以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図1は、実施形態に係るセンサ装置10を示す図である。本図に示す例では、説明のため、センサ装置10は、XY直交座標の原点に置かれている。センサ装置10は、送信器100及び受信器200を備えている。
送信器100は、電磁波を射出可能であり、例えばレーザダイオード(LD)である。一例において、送信器100からの電磁波は、光(例えば、赤外線、可視光又は紫外線)である。この例において、センサ装置10は、LIDAR(LIght Detection And Ranging)として機能することができる。他の例において、送信器100からの電磁波は、電波である。この例において、センサ装置10は、RADAR(RAdio Detction And Ranging)として機能することができる。
受信器200は、センサ装置10の外部の第1角度範囲AR(角度θ1)からの電磁波を検出可能であり、例えばフォトダイオード(PD)、より具体的には例えばアバランシェフォトダイオード(APD)である。第1角度範囲ARは、センサ装置10を中心として回転している。一例において、第1角度範囲ARは、一定の範囲内で振動している。他の例において、第1角度範囲ARは、時計回り又は反時計回りの一方向にのみ回転している。本図に示すタイミングにおいて、第1角度範囲ARは、センサ装置10を中心として角速度ωで時計回りに回転している。角速度ωは、時間に依存して変動してもよいし、又は時間によらず一定であってもよい。
センサ装置10は、電磁波が送信器100から射出されて受信器200に検出されるまでの時間に基づいて、対象物の位置を測定することができる。具体的には、センサ装置10から距離R離れた位置にある対象物によって電磁波が反射する場合、電磁波がセンサ装置10から射出されてセンサ装置10に戻るまでの時間は、2R/c(c:電磁波の速度)である。このため、センサ装置10は、この時間に基づいて、対象物の位置、すなわち距離Rを測定することができる。
図1に示す例において、送信器100からの電磁波は、第1角度範囲ARの外側に向けて射出される。具体的には、本図1に示すタイミングにおいて、第1角度範囲ARは、Y軸に達していない。このタイミングにおいて、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出されており、本図に示す例において、第1方向D1は、Y軸に沿っている。このようにして、本図1に示す例では、送信器100からの電磁波は、第1角度範囲ARの進行方向(本図に示す例では、時計回り方向)に向かって第1角度範囲ARから角度Δθずれた方向に向けて射出されている。
受信器200は、センサ装置10からある程度近い位置で反射した電磁波、具体的には、センサ装置10から距離R1未満離れた位置で反射した電磁波を検出することができない。具体的には、本図1に示すタイミングにおいて電磁波が出射された場合において、センサ装置10から距離R1未満離れた位置でこの電磁波が反射されたとき、電磁波は、第1角度範囲ARがY軸に達する前にセンサ装置10に達する。言い換えると、以下の式(1)が満たされている。
このように、センサ装置10からある程度近い位置で反射した電磁波は、受信器200に検出されない(例えば、後述する図2〜図4の例)。
受信器200は、センサ装置10からある程度遠い位置で反射した電磁波、具体的には、センサ装置10から距離R1以上距離R2以下(R1<R2)離れた位置で反射した電磁波を検出することができる。具体的には、本図に示すタイミングにおいて電磁波が出射された場合において、センサ装置10から距離R1以上距離R2以下離れた位置でこの電磁波が反射したとき、電磁波は、第1角度範囲ARがY軸と重なっているタイミングでセンサ装置10に達する。言い換えると、以下の式(2)が満たされている。
このように、センサ装置10からある程度遠い位置で反射した電磁波は、受信器200に検出される(例えば、後述する図5〜図7の例)。
受信器200は、センサ装置10から相当遠い位置で反射した電磁波、具体的には、センサ装置10から距離R2超離れた位置で反射した電磁波を検出することができない。具体的には、本図に示すタイミングにおいて電磁波が出射された場合において、センサ装置10から距離R2超離れた位置でこの電磁波が反射したとき、電磁波は、第1角度範囲ARがY軸を通過した後にセンサ装置10に達する。言い換えると、以下の式(3)が満たされている。
このように、センサ装置10から相当に遠い位置で反射した電磁波は、受信器200に検出されない(例えば、後述する図8〜図10の例)。
