JP2024061433A - 光学センサ、受光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】解像度と両立させてダイナミックレンジを確保する光学センサの提供。【解決手段】光学センサは、互いに直交する第一基準面Ｓ１及び第二基準面Ｓ２を基準として、基準面Ｓ１，Ｓ２上で相異なる正パワーを、第一基準面Ｓ１に沿って長手の反射ビームに作用させる受光光学系であって、第二基準面Ｓ２に沿って光軸ＲＯＡから離間するほど反射ビームの透過率を減衰させる受光光学系と、受光光学系による第二基準面Ｓ２上の焦点に位置合わせされ、受光光学系から光学作用を受けた反射ビームを透過させる光学開口を、第一基準面Ｓ１に沿って形成するアパーチャユニットと、受光光学系による第一基準面Ｓ１上の焦点に位置合わせされ、基準面Ｓ１，Ｓ２に沿う二次元方向に配列される複数の受光素子により、光学開口を透過した反射ビームを受光する受光ユニットとを、備える。【選択図】図６

Description

本開示は、光学センサ、及びそれに適用される受光モジュールに、関する。

特許文献１に開示される光学センサは、外界のセンシングエリアへ向けて照射ビームを照射し、当該照射ビームに対するセンシングエリアからの反射ビームを受光することで、センシングを遂行している。

米国特許第１０６６３５８６号明細書

特許文献１に開示される光学センサは、複数光源からドット状に照射した照射ビームに対する反射ビームを、アパーチャの複数開口にそれぞれ透過させて、受光ユニットにおける複数の受光素子に受光させることで、ダイナミックレンジの確保を可能にしている。しかし、各受光素子の配列される配列面において反射ビームを受光可能な受光エリアは、各照射ビームに対応してドット状に分断されるため、解像度が低下してしまう。

本開示の課題は、解像度と両立させてダイナミックレンジを確保する光学センサ、及びそのための受光モジュールを、提供することにある。

以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

本開示の第一態様は、
外界のセンシングエリア（ＳＡ）へ向けてライン状の照射ビーム（ＩＢ）を照射し、照射ビームに対するセンシングエリアからの反射ビーム（ＲＢ）を光軸（ＲＯＡ）上において受光することにより、センシングを遂行する光学センサであって、
互いに直交する第一基準面（Ｓ１）及び第二基準面（Ｓ２）を基準として、第一基準面上と第二基準面上とで相異なる正パワーを、第一基準面に沿って長手の反射ビームに作用させる受光光学系であって、第二基準面に沿って光軸から離間するほど反射ビームの透過率を減衰させる受光光学系（４２，２０４２）と、
受光光学系による第二基準面上の焦点（ＰＦ２）に位置合わせされ、受光光学系から光学作用を受けた反射ビームを透過させる光学開口（４１１）を、第一基準面に沿って形成するアパーチャユニット（４１０）と、
受光光学系による第一基準面上の焦点（ＰＦ１）に位置合わせされ、第一基準面と第二基準面とに沿う二次元方向に配列される複数の受光素子（４６）により、光学開口を透過した反射ビームを受光する受光ユニット（４５，３０４５）とを、備える光学センサである。

本開示の第二態様は、第一態様の光学センサに適用され、
受光光学系が受光ユニット及びアパーチャユニットと共にパッケージングされることにより、構成される受光モジュールである。

これら第一及び第二態様によると、受光光学系による第二基準面上の焦点に位置合わせされるアパーチャユニットは、受光光学系から光学作用を受けた反射ビームを透過させる光学開口を、第一基準面に沿って形成する。そこで、受光光学系による第一基準面上の焦点に位置合わせされる受光ユニットは、第一基準面と第二基準面とに沿う二次元方向に配列の複数受光素子により、光学開口を透過した反射ビームを受光する。これによれば、ライン状の照射ビームに応じて光学開口を透過した反射ビームを受光可能となる受光エリアは、受光ユニットにおいて第一基準面に沿う方向に連続し得る。故に、受光ユニットでの解像度の確保が可能となる。

しかも、第一及び第二態様による受光光学系は、第二基準面に沿って光軸から離間するほど、反射ビームの透過率を減衰させる。こうして透過率減衰作用を受けた反射ビームは、アパーチャユニットの光学開口を透過するのに伴って、第一基準面に沿う方向では外光混入を抑制されつつ、第二基準面に沿う方向には強度分布して受光ユニットにより受光され得る。故に、受光ユニットでの解像度と両立させたダイナミックレンジの確保も可能となる。

第一実施形態による光学センサの全体構成を示す模式図である。 第一実施形態による照射部及び走査部を示す模式図である。 第一実施形態による受光部及び走査部を示す模式図である。 第一実施形態による照射部を拡大して示す模式図である。 第一実施形態による受光部を拡大して示す模式図である。 第一実施形態による受光部を拡大して示す模式図である。 第一実施形態による受光部の特性を示すグラフである。 第一実施形態による受光部を拡大して示す模式図である。 第一実施形態による受光部を示す模式図である。 第一実施形態による受光部を示す模式図である。 第一実施形態による受光部の特性を示すグラフである。 第二実施形態による光学センサの全体構成を示す模式図である。 第二実施形態による受光部及び走査部を示す模式図である。 第三実施形態による光学センサの全体構成を示す模式図である。 第三実施形態による受光部及び走査部を示す模式図である。 第三実施形態による受光部を拡大して示す模式図である。 第四実施形態による光学センサの全体構成を示す模式図である。 第四実施形態による受光部及び走査部を示す模式図である。 第五実施形態による光学センサの全体構成を示す模式図である。 第五実施形態による受光部及び走査部を示す模式図である。 第二実施形態の変形例による受光部及び走査部を示す模式図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づき複数説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する場合がある。また、各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。さらに、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように、本開示の第一実施形態による光学センサ１０は、移動体としての車両に搭載される、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）である。尚、以下の説明では断り書きがない限り、前、後、上、下、左、及び右が示す各方向は、水平面上の車両を基準として定義される。また、水平方向は水平面に対する接線方向を示し、鉛直方向は水平面に対する垂直方向を示す。

光学センサ１０は、例えば前方部、左右の側方部、後方部、及び上方のルーフ等のうち、車両における少なくとも一箇所に配置される。光学センサ１０は、車両の外界のうち、配置箇所に応じたセンシングエリアＳＡへと向けて、ビームＩＢを照射する。光学センサ１０は、そうしたセンシングエリアＳＡへの照射ビームＩＢが同エリアＳＡ内の物標により反射されてくる反射ビームＲＢを受光することで、センシングを遂行する。そこで、反射ビームＲＢとなる照射ビームＩＢには、通常、外界の人間から視認困難な近赤外域の光が、選択される。

