JP7471525B2 - 測距装置 - Google Patents

Description

本開示は、測距装置に関する。

従来、光を出射した時点から測定対象からの反射光を受光する時点までの時間に基づいて測定対象までの距離を算出する測距装置が知られている。また、車載用の測距装置は、障害物を事前に検知する用途で用いられるため、広角な視野で障害物を検知することが求められている。例えば、特許文献１では、視野の広角化を行うために、レーザ光を走査する１つの走査デバイスと、レーザ光を出射する複数の光源部と、測定対象における反射光である戻り光を受光する複数の受光素子とを備えた測距用のビーム照射装置が提案されている。この装置は、走査デバイスに対して異なる入射角度で複数のレーザ光を入射させる光源部と、複数のレーザ光の入射角度に対応した位置に配置された複数の受光素子とを備えることで、走査デバイスの回転角度に対応する走査角度よりも広い走査角度のレーザ光の走査及び戻り光の受光を可能としている。

特開２０１５－１２５１０９号公報（段落００８２～００８３、図１３）

しかしながら、上記従来の装置では、複数の受光素子を支持するために複数の部材を用いる必要があり、複数の受光素子の実装が容易ではないという問題があった。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、複数の受光素子の実装容易性を向上させることができる測距装置を提供することを目的とする。

本開示の測距装置は、複数の出射光をそれぞれ出射する光出射部と、複数の分離光学部と、前記複数の光出射部から前記複数の分離光学部を介して進み、互いに異なる入射角度で入射する前記複数の出射光を走査する走査光学部と、走査された前記複数の出射光の被照射領域からの反射光である戻り光であって、前記走査光学部で反射し前記複数の分離光学部を介して進む前記複数の戻り光を、それぞれ受光する複数の受光素子と、前記複数の受光素子と前記複数の分離光学部とを保持するベース部材と、前記複数の受光素子が備えられた共通の受光基板とを有することを特徴とする。

本開示によれば、複数の受光素子の実装容易性を向上させることができる。

実施の形態１に係る測距装置を概略的に示す前面斜視図である。 実施の形態１に係る測距装置を概略的に示す背面斜視図である。 図１の測距装置のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１の測距装置のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図１の測距装置のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。 実施の形態１に係る測距装置の光学系の構造と出射光及び戻り光の光路とを示す図である。 実施の形態１に係る測距装置の走査範囲に対応する測距領域を示す図である。 実施の形態２に係る測距装置を概略的に示す前面斜視図である。 実施の形態２に係る測距装置を概略的に示す背面斜視図である。 図８の測距装置のＳＸ－ＳＸ線に沿う断面図である。 実施の形態２に係る測距装置の光学系の構造と出射光及び戻り光の光路とを示す図である。 実施の形態３に係る測距装置の光学系の構造と出射光及び戻り光の光路とを示す図である。 変形例に係る測距システムの構成を概略的に示すブロック図である。

以下に、実施の形態に係る測距装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。

図において、同一又は相当する部分には、同一の符号が付されている。また、図には、ＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。Ｚ方向は、測距装置が測距する測定対象が存在する測距領域の中心の方向である。＋Ｚ方向は、測距装置から出射される３本の出射光のうちの中央の出射光が走査範囲の中心方向を走査しているときの出射光の中心光線の進行方向（すなわち、前方）である。－Ｚ方向は、測定対象から出射される３本の出射光のうちの中央の出射光が走査範囲の中心方向を走査しているときの測定対象からの反射光である戻り光の進行方向（すなわち、後方）である。Ｙ方向は、測距装置の上下方向である。＋Ｙ方向は、測距装置の上方向であり、－Ｙ方向は、測距装置の下方向である。Ｘ方向は、測距装置の水平方向であり、Ｙ方向及びＺ方向の両方に直交する方向である。

《実施の形態１》
図１及び図２は、実施の形態１に係る測距装置１ａを概略的に示す前面斜視図及び背面斜視図である。図１又は図２に示されるように、測距装置１ａは、複数の出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３をそれぞれ生成する複数の光出射部１０１、１０２、１０３と、走査光学部である走査デバイス５と、複数の分離光学部である複数の分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と、複数の受光素子が備えられた受光基板２００と、複数の第２の偏向光学部材である複数の第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３と、ベース部材２とを備える。

また、測距装置１ａは、後述される受光部２０１、２０２、２０３を備える。また、測距装置１ａは、＋Ｚ方向に開口している筐体内に、光学系の全ての部品を内包することができる。実施の形態１において、筐体の記載は省略されている。測距装置１ａは、例えば、車両の前面に設置され、車両の前方の測定対象を検出し、測定対象までの距離を測定する。

測距装置１ａは、光を走査しながら測定対象（すなわち、測定対象）に向けて出射し、測定対象が反射した光を受光することで、測定対象から測距装置１ａまでの距離を測定するように構成されている。

ベース部材２は、部品を保持し固定する。固定される部品は、測距装置１ａの光学系（すなわち、測距用光学装置の光学系）である。例えば、ベース部材２は、接着剤、ネジ等によって各部品を固定する。ベース部材２は、複数の部品で構成されていてもよい。実施の形態１において、ベース部材２は、リアベース部３とフロントベース部４とで構成されている。ベース部材２の構成は、他の構成であってもよい。

図３は、図１の測距装置１ａのＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図１の測距装置１ａのＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図１の測距装置１ａのＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図６は、実施の形態１に係る測距装置１ａの光学系の構造と出射光及び戻り光の光路とを示す図である。

光出射部１０１、１０２、１０３は、それぞれ、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３と、出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３と、出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３とを備える。光出射部１０１、１０２、１０３は、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３をそれぞれ出射する。実施の形態１において、光出射部１０１、１０２、１０３は、Ｘ方向に並んでリアベース部３の上面に固定される。

光出射部１０２は、測距装置１ａのＸ方向の中心に配置されている。光出射部１０１、１０３は、それぞれ、光出射部１０２の－Ｚ方向及び＋Ｚ方向に配置されている。光出射部１０１と１０２との間の配置間隔と光出射部１０１と１０３との間の配置間隔とは、等しい。

