JP2008058660A - スキャナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで生産することができ且つ投光領域であるスポットを２方向に移動させることができる車載用測距装置に用いるスキャナ装置を提供すること。
【解決手段】投光レンズ１０と、上記投光レンズ１０を固定するホルダ１と、上記ホルダ１を第１の方向に移動可能に支持するイタバネ４ａ，４ｂと、上記投光レンズ１０に入射する光を発光するレーザーダイオード２２と、を具備するスキャナ装置であって、上記投光レンズ１０は、上記第１の方向に沿って複数個の領域を有し、上記ホルダ１に固定された上記投光レンズ１０を上記第１の方向に移動させることで、上記投光レンズ１０による上記レーザーダイオード２２からの光の投光位置を、上記第１の方向及び上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に移動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学素子を動かすことでレーザー光等をスキャンして、障害物の有無及び障害物までの距離を検出する車載用測距装置に用いるスキャナ装置に関する。

車載用測距装置に用いるスキャナ装置に関連する技術としては、例えば特許文献１に、以下のような技術が開示されている。

特許文献１には、レーザー光をスキャンして測距するスキャナ装置（車間距離検出装置）であって、上記レーザー光を投光する為の投光レンズを複数本のコイルバネで支持したスキャナ装置が開示されている。

この特許文献１に開示されているスキャナ装置は、永久磁石とコイルユニットとを有する駆動機構と、該駆動機構に電流を流す為の駆動回路とを具備し、上記駆動回路によって上記駆動機構に電流を流すことで、上記投光レンズを上下左右方向に駆動させる。上記特許文献１に開示されたスキャナ装置では、このようにしてレーザー光を上下左右に投光することで障害物の検出を行い、例えば車間距離等を検出する。

なお、レーザー光をスキャンして障害物の有無や障害物までの距離を検出する車載用の測距装置としてのスキャナ装置は、安全の為に必要な装置として今後も広く普及が見込まれている。そして、このようなスキャナ装置を低価格にて提供することが望まれている。ここで、上記特許文献１に開示された技術では、上記投光レンズをコイルバネ支持とすることで、単純な構造及び安価なスキャナ装置を実現している。

ところで、特許文献２に記載されている第４実施例には、３個の発光領域を有する光源と、上記発光領域と同数すなわち３個のレンズ素子とを一体的に構成したレンズアレイを用いたビーム投光用光学系が開示されている。このビーム投光用光学系では、互いに対向する３個の上記レンズ素子と３個の上記発光領域とが１対１に対応している。そして、上記３個の発光領域を同時に発光させことにより、上記レンズ素子の並んでいる方向に、３個の上記発光領域からの光の投射領域を重畳させる。このようにして、上記特許文献２に記載されている第４実施例に係るビーム投光用光学系では、コンパクトな光源及びレンズアレイによって、均一な照明が為される投射領域を得る。
特開平１０−１２３２５２号公報 特開平８−１５４１２号公報

ところで、上記特許文献１に開示されたスキャナ装置は、上記投光レンズを２方向に動かす制御を必要とする。すなわち、上記投光レンズの移動制御を行う為の制御電気系を２組必要とする。

具体的には、上記特許文献１に開示されたスキャナ装置においては、上記投光レンズの上下方向への駆動と左右方向への駆動とは互いに独立した駆動であって、これらの駆動に要するコイルユニット及び駆動回路は別個に設ける必要がある。

つまり、上記特許文献１に開示されたスキャナ装置は、上記投光レンズの駆動に要するコイルユニット及び駆動回路を２組必要とする。そして、このことが低価格化を妨げている。なお、スキャナ装置においては、特に駆動回路等としての電気回路部分は一般的に汎用部品を購入して用いる為、駆動機構部分に比べ、設計による低価格化が難い。つまり、上記電気回路部分のコストが高いことに起因して、スキャナ装置自体の価格が押し上げられてしまう。

また、近年スキャナ装置においては、レーザー光の投光位置の細かい制御を行う機能等の高機能化が望まれている。そして、このような要望に応じる為には、スキャナ装置に、上記投光レンズのレンズ位置を検出する為のセンサや制御回路を更に追加する必要がある。ここで、上記特許文献１に開示されたスキャナ装置では、上記投光レンズのレンズ位置を検出する為のセンサや制御回路も当然２組必要となる。したがって、電気回路である制御回路が高価であることを考慮すると、当該スキャナ装置自体の更なる高価格化は免れ得ない。

このような事情に鑑みて、制御電気系であるセンサや電気回路を１組で済ますことができるように、投光レンズの駆動方向を左右方向のみに限った場合の（上下方向の駆動を行わない）スキャナ装置を、図１４を参照して考察する。なお、ここで左右方向とは図１４に示すＸ軸方向のことであり、上下方向とは図１４に示すＹ軸方向のことである。

まず、当該スキャナ装置（不図示）からのレーザー光は、当該スキャナ装置の具備する投光レンズ（不図示）によって、スポット１０１のように概ね長方形形状で投光される。ここで、当該スキャナ装置が車輌に取り付けられた状態で、上記投光用レンズがＸ軸方向すなわち地面に対して概ね水平方向に、図１４に示すように上記スポット１０１のＸ軸方向における中心が矢印１０２で示される範囲内で動かされることによって、上記スポット１０１は、矢印１０４で示される範囲内に投光される。

なお、当該スキャナ装置が車輌に取り付けられた状態で、上記投光レンズが、Ｙ軸方向すなわち地面に対して概ね垂直方向に、図１４に示すように上記スポット１０１の中心が矢印１０３で示される範囲内で動かされることによって、上記スポット１０１は、矢印１０５で示される範囲内で投光される。

すなわち、図１４に示すように、上記投光用レンズがＸ軸方向及びＹ軸方向に動かされることによって、上記スポット１０１は、Ｘ軸方向においては矢印１０４で示される範囲内、Ｙ軸方向においては矢印１０５で示される範囲内で投光される。すなわち、当該スキャナ装置によれば、Ｘ軸方向においては矢印１０４で示される範囲内、Ｙ軸方向においては矢印１０５で示される範囲内において障害物を検出することができる。

ここで、もし上記投光用レンズをＸ軸方向のみにしか動かさない場合、Ｘ軸方向には矢印１０４で示される範囲内に上記スポット１０１が投光されるが、Ｙ軸方向には上記スポット１０１のＹ軸方向の幅１０７と同じ範囲、すなわち矢印１０６で示される範囲にしか上記スポット１０１が投光されない。つまり、図１４に示すようにエリア１０８及びエリア１０９の範囲内には、上記スポット１０１を投光することができず、当該スキャナ装置によってはこれらの範囲の障害物を検出することができない。

上記エリア１０８の範囲内に存在する障害物を検出できないことは、当該スキャナ装置を車載用測距装置として用いる場合には、例えば背の低い障害物を検出することができないので、背の低い障害物との衝突を引き起こし得る。

