JP7367655B2 - 光検出装置 - Google Patents

Description

この明細書による開示は、光検出装置に関する。

特許文献１には、１次元配列された複数の端面発光レーザ又は面発光レーザから放射されるレーザ光を、回転する偏向ミラーによって反射させ、装置外部の照射領域を走査する距離測定装置が開示されている。この距離測定装置は、照射領域に照射したレーザ光の反射光を受光することにより、照射領域に存在する対象物との距離を測定する。

特許第６０２５０１４号公報

特許文献１のように、端面発光レーザ又は面発光レーザ等の発光部を配列させた構造では、複数の発光部の間に、未発光部となる隙間が不可避的に生じる。こうした未発光部が存在すると、照射領域に照射される各レーザ光の間にも未射出領域が生じる。そして、レーザ光の未射出領域は、対象物を検出できない未検出領域を生じさせてしまう。その結果、検出の解像度の低下が引き起こされ得た。

本開示は、検出の解像度を高めることが可能な光検出装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、発光ユニットから放射されるビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、測定領域からのビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの光路上に位置する光学ユニット（６０）と、を備え、光学ユニットは、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの透過方向に正のパワーを有する第一光学素子（６１）と、第一光学素子の後段に位置し、透過方向及び特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）において透過方向に正のパワーを有する第二光学素子（６６）と、特定断面において射出側に凸湾曲した分割射出面部（３６８）が断続的に配列されてなるフレネルレンズ（３６６）と、を含む光検出装置とされる。

また開示された一つの態様は、ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、発光ユニットから放射されるビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、測定領域からのビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの光路上に位置する光学ユニット（６０）と、を備え、光学ユニットは、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの透過方向に正のパワーを有する第一光学素子（６１）と、第一光学素子の後段に位置し、透過方向及び特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）において透過方向に正のパワーを有する第二光学素子（６６）と、を含み、特定断面内における第一光学素子及び第二光学素子による入射側の合成焦点の位置は、特定断面に直交し透過方向に沿う直交断面（ＭＳ）内における第一光学素子及び第二光学素子による入射側の合成焦点の位置よりも、第一光学素子側である光検出装置とされる。

これらの態様では、特定配列方向に配列された複数の発光部から放射される各ビームは、第一光学素子にて進行方向を調整されたうえで、第二光学素子の正のパワー又は回折光の発生作用により、特定断面内において特定配列方向に広げられる。故に、発光ユニットにおいて複数の発光部の間に未発光部が存在していても、測定領域に投光される各ビームの間には、未検出領域を生じさせるような隙間は、発生し難くなる。したがって、光検出装置の検出の解像度を高めることが可能になる。

また開示された一つの態様は、ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、発光ユニットから放射されるビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、測定領域からのビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの光路上に位置する光学ユニット（５６０）と、を備え、光学ユニットは、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの透過方向に正のパワーを有する第一シリンドリカルレンズ面（５６３）を形成し、第一シリンドリカルレンズ面の母線方向を特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第一光学素子（５６１）と、第一光学素子の後段に位置し、透過方向に負のパワーを有する第二シリンドリカルレンズ面（５６５）を形成し、第二シリンドリカルレンズ面の母線に垂直な方向を特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第二光学素子（５６６）と、を含み、透過方向及び特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）内における第一光学素子及び第二光学素子による入射側の合成焦点の位置は、第二光学素子の射出側に規定される光検出装置とされる。
また開示された一つの態様は、ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、発光ユニットから放射されるビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、測定領域からのビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの光路上に位置する光学ユニット（５６０）と、を備え、光学ユニットは、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの透過方向に正のパワーを有する第一シリンドリカルレンズ面（５６３）を形成し、第一シリンドリカルレンズ面の母線方向を特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第一光学素子（５６１）と、第一光学素子の後段に位置し、透過方向に正のパワーを有する第二シリンドリカルレンズ面（６６７）を形成し、第二シリンドリカルレンズ面の母線に垂直な方向を特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第二光学素子（６６６）と、を含み、透過方向及び特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）内における第一光学素子及び第二光学素子による入射側の合成焦点の位置は、特定断面に直交し透過方向に沿う直交断面（ＭＳ）内における第一光学素子及び第二光学素子による入射側の合成焦点の位置よりも、第一光学素子側である光検出装置とされる。

これらの態様では、特定配列方向に配列された複数の発光部から放射される各ビームは、第一シリンドリカルレンズ面にて進行方向を調整されたうえで、第二シリンドリカルレンズ面の正又は負のパワーにより、特定配列方向に広げられる。故に、発光ユニットにおいて複数の発光部の間に未発光部が存在していても、測定領域に投光される各ビームの間には、未検出領域を生じさせるような隙間は、発生し難くなる。したがって、光検出装置の検出の解像度を高めることが可能になる。

また開示された一つの態様は、ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、発光ユニットから放射されるビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、測定領域からのビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの光路上に位置する光学ユニット（７６０）と、を備え、光学ユニットは、複数の発光部から放射される各ビームの強度を少なくとも特定配列方向において均すホモジナイザー（８０）と、ホモジナイザーの後段に位置し、ホモジナイザーによって結像されるビームを特定配列方向に延伸するライン状に整形する整形光学素子（７６１）と、を含み、ホモジナイザーは、ビームの透過方向及び特定配列方向に広がる特定断面において凸湾曲した複数の第一射出面（８２）を特定配列方向に連続的に配列してなる第一レンチキュラーレンズ（８１）と、第一レンチキュラーレンズの後段に位置し、特定断面において凸湾曲した複数の第二射出面（８６）を特定配列方向に連続的に配列してなる第二レンチキュラーレンズ（８４）と、を含む光検出装置とされる。
また開示された一つの態様は、ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、発光ユニットから放射されるビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、測定領域からのビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、発光ユニットから走査ユニットへ向かうビームの光路上に位置する光学ユニット（７６０）と、を備え、光学ユニットは、複数の発光部から放射される各ビームの強度を少なくとも特定配列方向において均すホモジナイザー（８０）と、ホモジナイザーの後段に位置し、ホモジナイザーによって結像されるビームを特定配列方向に延伸するライン状に整形する整形光学素子（７６１）と、を含み、ホモジナイザーは、凸湾曲した複数の第一射出面（８２）を連続的に２次元配列してなる第一凸レンズアレイ（１８１）と、第一凸レンズアレイの後段に位置し、凸湾曲した複数の第二射出面（８６）を連続的に２次元配列してなる第二凸レンズアレイ（１８４）と、を含む光検出装置とされる。

これらの態様では、特定配列方向に配列された複数の発光部から放射される各ビームは、ホモジナイザーにて特定配列方向に強度を均されたうえで、整形光学素子にて特定配列方向に延伸するライン状に整形される。故に、発光ユニットにおいて複数の発光部の間に未発光部が存在していても、測定領域に投光される各ビームの間には、未検出領域を生じさせるような隙間は、発生し難くなる。したがって、光検出装置の検出の解像度を高めることが可能になる。

尚、上記及び特許請求の範囲等における括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

本開示の第一実施形態によるライダ装置の構成を示す図である。 副走査面内における光学ユニットの光学作用を説明する図である。 主走査面内における光学ユニットの光学作用を説明する図である。 副走査面における光学ユニットの構造を説明する図である。 主走査面における光学ユニットの構造を説明する図である。 比較例の光学ユニットの副走査面での光学作用を説明する図である。 本開示の第二実施形態による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第三実施形態による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第四実施形態による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第五実施形態による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第五実施形態による光学ユニットの主走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第六実施形態による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第七実施形態による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第七実施形態による光学ユニットの主走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第八実施形態による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。 本開示の第八実施形態による光学ユニットの主走査面内における光学作用を説明する図である。 変形例１による光学ユニットの副走査面内における光学作用を説明する図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。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により、重複する説明を省略する場合がある。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。また、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。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
図１～図３に示す本開示の第一実施形態によるライダ（ＬｉＤＡＲ，Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detection and Ranging）装置１００は、光検出装置として機能する。ライダ装置１００は、移動体としての車両に搭載されている。ライダ装置１００は、例えば車両の前方部、左右の側方部、後方部又はルーフに配置されている。ライダ装置１００は、装置外部となる車両の所定の周辺領域（以下、測定領域）を、投光ビームＰＢによって走査する。ライダ装置１００は、測定領域に照射した投光ビームＰＢが測定対象物に反射されることによる戻り光（以下、反射ビームＲＢ）を検出する。投光ビームＰＢには、通常、外界の人間から視認困難な近赤外域の光が用いられる。

ライダ装置１００は、反射ビームＲＢの検出により、測定対象物を測定可能である。測定対象物の測定は、例えば測定対象物が存在する方向（相対方向）の測定、ライダ装置１００から測定対象物までの距離（相対距離）の測定等である。車両に適用されるライダ装置１００において、代表的な測定対象物は、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、さらにガードレール、道路標識、道路脇の構造物、道路上の落下物等の静止物体である。

尚、特に断り書きが無い限り、前後、上下、左右が示す各方向は、水平面上に静止する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。

ライダ装置１００は、発光ユニット２０、走査ユニット３０、受光ユニット４０、コントローラ５０及び光学ユニット６０と、これらの構成を収容する筐体とを備えている。

筐体は、ライダ装置１００の外殻を形成している。筐体は、遮光容器及びカバーパネル等によって構成されている。遮光容器は、遮光性を有する合成樹脂又は金属等により形成され、全体として略直方体の箱状を呈している。遮光容器には、収容室と及び光学窓が形成されている。収容室には、ライダ装置１００の主要な光学構成が収容されている。光学窓は、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢの両方を収容室と測定領域との間で往復させる矩形形状の開口である。カバーパネルは、例えば合成樹脂又はガラス等の透光性材料によって形成された蓋体である。カバーパネルには、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢを透過させる透過部が形成されている。カバーパネルは、遮光容器の光学窓を透過部によって塞ぐように配置された状態で、遮光容器に組み付けられている。筐体は、光学窓の長手方向を車両の水平方向に沿わせた姿勢で、車両に保持されている。

