WO2023048286A1 - 測距装置 - Google Patents

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WO2023048286A1
WO2023048286A1 PCT/JP2022/035735 JP2022035735W WO2023048286A1 WO 2023048286 A1 WO2023048286 A1 WO 2023048286A1 JP 2022035735 W JP2022035735 W JP 2022035735W WO 2023048286 A1 WO2023048286 A1 WO 2023048286A1
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WO
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mirror
scanner
swing
oscillating
axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/035735
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩平 遠山
太郎 別府
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating

Definitions

  • the present disclosure relates to a rangefinder.
  • a ranging device that emits a transmission wave, detects the reflected wave from an object of the emitted transmission wave, and detects the distance to that object and the relative speed.
  • This type of distance measuring device generally uses a rotationally driven deflecting mirror to deflect and scan the transmitted wave.
  • a transmission wave output from the transmitter is reflected by the deflection mirror and emitted in a direction corresponding to the rotation angle of the deflection mirror, thereby scanning a preset scanning range.
  • Patent Document 1 light beams output from two transmitters are deflected and scanned in the vertical direction by two plane mirrors driven to oscillate, and deflected and scanned in the horizontal direction by one polygon mirror driven to rotate.
  • a lidar device is disclosed for scanning in two dimensions.
  • the first light beam output from one transmitter is reflected by the first plane mirror toward the polygon mirror
  • the second light beam output from the other transmitter is reflected by the second light beam.
  • the first light beam and the second light beam are reflected by different reflecting surfaces of the polygon mirror and emitted to different scanning ranges.
  • Patent Document 1 includes two each of a transmission unit, two swing mirrors, two swing motors for driving the swing mirror, and the like. A problem was found that the size of the rangefinder as a whole becomes large.
  • One aspect of the present disclosure is to provide a technology that can reduce the size of the entire distance measuring device.
  • One aspect of the present disclosure is a ranging device that includes a measurement unit that emits a transmission wave and detects a reflected wave from an object irradiated with the transmission wave.
  • the measuring section includes one each of a transmitting section, a receiving section, an oscillating scanner, and a polygon scanner.
  • the transmitter is configured to output a transmission wave.
  • the receiver is configured to detect reflected waves.
  • the oscillating scanner has an oscillating mirror that reflects transmitted waves and reflected waves, and an oscillating motor that oscillates the oscillating mirror about an oscillating axis extending in a first direction. .
  • the polygon scanner includes a polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces for reflecting transmitted waves and reflected waves, and is configured to rotate the polygon mirror around a rotation axis extending in a second direction perpendicular to the first direction. and a rotating motor.
  • a transmitting unit, a receiving unit, an oscillating mirror, and a polygon mirror are configured such that a transmission wave output from the transmitting unit is reflected in the order of the oscillating mirror and the polygon mirror, and emitted within a preset scanning range. The light is reflected by the polygon mirror and the oscillating mirror in that order and is received by the receiver.
  • one transmission unit, one reception unit, one swing scanner, and one polygon scanner are provided, so that the overall size of the distance measuring device can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a lidar device;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a lidar device;
  • FIG. It is a perspective view which shows schematic structure of a measurement part.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an optical path of a light beam output from a light projecting section until it is incident on a reflecting surface of a polygon mirror; It is the schematic diagram which looked at the measurement part from upper direction.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the measuring unit viewed from the front; It is the schematic diagram which looked at the measurement part from the right side.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a lidar device in a second embodiment;
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of correcting the control value of the swing motor according to the error information in the error correction process; 9 is a flowchart of error correction processing executed by a control unit in the second embodiment;
  • FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a lidar device in a third embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a flowchart of gradient correction processing executed by a control unit in the third embodiment;
  • FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the transmitting/receiving unit, swing scanner, polygon scanner, and folding mirror;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the transmitting/receiving unit, the swing scanner, and the polygon scanner;
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the lidar apparatus including the respiratory filter as seen from the optical window side with the optical window removed.
  • a lidar device 1 shown in FIG. 1 is a distance measuring device that emits transmission light and receives reflected light from an object irradiated with the transmission light to measure the distance and relative speed to an object.
  • the lidar device 1 is mounted on a vehicle and used to detect various objects present in front of the vehicle.
  • the lidar is also written as LiDAR.
  • LiDAR is an abbreviation for Light Detection and Ranging.
  • the lidar device 1 includes a housing 100, an optical window 200, and a heat sink 700.
  • the positive x-axis direction is to the right
  • the negative x-axis direction is to the left
  • the positive y-axis direction is upward
  • the negative y-axis direction is downward
  • the positive z-axis direction is forward
  • the z The negative axis direction is defined as rearward.
  • the width direction of the lidar device 1 is the x-axis direction
  • the height direction is the y-axis direction
  • the depth direction is the z-axis direction
  • the transmission light is emitted forward.
  • the housing 100 is a resin or metal box shaped like a rectangular parallelepiped with one side open.
  • the optical window 200 is made of a material that transmits transmitted light and reflected light, and is installed so as to cover the opening of the housing 100 .
  • the heat sink 700 is installed on the outer surface of the housing 100 in order to dissipate heat generated inside the housing 100 and in electronic components and the like mounted on the control board 600 to be described later.
  • the heat sink 700 is installed on the upper surface of the housing 100 .
  • the lidar device 1 includes a control board 600.
  • the control board 600 is a plate-shaped board having an electronic control circuit on which electronic components are mounted.
  • a control unit 3 to be described later is mounted on the control board 600 .
  • the control board 600 is installed so that the control unit 3 is sandwiched between the upper surface of the housing 100 and the heat sink 700 .
  • At least part of the control unit 3 is arranged on the upper surface of the control board 600 so as to face the heat sink 700 (not shown).
  • the measuring unit 2 is accommodated in the internal space of the housing 100 .
  • the measurement section 2 includes a transmission/reception unit 10 , a swing scanner 20 and a polygon scanner 30 .
  • the transmitting/receiving unit 10 is composed of a light projecting section 11 and a light receiving section 12 as one unit.
  • the light projecting section 11 and the light receiving section 12 are housed inside the transmitting/receiving unit 10 .
  • the light projecting unit 11 outputs transmission light.
  • the light receiving unit 12 receives reflected light from an object irradiated with the transmitted light and converts it into an electrical signal.
  • the measurement unit 2 deflects and scans the transmission light output from the light projection unit 11 by the swing scanner 20 and the polygon scanner 30, and emits the light within a preset scanning range. Furthermore, the measurement unit 2 detects the reflected light with the light receiving unit 12 .
  • the lidar device 1 includes one light projecting section 11, one light receiving section 12, one swing scanner 20, and one polygon scanner 30, respectively. A detailed description of the measurement unit 2 will be given later.
  • control unit 3 is an electronic control device mainly composed of a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, I/O, etc. (not shown).
  • Various functions of the microcomputer are realized by executing a program stored in a non-transitional substantive recording medium by the CPU.
  • the ROM corresponds to a non-transitional substantive recording medium storing programs.
  • a method corresponding to the program is executed.
  • a part or all of the functions executed by the CPU may be configured as hardware using one or a plurality of ICs or the like.
  • the number of microcomputers constituting the control unit 3 may be one or more.
  • the control unit 3 uses the measurement unit 2 to measure the distance and relative speed to the object that reflected the transmitted light. Specifically, based on the difference between the waveform of the electrical signal output from the light receiving unit 12 and the waveform of the transmission light output from the light projecting unit 11, the control unit 3 obtains the distance and relative velocity to the object. In another method, the control unit 3 specifies the timing at which the reflected light is received based on the waveform of the electrical signal output from the light receiving unit 12, and determines the difference between the timing at which the light projecting unit 11 outputs the transmitted light. Based on this, the distance to the object is obtained. In addition to the distance and the relative velocity, the control unit 3 can obtain information about the object such as the orientation of the object.
  • the measuring section 2 more specifically includes a transmitting/receiving unit 10, an oscillating scanner 20, a polygon scanner 30, and a folding mirror 40. As shown in FIG. 3, the measuring section 2 more specifically includes a transmitting/receiving unit 10, an oscillating scanner 20, a polygon scanner 30, and a folding mirror 40. As shown in FIG. 3, the measuring section 2 more specifically includes a transmitting/receiving unit 10, an oscillating scanner 20, a polygon scanner 30, and a folding mirror 40. As shown in FIG.
  • a light projecting section 11 accommodated in the transmitting/receiving unit 10 outputs transmission light.
  • the light projecting unit 11 is configured to output transmission light in the direction along the x-axis.
  • the optical path of the transmitted light is indicated by thick arrows.
  • the light projecting section 11 includes a light source 111 and a lens 112 .
  • FIG. 4 shows only the light projecting section 11 of the transmitting/receiving unit 10, and omits other configurations of the transmitting/receiving unit 10. As shown in FIG.
  • the light source 111 is configured to output a plurality of light beams (in other words, transmission light).
  • the optical path of the transmitted light is indicated by thick arrows.
  • a semiconductor laser is used for the light source 111 .
  • the light source 111 may be, for example, a multi-stripe semiconductor laser. Further, for example, the light source 111 may be configured to output a plurality of light beams by including a plurality of semiconductor lasers.
  • the lens 112 is arranged facing the light emitting surface of the light source 111 .
  • the lens 112 is a lens for shaping the light beam emitted from the light source 111 into a desired shape (for example, width, output angle, etc.).
  • the light receiving section 12 accommodated in the transmitting/receiving unit 10 includes a light receiving element (not shown) configured to receive reflected light.
  • the light receiving element has an APD array in which a plurality of APDs are arranged in one line.
  • APD is an avalanche photodiode.
  • the light receiving element is not limited to the APD, and may be, for example, a single photodiode. In FIG. 3, only an optical path of one transmission light is shown for easy understanding, but actually a plurality of transmission lights are output as shown in FIG.
  • the swing scanner 20 includes a swing mirror 21 and a swing motor 22 .
  • the oscillating mirror 21 is a plate-like member having a reflecting surface that reflects transmitted light and reflected light.