光学センサ１０は、反射ビームＲＢを受光することで、センシングエリアＳＡ内の物標をセンシングする。ここで物標のセンシングとは、例えば光学センサ１０から物標までの距離、物標が存在する方向、及び物標からの反射ビームＲＢの反射強度等のうち、少なくとも一種類である。特に、車両に適用される光学センサ１０においてセンシング対象となる物標は、例えば歩行者、サイクリスト、人間以外の動物、及び他車両等の移動物体のうち、少なくとも一種類であってもよい。また、車両に適用される光学センサ１０においてセンシング対象となる物標は、例えばガードレール、道路標識、道路脇の構造物、及び道路上の落下物等の静止物体のうち、少なくとも一種類であってもよい。

光学センサ１０においては、互いに直交する三軸としてのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸により、三次元直交座標系が定義されている。特に、車両に適用される光学センサ１０においてＹ軸方向は、同車両の鉛直方向に設定されている。また、車両に適用される光学センサ１０においてＸ軸方向及びＺ軸方向は、同車両の相異なる水平方向に設定されている。そこで図１，５，６に示すように、光学センサ１０において基準となる第一基準面Ｓ１は、いわゆるタンジェンシャル面として、Ｙ軸及びＺ軸を含んだＹＺ平面に、規定されている。それと共に図２，３，５，６に示すように、光学センサ１０において第一基準面Ｓ１とは直交した基準となる第二基準面Ｓ２は、Ｘ軸及びＺ軸を含んだＸＺ平面に、規定されている。さらに図４～６に示すように、光学センサ１０において第一基準面Ｓ１及び第二基準面Ｓ２とは直交した基準となる第三基準面Ｓ３は、Ｘ軸及びＹ軸を含んだＸＹ平面に、規定されている。

図１～３に示すように光学センサ１０は、筐体部１１、照射部２１、走査部３１、受光部４１、及び制御部５１を含んで構成されている。筐体部１１は、図１に示すように光学センサ１０の外装を形成する。筐体部１１は、遮光ケース１２、及びカバーパネル１５を備えている。尚、図１においては、Ｙ軸方向の一点鎖線よりも左側部分（カバーパネル１５側）が実際には、当該一点鎖線よりも右側部分（照射部２１側及び受光部４１側）に対して直交する断面を図示している。

遮光ケース１２は、遮光性を有する、例えば合成樹脂又は金属等により、形成されている。遮光ケース１２は、全体として箱状を呈している。遮光ケース１２は、単独の部品により、又は複数部品の組み合わせにより、構築されている。遮光ケース１２は、照射部２１、走査部３１、及び受光部４１を内部に収容している。さらに遮光ケース１２は、図１の如く制御部５１を内部に収容していてもよい。

カバーパネル１５は、近赤外域での透光性を有する、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、形成されている。カバーパネル１５は、全体として平板状又は曲率を持った形状を呈している。カバーパネル１５は、遮光ケース１２に設けられた貫通口全体を、閉塞している。

図１，２に示すように照射部２１は、投光ユニット２２、及び照射光学系２６を備えている。投光ユニット２２は、筐体部１１内に配置され、照射ビームＩＢとなる近赤外域のレーザ光を発する。そのために図４に示すように投光ユニット２２は、複数のレーザ発振素子２４を投光アレイ基板上に有している。各レーザ発振素子２４は、Ｙ軸方向に単列の一次元に配列されている。各レーザ発振素子２４は、例えばエッジエミッタレーザ、又は面発光レーザ等である。各レーザ発振素子２４は、それぞれ照射ビームＩＢの一部となるレーザ光を、発する。

投光ユニット２２は、擬似的にＹ軸方向に長手の矩形輪郭をもって規定される投光窓２５を、投光アレイ基板の片面側に形成している。投光窓２５は、各レーザ発振素子２４におけるレーザ発振開口の集合体として、構築されている。これにより、各レーザ発振素子２４のレーザ発振開口から出力されるレーザ光は、図１に示すセンシングエリアＳＡにおいては、Ｙ軸方向に長手のライン状に擬制される照射ビームＩＢとして、投光窓２５から投射される。筐体部１１内における照射ビームＩＢには、Ｙ軸方向において各レーザ発振素子２４の配列間隔に応じた非発光部が、含まれていてもよい。この場合でもセンシングエリアＳＡにおいては、後述する照射光学系２６の光学作用によって巨視的に非発光部の解消されたライン状の照射ビームＩＢが、形成されるとよい。

図１，２に示すように照射光学系２６は、筐体部１１内において投光ユニット２２と走査部３１の走査ミラー３２との間に、配置されている。照射光学系２６は、投光ユニット２２からの照射ビームＩＢを、走査ミラー３２へ向かって投光する。そのために照射光学系２６は、投光ユニット２２から投射された照射ビームＩＢを、Ｚ軸方向の照射光軸ＩＯＡ上において走査ミラー３２にまで導光する。こうした導光を実現するために照射光学系２６は、遮光ケース１２によって保持される照射レンズ２７を、有している。照射レンズ２７は、近赤外域での透光性を有する、例えば合成樹脂又はガラス等のレンズ基材を主体として、形成されている。

ここで特に第一実施形態の照射レンズ２７には、前段のシリンドリカルレンズ２７ａと、後段の回転対称レンズ２７ｂとの、一対が選定されている。シリンドリカルレンズ２７ａは、母線方向がＸ軸方向且つ正パワー方向がＹ軸方向となる、平凸シリンドリカル型である。回転対称レンズ２７ｂは、正パワー方向がＺ軸まわりの任意方向となる、両凸型である。照射光学系２６は、これらシリンドリカルレンズ２７ａ及び回転対称レンズ２７ｂの組み合わせにより、Ｙ軸方向とＸ軸方向とで相異なる正パワーを、照射ビームＩＢに作用させる。

図１～３に示すように走査部３１は、走査ミラー３２、及び走査モータ３５を備えている。走査ミラー３２は、筐体部１１内においてカバーパネル１５と照射光学系２６との間から、カバーパネル１５と受光部４１の受光光学系４２との間に跨って配置されている。走査ミラー３２は、照射光学系２６から投射された照射ビームＩＢをセンシングエリアＳＡへ向けて走査し、当該照射ビームＩＢに対するセンシングエリアＳＡからの反射ビームＲＢを受光光学系４２へ向けて反射する。

走査ミラー３２は、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、形成されている。走査ミラー３２は、全体として平板状を呈している。走査ミラー３２は、例えばアルミニウム、銀、又は金等の反射膜がミラー基材の片面側に蒸着されることで、Ｙ軸方向に長手の矩形輪郭に反射面３３を形成している。

走査ミラー３２は、遮光ケース１２により回転自在に保持される、回転軸３４を有している。回転軸３４は、反射面３３が長手となるＹ軸方向に、延伸配置されている。走査ミラー３２は、Ｙ軸方向に延伸設定された回転中心線ＣＭまわりに回転することで、反射面３３の法線方向を当該回転中心線ＣＭまわりに調整する。そこで走査ミラー３２は、例えば機械的又は電気的なストッパ等により、有限の回転角範囲ＤＲ内において揺動運動可能となっている。これにより、走査ミラー３２の反射する照射ビームＩＢは、カバーパネル１５の外形輪郭からは外れないように制限されている。

