＴＸは、光反射面１６Ａの中心ＡＣを通りかつ光反射面１６Ａの面内方向に伸長する第１の揺動軸ＡＸに沿って伸長する一対の長板状の構造部分である。揺動枠ＳＸに揺動軸ＡＸ周りの力がかかると、第１のトーションバーＴＸがねじれ、揺動枠ＳＸは第１の揺動軸ＡＸを中心に、すなわち第１の揺動軸ＡＸを揺動中心軸として揺動する。揺動枠ＳＸは、第１の揺動軸ＡＸを中心に線対称な形状を有している。
【0033】
揺動板ＳＹは、第２のトーションバーＴＹによって、揺動枠ＳＸに接続されている。第２のトーションバーＴＹは、光反射膜の中心ＡＣを通り、光反射面１６Ａの面内方向に伸長しかつ第１の揺動軸ＡＸと直交している第２の揺動軸ＡＹに沿って伸長する一対の長板状の構造部分である。揺動枠ＳＹに揺動軸ＡＹ周りの力がかかると、第２のトーションバーＴＹがねじれ、揺動枠ＳＹは第２の揺動軸ＡＹを中心に、すなわち第２の揺動軸ＡＹを揺動中心軸として揺動する。揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＹを中心に線対称な形状を有している。
【0034】
従って、揺動板ＳＹは、互いに直交する揺動軸ＡＸ及びＡＹを中心に揺動するようになっている。この揺動板ＳＹの揺動によって、光反射面１６Ａの向く方向が変化するようになっている。すなわち、光反射膜１６は、反射面を有しかつ揺動可能に構成された反射部材である。
【0035】
上述したように、可動部２２は固定枠Ｂ２に接続されており、固定枠Ｂ２は固定基板Ｂ１の突出部Ｂ１Ｐ上に載置されている構成になっている。従って、可動部２２は、固定基板Ｂ１の上面Ｂ１Ｓから離間している。そして、揺動枠ＳＸが揺動軸ＡＸを中心に揺動し、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＹを中心に揺動すると、可動部２２が固定枠Ｂ２に対して傾斜するように揺動する。突出部Ｂ１Ｐは、可動部２２が当該揺動によって上面Ｂ１Ｓに接触しない十分な高さで形成されている。なお、例えば、固定枠Ｂ２及び可動部２２は、１の半導体基板から加工して形成された一体構造であり得る。
【0036】
駆動力生成部２３は、固定基板Ｂ１上の突出部Ｂ１Ｐの外側に配置された永久磁石ＭＧ１及び永久磁石ＭＧ２と、揺動枠ＳＸ上において揺動枠ＳＸの外周に沿って引き回された金属配線（第１のコイル）ＣＸと、揺動板ＳＹ上において揺動板ＳＹの外周に沿って引き回された金属配線（第２のコイル）ＣＹとを含む。
【0037】
永久磁石ＭＧ１は、揺動軸ＡＸ上に配されかつ、可動部２２を挟んで対向するように設けられた一対の磁石片である。また、永久磁石ＭＧ２は、揺動軸ＡＹ上に配されかつ、可動部２２を挟んで対向するように設けられた一対の磁石片である。従って、本実施例においては、４つの磁石片が、可動部２２を囲むように夫々配置されている。
【0038】
また、永久磁石ＭＧ１を構成する２つの磁石片は、互いに反対の極性を示す部分が対向するように配置されている。同様に、永久磁石ＭＧ２を構成する２つの磁石片は、互いに反対の極性を示す部分が対向するように配置されている。
【0039】
走査制御部２０Ｂは、金属配線ＣＸ及びＣＹに接続されている。走査制御部２０Ｂは、金属配線ＣＸ及びＣＹに電流（駆動信号）を供給する。駆動力生成部２３は、当該駆動信号の印加によって、可動部２２の揺動枠ＳＸ及び揺動板ＳＹを揺動させる電磁気力を生成する。
【0040】
具体的には、金属配線ＣＸに電流が流れると、当該電流と、揺動軸ＡＹに沿った方向に配置された永久磁石ＭＧ１の２つの磁石片によって生じた磁界との相互作用によって、揺動枠ＳＸに揺動軸ＡＸ周りの力がかかる。それによって、第１のトーションバーＴＸが揺動軸ＡＸを中心にねじれ、揺動枠ＳＸが揺動軸ＡＸを中心に揺動する。
【0041】
また、金属配線ＣＹに電流が流れると、当該電流と、揺動軸ＡＸに沿った方向に配置された永久磁石ＭＧ２の２つの磁石片による磁界との相互作用によって、揺動板ＳＹに揺動軸ＡＹ周りの力がかかる。それによって、第２のトーションバーＴＹが揺動軸ＡＹを中心にねじれ、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＹを中心に揺動する。
【0042】
図３は、光走査部１５が第１の走査パターンであるリサージュ走査で走査する際に走査制御部２０Ｂが生成する駆動信号ＤＸ及びＤＹと、これに基づいて光走査部１５が走査する走査光Ｌ２の走査軌跡との関係を模式的に示している。
【0043】
以下の説明において、駆動信号ＤＸは、走査制御部２０Ｂによって生成されて金属配線ＣＸに供給される駆動信号として説明する。これによって、揺動枠ＳＸが揺動軸ＡＸを中心に揺動する。また、以下の説明において、駆動信号ＤＹは、走査制御部２０Ｂによって生成されて金属配線ＣＹに供給される駆動信号として説明する。これによって、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＹを中心に揺動する。