また、上記エリア１０９の範囲内に存在する障害物を検出できないことは、当該スキャナ装置を車載用測距装置として用いる場合には、例えば大きなタイヤを備えて荷台の位置が高く且つ左右のタイヤ間に空間があるトレーラーのような車が、当該スキャナ装置を備えた車輌の前に来た場合、上記トレーラーの左右のタイヤ間の空間に上記スポット１０１が投光されると、上記トレーラーを正しく検出できずに事故を誘発し得る。

なお、上記投光レンズをＸ軸方向にしか動かさない場合であっても、上記スポット１０１のＹ軸方向の幅１０７を拡大することで、Ｙ軸方向における検出範囲を拡大することは勿論できる。しかしながら、この場合当然ながらＹ軸方向における検出の分解能が悪くなる。すなわち、障害物のＹ軸方向における大きさを認識できなくなることで誤検出を引き起こし、例えば必要以上に障害物を検出してしまう等の問題が生じる。

以上説明したように、上記投光レンズの駆動方向を、単純に１方向（例えばＸ軸方向）のみとすることで当該スキャナ装置の低価格化を図ることはできないことが分かる。

ところで、上記特許文献２に開示されたビーム投光用光学系によれば、確かに均一で良好な投射領域を得ることはできる。そして、上記特許文献２には、当該ビーム投光用光学系よりも目標物側において、ガルバノミラー等の走査手段を設けることにより、投射領域の拡大を図れる旨の記載がある。

つまり、上記特許文献２に開示されたビーム投光用光学系は、当該ビーム投光用光学系によって形成された良好な投射領域を、上記ガルバノミラーによって反射させて、上記投射領域を走査するというものであって、その詳細な走査方法については上記特許文献２には何ら開示されていない。

さらに言えば、ガルバノミラーによっては、１方向にしか光を走査することができない。つまり、２方向において光を走査する為には、ガルバノミラー及びそれに付随する電気回路が２組必要となる。したがって、この点に関しては、上記特許文献１に開示されたスキャナ装置と同様の問題を有している。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、低コストで生産することができ且つ投光領域であるスポットを２方向に移動させることができる車載用測距装置に用いる投光用のスキャナ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様によるスキャナ装置は、光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、上記光学素子は、上記第１の方向に沿って複数個の領域を有し、上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向及び各領域において上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に移動させることを特徴とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様によるスキャナ装置は、光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、上記ホルダには、上記第１の方向に沿って複数個の上記光学素子が固定されており、上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向及び各光学素子において上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に移動させることを特徴とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様によるスキャナ装置は、光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、上記光学素子は、上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に沿って複数の領域を有し、上記発光手段からの光の進行方向を変化させることで、上記第２の方向に沿って配された上記複数の領域の何れかに入射させ、上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向に移動させ、各領域において上記第２の方向に移動させることを特徴とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様によるスキャナ装置は、光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、上記ホルダには、上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に沿って複数の光学素子が固定されており、上記発光手段からの光の進行方向を変化させることで、上記第２の方向に沿って配された上記複数の光学素子の何れかに入射させ、上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向に移動させ、各光学素子において上記第２の方向に移動させることを特徴とする。

本発明は、低コストで生産することができ且つ投光領域であるスポットを２方向に移動させることができる車載用測距装置に用いる投光用のスキャナ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１乃至図１１は本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置を説明する図である。具体的には、図１乃至図１１は、以下のような図面である。

図１は、本第１実施形態に係るスキャナ装置の前方からの斜視図である。図２は、本第１実施形態に係るスキャナ装置の後方からの斜視図である。図３は、本第１実施形態に係るスキャナ装置の分解斜視図である。図４は、本第１実施形態に係るスキャナ装置（図１に示す部品の状態）を図８に示すＡ−Ａラインで切断した場合の断面図である。図５は、本第１実施形態に係るスキャナ装置（図１に示す部品の状態）を図８に示すＢ−Ｂラインで切断した場合の断面図である。図６は、本第１実施形態に係るスキャナ装置（図１に示す部品の状態）を図８に示すＣ−Ｃラインで切断した場合の断面図である。図７は、一部部品を外した状態である本第１実施形態に係るスキャナ装置の前方からの斜視図である。図８は、一部部品を外した状態である本第１実施形態に係るスキャナ装置の前面図である。図９（ａ）乃至（ｃ）は、本第１実施形態に係るスキャナ装置を用いた車載用測距装置の使用法を説明する図である。図１０は、本第１実施形態に係るスキャナ装置の電気系のブロック図である。図１１は、本第１実施形態に係るスキャナ装置による投光スポットのパターンを説明する図である。

なお、図１乃至図１１の各図面においては、正置状態における本第１実施形態に係る車載用測距装置を前方から見た場合（図８参照）の、左右方向をＸ軸方向とし且つ右から左への方向をＸ軸方向における正方向とする。同様に、正置状態における本第１実施形態に係る車載用測距装置を前方から見た場合（図８参照）の、上下方向をＹ軸方向とし且つ下から上への方向をＹ軸方向における正方向とする。さらに、正置状態における本第１実施形態に係る車載用測距装置を前方から見た場合（図８参照）の、奥側から手前側への方向をＺ軸方向における正方向とし且つ手前側から奥側への方向をＺ軸方向における負方向とする。

以下、図１乃至図１１を適宜参照しながら、本第１実施形態に係るスキャナ装置の装置構成を説明する。

まず、本第１実施形態に係るスキャナ装置において、ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ１には、図３及び図７に示すように投光レンズ１０が接着固定されている。なお、この投光レンズ１０の詳細については、後述する。

また、図３及び図７に示すように、上記ホルダ１のＹ軸方向における両端には、それぞれ銅線で巻線されたコイル３ａ、３ｂが接着されている。そして、図７に示すように、上記ホルダ１には、一体成形によって長方形断面のスリット２が設けられている。該スリット２における長手方向はＹ軸方向であり、スリットの幅であるＸ軸方向の寸法は０．４ｍｍとなっている。

さらに、図３及び図７に示すように、上記ホルダ１には、イタバネ４ａ，４ｂのＺ軸方向における一端が接着されている。ここで、上記イタバネ４ａ，４ｂは、厚さ０．２ｍｍのベリリウム銅で製作されている。また、上記イタバネ４ａ，４ｂには、図示はしていないが、それぞれ直列に接続されたコイル３ａ、３ｂの端末が、半田付けされている。

ところで、上記イタバネ４ａ，４ｂのＺ軸方向における他端（上記ホルダ１に接着されていない方の端）は、ガラス繊維入りの液晶ポリマー樹脂で製作されたベース５に接着されている。なお、上記イタバネ４ａ，４ｂにおける上記ホルダ１及び上記ベース５への固定に関しては、接着によらなくても良く、例えばインサート成形によっても良い。インサート成形によることで、接着による場合に比べて、より固定の信頼性を高めることができる。この場合、上記ベース５を、上記ホルダ１と同様にガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作しても良い。

ここで、上記ホルダ１がＸ軸方向に動いた時に上記ベース５と上記イタバネ４ａ，４ｂとが干渉しないように、上記ベース５には、図３に示すように凹部６ａ，６ｂが設けられている。