本図1に示す例では、センサ装置10からある程度近い位置で反射した電磁波とセンサ装置10からある程度遠い位置で反射した電磁波を受信器200が同時に検出しないようになっている。具体的には、式(2)を用いて説明したように、受信器200は、センサ装置10からある程度遠い位置で反射した電磁波を検出することができる。これに対して、式(1)を用いて説明したように、受信器200は、センサ装置10からある程度近い位置で反射した電磁波を検出することができない。これにより、センサ装置10からある程度近い位置で反射した電磁波とセンサ装置10からある程度遠い位置で反射した電磁波を受信器200が同時に検出しないようになっている。
一例において、距離R1は5mである。この例において、受信器200は、センサ装置10から5m未満離れた位置で反射した電磁波を検出することができない。
図2〜図4は、図1に示したセンサ装置10の動作の第1例を説明するための図である。図2〜図4において、センサ装置10から伸びる矢印は、センサ装置10から射出された電磁波を示し、対象物OBから伸びる矢印は、対象物OBで反射した電磁波を示す。本例においては、第1方向D1においてセンサ装置10から距離D離れた位置に対象物OBが存在している。距離Dは、距離R1未満(D<R1)である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。なお、このセンシング方法は、プログラムがコンピュータに実行させてもよい。この場合において、プログラムは、記憶媒体に記憶させることができる。後述するセンシング方法も、プログラムがコンピュータに実行させてもよく、このプログラムは、記憶媒体に記憶させることができる。
まず、図2に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図3に示すように、時刻t=Tにおいて、送信器100からの電磁波が対象物OBに達する。言い換えると、本例において、電磁波の速度はD/Tである。
次いで、図4に示すように、時刻t=2Tにおいて、対象物OBから反射した電磁波がセンサ装置10に達する。時刻t=2Tにおいて、第1角度範囲ARは、第1方向D1に未だ達していない。このため、電磁波は受信器200によって検出されない。
図5〜図7は、図1に示したセンサ装置10の動作の第2例を説明するための図である。図5〜図7において、センサ装置10から伸びる矢印は、センサ装置10から射出された電磁波を示し、対象物OBから伸びる矢印は、対象物OBで反射した電磁波を示す。本例においては、第1方向D1においてセンサ装置10から距離2D離れた位置に対象物OBが存在している。距離2Dは、距離R1以上距離R2以下(R1≦2D≦R2)である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
まず、図5に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図6に示すように、時刻t=2Tにおいて、送信器100からの電磁波が対象物OBに達する。言い換えると、本例において、電磁波の速度はD/Tである。
次いで、図7に示すように、時刻t=4Tにおいて、対象物OBから反射した電磁波がセンサ装置10に達する。時刻t=4Tにおいて、第1角度範囲ARは、第1方向D1と重なっている。このため、電磁波は受信器200によって検出される。
図8〜図10は、図1に示したセンサ装置10の動作の第3例を説明するための図である。図8〜図10において、センサ装置10から伸びる矢印は、センサ装置10から射出された電磁波を示し、対象物OBから伸びる矢印は、対象物OBで反射した電磁波を示す。本例においては、第1方向D1においてセンサ装置10から距離3D離れた位置に対象物OBが存在している。距離3Dは、距離R2超(R2<3D)である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
まず、図8に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図9に示すように、時刻t=3Tにおいて、送信器100からの電磁波が対象物OBに達する。言い換えると、本例において、電磁波の速度はD/Tである。
次いで、図10に示すように、時刻t=6Tにおいて、対象物OBから反射した電磁波がセンサ装置10に達する。時刻t=6Tにおいて、第1角度範囲ARは、第1方向D1を既に通過している。このため、電磁波は受信器200に検出されない。
図11は、図1に示したセンサ装置10から電磁波が射出されるタイミングを説明するための図である。本図に示す例において、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出され、送信器100からの次の電磁波は、第2方向D2に向けて射出される。送信器100からの電磁波を射出可能な方向は、時間に依存して変動しており、具体的には、第1角度範囲ARと同期している。
