JP2012208059A - レーザレーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】三次元走査可能なレーザレーダ装置において、水平方向に近い方向にレーザ光を走査する場合に水平方向から外れた方向からの外乱光の影響を効果的に抑制し得る構成を提供する。
【解決手段】レーザレーダ装置１には、フォトダイオード２０（受光手段）で受光可能となる視野範囲を変更可能な視野範囲変更手段が設けられている。この視野範囲変更手段は、集光レンズ６２からフォトダイオード２０までの経路長さを調整すること視野範囲を変更しており、偏向部４１からのレーザ光Ｌ１の方向が第１方向（水平方向とのなす角度が相対的に大きくなる方向）に設定されている場合には、視野範囲を相対的に広い第１範囲に設定し、レーザ光Ｌ１の方向が第２方向（水平方向とのなす角度が相対的に小さくなる方向）に設定されている場合には、視野範囲を第１範囲よりも狭い第２範囲に設定している。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザレーダ装置に関するものである。

レーザ光を用いて物体を検出する技術として、例えば特許文献１のような装置が提供されている。この特許文献１の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に、レーザ光を透過させ、かつ検出物体からの反射光を検出手段に向けて反射する光アイソレータを設けている。さらに、光アイソレータを透過するレーザ光の光軸上において当該光軸方向の中心軸を中心として回動する凹面鏡を設け、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、検出物体からの反射光を光アイソレータに向けて反射させることで３６０°の水平走査を可能としている。

特許文献１の技術では、凹面鏡の回動により３６０°の水平走査を可能とし、検出領域（レーザ光による走査がなされる領域）を装置の周囲全体に拡大しているが、検出領域が平面に限定されてしまうという問題がある。即ち、凹面鏡から空間に向けて反射されたレーザ光は所定平面（走査平面）内で走査がなされるため、その走査平面から外れた領域については検出不能となる。従って、走査平面から外れた検出物体は検出することができず、また、走査平面内に検出物体が存在する場合であってもその検出物体を立体的に把握することはできなかった。

このような問題を解消し、三次元的な走査を可能とする技術として、特許文献２のような技術が提供されている。例えば、特許文献２の三次元測距装置では、所定の回転軸線（Ｐ１）を中心として回転する回転体（８）を備えた二次元測距装置（１００）と、この二次元測距装置（１００）を第一軸心（Ｐ１）と斜交する第二軸心（Ｐ２）周りに回転駆動する第二回転機構（２０）とが設けられている。そして、第二回転機構２０には、第二軸心（Ｐ２）と直交する第三軸心（Ｐ３）周りに揺動支持する第一ブラケット（２２）と、第一軸心（Ｐ１）上の所定位置にフリージョイント機構（２４）を介して連結された回転アーム（２４）とが設けられ、回転アーム（２４）を駆動機構（２８）によって回転駆動することにより、第一軸心（Ｐ１）のロール角度（α）及びピッチ角度（β）を変化させ、これにより、二次元測距装置（１００）全体を揺動させて三次元走査を行っている。

特許２７８９７４１号公報 特開２００８−１３４１６３公報

上記特許文献２のような技術により三次元的にレーザ走査を行えば、水平方向に限定されていたレーザ走査範囲を高さ方向に広げることができ、用途や利便性を格段に高めることができる。しかしながら、このように高さ方向の走査の自由度が高まると、特許文献１のような水平走査ではあまり問題とならなかった新たな課題が生じることになる。

例えば、レーザレーダ装置を屋外等に配置して物体検出を行う場合、特許文献１のような水平走査タイプのものでは、反射光が発生する位置（即ち、物体にレーザ光が照射される位置）が水平走査エリア上に限定されるため、外部空間における視野範囲（受光センサによって受光可能となる範囲）は、水平走査エリア上で生じる反射光を検出できる程度であればよい。従って、一般的には、視野範囲はそれほど広く設定する必要が無く、視野範囲の上方側の境界はそれほど高く設定しなくても足りるため、上方側からの外乱光（太陽光等）がそれほど問題とはなりにくかった。

これに対し、特許文献２のようにレーザ光を三次元的に走査することで物体検出を行う場合、走査範囲が上下方向に広がることに伴い、これに合わせて受光可能となる視野範囲を広げざるを得ない。しかしながら、このように受光可能な視野範囲を広げてしまうと、視野範囲の拡張に起因して、水平方向から外れた側からの外乱光（例えば、上方側からの太陽光等）が受光され易くなることが懸念される。

例えば、水平方向の走査だけでなく、これよりも高い方向にもレーザ光を走査し得るように三次元走査可能に構成する場合、水平走査時に物体から戻ってくる反射光だけでなく、高さ方向の走査レベルが最大・最小の場合においても物体から戻ってくる反射光を受光できるように、受光センサでの受光角度範囲をある程度広く設定し、外部空間での視野範囲（受光センサで受光可能となる範囲）を広げる必要がある。しかしながら、このように視野範囲を広げる場合、水平方向走査時に、レーザ走査に応じた物体からの正規の反射光だけでなく、レーザ走査とは関係のない上方側からの外乱光が取り込まれる可能性が高くなり、正規の反射光と外乱光とが区別できなくなってしまう虞がある。特にレーザレーダ装置を屋外に配置して三次元的なレーザ走査を行う場合、水平走査時であっても、光量が大きくレーザ光と同波長或いは近似波長の成分を有する太陽光が外乱光として入り込んでしまい、正確な物体検出が阻害される可能性がより大きくなる。