光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３は、光を出射する。例えば、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３は、レーザ光源であり、出射光はレーザ光である。光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３で生成される光の波長は、例えば、８７０ｎｍ～１６００ｎｍである。

出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３と、出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３は、それぞれ、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３で生成されたた光の各々を平行光化し、又は、集光し、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を出射する。出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３の各々及び出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３の各々は、例えば、凸レンズ、シリンドリカルレンズ、又はトロイダルレンズなどで構成される。出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３の各々及び出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３の各々は、複数のレンズなどの複数の光学部品で構成されてもよく、あるいは、省略することも可能である。また、出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３と出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３の一部又は全ては、ベース部材２に固定されてもよい。

実施の形態１において、出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３と、出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３とは、それぞれ、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３を通る－Ｙ方向の直線上に並んで配置されており、－Ｙ方向に出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を出射している。出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３は、それぞれ、光出射部１０１、１０２、１０３に固定されている。出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３は、リアベース部３に固定されている。

走査デバイス５は、光出射部１０１、１０２、１０３から出射された出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を走査ミラー６で反射し、測距装置１ａの内部から外部に出射する。走査デバイス５は、少なくとも１つの回転軸である回転軸ＴＨ回りに走査ミラー６を回転させる。また、走査デバイス５は、回転軸ＴＨに直交する他の回転軸（例えば、Ｘ方向の回転軸）回りに回転してもよい。また、走査デバイス５は、回転軸ＴＨ回りに回転する機能と、回転軸ＴＨに直交する他の回転軸回りに回転する機能の両方の機能を備えてもよい。つまり、走査デバイス５は、直交する２つの回転軸回りに走査ミラー６を回転させてもよい。走査デバイス５は、走査ミラー６を第１の回転軸ＴＨ回りに回転させることで、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を水平方向に走査することができる。走査デバイス５は、走査ミラー６を第２の回転軸回りに回転させることで、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を垂直方向に走査することができる。

走査デバイス５は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、又はジンバル方式のミラーアクチュエータなどである。走査デバイス５は、走査ミラー６が回転動作の中立位置となる状態において、出射光Ｅ２を反射して、＋Ｚ方向に出射する。

実施の形態１において、走査デバイス５は、図４に示されるように、走査ミラー６が測距装置１ａのＸ方向の中心位置になるよう配置され、ＹＸ平面に対して＋Ｘ軸回りに（すなわち、＋Ｘ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに）傾いてフロントベース部４に固定されることで、走査ミラー６の回転動作の中立位置において、走査ミラー６で反射された出射光Ｅ２が＋Ｚ方向に向かうようにしている。回転軸ＴＨで走査ミラー６が回転することで、出射光Ｅ２が水平方向に走査される。

分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、それぞれ、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を反射し、かつ測定対象が反射した反射光である戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を透過する。分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、例えば、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が照射される部分のみ反射領域が設けられたミラー、又は出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が照射される部分のみとした外形形状のミラー、又は出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の一部を透過し、一部を反射するミラーなどである。

分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、それぞれ、光出射部１０１、１０２、１０３から出射された出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を反射し、走査ミラー６に導くよう構成される。分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３で反射した出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、走査ミラー６に到達するまでに、複数のミラーを介してもよく、好ましくは、第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３を介して走査ミラー６に到達する。

分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３を透過した戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、受光部２０１、２０２、２０３に向かうように構成される。

したがって、光出射部１０１、１０２、１０３と、走査デバイス５と、受光部２０１、２０２、２０３は、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３と、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が部分的に同軸となる同軸光学系を構成している。そのため、環境光が受光部２０１、２０２、２０３に入射し難くなり、測距装置１ａの環境光に対するＳ／Ｎ比を向上させることができる。

実施の形態１において、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、光出射部１０１、１０２、１０３の－Ｙ方向に配置され、ＹＸ平面に対して－Ｘ軸回りに（すなわち、－Ｘ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに）それぞれ等しく傾いた状態でリアベース部３に固定されている。これにより、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を予め定められた角度だけ＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向との間の方向に）偏向させ、第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３に導いている。

第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３は、それぞれ、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３で偏向された出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を反射し、走査ミラー６に導くよう構成される。

実施の形態１において、第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３は、走査ミラー６より＋Ｚ方向の位置に配置されている。第２の偏向ミラーＭＢ２は、ＹＸ平面に対して＋Ｘ軸回りに（すなわち、＋Ｘ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに）傾いてフロントベース部４に固定されている。これにより、第２の偏向ミラーＭＢ２は、出射光Ｅ２を所定の角度だけ＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向との間の方向に）偏向させ、走査ミラー６に導いている。第２の偏向ミラーＭＢ１は、ＹＸ平面に対して＋Ｘ軸回り、かつ、－Ｙ軸回りに（すなわち、＋Ｘ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに、かつ、－Ｙ方向を向いた場合におけるＹ軸を中心とする時計回りに）傾いてフロントベース部４に固定されている。これにより、第２の偏向ミラーＭＢ１は、出射光Ｅ１を所定の角度だけ＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向かつ＋Ｘ方向に（すなわち、出射光Ｅ１が＋Ｙ方向と－Ｚ方向と＋Ｘ方向との間の方向に）偏向させ、走査ミラー６に導いている。第２の偏向ミラーＭＢ３は、ＹＸ平面に対して＋Ｘ軸回り、かつ、＋Ｙ軸回りに（すなわち、＋Ｘ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに、かつ、＋Ｙ方向を向いた場合におけるＹ軸を中心とする時計回りに）傾いてフロントベース部４に固定されている。これにより、第２の偏向ミラーＭＢ３は、出射光Ｅ３を所定の角度だけ＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向かつ－Ｘ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向とーＸ方向との間の方向に）偏向させ、走査ミラー６に導いている。

