JP2020190568A - 出射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両から測距対象物までの距離を検出する検出精度を向上させる出射装置等を提供する。【解決手段】レーザ車間距離計は、自車両に装着される。レーザ車間距離計は、前方又は後方である出射方向に光を出射し、出射方向に位置する他車両３を検出する。レーザ車間距離計は、出射ユニットを備える。出射ユニットは、光を出射する領域である出射領域４０に光を集中させて出射する指向特性を有する。出射領域４０は、遠い位置である遠方位置にある他車両３に対応する第一部位４０１の幅が、遠方位置より近い位置にある他車両３に対応し、第一部位４０１より下側の第二部位４０２の左右方向の幅より小さい形状である。【選択図】図５

Description

本発明は、光等を出射する出射装置等に関する。

従来、自動車に装着され、電磁波を出射する出射装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の符号変調方式レーダ測距装置は、符号変調又はスペクトル拡散された電磁波を出射する。符号変調方式レーダ測距装置は、自動車等の測距対象物で反射した電磁波を受信器で受信し、測距対象物までの距離を算出する。

特開平１１−８３９９１号公報

測距対象物までの距離を検出する際に用いられる電磁波としては、例えば、赤外線等の光などが用いられる。自動車の走行車線の左右方向の端部及び外側（以下、単に「走行車線の外側」という。）には、例えば、道路の中央線、路側帯、及び歩道の縁石等に設けられた反射板が存在する。このため、上記の出射装置によって出射された光は、特に、走行車線の外側に設けられた反射板に反射される。よって、出射装置が自動車を検出する場合に、走行車線の外側に設けられた反射板に反射された光を誤検出し、自動車を検出する精度が低下する可能性がある。

本発明の目的は、例えば、車両の検出精度を向上させる出射装置等を提供することなどである。

（１）出射装置は、第一車両に装着され、前記第一車両の前方又は後方である出射方向に光を出射し、前記出射方向に位置する第二車両を検出する出射装置であって、前記光を出射する領域である出射領域に前記光を集中させて出射する指向特性を有する出射部を備え、前記出射領域は、遠い位置である遠方位置に対応する部位である第一部位の左右方向の幅が、前記第一部位より下側の部位である第二部位の前記左右方向の幅より小さい形状である。

直線状の走行車線を走行する第一車両に配置された出射装置から出射方向を見た場合、第二車両は、出射装置から遠い位置にあるほど、上方に位置し、且つ小さくなる。また、走行車線は、出射装置から遠い位置ほど、上方に位置し、且つ左右方向の幅は小さくなる。本発明においては、出射領域は、遠方位置に対応する部位である第一部位の左右方向の幅が、第一部位の下側の部位である第二部位の左右方向の幅より小さい。第一部位は、第二車両が遠方位置にある場合に当該第二車両を検出するための部位である。第二部位は、第二車両が近い位置にある場合に当該第二車両を検出するための部位である。第二車両の大きさと、走行車線の左右方向の幅に合わせて、出射領域が設定されている。このため、出射領域を直線状の走行車線に合わせた場合に、走行車線の外側の反射板に照射される出射領域の光が小さくなる。よって、出射装置から出射された光を検知して第二車両を検出する場合に、走行車線の外側の反射板を誤検出する可能性が低くなる。故に、第二車両の検出精度が向上する。なお、出射領域において、第一部位と第二部位との間は分断されるとよい。また、出射領域は、第一部位から第二部位まで連続するとよい。

なお、例えば、出射部は、光を生成する生成部と、生成部によって生成された光を屈折させて出射領域に光を出射する出射レンズ部とを備える。この場合、出射装置は、出射レンズ部によって光を屈折させることで、出射領域に光を集中させることができる。よって、生成部の形状を、出射領域に光を出射する特殊な形状にする必要がない。よって、生成部のコストを低減できる。なお、生成部は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とすればよい。また、生成部は、特にＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）とするとよい。この場合、出射装置がフロントガラスの内側に装着された場合でも、フロントガラスを透過させて、より遠くの第二車両に光を到達させることができる。

また、出射領域は、四角形であり、左右方向に互いに対向する一対の辺の少なくとも一方が、上方向に向かうほど、出射領域の内側に傾く形状であるとよい。この場合、走行車線の左右方向の少なくとも一方側の反射板に照射される光の輝度が小さくなりやすい。よって、出射装置から出射された光を検知して第二車両を検出する場合に、走行車線の外側の反射板を誤検出する可能性が低くなる。よって、第二車両の検出精度が向上する。

（２）前記出射装置において、前記出射領域は、前記出射方向を法線とする平面に投影される形状が、前記第一部位が上部、前記第二部位が下部となる台形状であるとよい。第一車両に配置された出射装置から走行車線を見た場合、走行車線は台形となる。このため、第二車両に設けられた反射板は、光が集中する台形の範囲に入る場合が多い。よって、出射領域が台形とは異なる形状である場合に比べて、走行車線の外側の反射板に照射される光の輝度が小さくなり易く、かつ、第二車両の反射板に照射される光の輝度が大きくなり易い。故に、出射装置から出射された光を検知して第二車両を検出する場合に、第二車両をより確実に検出できる。

なお、出射領域は、三角形又は四角形であり、左右方向に互いに対向する一対の辺の両方が、上方向に向かうほど、出射領域の内側に傾く形状であるとよい。この場合、走行車線の左右方向の両方の反射板に照射される光の輝度が小さくなりやすい。よって、出射装置から出射された光を検知して第二車両を検出する場合に、走行車線の外側の反射板を誤検出する可能性が低くなる。よって、第二車両の検出精度が向上する。

ところで、出射領域は、走行車線の外側の反射板の影響を排除できる形状の三角形でもよい。しかし、三角形の上側の頂点の部分は点となるので、第一車両が走行車線の中央から左右にずれた場合、第二車両を検出できなくなる可能性が高くなる。そこで、第一車両が走行車線の中央から左右にずれた場合でもより確実に検出できるように、上辺を設け、出射領域を台形としている。台形状の出射領域の上辺の長さは、例えば、第二車両の検出対象距離の位置における走行車線に対応する長さであるとよい。

また、例えば、出射装置は、第一車両において、出射方向が水平方向になるように装着可能な装着部を備えるとよい。また、台形状の出射領域の左右に位置する斜辺の夫々と、出射装置から見た走行車線の左右の線とが平行に近くなるとよい。例えば、台形状の出射領域の左右に位置する斜辺の夫々と、底辺とのなす角が、４５度の場合、出射装置から見た走行車線の左右の線と左右方向とがなす角度が４５度となるように設定するとよい。この場合、走行車線の外側の反射板に照射される光の輝度が小さくなり易く、かつ、第二車両の反射板に照射される光の輝度が大きくなり易い。故に、出射装置から出射された光を検知して第二車両を検出する場合に、第二車両をより確実に検出できる。台形状の出射領域の左右に位置する斜辺の夫々が、出射装置から見た走行車線の左右の線よりもやや外側にあるとよい。この場合、出射装置から見た走行車線の左右の線の外側にある反射板に光が照射され難いとよい。また、望ましくは、台形状の出射領域の左右に位置する斜辺の夫々が、出射装置から見た走行車線の左右の線と同じ位置にあるとよい。さらに望ましくは、台形状の出射領域の左右に位置する斜辺の夫々が、出射装置から見た走行車線の左右の線の内側にあるとよい。また、出射領域は、例えば、幹線道路など、左右方向の幅が比較的広い道路にあわせるとよい。左右方向の幅が広い道路は、自動車の速度が速くなりやすいので、第二車両までの車間距離が、走行の安全性の面で重要になる。その速度が速くなりやすい道路において出射装置が用いられることで、走行の安全性が向上する。

（３）前記出射装置における前記出射領域において、前記第一部位の前記光の輝度は、前記第二部位の前記光の輝度より大きいとよい。この場合、第一部位の光の輝度が、第二部位の光の輝度以下である場合に比べて、より遠くに光を到達させることができる。遠方位置にある第二車両を検出するための第一部位の輝度が大きく、より遠くに光を到達させることができるので、出射装置から出射された光を検知して第二車両を検出する場合に、より遠くの第二車両を検出できる。

（４）前記出射装置は、前記出射部によって出射された前記光が反射した反射光を受光する受光部を備え、前記受光部の上部は、前記出射領域の反射光が入射する領域の上部に沿う形状を有するとよい。この場合、受光部が、光の出射領域の上部に沿う形状を有しない場合に比べて、受光部の受光面積のうち、出射領域に出射された光の受光に使用可能な面積を大きくすることができる。よって、より広い範囲の光を受光することができる。よって、出射装置は、第二車両の検出精度をさらに向上させることができる。

なお、受光部としては、例えば、１つのフォトダイオードが使用される。１つのフォトダイオードが用いられる場合、受光部の受光面積のうち、出射領域に出射された光の受光に使用可能な面積が小さければ、感度が低下する。しかし、本発明のように、受光部が、光の出射領域の反射光が入射する領域の上部に沿う形状とし、出射領域に出射された光の受光に使用可能な面積を大きくすることで、１つのフォトダイオードであっても感度が向上する。よって、出射装置は、第二車両の検出精度をさらに向上させることができる。

（５）前記出射装置において、前記出射領域は、前記出射方向を法線とする平面に投影される形状が、前記第一部位が上部、前記第二部位が下部となる台形状であり、前記受光部は、四角形であり、１の角部が上側に位置するとよい。四角形の受光部の１の角部が上側に位置する場合、上側の角部を形成する２つの辺の両方が、台形状の出射領域の反射光が入射する領域の上部に沿う。このため、四角形の上側の辺が左右方向と平行になるように受光部が配置される場合に比べて、受光部の受光面積のうち、出射領域に出射された光の反射光の受光に使用可能な面積を大きくすることができる。よって、より広い範囲の光を受光することができる。故に、出射装置は、四角形の受光部を使用した状態で、第二車両の検出精度をさらに向上させることができる。

（６）前記出射装置は、前記反射光を前記受光部に導く受光レンズを備え、前記受光レンズは、光学的中心軸を複数有し、前記光学的中心軸は、前記受光部の内側に位置するとよい。ここで、受光部の受光領域を広角化するためには、受光部の面積を大きくしたり、受光レンズの焦点距離を短くしたりするなどの手段が考えられる。受光部の面積を大きくすると、受光部の電気容量が大きくなり、光を受光したときの波形がなまり易くなる。このため、第二車両の検出精度が低下する可能性がある。よって、受光部を大きくすることには、限界がある。また、受光レンズの焦点距離を短くする場合、受光レンズの面積が小さくなり、受光レンズの集光能力が低下する。このため、第二車両の検出精度が低下する可能性がある。このため、受光レンズの焦点距離を短くすることには、限界がある。

本発明では、受光レンズは、光学的中心軸を複数有する。このため、１つの光学的中心軸を有するレンズの場合に比べて、受光部が受光可能な受光領域が大きくなる。すなわち、受光部の面積を大きくすることなく、受光領域を大きくすることができる。受光領域が大きくなるので、より広い範囲に位置する第二車両を検出することができ、第二車両の検出精度が向上する。

また、１つの光学的中心軸を有する場合と比較して、受光レンズが小さくなって集光能力が低下することを抑制しつつ、受光領域を大きくすることができる。受光領域が大きくなるので、より広い範囲に位置する第二車両を検出することができ、第二車両の検出精度が向上する。

（７）前記出射装置において、前記受光レンズは、主レンズと、補助レンズとを備え、前記補助レンズは、前記主レンズの下側に配置され、前記補助レンズの前記光学的中心軸は、前記主レンズの前記光学的中心軸より下側に位置するとよい。この場合、主レンズのみが設けられている場合よりも、より下側の光を受光部に導くことができる。よって、主レンズのみが設けられている場合よりも、受光部が下側の光を受光できる領域が大きくなる。

ここで、出射装置から見た場合、出射装置から第二車両までの距離が遠いほど、第二車両の反射板は、上側に位置し、出射装置から第二車両までの距離が近いほど、第二車両の反射板は下側に位置する。本発明においては、下側の光を受光できる領域が大きくなることで、上下方向における光を受光できる領域が大きくなる。よって、主レンズのみが設けられている場合に比べて、第二車両の反射板を検出できる距離の範囲が大きくなる。また。１つのレンズで受光範囲を大きくする場合に比べて、レンズが大きくなり過ぎない。よって、出射装置が大型化する可能性を低減できる。また、補助レンズは主レンズよりも小さいとよい。

（８）前記出射装置において、前記補助レンズは、前記左右方向に２つ並べて設けられ、一方の前記補助レンズの前記光学的中心軸は、前記主レンズの前記光学的中心軸より前記左右方向の一方側に位置し、他の前記補助レンズの前記光学的中心軸は、前記主レンズの前記光学的中心軸より前記左右方向の他方側に位置するとよい。この場合、補助レンズは、主レンズの下側において、左右方向に２つ並べて設けられている。よって、１つの補助レンズが設けられている場合に比べて、受光領域の下側の部位の受光範囲が左右方向に大きくなる。本発明では、第二部位は、第一部位より下側に位置するので、出射領域の下部の左右方向の幅は、上部の左右方向の幅よりも大きくなる傾向にある。しかし、２つの補助レンズが設けられていることによって、出射領域の下部の幅に合わせて受光範囲を設定することができる。よって、出射領域に出射された光の反射光をより確実に受光することができ、第二車両の検出精度がさらに向上する。また、一方の補助レンズが、他方の補助レンズと左右対称の形状であるとよい。また、一方の補助レンズの光学的中心軸と、他方の補助レンズの光学的中心軸とが、主レンズの光学的中心軸を基準として左右対称の位置にあるとよい。

なお、主レンズと補助レンズとは、一体形成されるとよい。この場合、主レンズと補助レンズとを別々に形成する場合に比べて、主レンズと補助レンズとの境界線で光が屈曲及び反射し難い。よって、主レンズと補助レンズとが別々に形成されている場合に比べて、受光部により確実に光を導くことができる。よって、第二車両の検出精度が向上する。

