JP5208488B2 - 車両用光スキャン装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を照射し、反射光より障害物の検出等を行う車載用測距装置などに設けられる光を走査する車両用光スキャン装置に関するものである。

近年、走行中の車両の前方を走査して障害物の存在をドライバに警告する赤外光スキャン方式の車載レーダ装置が実用化されている。

そして、例えば下記特許文献１には、発光凸レンズをコイルと磁石で移動させることによって、発光源からビーム光の広がり角を迅速に変えることができる車両用光レーダ装置が開示されている。この装置では、ビーム光の位置を変更する機構はなく、遠くを見る際にはビーム光を絞り、広く見る際にはビーム光を広げている。この場合、前方に障害物があることがわかり、その障害物までの距離も反射光が戻るまでの時間からわかるが、位置がわからないという不都合が生じる。

そこで、ビーム光の位置を変更する機構と組み合わせることが望ましい。これにより、障害物までの距離に加えて、障害物の位置を知ることができる。ビーム光を絞って強くし、その位置を変えてスキャンすることで、遠くを見る場合でも、ビーム光の大きさより広い範囲を検出することができ、高性能な光レーダ装置とすることができる。
特開平６−３０８２３９号公報

しかしながら、単純にビームの広がり角を変えるだけでは、ビーム光を絞った場合、上下左右方向にビーム光が小さくなり、検出範囲の狭さをスキャンで補うにしても、スキャン移動範囲が大きくなり、単位時間当たりのスキャン回数が減る等の問題が生じてしまう。

また、ビーム光を広げた場合、上下左右方向にビーム光が広がり、例えば、上にある看板等、不必要なものを検出してしまうという問題がある。

したがって本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切な大きさの光を照射し、精度の高い検出が可能な車両用光スキャン装置を提供することである。

すなわち請求項１に記載の発明は、光を照射する発光素子と、該発光素子から照射された光を案内する第１の光学素子と、第１の光学素子を地面に水平な第１の方向に振って上記照射された光を第１の方向に走査する走査部材と、を少なくとも備えた車両用光スキャン装置に於いて、上記照射される光の形状は、上記第１の方向の寸法を変化可能であり、上記照射される光の形状は、該第１の方向に直交する地面に垂直な第２の方向の寸法を上記第１の方向の寸法と独立して変化可能であり、上記第１の光学素子は合成樹脂製のレンズを有し、該合成樹脂製のレンズの温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように上記発光素子から照射される光の大きさを変化させる、ことを特徴とする。

そして、請求項１に記載の発明によれば、照射する光の走査方向の寸法を適切な大きさに変化させることで、本スキャン装置を備えた検出装置の精度を高めることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記発光素子はレーザダイオードであり、該レーザダイオードの垂直拡がり角の方向が上記第１の方向であることを特徴とする

請求項２に記載の発明によれば、構成を単純化でき、低価格化を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１若しくは２に記載の発明に於いて、上記発光素子をその光軸方向に移動させ、上記照射される光の上記第１の方向の寸法を変化させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、低価格化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１若しくは２に記載の発明に於いて、上記照射される光の大きさを変化可能な第２の光学素子を更に具備し、該第２の光学素子を光軸方向に移動させて、上記照射される光の上記第１の方向の寸法を変化させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、高性能化を図ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、上記発光素子から照射される光を上記第２の方向に伸縮させる第２方向光伸縮用光学素子を更に具備し、該第２方向光伸縮用光学素子をその光軸方向に移動させることで上記照射される光の上記第２の方向の寸法を変化させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、構成を単純化でき、低価格化を図ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、上記第２方向光伸縮用光学素子は偏光子であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、高性能化を図ることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明に於いて、上記偏光子はウォラストンプリズムであることを特徴とする

請求項７に記載の発明によれば、低価格化を図ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明に於いて、上記第２方向光伸縮用光学素子は回析格子であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、小型化を図ることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項４乃至８の何れか１項に記載の発明に於いて、上記走査部材は、上記第１の光学素子を上記第１の方向及び第２の方向に振って上記発光素子から照射された光を上記第１の方向及び第２の方向に振ることが可能であり、上記発光素子からの光の反射光を用いて情報を得るための走査は上記第１の方向に振ることで行うことを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、高性能化を図ることができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項４乃至９の何れか１項に記載の発明に於いて、上記光の大きさは、照射される光の振る位置による大きさの変化を打ち消すように変化されることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、高性能化を図ることができる。

本発明によれば、適切な大きさの光を照射し、精度の高い検出が可能な車両用光スキャン装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１乃至図１６は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は車両用光スキャン装置の斜視図、図２は図１と反対側から見た車両用光スキャン装置の斜視図、図３はレーザダイオードのレーザ光の光軸上Ｙ−Ｚ平面で切った車両用光スキャン装置の断面斜視図、図４は位置検出用発光ダイオードの光の光軸上Ｙ−Ｚ平面で切った車両用光スキャン装置の断面斜視図、図５はレーザダイオードのレーザ光の光軸上Ｚ−Ｘ平面で切った車両用光スキャン装置の断面斜視図、図６は車両用光スキャン装置全体の一部分解斜視図、図７はヨークに固定されたレンズ部分の分解斜視図、図８は車両用光スキャン装置を構成する２軸アクチュエータのヨークを外した分解斜視図、図９は図８で外したヨークを除いた２軸アクチュエータの斜視図、図１０は図９の２軸アクチュエータより、更にレンズホルダ部組を外した分解斜視図、図１１はレンズホルダ部組の分解斜視図、図１２は車両用光スキャン装置を構成するレーザ部組の斜視図、図１３及び図１４はレーザ部組の分解斜視図、図１５は本車両用光スキャン装置の使用例の説明図、図１６は使用例の動作を説明するための図である。

図１に示されるように、本実施形態の車両用光スキャン装置２５は、その本体となるベース３０に、バネ受け３１と、ヨーク３２及び３３とから成る２軸アクチュエータ１２５と、レンズ３６を有したホルダ３７等が搭載されて構成されている。

先ず、図５及び図１１を参照して、レンズホルダ部組６０の構成について説明する。

ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたレンズホルダ６１の中央部には、開口６２が形成されており、この開口６２に設けられた段状部に、レンズ３４が接着固定されている。

図１１に於いて、上記レンズホルダ６１の開口６２の上下（Ｙ軸）方向及び左側の端部には、複数の凸部６３ａ〜６３ｃが形成されている。このうち、凸部６３ａ、６３ｂは、銅クラッドアルミ線で巻線された空芯コイルのエレベーションコイル８１ａ、８１ｂの内側の開口部が嵌挿されて接着固定されている。同様に、上記凸部６３ｃには、銅クラッドアルミ線で巻線された空芯コイルのアジマスコイル８０の内側の開口部が嵌挿されて、接着固定されている。

更に、上記凸部６３ａ及び６３ｂの左右両側には、それぞれ後述するワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｅ、１０８ｆ〜１０８ｊ、１０８ｋ〜１０８ｏ、１０８ｐ〜１０８ｔを通すための開口６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが、それぞれ設けられている。また、開口６２の周囲には、基板７０を介してホルダ８５を装着するための、円形断面を有する複数の柱部６５ａ〜６５ｄが設けられている。そして、図１１に於いて、レンズホルダ６１の右側、すなわち凸部６３ａ〜６３ｃが設けられていない側には、図５に示されるように溝１４０が設けられており、そこに真鍮製のバランサ６７が接着固定されている。これは、Ｘ軸方向の一方側に配されたアジマスコイル８０により、Ｘ軸方向の重心がずれるので、このバランサ６７によりバランスを取っている。したがって、レンズホルダ部組６０の重心は、Ｘ軸方向に於いてエレベーションコイル８１ａ、８１ｂの中心位置となるようにされている。

上記レンズホルダ６１には、基板７０も接着固定されている。レンズホルダ６１に設けられている複数の柱部６５ａ〜６５ｄに、上記基板７０に形成された穴７２ａ〜７２ｄが挿入されることにより、位置決めされている。但し、柱部６５ａ〜６５ｄと穴７２ａ〜７２ｄの全て大きさ、間隔を一致させるのは公差があり困難である。そこで、穴７２ｃは柱部６５ｃより僅かに大きな直径を有し、穴７２ｂは穴７２ｃ、７２ｂを結ぶ方向に平行な直線部を有する長穴とし、直線部の距離は柱部６５ｂより僅かに大きくされ、この２箇所でＸ軸、Ｙ軸方向に、基板７０がレンズホルダ６１に対して位置決めされている。

穴７２ａ、７２ｄは柱部６５ａ、６５ｄより大きくされ、位置決めに支障がないようになっている。柱部６５ａ、６５ｄは位置決めには関与しないが、穴７２ａ、７２ｄへの挿入部で接着固定され、レンズホルダ部組６０の剛性を高める役割を持たせている。柱部６５ｂ、６５ｃと、穴７２ｂ、７２ｃも、同様に接着固定されている。基板７０の中央部には、レンズ３４を避けるために、開口７１が設けられている。