受光部２０１、２０２、２０３は、それぞれ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３と、アパーチャ（すなわち、開口部）と開口部が形成された遮光部とを有するアパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３と、光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３と、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３と、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３とを備える。受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、共通の実装基板である受光基板２００に実装されている。受光部２０１、２０２、２０３は、それぞれ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を受光し、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の強度に応じた検出信号を出力する。

受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、それぞれ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を検出するように構成されている。受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、例えば、フォトダイード、アバランジェフォトダイオード、又はシリコンフォトマルチプライヤーなどである。

受光基板２００は、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３が実装された基板である。受光基板２００は、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３で検出された光に応じた検出信号を監視し、出力する。

受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、それぞれ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を集光するように構成される。受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、例えば、レンズ、又はミラー、又はこれらの組み合わせなどである。受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、例えば、それぞれ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に収束して照射させる。受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、例えば、それぞれ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をアパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の開口部を焦点として集光する。

アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３は、光を通過させるための開口部を有し、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に入射される戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の一部を遮ることで、測距装置１ａの受光視野角を決定するよう構成される。アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３は、リアベース部３と一体で構成することも可能である。また、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３は、省略することも可能である。

光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３は、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に入射される戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の波長帯域を設定するために配置成される。光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３は、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３から出射される光の波長帯域の光を透過し、それ以外の波長の光を除去する。光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３は、例えば、吸収型のフィルタ、又はダイクロイック型のフィルタなどである。光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３は、省略することも可能である。

第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、それぞれ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を同じ向きに反射し、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に導くよう構成される。つまり、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３から受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に向かう戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は互いに平行となる。これにより、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の受光面の向きを同一にすることができる。

実施の形態１において、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、受光基板２００の－Ｙ方向を向く面に実装されている。受光基板２００は、リアベース部３の上面に固定されている。受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、Ｙ方向に同じ位置に配置されており、それぞれ、＋Ｙ方向に進む戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を受光するよう配置されている。アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３は、それぞれ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の－Ｙ方向の位置でリアベース部３に固定されている。光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３は、それぞれ、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の－Ｙ方向の位置に、同じ向きで、リアベース部３に固定されている。第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、それぞれ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３から－Ｙ方向に向かう仮想的な直線と、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３を透過した戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とが交わる箇所に配置されている。この配置箇所は、リアベース部３の外側に面する部分の角端部（すなわち、－Ｙ方向及び－Ｚ方向の端部）である。第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、ＹＸ平面に対して－Ｘ軸回りに（すなわち、ーＸ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに）等しく傾いた状態でリアベース部３に固定されている。これにより、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を＋Ｙ方向に偏向させ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に導いている。さらに、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、互いにＺ方向の同じ位置に配置され、互いにＹ方向の同じ位置に配置され、Ｘ方向に並んで配置されている。さらに、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、それぞれ、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３と、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３との間に配置され、リアベース部３に固定されている。

また、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の漏れ光と、測距装置１ａの筐体の開口部から入射される様々な外乱光とが、意図せずに受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に入射することを防ぐために、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の光路を含む領域と、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の光路を含む領域との間に光を通過させない仕切り部材を備えていてもよい。実施の形態１において、リアベース部３は、内壁２３を備え、内壁２３は、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の光路の領域と、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の光路の領域を分けている。また、リアベース部３は、内壁２１、２２を備え、内壁２１、２２は、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の光路のそれぞれの領域を分けている。

次に、図６及び図７を参照して、測距装置１ａの光学系の作用及び光路の説明を行う。図６は、測距装置１ａの光学系の構造と出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３及び戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の光路とを示す図である。図７は、測距装置１ａの走査範囲に対応する測距領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（すなわち、出射光の被照射領域）を示す図である。なお、図６では、主要な光学部材のみが示されており、ベース部材２などは図示されていない。

光源部ＬＤ１から－Ｙ方向に出射された出射光Ｅ１は、出射光学系ＣＡ１と、出射光学系ＣＢ１により、平行光化され、分離ミラーＳＰ１に入射する。分離ミラーＳＰ１で反射された出射光Ｅ１は、＋Ｙ方向かつ＋Ｚ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と＋Ｚ方向との間の方向に）進み、第２の偏向ミラーＭＢ１に入射する。第２の偏向ミラーＭＢ１で反射された出射光Ｅ１は、＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向かつ＋Ｘ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向と＋Ｘ方向との間の方向に）進み、走査ミラー６に入射する。走査ミラー６で反射された出射光Ｅ１は、＋Ｚ方向かつ＋Ｘ方向（すなわち、＋Ｚ方向と＋Ｘ方向との間の方向に）に出射される。つまり、出射光Ｅ１は、測距装置１ａの左前方に出射される。走査ミラー６が回転軸ＴＨで回転することにより、出射光Ｅ１が、走査ミラー６の回転角度に対応して水平方向に走査される測距領域Ｓ１に照射される。測距領域Ｓ１の測定対象からの戻り光Ｒ１は、出射光Ｅ１の光路を逆行して、分離ミラーＳＰ１に入射する。分離ミラーＳＰ１を透過した戻り光Ｒ１は、受光集光光学系ＣＬ１により集光され、第１の偏向ミラーＭＡ１に入射する。第１の偏向ミラーＭＡ１で反射された戻り光Ｒ１は、＋Ｙ方向に進み、光学フィルタＢＰＦ１に入射する。光学フィルタＢＰＦ１により光源部ＬＤ１の出射光の波長帯域以外の波長の光が除去された戻り光Ｒ１は、アパーチャ部ＡＰ１に入射する。アパーチャ部ＡＰ１により所定の受光視野角となった戻り光Ｒ１は、受光素子ＰＤ１に入射し、戻り光Ｒ１が検出される。

