特許 7548171 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】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】光検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20240903BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021147826

(22)【出願日】2021-09-10

(65)【公開番号】P2023040701

(43)【公開日】2023-03-23

【審査請求日】2024-01-15

(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】清野 光宏

【審査官】梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０６８１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００４９５８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－２７６３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０１９９０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－１５０５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２９２６７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０１４９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０２１６９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０４１５１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２１０３７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ － １７／９５

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

Ｇ０１Ｃ ３／００ － ３／３２

Ｇ０２Ｂ ２６／１０ － 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、
前記投光ビームを投光する投光部（２０）、及び前記投光ビームとは光路のフットプリント（ＰＦ，ＲＦ）が重畳する前記反射ビームを受光する受光部（４０）を、含む光学ユニット（２）と、
前記光学ユニットを内部に収容する収容室（１１）を、形成する収容ユニット（１，２００１，３００１，４００１，５００１）とを、備え、
前記収容ユニットは、
前記収容室から前記検出領域へ前記投光ビームを透過させ、前記検出領域から前記収容室へ前記反射ビームを透過させる光学窓部（１６）と、
前記光学窓部を外周側から囲んで保持する保持部（１４）と、
前記光学ユニット及び前記光学窓部の間を仕切って配置され、前記投光ビームに対する反射率が前記光学窓部側において前記保持部よりも低く、前記投光ビームに対する吸収率が前記光学窓部側において前記保持部よりも高い光学仕切部（１８，２０１８）とを、含み、
前記受光部において前記反射ビームを導光する受光レンズ系（４２）は、
前記投光部において前記投光ビームを導光する投光レンズ系（２６）よりも、前記光学窓部側へ張り出す大径に形成され、
前記光学仕切部は、
前記投光レンズ系との間におけるよりも前記光学窓部側へ偏位した偏位構造（１８５）を、前記受光レンズ系との間に有する光検出装置。

【請求項2】

前記光学仕切部は、
前記投光ビーム及び前記反射ビームの前記フットプリントを外周側から囲んで配置される請求項１に記載の光検出装置。

【請求項3】

前記光学仕切部は、
前記光学窓部から前記光学ユニット側へ離間する離間構造（１８２，１８３，１８４）を、有する請求項２に記載の光検出装置。

【請求項4】

前記光学仕切部（２０１８）は、
前記光学窓部の外周側縁部、及び前記保持部の内周側縁部のうち、少なくとも一方に接触する請求項１～３のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項5】

前記収容室内に収容され、前記投光部からの前記投光ビームを前記検出領域へ向けて走査し、前記検出領域からの前記反射ビームを前記受光部へ向けて反射する走査ユニット（３）を、備える請求項１～４のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項6】

前記走査ユニットは、
回転駆動されるミラー部（３０）を、含み、
前記光学窓部は、
前記ミラー部の回転軸方向に対して傾斜する傾斜面構造（１６０）を、前記収容室側に有する請求項５に記載の光検出装置。

【請求項7】

前記光学仕切部は、
前記傾斜面構造に沿って並列配置される並列面構造（１８１）を、前記光学窓部側に有する請求項６に記載の光検出装置。

【請求項8】

前記収容ユニット（３００１，５００１）は、
前記光学仕切部としての窓側光学仕切部（１８）に加えて、
前記走査ユニットを挟んで前記光学ユニットとは反対側、及び前記走査ユニットを挟んで前記光学窓部とは反対側のうち、少なくとも一方に配置され、前記投光ビーム及び前記反射ビームに対する反射率が前記走査ユニット側において前記保持部よりも低く、前記投光ビーム及び前記反射ビームに対する吸収率が前記走査ユニット側において前記保持部よりも高い走査側光学仕切部（３０１８，５０１８）を、含む請求項５～７のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項9】

前記収容ユニット（４００１）は、
前記光学仕切部としての窓側光学仕切部（１８）に加えて、
前記投光部を外周側から囲んで配置され、前記投光ビーム及び前記反射ビームに対する反射率が前記走査ユニット側において前記保持部よりも低く、前記投光ビーム及び前記反射ビームに対する吸収率が前記走査ユニット側において前記保持部よりも高い投光側光学仕切部（４０１８ａ）を、含む請求項５～８のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項10】

前記収容ユニット（４００１）は、
前記光学仕切部としての窓側光学仕切部（１８）に加えて、
前記受光部を外周側から囲んで配置され、前記投光ビーム及び前記反射ビームに対する反射率が前記走査ユニット側において前記保持部よりも低く、前記投光ビーム及び前記反射ビームに対する吸収率が前記走査ユニット側において前記保持部よりも高い受光側光学仕切部（４０１８ｂ）を、含む請求項５～９のいずれか一項に記載の光検出装置。

【請求項11】

前記収容ユニットは、
前記光学窓部及び前記保持部により開口（１３）を覆われて前記収容室を画成するケーシング部（１２）を、含み、
前記光学仕切部は、
前記ケーシング部に対して前記開口側から組付固定される請求項１～１０のいずれか一項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、投光ビームを投光する投光部と、反射ビームを受光する受光部との間に、光透過を阻止する仕切板が、配置されている。これにより、投光部から受光部への光の漏洩による誤検出を抑制することが、可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１３２７２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に開示される光検出装置では、仕切板を間に挟む投光部と受光部とを、離間させて配置する配置スペースが必要となるため、装置全体としての体格が大型化してしまう。本開示の課題は、小型化と検出精度の確保とを両立させる光検出装置を、提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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。

【0006】

本開示の一態様は、
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、
投光ビームを投光する投光部（２０）、及び投光ビームとは光路のフットプリント（ＰＦ，ＲＦ）が重畳する反射ビームを受光する受光部（４０）を、含む光学ユニット（２）と、
光学ユニットを内部に収容する収容室（１１）を、形成する収容ユニット（１，２００１，３００１，４００１，５００１）とを、備え、
収容ユニットは、
収容室から検出領域へ投光ビームを透過させ、検出領域から収容室へ反射ビームを透過させる光学窓部（１６）と、
光学窓部を外周側から囲んで保持する保持部（１４）と、
光学ユニット及び光学窓部の間を仕切って配置され、投光ビームに対する反射率が光学窓部側において保持部よりも低く、投光ビームに対する吸収率が光学窓部側において保持部よりも高い光学仕切部（１８，２０１８）とを、含み、
受光部において反射ビームを導光する受光レンズ系（４２）は、
投光部において投光ビームを導光する投光レンズ系（２６）よりも、光学窓部側へ張り出す大径に形成され、
光学仕切部は、
投光レンズ系との間におけるよりも光学窓部側へ偏位した偏位構造（１８５）を、受光レンズ系との間に有する。