走査ミラー３２は、照射部２１と受光部４１とに共通に設けられている。そこで走査ミラー３２における反射面３３は、照射ビームＩＢと反射ビームＲＢとに共通に設けられている。反射面３３において、照射ビームＩＢを反射する部分と、反射ビームＲＢを反射する部分とは、互いに離間、又は少なくとも一部ずつが互いに重畳するように、構成される。

図１，２に示すように照射ビームＩＢは、走査ミラー３２の回転駆動に応じて法線方向の調整される反射面３３から反射作用を受けることで、カバーパネル１５を透過してセンシングエリアＳＡを時間的及び空間的に走査する。センシングエリアＳＡに対する照射ビームＩＢの走査は、回転中心線ＣＭまわりでの走査ミラー３２の回転駆動に応じて、水平方向に対する走査に実質制限される。これにより走査ミラー３２の回転角範囲ＤＲは、センシングエリアＳＡでの水平画角を定義付けることになる。

照射ビームＩＢは、センシングエリアＳＡに存在する物標により反射されることで、光学センサ１０へリターンする反射ビームＲＢとなる。反射ビームＲＢは、カバーパネル１５を再度透過して、走査ミラー３２の反射面３３へと入射する。ここで走査ミラー３２の回転運動速度に対して、照射ビームＩＢ及び反射ビームＲＢの速度は十分に大きい。これにより反射ビームＲＢは、照射ビームＩＢと略同一回転角度の走査ミラー３２において反射面３３から反射作用を受けることで、照射ビームＩＢと逆行するように受光光学系４２へ導光されるものとして、擬制可能である。

図１に示すように走査モータ３５は、筐体部１１内において走査ミラー３２の周囲に、配置されている。走査モータ３５は、例えばボイスコイルモータ、ブラシ付きＤＣモータ、又はステッピングモータ等である。走査モータ３５の出力軸は、走査ミラー３２の回転軸３４に直接的に、又は例えば減速機等の駆動機構を介して間接的に、結合される。走査モータ３５は、出力軸と共に回転軸３４を回転駆動可能に、遮光ケース１２によって保持されている。走査モータ３５は、回転軸３４を回転角範囲ＤＲ内にて回転駆動する。

図１，３に示すように受光部４１は、受光光学系４２、及び受光ユニット４５を備えている。受光光学系４２は、筐体部１１内において走査ミラー３２と受光ユニット４５との間に、配置されている。受光光学系４２は、Ｙ軸方向の照射光学系２６よりも下方に、位置決めされている。

受光光学系４２は、走査ミラー３２からの反射ビームＲＢを受光ユニット４５に結像させる。そのために受光光学系４２は、走査ミラー３２から反射された反射ビームＲＢを、Ｚ軸方向の受光光軸ＲＯＡ上において受光ユニット４５に受光させる。このとき反射ビームＲＢは、照射ビームＩＢに対応したＹ軸方向に長手且つ近赤外域のライン状ビームとして、受光光軸ＲＯＡに沿った導光作用を走査ミラー３２の回転角範囲ＤＲ全域に亘って受ける。そこで受光光学系４２は、遮光ケース１２によって保持される受光レンズ４３を、有している。受光レンズ４３は、近赤外域での透光性を有する、例えば合成樹脂又はガラス等のレンズ基材を主体として、形成されている。

ここで特に第一実施形態の受光レンズ４３には、前段の回転対称レンズ４３ａと、後段のシリンドリカルレンズ４３ｂとの、一対が選定されている。回転対称レンズ４３ａは、正パワー方向がＺ軸まわりの任意方向となる、両凸型である。シリンドリカルレンズ４３ｂは、母線方向がＹ軸方向且つ正パワー方向がＸ軸方向となる、平凸シリンドリカル型である。受光光学系４２は、これら回転対称レンズ４３ａ及びシリンドリカルレンズ４３ｂの組み合わせにより、Ｙ軸方向とＸ軸方向とで相異なる正パワーを、Ｙ軸方向に長手の反射ビームＲＢに作用させる。即ち、互いに直交する第一基準面Ｓ１及び第二基準面Ｓ２を基準として受光光学系４２は、第一基準面Ｓ１上と第二基準面Ｓ２上とで相異なる正パワーを、第一基準面Ｓ１に沿って長手の反射ビームＲＢに作用させる。

受光ユニット４５は、筐体部１１内においてＹ軸方向の投光ユニット２２よりも下方に、位置決めされている。受光ユニット４５は、受光光学系４２によって結像される反射ビームＲＢを受光することで、受光信号を出力する。そのために、図５に示すように受光ユニット４５は、複数の受光素子４６を受光アレイ基板上に有している。各受光素子４６は、Ｙ軸方向とＸ軸方向とに複数列ずつの二次元に配列されている。即ち各受光素子４６は、第一基準面Ｓ１及び第二基準面Ｓ２に沿う二次元方向に配列されている。

図１，３，５に示すように、受光ユニット４５において各受光素子４６が配列されて反射ビームＲＢを受光する受光面は、Ｚ軸方向とは直交し且つＹ軸方向に長手となる矩形輪郭の配列面４７として、受光アレイ基板の片面側に形成されている。即ち、第一基準面Ｓ１及び第二基準面Ｓ２と直交する第三基準面Ｓ３を基準として、受光ユニット４５における各受光素子４６の配列面４７は、第三基準面Ｓ３に沿う姿勢に位置決めされている。このような配列面４７は、各受光素子４６における入射面の集合体として、構築される。

受光ユニット４５において各受光素子４６は、シングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ：Single Photon Avalanche Diode）を主体として、構成されている。そこで受光ユニット４５では、各受光素子４６から受光信号を読み出す単位として図５に太線で囲って示される受光画素４８の複数が、それぞれ設定数ずつの受光素子４６を含むように構築されている。ここで、Ｙ軸方向とＸ軸方向とには相異なる複数ずつの受光素子４６から各受光画素４８が構築されることで、特に第一実施形態では、それら各受光画素４８がＹ軸方向に単列の一次元に配列されている。即ち、受光ユニット４５の配列面４７において各受光画素４８は、第一基準面Ｓ１に沿う一次元方向に配列されている。

こうした構成の受光ユニット４５において各受光画素４８別には、反射ビームＲＢに応答する受光素子４６の当該応答数に追従して、受光信号の信号値が変化する。そうした受光信号を、各受光画素４８別に受光素子４６の設定数分ずつ束ねることになる受光ユニット４５では、後に説明する詳細構成によってダイナミックレンジを高めることが可能となっている。そこで、図１，３に示すように受光ユニット４５は、各受光画素４８別に設定数ずつの受光素子４６から読み出される受光信号をサンプリングして制御部５１へと出力するために、出力回路４９を有している。