光源部ＬＤ２から－Ｙ方向に出射された出射光Ｅ２は、出射光学系ＣＡ２と、出射光学系ＣＢ２により、平行光化され、分離ミラーＳＰ２に入射する。分離ミラーＳＰ２で反射された出射光Ｅ２は、＋Ｙ方向かつ＋Ｚ方向（すなわち、＋Ｙ方向と＋Ｚ方向との間の方向に）に進み、第２の偏向ミラーＭＢ２に入射する。第２の偏向ミラーＭＢ２で反射された出射光Ｅ２は、＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向との間の方向に）進み、走査ミラー６に入射する。走査ミラー６で反射された出射光Ｅ２は、＋Ｚ方向に出射される。つまり、出射光Ｅ２は、測距装置１ａの前方正面に出射される。走査ミラー６が回転軸ＴＨで回転することにより、出射光Ｅ２が、走査ミラー６の回転角度に対応して水平方向に走査される測距領域Ｓ２に照射される。測距領域Ｓ２の測定対象からの戻り光Ｒ２は、出射光Ｅ２の光路を逆行して、分離ミラーＳＰ２に入射する。分離ミラーＳＰ２を透過した戻り光Ｒ２は、受光集光光学系ＣＬ２により集光され、第１の偏向ミラーＭＡ２に入射する。第１の偏向ミラーＭＡ２で反射された戻り光Ｒ２は、＋Ｙ方向に進み、光学フィルタＢＰＦ２に入射する。光学フィルタＢＰＦ２により光源部ＬＤ２の出射光の波長帯域以外の波長の光が除去された戻り光Ｒ２は、アパーチャ部ＡＰ２に入射する。アパーチャ部ＡＰ２により所定の受光視野角となった戻り光Ｒ２は、受光素子ＰＤ２に入射し、戻り光Ｒ２が検出される。

光源部ＬＤ３から－Ｙ方向に出射された出射光Ｅ３は、出射光学系ＣＡ３と、出射光学系ＣＢ３により、平行光化され、分離ミラーＳＰ３に入射する。分離ミラーＳＰ３で反射された出射光Ｅ３は、＋Ｙ方向かつ＋Ｚ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と＋Ｚ方向の間の方向に）進み、第２の偏向ミラーＭＢ３に入射する。第２の偏向ミラーＭＢ３で反射された出射光Ｅ３は、＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向かつ－Ｘ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向とーＸ方向との間の方向に）進み、走査ミラー６に入射する。走査ミラー６で反射された出射光Ｅ３は、＋Ｚ方向かつ－Ｘ方向に（すなわち、＋Ｚ方向と－Ｘ方向との間の方向に）出射される。つまり、出射光Ｅ３は、測距装置１ａの右前方に出射される。走査ミラー６が回転軸ＴＨで回転することにより、出射光Ｅ３が、走査ミラー６の回転角度に対応して水平方向に走査される測距領域Ｓ３に照射される。測距領域Ｓ３の測定対象からの戻り光Ｒ３は、出射光Ｅ３の光路を逆行して、分離ミラーＳＰ３に入射する。分離ミラーＳＰ３を透過した戻り光Ｒ３は、受光集光光学系ＣＬ３により集光され、第１の偏向ミラーＭＡ３に入射する。第１の偏向ミラーＭＡ３で反射された戻り光Ｒ３は、＋Ｙ方向に進み、光学フィルタＢＰＦ３に入射する。光学フィルタＢＰＦ３により光源部ＬＤ３の出射光の波長帯域以外の波長の光が除去された戻り光Ｒ３は、アパーチャ部ＡＰ３に入射する。アパーチャ部ＡＰ３により所定の受光視野角となった戻り光Ｒ３は、受光素子ＰＤ３に入射し、戻り光Ｒ３が検出される。

以上により、測距装置１ａは、走査ミラー６の回転角度に対応した走査角度よりも広い角度範囲で測距することが可能である。なお、図７において、測距領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は重なるように図示しているが、隣り合う測距領域の境界を互いに一致させてもよく、あるいは、隣り合う測距領域を互いに離してもよい。

続いて、実施の形態１の作用効果を説明する。実施の形態１に係る測距装置１ａによれば、図６に示されるように、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３により、同じ方向に進み、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に入射されている。これにより、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、同じ向きで配置することができ、受光基板２００への受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の実装容易性を向上することができる。

また、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３で戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を偏向させているため、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、ベース部材２の外側に面する部分の角端部に位置している。通常、測距装置は受光視野の光軸の調整が必要となる。特に、実施の形態１のような出射光と戻り光の光路を同一に構成している測距装置においては、出射光の光軸に対して、戻り光の光軸を一致させる光軸調整が必要となる。単一の受光基板に実装された複数の受光素子に対して光軸を調整する場合、受光素子をそれぞれ独立に移動させることができないため、受光集光光学系のレンズを把持し、レンズの位置による光軸調整が考えられる。しかし、戻り光の光路の内部に配置されたレンズの位置を調整する必要があり、スペースが無いため、調整が困難である。一方、実施の形態１において、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３の位置と角度を調整することで、同様に光軸調整が可能である。第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、ベース部材２の外側に面する部分の角端部に位置しているため、調整作業スペースを確保しやすく、調整が容易に行える。また、一般的なレンズは薄い円筒形状であり、レンズ側面部以外は光学的に使用されるため、レンズ側面部のみで保持する必要があり、把持及び吸着自体が困難である。一方、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は平面形状であり、反射面の反対側の平面は光学的に作用しないため、この面の吸着による保持が容易に行える。

さらに、図６に示されるように、光出射部１０１、１０２、１０３と、走査デバイス５と、受光部２０１、２０２、２０３とは、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３と、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とが部分的に同軸となる同軸光学系を構成している。このため、環境光が受光部２０１、２０２、２０３に入射し難く、測距装置１ａの環境光に対するＳ／Ｎ比を向上させることができる。

さらに、図６に示されるように、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、同じ向き、かつ、Ｙ方向に同じ位置に配置されている。これにより、受光素子を３個以上備えることができ、広い角度範囲で測距することできる。また、測距装置において、受光素子を線上に並べるだけでなく、平面上に分布させる配置が行えるため、光学設計がしやすくなる。