  • the swing motor 22 is configured to drive the swing mirror 21 to swing around a swing shaft 221 extending in the first direction.
  • the first direction is specifically the direction along the z-axis.
  • the swing motor 22 includes a rod-shaped shaft member 22a through which a swing shaft 221 passes through, and swings the shaft member 22a about the swing shaft 221.
  • the control unit 3 controls the rotation timing, rotational movement direction, angular velocity, and the like of the shaft member 22a.
  • the swing motor 22 may be, for example, a galvanometer motor.
  • the oscillating mirror 21 is fixed to the shaft member 22a on the surface opposite to the reflecting surface so that the shaft member 22a is along the center line of the surface in the z-axis direction.
  • the swing motor 22 is arranged behind the swing mirror 21 .
  • the polygon scanner 30 has a polygon mirror 31 and a rotary motor 32 .
  • the polygon mirror 31 is a rotating polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces that reflect transmitted light and reflected light.
  • the polygon mirror 31 has, for example, a prism shape or a truncated pyramid shape, and a reflecting surface is arranged on each side surface.
  • the polygon mirror 31 is configured so that the number of reflecting surfaces is five or less.
  • the polygon mirror 31 has five reflecting surfaces
  • the polygon mirror 31 has a regular pentagonal prism shape with a regular pentagonal top surface and bottom surface. That is, the polygon mirror 31 is configured such that all of the plurality of reflecting surfaces are parallel to the rotating shaft 321 .
  • the rotary motor 32 is configured to rotationally drive the polygon mirror 31 around a rotary shaft 321 extending in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the second direction is specifically the direction along the y-axis.
  • the rotation timing, rotational movement direction, angular velocity, etc. of the polygon mirror 31 are controlled by the controller 3 .
  • the polygon mirror 31 is fixed to the rotary motor 32 so that the rotary shaft 321 passes through the centers of the top and bottom surfaces.
  • the transmitted light is scanned in the direction along the y-axis (that is, in the vertical direction) by the oscillating scanner 20, and is further scanned in the direction along the x-axis (that is, in the horizontal direction) by the polygon scanner 30.
  • the folding mirror 40 is a plate-like member having a reflecting surface that reflects transmitted light and reflected light.
  • the folding mirror 40 reflects the transmitted light output from the light projecting unit 11 toward the swing mirror 21, and reflects the light reflected by the swing mirror 21 toward the light receiving unit 12. It is arranged on the path of transmitted light and reflected light.
  • the folding mirror 40 is arranged below the swing mirror 21 so as to reflect the transmitted light in the direction along the y-axis.
  • the folding mirror 40 is a mirror fixed so as to be arranged as described above.
  • Transmitting/receiving unit 10 oscillating scanner 20, polygon scanner 30, and return mirror 40 transmit light output from light projecting unit 11 and are reflected in order by return mirror 40, oscillating mirror 21, and polygon mirror 31, and are reflected within the scanning range. , and the reflected light is reflected by the polygon mirror 31 , the oscillating mirror 21 , and the folding mirror 40 in this order, and is received by the light receiving section 12 .
  • FIG. 10 Transmitting/receiving unit 10
  • oscillating scanner 20 Polygon scanner 30, and return mirror 40 transmit light output from light projecting unit 11 and are reflected in order by return mirror 40, oscillating mirror 21, and polygon mirror 31, and are reflected within the scanning range. , and the reflected light is reflected by the polygon mirror 31 , the oscillating mirror 21 , and the folding mirror 40 in this order, and is received by the light receiving section 12 .
  • the transmitting/receiving unit 10 is arranged to the left of the swing scanner 20. Note that the light projecting unit 11 outputs transmission light rightward along the x-axis.
  • the reflecting mirror 40 swings so that the transmission light output from the light projecting unit 11 is bent upward by approximately 90° in the direction of travel and is incident on the reflecting surface of the swinging mirror 21 . It is arranged below the mirror 21 .
  • the polygon scanner 30 is arranged on the opposite side of the oscillating scanner 20 from the transmitting/receiving unit 10 , that is, on the right side of the oscillating scanner 20 .
  • the polygon scanner 30 is arranged so that the transmission light arriving from the folding mirror 40 is deflected rightward by the swinging mirror 21, enters the reflecting surface of the polygon mirror 31, and is reflected forward. .
  • the transmitting/receiving unit 10, the swing scanner 20, and the polygon scanner 30 are arranged side by side in the left-right direction of the lidar device 1.
  • the transmitting/receiving unit 10 and the oscillating scanner 20 are arranged such that at least a portion thereof overlaps in the vertical direction.
  • the swing scanner 20 and the polygon scanner 30 are also arranged so that at least a portion of them overlap in the vertical direction.
  • the transmitting/receiving unit 10 the swing scanner 20 and the polygon scanner 30 are arranged such that at least a portion thereof overlaps in the front-rear direction.
  • the transmitting/receiving unit 10, the oscillating scanner 20, and the polygon scanner 30 are arranged so that most of them overlap in the vertical direction and the front-rear direction. Further, the transmitting/receiving unit 10, the swing scanner 20, and the polygon scanner 30 are all longer in the front-rear direction than in the up-down direction.
  • the measurement unit 2 has a length in the left-right direction (that is, width direction) longer than that in the front-back direction (that is, depth direction). Further, as shown in FIG. 6, the measurement unit 2 has a length in the horizontal direction (that is, the width direction) that is longer than the length in the vertical direction (that is, the height direction). Further, as shown in FIG. 7, the length of the measurement unit 2 in the front-rear direction (that is, the depth direction) is longer than the length in the up-down direction (that is, the height direction). Note that the folding mirror 40 can be configured to be small enough not to affect the lengths in the width direction, depth direction, and height direction of the measurement unit 2, so description thereof is omitted in the above description.
  • the length of the lidar device 1 increases in the order of width direction>depth direction>height direction.
  • the plurality of light beams are arranged so as to line up along the direction of the rotation axis 321 of the polygon mirror 31 when incident on the reflecting surface of the polygon mirror 31 and output.
  • the light source 111 is configured to output four light beams. When the four light beams are incident on the reflecting surface of the polygon mirror 31, the four light beams are directed along the rotation axis 321 of the polygon mirror 31. are arranged so as to line up and output. Specifically, the light source 111 outputs four light beams arranged vertically.
  • the light source 111 and lens 112 are configured such that the pupil plane is located between the swing mirror 21 and the polygon mirror 31 in the optical path of the light beam.
  • the position of the pupil plane can be adjusted to a desired position by a general method of appropriately changing elements such as the positional relationship between the light source 111 and the lens 112, the refractive index of the lens 112, and the focal length.
  • the plurality of light beams output from the light source 111 are most condensed, and the width of each of the plurality of light beams is the smallest. That is, the width of the entire plurality of light beams is the smallest on the pupil plane.
  • the oscillating scanner 20 is configured such that the angular range in which the oscillating mirror 21 can oscillate is larger than the angular range in which the oscillating mirror 21 scans the transmission light.
  • the angular range in which the transmission light is scanned by the swing mirror 21 is the actual scanning angular range (specifically, the scanning angular range in the vertical direction) in the lidar device 1 .
  • the oscillating scanner 20 may be configured to oscillate the oscillating mirror 21 in an angle range larger than the actual scanning angle range, but scan the transmitted light within the actual scanning angle range.
  • the swing scanner 20 is configured so that the swing mirror 21 can swing over an angle range larger than the actual scanning angle range. may be configured to allow
  • the control board 600 is arranged along a plane perpendicular to the rotation axis 321 of the polygon mirror 31 .
  • the plane perpendicular to the rotation axis 321 of the polygon mirror 31 is the xz plane, that is, the plane extending in the width direction and the depth direction of the lidar device 1 .
  • the length of the lidar device 1 increases in the order of width direction>depth direction>height direction. Therefore, in the lidar device 1, the surface extending in the width direction and the depth direction has the largest area compared to the surface extending in the width direction and the height direction and the surface extending in the depth direction and the height direction. a large surface.
  • the control board 600 is arranged along this surface with the largest area.
  • the control board 600 is a rectangular board, and is arranged so that the long sides are in the width direction and the short sides are in the depth direction.
  • the lidar device 1 includes a light projecting unit 11, a light receiving unit 12, an oscillating scanner 20, and a polygon scanner 30, respectively.
  • the transmission light output from the light projecting unit 11 is reflected by the oscillating mirror 21 and the polygon mirror 31 in that order, and emitted within the scanning range.
  • the lights are arranged so that they are reflected in order by the mirror 21 and received by the light receiving section 12 .
  • the number of components is reduced.
  • the size of the lidar apparatus 1 as a whole can be reduced.
  • the scanning angle range of the swing scanner 20 is smaller than the scanning angle range of the polygon scanner 30 .
  • the oscillating mirror 21 and the polygon mirror 31 are arranged so that the transmission light is reflected in the order of the oscillating mirror 21 and the polygon mirror 31.
  • 20 is arranged before the polygon scanner 30 having a large scanning angle range, the sizes of the oscillating mirror 21 and the polygon mirror 31 are reduced compared with the configuration in which the polygon scanner 30 is arranged before the oscillating scanner 20. It becomes possible to configure a small size. Therefore, the overall size of the lidar device 1 can be reduced.
  • the lidar device described in the prior art document when the light beams simultaneously output from two transmitters are deflected toward one polygon scanner by two swinging scanners for scanning, It is necessary to perform optical axis adjustment for each of the two light beams, which requires high precision.
  • one each of the light projection unit 11, the swing scanner 20, and the polygon scanner 30 is provided. Optical axis adjustment can be made easier than when a scanner is provided.
  • the control board 600 is arranged along a plane perpendicular to the rotation axis 321 of the polygon mirror 31, that is, along a plane extending in the width direction and the depth direction of the lidar device 1.
  • FIG. As described above, the length of the lidar device 1 increases in the order of width direction>depth direction>height direction. Therefore, if the control board 600 is arranged in the lidar device 1 as in the present embodiment, the control board 600 can be arranged along the surfaces extending in the width direction and the height direction and the surfaces extending in the depth direction and the height direction.
