特許 7505422 光検出装置

(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】2024-06-17

(45)【発行日】2024-06-25

(54)【発明の名称】光検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20240618BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20240618BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G01S17/931

G02B26/10 104Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021039564

(22)【出願日】2021-03-11

(65)【公開番号】P2022139268

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】恩田 一寿

(72)【発明者】

【氏名】三木 早樹人

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１０２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－０７４７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１４６６４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第５５４３６１２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － Ｇ０１Ｓ ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ － Ｇ０１Ｓ １７／９５

Ｇ０２Ｂ ２６／１０ － Ｇ０２Ｂ ２６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

投光ビーム（ＰＢ）を外界の検出領域（ＤＡ）へ向けて走査し、前記投光ビームに対する前記検出領域からの反射ビーム（ＲＢ）を検出する光検出装置（１０）であって、
前記反射ビームを受光光軸（ＲＯＡ）に沿って導光する受光光学系（４２）と、
前記受光光学系により結像される前記反射ビームを受光することにより、検出信号を出力する受光器（４５）と、
前記受光器の前段側において前記反射ビームを屈折させる受光プリズム（２０４９，４０４９）とを、備え、
前記受光器は、前記受光光軸に直交する第一基準軸（Ｙ）に長辺側が沿うアスペクト比として、受光アスペクト比（ＲＲ）の設定される受光面（４７）を、形成し、
前記受光面は、前記受光光軸及び前記第一基準軸に直交する第二基準軸（Ｘ）に沿う姿勢に対して、前記第一基準軸まわりに傾斜する姿勢に配置され、
前記受光プリズムは、前記第二基準軸に沿う姿勢に対して、前記第一基準軸まわりに傾斜する姿勢に配置される光学面を、入射面（２４９２，４４９２）及び射出面（２４９３，４４９３）のうち少なくとも一方により形成する光検出装置。

【請求項2】

投光ビーム（ＰＢ）を外界の検出領域（ＤＡ）へ向けて走査し、前記投光ビームに対する前記検出領域からの反射ビーム（ＲＢ）を検出する光検出装置（１０）であって、
前記反射ビームを受光光軸（ＲＯＡ）に沿って導光する受光光学系（４２）と、
前記受光光学系により結像される前記反射ビームを受光することにより、検出信号を出力する受光器（４５，２０４５）と、
前記受光器の前段側において前記反射ビームを屈折させる受光プリズム（２０４９，４０４９）とを、備え、
前記受光器は、前記受光光軸に直交する第一基準軸（Ｙ）に長辺側が沿うアスペクト比として、受光アスペクト比（ＲＲ）の設定される受光面（４７，２０４７）を、形成し、
前記受光プリズムは、前記受光光軸及び前記第一基準軸に直交する第二基準軸（Ｘ）に沿う姿勢に対して、前記第一基準軸まわりに傾斜する姿勢に配置される光学面を、入射面（２４９２，４４９２）及び射出面（２４９３，４４９３）のうち少なくとも一方により形成する光検出装置。

【請求項3】

前記受光プリズムは、前記受光面において接合、若しくは前記受光プリズムとは別の部材により保持される請求項１又は２に記載の光検出装置。

【請求項4】

前記受光面を構成する複数の受光画素（４６）は、
前記第一基準軸に沿って単列に配列される請求項１～３のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項5】

前記投光ビームを前記検出領域へ向けて走査し、前記反射ビームを前記受光光学系へ向けて反射する走査ミラー（３２）を、さらに備え、
前記受光光学系は、前記第一基準軸に沿う回転中心線（ＣＭ）まわりに回転駆動される前記走査ミラーの駆動範囲（ＤＲ）に亘って、前記反射ビームを前記受光光軸に沿って導光する請求項１～４のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項6】

前記走査ミラーへ向かう前記投光ビームを発する投光器（２２）を、さらに備え、
前記投光器は、前記第一基準軸に長辺側が沿うアスペクト比として、投光アスペクト比（ＲＰ）の設定される投光窓（２５）を、形成する請求項５に記載の光検出装置。

【請求項7】

前記受光光学系は、
前記受光器に対して前記反射ビームを結像させる受光レンズ（４３）を、有する請求項１～６のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項8】

前記受光光学系は、
前記受光レンズを収容する鏡筒（４４）を、さらに有する請求項７に記載の光検出装置。

【請求項9】

前記鏡筒は、
前記受光器側の射出口（４４１）を絞る開口絞り（４４２）を、形成する請求項８に記載の光検出装置。

【請求項10】

前記鏡筒は、
前記受光器側の射出口（４４１）まわりに、前記受光器による前記反射ビームの再帰反射成分（ＲＣ）を吸収する光吸収面（４４３）を、形成する請求項８又は９に記載の光検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

投光ビームを外界の検出領域へ向けて走査し、投光ビームに対する検出領域からの反射ビームを検出する光検出装置は、広く知られている。例えば特許文献１に開示される光検出装置では、反射ビームがレンズにより導光されて受光器により受光されることで、検出信号が出力される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１２５７６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示される光検出装置は、迷光による誤検出を抑制するように、走査ミラーによる投光ビームの走査方向に対し、受光器における受光面のアスペクト比が設計されている。しかし、反射ビームを導光するレンズの受光光軸に対して垂直に配置されている受光面では、反射ビームに対する再帰反射が発生すると、当該反射ビームの再帰反射成分が受光光軸に沿って検出領域にまで導光されてしまう。その結果、検出領域に存在する物標の反射率によっては、当該反射ビームの再帰反射成分がさらに反射されて受光面まで戻ってくることで、ゴーストが発生して誤検出を招くおそれがあった。

【0005】

本開示の課題は、検出精度を確保する光検出装置を、提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

【0007】

本開示の第一態様は、
投光ビーム（ＰＢ）を外界の検出領域（ＤＡ）へ向けて走査し、投光ビームに対する検出領域からの反射ビーム（ＲＢ）を検出する光検出装置（１０）であって、
反射ビームを受光光軸（ＲＯＡ）に沿って導光する受光光学系（４２）と、
受光光学系により結像される反射ビームを受光することにより、検出信号を出力する受光器（４５）と、
受光器の前段側において反射ビームを屈折させる受光プリズム（２０４９，４０４９）とを、備え、
受光器は、受光光軸に直交する第一基準軸（Ｙ）に長辺側が沿うアスペクト比として、受光アスペクト比（ＲＲ）の設定される受光面（４７）を、形成し、
受光面は、受光光軸及び第一基準軸に直交する第二基準軸（Ｘ）に沿う姿勢に対して、第一基準軸まわりに傾斜する姿勢に配置され、
受光プリズムは、第二基準軸に沿う姿勢に対して、第一基準軸まわりに傾斜する姿勢に配置される光学面を、入射面（２４９２，４４９２）及び射出面（２４９３，４４９３）のうち少なくとも一方により形成する。