そして、上記凹部６ａ，６ｂのＺ軸方向における負側の端７ａ，７ｂには、図４に示すように紫外線硬化性のシリコーンゲル７Ａ，７Ｂが充填されている。このシリコーンゲル７Ａ，７Ｂによって、それぞれ上記イタバネ４ａ，４ｂの振動のダンピングが取られている。なお、上記イタバネ４ａ，４ｂは、上記ベース５側にて制御回路（不図示）に接続されている。また、上記コイル３ａ，３ｂは、上記イタバネ４ａ，４ｂを介して、上記制御回路（不図示）に接続されている。

ここで、上記ベース５には、図６に示すように穴７、及び穴８が設けられている。そして、図４及び図６に示すように、上記穴７には、Ｚ軸方向における負側から正側へ順に、レーザーダイオード２２、レンズ２５、レンズ２６が配置されている。上記レーザーダイオード２２から発射された光は、上記レンズ２５及び上記レンズ２６を通過した後、投光レンズ１０に入射する。なお、図２及び図４に示すように、上記レーザーダイオード２２は、真鍮製のイタ２１に圧入されている。そして、該イタ２１は、ビス２３ａ、２３ｂによって上記ベース５に固定されている。

ここで、上記レーザーダイオード２２により発射された光は、上記投光レンズ１０によってＺ軸方向における正側へ向かって投光される。上記投光レンズ１０がＸ方向中心の位置にあるときに、上記投光レンズ１０により投光されるスポットの上記投光レンズ１０より先の光軸がＺ軸に対して、Ｘ方向、Ｙ方向に角度をもってずれないように（０度となるように）、イタ２２はＸＹ方向に移動調整され、固定される。なお、調整位置は当該スキャナ装置への要求によって異なり、場合によっては上記光軸がＹ方向にある角度ずれた位置に調整しても良い。なお、上記レーザーダイオード２２はレーザードライバ回路（不図示）に接続されている。

図６に示すように、上記レンズ２５及び上記レンズ２６はワク２４に接着され、該ワク２４は、ビス２７によってベース５に固定されている。ここで、上記投光レンズ１０によって投光されるスポットの大きさが所定の大きさとなるように、上記ワク２４はＺ軸方向に移動調整され、固定される。なお、上記ワク２４は、ガラス繊維及びフッ素入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されている。

ところで、図５に示すように、上記穴８には、Ｚ軸方向における負側から正側へ順に、ポジションセンサ２９、レンズ９、スリット２、発光ダイオード３１が配置されている。

ここで、上記発光ダイオード３１（詳しくは後述）から発射された光は、上記スリット２及び上記レンズ９を通って、上記ポジションセンサ２９に入射する。なお、上記発光ダイオード３１から発射された光は、上記スリット２を通過している為、上記ポジションセンサ２９上に線状のスポットを形成する。ここで、上記ポジションセンサ２９は、入射した光の重心位置を検出するセンサである。したがって、上記ポジションセンサ２９によって、上記線状のスポットの位置が分かるので、上記ホルダ１の移動量を知ることができる。

なお、上記レンズ９は、上記スリット２の移動量を縮小して上記ポジションセンサ２９上に投影する機能を担う。ここで、もし上記レンズ９を設けなければ、上記ポジションセンサ２９の検出範囲としては、上記ホルダ１の移動量と同じだけか、或いは組み立て誤差等の公差分を考慮して上記ホルダ１の移動量以上の検出範囲が必要となる。

なお、上記ポジションセンサ２９の価格は、その検出範囲が広いほど高価となる。したがって、上記レンズ９に掛かる費用を考慮しても、上記レンズ９を設けることで、検出範囲の狭い安価なポジションセンサを用いた方が、トータルコストとしては安く当該スキャナ装置を提供することができる。なお、上記レンズ９は、図５に示すように上記ベース５に接着されている。

そして、上記ポジションセンサ２９は図５に示すようにキバン２８に半田付けされ、該キバン２８は、ビス３０ａ，３０ｂによって上記ベース５に固定されている。また、上記ホルダ１がＸ軸方向における上記ベース５の中心に位置する時に上記ポジションセンサ２９が零位置を出力するように、上記ポジションセンサ２９はＸ軸方向に移動調整されて固定される。なお、上記キバン２８は上記制御回路（不図示）に接続されている。

ところで、図１、図３、及び図６に示すように、上記コイル３ａ，３ｂには、それぞれ上記コイル３ａ，３ｂの中を通るように、内ヨーク３２ａ，３２ｂが配されている。ここで、上記内ヨーク３２ａは、ビス３３ａ，３３ｂによって上記ベース５に固定されている。また、上記内ヨーク３２ｂは、ビス３３ｃ，３３ｄによって上記ベース５に固定されている。

ここで、上記内ヨーク３２ａ，３２ｂのＺ軸方向における正側には、図３及び図６に示すように、それぞれ磁石３４ａ，３４ｂが接着された外ヨーク３５ａ，３５ｂが配されている。なお、上記外ヨーク３５ａ，３５ｂにはそれぞれ凹部３６ａ，３６ｂが設けられており、上記外ヨーク３５ａ，３５ｂは、該凹部３６ａ，３６ｂにおいて、それぞれ上記内ヨーク３２ａ，３２ｂに嵌っている。したがって、上記外ヨーク３５ａ，３５ｂが、Ｙ軸方向に関してずれてしまうことはない。

そして、Ｘ軸方向に関しては、上記ビス３３ａの頭と上記ビス３３ｂの頭との間に上記外ヨーク３５ａが挟まる形となり、且つ上記ビス３３ｃの頭と上記３３ｄの頭との間に上記外ヨーク３５ｂが挟まる形となっている。したがって、上記外ヨーク３５ａ，３５ｂが、Ｘ軸方向に関してずれてしまうこともない。

なお、厳密には、組み立てに起因して上記外ヨーク３５ａ，３５ｂは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して若干ガタがあるが、当該スキャナ装置の性能には影響しない程度の僅かなガタである。

また、Ｚ軸方向に関しては、上記磁石３４ａ，３４ｂの磁力によって、上記磁石３４ａ，３４ｂと上記内ヨーク３２ａ，３２ｂとの間、及び上記磁石３４ａ，３４ｂと上記外ヨーク３５ａ，３５ｂとの間にはそれぞれ引力が働く為、Ｚ軸方向にずれてしまうことはない。このようにして、上記外ヨーク３５ａ，３５ｂはビス止めしなくとも固定することができる。しかしながら、上記外ヨーク３５ａ，３５ｂを接着することで更に固定しても良いことは言うまでもない。なお、上記磁石３４ａ、３４ｂの磁力によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へのずれも防止できる。

ここで、例えば図３及び図６に示すように、上記外ヨーク３５ａ，３５ｂのＺ軸方向における正側においては、上記発光ダイオード３１がキバン３７に半田付けされて設けられている。また、該キバン３７は、ビス３９ａ，３９ｂによって、それぞれ上記外ヨーク３５ａ，３５ｂに固定されている。そして、上記発光ダイオード３１は、上記制御回路（不図示）に接続されている。また、上記キバン３７には、投光レンズ１０からの光を通す為の穴３８が設けられている。