（９）前記出射装置において、前記主レンズは円形であり、前記補助レンズは、前記主レンズにおける前記補助レンズに隣接する部位と同じ形状を有するとよい。この場合、主レンズと補助レンズとの焦点距離が同じ状態で、反射光が受光部に受光される。よって、主レンズと補助レンズとの焦点距離が互いに異なる場合に比べて、第二車両の検出精度が向上する。

（１０）前記出射装置は、前記受光部と前記受光レンズとを支持する筐体と、前記筐体内において、前記受光レンズから入射した前記光の一部を反射して前記受光部に導く反射部とを備えるとよい。この場合、反射部が設けられていない場合に比べて、受光部に到達する反射光の輝度が大きくなる。よって、出射装置は、より確実に第二車両を検出できる。

（１１）前記出射装置は、前記筐体内において前記受光部よりも下側に設けられ、前記反射部よりも前記光を前記受光部に導き難い難反射部を備え、前記反射部は、少なくとも前記受光部よりも上側に到達した前記光を反射して、前記受光部に導くとよい。出射領域の第二部位の周辺からの光の一部は、主レンズ又は補助レンズを介して、受光部よりも上側に到達する。受光部よりも上側に到達した光は、反射部によって受光部に導かれる。このため、出射装置は、近くの第二車両をより確実に検出できる。一方、出射領域の第一部位の周辺からの光の一部は、受光部よりも下側に到達する。受光部よりも下側には、難反射部が設けられているため、光が反射し難い。出射装置の第一部位の光が出射される位置の走行車線は、左右方向の幅が狭く、走行車線の外側の反射板に光が照射されやすいが、難反射部によって、受光部に導かれ難いので、反射板を誤検出する可能性をさらに低減できる。

（１２）前記出射装置において、前記受光部は、四角形であり、一の角部が上側に位置し、前記反射部は、前記一の角部を形成する一対の辺の夫々から延びるとよい。この場合、反射部に反射された光が、より確実に受光部に到達する。よって、第二車両の検出精度が向上する。

（１３）前記出射装置において、前記出射部と前記受光レンズとは互いに隣に配置されるとよい。この場合、出射部と受光レンズとの間が離れている場合に比べて、出射領域と、受光部によって受光される領域とが重なりやすい。よって、第二車両の検出精度が向上する。

（１４）前記出射装置は、前記出射部に前記光を出射させる出射制御手段と、前記受光部によって受光される前記光を含む信号を、等価時間サンプリング法によるサンプリング間隔でサンプリングする等価時間サンプリング手段とを備え、前記出射制御手段は、前記光を出射してから前記等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間に応じて、出射する前記光の輝度を変化させるとよい。例えば、出射装置から第二車両までの距離が近ければ近いほど、受光部に受光される反射光の輝度が大きくなりやすい。また、例えば、発光側のレンズの特性、又は、受光側のレンズの特性等によって、出射装置から第二車両までの距離が、所定範囲の距離である場合に、受光部に受光される反射光の輝度が大きくなる場合がある。受光部によって受光される反射光の輝度が大きくなると、受光部によって受光された反射光に基づく電圧を、アンプ回路等で増幅する場合に、アンプ回路が飽和する可能性がある。このため、アンプ回路の飽和した後に、正常な状態に戻るのに時間を要し、第二車両の検出精度が低下する可能性がある。

等価時間サンプリング法では、第二車両までの距離に応じて、発光部から光が出射されてから、サンプリングされるまでの時間が変化する。本発明では、発光部から光が出射されてから、サンプリングされるまでの時間に応じて、出射される光の輝度が変化する。このため、例えば、アンプ回路が飽和する可能性のある範囲では、発光部から出射される光の輝度を低下させることができる。よって、アンプ回路が飽和する可能性が低減される。また、飽和した場合でも、飽和からのリカバリー時間を短縮できる。よって、第二車両の検出精度が向上する。また、光の輝度が変化せず、遠方の第二車両を検出するための輝度で常に光が出射される場合に比べて、消費電力が低減される。また、等価時間サンプリング法は、光が出射されない時間があるので、強い光が、連続して出力され続けることが防止される。

ところで、光のパルスの周波数は高い（例えば、パルスの周波数の単位がナノセック）ため、非常に高いサンプリング周波数が要求され、部品が高価になる等の問題が発生する場合がある。そこで、本発明では、等価サンプリング法によって、サンプリングを行っている。

なお、出射装置は、第二車両を検出する距離の範囲において、最も遠い位置まで光を到達させるために必要な強度の光を出射する。このため、光の強度が強くなる場合がある。また、例えば出射装置を車室内に設置する場合、フロントガラス等を透過させる必要があるため、光の強度がさらに強くなる場合がある。強度の強い光を出射し続ける場合、人の目などへの影響を考慮する必要がある。よって、光を出射し続けるのではなく、パルス状の光を出射し、光を出射していない時間を設けることで、光の強度の平均値を小さくする。これによって、人の目などへの影響を軽減することができる。例えば、パルス同士の間隔をパルスの幅よりも２倍大きくするとよい。さらに望ましくは、パルス同士の間隔を、パルス幅よりも１０００倍以上に大きくするとよい。

（１５）前記出射装置において、前記出射制御手段は、前記光を出射してから前記等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱い前記光を前記出射部に出射させるとよい。出射装置から第二車両までの距離が近ければ近いほど、受光部によって受光される光の輝度が大きくなりやすい。本発明では、光を出射してから等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱い光が発光部から出射される。このため、光の輝度が調整されない場合に比べて、出射装置から第二車両までの距離が近い場合に受光される光の輝度を低下させることができる。よって、アンプ回路が飽和する可能性を低減でき、第二車両の検出精度が向上する。

（１６）前記出射装置において、前記出射制御手段は、前記出射部に電圧を供給する電源回路を備え、前記電源回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続される第一の抵抗器と、グラウンドに接続される第二の抵抗器とを含み、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのリファレンス入力端子に分割電圧を入力し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の設定に用いられる分割抵抗器と、パルス信号が入力される積分回路と、前記積分回路の出力側と前記リファレンス入力端子との間に設けられる第三の抵抗器とを備え、前記積分回路にパルス信号が入力され、前記リファレンス入力端子に加えられる電圧が変動し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が変動することで、前記光を出射してから前記等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱い前記光を前記出射部に出射させるとよい。この場合、積分回路からの出力によってリファレンス入力端子に入力される電圧を変動させることで、光を出射してから等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱い光を発光部に出射させる機能を実現できる。

（１７）前記出射装置において、前記等価時間サンプリング手段は、前記出射部によって前記光が出射される前に、前記受光部によって受光された信号を取得する第一取得手段と、前記出射部によって前記光が出射された後で、前記等価時間サンプリング法による前記サンプリング間隔で、前記受光部によって受光された信号を取得する第二取得手段と、前記第一取得手段によって取得された信号と、前記第二取得手段によって取得された信号との差に基づく信号を取得する第三取得手段と、前記第三取得手段によって取得された信号の符号化を行う符号化手段とを備えるとよい。

受光部によって取得される信号には、回路ノイズ、外来電気ノイズ、外来光ノイズなどの各種ノイズが含まれる場合がある。反射光の信号レベルは非常に小さいので、ノイズの影響によって、Ｓ／Ｎ比が低下すると、感度劣化の要因となり、第二車両を検出可能な距離が短くなる場合がある。Ｓ／Ｎ比を改善する手段として、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）を使用することが考えられるが、反射光の信号波形は矩形波であるので、ＢＰＦの帯域を狭帯域にすると、反射光の信号の波形が崩れる場合がある。このため、感度劣化の要因となり、第二車両を検出可能な距離が短くなる場合がある。

本発明では、光が出射される前に取得された信号と、等価サンプリング法によるサンプリング間隔で取得された信号との差に基づく信号が取得され、符号化が行われる。第一取得手段によって取得される信号は、反射光を含まない信号であり、ノイズの信号となる。第二取得手段によって取得される信号は反射光とノイズとを含む信号である。反射光とノイズを含む信号と、ノイズの信号との差に基づく信号が取得され、符号化が行われるので、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。また、ＢＰＦが使用されないので、反射光の波形が崩れ難い。よって、感度劣化する可能性が低くなり、第二車両を検出可能な距離が長くなる。

（１８）前記出射装置は、前記受光部によって受光された信号のうち、前記光より周波数の低い帯域を通過させるローパスフィルタを備え、前記第一取得手段は、前記ローパスフィルタを通過した後の信号を取得するとよい。発光部によって出射される光と同じ周波数帯域のノイズを含んだ信号が第一取得手段によって取得される場合、第三取得手段によって、光と同じ周波数帯域で変動するノイズが、光の信号に重畳されてしまう可能性がある。本発明では、ローパスフィルタによって、光と同じ周波数帯域のノイズが低減され、第一取得手段によって取得される。このため、第三取得手段によって、光と同じ周波数帯域で変動するノイズが、光の信号に重畳される可能性が低くなる。よって、感度劣化する可能性が低くなり、第二車両を検出可能な距離が長くなる。

（１９）前記出射装置は、前記受光部から受光された信号に基づいて、対象物との距離を取得する距離取得手段を備えるとよい。この場合、出射装置は、第二車両との車間距離を得ることができる。

自車両２の車内から前方を見た図である。 レーザ車間距離計１の電気的構成を示すブロック図である。 光ユニット７の斜視図である。 光ユニット７の平面図である。 レーザ車間距離計１から前方を見た場合における出射領域４０の形状を示す 図である。 図５に示す位置より近い位置に他車両３がある場合の図である。 出射領域４０の輝度等を示す図である。 投光レンズ７１１と受光レンズ７６が取り外された状態の光ユニット７の正 面図である。 光ユニット７の正面図である。 光ユニット７における受光ユニット７４の縦断面図である。 他車両３とレーザ車間距離計１との距離の測定方法を説明するための図で ある。 他車両３とレーザ車間距離計１との距離の測定方法を説明するための他の 図である。 出射制御回路６０を示すブロック図である。 受光制御回路８０を示すブロック図である。 図１４に示す受光制御回路８０による受光制御の一例を示す図である。 パルス生成回路８５のブロック図である。 変形例に係る出射領域４１を示す図である。 レーザ車間距離計１の外観図である。 テーブル９６１を示す図である。 テーブル９６２を示す図である。 テーブル９６３を示す図である。 テーブル９６４を示す図である。

以下、本発明の一例であるレーザ車間距離計１について、図面を参照して説明する。以下の説明において、図１の紙面上側、下側、右側、左側、表面側、裏面側を、夫々、レーザ車間距離計１及び自車両２の上側、下側、右側、左側、後側、前側として説明する。

図１及び図２を参照し、レーザ車間距離計１の概要について説明する。レーザ車間距離計１は、自車両２に装着され、自車両２の前方又は後方である出射方向に光を出射する。本実施形態において、光が出射される出射方向は、レーザ車間距離計１の前方向である。レーザ車間距離計１は、出射方向に位置する他車両３（図５及び図６参照）の反射板３１（図５及び図６参照）からの反射光を受光し、他車両３との距離と、レーザ車間距離計１との間の距離を測定する。本実施形態においては、他車両３の反射板３１は、他車両３の背面３２の下部において、左右方向に離間して設けられている（図５及び図６参照）。

図１は、自車両２の車内から前方を見た様子を示している。図１においては、ルームミラー２９は点線で示している。レーザ車間距離計１は、ルームミラー２９より前方に配置されている。

図１に示すように、レーザ車間距離計１は、本体部１１及び装着部１９を備えている。装着部１９は、取付部１９１及び支柱部１９２を含む。本体部１１は、略直方体状である。本体部１１の上部から、支柱部１９２が上方に延びる。取付部１９１は、支柱部１９２の上端に設けられている。取付部１９１は、略四角形の板状であり、例えば、両面粘着テープ又は吸盤等によって、フロントガラス９１の左右方向中央部且つ上部貼り付けられる。これによって、レーザ車間距離計１が、フロントガラス９１に装着された状態となる。装着部１９は、角度を変更可能に、本体部１１を支持する。このため、自車両２において、出射方向が水平方向になるように、レーザ車間距離計１を自車両２に装着可能である。レーザ車間距離計１は、他の設置位置、例えばルームミラー２９の背面に取り付ける取付部を備えるようにしてルームミラー２９の背面に取り付けるようにしてもよいが、本実施形態のようにフロントガラス９１に取り付けるようにするとよい。このようにすれば、レーザ車間距離計１とフロントガラス９１との間の相対距離が車両の振動によって変化してしまうことを抑制でき、レーザ車間距離計１の測定精度を他の設置位置よりも高めることができる。

図２に示すように、レーザ車間距離計１の本体部１１は、ＣＰＵ１０１、発光回路１０２、受光回路１０３、音声回路１０４、スピーカ１０５、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０７、及び光ユニット７を備えている。光ユニット７は、出射ユニット７１と受光ユニット７４とを備えている。出射ユニット７１は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）７２を備えている。出射ユニット７１は、光を出射可能である。受光ユニット７４は、フォトダイオード７５を備えている。受光ユニット７４は、出射ユニット７１から照射され、反射板３１等によって反射された光を受光可能である。光ユニット７によって発光及び受光される光は、本体部１１の前面に設けられた透明板（図示外）及びフロントガラス９１を透過する。

ＣＰＵ１０１は、発光回路１０２、受光回路１０３、音声回路１０４、ＲＯＭ１０６、及びＲＡＭ１０７に電気的に接続されている。ＲＯＭ１０６は、ＣＰＵ１０１がレーザ車間距離計１を制御するためのプログラムなどを記憶する。ＲＡＭ１０７は、種々のデータを一時的に記憶する。

発光回路１０２は、ＬＤ７２に電気的に接続されている。ＣＰＵ１０１は、発光回路１０２を介して、ＬＤ７２の点灯及び消灯を制御する。受光回路１０３は、フォトダイオード７５に電気的に接続されている。受光回路１０３は、フォトダイオード７５によって受光された光に基づく信号を、ＣＰＵ１０１に伝達する。ＣＰＵ１０１は、伝達された信号に基づき、他車両３とレーザ車間距離計１との間の距離を測定する。