図１に示す制御部５１は、センシングエリアＳＡ内における物標のセンシングを制御する。制御部５１は、プロセッサ及びメモリを含むコンピュータの、少なくとも一つを主体として構成されている。制御部５１は、その全体が筐体部１１内に収容されていてもよい（図１の例）。制御部５１は、その全体が筐体部１１外の車両に配置されていてもよい。制御装置１は、筐体部１１内と筐体部１１外の車両とに跨って分散配置されていてもよい。

制御部５１は、投光ユニット２２、走査モータ３５、及び受光ユニット４５と接続されている。制御部５１は、投光ユニット２２からの照射ビームＩＢの照射タイミングと同期して走査ミラー３２を回転駆動しつつ、受光ユニット４５における受光信号の読み出し及び出力を制御する。これにより制御部５１は、受光ユニット４５から出力された受光信号に基づくことで、センシングエリアＳＡ内の物標をセンシングした、例えば画像データ等のセンシングデータを生成する。

（詳細構成）
次に、受光部４１の詳細構成を説明する。

図１，３，６に示すように受光部４１における受光光学系４２は、アポダイゼーションエレメント４２０を、さらに有している。アポダイゼーションエレメント４２０は、筐体部１１内の受光光学系４２において前段の回転対称レンズ４３ａと後段のシリンドリカルレンズ４３ｂとの間に、配置されている。アポダイゼーションエレメント４２０は、受光ユニット４５における各受光素子４６の配列面４７に対して共役となる共役点に、位置合わせされている。

アポダイゼーションエレメント４２０は、近赤外域での透過率を分布させる光学特性の付与された、平板状のアポダイゼーションフィルタである。そこでアポダイゼーションエレメント４２０は、例えば合成樹脂又はガラス等のフィルタ基材を主体として、近赤外域に対する透過率分布をもって形成されている。アポダイゼーションエレメント４２０は、遮光ケース１２により保持されることで、Ｚ軸方向とは直交して広がっている。即ち、受光光学系４２におけるアポダイゼーションエレメント４２０は、第三基準面Ｓ３に沿って位置決めされている。

図６，７に示すようにアポダイゼーションエレメント４２０では、Ｘ軸方向において受光光軸ＲＯＡ上の中心部から外周部へ向かうほど、反射ビームＲＢの透過率がガウス分布状に低下する。即ち、受光光学系４２におけるアポダイゼーションエレメント４２０は、第二基準面Ｓ２に沿って受光光軸ＲＯＡから離間するほど、反射ビームＲＢの透過率を減衰させる。ここで図６は、反射ビームＲＢの透過率を、減衰するほど薄くなるグレースケール状に示している。但し、第一実施形態のアポダイゼーションエレメント４２０では、図６にクロスハッチングを付して示す枠状の最外周部４２１（図１，３の白塗での図示も参照）が、遮光膜により被覆されることで、反射ビームＲＢの透過率が実質０に制限されている。

図１，３に示すように受光部４１における受光光学系４２は、バンドパスエレメント４２２を、さらに有している。バンドパスエレメント４２２は、筐体部１１内における受光光学系４２のシリンドリカルレンズ４３ｂよりも後段側且つ受光ユニット４５よりも前段側に、配置されている。

バンドパスエレメント４２２は、受光光学系４２においてレンズ４３ａ，４３ｂから光学作用を受けた反射ビームＲＢの透過を、照射ビームＩＢの設定帯域である近赤外域に制限するように光学特性の付与された、平板状のバンドパスフィルタである。そこでバンドパスエレメント４２２は、例えば合成樹脂又はガラス等のフィルタ基材を主体として、近赤外域に対しては透光性を有する一方で、それ以外の帯域に対しては実質０の透過率をもって形成されている。バンドパスエレメント４２２は、遮光ケース１２により保持されることで、Ｚ軸方向とは直交して広がっている。即ち、受光光学系４２におけるバンドパスエレメント４２２は、第三基準面Ｓ３（図５，６参照）に沿って位置決めされている。

図１，３，８，９に示すように受光部４１には、アパーチャユニット４１０がさらに設けられている。アパーチャユニット４１０は、筐体部１１内において受光光学系４２の最後段に位置するバンドパスエレメント４２２と、受光ユニット４５との間に配置されている。図９に示すようにアパーチャユニット４１０は、受光光学系４２による第二基準面Ｓ２上の焦点ＰＦ２として、特に第一実施形態では各レンズ４３ａ，４３ｂによる同面Ｓ２上での平行ビームに対する合成焦点に、位置決めされている。

図１，３，８，９に示すようにアパーチャユニット４１０は、近赤外域での透光性を部分的に付与された光学開口４１１を有する、平板状の光学絞りである。このようなアパーチャユニット４１０は、例えば合成樹脂又はガラス等の近赤外域での透光性基材を主体として、光学開口４１１の外周側では当該透光性基材の表面が例えば金属膜、レジスト膜、誘電体膜又は塗膜等の遮光膜に被覆される状態に、形成されていてもよい。アパーチャユニット４１０は、例えば合成樹脂又は金属等の遮光性基材を主体として、当該遮光性基材を貫通する光学開口４１１の外周側では、実質０の透過率をもって形成されていてもよい。

アパーチャユニット４１０は、遮光ケース１２により保持されることで、Ｚ軸方向とは直交して広がっている。即ち、受光光学系４２におけるアパーチャユニット４１０は、第三基準面Ｓ３に沿って位置決めされている。こうしたアパーチャユニット４１０の形成する光学開口４１１には、受光光学系４２において要素４３ａ，４２０，４３ｂ，４２２から光学作用を受けた反射ビームＲＢが、入射する。そこで光学開口４１１は、入射した反射ビームＲＢを、透過させて後段の受光ユニット４５側へと出射する。

アパーチャユニット４１０における光学開口４１１は、Ｙ軸方向に長手の矩形輪郭を有している。即ち、アパーチャユニット４１０における光学開口４１１は、第一基準面Ｓ１に沿って形成されている。そこで図９に示すアパーチャユニット４１０は、第二基準面Ｓ２に沿ったＸ軸方向での光学開口４１１のサイズΔａ（図８参照）を許容距離と定義すると、受光光学系４２による第二基準面Ｓ２上の焦点ＰＦ２から受光光軸ＲＯＡに沿った両側において、それぞれ当該許容距離内に位置合わせされる。この定義下において許容距離となるサイズΔａは、第二基準面Ｓ２上での焦点深度以上に設定されているとよい。さらにアパーチャユニット４１０は、受光光学系４２による第二基準面Ｓ２上の焦点ＰＦ２から受光光軸ＲＯＡに沿った両側では、それぞれ同面Ｓ２上での焦点深度内に位置合わせされていてもよい。