また、上記のような問題はレーザレーダ装置を屋外に配置する場合に限られるものではなく、水平方向から外れた上方側或いは下方側に外乱光を生じさせる要素が存在する場合（レーザレーダ装置の設置位置の上方側に外乱光となりうる照明光源などが存在する場合等）には同様の問題が生じる可能性がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、水平方向に近い方向及び水平方向から外れた方向にレーザ光を照射し得る三次元走査可能なレーザレーダ装置において、水平方向に近い方向にレーザ光を走査する場合に水平方向から外れた方向からの外乱光の影響を効果的に抑制し得る構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、
レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
所定の中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部と、前記偏向部を回転駆動する駆動手段とを備え、前記偏向部を回転させつつ前記レーザ光発生手段にて発生した前記レーザ光を前記偏向部により外部空間に向けて偏向させる回転偏向手段と、
前記偏向部を介して前記外部空間に照射される前記レーザ光の水平方向に対する向きを、少なくとも、前記レーザ光が前記水平方向に対して斜めを向く第１方向と、前記第１方向のときよりも前記レーザ光と前記水平方向とのなす角度が小さい第２方向とに変更する照射方向変更手段と、
前記偏向部により前記外部空間に向けて偏向された前記レーザ光が前記外部空間に存在する物体で反射したときに当該物体からの反射光を装置内に定められた誘導経路に沿って誘導する構成をなし、且つ前記誘導経路の途中に前記反射光を集光する集光部を有してなる誘導手段と、
前記誘導手段によって誘導された前記反射光を受光する受光手段と、
前記集光部及び前記受光手段の少なくともいずれかを移動させて前記誘導経路における前記集光部から前記受光手段までの経路長さを変更することで、前記受光手段で受光可能となる前記外部空間での視野範囲を変更する視野範囲変更手段と、
を備え、
前記視野範囲変更手段は、前記照射方向変更手段により前記レーザ光の方向が前記第１方向に設定されている場合には、前記視野範囲を第１範囲に設定し、前記レーザ光の方向が前記第２方向に設定されている場合には、前記視野範囲を第２範囲に設定し、前記第１範囲よりも前記第２範囲の方が視野範囲が狭くなるように、前記集光部から前記受光手段までの前記経路長さを調整することを特徴とする。

請求項１の発明では、受光手段で受光可能となる外部空間での視野範囲を変更可能な視野範囲変更手段が設けられており、この視野範囲変更手段は、集光部から受光手段までの経路長さを調整すること視野範囲を変更しており、照射方向変更手段によりレーザ光の方向が第１方向（水平方向とのなす角度が相対的に大きくなる方向）に設定されている場合に、視野範囲を第１範囲に設定し、レーザ光の方向が第２方向（水平方向とのなす角度が相対的に小さくなる方向）に設定されている場合に、視野範囲を第１範囲よりも狭い第２範囲に設定している。
この構成では、水平方向に対する傾きが相対的に大きい斜め上向き、或いは斜め下向き（第１方向）にレーザ光が照射されるときに、視野範囲を相対的に広く設定することができ、この照射方向から返ってくる正規の検出光（照射したレーザ光が物体で反射した反射光）を受光しやすくなる。従って、水平方向付近のみならず、水平方向から離れた斜め上向き或いは斜め下向き（第１方向）へのレーザ走査及び当該方向での物体検出を可能とすることができる。
一方、水平方向に対する傾きが相対的に小さい水平方向近く（第２方向）にレーザ光が照射されるときには、視野範囲を相対的に狭く設定することができるため、水平方向近くの向きにレーザ光を照射して物体検出を行う場合には、当該レーザ光の照射方向から大きく離れた上方側或いは下方側からの外乱光を極力受光させないようにすることができる。このように外乱光の影響を確実に抑えることができるため、外乱光に起因する物体検出の誤判断（例えば、物体が存在しないのに外乱光の影響によって物体検出がなされたと誤判断する場合等）、或いは外乱光に起因する検出漏れ（例えば、物体から正規の反射光が生じているのに、この反射光が外乱光にかき消されてしまう場合等）などをより確実に防止することができ、物体検出の精度を高めることができる。

請求項２の発明では、回転偏向手段が、誘導手段の少なくとも一部として構成されている。また、偏向部が凹面鏡によって構成されており、この凹面鏡は、レーザ光発生手段からのレーザ光を外部空間側に偏向し、且つ検出物体からの反射光を集光しつつ受光手段側に誘導するように構成されている。そして、視野範囲変更手段は、受光手段を移動させて凹面鏡から受光手段までの経路長さを変更することで外部空間での視野範囲を変更するように構成されている。
このように、集光機能を有する凹面鏡を用い、受光手段を移動させて凹面鏡から受光手段までの経路長さを変更し得る構成とすれば、凹面鏡から受光手段に至るまでの経路に専用の集光手段を設ける必要が無く、或いは、設けるとしても大きさや数を少なくすることができ、部品点数の削減、及び装置構成の簡素化を図ることができる。

請求項３の発明では、照射方向変更手段は、レーザ光の向きを第１方向に切り替えた後には、偏向部が少なくとも１周以上回転する間は当該第１方向で維持し、第２方向に切り替えた後には、偏向部が少なくとも１周以上回転する間は当該第２方向で維持するように方向の制御を行っている。そして、視野範囲変更手段は、レーザ光の向きが第１方向で維持される周回では、視野範囲を第１範囲で維持し、レーザ光の向きが第２方向で維持される周回では、視野範囲を第２範囲で維持するように経路長さの切り替え制御を行う構成をなしている。
この構成では、レーザ光の向きが第１方向に切り替わってから偏向部が１周以上回転する間はその方向で維持され、その間、視野範囲は第１範囲で維持されることになる。同様に、レーザ光の向きが第２方向に切り替わってから偏向部が１周以上回転する間はその方向で維持され、その間、視野範囲は第２範囲で維持されることになる。従って、偏向部が１周する間に視野範囲の切り替え制御（即ち、経路長さの切り替え制御）が何回も繰り返されなくなり、切り替え制御に伴う電気的、機械的負荷を確実に低減することができる。
また、上記構成によれば、偏向部の高速化も図りやすくなる。例えば、偏向部が１周する間に視野範囲を複数回切り替える方法を用いた場合、偏向部の周期の数分の一、或いは数十分の一で視野範囲を切り替える必要があり、安価な駆動手段ではこのような高速駆動は困難である。また、視野範囲の切り替えをある程度高速に行うことも考えられるが、このような駆動手段は高価であり、仮にこのような駆動手段を用いたとしても、１周の間に視野範囲を複数回切り替える方法では、偏向部の回転周期を視野範囲の切り替え間隔の何倍、或いは何十倍にする必要があるため、やはり偏向部の高速化は難しい。これに対し、上記構成では、視野範囲の切り替え間隔を偏向部の回転周期以上に長く設定することができるため、視野範囲を高速に切り替え可能な場合は勿論のこと、それほど切り替え間隔が短くない場合であっても偏向部の高速化に対応し易くなる。