【0044】
また、以下の説明において、駆動信号ＤＸ及び駆動信号ＤＹの振幅はすべて同等（図中、ＡＭＰ＝１）であるものとしている。
【0045】
図３において（ａ）は、図１に示した走査対象面Ｒ１上にリサージュ軌跡を描くように走査した場合の走査軌跡ＴＲを示している。図中のＡＸ１及びＡＹ１は、光走査部１５の揺動軸ＡＸ及び揺動軸ＡＹにそれぞれ対応している。すなわち、光走査部１５の揺動軸ＡＸ周りの揺動は、走査対象面Ｒ１におけるＡＹ１に沿った方向の走査位置の変化に対応する。また、光走査部１５の揺動軸ＡＹ周りの揺動は、走査対象面Ｒ１におけるＡＸ１方向の走査位置の変化に対応する。
【0046】
図３の（ｂ）は、図３（ａ）に示したリサージュ走査の際の駆動信号ＤＸの波形を模式的に示している。図３の（ｂ）の駆動信号ＤＸは、Ａ1及びＢ1を定数とし、θ1を変数としたとき、ＤＸ（θ1）＝Ａ1ｓｉｎ（θ1＋Ｂ1）の式で示される正弦波の信号である。変数θ1は、駆動信号ＤＸが、光走査部１５の第１のトーションバーＴＸによって固定枠Ｂ２に支持されている揺動枠ＳＸ及び揺動板ＳＹの固有振動数に対応し、これらを共振させる周波数の正弦波となるように設定される。
【0047】
図３の（ｃ）は、図３（ａ）に示したリサージュ走査の際の駆動信号ＤＹの波形を模式的に示している。駆動信号ＤＹは、Ａ2及びＢ2を定数とし、θ2を変数としたとき、ＤＹ（θ2）＝Ａ2ｓｉｎ（θ2＋Ｂ2）の式で示される正弦波の信号である。変数θ2は、駆動信号ＤＹが、光走査部１５の揺動板ＳＹの固有振動数に対応し、これを共振させる周波数の正弦波となるように設定される。
【0048】
従って、揺動枠ＳＸ及び揺動板ＳＹは、駆動信号ＤＸによって揺動軸ＡＸを中心に共振しつつ揺動させられる。すなわち、揺動軸ＡＸを中心に共振モードの動作モードで駆動される。また、揺動板ＳＹは、駆動信号ＤＹによって揺動軸ＡＹを中心に共振しつつ揺動させられる。すなわち、揺動軸ＡＹを中心に共振モードの動作モードで駆動される。従って、揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＸを中心に揺動し、かつ揺動軸ＡＹを中心に揺動する。揺動板ＳＹの揺動に応じて、光反射膜１６の向く方向が変化する。従って、光源から出射されて光反射膜１６に反射された走査光Ｌ２（図１参照）は、揺動板ＳＹの揺動に応じて出射方向を変化させつつ走査対象領域Ｒ０に出射される。
【0049】
図３に示すように、走査光Ｌ２が走査対象面Ｒ１に到達する点（スポット位置）の軌跡ＴＲは、上述のように揺動板ＳＹが揺動軸ＡＸ及び揺動軸ＡＹを中心に共振しつつ揺動しているので、リサージュ曲線を描くような軌跡となる。当該リサージュ曲線は、走査対象面Ｒ１の全体に亘っており、走査対象面Ｒ１のＡＸ１に沿った方向の端部に軌跡が密集し、走査対象面Ｒ１のＡＸ１に沿った方向の中央付近に近づくにつれて当該端部よりも軌跡同士の間隔が広い傾向を有している。
【0050】
図４Ａ及び図４Ｂは、図３における走査パターンと異なる第２の走査パターンであるラスタ走査で光走査部１５が走査光Ｌ２を走査する際に、走査制御部２０Ｂが生成する駆動信号ＤＸ及びＤＹと、これに基づいて光走査部１５が走査する走査光Ｌ２の走査軌跡との関係を模式的に示している。
【0051】
上述したように、駆動信号ＤＸは、走査制御部２０Ｂによって生成されて金属配線ＣＸに供給される駆動信号である。これによって、揺動枠ＳＸが揺動軸ＡＸを中心に揺動する。また、駆動信号ＤＹは、走査制御部２０Ｂによって生成されて金属配線ＣＹに供給される駆動信号である。これによって、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＹを中心に揺動する。
【0052】
図４Ａにおいて、（ａ）は、図１に示した走査対象面Ｒ１上にラスタ軌跡を描いて走査した場合の走査軌跡ＴＲを示している。図３と同様に、図中のＡＸ１及びＡＹ１は、光走査部１５の揺動軸ＡＸ及び揺動軸ＡＹにそれぞれ対応している。光走査部１５の揺動軸ＡＸ周りの揺動は、走査対象面Ｒ１におけるＡＹ１に沿った方向の走査位置の変化に対応する。また、光走査部１５の揺動軸ＡＹ周りの揺動は、走査対象面Ｒ１におけるＡＸ１方向の走査位置の変化に対応する。
【0053】
図４Ａの（ｂ）は、図４Ａ（ａ）に示したラスタ走査の際の駆動信号ＤＸの波形を模式的に示している。図４Ａの（ｂ）の駆動信号ＤＸは、Ａ1及びＢ1を定数とし、θ1を変数としたとき、ＤＸ（θ1）＝Ａ1ｓｉｎ（θ1＋Ｂ1）の式で示される正弦波の信号である。変数θ1は、駆動信号ＤＸが、光走査部１５の第１のトーションバーＴＸによって固定枠Ｂ２に支持されている揺動枠ＳＸ及び揺動板ＳＹの固有振動数に対応し、これらを共振させる周波数の正弦波となるように設定される。