図１０に示すように受光部４１では、受光光学系４２による第一基準面Ｓ１上の焦点ＰＦ１として、特に第一実施形態では各レンズ４３ａ，４３ｂによる同面Ｓ１上での平行ビームに対する合成焦点に、受光ユニット４５の配列面４７が位置決めされている。そこで配列面４７は、第二基準面Ｓ２に沿ったＸ軸方向での受光画素４８のサイズΔｐ（図５参照）を許容距離と定義すると、受光光学系４２による第一基準面Ｓ１上の焦点ＰＦ１から受光光軸ＲＯＡに沿った両側において、それぞれ当該許容距離内に位置合わせされる。この定義下において許容距離となるサイズΔｐは、第一基準面Ｓ１上での焦点深度以上に設定されているとよい。さらに配列面４７は、受光光学系４２による第一基準面Ｓ１上の焦点ＰＦ１から受光光軸ＲＯＡに沿った両側では、それぞれ同面Ｓ１上での焦点深度内に位置合わせされていてもよい。

こうした構成により受光ユニット４５では、アパーチャユニット４１０の光学開口４１１を透過した反射ビームＲＢが、配列面４７上では図１１に示すようにアポダイゼーションエレメント４２０での透過率分布に応じた強度分布をもって、受光される。そこで、第二基準面Ｓ２に沿うＸ軸方向では、反射ビームＲＢの受光強度分布がピーク強度の１／ｅ^２となる範囲に定義される受光エリアＲＡが、配列面４７において上記画素サイズΔｐ（図５も参照）に応じて有効となる有効エリアＥＡよりも、小さく調整されているとよい。また、こうした受光強度分布に基づき、ピーク強度の反射ビームＲＢが遠距離物標又は低反射物標のセンシングに利用される一方、受光エリアＲＡの両端付近における裾野強度は近距離物標又は高反射物標のセンシングに利用されるとよい。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第一実施形態によると、受光光学系４２による第二基準面Ｓ２上の焦点ＰＦ２に位置合わせされるアパーチャユニット４１０は、受光光学系４２から光学作用を受けた反射ビームＲＢを透過させる光学開口４１１を、第一基準面Ｓ１に沿って形成する。そこで、受光光学系４２による第一基準面Ｓ１上の焦点ＰＦ１に位置合わせされる受光ユニット４５は、第一基準面Ｓ１と第二基準面Ｓ２とに沿う二次元方向に配列の複数受光素子４６により、光学開口４１１を透過した反射ビームＲＢを受光する。これによれば、ライン状の照射ビームＩＢに応じて光学開口４１１を透過した反射ビームＲＢを受光可能となる受光エリアＲＡは、受光ユニット４５において第一基準面Ｓ１に沿うＹ軸方向に連続し得る。故に、受光ユニット４５での解像度の確保が可能となる。

しかも、第一実施形態による受光光学系４２は、第二基準面Ｓ２に沿って受光光軸ＲＯＡから離間するほど、反射ビームＲＢの透過率を減衰させる。こうして透過率減衰作用を受けた反射ビームＲＢは、アパーチャユニット４１０の光学開口４１１を透過するのに伴って、第一基準面Ｓ１に沿うＹ軸方向では外光混入を抑制されつつ、第二基準面Ｓ２に沿うＸ軸方向には強度分布して受光ユニット４５により受光され得る。故に、受光ユニット４５での解像度と両立させたダイナミックレンジの確保も可能となる。

第一実施形態によると、第二基準面Ｓ２に沿って受光光軸ＲＯＡから離間するほど反射ビームＲＢの透過率を減衰させるアポダイゼーションエレメント４２０は、受光ユニット４５における受光素子４６の配列面４７に対しての共役点に、位置合わせされる。これによれば、第二基準面Ｓ２に沿うＸ軸方向に強度分布した反射ビームＲＢの受光エリアＲＡが、受光素子４６の配列面４７上に正確に形成され得る。故に、ダイナミックレンジを確保する効果の信頼性を、高めることが可能となる。

第一実施形態によると、第二基準面Ｓ２に沿ったＸ軸方向での光学開口４１１のサイズΔａを許容距離として、受光光学系４２による第二基準面Ｓ２上の焦点ＰＦ２からは受光光軸ＲＯＡに沿った当該許容距離内に、アパーチャユニット４１０が位置合わせされる。これによれば、第一基準面Ｓ１に沿うＹ軸方向では外光混入を抑制した反射ビームＲＢを、第二基準面Ｓ２に沿うＸ軸方向には強度分布させる光学作用が、アパーチャユニット４１０によって的確に発揮され得る。故に、ダイナミックレンジを確保する効果の信頼性を、高めることが可能となる。

第一実施形態による受光光学系４２のバンドパスエレメント４２２は、照射ビームＩＢの設定帯域に反射ビームＲＢの透過を制限する。これによれば、第二基準面Ｓ２に沿ったＸ軸方向には強度分布する反射ビームＲＢに対して、アパーチャユニット４１０による第一基準面Ｓ１に沿ったＹ軸方向での外光混入抑制機能だけでなく、バンドパスエレメント４２２での透過制限による外光混入抑制機能も、発揮され得る。故に、ダイナミックレンジを確保する効果の信頼性を、高めることが可能となる。

第一実施形態によると、受光信号を読み出す単位となる複数の受光画素４８は、それぞれ設定数ずつの受光素子４６を含んで構成される。そこで、受光ユニット４５における受光素子４６の配列面４７は、第二基準面Ｓ２に沿ったＸ軸方向での受光画素４８のサイズΔｐを許容距離として、受光光学系４２による第一基準面Ｓ１上の焦点ＰＦ１からは受光光軸ＲＯＡに沿った当該許容距離内に、位置合わせされる。これによれば、結像された反射ビームＲＢを受光可能となる受光エリアＲＡが、各受光画素４８毎に設定数ずつとなる受光素子４６の配列面４７上において、第一基準面Ｓ１に沿うＸ軸方向に連続して形成され得る。故に、解像度を確保する効果の信頼性を、高めることが可能となる。

第一実施形態によると、第一基準面Ｓ１と第二基準面Ｓ２とに沿う二次元方向に、受光素子４６としてのＳＰＡＤが配列される。これにより特に第二基準面Ｓ２に沿った方向では、強度分布する反射ビームＲＢに応じた受光素子４６を応答させて、ダイナミックレンジを的確に確保することが可能となる。

（第二実施形態）
図１２，１３に示すように第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。

第二実施形態の受光部２０４１では、筐体部１１内の受光光学系２０４２においてシリンドリカルレンズ４３ｂよりも後段側且つバンドパスエレメント４２２よりも前段側に、アパーチャユニット４１０が配置されている。これによりアパーチャユニット４１０の光学開口４１１は、受光光学系４２において要素４３ａ，４２０，４３ｂから光学作用を受けた反射ビームＲＢを、バンドパスエレメント４２２及び受光ユニット４５の側へ向けて透過させる。