なお、上記ベース５は、図４に示す穴４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，及び４０ｄを用いて、受光部や制御回路等を備えた車載用測距装置本体（不図示）に固定される。ここで、当該スキャナ装置を搭載した車載用測距装置を例えば車輌に取り付ける場合には、上記Ｘ軸方向は地面に対して水平な方向、上記Ｙ軸方向は地面に対して垂直な方向となるように取り付ける。

以下、上記投光レンズ１０の構成について、図４及び図８を参照して詳細に説明する。まず、上記投光レンズ１０には、３つの光学面の領域１３，１２，１１が、図４に示すようにＸ軸方向において正側から負側へ向かってこの順番で形成されている。ここで、上記領域１１，１２，１３の光学面の形状はほぼ同一であり、且つそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に関して各々面対称なトーリック面となっている。また、上記領域１１，１２，１３のＹ軸方向におけるそれぞれの中心１４，１５，１６は、図８に示すようにそれぞれ互いにＹ軸方向に関して所定量だけずらされて配置されている。

ここで、図８に示すように上記領域１２の上記中心１５を基準として、上記中心１４及び１６のずらし量（上記中心１５とのずれ量）をそれぞれ１７，１８とすると、上記ずらし量１７と上記ずらし量１８とは同じ大きさとなっている。

また、Ｘ軸方向については、上記領域１２のＸ軸方向における長さ１９に対し、上記領域１１，１３のＸ軸方向の長さ１９ａ，１９ｂの方が短くなっている。なお、上記長さ１９ａと上記長さ１９ｂとは同じ長さである。

次に、以上のように構成された本第１実施形態に係るスキャナ装置を用いた車載用測距装置の動作を説明する。図９（ａ）は、本第１実施形態に係るスキャナ装置を用いた車載用測距装置の動作を簡略的に示す図である。

図９（ａ）に示すように、上記レーザーダイオード２２が発光したレーザー光は、上記レンズ２５，２６を通過し、上記イタバネ４ａ，４ｂに支持された上記ホルダ１の上記投光レンズ１０によって光４３として投光される。なお、上記光４３は、上記投光レンズ１０がＸ軸方向に動かされることによって、矢印４２にて示すような範囲で投光される。

このように投光された上記光４３が障害物４４に当たって反射した光４５は、受光レンズ４６を介してフォトディテクタ４７に至り、電気回路（不図示）によって障害物４４までの距離が計算される。なお、上記受光レンズ４６及びフォトディテクタ４７は、本第１実施形態に係るスキャナ装置が具備するものではない。

以下、投光される上記光４３が、Ｘ軸方向に関して振られる仕組みについて詳細に説明する。

まず、上記投光レンズ１０における上記領域１２に着目する。上記レーザーダイオード２２が発光したレーザー光がＸ軸方向における上記領域１２の中心を通った場合、光４１ａとして示すように直進する。なお、この場合の光線は、図４に示す光線４８に対応する。

ここで、図９（ｂ）に示すように、上記投光レンズ１０を、矢印４９ａで示すようにＸ軸方向における負側へ動かした場合を考える。この場合、図９（ｂ）に示すように、上記領域１２により投光される光は、光４１ｂのように、上記レーザー光の光軸よりもＸ軸方向における負側へやや屈折している。

逆に、図９（ｃ）に示すように、上記投光レンズ１０を、矢印４９ｂで示すようにＸ軸方向における正側に動かした場合、上記領域１２により投光される光は、光４１ｃのように、上記レーザー光の光軸よりもＸ軸方向における正側へやや屈折している。

なお、光の進む方向は、上記投光レンズ１０における上記領域１２のレンズ形状によって異なる。すなわち、図９（ａ）乃至（ｃ）に示す例では、上記領域１２が凸レンズであるので、図９（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明したように光が進むが、上記領域１２がもし凹レンズである場合は、上記領域１２により投光される光は、図９（ａ）乃至（ｃ）に示す例とは逆方向に屈折する。

なお、上記領域１２のＹ軸方向における上記中心１５は、上記レーザーダイオード２２が発光したレーザー光の光軸上にあるので、上記領域１２により投光される光がＹ軸方向に関して屈折することはない。

ところで、上記投光レンズ１０により投光される光のスポットである投光スポットは、図１１に示すようになる。すなわち、上記領域１２のＸ軸方向における中心が上記レーザー光の光軸上にある時は、上記投光スポットは、投光スポット領域５０に形成される。そして、上記投光レンズ１０がＸ軸方向に関して振られることによって、上記投光スポットのＸ軸方向における中心は、矢印５１で示される範囲内で振られることになる。

ここで、上記ホルダ１をＸ軸方向における正側に大きく動かすと、上記レーザー光を上記投光レンズ１０における上記領域１１に入射させることができる。また、上記領域１１のＸ軸方向における中心５２（図８参照）を、上記レーザー光の光軸上に乗せると、上記領域１２の場合と同様に、上記領域１１によって投光される光がＸ軸方向に曲がることはない。

一方、図８を参照して説明したように上記領域１１のＹ軸方向における上記中心１４は、上記領域１２のＹ軸方向における上記中心１５とずらされている。すなわち、上記領域１１のＹ軸方向における上記中心１４は、上記レーザー光の光軸上にない。したがって、このずれの分だけ、上記領域１１によって投光される光は、Ｙ軸方向に関しては屈折している。

以上説明したことから分かるように、上記領域１１のＸ軸方向における上記中心５２が上記レーザー光の光軸上にある場合は、図１１に示す投光スポット領域５４の位置に形成される。さらに、上記投光レンズ１０（上記領域１１）をＸ軸方向に振ることで、上記領域１１による投光スポットを、上記領域１２を射出する光による投光スポットとはＹ軸方向にずれた位置にて、Ｘ軸方向に動かすことができる。

なお、上述したように上記領域１１のＸ軸方向における長さ１９ａは、上記領域１２のＸ軸方向における長さ１９より短い為、上記領域１１のＸ軸方向における移動量（動く範囲）は、上記領域１２のそれに比べて小さい。したがって、上記領域１１による投光スポットのＸ軸方向における移動量（動く範囲）も、上記領域１２のそれに比べて小さい。具体的には、上記投光レンズ１０がＸ軸方向に関して振られることによって、上記領域１１による上記投光スポットのＸ軸方向における中心は、矢印５５の範囲内で振られることになる。

ところで、上記ホルダ１をＸ軸方向における負側に大きく動かすと、上記レーザー光を上記投光レンズ１０の上記領域１３に入射させることができる。図８を参照して説明したように、上記領域１３のＹ軸方向における中心１６は、上記領域１２のＹ軸方向における中心１５とずらされている。すなわち、上記領域１３のＹ軸方向における中心１６は、上記レーザー光の光軸上にない。したがって、このずれの分だけ、上記領域１１により投光される光は、Ｙ軸方向に関して屈折している。

このため、上記領域１３によって投光されるスポットは、上記領域１３のＸ軸方向における中心５３（図８参照）が上記レーザー光の光軸上にある場合には、図１１に示す投光スポット領域５６の位置に形成される。