発光ユニット２０は、複数のレーザ発振素子２２を有している。各レーザ発振素子２２は、コントローラ５０と電気的に接続されている。各レーザ発振素子２２は、コントローラ５０からの電気信号に応じた発光タイミングにて、各レーザ放射窓２４からビームＳＢを放射する。

各レーザ発振素子２２には、レーザダイオード（Laser Diode）が採用されている。各レーザ発振素子２２は、共振器構造を有している。共振器構造は、Ｐ型半導体及びＮ型半導体の間に接合された活性層と、当該活性層の両端面に配置された一対のミラーとを含む構成である。共振器構造では、各半導体への電圧の印加により、電子及び正孔が活性層に供給される。電子及び正孔は、活性層内での再結合により発光する。活性層内で生じた光は、誘導放出によって増幅され、活性層を挟むように配置された一対のミラーによる反射の繰り返しにより、位相の揃ったコヒーレントなレーザ光になる。共振器構造は、同相状態となったレーザ光を、一方のミラーに設けられたハーフミラー状のレーザ放射窓２４を通じて放射させる。このビーム状のレーザ光（以下、ビームＳＢ）は、投光ビームＰＢの一部をなす。即ち、複数のレーザ発振素子２２から発振されるビームＳＢの集合体が投光ビームＰＢとなる。

以上のレーザ発振素子２２には、一例として、共振器構造の側面からビームＳＢを射出するエッジエミッタ型の素子が採用される。また、共振器構造を半導体基板に対して垂直に構成する垂直共振器面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser, ＶＣＳＥＬ）が、レーザ発振素子２２に採用されてもよい。ＶＣＳＥＬは、半導体基板に対して垂直方向にビームＳＢを射出する。

複数のレーザ発振素子２２は、発光ユニット２０のメイン基板上において、特定の光源配列方向ＡＤｓを長手とする長手矩形状の発光領域２１内に配列されている。発光領域２１は、メイン基板上にて、レーザ発振素子２２が実装された領域である。発光領域２１は、光源配列方向ＡＤｓを長手とする長手形状であれば、Ｚ－Ｘ平面（後述する）に沿った平面領域であってもよく、Ｘ－Ｙ平面（後述する）に沿った平面領域であってもよく、３次元での空間領域であってもよい。発光領域２１の形状は、例えば楕円状等であってもよい。複数のレーザ発振素子２２は、発光領域２１内において、光源配列方向ＡＤｓに互いに間隔をあけて配列されている。複数のレーザ発振素子２２は、単列（１列）に配置されていてもよく、複列に配置されていてもよい。

各レーザ発振素子２２には、上述のレーザ放射窓２４が矩形形状に形成されている。各レーザ発振素子２２は、レーザ放射窓２４の長手方向を光源配列方向ＡＤｓに沿わせた向きで、メイン基板に実装されている。故に、複数のレーザ放射窓２４が一列に並ぶ配置により、光源配列方向ＡＤｓに延伸する細帯状のレーザ発光開口２５が、発光領域２１に形成される。レーザ発光開口２５の中心における法線が、レーザ発光開口２５から放射されるビームＳＢの光軸（以下、ビーム光軸ＢＬＡ）となる。また、レーザ発光開口２５の光源配列方向ＡＤｓにおける寸法は、光源配列方向ＡＤｓに対し垂直な幅方向の寸法に対して、例えば１００倍以上とされる。

尚、複数のレーザ放射窓２４によってレーザ発光開口２５を構成することに替え、一つのレーザ発振素子に細帯状のレーザ放射窓を形成する光源構造が想定される。しかし、こうした光源構造は、発光効率の低下が引き起こされるため、ビームＳＢの出力確保が困難になる。対して、複数のレーザ発振素子２２をアレイ状に配列する上記の構成は、ビームＳＢの全体出力を確保しつつ、擬似的な細長状のレーザ発光開口２５を形成するのに好適である。但し、複数のレーザ発振素子２２の素子間には、例えば冷却性、製造性及び発光効率の確保等のために、所定の隙間が確保される。その結果、レーザ発振素子２２の間隙に起因した未発光部２３ｘ（図２参照）が、レーザ発光開口２５には不可避的に生じる。

走査ユニット３０は、各レーザ発振素子２２から放射されるビームＳＢを走査し、投光ビームＰＢとして測定領域に投光する。加えて走査ユニット３０は、測定領域にて反射された反射ビームＲＢを受光ユニット４０に入射させる。走査ユニット３０は、駆動モータ３１及び走査ミラー３３等を含む構成である。

駆動モータ３１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。駆動モータ３１は、走査ミラー３３と機械的に結合された軸部３２を有する。軸部３２は、レーザ発振素子２２の光源配列方向ＡＤｓに沿った姿勢で配置され、走査ミラー３３の回動軸ＡＳを規定する。回動軸ＡＳは、光源配列方向ＡＤｓに沿った姿勢であり、光源配列方向ＡＤｓと実質的に平行である。駆動モータ３１は、コントローラ５０からの電気信号に応じた回転量及び回転速度にて、軸部３２を駆動する。

走査ミラー３３は、軸部３２に規定された回動軸ＡＳを回動中心とし、回動軸ＡＳまわりに往復回動することで、有限の角度範囲ＲＡ内で揺動運動する。走査ミラー３３の角度範囲ＲＡは、機械的なストッパ、電磁気的なストッパ、又は駆動の制御等によって設定可能である。角度範囲ＲＡは、投光ビームＰＢが筐体の光学窓から外れないように制限される。

走査ミラー３３は、本体部３５及び反射面３６を有している。本体部３５は、例えばガラス及び合成樹脂等により平板状に形成されている。本体部３５は、駆動モータ３１の軸部３２と、金属等によって形成された機械部品を用いて結合されている。反射面３６は、本体部３５の片側の表面に、アルミニウム、銀及び金等の金属膜を蒸着し、その蒸着面上に二酸化ケイ素等の保護膜をさらに形成することでなる鏡面である。反射面３６は、平滑な矩形平面状に形成されている。反射面３６は、長手方向を回動軸ＡＳに沿わせた姿勢で設けられている。その結果、反射面３６の長手方向は、光源配列方向ＡＤｓと実質的に一致している。

走査ミラー３３は、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに対して共通に設けられている。即ち、走査ミラー３３は、反射面３６の一部を、投光ビームＰＢの投光に用いる投光反射部３７とし、反射面３６の他の一部を、反射ビームＲＢの受光に用いる受光反射部３８としている。投光反射部３７及び受光反射部３８は、反射面３６において、互いに離れた領域として規定されてもよく、少なくとも一部が重なる領域として規定されてもよい。

走査ミラー３３は、反射面３６の向きの変化に応じて、投光ビームＰＢの偏向方向を変化させる。走査ミラー３３は、測定領域へ向けて照射される投光ビームＰＢを駆動モータ３１の回動によって動かすことにより、時間的及び空間的に測定領域を走査する。こうした走査ミラー３３の走査は、回動軸ＡＳまわりのみの走査となり、光源配列方向ＡＤｓへの走査が省かれた１次元的な走査となる。

以上の構成により、回動軸ＡＳと実質的に直交する平面が、走査ミラー３３の主走査面ＭＳとなる。一方、発光ユニット２０から走査ユニット３０に入射するビームＳＢのビーム光軸ＢＬＡと、回動軸ＡＳとの両方に沿う（実質的に平行な）平面が、走査ミラー３３の副走査面ＳＳとなる。主走査面ＭＳ及び副走査面ＳＳは、互いに直交する平面である。光源配列方向ＡＤｓは、副走査面ＳＳに対し実質的に平行な方向であり、主走査面ＭＳに対し実質的に垂直な方向となる。走査ミラー３３の走査は、光源配列方向ＡＤｓに沿って細長く伸びたライン状の投光ビームＰＢの照射範囲を、主走査面ＭＳに沿って往復移動させる走査となる。

ここで、ライダ装置１００の車載状態において、光源配列方向ＡＤｓ、回動軸ＡＳ及び副走査面ＳＳは、鉛直方向に沿った姿勢となる。一方、ビーム光軸ＢＬＡ及び主走査面ＭＳは、水平方向に沿った姿勢となる。以上により、測定領域に照射される投光ビームＰＢの形状は、鉛直方向に細長く伸びたライン状となり、ライダ装置１００の垂直画角を決定する。一方、走査ミラー３３の走査における有限の角度範囲ＲＡは、投光ビームＰＢの照射範囲を規定するため、ライダ装置１００における水平画角を決定する。

受光ユニット４０は、測定領域からの反射ビームＲＢを受光する。反射ビームＲＢは、筐体の光学窓を透過した投光ビームＰＢが測定領域に存在する測定対象物によって反射され、再び光学窓を透過して、走査ミラー３３へ入射したレーザ光である。走査ミラー３３の回動速度に対して、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢの速度が十分に大きいため、投光ビームＰＢと反射ビームＲＢとの位相ずれは、無視可能な程度に僅かとなる。故に、反射ビームＲＢは、投光ビームＰＢと略同じ反射角にて反射面３６で反射され、投光ビームＰＢと逆方向に受光ユニット４０へ導光される。

受光ユニット４０は、検出部４１及び受光レンズ４４等を含む構成である。検出部４１には、検出面４２及びデコーダが設けられている。検出面４２は、多数の受光素子によって形成されている。多数の受光素子は、高度に集積化された状態でアレイ状に配列され、長手矩形状の素子アレイを検出面４２に形成している。検出面４２の長手方向は、レーザ発光開口２５の長手方向である光源配列方向ＡＤｓに沿っており、光源配列方向ＡＤｓと実質的に平行である。以上の構成により、検出面４２は、光源配列方向ＡＤｓに沿ったライン状を呈する反射ビームＲＢを、検出面４２にて効率的に受光可能となる。