  • the area of the control board 600 can be designed to be larger than in the case of arranging them.
  • control board 600 when the control board 600 is arranged in the lidar device 1, control is performed along the plane having the largest area among the planes of the rectangular parallelepiped consisting of the width direction, the depth direction, and the height direction. A substrate 600 can be placed. Therefore, the space of the lidar device 1 can be used most efficiently, and the area of the control board 600 can be maximized.
  • the number of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 is five or less. According to such a configuration, the area of each reflecting surface can be increased without changing the radius of the circumscribed circle of the polygon mirror 31, compared to the case where the polygon mirror has six or more reflecting surfaces. . As the area of each reflecting surface increases, the amount of light reflected by each reflecting surface and received by the light receiving unit 12 increases. Therefore, the detection distance of the lidar device 1 can be increased without increasing the size of the polygon mirror 31, that is, without increasing the size of the lidar device 1 as a whole.
  • the polygon mirror 31 has five or fewer reflecting surfaces, it is possible to increase the angular range in which the transmitted light can be scanned on each reflecting surface, compared to the case where the polygon mirror has six or more reflecting surfaces.
  • a polygon scanner is desired to have a scanning angular range of 120°. If the polygon mirror has six reflecting surfaces, the angular range in which transmitted light can be scanned on each reflecting surface is calculated to be 120°, but in practice, the maximum scannable angular range is about 110°. Up to On the other hand, if the polygon mirror has five reflecting surfaces, the angular range in which the transmitted light can be scanned on each reflecting surface is calculated to be 144°, and the scanning angle range is set to 120° with a margin. becomes possible. When the number of reflecting surfaces of the polygon mirror is four or less, the angular range in which the transmitted light can be scanned on each reflecting surface becomes larger.
  • the polygon mirror has five reflecting surfaces.
  • the oscillating scanner 20 is configured such that the angular range in which the oscillating mirror 21 can oscillate is larger than the angular range in which the oscillating mirror 21 scans the transmission light. With such a configuration, since there is a margin in the angular range in which the oscillating mirror 21 can swing with respect to the actual scanning angular range, the oscillating mirror 21 can swing within the actual scanning angular range as necessary. It can be adjusted in a movable angular range. For example, the central position of the scanning angle range of the swing scanner 20 may deviate from the desired position due to the lidar device 1 being installed on the vehicle at an angle.
  • an adjustment mechanism for adjusting the posture of the lidar device which is provided in the bracket for mounting the lidar device to the vehicle, is used to bring the central position of the scanning angle range of the swing scanner to a desired position. It has been common practice to adjust the attitude of the lidar apparatus as follows. According to the configuration of this embodiment, when the center position of the scanning angle range of the swing scanner 20 is deviated from the desired position, the actual scanning angle range of the swing scanner 20 is adjusted without using the adjustment mechanism. By doing so, deviation can be suppressed. Therefore, the size of the bracket as a whole can be reduced to the extent that it is not necessary to provide the adjusting mechanism, and the process of adjusting the posture of the rider device 1 using the adjusting mechanism can be eliminated.
  • the scanning angle range of the swing scanner 20 can be adjusted, by changing the control of the swing scanner 20 with the common configuration of the lidar device 1, the scanning angle range of the lidar device 1 in the vertical direction can be adjusted. You can do different things. Specifically, the central position of the scanning angle range and the size of the scanning angle range of the swing scanner 20 can be adjusted according to the mounting position of the lidar device 1 on the vehicle, the application, and the like. By changing the control of the swing scanner 20 in this way, various scanning patterns can be easily realized without changing the designs of the swing scanner 20 and the polygon scanner 30 . Note that the swing speed of the swing mirror 21 and the like can also be adjusted.
  • the center position of the scanning angle range of the swing scanner 20 is set below the horizontal direction, and the swing speed of the swing mirror 21 is slowed down.
  • the road surface can be scanned with high accuracy.
  • the transmitting/receiving unit 10 is arranged to the left of the swing scanner 20, and is configured such that the light projecting section 11 outputs transmission light in the direction along the x-axis.
  • the return mirror 40 is arranged below the swing mirror 21 so as to reflect the transmitted light output from the light projecting section 11 in the direction along the y-axis.
  • the polygon scanner 30 is arranged on the side opposite to the transmission/reception unit 10 with the swing scanner 20 interposed therebetween. According to such a configuration, since the transmitting/receiving unit 10, the swing scanner 20, and the polygon scanner 30 are arranged side by side in the width direction of the lidar device 1, the lengths of the lidar device 1 in the height direction and the depth direction are can be suppressed.
  • the configuration of the present embodiment is suitable when it is desired to reduce the height and depth of the lidar device 1, such as when the lidar device 1 is mounted in the grille or interior of the vehicle.
  • the transmitting/receiving unit 10 and the oscillating scanner 20 are arranged such that at least a portion thereof overlaps in the vertical direction. According to such a configuration, the length of the lidar device 1 in the vertical direction, that is, in the height direction, is further suppressed compared to the case where the transmitting/receiving unit 10 and the swing scanner 20 are arranged so as not to overlap each other in the vertical direction. can do.
  • the light projecting unit 11 is configured to output a plurality of light beams, and the plurality of light beams are directed along the rotation axis 321 of the polygon mirror 31 when incident on the reflecting surface of the polygon mirror 31. They are arranged side by side and output. With such a configuration, scanning in the vertical direction can be performed with a plurality of light beams. 31 rotation speed can be reduced. Therefore, when the rotation speed of the polygon mirror 31 is the same, the operation cycle of the lidar device 1 can be shortened compared to a configuration in which scanning is performed with one light beam. Even when scanning is performed with one light beam, it is possible to shorten the operation cycle by increasing the rotation speed of the polygon mirror.
  • a lidar device is required to have a short operation cycle and a long detection distance in consideration of being mounted on a vehicle. By performing scanning in the vertical direction with a plurality of light beams as in the configuration of this embodiment, the operation cycle of the lidar device 1 can be shortened, and the rotation speed of the polygon mirror 31 can be suppressed to increase the detection distance of the lidar device 1. It can be compatible with lengthening.
  • the light source 111 and the lens 112 are configured such that the pupil plane is located between the oscillating mirror 21 and the polygon mirror 31 in the optical path of the light beam.
  • the reflective surface of the oscillating mirror 21 and the reflecting surface of the polygon mirror 31 can be made small.
  • the reflecting surface of the swing mirror 21 can be configured particularly small.
  • the reflecting surface of the polygon mirror 31 can be made particularly small.
  • the light projecting section 11 corresponds to the transmitting section
  • the light receiving section 12 corresponds to the receiving section
  • the lidar device 1 corresponds to the distance measuring device
  • the transmitted wave corresponds to the transmitted light
  • the reflected wave corresponds to the transmitted light. Waves correspond to reflected light.
  • the control unit 3 uses the measurement unit 2 to measure the distance and relative speed to the object that reflected the transmitted light.
  • the controller 3A is configured to execute error correction processing shown in FIG. Different from the form. That is, similarly to the control unit 3 of the first embodiment, the control unit 3A controls the drive of the swing motor 22 based on the control value when measuring the distance and the relative speed using the measurement unit 2. However, in the second embodiment, the control value is corrected by error correction processing.
  • the lidar device 1A further includes a storage unit 4.
  • the storage unit 4 stores error information representing the error between the preset reference shape and the actual shape for each of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 . Errors between the reference shape and the actual shape of each of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 are measured during the manufacturing stage of the lidar device 1, and the error information is stored in the storage section 4 during the manufacturing stage. In this embodiment, since the polygon mirror 31 has five reflecting surfaces, the error between the reference shape and the actual shape is measured for each of the five surfaces, and the error information for the five surfaces is stored in the storage unit 4 . If the error between the reference shape and the actual shape of the reflecting surface is within a predetermined tolerance range, no error information is stored for that reflecting surface, or error information indicating that there is no error is stored. good.
  • the error information includes information representing errors in which the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 are tilted with respect to a preset reference position.
  • 9A shows the reference position of the reflecting surface of the polygon mirror 31.
  • the reference position is a position where the reflecting surface is parallel to the rotation axis 321 .
  • 9(b) shows the case where the reflecting surface of the polygon mirror 31 is tilted downward with respect to the reference position
  • FIG. 9(c) shows the case where the reflecting surface of the polygon mirror 31 is tilted upward with respect to the reference position. Indicates tilted case. Note that FIG.
  • the error information includes information representing an error tilting downward with respect to the reference position as in (b) and an error tilting upward with respect to the reference position as in (c).
  • the error caused by the inclination of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 with respect to the reference position includes an error caused by the inclination of the plurality of reflecting surfaces themselves and an error caused by the deviation of the rotation axis 321 of the polygon mirror 31.
  • the error caused by the inclination of the plurality of reflecting surfaces themselves is an error caused by manufacturing the reflecting surface of the polygon mirror 31 tilted with respect to the reference position.
  • the error caused by the displacement of the rotating shaft 321 of the polygon mirror 31 means that when the polygon mirror 31 is mounted on the rotating motor 32 and is driven to rotate around the rotating shaft 321, the rotating shaft 321 shakes while rotating. This is an error caused by This error occurs because the reflecting surface of the polygon mirror 31 tilts upward or downward with respect to the reference position due to the rotation of the polygon mirror 31 while the rotation axis 321 shakes.
  • the error information includes information indicating that the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 are convex or concave with respect to the reference shape.
  • 9A shows a reference shape of the reflecting surface of the polygon mirror 31.
  • FIG. The reference shape of the reflective surface is a plane.
  • FIG. 9(d) shows the case where the reflecting surface of the polygon mirror 31 is convex with respect to the reference shape
  • FIG. 9(e) shows the case where the reflecting surface of the polygon mirror 31 is concave with respect to the reference shape. indicates the case.
  • the unevenness of the reflecting surface is emphasized in order to explain that it is a convex shape or a concave shape with respect to the reference shape.
  • the error information includes information representing an error that is convex with respect to the reference shape, such as (d), and an error that is concave with respect to the reference shape, such as (e).