【0008】

このように第一態様では、受光光軸に直交する第一基準軸に長辺側の沿う受光アスペクト比が、受光器の受光面に設定される。そこで第一態様によると、受光光軸及び第一基準軸に直交する第二基準軸に沿う姿勢に対して、第一基準軸まわりに傾斜する姿勢配置となる受光面においては、反射ビームに対する再帰反射が発生しても、受光光軸上から外れた方向へ当該反射ビームの再帰反射成分を可及的に導光することができる。しかも第一態様によると、受光アスペクト比の長辺側が沿う第一基準軸まわりに受光面が傾斜することで、第二基準軸とは交差した同比の短辺方向において当該傾斜が招く結像ボケを、抑えることができる。

【0009】

以上の如き第一態様によれば、再帰反射成分のさらなる反射に起因したゴーストの発生を抑制すると共に、当該ゴースト抑制のための構成に起因した検出解像度の劣化も抑制して、検出精度を確保することが可能となる。

【0010】

本開示の第二態様は、
投光ビーム（ＰＢ）を外界の検出領域（ＤＡ）へ向けて走査し、投光ビームに対する検出領域からの反射ビーム（ＲＢ）を検出する光検出装置（１０）であって、
反射ビームを受光光軸（ＲＯＡ）に沿って導光する受光光学系（４２）と、
受光光学系により結像される反射ビームを受光することにより、検出信号を出力する受光器（４５，２０４５）と、
受光器の前段側において反射ビームを屈折させる受光プリズム（２０４９，４０４９）とを、備え、
受光器は、受光光軸に直交する第一基準軸（Ｙ）に長辺側が沿うアスペクト比として、受光アスペクト比（ＲＲ）の設定される受光面（４７，２０４７）を、形成し、
受光プリズムは、受光光軸及び第一基準軸に直交する第二基準軸（Ｘ）に沿う姿勢に対して、第一基準軸まわりに傾斜する姿勢に配置される光学面を、入射面（２４９２，４４９２）及び射出面（２４９３，４４９３）のうち少なくとも一方により形成する。

【0011】

このように第一態様と同様に第二態様では、受光光軸に直交する第一基準軸に長辺側の沿う受光アスペクト比が、受光器の受光面に設定される。そこで第一及び第二態様によると、受光器の前段側において反射ビームを屈折させる受光プリズムの入射面及び射出面のうち少なくとも一方は、受光光軸及び第一基準軸に直交する第二基準軸に沿う姿勢に対して、第一基準軸まわりに傾斜する姿勢配置の光学面を形成する。これにより、受光面において反射ビームに対する再帰反射が発生しても、受光光軸から外れた方向へ当該反射ビームの再帰反射成分を可及的に導光することができる。しかも第一及び第二態様によると、受光面において受光アスペクト比の長辺側が沿う第一基準軸まわりに受光プリズムの光学面が傾斜することで、同比の短辺方向において当該傾斜が招く結像ボケを、抑えることができる。

【0012】

以上の如き第一及び第二態様によれば、再帰反射成分のさらなる反射に起因したゴーストの発生を抑制すると共に、当該ゴースト抑制のための構成に起因した検出解像度の劣化も抑制して、検出精度を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第一実施形態による光検出装置の全体構成を示す模式図である。

【図2】第一実施形態による投光器を示す模式図である。

【図3】第一実施形態による走査ユニット及び受光ユニットを示す模式図である。

【図4】第一実施形態による走査ユニット及び受光ユニットを示す模式図である。

【図5】第一実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図6】第一実施形態による受光器を示す模式図である。

【図7】第一実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図8】第二実施形態による光検出装置の全体構成を示す模式図である。

【図9】第二実施形態による走査ユニット及び受光ユニットを示す模式図である。

【図10】第二実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図11】第二実施形態による受光器を示す模式図である。

【図12】第二実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図13】第三実施形態による光検出装置の全体構成を示す模式図である。

【図14】第三実施形態による走査ユニット及び受光ユニットを示す模式図である。

【図15】第三実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図16】第三実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図17】第三実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図18】第三実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図19】第三実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図20】第四実施形態による光検出装置の全体構成を示す模式図である。

【図21】第四実施形態による走査ユニット及び受光ユニットを示す模式図である。

【図22】第四実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図23】第四実施形態による受光ユニットを拡大して示す模式図である。

【図24】変形例による走査ユニット及び受光ユニットを示す模式図である。

【図25】変形例による走査ユニット及び受光ユニットを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する場合がある。また、各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。さらに、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。

【0015】

（第一実施形態）
図１に示すように、本開示の第一実施形態による光検出装置１０は、移動体としての車両に搭載される、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）である。尚、以下の説明では断り書きがない限り、前、後、上、下、左、及び右が示す各方向は、水平面上の車両を基準として定義される。また、水平方向は水平面に対する接線方向を示し、鉛直方向は水平面に対する垂直方向を示す。

【0016】

光検出装置１０は、例えば前方部、左右の側方部、後方部、及び上方のルーフ等のうち、車両における少なくとも一箇所に配置される。光検出装置１０は、車両の外界のうち、配置箇所に応じた検出領域ＤＡへと向けて、投光ビームＰＢを走査する。光検出装置１０は、投光ビームＰＢが検出領域ＤＡの物標により反射されることで戻ってくる戻り光を、反射ビームＲＢとして検出する。こうして反射ビームＲＢとなる投光ビームＰＢには、通常、外界の人間から視認困難な近赤外域の光が、選択される。

【0017】

光検出装置１０は、反射ビームＲＢを検出することで、検出領域ＤＡの物標を観測する。ここで物標の観測とは、例えば光検出装置１０から物標までの距離、物標が存在する方向、及び物標からの反射ビームＲＢの反射強度等のうち、少なくとも一種類である。車両に適用される光検出装置１０において代表的な観測対象となる物標は、例えば歩行者、サイクリスト、人間以外の動物、及び他車両等の移動物体のうち、少なくとも一種類であってもよい。車両に適用される光検出装置１０において代表的な観測対象となる物標は、例えばガードレール、道路標識、道路脇の構造物、及び道路上の落下物等の静止物体のうち、少なくとも一種類であってもよい。

【0018】

光検出装置１０においては、互いに直交する三軸としてのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸により、三次元直交座標系が定義されている。特に光検出装置１０において、第一基準軸となるＹ軸は、車両の鉛直方向に沿って設定されている。また光検出装置１０において、第二基準軸となるＸ軸は、車両の水平方向に沿って設定されている。

【0019】

光検出装置１０は、筐体１１、投光ユニット２１、走査ユニット３１、受光ユニット４１、及びコントローラ５１を含んで構成されている。筐体１１は、光検出装置１０の外装を形成する。筐体１１は、遮光ケース１２、及びカバーパネル１５を備えている。