上記基板７０には、また、後述するワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｅ、１０８ｆ〜１０８ｊ、１０８ｋ〜１０８ｏ、１０８ｐ〜１０８ｔを通すための複数の穴７３ａ〜７３ｅ、７３ｆ〜７３ｊ、７３ｋ〜７３ｏ、７３ｐ〜７３ｔが、それぞれ設けられている。更に、基板７０には、発光ダイオード（ＬＥＤ）７６ａ、７６ｂ及びサーミスタ７７が半田付けによって固定されている。発光ダイオード７６ａ、７６ｂは、基板７０に形成された開口７４ａ、７４ｂに発光部分が露出する状態で、基板７０のレンズホルダ６１側に固定されている。これら発光ダイオード７６ａ、７６ｂから照射された光は、図１１に於いてホルダ８５側に射出される。

また、サーミスタ７７は、基板７０のレンズホルダ６１側に固定されている。図９に示されるように、レンズホルダ６１の対応する部分に開口１１０が設けられており、サーミスタ７７はレンズホルダ６１周辺の温度を検出するようになっている。尚、図示されていないが、アジマスコイル８０、エレベーションコイル８１ａ、８１の端末は、基板７０に半田付けされている。

図１１に於いて、基板７０のレンズホルダ６１と反対側には、カーボン繊維入りの液晶ポリマで製作されているホルダ８５が接着固定されている。これらのレンズホルダ６１及びホルダ８５、基板７０等から成る部組をレンズホルダ部組６０と称する。ホルダ８５の中央部には開口８６が形成されており、更にこの開口８６の周囲には複数の穴８７ａ〜８７ｄが設けられている。これらの穴８７ａ〜８７ｄは、レンズホルダ６１に形成された柱部６５ａ〜６５ｄに通されている。穴８７ａ〜８７ｄと柱部６５ａ〜６５ｄの関係は、基板７０の穴７２ａ〜７２ｄとの関係と同様で、この部分で、ホルダ８５はレンズホルダ６１に位置決めされている。レンズ３４及び基板７０は、レンズホルダ６１に接着固定されるだけでなく、レンズホルダ６１とホルダ８５に挟まれる形態となり、より強固に固定される。

また、レンズホルダ６１、ホルダ８５、基板７０とＺ軸方向に距離をおいてＸ−Ｙ平面に広がる面状の構造物が重なることで、レンズホルダ部組６０の剛性を軽量ながら高めることができる。

ホルダ８５には、基板７０の発光ダイオード７６ａ、７６ｂに対応する位置に、スリット８７ａ、８７ｂが設けられており、それぞれの光を通すようになっている。スリット８７ａ、８７ｂの長手方向は、スリット８７ａはＹ軸方向に、スリット８７ｂはＸ軸方向となっている。

ホルダ８５の外縁部には、Ｘ軸方向にアジマス用凸部８８ａ〜８８ｄと、Ｙ軸方向にエレベーション用凸部８９ａ〜８９ｄが形成されている。これらは、後述するヨークと共同して、レンズホルダ部組６０の移動量ストッパを形成している。

次に、図２乃至図５及び図１０を参照して、バネ受け部組４１について説明する。

図４に示されるように、ガラス入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたバネ受け３１の穴部１５０ａに、レンズ１５５、１５６が、そして穴部１５０ｂにレンズ１５７、１５８が、それぞれ接着固定されている。

図５、図１０に示されるように、磁石９２ａ、９３ａ、９３ｂが接着固定されたヨーク３２も、バネ受け３１に固定されている。ヨーク３２は、図２に示されるネジ１７０ａ〜１７０ｄにより、間にバネ受け３１を挟みこむ状態でネジ止めされている。ネジ１７０ａ〜１７０ｄは、ヨーク３２のネジ穴９５ａ〜９５ｄにねじ込まれる形態となっている。ヨーク３２は、ヨーク３２に設けられた切り欠き９９と穴１００と、バネ受け３１の凸部１４２ａ、１４２ｂによって位置決めされている。

ヨーク３２を固定するときに、ヨーク３２とバネ受け３１に挟まれる形態で、ポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたフード１０１ａ、１０１ｂも固定されている。

バネ受け３１には、図２に示されるように、基板１７１、１７５も、ネジ１８１ａ、１８１ｂによってネジ止めされている。ネジ１８１ａ、１８１ｂは、ヨーク３２のネジ穴９６ａ、９６ｂにねじ込まれる形態となっている。雌ネジ部をバネ受け３１に設けても良いが、バネ受け３１は樹脂製のため、雌ネジ部の耐久性等、長期にわたる信頼性が金属に比べ劣ってしまう。金属性の雌ネジ部材をインサート成型等によって埋め込むという方法もあるが、バネ受けが高価になってしまう。

そこで、本実施形態のように、磁気回路を形成するために金属でなくてはならないヨークを利用することにより、安価に信頼性の高い構造とすることができる。基板１７１、１７５は、各々に設けられた穴１７２ａ、１７２ｂ及び１７６ａ、１７６ｂと、バネ受け３１の凸部１７３ａ、１７３ｂ及び１７７ａ、１７７ｂで位置決めされている。

以上、バネ受け３１及びヨーク３２、基板１７１、１７５等から成る部組をバネ受け部組４１と称される。

図１０、図１１に示されるように、基板７０には、複数の穴７３ａ〜７３ｔが設けられている。これらの穴７３ａ〜７３ｔには、２０本のベリリウム銅製（金属製）のワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｔが挿入され、端部が半田付けされている（但し、半田は図示されていない）。半田付け作業は、レンズホルダ６１に形成された開口６４ａ〜６４ｄより行われる。これにより、レンズホルダ部組６０が完成してから、ワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｔの半田付けを行うことができる。

ワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｔは、基板７０を介して、アジマスコイル８０、エレベーションコイル８１ａ、８１ｂ、発光ダイオード７６ａ、７６ｂ、サーミスタ７７と接続されている。エレベーションコイル８１ａ、８１ｂは基板７０で直列接続されており、発光ダイオード７６ａ、７６ｂのカソードは２つまとめて共通に配線されるので、基板７０から外部への配線は９本となる。

ワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｔは２０本存在するので、各配線に対しワイヤバネを２本ずつ対応させ、２本のワイヤバネを並列接続する形式としてワイヤバネの抵抗値を低くしている。また、２本×９＝１８本で２本余るが、電流値が大きいアジマスコイル８０はワイヤバネ３本で配線し、更に、抵抗値が低くなるようにしている。ワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｔのレンズホルダ部組６０に半田付けした反対側は、ヨーク３２の穴９４ａ〜９４ｄを通し、バネ受け３１の穴１０５ａ〜１０５ｄに挿入されている。

ここで、バネ受け３１の穴１０５ａ〜１０５ｄの内部を、穴１０５ｄで代表して、図４を参照して説明する。

穴１０５ｄは、基板１７５側に斜面１５２ａが設けられて、細い形状となる。図示されていないが、更に基板１７５側でワイヤバネ１０８ｐ〜１０８ｔより僅かに大きい径を有する細い５つの穴となっている。穴１５２ｂ、１０５ｄの部分は、５本のワイヤバネ１０８ｐ〜１０８ｔが挿入されているが、穴１５２ｂ、１０５ｄは５本で１つとなっている。穴１５２ｂには、紫外線硬化形のシリコンゲルが充填されている。この充填は、バネ受け３１が切り欠かれ、ヨーク３２との間に形成された隙間１５２ｃから行われる。

尚、穴１０５ｃ、１０５ｄの充填は、これらの隙間から行われるが、穴１０５ａ、１０５ｂ側にはバネ受け３１の切り欠き部がないので、穴１０５ｂでは、バネ受け３１に設けられた穴１５２ｄから充填が行われる。穴１０５ａについても、同様に穴が設けられている。

充填作業は、Ｚ＋側を上にして行われ、シリコンゲルは斜面１５２ａで、穴１５２ｂに誘導される。そして、穴１５２ｂがいっぱいになって、斜面１５２ａにはみ出てきたところで作業は終わりとなる。このとき、正確には、図示されていない穴１５２ｂの基板１７５側の細い５つの穴にもシリコンゲルが流れていくが、シリコンゲルは硬化前でも粘度が高く、狭い隙間には流れにくい。

そこで、手早く作業を行い、紫外線により硬化させることで、穴１５２ｂの基板１７５側の細い５つの穴へのシリコンゲルの流れ込みを防ぐことができる。このシリコンゲルにより、ワイヤバネ１０８ａ〜１０８ｔの振動のダンピングが取られている。ワイヤバネ１０８ｐ〜１０８ｔは、図２に示されるように、Ｚ軸の−側方向にバネ受け３１より突出し、基板１７１、１７５の穴１８０ｐ〜１８０ｔに挿入され、半田付けされている。基板１７１、１７５は、図２には示されない制御基板４５に接続されている。

アジマスコイル８０、エレベーションコイル８１ａ、８１ｂ、発光ダイオード７６ａ、７６ｂ、サーミスタ７７は、ワイヤバネ１０８ｐ〜１０８ｔを介して、制御基板４５に接続されていることになる。レンズホルダ部組６０は、ワイヤバネ１０８ｐ〜１０８ｔによりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持されていることになる。ここで、レンズホルダ部組６０を単純にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持するだけであれば、ワイヤバネは４本で十分である。本実施形態で２０本となっているのは、上述したように、アジマスコイル８０、エレベーションコイル８１ａ、８１ｂ、発光ダイオード７６ａ、７６ｂ、サーミスタ７７の配線をするためである。更に、ワイヤバネ２本並列として、抵抗値を下げるために本数が多くなっている。