  • control unit 3A acquires error information from the storage unit 4.
  • S101 corresponds to processing as an error information acquisition unit.
  • the control unit 3A adjusts the swing motor so that the error caused in the vertical scanning due to the error between the reference shape and the actual shape of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 is offset. 22 control values are corrected. Specifically, the control unit 3A changes the center position of the scanning angle range of the swing scanner 20 and changes the scanning angle range of the swing scanner 20 according to the error information about each of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror 31. The control value of the swing motor 22 is corrected so that at least one of the magnitude changes is performed. A more specific correction method will be described below with reference to FIG.
  • the three arrows pointing toward the reflecting surface of the polygon mirror 31 indicate the light passing through the center and both ends of the scanning angle range of the transmitted light scanned by the oscillating scanner 20.
  • the dotted line indicates the oscillating scanner 20. shows the center of the scan angle range by .
  • (b) to (e) of FIG. 9 show the transmitted light when the swing motor 22 is driven based on the corrected control value.
  • the error information is information representing an error in which a plurality of reflecting surfaces are tilted with respect to a preset reference position as shown in (b) and (c) of FIG.
  • the control value of the swing motor 22 is corrected so as to change the center position of the scanning angle range by the moving scanner 20 .
  • the control unit 3A adjusts the scanning angle range so that the center position of the scanning angle range by the swing scanner 20 is more upward.
  • the control unit 3A adjusts the scanning angle range so that the center position of the scanning angle range by the swing scanner 20 is more downward.
  • the error information may include tilt degree information indicating the degree to which the reflecting surface tilts downward or upward with respect to the reference position, and the control unit 3A performs scanning according to the tilt degree information.
  • the extent to which the center position of the angle range is changed upward or downward may be adjusted.
  • the control unit 3A when the error information is information indicating that the plurality of reflecting surfaces are convex or concave with respect to the reference shape as shown in (d) and (e) of FIG. 9, the control unit 3A , the control value of the swing motor 22 is corrected so as to change the size of the scanning angle range of the swing scanner 20 . As shown in (d), when the reflecting surface has a more convex shape than the reference shape, the control unit 3A changes the size of the scanning angle range so that the scanning angle range of the swing scanner 20 becomes narrower. . For example, the controller 3A may correct the control value of the swing motor 22 so that the swing speed of the swing mirror 21 becomes slower.
  • the control unit 3A changes the size of the scanning angle range so that the scanning angle range of the swing scanner 20 becomes wider. .
  • the controller 3A may correct the control value of the swing motor 22 so that the swing speed of the swing mirror 21 becomes faster.
  • the error information may include degree information indicating how convex or concave the reflecting surface is with respect to the reference shape. The extent to which the magnitude is changed (for example, the extent to which the swing speed of the swing mirror 21 is changed) may be adjusted.
  • the correction of the control value of the swing motor 22 is performed for each reflecting surface according to the error information of the reflecting surface. It should be noted that the control value of the swing motor 22 can be set to a different value for each reflecting surface of the polygon mirror 31. It is possible to control the swing motor 22 differently.
  • control unit 3A After correcting the control value of the swing motor 22 according to the error information in S102, the control unit 3A terminates the error correction process in FIG. Note that S102 corresponds to the processing of the error correction unit.
  • the control unit 3A controls the driving of the swing motor 22 based on the control value corrected by the error correction process when scanning is performed using the measurement unit 2. It should be noted that the drive control of the swing motor 22 based on the control value in the control section 3A corresponds to the processing of the drive control section.
  • the control unit 3 uses the measurement unit 2 to measure the distance and relative speed to the object that reflected the transmitted light.
  • the controller 3B is configured to execute the slope correction processing shown in FIG. 12 in addition to measuring the distance and the relative speed. Different from the form. That is, similarly to the control unit 3 of the first embodiment, the control unit 3B controls driving of the swing motor 22 based on the control value when measuring the distance and the relative speed using the measurement unit 2.
  • the control value is corrected by gradient correction processing.
  • the vehicle on which the rider device 1B is mounted is equipped with an acceleration sensor 5.
  • the acceleration sensor 5 is a sensor that detects acceleration applied to the vehicle.
  • the acceleration sensor 5 detects the inclination of the vehicle in the front-rear direction.
  • the control unit 3B acquires gradient information representing the gradient of the road on which the vehicle (that is, the own vehicle) on which the rider device 1B is mounted is traveling.
  • the slope information includes information indicating whether the slope of the road on which the vehicle is traveling is an upward slope, a downward slope, or no slope.
  • the control unit 3B acquires information on the inclination of the vehicle in the longitudinal direction from the acceleration sensor 5, and based on this information, determines whether the gradient of the road on which the vehicle is traveling is an upward gradient, a downward gradient, or Gradient information is obtained by determining if there is no gradient.
  • S201 corresponds to the processing of the gradient acquisition unit.
  • the control unit 3B corrects the control value of the swing motor 22 so as to change the central position of the scanning angle range of the swing scanner 20 according to the gradient information. Specifically, when the slope of the road on which the host vehicle is traveling is an upward slope, the control unit 3B adjusts the scanning angle range of the swing scanner 20 so that the center position of the scanning angle range is directed upward. Change the center position. Further, when the gradient of the road on which the vehicle is traveling is downward, the control unit 3B adjusts the center position of the scanning angle range by the swing scanner 20 so that the center position of the scanning angle range is directed downward. change. If the road on which the vehicle is traveling has no gradient, the controller 3B does not change the central position of the scanning angle range of the swing scanner 20.
  • the gradient information may include gradient degree information indicating the degree of the road gradient, and the control unit 3B changes the center position of the scanning angle range upward or downward according to the gradient degree information. You can adjust the degree.
  • control unit 3B After correcting the control value of the swing motor 22 according to the gradient information in S202, the control unit 3B terminates the gradient correction processing in FIG. Note that S202 corresponds to the processing of the gradient correction unit.
  • the control unit 3B controls driving of the swing motor 22 based on the control value corrected by the gradient correction process when scanning is performed using the measurement unit 2. It should be noted that the drive control of the swing motor 22 based on the control value in the control section 3B corresponds to the processing of the drive control section.
  • the vertical scanning range of the lidar device 1B can be appropriately adjusted according to the road gradient while the vehicle equipped with the lidar device 1B is running. For example, when the road on which the vehicle is traveling is downhill, adjusting the scanning range in the vertical direction of the lidar device 1B downward makes it easier to detect the object ahead.
  • control board 600 is arranged along a plane perpendicular to the rotation axis 321 of the polygon mirror 31, that is, along a plane extending in the width direction and the depth direction of the lidar device 1.
  • the arrangement of the control board 600 is not limited to this.
  • the control board 600 may be arranged along a plane perpendicular to the swing axis 221 of the swing mirror 21 , that is, along a plane extending in the width direction and the height direction of the lidar device 1 .
  • the area of the control board 600 is smaller than that of the arrangement of the above embodiment, the surface including the width direction having the longest length among the width direction, the depth direction, and the height direction of the lidar device 1
  • the area of the control board 600 can be designed to be relatively large.
  • the area of the control board 600 can be designed to be large compared to the case where the control board 600 is arranged along the plane extending in the depth direction and the height direction.
  • the number of reflecting surfaces of the polygon mirror 31 is five or less.
  • the number of reflecting surfaces is not limited to five or less.
  • the polygon mirror may have six reflective surfaces.
  • the polygon mirror 31 is configured such that all of the plurality of reflecting surfaces are parallel to the rotation axis 321 of the polygon mirror 31 .
  • the shape of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror is not limited to this.
  • the polygon mirror may be configured such that all of the plurality of reflecting surfaces have the same inclination angle with respect to the rotation axis. That is, a plurality of reflecting surfaces may have a uniform predetermined inclination angle. According to such a configuration, by designing the inclination angle of the reflection surface of the polygon mirror to a predetermined angle, the center of the scanning angle range of the swing scanner can be detected without changing the scanning angle range of the swing scanner. The position can be changed in any desired direction.
  • the polygon mirror may be configured such that the inclination angles with respect to the rotation axis of each of the plurality of reflecting surfaces are all different.
  • a plurality of reflecting surfaces may be configured to have different tilt angles that increase by a predetermined angle. According to such a configuration, scanning in the vertical direction is easier than when all of the plurality of reflecting surfaces are parallel to the rotation axis 321 of the polygon mirror 31 or when the plurality of reflecting surfaces have a uniform inclination angle.
  • the angular range can be made wider.
  • the oscillating scanner 20 is configured such that the angular range in which the oscillating mirror 21 can oscillate is larger than the angular range in which the oscillating mirror 21 scans the transmission light.
  • the swingable angular range of the swing scanner is not limited to this.
  • the oscillating range of the oscillating scanner may be the same as the angular range in which the oscillating mirror scans the transmission light.
  • the transmitting/receiving unit 10 is arranged to the left of the swing scanner 20, the polygon scanner 30 is arranged to the right of the swing scanner 20, and the folding mirror 40 is arranged below the swing mirror 21. be done.
  • the arrangement of the transmitting/receiving unit 10, swing scanner 20, polygon scanner 30, and folding mirror 40 is not limited to this.
  • the transmitting/receiving unit 10 may be arranged to the right of the swing scanner 20 and the polygon scanner 30 may be arranged to the left of the swing scanner 20 .
  • the folding mirror 40 may be arranged above the swing mirror 21 so as to reflect the transmitted light in the direction along the y-axis.
  • the transmitted light is output from the light projecting section 11 so as to pass above the swinging mirror 21, and the reflecting mirror 40 bends the traveling direction of the transmitting light downward by approximately 90 degrees to swing the light. It may be arranged above the oscillating mirror 21 so as to be incident on the reflecting surface of the oscillating mirror 21 .
  • the transmitting/receiving unit 10 is arranged behind the swing scanner 20, the folding mirror 40 is arranged below or above the swing mirror 21, and the polygon scanner 30 is arranged to the left or right of the swing scanner 20. good too.