受光素子には、一例として、シングルフォトンアバランシェフォトダイオード（Single Photon Avalanche Diode，以下、ＳＰＡＤ）が採用される。ＳＰＡＤは、１つ以上の光子が入射すると、アバランシェ倍増による電子倍増動作により、１つの電気パルスを生成する。ＳＰＡＤは、ＡＤ変換回路を介さずに、デジタル信号である電気パルスを出力できる。その結果、検出面４２に集光された反射ビームＲＢの検出結果の高速読み出しが実現される。尚、ＳＰＡＤとは異なる素子が受光素子として採用可能である。例えば、通常のアバランシェフォトダイオード、及び他のフォトダイオード等が受光素子に採用可能である。

デコーダは、受光素子によって生成された電気パルスを外部に出力する電気回路部である。デコーダは、電気パルスを取り出す対象素子を、多数の受光素子の中から順次選択していく。デコーダは、選択した受光素子の電気パルスを、コントローラ５０に出力する。全ての受光素子からの出力が終了すると、１回のサンプリングが終了する。

受光レンズ４４は、走査ミラー３３から検出部４１へ向かう反射ビームＲＢの光路上に位置する光学素子である。受光レンズ４４は、受光光軸ＲＬＡを形成する。受光光軸ＲＬＡは、受光レンズ４４の各屈折面の曲率中心を通る仮想的な光線に沿った軸として定義される。受光光軸ＲＬＡは、ビーム光軸ＢＬＡと実質的に平行である。受光レンズ４４は、反射ビームＲＢを集光し、検出面４２上に合焦させる。受光レンズ４４は、走査ミラー３３の向きに関わらず、反射面３６にて反射された反射ビームＲＢを、検出面４２上に集光する。

コントローラ５０は、測定領域の光検出を制御する。コントローラ５０は、プロセッサ、ＲＡＭ、記憶部、入出力インターフェース、及びこれらを接続するバス等を含む制御回路部と、レーザ発振素子２２及び駆動モータ３１を駆動する駆動回路部とを含んでいる。制御回路部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）をプロセッサとして含むマイクロコントローラを主体とした構成である。制御回路部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を主体とした構成であってもよい。

コントローラ５０は、各レーザ発振素子２２、駆動モータ３１及び検出部４１に電気的に接続されている。コントローラ５０は、発光制御部５１、走査制御部５２及び測定演算部５３等の機能部を備える。各機能部は、プログラムに基づいてソフトウェア的に構築される構成であってもよく、又はハードウェア的に構築された構成であってもよい。

発光制御部５１は、走査ミラー３３によるビーム走査と連携した発光タイミングにて、各レーザ発振素子２２からビームＳＢが放射されるように、各レーザ発振素子２２へ向けて駆動信号を出力する。発光制御部５１は、各レーザ発振素子２２からビームＳＢを短パルス状に発振させる。発光制御部５１は、複数のレーザ発振素子２２によるビームＳＢの発振を実質的に同時となるように制御してもよく、僅かな時間差を設けて各レーザ発振素子２２を順次発振させてもよい。

走査制御部５２は、レーザ発振素子２２によるビーム発振と連携したビーム走査が実現されるように、駆動モータ３１へ向けて駆動信号を出力する。

測定演算部５３は、検出部４１から入力された電気パルスを演算処理し、測定領域における測定対象物の有無を判定する。加えて測定演算部５３は、存在を把握した測定対象物までの距離を測定する。測定演算部５３は、各サンプリングにおいて、投光ビームＰＢの投光後に検出部４１の各受光素子から出力された電気パルス数をカウントする。測定演算部５３は、サンプリング毎の電気パルス数を記録したヒストグラムを生成する。ヒストグラムの階級は、ビームＳＢの放射時刻から反射ビームＲＢの検出時刻までの光の飛行時間（Time Of Flight，ＴＯＦ）を示している。尚、検出部４１のサンプリング周波数がＴＯＦ測定での時間分解能に相当する。

光学ユニット６０は、発光ユニット２０から走査ユニット３０へ向かうビームＳＢの光路上に位置する光学素子群である。光学ユニット６０は、各レーザ発振素子２２から放射されたビームＳＢの形状を調整し、反射面３６に入射させる。光学ユニット６０は、コリメータレンズ６１、ビーム整形レンズ６６及び鏡筒７０（図４及び図５参照）等を含む構成である。

ここで、光学ユニット６０の詳細構成を説明するため、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。Ｘ軸は、走査ユニット３０の副走査面ＳＳと実質的に直交し、走査ユニット３０の主走査面ＭＳと実質的に平行である。Ｘ軸は、レーザ光のファースト軸（速軸）に相当する。Ｙ軸は、光源配列方向ＡＤｓ及び回動軸ＡＳと実質的に平行である。Ｙ軸は、レーザ光のスロー軸（遅軸）に相当する。Ｚ軸は、発光領域２１から走査ミラー３３へ向かうビーム光軸ＢＬＡと実質的に平行である。Ｚ方向は、光学ユニット６０を透過するビームＳＢの透過方向であり、発光ユニット２０から走査ユニット３０へ向かう方向である。以上により、光学ユニット６０のＺ－Ｘ平面は、ライダ装置１００の主走査面ＭＳと一致する（図３参照）。また、光学ユニット６０のＹ－Ｚ平面は、ライダ装置１００の副走査面ＳＳと一致する（図２参照）。

コリメータレンズ６１は、例えば合成石英ガラス又は合成樹脂等の光学特性に優れた透光性材料によって形成されている。コリメータレンズ６１には、非球面両凸レンズが採用されている。コリメータレンズ６１は、発光ユニット２０側に凸面状となる凸入射面６２と、走査ユニット３０側に凸面状となる凸射出面６３とを有している。コリメータレンズ６１は、凸入射面６２及び凸射出面６３の各光学中心をビーム光軸ＢＬＡが通過するように、ビームＳＢの光路上に配置されている。凸入射面６２及び凸射出面６３の各光学中心での法線、即ち、コリメータレンズ６１のレンズ光軸は、ビーム光軸ＢＬＡと実質的に一致している。

コリメータレンズ６１は、発光ユニット２０から走査ユニット３０へ向かうビームＳＢの透過方向（Ｚ方向）に正のパワーを有する。コリメータレンズ６１は、凸入射面６２及び凸射出面６３のビームＳＢを屈折させる光学作用により、ビームＳＢの進行方向をビーム光軸ＢＬＡ側に集めて、少なくとも主走査面ＭＳ内においてはビーム光軸ＢＬＡに沿った平行光を生成する。コリメータレンズ６１は、ビーム整形レンズ６６の前段に位置し、ビーム光軸ＢＬＡに対し平行光となったビームＳＢをビーム整形レンズ６６に入射させる。

ビーム整形レンズ６６は、コリメータレンズ６１の後段に位置する。ビーム整形レンズ６６は、ビームＳＢの透過方向及び光源配列方向ＡＤｓに広がる副走査面ＳＳにおいて、透過方向（Ｚ方向）に正のパワーを有する。ビーム整形レンズ６６には、シリンドリカルレンズ１６６が採用されている。

シリンドリカルレンズ１６６は、コリメータレンズ６１と同様に、合成石英ガラス又は合成樹脂等の透光性材料によって形成されている。シリンドリカルレンズ１６６は、非点収差の光学作用を有する光学素子である。シリンドリカルレンズ１６６は、入射平面１６５及びシリンドリカル射出面１６７を有している。入射平面１６５は、平滑な平面状であり、ビーム光軸ＢＬＡに対して実質的に直交する。シリンドリカル射出面１６７は、球面状の部分円筒面又は非球面状の部分円筒面であり、副走査面ＳＳにおいて射出側であるＺ方向に凸湾曲した形状となっている。

シリンドリカルレンズ１６６は、正のパワーを有するレンズ断面が副走査面ＳＳに対して平行となるような姿勢で配置されている。シリンドリカルレンズ１６６は、シリンドリカル射出面１６７の光学中心がビーム光軸ＢＬＡ上となるように、Ｘ－Ｙ平面に沿った位置を調整される。シリンドリカルレンズ１６６は、入射平面１６５及びシリンドリカル射出面１６７のビームＳＢを屈折させる光学作用により、実質的に副走査面ＳＳ内の一方向にのみビームＳＢを引き伸ばす（図２参照）。一方で、シリンドリカルレンズ１６６は、主走査面ＭＳ内ではビームＳＢを偏向する光学作用を実質的に発揮しない（図３参照）。

図４及び図５に示す鏡筒７０は、遮光性を有する合成樹脂又は金属等により、全体として円筒状に形成されている。鏡筒７０は、コリメータレンズ６１及びシリンドリカルレンズ１６６を収容している。鏡筒７０には、カバーガラス２７が取り付けられている。カバーガラス２７は、レーザ発振素子２２を保護する部材である。カバーガラス２７は、発光ユニット２０に含まれる構成であってもよく、光学ユニット６０に含まれる構成であってもよい。鏡筒７０は、各レーザ発振素子２２、コリメータレンズ６１及びビーム整形レンズ６６の位置関係を高精度に規定している。鏡筒７０は、筐体等の構成に保持されている。これにより、コリメータレンズ６１及びシリンドリカルレンズ１６６と、反射面３６との位置関係が規定される。

鏡筒７０は、筒状本体７１、入射側部材７２、中間部材７５及び射出側部材７７を備えている。筒状本体７１は、円筒状に形成されている。筒状本体７１は、入射側部材７２、中間部材７５及び射出側部材７７を内周壁面によって保持している。