第1方向D1と第2方向D2のなす角度θ2は、第1角度範囲AR(θ1)よりも広く、一例においてθ1の1倍超(θ2>θ1)である。これにより、第1方向D1から反射した電磁波と第2方向D2から反射した電磁波がセンサ装置10に同時に到達しても、これら2つの電磁波を受信器200が同時に検出することがない。
なお、第1方向D1と第2方向D2のなす角度θ2は、上述の条件(θ2>θ1)を満たしていれば、ある程度狭く設定してもよい。これにより、単位時間当たりに射出される電磁波の数が多くなっている。
図12〜図16は、図11に示したセンサ装置10の動作の一例を説明するための図である。図12〜図16において、センサ装置10から伸びる矢印は、センサ装置10から射出された電磁波を示し、対象物OB1から伸びる矢印は、対象物OB1で反射した電磁波を示し、対象物OB2から伸びる矢印は、対象物OB2で反射した電磁波を示す。本例においては、第1方向D1においてセンサ装置10から距離3D離れた位置に対象物OB1が存在している。さらに、第2方向D2においてセンサ装置10から距離D離れた位置に対象物OB2が存在している。距離Dは、距離R1未満(D<R1)である。距離3Dは、距離R2超(R2<3D)である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
まず、図12に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。なお、本図に示すタイミングにおいて、第1方向D1は、第1角度範囲ARの進行方向(本図に示す例では、時計回り方向)に向かって第1角度範囲ARから角度Δθずれている。
次いで、図13に示すように、時刻t=3Tにおいて、送信器100からの電磁波が対象物OB1に達する。言い換えると、本例において、電磁波の速度はD/Tである。
次いで、図14に示すように、時刻t=4Tにおいて、送信器100からの電磁波が第2方向D2に向けて射出される。さらに、時刻t=4Tにおいて、対象物OB1から反射した電磁波は、センサ装置10から距離2D離れた位置に達する。なお、本図に示すタイミングにおいて、第2方向D2は、第1角度範囲ARの進行方向(本図に示す例では、時計回り方向)に向かって第1角度範囲ARから角度Δθずれている。
次いで、図15に示すように、時刻t=5Tにおいて、送信器100からの電磁波が対象物OB2に達する。さらに、時刻t=5Tにおいて、対象物OB1から反射した電磁波は、センサ装置10から距離D離れた位置に達する。
次いで、図16に示すように、時刻t=6Tにおいて、対象物OB1から反射した電磁波と対象物OB2から反射した電磁波が同時にセンサ装置10に達する。一方、時刻t=6Tにおいて、第1角度範囲AR1は、第1方向D1を既に通過しており、第2方向D2に未だ達していない。このため、対象物OB1から反射した電磁波及び対象物OB2から反射した電磁波は、いずれも受信器200に検出されない。
図17は、送信器100からの電磁波を射出可能な方向と送信器100から射出される電磁波のタイミングとの関係の一例を説明するための図である。本図中の上側のグラフ(グラフG1)は、送信器100からの電磁波を射出可能な方向を示している。本図中の下側のグラフ(グラフG2)は、送信器100から射出される電磁波のタイミングを示している。
送信器100からの電磁波を射出可能な方向は、時間に依存して変動しており、グラフG1に示す例においては一定の範囲内で振動している。グラフG1は、当該方向の振動のおおよそ1/4周期を示している。グラフG1に示すように、振動の角速度は、時間に依存して変動しており、グラフG1に示す領域においては時間の経過とともに減少している。グラフG1において、上記方向は、第1期間P1において第1角度A1変化し、第2期間P2において第2角度A2変化している。第2期間P2の時間長は、第1期間P1の時間長と等しい。第2期間P2は、第1期間P1からずれており、グラフG1に示す例においては第1期間P1よりも後の期間である。このため、第2角度A2は、第1角度A1よりも小さくなっている。
グラフG2に示すように、送信器100から射出される電磁波の時間間隔は、時間に依存して変動している。具体的には、第1期間P1内において、送信器100からの電磁波及び次の電磁波は、第1時間間隔I1をおいて射出されており、第2期間P2内において、送信器100からの電磁波及び次の電磁波は、第2時間間隔I2をおいて射出されている。第2時間間隔I2は、第1時間間隔I1よりも長い。これにより、第2時間間隔I2の始期に射出された電磁波の方向と第2時間間隔I2の終期に射出された電磁波の方向のなす角度θ2(2)は、第1時間間隔I1の始期に射出された電磁波の方向と第1時間間隔I1の終期に射出された電磁波の方向のなす角度θ2(1)と実質的に等しくなるようにすることができる。