次に、図８に示されるように、磁石９２ｂ、９３ｃ、９３ｄが接着された鉄製のヨーク３３が、図７に示されるように、Ｚ軸の＋側方向からレンズホルダ部組６０を覆うような形態で、バネ受け部組４１に固定される。

また、図示されていないが、バネ受け３１のベース３０側の面には、Ｘ軸方向に離れた凸部が２つ設けられており、その間にヨーク３３のベース３０側の折り曲げ部１１４ａが入る形態で位置決めされる。ヨーク３３は、磁石９２ｂ、９３ｃ、９３ｄの吸引力だけでもヨーク３２に吸着されるが、振動等で外れることがないように、図８に示されるように、ネジ１２０ａ、１２０ｂによって、バネ受け３１にネジ止めされている。ネジ１２０ａ、１２０ｂは、バネ受け３１に設けられた穴に挿入され、ヨーク３３に形成されたネジ穴１１７ａ、１１７ｂに締め付けられている。

ヨーク３３には、また、折り曲げ部１１５ａ〜１１５ｄが設けられている。レンズホルダ部組６０のＸ軸方向の動きをアジマス方向の動きと称する。アジマス方向に大きく移動したとき、ホルダ８５に設けられたアジマス用凸部８８ａ〜８８ｄが、折り曲げ部１１５ａ〜１１５ｄと衝突する。それ以上はレンズホルダ部組６０が移動できず、これらが、アジマス方向のストッパとなっている。

一方、レンズホルダ部組６０のＹ軸方向の動きをエレベーション方向の動きと称する。エレベーション方向に大きく移動したとき、ホルダ８５に設けられたエレベーション用凸部８９ａ〜８９ｄが折り曲げ部１１４ａ、１１４ｂと衝突する。それ以上はレンズホルダ部組６０が移動できず、これらがエレベーション方向のストッパとなっている。

ヨーク３３のアジマス方向のストッパ部分は、ストッパとしての役割のみを持つ折り曲げ部１１５ａ〜１１５であったが、エレベーション方向では、ヨーク３２の折り曲げ部１１４ａ、１１４ｂは、ストッパとバネ受け部組４１に固定するための構造部を兼ねている。

以上のように構成されたレンズホルダ部組６０を移動可能にバネ受け部組４１に支持し、移動させるための駆動手段として、磁石９２ａ、９２ｂ、９３ａ〜９３ｄ等を備えた部組を、２軸アクチュエータ１２５と称する。

図４、図６に示されるように、バネ受け部組４１には、基板５６が、ネジ５７ａ、５７ｂによってネジ止めされている。ネジ５７ａ、５７ｂは、ヨーク３２のネジ穴９８ａ、９８ｂ（ネジ穴９８ａは陰になっているため図示されない）にねじ込まれている。基板５６には、光の重心位置により出力電流が変化するポジションセンサ１５３ａ、１５３ｂが半田付けされている。図示されていないが、基板５６は電線を介して制御基板４５に接続されており、ポジションセンサ１５３ａ、１５３ｂは制御基板４５に接続されている。

図４で明らかなように、発光ダイオード７６ａからの光は、スリット８７ａを通り、レンズ１５６、１５５を経て、ポジションセンサ１５３ａに入射する。ポジションセンサ１５３ａは、１方向の位置を検出する１次元のセンサであり、Ｘ軸方向の動きを検出するため、内部の長方形状の検出素子は長手方向がＸ軸方向となるように取り付けられている。

スリット８７ａからの光は、レンズホルダ部組６０がアジマス方向に移動するとＸ軸方向に移動するが、レンズ１５６、１５５は、このＸ軸方向の移動量が小さくなるように縮小する役割を有している。Ｙ軸方向については、レンズ作用は有していない。レンズホルダ部組６０のアジマス方向の移動量は大きく、スリット８７ａからの光を直接ポジションセンサ１５３ａに入射させると、検出範囲の長いポジションセンサが必要となる。ポジションセンサの価格は検出範囲の長さが長いほど高く、一般に長さに比例でなく、それ以上の割合で価格が上昇する。

レンズ１５６、１５５によって、移動量を小さくすることで、安価な検出範囲の短いポジションセンサを使用することが可能となる。

上述したように、検出範囲が長くなると価格は大きく上昇するので、レンズ１５６、１５５や固定部分を作成する費用が追加となっても、移動量を縮小する光学系を使ったほうが、低価格となる。発光ダイオード７６ｂからの光は、スリット８７ｂを通り、レンズ１５８、１５７を経てポジションセンサ１５３ｂに入射する。ポジションセンサ１５３ｂは、Ｙ軸方向の動きを検出するため、内部の長方形状の検出素子は長手方向がＹ軸方向となるように取り付けられている。スリット８７ｂからの光は、レンズホルダ部組６０がエレベーション方向に移動するとＹ軸方向に移動し、ポジションセンサ１５３ｂで位置が検出される。

一方、レンズホルダ部組６０がアジマス方向に移動すると、スリット８７ｂからの光は、ポジションセンサ１５３ｂでＸ軸方向に移動する。ポジションセンサ１５３ｂ内の検出素子は、Ｘ軸方向の長さは短い長方形状で、Ｘ軸方向に大きく動くと光が検出素子から外れ、位置が検出できなくなってしまう。

これを防ぐには、スリット８７ｂのＸ軸方向の長さを長くすれば良いが、発光ダイオード７６ｂからの光はある角度で広がるので、スリット８７ｂのＸ軸方向の長さを長くすると、発光ダイオード７６ｂとスリット８７ｂの距離を大きくしなくてはならず、レンズホルダ部組６０が大型化してしまう。

そこで、レンズ１５８はスリット８７ｂのＸ軸方向の位置にかかわらず、Ｘ軸方向にポジションセンサ１５３ｂの中心付近に集光する役割を有している。これによって、レンズホルダ部組６０がアジマス方向に大きく移動しても、ポジションセンサ１５３ｂに光が当たるようになっている。Ｙ軸方向については、レンズ作用は有していない。

ところで、このままではスリット８７ｂを通した発光ダイオード７６ｂが広がってしまい、ポジションセンサ１５３ｂ部分では広がった光が移動するだけで、精度の良い位置検出ができなくなってしまう。そのため、レンズ１５７でＹ軸方向に広がった光を集光し、ポジションセンサ１５３ｂに適切なサイズのスリット８７ｂの像が投影されるようにされている。レンズ１５７はＹ軸方向にのみレンズ作用を持ち、Ｘ軸方向についてはレンズ作用を有していない。

尚、レンズ１５６、１５８とスリット８７ａ、８７ｂの間にフード１０１ａ、１０１ｂが取り付けられているが、これらは、発光ダイオード７６ａ、７６ｂの光を、なるべく外に漏らさないようにするためと、逆にレーザダイオード５５からの光等、発光ダイオード７６ａ、７６ｂ以外の光をポジションセンサ１５３ａ、１５３ｂに入射させないためである。そのため、光路はバネ受け３１に設けられた穴１５０ａ、１５０ｂ、１５１を通し、外部の遮断も行っている。

また、スリット８７ａ、８７ｂの光が干渉しないように、途中、穴１５０ａと１５０ｂ、フード１０１ａと１０１ｂと２つの光路も別空間としている。レンズホルダ部組６０に搭載されるレンズ３４を移動させることにより、レーザダイオード５５からの光の照射位置を移動させるが、照射位置がレーザダイオード５５の光軸に対して傾きが０度の位置になる等の所望の位置となったときに、ポジションセンサ１５３ａ、１５３ｂの出力が０位置を示す出力となるように、基板５６はＸ−Ｙ平面内での位置調整がなされ、固定されている。このため、基板５６に於いてネジ５７ａ、５７ｂが通る部分は、調整代分を見て大きめとなっている。

図１、図３、図５及び図７に示されるように、ヨーク３３には、レンズ３５が接着されたガラス入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ１３５が、ネジ１３６ａ、１３６ｂによって固定されている。ネジ１３６ａ、１３６ｂは、ホルダ１３５に形成された穴を通され、ヨーク３３のネジ穴１３１ｂ、１３１ｃにねじ込まれている。ホルダ１３５には、図５に示されるように、凸部１４１ａ、１４１ｂが設けられており、ヨーク３３の穴１３２ａ、１３２ｂに嵌挿する形態で位置決めされている。

ヨーク３３には、更に、レンズ３６が接着されたガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ３７が、ネジ１３８ａ、１３８ｂによって固定されている。ネジ１３８ａ、１３８ｂは、ホルダ３７及びホルダ１３５に設けられた穴を通され、ヨーク３３のネジ穴１３１ａ、１３１ｄにねじ込まれている。ホルダ３７は、ホルダ１３５を挟んで、ヨーク３３に固定する形態となっている。更に、ホルダ３７には、図示されないが凸部が設けられており、ヨーク３３の穴１３３ａ、１３３ｂに嵌挿される形態で位置決めされている。