【0054】
図４Ａの（ｃ）は、図４Ａ（ａ）に示したラスタ走査の際の駆動信号（第２の駆動信号）ＤＹの波形を模式的に示している。駆動信号ＤＹは、鋸歯状波（のこぎり波）の信号である。駆動信号ＤＹは、光走査部１５の揺動板ＳＹの固有振動数に対応せず、これを共振させない周波数（非共振）ののこぎり波となるように生成される。例えば、駆動振動ＤＹは、Ａ2を定数とし、Ｂ2を任意の整数とし、θ2を変数としたとき、ＤＹ（θ2）＝２／π［ｓｉｎＡ2θ2＋１／２ｓｉｎ２Ａ2θ2＋１／３ｓｉｎ３Ａ2θ2＋・・・１／Ｂ2ｓｉｎＢ2Ａ2θ2］の式で表わされる。
【0055】
なお、駆動信号ＤＹとしては、上述ののこぎり波に限定されず、光走査部１５の揺動板ＳＹの固有振動数に対応せず、これを共振させない周波数（非共振）の三角波、Ｓｉｎ波であってもよい。
【0056】
図４Ａのラスタ走査の際に、揺動板ＳＹは、駆動信号ＤＸによって揺動軸ＡＸを中心に共振しつつ揺動させられる。また、揺動板ＳＹは、駆動信号ＤＹによって揺動軸ＡＹを中心に共振せずに揺動させられる。すなわち、図４Ａにおけるラスタ走査は、揺動板ＳＹの揺動軸ＡＹ周りの駆動を非共振モードとし、揺動板ＳＹの揺動軸ＡＸ周りの駆動を共振モードとするラスタ走査である。
【0057】
従って、揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＸを中心に揺動し、かつ揺動軸ＡＹを中心に揺動する。揺動板ＳＹの揺動に応じて、光反射膜１６の向く方向が変化する。従って、光源から出射されて光反射膜１６に反射された走査光Ｌ２（図１参照）は、揺動板ＳＹの揺動に応じて出射方向を変化させつつ走査対象領域Ｒ０に出射される。
【0058】
上述のように、揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＸを中心に共振しつつ揺動する。また、駆動信号ＤＸの振幅は、図３の（ｂ）に示す駆動信号Ｘの振幅と同等である。この場合、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＸを中心に揺動する大きさ、すなわち角度は、図３の（ａ）に示した場合と同等である。従って、走査対象面Ｒ１における走査光Ｌ２の走査軌跡ＴＲは、ＡＹ１に沿った方向に広い範囲に描かれる。
【0059】
また、上述のように、揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＹを中心に共振せずに揺動する。また、駆動信号ＤＹの振幅は、図３の（ｃ）に示す駆動信号Ｙの振幅と同等である。この場合、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＹを中心に揺動する大きさ、すなわち角度は、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＹを中心に共振して揺動する場合（図３）と比較して小さくなる。従って、走査対象面Ｒ１における走査光Ｌ２の走査軌跡ＴＲはＡＸ１方向に沿った狭い範囲に描かれる。
【0060】
従って、図４Ａの（ａ）の走査軌跡は、ＡＸ１に沿った方向に沿った狭い範囲であるラスタ走査領域ＲＡＹに描かれる。当該走査軌跡は、ラスタ走査領域ＲＡＹにおいて、ＡＸ１に沿った方向に沿った狭い範囲に密集したものとなっている。このように、揺動板ＳＹの揺動軸ＡＹ周りの駆動を非共振モードとするラスタ走査によって、ラスタ走査領域ＲＡＹ内を高い密度で走査することが可能である。
【0061】
図４Ｂにおいて、（ａ）は、図１に示した走査対象面Ｒ１のラスタ走査による走査軌跡ＴＲを示している。図中のＡＸ１及びＡＹ１は、光走査部１５の揺動軸ＡＸ及び揺動軸ＡＹにそれぞれ対応している。光走査部１５の揺動軸ＡＸ周りの揺動は、走査対象面Ｒ１におけるＡＹ１に沿った方向の走査位置の変化に対応する。また、光走査部１５の揺動軸ＡＹ周りの揺動は、走査対象面Ｒ１におけるＡＸ１方向の走査位置の変化に対応する。
【0062】
図４Ｂの（ｂ）は、図４Ｂ（ａ）に示したラスタ走査の際の駆動信号ＤＸの波形を模式的に示している。図４Ｂの（ｂ）の駆動信号（第１の駆動信号）ＤＸは、のこぎり波の信号である。当該駆動信号ＤＸは、光走査部１５の第１のトーションバーＴＸによって固定枠Ｂ２に支持されている揺動枠ＳＸ及び揺動板ＳＹの固有振動数に対応せず、これらを共振周させない周波数ののこぎり波となるように生成される。
【0063】
駆動信号ＤＸは、Ａ1及びＢ1を任意の整数とし、θ1を変数としたとき、ＤＹ（θ1）＝２／π［ｓｉｎＡ1θ1＋１／２ｓｉｎ２Ａ1θ1＋１／３ｓｉｎ３Ａ1θ1＋・・・１／Ｂ1ｓｉｎＢ1Ａ1θ1］の式で表わされる。