また、上述したように上記領域１３のＸ軸方向における長さ１９ｂは、上記領域１２のＸ軸方向における長さ１９より短い為、上記領域１３のＸ軸方向における移動量（動く範囲）は、上記領域１２のそれに比べて小さい。さらに、上記領域１３による投光スポットの移動量（動く範囲）も、上記領域１２のそれに比べて小さい。具体的には、上記投光レンズ１０がＸ軸方向に関して振られることによって、上記領域１３による上記投光スポットのＸ軸方向における中心は、矢印５７の範囲内で振られることになる。

つまり、本第１実施形態に係るスキャナ装置によれば、上記投光レンズ１０による投光スポットが移動する範囲は、図１１に示すように非投光スポット領域５８を除いた部分である。

なお、障害物の検出にとっては、Ｙ軸方向における中心付近の領域に関しては、Ｘ軸方向において広い検出範囲が必要である。しかしながら、Ｙ軸方向における中心から上下方向に多少外れた領域の情報は補助的に使用する情報である為、Ｙ軸方向における中心から上下方向に多少外れた領域に関しては、Ｘ軸方向における検出範囲が多少狭くても問題はない。但し、もしＹ軸方向における中心から上下方向に多少外れた領域の情報も必要であれば、上記領域１１，１３のＸ軸方向における長さ１９ａ，１９ｂを、上記領域１２のＸ軸方向における長さ１９と同じ長さにすれば良いことは言うまでもない。

以下、本第１実施形態に係るスキャナ装置における投光スポットの投光位置制御について、図１０を参照して説明する。

まず、図１０に示すように、上記投光レンズ１０のレンズ位置と連動する上記スリット２を通った上記発光ダイオード３１からの光が、上記ポジションセンサ２９に投影される。

次に、位置演算部２００によって、上記ポジションセンサ２９の出力が明るさで正規化され且つばらつきの補正が行われ、上記投光レンズ１０の現在位置の位置演算が行われる。

そして、位置エラー演算部２１０によって、上記位置演算部２００が取得した上記投光レンズ１０の現在位置と、上位の制御装置２２０から指示された移動位置との差が求められ、位置エラー演算が行われる。

さらに、サーボ演算部２３０によって、上記位置エラー演算の演算結果に位相補償などのサーボ演算が施される。そして、上記サーボ演算部２３０によるサーボ演算によって得られた信号が、ドライバ２４０によって増幅され、上記コイル３ａ，３ｂに加えられる。このコイル３ａ，３ｂによって、上記投光レンズ１０が移動させられる。

ここで、上記コイル３ａ，３ｂによって、上記投光レンズ１０が移動させられる原理について説明する。

まず、上記磁石３４ａの極性は、図６に示した通りである。すなわち、上記磁石３４ａによる磁界の向きは、矢印５９で示すように上記磁石３４ａから内ヨーク３２ａに向かう向きである。上記磁石３４ａより上記内ヨーク３２ａに向かった磁束は、上記内ヨーク３２ａと上記外ヨーク３５ａの接している部分より上記外ヨーク３５ａに行き、そして上記磁石３４ａへと戻っている。このような形で上記磁石３４ａ、上記内ヨーク３２ａ、上記外ヨーク３５ａは磁気回路を形成している。上記磁石３４ａと上記内ヨーク３２ａとの間にあるコイル３ａの辺６０は、上記磁石３４ａによる磁界から力を受ける。すなわち、上記コイル３ａは、上記辺６０を流れる電流の向き及び上記磁石３４ａによる磁界の向き５９の両方に直交する向きであるＸ軸方向に力を受けて駆動する。なお、上記コイル３ｂの駆動原理については、上記コイル３ａの駆動原理と同様であるので、ここでは説明を省略する。

ここで、上記コイル３ａ及び上記コイル３ｂは、それぞれ磁界から受ける力の方向が互いに同じ方向となるように配線されている。これにより、上記コイル３ａ，３ｂに電流が流されると、上記コイル３ａ、３ｂが互いに同じ方向に駆動力を受け、上記ホルダ１及び上記投光レンズ１０が移動する。

このようにして上記投光レンズ１０を移動させた結果、上記位置エラーが所定の誤差以下となった場合には、上記投光レンズ１０が所定の位置になったことが、上記サーボ演算部２３０内のサーボ演算制御回路（不図示）によって、上記上位の制御装置２２０に報告される（図１０に示すブロック図には不図示）。この報告の後、上記上位の制御装置２２０によって、レーザードライバ回路（不図示）に対して、上記レーザーダイオード２２を発光させる旨の指示が出される。そして、上記レーザーダイオード２２によって、所望の位置にスポットが投光される。

以上説明したように、本第１実施形態によれば、低コストで生産することができ且つ投光スポットを２方向に移動させることができる車載用測距装置に用いるスキャナ装置を提供することができる。

具体的には、上記投光レンズ１０において、Ｘ軸方向に沿って複数の領域すなわち領域１１，１２，１３を設ける。ここで、上記の各領域１１，１２，１３の形状及び配置を、上述したような形状及び配置としたことで、上記の各領域１１，１２，１３による投光スポットを、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向に移動させることが可能でありながら、上記投光レンズ１０を支持する機構、駆動する機構、及び駆動制御する回路（図１０に示す回路）をＸ軸方向のみに関する１組のみとすることができる。つまり、スキャナ装置の低価格化を実現した。

また、本第１実施形態では、１個の投光レンズ１０に複数の領域１１，１２，１３を設けたが、これら領域１１，１２，１３をそれぞれ別個の３個のレンズとして構成して、上記ホルダ１に固定しても良い。例えば、上記投光レンズ１０の光学面の形状によっては、１個の投光レンズ１０に複数の領域を設けることが難しい場合がある。このような場合には、上記投光レンズ１０を、３個のレンズで構成すれば良い。

ここで、上記領域１１，１２，１３による投光スポットは、図１１に示すようになる。すなわち、上記投光レンズ１０の上記領域１２による投光スポットのＸ軸方向における移動範囲５１より、上記領域１１，１３による投光スポットのＸ軸方向における移動範囲５５，５７を狭くしている。

なお、Ｙ軸方向に関して１箇所のみの投光では検出精度の点で不十分であるが、本第１実施形態のようにＹ軸方向に関して３箇所投光すれば、一般的には十分な精度を得ることができる。

また、上述したように障害物の検出においては、Ｙ軸方向における中心付近の領域に関しては、Ｘ軸方向において広い検出範囲が必要である。しかしながら、Ｙ軸方向における中心から上下方向に多少外れた領域の情報は補助的に使用する情報である為、Ｙ軸方向における中心から上下方向に多少外れた領域に関しては、Ｘ軸方向における検出範囲が多少狭くても問題はない。したがって、上記領域１１，１３による投光スポットのＸ軸方向における移動範囲は、上記領域１２による投光スポットのそれに比べて狭めることが可能である。また、このようにすることで、当該スキャナ装置に必要とされている最小限の性能を確保しつつ、小型化及び低価格化を図ることができる。