図11に示した角度θ2と同様にして、角度θ2(1)及びθ2(2)は、いずれも、第1角度範囲AR(θ1)よりも広い。このため、第1時間間隔I1の始期に射出された電磁波と第1時間間隔I1の終期に射出された電磁波が同時にセンサ装置10に戻っても、これら2つの電磁波は受信器200に検出されない。同様にして、第2時間間隔I2の始期に射出された電磁波と第2時間間隔I2の終期に射出された電磁波が同時にセンサ装置10に戻っても、これら2つの電磁波は受信器200に検出されない。
図11に示した角度θ2と同様にして、角度θ2(1)及びθ2(2)は、いずれも、ある程度狭い。このため、さらに、単位時間当たりに射出される電磁波の数が多くなっている。
図18は、図11の変形例を示す図である。本図に示す例において、送信器100からの電磁波は、第1角度範囲ARの内側、具体的には第1角度範囲ARの中心に向けて射出される。具体的には、本図に示すタイミングにおいて、第1角度範囲ARは、Y軸と重なっている。このタイミングにおいて、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出されており、本図に示す例において、第1方向D1は、Y軸に沿っている。このようにして、本図に示す例では、送信器100からの電磁波は、第1角度範囲ARの中心に向けて射出される。
受信器200は、センサ装置10から一定距離以下離れた位置で反射した電磁波、具体的には、センサ装置10から距離R3以下離れた位置で反射した電磁波を検出することができる。具体的には、本図に示すタイミングにおいて電磁波が出射された場合において、センサ装置10から距離R3以下離れた位置でこの電磁波が反射したとき、電磁波は、第1角度範囲ARがY軸に達する前にセンサ装置10に達する。言い換えると、以下の式(4)が満たされている。
これにより、センサ装置10から一定距離以下離れた位置で反射した電磁波は、受信器200に検出される。
受信器200は、センサ装置10から一定距離超離れた位置で反射した電磁波、具体的には、センサ装置10から距離R3超離れた位置で反射した電磁波を検出することができない。具体的には、本図に示すタイミングにおいて電磁波が出射された場合において、センサ装置10から距離R3超離れた位置でこの電磁波が反射したとき、電磁波は、第1角度範囲ARがY軸を通過した後にセンサ装置10に達する。言い換えると、以下の式(5)が満たされている。
これにより、センサ装置10から一定距離超離れた位置で反射した電磁波は、受信器200に検出されない。
本図に示す例において、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出され、送信器100からの次の電磁波は、第2方向D2に向けて射出される。送信器100からの電磁波を射出可能な方向は、時間に依存して変動しており、具体的には、第1角度範囲ARと同期している。
図11に示した例と同様にして、第1方向D1と第2方向D2のなす角度θ2は、第1角度範囲AR(θ1)よりも広い。これにより、第1方向D1から反射した電磁波と第2方向D2から反射した電磁波がセンサ装置10に同時に到達しても、これら2つの電磁波を受信器200が同時に検出することがない。
図11に示した例と同様にして、第1方向D1と第2方向D2のなす角度θ2は、ある程度狭い。これにより、単位時間当たりに射出される電磁波の数が多くなっている。
図19〜図23は、図18に示したセンサ装置10の動作の一例を説明するための図である。図19〜図23において、センサ装置10から伸びる矢印は、センサ装置10から射出された電磁波を示し、対象物OB1から伸びる矢印は、対象物OB1で反射した電磁波を示し、対象物OB2から伸びる矢印は、対象物OB2で反射した電磁波を示す。本例においては、第1方向D1においてセンサ装置10から距離4D離れた位置に対象物OB1が存在している。さらに、第2方向D2においてセンサ装置10から距離D離れた位置に対象物OB2が存在している。距離Dは、距離R3以下(D≦R3)である。距離4Dは、距離R3超(R3<4D)である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
まず、図19に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。なお、本図に示すタイミングにおいて、第1方向D1は、第1角度範囲ARの中心方向と重なっている。
次いで、図20に示すように、時刻t=4Tにおいて、送信器100からの電磁波が対象物OB1に達する。言い換えると、本例において、電磁波の速度はD/Tである。
次いで、図21に示すように、時刻t=6Tにおいて、送信器100からの電磁波が第2方向D2に向けて射出される。さらに、時刻t=6Tにおいて、対象物OB1から反射した電磁波は、センサ装置10から距離2D離れた位置に達する。なお、本図に示すタイミングにおいて、第2方向D2は、第1角度範囲ARの中心方向と重なっている。