音声回路１０４は、スピーカ１０５に電気的に接続されている。ＣＰＵ１０１は、音声回路１０４を制御して、スピーカ１０５から音声を出力する。例えば、ＣＰＵ１０１は、他車両３とレーザ車間距離計１との間の距離が、所定の距離以下となった場合に、スピーカ１０５から音声を出力する。これによって、ＣＰＵ１０１は、自車両２を運転する運転者に、他車両３とレーザ車間距離計１との間の距離が、所定の距離以下となったことを報知する。また、例えば、ＣＰＵ１０１は、レーザ車間距離計１と他車両３との距離が、所定時間（例えば０．３秒）の間に所定の距離（例えば、１０ｍ）以上短くなった場合に、スピーカ１０５から音声を出力する。これによって、ＣＰＵ１０１は、自車両２を運転する運転者に、他車両３が接近していることを報知する。

図３及び図４を参照し、光ユニット７の概略構成について説明する。図３及び図４に示すように、光ユニット７においては、出射ユニット７１と受光ユニット７４とが一体的に形成されている。出射ユニット７１と受光ユニット７４とは、互いに隣接している。このため、受光ユニット７４の前面に設けられた受光レンズ７６が、出射ユニット７１と隣接している。受光ユニット７４は、出射ユニット７１の右側に設けられている。

出射ユニット７１と受光ユニット７４とは、箱状である。受光ユニット７４は、出射ユニット７１よりも前方に突出している。また、受光ユニット７４、出射ユニット７１よりも上方に突出している。

図５〜図７を参照して、出射ユニット７１が光を出射する領域である出射領域４０について説明する。出射ユニット７１は、出射領域４０に光を集中させて出射する指向特性を有する。図５〜図７に示す出射領域４０の形状は、出射方向を法線とする平面に投影される形状であり、台形状である。

出射ユニット７１は、ＬＤ７２（図２及び図８参照）と投光レンズ７１１（図３参照）とを備える。出射ユニット７１は、ＬＤ７２によって生成された光を、投光レンズ７１１によって屈折させることによって、出射領域４０に光を集中させることができる。すなわち、本実施形態の出射ユニット７１は、投光レンズ７１１による台形指向特性を有する。

以下の説明においては、自車両２が走行中の車線を、走行車線５０という。図５に示すように、自車両２に配置されたレーザ車間距離計１から出射方向を見た場合、直線状の走行車線５０は、上に向かうほど、左右方向の幅が小さくなる。走行車線５０を規定する右側の線５０１は、上方向に向かうほど、左側に傾き、左側の線５０２は、上方向に向かうほど、右側に傾く。走行車線５０の上側の先端５０３は、左右方向に平行な平面である。このように、走行車線５０が略台形状となる。このため、他車両３が遠い位置である遠方位置にある場合、他車両３は、上側に位置し（図５参照）、且つ、左右方向の幅が小さくなる。他車両３が、遠方位置よりも近い位置ある場合、他車両３は下側に位置し、且つ、左右方向の幅が大きくなる（図６参照）。

反射板９５は、走行車線５０の左右方向外側に配置されている。なお、走行車線５０の左右方向外側とは、走行車線５０の左右方向の端部及び外側を含む。走行車線５０の左右方向の端部は、線５０１，５０２を含む。本実施形態においては、一例として、線５０１上、及び線５０２上に、反射板９５が配置されている。なお、反射板９５は、走行車線５０において、線５０１より右側、及び線５０２より左側に配置されている場合もある。例えば、反射板９５は、歩道の縁石上に配置されている場合もある。

出射領域４０において、遠方位置に対応する部位を第一部位４０１という。本実施形態においては、第一部位４０１は、出射領域４０の上部であり、他車両３が遠方位置にある場合に当該他車両３を検出するための部位である。また、出射領域４０において、第一部位４０１より下側の部位を第二部位４０２という。第二部位４０２は、他車両３が近い位置にある場合に当該他車両３を検出するための部位である。第一部位４０１は、第二部位４０２より左右方向の幅が小さい。本実施形態においては、第二部位４０２は、出射領域４０の下部である。

出射領域４０は、遠方位置にある他車両３を検出するための第一部位４０１の左右方向の幅が、遠方位置より近い他車両３を検出するための第二部位４０２の左右方向の幅より小さい。そして、第二部位４０２は、第一部位４０１より下側に位置する。このように、他車両３の大きさと、走行車線５０の左右方向の幅に合わせて、出射領域４０が設定されている。このため、出射領域４０を直線状の走行車線５０に合わせた場合に、走行車線５０の外側の反射板９５に照射される出射領域４０の光が小さくなる。よって、レーザ車間距離計１から出射された光を検知して他車両３を検出する場合に、走行車線５０の左右方向外側の反射板９５を誤検出する可能性が低くなる。故に、他車両３の検出精度が向上する。

さらに、本実施形態においては、出射領域４０は、出射方向を法線とする平面に投影される形状が、第一部位４０１が上部、第二部位４０２が下部となる台形状である。出射領域４０における右側の斜辺４０３は、上方向に向かうほど、左側に傾き、左側の斜辺４０４は、上方向に向かうほど、右側に傾く。斜辺４０３は、走行車線５０の右側の線５０１に沿い、斜辺４０４は、走行車線５０の左側の線５０２に沿う。

図７においては、出射領域４０内における輝度の大きさを、色の濃淡で示している。出射領域４０において、第一部位４０１の光の輝度は、第二部位４０２の光の輝度より大きい。本実施形態においては、第二部位４０２から第一部位４０１に向かって徐々に輝度が大きくなる。

自車両２に配置されたレーザ車間距離計１から走行車線５０を見た場合、走行車線５０は台形となる。このため、図５及び図６に示すように、他車両３に設けられた反射板３１は、光が集中する台形の範囲に入る場合が多い。よって、出射領域４０が台形とは異なる形状である場合に比べて、走行車線５０の外側の反射板９５に照射される光の輝度が小さくなり易く、かつ、他車両３の反射板３１に照射される光の輝度が大きくなり易い。故に、レーザ車間距離計１から出射された光を検知して他車両３を検出する場合に、他車両３をより確実に検出できる。また、例えば、不要なエリアである路側帯などに配置された反射板に光が当たりにくいので、該反射板を誤検出することも防止でき、ひいては他車両３の検知距離を長距離化することができる。

また、図７に示すように、出射領域４０において、第一部位４０１の光の輝度は、第二部位４０２の光の輝度より大きいので、第一部位４０１の光の輝度が、第二部位４０２の光の輝度以下である場合に比べて、より遠くに光を到達させることができる。他車両３が第一部位４０１に位置する場合、第二部位４０２に位置する場合に比べて、遠方位置にある（図５参照）。遠方位置にある他車両３を検出するための第一部位４０１の輝度が大きく、より遠くに光を到達させることができるので、レーザ車間距離計１から出射された光を検知して他車両３を検出する場合に、より遠くの他車両３を検出できる。すなわち、本実施形態では、感度の必要な遠方方向に光を集中して強く照射するので、効率的に他車両３の検出距離をかせぐことができる。よって、他車両３の検知距離を長距離化することができる。

図３、図４、図８、及び図９を参照し、出射ユニット７１の構造について説明する。出射ユニット７１は、筐体７１２、ＬＤ７２（図２及び図８参照）、及び投光レンズ７１１を備えている。筐体７１２は、略直方体状である。図８に示すように、筐体７１２には、前方から後方に向かって凹む凹部７１３が設けられている。凹部７１３の後端部に、ＬＤ７２が配置されている。投光レンズ７１１は、筐体７１２の前面に取り付けられている（図９参照）。ＬＤ７２が発光し、投光レンズ７１１によって光が屈折されることで、出射領域４０（図５〜図７参照）に光が出射される。すなわち、投光レンズ７１１の曲面の形状によって、台形状の指向特性を実現し、さらに、台形の上部の光の輝度を大きくすることができる。

図３、図４、図８、及び図９を参照し、受光ユニット７４の構造について説明する。受光ユニット７４は、筐体７４２、フォトダイオード７５（図２及び図８参照）、及び受光レンズ７６を備えている。筐体７４２は、略直方体状であり、筐体７１２より大きい。図８に示すように、筐体７４２には、前面から後方に向かって凹む凹部７４３が設けられている。凹部７４３の後端部にフォトダイオード７５が配置されている。フォトダイオード７５は、筐体７４２によって支持されている。

図３、図４、及び図９に示すように、受光レンズ７６は、筐体７４２の前面に取り付けられている。すなわち、受光レンズ７６は、フォトダイオード７５の前方において、筐体７４２によって支持されている。受光レンズ７６は、出射ユニット７１によって出射された光が反射した反射光をフォトダイオード７５に導く。

フォトダイオード７５は、出射ユニット７１によって出射された光が反射した反射光を受光する。図７に示すように、台形状の出射領域４０の反射光が入射する入射領域７５０は、出射領域４０と同様に台形状となる傾向にある。図７においては、出射領域４０と、入射領域７５０とを重ねて示している。図８に示すように、フォトダイオード７５の上部は、出射領域４０（図５及び図７参照）の反射光が入射する入射領域７５０の上部に沿う形状を有する。より詳細には、フォトダイオード７５は四角形であり、１つの角部７５１が上側に位置する。１つの角部７５１を形成する辺７５２，７５３が、出射領域４０の反射光が入射する入射領域７５０の上部に沿うように傾いている。本実施形態では、正方形の受光素子であるフォトダイオード７５が４５度回されて配置されている

図９に示すように、受光レンズ７６は、複数（本実施形態では一例として３つ）の光学的中心軸９１１〜９１３を有する。複数の光学的中心軸９１１〜９１３は、全て、フォトダイオード７５の内側に位置する。以下、受光レンズ７６の構造について詳述する。

図３及び図９に示すように、受光レンズ７６は、主レンズ７６１と、２つの補助レンズ７６２，７６３を備えている。主レンズ７６１と補助レンズ７６２，７６３とは、一体形成されている。主レンズ７６１は、正面視で円形のレンズである。主レンズ７６１の前面７６１１は、球の一部をなすように前方に突出している。２つの補助レンズ７６２，７６３は、主レンズ７６１の下側において、左右方向に並べて設けられている。補助レンズ７６２，７６３は、主レンズ７６１より小さい。一方の補助レンズ７６２は、他方の補助レンズと左右対称の形状である。

本実施形態では、通常の円形球面レンズである主レンズ７６１に加え、主レンズ７６１と同じ曲率の球面レンズである補助レンズ７６２，７６３を、主レンズ７６１の右下側と左下側に配置している。補助レンズ７６２，７６３は、主レンズ７６１における補助レンズ７６２，７６３に隣接する部位と同じ形状を有する。なお、同じ形状とは、正確に同一の形状のみではなく、主レンズ７６１における補助レンズ７６２，７６３に隣接する部位に近い形状とを含む。

本実施形態においては、補助レンズ７６２は、主レンズ７６１の右下部に接続され、主レンズ７６１の右下部と同じ形状を有する。補助レンズ７６２の上面７６２Ｂは、主レンズ７６１の右下端から前方に突出する。上面７６２Ｂは、正面視で、主レンズ７６１の右下端に沿う弧状である。補助レンズ７６２の下端７６２Ｃは、正面視で弧状である。補助レンズ７６２の前面７６２Ａは、上面７６２Ｂから下端７６２Ｃに向かうほど後方に位置するように湾曲している。

補助レンズ７６３は、主レンズ７６１の左下部に接続され、主レンズ７６１の左下部と同じ形状を有する。補助レンズ７６３の上面７６３Ｂは、主レンズ７６１の左下端から前方に突出する。上面７６３Ｂは、正面視で、主レンズ７６１の左下端に沿う弧状である。補助レンズ７６３の下端７６３Ｃは、正面視で弧状である。補助レンズ７６３の前面７６３Ａは、上面７６３Ｂから下端７６３Ｃに向かうほど後方に位置するように湾曲している。

図９に示すように、補助レンズ７６２，７６３の光学的中心軸９１２,９１３は、主レンズ７６１の光学的中心軸９１１より下側に位置する。また、補助レンズ７６２，７６３のうち、一方の補助レンズ７６２の光学的中心軸９１２は、主レンズ７６１の光学的中心軸９１１より、左右方向の一方側である右側に位置する。他方の補助レンズ７６３の光学的中心軸９１３は、主レンズ７６１の光学的中心軸９１１の左右方向の他方側である左側に位置する。光学的中心軸９１２と光学的中心軸９１３とは、主レンズ７６１の光学的中心軸９１１の左右方向の位置を基準として、左右対称の位置にある。

上記のように、補助レンズ７６２，７６３が形成される結果、フォトダイオード７５が受光可能な受光領域８９は、図７に示すようになる。受光領域８９は、受光領域８９１〜８９３を含む。受光領域８９１，８９２，８９３は、夫々、出射領域４０の光による反射光を主レンズ７６１、補助レンズ７６２、及び補助レンズ７６３がフォトダイオード７５に導く領域を示している。各受光領域８９１〜８９３の形状は、フォトダイオード７５の形状に対応する。主レンズ７６１による受光領域８９１は、出射領域４０及び入射領域７５０の上部に対応している。補助レンズ７６２による受光領域８９２は、主レンズ７６１の受光領域８９１の右下側に位置する。補助レンズ７６３による受光領域８９３は、主レンズ７６１の受光領域８９１の左下側に位置する。すなわち、主レンズ７６１のみが設けられている場合に比べて、フォトダイオード７５が受光可能な領域が広角化されている。

なお、１つの通常の円形球面レンズと、受光素子だけでは受光領域が、投光領域である出射領域４０をカバーできない。例えば、１つのレンズと受光素子との受光領域を広角化する場合、受光素子の面積を大きくしたり、受光レンズの焦点距離を短くしたりするなどの手段が考えられる。受光素子の面積を大きくすると、受光素子の電気容量が大きくなり、光を受光したときの信号波形がなまり易くなり、応答速度が低下する場合がある。このため、他車両３の検出精度が低下する可能性がある。よって、受光素子の面積を広げることには、限界がある。また、受光レンズの焦点距離を短くする場合、受光レンズの面積が小さくなり、受光レンズの集光能力が低下する。このため、他車両３の検出精度が低下する可能性がある。このため、受光レンズの焦点距離を短くすることには、限界がある。すなわち、受光素子の面積は、市販のフォトダイオードのサイズ範囲の限界があり、また、面積サイズと応答速度がトレードオフの関係となる。また、焦点距離を短くすると、受光レンズのレンズ直径（レンズ面積）が小さくなり、集光能力も落ちてしまう。