図２、図３及び図６に示されるように、バネ受け部組４１には、レーザ部組５０がネジ５３ａ、５３ｂで固定されている。ネジ５３ａ、５３ｂは、カーボン繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ２０１に形成された穴を通され、ヨーク３２のネジ穴９７ａ、９７ｂにねじ込まれている。

ここで、ホルダ２０１の穴は大きめとなっており、Ｘ−Ｙ平面内で位置調整可能である。つまり、レンズ３４を所定の位置にしたときに、レーザダイオード５５から照射された光が、Ｚ軸方向に曲がらずに直進するように調整してネジ止めされる。

次に、レーザ部組５０について詳細に説明する。

図３、図１３及び図１４に示されるように、レーザダイオード５５は、ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ（変化手段、支持部材）５１に形成された穴２１２に軽圧入された上で接着固定されている。レーザダイオード５５は、垂直拡がり角の方向がＸ軸方向となるように固定されている。そして、Ｚ軸方向に於いて、上記穴２１２の先（レンズ３４側）には、レーザ光を通すための穴２１３が形成されている。ホルダ５１には基板５４も固定されており、レーザダイオード５５が接続されている。尚、基板５４は、ここでは模式化して外形が示されているだけであるが、実際は基板とその上に装着される部品から成っている。

ホルダ５１には、ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ２１８が接着固定されている。このホルダ２１８の内部には、発光ダイオード２１７が固定されている。また、図３に於いて、ホルダ２１８のＹ軸方向下側には、発光ダイオード２１７からの光が通るスリット２２３が形成されている。このスリット２２３は、Ｘ軸方向に縦長の形状となっている。

上記ホルダ５１には、フランジ部２１４ａ〜２１４ｃが形成されており、フランジ部２１４ｂとフランジ部２１４ｃの間にはコイル２１５が巻回されている。尚、ホルダ５１は、コイル２１５が巻回された後に固定される。更に、フランジ部２１４ａ、２１４ｃには、弾性支持部材であるステンレス製の板バネ２３３ａ、２３３ｂの端が、各々接着固定されている。

上記コイル２１５、発光ダイオード２１７の配線は、２軸アクチュエータ１２５とは異なり、バネではなく、レーザダイオード５５とまとめて、基板５４から図示されないフレキシブル基板によって行われる。板バネ２３３ａ、２３３ｂは、その長手方向がＹ軸方向とされ、他端は、ガラス繊維入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ２０１の立ち上げ部２０２に接着固定されている。

図３及び図１２に示されるように、ホルダ５１は、ホルダ２０１に、板バネ２３３ａ、２３３ｂによって、Ｚ軸方向に移動可能に支持されていることになる。２軸アクチュエータ１２５のように、ワイヤバネではなく板バネで支持されているので、Ｚ軸方向以外のＸ軸方向には移動しないようになっている。尚、信頼性を高めるために、上記板バネ２３３ａ、２３３ｂは、接着でなく超音波溶着等の方法により固定するようにしてもよい。

ホルダ２０１の凹部２３６には鉄製のヨーク２０６が嵌挿され、接着固定されている。図３及び図５に示されるように、レーザ部組５０がバネ受け部組４１に固定された状態では、ヨーク２０６は、バネ受け３１とホルダ２０１に挟まれた形となるため、接着が万が一取れたとしても脱落することはない。

ヨーク２０６の折り曲げ部２４０ａ、２４０ｂには、磁石２１１ａ、２１１ｂが接着されている。また、ヨーク２０６の折り曲げ部２４２には、ポジションセンサ２１９が取り付けられた基板２２０が、ネジ２２１によって止められている。ヨーク２０６は、磁石２１１ａ、２１１ｂ及び上記基板２２０が固定された状態で、ホルダ２０１、ホルダ５１と板バネ２３３ａ、２３３ｂが接着された後に、ホルダ２０１に固定される。このとき、磁石２１１ａ、２１１ｂ及びヨーク２０６の折り曲げ部２４０ａ、２４０ｂは、ホルダ２０１に形成された穴２３５ａ、２３５ｂを通す形状で組み立てられる。

ヨーク２０６の折り曲げ部２４０ｂには、レーザ部組５０をバネ受け部組４１に固定する際のネジ５３ｂの頭の部分を避けるための穴２４１が形成されている。また、ヨーク２０６には、レーザダイオード５５の光を通すための穴２０８も形成されており、ホルダ２０１にも同様に、穴２０５が形成されている。

ポジションセンサ２１９は、図３に示されるように、スリット２２３と対向する位置関係にあり、発光ダイオード２１７からの光がスリット２２３を通して入射するようになっている。基板２２０は、ホルダ５１が所定の位置にあるときに、ポジションセンサ２１９の出力が０位置にあるときの出力になるように位置調整されている。この調整は、レーザ部組５０をバネ受け部組４１に固定する前に行われる。

図３及び図５に示されるように、レーザダイオード５５から発射されたレーザ光は、レンズ３４、３５、３６を通り、外部へ照射される。尚、レーザダイオード５５の波長は８７０ｎｍと赤外線であり、実際にはその光を目視することはできない。

図６に於いて、ヨーク３３の下側方向には、アルミダイカスト製のベース３０が固定されている。ヨーク３３とベース３０は、該ベース３０に形成された凸部３０ａ、３０ｂが、図８に示されるヨーク３３の切り欠き１２２と穴１２３に嵌挿される形態で位置決めされる。

また、ヨーク３３は、Ｚ軸方向に、ベース３０に設けられた３点の台座４２ａ〜４２ｃで接するようにされ、ベース３０の精度を、これらの台座４２ａ〜４２ｃ部分のみ出せばよいようにされている。更に、ヨーク３３は、そのネジ穴１１８ａ〜１１８ｃにベース３０の穴を介して、ネジ４３ａ〜４３ｃをねじ込むことによって、ベース３０に固定されている。

ベース３０の内部には、制御基板４５がネジ４６ａ〜４６ｄによって固定されている。このとき、制御基板４５の発熱の大きい電気素子は、熱伝導性の良いゲル状シートを介してベース３０に接するようにされ、ベース３０に放熱するようにされている。尚、ベース３０には、本装置を取り付けるための穴４４ａ〜４４ｄが設けられている。

次に、以上のように構成された第１の実施形態の車両用光スキャン装置の動作について説明する。

図１５は、本発明の第１の実施形態の車両用光スキャン装置を備えた車載用測距装置を簡略に示した図である。

同図に於いて、レーザダイオード５５より出射されたレーザ光は、ワイヤバネ（ここでは代表的に１０８として記す）１０８に支持されたレンズホルダ６１のレンズ３４が、図示矢印２５０のように左右方向に移動されることにより、図示矢印２５１のように左右方向に振られる。更に、光はレンズ３５、３６によって振れ幅が図示矢印２５２のように拡大されて、照射される。照射された光２５３が障害物（対象物）２５４に当たって反射した光２５５は、受光レンズ２５６を介してフォトデイテクタ２５７に至り、図示されない電気回路により障害物２５４までの距離が計算される。尚、実際には、レンズ３４は左右方向だけでなく、上下方向にも振られ、光も上下方向にも振られる。

ここで、照射されるレーザ光の形状について説明する。

レーザ光２６０の形状は、障害物２５４の所定位置２６３に当たったレーザ光を、図示矢印２６４の方向から見たものである（但し、大きさは説明のために拡大している）。すなわち、寸法２６１はＸ軸方向寸法、寸法２６２はＹ軸方向寸法となる。照射されるレーザ光２６０の形状は、図示のようにＹ軸方向を長手方向とした長方形（矩形）形状であり、例えば、寸法２６１は角度で表すと０．３度、寸法２６２は１．５度となっている。この場合、レーザ光２６０の形状に於ける寸法の関係は、Ｙ軸方向がＸ軸方向の５倍となっている。

ここで、ホルダ５１に固定されたレーザダイオード５５を、図示矢印２５８のようにＺ軸方向に移動させることで、照射されるレーザ光の寸法２６１を０．１〜０．５度の範囲で変化させることができる。このとき、寸法２６２も多少変化するが、±０．１度程度の変化であり、寸法２６２は元が１．５度と大きいため、実質的には変化なしと見ることができる。

次に、レンズ３４を上下左右方向に移動させる仕組みについて、更に詳細に説明する。

図５に示されるように、アジマスコイル８０は、ヨーク３２に固定された磁石９２ａとヨーク３３に固定された磁石９２ｂに挟まれている。磁石９２ａ、９２ｂの極性は、図５に示される通りである。尚、磁極の境は分かりやすいように破線で示している。実際の磁石で境の部分は、幅０．２〜０．４ｍｍの磁極の無いニュートラル領域となる。

アジマスコイル８０の辺１４３ａ、１４３ｂには、図示矢印１４４ａ、１４４ｂの向きの磁界が及ぶ。図示矢印１４４ａのように磁石９２ａから出た磁束は、磁石９２ｂに入り、ヨーク３３内を図示矢印１４５ｂのように進む。そして、再び磁石９２ｂに入り、図示矢印１４４ｂのように磁石９２ｂから出て、磁石９２ａに至る。更に、ヨーク３２内を図示矢印１４５ａのように進んで、磁石９２ａの元の部分に戻る。