次いで、図22に示すように、時刻t=7Tにおいて、送信器100からの電磁波が対象物OB2に達する。さらに、時刻t=7Tにおいて、対象物OB1から反射した電磁波は、センサ装置10から距離D離れた位置に達する。
次いで、図23に示すように、時刻t=8Tにおいて、対象物OB1から反射した電磁波と対象物OB2から反射した電磁波が同時にセンサ装置10に達する。一方、時刻t=8Tにおいて、第1角度範囲AR1は、第1方向D1を既に通過しており、第2方向D2と重なっている。このため、対象物OB1から反射した電磁波は受信器200に検出されず、対象物OB2から反射した電磁波は受信器200に検出される。言い換えると、受信器200は、これら2つの電磁波を同時に検出していない。
以上、本実施形態によれば、センサ装置10からある程度近い位置で反射した電磁波は、受信器200に検出されず、センサ装置10からある程度遠い位置で反射した電磁波は、受信器200に検出される。このため、センサ装置10からある程度近い位置で反射した電磁波とセンサ装置10からある程度遠い位置で反射した電磁波を受信器200が同時に検出しないようにすることができる。
(実施例1)
図24は、実施例1に係るセンサ装置10を示す図であり、実施形態の図1に対応する。
センサ装置10は、送信器100、受信器200及び可動反射器310を備えている。送信器100は、例えばLDである。受信器200は、例えばAPDであり、面212を有している。受信器200は、面212に照射された電磁波を検出可能である。可動反射器310は、例えばMEMS(Micro−ElectroMechanical Systems)振動ミラーであり、第1面312を有している。可動反射器310は、第1面312によって電磁波を反射可能である。なお、一例において、可動反射器310(第1面312)の振動の角速度は、図17のグラフG1に示したように、時間に依存して変動している。
送信器100からの電磁波は、可動反射器310の第1面312によって反射され、センサ装置10の外部に向けて射出される。対象物OBによって反射された電磁波は、可動反射器310の第1面312によって反射され、受信器200で受信(受光)される。ここで、当該対象物OBによって反射された電磁波が、第1角度範囲AR(即ち、受信器200が受信可能な範囲)内である場合に、当該電磁波は受信器200で受信される。言い換えると、受信器200は、送信器100からの電磁波が射出される方向とは異なる方向からの電磁波を検出(受信)可能なように位置している。これにより、送信器100からの電磁波は、第1角度範囲ARの外側に向けて射出される。さらに、送信器100からの電磁波を射出可能な方向は、第1角度範囲ARと同期するようになる。
図25は、図24に示した受信器200が電磁波を検出する方法の一例を説明するための図である。本図に示す例において、受信器200は、電磁波A及び電磁波Bを検出可能であり、電磁波Cを検出不可能である。具体的には、受信器200は、電磁波の中心が面212と重なっている場合、電磁波を検出可能である。
本図に示す例において、電磁波Aの半値全幅スポットの全体が面212と重なっており、このため、電磁波Aの中心は、面212と重なっている。これにより、受信器200は、電磁波Aを検出可能である。
本図に示す例において、電磁波Bの半値全幅スポットの一部(おおよそ半分)は面212と重なっていないものの、電磁波Bの中心は、面212と重なっている。これにより、受信器200は、電磁波Bを検出可能である。
本図に示す例において、電磁波Cの半値全幅スポットのほとんどは面212と重なっておらず、さらに電磁波Cの中心は、面212と重なっていない。これにより、受信器200は、電磁波Cを検出不可能である。
図26〜図29は、図24に示したセンサ装置10の動作の一例を説明するための図である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図2〜図4に示した例において、センサ装置10は、図2に示したタイミングで図26に示すように動作し、図4に示したタイミングで図27に示すように動作する。
まず、図26に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図27に示すように、時刻t=2Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。この電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の一方の側に向けて逸れる。これにより、この電磁波は、受信器200に検出されない。なお、本図27に示される電磁波は、対象物OBが、センサ装置10に近接した位置に存在している場合(実施形態における図2〜図4のように、対象物OBが距離R1未満離れた位置に存在している場合)における対象物OBによって反射された電磁波である。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図5〜図7に示した例において、センサ装置10は、図5に示したタイミングで図26に示すように動作し、図7に示したタイミングで図28に示すように動作する。