入射側部材７２は、有底円筒状に形成されている。入射側部材７２は、発光ユニット２０側に底壁を向けた姿勢で、筒状本体７１の内周壁面に内嵌されている。入射側部材７２は、コリメータレンズ６１の発光ユニット２０側に位置し、発光ユニット２０側へのコリメータレンズ６１の移動を規制する。入射側部材７２の底壁には、視野絞り７３が形成されている。

視野絞り７３は、入射側部材７２の底壁の中央に、入射側開口７４を区画している。入射側開口７４は、光源配列方向ＡＤｓを長手方向とする略矩形形状に形成されている。入射側開口７４は、主走査面ＭＳ内において、光学ユニット６０の合成焦点面ＦＰＦ付近に設けられている。入射側部材７２の底壁に取り付けられた発光ユニット２０は、各レーザ放射窓２４から放射されるビームＳＢを、入射側開口７４を通じて鏡筒７０内に入射させる。視野絞り７３は、コリメータレンズ６１の入射側である前段に位置し、レーザ放射窓２４から射出されるビームＳＢの角度を調整（制限）する。

中間部材７５は、円環状に形成されており、コリメータレンズ６１及びシリンドリカルレンズ１６６の間に配置されている。中間部材７５は、走査ユニット３０側へのコリメータレンズ６１の移動を規制すると共に、発光ユニット２０側へのシリンドリカルレンズ１６６の移動を規制する。

射出側部材７７は、有底円筒状に形成されている。射出側部材７７は、走査ユニット３０側に底壁を向けた姿勢で、筒状本体７１の内周壁面に内嵌されている。射出側部材７７は、シリンドリカルレンズ１６６の走査ユニット３０側に位置し、走査ユニット３０側へのシリンドリカルレンズ１６６の移動を規制する。射出側部材７７の底壁には、開口絞り７８が形成されている。

開口絞り７８は、射出側部材７７の底壁の中央に、射出側開口７９を区画している。射出側開口７９は、Ｘ軸に沿う方向を長手方向とする略矩形形状に形成されている。射出側開口７９は、副走査面ＳＳ内において、ビームＳＢが最も収束する位置に設けられている。射出側開口７９は、シリンドリカルレンズ１６６を透過したビームＳＢを、走査ユニット３０へ向けて射出する。開口絞り７８は、シリンドリカルレンズ１６６の射出側である後段に位置し、走査ユニット３０へ射出されるビームＳＢの光量を、当該ビームＳＢの射出角度を限らずに一様に調整する。

次に、コリメータレンズ６１の後段にシリンドリカルレンズ１６６を追加した構成による光学的な効果の詳細を、さらに説明する。

図６に示す比較例の光学ユニット６０ｃでは、ビーム整形レンズ６６が省略されている。故に、コリメータレンズ６１の透過したビームＳＢは、光源配列方向ＡＤｓに広げられない。そのため、発光領域２１内にてレーザ放射窓２４の間に生じた未発光部２３ｘは、投光ビームＰＢにおいてもビームＳＢ間の隙間として残存する。以上によれば、複数のビームＳＢからなる投光ビームＰＢは、光源配列方向ＡＤｓにおいて複数に分断された不連続なライン状となる。こうしたビームＳＢ間に生じた隙間は、被検物を検出できない未検出領域ＮＤＡとなる。

対して、図２に示す光学ユニット６０では、コリメータレンズ６１及びシリンドリカルレンズ１６６による入射側の合成焦点面ＦＰＦが、副走査面ＳＳ（Ｙ－Ｚ平面）内において、発光領域２１よりもコリメータレンズ６１側（Ｚ方向）に位置している。即ち、発光領域２１は、合成焦点面ＦＰＦよりも光学ユニット６０から遠い位置に設けられている。故に、副走査面ＳＳ内において、コリメータレンズ６１及びシリンドリカルレンズ１６６は、レーザ発光開口２５の焦点をぼかしつつ、細帯状のビームＳＢをＹ軸に沿って引き伸ばす光学作用を発揮する。その結果、複数のレーザ放射窓２４の間に未発光部２３ｘが生じていても、光学ユニット６０を透過した各ビームＳＢは、互いに重なり合うことにより未検出領域ＮＤＡを消失させる。以上により、複数のビームＳＢからなる投光ビームＰＢは、光源配列方向ＡＤｓに連続的に延伸したライン状となる。

一方、図３に示す主走査面ＭＳ（Ｚ－Ｘ平面）内では、コリメータレンズ６１及びシリンドリカルレンズ１６６の合成焦点面ＦＰＦが、発光領域２１と交差している。言い替えれば、発光領域２１は、合成焦点面ＦＰＦの位置に合わせて、光学ユニット６０からの距離を規定されている。尚、発光領域２１内に配置された各レーザ放射窓２４は、合成焦点面ＦＰＦから僅かにずれて位置してよい。具体的に、各レーザ放射窓２４は、合成焦点面ＦＰＦに対しＺ方向に僅かにずれていてもよく、合成焦点面ＦＰＦに対し－Ｚ方向に僅かにずれていてもよい。

以上の配置によれば、主走査面ＭＳ内では、シリンドリカルレンズ１６６が正のパワーを有していないので、コリメータレンズ６１にて平行光となったビームＳＢは、ビーム光軸ＢＬＡに沿って、実質そのままシリンドリカルレンズ１６６を透過する。その結果、コリメータレンズ６１及びシリンドリカルレンズ１６６は、細帯状のビームＳＢの幅の広がりを抑えて、狭いビーム幅を維持したライン状の投光ビームＰＢを形成できる。

ここまで説明した第一実施形態によれば、特定の光源配列方向ＡＤｓに配列された複数のレーザ発振素子２２から放射される各ビームＳＢは、コリメータレンズ６１にて進行方向を調整される。さらに、各ビームＳＢは、ビーム整形レンズ６６の正のパワーにより、副走査面ＳＳ内において光源配列方向ＡＤｓに広げられる。故に、発光ユニット２０において複数のレーザ発振素子２２の間に未発光部２３ｘが存在していても、測定領域に投光される各ビームＳＢの間には、未検出領域ＮＤＡを生じさせるような隙間は、発生し難くなる。したがって、ライダ装置１００の検出の解像度を高めることが可能になる。

加えて第一実施形態では、副走査面ＳＳ内において、コリメータレンズ６１及びビーム整形レンズ６６による合成焦点面ＦＰＦの位置は、レーザ発振素子２２よりもコリメータレンズ６１側である。こうした合成焦点面ＦＰＦとレーザ発振素子２２との位置関係によれば、各レーザ発振素子２２から放射された各ビームＳＢは、光学ユニット６０の通過により、ビーム整形レンズ６６の正のパワーを受けて、隙間の消失した連続したライン形状となり得る。その結果、測定領域に投光される投光ビームＰＢから未検出領域ＮＤＡを実質的に無くすことができるため、高解像度なライダ装置１００がより確実に実現される。

また第一実施形態において、複数のレーザ発振素子２２は、光源配列方向ＡＤｓを長手とする長手形状の発光領域２１内に配列されている。こうした構成であれば、光学ユニット６０を透過したビームＳＢを重ね合わせた投光ビームＰＢは、ビーム整形レンズ６６の光学的作用によって連続的なライン状とされ、且つ、光源配列方向ＡＤｓに沿って細長く延伸した形状になる。その結果、副走査面ＳＳに沿った方向の解像度が確保され易くなる。

さらに第一実施形態では、副走査面ＳＳに直交し、且つ、ビームＳＢの透過方向であるＺ方向に沿った主走査面ＭＳ内において、発光領域２１は、ビーム整形レンズ６６及びビーム整形レンズ６６の合成焦点面ＦＰＦの位置に配置されている。このように、レーザ発振素子２２が配列される発光領域２１を合成焦点面ＦＰＦの位置に規定すれば、主走査面ＭＳ内におけるビームの広がりが抑制される。その結果、測定領域に投光される投光ビームの広がりが抑制されるので、ビーム整形レンズ６６を光路上に追加しても、検出解像度の低下が引き起こされ難い。

加えて第一実施形態の光学ユニット６０は、コリメータレンズ６１の前段に位置する視野絞り７３を有している。視野絞り７３は、光源配列方向ＡＤｓを長手とする入射側開口７４を形成している。こうした形状の入射側開口７４が視野絞り７３に形成されていれば、レーザ発振素子２２のパッケージ及びカバーガラス２７等で迷光となったビームＳＢのコリメータレンズ６１の入射が効果的に抑制され得る。したがって、投光ビームＰＢに生じるノイズの低減が実現される。

また第一実施形態の光学ユニット６０は、ビーム整形レンズ６６の後段に位置する開口絞り７８を有している。開口絞り７８は、光源配列方向ＡＤｓ及びＺ方向の両方に対し垂直なＸ軸に沿う方向を長手とする射出側開口７９を形成している。こうした形状の射出側開口７９は、主走査面ＭＳ内においてはビーム光軸ＢＬＡに対して平行光となるビームＳＢを透過させつつ、副走査面ＳＳ内においては各レンズ６１，６６等で発生した迷光の射出を抑制できる。その結果、投光ビームＰＢに生じるノイズの低減が実現される。

加えて第一実施形態の走査ユニット３０は、光源配列方向ＡＤｓに沿う回動軸ＡＳまわりに回動する走査ミラー３３を有している。このように、光源配列方向ＡＤｓと回動軸ＡＳとが実質的に平行であれば、連続的なラインビームを投光ビームＰＢとして利用した測定領域の走査が実現される。したがって、ライダ装置１００を高解像度化する効果が、いっそう発揮され易くなる。