請求項４の発明では、検出エリアを設定する設定手段が設けられ、この設定手段は、偏向部の全回転角度範囲の内、所定の回転角度範囲を検出範囲とし、所定の回転角度範囲外を非検出範囲とするように検出エリアを設定している。そして、照射方向変更手段は、レーザ光の向きを第１方向に切り替えた後に、偏向部の回転角度が検出範囲内にある期間を通して第１方向で維持し、第２方向に切り替えた後には、偏向部の回転角度が検出範囲内にある期間を通して第２方向で維持している。そして、視野範囲変更手段は、偏向部の回転位置が非検出範囲にあるタイミングで、集光部から受光手段までの経路長さの変更動作を行うように構成されている。
この構成では、偏向部の回転角度が非検出範囲にある期間を利用して、視野範囲を効率的に切り替えることができ、検出時（偏向部の回転角度が検出範囲にあるとき）には、レーザ光の方向を第１方向或いは第２方向に安定的に維持することができる。また、１周以上に一回のタイミングで視野範囲が切り替えられることになるため、１周の間に視野範囲を複数回切り替える方法と比較して切り替え制御に伴う電気的、機械的負荷を低減しやすく、偏向部の高速化も図りやすくなる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザレーダ装置の概略断面図である。 図２は、図１のレーザレーダ装置における視野範囲切替処理の流れを例示するフローチャートである。 図３（Ａ）は、図１のレーザレーダ装置において、レーザ光の照射の向きが第１方向に設定されているときの視野範囲を概念的に説明する説明図であり、図３（Ｂ）は、レーザ光の照射の向きが第２方向に設定されているときの視野範囲を概念的に説明する説明図である。 図４は、受光手段と集光部との間の距離の可変量を説明する説明図である。 図５は、外部空間で切り替わる視野範囲と外乱光の発生要素との関係を説明する説明図である。 図６（Ａ）は、視野範囲を切り替えないで第１範囲のまま物体検出を行ったときの受光波形の例を概略的に示す波形図であり、図６（Ｂ）は、視野範囲を第２範囲に切り替えて物体検出を行ったときの受光波形の例を概略的に示す波形図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係るレーザレーダ装置の概略断面図である。 図８は、図７のレーザレーダ装置を中心軸と直交する方向に切断した構成を概略的に示す概略断面図である。 図９は、図７の状態から視野範囲を切り替えた後の様子を示す説明図である。

[第１実施形態]
以下、本発明を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（レーザレーダ装置の全体構成）
まず、図１等を参照し、第１実施形態に係るレーザレーダ装置の全体構成について概説する。なお、図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザレーダ装置の概略断面図である。
図１に示すように、レーザレーダ装置１は、レーザダイオード１０と、検出物体からの反射光Ｌ２を受光するフォトダイオード２０とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。

レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、例えば公知のレーザダイオードによって構成されている。このレーザダイオード１０は、図示しない駆動回路からパルス電流の供給を受け、このパルス電流に応じてパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を所定間隔おきに間欠的に投光するものである。

フォトダイオード２０は、例えば、アバランシェフォトダイオード等の公知のフォトダイオードで構成されており、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生したときに、このレーザ光Ｌ１が外部空間に存在する物体で反射した反射光Ｌ２を受光し、電気信号に変換する構成をなしている。なお、検出物体からの反射光Ｌ２については、後述する光学系で設定された視野範囲のものが取り込まれる構成となっており、図１の例では、レーザ光Ｌ１が実線で示す経路を通過する場合には、例えば符号Ｌ２で示す２つのライン間の領域を通る反射光が取り込まれるようになっている。

なお、フォトダイオード１０は、「受光手段」の一例に相当し、後述する誘導手段によって誘導された反射光を受光するように機能する。また、本実施形態では、更にフォトダイオード２０が移動可能に構成されており、このような特徴的構成については後に詳述する。

レーザダイオード１０から照射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を略平行光に変換する機能を有する。

レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路上には、揺動ミラー３１が配置されている。この揺動ミラー３１は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を回転偏向装置４０に向けて反射する構成をなし、且つ揺動可能に構成されている。この揺動ミラー３１は、偏向部４１に対するレーザ光の入射方向を相対的に変化させることで、偏向部４１からの反射の向きを変化させ、空間に照射されるレーザ光Ｌ１と水平面（鉛直方向と直交する仮想平面）とのなす角度を変更するように機能している。

また、この揺動ミラー３１を、多自由度をもって駆動するミラー駆動部が設けられている。このようにミラーを多自由度をもって駆動する技術はガルバノミラー等の分野において公知であるので詳細は省略するが、ミラー駆動部については、例えば、揺動ミラー３１をジンバル、ピボット軸受等で支持することにより、二方向へ回転運動させる構成とすることができる。

図１の例では、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１の出射方向をＸ軸方向とし、回動変更機構４０の中心軸４２ａの方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向として説明している。このような定義において、反射面３１ａとＸＹ平面とのなす角をα、反射面３１ａとＹＺ平面とのなす角をβ、反射面３１ａとＸＺ平面とのなす角をγとした場合、アクチュエータ３６は、これらα、β、γを変更し得るように構成されており、後述する制御部７０がアクチュエータ３６を制御して、α、β、γの値を調整することにより、揺動ミラー３１からのレーザ光Ｌ１の向き、及びレーザ光Ｌ１が偏向部４１に入射するときの入射方向が定まり、これにより空間に照射されるレーザ光Ｌ１と水平面（鉛直方向と直交する仮想平面）とのなす角度が決定されるようになっている。

なお、本実施形態では、制御部７０、揺動ミラー３１、及びアクチュエータ３６が「照射方向変更手段」の一例に相当し、偏向部４１を介して外部空間に照射されるレーザ光Ｌ１の水平方向に対する向きを、少なくとも、レーザ光Ｌ１が水平方向に対して斜めを向く第１方向（例えば、図１の破線Ｌ１’の方向）と、第１方向のときよりもレーザ光Ｌ１と水平方向とのなす角度が小さい第２方向（例えば図１の実線Ｌ１”の方向）とに変更するように機能している。

揺動ミラー３１で反射したレーザ光Ｌ１の光軸上には、回転偏向装置４０が設けられている。この回転偏向装置４０は、「回転偏向手段」の一例に相当するものであり、中心軸４２ａを中心として回転可能に構成された偏向部４１と、偏向部４１を回転駆動するモータとを備え、偏向部４１を回転させつつレーザダイオード１０にて発生したレーザ光Ｌ１を偏向部４１により外部空間に向けて偏向させるように機能している。