【0064】
図４Ｂの（ｃ）は、図４Ｂ（ａ）に示したラスタ走査の際の駆動信号（第２の駆動信号）ＤＹの波形を模式的に示している。駆動信号ＤＹは、Ａ2及びＢ2を定数とし、θ2を変数としたとき、ＤＹ（θ2）＝Ａ2ｓｉｎ（θ2＋Ｂ2）の式で示される正弦波の信号である。変数θ2は、駆動信号ＤＹが、光走査部１５の揺動板ＳＹの固有振動数に対応し、これを共振させる周波数の正弦波となるように設定される。
【0065】
図４Ｂのラスタ走査の際に、揺動板ＳＹは、駆動信号ＤＸによって揺動軸ＡＸを中心に共振せずに揺動させられる。また、揺動板ＳＹは、駆動信号ＤＹによって揺動軸ＡＹを中心に共振しつつ揺動させられる。すなわち、図４Ｂにおけるラスタ走査は、揺動板ＳＹの揺動軸ＡＸ周りの駆動を非共振モードとし、揺動板ＳＹの揺動軸ＡＹ周りの駆動を共振モードとするラスタ走査である。
【0066】
従って、揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＸを中心に揺動し、かつ揺動軸ＡＹを中心に揺動する。すなわち、光反射膜１６が設けられた揺動板ＳＹは、２つの軸を中心に揺動可能である。揺動板ＳＹの揺動に応じて、光反射膜１６の向く方向が変化する。従って、光源から出射されて光反射膜１６に反射された走査光Ｌ２（図１参照）は、揺動板ＳＹの揺動に応じて出射方向を変化させつつ走査対象領域Ｒ０に出射される。
【0067】
上述のように、揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＸを中心に共振せずに揺動する。また、駆動信号ＤＸの振幅は、図３の（ｂ）に示す駆動信号ＤＸの振幅と同等である。この場合、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＸを中心に揺動する大きさ、すなわち角度は、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＸを中心に共振して揺動する場合（図３（ｂ）及び図４Ａ（ｂ））と比較して小さくなる。従って、走査対象面Ｒ１における走査光Ｌ２の走査軌跡ＴＲはＡＹ１に沿った方向に狭い範囲に描かれる。
【0068】
また、上述のように、揺動板ＳＹは、揺動軸ＡＹを中心に共振しつつ揺動する。また、駆動信号ＤＹの振幅は、図３の（ｃ）に示す駆動信号ＤＹの振幅と同等である。この場合、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＹを中心に揺動する大きさ、すなわち角度は、図３の（ａ）に示した場合と同等である。従って、走査対象面Ｒ１における走査光Ｌ２の走査軌跡ＴＲは、ＡＸ１方向に沿った広い範囲に描かれる。
【0069】
従って、図４Ｂの（ａ）の走査軌跡は、ＡＹ１に沿った方向に狭い範囲であるラスタ走査領域ＲＡＸに描かれる。当該走査軌跡は、ラスタ走査領域ＲＡＸにおいて、ＡＹ１に沿った方向に狭い範囲に密集したものとなっている。このように、揺動板ＳＹの揺動軸ＡＸ周りの駆動を非共振モードとするラスタ走査によって、ラスタ走査領域ＲＡＸ内を高い密度で走査することが可能である。
【0070】
図４Ａ及び図４Ｂに示したように、光走査部１５は、第２の走査パターンによる走査において、揺動板ＳＹが揺動軸ＡＸ及び揺動軸ＡＹのいずれか一方の軸を中心に共振しつつ揺動するように駆動され（共振モード）、かつ、他方の軸を中心に共振せずに揺動するように駆動される（非共振モード）。
【0071】
光走査部１５が同一振幅の信号で駆動された場合に、第２の走査パターンによる走査軌跡は、第１の走査パターンによる走査軌跡と比較して、走査対象面Ｒ１内のより狭い範囲により密集した走査軌跡となる。従って、第２の走査パターンによれば、第１の走査パターンよりも密な走査が可能である。
【0072】
走査制御部２０Ｂは、第１の走査パターン又は第２の走査パターンに対応する駆動信号ＤＸ及び駆動信号ＤＹを光走査部１５に切替可能に供給することができる。従って、光走査部１５による走査光Ｌ２の走査パターンを、第１の走査パターンと、第１の走査パターンよりも密な走査が可能である第２の走査パターンとの間で切り替えることができる。
【0073】
なお、光走査部１５は、揺動軸ＡＸ及び揺動軸ＡＹのいずれの軸中心の揺動板ＳＹの揺動も非共振モードとすることで、さらに狭い範囲の高密度の走査軌跡を伴う走査パターンをとっても良い。例えば、走査制御部２０Ｂは、図４Ａの（ｃ）の駆動信号ＤＹと、図４Ｂの（ｂ）の駆動信号ＤＸとを光走査部１５に供給することで、図４Ｂ（ａ）のラスタ走査領域ＲＡＸとＲＡＹとが重なりあっている領域を局所的にさらに高い密度で走査することができる。
【0074】