本実施形態では、受光レンズ７６は、複数の光学的中心軸９１１〜９１３を有する。このため、１つの光学的中心軸を有するレンズの場合に比べて、フォトダイオード７５が受光可能な受光領域８９が大きくなる（図７参照）。すなわち、フォトダイオード７５の面積を大きくすることなく、受光領域８９を大きくすることができる。受光領域８９が大きくなるので、より広い範囲に位置する他車両３を検出することができ、他車両３の検出精度が向上する。

また、１つの光学的中心軸を有する場合と比較して、受光レンズ７６が小さくなって集光能力が低下することを抑制しつつ、受光領域８９を大きくすることができる。受光領域８９が大きくなるので、より広い範囲に位置する他車両３を検出することができ、他車両３の検出精度が向上する。

また、補助レンズ７６２，７６３の光学的中心軸９１２,９１３が、主レンズ７６１の光学的中心軸９１１より下側に位置するので、主レンズ７６１のみが設けられる場合よりも、より下側の光をフォトダイオード７５に導くことができる。よって、主レンズ７６１のみが設けられている場合よりも、フォトダイオード７５が下側の光を受光できる領域を大きくすることができる。

ここで、レーザ車間距離計１から見た場合、レーザ車間距離計１から他車両３までの距離が遠いほど、他車両３の反射板３１は、上側に位置し（図５参照）、レーザ車間距離計１から他車両３までの距離が近いほど、他車両３の反射板３１は下側に位置する（図６参照）。本実施形態においては、下側の光を受光できる受光領域８９が大きくなることで、上下方向における光を受光できる受光領域８９が大きくなる。よって、主レンズ７６１のみが設けられている場合に比べて、他車両３の反射板３１を検出できる距離の範囲が大きくなる。また。１つのレンズで受光領域８９を大きくする場合に比べて、受光レンズ７６が大きくなり過ぎない。よって、レーザ車間距離計１が大型化する可能性を低減できる。

また、補助レンズ７６２，７６３は、主レンズ７６１の下側において、左右方向に２つ並べて設けられている。よって、１つの補助レンズが設けられている場合に比べて、受光領域８９における下部の受光領域８９が左右方向に大きくなる（受光領域８９２,８９３参照）。本実施形態では、出射領域４０における第二部位４０２は、第一部位４０１より下側に位置するので、出射領域４０の下部の左右方向の幅は、上部の左右方向の幅よりも大きくなる傾向にある。しかし、左右に並べられた２つの補助レンズ７６２，７６３が設けられていることによって、出射領域４０の下部の幅に合わせて受光領域８９を設定することができる。よって、出射領域４０に出射された光の反射光をより確実に受光することができ、他車両３の検出精度がさらに向上する。

また、補助レンズ７６２，７６３が、主レンズ７６１における補助レンズ７６２，７６３に隣接する部位と略同じ形状を有するので、主レンズ７６１と、補助レンズ７６２，７６３との焦点距離が略同じ状態で、反射光がフォトダイオード７５に受光される。よって、主レンズ７６１と補助レンズ７６２，７６３との焦点距離が互いに異なる場合に比べて、他車両３の検出精度が向上する。

フォトダイオード７５の上部は、出射領域４０（図５及び図７参照）の反射光が入射する入射領域７５０の上部に沿う形状を有する。このため、フォトダイオード７５が出射領域４０の上部に沿う形状を有しない場合に比べて、フォトダイオード７５のうち、出射領域４０に出射された光の反射光の受光に使用可能な面積を大きくすることができる。よって、広い範囲の光を受光することができる。故に、レーザ車間距離計１は、他車両３の検出精度をさらに向上させることができる。例えば、図７に示す受光領域８９１の大部分が、入射領域７５０と重なっている。

なお、１つのフォトダイオード７５が用いられる場合、フォトダイオード７５の受光面積のうち、出射領域４０に出射された光の反射光の受光に使用可能な面積が小さければ、感度が低下する。しかし、本実施形態のように、フォトダイオード７５が入射領域７５０の上部に沿う形状とし、出射領域４０に出射された光の受光に使用可能な面積を大きくすることができる。よって、より広い範囲の光を受光することができる。よって、フォトダイオード７５の感度が向上する。故に、レーザ車間距離計１は、他車両３の検出精度をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、フォトダイオード７５が四角形であり、１の角部７５１が上側に位置する。四角形のフォトダイオード７５の１の角部７５１が上側に位置する場合、上側の角部７５１を形成する２つの辺７５２，７５３の両方が、台形状の出射領域４０の反射光が受光される入射領域７５０の上部に沿う。四角形の上側の辺が左右方向と平行になるように、フォトダイオード７５が配置される場合に比べて、フォトダイオード７５の受光面積のうち、出射領域４０に出射された光の反射光の受光に使用可能な面積を大きくすることができる。よって、より広い範囲の光を受光することができる。故に、レーザ車間距離計１は、四角形のフォトダイオード７５を使用した状態で、他車両３の検出精度をさらに向上させることができる。また、フォトダイオード７５を四角形以外の形状に形成する必要がないので、コストを低減することができる。

なお、補助レンズ７６２，７６３は、主レンズ７６１よりサイズが小さい。入射領域７５０において、主レンズ７６１の受光領域８９１と重なる部分については、補助レンズ７６２，７６３より主レンズ７６１が優先されて反射光が取得される。他車両３が遠方位置にある場合（図６参照）、遠方位置の他車両３の反射板３１からの反射光を取得するので、利得が小さくなりやすいが、サイズの大きな主レンズ７６１で受光するため、より確実に他車両３を検出できる。また、他車両３が近い位置にある場合（図６参照）、近くの他車両３からの反射光を取得するので、利得が大きくなりやすい。このため、サイズの小さい補助レンズ７６２，７６３で反射光を取得している。すなわち、本実施形態において主レンズ７６１に追加された補助レンズ７６２，７６３によって検出される部分は、ターゲットとなる他車両３が近い分、大きな利得が必要ないので、補助レンズ７６２，７６３のサイズを小さくしている。また、本実施形態の受光レンズ７６を使用することで、集光面積に比例するレンズ径を小さくすることなく、広角での集光を行うことができる。

図８を参照して、受光ユニット７４における筐体７４２の内部の構造について説明する。本実施形態においては、受光レンズ７６の後側に反射構造を設け、フォトダイオード７５に光を反射させる。以下、詳細に説明する。受光ユニット７４における筐体７４２には、後方に向かって凹む凹部７４３が、内壁７７によって形成されている。内壁７７は、２つの反射面７７１，７７２及び５つの難反射面７７３〜７７７によって形成されている。

反射面７７１，７７２は、一例として、筐体７４２の内壁７７が研磨されて形成されている。反射面７７１，７７２は、筐体７４２内において受光レンズ７６から入射した光の一部を反射してフォトダイオード７５に導く。本実施形態では、反射面７７１，７７２は、少なくともフォトダイオード７５よりも上側に到達した光を反射して、フォトダイオード７５に導く。

難反射面７７３〜７７７は、反射面７７１，７７２よりも光をフォトダイオード７５に導き難い部位である。難反射面７７３〜７７７のうち、難反射面７７４〜７７７は、筐体７４２内においてフォトダイオード７５よりも下側に設けられている。

内壁７７の後部且つ中央部には、フォトダイオード７５を配置するための正面視四角形の孔部７８が設けられている。フォトダイオード７５は、四角形であり、一の角部７５１が上側に位置する。フォトダイオード７５の配置態様に合わせて、孔部７８は、一の角部７８１が上方に位置するように形成されている。

反射面７７１，７７２は、夫々、フォトダイオード７５の上側の角部７５１を形成する一対の辺７５２，７５３の夫々から延びる。反射面７７１は、辺７５２から前方、且つ、左斜め上方に延びる。反射面７７２は、辺７５３から前方、且つ、右斜め上方に延びる。なお、反射面７７１と反射面７７２との間には、難反射面７７３が設けられている。

難反射面７７４は、フォトダイオード７５の下側の角部７５４を形成する一対の辺７５５，７５６から下方に延びる。難反射面７７５は、難反射面７７４の左部から、前斜め左方に延びる。難反射面７７５の上端は反射面７７１の下端に接続されている。難反射面７７６は、難反射面７７４の右部から、前斜め右方に延びる。難反射面７７６上端は、反射面７７２の下端に接続されている。難反射面７７７は、難反射面７７４の下部から、前斜め下方に延びる。難反射面７７４，７７５，７７６の下端は、難反射面７７７に接続されている。

以上のように、本実施形態における受光ユニット７４が形成される。図１０を参照して、受光ユニット７４において反射光がフォトダイオード７５に導かれる態様について説明する。出射領域４０から出射された光に対応する反射光の一部は、主レンズ７６１及び補助レンズ７６２，７６３を介して、フォトダイオード７５に導かれる（矢印７９１，７９２参照）。

一方、出射領域４０の第二部位４０２（図５〜図７参照）に対応する反射光の一部は、フォトダイオード７５に直接導かれず、主レンズ７６１又は補助レンズ７６２，７６３を介して、フォトダイオード７５よりも上側に到達する（例えば、矢印７９３参照）。フォトダイオード７５よりも上側に到達した反射光は、反射面７７１，７７２によって反射され、フォトダイオード７５に導かれる（矢印７９４参照）。このため、反射面７７１，７７２が設けられていない場合に比べて、フォトダイオード７５に到達する反射光の輝度が大きくなる。第二部位４０２からの光は、近くの他車両３の反射板３１に反射される（図６参照）。反射面７７１，７７２が設けられていることで、近くの他車両３の反射板３１による反射光が、フォトダイオード７５に到達する場合の輝度が大きくなる。このため、レーザ車間距離計１は、近くの他車両３をより確実に検出できる。

出射領域４０の第一部位４０１の周辺からの光の反射光の一部は、フォトダイオード７５よりも下側に到達する（矢印７９５参照）。フォトダイオード７５よりも下側には、難反射面７７４〜７７７が設けられているため、反射面７７１，７７２よりも光が反射しにくい。よって、反射光がフォトダイオード７５に導かれ難い。レーザ車間距離計１の第一部位４０１の光が出射される位置の走行車線５０は、左右方向の幅が狭く、走行車線５０の外側の反射板９５に光が照射されやすい。しかし、難反射面７７４〜７７４によって、反射光がフォトダイオード７５に導かれ難いので、レーザ車間距離計１が反射板９５を誤検出する可能性をさらに低減できる。

また、反射面７７１，７７２は、フォトダイオード７５の一の角部７５１を形成する一対の辺７５２，７５３の夫々から延びる（図８参照）。このため、反射面７７１，７７２が辺７５２，７５３から延びない場合に比べて、他車両３の反射板３１に反射された光が、より確実にフォトダイオード７５に到達する。よって、他車両３の検出精度が向上する。

また、反射面７７１，７７２が設けられていない場合に比べて、フォトダイオード７５に到達する反射光の輝度が大きくなる。よって、レーザ車間距離計１は、より確実に他車両３を検出できる。

以上のように、本実施形態における光ユニット７が形成される。出射ユニット７１は、投光レンズ７１１によって光を屈折させることによって、出射領域４０に光を集中させることができる。よって、ＬＤ７２の形状を、出射領域４０に光を出射する特殊な形状にする必要がない。よって、ＬＤ７２のコストを低減できる。

また、出射ユニット７１と受光レンズ７６とは、互いに隣に配置されている。このため、出射ユニット７１と受光レンズ７６との間が離れている場合に比べて、出射領域４０とフォトダイオード７５によって受光される入射領域７５０とが重なりやすい。よって、他車両３の検出精度が向上する。

また、上記のように光ユニット７が形成されていることによって、投光指向性に合わせた受光指向性を得ることができる。

また、受光ユニット７４と出射ユニット７１とが、左右方向に隣接している。このため、上下方向に隣接する場合に比べて、光ユニット７の上下方向の長さを短くすることができる。このため、図１に示すようにレーザ車間距離計１がフロントガラス９１の上部に装着された場合に、運転者の視界に入り難くなる。

図１１及び図１２を参照して、本実施形態における等価サンプリング法について説明する。本実施形態においては、レーザ車間距離計１が、レーザ車間距離計１から他車両３までの距離を算出する場合に、等価時間サンプリング法（シーケンシャルサンプリング）が用いられる。超高速な受光パルス波形（繰り返し波形）を低レートのＡＤ変換器で取り込めるオーダーまで時間軸変換して処理するために、等価時間サンプリング法が用いられる。等価時間サンプリング法は、サンプリングのスタートの点を少しずつずらして繰り返しサンプリングすることによって、結果的に多くのサンプル点を波形上に打ちダウンコンバートする手法である。

ＣＰＵ１０１は、ＬＤ７２を点灯させることで、出射ユニット７１に光を出射させる。また、ＣＰＵ１０１は、ＬＤ７２によって受光される光に基づく信号を、等価時間サンプリング法によるサンプリング間隔でサンプリングする。なお、光の周波数は高いため、非常に高いサンプリング周波数が要求され、部品が高価になる等の問題が発生する場合がある。そこで、本実施形態では、等価サンプリング法によって、サンプリングを行っている。

レーザ車間距離計１から他車両３までの距離が近ければ近いほど、出射ユニット７１から光が出射され、他車両３の反射板３１による反射光が、レーザ車間距離計１に到達するまでの時間が短くなる。すなわち、レーザ車間距離計１と他車両３との距離に応じて、出射ユニット７１から光が出射され、他車両３の反射板３１からの反射光がレーザ車間距離計１に到達するまでの時間が変化する。そこで、ＣＰＵ１０１は、出射ユニット７１を制御して光を出射してから、サンプリングを行うまでの時間を変化させることで、近い位置にある他車両３から、遠い位置にある他車両３までを検出する。