ここで、上記ホルダ１は、上記イタバネ４ａ，４ｂによってＸ軸方向に移動可能に支持されているが、上記イタバネ４ａ，４ｂ以外の部材を用いて支持しても良い。また、上記イタバネ４ａ，４ｂとして、金属製のイタバネを用いることで、当該スキャナ装置の更なる低価格化を図ることができる。

なお、本第１実施形態に係るスキャナ装置を搭載した車載用測距装置を例えば車輌に取り付ける場合には、上記Ｘ軸方向は地面に対して水平な方向、上記Ｙ軸方向は地面に対して垂直な方向とする。ここで、車載用測距装置では、当然ながら水平方向において広い範囲の検出が必要である。そこで、本第１実施形態に係るスキャナ装置では、上述したようにＸ軸方向に広く移動可能な構成としている。

また、本第１実施形態に係るスキャナ装置は、上記ホルダ１の位置を検出する為の上記ポジションセンサ２９を具備しており、上述したように上記ホルダ１及び上記投光レンズ１０の位置制御を行うことができる。これにより、上記投光レンズ１０による投光スポットの投光位置の細かな制御が可能となる。しかしながら、当該スキャナ装置に必要とされる性能によっては、このような投光スポットの投光位置の細かな位置制御は不要の場合もある。

なお、上記ポジションセンサ２９及び上記位置演算部２００は高価であるのだが、本第１実施形態に係るスキャナ装置のように上記ポジションセンサ２９及び上記位置演算部２００を１組しか用いない場合には、当該スキャナ装置を低価格化することができる。

また、上記投光レンズ１０をＸ軸方向における一定の範囲内にて振るようにして投光する場合であっても、使用する上記ポジションセンサ２９及び上記制御回路（不図示）を勿論１組のみとすることができるので、当該スキャナ装置を低価格で提供することが出来る。

さらに、本第１実施形態に係るスキャナ装置では、上記投光レンズ１０が静止している時に投光スポットを投光する。すなわち、上記投光レンズ１０が移動中であって、上記レーザーダイオード２２が、例えば上記領域１１と上記領域１２との間、或いは上記領域１２と上記領域１３との間の位置に、レーザー光を投光してしまうような位置関係の時には、上記レーザーダイオード２２を発光させない。

もし、上記投光レンズ１０が移動している時に、上記レーザーダイオード２２が発光すると、上記レーザーダイオード２２が発光したレーザー光が、同時に２箇所の領域に投光されたり、上記の各領域間の縁の部分で乱反射されて迷光となり予期せぬ場所に光が行ってしまう。

しかしながら、本第１実施形態に係るスキャナ装置では、上述したように上記投光レンズ１０が静止してから、上記レーザーダイオード２２を発光させる為、想定していない場所へのレーザー光の到達を防ぐことができ、当該スキャナ装置の性能の劣化を防ぐことができる。また、レーザー光が予期せぬところに投光されることが無いので、安全性も高まる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るスキャナ装置について説明する。以下、上記第１実施形態に係るスキャナ装置と相違する内容を中心に説明する。ここで、上記第１実施形態に係るスキャナ装置と本第２実施形態に係るスキャナ装置との主な相違点は、上記投光レンズ１０の構成である。なお、上記第１実施形態における部品と同様の名称の部品には同様の符号を付す。

図１２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るスキャナ装置において、レーザーダイオード２２からのレーザー光が投光レンズ１０に至るまでの光路を簡略的に示す図である。また、図１２（ｂ），（ｃ）は、上記投光レンズ１０の構成を簡略的に示す図である。

ところで、上記第１実施形態に係るスキャナ装置では、上記投光レンズ１０においては、図８に示すように上記領域１２のＸ軸方向における隣接部に、上記領域１１及び上記領域１３が配されていた。しかしながら、本第２実施形態では、図１２（ｃ）に示すように領域１２’のＹ軸方向における正側に、Ｘ軸方向に沿って並んだ状態で領域１１’と領域１３’とが配置されている。

ここで、上記領域１１’，１２’，１３’は、上記第１実施形態における上記領域１１，１２，１３と同様、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して各々面対称なトーリック面である。

また、上記領域１１’，１３’のＹ軸方向におけるそれぞれの中心１４’，１６’は、上記レーザーダイオード２２からのレーザー光を上記領域１１’または上記領域１３’に入射させる場合の上記レーザー光のＹ軸方向における中心１５’に対して、各々ずれ１７，１８だけＹ軸方向にずらされて配置されている。他方、上記領域１２’のＹ軸方向における中心１５は、上記レーザーダイオード２２からのレーザー光を上記領域１２’に入射させる場合の上記レーザー光のＹ軸方向における中心と一致している。

上記投光レンズ１０には、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、上記レーザーダイオード２２からのレーザー光が、レンズ２５、レンズ２６、及び反射ミラー６４を介して入射する。なお、上記第１実施形態と異なる点として、上記レーザーダイオード２２からのレーザー光が上記投光レンズ１０に入射するまでの光路中に上記反射ミラー６４が挿入されている点が挙げられる。

ここで、上記反射ミラー６４は、軸６５を中心に回動可能に構成されており、コイル６６によって、第１の位置７１と第２の位置７２との２つの位置に切り換え可能となっている。上記反射ミラー６４が上記第１の位置７１にある時には、図１２（ａ）に示すように、上記レーザーダイオード２２からのレーザー光６７は、上記反射ミラー６４で反射して光路６８を進み、上記領域１２’に入射する。このとき、上記光路６８を通るレーザー光のＹ軸方向における中心は、図１２（ｃ）に示す中心１５である。

一方、上記反射ミラー６４が上記第２の位置７２にある時には、図１２（ａ）に示すように、上記レーザーダイオード２２からのレーザー光６７は、上記反射ミラー６４で反射して光路６９を進み、上記領域１１’または上記領域１３’に入射する。このとき、上記光路６９を通るレーザー光のＹ軸方向における中心は、図１２（ｃ）に示す中心１５’である。

なお、本第２実施形態に係るスキャナ装置におけるその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。すなわち、例えば上記投光レンズ１０を固定している上記ホルダ１をＸ軸方向に駆動させる為のコイルや磁石、上記ホルダ１を支持する上記イタバネ等に関しては、上記第１実施形態におけるそれらと同様である。

ところで、上記第１実施形態においては、上記領域１１，１２，１３の何れかに上記レーザーダイオード２２からのレーザー光を入射させる際には、上記コイル３ａ，３ｂに電流を流して、上記レーザーダイオード２２からのレーザー光を入射させる領域の切り換え
（上記投光レンズ１０のＸ軸方向への移動）を行う。上記第１実施形態においては、このようにして、上記投光レンズ１０による投光スポットの投光位置を、Ｘ軸方向に関して移動させる。