  • the light projecting section 11 outputs transmission light in the direction along the z-axis
  • the folding mirror 40 reflects the transmission light output from the light projecting section 11 in the direction along the y-axis.
  • the transmission light output from the light projecting section 11 is bent upward or downward by approximately 90° in the traveling direction, and is incident on the reflecting surface of the oscillating mirror 21 .
  • the transmitting/receiving unit 10 and the oscillating scanner 20 may be arranged such that at least a portion thereof overlaps in the vertical direction. According to such a configuration, it is possible to suppress the length in the width direction and the height direction of the lidar device. This configuration is suitable when it is desired to suppress the width and height of the lidar device, such as when mounting the lidar device on the roof top of the vehicle.
  • the transmitting/receiving unit 10 may be arranged below or above the swing scanner 20, and the polygon scanner 30 may be arranged to the left or right of the swing scanner 20.
  • FIG. 14 shows an example in which the transmitting/receiving unit 10 is arranged below the oscillating scanner 20 and the polygon scanner 30 is arranged to the right of the oscillating scanner 20.
  • the light projecting section 11 outputs transmission light in the direction along the y-axis, and the transmission light output from the light projecting section 11 is directly incident on the reflecting surface of the oscillating mirror 21 .
  • the light projecting section 11 is configured to output a plurality of light beams, but the configuration of the light projecting section 11 is not limited to this.
  • the light projecting unit 11 may be configured to output one light beam.
  • the pupil plane is positioned between the oscillating mirror 21 and the polygon mirror 31 in the optical path of the light beam.
  • the position of the pupil plane is not limited to this.
  • the pupil plane may be positioned between the light projecting section 11 and the reflecting mirror 40 or between the polygon mirror 31 and the optical window 200 in the optical path of the light beam.
  • the lidar device 1 was exemplified as the ranging device, but the type of ranging device is not limited to this.
  • the ranging device may be a millimeter wave radar device.
  • the housing 100 has a communicating portion 110 that communicates between the internal space that houses the measuring portion 2 and the outside.
  • the configuration may be provided.
  • 15 is a schematic diagram of the lidar apparatus 1C viewed from the side of the optical window 200 with the optical window 200 removed. Therefore, the measurement unit 2 accommodated in the internal space of the housing 100 is illustrated.
  • the breathing filter 800 is attached to the housing 100 so as to block the communicating portion 110, and suppresses the entry of liquid into the internal space of the housing 100, while allowing ventilation between the internal space and the outside through the communicating portion 110.
  • the respiratory filter 800 is also called a vent filter. According to such a configuration, the pressure applied to the internal space of the housing 100 can be released to the outside while preventing liquid from entering from the outside, and the stress applied to each component housed in the internal space of the housing 100 can be released. can be reduced. In addition, air can be circulated between the internal space of the housing 100 and the outside, and the cooling efficiency of the electronic components in the lidar device 1 can be improved.
  • control unit 3A is configured to execute error correction processing
  • control unit 3B is configured to execute gradient correction processing.
  • the unit may be configured to perform both error correction processing and gradient correction processing.
  • the control unit 3B is configured to acquire information on the inclination of the vehicle in the longitudinal direction from the acceleration sensor 5, and acquire gradient information based on this information.
  • the method by which the controller acquires gradient information is not limited to this.
  • the control unit acquires the current position of the vehicle and map data including information representing the road gradient from the in-vehicle device, and reads the information representing the road gradient at the current position of the vehicle from the map data. , may obtain gradient information.
  • a vehicle equipped with a lidar device is equipped with a position detection device that detects the current position of the vehicle based on GPS signals received via a GPS antenna, and a map that includes information indicating road gradients. and a map database for storing data.
  • the present disclosure includes control units 3A and 3B constituting the lidar devices 1A and 1B, a system having the control units 3A and 3B as components, and the control unit.
  • Programs for causing computers to function as 3A and 3B, media recording the programs, error correction methods and slope correction methods in the lidar devices 1A and 1B, etc. can be implemented in various forms.

Landscapes

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Abstract

測定部（２）は、送信部（１１）、受信部（１２）、揺動スキャナ（２０）、及びポリゴンスキャナ（３０）をそれぞれ１つずつ備える。揺動スキャナは、揺動ミラー（２１）と、第１の方向に延びる揺動軸（２２１）を中心に揺動ミラーを揺動駆動する揺動モータ（２２）と、を有する。ポリゴンスキャナは、ポリゴンミラー（３１）と、第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸（３２１）を中心にポリゴンミラーを回転駆動する回転モータ（３２）と、を有する。送信部、受信部、揺動ミラー及びポリゴンミラーは、送信部から出力された送信波が、揺動ミラー、ポリゴンミラーの順に反射されて走査範囲内に出射され、反射波がその逆の順に反射されて受信部で受信されるように配置されている。