アジマスコイル８０の辺１４３ａ、１４３ｂに流れる電流の向きは逆であり、及ぶ磁界の向き１４４ａ、１４４ｂも逆であるので、発生する力の向きは同じである。力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＸ軸方向となる。アジマスコイル８０の残りの辺には、Ｙ軸方向の力が発生するが、図示矢印１４４ａと矢印１４４ｂの磁界から受ける力の向きが逆向きとなりキャンセルするので、Ｙ軸方向に動くことはない。

以上のように、アジマスコイル８０に電流を流すことで、レンズホルダ部組６０及びそれに取り付けられたレンズ３４をアジマス方向（Ｘ軸方向）に移動させることができる。

尚、エレベーションコイル８１ａ、８１ｂについては、Ｙ軸方向の力が発生するように力を発生する辺の方向が９０度変わり、磁石９３ａ〜９３ｄの磁石の磁極もこれに対応して９０度変わっただけで基本は同一である。エレベーションコイル８１ａ、８１ｂで発生するＹ軸方向の力が同じ向きになるように直列接続される。これにより、エレベーションコイル８１ａ、８１ｂに電流を流すことで、レンズホルダ部組６０及びそれに取り付けられたレンズ３４をエレベーション方向（Ｙ軸方向）に移動させることができる。

レンズホルダ部組６０の位置は、上述したように、該レンズホルダ部組６０に形成されたスリット８７ａ、８７ｂを通った光をポジションセンサ１５３ａ、１５３ｂで受光して行われる。そして、その位置情報を基にして、レンズホルダ部組６０の移動が行われる。

次に、レーザダイオード５５を固定したホルダ５１をＺ軸方向に移動させる仕組みについて、詳細に説明する。

図５に示されるように、コイル２１５は、ヨーク２０６に固定された磁石２１１ａと２１１ｂに挟まれている。磁石２１１ａ、２１１ｂの極性は、図５に示される通りであり、Ｎ極同士が向かい合う同極対向となっている。コイル２１５の辺２２７ａ、２２７ｂには、図示矢印２２８ａ、２２８ｂの向きの磁界が及ぶ。

図示矢印２２８ａのように、磁石２１１ａから出た磁束は、対向する磁石２１１ｂも同極なので、図示矢印２２９ａや２２９ｂのようにＺ軸方向に広がり、ヨーク２０６に入る。そして、ヨーク２０６を通って、再び磁石２１１ａに戻る。磁石２１１ｂについても同様に、図示矢印２２８ｂのように出た磁束は、矢印２２９ｃや２２９ｄのようにヨーク２０６に向かい、磁石２１１ｂに戻る。

コイル２１５の辺２２７ａ、２２７ｂに流れる電流の向きは逆であり、及ぶ磁界の向き２２８ａ、２２８ｂも逆であるので、発生する力の向きは同じである。また、力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＺ軸方向となる。

コイル２１５の残りの辺には、図示矢印２２８ａ、２２８ｂのように、磁石２１１ａ、２１１ｂから出た磁束の一部が戻る際に横切る。この横切る向きは、コイル２１５の内側から外向きとなり、力の働く方向はＺ軸方向であるが、上記辺２２７ａ、２２７ｂに働く力の向きと逆になる。しかし、図示矢印２２８ａ、２２８ｂのように磁石２１１ａ、２１１ｂから出た磁束の大部分はＺ軸方向に広がり、コイル２１５を横切ることなく磁石２１１ａ、２１１ｂに戻る。したがって、コイル２１５の辺２２７ａ、２２７ｂ以外を横切る磁束は小さく、力の大きさも小さく、Ｚ軸方向の駆動には支障はない。

尚、磁石２１１ａ、２１１ｂから出た磁束の大部分がＺ軸方向に広がるように、ヨーク２０６の折り曲げ部２４０ａ、２４０ｂのＺ軸方向寸法が磁石２１１ａ、２１１ｂのＺ軸方向寸法より大きくされている。また、コイル２１５の辺２２７ａ、２２７ｂ以外を横切って戻る磁束を小さくするため、ヨーク２０６のＹ軸方向寸法は、磁石２１１ａ、２１１ｂと同じとし、大きくしていない。

以上のように、コイル２１５に電流を流すことで、ホルダ５１及びそれに取り付けられたレーザダイオード５５を光軸方向（Ｚ軸方向）に移動させることができる。ホルダ５１の位置は、発光ダイオード２１７を備えたホルダ２１８のスリット２２３を通った光を、ポジションセンサ２１９で受光して行われ、その位置情報を基にしてホルダ５１の移動が行われる。

尚、図１７の（Ｃ）に示されるように、レーザダイオード５５とレンズ３４の間に、Ｘ軸方向にビームを広げるために光路偏光プリズム２４８を挿入しても良い。

本装置を車両に搭載する際には、Ｘ軸方向が地面に対して水平方向、Ｙ軸方向が地面に対して垂直方向になるように搭載する。発光ダイオード５５から照射されるビームは、Ｘ軸方向が狭く、Ｙ軸方向が広い縦長形状となる。そして、このとき、主たる光の走査は、地面に対して水平なＸ軸方向に行われる。

ここで、図１６を参照して、本第１の実施形態に於ける車両用光スキャン装置のレーザ照射について説明する。

レンズ３４の光軸をレーザダイオード５５の光軸と一致させたとき、光は曲がらずに、中心にレーザ光２６０が照射される。レンズ３４をＸ軸の−側方向（図１６に於いて左側）に大きく、Ｙ軸の−側方向（図１６に於いて下側）には少しシフトさせ、光２６７を照射する。Ｙ軸方向の位置は変えずに、レンズ３４をＸ軸の＋側方向（図１６に於いて右側）に移動させることにより、図示矢印２７１のように光を図示２６８の位置まで走査する。次に、レンズ３４をＸ軸の−側方向（図１６に於いて左側）に大きく、Ｙ軸の＋側方向（図１６に於いて上側）には少しシフトさせ、光２６９を照射する。

尚、光２６８から２６９への移動の間は、レーザダイオード５５を発光させず、光は照射されない。光２６９の位置からＹ軸方向の位置は変えずに、レンズ３４をＸ軸の＋側方向（図１６に於いて右側）に移動させることにより、図示矢印２７２のように、光を２７０の位置まで走査する。そして、光が２７０に到達したら、レンズ３４を再び光２６７を照射する位置に移動させる。光２７０から２６７への移動の間は、レーザダイオード５５を発光させず、光は照射されない。このようにして、光を２６７より２６８、２６９より２７０へＹ軸方向の位置をずらした形でＸ軸方向に２回走査する。この１組を１回として、１秒間に１０回繰り返す。

尚、ここではＸ軸方向の２回の走査を１組としたが、場合によってはＹ軸方向の位置を変え、３回を１組としても良く、逆にＹ軸方向の位置は変えずに走査しても良い。また、１秒間に繰り返す回数も１０回に限らず、求める検出性能によって、回数は増減しても良い。光の走査はＸ軸方向に行って、障害物の検出を行う。Ｙ軸方向の動作は、Ｘ軸方向の走査位置をずらすためであり、Ｙ軸方向に光を走査して障害物を検出するような動作は行わない。

Ｙ軸方向には２７５の範囲のように更に広く移動可能であるが、地面に水平なＸ軸方向は障害物検出のために広く走査する必要があるが、地面に垂直なＹ軸方向は、車両が進んで行くことでもＹ軸方向に見る位置を変える効果があり、必要以上に広い範囲を見なくてよい。広い範囲に移動可能になっているのは、例えば、車両の速度が変わった場合に、走査範囲の距離（車両からどの程度先を見るか）を変える等に、２７６から２７７のように、先の１組で光を走査するＹ軸方向の位置をオフセットさせるためである。２７７の範囲内の光の走査方法は、１７６と同じである。

ところで、光を走査した結果、２７８付近に障害物が発見されたとする。このとき、光を２７９の位置に移動すると同時に、ホルダ５１をＺ軸方向に移動させることにより、光のＸ軸方向寸法を０．３度より０．１度へ小さくする。Ｘ軸方向寸法が０．１度となった光２７９を２８０まで、図示矢印２８３のように走査する。

次に、Ｘ軸方向寸法が０．１度のままで、光２８１から２８２まで図示矢印２８４のように走査する。そして、図示２７６と同様にこれを何回か繰り返す。光のＸ軸方向寸法が小さくなっていることにより分解能が高くなり、これにより、図示２８５の範囲を、より精密に走査し、障害物の種類等を、より精度良く知ることができる。

本実施形態によれば、走査方向と同一の方向に光の幅を小さくすることで、走査時の分解能を上げることができる。このとき、走査方向と直交する方向の寸法は変わらないので、走査方向の分解能は上がるが走査範囲が狭くなることがない。