回転偏向手段４０は、主として、偏向部４１、支持台４３、軸部４２、モータ５０、回転角度センサ５２によって構成されている。偏向部４１は、平坦な反射面４１ａを備えたミラーとして構成されており、反射面４１ａが斜め上方を向き且つこの反射面４１ａが入射するレーザ光Ｌ１に対して傾斜するように配されている。支持台４３は、偏向部４１を支持する台座として構成されるものであり、モータ５０によって回転される軸部４２に一体的に取り付けられている。軸部４２は、図示しない軸受によって回転可能に支持されつつ、モータ５０の駆動力を受けて回転するように構成されている。

なお、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、偏向部４１における反射光を偏向する偏向領域（偏向部４１における反射面４１ａの領域）が、揺動ミラー３１におけるレーザ光を偏向する偏向領域（揺動ミラー３１における反射面３１ａの領域）よりも十分大きく構成されている。

モータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、例えば公知の直流モータ或いは公知の交流モータによって構成されている。そして、制御部７０からの駆動指示があったときに、図示しないモータドライバによって駆動状態（例えば、回転タイミングや回転速度）が制御されるようになっており、このときに、予め定められた一定の回転速度で定常回転するようになっている。

このモータは、回転駆動軸が軸部４２と一体的に構成されており、軸部４２と偏向部４１とを、中心軸４２ａを回転中心として定常回転させるように構成されている。偏向部４１は、偏向面（反射面４１ａ）と中心軸４２ａとのなす角度θが一定角度（例えば４５°）となるように配置されており、モータ５０の駆動力を受けたときにこの角度θを一定角度で維持しつつ回転するようになっている。

また、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち偏向部４１の回転角度位置）を検出する回転角度センサ５２が設けられている。回転角度センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用できる。

また、回転偏向装置４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光の光路上には、フォトダイオード２０に向けて反射光を集光する集光レンズ６２が設けられ、その集光レンズ６２とフォトダイオード２０の間にはフィルタ６４が設けられている。集光レンズ６２は、偏向部４１からの反射光を集光してフォトダイオード２０に導くように機能している。また、フィルタ６４は、回転偏向装置４０からフォトダイオード２０に至るまでの反射光の光路上において反射光を透過させ且つ反射光以外の光を除去するように機能している。例えば、反射光Ｌ２に対応した特定波長の光（例えば一定領域の波長の光）のみを透過させそれ以外の光を遮断する波長選択フィルタによって構成することができる。

なお、本実施形態では、回転偏向装置４０と集光レンズ６２とが「誘導手段」の一例に相当しており、偏向部４１により外部空間に向けて偏向されたレーザ光Ｌ１が外部空間に存在する物体で反射したときに当該物体からの反射光Ｌ２を装置内に定められた誘導経路に沿って誘導するように機能する。また、集光レンズ６２は、「誘導手段」の一例に相当し、上記誘導経路の途中で反射光Ｌ２を集光するように機能する。

制御部７０は、ＣＰＵを備えたマイクロコンピュータなどの１又は複数の制御回路によって構成されており、上述したレーザダイオード１０の投光動作やモータ５０の回転動作、後述するセンサ移動部２２の駆動動作を制御するように構成されている。また、フォトダイオード２０や回転角度センサ５２に接続されており、これらからの信号を取得可能に構成されている。また、制御部７０には、ＲＯＭ、ＲＡＭ，不揮発性メモリなどの図示しないメモリが接続されており、制御部７０は、このメモリ内の情報の読み出しやメモリに対する書き込みが可能となっている。

また、本実施形態では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、レーザ光偏向部３０、レンズ６０、回転偏向装置４０、モータ５０等がケース３内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース３における偏向部４１の周囲には、当該偏向部４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする導光部４が形成されている。導光部４は、偏向部４１に入光するレーザ光Ｌ１の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ３６０°に亘って構成されており、この導光部４を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板５が配され、防塵が図られている。

更に、本実施形態のレーザレーダ装置１には、フォトダイオード２０の位置を変更し得るセンサ移動部２２が設けられている。このセンサ移動部２２は、例えばリニアアクチュエータによって構成され、制御部７０から出力される信号に応じて動作する構成をなしており、移動対象となるフォトダイオード２０を、集光レンズ６２に近い側の位置（第１位置）と、この第１位置のときよりも集光レンズ６２から遠くなる位置（第２位置）とで往復動させるように構成されている。具体的には、フォトダイオード２０を受光光軸（集光レンズ６２の光軸Ｌｒ）の方向に移動させるように構成されており、集光レンズ６２に近い位置（第１位置）のときでも、集光レンズ６２から遠くなる位置（第２位置）のときでも、フォトダイオード２０の受光面の中心が光軸Ｌｒ上に位置するように変位させている。なお、リニアアクチュエータとしては、公知の様々な種類のものを用いることができ、周知のリニアモータ、リニア振動アクチュエータ、リニア電磁ソレノイドなどを好適に用いることができる。

（物体検出動作）
次に、レーザレーダ装置１で行われる物体の検出処理（監視処理）について基本的な動作を説明する。
図１に示すレーザレーダ装置１では、モータ５０からの駆動力により偏向部４１が一定速度で回転するようになっており、このような回転時に、レーザダイオード１０に対してパルス電流が供給されると、このパルス電流のタイミング及びパルス幅に応じた時間間隔のパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）がレーザダイオード１０から出力される。このレーザ光Ｌ１は、ある程度の広がり角をもった拡散光として投光され、レンズ６０を通過することで平行光に変換される。レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１は、揺動ミラー３１で反射した後、偏向部４１で更に反射し、空間に向けて照射される。

このように偏向部４１から照射されたレーザ光Ｌ１が、外部空間に存在する物体（検出物体）に当たったときには、この検出物体で反射して装置側に戻ってくる反射光の一部（反射光Ｌ２参照）がレーザ光透過板５を介してケース内に入り込み、偏向部４１に入射することになる。偏向部４１は、この反射光Ｌ２をフォトダイオード２０側へ誘導（反射）し、その誘導された反射光Ｌ２は、集光レンズ６２で集光され、フィルタ６４を通過してフォトダイオード２０に入射する。そして、フォトダイオード２０は、このような反射光Ｌ２を受光したとき、その受光した反射光Ｌ２の強度に応じた電気信号（例えば受光した反射光Ｌ２に応じた電圧値）を出力する。