Description

測距装置 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０２１年９月２４日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０２１－１５６０９８号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０２１－１５６０９８号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
　本開示は、測距装置に関する。
　送信波を照射し、照射した送信波の物体からの反射波を検出して、その物体までの距離や相対速度を検出する測距装置がある。この種の測距装置では、送信波を偏向して走査するために、一般的に、回転駆動される偏向ミラーが用いられている。送信部から出力された送信波は、偏向ミラーで反射され、偏向ミラーの回転角度に応じた方向に出射されることにより、あらかじめ設定された走査範囲内が走査される。
　特許文献１には、２つの送信部から出力された光ビームを、２つの揺動駆動される平面ミラーにより垂直方向に偏向走査し、１つの回転駆動されるポリゴンミラーにより水平方向に偏向走査することにより二次元走査する、ライダ装置が開示されている。当該ライダ装置では、一方の送信部から出力された第１の光ビームが第１の平面ミラーによりポリゴンミラーの方向へと反射され、他方の送信部から出力された第２の光ビームが第２の平面ミラーによりポリゴンミラーの方向へと反射される。そして、第１の光ビーム及び第２の光ビームは、ポリゴンミラーの異なる反射面にて反射されて、それぞれ異なる走査範囲へと出射される。
米国特許第１０３２４１７０号明細書
　近年、測距装置の更なる小型化が求められている。しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、特許文献１に開示された構成では、送信部、揺動ミラー及び揺動ミラーを揺動駆動する揺動モータ等をそれぞれ２つずつ備えているため、測距装置全体としての大きさが大きくなるという課題が見出された。
　本開示の一局面は、測距装置全体としての大きさを小型化できる技術を提供することにある。
　本開示の一態様は、測距装置であって、送信波を照射し、送信波が照射された物体からの反射波を検出する測定部を備える。測定部は、送信部と、受信部と、揺動スキャナと、ポリゴンスキャナと、をそれぞれ１つずつ備える。送信部は、送信波を出力するように構成される。受信部は、反射波を検出するように構成される。揺動スキャナは、送信波及び反射波を反射する揺動ミラーと、第１の方向に延びる揺動軸を中心に揺動ミラーを揺動駆動するように構成された揺動モータと、を有する。ポリゴンスキャナは、送信波及び反射波を反射する複数の反射面を有するポリゴンミラーと、第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸を中心にポリゴンミラーを回転駆動するように構成された回転モータと、を有する。送信部、受信部、揺動ミラー及びポリゴンミラーは、送信部から出力された送信波が、揺動ミラー、ポリゴンミラーの順に反射されてあらかじめ設定された走査範囲内に出射され、反射波が、ポリゴンミラー、揺動ミラーの順に反射されて受信部で受信されるように配置されている。
　このような構成によれば、送信部、受信部、揺動スキャナ及びポリゴンスキャナがそれぞれ１つずつ備えられるため、測距装置全体としての大きさを小型化できる。
ライダ装置の外観を示す斜視図である。 ライダ装置の分解斜視図である。 測定部の概略構成を示す斜視図である。 投光部から出力された光ビームがポリゴンミラーの反射面に入射するまでの光路を示す模式図である。 測定部を上方から見た模式図である。 測定部を前方から見た模式図である。 測定部を右方から見た模式図である。 第２実施形態におけるライダ装置の概略構成を示すブロック図である。 誤差補正処理において誤差情報に応じて揺動モータの制御値を補正する例を示す図である。 第２実施形態において制御部で実行される誤差補正処理のフローチャートである。 第３実施形態におけるライダ装置の概略構成を示すブロック図である。 第３実施形態において制御部で実行される勾配補正処理のフローチャートである。 送受信ユニット、揺動スキャナ、ポリゴンスキャナ及び折り返しミラーの配置の一例を示す模式図である。 送受信ユニット、揺動スキャナ及びポリゴンスキャナの配置の一例を示す模式図である。 光学窓を外した状態で、呼吸フィルタを備えるライダ装置を光学窓側から見た模式図である。
　以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
　［１．第１実施形態］
　［１－１．全体構成］
　図１に示すライダ装置１は、送信光を出射し、送信光が照射された物体からの反射光を受光することによって物体との距離や相対速度を測定する測距装置である。ライダ装置１は、車両に搭載して使用され、車両の前方に存在する様々な物体の検出に用いられる。ライダは、ＬｉＤＡＲとも表記される。ＬｉＤＡＲは、Light Detection and Rangingの略語である。
　ライダ装置１は、筐体１００と、光学窓２００と、ヒートシンク７００と、を備える。
　以下の説明においては、三次元直交座標系におけるｘ軸正方向を右方、ｘ軸負方向を左方、ｙ軸正方向を上方、ｙ軸負方向を下方、ｚ軸正方向を前方、ｚ軸負方向を後方と規定する。その上で、このような三次元直交座標系において、ライダ装置１の幅方向がｘ軸方向、高さ方向がｙ軸方向、奥行き方向がｚ軸方向となり、送信光が前方に向けて出射されるようにライダ装置１が設置された状態を想定して、ライダ装置１の構成等を説明する。
　筐体１００は、１面が開口された直方体状に形成された樹脂製又は金属製の箱体である。
　光学窓２００は、送信光及び反射光を透過する材料で形成され、筐体１００の開口部を覆うように設置される。
　ヒートシンク７００は、筐体１００内部や後述する制御基板６００に実装された電子部品等において発生する熱を放熱するために、筐体１００の外面に設置される。本実施形態では、ヒートシンク７００は筐体１００の上面に設置されている。
　図２に示すように、ライダ装置１は、制御基板６００を備える。制御基板６００は、電子部品が実装された電子制御回路を有する、板状の基板である。制御基板６００には、後述する制御部３が実装されている。本実施形態では、制御基板６００は、制御部３が筐体１００の上面とヒートシンク７００との間に挟まれるように設置されている。制御部３の少なくとも一部は、図示しないが、ヒートシンク７００に対向するように制御基板６００の上面に配置されている。
　筐体１００の内部空間には、測定部２が収容される。測定部２は、送受信ユニット１０と、揺動スキャナ２０と、ポリゴンスキャナ３０と、を備える。
　図３に示すように、送受信ユニット１０は、投光部１１及び受光部１２が１つのユニットとして構成されたものである。投光部１１及び受光部１２は、送受信ユニット１０の内部に収容されている。投光部１１は、送信光を出力する。受光部１２は、送信光が照射された物体からの反射光を受光し、電気信号に変換する。測定部２は、投光部１１から出力された送信光を、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０で偏向走査し、あらかじめ設定された走査範囲内に出射させる。さらに、測定部２は、反射光を受光部１２にて検出する。
　測定部２は、ライダ装置１に１つ備えられている。すなわち、ライダ装置１は、投光部１１と、受光部１２と、揺動スキャナ２０と、ポリゴンスキャナ３０と、をそれぞれ１つずつ備える。なお、測定部２の詳細な説明については後述する。
　図２に戻り、制御部３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵが実行する機能の一部又は全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、制御部３を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
　制御部３は、測定部２を用いて、送信光を反射した物体との距離や相対速度を測定する。具体的には、制御部３は、受光部１２から出力された電気信号の波形と投光部１１が出力した送信光の波形の差分に基づいて、その物体との距離や相対速度を求める。また別の方式では、制御部３は、受光部１２から出力された電気信号の波形に基づき反射光が受光されたタイミングを特定し、送信光を投光部１１が出力したタイミングとの差分に基づいて、その物体との距離を求める。なお、制御部３は、距離や相対速度以外にも、その物体の位置する方位などの物体に関する情報を求めることができる。
　［１－２．測定部］
　図３に示すように、測定部２は、より具体的には、送受信ユニット１０と、揺動スキャナ２０と、ポリゴンスキャナ３０と、折り返しミラー４０と、を備える。
　送受信ユニット１０に収容された投光部１１は、送信光を出力する。本実施形態では、投光部１１は、ｘ軸に沿う方向に送信光を出力するように構成される。なお、送信光の光路を太矢印で示している。
　図４に示すように、投光部１１は、光源１１１と、レンズ１１２と、を備える。なお、図４においては、送受信ユニット１０のうち投光部１１のみを示しており、それ以外の送受信ユニット１０の構成を省略している。
　光源１１１は、複数の光ビーム（換言すると、送信光）を出力するように構成されている。なお、送信光の光路を太矢印で示している。光源１１１には、半導体レーザが用いられる。光源１１１は、例えば、マルチストライプ半導体レーザであってもよい。また例えば、光源１１１は、複数の半導体レーザを備えることにより、複数の光ビームを出力するように構成されてもよい。
　レンズ１１２は、光源１１１の発光面に対向して配置される。レンズ１１２は、光源１１１から発せられる光ビームを所望の形状（例えば、幅、出射角など）に成形するためのレンズである。
　図３に戻り、送受信ユニット１０に収容される受光部１２は、反射光を受光するように構成された、図示しない受光素子を備える。受光素子は、複数のＡＰＤを１列に配置したＡＰＤアレイを有する。ＡＰＤは、アバランシェフォトダイオードである。また、受光素子はＡＰＤに限らず、例えば単一のフォトダイオードでもよい。なお、図３では、理解を容易にするため、１つの送信光の光路のみを記載しているが、実際は図４に示すように複数の送信光が出力される。
　揺動スキャナ２０は、揺動ミラー２１と、揺動モータ２２と、を備える。
　揺動ミラー２１は、送信光及び反射光を反射する反射面を有する平板状の部材である。
　揺動モータ２２は、第１の方向に延びる揺動軸２２１を中心に揺動ミラー２１を揺動駆動するように構成される。第１の方向とは、具体的には、ｚ軸に沿う方向である。揺動モータ２２は、揺動軸２２１が中心を通る棒状の軸部材２２ａを備え、軸部材２２ａを揺動軸２２１を中心に揺動させる。軸部材２２ａの回転タイミング、回転移動方向及び角速度等は、制御部３により制御される。揺動モータ２２は、例えば、ガルバノモータであってもよい。揺動ミラー２１は、反射面と反対側の面において、軸部材２２ａが当該面のｚ軸方向の中心線に沿うように、軸部材２２ａに固定されている。揺動モータ２２は、揺動ミラー２１の後方に配置される。
　ポリゴンスキャナ３０は、ポリゴンミラー３１と、回転モータ３２と、を備える。
　ポリゴンミラー３１は、送信光及び反射光を反射する複数の反射面を有する回転多面鏡である。ポリゴンミラー３１は、例えば、角柱状又は角錐台状の形状をしており、各側面に反射面が配置されている。ポリゴンミラー３１は、反射面の個数が５面以下となるように構成される。本実施形態では、ポリゴンミラー３１の反射面は５面であり、ポリゴンミラー３１は、上面及び底面が正五角形となる正五角柱形状をしている。すなわち、ポリゴンミラー３１は、複数の反射面がいずれも回転軸３２１と平行であるように構成されている。
　回転モータ３２は、第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸３２１を中心にポリゴンミラー３１を回転駆動するように構成される。第２の方向とは、具体的には、ｙ軸に沿う方向である。ポリゴンミラー３１の回転タイミング、回転移動方向及び角速度等は、制御部３により制御される。ポリゴンミラー３１は、上面及び底面の中心を回転軸３２１が通るように回転モータ３２に固定される。