さらに、図１に示されるように、全ての受光素子は、１つ受光基板２００に実装している。これにより、基板製造コストを安価にすることができる。

さらに、図６に示されるように、光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３は、それぞれ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の－Ｙ方向の位置に、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が入射する面を同じ向きにして配置されている。これにより、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ、光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３に同じ角度で入射されている。このため、光学フィルタの入射角度依存性による影響を排し、光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３を共通部品化することができる。このような構造は、特に、選択する波長の入射角度依存性があるダイクロイック型の光学フィルタを備えた測距装置において好適である。

さらに、図６に示されるように、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３は、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に向かって進む戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の光路上であって、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に入射される直前の位置に配置されている。これにより、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の受光視野角を制限し、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３を高分解能化することができる。受光集光光学系の焦点距離をｆ、アパーチャ径（すなわち、開口径）をＤとすると、受光視野角θは、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄ／ｆ）となる。このため、アパーチャ径Ｄを適切に設定することにより、受光素子の大きさによらず、受光視野角θが所望の値となる。

さらに、図６に示されるように、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３で集光された戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が入射されている。これにより、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の照射領域が小さくなり、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３の反射面を小さくすることができ、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３を小型にすることができる。

また、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３で偏向させた後に、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を入射させる場合に比べて、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３からアパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３までの距離が長くなるため、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の焦点距離を長くすることができる。受光集光光学系の焦点距離をｆ、アパーチャ径をＤとすると、受光視野角θは、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄ／ｆ）となる。同じ受光視野角θを得る場合、焦点距離ｆが長いほど、アパーチャ径Ｄが大きくなる。このため、受光視野角θに対するアパーチャ部の開口部の加工精度を緩和し、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰの加工コストを削減することができる。

例えば、光学設計上の受光視野角θを０．５０度とした場合、受光集光光学系の焦点距離ｆが短く、ｆ＝２０ｍｍとすると、アパーチャ径Ｄは０．１７４６ｍｍとなる。このとき、アパーチャ径Ｄに＋０．０１ｍｍの加工誤差が発生した場合、受光視野角θは０．５２９度となる。一方、受光集光光学系の焦点距離ｆを長くし、ｆ＝４０ｍｍとすると、アパーチャ径Ｄは０．３４９１ｍｍとなる。このとき、アパーチャ径Ｄが、同様に、＋０．０１ｍｍの加工誤差が発生した場合、受光視野角θは０．５１４度となり、アパーチャ径Ｄの加工誤差に対する受光視野角への影響が少ないことが分かる。

また、同様に、ベース部材２へのアパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の面内方向の固定位置誤差（すなわち、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３を含む平面上における固定位置の誤差）に対する影響も緩和されるため、ベース部材２への組立精度を緩和することができる。また、焦点距離ｆを伸ばし、受光視野角θに対するアパーチャ径Ｄが受光素子の大きさと等しくなるよう構成することで、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３を省略することができる。また、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の焦点距離ｆが長くなることで、焦点位置に集光する光の角度が鋭角化するため、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に対するアパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３のフォーカス方向の位置ずれによる受光性能への影響を緩和することができる。また、アパーチャ部を排した構成においては、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３のフォーカス方向の位置ずれによる受光性能への影響を緩和することができる。

さらに、図６に示されるように、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３と分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３との間に配置されている。これにより、光出射部１０１、１０２、１０３は、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３による光学的作用を受けずに、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を出射することができ、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の光学的性能を向上させることができる。

さらに、図６に示されるように、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、互いにＺ方向の同じ位置に配置され、互いにＹ方向の同じ位置に配置され、Ｘ方向に並んで配置されている。これにより、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３による光軸調整作業において、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３の保持を行う調整装置が水平方向に移動するだけ、もしくは、測距装置１ａを水平方向に移動するだけで、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３それぞれを保持することが可能となり、調整が容易となる。

さらに、図６に示されるように、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３により、光出射部１０１、１０２、１０３から出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が出射される方向と反対の方向から入射される戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を受光するように配置されている。これにより、受光部２０１、２０２、２０３は、光出射部１０１、１０２、１０３と同一の方向に配置することができ、その他方向に受光部２０１、２０２、２０３を配置した場合よりも、測距装置１ａのＺ方向に沿う寸法及びＹ方向に沿う寸法を小さくすることができる。

さらに、図６に示されるように、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３で反射した出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、走査ミラー６の－Ｚ方向に配置された光出射部１０１、１０２、１０３から、走査ミラー６より＋Ｚ方向に突出して配置されている第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３に向けられ、第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３により走査ミラー６に導かれる。このように、光出射部１０１、１０２、１０３と受光部２０１、２０２、２０３とが、走査ミラー６の－Ｚ方向に集約して配置されている。これにより、走査ミラー６から＋Ｚ方向に突き出た部分のＺ方向の寸法を小さくなる。したがって、図７に示されるように、走査ミラー６から＋Ｚ方向に進むにつれて、Ｘ方向に広がっていく出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の光路の光路長を確保するためのスペースを、測距装置１ａの内部に設ける必要がなくなるため、測距装置１ａのＸ方向に沿う寸法を小さくすることができる。

さらに、図６に示されるように、第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３から、それぞれ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に至る光路は、ＹＺ平面に平行になっている。これにより、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３の傾きは、全て同じ傾きになり、光軸調整作業において、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３を保持し、調整を開始するときの角度を統一することができ、調整が容易となる。