図５Ａを参照しつつ、第１の走査パターンであるリサージュ走査及び第２の走査パターンであるラスタ走査のいずれか一方又は両方を用いて実行される光走査部１５の走査モードの例について説明する。図５Ａは、各走査モードにおいて実行される具体的な走査内容を示している。
【0075】
上述したように、光走査部１５による走査パターンは、リサージュ走査と、ラスタ走査との間で、切り替えが可能である。また、光走査部１５によるラスタ走査では、図４Ａに示したラスタ走査領域ＲＡＹを走査する縦ラスタ走査と、図４Ｂに示したラスタ走査領域ＲＡＸを走査する横ラスタ走査と、が可能である。
【0076】
第１の走査モードにおいては、リサージュ走査のみが用いられる。図５Ａにおいて、「第１の走査モード」対応する具体的な走査内容として「リサージュ走査」と記載されている。
【0077】
第２の走査モードにおいては、ラスタ走査を含む走査パターンが用いられる。図５Ａにおいて、「第２の走査モード」の内容として、縦ラスタ走査のみを実行する「縦ラスタ走査」、横ラスタ走査のみを実行する「横ラスタ走査」が記載されている。
【0078】
図５Ａ中の「縦ラスタ走査と横ラスタ走査との組み合わせ」は、縦ラスタ走査と横ラスタ走査とを交互に繰り返すことを示している。
【0079】
例えば、ラスタ走査において、ラスタ走査領域ＲＡＹ全体の１回の走査の開始から終了までを縦ラスタ走査の１周期とし、ラスタ走査領域ＲＡＸ全体の１回の走査の開始から終了までを横ラスタ走査の１周期とすると、所定の周期の縦ラスタ走査と、所定の周期の横ラスタ走査と、を交互に繰り返すことができる。つまり、縦ラスタ走査と横ラスタ走査を走査の周期を単位として組み合わせることができる。これによって、縦ラスタ走査では走査されない領域のうち、横ラスタ走査によって走査可能な領域を補完して走査することができる。
【0080】
また、図５Ａ中の「リサージュ走査とラスタ走査との組み合わせ」は、リサージュ走査と、縦ラスタ走査及び横ラスタ走査の一方又は両方とを組み合わせることを示している。例えば、リサージュ走査による走査対象面Ｒ１全体の１回の走査の開始から終了までを１周期とし、リサージュ走査、縦ラスタ走査及び横ラスタ走査を所定の周期毎に繰り返しても良い。これによって、縦ラスタ走査又は横ラスタ走査では走査されない領域の走査を、リサージュ走査によって補うことができる。
【0081】
つまり、第２の走査モードは、リサージュ走査よりも密な走査が可能なラスタ走査を含む走査を行う走査モードである。従って、第２の走査モードにおいて、第１の走査モードよりも密な走査を実行することができる。このように、制御部２０は、光走査部１５の走査の走査光の走査モードを、第１の走査モードと、第１の走査モードよりも密な走査が可能である第２の走査モードとの間で切り替えさせることができる。
【0082】
図５Ｂを参照しつつ、測距装置１０において判定部２０Ｄが取得する移動体の走行状態を示す走行状態情報及び判定部２０Ｄが走行状態情報の各々に適した走査モードを判定する基準について説明する。図５Ｂには、走行状態情報として、「速度（ｋｍ/ｈ）」、「物体までの距離（ｍ）」及び「周囲の明度（ｌｘ）」の項目が示されている。各項目について、第１の走査モードが適する場合の条件の例及び第２の走査モードが適する場合の条件の例が記載されている。例えば、図５Ｂに示すようなテーブルが、制御部２０が備える記憶装置（図示せず）に記憶されている。
【0083】
「速度（ｋｍ/ｈ）」は、測距装置１０が搭載されている移動体が走行している走行速度を示している。判定部２０Ｄは、測距装置１０が搭載されている移動体の速度の情報を当該移動体又は移動体に搭載されている装置から取得する。図５Ｂにおいて、移動体の速度が８０ｋｍ／ｈ未満である場合には、第１の走査モードが適しており、移動体の速度が８０ｋｍ／ｈ以上である場合には、第２の走査モードが適していることが示されている。
【0084】
例えば、制御部２０の判定部２０Ｄは、移動体の速度が８０ｋｍ／ｈを越えている場合に、図５Ｂに示された基準に基づいて、光走査部１５の走査光の走査を第１の走査モードから第２の走査モードに切り替えさせる。例えば、当該移動体が高速道路を走行する際には、移動体の周辺よりも、移動体の進行方向の領域について、密な走査が有効であると考えられる場合がある。このような場合に、第２の走査モードに切り替えることで、より走行状態に適した走査による測距を行うことができる。
【0085】
「物体までの距離（ｍ）」は、当該移動体の進行方向に存在する物体までの距離を示している。判定部２０Ｄは、測距装置１０から当該物体までの距離測定した結果を移動体又は移動体に搭載されたミリ波レーダ等の距離を測定する装置から取得する。
【0086】