第二実施形態の受光光学系２０４２には、コリメートエレメント２４２４が追加されている。コリメートエレメント２４２４は、筐体部１１内においてアパーチャユニット４１０よりも後段側且つバンドパスエレメント４２２よりも前段側に、配置されている。コリメートエレメント２４２４は、アパーチャユニット４１０を透過した反射ビームＲＢを、実質平行ビーム又はその近似ビームへとコリメートしてからバンドパスエレメント４２２に入射させる、コリメートレンズである。

コリメートエレメント２４２４は、近赤外域での透光性を有する、例えば合成樹脂又はガラス等のレンズ基材を主体として、形成されている。そこでバンドパスエレメント４２２は、第一実施形態と同様にフィルタ基材を主体とした後段側のバンドパスエレメント４２２に、重ね合わせて接合されていてもよい。コリメートエレメント２４２４は、近赤外域に対しては透光性を有する一方で、それ以外の帯域に対しては実質０の透過率となるバンドパスエレメント４２２としてのフィルタ膜により、被覆されていてもよい。

ここで特に第二実施形態のコリメートエレメント２４２４には、母線方向がＹ軸方向且つ正パワー方向がＸ軸方向となる、平凸シリンドリカル型のコリメートレンズが選定されている。これによりコリメートエレメント２４２４は、Ｙ軸方向とＸ軸方向とで相異なる正パワーを、Ｙ軸方向に長手の反射ビームＲＢに対して作用させる。即ちコリメートエレメント２４２４は、第一基準面Ｓ１上と第二基準面Ｓ２上とで相異なる正パワーを、第一基準面Ｓ１に沿って長手の反射ビームＲＢに作用させる。これによりバンドパスエレメント４２２は、受光光学系２０４２においてコリメートエレメント２４２４から光学作用を受けた反射ビームＲＢの透過を、近赤外域に制限する。

このように第二実施形態による受光光学系２０４２のコリメートエレメント２４２４は、アパーチャユニット４１０を透過した反射ビームＲＢをコリメートしてバンドパスエレメント４２２に透過させる。これによれば、第二基準面Ｓ２に沿ったＸ軸方向には強度分布する反射ビームＲＢが、光学センサ１０への入射角度によってはバンドパスエレメント４２２から透過制限を受けてしまう事態を、抑止することができる。故に、ダイナミックレンジを確保する効果の信頼性を、高めることが可能となる。さらに第二実施形態によっても、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが可能である。

（第三実施形態）
図１４～１６に示すように第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。

第三実施形態の受光ユニット３０４５においては、Ｙ軸に対して直交すると共に、受光光軸ＲＯＡ（即ちＺ軸）及びＸ軸の各々に対してＹ軸まわりの片側に鋭角且つＹ軸まわりの逆側に鈍角を挟んで傾斜する傾斜軸ＸＺＡが、定義されている。この定義下、受光ユニット３０４５における各受光素子４６の配列面３０４７は、傾斜軸ＸＺＡの設定方向とＹ軸方向とへ広がる姿勢に、位置決めされている。これにより配列面３０４７は、第一基準面Ｓ１に対して、且つ第三基準面Ｓ３に対しても、傾斜して配置されている。ここで、Ｙ軸とは直交し且つ受光光軸ＲＯＡを含む断面（図１５参照）において受光光軸ＲＯＡをＸ軸方向に挟んだ両側のうち、配列面３０４７が受光光軸ＲＯＡに接近している側は、いずれの側であってもよい。

傾斜配置の配列面３０４７においても図１６に示すように各受光素子４６は、第一基準面Ｓ１と第二基準面Ｓ２とに沿う二次元方向としての、傾斜軸ＸＺＡの設定方向とＹ軸方向とに配列された状態となる。それと共に、設定数ずつの受光素子４６から構成される各受光画素４８は、傾斜配置の配列面３０４７においても第一基準面Ｓ１に沿う一次元方向として、Ｙ軸方向に配列された状態となる。さらに図１５に示すように、傾斜配置の配列面４７による反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣは、当該傾斜配置によって受光光軸ＲＯＡから外れるだけでなく、アパーチャユニット４１０の光学開口４１１からも外れるように、反射方向を調整されている。

このように第三実施形態の受光ユニット３０４５において受光素子４６の配列面３０４７は、第一基準面Ｓ１に対して傾斜して配置される。これによれば、受光ユニット３０４５による反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣを受光光軸ＲＯＡから外れた方向へと導いて、当該再帰反射成分にＲＯＡに起因したゴーストビームの発生を抑止することができる。故に、解像度及びダイナミックレンジの確保がゴーストビームによっては阻害され難くなる。

第三実施形態の受光ユニット３０４５において受光素子４６の配列面３０４７による反射ビームＲＢの再帰反射成分ＲＣは、当該配列面３０４７の傾斜配置によりアパーチャユニット４１０における光学開口４１１からも外れるように導光される。これによれば、第二基準面Ｓ２に沿ったＸ軸方向に強度分布する反射ビームＲＢが、受光ユニット３０４５での再帰反射により光学開口４１１へと進入してアパーチャユニット４１０からさらなる反射作用を受けることによる、ゴーストビームとしての混入を抑止することができる。故に、特にダイナミックレンジの確保がゴーストビームによっては阻害され難くなる。

さらに第三実施形態によっても、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが可能である。尚、第三実施形態は、第二実施形態と組み合わせて実施されてもよい。

（第四実施形態）
図１７，１８に示すように第四実施形態は、第一実施形態の変形例である。

第四実施形態の受光部４０４１には、モジュールケース４４１２が設けられている。モジュールケース４４１２は、遮光性を有する、例えば合成樹脂、金属又はセラミックス等により、形成されている。モジュールケース４４１２は、全体として遮光ケース１２よりも小型の箱状を呈することで、筐体部１１内に配置されている。モジュールケース４４１２は、単独の部品により、又は複数部品の組み合わせにより、構築されている。モジュールケース４４１２は、受光ユニット４５及びアパーチャユニット４１０を収容して内部に保持している。これにより受光ユニット４５は、アパーチャユニット４１０と共にパッケージングされることで、受光モジュール４４５０を構成している。

モジュールケース４４１２に設けられた貫通口は、その全体をモジュールカバー４４１３によって閉塞されている。これにより受光ユニット４５とアパーチャユニット４１０とは、モジュールケース４４１２内へのマウント状態にて封止されている。モジュールカバー４４１３は、近赤外域での透光性を有する、例えば合成樹脂又はガラス等の基材を主体として、形成されている。モジュールカバー４４１３は、全体として平板状を呈している。モジュールカバー４４１３において、アパーチャユニット４１０へ反射ビームＲＢを出射する出射面には、アパーチャユニット４１０が重ね合わせて接合されている。モジュールカバー４４１３においてバンドパスエレメント４２２から反射ビームＲＢの入射する入射面は、当該ビームＲＢ等の反射を防止する反射防止膜により、被覆されていてもよい。