さらに第一実施形態では、副走査面ＳＳにおいて射出側に凸湾曲したシリンドリカル射出面１６７を有するシリンドリカルレンズ１６６が、ビーム整形レンズ６６として光学ユニット６０に含まれている。シリンドリカルレンズ１６６の採用によれば、副走査面ＳＳ内に限定して正のパワーを発揮させることが可能になる。その結果、ビームＳＢを引き伸ばす副走査面ＳＳ内での光学作用と、ビームＳＢを結像させる主走査面ＭＳ内での光学作用とが、両立容易となる。その結果、高解像度な光検出装置がいっそう実現され易くなる。

加えて第一実施形態では、正のパワーを有するコリメータレンズ６１の後段に、同種の正のパワーをもったシリンドリカルレンズ１６６が配置される。こうした配置によれば、シリンドリカル射出面１６７の曲率を小さくすることが可能になる。故に、シリンドリカルレンズ１６６の製造性の確保と形状精度の確保とが両立容易となる。

また第一実施形態の走査ユニット３０では、走査ミラー３３の本体部３５の片側面に反射面３６を形成し、走査ミラー３３を往復回動させる揺動運動により、投光ビームＰＢの走査が実施される。比較例として、走査ミラーの両面を反射面とし、この走査ミラーを回転させる構成を想定すると、当該比較例では、反射面の縁部に投光ビームＰＢが当たらないようにするため、投光ビームＰＢの照射を中断する未検出期間が生じる。対して、走査ミラー３３を揺動運動させる形態であれば、上記のような未検出期間は、実質的に生じない。したがって、走査ミラー３３を往復回動させる走査は、ライダ装置１００の高解像度化に有利となる。

尚、第一実施形態では、レーザ発振素子２２が「発光部」に相当し、走査ミラー３３が「回動ミラー」に相当し、コリメータレンズ６１が「第一光学素子」に相当し、ビーム整形レンズ６６が「第二光学素子」に相当する。また、視野絞り７３が「前段絞り部」に相当し、入射側開口７４が「前段開口」に相当し、開口絞り７８が「後段絞り部」に相当し、射出側開口７９が「後段開口」に相当し、シリンドリカル射出面１６７が「射出面」に相当する。さらに、光源配列方向ＡＤｓが「特定配列方向」に相当し、主走査面ＭＳが「直交断面」に相当し、副走査面ＳＳが「特定断面」に相当し、Ｚ方向が「（ビームＳＢの）透過方向」に相当する。そして、反射ビームＲＢが「戻り光」に相当し、ライダ装置１００が「光検出装置」に相当する

（第二実施形態）
図７に示す本開示の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態の光学ユニット６０には、ビーム整形レンズ６６として、レンチキュラーレンズ２６６が採用されている。レンチキュラーレンズ２６６は、コリメータレンズ６１と同様に、合成石英ガラス又は合成樹脂等の透光性材料によって形成されている。レンチキュラーレンズ２６６は、微小な平凸レンズ部２６８を多数含んでいる。レンチキュラーレンズ２６６は、多数の平凸レンズ部２６８を連続的に配列してなる光学素子である。

各平凸レンズ部２６８は、Ｘ軸に沿って線状に延伸している。各平凸レンズ部２６８は、光源配列方向ＡＤｓ（Ｙ軸）に沿って連続的に配列されている。各平凸レンズ部２６８は、微小入射面２６５及び微小射出面２６７をそれぞれ有している。微小入射面２６５は、平滑な平面状に形成されている。複数の平凸レンズ部２６８の各微小入射面２６５は、光源配列方向ＡＤｓに連続的に段差なく並んでおり、レンチキュラーレンズ２６６の入射面を形成している。レンチキュラーレンズ２６６は、ビーム光軸ＢＬＡに対して入射面を直交させた姿勢で配置されている。微小射出面２６７は、球面状又は非球面状の部分円筒面であり、副走査面ＳＳにおいて射出側であるＺ方向に凸湾曲した形状となっている。複数の微小射出面２６７は、光源配列方向ＡＤｓに連続的に並ぶことで、レンチキュラーレンズ２６６の射出面を形成している。

レンチキュラーレンズ２６６は、副走査面ＳＳ内において正のパワーを有する。レンチキュラーレンズ２６６は、各微小入射面２６５及び各微小射出面２６７のビームＳＢを屈折させる光学作用により、実質的に副走査面ＳＳ内の一方向にのみビームＳＢを広げ、連続したライン状の投光ビームＰＢを形成する。対して、レンチキュラーレンズ２６６は、主走査面ＭＳ内ではビームＳＢを広げる光学作用を実質的に発揮しない。

ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同一の効果を奏し、発光領域２１に並ぶレーザ発振素子２２の間に未発光部２３ｘが存在していても、複数のビームＳＢからなる投光ビームＰＢが連続的なライン状に整形される。したがって、高解像度な検出が実現される。

加えて第二実施形態のようなレンチキュラーレンズ２６６の採用によれば、副走査面ＳＳ内に限定して正のパワーを発揮させることが可能になる。その結果、ビームＳＢを引き伸ばす副走査面ＳＳ内での光学作用と、ビームＳＢを結像させる主走査面ＭＳ内での光学作用とが、容易に両立可能となる。

さらに、コリメータレンズ６１に対するレンチキュラーレンズ２６６の相対位置がＸ－Ｙ平面に沿ってずれたとしても、ビームＳＢへの光学作用は変化し難い。このように、レンチキュラーレンズ２６６をビーム整形レンズ６６として採用した形態では、レンチキュラーレンズ２６６の位置ずれが許容され易くなる。尚、第二実施形態では、微小射出面２６７が「射出面」に相当する

（第三実施形態）
図８に示す本開示の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態の光学ユニット６０には、ビーム整形レンズ６６として、フレネルレンズ３６６が採用されている。フレネルレンズ３６６は、コリメータレンズ６１と同様に、合成石英ガラス又は合成樹脂等の透光性材料によって形成されている。フレネルレンズ３６６は、フレネル入射面３６５及びフレネル射出面３６７を有している。

フレネル入射面３６５は、平滑な平面状であり、ビーム光軸ＢＬＡに対して実質的に直交する。フレネル射出面３６７には、全体として副走査面ＳＳにおいて射出側に凸湾曲した複数の分割射出面部３６８が配列されている。分割射出面部３６８は、Ｘ軸に沿って延伸する形状であり、光源配列方向ＡＤｓに断続的に配列されている。

フレネルレンズ３６６は、フレネル入射面３６５及びフレネル射出面３６７の各光学中心をビーム光軸ＢＬＡが通過するように、ビームＳＢの光路上に配置されている。フレネル入射面３６５及びフレネル射出面３６７の各光学中心での法線、即ち、フレネルレンズ３６６のレンズ光軸は、ビーム光軸ＢＬＡと実質的に一致している。

ここまで説明した第三実施形態でも、第一実施形態と同一の効果を奏し、発光領域２１に並ぶレーザ発振素子２２の間に未発光部２３ｘが存在していても、連続的なライン状の投光ビームＰＢが整形可能になる。したがって、高解像度な検出が実現される。加えて第三実施形態のようなフレネルレンズ３６６の採用によれば、ビーム整形レンズ６６の薄型化が実現される。したがって、光学ユニット６０のコンパクト化が可能になる

（第四実施形態）
図９に示す本開示の第四実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第四実施形態の光学ユニット４６０は、ビーム整形レンズ６６（図２参照）に替わる光学素子として、回折光学素子４６６を備えている。回折光学素子４６６は、全体として平板状に形成されている。回折光学素子４６６は、Ｘ－Ｙ平面に両面を沿わせた姿勢で、コリメータレンズ６１の後段に配置されている。回折光学素子４６６は、透過するビームＳＢを空間的に分岐させる光学作用を発揮し、副走査面ＳＳにおいて回折光を発生させる。

ここまで説明した第四実施形態では、コリメータレンズ６１にて進行方向を調整された各ビームＳＢは、回折光学素子４６６による回折光の発生作用により、副走査面ＳＳ内において光源配列方向ＡＤｓに広げられる。故に、発光ユニット２０において複数のレーザ発振素子２２の間に未発光部２３ｘが存在していても、測定領域に投光される各ビームＳＢの間には、未検出領域ＮＤＡを生じさせるような隙間は、発生し難くなる。したがって、ライダ装置４００の検出の解像度を高めることが可能になる。

加えて第四実施形態では、発光ユニット２０に対する回折光学素子４６６の相対位置がＸ－Ｙ平面に沿ってずれたとしても、ビームＳＢへの光学作用は変化し難い。故に、回折光学素子４６６は、Ｘ－Ｙ平面における位置ずれが許容され易い。尚、第四実施形態では、回折光学素子４６６が「第二光学素子」に相当し、ライダ装置４００が「光検出装置」に相当する。

（第五実施形態）
図１０及び図１１に示す本開示の第五実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第五実施形態の光学ユニット５６０は、第一シリンドリカルレンズ５６１及び第二シリンドリカルレンズ５６６等の光学素子によって構成されている。

第一シリンドリカルレンズ５６１は、合成石英ガラス又は合成樹脂等の透光性材料によって形成された平凸シリンドリカルレンズである。第一シリンドリカルレンズ５６１には、入射平面５６２及び凸シリンドリカル射出面５６３が形成されている。入射平面５６２は、平滑な平面状であり、ビーム光軸ＢＬＡに対して実質的に直交する。凸シリンドリカル射出面５６３は、球面状の部分円筒面又は非球面状の部分円筒面であり、主走査面ＭＳにおいて射出側であるＺ方向に凸湾曲した形状となっている。凸シリンドリカル射出面５６３は、ビームＳＢの透過方向（Ｚ方向）に正のパワーを有する。