【0020】

遮光ケース１２は、遮光性を有する、例えば合成樹脂又は金属等により、形成されている。遮光ケース１２は、全体として箱状を呈している。遮光ケース１２は、単独の部品により、又は複数部品の組み合わせにより、構築されている。遮光ケース１２は、投光ユニット２１、走査ユニット３１、受光ユニット４１、及びコントローラ５１を収容する収容室１３を、内部に画成している。遮光ケース１２において収容室１３は、投光ユニット２１と受光ユニット４１とに共通に設けられている。遮光ケース１２は、開口状の光学窓１４を形成している。光学窓１４もまた、投光ユニット２１と受光ユニット４１とに共通に設けられている。

【0021】

カバーパネル１５は、近赤外域での透光性を有する、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、形成されている。カバーパネル１５には、例えば基材の着色、光学薄膜の成膜、又は基材表面へのフィルムの貼り付け等により、近赤外域での透光性及び可視域での遮光性が、与えられていてもよい。カバーパネル１５は、全体として平板状又は曲率を持った形状を呈している。カバーパネル１５は、投光ビームＰＢと反射ビームＲＢとの双方を透過可能に、光学窓１４の全体を閉塞している。これにより、投光ビームＰＢと反射ビームＲＢとの双方が収容室１３及び検出領域ＤＡの間において往復可能となっていると共に、筐体１１内部への異物の侵入を遮断することが可能となっている。

【0022】

投光ユニット２１は、投光器２２、及び投光光学系２６を備えている。投光器２２は、投光ビームＰＢとなる近赤外域のレーザ光を、発する。投光器２２は、筐体１１内部に配置され、遮光ケース１２により保持されている。

【0023】

図２に示すように投光器２２は、複数のレーザ発振素子２４が基板上においてアレイ状に配列されることで、形成されている。各レーザ発振素子２４は、車両の鉛直方向において、Ｙ軸に沿って単列に配列されている。各レーザ発振素子２４は、ＰＮ接合層において発振されたレーザ光を共振させる共振器構造、及びＰＮ接合層を挟んでレーザ光を繰り返し反射させるミラー層構造により、位相の揃ったコヒーレント光なレーザ光を発する。各レーザ発振素子２４は、コントローラ５１からの制御信号に従うことで、それぞれ投光ビームＰＢの一部となるレーザ光を、パルス状に生成する。

【0024】

投光器２２は、擬似的に長方形輪郭をもって規定される投光窓２５を、基板の片面側に形成している。投光窓２５は、各レーザ発振素子２４におけるレーザ発振開口の集合体として、構成されている。投光窓２５のアスペクト比である投光アスペクト比ＲＰは、長辺側がＹ軸に沿うと共に、短辺側がＸ軸に沿うように、定義されている。即ち投光アスペクト比ＲＰは、第一基準軸であるＹ軸と、第二基準軸であるＸ軸との、各々に沿って設定されている。

【0025】

各レーザ発振素子２４のレーザ発振開口から投射されるレーザ光は、図１に示す検出領域ＤＡにおいてはＹ軸に沿って長手のライン状に擬制されることになる投光ビームＰＢとして、投光窓２５から投射される。投光ビームＰＢには、Ｙ軸の設定方向（以下、Ｙ軸方向という）において各レーザ発振素子２４の配列間隔に応じた非発光部が、含まれていてもよい。この場合でも、検出領域ＤＡにおいては回折作用によって巨視的に非発光部の解消されたライン状の投光ビームＰＢが、形成されるとよい。

【0026】

投光光学系２６は、投光器２２からの投光ビームＰＢを、走査ユニット３１の走査ミラー３２へ向かって投光する。投光光学系２６は、筐体１１内部において投光器２２及び走査ミラー３２の間に、配置されている。

【0027】

投光光学系２６は、例えば集光、コリメート、及び整形等のうち、少なくとも一種類の光学作用を発揮する。投光光学系２６は、Ｚ軸に沿った投光光軸ＰＯＡを、形成する。投光光学系２６は、遮光ケース１２により保持される、少なくとも一つの投光レンズ２７を有している。少なくとも一つの投光レンズ２７は、透光性を有した、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、発揮する光学作用に応じたレンズ形状に形成されている。投光光軸ＰＯＡは、例えば少なくとも一つの投光レンズ２７においてレンズ面の曲率中心等を通る、仮想的な光線軸として定義される。投光窓２５の中心から射出される投光ビームＰＢの主光線は、投光光軸ＰＯＡに沿って導光される。

【0028】

走査ユニット３１は、走査ミラー３２、及び走査モータ３５を備えている。走査ミラー３２は、投光ユニット２１の投光光学系２６から投射された投光ビームＰＢを検出領域ＤＡへ向けて走査し、当該投光ビームＰＢに対する検出領域ＤＡからの反射ビームＲＢを受光ユニット４１の受光光学系４２へ向けて反射する。走査ミラー３２は、筐体１１内部においてカバーパネル１５及び投光光学系２６の間、且つカバーパネル１５及び受光光学系４２の間に配置されている。

【0029】

走査ミラー３２は、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、形成されている。走査ミラー３２は、全体として平板状を呈している。走査ミラー３２は、例えばアルミニウム、銀、又は金等の反射膜が基材の片面側に蒸着されることで、長方形輪郭の反射面３３を鏡面状に形成している。

【0030】

図１，３に示すように走査ミラー３２は、遮光ケース１２により回転自在に保持される、回転軸３４を有している。回転軸３４において回転中心線ＣＭの延伸する車両の鉛直方向は、Ｙ軸方向として、反射面３３の長手方向と実質一致している。走査ミラー３２は、Ｙ軸に沿う回転中心線Ｍまわりに回転することで、反射面３３の法線方向を当該回転中心線ＣＭまわりに調整可能となっている。特に走査ミラー３２は、例えば機械的又は電気的なストッパ等により、有限の駆動範囲ＤＲ内において揺動運動する。これにより、走査ミラー３２の反射する投光ビームＰＢは、光学窓１４から外れないように制限されている。

【0031】

図１に示すように走査ミラー３２は、投光ユニット２１と受光ユニット４１とに共通に設けられている。即ち走査ミラー３２は、投光ビームＰＢと反射ビームＲＢとに共通に設けられている。これにより走査ミラー３２は、投光ビームＰＢの投光に利用する投光反射部３３１と、反射ビームＲＢの受光に利用する受光反射部３３２とを、反射面３３においてＹ軸方向にずらして形成している。投光反射部３３１と受光反射部３３２とは、互いに離間する位置に、又は少なくとも一部ずつが互いに重畳する位置に、設けられる。