まず、図26に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図28に示すように、時刻t=4Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。この電磁波は、受信器200の面212に照射される。これにより、この電磁波は、受信器200に検出される。なお、本図28に示される電磁波は、対象物OBが、センサ装置10の検出可能な範囲内に存在している場合(実施形態における図5〜図7のように、対象物OBが距離R1以上R2以下離れた位置に存在している場合)における対象物OBによって反射された電磁波である。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図8〜図10に示した例において、センサ装置10は、図8に示したタイミングで図26に示すように動作し、図10に示したタイミングで図29に示すように動作する。
まず、図26に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図29に示すように、時刻t=6Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。この電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の他方の側に向けて逸れる。これにより、この電磁波は、受信器200に検出されない。なお、本図29に示される電磁波は、対象物OBが、センサ装置10に相当に遠い位置に存在している場合(実施形態における図8〜図10のように、対象物OBが距離R2超離れた位置に存在している場合)における対象物OBによって反射された電磁波である。
図30〜図32は、図24に示したセンサ装置10から電磁波が射出されるタイミングの一例を説明するための図である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図12〜図16に示した例において、センサ装置10は、図12に示したタイミングで30に示すように動作し、図14に示したタイミングで図31に示すように動作し、図16に示したタイミングで図32に示すように動作する。
まず、図30に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図31に示すように、時刻t=4Tにおいて、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第2方向D2に向けて射出される。
次いで、図32に示すように、時刻t=6Tにおいて、第1方向D1からの電磁波及び第2方向D2からの電磁波が第1面312によって反射される。第2方向D2からの電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の一方の側に向けて逸れる。第1方向D1からの電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の他方の側に向けて逸れる。これにより、これらの電磁波は、受信器200に検出されない。なお、本図32に示される第1方向D1からの電磁波は、対象物OBが、センサ装置10に相当に遠い位置に存在している場合(実施形態における図8〜図10のように、対象物OBが距離R2超離れた位置に存在している場合)における対象物OBによって反射された電磁波であり、本図32に示される第2方向D2からの電磁波は、対象物OBが、センサ装置10に近接した位置に存在している場合(実施形態における図2〜図4のように、対象物OBが距離R1未満離れた位置に存在している場合)における対象物OBによって反射された電磁波である。
(実施例2)
図33は、実施例2に係るセンサ装置10を示す図であり、実施形態の図1に対応する。本実施例に係るセンサ装置10は、以下の点を除いて、実施形態に係るセンサ装置10と同様である。
センサ装置10は、送信器100、受信器200及び可動反射器310を備えている。送信器100は、例えばLDである。受信器200は、例えばAPDであり、面212を有している。受信器200は、面212に照射された電磁波を検出可能である。可動反射器310は、例えばMEMS(Micro−ElectroMechanical Systems)振動ミラーであり、第1面312及び第2面314を有している。第2面314は、第1面312とは異なる方向を向いている。可動反射器310は、第1面312又は第2面314によって電磁波を反射可能である。