本実施形態においては、ＣＰＵ１０１は、出射ユニット７１を制御して光を出射してから、サンプリングを行うまでの時間に応じて、出射する光の輝度を変化させる。より詳細には、本実施形態では、図１２に示すように、ＣＰＵ１０１は、出射ユニット７１を制御して光を出射してから、サンプリングを行うまでの時間が短いほど、輝度の弱い光を出射ユニット７１に出射させる。１回（１セット）の測定において、受光信号は、等価時間サンプリングにて他車両３の監視距離範囲をスイープしてサンプリングするため、距離が近いほど、そのサンプリングタイミングでの受光信号レベルが大きいので、距離に比例させて、ＬＤ７２のパルス光レベルを制御するのである。

図１１及び図１２について説明する。以下の説明においては、レーザ車間距離計１から出射されるパルス状の光を、パルス光という場合がある。図１１（Ａ），（Ｂ）は、出射ユニット７１を制御して光を出射してから、サンプリングを行うまでの時間にかかわらず輝度を一定とした場合における、レーザ車間距離計１から出射されるパルス光の輝度と、反射光の輝度の大きさを示している。図１２（Ａ），（Ｂ）は、出射ユニット７１を制御して光を出射してから、サンプリングを行うまでの時間に応じて、出射する光の輝度を変化させた場合における、パルス光の輝度と、反射光の輝度の大きさを示している。

図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）の縦軸は、出射ユニット７１によって出射される光の輝度を表しており、横軸は、レーザ車間距離計１が検出しようとする他車両３までの距離Ｌを表している。図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）の縦軸は、受光ユニット７４によって受光される光の輝度を表しており、横軸は、レーザ車間距離計１が検出しようとする他車両３までの距離Ｌを表している。横軸において右方向にあるほど、レーザ車間距離計１と他車両３までの距離Ｌが長い。以下の説明では、出射ユニット７１によって出射されるパルス光を、パルス光Ｐａ（ａ＝１〜ｎ）という場合がある。距離Ｌが最も小さい他車両３を検出するためのパルス光をパルス光Ｐ１とし、距離Ｌが最も大きい他車両３を検出するためのパルス光をパルス光Ｐｎとする。レーザ車間距離計１は、パルス光Ｐ１からパルス光Ｐｎまでを出射することを繰り返し実施する。

パルス光Ｐ１からパルス光Ｐｎまでのパルス光の数は、例えば、４０９６個（すなわち、ｎ＝４０９６個）であるが、図１１及び図１２においては、パルス光の数を少なくして記載している。１つのパルス光が出射される時間の長さは、例えば、２０〜２９ｎＳである。１つのパルス光が出射されてから、次のパルス光が出射されるまでの時間は、例えば、５７μＳである。（図面は概念図であり、５７μＳの間隔を短く表しているが、実際には、２０〜２９ｎＳに対して１０００倍以上の５７μＳの時間である。）また、出射ユニット７１からパルス光が出射されてから、反射光がサンプリングされるまでの間隔は、パルス光Ｐ１からパルス光Ｐｎに向けて長くなる。すなわち、出射ユニット７１からパルス光Ｐａが出射されてから、反射光がサンプリングされるまでの間隔について、横軸において左側に向かうほど、サンプリングされるまでの間隔が短くなる。

図１１（Ａ）に示す例の場合、出射ユニット７１から出射されるパルス光Ｐａの輝度は、距離Ｌに係わらず一定である（例えば、パルス光Ｐ１からパルス光Ｐｎまで１６Ｗで一定）。例えば、他車両３が位置ＰＬ１にある場合、他車両３の反射板３１によって光が反射されるので、受光ユニット７４によって受光される反射光の輝度は、ポイントＰ１１のように、大きくなる。また、他車両３が、位置ＰＬ１より遠いＰＬ２にある場合、他車両３の反射板３１によって光が反射されるので、受光ユニット７４によって受光される反射光の輝度は、ポイントＰ１２のように大きくなる。

他車両３が近くにある場合、他車両３の反射板３１による反射光が、受光ユニット７４に受光されたときの輝度が大きくなる。このため、図１１に示すように、パルス光Ｐａの輝度が一定の場合、ポイントＰ１１の光の輝度は、ポイントＰ１２の光の輝度より大きくなる。

図１２を参照して、出射ユニット７１を制御してパルス光Ｐａを出射してから、サンプリングを行うまでの時間に応じて、出射する光の輝度を変化させる場合における、パルス光Ｐａの輝度の制御について説明する。図１２（Ａ）に示すように、出射ユニット７１から出射されるパルス光Ｐａの輝度は、距離Ｌが短いほど、輝度が弱くなる（例えば、パルス光Ｐｎが１６Ｗであり、パルス光Ｐ１がその１／４の４Ｗである）。すなわち、ＣＰＵ１０１は、出射ユニット７１を制御して光を出射してから、サンプリングを行うまでの時間が短いほど、輝度の弱いパルス光Ｐａを出射ユニット７１に出射させる。

この場合、例えば、他車両３が、位置ＰＬ１にある場合、他車両３の反射板３１によって光が反射されるので、受光ユニット７４によって受光される反射光の輝度は、ポイントＰ２１のように、大きくなる。また、他車両３が、位置ＰＬ１より遠いＰＬ２にある場合、他車両３の反射板３１によって光が反射されるので、受光ユニット７４によって受光される反射光の輝度は、ポイントＰ２２のように大きくなる。

他車両３が近くにある場合、他車両３の反射板３１による反射光が、受光ユニット７４に受光されたときの輝度が大きくなる。しかし、出射ユニット７１から出射されるパルス光Ｐａの輝度は、距離Ｌが短いほど、輝度が弱くなるので、ポイントＰ２１の輝度と、ポイントＰ２２の輝度との差Ｄ２が、図１１（Ｂ）に示すポイントＰ１１の輝度とポイントＰ１２の輝度との差Ｄ１より小さくなる。

以上のように、本実施形態において、出射ユニット７１から出射されるパルス光Ｐａの輝度が制御される。レーザ車間距離計１から他車両３までの距離Ｌが近ければ近いほど、受光ユニット７４に受光される反射光の輝度が大きくなりやすい（図１１（Ｂ）参照）。また、例えば、発光側の投光レンズ７１１の特性、又は、受光レンズ７６の特性等によって、レーザ車間距離計１から他車両３までの距離Ｌが、所定範囲の距離である場合に、フォトダイオード７５に受光される反射光の輝度が大きくなる場合がある。フォトダイオード７５によって受光される反射光の輝度が大きくなると、フォトダイオード７５によって受光された反射光に基づく信号を、アンプ回路等で増幅する場合に、アンプ回路が飽和する可能性がある。このため、アンプ回路の飽和した後に、正常な状態に戻るのに時間を要し、他車両３の検出精度が低下する可能性がある。例えば、図１１（Ｂ）に示すポイントＰ１１において、アンプ回路が飽和する可能性がある。

等価時間サンプリング法では、他車両３までの距離に応じて、出射ユニット７１からパルス光Ｐａが出射されてから、ＣＰＵ１０１によってサンプリングされるまでの時間が変化する。本実施形態においては、出射ユニット７１からパルス光Ｐａが出射されてから、サンプリングされるまでの時間に応じて、出射されるパルス光Ｐａの輝度が変化する（図１２参照）。このため、例えば、アンプ回路が飽和する可能性のある範囲では、出射ユニット７１から出射される光の輝度を低下させることができる。よって、アンプ回路が飽和する可能性が低減される。よって、アンプ回路が飽和してリカバリー時間が多く発生する場合に比べて、他車両３の検出精度が向上する。また、飽和した場合でもリカバリー時間が短縮できる。また、パルス光Ｐａの輝度が変化せず、遠方の他車両３を検出するための輝度で常に光が出射される場合（図１１参照）に比べて、消費電力が低減される。また、個々のパルス光Ｐａの輝度、及びパルス光Ｐａの平均光出力が小さくなるので、フロントガラス９１に反射する光のレベルを低減することができる。

なお、レーザ車間距離計１は、他車両３を検出する距離の範囲において、最も遠い位置まで光を到達させるために必要な強度の光を出射する。このため、光の強度が強くなる場合がある。また、例えばレーザ車間距離計１を車室内に設置する場合、フロントガラス９１等を透過させる必要があるため、光の強度がさらに強くなる場合がある。強度の強い光を出射し続ける場合、人の目などへの影響を考慮する必要がある。よって、本実施形態では、光を出射し続けるのではなく、パルス状のパルス光Ｐａを出射し、光を出射していない時間を設けることで、光の強度の平均値を小さくする。これによって、人の目などへの影響を軽減することができる。例えば、パルス光Ｐａ同士の間隔をパルスの幅よりも２倍大きくするとよい。さらに望ましくは、パルス光Ｐａ同士の間隔を、パルス幅よりも１０００倍以上に大きくするとよい。

また、本実施形態では、パルス光Ｐａが出射されてから、ＣＰＵ１０１によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱いパルス光Ｐａが出射ユニット７１から出射される（図１２参照）。このため、パルス光Ｐａの輝度が調整されない場合（図１１参照）に比べて、レーザ車間距離計１から他車両３までの距離が近い場合に受光される反射光の輝度を低下させることができる（図１２参照）。よって、アンプ回路が飽和する可能性を低減でき、他車両３の検出精度が向上する。

このように、遠い距離の他車両３を監視する遠距離監視時は、感度を得るためにできるだけ大きいレベル、近い距離の他車両３を監視する近距離監視時は、必要以上のレベルでアンプ回路が飽和しない様小さいレベルのパルス光Ｐａが出力されている。

図１３を参照し、図１２（Ａ）に示すパルス光Ｐａを出射するための電気的構成について説明する。図１３に示す出射制御回路６０の少なくとも一部は、発光回路１０２（図２参照）に含まれる。図１３に示すように、出射制御回路６０は、電源回路６１、第四抵抗器６５１、及びスイッチ６８を備えている。電源回路６１は、出射ユニット７１のＬＤ７２に電圧を供給する。電源回路６１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３と分割抵抗器６２、積分回路６４、及び第三抵抗器６１４を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、ＬＤ７２の電源用高圧ＤＣ／ＤＣ電圧回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータ６３は、入力端子６３１、出力端子６３２、及びリファレンス入力端子６３３等を備えている。

分割抵抗器６２は、第一抵抗器６２１、及び第二抵抗器６２２を含む。第一抵抗器６２１の端子６２１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３の出力端子６３２に電気的に接続され、第一抵抗器６２１の端子６２１Ｂは、第二抵抗器６２２の端子６２２Ａ及びＤＣ／ＤＣコンバータ６３のリファレンス入力端子６３３に電気的に接続されている。第二抵抗器６２２の端子６２２Ａは、第一抵抗器６２１の端子６２１Ｂ及びＤＣ／ＤＣコンバータ６３のリファレンス入力端子６３３に電気的に接続され、端子６２２Ｂは、グラウンドに電気的に接続されている。分割抵抗器６２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３のリファレンス入力端子６３３に分割電圧を入力する。分割抵抗器６２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３の出力電圧の設定に用いられる。

積分回路６４は、入力端子６４１及び出力端子６４２を備えている。第三抵抗器６１４の端子６１４Ａは、積分回路６４の出力端子６４２に電気的に接続されている。第三抵抗器６１４の端子６１４Ｂは、リファレンス入力端子６３３、第一抵抗器６２１の端子６２１Ｂ、及び第二抵抗器６２２の端子６２２Ａに電気的に接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６３の出力端子６３２は、第四抵抗器６５１の端子６５１Ａに電気的に接続されている。第四抵抗器６５１の端子６５１Ｂは、ＬＤ７２のアノード端子７２１に電気的に接続されている。ＬＤ７２のカソード端子７２２は、トランジスタ等によって構成されたスイッチ６８に接続されている。スイッチ６８は、グラウンドに電気的に接続されている。スイッチ６８は、ＣＰＵ１０１の制御、又は、発振子の出力信号によってオンオフされる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６３の入力端子６３１には、電圧Ｖｉｎが入力される。積分回路６４の入力端子６４１にパルス信号Ｓ１が入力される。積分回路６４にパルス信号Ｓ１が入力されることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３のリファレンス入力端子６３３に入力される電圧が、波形Ｓ２のように変動する。波形Ｓ２は、部分６１１において、時間の経過とともに電圧が高くなり、部分６６２において一定の電圧となり、部分６６３において電圧が低下する変化が、繰り返される波形である。

波形Ｓ２の電圧がリファレンス入力端子６３３に入力されることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３の出力端子６３２から出力される電圧は、波形Ｓ３のように変動する。波形Ｓ３は、部分６７１において電圧が立ち上がり、部分６７２において一定の電圧となり、部分６７３において時間の経過とともに電圧が低くなる変化が、繰り返される波形である。すなわち、分割抵抗器６２による分割電圧が、積分回路６４及び第三抵抗器６１４によって強制的に変動させられることによって、リファレンス入力端子６３３に加えられる電圧が変動し、波形Ｓ３が作りだされているのである。このように、ＬＤ７２の電源用高圧ＤＣ／ＤＣ回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ６３のリファレンス入力端子６３３に、積分回路６４で生成したランプ信号である波形Ｓ２を入力することで、波形Ｓ３を作り出すことを実現している。

波形Ｓ３はＬＤ７２に印加される。波形Ｓ３の部分６７３の電圧がＬＤ７２に印加される間に、スイッチ６８のオンオフが繰り返され、図１２（Ａ）に示すパルス光Ｐａが出力される。すなわち、レーザ車間距離計１がパルス光Ｐａを出射してから、等価時間サンプリング手段によってサンプリンがされるまでの時間が短いほど、輝度の弱い光が出射される。

このように、本実施形態では、積分回路６４からの出力によってリファレンス入力端子６３３に入力される電圧を変動させることで、パルス光Ｐａを出射してからＣＰＵ１０１によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱いパルス光Ｐａを出射ユニット７１に出射させる機能を実現できる。