【0007】

このように本開示の一態様によると、投光部から投光の投光ビームと、受光部により受光の反射ビームとでは、光路のフットプリントが重畳する。これによれば、収容ユニットが形成する収容室内に収容の光学ユニットでは、投光部と受光部とをフットプリントの重畳する方向に可及的に近づけて配置することができる。故に、収容ユニットの体格、ひいては光検出装置全体としての体格を小型化することが可能となる。

【0008】

さらに一態様によると、収容ユニットにおいて収容室から検出領域へ投光ビームを透過させ、且つ検出領域から収容室へ反射ビームを透過させる光学窓部は、保持部により囲まれて外周側から保持される。そこで収容ユニットでは、投光ビームに対する反射率が光学窓部側において保持部よりも低く、投光ビームに対する吸収率が光学窓部側において保持部よりも高い光学仕切部が、光学ユニット及び光学窓部の間を仕切って配置される。

【0009】

こうした一態様の仕切配置によれば、投光ビームが光学窓部により反射されて生じるノイズ光は、光学仕切部により遮られることで、光学ユニットへの直接的な侵入を制限され得る。それと共にノイズ光は、光学仕切部により遮られることで、収容室内における光学ユニット周囲の要素による反射又は散乱を経た、光学ユニットへの間接的な侵入も制限され得る。これらのことから一態様では、上述の小型化と両立させて、ノイズ光の侵入に起因した誤検出を抑制することにより、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】

【0010】

【図1】第一実施形態による光検出装置を示す斜視図である。

【図2】第一実施形態による光検出装置を示す斜視図である。

【図3】第一実施形態による光検出装置を示す正面図である。

【図4】図３のIV－IV線断面図に対応する模式図である。

【図5】図３のV－V線断面図に対応する模式図である。

【図6】図３のVI－VI線断面図に対応する模式図である。

【図7】第一実施形態による投光器を示す模式図である。

【図8】第一実施形態による受光器を示す模式図である。

【図9】第一実施形態による光学仕切部を示す斜視図である。

【図10】第一実施形態による光学仕切部を示す斜視図である。

【図11】第一実施形態による収容ユニットの形成方法を説明するための斜視図である。

【図12】第一実施形態による収容ユニットの構成例を図６に対応して示す拡大図である。

【図13】第二実施形態による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図14】第三実施形態による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図15】第四実施形態による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図16】第五実施形態による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図17】変化例による収容ユニットの構成例を図１２に対応して示す模式図である。

【図18】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図19】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図20】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図21】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図22】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図23】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図24】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【図25】変化例による光検出装置を図６に対応して示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

（第一実施形態）
図１～６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、移動体の外界を光学的に観測するための、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）である。光検出装置１０は、移動体として手動運転、自動運転、及び遠隔運転のうち少なくとも一種類の運転が可能な、例えば自動車等の車両に搭載される。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、水平方向及び鉛直方向は、水平面上の車両における、当該水平面に対しての平行方向及び垂直方向をそれぞれ示す。

【0013】

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。図４，６に示すように光検出装置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。

【0014】

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。

【0015】

図１～６に示すように光検出装置１０においては、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。光検出装置１０において、特にＹ軸方向は、車両の鉛直方向に沿って規定されている。それと共に光検出装置１０において、共にＹ軸方向に直交且つ互いに直交するＸ軸方向とＺ軸方向は、車両の水平方向に沿って規定されている。

【0016】

光検出装置１０は、収容ユニット１、光学ユニット２、走査ユニット３、制御ユニット５、及び付属ユニット６を備えている。収容ユニット１は、これら要素１～３，５，６を内部に収容する収容室１１を形成するために、ケーシング部１２、保持部１４、及び光学窓部１６を含んで構成されている。

【0017】

ケーシング部１２は、例えば金属又は合成樹脂等の基材を主体に、全体として有底カップ状に形成されている。ケーシング部１２において外装面及び内装面の少なくとも一方には、近赤外域並びに可視域の光に対する光学特性として低い透過率と高い吸収率とが設定されることで、遮光性が与えられている。

【0018】

図４～６に示すようにケーシング部１２は、Ｘ軸方向の一方へと向かって開口する、ケーシング開口１３を有している。ケーシング部１２は、Ｘ軸方向の一方側から保持部１４及び光学窓部１６によってケーシング開口１３を覆われることで、それら保持部１４及び光学窓部１６と共同して収容室１１を形成している。この収容室１１は、光学ユニット２を構成する投光部２０と受光部４０とに共通に、設けられている。

【0019】

図１～６に示すように保持部１４は、例えば金属又は合成樹脂等の基材を主体に、全体として筒枠状に形成されている。保持部１４において外装面及び内装面の少なくとも一方と、開口内面とから構成される遮光面には、近赤外域並びに可視域の光に対する光学特性として低い透過率と高い吸収率とが設定されることで、遮光性が与えられている。

【0020】

図４～６に示すように保持部１４は、Ｘ軸方向の一方及び他方へ向かってそれぞれ開口する、組付開口１５ａ及び光学開口１５ｂを有している。保持部１４において組付開口１５ａを囲む外周側縁部は、ケーシング部１２においてケーシング開口１３を囲む外周側縁部に対して、図１～３に示すように螺子留めによって組付固定されている。保持部１４における光学開口１５ｂのサイズは、Ｚ軸方向において組付開口１５ａのサイズよりも小さく設計されている。これにより光学開口１５ｂの幾何学中心は、後述の如く保持部１４の保持する光学窓部１６の幾何学中心に対して実質位置合わせされているが、当該光学窓部１６の幾何学中心に対して偏位していてもよい。

【0021】

図１～６に示すように光学窓部１６は、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体に、全体として略矩形の平板状に形成されている。光学窓部１６には、近赤外域の光に対する光学特性として高い透過率と低い吸収率とが設定されることで、透光性が与えられている。光学窓部１６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、近赤外域の光に対しては高い透過率、且つ可視域の光に対しては低い透過率が設定されていてもよい。

【0022】

図４～６に示すように光学窓部１６の外周側縁部は、保持部１４のうち光学開口１５ｂを囲んだ内周側縁部に対して、全周に亘って接触した状態に例えば接着等によって固定されている。光学窓部１６において収容室１１側の内装面及び検出領域ＤＡ側の外装面は、Ｙ軸方向に対して互いに実質同一角度、傾斜している。光学窓部１６は、保持部１４により外周側から囲まれて傾斜状態に保持されることで、光学開口１５ｂを閉塞している。これにより光学窓部１６は、収容室１１から検出領域ＤＡへ投光ビームＰＢを透過させ且つ検出領域ＤＡから収容室１１へ反射ビームＲＢを透過させることと、検出領域ＤＡ側から収容室１１内への異物の侵入を規制することとを、可能にしている。