送信器100からの電磁波は、可動反射器310の第1面312によってセンサ装置10の外部に向けて反射される。第1角度範囲ARからの電磁波は、可動反射器310の第2面314によって受信器200に向けて反射される。言い換えると、受信器200は、送信器100からの電磁波が射出される方向とは異なる方向からの電磁波を検出可能なように位置している。これにより、送信器100からの電磁波は、第1角度範囲ARの外側に向けて射出される。さらに、送信器100からの電磁波を射出可能な方向は、第1角度範囲ARと同期するようになる。
図34〜図37は、図33に示したセンサ装置10の動作の一例を説明するための図である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図2〜図4に示した例において、センサ装置10は、図2に示したタイミングで図34に示すように動作し、図4に示したタイミングで図35に示すように動作する。
まず、図34に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図35に示すように、時刻t=2Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が可動反射器310の第2面314によって反射される。この電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の一方の側に向けて逸れる。これにより、この電磁波は、受信器200に検出されない。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図5〜図7に示した例において、センサ装置10は、図5に示したタイミングで図34に示すように動作し、図7に示したタイミングで図36に示すように動作する。
まず、図34に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図36に示すように、時刻t=4Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が可動反射器310の第2面314によって反射される。この電磁波は、受信器200の面212に照射される。これにより、この電磁波は、受信器200に検出される。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図8〜図10に示した例において、センサ装置10は、図8に示したタイミングで図34に示すように動作し、図10に示したタイミングで図37に示すように動作する。
まず、図34に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図37に示すように、時刻t=6Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が可動反射器310の第2面314によって反射される。この電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の他方の側に向けて逸れる。これにより、この電磁波は、受信器200に検出されない。
図38〜図40は、図33に示したセンサ装置10から電磁波が射出されるタイミングの一例を説明するための図である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図12〜図16に示した例において、センサ装置10は、図12に示したタイミングで38に示すように動作し、図14に示したタイミングで図39に示すように動作すし、図16に示したタイミングで図40に示すように動作する。
まず、図38に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図39に示すように、時刻t=4Tにおいて、送信器100からの電磁波が可動反射器310の第1面312によって反射される。これにより、送信器100からの電磁波は、第2方向D2に向けて射出される。
次いで、図40に示すように、時刻t=6Tにおいて、第1方向D1からの電磁波及び第2方向D2からの電磁波が第2面314によって反射される。第2方向D2からの電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の一方の側に向けて逸れる。第1方向D1からの電磁波は、受信器200の面212に照射されず、面212から面212の他方の側に向けて逸れる。これにより、これらの電磁波は、受信器200に検出されない。
(実施例3)
図41は、実施例3に係るセンサ装置10を示す図であり、実施形態の図1に対応する。本実施例に係るセンサ装置10は、以下の点を除いて、実施形態に係るセンサ装置10と同様である。