　すなわち、送信光は、揺動スキャナ２０によりｙ軸に沿う方向（すなわち、上下方向）に走査され、さらに、ポリゴンスキャナ３０によりｘ軸に沿う方向（すなわち、左右方向）に走査されることにより、二次元走査される。
　折り返しミラー４０は、送信光及び反射光を反射する反射面を有する平板状の部材である。折り返しミラー４０は、投光部１１から出力された送信光を揺動ミラー２１の方向に反射させるとともに、揺動ミラー２１にて反射された反射光を受光部１２の方向に反射させるように、送信光及び反射光の経路上に配置される。具体的には、折り返しミラー４０は、送信光をｙ軸に沿う方向に反射するように揺動ミラー２１の下方に配置される。なお、折り返しミラー４０は、上記配置となるように固定されたミラーである。
　送受信ユニット１０、揺動スキャナ２０、ポリゴンスキャナ３０及び折り返しミラー４０は、投光部１１から出力された送信光が、折り返しミラー４０、揺動ミラー２１、ポリゴンミラー３１の順に反射されて走査範囲内に出射され、反射光が、ポリゴンミラー３１、揺動ミラー２１、折り返しミラー４０の順に反射されて受光部１２で受光されるように配置されている。より具体的な配置について、図３～図７を用いて、以下に説明する。
　図４～図６に示すように、送受信ユニット１０は、揺動スキャナ２０の左方に配置されている。なお、投光部１１は、ｘ軸に沿って右方向へと送信光を出力する。
　折り返しミラー４０は、投光部１１から出力された送信光が、折り返しミラー４０にて略９０°上方に進行方向が曲げられて、揺動ミラー２１の反射面に入射されるように、揺動ミラー２１の下方に配置される。
　ポリゴンスキャナ３０は、揺動スキャナ２０を挟んで送受信ユニット１０とは反対側、すなわち、揺動スキャナ２０の右方に配置されている。ポリゴンスキャナ３０は、折り返しミラー４０から到来した送信光が、揺動ミラー２１にて右方向に偏向されて、ポリゴンミラー３１の反射面に入射され、前方に向けて反射されるように配置される。
　すなわち、送受信ユニット１０、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０は、ライダ装置１の左右方向に並んで配置されている。一方、図６及び図７に示すように、送受信ユニット１０と揺動スキャナ２０とは、上下方向において少なくとも一部が重なるように配置されている。なお、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０についても、上下方向において少なくとも一部が重なるように配置されている。また、図５及び図７に示すように、送受信ユニット１０、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０は、前後方向において少なくとも一部が重なるように配置されている。本実施形態では、送受信ユニット１０、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０は、上下方向及び前後方向において大部分が重なるように配置されている。また、送受信ユニット１０、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０は、いずれも上下方向よりも前後方向の長さが長く構成されている。
　測定部２は、図５に示すように、左右方向（すなわち、幅方向）の長さが前後方向（すなわち、奥行き方向）の長さよりも長くなる。また、図６に示すように、測定部２は、左右方向（すなわち、幅方向）の長さが上下方向（すなわち、高さ方向）の長さよりも長くなる。また、図７に示すように、測定部２は、前後方向（すなわち、奥行き方向）の長さが上下方向（すなわち、高さ方向）の長さよりも長くなる。なお、折り返しミラー４０は、測定部２の幅方向、奥行き方向及び高さ方向の長さに影響しない程度に小さく構成可能であるため、上記では記載を省略した。
　ライダ装置１の大きさは測定部２の大きさに依存するため、ライダ装置１は、幅方向＞奥行き方向＞高さ方向、の順で長さが長くなる。
　次に、図４を用いて、投光部１１から出力される複数の送信光（ここでの説明においては、光ビームという）の配置及び投光部１１の詳細な構成について説明する。複数の光ビームは、ポリゴンミラー３１の反射面に入射する際にポリゴンミラー３１の回転軸３２１方向に沿って並ぶように配置されて出力される。本実施形態では、光源１１１から４つの光ビームが出力されるように構成されており、４つの光ビームは、ポリゴンミラー３１の反射面に入射する際にポリゴンミラー３１の回転軸３２１方向に沿って並ぶように配置されて出力される。具体的には、光源１１１は、上下方向に並んだ４つの光ビームを出力する。
　光源１１１及びレンズ１１２は、光ビームの光路における揺動ミラー２１とポリゴンミラー３１との間に瞳面が位置するように構成される。なお、瞳面の位置は、光源１１１とレンズ１１２との位置関係、レンズ１１２の屈曲率及び焦点距離等の要素を適宜変更する一般的な方法により、所望の位置に調整することができる。瞳面において、光源１１１から出力された複数の光ビームが最も集光され、かつ、複数の光ビームそれぞれの幅が最も小さくなる。すなわち、瞳面において、複数の光ビーム全体としての幅が最も小さくなる。
　次に、揺動スキャナ２０の詳細な構成について説明する。揺動スキャナ２０は、揺動ミラー２１が揺動可能な角度範囲が、揺動ミラー２１により送信光が走査される角度範囲よりも大きくなるように構成される。揺動ミラー２１により送信光が走査される角度範囲とは、換言すると、ライダ装置１における実際の走査角度範囲（具体的には、上下方向の走査角度範囲）である。例えば、揺動スキャナ２０は、実際の走査角度範囲よりも大きな角度範囲で揺動ミラー２１を揺動させるが、送信光の走査は実際の走査角度範囲内で行うように構成されてもよい。また例えば、揺動スキャナ２０は、実際の走査角度範囲よりも大きな角度範囲で揺動ミラー２１を揺動可能な構成とするが、走査時には、実際の走査角度範囲で揺動ミラー２１を揺動させるように構成されてもよい。
　［１－３．制御基板の配置］
　図６及び図７に示すように、制御基板６００は、ポリゴンミラー３１の回転軸３２１に対して垂直な面に沿うように配置される。ポリゴンミラー３１の回転軸３２１に対して垂直な面とは、ｘｚ平面、すなわち、ライダ装置１の幅方向と奥行き方向とに延びる面である。上述したように、ライダ装置１は、幅方向＞奥行き方向＞高さ方向、の順で長さが長くなる。このため、ライダ装置１においては、幅方向と奥行き方向とに延びる面は、幅方向と高さ方向とに延びる面や、奥行き方向と高さ方向とに延びる面と比較して、最も面積の大きい面となる。制御基板６００は、この最も面積の大きい面に沿うように配置される。制御基板６００は、長方形状の基板であり、長辺が幅方向、短辺が奥行き方向となるように配置される。
　［１－４．効果］
　以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
　（１ａ）ライダ装置１は、投光部１１と、受光部１２と、揺動スキャナ２０と、ポリゴンスキャナ３０と、をそれぞれ１つずつ備えており、投光部１１、受光部１２、揺動ミラー２１及びポリゴンミラー３１は、投光部１１から出力された送信光が、揺動ミラー２１、ポリゴンミラー３１の順に反射されて走査範囲内に出射され、反射光が、ポリゴンミラー３１、揺動ミラー２１の順に反射されて受光部１２で受光されるように配置されている。このような構成によれば、投光部１１、受光部１２、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０のうちの少なくとも１つが２つ以上備えられている構成と比較して、構成要素が減少した分だけ、ライダ装置１全体としての大きさを小型化できる。
　また、一般的に、揺動スキャナ２０の走査角度範囲は、ポリゴンスキャナ３０の走査角度範囲よりも小さい。このため、本実施形態のように、揺動ミラー２１、ポリゴンミラー３１の順に送信光が反射されるように揺動ミラー２１及びポリゴンミラー３１を配置する、すなわち、走査角度範囲の小さい揺動スキャナ２０を走査角度範囲の大きいポリゴンスキャナ３０よりも先に配置することで、ポリゴンスキャナ３０が揺動スキャナ２０よりも先に配置される構成と比較して、揺動ミラー２１及びポリゴンミラー３１の大きさを小さく構成可能となる。よって、ライダ装置１全体としての大きさを小型化できる。
　また、例えば、先行技術文献に記載のライダ装置のように、２つの送信部から同時に出力された光ビームを、２つの揺動スキャナにより１つのポリゴンスキャナに向けて偏向し、走査を行う場合、２つの光ビームそれぞれについて光軸調整を行う必要があり、高い精度が必要となる。本実施形態では、投光部１１、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０は１つずつ備えられているため、先行技術文献のように１つのポリゴンスキャナに対して２つの送信部及び２つの揺動スキャナを備える場合よりも、光軸調整を容易にすることができる。
　（１ｂ）制御基板６００は、ポリゴンミラー３１の回転軸３２１に対して垂直な面、すなわち、ライダ装置１の幅方向と奥行き方向とに延びる面に沿うように配置される。上述したように、ライダ装置１は、幅方向＞奥行き方向＞高さ方向、の順で長さが長くなる。このため、ライダ装置１において制御基板６００を本実施形態のように配置すれば、幅方向と高さ方向とに延びる面や、奥行き方向と高さ方向とに延びる面に沿って制御基板６００を配置する場合よりも、制御基板６００の面積を大きく設計することができる。よって、本実施形態の構成によれば、ライダ装置１に制御基板６００を配置する際に、幅方向、奥行き方向及び高さ方向からなる直方体の面のうち面積が最大となる面に沿って制御基板６００を配置できる。このため、ライダ装置１のスペースを最も効率よく使用でき、制御基板６００の面積を最大にできる。
　（１ｃ）ポリゴンミラー３１の複数の反射面は、５面以下であるように構成される。このような構成によれば、ポリゴンミラー３１の外接円の半径を変えることなく、ポリゴンミラーの反射面が６面以上である場合と比較して、各反射面あたりの面積を大きくすることができる。各反射面あたりの面積が大きくなった分、各反射面で反射されて受光部１２により受光される反射光の光量が増加する。よって、ポリゴンミラー３１の大きさを大きくすることなく、すなわち、ライダ装置１全体としての大きさを大きくすることなく、ライダ装置１の検知距離を長くすることができる。
　さらに、ポリゴンミラー３１の反射面が５面以下である場合、ポリゴンミラーの反射面が６面以上である場合と比較して、各反射面において送信光を走査可能な角度範囲を大きくできる。例えば、ポリゴンスキャナは１２０°の走査角度範囲を有することが望まれている。ポリゴンミラーの反射面が６面の場合、各反射面において送信光を走査可能な角度範囲は、計算上１２０°であるが、実際的には、走査可能な角度範囲は最大でも約１１０°くらいまでとなる。これに対して、ポリゴンミラーの反射面が５面である場合、各反射面において送信光を走査可能な角度範囲は、計算上１４４°であり、余裕を持って１２０°の走査角度範囲とすることが可能となる。なお、ポリゴンミラーの反射面が４面以下である場合は、各反射面において送信光を走査可能な角度範囲は、より大きくなる。
　なお、ライダ装置の動作周期を考慮すると、ポリゴンミラーの反射面は５面であることがより好ましい。
　（１ｄ）揺動スキャナ２０は、揺動ミラー２１が揺動可能な角度範囲が、揺動ミラー２１により送信光が走査される角度範囲よりも大きくなるように構成される。このような構成によれば、実際の走査角度範囲に対して揺動ミラー２１が揺動可能な角度範囲に余裕があるため、必要に応じて、実際の走査角度範囲を揺動ミラー２１が揺動可能な角度範囲において調整することができる。例えば、ライダ装置１が傾いて車両に設置されたことにより、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置が所望の位置からずれてしまう場合がある。このような場合、ライダ装置を車両に取り付けるためのブラケットに備えられた、ライダ装置の姿勢を調整するための調整機構を用いて、揺動スキャナによる走査角度範囲の中心位置が所望の位置になるようにライダ装置の姿勢を調整することが一般的であった。本実施形態の構成によれば、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置が所望の位置からずれている場合、上記調整機構を用いずに、揺動スキャナ２０による実際の走査角度範囲を調整することにより、ずれを抑制することができる。よって、上記調整機構を備える必要がなくなる分、ブラケット全体としての大きさを小さくでき、また、上記調整機構を用いてライダ装置１の姿勢の調整を行う工程を削減することができる。