第一シリンドリカルレンズ５６１は、入射平面５６２及び凸シリンドリカル射出面５６３の各光学中心をビーム光軸ＢＬＡが通過するように、ビームＳＢの光路上に配置されている。第一シリンドリカルレンズ５６１は、凸シリンドリカル射出面５６３の母線方向（ノーパワー方向）を光源配列方向ＡＤｓに沿わせた姿勢で、ビーム光軸ＢＬＡ上に配置されている。第一シリンドリカルレンズ５６１は、主走査面ＭＳ内において各ビームＳＢを屈折させる光学作用を発揮し、ビーム光軸ＢＬＡに沿った平行光を生成するコリメータとして機能する。

第二シリンドリカルレンズ５６６は、合成石英ガラス又は合成樹脂等の透光性材料によって形成された平凹シリンドリカルレンズである。第二シリンドリカルレンズ５６６は、第一シリンドリカルレンズ５６１の後段にて、第一シリンドリカルレンズ５６１から離れて位置している。第二シリンドリカルレンズ５６６には、凹シリンドリカル入射面５６５及び射出平面５６７が形成されている。凹シリンドリカル入射面５６５は、球面状の部分円筒面又は非球面状の部分円筒面であり、副走査面ＳＳにおいて入射側に凹湾曲した形状となっている。凹シリンドリカル入射面５６５は、ビームＳＢの透過方向（Ｚ方向）に負のパワーを有する。射出平面５６７は、平滑な平面状であり、ビーム光軸ＢＬＡに対して実質的に直交する。

第二シリンドリカルレンズ５６６は、凹シリンドリカル入射面５６５及び射出平面５６７の各光学中心をビーム光軸ＢＬＡが通過するように、ビームＳＢの光路上に配置されている。第二シリンドリカルレンズ５６６は、凹シリンドリカル入射面５６５の母線に垂直な方向（パワー方向）を光源配列方向ＡＤｓに沿わせた姿勢で、ビーム光軸ＢＬＡ上に配置されている。第二シリンドリカルレンズ５６６は、副走査面ＳＳ内において各ビームＳＢを屈折させる光学作用を発揮し、各ビームＳＢを光源配列方向ＡＤｓに引き伸ばすことでライン状の投光ビームＰＢを形成する。

以上の光学ユニット５６０では、副走査面ＳＳ（Ｙ－Ｚ平面）内において、第一シリンドリカルレンズ５６１及び第二シリンドリカルレンズ５６６による合成焦点面（遅軸焦点面）ＦＰＢは、第二シリンドリカルレンズ５６６よりも射出側（Ｚ方向）に規定される。一方、主走査面ＭＳ（Ｚ－Ｘ平面）内において、各シリンドリカルレンズ５６１，５６６による合成焦点面（速軸焦点面）ＦＰＦは、第一シリンドリカルレンズ５６１よりも入射側（－Ｚ方向）に規定され、発光領域２１と重なっている。

また、第一シリンドリカルレンズ５６１及び第二シリンドリカルレンズ５６６において、凸シリンドリカル射出面５６３及び凹シリンドリカル入射面５６５は、球面状又は非球面形状に形成されてよい。加えて、第一シリンドリカルレンズ５６１は、入射側に凸湾曲するシリンドリカルレンズ面を有する平凸シリンドリカルレンズであってもよい。同様に、第二シリンドリカルレンズ５６６は、射出側に凹湾曲するシリンドリカルレンズ面を有する平凹シリンドリカルレンズであってもよい。さらに、第一シリンドリカルレンズ５６１及び第二シリンドリカルレンズ５６６は、入射面及び射出面の両面に曲率を有するシリンドリカルレンズであってもよい。

ここまで説明した第五実施形態のライダ装置５００でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、特定の光源配列方向ＡＤｓに配列された複数のレーザ発振素子２２から放射される各ビームＳＢは、凸シリンドリカル射出面５６３にて進行方向を調整される。さらに、各ビームＳＢは、凹シリンドリカル入射面５６５の負のパワーにより、副走査面ＳＳ内において光源配列方向ＡＤｓに広げられる。故に、発光ユニット２０において複数のレーザ発振素子２２の間に未発光部２３ｘが存在していても、測定領域に投光される各ビームＳＢの間には、未検出領域を生じさせるような隙間は、発生し難くなる。したがって、ライダ装置５００の検出の解像度を高めることが可能になる。

尚、第五実施形態では、第一シリンドリカルレンズ５６１が「第一光学素子」に相当し、凸シリンドリカル射出面５６３が「第一シリンドリカルレンズ面」に相当し、凹シリンドリカル入射面５６５が「第二シリンドリカルレンズ面」に相当する。さらに、第二シリンドリカルレンズ５６６が「第二光学素子」に相当し、ライダ装置５００が「光検出装置」に相当する。

（第六実施形態）
図１２に示す本開示の第六実施形態は、第五実施形態の変形例である。第六実施形態の光学ユニット５６０は、第一シリンドリカルレンズ５６１及び第二シリンドリカルレンズ６６６等の光学素子によって構成されている。

第二シリンドリカルレンズ６６６は、合成石英ガラス又は合成樹脂等の透光性材料によって形成された平凸シリンドリカルレンズである。第二シリンドリカルレンズ６６６は、第五実施形態の凹シリンドリカル入射面５６５（図１０参照）に対応する光学素子であり、第一シリンドリカルレンズ５６１の後段に位置している。第二シリンドリカルレンズ６６６には、入射平面６６５及び凸シリンドリカル射出面６６７が形成されている。入射平面６６５は、平滑な平面状であり、ビーム光軸ＢＬＡに対して実質的に直交する。凸シリンドリカル射出面６６７は、球面状の部分円筒面又は非球面状の部分円筒面であり、副走査面ＳＳにおいて射出側に凸湾曲した形状となっている。凸シリンドリカル射出面６６７は、球面状に形成されていてもよく、非球面状に形成されていてもよい。凸シリンドリカル射出面６６７は、ビームＳＢの透過方向（Ｚ方向）に正のパワーを有する。

第二シリンドリカルレンズ６６６は、入射平面６６５及び凸シリンドリカル射出面６６７の各光学中心をビーム光軸ＢＬＡが通過するように、ビームＳＢの光路上に配置されている。第二シリンドリカルレンズ６６６は、凸シリンドリカル射出面６６７の母線に垂直な方向（パワー方向）を光源配列方向ＡＤｓに沿わせた姿勢で、ビーム光軸ＢＬＡ上に配置されている。第二シリンドリカルレンズ６６６は、副走査面ＳＳ内において各ビームＳＢを屈折させる光学作用を発揮し、各ビームＳＢを光源配列方向ＡＤｓに引き伸ばすことでライン状の投光ビームＰＢを形成する。

以上の光学構成によれば、第一シリンドリカルレンズ５６１及び第二シリンドリカルレンズ６６６による合成焦点面（遅軸焦点面）ＦＰＦは、第一シリンドリカルレンズ５６１よりも入射側（－Ｚ方向）に規定される。発光領域２１は、合成焦点面ＦＰＦよりも、第一シリンドリカルレンズ５６１から離れて位置している。

ここまで説明した第六実施形態でも、第五実施形態と同様の効果を奏し、連続したライン形状の投光ビームＰＢの形成により、検出解像度を高めることが可能になる。尚、第六実施形態では、凸シリンドリカル射出面６６７が「第二シリンドリカルレンズ面」に相当し、第二シリンドリカルレンズ６６６が「第二光学素子」に相当する。

（第七実施形態）
図１３及び図１４に示す本開示の第七実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第七実施形態の光学ユニット７６０は、ホモジナイザー８０及びコリメータレンズ７６１等を含む構成である。

ホモジナイザー８０は、発光ユニット２０とコリメータレンズ７６１との間に位置し、複数のレーザ発振素子２２から放射される各ビームＳＢの強度を少なくとも光源配列方向ＡＤｓにおいて均す機能を発揮する。ホモジナイザー８０は、第一レンチキュラーレンズ８１、第二レンチキュラーレンズ８４及び正のパワーを持つレンズ８７等の光学素子を含む構成である。ホモジナイザー８０を構成する各光学素子は、球面状のレンズ面を有していてもよく、非球面状のレンズ面を有していてもよい。

第一レンチキュラーレンズ８１及び第二レンチキュラーレンズ８４は、互いに実質同一の光学素子であり、多数の平凸レンズ部を連続的に配列してなる光学素子である。第一レンチキュラーレンズ８１及び第二レンチキュラーレンズ８４は、正のパワーを持つレンズ８７の前段にて、平面状のレンズ面同士を向かい合わせた姿勢で対向配置されている。

第一レンチキュラーレンズ８１は、多数の凸入射面部８２及び射出平面８３を有している。凸入射面部８２は、部分円筒状に形成され、副走査面ＳＳにおいて入射側に凸湾曲している。各凸入射面部８２は、母線に垂直なパワー方向を光源配列方向ＡＤｓに沿わせた姿勢で、光源配列方向ＡＤｓに連続的に配列されて、第一レンチキュラーレンズ８１の入射面を形成している。凸入射面部８２は、正のパワーを有しており、各レーザ発振素子２２から入射する各ビームＳＢを収束させる方向に屈折させる。射出平面８３は、平滑な平面状であり、各凸入射面部８２にて屈折されたビームＳＢを透過させる。

第二レンチキュラーレンズ８４は、第一レンチキュラーレンズ８１の後段に配置されている。第二レンチキュラーレンズ８４は、入射平面８５及び多数の凸射出面部８６を有している。入射平面８５は、平滑な平面状であり、第二レンチキュラーレンズ８４から離れた位置にて、射出平面８３と対向配置されている。凸射出面部８６は、凸入射面部８２と実質同一の部分円筒状に形成され、副走査面ＳＳにおいて射出側に凸湾曲している。各凸射出面部８６は、母線に垂直なパワー方向を光源配列方向ＡＤｓに沿わせた姿勢で、光源配列方向ＡＤｓに連続的に配列されて、第二レンチキュラーレンズ８４の射出面を形成している。各凸射出面部８６のＸ－Ｙ平面における位置は、各凸入射面部８２の位置と実質的に揃えられている。凸射出面部８６は、正のパワーを有しており、入射平面８５に入射した各ビームＳＢを収束させる方向にさらに屈折させる。