ところが、走査方向と、該走査方向と直交する方向の両方の寸法が変わる場合、分解能は上がるものの、直交方向に於いて光が当たらない部分ができるため、検出できない範囲が発生してしまう。走査方向については、寸法が小さくなっても走査することによって光が届くため、検出できない部分は発生しない。検出できない部分が発生しないように、直交方向に寸法が小さくなる場合、その分、直交方向にずらした位置を新たに走査することもできる。しかしながら、この走査ではＸ軸方向への走査回数が増え、その分、ある場所で光が当たっている時間が減少するという問題が発生するので、好ましいものではない。

尚、範囲を図１６に示される２８５のように限定せず、図示２７６のように広いままＸ軸方向寸法を小さくしても良い。このとき、通常はＸ軸方向寸法を０．３度とするが、常にＸ軸方向の寸法を０．１度としておくのに比べ、他の走査の条件が同じであれば、各々の位置に於いて、３倍の時間光が当たっており、障害物が移動している場合等、より障害物を発見しやすくなる。逆に、０．３度程度の分解能で十分である場合、通常は更に大きく、Ｘ軸方向の寸法を０．５度としても良い。この場合でも、直交するＹ軸方向の大きさは変わらないので、光が大きくなりすぎて、余計なものを見てしまうという不都合はない。

以上のように、本実施形態では、照射する光の走査方向の寸法を適切な大きさに変化させることで、本スキャン装置を備えた検出装置の精度を高めることができる。照射される光のＸ軸方向の寸法を変える際にＹ軸方向の寸法変化が０であることが理想であるが、実際は若干連動して変化する。このとき、Ｘ軸方向については変化の比率が大きく、Ｙ軸方向については変化の比率が小さければ、同様の効果を得ることができる。例えば、Ｘ軸方向の寸法をｘ、変化をΔｘ、Ｙ軸方向の寸法をｙ、変化をΔｙとしたとき、Δｘ／ｘ＞０．２５、Δｙ／ｙ＜０．２であれば、Ｙ軸方向の寸法変化は無視できるレベルで、Ｘ軸方向の寸法変化により、上述した効果を得ることができる。

照射される光は、本実施形態のように走査するＸ軸方向が狭く、Ｙ軸方向が広い形状の方が、より効果を得やすく、ｙがｘの３倍以上であることが望ましい。

本実施形態のスキャン装置では、レーザダイオード５５の垂直拡がり角の方向をＸ軸方向としている。これにより、本実施形態のように、特殊な光学素子を用いることなく、レーザダイオード５５をＺ軸方向に移動させる等、単純な構成で、Ｘ軸方向の寸法のみを変化させることができ、低価格化することができる。

本実施形態のようにレーザダイオード５５をＺ軸方向に移動させる方法であれば、新たな光学素子を付加する必要がなく、低価格化を図ることができる。レーザダイオード５５とレンズ３４の間に新たにレンズを追加し、それをＺ軸方向に移動させても良い。このように、別にレンズを設けることで、レーザダイオード５５を移動させるよりも光学的に最適化しやすく、大きさを変化させたときの光量分布等を良好にし、性能を向上させることができる。

また、本実施形態では、レーザダイオード５５と基板５４を組にして移動させている。一般に、レーザダイオードを駆動するための回路は、レーザダイオードの近傍に配置する必要があり、性能上、基板５４を固定部分に配置して、レーザダイオード５５との間を離し、両者をリード線で接続することは困難である。これは、基板５４も一緒に移動させるため、可動部の質量が大きくなってしまうからである。そのため、別にレンズを設ける場合、レンズを質量も含めて最適化し、可動部の質量を小さくすることで、可動部の応答性を高める等、駆動機構部分の特性も向上させることができる。

ところで、スキャン装置が設置されている場所の温度が変わると、レンズ等の温度特性により、照射される光の形状が変化してしまうという問題が生じる。特に、Ｘ軸方向の寸法が変化すると、障害物の検出時の分解能に影響し、想定と異なる分解能となることで誤認する等の不都合が生じる。

そのため、本実施形態のスキャン装置では、予め、温度による変化に対する補正量を測定しておき、温度によってレーザ部組５０のホルダ５１を補正することで、この変化をキャンセルすることができるので、分解能が変わることがない。このとき、温度はレンズホルダ部組６０に取り付けられたサーミスタ７７で測定する。これにより、温度の影響を受けない高性能なスキャン装置とすることができる。

尚、温度による影響は、ガラスより合成樹脂の方が大きく、レンズをガラスで構成することで、上述した温度の影響を小さくすることができる。しかしながら、ガラス製レンズは形状の自由度が小さい。本実施形態のように、照射される光の形状を長方形形状とする場合、Ｘ軸方向とＹ軸方向で曲面の形状が異なるレンズで光を整形するのが望ましく、そのようなレンズはガラスで作るのが難しく、合成樹脂製レンズとなる。

温度の影響をキャンセルすることにより、自由度の高い合成樹脂製レンズを用い、光学性能の優れた高性能なスキャン装置とすることができる。また、ガラス製レンズは合成樹脂製レンズより質量が大きく、これを可動部であるレンズホルダ部組６０のレンズ３４に用いた場合、質量が大きいものを動かすために、コイルや磁石より成る駆動機構を大型化する必要がある。

しかしながら、本実施形態のように、レーザ部組５０を移動させることによって、温度による変化をキャンセルすれば、質量の小さい合成樹脂製レンズが使用可能となり、駆動機構の小型、軽量化が可能となる。

レンズホルダ部組６０は、図１６を参照して説明したように、Ｘ軸方向の走査２回を１組として、１秒間に１０回動作するので、Ｘ軸方向の動作としては２０Ｈｚとなる。また、走査３回を１組とした場合は３０Ｈｚに達する。周波数が高い場合、より大きな駆動力が求められ、可動部質量が大きい場合は、駆動機構の大きさがスキャン装置として非現実的な大きさとなってしまう。しかしながら、本実施形態のように、レーザ部組５０を移動させることで、温度変化をキャンセルし、質量の小さい合成樹脂製レンズを用いることで駆動機構の大きさを小さくすることができるので、逆に走査する周波数を高くした高性能な装置とすることが可能となる。

以上、温度による照射される光の形状の変化について説明したが、光を照射する位置によっても、レンズの収差によって光の形状が変化し、温度変化と同様の不都合が生じる。このため、本実施形態の装置では、予め光の照射位置による変化に対する補正量を測定しておき、位置によってレーザ部組５０のホルダ５１を補正させることで、この変化をキャンセルすることができる。これにより、照射位置の影響を受けない高性能なスキャン装置とすることができる。

本実施形態のスキャン装置では、レンズを移動させて光を自由な位置に移動させることができる。スキャン装置としては、回転するポリゴンミラーを用いて光を走査するものがあるが、ポリゴンミラーでは自由な位置には光を照射できず、予め決められた位置を走査するだけとなる。これに対し、本実施形態では、光を自由な位置、幅で走査することができ、更に、照射する光のＸ軸方向寸法を変えることができるので、ある位置の障害物を詳細に確認する等の動作が可能となり、高性能なスキャン装置とすることができる。

尚、本実施形態では、Ｘ軸方向が地面に対して水平方向となるように設置している。これについて、必ずしもＸ軸方向を地面に対して水平とする必要はないが、障害物を避けるという観点で、車両の進行方向に対して左右方向となる地面に水平方向に分解能が可変で検出できるのが望ましい。したがって、このような方向にしたときに、本実施形態の効果をより良く得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図１７及び図１８は本発明の第２の実施形態を示すもので、図１７は図１５に相当する車両用光スキャン装置の使用例の説明図で、（ａ）は図１５と同様にＹ軸方向から見た概念図、（ｂ）は車両用スキャン装置のみをＸ軸方向から見た概念図、図１８は図１６に相当する使用例の動作の説明図である。

尚、以下に述べる第２の実施形態に於いて、車両用光スキャン装置の基本的な構成及び動作については、上述した第１の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

本実施形態では、レンズホルダ６１に搭載されたレンズ３４が、上述した第１の実施形態と異なっている。上述した第１の実施形態では、レーザダイオード５５とレンズ３４の間に、ウォラストンプリズム２９０が配置されている。ウォラストンプリズム２９０は、レーザ部組５０でレーザダイオード５５が、板バネ２３３（２３３ａ、２３３ｂ）に支持されたホルダ５１に固定され、Ｚ軸方向に移動可能な構成となっていたのと同様に固定されている。すなわち、ウォラストンプリズム２９０は、ホルダ２９１に固定されており、該ホルダ２９１は板バネ２９３によって支持されて、Ｚ軸方向に移動可能となっている。

尚、この図１７の概念図には示されていないが、レーザ部組５０と同様に、駆動のために、コイル、磁石、ヨークより成る駆動機構が、そして位置検出のために、発光ダイオード、スリット、ポジションセンサよりなる位置検出機構が設けられている。

上記ウォラストンプリズム２９０は、バネ受け４１に対してＺ軸方向に移動可能に固定されており、レーザダイオード５５とは異なってＸ−Ｙ平面内での位置調整機構は有していない。この他の構成も、上述した第１の実施形態と同じである。

本第２の実施形態によれば、照射されるレーザ光の形状は、図示２６０のようにＹ軸方向に縦長の長方形形状で、寸法２６１は角度で表すと０．３度、寸法２６２は２度となっている。