同様に、本第２本実施形態においても、上記投光レンズ１０による投光スポットの投光位置をＸ軸方向に関して移動させる為に、コイルに電流を流して、上記投光レンズ１０をＸ軸方向に関して移動させる。具体的には、本第２実施形態においても、上記投光レンズ１０による投光スポットの投光位置をＸ軸方向に移動させる為には、上記第１実施形態における上記コイル３ａ，３ｂに対応する不図示のコイルに電流を流す。

なお、本第２実施形態においては、上記領域１１’或いは上記領域１３’と、上記領域１２’との相互間の領域の切り換え（換言すれば、Ｙ軸方向における上記レーザー光の入射領域の切り換え）に関しては、図１３に示すように上記コイル６６に電流を流して、上記反射ミラー６４の位置を変えることによって行う。

以下、上記反射ミラー６４の駆動原理について、図１３を参照して詳細に説明する。

まず、上記反射ミラー６４には磁石７０が固定されている。また、コイル６６は、上記磁石７０を取り囲むようにして巻かれたソレノイドコイル状のコイルである。そして、上記コイル６６に電流が流されると、上記コイル６６の内側には、上記電流の流れる向きによって矢印７４または矢印７５の向きに磁界が発生する。

ここで、図１３に示す矢印７４の向きに磁界が発生すると、上記磁石７０には、上記磁石７０から発生する磁界の向きを矢印７４の向きと一致させるような力が働く。すなわち、この時上記反射ミラー６４は、上記軸６５を中心に、上記位置７１まで回転する。なお、この回転に制限が加えられなければ、上記磁石７０の“Ｎ極”が矢印７４の向きを指し示す状態になるまで、上記磁石７０は回転する。しかしながら、本第２実施形態では、図１３に示すようにストッパ７３ａを設けることで、上記磁石７０が上記位置７１までしか回転しないように構成されている。

ここで、上記コイル６６を流れる電流の向きが逆向きにされると、上記コイル６６の内側に発生する磁界の向きも逆向き（矢印７５で示す向き）となる。この場合、上記磁石７０には、上記磁石７０から発生する磁界の向きを矢印７５と一致させるような力が働く。すなわち、上記反射ミラー６４は、上記軸６５を中心に、上記位置７２まで回転する。なお、この回転に制限が加えられなければ、矢印７５の向きを上記磁石７０の“Ｎ極”が指し示すまで、上記磁石７０は回転する。しかしながら、本第２実施形態では、図１３に示すようにストッパ７３ｂを設けることで、上記磁石７０が上記位置７２までしか回転しないように構成されている。

このように、上記コイル６６を流れる電流の向きにより、上記反射ミラー６４の位置を変えることができる。なお、上記投光レンズ１０のＸ軸方向に関しての位置の制御は図１０に示すような回路によって行われるが、上記反射ミラー６４の位置の制御は、上記上位の制御装置２２０の指示によって、上記コイル６６に流す電流の向きを変えることで行われる。

なお、上記領域１１’，１２’，１３’は、それぞれ上記第１実施形態における上記領域１１，１２，１３と同様な位置にスポットを投光するようになっており、上記第１実施形態と同様に、投光スポットの位置を図１１に示すように移動させることができる。また、以上説明した構成及び動作以外の構成及び動作については、上記第１実施形態に係るスキャナ装置と同様である。

以上説明したように、本第２実施形態によれば、低コストで生産することができ且つ投光領域であるスポットを２方向に移動させることができる車載用測距装置に用いるスキャナ装置を提供することができる。

具体的には、本第２実施形態によれば、領域１１’、領域１２’、及び領域１３’を上述したように配置することで、１組の投光レンズ１０を支持する機構、駆動する機構、及び制御する回路（図１０参照）と、上記レーザーダイオード２２より上記投光レンズ１０までの光路の途中に設けた簡単な光路切り換え機構及び回路とによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向における投光スポットの移動を行うことができるスキャナ装置を提供することができる。

すなわち、本第２実施形態に係るスキャナ装置では、複雑な電気回路としては図１０に示す回路を１組設ければよく、他には簡単なオープン制御の回路を設ければよい。したがって、図１０に示すような複雑な電気回路を２組用意しなくてはならない従来のスキャナ装置よりも、当該スキャナ装置の低価格化を図ることができる。

なお、本第２実施形態に係るスキャナ装置は、機構的には上記レーザーダイオード２２より上記投光レンズ１０までの光路の途中に光路切り換え機構を必要とするが、該光路切り換え機構は工夫次第で安価な構成とすることが可能である。したがって、制御方式で価格がある程度決まってきてしまう電気回路を一組にできることは、低価格化へのメリットが大きい。

また、光路切換の方法としては様々な方法を挙げることができる。しかしながら、本第２実施形態のようにコイルによる電磁力を用いることで、電流の向きの変更または電流の入断によって２つの光路の切換を行う方法が、電気回路及び機構の簡略化や、当該スキャナ装置の低価格化を図る上では有効であると言える。また、他の方法として、ステッパモータを用いることで上記反射ミラー６４等を駆動して光路切り換えを行う方法を挙げることもできる。ここで、ステッパモータはオープン制御で済むので、電気回路及び機構を簡略化することができる。したがって、当該スキャナ装置を低価格化することができる。

なお、本第２実施形態では、１個の投光レンズ１０に複数の領域１１’，１２’，１３’を設けたが、これら領域１１’，１２’，１３’をそれぞれ別個の３個のレンズとして構成し、上記ホルダ１に固定しても良い。例えば上記投光レンズ１０の光学面の形状によっては、１個の投光レンズ１０に複数の領域を設けることが難しい場合がある。このような場合には、上記投光レンズ１０を、３個のレンズで構成すれば良い。

また、Ｙ軸方向に関して１箇所のみの投光では検出精度の点で不十分であるが、本第２実施形態のようにＹ軸方向に関して３箇所投光すれば、上述したように一般的には十分な精度を得ることができる。

また、Ｙ軸方向の切り換えは２つの光路の切り換えが先に述べたように、電気回路も機構も簡単にすることができる。このような領域の配置とすることで、必要最小限の性能を確保しつつ、装置を小型化でき、低価格化も図ることができる。

以上、第１実施形態及び第２実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。

例えば、上記投光レンズ１０を固定している上記ホルダ１を、Ｘ軸方向に駆動させる為の上記コイル３ａ，３ｂ及び上記磁石３４ａ，３４ｂの配置に関しては、上述した以外にも種々の配置が考えられる。また、上記コイル３ａ，３ｂ及び上記磁石３４ａ，３４ｂとして、２組の磁石及びコイルを設けた例を説明したが、１組の磁石及びコイルでも良いことは言うまでもない。

さらに、上記第１実施形態及び上記第２実施形態においては、コイル３ａ，３ｂの中を、それぞれ内ヨーク３２ａ，３２ｂが通る構成となっているが、Ｎ極とＳ極とが表面に並んだいわゆる異極着磁の磁石に巻き心方向が磁石の表面に垂直な扁平コイルを対向させたような形なども考えられる。

また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態においては、可動部に発光ダイオード３１、非可動部にポジションセンサ２９を固定する構成としていたが、逆に、可動部にポジションセンサ２９、非可動部に発光ダイオード３１を固定するという構成としても良い。