図１４及び図１５を参照し、等価時間サンプリングの際に、Ｓ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ−Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を向上させる実施形態について説明する。本実施形態では、等価時間サンプリングの際、受光信号帯域より下側（周波数の低い側）の不要成分を強力に減衰させ、Ｓ／Ｎを向上させる。その方法として、等価時間サンプリングの際、受光タイミングとは別に発光直前の受光信号もサンプリングし、差動回路である差動アンプ８３（後述）にて引く。以下、詳細に説明する。

図１４に示すように、受光制御回路８０は、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）８１、サンプルアンドホールド回路（以下、Ｓ＆Ｈ）８２１、Ｓ＆Ｈ８２２、差動アンプ８３、及びＡ／Ｄコンバータ８４を備えている。ＬＰＦ８１とＳ＆Ｈ８２２には、フォトダイオードからの受光信号が入力される。ＬＰＦ８１は、Ｓ＆Ｈ８２に電気的に接続されている。Ｓ＆Ｈ８２１は、差動アンプ８３のマイナス入力端子に電気的に接続されている。Ｓ＆Ｈ８２２は、差動アンプ８３のプラス入力端子に電気的に接続されている。差動アンプ８３の出力端子は、Ａ／Ｄコンバータ８４に電気的に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ８４は、ＣＰＵ１０１に電気的に接続されている。

Ｓ＆Ｈ８２１は、ＬＤ７２によってパルス光Ｐａ（図１１及び図１２参照）が出射される前に、フォトダイオード７５によって受光された信号を取得する回路である。Ｓ＆Ｈ８２１には、プリサンプリングパルスが入力される。プリサンプリングパルスは、ＬＤ７２によってパルス光Ｐａが出射される前に、フォトダイオード７５によって受光された信号をＳ＆Ｈ８２１に取得させる間隔に設定されている。プリサンプリングパルスにおける各パルスの間隔は一定である。ＬＰＦ８１は、フォトダイオード７５によって受光された信号のうち、ＬＤ７２によって出射されたパルス光Ｐａより周波数の低い帯域を通過させる。このため、Ｓ＆Ｈ８２１は、ＬＰＦ８１を通過した後の信号を取得する。

Ｓ＆Ｈ８２２は、ＬＤ７２によって、パルス光Ｐａが出射された後で、等価サンプリング法によるサンプリング間隔で、フォトダイオード７５によって取得された信号を取得する回路である。Ｓ＆Ｈ８２２には、等価時間サンプリングパルスが入力される。等価時間サンプリングパルスは、ＬＤ７２によって、パルス光Ｐａが出射された後で、等価サンプリング法によるサンプリング間隔で、フォトダイオード７５によって取得された反射光に基づく信号をＳ＆Ｈ８２１に取得させる間隔に設定されている。

差動アンプ８３は、Ｓ＆Ｈ８２１によって取得された信号と、Ｓ＆Ｈ８２２によって取得された信号との差に基づく信号を取得し、信号レベルを増幅させる。Ａ／Ｄコンバータ８４は、差動アンプ８３によって取得された信号の符号化を行う。符号化された信号は、ＣＰＵ１０１に入力され、他車両３までの距離Ｌの算出に用いられる。

図１５を参照し、受光制御回路８０による信号の処理について説明する。図１５（Ａ）の波形９９１は、他車両３の反射板３１が位置ＰＬ３にある場合に、他車両３の反射板３１から反射光のみが、フォトダイオード７５に受光される場合の輝度に基づく信号のレベルを表しており、位置ＰＬ３を中心に値が大きくなっている。波形９９２は、波形９９１に加え、回路ノイズ、外来電気ノイズ、外来光ノイズなどの各種ノイズが付加された場合の、信号のレベルを表している。波形９９２は、各種ノイズが付加されているので、大きさＥ１分、波形９９１より値が大きくなっている。

図１５（Ｂ）は、プリサンプリングパルスＰＰｂ（ｂ＝１〜ｎ）と、等価時間サンプリングパルスＳＰｃ（ｃ＝１〜ｎ）が入力されるタイミングを示している。Ｓ＆Ｈ８２１は、プリサンプリングパルスＰＰｂが入力されるタイミングで、フォトダイオード７５よって取得された信号を取得する。Ｓ＆Ｈ８２２は、等価時間サンプリングパルスＳＰｃ（ｃ＝１〜ｎ）が入力されるタイミングで、フォトダイオード７５によって取得された信号を取得する。

各プリサンプリングパルスＰＰｂは、図１１及び図１２に示すパルス光Ｐａ（ａ＝１〜ｎ）が出射される前に、Ｓ＆Ｈ８２１に入力される。例えば、１回目のプリサンプリングパルスＰＰ１は、パルス光Ｐ１（図１１及び図１２参照）が出射される前に、Ｓ＆Ｈ８２１に入力される。２回目のプリサンプリングパルスＰＰ２は、パルス光Ｐ１が出射された後、パルス光Ｐ２（図１１及び図１２参照）が出射される前に、Ｓ＆Ｈ８２１に入力される。

各プリサンプリングパルスＰＰｂは、図１１及び図１２に示すパルス光Ｐａが出射される前に、Ｓ＆Ｈ８２１に入力されるので、パルス光Ｐａの反射光は、フォトダイオード７５によって受光されない。よって、大きさＥ１の信号が、Ｓ＆Ｈ８２１に取得される。すなわち、回路ノイズ、外来電気ノイズ、外来光ノイズなどの各種ノイズに基づく信号が取得される。なお、ＬＰＦ８１が設けられているので、仮にパルス光Ｐａの反射光がフォトダイオード７５に受光された場合でも、反射光に基づく信号成分は除去される。

各等価時間サンプリングパルスＳＰｃ（ｃ＝１〜Ｎ）は、図１１及び図１２に示すパルス光Ｐａが出射された後、反射光が受光されるタイミングで、Ｓ＆Ｈ８２２に入力される。すなわち、等価時間サンプリング法によるサンプリング間隔で、Ｓ＆Ｈ８２２に入力される。等価時間サンプリングパルスＳＰｃは、ＳＰ１，ＳＰ２・・・ＳＰｎに向かうほど、パルス光Ｐａが出射されてから、等価時間サンプリングパルスＳＰｃがＳ＆Ｈ８２２に入力されるタイミングが遅くなる。このため、他車両３までの距離Ｌが遠いほど、パルス光Ｐａの反射光が受光されるタイミングが遅くなる。すなわち、等価時間サンプリングパルスＳＰｃがＳ＆Ｈ８２２に入力されるタイミングを遅くすることで、距離Ｌに応じた反射光を受光することができる。例えば、波形９９２の値が最も大きくなるポイントＰ３１の信号は、等価時間サンプリングパルスＳＰｍ＋２がＳ＆Ｈ８２２に入力されたときに、Ｓ＆Ｈ８２２によって取得される。

プリサンプリングパルスＰＰｂがＳ＆Ｈ８２１に入力された時の輝度等に基づく信号と、等価時間サンプリングパルスＳＰｃがＳ＆Ｈ８２１に入力されたときの輝度等に基づく信号との差が、差動アンプ８３によって増幅される。増幅された信号は、Ａ／Ｄコンバータ８４によって符号化され、ＣＰＵ１０１に入力される。

例えば、１回目の測定が行われる場合、プリサンプリングパルスＰＰ１がＳ＆Ｈ８２１に入力された時の輝度等に基づく信号と、等価時間サンプリングパルスＳＰ１がＳ＆Ｈ８２１に入力されたときの輝度等に基づく信号との差が、差動アンプ８３によって増幅される。プリサンプリングパルスＰＰ１がＳ＆Ｈ８２１に入力された時の輝度等に基づく信号と、等価時間サンプリングパルスＳＰ１がＳ＆Ｈ８２１に入力されたときの輝度等に基づく信号とは、他車両３の反射板３１による反射光が含まれないノイズ成分（大きさＥ１の信号）であるので、ノイズ成分同士で打ち消しあい、打ち消しあわない場合に比べて、差動アンプ８３からの出力は０に近づく。

ｍ＋２回目の測定が行われる場合、プリサンプリングパルスＰＰｍ＋２がＳ＆Ｈ８２１に入力された時の輝度等に基づく信号と、等価時間サンプリングパルスＳＰｍ＋２がＳ＆Ｈ８２１に入力されたときの輝度等に基づく信号との差が、差動アンプ８３によって増幅される。プリサンプリングパルスＰＰｍ＋２がＳ＆Ｈ８２１に入力された時の輝度等に基づく信号は、ノイズ成分（大きさＥ１の信号）である。等価時間サンプリングパルスＳＰｍ＋２がＳ＆Ｈ８２１に入力されたときの輝度等に基づく信号は、ノイズ成分と、他車両３の反射板３１の反射光とが含まれた信号である（大きさＥ２の信号）。このため、等価時間サンプリングパルスＳＰｍ＋２がＳ＆Ｈ８２１に入力されたときの輝度等に基づく信号から、ノイズ成分である、プリサンプリングパルスＰＰｍ＋２がＳ＆Ｈ８２１に入力された時の輝度等に基づく信号が除かれる。よって、ノイズ成分が低減された信号が符号化され、ＣＰＵ１０１に入力される。すなわち、大きさＥ３の信号が増幅され、符号化され、ＣＰＵ１０１に入力される。

ＣＰＵ１０１は、入力された信号に基づき、他車両３との距離を取得する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、フォトダイオード７５に受光されたパルス光Ｐａに基づき、他車両３との車間距離を得ることができる。

前述したように、フォトダイオード７５によって取得される信号には、回路ノイズ、外来電気ノイズ、外来光ノイズなどの各種ノイズが含まれる場合がある。反射光の信号レベルは非常に小さいので、ノイズの影響によって、Ｓ／Ｎ比が低下すると、感度劣化（最大検出距離の低減）の要因となり、他車両３を検出可能な距離が短くなる場合がある。Ｓ／Ｎ比を改善する手段として、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）を使用することが考えられるが、反射光の信号波形は矩形波であるので、ＢＰＦの帯域をあまりに狭帯域にすると、反射光の信号の波形が崩れる場合がある。このため、感度劣化の要因となり、他車両３を検出可能な距離が短くなる場合がある。そこで、本実施形態では、ノイズに同期した信号を生成し、等価時間サンプリング出力信号から引き算することで、波形を崩さずにノイズの影響を低減する。詳細を以下に説明する。

本実施形態では、パルス光Ｐａが出射される前に取得された信号（プリサンプリングパルスＰＰｂのタイミングで取得された信号）と、等価サンプリング法によるサンプリング間隔で取得された信号（等価時間サンプリングパルスＳＰｃのタイミングで取得された信号）との差に基づく信号が取得され、符号化が行われる。Ｓ＆Ｈ８２１によって取得される信号は、反射光を含まない信号であり、ノイズの信号となる。Ｓ＆Ｈ８２２によって取得される信号は反射光とノイズとを含む信号である。反射光とノイズを含む信号と、ノイズの信号との差に基づく信号が取得され、符号化が行われるので、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。また、ＢＰＦが使用されないので、反射光の波形が崩れ難い。よって、感度劣化する可能性が低くなり、他車両３を検出可能な距離が長くなる。

また、ＬＤ７２によって出射される光と同じ周波数帯域のノイズを含んだ信号がＳ＆Ｈ８２１によって取得される場合、差動アンプ８３によって、光と同じ周波数帯域で変動するノイズが、光の信号に重畳されてしまう可能性がある。

本実施形態では、ＬＰＦ８１によって、光と同じ周波数帯域のノイズが低減され、Ｓ＆Ｈ８２１によって取得される。このため、差動アンプ８３によって、光と同じ周波数帯域で変動するノイズが、光の信号に重畳される可能性が低くなる。よって、感度劣化する可能性が低くなり、他車両３を検出可能な距離が長くなる。

このように、所望の信号帯域より下側のノイズを減衰する手段として、周波数弁別によるＢＰＦとは別に、等価時間サンプリングの部分でサンプリング回路を２組（Ｓ＆Ｈ８２１とＳ＆Ｈ８２２）設け、一方はＬＤ７２の発光直前の固定タイミングでサンプリングパルス（プリサンプリングパルスＰＰｂ）を与え、他方は通常の等価時間サンプリングのタイミングで与える。後者のサンプリング回路出力の出力から前者のサンプリング回路出力を差動回路（差動アンプ８３）にて引き算することにより、下側（周波数の低い側）のノイズ成分が強力に減衰される。また、発光前サンプリングに入力する受光信号は、ＬＰＦ８１を通すことにより、ノイズを低減する。

図１６を参照し、等価時間サンプリングパルスＳＰｃの生成方法の一例について説明する。図１６に示すパルス生成回路８５は、積分回路８５１，８５２及びコンパレータ８５３を備えている。積分回路８５１と積分回路８５２は、コンパレータ８５３に電気的に接続されている。

本実施形態では、積分回路８５１，８５２からの周期の異なる２つの出力電圧を、コンパレータ８５３に入力することで、立ち上がり及び立下りのタイミングをスイープし、等価時間サンプリングパルスＳＰｃを生成する。

積分回路８５１には、波形５５の電圧が入力される。波形５５は、矩形波が繰り返される波形である。積分回路８５２には、波形５６の電圧が入力される。波形５６は、連続するパルス信号である。波形５５の周期は、波形５６の周期より大きい。

波形５５が積分回路８５１に入力されると、波形５７が出力される。波形５７は、部分５７１において立ち上がり、部分５７２において徐々に電圧が小さくなる波形である。波形５６が積分回路８５２に入力されると、波形５８が出力される。波形５８は、部分５８１において立ち上がり、部分５８２において、一定の電圧となり、部分５８３において徐々に電圧が小さくなる波形である。

波形５７と波形５８がコンパレータ８５３に入力されると、波形５９が出力される。波形５９は、等価時間サンプリングパルスＳＰｃが出力された波形であり、立ち上がり及び立下りのタイミングがスイープされている。このように、本実施形態では、周期の異なる２つの積分回路８５１，８５２の出力電圧（すなわち、波形５７，５８）を、コンパレータ８５３に入力することで、立ち上がり及び立下りのタイミングをスイープさせ、等価時間サンプリングパルスＳＰｃを出力している。このように、本実施形態では、周期の異なる２つの積分回路８５１，８５２の電圧をコンパレータ８５３にかけることで、立ち上がり（又は、立ち下り）タイミングをスイープするサンプリングトリガ信号を得られるのである。