【0023】

図１～６に示すように光学ユニット２は、投光部２０及び受光部４０を含んで構成されている。以下、説明の理解を容易にするため、投光部２０の説明を先に行い、受光部４０の説明は走査ユニット３の説明後に行うものとする。

【0024】

図５，６に示すように投光部２０は、投光器２２及び投光レンズ系２６を有している。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、収容室１１内に配置され、ケーシング部１２により保持されている。

【0025】

図７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、構築されている。各レーザ発振素子２４は、Ｙ軸方向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なレーザ光を発する。各レーザ発振素子２４は、制御ユニット５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。

【0026】

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口２５を、基板の片面側に形成している。投光口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。投光口２５のアスペクト比は、長辺側がＹ軸方向に沿うと共に、短辺側がＸ軸方向に沿うように、設定されている。

【0027】

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４，６に示すように検出領域ＤＡではＹ軸方向に長手のライン状に擬制される投光ビームＰＢとして、図７の投光口２５から投射される。投光ビームＰＢには、Ｙ軸方向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。

【0028】

図５，６に示す投光レンズ系２６は、投光器２２からの投光ビームＰＢを、走査ユニット３のミラー部３０へ向かって投光する。投光レンズ系２６は、収容室１１内においてＺ軸方向の投光器２２及びミラー部３０間に、配置されている。

【0029】

投光レンズ系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。投光レンズ系２６は、Ｚ軸方向に沿う投光光軸ＰＯＡを、形成する。投光レンズ系２６は、少なくとも一つの投光レンズ２７ａがケーシング部１２により鏡筒２７ｂを介して保持される構造に、構築されている。

【0030】

少なくとも一つの投光レンズ２７ａ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２７ａ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。上述した投光口２５の中心から射出されることになる投光ビームＰＢの主光線は、投光レンズ系２６から光学作用を受けることで、図６に示すように投光光軸ＰＯＡに沿って導光される。

【0031】

図４～６に示すように走査ユニット３は、ミラー部３０及びモータ部３５を含んで構成されている。ミラー部３０は、投光部２０の投光レンズ系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を受光部４０の受光レンズ系４２へ向けて反射する。

【0032】

収容室１１内においてミラー部３０は、光学ユニット２を構成する投光レンズ系２６及び受光レンズ系４２から、Ｚ軸方向の一方側にずれて配置されている。それと共にミラー部３０は、収容室１１内において光学窓部１６からは、Ｘ軸方向の一方側にずれて配置されている。ミラー部３０は、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体に、全体として平板状に形成されている。ミラー部３０においては、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、図４，５に示すように反射面３３が鏡面状に形成されている。

【0033】

ミラー部３０は、収容室１１内において回転自在に配置される回転軸３１を、有している。ミラー部３０は、Ｙ軸方向に沿って延伸する回転軸３１の回転中心線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まわりに調整可能となっている。ミラー部３０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可能となっている。これにより、ミラー部３０の反射する投光ビームＰＢは、光学窓部１６からは外れないように制限されている。

【0034】

図４～６に示すようにミラー部３０は、投光部２０と受光部４０とに共通に設けられている。即ちミラー部３０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。これによりミラー部３０は、投光ビームＰＢの投光に利用する投光反射部３４ａと、反射ビームＲＢの受光に利用する受光反射部３４ｂとを、反射面３３においてＹ軸方向にずらして有している。

【0035】

図４，６に示すように投光ビームＰＢは、ミラー部３０の回転駆動に応じて法線方向の調整される投光反射部３４ａから反射作用を受けることで、光学窓部１６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、ミラー部３０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。これによりミラー部３０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。

【0036】

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、光学窓部１６を再度透過して、ミラー部３０の受光反射部３４ｂへと入射する。ここでミラー部３０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と実質同一回転角度と擬制可能なミラー部３０の受光反射部３４ｂ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部４０の受光レンズ系４２へと導光される。

【0037】

投光ビームＰＢが形成する光路のフットプリントＰＦと、反射ビームＲＢが形成する光路のフットプリントＲＦとは、Ｙ軸方向に部分重畳する重畳領域ＳＡを、駆動範囲ＤＲ内ではミラー部３０の任意の回転角度において形成する。特に投光ビームＰＢのフットプリントＰＦと反射ビームＲＢのフットプリントＲＦとは、光学窓部１６においてそれら投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢがそれぞれ入射する収容室１１側及び検出領域ＤＡ側の各面のうち、少なくとも一方において重畳するように設計されている。ここでフットプリントＰＦ，ＲＦとは、それぞれ検出に寄与するビームＰＢ，ＲＢの軌跡となる光路がミラー部３０の回転に応じて形成され得る空間領域を、意味する。

【0038】

図４，５に示すようにモータ部３５は、収容室１１内においてミラー部３０の周囲に、配置されている。モータ部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。モータ部３５の出力軸は、ミラー部３０の回転軸３１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、結合されている。モータ部３５は、出力軸と共に回転軸３１を回転駆動可能に、ケーシング部１２によって保持されている。モータ部３５は、制御ユニット５からの制御信号に従うことで、ミラー部３０を駆動範囲ＤＲ内において回転駆動する。

【0039】

図５，６に示すように、光学ユニット２を上述の投光部２０と共に構成する受光部４０は、受光レンズ系４２及び受光器４５を有している。受光レンズ系４２は、ミラー部３０によって反射された反射ビームＲＢを、受光器４５へと向かって集光する。受光レンズ系４２は、収容室１１内においてＺ軸方向のミラー部３０及び受光器４５間に、配置されている。受光レンズ系４２は、Ｙ軸方向において投光レンズ系２６からは下方にずれて位置決めされている。

【0040】

受光レンズ系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。受光レンズ系４２は、Ｚ軸方向に沿う受光光軸ＲＯＡを、形成する。受光レンズ系４２は、少なくとも一つの受光レンズ４３ａがケーシング部１２により鏡筒４３ｂを介して保持される構造に、構築されている。

【0041】

少なくとも一つの受光レンズ４３ａ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。受光光軸ＲＯＡは、例えば少なくとも一つの受光レンズ４３ａ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。受光レンズ系４２の受光光軸ＲＯＡは、投光レンズ系２６の投光光軸ＰＯＡに対してＹ軸方向にずらされている。こうした受光レンズ系４２の最外殻を構成する鏡筒４３ｂの最大径は、投光レンズ系２６の最外殻を構成する鏡筒４３ｂの最大径よりも、光学窓部１６側となるＸ軸方向の両側に張り出している。