《実施の形態２》
次に、図８から図１１を用いて、実施の形態２に係る測距装置１ｂを説明する。実施の形態２に係る測距装置１ｂの構成は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１に係る測距装置１ａの構成と同じである。したがって、上記の実施の形態１と同一の機能を持つ構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図８及び図９は、実施の形態２に係る測距装置１ｂを概略的に示す前面斜視図及び背面斜視図である。図８又は図９に示されるように、実施の形態２に係る測距装置１ｂは、実施の形態１に係る測距装置１ａに比べて、Ｙ方向に沿う寸法が小さい走査デバイス５を備えている。このような走査デバイス５に対して、光出射部１０１、１０２、１０３を＋Ｙ方向に配置し、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が－Ｙ方向に出射されるように構成すると、光出射部１０１、１０２、１０３のみが＋Ｙ方向に突出する。特に、設置スペースの都合上、Ｙ方向の寸法が小さい測距装置が必要とされる場合に、測距装置が設置できなくなる問題がある。そのため、実施の形態２に係る測距装置１ｂは、Ｙ方向に沿う寸法が小さくなるように構成されている。

図１０は、図８の測距装置１ｂのＳＸ－ＳＸ線に沿う断面図である。図１１は、実施の形態２に係る測距装置１ｂの光学系の構造と出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３及び戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の光路とを示す図である。

実施の形態２に係る測距装置１ｂは、分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３を備える。分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３は、それぞれ、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を透過し（すなわち、通過させ）、かつ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を反射する。つまり、実施の形態２におけるの分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３は、実施の形態１における分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３に対して、反射と透過する光の対象が逆になっている。分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３は、例えば、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が入射される部分のみ穴が設けられたミラー、又は出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が入射される領域のみ反射面の蒸着されていないミラー、又は戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の一部を透過し、一部を反射するミラーなどである。

分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３は、それぞれ、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を反射し、受光部２０１、２０２、２０３に導くよう構成される。

実施の形態２において、光出射部１０１、１０２、１０３は、リアベース部３の背面に並んで固定されている。光出射部１０２は、測距装置１ｂのＸ方向の中心に配置されている。光出射部１０１、１０３は、それぞれ、光出射部１０２の－Ｚ方向及び＋Ｚ方向に配置されている。光出射部１０１と１０２との間の配置間隔と光出射部１０１と１０３との間の配置間隔とは、等しい。

出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３と、出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３は、それぞれ、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３を通る＋Ｚ方向に直線上に並んでおり、＋Ｚ方向に出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を出射している。

分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３は、光出射部１０１、１０２、１０３の＋Ｚ方向に配置され、ＹＸ平面に対して－Ｘ軸回りに（すなわち、－Ｘ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに）それぞれ等しく傾いた状態でリアベース部３に固定されている。これにより、分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３は、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を＋Ｙ方向に偏向させ、受光部２０１、２０２、２０３に導いている。

受光基板２００は、リアベース部３の背面に固定され、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、受光基板２００の＋Ｚ方向を向く面に実装されている。アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３は、それぞれ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の＋Ｚ方向でリアベース部３に固定されている。光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３は、それぞれ、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の＋Ｚ方向でリアベース部３に固定されている。第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、それぞれ、光学フィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３から＋Ｚ方向に向かう仮想的な直線と、分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３で反射した戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とが交わる箇所に配置されている。この配置箇所は、リアベース部３の外側に面する部分の角端部（すなわち、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向の端部）である。第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、ＹＸ平面に対して－Ｘ軸回りに（すなわち、－Ｘ方向を向いた場合におけるＸ軸を中心とする時計回りに）それぞれ等しく傾いた状態でリアベース部３に固定されている。これにより、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３は、戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を－Ｚ方向に偏向させ、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に導いている。受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、それぞれ、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３と、分離ミラーＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３との間に配置され、リアベース部３に固定されている。

次に、図１１により、実施の形態２に係る測距装置１ｂの光学系の作用又は光路の説明を行う。なお、図１１では、主要な光学部材のみが示されており、ベース部材２などは図示されていない。また、測距装置１ｂの走査範囲は、図７でしめされたものと同様である。

光源部ＬＤ１から＋Ｚ方向に出射された出射光Ｅ１は、出射光学系ＣＡ１と、出射光学系ＣＢ１により、平行光化され、分離ミラーＳＰＡ１に入射する。分離ミラーＳＰＡ１を透過した出射光Ｅ１は、第２の偏向ミラーＭＢ１に入射する。第２の偏向ミラーＭＢ１で反射された出射光Ｅ１は、＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向かつ＋Ｘ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向と＋Ｘ方向との間の方向に）進み、走査ミラー６に入射する。走査ミラー６で反射された出射光Ｅ１は、＋Ｚ方向かつ＋Ｘ方向に（すなわち、＋Ｚ方向と＋Ｘ方向との間の方向に）出射される。つまり、出射光Ｅ１は、測距装置１ｂの左前方に出射される。走査ミラー６が回転軸ＴＨで回転することにより、出射光Ｅ１が、走査ミラー６の回転角度に対応して水平方向に走査される測距領域Ｓ１に照射される。測距領域Ｓ１の測定対象からの戻り光Ｒ１は、出射光Ｅ１の光路を逆行して、分離ミラーＳＰＡ１に入射する。分離ミラーＳＰＡ１で反射した戻り光Ｒ１は、＋Ｙ方向に進み、受光集光光学系ＣＬ１により集光され、第１の偏向ミラーＭＡ１に入射する。第１の偏向ミラーＭＡ１で反射された戻り光Ｒ１は、－Ｚ方向に進み、光学フィルタＢＰＦ１に入射する。光学フィルタＢＰＦ１により光源部ＬＤ１の波長以外が除去された戻り光Ｒ１は、アパーチャ部ＡＰ１に入射する。アパーチャ部ＡＰ１により所定の受光視野角となった戻り光Ｒ１は、受光素子ＰＤ１に入射し、戻り光Ｒ１が検出される。