正のパワーを持つレンズ８７は、第二レンチキュラーレンズ８４の後段に配置されている。正のパワーを持つレンズ８７には、例えば，凸入射面８８及び凸射出面８９が形成されている。正のパワーを持つレンズ８７は、主走査面ＭＳ内及び副走査面ＳＳ内の両方において正のパワーを発揮する。正のパワーを持つレンズ８７は、ホモジナイザー８０の後段に、光源配列方向ＡＤｓ方向の強度が均一化されたライン状のビームＳＢを中間結像させる。

コリメータレンズ７６１は、第一実施形態のコリメータレンズ６１（図１参照）と実質同一の正のパワーを持つ非球面レンズであり、例えば，凸入射面６２及び凸射出面６３を有している。コリメータレンズ７６１は、ホモジナイザー８０の後段に位置している。コリメータレンズ７６１は、ホモジナイザー８０を透過したビームＳＢを、ビーム光軸ＢＬＡに沿った平行光に変換する。コリメータレンズ７６１の入射側の焦点面ＦＰｃは、ホモジナイザー８０がビームＳＢを中間結像させる位置に規定されている。言い替えれば、コリメータレンズ７６１は、ビームＳＢが中間結像される結像位置から焦点距離だけ離れた位置に設けられている。コリメータレンズ７６１は、ホモジナイザー８０によって中間結像されるビームＳＢを整形し、ライン状に延伸する投光ビームＰＢを形成する。

ここまで説明した第七実施形態のライダ装置７００でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、特定の光源配列方向ＡＤｓに配列された複数のレーザ発振素子２２から放射される各ビームＳＢは、ホモジナイザー８０によって光源配列方向ＡＤｓに強度を均される。さらに、各ビームＳＢは、コリメータレンズ７６１にて光源配列方向ＡＤｓに延伸するライン状に整形される。故に、発光ユニット２０において複数のレーザ発振素子２２の間に未発光部２３ｘが存在していても、測定領域に投光される各ビームＳＢの間には、未検出領域を生じさせるような隙間は、発生し難くなる。したがって、ライダ装置７００の検出の解像度を高めることが可能になる。

加えて第七実施形態のように、一対のレンチキュラーレンズ８１，８４をホモジナイザー８０に用いる構成によれば、ビームＳＢの強度は、効果的に均一化され得る。その結果、単に未検出領域が消失するだけでなく、全体的に強度の均一化された投光ビームＰＢが投光可能になる。したがって、ライダ装置７００の検出解像度は、いっそう向上可能になる。

尚、第七実施形態では、凸入射面部８２が「第一射出面」に相当し、凸射出面部８６が「第二射出面」に相当し、コリメータレンズ７６１が「整形光学素子」に相当し、ライダ装置７００が「光検出装置」に相当する。

（第八実施形態）
図１５及び図１６に示す本開示の第八実施形態は、第七実施形態の変形例である。第八実施形態のホモジナイザー８０は、第一レンチキュラーレンズ８１及び第二レンチキュラーレンズ８４に替えて、第一凸レンズアレイ１８１及び第二凸レンズアレイ１８４を、正のパワーを持つレンズ８７と共に有している。第一凸レンズアレイ１８１及び第二凸レンズアレイ１８４は、互いに実質同一の光学素子であり、多数のマイクロレンズ部を連続的に２次元配列してなる光学素子である。第一凸レンズアレイ１８１及び第二凸レンズアレイ１８４は、正のパワーを持つレンズ８７の前段にて、平面状のレンズ面同士を向かい合わせた姿勢で対向配置されている。

第一凸レンズアレイ１８１は、多数の凸入射面部８２及び射出平面８３を有している。凸入射面部８２は、凸球面状に形成され、入射側に凸湾曲している。各凸入射面部８２は、Ｘ－Ｙ平面（射出平面８３）に沿って連続的に２次元配列され、第一凸レンズアレイ１８１の入射面を形成している。凸入射面部８２は、正のパワーを有しており、主走査面ＭＳ及び副走査面ＳＳの両面内にて、各レーザ発振素子２２から入射する各ビームＳＢを収束させる方向に屈折させる。射出平面８３は、平滑な平面状であり、各凸入射面部８２にて屈折されたビームＳＢを透過させる。

第二凸レンズアレイ１８４は、第一凸レンズアレイ１８１の後段に配置されている。第二凸レンズアレイ１８４は、入射平面８５及び多数の凸射出面部８６を有している。入射平面８５は、平滑な平面状であり、第二凸レンズアレイ１８４から離れた位置にて、射出平面８３と対向配置されている。凸射出面部８６は、凸入射面部８２と実質同一の半球面状に形成され、射出側に凸湾曲している。各凸射出面部８６は、Ｘ－Ｙ平面（入射平面８５）に沿って連続的に２次元配列され、第二凸レンズアレイ１８４の射出面を形成している。各凸射出面部８６のＸ－Ｙ平面における位置は、各凸入射面部８２の位置と実質的に一致している。凸射出面部８６は、正のパワーを有しており、主走査面ＭＳ及び副走査面ＳＳの両面内にて、入射平面８５に入射した各ビームＳＢを収束させる方向にさらに屈折させる。

ここまで説明した第八実施形態でも、第七実施形態と同様の効果を奏し、ホモジナイザー８０は、光源配列方向ＡＤｓにおいてビームＳＢの強度を均一化できる。その結果、光源配列方向ＡＤｓに延伸する連続的なライン状の投光ビームＰＢが整形されるため、検出の解像度化が実現される。

加えて第八実施形態のように、一対の凸レンズアレイ１８１，１８４をホモジナイザー８０に用いる構成によれば、ビームＳＢの強度は、効果的に均一化され得る。その結果、単に未検出領域が消失するだけでなく、全体的に強度の均一化された投光ビームＰＢが投光可能になるので、検出解像度のいっそう向上が実現される。

（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記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。

図１７に示す上記実施形態の変形例１の鏡筒９７０には、視野絞り７３及び開口絞り７８に加えて、中間絞り７６が設けられている。中間絞り７６は、中間部材９７５に形成された略矩形形状の開口である。中間絞り７６は、凸射出面６３から入射平面１６５に向かうビームＳＢを通過させる。中間絞り７６は、鏡筒９７０内部における迷光の発生を抑制する。

上記実施形態では、投光ビームＰＢ及び反射ビームＲＢに共通する走査ミラー３３が設けられていた。こうした走査ミラー３３の回動軸ＡＳは、光学ユニット６０のＹ軸に対して僅かに傾斜していてもよい。また、上記実施形態の変形例２では、投光ビームＰＢを偏向する走査ミラーとは別に、反射ビームＲＢを偏向する走査ミラーが設けられている。加えて、上記実施形態の変形例３では、投影ビームＳＢを偏向する走査ミラーが省略されている。変形例３では、複数のレーザ発光開口２５がＸ軸に沿って複数並べられており、発光制御部５１にとって、各レーザ発光開口２５が順にビームＳＢを放射する。さらに、上記実施形態の変形例４では、反射ビームＲＢを偏向する走査ミラーがさらに省略されている。変形例４では、平面状の検出面を有する検出部が、受光ユニットにて反射ビームＲＢを検出する。

上記実施形態の変形例５において、走査ミラーは、所定の角度範囲ＲＡに揺動運動する構成ではなく、３６０度、１方向に回転運動する。変形例５の走査ミラーでは、本体部の両表面に反射面が形成されている。走査ミラーは、ポリゴンミラー等の２次元的な走査を実施するミラーであってもよい。

上記実施形態の変形例６，７では、ビーム光軸ＢＬＡと受光光軸ＲＬＡとが平行に配置されていない。具体的に、変形例６では、ビーム光軸ＢＬＡと受光光軸ＲＬＡとの間隔が、走査ミラー３３の反射面３６に近づくに従って漸減する。一方、変形例７では、ビーム光軸ＢＬＡと受光光軸ＲＬＡとの間隔が、走査ミラー３３の反射面３６に近づくに従って漸増する。

上記実施形態の変形例８のビーム整形レンズ６６は、副走査面ＳＳ内における正のパワーだけでなく、主走査面ＭＳ内においてもパワーを有している。即ち、ビーム整形レンズ６６の射出面は、主走査面ＭＳに沿った断面においても、僅かに曲率を有している。以上の変形例８のように、ビーム整形レンズ６６は、副走査面ＳＳにおいて正のパワーを有していれば、他の光学特性を適宜変更されてよい。

上記実施形態の変形例９では、コントローラ５０に相当する演算処理部が、ライダ装置の筐体外部に設けられている。演算処理部は、独立した車載ＥＣＵとして設けられていてもよく、運転支援ＥＣＵ又は自動運転ＥＣＵに機能部として実装されていてもよい。また、上記実施形態の変形例１０では、コントローラ５０の機能が、受光ユニット４０の検出部４１に機能部として実装されている。

上記実施形態の変形例１１では、車両とは異なる移動体にライダ装置が搭載されている。具体的には、無人で移動可能な配送用ロボット及びドローン等にライダ装置が搭載されてよい。また、上記実施形態の変形例１２では、非移動体にライダ装置が取り付けられている。ライダ装置は、例えば路側器等の道路インフラに組み込まれて、車両及び歩行者等の計測対象物を計測する構成であってもよい。