【0042】

ミラー部３０の受光反射部３４ｂから反射される反射ビームＲＢの主光線は、駆動範囲ＤＲ内での任意の回転角度において、受光レンズ系４２から光学作用を受けることで、図６に示すように受光光軸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、回転駆動されるミラー部３０の駆動範囲ＤＲに亘って、反射ビームＲＢの沿う光軸となる。

【0043】

図５，６に示す受光器４５は、受光レンズ系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、収容室１１内に配置され、ケーシング部１２により保持されている。

【0044】

図８に示すように受光器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、構築されている。各受光画素４６は、Ｙ軸方向に沿って単列に配列されている。各受光画素４６は、受光素子４７を複数ずつ有している。即ち各受光画素４６毎に複数の受光素子４７が存在することから、それら受光素子４７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４７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。

【0045】

各受光画素４６の受光素子４７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に、形成されている。各受光画素４６の受光素子４７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８では、受光素子４７に付される符号の一部が、省略されている。

【0046】

受光器４５は、長方形輪郭の受光面４８を、基板の片面側に有している。受光面４８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。各受光画素４６は、受光面４８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４７により受光して検出する。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。そこで受光面４８のアスペクト比は、長辺側がＹ軸方向に沿うと共に、短辺側がＸ軸方向又はその傾斜方向に沿うように、設定されている。

【0047】

図５，６に示すように受光器４５は、デコーダ４９を一体に有している。デコーダ４９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４９は、順次読み出された電気パルスを検出信号として、制御ユニット５に出力する。

【0048】

図５に示す制御ユニット５は、収容室１１内において光学ユニット２の周囲と走査ユニット３の周囲とのうち、少なくとも一方となる箇所に配置されている。制御ユニット５は、検出領域ＤＡにおける物標の観測を制御する。制御ユニット５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。制御ユニット５は、投光器２２、モータ部３５、及び受光器４５と電気接続されている。

【0049】

制御ユニット５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。制御ユニット５は、投光ビームＰＢの発光タイミングと同期したミラー部３０による走査及び反射を制御するように、モータ部３５への制御信号を出力する。制御ユニット５は、投光器２２の発光タイミング、並びにミラー部３０による走査及び反射に合わせて、受光器４５のデコーダ４９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。

【0050】

図４～６に示す付属ユニット６は、収容室１１内において光学ユニット２の周囲と走査ユニット３の周囲とのうち、少なくとも一方となる複数箇所に配置されている。付属ユニット６には、例えば電装要素５，２２，３５，４５を外部又は相互に電気接続するためのケーブル及びコネクタ、ケーブルをケーシング部１２に保持させるためのホルダ、並びに電装要素５，２２，３５，４５から放熱させるためのヒートシンク等のうち、必要種類が含まれる。

【0051】

次に、光検出装置１０の詳細構成を説明する。光検出装置１０の収容ユニット１は、上述の各部１２，１４，１６に加えて、図１～６，９～１１に示す光学仕切部１８も含んで構成されている。光学仕切部１８は、例えば金属又は合成樹脂等の基材を主体に、全体として光学孔１９を有する段付板枠状に形成されている。光学仕切部１８の外周側縁部は、光学窓部１６の外周側縁部よりも一回り大きく形成されている。図１１に示すように光学仕切部１８の外周側縁部は、ケーシング部１２内の固定部１２０に対して、Ｘ軸方向のケーシング開口１３側からの螺子留めにより組付固定されることで、当該ケーシング部１２に保持されている。尚、光学仕切部１８の外周側縁部は、保持部１４に対して、Ｘ軸方向のケーシング開口１３側から組付固定されることで、当該保持部１４に支持されていてもよい。

【0052】

光学仕切部１８は、ケーシング開口１３側からケーシング部１２に組付固定された保持部１４に対しては、図４～６に示すように外周側から嵌合することで、当該保持部１４に保持されて収容室１１内に位置決めされている。この位置決め状態において光学仕切部１８は、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢのフットプリントＰＦ，ＲＦを、光学孔１９により全周に亘って外周側から囲むように、配置されている。ここで特に光学仕切部１８は、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢのフットプリントＰＦ，ＲＦが重畳する重畳領域ＳＡを、光学孔１９により全周に亘って外周側から囲んでいる。

【0053】

こうした囲み構成により光学仕切部１８は、収容室１１内のＸ軸方向における光学ユニット２の各部２０，４０と光学窓部１６との間を、光学孔１９の内側箇所を除いて仕切るように、配置されている。さらに収容室１１内のＸ軸方向においては、光学ユニット２に対して光学窓部１６側及びその逆側の配置箇所を含んだ各箇所の付属ユニット６と、光学窓部１６との間も、光学孔１９の内側箇所を除いて光学仕切部１８により仕切られている。

【0054】

図４～６，９～１１に示すように光学仕切部１８は、少なくとも光学窓部１６側の板面により、低反射遮光面１８０を形成している。近赤外域の光に対する光学特性として低反射遮光面１８０には、保持部１４の上述した遮光面よりも低い反射率と、当該遮光面よりも高い吸収率が設定されることで、低反射型の遮光性が与えられている。即ち低反射遮光面１８０においては、保持部１４の遮光面に比して、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が低く、且つそれらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が高くなっている。
ここで低反射遮光面１８０での反射率は、正反射率に定義されてもよいし、全光線反射率に定義されてもよい。尚、低反射遮光面１８０での透過率は、例えば保持部１４の遮光面での透過率と同程度、又は当該遮光面での透過率以下等に、設定される。

【0055】

こうした低反射遮光面１８０の光学特性は、例えばアルマイト処理といった陽極酸化処理、ブラスト処理といった粗面加工処理、吹付塗装処理、及びメッキ処理等のうち、少なくとも一種類により設定されているとよい。ここで図１２の構成例では、光学仕切部１８において光学窓部１６側の板面を構成する例えば金属又は合成樹脂等の低反射処理膜１８０ａの表面により、保持部１４において収容室１１側の内装面を少なくとも含む遮光面（特に同図では内外装面及び開口内面との全面）よりも低反射率且つ高吸収率に光学特性の設定された低反射遮光面１８０が、形成されている。また、図１２の構成例において低反射遮光面１８０を形成する低反射処理膜１８０ａの表面は外観上、例えば黒色等の暗色を呈している。尚、上述の如く光学仕切部１８において少なくとも光学窓部１６側の板面に形成される低反射遮光面１８０とは、光学仕切部１８における光学窓部１６側及びそれとは反対側の板面に形成されていても勿論よい。