制御部７０は、レーザダイオード１０に対するパルス信号の送信タイミングとフォトダイオード２０からの受光信号が出力されるタイミングとに基づいて、レーザ光Ｌ１の投光から受光までの時間Ｔ（即ち、レーザダイオード１０がパルスレーザ光Ｌ１を出力してからフォトダイオード２０が当該パルスレーザ光に応じた反射光Ｌ２を受光するまでの時間）を測定しており、更に、制御部７０は、この時間Ｔと、既知の光速Ｃとに基づいて、装置内の基準位置（例えば位置Ｐ１）から検出物体までの距離Ｌを算出している。

更に、制御部７０は、アクチュエータ３６の変位量を制御しているため、上記パルスレーザ光Ｌ１が照射されるときの揺動ミラー３１の変位（揺動ミラー３１の反射面３１ａとＸＹ平面とのなす角α、反射面３１ａとＹＺ平面とのなす角β、反射面３１ａとＸＺ平面とのなす角γ）を把握でき、且つ、パルスレーザ光Ｌ１が照射されるときの回転角度センサ５２からの出力値（即ち、パルスレーザ光Ｌ１が照射されるタイミングにおける偏向部４１の基準角度からの回転変位θ）をも把握できるようになっている。このように、揺動ミラー３１の反射面３１ａとＸＹ平面とのなす角α、反射面３１ａとＹＺ平面とのなす角β、反射面３１ａとＸＺ平面とのなす角γが定まり、偏向部４１の回転変位θが定まると、偏向部４１からレーザ光Ｌ１が向かう方向が一の方位に定まるため、制御部７０は、パルスレーザ光Ｌ１の出力時におけるこれら値（α、β、γ、θ）と上記の算出距離Ｌとに基づいて、検出物体の方位を正確に検出できる。

（視野範囲の制御）
次に、視野範囲の制御について説明する。
図２は、図１のレーザレーダ装置における視野範囲切替処理の流れを例示するフローチャートである。図３（Ａ）は、図１のレーザレーダ装置において、レーザ光の照射の向きが第１方向に設定されているときの視野範囲を概念的に説明する説明図であり、図３（Ｂ）は、レーザ光の照射の向きが第２方向に設定されているときの視野範囲を概念的に説明する説明図である。図４は、受光手段と集光部との間の距離の可変量を説明する説明図である。図５は、外部空間で切り替わる視野範囲と外乱光の発生要素との関係を説明する説明図である。図６（Ａ）は、視野範囲を切り替えないで第１範囲のまま物体検出を行ったときの受光波形の例を概略的に示す波形図であり、図６（Ｂ）は、視野範囲を第２範囲に切り替えて物体検出を行ったときの受光波形の例を概略的に示す波形図である。なお、図３、図４では、偏向部４１での反射によって曲げられる受光経路を直線的に表して概念的に説明している。

図２に示すように、レーザレーダ装置１では、検出処理の開始に伴い、水平面に対するレーザ光Ｌ１の傾斜角度を切り替える処理を行う（Ｓ１）。なお、図２の開始処理直後に行われるＳ１の処理では、水平面に対するレーザ光Ｌ１の傾斜角度を例えばデフォルトの角度（図１に示すθ１等）に設定する。

Ｓ１の処理の後には、Ｓ１で設定された傾斜角度に対応する視野範囲に切り替える処理を行う（Ｓ２）。例えば、レーザ光の方向が第１方向（図１の符号Ｌ１’の方向）に設定されている場合には、図３（Ａ）のように、フォトダイオード２０での視野範囲を第１範囲ＡＲ１に設定する。また、Ｓ１でレーザ光の方向が第２方向（図１の符号Ｌ１”の方向）に設定されている場合には、図３（Ｂ）のように、フォトダイオード２０での視野範囲を第２範囲ＡＲ２に設定する。本実施形態では、光軸Ｃを中心とする上下方向の広がりが、第１範囲ＡＲ１よりも第２範囲ＡＲ２の方が狭くなっており、第１範囲ＡＲ１のときに、第２範囲ＡＲ２のときよりも、より上方側及びより下方側を受光可能範囲となるように構成されている。

本実施形態では、制御部７０及びセンサ駆動部２２が「視野範囲切替手段」の一例に相当し、フォトダイオード２０を移動させて誘導経路における集光レンズ６２からフォトダイオード２０までの距離（経路長さ）を変更することで、フォトダイオード２０で受光可能となる外部空間での視野範囲を変更するように機能する。

Ｓ１、Ｓ２の処理の後には、それら処理にて設定された傾斜角度及び視野範囲で検出処理を行う（Ｓ３）。この例では、Ｓ１、Ｓ２で設定された傾斜角度及び視野範囲にて一定の角度範囲の検出処理を行っており、Ｓ２の切り替えが終了した後、所定の開始タイミングとなった時、或いは偏向部４１が所定角度となった時などを起点（回転起点）として当該偏向部４１が一定の角度範囲（例えば１周（３６０°の角度範囲）変位するまで検出エリア内でレーザ走査を行い、上述の方法で検出エリア内の物体を検出している。なお、この検出処理が行われている間にフォトダイオード２０が検出エリア内の物体からの反射光を受光したときには、上述の方法でこの物体の位置及び高さを算出する（Ｓ３）。

このような検出処理は、Ｓ２の処理の後、偏向部４１が一定角度回転するまで継続し、偏向部４１が上記回転起点から一定角度範囲分だけ回転していない段階ではＳ４にてＮｏに進むことになり、Ｓ３の検出処理を繰り返すことになる。一方、偏向部４１において上記回転起点から一定角度範囲分の回転が行われたときには、Ｓ４にてＹｅｓに進み、Ｓ１、Ｓ２に戻って傾斜角度の設定処理及び視野範囲の切り替え処理を行う。