ここで、上述した第１の実施形態と同様に、ホルダ３１に固定されたレーザダイオード５５を、図示矢印２５８のようにＺ軸方向に移動させることで、照射されるレーザ光の寸法２６１を、０．１〜０．５度の範囲で変化させることができる。更に、本実施形態では、新たに追加したホルダ２９１に固定されたウォラストンプリズム２９０を、図示矢印２９５のようにＺ軸方向に移動させることで、照射されるレーザ光の寸法２６２を１．５〜２．５度の範囲で変化させることができる。

ウォラストンプリズム２９０は、直交した直線偏光を、開き角を持って取り出すことができる偏光子であり、レーザダイオード５５より出射したランダム偏光の光３００が互いに直交する直線偏光の光２９６、２９７となる。また、開き角は２９８となる。この開き角２９８の方向がＹ軸方向となるような方向に、ウォラストンプリズム２９０が設置される。

レーザダイオード５５から出射された１本の光３００が、間隔３０２の２本の光２９６、２９７となり、この方向に照射される光の大きさが伸長する。ここで、ウォラストンプリズム２９０のＺ軸方向の位置を変えると、光が２本に分かれる位置からレンズ３４までの距離３０１が変わる。光は開き角２９８を有しているので、距離３０１が変わるとレンズ３４での２本の光の間隔３０２が変わり、照射される光のＹ軸方向寸法２６１が変化する。

次に、図１８を参照して、第２の実施形態によるスキャナ装置の走査の仕方について説明する。

レンズ３４をＸ軸の−側方向に大きくシフトさせ、レーザ光３０５が照射される。このとき、レーザ光３０５のＸ軸方向の寸法は０．３度、Ｙ軸方向の寸法は２．５度とする。レーザ光３０５の軸Ｙ方向の位置は変えずにレンズ３４がＸ軸の＋側方向に移動されることにより、図示矢印３０７のようにレーザ光が３０６の位置まで走査される。そして、光が３０６の位置に到達したら、再び光が３０５の位置に戻される。

尚、光３０６から３０５への移動の間はレーザダイオード５５は発光されず、光が照射されない。

また、上述した第１の実施形態では、Ｙ軸方向の位置をずらした形でＸ軸方向に２回走査するのを１組としていたが、本実施形態ではＹ軸方向にはずらさない。第１の実施形態では２回の走査により、Ｙ軸方向に光２個分の３度の幅に光を照射していたが、本実施形態では、光のＹ軸方向寸法を大きくすることによって、ほぼそれに近い２．５度の範囲に１回の走査によって光を照射することができる。

尚、上述した第１の実施形態で説明した方法では、最大で光２個分の３度の範囲となるが、実際は誤差等によって隙間が生じないようにＹ軸方向に一部重なる位置に光を照射するので、２．５〜２．７度程度となる。もちろん、ウォラストンプリズム２９０の移動量を増やし、本実施形態でＹ軸方向寸法を３度とすることも可能である。

ところで、光を走査した結果、２８３付近に障害物が発見されたとする。このときは、第１の実施形態と同様に、光を２７９の位置に移動する。このとき、同時にホルダ３１をＺ軸方向に移動させることにより、光のＸ軸方向寸法を０．３度から０．１度へ小さくし、更にホルダ２９１をＺ軸方向に移動させてウォラストンプリズム２９０を移動させることで、光のＹ軸方向寸法も２．５度から１．５度に小さくする。この小さくなった光２７９を２８０まで、図示矢印２８３のように走査する。次に、光の大きさは小さいままで、光２８１から２８２まで図示矢印２８４のように走査する。これを組として、何度か繰り返す。

光のＸ軸方向寸法及びＹ軸方向寸法が小さくなっていることにより、分解能が高くなり、これにより２８５の範囲をより精密に走査し、障害物の種類等をより精度良く知ることができる。そして、このときの精度は、第１の実施形態と同じとなる。

本実施形態では、光のＹ軸方向寸法とＸ軸方向寸法を独立に変更可能とすることにより、必要に応じた分解能が得られる高性能な装置とすることができる。上述したような使い方の場合、光のＹ軸方向寸法が大きくなったので、通常の走査は、第１の実施形態に於いては２回を１組として１秒間に１０回繰り返していたので、レンズ３４のＸ軸方向の移動としては２０Ｈｚであったが、本第２の実施形態に於いては２回が１回で済むので、レンズ３４のＸ軸方向の移動は１０Ｈｚとなる。

このように、周波数が低くなることで、移動する際に必要な駆動力が小さくなり、レンズホルダ部組を移動させるためのコイルや磁石より成る駆動機構を小さくすることができる。分解能を高くして障害物を見るときの動作は、上述した第１の実施形態と同じになる。しかし、このときは狭い範囲２８５を走査するため、レンズ３４のＸ軸方向の移動量は小さくなる。そのため、周波数が高くとも必要な駆動力は小さく、このために駆動機構を大きくする必要はない。

本実施形態では、光のＹ軸方向寸法を変更するためにウォラストンプリズムを用いたが、その他の方法であっても良い。但し、本実施形態のように、光が角度を有して分かれる光学素子が利用しやすく、光学素子を光軸方向に移動させることで大きさを変更することができ、機構を簡単にすることができるので好ましい。或いは、ウォラストンプリズム以外の光を偏光で分ける偏光子であっても良い。また、ウォラストンプリズムで光を２本でなく３本に分けるものを用いるものであっても良い。

更に、偏光子でなく、プリズムを用いて光を分けるようにしても良い。偏光子は一般に高価であり、光路偏光プリズムの方が低価格化を図ることができる。

また、光路偏光プリズムではなく、回折格子を用いて光を分けても良い。偏光子、光路偏光プリズムに比べ、回折格子は薄型であるため、小型化しやすいという利点がある。一方、偏光子は、回折格子に比して光の利用効率が良いため、高性能化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。

例えば、移動させる駆動機構や支持機構についても種々のものが考えられる。

また、磁石とコイルの配置は、上述した実施形態では、アジマスコイル、エレベーションコイルは磁石に挟まれる構成となっているが、片側のみに磁石を配し、反対側はヨークのみの構成としても良い。

更に、レンズホルダ部組はワイヤバネで支持していたが、ワイヤバネではなく、軸と軸受で支持するような構成であっても良い。

レーザダイオードやウォラストンプリズムを移動させる機構も、軸と軸受で支持するような構造であっても良い。また、駆動機構はステッパモータや圧電素子を用いた超音波モータ等で構成しても良い。

光学系についても、今回の構成に限ったことではなく、種々の光学系に適用することが可能である。また、レンズから出射したレーザ光は、出射したレンズと異なる別のレンズで受光されるとしたが、再び同じレンズで受光し、受光した光を、例えば、光路分割素子で分離して検出するような光学系の光スキャン装置と受光装置を兼ねた物にも適用可能である。