上記のように、本実施形態では、等価時間サンプリングパルスＳＰｃが生成される。等価時間サンプリング法によって、数ｎＳ〜数十ｎＳオーダーの受光パルス波形を任意の倍率でダウンコンバートできる。よって、受光した以降の信号処理回路に高速性が要求され難くなる。

上記実施形態において、レーザ車間距離計１は、本発明の「出射装置」の一例である。フォトダイオード７５は、本発明の「受光部」の一例である。反射面７７１，７７２は、本発明の「反射部」の一例である。難反射面７７４〜７７７は、本発明の「難反射部」の一例である。出射制御回路６０は、本発明の「出射制御手段」の一例である。受光制御回路８０は、本発明の「等価時間サンプリング手段」の一例である。Ｓ＆Ｈ８２１は、本発明の「第一取得手段」の一例である。Ｓ＆Ｈ８２２は、本発明の「第二取得手段」の一例である。差動アンプ８３は、本発明の「第三取得手段」の一例である。フォトダイオード７５から受光された信号に基づいて、他車両３との距離を測定するＣＰＵ１０１は、本発明の「距離取得手段」の一例である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、出射領域４０が台形であったが、これに限定されない。出射領域４０は、左右方向に対向する一対の辺の少なくとも一方が、上方向に向かうほど、出射領域４０の内側に傾く形状であるとよい。この場合、走行車線５０の左右方向の少なくとも一方側の反射板９５に照射される光の輝度が小さくなりやすい。このため、レーザ車間距離計１から出射された光を検知して他車両３を検出する場合に、走行車線５０の外側の反射板９５を誤検出する可能性が低くなる。よって、他車両３の検出精度が向上する。例えば、図１７に示す出射領域４１のように、右側の辺４１３のみが、上方向に向かうほど、左方向に傾く形状である場合、右側の反射板９５を誤検出する可能性が低くなる。

ところで、出射領域４０は、走行車線５０の左右方向外側の反射板９５の影響を排除できる形状の三角形であるとよい。しかし、三角形の上側の頂点の部分は点となるので、自車両２が走行車線５０の中央から左右にずれた場合、他車両３を検出できなくなる可能性が高くなる。そこで、自車両２が走行車線の中央から左右にずれた場合でもより確実に検出できるように、図５〜図７に示すように、上辺４０５を設け、出射領域４０を台形としている。台形状の出射領域４０の上辺４０５の長さは、例えば、他車両３の検出対象距離の位置における走行車線５０に対応する長さであるとよい。

なお、本実施形態のように、出射領域４０は、上部の第一部位４０１から下部の第二部位４０２まで連続するとよい。また、出射領域４０において、第一部位４０１と第二部位４０２との間は、分断されるとよい。また、光を生成する生成部は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ
Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であるとよい。生成部は、本実施形態のようにＬＤ７２であれば特によい。ＬＤ７２は、レーザ車間距離計１がフロントガラス９１の内側に装着された場合でも、フロントガラス９１を透過させて、より遠くの他車両３に光を到達させることができる。

また、出射領域４０は、三角形又は四角形であり、左右方向に互いに対向する一対の辺の両方が、上方向に向かうほど、出射領域４０の内側に傾く形状であるとよい。この場合、走行車線５０の左右方向の両方の反射板９５に照射される光の輝度が小さくなりやすい。よって、レーザ車間距離計１から出射された光を検知して他車両３を検出する場合に、走行車線５０の外側の反射板９５を誤検出する可能性が低くなる。よって、他車両３の検出精度が向上する。なお、本実施形態においては、出射領域４０が四角形であり、左右方向に互いに対向する一対の斜辺４０３，４０４が、上方向に向かうほど、出射領域４０の内側に傾く形状となっている。

また、台形状の出射領域４０の左右に位置する斜辺４０３，４０４の夫々と、レーザ車間距離計１から見た走行車線５０の左右の線５０１,５０２とが平行に近くなるとよい。例えば、台形状の出射領域４０の左右に位置する斜辺４０３，４０４の夫々と、底辺４０６とのなす角Ｒ１（図５参照）が、４５度の場合、レーザ車間距離計１から見た走行車線５０の左右の線と左右方向とがなす角Ｒ２（図５参照）が４５度となるように設定するとよい。この場合、走行車線５０の外側の反射板９５に照射される光の輝度が小さくなり易く、かつ、他車両３の反射板３１に照射される光の輝度が大きくなり易い。故に、レーザ車間距離計１から出射された光を検知して他車両３を検出する場合に、他車両３をより確実に検出できる。

また、台形状の出射領域４０の左右に位置する斜辺４０３，４０４の夫々が、レーザ車間距離計１から見た走行車線５０の左右の線５０１，５０２よりもやや外側にあるとよい。この場合、左右の線５０１，５０２の外側にある反射板に光が照射され難いとよい。また、望ましくは、台形状の出射領域４０の左右に位置する斜辺４０３，４０４の夫々が、レーザ車間距離計１から見た走行車線５０の左右の線５０１，５０２と同じ位置にあるとよい。さらに望ましくは、台形状の出射領域４０の左右に位置する斜辺４０３，４０４の夫々が、レーザ車間距離計１から見た走行車線５０の左右の線５０１，５０２の内側にあるとよい。また、出射領域４０は、例えば、幹線道路など、左右方向の幅が比較的広い道路にあわせるとよい。左右方向の幅が広い道路は、自動車の速度が速くなりやすいので、他車両３までの車間距離が、走行の安全性の面で重要になる。その速度が速くなりやすい道路においてレーザ車間距離計１が用いられることで、走行の安全性が向上する。

また、本実施形態においては、第二部位４０２から第一部位４０１に向かって徐々に輝度が大きくなる（図７参照）。しかし、出射領域４０全体が同じ輝度であるとよい。また、出射領域４０の中央部の輝度が高く、上下左右に向かうほど輝度が小さいとよい。また、第一部位４０１の輝度が、第二部位４０２の輝度より小さいとよい。

また、補助レンズ７６２，７６３の光学的中心軸９１２，９１３が、主レンズ７６１の光学的中心軸９１１より下側に位置するとよい。補助レンズ７６２，７６３が設けられているので、主レンズ７６１のみが設けられる場合よりも、より下側の光をフォトダイオード７５に導くことができる。よって、主レンズ７６１のみが設けられている場合よりも、フォトダイオード７５が下側の光を受光できる領域が大きくなる。

また、レーザ車間距離計１を例にして説明したが、車間距離を測定できないとよい。例えば、本発明の出射装置は、レーザ車間距離計１ではなく、他車両３の有無のみを検出できる機器でもよい。また、本発明の出射装置は、光を出射できる装置であり、反射光を受光できないとよい。この場合、他の機器によって受光され、他車両３が検出されるとよい。

また、ＬＰＦ８１（図６参照）が設けられないとよい。ＬＰＦ８１が設けられない場合、コストを低減することができる。また、受光制御回路８０は、図１４に示す例以外の構成であるとよい。また、光を出射するための回路構成は、図１３に示す例以外の構成であるとよい。また、第一抵抗器６２１、第二抵抗器６２２、及び第三抵抗器６１４は、夫々、１つの抵抗器に限定されず、複数の抵抗器が組み合わされるとよい。

また、図８に示す反射面７７１，７７２は、筐体７４２の内壁７７が研磨されて形成されていたが、研磨以外で形成されるとよい。例えば、反射面７７１，７７２は、金属板、メッキ、又は光沢加工によって形成されるとよい。また、難反射面７７３が反射面であるとよい。また、難反射面７７３〜７７７が設けられないとよい。また、反射面７７１，７７２が設けられないとよい。反射面７７１，７７２が設けられない場合、反射面７７１，７７２を形成するコストを低減することができる。

また、フォトダイオード７５は、一の角部７５１が上側に位置する配置以外の配置にされるとよい。また、フォトダイオード７５が四角形でないとよい。また、フォトダイオード７５以外の受光素子が使用されるとよい。例えば、ＣＣＤが使用されるとよい。

また、補助レンズ７６２，７６３の形状が、本実施形態とは異なる形状であるとよい。また、補助レンズの数は限定されない。１つの補助レンズが設けられるとよい。３つ以上の補助レンズが設けられるとよい。また、補助レンズの位置も限定されない。例えば、出射領域４０の形状に応じて、補助レンズの位置が変更されるとよい。また、補助レンズ７６２，７６３の形状が、本実施形態とは異なる形状であるとよい。また、補助レンズ７６２，７６３が設けられないとよい。また、主レンズ７６１の形状が円形でないとよい。受光レンズ７６が有する光学的中心軸９１１〜９１３の少なくとも一部が、フォトダイオード７５の外側に位置するとよい。

また、出射ユニット７１と受光ユニット７４とが、上下方向に隣接するとよい。この場合、レーザ車間距離計１の左右方向の幅を小さくすることができる。また、出射ユニット７１と受光ユニット７４とは、互いに離間しているとよい。

また、レーザ車間距離計１が装着される場所は限定されない。例えば、レーザ車間距離計１は、自車両２のリアガラスに装着されるとよい。また、光の出射方向は、後方であるとよい。また、レーザ車間距離計１は、自車両２の室外に配置されるとよい。例えば、レーザ車間距離計１は、自車両２の室外において、先端部又は後端部に配置されるとよい。また、装着部１９は設けられないとよい。この場合、コストを低減することができる。

なお、レーザ車間距離計１の外観は、一例として、図１８のようにするとよい。レーザ車間距離計１の本体部１１は、筐体１１０を備えている。レーザ車間距離計１の前面１１１には、投光レンズ７１１、受光レンズ７６、及びスピーカ１０５が配置されている。レーザ車間距離計１の背面１１２には、ＭＯＤＥキー１２１、ＵＰキー１２２、ＤＯＷＮキー１２３、及び３つのＬＥＤ１２５が配置されている。ＭＯＤＥキー１２１、ＵＰキー１２２、及びＤＯＷＮキー１２３は、例えば、プラスチック等の合成樹脂によって形成される。レーザ車間距離計１の上面１１３には、ｍｉｎｉＵＳＢコネクター１２６が配置されている。

ＣＰＵ１０１（図２参照）は、ＭＯＤＥキー１２１、ＵＰキー１２２、及びＤＯＷＮキー１２３が押下されたことを検出する。また、ＣＰＵ１０１は、ＬＥＤ１２５の点灯を制御する。ＣＰＵ１０１は、ｍｉｎｉＵＳＢコネクターを介して、外部機器（例えば、ＰＣ及び携帯端末等）と通信を行なうことが可能である。前面１１１と背面１１２の下端部には、前後方向に並ぶ照準器１２４が設けられている。照準器１２４の下端には、スリットが設けられている。照準器１２４は、レーザ車間距離計１の向きが調整される場合に使用される。ユーザは、後方から照準器１２４のスリットを目視し、前後に配置された照準器１２４のスリットを合わせながら、レーザ車間距離計１の向きを調整する。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０６に記憶されているデータに基づいて、テーブル９６１〜９６４（図１９〜図２２参照）に示す制御を行なう。ＣＰＵ１０１は、光ユニット７に基づいて測定した他車両３との車間距離等に基づき、テーブル９６１（図１９参照）に示す音声を、スピーカ１０５から出力する。テーブル９６１に示すように、ＣＰＵ１０１がスピーカ１０５を制御して出力する音声は、例えば、音声１（アナウンサ風）、音声２（アニメ声）、及びブザー音の中から選択可能である。このままではあとＸ秒後に衝突する状態となった場合、ＣＰＵ１０１は、衝突予告をスピーカ１０５から出力し、ユーザに報知する。また、例えば、衝突予告を報知する位置から、さらに他車両３に近づくと、ＣＰＵ１０１は、衝突警告をスピーカ１０５から出力し、ユーザに報知する。衝突警告は、低速の場合と、高速の場合とで異なる（テーブル９６１の「衝突警告（低速）」と「衝突警告（高速）」を参照）。また、自車両２が停車しているときに、前方の他車両３が発進した場合、ＣＰＵ１０１は、スタートインフォメーションをスピーカ１０５から出力し、ユーザに報知する。

音声１（アナウンサ風）に設定されている場合、ＣＰＵ１０１は、衝突予告「あっ」、衝突警告（低速）「危険です。」、衝突警告（高速）「危ない」、及びスタートインフォメーション「先行車発進」を出力する。音声２（アニメ声）に設定されている場合、ＣＰＵ１０１は、衝突予告「キャ」、衝突警告（低速）「気を付けてね」、衝突警告（高速）「危ない！」、及びスタートインフォメーション「行っけー」を出力する。ブザー音に設定されている場合、ＣＰＵ１０１は、衝突予告「ピピ」、衝突警告（低速）「ピピピピ」、衝突警告（高速）「ピピピピー」、及びスタートインフォメーション「プ・プ・プ・プ」を出力する。

ＣＰＵ１０１は、ＵＰキー１２２又はＤＯＷＮキー１２３が長押しされた場合、テーブル９６２（図２０）に示す感度を設定する。感度設定は、０〜３の間で設定可能である。ＵＰキー１２２が長押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、感度設定を０から３に向けて大きくする。ＤＯＷＮキー１２３が長押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、感度設定３から０に向けて小さくする。感度設定「０」は、「非検知」の設定である。ＣＰＵ１０１は、感度設定「０」に設定する場合、他車両３の検知を行なわない。また、感度設定１から３に向かうほど、感度が高くなる。すなわち、ＣＰＵ１０１は、他車両３を検知し易くする。

ＣＰＵ１０１は、レーザ車間距離計１の状態を、テーブル９６３（図２１参照）に示す「Ｓ１．運用モード」、「Ｓ２．ガラス補正モード」、及び「Ｓ３．検出確認モード」のいずれかに設定可能である。運用モードは、通常の運用を行なうモードである。ガラス補正モードは、フロントガラス９１の影響を低減するモードである。