なお、位置センサとして用いる素子は、上記発光ダイオード３１と上記ポジションセンサ２９とに限られることはなく、他の素子を用いても勿論良い。例えば、縞模様のスケールを光学的に読み取る構成の位置センサを用いても良い。また、光学系の構成に関しても、上述した構成に限られるものではないことは勿論である。例えば、上記投光レンズ１０以外に更にレンズ（不図示）を２枚設ける構成としても良い。すなわち、上記投光レンズ１０にカップリングレンズ等を組み合わせた構成としても良い。

さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

図１は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置の前方からの斜視図。 図２は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置の後方からの斜視図。 図３は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置の分解斜視図。 図４は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置（図１に示す部品の状態）を図８に示すＡ−Ａラインで切断した場合の断面図。 図５は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置（図１に示す部品の状態）を図８に示すＢ−Ｂラインで切断した場合の断面図。 図６は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置（図１に示す部品の状態）を図８に示すＣ−Ｃラインで切断した場合の断面図。 図７は、一部部品を外した状態である本第１実施形態に係るスキャナ装置の前方からの斜視図。 図８は、一部部品を外した状態である本第１実施形態に係るスキャナ装置の前面図。 図９は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置の使用法を説明する図。 図１０は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置の電気系のブロック図。 図１１は、本発明の第１実施形態に係るスキャナ装置の投光パターンを説明する図。 図１２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るスキャナ装置において、レーザーダイオード２２からのレーザー光が投光レンズ１０に至るまでの光路を簡略的に示す図。図１２（ｂ），（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るスキャナ装置の上記投光レンズ１０の構成を簡略的に示す図。 図１３は、反射ミラーの駆動原理を説明する図。 図１４は、投光レンズの駆動方向を左右方向のみに限った場合のスキャナ装置による検出範囲を示す図。

符号の説明

３ａ，３ｂ…コイル、４ａ，４ｂ…イタバネ、５…ベース、６ａ，６ｂ…凹部、７ａ，７ｂ…端、７Ａ，７Ｂ…シリコーンゲル、７，８…穴、９…レンズ、１０…投光レンズ、２１…イタ、２２…レーザーダイオード、２３ａ，２３ｂ…ビス、２４…ワク、２５，２６…レンズ、２７…ビス、２８…キバン、２９…ポジションセンサ、３０ａ，３０ｂ…ビス、３１…発光ダイオード、３２ａ，３２ｂ…内ヨーク、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ…ビス、３４ａ，３４ｂ…磁石、３５ａ，３５ｂ…外ヨーク、３６ａ，３６ｂ…凹部、３７…キバン、３８…穴、３９ａ，３９ｂ…ビス、４０ａ，４０ｂ…穴、６４…反射ミラー、６５…軸、６６…コイル、７３ａ，７３ｂ…ストッパ、２００…位置演算部、２１０…位置エラー演算部、２２０…制御装置、２３０…サーボ演算部、２４０…ドライバ。

Claims (15)

1. 光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、
   上記光学素子は、上記第１の方向に沿って複数個の領域を有し、
   上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向及び各領域において上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に移動させることを特徴とするスキャナ装置。
2. 光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、
   上記ホルダには、上記第１の方向に沿って複数個の上記光学素子が固定されており、
   上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向及び各光学素子において上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に移動させることを特徴とするスキャナ装置。
3. 上記複数個とは３個であって、
   上記光学素子の有する３個の領域のうち何れか１つの領域による上記発光手段からの光の投光位置の第１の方向への変化量を、他の２つの領域による上記発光手段からの光の投光位置の第１の方向への変化量より大きくすることを特徴とする請求項１に記載のスキャナ装置。
4. 上記複数個とは３個であって、
   上記ホルダに固定された３個の光学素子のうち何れか１つの光学素子による上記発光手段からの光の投光位置の第１の方向への変化量を、他の２つの光学素子による上記発光手段からの光の投光位置の第１の方向への変化量より大きくすることを特徴とする請求項２に記載のスキャナ装置。
5. 光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、
   上記光学素子は、上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に沿って複数の領域を有し、
   上記発光手段からの光の進行方向を変化させることで、上記第２の方向に沿って配された上記複数の領域の何れかに入射させ、
   上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向に移動させ、各領域において上記第２の方向に移動させることを特徴とするスキャナ装置。
6. 光学素子と、上記光学素子を固定するホルダと、上記ホルダを第１の方向に移動可能に支持する支持手段と、上記ホルダを上記第１の方向に駆動する駆動手段と、上記光学素子に入射する光を発光する発光手段と、を具備する車載用測距装置における投光用のスキャナ装置であって、
   上記ホルダには、上記第１の方向と異なる方向である第２の方向に沿って複数の光学素子が固定されており、
   上記発光手段からの光の進行方向を変化させることで、上記第２の方向に沿って配された上記複数の光学素子の何れかに入射させ、
   上記ホルダに固定された上記光学素子を、上記駆動手段によって上記第１の方向に移動させることで、上記光学素子による上記発光手段からの光の投光位置を、上記第１の方向に移動させ、各光学素子において上記第２の方向に移動させることを特徴とするスキャナ装置。
7. 上記支持手段は、金属から成るイタバネであることを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１つに記載のスキャナ装置。
8. 上記支持手段は、樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１つに記載のスキャナ装置。
9. 上記ホルダの上記第１の方向における移動距離を検出する為の位置センサを更に具備することを特徴とする請求項１乃至８のうち何れか１つに記載のスキャナ装置。
10. 上記発光手段からの光を反射するミラーと、
    上記ミラーを駆動する為のステッパモータと、
    を更に具備することを特徴とする請求項５または６に記載のスキャナ装置。
11. 上記発光手段からの光の進行方向を変化させる為に、電流の入断或いは電流の方向切換によって２方向に向きを切り換えることができる電磁力を用いることを特徴とする請求項５または６に記載のスキャナ装置。
12. 上記光学素子は、第１の領域、第２の領域、及び第３の領域の３個の領域を有し、
    上記第１の領域と上記第２の領域と、及び上記第１の領域と上記第３の領域とは、上記第２の方向に沿って配され、上記第２の領域と上記第３の領域とは、上記第１の方向に沿って配されていることを特徴とする請求項５に記載のスキャナ装置。
13. 上記ホルダには、第１の光学素子、第２の光学素子、及び第３の光学素子の３個の光学素子が固定され、
    上記第１の光学素子と上記第２の光学素子と、及び上記第１の光学素子と上記第３の光学素子とは、上記第２の方向に沿って配され、上記第２の光学素子と上記第３の光学素子とは、上記第１の方向に沿って配されていることを特徴とする請求項６に記載のスキャナ装置。
14. 上記第１の方向とは、当該スキャナ装置が車輌に搭載された場合においては、地面に対して水平な方向であることを特徴とする請求項１乃至１３のうち何れか１つに記載のスキャナ装置。
15. 上記駆動手段による上記ホルダの駆動中においては、上記発光手段の発光を停止させることを特徴とする請求項１乃至１４のうち何れか一つに記載のスキャナ装置。

Images