光源部ＬＤ２から＋Ｚ方向に出射された出射光Ｅ２は、出射光学系ＣＡ２と、出射光学系ＣＢ２により、平行光化され、分離ミラーＳＰＡ２に入射する。分離ミラーＳＰＡ２を透過した出射光Ｅ２は、第２の偏向ミラーＭＢ２に入射する。第２の偏向ミラーＭＢ２で反射された出射光Ｅ２は、＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向との間の方向に）進み、走査ミラー６に入射する。走査ミラー６で反射された出射光Ｅ２は、＋Ｚ方向に出射される。つまり、出射光Ｅ２は、測距装置１ｂの前方正面に出射される。走査ミラー６が回転軸ＴＨで回転することにより、出射光Ｅ２が、走査ミラー６の回転角度に対応して水平方向に走査される測距領域Ｓ２に照射される。測距領域Ｓ２の測定対象からの戻り光Ｒ２は、出射光Ｅ２の光路を逆行して、分離ミラーＳＰＡ２に入射する。分離ミラーＳＰＡ２で反射した戻り光Ｒ２は、＋Ｙ方向に進み、受光集光光学系ＣＬ２により集光され、第１の偏向ミラーＭＡ２に入射する。第１の偏向ミラーＭＡ２で反射された戻り光Ｒ２は、－Ｚ方向に進み、光学フィルタＢＰＦ２に入射する。光学フィルタＢＰＦ２により光源部ＬＤ２の波長以外が除去された戻り光Ｒ２は、アパーチャ部ＡＰ２に入射する。アパーチャ部ＡＰ２により所定の受光視野角となった戻り光Ｒ２は、受光素子ＰＤ２に入射し、戻り光Ｒ２が検出される。

光源部ＬＤ３から＋Ｚ方向に出射された出射光Ｅ３は、出射光学系ＣＡ３と、出射光学系ＣＢ３により、平行光化され、分離ミラーＳＰＡ３に入射する。分離ミラーＳＰＡ３を透過した出射光Ｅ３は、第２の偏向ミラーＭＢ３に入射する。第２の偏向ミラーＭＢ３で反射された出射光Ｅ３は、＋Ｙ方向かつ－Ｚ方向かつ－Ｘ方向に（すなわち、＋Ｙ方向と－Ｚ方向とーＸ方向との間の方向に）進み、走査ミラー６に入射する。走査ミラー６で反射された出射光Ｅ３は、＋Ｚ方向かつ－Ｘ方向に（すなわち、＋Ｚ方向とーＸ方向との間の方向に）出射される。つまり、出射光Ｅ３は、測距装置１ｂの右前方に出射される。走査ミラー６が回転軸ＴＨで回転することにより、出射光Ｅ３が、走査ミラー６の回転角度に対応して水平方向に走査される測距領域Ｓ３に照射される。測距領域Ｓ３の測定対象からの戻り光Ｒ３は、出射光Ｅ３の光路を逆行して、分離ミラーＳＰＡ３に入射する。分離ミラーＳＰ３で反射した戻り光Ｒ３は、＋Ｙ方向に進み、受光集光光学系ＣＬ３により集光され、第１の偏向ミラーＭＡ３に入射する。第１の偏向ミラーＭＡ３で反射された戻り光Ｒ３は、－Ｚ方向に進み、光学フィルタＢＰＦ３に入射する。光学フィルタＢＰＦ３により光源部ＬＤ３の波長以外が除去された戻り光Ｒ３は、アパーチャ部ＡＰ３に入射する。アパーチャ部ＡＰ３により所定の受光視野角となった戻り光Ｒ３は、受光素子ＰＤ３に入射し、戻り光Ｒ３が検出される。

以上により、測距装置１ｂは、走査ミラー６の回転角度に対応した走査角度よりも広い角度範囲で測距することが可能である。

続いて、実施の形態２の作用効果を説明する。実施の形態２に係る測距装置１ｂによれば、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３は、第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３により、光出射部１０１、１０２、１０３から出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が出射される方向と反対の方向から入射される戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を受光するように配置されている。これにより、受光部２０１、２０２、２０３は、光出射部１０１、１０２、１０３と同一の方向に配置することができ、その他方向に受光部２０１、２０２、２０３を配置した場合よりも、測距装置１ｂのＹ方向に沿う寸法を小さくすることができる。

《実施の形態３》
次に、図１２を用いて、実施の形態３に係る測距装置１ｃの構成を説明する。実施の形態３は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成、作用効果を有している。実施の形態３に係る測距装置１ｃの構成は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１に係る測距装置１ａの構成と同じである。したがって、上記の実施の形態１と同一の機能を持つ構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

図１２は、実施の形態３に係る測距装置１ｃの光学系の構造と出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３及び戻り光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の光路とを示す図である。図１２に示されるように、実施の形態３に係る測距装置１ｃは、実施の形態１に係る測距装置１ａと比べて、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の配置箇所が異なる。実施の形態１では、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と第１の偏向ミラーＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３との間に、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を配置している。一方、実施の形態３では、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３からアパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３までの距離を伸ばすために、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３よりも＋Ｚ方向で、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３と第２の偏向ミラーＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３との間に受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を配置している。

実施の形態３において、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に入射して、出射光の被照射領域である測距領域に向けて出射される。そのため、出射光学系ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３と、出射光学系ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３は、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３による光学的作用と併せて、出射光Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を平行光化、又は、集光するよう構成されている。

続いて、実施の形態３の作用効果を説明する。実施の形態３に係る測距装置１ｃによれば、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、分離ミラーＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３よりも＋Ｚ方向に配置されているため、受光集光光学系ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の焦点距離を長くすることができる。これにより、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の開口部の加工精度と、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３の面内方向の固定位置精度（すなわち、アパーチャ部ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３を含む平面上における固定位置の精度）と、フォーカス方向の位置ずれ精度による受光性能の影響を緩和することができる。

また、アパーチャ部を排した構成においては、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３のフォーカス方向の位置ずれによる受光性能への影響を緩和することができる。

《変形例》
図１３は、変形例に係る測距装置１ａ（又は１ｂ又は１ｃ）と情報処理装置４００とを含む測距システム１の構成を概略的に示すブロック図である。情報処理装置４００は、例えば、処理回路である。また、処理回路は、コンピュータであってもよい。