【0056】

図４～６，９～１１に示すように光学仕切部１８は、Ｘ軸方向において光学窓部１６から低反射遮光面１８０が光学ユニット２側へ離間する離間構造１８２を、Ｙ軸方向に光学孔１９を挟んだ二箇所の双方と、Ｚ軸方向に光学孔１９を挟んだ二箇所のうち一方とに、それぞれ有している。特に、Ｙ軸方向に光学孔１９を挟んだ二箇所のうち一方の離間構造１８２と、Ｚ軸方向に光学孔１９を挟んだ二箇所のうち一方の離間構造１８２とは、それぞれ低反射遮光面１８０によって並列面構造１８１を構成している。

【0057】

各並列面構造１８１は、ミラー部３０において回転軸３１の方向となるＹ軸方向に対して、傾斜している。特に各並列面構造１８１は、Ｙ軸方向において受光部４０側となる下側から、Ｙ軸方向において投光部２０側となる上側へ向かうほど、Ｘ軸方向の光学窓部１６側へと傾斜している。ここで光学窓部１６は、上述した収容室１１側の内装面において、Ｙ軸方向の下側から上側へ向かうほどＸ軸方向の検出領域ＤＡ側へと傾斜する傾斜面構造１６０を、有している。そこで光学仕切部１８における光学窓部１６側の各並列面構造１８１は、光学窓部１６における収容室１１側の傾斜面構造１６０に沿って正対するように、図４～６の如く並列配置されている。

【0058】

図５，６，９～１１に示すように光学仕切部１８は、Ｘ軸方向において光学窓部１６から低反射遮光面１８０が光学ユニット２の投光部２０側へ離間する離間構造１８３を、当該投光部２０よりもＸ軸方向の光学窓部１６側に有している。光学仕切部１８は、Ｘ軸方向において光学窓部１６から低反射遮光面１８０が光学ユニット２の受光部４０側へ離間する離間構造１８４を、当該受光部４０よりもＸ軸方向の光学窓部１６側に有している。

【0059】

受光部４０と光学窓部１６との間となる離間構造１８４は、投光部２０と光学窓部１６との間となる離間構造１８３よりも、Ｘ軸方向の光学窓部１６側へアーチ状に偏位した偏位構造１８５も、構成している。特に図５，６の如く偏位構造１８５は、離間構造１８２である各並列面構造１８１よりも、光学窓部１６に可及的に接近している。これは、上述の如く投光レンズ系２６よりも光学窓部１６側へ張り出す大径に形成の受光レンズ系４２に合わせつつも、光学窓部１６との離間距離を必要最小限に確保する範囲に、離間構造１８４の低反射遮光面１８０を形成するためである。

【0060】

（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。

【0061】

第一実施形態によると、投光部２０から投光の投光ビームＰＢと、受光部４０により受光の反射ビームＲＢとでは、光路のフットプリントＰＦ，ＲＦが重畳する。これによれば、収容ユニット１が形成する収容室１１内に収容の光学ユニット２では、投光部２０と受光部４０とをフットプリントＰＦ，ＲＦの重畳するＹ軸方向に可及的に近づけて配置することができる。故に、収容ユニット１の体格、ひいては光検出装置１０全体としての体格を小型化することが可能となる。

【0062】

さらに第一実施形態によると、収容ユニット１において収容室１１から検出領域ＤＡへ投光ビームＰＢを透過させ、且つ検出領域ＤＡから収容室１１へ反射ビームＲＢを透過させる光学窓部１６は、保持部１４により囲まれて外周側から保持される。そこで収容ユニット１では、投光ビームＰＢに対する反射率が光学窓部１６側において保持部１４よりも低く、投光ビームＰＢに対する吸収率が光学窓部１６側において保持部１４よりも高い光学仕切部１８が、光学ユニット２及び光学窓部１６の間を仕切って配置される。

【0063】

こうした第一実施形態の仕切配置によれば、投光ビームＰＢが光学窓部１６により反射されて生じるノイズ光は、光学仕切部１８により遮られることで、光学ユニット２への直接的な侵入を制限され得る。それと共にノイズ光は、光学仕切部１８により遮られることで、収容室１１内における光学ユニット２周囲の付属ユニット６による反射又は散乱を経た、光学ユニット２への間接的な侵入も制限され得る。

【0064】

これらのことから第一実施形態では、上述の小型化と両立させて、ノイズ光の侵入に起因した誤検出を抑制することにより、検出精度を確保することが可能となる。ここで特に第一実施形態では、ノイズ光の侵入制限により受光部４０からの検出信号において、ノイズが減少することでＳＮ比が増大するため、検出領域ＤＡのうち特に近距離位置に対して高い検出精度を確保することも可能となる。

【0065】

第一実施形態の光学仕切部１８は、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢのフットプリントＰＦ，ＲＦを、外周側から囲んで配置される。これによれば、光学仕切部１８の内周側縁部を、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢのフットプリントＰＦ，ＲＦに可及的に近づけて形成することで、ノイズ光の侵入率を低減することができる。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0066】

第一実施形態の光学仕切部１８において離間構造１８２，１８３，１８４は、光学窓部１６から光学ユニット２側へ離間する。これによれば、ノイズ光が光学仕切部１８によっても反射されたために迷光となったとしても、光学仕切部１８での当該反射の箇所を投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢのフットプリントＰＦ，ＲＦから可及的に離間させて、光学ユニット２への侵入を制限することができる。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0067】

第一実施形態の受光部４０において反射ビームＲＢを導光する受光レンズ系４２は、投光部２０において投光ビームＰＢを導光する投光レンズ系２６よりも、光学窓部１６側へ張り出す大径に形成される。そこで第一実施形態の光学仕切部１８は、投光レンズ系２６との間におけるよりも光学窓部１６側へ偏位した偏位構造１８５を、受光レンズ系４２との間に有する。これによれば、大径化によって集光率のアップし得る広画角の受光レンズ系４２に対して、光学仕切部１８の偏位構造１８５によってノイズ光の侵入を制限することができる。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0068】

第一実施形態において収容室１１内に収容される走査ユニット３は、投光部２０からの投光ビームＰＢを検出領域ＤＡへ向けて走査し、検出領域ＤＡからの反射ビームＲＢを受光部４０へ向けて反射する。これによれば、ノイズ光が光学仕切部１８により遮られる収容室１１内では、光学ユニット２周囲の付属ユニット６による反射又は散乱を経たノイズ光の、走査ユニット３への間接的な侵入も制限され得る。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0069】