【0032】

投光ビームＰＢは、走査ミラー３２の回転駆動に応じて法線方向の調整される投光反射部３３１から反射作用を受けることで、光学窓１４を透過して検出領域ＤＡを時間的及び空間的に走査する。検出領域ＤＡに対する投光ビームＰＢの走査は、回転中心線ＣＭまわりにおける走査ミラー３２の回転駆動に応じて、水平方向での走査に実質制限される。これにより走査ミラー３２の駆動範囲ＤＲは、検出領域ＤＡでの水平画角を定義付けることになる。

【0033】

投光ビームＰＢは、検出領域ＤＡに存在する物標によって反射されることで、光検出装置１０へ戻る反射ビームＲＢとなる。反射ビームＲＢは、光学窓１４を再度透過して、走査ミラー３２の受光反射部３３２へと入射する。ここで走査ミラー３２の回転運動速度に対して、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢの速度は十分に大きい。これにより反射ビームＲＢは、投光ビームＰＢと略同一回転角度の走査ミラー３２において受光反射部３３２から反射作用を受けることで、投光ビームＰＢと逆行するように受光ユニット４１の受光光学系４２へ導光されることになる。

【0034】

走査モータ３５は、筐体１１内部において走査ミラー３２の周囲に、配置されている。走査モータ３５は、例えばボイスコイルモータ、ブラシ付きＤＣモータ、又はステッピングモータ等である。走査モータ３５の出力軸は、走査ミラー３２の回転軸３４に直接的に、又は例えば減速機等の駆動機構を介して間接的に、結合される。走査モータ３５は、出力軸と共に回転軸３４を回転駆動可能に、遮光ケース１２によって保持されている。走査モータ３５は、コントローラ５１からの制御信号に従って、回転軸３４を駆動範囲ＤＲ内において回転駆動する。

【0035】

図１，３に示すように受光ユニット４１は、受光光学系４２、及び受光器４５を備えている。受光光学系４２は、走査ミラー３２によって反射された反射ビームＲＢを、受光器４５へと向かって導光する。受光光学系４２は、Ｙ軸に沿った車両の鉛直方向において、投光光学系２６よりも下方に位置決めされている。

【0036】

受光光学系４２は、受光器４５に対して反射ビームＲＢを結像させるように、光学作用を発揮する。受光光学系４２は、Ｚ軸に沿った受光光軸ＲＯＡを、形成する。受光光学系４２は、遮光ケース１２により鏡筒４４を介して保持される、少なくとも一つの受光レンズ４３を有している。少なくとも一つの受光レンズ４３は、透光性を有した、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、発揮する光学作用に応じたレンズ形状（例えば図３の形状、又は後述図５の形状等）に形成されている。受光光軸ＲＯＡは、例えば少なくとも一つの受光レンズ４３においてレンズ面の曲率中心等を通る、仮想的な光線軸として定義される。

【0037】

走査ミラー３２の受光反射部３３２から反射される反射ビームＲＢの主光線は、図３，４に示すように駆動範囲ＤＲ内での任意の回転角度において、受光光軸ＲＯＡに沿って導光される。即ち、反射ビームＲＢの沿う受光光軸ＲＯＡは、回転駆動される走査ミラー３２の駆動範囲ＤＲに亘って、反射ビームＲＢの沿う光軸となる。

【0038】

図１，３，４に示すように受光光学系４２は、遮光ケース１２により保持される、鏡筒４４を有している。鏡筒４４は、遮光性を有した、例えば合成樹脂又は金属等の基材を主体として、形成されている。鏡筒４４は、全体として筒状を呈している。鏡筒４４は、少なくとも一つの受光レンズ４３を収容して位置決めする。

【0039】

受光器４５は、受光光学系４２によって結像される反射ビームＲＢを受光することで、検出信号を出力する。受光器４５は、筐体１１内部に配置され、遮光ケース１２により保持されている。受光器４５は、Ｙ軸に沿った車両の鉛直方向において投光器２２よりも下方、且つ受光光軸ＲＯＡ上に位置決めされている。図３～５に示すように受光器４５においては、Ｙ軸に対して直交すると共に、受光光軸ＲＯＡ（即ちＺ軸）及びＸ軸の各々に対してＹ軸まわりの片側に鋭角且つＹ軸まわりの逆側に鈍角を挟んで傾斜する傾斜軸ＩＡが、定義されている。

【0040】

図６に太線で示すように受光器４５は、複数の受光画素４６が基板上においてアレイ状に配列されることで、形成されている。各受光画素４６は、車両の鉛直方向において、Ｙ軸に沿って単列に配列されている。図６に細線で示すように各受光画素４６は、複数ずつの受光素子４６１から構成されている。各受光画素４６毎に受光素子４６１は、Ｙ軸及び傾斜軸ＩＡの各々に沿って所定数ずつ並ぶ形態に、配列されている。即ち各受光画素４６毎に複数の受光素子４６１が有ることから、その応答数に応じて出力値が異なってくる。そこで、各受光画素４６毎に複数の受光素子４６１を束ねて出力とすることで、ダイナミックレンジを高めることが可能となる。各受光画素４６の受光素子４６１は、例えばシングルフォトンアバランシェダイオード（SPAD：Single Photon Avalanche Diode）等のフォトダイオードを主体として、構築されている。各受光画素４６の受光素子４６１は、フォトダイオードアレイの前段にマイクロレンズアレイが積層されることで、一体的に構築されていてもよい。尚、図６では、受光素子４６１に付される符号の一部が、省略されている。

【0041】

図１，３～６に示すように受光器４５は、長方形輪郭の受光面４７を、基板の片面側に形成している。受光面４７は、各受光画素４６における入射面の集合体として、構成されている。受光面４７の長方形輪郭に対する幾何学中心は、受光光軸ＲＯＡ上に、又は受光光軸ＲＯＡからＸ軸の設定方向（以下、Ｘ軸方向という）へ僅かにずれて、位置合わせされている。各受光画素４６は、受光面４７を構成する入射面へと入射した反射ビームＲＢを、それぞれの受光素子４６１により受光して検出する。

【0042】

受光面４７のアスペクト比である受光アスペクト比ＲＲは、長辺側がＹ軸に沿うと共に、短辺側が傾斜軸ＩＡに沿うように、定義されている。即ち第一実施形態の受光アスペクト比ＲＲは、投光アスペクト比ＲＰとは異なり、第一基準軸であるＹ軸と、第二基準軸であるＸ軸且つ受光光軸ＲＯＡに対する傾斜軸ＩＡとの、各々に沿って設定されている。ここで、検出領域ＤＡにおいてライン状に擬制される投光ビームＰＢに対応して、反射ビームＲＢはライン状に拡がったビームとなる。