このような第四実施形態によっても、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが可能である。尚、第四実施形態は、第二及び第三実施形態の少なくとも一方と組み合わせて実施されてもよい。

（第五実施形態）
図１９，２０に示すように第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。

第五実施形態のモジュールケース５４１２は、アパーチャユニット４１０及び受光ユニット４５に加え、受光光学系４２も収容して内部に保持している。これにより受光光学系４２は、アパーチャユニット４１０及び受光ユニット４５と共にパッケージングされることで、受光モジュール５４５０を構成している。

モジュールケース５４１２に設けられた貫通口は、その全体を受光光学系４２における最前段の回転対称レンズ４３ａによって閉塞されている。これにより、アパーチャユニット４１０と受光ユニット４５と共に、受光光学系４２において回転対称レンズ４３ａよりも後段側の要素４２０，４３ｂ，４２２は、モジュールケース５４１２内へのマウント状態にて封止されている。

このような第五実施形態によっても、第一実施形態と同様な作用効果を発揮することが可能である。尚、第五実施形態は、第二及び第三実施形態の少なくとも一方と組み合わせて実施されてもよい。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

変化例では、Ｘ軸方向が車両の鉛直方向に設定され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向が同車両の水平方向に設定されていてもよい。変形例において受光素子４６は、例えばＳＰＡＤ以外のフォトダイオード等を主体として、構成されていてもよい。変形例において設定数ずつの受光素子４６から構成される受光画素４８は、二次元方向に配列されていてもよい。

変形例の受光光学系４２，２０４２においてアポダイゼーションエレメント４２０は、回転対称レンズ４３ａよりも前段側に配置されていてもよい。変形例におけるアポダイゼーションエレメント４２０では、透過率を実質０に制限する遮光膜が最外周部４２１から省かれていてもよい。変形例の受光光学系４２においてバンドパスエレメント４２２は、回転対称レンズ４３ａよりも前段側、回転対称レンズ４３ａ及びアポダイゼーションエレメント４２０間、並びにアポダイゼーションエレメント４２０及びシリンドリカルレンズ４３ｂ間のうち、いずれかの箇所に配置されていてもよい。変形例においてバンドパスエレメント４２２は、受光光学系４２から省かれていてもよい。変形例においてコリメートエレメント２４２４は、図２１に示すように受光光学系２０４２から省かれていてもよい。

変形例において回転対称レンズ４３ａと組み合わされる受光レンズ４３には、第一実施形態で説明したＹ軸方向及びＸ軸方向での相異なる正パワー且つ焦点位置が当該組み合わせによって可能となる限り、例えばトーリックレンズ等の回転非対称レンズが選定されていてもよい。変形例において受光レンズ４３には、第一実施形態で説明したＹ軸方向及びＸ軸方向での相異なる正パワー且つ焦点位置が可能となる限り、単レンズ又は三つ以上のレンズが選定されていてもよい。

変形例において回転対称レンズ２７ｂと組み合わされる照射レンズ２７には、第一実施形態で説明したＹ軸方向及びＸ軸方向での相異なる正パワーが当該組み合わせによって可能となる限り、例えばトーリックレンズ等の回転非対称レンズが選定されていてもよい。変形例において照射レンズ２７には、第一実施形態で説明したＹ軸方向及びＸ軸方向での相異なる正パワーが可能となる限り、単レンズ又は三つ以上のレンズが選定されていてもよい。

変形例において走査部３１は、第一実施形態で説明の如く水平方向に対する走査に制限される機械揺動式の他、鉛直方向に対する走査に制限される機械揺動式、又は水平方向及び鉛直方向双方での機械揺動式等の、各種駆動方式を採用していてもよい。変形例において走査部３１は、例えば回転式、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）式、又はリサージュ式等の、各種走査方式を採用していてもよい。

（付言）
本明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。

（技術的思想１）
外界のセンシングエリア（ＳＡ）へ向けてライン状の照射ビーム（ＩＢ）を照射し、前記照射ビームに対する前記センシングエリアからの反射ビーム（ＲＢ）を光軸（ＲＯＡ）上において受光することにより、センシングを遂行する光学センサであって、
互いに直交する第一基準面（Ｓ１）及び第二基準面（Ｓ２）を基準として、前記第一基準面上と前記第二基準面上とで相異なる正パワーを、前記第一基準面に沿って長手の前記反射ビームに作用させる受光光学系であって、前記第二基準面に沿って前記光軸から離間するほど前記反射ビームの透過率を減衰させる受光光学系（４２，２０４２）と、
前記受光光学系による前記第二基準面上の焦点（ＰＦ２）に位置合わせされ、前記受光光学系から光学作用を受けた前記反射ビームを透過させる光学開口（４１１）を、前記第一基準面に沿って形成するアパーチャユニット（４１０）と、
前記受光光学系による前記第一基準面上の焦点（ＰＦ１）に位置合わせされ、前記第一基準面と前記第二基準面とに沿う二次元方向に配列される複数の受光素子（４６）により、前記光学開口を透過した前記反射ビームを受光する受光ユニット（４５，３０４５）とを、備える光学センサ。

（技術的思想２）
前記受光光学系は、
前記受光ユニットにおける前記受光素子の配列面（４７，３０４７）に対しての共役点に位置合わせされ、前記第二基準面に沿って前記光軸から離間するほど前記反射ビームの透過率を減衰させるアポダイゼーションエレメント（４２０）を、有する技術的思想１に記載の光学センサ。

（技術的思想３）
前記アパーチャユニットは、
前記第二基準面に沿った方向での前記光学開口のサイズ（Δａ）を許容距離として、前記受光光学系による前記第二基準面上の焦点（ＰＦ２）から前記光軸に沿った当該許容距離内に、位置合わせされる技術的思想１又は２に記載の光学センサ。

（技術的思想４）
前記受光光学系は、
前記照射ビームの設定帯域に前記反射ビームの透過を制限するバンドパスエレメント（４２２）を、有する技術的思想１～３のいずれか一項に記載の光学センサ。

（技術的思想５）
前記受光光学系（２０４２）は、
前記アパーチャユニットを透過した前記反射ビームをコリメートして前記バンドパスエレメントに透過させるコリメートエレメント（２４２４）を、有する技術的思想４に記載の光学センサ。

（技術的思想６）
前記受光ユニットは、
設定数の前記受光素子を含んで構成されて受光信号を読み出す単位となる受光画素（４８）を、複数有し、
前記受光ユニットにおける前記受光素子の配列面（４７，３０４７）は、
前記第二基準面に沿った方向での前記受光画素のサイズ（Δｐ）を許容距離として、前記受光光学系による前記第一基準面上の焦点（ＰＦ１）から前記光軸に沿った当該許容距離内に、位置合わせされる技術的思想１～５のいずれか一項に記載の光学センサ。