例えば、判定部２０Ｄは、物体までの距離が５ｍ以上の場合には第１の走査モードが適していると判定し、物体までの距離が５ｍ未満の場合には第２の走査モードが適していると判定する。そして、物体までの距離が５ｍ未満である場合に、図５Ｂに示された基準に基づいて、光走査部１５の走査光の走査を第１の走査モードから第２の走査モードに切り替えさせる。
【0087】
「周囲の明度（ｌｘ）」は、移動体の周囲の明るさ、すなわち照度を示している。判定部２０Ｄは、当該移動体に搭載された照度計から、当該移動体が照らされている明るさの度合いの情報を取得する。
【0088】
例えば、移動体の周囲の明度が１０００ｌｘ（ルクス）以上である場合に、受光部１８による受光の際に、背景光が強いことで、移動体の周囲の対象物によって反射された反射光の検出精度が低下する場合がある。このような場合、より密な走査を行うことが有効となる。このような場合、判定部２０Ｄは、第２の走査モードへの切替に適した走行状態であると判定する。そして、制御部２０は、光走査部１５の走査光の走査を第１の走査モードから第２の走査モードに切り替えさせる。
【0089】
また、判定部２０Ｄは、図５Ｂに示す速度、物体までの距離及び周囲の明度の３つの項目の走行状態情報のうち１つ以上の項目が、第２の走査モードに適する条件に該当する場合に、第２の走査モードへの切替に適した走行状態であると判定する。このような判定をＯＲ条件での判定と称する。
【0090】
又は、判定部２０Ｄは、図５Ｂに示す速度、物体までの距離及び周囲の明度の３つの項目の走行状態情報の全ての項目が、第２の走査モードに適する条件に該当する場合に、第２の走査モードへの切替に適した走行状態であると判定しても良い。このような判定をＡＮＤ条件での判定と称する。
【0091】
また、走行状態情報の各々の項目について、他の項目との関係で、制約を設けても良い。例えば、周囲の明度が１００ルクス以下である場合、すなわち周囲が暗い場合には、リサージュ走査（第１の走査モード）による走査対象面Ｒ１の全体に亘る広範囲の計測が適していると考えることができる。このような場合には、他の走行状態情報について第２の走査モードに適する条件に該当していても、制御部２０は、光走査部１５の走査光の走査モードを第１の走査モードから第２の走査モードに切り替えさせないこととしても良い。
【0092】
このように、制御部２０の判定部２０Ｄは、移動体の走行状態情報に基づいて、第１の走査モードから第２の走査モードへ切り替えるか否かを判定することができる。制御部２０の走査制御部２０Ｂは、判定部２０Ｄの判定結果に基づいて、光走査部１５に供給する駆動信号を変更し、光走査部１５の走査モードを切り替えさせることができる。
【0093】
なお、判定部２０Ｄは、物体までの距離の情報を測距部２０Ｃから取得しても良い。また、判定部２０Ｄは、移動体の速度に加えて移動体の加速度に基づいた判定をしても良い。これによって、移動体が走行している際のカーブ又は急ブレーキ等の走行状態を反映した判定を行うことができる。
【0094】
また、走行状態情報には、移動体のハンドルの舵角が含まれていても良い。例えば、当該ハンドルの舵角が所定の値よりも大きい場合に、当該移動体は交差点で右折又は左折していると想定し得る。このような場合、広範囲な走査と、密な走査との組み合わせが有効であると考えることができる。この場合、判定部２０Ｄは、第２の走査モードに適した走行状態であると判定し、制御部２０は、光走査部１５の走査光の走査モードを第２の走査モードに切り替えさせ、リサージュ走査とラスタ走査とを組み合わせた走査を行わせることとしても良い。これによって、移動体の走行状態をより詳細に反映した判定を行うことができる。
【0095】
また、走行状態情報には、所定の時間内に移動体のハンドルが切られた回数、すなわち蛇行の頻度が含まれても良い。例えば、頻繁にハンドルを切っている場合には、障害物を頻繁に避けている、若しくは蛇行した道を走行中であると考えることができる。この場合、判定部２０は、第２の走査モードが適した走行状態であると判定し、移動体が直進している、すなわち所定の時間内に移動体のハンドルが切られていない場合には、第１の走査モードが適した走行状態であると判定する。これによって、制御部２０は、走行状態に応じて走査モードを切り替えることができる。
【0096】
また、走行状態情報には、移動体の周囲の天気が含まれても良い。この場合、判定部２０は、例えば晴天時には第１の走査モードが適した走行状態であると判定し、雨天時には第２の走査モードが適した走行状態であると判定する。これによって、制御部２０は、天気に応じて走査モードを切り替えることができる。
【0097】