【0043】

図１に示すように受光器４５は、デコーダ４８を一体に有している。デコーダ４８は、反射ビームＲＢの検出に応じて各受光画素４６の生成する電気パルスを、サンプリング処理によって順次読み出す。デコーダ４８は、順次読み出された電気パルスを検出信号として、コントローラ５１に出力する。全受光画素４６からの電気パルスが読み出されることで一回のサンプリング処理が終了すると、検出領域ＤＡの物標を観測する一回の検出も終了する。

【0044】

コントローラ５１は、検出領域ＤＡにおける物標の観測を制御する。コントローラ５１は、プロセッサ及びメモリを含むコンピュータの、少なくとも一つを主体として構成されている。コントローラ５１は、投光器２２、走査モータ３５、及び受光器４５と接続されている。コントローラ５１は、発光タイミングにおいて各レーザ発振素子２４の発振により投光ビームＰＢを生成するように、投光器２２への制御信号を出力する。コントローラ５１は、投光ビームＰＢの発光タイミングと同期した走査ミラー３２による走査及び反射を制御するように、走査モータ３５への制御信号を出力する。コントローラ５１は、投光器２２の発光タイミング、並びに走査ミラー３２による走査及び反射に合わせて、受光器４５から検出信号として出力される電気パルスを演算処理することで、検出領域ＤＡにおける物標の観測データを生成する。

【0045】

次に、受光ユニット４１の詳細構成を説明する。

【0046】

図１，３～５に示すように、受光ユニット４１の受光光学系４２において鏡筒４４は、受光器４５側の射出口４４１を絞る開口絞り４４２を、形成している。開口絞り４４２は、長辺側がＹ軸に沿うと共に短辺側がＸ軸に沿うアスペクト比の長方形輪郭を、射出口４４１に与えている。射出口４４１の内法寸法となる開口絞り４４２の絞り径φは、検出領域ＤＡから戻る反射ビームＲＢの全てを射出可能とする限りにおいて、可及的に小さく設定される。

【0047】

開口絞り４４２の絞り径φは、図５に示すようにＹ軸に垂直且つ受光光軸ＲＯＡ上の断面では、次の式１に従って設定されるとよい。式１においてＬは、開口絞り４４２の入射端から受光器４５における受光面４７までの、受光光軸ＲＯＡ上の離間距離である。式１においてθは、単独の受光レンズ４３、又は複数のうち最後段の受光レンズ４３から、開口絞り４４２が絞る射出口４４１の入射端を経由して受光面４７へと入射する光線の、受光光軸ＲＯＡに対する最大角である。式１においてＦは、単独の受光レンズ４３に設定されているＦ値、又は複数の受光レンズ４３に設定されているＦ値の合成値である。
φ=２・Ｌ・ｔａｎ（θ）＝２・Ｌ・ｔａｎ（ｓｉｎ^－１（１／（２・Ｆ））） …式１

【0048】

図１，３～５に示すように、受光光学系４２において鏡筒４４は、受光器４５側の射出口４４１まわり（即ち、開口絞り４４２まわり）に、光吸収面４４３を形成している。光吸収面４４３は、基材の外表面に対する、例えばアルマイト処理、メッキ処理、又は塗装処理等の黒色化処理により、形成されている。特に光吸収面４４３は、鏡筒４４のうちＺ軸の設定方向（以下、Ｚ軸方向という）となる、受光光軸ＲＯＡの設定方向において受光器４５と対向する対向外壁面の全体に、設けられているとよい。受光器４５において反射ビームＲＢの入射する受光面４７により再帰反射が発生する場合、当該反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣは、図３～５の如く光吸収面４４３に入射することで、吸収可能となっている。

【0049】

図１，３～６に示すように、受光器４５において実質平面状の受光面４７は、傾斜軸ＩＡの設定方向とＹ軸方向とへ広がる姿勢に、配置されている。これにより受光面４７の姿勢は、傾斜軸ＩＡの設定方向となる受光アスペクト比ＲＲの短辺方向とは交差した、第二基準軸としてのＸ軸に沿う姿勢に対して、同比ＲＲの長辺方向が沿う第一基準軸としてのＹ軸まわりに、傾斜している。図３～５に示すようにＹ軸に垂直且つ受光光軸ＲＯＡ上の断面において、受光光軸ＲＯＡをＸ軸方向に挟んだ両側のうち、受光面４７のいずれの側が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜していてもよい。

【0050】

図５，７に示すように、Ｘ軸から受光光軸ＲＯＡへの接近方向（図５，７では反時計方向）における受光面４７の傾斜角ψは、例えば式１の最大角θ以上となる範囲等の鋭角に、設定される。ここで、傾斜角ψの増大に応じて受光面４７での反射ビームＲＢに対する再帰反射成分ＲＣは受光光軸ＲＯＡから外れ易くなる一方、傾斜角ψの減少に応じて受光面４７での反射ビームＲＢの結像ボケが特に傾斜軸ＩＡの設定方向（即ち、受光アスペクト比ＲＲの短辺方向）において生じ難くなる。そこで傾斜角ψは、再帰反射成分ＲＣの外れ易さと結像ボケの生じ難さとの、バランス（即ちトレードオフ）に応じて設定されるとよい。

【0051】

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

【0052】

第一実施形態では、受光光軸ＲＯＡに直交する第一基準軸としてのＹ軸に長辺側の沿う受光アスペクト比ＲＲが、受光器４５の受光面４７に設定される。そこで第一実施形態によると、受光光軸ＲＯＡ及びＹ軸に直交する第二基準軸としてのＸ軸に沿う姿勢に対して、Ｙ軸まわりに傾斜する姿勢配置となる受光面４７においては、反射ビームＲＢに対する再帰反射が発生しても、図５，７の如く受光光軸ＲＯＡから外れた方向へ当該反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣを可及的に導光することができる。しかも第一実施形態によると、受光アスペクト比ＲＲの長辺側が沿うＹ軸まわりに受光面４７が傾斜することで、Ｘ軸とは交差した同比ＲＲの短辺方向において当該傾斜が招く結像ボケを、抑えることができる。

【0053】

以上の如き第一実施形態によれば、再帰反射成分ＲＣのさらなる反射に起因したゴーストの発生を抑制すると共に、当該ゴースト抑制のための構成に起因した検出解像度の劣化も抑制して、検出精度を確保することが可能となる。ここで特に、再帰反射成分ＲＣに起因してゴーストが発生する場合には、例えば物標までの実距離に対して二倍の距離が誤って検出される等の不具合が生じるのに対し、ゴースト発生の抑制により誤検出も抑制し得る光検出装置１０では、検出精度の確保が可能となる。

【0054】

第一実施形態によると、受光面４７を構成する複数の受光画素４６は、受光アスペクト比ＲＲの長辺側が沿うＹ軸に沿って単列に配列される。これによれば、Ｘ軸とは交差した受光アスペクト比ＲＲの短辺方向において、受光面４７の広がりを可及的に低減することができる。故に、結像ボケによる検出解像度の劣化を抑制する効果、ひいては検出精度を高めることが可能となる。