ガラス補正モードについてより詳細に説明する。ＬＤ７２から出射され、フロントガラス９１に到達した光の一部は、フロントガラス９１に反射され、フォトダイオード７５側に反射される。例えば、ＬＤ７２から出射されてフロントガラス９１に到達した光を１００％とすると、９５％はフロントガラス９１を透過して前方に出射される。そして、光の２〜３％が、フロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する。

一方、フロントガラス９１を透過して前方に出射された光のうちの一部は、前方の他車両３の反射板３１に反射されて、フォトダイオード７５に到達する。反射板３１は、光の照射範囲の一部に存在するため、反射板３１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光は、１％未満である。すなわち、フロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光（２〜３％）に比べて、反射板３１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光（１％未満）は、小さい。このため、フロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光の影響が大きい。ガラス補正モードは、フロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光の影響を軽減するために行なわれる。

具体的には、ガラス補正モードは、前方に他車両３が存在しない状態で、ＬＤ７２から光を出射する。前方に他車両３が存在しないので、光は反射板３１に反射されない。よって、ＣＰＵ１０１は、フロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光の輝度を取得することが可能となる。ガラス補正モードにおいて、ＣＰＵ１０１は、フロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光の輝度を、ＲＡＭ１０７又は他の記憶媒体に記憶する。ＣＰＵ１０１は、運用モードにおいて他車両３を検出する場合に、検出した光の輝度から、ガラス補正モードにおいて記憶したフロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光の輝度を減算する。これによって、フロントガラス９１に反射されてフォトダイオード７５に到達する光の影響が軽減される。

テーブル９６３に示すように、「Ｓ１．運用モード」において、ＵＰキー１２２が短押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、スピーカ１０５から出力する音量を上げる。ＤＯＷＮキー１２３が短押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、スピーカ１０５から出力する音量を下げる。ＵＰキー１２２が長押しされた場合、ＣＰＵ１０１は感度を上げる（図２０及び図２１参照）。ＤＯＷＮキー１２３が長押しされた場合、ＣＰＵ１０１は感度を下げる（図２０及び２１参照）。ＭＯＤＥキー１２１が短押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、音声とブザーとを切り替える。より詳細には、テーブル９６１（図１９参照）に示す、音声１（アナウンサ風）、音声２（アニメ声）、及びブザー音の間で、切り替える。ＭＯＤＥキー１２１が長押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、「Ｓ２．ガラス補正モード」に、レーザ車間距離計１の状態を移行させる。

ガラス補正モードは、「Ｓ２−１．ニュートラル」、「Ｓ２−２．実行中」、及び「Ｓ２−３．完了」に変化する。「Ｓ２−１．ニュートラル」は、設定された時点では何もせず、ガラス補正の実行、もしくはキャンセルのキーの押下を待つモードである。ＭＯＤＥキー１２１が長押しされた場合、ＣＰＵ１０１はキャンセルのキーの押下が実行されたと判断する。この場合、ＣＰＵ１０１は、ガラス補正を実行せず、レーザ車間距離計１の状態を「Ｓ３．検出確認モード」に移行させる。ＤＯＷＮキー１２３が短押しされた場合、ＣＰＵ１０１はガラス補正を実行するために、レーザ車間距離計１の状態を「Ｓ２−２．実行中」に移行させる。

「Ｓ２−２．実行中」では、ＣＰＵ１０１は、ガラス補正を実行する。ＣＰＵ１０１は、ガラス補正の実行開始から約３秒経過後、レーザ車間距離計１の状態を「Ｓ２−３．完了」に移行させる「Ｓ２−３．完了」では、ガラス補正が正常に実行されたかの判定結果（ＯＫ又はＮＧ）の報知する。報知は、例えば、スピーカ１０５から音声を出力すること、又は、ＬＥＤ１２５の点灯を制御することによって行なわれる。ガラス補正が正常に実行された場合（ＯＫの場合）、ＣＰＵ１０１は、レーザ車間距離計１の状態を「Ｓ１．運用モード」に移行させる。ガラス補正が正常に実行されない場合、ＣＰＵ１０１は、レーザ車間距離計１の状態を「Ｓ２−１．ニュートラル」に移行させる。

前述したように、「Ｓ２−１．ニュートラル」において、ＭＯＤＥキー１２１が長押しされると、ＣＰＵ１０１はレーザ車間距離計１の状態を「Ｓ３．検出確認モード」に移行させる。検出確認モードは、レーザ車間距離計１の向きが良いか等の確認用のモードである。検出確認モードでは、例えば、検出距離をピッ音の音程で表現する。ＵＰキー１２２が短押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、スピーカ１０５から出力する音量を上げる。ＤＯＷＮキー１２３が短押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、スピーカ１０５から出力する音量を下げる。ＭＯＤＥキー１２１が長押しされた場合、ＣＰＵ１０１は、レーザ車間距離計１の状態を「Ｓ１．運用モード」に移行させる。

ＣＰＵ１０１は、ＬＥＤ１２５の状態を、テーブル９６４（図２２参照）に示すように制御する。テーブル９６３のＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３は、ＬＥＤ１２５に含まれる（図１８参照）。ＬＥＤ１は、レーザ車間距離計１の状態（装置の状態）を示すためのＬＥＤである。ＬＥＤ２は、警告、報知類を、ユーザに示すためのＬＥＤである。ＬＥＤ３は、エラーをユーザに示すためのＬＥＤである。

レーザ車間距離計１の状態が運用モード（図２１及び図２２参照）であるとする。この場合、ＣＰＵ１０１は、ＬＥＤ１を緑点灯させる。また、「衝突警告（高速）」、「衝突予告（低速）」、「衝突予告」、「スタートインフォメーション」、「音量変更時」、「感度変更」、「報知音変更（音声）」、「報知音変更（ブザー）」の状態となる場合、ＣＰＵ１０１は、夫々、「赤点滅」、「黄点滅」、「黄点滅」、「青点滅」、「黄点灯（１秒）」、「青点灯（１秒）」、「青点灯（１秒）」、「黄点灯（１秒）」となるようにＬＥＤ２を制御する。

また、「Ｅｒｒ（エラー）１」、「Ｅｒｒ２」、「Ｅｒｒ３」、「Ｅｒｒ４」、「Ｅｒｒ５」の状態となる場合ＣＰＵ１０１は、夫々、「赤点滅」、「青点滅」、「黄点滅」、「緑点滅」、「白点滅」となるようにＬＥＤ３を制御する。Ｅｒｒ１は、ガラス補正が完了していないことを示すエラーである。Ｅｒｒ２は、電源起動後のエージングタイム中であることを示すエラーである。Ｅｒｒ３は、高温によって動作を停止していることを示すエラーである

レーザ車間距離計１の状態がガラス補正モード（図２１及び図２２参照）であるとする。この場合、ＣＰＵ１０１は、ＬＥＤ１を黄点灯させる。また、「実行中」、「完了（成功）」、及び「未実行又は完了（失敗）」の状態となる場合、ＣＰＵ１０１は、夫々、「緑点灯」、「青点灯」、「赤点灯」となるようにＬＥＤ２を制御する。「未実行又は完了（失敗）」とは、ガラス補正が完了していない状態である。

レーザ車間距離計１の状態が検出確認モード（図２１及び図２２参照）であるとする。この場合、ＣＰＵ１０１は、ＬＥＤ１を黄点滅させる。また、ＣＰＵ１０１は、前方車（すなわち、他車両３）の非検出時には、ＬＥＤ２を赤点灯させ、前方車の検出時には、ＬＥＤ２を緑点灯させる。以上のようにＣＰＵ１０１は、テーブル９６１〜９６４に示す制御を行なう。

１ レーザ車間距離計
２ 自車両
３ 他車両
７ 光ユニット
３１，９５ 反射板
４０，４１ 出射領域
５０ 走行車線
６０ 出射制御回路
６２ 分割抵抗器
６３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６４ 積分回路
７１ 出射ユニット
７４ 受光ユニット
７５ フォトダイオード
７６ 受光レンズ
８０ 受光制御回路
８３ 差動アンプ
８４ Ａ／Ｄコンバータ
８９，８９１，８９２，８９３ 受光領域
４０１ 第一部位
４０２ 第二部位
４０３，４０４ 斜辺
６１４ 第三抵抗器
６２１ 第一抵抗器
６２２ 第二抵抗器
６３３ リファレンス入力端子
６５１ 第四抵抗器
７５０ 入射領域
７５１ 角部
７５２，７５３，７５５，７５６ 辺
７６１ 主レンズ
７６２，７６３ 補助レンズ
７７１，７７２ 反射面
７７３〜７７７ 難反射面
９１１，９１２，９１３ 光学的中心軸

Claims (19)

1. 第一車両に装着され、前記第一車両の前方又は後方である出射方向に光を出射し、前記出射方向に位置する第二車両を検出する出射装置であって、
   前記光を出射する領域である出射領域に前記光を集中させて出射する指向特性を有する出射部を備え、
   前記出射領域は、遠い位置である遠方位置に対応する領域である第一部位の左右方向の幅が、前記第一部位より下側の領域である第二部位の前記左右方向の幅より小さい形状であることを特徴とする出射装置。
2. 前記出射領域は、前記出射方向を法線とする平面に投影される形状が、前記第一部位が上部、前記第二部位が下部となる台形状であることを特徴とする請求項１に記載の出射装置。
3. 前記出射領域において、前記第一部位の前記光の輝度は、前記第二部位の前記光の輝度より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の出射装置。
4. 前記出射部によって出射された前記光が反射した反射光を受光する受光部を備え、
   前記受光部の上部は、前記出射領域の反射光が入射する領域の上部に沿う形状を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の出射装置。
5. 前記出射領域は、前記出射方向を法線とする平面に投影される形状が、前記第一部位が上部、前記第二部位が下部となる台形状であり、
   前記受光部は、四角形であり、１の角部が上側に位置することを特徴とする請求項４に記載の出射装置。
6. 前記反射光を前記受光部に導く受光レンズを備え、
   前記受光レンズは、光学的中心軸を複数有し、
   前記光学的中心軸は、前記受光部の内側に位置することを特徴とする請求項４又は５に記載の出射装置。
7. 前記受光レンズは、主レンズと、補助レンズとを備え、
   前記補助レンズは、前記主レンズの下側に配置され、
   前記補助レンズの前記光学的中心軸は、前記主レンズの前記光学的中心軸より下側に位置することを特徴とする請求項６に記載の出射装置。
8. 前記補助レンズは、前記左右方向に２つ並べて設けられ、
   一方の前記補助レンズの前記光学的中心軸は、前記主レンズの前記光学的中心軸より前記左右方向の一方側に位置し、
   他の前記補助レンズの前記光学的中心軸は、前記主レンズの前記光学的中心軸より前記左右方向の他方側に位置することを特徴とする請求項７に記載の出射装置。
9. 前記主レンズは円形であり、
   前記補助レンズは、前記主レンズにおける前記補助レンズに隣接する部位と同じ形状を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の出射装置。
10. 前記受光部と前記受光レンズとを支持する筐体と、
    前記筐体内において、前記受光レンズから入射した前記光の一部を反射して前記受光部に導く反射部と
    を備えたことを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の出射装置。
11. 前記筐体内において前記受光部よりも下側に設けられ、前記反射部よりも前記光を前記受光部に導き難い難反射部を備え、
    前記反射部は、少なくとも前記受光部よりも上側に到達した前記光を反射して、前記受光部に導くことを特徴とする請求項１０に記載の出射装置。
12. 前記受光部は、四角形であり、一の角部が上側に位置し、
    前記反射部は、前記一の角部を形成する一対の辺の夫々から延びることを特徴とする請求項１１に記載の出射装置。
13. 前記出射部と前記受光レンズとは互いに隣に配置されていることを特徴とする請求項７から１２のいずれかに記載の出射装置。
14. 前記出射部に前記光を出射させる出射制御手段と、
    前記受光部によって受光される前記光を含む信号を、等価時間サンプリング法によるサンプリング間隔でサンプリングする等価時間サンプリング手段と
    を備え、
    前記出射制御手段は、前記光を出射してから前記等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間に応じて、出射する前記光の輝度を変化させることを特徴とする請求項４から１３のいずれかに記載の出射装置。
15. 前記出射制御手段は、前記光を出射してから前記等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱い前記光を前記出射部に出射させることを特徴とする請求項１４に記載の出射装置。
16. 前記出射制御手段は、前記出射部に電圧を供給する電源回路を備え、
    前記電源回路は、
    ＤＣ／ＤＣコンバータと、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力側に接続される第一の抵抗器と、グラウンドに接続される第二の抵抗器とを含み、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのリファレンス入力端子に分割電圧を入力し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の設定に用いられる分割抵抗器と、
    パルス信号が入力される積分回路と、
    前記積分回路の出力側と前記リファレンス入力端子との間に設けられる第三の抵抗器とを備え、
    前記積分回路にパルス信号が入力され、前記リファレンス入力端子に加えられる電圧が変動し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が変動することで、前記光を出射してから前記等価時間サンプリング手段によってサンプリングされるまでの時間が短いほど、輝度の弱い前記光を前記出射部に出射させることを特徴とする請求項１５に記載の出射装置。
17. 前記等価時間サンプリング手段は、
    前記出射部によって前記光が出射される前に、前記受光部によって受光された信号を取得する第一取得手段と、
    前記出射部によって前記光が出射された後で、前記等価時間サンプリング法による前記サンプリング間隔で、前記受光部によって受光された信号を取得する第二取得手段と、
    前記第一取得手段によって取得された信号と、前記第二取得手段によって取得された信号との差に基づく信号を取得する第三取得手段と、
    前記第三取得手段によって取得された信号の符号化を行う符号化手段と
    を備えたことを特徴とする請求項１４から１６のいずれかに記載の出射装置。
18. 前記受光部によって受光された信号のうち、前記光より周波数の低い帯域を通過させるローパスフィルタを備え、
    前記第一取得手段は、前記ローパスフィルタを通過した後の信号を取得することを特徴とする請求項１７に記載の出射装置。
19. 前記受光部から受光された信号に基づいて、対象物との距離を取得する距離取得手段を備えたことを特徴とする請求項４から１８のいずれかに記載の出射装置。