Ｓ４にてＹｅｓに進み、Ｓ１、Ｓ２に戻って処理を行う場合、水平面に対するレーザ光Ｌ１の傾斜角度を、直近のＳ３の処理で設定されていた角度から切り替える。本実施形態では、上述の「照射方向変更手段」により、レーザ光Ｌ１の向きを第１方向（水平面に対する傾斜角度がθ１となる方向）と第２方向（水平面に対する傾斜角度が０となる方向）とに切り替えることができるようになっており、Ｓ１を行う前の直近のＳ３の処理において水平面に対するレーザ光Ｌ１の傾斜角度がθ１に設定されていた場合、このＳ１の処理では、水平面に対するレーザ光Ｌ１の傾斜角度をθ１から０°に切り替える。この場合、直近のＳ３の処理では、傾斜角度θ１に対応する視野範囲（図３（Ａ）に示す第１範囲ＡＲ１）に設定されていたのに対し、その直後のＳ２の処理では、切り替えられた傾斜角度（０°）に対応する視野範囲（図３（Ｂ）に示す第２範囲ＡＲ２）に切り替える。このように視野範囲を切り替えた後には、再び、一定の角度範囲内で物体の検出処理を行うことになる（Ｓ３、Ｓ４）。

なお、Ｓ３で一定の角度範囲でレーザ走査がなされたか否かの判断をする方法としては、例えば、Ｓ２の後の上記開始起点から所定回数のパルス出力が行われたか否かに基づいて判断する方法を用いることができる。或いは、Ｓ１で走査を開始するときには、当該開始時の偏向部４１の回転位置（基準角度に対する回転角度）を図示しないメモリ等に記録しておき、この記録内容に基づいて、偏向部４１が一定範囲回転したか否かを判断してもよい。

上述の「照射方向変更手段」は、レーザ光Ｌ１の向きを第１方向（水平面との傾斜角度θ１の方向）に切り替えた後に、偏向部４１が少なくとも１周以上回転する間、当該第１方向で維持するように制御を行い、レーザ光Ｌ１の向きを第２方向（水平面との傾斜角度０°の方向）に切り替えた後に、偏向部４１が少なくとも１周以上回転する間、当該第２方向で維持するように方向の制御を行っている。そして、上述の「視野範囲変更手段」は、レーザ光Ｌ１の向きが第１方向で維持される周回では、視野範囲を相対的に広い第１範囲ＡＲ１で維持し、レーザ光Ｌ１の向きが第２方向で維持される周回では、視野範囲を相対的に狭い第２範囲ＡＲ２で維持するように経路長さｂ（図４）の切り替え制御を行っている。

また、受光センサ２０と集光レンズ６２間の距離（経路長さ）の距離の最大値ｂは、例えば図４（Ｂ）のような式で設定することができる。この式において、Ｌは、レーザレーダ装置１からの最大検出距離であり、Ｄは、レンズ有効視野径であり、ｆはレンズ焦点距離である。また、Ｓは、最大検出距離でのレーザスポット径であり、θは、垂直方向のスキャン角度（水平面に対する傾斜角度）である。このように、物体を検出すべき境界位置（前方且つ上方の境界位置）の方向の角度θ（第１方向の傾斜角度θ１）、最大検出距離Ｌ、受光レンズの特性等が定まれば、図４（Ａ）のような考えにより、受光センサ２０と集光レンズ６２間の距離ｂを設定し、この境界位置を検出範囲に含むようにすることができる。

（第１実施形態の主な効果）
上述したように、本実施形態では、フォトダイオード２０で受光可能となる外部空間での視野範囲を変更可能な「視野範囲変更手段」が設けられており、この「視野範囲変更手段」は、集光レンズ６２からフォトダイオード２０までの経路長さを調整すること視野範囲を変更している。そして、図１の符号Ｌ１’のように、「照射方向変更手段」によりレーザ光Ｌ１の方向が第１方向（水平面に対する傾斜角度が相対的に大きくなる方向）に設定されている場合には、図３（Ａ）のように集光レンズ６２とフォトダイオード２０の受光面２０ａとの距離を相対的に短く設定し、フォトダイオード２０によって受光可能となる視野範囲を第１範囲ＡＲ１に設定している。このように、水平方向に対する傾きが相対的に大きい斜め上向き（第１方向）にレーザ光が照射されるときに、視野範囲を相対的に広く設定することができるため、この照射方向から返ってくる正規の検出光（照射したレーザ光Ｌ１’が物体で反射した反射光）を受光しやすくなる。従って、水平方向から離れた斜め上向き（第１方向）へのレーザ走査及び当該方向での物体検出を可能とすることができる。

一方、図１の符号Ｌ１”のように、レーザ光Ｌ１の方向が第２方向（水平面に対する傾斜角度が相対的に小さくなる方向）に設定されている場合には、図３（Ｂ）のように、視野範囲を第１範囲ＡＲ１よりも狭い第２範囲ＡＲ２に設定している。これにより、水平方向近く（第２方向）にレーザ光Ｌ１が照射されるときには、視野範囲を相対的に狭く設定することができるため、水平方向近くの向きにレーザ光Ｌ１を照射して物体検出を行う場合には、当該レーザ光Ｌ１の照射方向から大きく離れた上方側或いは下方側からの外乱光を極力受光させないようにすることができる。

このように外乱光の影響を確実に抑えることができるため、外乱光に起因する物体検出の誤判断を効果的に防止することができる。例えば、図５のように屋外で物体を検出しようとする場合に、視野範囲を第１範囲（図５の符号ＡＲ１’参照）に設定したまま第２方向（水平方向付近）にレーザ光を照射して物体Ｗａ、Ｗｂからの反射光を受光すると、これら物体Ｗａ、Ｗｂからの正規の反射光だけでなくエネルギーの大きい太陽光も受光してしまうことになり、図６（Ａ）のように、特に遠距離の物体からの光量の小さい反射光が太陽光にかき消されてしまうことになる。しかしながら、本実施形態では、第２方向（水平方向付近）にレーザ光を照射する場合に、このような太陽光が入り込みやすい上方側を極力視野範囲とせず、検出に必要な水平方向付近に絞って視野範囲（第２範囲）を設定できるため、太陽光等の受光を抑制することができ、このような外乱光に起因する誤検出を効果的に防止することができる。