【0055】

第一実施形態によると、投光ビームＰＢを検出領域ＤＡへ向けて走査し、反射ビームＲＢを受光光学系４２へ向けて反射する走査ミラー３２は、Ｙ軸に沿う回転中心線ＣＭまわりに回転駆動される。そこで、受光光学系４２が走査ミラー３２の駆動範囲ＤＲに亘って反射ビームＲＢを受光光軸ＲＯＡに沿って導光することによれば、ゴーストの発生抑制と検出解像度の劣化抑制とを、投光ビームＰＢにより走査される検出領域ＤＡの全域に対し発揮して、検出精度を高めることが可能となる。

【0056】

第一実施形態によると、走査ミラー３２へ向かう投光ビームＰＢを発する投光器２２は、受光アスペクト比ＲＲの長辺側と同様に、Ｙ軸に長辺側が沿った投光アスペクト比ＲＰの設定される投光窓２５を、形成する。これによれば、受光アスペクト比ＲＲ及び投光アスペクト比ＲＰに共通の長辺方向となるＹ軸方向において、受光面４７での結像ボケを抑えることができる。故に、検出解像度の劣化を抑制する効果、ひいては検出精度を高めることが可能となる。

【0057】

第一実施形態によると、受光光学系４２の受光レンズ４３は、受光器４５に対して反射ビームＲＢを結像させる。これによれば、受光面４７において発生した反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣは、受光レンズ４３への再帰入射により反射される事態を、制限され得る。故に、受光レンズ４３への再帰反射成分ＲＣの再帰入射に起因したフレアの発生も抑制して、検出精度を高めることが可能となる。

【0058】

第一実施形態によると、受光光学系４２において受光レンズ４３は、鏡筒４４に収容される。これによれば、受光面４７において発生した反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣは、光検出装置１０内部（具体的には筐体１１内部）での反射により迷光となって検出領域ＤＡへと向かう事態を、制限され得る。故に、再帰反射成分ＲＣの迷光化に起因したゴーストの発生も抑制して、検出精度を高めることが可能となる。

【0059】

第一実施形態によると、鏡筒４４において受光器４５側の射出口４４１は、開口絞り４４２により絞られる。これによれば、受光面４７において発生した反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣは、鏡筒４４内部への入射により受光レンズ４３へ再帰入射する事態、及び鏡筒４４内部への入射により内壁面反射する事態を、制限され得る。故に、鏡筒４４内部への再帰反射成分ＲＣの入射に起因したフレア及びクラッタの発生も抑制して、検出精度を高めることが可能となる。

【0060】

第一実施形態によると、鏡筒４４において受光器４５側の射出口４４１まわりでは、受光面４７において発生した反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣが、光吸収面４４３に吸収され得る。これによれば、鏡筒４４の外壁面へ入射する再帰反射成分ＲＣに対しての反射率を、低減することができる。故に、鏡筒４４での再帰反射成分ＲＣの外壁面反射に起因したクラッタの発生も抑制して、検出精度を高めることが可能となる。

【0061】

（第二実施形態）
第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。

【0062】

図８～１１に示すように、第二実施形態の受光ユニット２０４１において受光器２０４５の受光面２０４７は、Ｚ軸に沿う受光光軸ＲＯＡに対して、実質直交する姿勢に配置されている。これにより受光面２０４７の受光アスペクト比ＲＲは、投光アスペクト比ＲＰと同様に、第一基準軸であるＹ軸と、第二基準軸であるＸ軸との、各々に沿って設定されている。即ち、第一実施形態と同様に単列配列された複数の受光画素４６から構成される第二実施形態の受光面２０４７は、Ｙ軸方向となる受光アスペクト比ＲＲの長辺方向と、Ｘ軸方向となる受光アスペクト比ＲＲの短辺方向とへ、広がっている。

【0063】

図８～１０に示すように第二実施形態の受光ユニット２０４１は、受光プリズム２０４９をさらに備えている。受光プリズム２０４９は、筐体１１内部において、受光光学系４２の射出口４４１と受光器２０４５の受光面２０４７との間に配置されている。受光プリズム２０４９は、遮光ケース１２により直接的に、又は受光器２０４５を介して間接的に保持される。

【0064】

受光プリズム２０４９は、受光器２０４５の前段側において反射ビームＲＢを屈折させる。受光プリズム２０４９は、透光性を有した、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、形成されている。受光プリズム２０４９は、反射ビームＲＢに対して屈折作用を与える光学面として、互いに鋭角を挟んで非平行な入射面２４９２及び射出面２４９３を、形成している。

【0065】

Ｚ軸方向となる受光光軸ＲＯＡの設定方向において入射面２４９２は、受光光学系４２の射出口４４１と対向している。入射面２４９２は、検出領域ＤＡから戻る反射ビームＲＢの全てが入射可能、且つ受光面２０４７から射出面２４９３へと入射した再帰反射成分ＲＣの少なくとも一部を射出可能となる限りにおいて、例えば長辺側がＹ軸に沿うアスペクト比の長方形輪郭等を、与えられているとよい。受光光軸ＲＯＡの設定方向において射出面２４９３は、受光器２０４５の受光面２０４７と対向している。射出面２４９３は、検出領域ＤＡから入射面２４９２へと入射した反射ビームＲＢの全てを射出可能、且つ受光面２０４７からの再帰反射成分ＲＣの少なくとも一部が入射可能となる限りにおいて、例えば長辺側がＹ軸に沿うアスペクト比の長方形輪郭等を、与えられているとよい。

【0066】

受光プリズム２０４９において実質平面状の入射面２４９２は、傾斜軸ＩＡの設定方向とＹ軸方向とへ広がる姿勢に、配置されている。これにより入射面２４９２の姿勢は、傾斜軸ＩＡの設定方向とは交差した、受光面２０４７での受光アスペクト比ＲＲの短辺方向に設定される、第二基準軸としてのＸ軸に沿う姿勢に対して、同比ＲＲの長辺方向が沿う第一基準軸としてのＹ軸まわりに、傾斜している。図９，１０に示すようにＹ軸に垂直且つ受光光軸ＲＯＡ上の断面において、受光光軸ＲＯＡをＸ軸方向に挟んだ両側のうち、入射面２４９２のいずれの側が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜していてもよい。

【0067】

図１０，１２に示すように、Ｘ軸から受光光軸ＲＯＡへの接近方向（図１０，１２では時計方向）における入射面２４９２の傾斜角ωは、例えば第一実施形態により定義された式１の最大角θ以上となる範囲等の鋭角に、設定される。ここで、傾斜角ωの増大に応じて受光面２０４７での反射ビームＲＢに対する再帰反射成分ＲＣは受光光軸ＲＯＡから外れ易くなる一方、傾斜角ωの減少に応じて受光面２０４７での反射ビームＲＢの結像ボケが特にＸ軸方向（即ち、受光アスペクト比ＲＲの短辺方向）において生じ難くなる。そこで傾斜角ωは、再帰反射成分ＲＣの外れ易さと結像ボケの生じ難さとの、バランス（即ちトレードオフ）に応じて設定されるとよい。

【0068】

図８～１０に示すように受光プリズム２０４９において実質平面状の射出面２４９３は、Ｚ軸に沿う受光光軸ＲＯＡに対して、実質直交する姿勢に配置されている。これにより射出面２４９３は、受光面２０４７と同様に、Ｙ軸方向とＸ軸方向とへ広がっている。そこで特に射出面２４９３は、受光面２０４７に重ねて配置されるとよい。射出面２４９３は、受光面２０４７に対して直接的に、又は受光面２０４７を覆うカバーガラスを介して間接的に、重ねて配置されていてもよい。こうした重ね配置の射出面２４９３は、受光面２０４７に対して、例えば透光性の光学接着剤により直接的に接合、又は当該光学接着剤及び受光面２０４７のカバーガラスを介して間接的に接合される等により、受光器２０４５と一体化されていてもよい。受光プリズム２０４９は、それとは別の部材となる遮光ケース１２により直接的に、又はさらに別の部材を介して遮光ケース１２により間接的に保持されることで、受光面２０４７への射出面２４９３の重ね配置姿勢を維持していてもよい。受光プリズム２０４９は、それ自体により受光面２０４７のカバーガラスを構成していてもよい。

【0069】

（作用効果）
以上説明した第二実施形態に特有の作用効果を、以下に説明する。

【0070】

第二実施形態においても、受光光軸ＲＯＡに直交する第一基準軸としてのＹ軸に長辺側の沿う受光アスペクト比ＲＲが、受光器２０４５の受光面２０４７に設定される。そこで第二実施形態によると、受光器２０４５の前段側において反射ビームＲＢを屈折させる受光プリズム２０４９の入射面２４９２は、受光光軸ＲＯＡ及びＹ軸に直交する第二基準軸としてのＸ軸に沿う姿勢に対して、Ｙ軸まわりに傾斜する姿勢配置の光学面を形成する。これにより、受光面２０４７において反射ビームＲＢに対する再帰反射が発生しても、受光光軸ＲＯＡから外れた方向へ当該反射ビームＲＢの再帰反射成分を可及的に導光することができる。

【0071】

しかも第二実施形態によると、受光面２０４７において受光アスペクト比ＲＲの長辺側が沿うＹ軸まわりに受光プリズム２０４９の入射面２４９２が傾斜することで、同比ＲＲの短辺方向において当該傾斜が招く結像ボケを、抑えることができる。ここで特に、受光面２０４７での受光アスペクト比ＲＲはＹ軸及びＸ軸の各々に沿って設定されるので、受光器２０４５の実装を容易にしつつ、Ｘ軸に沿う同比ＲＲの短辺方向において結像ボケを抑えることができる。

【0072】

以上の如き第二実施形態によれば、再帰反射成分ＲＣのさらなる反射に起因したゴーストの発生を抑制すると共に、当該ゴースト抑制のための構成に起因した検出解像度の劣化も抑制して、検出精度を確保することが可能となる。

【0073】

さらに第二実施形態においても、受光面２０４７を構成する複数の受光画素４６は、受光アスペクト比ＲＲの長辺側が沿うＹ軸に沿って単列に配列されることとなる。これによれば、Ｘ軸に沿った受光アスペクト比ＲＲの短辺方向において、受光面２０４７の広がりを可及的に低減することができる。故に、結像ボケによる検出解像度の劣化を抑制する効果、ひいては検出精度を高めることが可能となる。

【0074】

（第三実施形態）
第三実施形態は、第一実施形態と第二実施形態とを組み合わせた変形例である。

【0075】

図１３～１５に示すように第三実施形態の受光ユニット３０４１は、受光面４７の傾斜する受光器４５と、入射面２４９２の傾斜する受光プリズム２０４９とを、備えている。図１４，１５に示すようにＹ軸に垂直且つ受光光軸ＲＯＡ上の断面において、受光光軸ＲＯＡをＸ軸方向に挟んだ両側のうち、傾斜軸ＩＡ１に沿う受光面４７が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜する側と、傾斜軸ＩＡ２に沿う入射面２４９２が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜する側とは、相異なっている。即ち、受光面４７と入射面２４９２とは、第二基準軸であるＸ軸に沿った姿勢に対して、第一基準軸であるＹ軸まわりの相反方向に、傾斜している。

【0076】

図１５～１９に示すように、Ｘ軸から受光光軸ＲＯＡへの接近方向における受光面４７の傾斜角ψと、Ｘ軸から受光光軸ＲＯＡへの接近方向における入射面２４９２の傾斜角ωとは、同一又は相異の大きさに設定される。第三実施形態においても傾斜角ψ，ωは、例えば第一実施形態により定義された式１の最大角θ以上となる範囲等の鋭角に、設定されるとよい。

【0077】

傾斜角ψ，ωが所定の上限角度以下に設定されると仮定した場合、傾斜角ψ，ωのいずれも上限角度とされる図１５では、傾斜角ψ，ωの一方が上限角度未満に変更された図１６，１７よりも、再帰反射成分ＲＣが受光光軸ＲＯＡから外れ易くなる。傾斜角ψが所定の固定角度に設定されると仮定した場合、傾斜角ωが図１６，１５，１８の順で増大するほど、再帰反射成分ＲＣが受光光軸ＲＯＡから外れ易くなる。傾斜角ωが所定の固定角度に設定されると仮定した場合、傾斜角ψが図１７，１５，１９の順で増大するほど、再帰反射成分ＲＣが受光光軸ＲＯＡから外れ易くなる。

【0078】

（作用効果）
以上説明した第三実施形態に特有の作用効果を、以下に説明する。

【0079】

第三実施形態によると、受光面４７での受光アスペクト比ＲＲの長辺側が沿う第一基準軸としてのＹ軸まわりに、受光器４５の受光面４７と受光プリズム２０４９の入射面２４９２とがそれぞれ傾斜する。これによれば、第二基準軸としてのＸ軸とは交差した、受光面４７での受光アスペクト比ＲＲの短辺方向において、結像ボケを抑えることができる。故に、結像ボケによる検出解像度の劣化を抑制する効果、ひいては検出精度を高めることが可能となる。