また、走行状態情報には、移動体の周囲に存在する物体（他の移動体や歩行者、障害物等）の数が含まれても良い。この場合、判定部２０は、例えば周囲に存在する物体が所定数以下の場合には第１の走査モードが適した走行状態であると判定し、所定数以上の場合には第２の走査モードが適した走行状態であると判定する。これによって、制御部２０は、移動体の周囲の状況に応じて走査モードを切り替えることができる。
【0098】
なお、第２の走査モードに切り替えた際に、第２の走査モードに含まれる４つの走査内容のいずれを使用するかは、あらかじめ定めておいても良いし、走行状態情報が示す走行状態の程度に応じて決定されても良い。例えば、速度が８０～９０Ｋｍ／ｈの場合には縦ラスタ走査又は横ラスタ走査を用い、速度が９０～１００Ｋｍ／ｈの場合には縦ラスタ走査と横ラスタ走査の組み合わせとし、速度が１００Ｋｍ／ｈを超える場合には、リサージュ走査とラスタ走査との組み合わせを行うといった方法が例示できる。
【0099】
なお、本実施例では、１の光走査部１５で第１の走査モードと第２の走査モードのいずれもが実行可能な構成として説明したが、光走査部としてのＭＥＭＳミラーを複数設けても良い。例えば、ＭＥＭＳミラーを２つ設けて、第１の走査モードと第２の走査モードのそれぞれを別々のＭＥＭＳミラーを用いて実行することもできる（なお、この場合は、光源１１、光学系１２、ビームスプリッタ１３、受光部１８も、光走査部毎に設けることが望ましい）。このようにすることで、リサージュ走査専用のＭＥＭＳミラーとラスタ走査専用のＭＥＭＳミラーを設けることができるため、例えば第２の走査モードでのラスタ走査において、走査対象面Ｒ１を全域にわたって走査させることもできる。更に、第２の走査モードでリサージュ走査とラスタ走査との組み合わせを実行する際に、それぞれの走査方法で同時に走査を行うことができる。なお、走査モードが３つ以上存在する場合にも、走査モードの数と同じ数のＭＥＭＳミラーを設けて、走査モード毎に別々のＭＥＭＳミラーを用いて走査を実行することができる。
【0100】
［測距ルーチン］
図６を参照しつつ、移動体に搭載されている測距装置１０において制御部２０が実行する測距ルーチンＲＴ１の例について説明する。制御部２０は、図示しないスイッチ操作等により測距開始操作が受け付けられると、光源制御部２０Ａにパルス光Ｌ１の出射を指示し、測距ルーチンＲＴ１を開始する。同時に、制御部２０は、走査制御部２０Ｂに、光走査部１５の第１の走査モードでの走査制御の開始を指示する。また、制御部２０は、測距部２０Ｃに対象物ＯＢまでの距離の算出開始を指示する。
図６を参照しつつ、移動体に搭載されている測距装置１０において制御部２０が実行する測距ルーチンＲＴ１の例について説明する。制御部２０は、図示しないスイッチ操作等により測距開始操作が受け付けられると、光源制御部２０Ａにパルス光Ｌ１の出射を指示し、測距ルーチンＲＴ１を開始する。同時に、制御部２０は、走査制御部２０Ｂに、光走査部１５の第１の走査モードでの走査制御の開始を指示する。また、制御部２０は、測距部２０Ｃに対象物ＯＢまでの距離の算出開始を指示する。
【0101】
制御部２０は、測距ルーチンＲＴ１を開始すると、第２の走査モードに適した走行状態か否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部２０の判定部２０Ｄは、ステップＳ１１において、測距装置１０が搭載されている移動体の走行状態情報に基づいて、第２の走査モードに適した走行状態か否かを判定する。
【0102】
例えば、判定部２０Ｄは、ステップＳ１１において、移動体が走行している速度の情報を取得して、走行状態情報としての速度に基づいて、第２の走査モードに適した走行状態か否かを判定する。また、例えば、当該走行状態情報には、速度の情報に加えて、物体までの距離及び周囲の明度が含まれていても良い（図５Ｂ参照）。
【0103】
これらの３つ走行状態情報の各々について、１つ以上の項目が、第２の走査モードに適する条件に該当する場合に、第２の走査モードへの切替に適した走行状態であると判定するＯＲ条件で判定される。例えば、制御部２０の判定部２０Ｄは、移動体の速度が８０ｋｍ／ｈを越えている場合に、第２の走査モードに適した走行状態であると判定する。
【0104】
また、３つの項目の走行状態情報の全ての項目が、第２の走査モードに適する条件に該当する場合に、第２の走査モードへの切替に適した走行状態であると判定するＡＮＤ条件で、第２の走査モードに適した走行状態か否かが判定されても良い。
【0105】
例えば、判定部２０Ｄは、移動体の速度が８０ｋｍ／ｈ以上であり、物体までの距離が５ｍ未満であり、かつ、周囲の明度が１０００ルクス以上である場合に、第２の走査モードに適した走行状態であると判定する。
【0106】
制御部２０は、ステップＳ１１において、第２の走査モードに適した走行状態ではないと判定する（ステップＳ１１：ＮＯ）と、測距ルーチンＲＴ１を終了し、新たに測距ルーチンＲＴ１を開始する。