センサ装置10は、送信器100、受信器200及びロータ320を備えている。送信器100は、例えばLDである。受信器200は、例えばAPDである。送信器100及び受信器200は、ロータ320に搭載されている。これにより、送信器100及び受信器200は、ロータ320の回転軸に関してロータ320の角速度と等しい角速度で回転する。言い換えると、ロータ320は、送信器100及び受信器200を回転させる駆動器として機能している。このようにして、送信器100からの電磁波を射出可能な方向は、第1角度範囲ARと同期するようになる。一例において、ロータ320の角速度は、時間によらず一定である。
送信器100及び受信器200は、送信器100からの電磁波を射出可能な方向と受信器200の第1角度範囲ARがセンサ装置10の外側を向くようにロータ320に搭載されている。このため、ロータ320が回転する場合、送信器100及び受信器200は、送信器100からの電磁波を射出可能な方向と受信器200の第1角度範囲ARをセンサ装置10の外側に向けた状態で回転する。
さらに、送信器100及び受信器200は、送信器100からの電磁波を射出可能な方向が受信器200の第1角度範囲ARの外側を向くようにロータ320に搭載されている。これにより、送信器100からの電磁波は、第1角度範囲ARの外側に向けて射出される。
図42〜図45は、図41に示したセンサ装置10の動作の一例を説明するための図である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図2〜図4に示した例において、センサ装置10は、図2に示したタイミングで図42に示すように動作し、図4に示したタイミングで図43に示すように動作する。
まず、図42に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図43に示すように、時刻t=2Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が受信器200に達する。時刻t=2Tにおいて、第1角度範囲ARは、第1方向D1に未だ達していない。これにより、この電磁波は、受信器200に検出されない。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図5〜図7に示した例において、センサ装置10は、図5に示したタイミングで図42に示すように動作し、図7に示したタイミングで図44に示すように動作する。
まず、図42に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図44に示すように、時刻t=4Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が受信器200に達する。時刻t=4Tにおいて、第1角度範囲ARは、第1方向D1と重なっている。これにより、この電磁波は、受信器200に検出される。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図8〜図10に示した例において、センサ装置10は、図8に示したタイミングで図42に示すように動作し、図10に示したタイミングで図45に示すように動作する。
まず、図42に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図45に示すように、時刻t=6Tにおいて、第1方向D1からの電磁波が受信器200に達する。時刻t=6Tにおいて、第1角度範囲ARは、第1方向D1を既に通過している。これにより、この電磁波は、受信器200に検出されない。
図46〜図48は、図41に示したセンサ装置10から電磁波が射出されるタイミングの一例を説明するための図である。本例においては、センサ装置10を用いたセンシング方法が以下のようにして実施されている。
実施形態に係るセンサ装置10が本実施例に係るセンサ装置10と同様である場合、図12〜図16に示した例において、センサ装置10は、図12に示したタイミングで46に示すように動作し、図14に示したタイミングで図47に示すように動作すし、図16に示したタイミングで図48に示すように動作する。
まず、図46に示すように、時刻t=0において、送信器100からの電磁波が第1方向D1に向けて射出される。
次いで、図47に示すように、時刻t=4Tにおいて、送信器100からの電磁波が第2方向D2に向けて射出される。
次いで、図48に示すように、時刻t=6Tにおいて、第1方向D1からの電磁波及び第2方向D2からの電磁波が受信器200に達する。時刻t=6Tにおいて、第1角度範囲AR1は、第1方向D1を既に通過しており、第2方向D2に未だ達していない。これにより、これらの電磁波は、受信器200に検出されない。
以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。