【0080】

（第四実施形態）
第四実施形態は、第三実施形態の変形例である。

【0081】

図２０～２２に示すように第四実施形態の受光ユニット４０４１は、Ｙ軸まわりに回転させた受光プリズム２０４９に相当する、受光プリズム４０４９を備えている。この受光プリズム４０４９において実質平面状の入射面４４９２は、Ｚ軸に沿う受光光軸ＲＯＡに対して、実質直交する姿勢に配置されている。これにより入射面４４９２は、受光器４５の受光面４７とは異なり、Ｙ軸方向とＸ軸方向とへ広がっている。

【0082】

図２１，２２に示すように受光プリズム４０４９において、入射面４４９２とは非平行な実質平面状の射出面４４９３は、傾斜軸ＩＡの設定方向とＹ軸方向とへ広がる姿勢に、配置されている。これにより射出面４４９３の姿勢は、傾斜軸ＩＡの設定方向となる受光面４７での受光アスペクト比ＲＲの短辺方向とは交差した、第二基準軸としてのＸ軸に沿う姿勢に対して、同比ＲＲの長辺方向が沿う第一基準軸としてのＹ軸まわりに、傾斜している。

【0083】

図２１，２２に示すようにＹ軸に垂直且つ受光光軸ＲＯＡ上の断面において、受光光軸ＲＯＡをＸ軸方向に挟んだ両側のうち、傾斜軸ＩＡに沿う受光面４７が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜する側と、当該受光面４７と共通の傾斜軸ＩＡに沿う射出面４４９３が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜する側とは、一致することになる。即ち、受光面４７と射出面４４９３とは、第二基準軸であるＸ軸に沿う姿勢に対して、第一基準軸であるＹ軸まわりの同一方向に、傾斜している。

【0084】

Ｘ軸から受光光軸ＲＯＡへの接近方向における受光面４７の傾斜角ψと、Ｘ軸から受光光軸ＲＯＡへの接近方向における射出面４４９３の傾斜角ωとは、図２２，２３に示すように同一、又は相異の大きさに設定される。第四実施形態においても傾斜角ψ，ωは、例えば第一実施形態により定義された式１の最大角θ以上となる範囲等の鋭角に、設定されるとよい。ここで特に、受光面４７の傾斜角ψと同一角度に傾斜角ωが設定される射出面４４９３は、受光面４７に重ねて配置されるとよい。射出面４４９３は、受光面４７に対して直接的に、又は受光面４７を覆うカバーガラスを介して間接的に、重ねて配置されていてもよい。こうした重ね配置の射出面４４９３は、受光面４７に対して、例えば透光性の光学接着剤により直接的に接合、又は当該光学接着剤及び受光面４７のカバーガラスを介して間接的に接合される等により、受光器４５と一体化されていてもよい。受光プリズム４０４９は、それとは別の部材となる遮光ケース１２により直接的に、又はさらに別の部材を介して遮光ケース１２により間接的に保持されることで、受光面４７への射出面４４９３の重ね配置姿勢を維持していてもよい。受光プリズム４０４９は、それ自体により受光面４７のカバーガラスを構成していてもよい。

【0085】

（作用効果）
以上説明した第四実施形態に特有の作用効果を、以下に説明する。

【0086】

第四実施形態によると、受光面４７での受光アスペクト比ＲＲの長辺側が沿う第一基準軸としてのＹ軸まわりに、受光器４５の受光面４７と受光プリズム４０４９の射出面４４９３とがそれぞれ傾斜する。これによれば、第二基準軸としてのＸ軸とは交差した、受光面４７での受光アスペクト比ＲＲの短辺方向において、結像ボケを抑えることができる。故に、結像ボケによる検出解像度の劣化を抑制する効果、ひいては検出精度を高めることが可能となる。

【0087】

（他の実施形態）

【0088】

以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

【0089】

変形例において投光窓２５を構成するレーザ発振素子２４は、Ｙ軸に沿う素子列がＸ軸方向に複数列並ぶように、配列されていてもよい。変形例において受光面４７，２０４７を構成する複数の受光画素４６は、Ｙ軸に沿う画素列が傾斜軸ＩＡの設定方向又はＸ軸方向に複数列並ぶように、配列されていてもよい。

【0090】

変形例において走査ミラー３２の回転軸３４は、三次元直交座標系におけるＹ軸以外の二軸、又はＹ軸に対して交差する方向に回転中心線ＣＭが沿う形態に、配置されていてもよい。変形例において、三次元直交座標系の各軸方向と車両の各方向との関係は、例えば光検出装置１０の配置箇所等に応じて、適宜規定されてもよい。

【0091】

変形例では、鏡筒４４が遮光ケース１２の一部として、筐体１１と一体的に形成されていてもよい。変形例では、開口絞り４４２及び光吸収面４４３のうち、少なくとも一方が鏡筒４４に設けられていなくてもよい。

【0092】

変形例では、受光光学系４２における単独又は最後段の受光レンズ４３から、受光器４５，２０４５における受光面４７，２０４７までの間となる限りにおいて、受光プリズム２０４９，４０４９が鏡筒４４により保持されていてもよい。この場合に受光プリズム２０４９，４０４９は、受光光学系４２の一部を構成していてもよい。

【0093】

図２４に示すように変形例では、第二及び第三実施形態に準じてＸ軸からＹ軸まわりに傾斜する入射面２４９２が、第四実施形態の受光プリズム４０４９に適用されてもよい。この場合、Ｙ軸に垂直且つ受光光軸ＲＯＡ上の断面において、受光光軸ＲＯＡをＸ軸方向に挟んだ両側のうち、傾斜軸ＩＡ１に沿う受光面４７及び射出面４４９３が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜する側と、傾斜軸ＩＡ２に沿う入射面２４９２が受光光軸ＲＯＡへの接近方向に傾斜する側とは、図２４の如く相異、又は一致していてもよい。

【0094】

図２５に示すように変形例の受光ユニット４１，２０４１，３０４１，４０４１（図２５は第一実施形態の例）では、受光光学系４２における単独又は最後段の受光レンズ４３から、受光器４５，２０４５における受光面４７，２０４７とまでの間に、平板状の反射型光学フィルタ（例えば近赤外域のバンドパスフィルタ等）１０５０が配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0095】

１０：光検出装置、２２：投光器、２５：投光窓、３２：走査ミラー、４２：受光光学系、４３：受光レンズ、４４：鏡筒、４５，２０４５：受光器、４６：受光画素、４７，２０４７：受光面、４４１：射出口、４４２：開口絞り、４４３：光吸収面、２０４９，４０４９：受光プリズム、２４９２，４２９２：入射面、２４９３，４４９３：射出面、ＣＭ：回転中心線、ＤＡ：検出領域、ＤＲ：駆動範囲、ＰＢ：投光ビーム、ＲＢ：反射ビーム、ＲＣ：再帰反射成分、ＲＯＡ：受光光軸、ＲＰ：投光アスペクト比、ＲＲ：受光アスペクト比

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】