【0107】
制御部２０は、ステップＳ１１において、第２の走査モードに適した走行状態であると判定する（ステップＳ１１：ＹＥＳ）と、第２の走査モードで走査を開始させる（ステップＳ１２）。制御部２０は、ステップＳ１２において、走査制御部２０Ｂに、第２の走査モードによる制御を指示する。
【0108】
走査制御部２０Ｂは、ステップＳ１２において、光走査部１５に供給する駆動信号ＤＸ及びＤＹを変更して、光走査部１５の走査モードをリサージュ走査からラスタ走査を含む走査に移行する。すなわち、ステップＳ１２において、光走査部１５の走査モードは、走査対象面Ｒ１内のより密な走査が可能な第２の走査モードに移行する。
【0109】
例えば、走査制御部２０Ｂは、ステップＳ１２において、光走査部１５の揺動板ＳＹを揺動軸ＡＹを中心に非共振モードで揺動させる駆動信号ＤＹ、すなわち、のこぎり波の駆動信号ＤＹを供給する。また、ステップＳ１２において、走査制御部２０Ｂは、光走査部１５の揺動板ＳＸを揺動軸ＡＸを中心に共振モードで揺動させる駆動信号ＤＸ、すなわち、正弦波の駆動信号ＤＸを供給する。このようにして、走査制御部２０Ｂは、光走査部１５の走査パターンをリサージュ走査から、ラスタ走査領域ＲＡＹ（図４Ａ参照）を走査する縦ラスタ走査に移行させる。
【0110】
例えば、走査制御部２０Ｂは、ステップＳ１２において、横ラスタ走査、縦ラスタ走査と横ラスタ走査との組み合わせ、又はリサージュ走査とラスタ走査の組み合わせによる走査を実現させる駆動信号ＤＸ及びＤＹを光走査部１５に供給しても良い（図５Ａ参照）。
【0111】
制御部２０は、ステップＳ１２の実行後、第２の走査モードの走査を所定時間継続する（ステップＳ１３）。例えば、当該所定時間は、第２の走査モードで行われる走査が所定の周期だけ行われる際に要する時間に基づいて、予め定められても良い。
【0112】
制御部２０は、ステップＳ１３の実行後、第２の走査モードの継続が適した走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部２０は、ステップＳ１４において、第２の走査モードの継続が適した走行状態であると判定する（ステップＳ１４：ＹＥＳ）と、ステップＳ１３に戻り、第２の走査モードの走査を所定時間継続する。
【0113】
制御部２０は、ステップＳ１４において、第２の走査モードの継続が適した走行状態ではないと判定する（ステップＳ１４：ＮＯ）と、当該測距ルーチンＲＴ１を終了し、新たな測距ルーチンＲＴ１を開始する。
【0114】
以上、詳細に説明したように、本実施例の測距装置１０によれば、測距装置１０が搭載されている移動体の走行状態情報に基づいて、ＭＥＭＳミラーである光走査部１５の走査光の走査モードを、リサージュ走査である第１の走査モードと、ラスタ走査を含み第１の走査モードよりも密な走査が可能である第２の走査モードとの間で切り替えることが可能である。
【0115】
さらに、第２の走査モードにおいては、ラスタ走査を含む複数の走査パターン（縦ラスタ走査、横ラスタ走査）又は走査パターンの組み合わせ（ラスタ走査とリサージュ走査の組み合わせ）のうち、移動体の走行状態に適した走査パターン又は走査パターンの組み合わせを適用することができる。このように、走行状態情報に基づいて、走査パターンを自在に変更することができる。
【0116】
従って、測距装置１０によって、移動体の走行状態に適した走査モードでの走査によって測距が可能である。すなわち、移動体の走行状態の変化に追従して、走行状態に適した走査パターンでの測距が可能である。
【0117】
従って、本発明の測距装置によれば、走査対象領域の全体の計測を実行しつつ、状況に応じて、走査対象領域の一部をより詳細に計測する計測が可能である測距装置を提供することができる。
【符号の説明】
【0118】
１０ 測距装置
１１ 光源
１２ 光学系
１３ ビームスプリッタ
１５ 光走査部
１６ 光反射膜
１６Ａ 光反射面
１８ 受光部
２０ 制御部
２０Ａ 光源制御部
２０Ｂ 走査制御部
２０Ｃ 測距部
２０Ｄ 判定部
２１ 固定部
２２ 可動部
２３ 駆動力生成部
ＡＸ、ＡＹ 揺動軸
ＴＸ 第１のトーションバー
ＴＹ 第２のトーションバー
１１ 光源
１２ 光学系
１３ ビームスプリッタ
１５ 光走査部
１６ 光反射膜
１６Ａ 光反射面
１８ 受光部
２０ 制御部
２０Ａ 光源制御部
２０Ｂ 走査制御部
２０Ｃ 測距部
２０Ｄ 判定部
２１ 固定部
２２ 可動部
２３ 駆動力生成部
ＡＸ、ＡＹ 揺動軸
ＴＸ 第１のトーションバー
ＴＹ 第２のトーションバー
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】