第一実施形態の光学窓部１６において収容室１１側の傾斜面構造１６０は、走査ユニット３において回転駆動されるミラー部３０の回転軸方向となるＹ軸方向に対して、傾斜する。これによれば、収容室１１側の傾斜面構造１６０により反射された投光ビームＰＢが、光学ユニット２及び走査ユニット３へ侵入するノイズ光となること自体を、低減することができる。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0070】

第一実施形態の光学仕切部１８において並列面構造１８１は、傾斜面構造１６０に沿って並列配置される。これによれば、光学仕切部１８の並列面構造１８１と光学窓部１６の傾斜面構造１６０との並列対向方向となるＸ軸方向において、収容ユニット１の体格が拡大するのを可及的に抑制することができる。故に、光検出装置１０全体としての小型化を促進することが可能となる。

【0071】

第一実施形態の収容ユニット１では、光学窓部１６及び保持部１４によりケーシング開口１３を覆われて収容室１１を画成するケーシング部１２に対して、光学仕切部１８が当該開口１３側から組付固定される。これによれば、小型となる収容ユニット１にあっても、特定一方向となるＸ軸方向への組付固定により光学仕切部１８を容易に且つ正確に位置決めすることができる。故に、ノイズ光の侵入制限構造を適正に構築して、誤検出の抑制作用、ひいては検出精度の確保効果を所期通りに発現させることが可能となる。

【0072】

（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。図１３に示す第二実施形態の収容ユニット２００１において、光学仕切部２０１８の光学孔１９を形成する内周側縁部２１８６は、光学窓部１６の外周側縁部と保持部１４の内周側縁部との双方に対して、接触している。特に光学仕切部２０１８では、光学窓部１６側へ筒壁状に突出する内周側縁部２１８６の先端面と外周面とがそれぞれ、光学窓部１６の内装面と保持部１４の内周面とに面接触している。ここで光学仕切部２０１８の内周側縁部２１８６は、光学窓部１６及び保持部１４との各接触箇所うち、少なくとも一方に接着固定されていてもよい。また、光学仕切部２０１８の内周側縁部２１８６における内周面は、第二実施形態では低反射遮光面１８０の一部として、低反射遮光面１８０の光学特性を有している。

【0073】

このように第二実施形態の光学仕切部２０１８は、光学窓部１６の外周側縁部及び保持部１４の内周側縁部のうち双方に、接触する。これによれば、保持部１４の内周側縁部が保持する光学窓部１６の外周側縁部に、投光ビームＰＢが反射されて生じるノイズ光に対してまで、光学ユニット２への侵入を制限することができる。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0074】

（第三実施形態）
第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。図１４に示す第三実施形態の収容ユニット３００１には、光学ユニット２及び光学窓部１６間を仕切って配置される光学仕切部１８としての窓側光学仕切部１８と共に、追加の走査側光学仕切部３０１８が設けられている。

【0075】

走査側光学仕切部３０１８は、例えば金属又は合成樹脂等の基材を主体に、全体として平板状に形成されている。走査側光学仕切部３０１８は、窓側光学仕切部１８とは一体形成及び別体形成のうちいずれかにより、構成されている。一体形成及び別体形成のいずれの構成においても走査側光学仕切部３０１８は、ケーシング部１２により直接的に又は間接的に保持されている。

【0076】

走査側光学仕切部３０１８は、光学ユニット２を構成する各部２０，４０とは、Ｚ軸方向において走査ユニット３を挟んだ反対側に、配置されている。こうして走査側光学仕切部３０１８が光学ユニット２の各部２０，４０との間に走査ユニット３を挟むＺ軸方向は、走査ユニット３においてのミラー部３０の回転軸方向であるＹ軸方向に対して、直交する方向に設計されている。さらに収容室１１内のＺ軸方向においては、走査ユニット３を挟んで光学ユニット２とは反対側箇所の付属ユニット６と、当該走査ユニット３との間が、走査側光学仕切部３０１８によって仕切られている。

【0077】

走査側光学仕切部３０１８は、少なくとも走査ユニット３側の板面により、低反射遮光面３１８０を形成している。近赤外域の光に対する光学特性として低反射遮光面３１８０には、保持部１４の遮光面よりも低い反射率と、当該遮光面よりも高い吸収率とが設定されることで、低反射型の遮光性が与えられている。即ち低反射遮光面３１８０においては、保持部１４の遮光面に比して、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が低く、且つそれらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が高くなっている。低反射遮光面３１８０の光学特性は、窓側光学仕切部１８の低反射遮光面１８０と同様な処理によって、設定されているとよい。尚、低反射遮光面３１８０に関する反射率の定義及び透過率の設定については、低反射遮光面１８０と同様である。

【0078】

このように第三実施形態の収容ユニット３００１は、光学ユニット２及び光学窓部１６間に配置の窓側光学仕切部１８に加えて、走査ユニット３を挟んで光学ユニット２とは反対側に配置の走査側光学仕切部３０１８を、さらに含んで構成される。ここで走査側光学仕切部３０１８では、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が走査ユニット３側において保持部１４よりも低く、それらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が走査ユニット３側において保持部１４よりも高くなっている。

【0079】

こうした第三実施形態の構成によれば、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢが走査ユニット３により反射されることで、それらビームＰＢ，ＲＢの光路外へ漏洩したノイズ光であっても、走査側光学仕切部３０１８によって遮ることができる。その結果、走査ユニット３から光路外へ漏洩したノイズ光は、収容室１１内において走査ユニット３周囲の付属ユニット６による反射又は散乱を経た、光学ユニット２への間接的な侵入を制限され得る。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0080】

第三実施形態の走査側光学仕切部３０１８は、回転駆動されるミラー部３０の回転軸方向となるＹ軸方向に対しては直交するＺ軸方向において、走査ユニット３を光学ユニット２との間に挟んで配置されている。これによれば、走査ユニット３から光路外へ漏洩したノイズ光を走査側光学仕切部３０１８により効果的に遮って、光学ユニット２へ間接的に侵入するのを制限することができる。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0081】

（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。図１５に示す第四実施形態の収容ユニット４００１では、走査側光学仕切部３０１８とはＺ軸方向に走査ユニット３を挟んだ反対側において、投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂが追加されている。

【0082】

投光側光学仕切部４０１８ａは、例えば金属又は合成樹脂等の基材を主体に、全体として環平板状に形成されている。投光側光学仕切部４０１８ａは、窓側光学仕切部１８とは一体形成及び別体形成のうちいずれかにより、構成されている。一体形成及び別体形成のいずれの構成においても投光側光学仕切部４０１８ａは、ケーシング部１２により直接的に又は間接的に保持されている。投光側光学仕切部４０１８ａは、投光部２０のうち投光レンズ系２６を全周に亘って外周側から囲むように、配置されている。