（技術的思想７）
前記受光素子としてのシングルフォトンアバランシェダイオードは、
前記第一基準面と前記第二基準面とに沿う二次元方向に配列される技術的思想１～６のいずれか一項に記載の光学センサ。

（技術的思想８）
前記受光ユニット（３０４５）における前記受光素子の配列面（３０４７）は、
前記第一基準面に対して傾斜して配置される技術的思想１～７のいずれか一項に記載の光学センサ。

（技術的思想９）
前記受光ユニットにおいて前記受光素子の配列面（３０４７）による前記反射ビームの再帰反射成分（ＲＣ）は、当該配列面の傾斜配置により前記光学開口から外れる技術的思想８に記載の光学センサ。

（技術的思想１０）
前記照射ビームを前記センシングエリアへ向けて走査し、前記反射ビームを前記受光光学系へ向けて反射する走査部（３１）を、備える技術的思想１～９のいずれか一項に記載の光学センサ。

（技術的思想１１）
前記受光ユニットは、前記アパーチャユニットと共にパッケージングされることにより、受光モジュール（４４５０）を構成する技術的思想１～１０のいずれか一項に記載の光学センサ。

（技術的思想１２）
前記受光光学系は、前記受光ユニット及び前記アパーチャユニットと共にパッケージングされることにより、受光モジュール（５４５０）を構成する技術的思想１～１０のいずれか一項に記載の光学センサ。

（技術的思想１３）
技術的思想１～１２のいずれか一項に記載の光学センサに適用され、
前記受光光学系が前記受光ユニット及び前記アパーチャユニットと共にパッケージングされることにより、構成される受光モジュール。

１０：光学センサ、３１：走査部、４２，２０４２：受光光学系、４５，３０４５：受光ユニット、４６：受光素子、４７，３０４７：配列面、４８：受光画素、４１０：アパーチャユニット、４１１：光学開口、４２０：アポダイゼーションエレメント、４２２：バンドパスエレメント、２４２４：コリメートエレメント、４４５０，５４５０：受光モジュール、ＩＢ：照射ビーム、ＰＦ１，ＰＦ２：焦点、ＲＢ：反射ビーム、ＲＣ：再帰反射成分、ＲＯＡ：受光光軸、Ｓ１：第一基準面、Ｓ２：第二基準面、ＳＡ：センシングエリア、Δａ：サイズ、Δｐ：サイズ

Claims (13)

1. 外界のセンシングエリア（ＳＡ）へ向けてライン状の照射ビーム（ＩＢ）を照射し、前記照射ビームに対する前記センシングエリアからの反射ビーム（ＲＢ）を光軸（ＲＯＡ）上において受光することにより、センシングを遂行する光学センサであって、
   互いに直交する第一基準面（Ｓ１）及び第二基準面（Ｓ２）を基準として、前記第一基準面上と前記第二基準面上とで相異なる正パワーを、前記第一基準面に沿って長手の前記反射ビームに作用させる受光光学系であって、前記第二基準面に沿って前記光軸から離間するほど前記反射ビームの透過率を減衰させる受光光学系（４２，２０４２）と、
   前記受光光学系による前記第二基準面上の焦点（ＰＦ２）に位置合わせされ、前記受光光学系から光学作用を受けた前記反射ビームを透過させる光学開口（４１１）を、前記第一基準面に沿って形成するアパーチャユニット（４１０）と、
   前記受光光学系による前記第一基準面上の焦点（ＰＦ１）に位置合わせされ、前記第一基準面と前記第二基準面とに沿う二次元方向に配列される複数の受光素子（４６）により、前記光学開口を透過した前記反射ビームを受光する受光ユニット（４５，３０４５）とを、備える光学センサ。
2. 前記受光光学系は、
   前記受光ユニットにおける前記受光素子の配列面（４７，３０４７）に対しての共役点に位置合わせされ、前記第二基準面に沿って前記光軸から離間するほど前記反射ビームの透過率を減衰させるアポダイゼーションエレメント（４２０）を、有する請求項１に記載の光学センサ。
3. 前記アパーチャユニットは、
   前記第二基準面に沿った方向での前記光学開口のサイズ（Δａ）を許容距離として、前記受光光学系による前記第二基準面上の焦点（ＰＦ２）から前記光軸に沿った当該許容距離内に、位置合わせされる請求項１又は２に記載の光学センサ。
4. 前記受光光学系は、
   前記照射ビームの設定帯域に前記反射ビームの透過を制限するバンドパスエレメント（４２２）を、有する請求項１又は２に記載の光学センサ。
5. 前記受光光学系（２０４２）は、
   前記アパーチャユニットを透過した前記反射ビームをコリメートして前記バンドパスエレメントに透過させるコリメートエレメント（２４２４）を、有する請求項４に記載の光学センサ。
6. 前記受光ユニットは、
   設定数の前記受光素子を含んで構成されて受光信号を読み出す単位となる受光画素（４８）を、複数有し、
   前記受光ユニットにおける前記受光素子の配列面（４７，３０４７）は、
   前記第二基準面に沿った方向での前記受光画素のサイズ（Δｐ）を許容距離として、前記受光光学系による前記第一基準面上の焦点（ＰＦ１）から前記光軸に沿った当該許容距離内に、位置合わせされる請求項１又は２に記載の光学センサ。
7. 前記受光素子としてのシングルフォトンアバランシェダイオードは、
   前記第一基準面と前記第二基準面とに沿う二次元方向に配列される請求項１又は２に記載の光学センサ。
8. 前記受光ユニット（３０４５）における前記受光素子の配列面（３０４７）は、
   前記第一基準面に対して傾斜して配置される請求項１又は２に記載の光学センサ。
9. 前記受光ユニットにおいて前記受光素子の配列面（３０４７）による前記反射ビームの再帰反射成分（ＲＣ）は、当該配列面の傾斜配置により前記光学開口から外れる請求項８に記載の光学センサ。
10. 前記照射ビームを前記センシングエリアへ向けて走査し、前記反射ビームを前記受光光学系へ向けて反射する走査部（３１）を、備える請求項１又は２に記載の光学センサ。
11. 前記受光ユニットは、前記アパーチャユニットと共にパッケージングされることにより、受光モジュール（４４５０）を構成する請求項１又は２に記載の光学センサ。
12. 前記受光光学系は、前記受光ユニット及び前記アパーチャユニットと共にパッケージングされることにより、受光モジュール（５４５０）を構成する請求項１又は２に記載の光学センサ。
13. 請求項１又は２に記載の光学センサに適用され、
    前記受光光学系が前記受光ユニット及び前記アパーチャユニットと共にパッケージングされることにより、構成される受光モジュール。

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