また、本実施形態において、「照射方向変更手段」は、レーザ光の向きを第１方向（傾斜角度θ１となる方向）に切り替えた後には、偏向部４１が少なくとも１周以上回転する間は当該第１方向で維持し、第２方向（傾斜角度０°となる方向）に切り替えた後には、偏向部４１が少なくとも１周以上回転する間は当該第２方向で維持するように方向の制御を行っている。そして、「視野範囲変更手段」は、レーザ光の向きが第１方向で維持される周回では、視野範囲を第１範囲ＡＲ１で維持し、レーザ光の向きが第２方向で維持される周回では、視野範囲を第２範囲ＡＲ２で維持するように経路長さ（受光面２０ａと集光レンズ６２の間の距離）の切り替え制御を行っている。
この構成では、レーザ光の向きが第１方向に切り替わってから偏向部４１が１周以上回転する間はその方向で維持され、その間、視野範囲は第１範囲ＡＲ１で維持されることになる。同様に、レーザ光の向きが第２方向に切り替わってから偏向部４１が１周以上回転する間はその方向で維持され、その間、視野範囲は第２範囲ＡＲ２で維持されることになる。従って、偏向部４１が１周する間に視野範囲の切り替え制御（即ち、経路長さの切り替え制御）が何回も繰り返されなくなり、切り替え制御に伴う電気的、機械的負荷を確実に低減することができる。
また、上記構成によれば、偏向部４１の高速化も図りやすくなる。例えば、偏向部が１周する間に視野範囲を複数回切り替える方法を用いた場合、偏向部４１の周期の数分の一、或いは数十分の一で視野範囲を切り替える必要があり、安価な駆動手段ではこのような高速駆動は困難である。また、視野範囲の切り替えをある程度高速に行うことも考えられるが、このような駆動手段は高価であり、仮にこのような駆動手段を用いたとしても、１周の間に視野範囲を複数回切り替える方法では、偏向部の回転周期を視野範囲の切り替え間隔の何倍、或いは何十倍にする必要があるため、やはり偏向部４１の高速化は難しい。これに対し、上記構成では、視野範囲の切り替え間隔を偏向部４１の回転周期以上に長く設定することができるため、視野範囲を高速に切り替え可能な場合は勿論のこと、それほど切り替え間隔が短くない場合であっても偏向部の高速化に対応し易くなる。

［第２実施形態]
次に第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係るレーザレーダ装置の概略断面図である。図８は、図７のレーザレーダ装置を中心軸と直交する方向に切断した構成を概略的に示す概略断面図である。図９は、図７の状態から視野範囲を切り替えた後の様子を示す説明図である。

第２実施形態では、集光部として凹面鏡４１を用いている点が第１実施形態と異なっている。本実施形態では、回転偏向装置４０が、「誘導手段」として構成されており、「偏向部」が凹面鏡によって構成されている。この凹面鏡４１は、レーザダイオード１０からのレーザ光を外部空間側に偏向し、且つ検出物体からの反射光を集光しつつ受光手段側に誘導するように構成されている。そして、本実施形態でも、第１実施形態と同様、制御回路７０とセンサ移動部２２とによって「視野範囲変更手段」が構成されており、受光センサ２０を移動させて凹面鏡４１から受光センサ２０までの経路長さを変更することで外部空間での視野範囲を変更するように構成されている。この構成でも、第１実施形態と同様に視野範囲を切り替えることができ、レーザ光が第１方向に照射される場合（図７に示す符号Ｌ１’参照）には、図３（Ａ）と同様に視野範囲を相対的に広い第１範囲ＡＲ１に設定でき、レーザ光が第２方向に照射される場合（図９に示す符号Ｌ１”参照）には、図３（Ｂ）と同様に視野範囲を相対的に狭い第２範囲ＡＲ２に設定できる。なお、図７では、レーザ光が第１方向（図７に示す符号Ｌ１’参照）に照射されるときの反射光Ｌ２の様子を符号Ｌ２’にて概念的に示しており、図９では、レーザ光が第２方向（図９に示す符号Ｌ１”参照）に照射されるときの反射光Ｌ２の様子を符号Ｌ２”にて概念的に示している。

また、本実施形態では、検出エリアを設定する「設定手段」が設けられ、この「設定手段」は、偏向部４１の全回転角度範囲の内、所定の回転角度範囲を「検出範囲」とし、所定の回転角度範囲外を非検出範囲とするように検出エリアを設定している。例えば、図８に示すラインＦ１にレーザ光が照射されるときの偏向部４１の回転位置から、ラインＦ２にレーザ光が照射されるときの偏向部４１の回転位置までの間、前方側にレーザ光が照射されるときの回転角度範囲を検出範囲とし、それ以外の角度範囲（壁部５ｅ、５ｄ、５ｆにレーザ光が照射される角度範囲）を「非検出範囲」としている。

本実施形態では、例えばレーザダイオード１０やレンズ６０を一体的に揺動させるアクチュエータを用い、制御回路７０によってこのアクチュエータを駆動制御することでレーザ光の照射方向を変化させることで凹面鏡４１からのレーザ光の照射方向を変更させることができる。この場合、「照射方向変更手段」に相当する制御回路７０及び図示しないアクチュエータは、レーザ光Ｌ１の向きを第１方向に切り替えた後（図７参照）に、凹面鏡４１の回転角度が上記検出範囲内にある期間を通して第１方向で維持し、「視野範囲変更手段」は、凹面鏡４１の回転位置が上記非検出範囲にあるタイミングで、凹面鏡４１からフォトダイオード２０までの経路長さの変更動作を行うように構成されている。同様に、レーザ光Ｌ１の向きを第２方向に切り替えた後（図９参照）には、凹面鏡４１の回転角度が上記検出範囲内にある期間を通して第２方向で維持している。そして、「視野範囲変更手段」は、凹面鏡４１の回転位置が上記非検出範囲にあるタイミングで、凹面鏡４１からフォトダイオード２０までの経路長さの変更動作を行うように構成されている。

（第２実施形態の主な効果）
第２実施形態に係るレーザレーダ装置２００でも第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、本実施形態では、集光機能を有する凹面鏡４１を用い、フォトダイオード２０を移動させて凹面鏡４１からフォトダイオード２０までの経路長さを変更し得る構成となっている。この構成では、凹面鏡４１からフォトダイオード２０に至るまでの経路に専用の集光手段を設ける必要が無く、或いは、設けるとしても大きさや数を少なくすることができ、部品点数の削減、及び装置構成の簡素化を図ることができる。