情報処理装置４００は、走査デバイス５の駆動と光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３の駆動とを制御し、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３の検出信号に基づいて、測距装置１ａ（又は１ｂ又は１ｃ）から被測定領域内の測定対象までの距離を算出する情報処理部である。具体的には、情報処理装置４００は、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３が光を出射した時点から受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３が戻り光を受光する時点までの時間に基づいて、測定対象までの距離を算出する。

情報処理装置４００は、プロセッサ４０１と、メモリ４０２と、記憶装置４０３と、走査デバイス５に接続されるインタフェース４０４と、光源部ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３に接続されるインタフェース４０５と、受光素子ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３に接続されるインタフェース４０６とを備える。プロセッサ４０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などで構成される。メモリ４０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性の記憶装置である。記憶装置４０３は、例えば、ハードディスク装置（ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの不揮発性の記憶装置である。

情報処理装置４００を構成する処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリ４０２に格納される測距用のプログラムを実行するプロセッサ４０１であってもよい。プロセッサ４０１は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、及びＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のいずれであってもよい。

処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらのうちのいずれかを組み合わせたものである。

測距システム１を用いれば、広い被測定領域内の測定対象までの距離を測定することができる。

なお、上述の各実施の形態において、「平行」、「直交」又は「中心」などの部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語が用いられた場合でも、これらは、製造上の公差、組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものである。

また、上述の実施の形態及び変形例は例示にすぎず、本開示の範囲は請求の範囲によって示される範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ 測距システム、 １ａ、１ｂ、１ｃ 測距装置、 １０１、１０２、１０３ 光出射部、 ２００ 受光基板、 ２０１、２０２、２０３ 受光部、 ２ ベース部材、 ３ フロントベース部、 ４ リアベース部、 ５ 走査デバイス、 ６ 走査ミラー（走査光学部）、 ＴＨ ミラー回転方向、 ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３ 光源部、 ＭＡ１、ＭＡ２、ＭＡ３ 第１の偏向ミラー、 ＭＢ１、ＭＢ２、ＭＢ３ 第２の偏向ミラー、 ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３ 出射光学系、 ＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３ 出射光学系、 ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３ 分離ミラー（分離光学部）、 ＳＰＡ１、ＳＰＡ２、ＳＰＡ３ 分離ミラー（分離光学部）、 ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３ 受光集光光学系、 ＢＰＦ１、ＢＰＦ２、ＢＰＦ３ 光学フィルタ、 ＡＰ１、ＡＰ２、ＡＰ３ アパーチャ部、 ＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３ 受光素子、 Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３ 出射光、 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 戻り光、 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 走査範囲。

Claims (17)

1. 複数の出射光をそれぞれ出射する複数の光出射部と、
   複数の分離光学部と、
   前記複数の光出射部から前記複数の分離光学部を介して進み、互いに異なる入射角度で入射する前記複数の出射光を走査する走査光学部と、
   走査された前記複数の出射光の被照射領域からの反射光である戻り光であって、前記走査光学部で反射し前記複数の分離光学部を介して進む前記複数の戻り光を、それぞれ受光する複数の受光素子と、
   前記複数の受光素子と前記複数の分離光学部とを保持するベース部材と、
   前記複数の受光素子が備えられた共通の受光基板と
   を有することを特徴とする測距装置。
2. 前記複数の分離光学部は、前記複数の出射光を反射させ、前記複数の戻り光を通過させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
3. 前記複数の分離光学部を通過して進む前記複数の戻り光を前記複数の受光素子へそれぞれ向ける複数の第１の偏向部材をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
4. 前記複数の分離光学部は、前記複数の出射光を通過させ、前記複数の戻り光を反射させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
5. 前記複数の分離光学部で反射して進む前記複数の戻り光を前記複数の受光素子へそれぞれ向ける複数の第１の偏向部材をさらに有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
6. 前記複数の受光素子は、同一平面上に、互いに同じ方向を向いて配置されており、
   前記複数の受光素子に対する前記複数の第１の偏向部材の位置は、互いに同じであり、
   前記複数の受光素子に対する前記複数の第１の偏向部材の姿勢は、互いに同じである
   ことを特徴とする請求項３又は５に記載の測距装置。
7. 前記複数の第１の偏向部材は、前記ベース部材の外側に配置されていることを特徴とする請求項２、３、及び６のいずれか１項に記載の測距装置。
8. 前記複数の分離光学部より前記複数の出射光の下流側において、前記複数の出射光の光路と、前記複数の出射光にそれぞれ対応する前記複数の戻り光の光路とは、互いに同軸である
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の測距装置。
9. 前記複数の分離光学部を介して進む前記複数の出射光を前記走査光学部に向け、前記走査光学部で反射した前記複数の戻り光を前記複数の分離光学部にそれぞれ向ける複数の第２の偏向部材をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の測距装置。
10. 前記複数の第２の偏向部材は、前記複数の第２の偏向部材に向かって進む、互いに平行な前記複数の出射光を、前記走査光学部に対して、互いに異なる入射角度で入射させる
    ことを特徴とする請求項９に記載の測距装置。
11. 前記第２の偏向部材から前記複数の受光素子に至る前記複数の戻り光の光路は、互いに平行である
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の測距装置。
12. 前記複数の受光素子は、３個以上である
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の測距装置。
13. 前記複数の受光素子に向かう前記複数の戻り光の光路上に、予め定められた波長帯域の光を通過させ、前記予め定められた波長帯域以外の波長帯域の光を減衰させる光学フィルタをさらに有する
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の測距装置。
14. 前記複数の受光素子に向かう前記複数の戻り光の光路上にそれぞれ配置された複数のアパーチャ部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の測距装置。
15. 前記複数の戻り光をそれぞれ集光する複数の受光集光光学部材をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の測距装置。
16. 前記複数の受光集光光学部材は、前記複数の出射光をそれぞれ集光する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の測距装置。
17. 前記複数の受光素子に入射する直前の前記複数の戻り光の進行方向と、前記光出射部から出射された直後における前記複数の出射光の進行方向とは、平行である、
    ことを特徴とした請求項１から１６のいずれか１項に記載の測距装置。

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