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
上述した実施形態に含まれている発明を以下に例示する。
［１］．
光を照射する発光素子と、該発光素子から照射された光を案内する第１の光学素子と、上記照射された光を所定の第１の方向に振って走査する走査部材と、を少なくとも備えた車両用光スキャン装置に於いて、
上記照射される光の形状は、上記第１の方向の寸法を変化可能であることを特徴とする車両用光スキャン装置。
［２］．
上記照射される光の形状は、上記第１の方向の寸法と、該第１の方向に直交する第２の方向の寸法を独立して変化可能であることを特徴とする上記［１］に記載の車両用光スキャン装置。
［３］．
上記発光素子はレーザダイオードであり、該レーザダイオードの垂直拡がり角の方向が上記第１の方向であることを特徴とする上記［１］若しくは［２］に記載の車両用光スキャン装置。
［４］．
上記発光素子をその光軸方向に移動させ、上記照射される光の大きさを変化させることを特徴とする上記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［５］．
上記照射される光の大きさを変化可能な第２の光学素子を更に具備し、
該第２の光学素子を光軸方向に移動させて、上記照射される光の大きさを変化させることを特徴とする上記［１］乃至［４］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［６］．
上記発光素子から照射される光を上記第２の方向に伸縮させる第３の光学素子を更に具備し、
該第３の光学素子をその光軸方向に移動させることで上記照射される光の大きさの、上記第２の方向の寸法を変化させることを特徴とする上記［５］に記載の車両用光スキャン装置。
［７］．
上記第３の光学素子は偏光子であることを特徴とする上記［６］に記載の車両用光スキャン装置。
［８］．
上記偏光子はウォラストンプリズムであることを特徴とする上記［７］に記載の車両用光スキャン装置。
［９］．
上記第３の光学素子は回折格子であることを特徴とする上記［６］に記載の車両用光スキャン装置。
［１０］．
上記走査部材は、上記発光素子から照射された光を上記第１の方向及び第２の方向に振ることが可能であり、上記発光素子からの光の反射光を用いて情報を得るための走査は上記第１の方向に振ることで行うことを特徴とする上記［５］乃至［９］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［１１］．
上記光の大きさは、温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように変化されることを特徴とする上記［５］乃至［１０］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［１２］．
上記光の大きさは、照射される光の振る位置による大きさの変化を打ち消すように変化されることを特徴とする上記［５］乃至［１１］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［１３］．
上記走査部材はレンズを有し、該レンズを移動させることによって、上記発光素子より照射される光を上記第１の方向に振ることを特徴とする上記［１］乃至［１２］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［１４］．
上記レンズは合成樹脂製であり、該合成樹脂製のレンズの温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように、上記光の大きさが変化されることを特徴とする上記［１３］に記載の車両用光スキャン装置。
［１５］．
上記光学素子は合成樹脂製のレンズを有し、該合成樹脂製のレンズの温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように上記発光素子から照射される光の大きさを変化させることを特徴とする上記［１］乃至［１２］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［１６］．
上記第１の方向は地面に水平な方向であることを特徴とする上記［１］乃至［１５］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［１７］．
光を照射する発光素子と、該発光素子から照射される光を所定の第１の方向に走査させる第１の光学素子とを少なくとも備え、上記光を上記第１の方向に振って走査する車両用光スキャン装置に於いて、
上記照射される光の形状は、上記第１の方向の寸法をＡ、上記第１の方向と直交する第２の方向の寸法をＢとし、上記第１の方向及び第２の方向の各々の寸法の変化分をΔａ、Δｂとしたとき、Δａ／Ａ＞０．２５、且つ、Δｂ／Ｂ＜０．２を満たすように変化可能であることを特徴とする車両用光スキャン装置。
［１８］．
上記第１の方向の寸法Ｂが上記第１の方向の寸法Ａの３倍以上であることを特徴とする［１７］に記載の車両用光スキャン装置。
［１９］．
上記発光素子はレーザダイオードであり、該レーザダイオードの垂直拡がり角の方向が上記第１の方向であることを特徴とする［１７］若しくは［１８］に記載の車両用光スキャン装置。
［２０］．
上記発光素子をその光軸方向に移動させ、上記照射される光の大きさを変化させることを特徴とする［１７］至［１９］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［２１］．
上記照射される光の大きさを変化可能な第２の光学素子を更に具備し、
該第２の光学素子を光軸方向に移動させて、上記照射される光の大きさを変化させることを特徴とする［１７］乃至［２０］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［２２］．
上記発光素子から照射される光を上記第２の方向に伸縮させる第３の光学素子を更に具備し、
該第３の光学素子をその光軸方向に移動させることで上記照射される光の大きさの、上記第２の方向の寸法を変化させることを特徴とする［２１］に記載の車両用光スキャン装置。
［２３］．
上記第３の光学素子は偏光子であることを特徴とする［２２］に記載の車両用光スキャン装置。
［２４］．
上記偏光子はウォラストンプリズムであることを特徴とする［２３］に記載の車両用光スキャン装置。
［２５］．
上記第３の光学素子は回折格子であることを特徴とする［２２］に記載の車両用光スキャン装置。
［２６］．
上記走査部材は、上記発光素子から照射された光を上記第１の方向及び第２の方向に振ることが可能であり、上記発光素子からの光の反射光を用いて情報を得るための走査は上記第１の方向に振ることで行うことを特徴とする［２１］乃至［２５］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［２７］．
上記光の大きさは、温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように変化されることを特徴とする［２１］乃至［２６］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［２８］．
上記光の大きさは、照射される光の振る位置による大きさの変化を打ち消すように変化されることを特徴とする［２１］乃至［２７］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［２９］．
上記走査部材はレンズを有し、該レンズを移動させることによって、上記発光素子より照射される光を上記第１の方向に振ることを特徴とする［１７］乃至［２８］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［３０］．
上記レンズは合成樹脂製であり、該合成樹脂製のレンズの温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように、上記光の大きさが変化されることを特徴とする［２９］に記載の車両用光スキャン装置。
［３１］．
上記光学素子は合成樹脂製のレンズを有し、該合成樹脂製のレンズの温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように上記発光素子から照射される光の大きさを変化させることを特徴とする［１７］乃至［２８］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。
［３２］．
上記第１の方向は地面に水平な方向であることを特徴とする［１７］乃至［３１］の何れか１つに記載の車両用光スキャン装置。

本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、該車両用光スキャン装置の斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、図１と反対側から見た車両用光スキャン装置の斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、レーザダイオードのレーザ光の光軸上Ｙ−Ｚ平面で切った光学系駆動装置の断面斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、位置検出用発光ダイオードの光の光軸上Ｙ−Ｚ平面で切った車両用光スキャン装置の断面斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、レーザダイオードのレーザ光の光軸上Ｚ−Ｘ平面で切った車両用光スキャン装置の断面斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、該車両用光スキャン装置全体の一部分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、ヨークに固定されたレンズ部分の分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、車両用光スキャン装置を構成する２軸アクチュエータのヨークを外した分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、図８で外したヨークを除いた２軸アクチュエータの分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、図９の２軸アクチュエータより、更にレンズホルダ部組を外した分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、レンズホルダ部組の分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、該車両用光スキャン装置を構成するレーザ部組の斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、レーザ部組の分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、レーザ部組の分解斜視図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、本車両用光スキャン装置の使用例の説明図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第１の実施形態を示すもので、使用例の動作を説明するための図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第２の実施形態を示すもので、図１５に相当する車両用光スキャン装置の使用例の説明図であって、（ａ）は図１５と同様にＹ軸方向から見た概念図、（ｂ）は車両用スキャン装置のみをＸ軸方向から見た概念図である。 本発明の車両用光スキャン装置の第２の実施形態を示すもので、図１６に相当する使用例の動作の説明図である。

符号の説明

２５…車両用光スキャン装置、３０…ベース、３１…バネ受け、３２、３３、２０６…ヨーク、３４、３５、３６、１５５、１５６、１５７、１５８…レンズ、３７、５１、８５、１３５、２０１…ホルダ、４１…バネ受け部組、５０…レーザ部組、５４、５６、７０…基板、５５…レーザダイオード、６０…レンズホルダ部組、６１…レンズホルダ、７６ａ、７６ｂ、２１７…発光ダイオード（ＬＥＤ）、７７…サーミスタ、８０…アジマスコイル、８１ａ、８１ｂ…エレベーションコイル、９２ａ、９２ｂ、９３ａ〜９３ｄ、２１１ａ、２１１ｂ…磁石、１０８、１０８ａ〜１０８ｔ…ワイヤバネ、１２５…２軸アクチュエータ、１５３ａ、１５３ｂ、２１９…ポジションセンサ、２０２…立ち上げ部、２３３、２３３ａ、２３３ｂ…板バネ、２４０ａ、２４０ｂ…折り曲げ部、２６０…レーザ光、２９０…ウォラストンプリズム。

Claims (10)

1. 光を照射する発光素子と、該発光素子から照射された光を案内する第１の光学素子と、第１の光学素子を地面に水平な第１の方向に振って上記照射された光を第１の方向に走査する走査部材と、を少なくとも備えた車両用光スキャン装置に於いて、
   上記照射される光の形状は、上記第１の方向の寸法を変化可能であり、
   上記照射される光の形状は、該第１の方向に直交する地面に垂直な第２の方向の寸法を上記第１の方向の寸法と独立して変化可能であり、
   上記第１の光学素子は合成樹脂製のレンズを有し、該合成樹脂製のレンズの温度変化による照射される光の大きさの変化を打ち消すように上記発光素子から照射される光の大きさを変化させる、
   ことを特徴とする車両用光スキャン装置。
2. 上記発光素子はレーザダイオードであり、該レーザダイオードの垂直拡がり角の方向が上記第１の方向である、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用光スキャン装置。
3. 上記照射される光の大きさを変化可能な第２の光学素子を更に具備し、
   該第２の光学素子を光軸方向に移動させて、上記照射される光の上記第１の方向の寸法を変化させる、ことを特徴とする請求項１若しくは２に記載の車両用光スキャン装置。
4. 上記発光素子をその光軸方向に移動させ、上記照射される光の上記第１の方向の寸法を変化させる、ことを特徴とする請求項１若しくは２に記載の車両用光スキャン装置。
5. 上記発光素子から照射される光を上記第２の方向に伸縮させる第２方向光伸縮用光学素子を更に具備し、
   該第２方向光伸縮用光学素子をその光軸方向に移動させることで上記照射される光の上記第２の方向の寸法を変化させる、ことを特徴とする請求項４に記載の車両用光スキャン装置。
6. 上記第２方向光伸縮用光学素子は偏光子である、ことを特徴とする請求項５に記載の車両用光スキャン装置。
7. 上記偏光子はウォラストンプリズムである、ことを特徴とする請求項６に記載の車両用光スキャン装置。
8. 上記第２方向光伸縮用光学素子は回析格子である、ことを特徴とする請求項５に記載の車両用光スキャン装置。
9. 上記走査部材は、上記第１の光学素子を上記第１の方向及び第２の方向に振って上記発光素子から照射された光を上記第１の方向及び第２の方向に振ることが可能であり、上記発光素子からの光の反射光を用いて情報を得るための走査は上記第１の方向に振ることで行う、ことを特徴とする請求項４乃至８の何れか１項に記載の車両用光スキャン装置。
10. 上記光の大きさは、照射される光の振る位置による大きさの変化を打ち消すように変化される、ことを特徴とする請求項４乃至９の何れか１項に記載の車両用光スキャン装置。

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