本開示に記載のプロセッサ及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされた専用コンピュータの処理部により、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載のプロセッサ及びその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。また、本開示に記載のプロセッサ及びその手法は、ディスクリート回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載のプロセッサ及びその手法は、コンピュータプログラムを実行する１つ以上のコンピュータの処理部、１つ以上のハードウェア論理回路及び１つ以上のディスクリート回路の中から選ばれた任意の組み合わせにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

ＡＤｓ 光源配列方向（特定配列方向）、ＡＳ 回動軸、ＢＬＡ ビーム光軸、ＦＰＦ 合成焦点面、ＳＢ ビーム、ＰＢ 投光ビーム、ＲＢ 反射ビーム（戻り光）、ＭＳ 主走査面（直交断面）、ＳＳ 副走査面（特定断面）、２０ 発光ユニット、２１ 発光領域、２２ レーザ発振素子（発光部）、３０ 走査ユニット、３３ 走査ミラー（回動ミラー）、４０ 受光ユニット、６０，４６０，５６０，７６０ 光学ユニット、６１ コリメータレンズ（第一光学素子）、５６１ 第一シリンドリカルレンズ（第一光学素子）、７６１ コリメータレンズ（整形光学素子）、５６３ 凸シリンドリカル射出面（第一シリンドリカルレンズ面）、５６５ 凹シリンドリカル入射面（第二シリンドリカルレンズ面）、６６ ビーム整形レンズ（第二光学素子）、１６６ シリンドリカルレンズ、２６６ レンチキュラーレンズ、３６６ フレネルレンズ、４６６ 回折光学素子（第二光学素子）、５６６，６６６ 第二シリンドリカルレンズ（第二光学素子）、１６７ シリンドリカル射出面（射出面）、２６７ 微小射出面（射出面）、３６８ 分割射出面部、７３ 視野絞り（前段絞り部）、７４ 入射側開口（前段開口）、７８ 開口絞り（後段絞り部）、７９ 射出側開口（後段開口）、８０ ホモジナイザー、８１ 第一レンチキュラーレンズ、１８１ 第一凸レンズアレイ、８２ 凸入射面部（第一射出面）、８４ 第二レンチキュラーレンズ、１８４ 第二凸レンズアレイ、８６ 凸射出面部（第二射出面）、１００，４００，５００，７００ ライダ装置（光検出装置）

Claims (15)

1. ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、
   前記発光ユニットから放射される前記ビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、
   前記測定領域からの前記ビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、
   前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの光路上に位置する光学ユニット（６０）と、を備え、
   前記光学ユニットは、
   前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの透過方向に正のパワーを有する第一光学素子（６１）と、
   前記第一光学素子の後段に位置し、前記透過方向及び前記特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）において前記透過方向に正のパワーを有する第二光学素子（６６）と、
   前記特定断面において射出側に凸湾曲した分割射出面部（３６８）が断続的に配列されてなるフレネルレンズ（３６６）と、を含む光検出装置。
2. 前記特定断面内において、前記第一光学素子及び前記第二光学素子による入射側の合成焦点の位置は、前記発光部よりも前記第一光学素子側である請求項１に記載の光検出装置。
3. ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、
   前記発光ユニットから放射される前記ビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、
   前記測定領域からの前記ビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、
   前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの光路上に位置する光学ユニット（６０）と、を備え、
   前記光学ユニットは、
   前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの透過方向に正のパワーを有する第一光学素子（６１）と、
   前記第一光学素子の後段に位置し、前記透過方向及び前記特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）において前記透過方向に正のパワーを有する第二光学素子（６６）と、を含み、
   前記特定断面内における前記第一光学素子及び前記第二光学素子による入射側の合成焦点の位置は、前記特定断面に直交し前記透過方向に沿う直交断面（ＭＳ）内における前記第一光学素子及び前記第二光学素子による入射側の合成焦点の位置よりも、前記第一光学素子側である光検出装置。
4. 前記光学ユニットは、前記特定断面において射出側に凸湾曲した射出面（１６７）を有するシリンドリカルレンズ（１６６）を、前記第二光学素子として含む請求項３に記載の光検出装置。
5. 前記光学ユニットは、前記特定断面において射出側に凸湾曲した複数の射出面（２６７）を連続的に配列してなるレンチキュラーレンズ（２６６）を、前記第二光学素子として含む請求項３に記載の光検出装置。
6. 前記光学ユニットは、前記特定断面において射出側に凸湾曲した分割射出面部（３６８）が断続的に配列されてなるフレネルレンズ（３６６）を、前記第二光学素子として含む請求項３に記載の光検出装置。
7. 複数の前記発光部は、前記特定配列方向を長手とする長手形状の発光領域（２１）内に配列される請求項１～６のいずれか一項に記載の光検出装置。
8. 前記特定断面に直交し前記透過方向に沿う直交断面（ＭＳ）内において、前記発光領域は、前記第一光学素子及び前記第二光学素子による入射側の合成焦点の位置に配置される請求項７に記載の光検出装置。
9. 前記光学ユニットは、前記第一光学素子の前段に位置する前段絞り部（７３）を有し、
   前記前段絞り部は、矩形形状の前段開口（７４）を形成する請求項１～８のいずれか一項に記載の光検出装置。
10. 前記光学ユニットは、前記第二光学素子の後段に位置する後段絞り部（７８）を有し、
    前記後段絞り部は、矩形形状の後段開口（７９）を形成する請求項１～９のいずれか一項に記載の光検出装置。
11. 前記走査ユニットは、前記特定配列方向に沿う回動軸（ＡＳ）まわりに回動する回動ミラー（３３）を有する請求項１～１０のいずれか一項に記載の光検出装置。
12. ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、
    前記発光ユニットから放射される前記ビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、
    前記測定領域からの前記ビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、
    前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの光路上に位置する光学ユニット（５６０）と、を備え、
    前記光学ユニットは、
    前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの透過方向に正のパワーを有する第一シリンドリカルレンズ面（５６３）を形成し、前記第一シリンドリカルレンズ面の母線方向を前記特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第一光学素子（５６１）と、
    前記第一光学素子の後段に位置し、前記透過方向に負のパワーを有する第二シリンドリカルレンズ面（５６５）を形成し、前記第二シリンドリカルレンズ面の母線に垂直な方向を前記特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第二光学素子（５６６）と、を含み、
    前記透過方向及び前記特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）内における前記第一光学素子及び前記第二光学素子による入射側の合成焦点の位置は、前記第二光学素子の射出側に規定される光検出装置。
13. ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、
    前記発光ユニットから放射される前記ビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、
    前記測定領域からの前記ビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、
    前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの光路上に位置する光学ユニット（５６０）と、を備え、
    前記光学ユニットは、
    前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの透過方向に正のパワーを有する第一シリンドリカルレンズ面（５６３）を形成し、前記第一シリンドリカルレンズ面の母線方向を前記特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第一光学素子（５６１）と、
    前記第一光学素子の後段に位置し、前記透過方向に正のパワーを有する第二シリンドリカルレンズ面（６６７）を形成し、前記第二シリンドリカルレンズ面の母線に垂直な方向を前記特定配列方向に沿わせた姿勢で配置される第二光学素子（６６６）と、を含み、
    前記透過方向及び前記特定配列方向に広がる特定断面（ＳＳ）内における前記第一光学素子及び前記第二光学素子による入射側の合成焦点の位置は、前記特定断面に直交し前記透過方向に沿う直交断面（ＭＳ）内における前記第一光学素子及び前記第二光学素子による入射側の合成焦点の位置よりも、前記第一光学素子側である光検出装置。
14. ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、
    前記発光ユニットから放射される前記ビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、
    前記測定領域からの前記ビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、
    前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの光路上に位置する光学ユニット（７６０）と、を備え、
    前記光学ユニットは、
    複数の前記発光部から放射される各前記ビームの強度を少なくとも前記特定配列方向において均すホモジナイザー（８０）と、
    前記ホモジナイザーの後段に位置し、前記ホモジナイザーによって結像される前記ビームを前記特定配列方向に延伸するライン状に整形する整形光学素子（７６１）と、を含み、
    前記ホモジナイザーは、
    前記ビームの透過方向及び前記特定配列方向に広がる特定断面において凸湾曲した複数の第一射出面（８２）を前記特定配列方向に連続的に配列してなる第一レンチキュラーレンズ（８１）と、
    前記第一レンチキュラーレンズの後段に位置し、前記特定断面において凸湾曲した複数の第二射出面（８６）を前記特定配列方向に連続的に配列してなる第二レンチキュラーレンズ（８４）と、を含む光検出装置。
15. ビーム（ＳＢ）を放射する複数の発光部（２２）が互いに間隔をあけて特定配列方向（ＡＤｓ）に配列される発光ユニット（２０）と、
    前記発光ユニットから放射される前記ビームを走査し、測定領域に投光する走査ユニット（３０）と、
    前記測定領域からの前記ビームの戻り光（ＲＢ）を受光する受光ユニット（４０）と、
    前記発光ユニットから前記走査ユニットへ向かう前記ビームの光路上に位置する光学ユニット（７６０）と、を備え、
    前記光学ユニットは、
    複数の前記発光部から放射される各前記ビームの強度を少なくとも前記特定配列方向において均すホモジナイザー（８０）と、
    前記ホモジナイザーの後段に位置し、前記ホモジナイザーによって結像される前記ビームを前記特定配列方向に延伸するライン状に整形する整形光学素子（７６１）と、を含み、
    前記ホモジナイザーは、
    凸湾曲した複数の第一射出面（８２）を連続的に２次元配列してなる第一凸レンズアレイ（１８１）と、
    前記第一凸レンズアレイの後段に位置し、凸湾曲した複数の第二射出面（８６）を連続的に２次元配列してなる第二凸レンズアレイ（１８４）と、を含む光検出装置。

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