【0083】

投光側光学仕切部４０１８ａは、少なくとも走査ユニット３側の板面により、低反射遮光面４１８０ａを形成している。近赤外域の光に対する光学特性として低反射遮光面４１８０ａには、保持部１４の遮光面よりも低い反射率と、当該遮光面よりも高い吸収率とが設定されることで、低反射型の遮光性が与えられている。即ち低反射遮光面４１８０ａにおいては、保持部１４の遮光面に比して、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が低く、且つそれらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が高くなっている。低反射遮光面４１８０ａの光学特性は、窓側光学仕切部１８の低反射遮光面１８０と同様な処理によって、設定されているとよい。尚、低反射遮光面４１８０ａに関する反射率の定義及び透過率の設定については、低反射遮光面１８０と同様である。

【0084】

受光側光学仕切部４０１８ｂは、例えば金属又は合成樹脂等の基材を主体に、全体として環平板状に形成されている。受光側光学仕切部４０１８ｂは、窓側光学仕切部１８とは一体形成及び別体形成のうちいずれかと、投光側光学仕切部４０１８ａとは一体形成及び別体形成のうちいずれかとの、組み合わせにより構成されている。一体形成及び別体形成のいずれの組み合わせ構成においても受光側光学仕切部４０１８ｂは、ケーシング部１２により直接的に又は間接的に保持されている。受光側光学仕切部４０１８ｂは、受光部４０のうち受光レンズ系４２を全周に亘って外周側から囲むように、配置されている。

【0085】

受光側光学仕切部４０１８ｂは、少なくとも走査ユニット３側の板面により、低反射遮光面４１８０ｂを形成している。近赤外域の光に対する光学特性として低反射遮光面４１８０ｂには、保持部１４の遮光面よりも低い反射率と、当該遮光面よりも高い吸収率とが設定されることで、低反射型の遮光性が与えられている。即ち低反射遮光面４１８０ｂにおいては、保持部１４の遮光面に比して、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が低く、且つそれらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が高くなっている。低反射遮光面４１８０ｂの光学特性は、窓側光学仕切部１８の低反射遮光面１８０と同様な処理によって、設定されているとよい。尚、低反射遮光面４１８０ｂに関する反射率の定義及び透過率の設定については、低反射遮光面１８０と同様である。

【0086】

このように第四実施形態の収容ユニット４００１には、光学ユニット２及び光学窓部１６間に配置の窓側光学仕切部１８と、走査ユニット３を挟んで光学ユニット２とは反対側に配置の走査側光学仕切部３０１８とに加えて、投光部２０を外周側から囲んで配置の投光側光学仕切部４０１８ａを、さらに含んで構成される。ここで投光側光学仕切部４０１８ａでは、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が走査ユニット３側において保持部１４よりも低く、それらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が走査ユニット３側において保持部１４よりも高くなっている。

【0087】

さらに第四実施形態の収容ユニット４００１は、上述の如き窓側光学仕切部１８、走査側光学仕切部３０１８、及び投光側光学仕切部４０１８ａに加えて、受光部４０を外周側から囲んで配置の受光側光学仕切部４０１８ｂを、さらに含んで構成される。ここで受光側光学仕切部４０１８ｂでは、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が走査ユニット３側において保持部１４よりも低く、それらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が走査ユニット３側において保持部１４よりも高くなっている。

【0088】

これら第四実施形態の構成によれば、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢが走査ユニット３により反射されることで、それらビームＰＢ，ＲＢの光路外へ漏洩したノイズ光であっても、投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂの各々によって遮ることができる。その結果、走査ユニット３から光路外へ漏洩したノイズ光は、収容室１１内において走査ユニット３周囲の付属ユニット６による反射又は散乱を経た、投光部２０及び受光部４０への間接的な侵入を制限され得る。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0089】

（第五実施形態）
第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。図１６に示す第五実施形態の収容ユニット５００１では、投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂの各々と、走査側光学仕切部３０１８との間に跨って、走査側光学仕切部５０１８が追加されている。

【0090】

走査側光学仕切部５０１８は、例えば金属又は合成樹脂等の基材を主体に、全体として平板状に形成されている。走査側光学仕切部５０１８は、走査側光学仕切部３０１８とは一体形成及び別体形成のうちいずれかと、投光側光学仕切部４０１８ａとは一体形成及び別体形成のうちいずれかと、受光側光学仕切部４０１８ｂとは一体形成及び別体形成のうちいずれかとの、組み合わせにより構成されている。一体形成及び別体形成のいずれの組み合わせ構成においても走査側光学仕切部５０１８は、ケーシング部１２により直接的に又は間接的に保持されている。

【0091】

走査側光学仕切部５０１８は、光学窓部１６とはＸ軸方向において走査ユニット３を挟んだ反対側に、配置されている。こうして走査側光学仕切部５０１８が光学窓部１６との間に走査ユニット３を挟むＸ軸方向は、走査ユニット３においてのミラー部３０の回転軸方向であるＹ軸方向に対して、直交する方向に設計されている。さらに収容室１１内のＸ軸方向においては、走査ユニット３を挟んで光学窓部１６とは反対側箇所の付属ユニット６と、当該走査ユニット３との間が、走査側光学仕切部５０１８によって仕切られている。

【0092】

走査側光学仕切部５０１８は、少なくとも走査ユニット３側且つ光学窓部１６側となる板面により、低反射遮光面５１８０を形成している。近赤外域の光に対する光学特性として低反射遮光面５１８０には、保持部１４の遮光面よりも低い反射率と、当該遮光面よりも高い吸収率とが設定されることで、低反射型の遮光性が与えられている。即ち低反射遮光面５１８０においては、保持部１４の遮光面に比して、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が低く、且つそれらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が高くなっている。低反射遮光面５１８０の光学特性は、窓側光学仕切部１８の低反射遮光面１８０と同様な処理によって、設定されているとよい。尚、低反射遮光面５１８０に関する反射率の定義及び透過率の設定については、低反射遮光面１８０と同様である。

【0093】

このように第五実施形態の収容ユニット５００１は、光学ユニット２及び光学窓部１６間に配置の窓側光学仕切部１８、及び走査ユニット３を挟んで光学ユニット２とは反対側に配置の走査側光学仕切部３０１８等に加えて、走査ユニット３を挟んで光学窓部１６とは反対側に配置の走査側光学仕切部５０１８を、さらに含んで構成される。ここで走査側光学仕切部５０１８では、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対する反射率が走査ユニット３側において保持部１４よりも低く、それらビームＰＢ，ＲＢに対する吸収率が走査ユニット３側において保持部１４よりも高くなっている。