また、本実施形態では、凹面鏡４１の回転角度が非検出範囲にある期間を利用して、視野範囲を効率的に切り替えることができ、検出時（偏向部の回転角度が検出範囲にあるとき）には、レーザ光の方向を第１方向或いは第２方向に安定的に維持することができる。また、１周以上に一回のタイミングで視野範囲が切り替えられることになるため、１周の間に視野範囲を複数回切り替える方法と比較して切り替え制御に伴う電気的、機械的負荷を低減しやすく、凹面鏡４１の高速化も図りやすくなる。

［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

第１実施形態では、レーザ光が第１方向に設定され視野範囲が第１範囲にされた状態で３６０°の角度範囲（即ち偏向部が１回転する範囲）でレーザ光の走査及び物体検出を行っているが、例えば、レーザ光を第１方向に設定し且つ視野範囲を第１範囲に設定した状態で、偏向部が複数回転する間、レーザ光の走査及び物体検出を行うようにしてもよい。同様に、レーザ光を第２方向に設定し且つ視野範囲を第２範囲に設定した状態で、偏向部が複数回転する間、レーザ光の走査及び物体検出を行うようにしてもよい。

上記実施形態では、水平面に対するレーザ光の照射角度を２段階に切り替え得る構成を例示したが、水平面に対するレーザ光の傾斜角度を３段階以上の多段階に切り替え得る構成としてもよい。この場合、例えば、直線的に位置調整可能なリニアアクチュエータを用いてフォトダイオード２０の受光面２０ａと集光レンズ６２との距離を多段階に設定できるように構成し、レーザ光の傾斜角度が大きくなるほど視野範囲が広くなるように、視野範囲を多段階に設定出来るようにすると良い。

上記実施形態では、レーザ光を三次元的に走査し得るレーザレーダ装置を例示したが、三次元的に走査する方法は上記の例に限られず、例えば、偏向部を変位させる方法や、ケース全体を変位させる方法など、公知の様々な方法を用いることができる。

１…レーザレーダ装置
１０…レーザダイオード（レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（受光手段）
２２…センサ移動部（視野範囲変更手段）
３１…揺動ミラー（照射方向変更手段）
３６…アクチュエータ（照射方向変更手段）
４０…回転偏向装置（回転偏向手段、誘導手段）
４１…偏向部
４２ａ…中心軸
５０…モータ（駆動手段）
６２…集光レンズ（集光部、誘導手段）
７０…制御部（照射方向変更手段、視野範囲変更手段、設定手段）
２４０…回転偏向装置（誘導手段）
２４１…凹面鏡（偏向部）

Claims (4)

1. レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、
   所定の中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部と、前記偏向部を回転駆動する駆動手段とを備え、前記偏向部を回転させつつ前記レーザ光発生手段にて発生した前記レーザ光を前記偏向部により外部空間に向けて偏向させる回転偏向手段と、
   前記偏向部を介して前記外部空間に照射される前記レーザ光の水平方向に対する向きを、少なくとも、前記レーザ光が前記水平方向に対して斜めを向く第１方向と、前記第１方向のときよりも前記レーザ光と前記水平方向とのなす角度が小さい第２方向とに変更する照射方向変更手段と、
   前記偏向部により前記外部空間に向けて偏向された前記レーザ光が前記外部空間に存在する物体で反射したときに当該物体からの反射光を装置内に定められた誘導経路に沿って誘導する構成をなし、且つ前記誘導経路の途中に前記反射光を集光する集光部を有してなる誘導手段と、
   前記誘導手段によって誘導された前記反射光を受光する受光手段と、
   前記集光部及び前記受光手段の少なくともいずれかを移動させて前記誘導経路における前記集光部から前記受光手段までの経路長さを変更することで、前記受光手段で受光可能となる前記外部空間での視野範囲を変更する視野範囲変更手段と、
   を備え、
   前記視野範囲変更手段は、前記照射方向変更手段により前記レーザ光の方向が前記第１方向に設定されている場合には、前記視野範囲を第１範囲に設定し、前記レーザ光の方向が前記第２方向に設定されている場合には、前記視野範囲を第２範囲に設定し、前記第１範囲よりも前記第２範囲の方が視野範囲が狭くなるように、前記集光部から前記受光手段までの前記経路長さを調整することを特徴とするレーザレーダ装置。
2. 前記回転偏向手段は、前記誘導手段の少なくとも一部として構成され、
   前記偏向部は、前記レーザ光発生手段からの前記レーザ光を前記外部空間側に偏向し、且つ前記検出物体からの前記反射光を集光しつつ前記受光手段側に誘導する凹面鏡によって構成されており、
   前記視野範囲変更手段は、前記受光手段を移動させて前記凹面鏡から前記受光手段までの前記経路長さを変更することで前記外部空間での前記視野範囲を変更することを特徴とする請求項１に記載のレーザレーダ装置。
3. 前記照射方向変更手段は、前記レーザ光の向きを前記第１方向に切り替えた後には、前記偏向部が少なくとも１周以上回転する間は当該第１方向で維持し、前記第２方向に切り替えた後には、前記偏向部が少なくとも１周以上回転する間は当該第２方向で維持するように方向の制御を行い、
   前記視野範囲変更手段は、前記レーザ光の向きが前記第１方向で維持される周回では、前記視野範囲を前記第１範囲で維持し、前記レーザ光の向きが前記第２方向で維持される周回では、前記視野範囲を前記第２範囲で維持するように前記経路長さの切り替え制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザレーダ装置。
4. 前記偏向部の全回転角度範囲の内、所定の回転角度範囲を検出範囲とし、前記所定の回転角度範囲外を非検出範囲とするように検出エリアを設定する設定手段を備え、
   前記照射方向変更手段は、前記レーザ光の向きを前記第１方向に切り替えた後に、前記偏向部の回転角度が前記検出範囲内にある期間を通して前記第１方向で維持し、前記第２方向に切り替えた後には、前記偏向部の回転角度が前記検出範囲内にある期間を通して前記第２方向で維持し、
   前記視野範囲変更手段は、前記偏向部の回転位置が前記非検出範囲にあるタイミングで、前記集光部から前記受光手段までの前記経路長さの変更動作を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザレーダ装置。

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