【0094】

こうした第五実施形態の構成によれば、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢが走査ユニット３により反射されることで、それらビームＰＢ，ＲＢの光路外へ漏洩したノイズ光であっても、走査側光学仕切部５０１８によって遮ることができる。その結果、走査ユニット３から光路外へ漏洩したノイズ光は、収容室１１内において走査ユニット３周囲の付属ユニット６による反射又は散乱を経た、光学ユニット２への間接的な侵入を制限され得る。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0095】

第五実施形態の走査側光学仕切部５０１８は、回転駆動されるミラー部３０の回転軸方向となるＹ軸方向に対しては直交するＸ軸方向において、走査ユニット３を光学窓部１６との間に挟んで配置されている。これによれば、走査ユニット３から光路外へ漏洩したノイズ光を走査側光学仕切部５０１８により効果的に遮って、光学ユニット２へ間接的に侵入するのを制限することができる。故に、ノイズ光の侵入に起因した誤検出の抑制作用を高めて、高精度な検出を実現することが可能となる。

【0096】

（他の実施形態）

【0097】

ここまで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。具体的には、第一～第五実施形態の変形例において光検出装置１０の搭載される移動体は、例えばリモート運転可能なドローン等であってもよい。

【0098】

第一～第五実施形態の変形例においてレーザ発振素子２４は、Ｙ軸方向に沿う素子列がＸ軸方向に複数列並ぶように、配列されていてもよい。第一～第五実施形態の変形例において受光画素４６は、Ｙ軸方向に沿う画素列がＸ軸方向又はその傾斜方向に複数列並ぶように、配列されていてもよい。

【0099】

第一～第五実施形態の変形例においてレーザ発振素子２４は、Ｘ軸方向に沿って単列に配列されていてもよい。第一～第五実施形態の変形例において受光画素４６は、Ｘ軸方向又はその傾斜方向に沿って単列に、配列されていてもよい。

【0100】

第一～第五実施形態の変形例において光学仕切部１８，２０１８，３０１８，４０１８ａ，４０１８ｂ，５０１８は、光学窓部１６、保持部１４、及びケーシング部１２のうち、いずれかと一体形成されていてもよい。この場合、光学仕切部１８の構成部分に低反射遮光面１８０，３１８０，４１８０ａ，４１８０ｂ，５１８０が形成されているとよい。

【0101】

第一～第五実施形態の変形例では、図１７に示すように光学仕切部１８，２０１８，３０１８，４０１８ａ，４０１８ｂ，５０１８における光学窓部１６側の板面から保持部１４における収容室１１側の内装面にまで跨って、低反射遮光面１８０が、形成されてもよい。ここで、代表的に第一実施形態の変形例をそれぞれ示す図１７の変形例では、保持部１５において収容室１１側の内装面を除く遮光面（特に同図では外装面及び開口内面）よりも低反射率且つ高吸収率に光学特性の設定された低反射遮光面１８０が、低反射処理膜１８０ａの表面より形成されるとよい。

【0102】

第一～第五実施形態の変形例では、図１８，１９に示すように光学窓部１６における外周側縁部のうち収容室１１側の内装面が、保持部１４において光学開口１５ｂを囲む内周側縁部を含んだ板枠状壁部のうち検出領域ＤＡ側の外装面に対して、全周に亘って接触した状態に例えば接着等によって固定されていてもよい。ここで、代表的に第一及び第二実施形態の変形例をそれぞれ示す図１８，１９では、光学開口１５ｂの幾何学中心と光学窓部１６の幾何学中心とがＺ軸方向に偏位しているが、光学窓部１６の内装面が保持部１４の外装面に固定される場合、それら幾何学中心が実質位置合わせされていてもよい。尚、第一～第五実施形態の変形例では逆に、光学窓部１６における外周側縁部のうち検出領域ＤＡ側の外装面が、保持部１４の内周側縁部を含んだ板枠状壁部のうち収容室１１側の内装面に対して、全周に亘って接触した状態に例えば接着等によって固定されていてもよい。

【0103】

第二実施形態の変形例において、図１９，２０に示すように光学仕切部２０１８の内周側縁部２１８６は、保持部１４の内周側縁部と光学窓部１６の外周側縁部とのうち、一方には第一実施形態に準じて面接触しない構成（離間、点接触、及び線接触を含む構成）により、他方のみに面接触していてもよい。第三～第五実施形態の変形例において窓側光学仕切部１８には、第二実施形態又はその変形例に準ずる内周側縁部２１８６が設けられていてもよい。

【0104】

第四実施形態の変形例において、図２１に示すように走査側光学仕切部３０１８が設けられていなくてもよい。この場合に、投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂについては、図２１に示すように双方が設けられていてもよいし、図２２，２３にさらに変形例を示すように一方のみが設けられていてもよい。第四及び第五実施形態の変形例においては、投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂのうち、一方のみが設けられていてもよい。

【0105】

第五実施形態の変形例においては、図２４に示すように投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂが設けられないことで、走査側光学仕切部５０１８が走査側光学仕切部３０１８から延長して一体形成又は別体形成されていてもよい。第五実施形態の変形例においては、図２５に示すように走査側光学仕切部３０１８が設けられないことで、走査側光学仕切部５０１８が投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂから延長して一体形成又は別体形成されていてもよい。これら走査側光学仕切部５０１８が延長形成される場合のさらなる変形例においては、投光側光学仕切部４０１８ａ及び受光側光学仕切部４０１８ｂのうち、一方のみが設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0106】

１，２００１，３００１，４００１，５００１：収容ユニット、２：光学ユニット、３：走査ユニット、６：付属ユニット、１０：光検出装置、１１：収容室、１２：ケーシング部、１３：ケーシング開口、１４：保持部、１６：光学窓部、１８：光学仕切部・窓側光学仕切部、２０：投光部、２６：投光レンズ系、３０：ミラー部、４０：受光部、４２：受光レンズ系、１６０：傾斜面構造、１８１：並列面構造、１８２，１８３，１８４：離間構造、１８５：偏位構造、２０１８：光学仕切部、３０１８，５０１８：走査側光学仕切部、４０１８ａ：投光側光学仕切部、４０１８ｂ：受光側光学仕切部、ＤＡ：検出領域、ＰＦ，ＲＦ：フットプリント、ＰＢ：投光ビーム、ＲＢ：反射ビーム

【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】