　また、揺動スキャナ２０による走査角度範囲を調整することができるため、共通のライダ装置１の構成で、揺動スキャナ２０の制御を変更することにより、ライダ装置１の上下方向の走査角度範囲が異なるものを実現できる。具体的には、ライダ装置１の車両への搭載位置や用途等に応じて、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置及び走査角度範囲の大きさを調整することができる。このように、揺動スキャナ２０の制御を変更することにより、揺動スキャナ２０やポリゴンスキャナ３０の設計を変更せずに、様々な走査パターンを簡易に実現できる。なお、揺動ミラー２１の揺動速度等も併せて調整することが可能である。例えば、路面を注視することを目的とする場合は、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置を水平方向よりも下方向とし、かつ揺動ミラー２１の揺動速度を遅くするように、揺動モータ２２の制御値を書き換えることで、路面を精度よく走査できる。
　（１ｅ）送受信ユニット１０は、揺動スキャナ２０の左方に配置され、投光部１１がｘ軸に沿う方向に送信光を出力するように構成される。折り返しミラー４０は、投光部１１から出力された送信光をｙ軸に沿う方向に反射するように揺動ミラー２１の下方に配置される。ポリゴンスキャナ３０は、揺動スキャナ２０を挟んで送受信ユニット１０とは反対側に配置される。このような構成によれば、送受信ユニット１０、揺動スキャナ２０及びポリゴンスキャナ３０がライダ装置１の幅方向に並んで配置されているため、ライダ装置１の高さ方向及び奥行方向の長さを抑制することが可能となる。本実施形態の構成は、ライダ装置１を車両のグリルや車室内に搭載する場合のように、ライダ装置１の高さ及び奥行きを抑制したい場合に適している。
　（１ｆ）送受信ユニット１０と揺動スキャナ２０とは、上下方向において少なくとも一部が重なるように配置されている。このような構成によれば、送受信ユニット１０と揺動スキャナ２０とが上下方向において重ならない配置である場合と比較して、ライダ装置１の上下方向、すなわち、高さ方向の長さをより抑制することができる。
　（１ｇ）投光部１１は複数の光ビームを出力するように構成されており、複数の光ビームは、ポリゴンミラー３１の反射面に入射する際にポリゴンミラー３１の回転軸３２１方向に沿って並ぶように配置されて出力される。このような構成によれば、上下方向の走査を複数の光ビームで行うことができるため、１つの光ビームで走査を行う構成と比較して、走査範囲全体を走査するために必要なポリゴンミラー３１の回転数を減らすことができる。このため、ポリゴンミラー３１の回転速度が同じである場合に、１つの光ビームで走査を行う構成と比較して、ライダ装置１の動作周期を短くすることができる。なお、１つの光ビームで走査を行う場合においても、ポリゴンミラーの回転速度を速くすることで動作周期を短くすることは可能であるが、ポリゴンミラーの回転速度が速くなると、反射光をポリゴンミラーで反射するための時間が短くなる。よって、ポリゴンミラーにて反射される反射光の光量が減少し、受光部により受光される反射光の光量も減少するため、ライダ装置の検知距離が短くなってしまう。ライダ装置は、車両に搭載することを考慮して、動作周期が短く、検知距離が長いことが求められている。本実施形態の構成のように上下方向の走査を複数の光ビームで行うことにより、ライダ装置１の動作周期を短くすることと、ポリゴンミラー３１の回転速度を抑えてライダ装置１の検知距離を長くすることを両立できる。
　（１ｈ）光源１１１及びレンズ１１２は、光ビームの光路における揺動ミラー２１とポリゴンミラー３１との間に瞳面が位置するように構成される。上述したように、瞳面において複数の光ビーム全体としての幅が最も小さくなるため、このような構成によれば、瞳面が当該位置にない場合と比較して、揺動ミラー２１の反射面及びポリゴンミラー３１の反射面をどちらも小さく構成できる。例えば、揺動スキャナ２０に近い位置に瞳面が位置するようにした場合、揺動ミラー２１の反射面を特に小さく構成できる。また例えば、ポリゴンミラー３１に近い位置に瞳面が位置するようにした場合、ポリゴンミラー３１の反射面を特に小さく構成できる。
　なお、第１実施形態では、投光部１１が送信部に相当し、受光部１２が受信部に相当し、ライダ装置１が測距装置に相当し、送信波が送信光に相当し、反射波が反射光に相当する。
　［２．第２実施形態］
　［２－１．第１実施形態との相違点］
　第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
　上述した第１実施形態のライダ装置１では、制御部３は、測定部２を用いて、送信光を反射した物体との距離や相対速度を測定する構成であった。これに対し、第２実施形態のライダ装置１Ａでは、制御部３Ａは、距離や相対速度の測定に加えて、図１０に示す誤差補正処理を実行するように構成される点で、第１実施形態と相違する。すなわち、第１実施形態の制御部３と同様に、制御部３Ａは、測定部２を用いて距離や相対速度の測定を行う際に、制御値に基づいて揺動モータ２２の駆動を制御するが、第２実施形態では、誤差補正処理により当該制御値が補正される。
　図８に示すように、ライダ装置１Ａは、記憶部４を更に備える。
　記憶部４には、ポリゴンミラー３１の複数の反射面それぞれについての、予め設定された基準形状と実際の形状との誤差を表す誤差情報が記憶されている。ポリゴンミラー３１の複数の反射面それぞれについての基準形状と実際の形状との誤差は、ライダ装置１の製造段階において測定され、製造段階で、記憶部４に誤差情報が記憶される。本実施形態ではポリゴンミラー３１の反射面は５面であるため、５面それぞれについて基準形状と実際の形状との誤差が測定され、５面分の誤差情報が記憶部４に記憶される。反射面の基準形状と実際の形状との誤差が所定の公差範囲内である場合は、その反射面については、誤差情報が記憶されないか、又は誤差がないことを示す誤差情報が記憶されてもよい。
　誤差情報には、ポリゴンミラー３１の複数の反射面が予め設定された基準位置に対して傾いている誤差を表す情報が含まれる。図９の（ａ）は、ポリゴンミラー３１の反射面の基準位置を示している。本実施形態では、基準位置は、反射面が回転軸３２１と平行となる位置である。図９の（ｂ）は、ポリゴンミラー３１の反射面が基準位置に対して下向きに傾いている場合を、図９の（ｃ）は、ポリゴンミラー３１の反射面が基準位置に対して上向きに傾いている場合を示す。なお、図９では、ポリゴンミラー３１の複数の反射面のうちの１つのみを示しており、基準位置に対する傾きを説明するため反射面の傾き強調して示している。誤差情報には、（ｂ）のように基準位置に対して下向きに傾いている誤差、及び（ｃ）のように基準位置に対して上向きに傾いている誤差を表す情報が含まれる。
　ポリゴンミラー３１の複数の反射面が基準位置に対して傾いている誤差には、複数の反射面自体の傾きに起因する誤差と、ポリゴンミラー３１の回転軸３２１のずれに起因する誤差とが含まれる。複数の反射面自体の傾きに起因する誤差とは、ポリゴンミラー３１の反射面が基準位置に対して傾いて製造されたことにより生じる誤差である。また、ポリゴンミラー３１の回転軸３２１のずれに起因する誤差とは、ポリゴンミラー３１が回転モータ３２に設置されて回転軸３２１を中心に回転駆動される際に、回転軸３２１がぶれながら回転駆動されることにより生じる誤差である。この誤差は、回転軸３２１がぶれながらポリゴンミラー３１が回転することにより、ポリゴンミラー３１の反射面が基準位置に対して上向き又は下向きに傾くため生じる。
　さらに、誤差情報には、ポリゴンミラー３１の複数の反射面が基準形状に対して凸形状又は凹形状であることを表す情報が含まれる。図９の（ａ）は、ポリゴンミラー３１の反射面の基準形状を示している。反射面の基準形状は、平面である。図９の（ｄ）は、ポリゴンミラー３１の反射面が基準形状に対して凸形状である場合を、図９の（ｅ）は、ポリゴンミラー３１の反射面が基準形状に対して凹形状である場合を示す。なお、図９では、基準形状に対して凸形状又は凹形状であることを説明するため、反射面の凹凸を強調して示している。誤差情報には、（ｄ）のような基準形状に対して凸形状である誤差、及び（ｅ）のように基準形状に対して凹形状である誤差を表す情報が含まれる。
　［２－２．処理］
　制御部３Ａが実行する誤差補正処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、誤差補正処理は、例えば車両のイグニッションスイッチがオンされたことを契機に実行される。
　まず、Ｓ１０１で、制御部３Ａは、記憶部４から誤差情報を取得する。なお、Ｓ１０１が誤差情報取得部としての処理に相当する。
　続いて、Ｓ１０２で、制御部３Ａは、ポリゴンミラー３１の複数の反射面の基準形状と実際の形状との誤差に起因して上下方向の走査において生じる誤差が相殺されるように、揺動モータ２２の制御値を補正する。具体的には、制御部３Ａは、ポリゴンミラー３１の複数の反射面それぞれについての誤差情報に応じて、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置の変更及び揺動スキャナ２０による走査角度範囲の大きさの変更のうち少なくとも一方を行うように、揺動モータ２２の制御値を補正する。より具体的な補正方法について、図９を用いて以下に説明する。
　図９においてポリゴンミラー３１の反射面に向かう３本の矢印は、揺動スキャナ２０により走査された送信光のうち走査角度範囲の中心及び両端を通るものを示しており、点線は揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心を示している。なお、図９の（ｂ）～（ｅ）においては、補正後の制御値に基づいて揺動モータ２２が駆動された際の送信光を示している。
　誤差情報が、図９の（ｂ）及び（ｃ）に示すように複数の反射面が予め設定された基準位置に対して傾いている誤差を表す情報であった場合、制御部３Ａは、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置を変更するように、揺動モータ２２の制御値を補正する。（ｂ）に示すように、反射面が基準位置に対して下向きに傾いている場合、制御部３Ａは、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置がより上向きになるように、走査角度範囲の中心位置を変更する。（ｃ）に示すように、反射面が基準位置に対して上向きに傾いている場合、制御部３Ａは、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置がより下向きになるように、走査角度範囲の中心位置を変更する。なお、誤差情報には、反射面が基準位置に対して下向き又は上向きに傾いている度合いを示す傾き度合いの情報が含まれていてもよく、制御部３Ａは、傾き度合いの情報に応じて走査角度範囲の中心位置を上向き又は下向きに変更する程度を調整してもよい。
　また、誤差情報が、図９の（ｄ）及び（ｅ）に示すように複数の反射面が基準形状に対して凸形状又は凹形状であることを表す情報であった場合、制御部３Ａは、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の大きさを変更するように、揺動モータ２２の制御値を補正する。（ｄ）に示すように、反射面が基準形状よりも凸形状である場合、制御部３Ａは、揺動スキャナ２０による走査角度範囲がより狭くなるように、走査角度範囲の大きさを変更する。例えば、制御部３Ａは、揺動ミラー２１の揺動速度がより遅くなるように、揺動モータ２２の制御値を補正してもよい。（ｅ）に示すように、反射面が基準形状よりも凹形状である場合、制御部３Ａは、揺動スキャナ２０による走査角度範囲がより広くなるように、走査角度範囲の大きさを変更する。例えば、制御部３Ａは、揺動ミラー２１の揺動速度がより速くなるように、揺動モータ２２の制御値を補正してもよい。なお、誤差情報には、反射面が基準形状に対してどの程度凸形状又は凹形状であるかを示す程度情報が含まれていてもよく、制御部３Ａは、程度情報に応じて走査角度範囲の大きさを変更する程度（例えば、揺動ミラー２１の揺動速度を変更する程度）を調整してもよい。
　上記揺動モータ２２の制御値の補正は、反射面ごとに、その反射面の誤差情報に応じて行われる。なお、揺動モータ２２の制御値はポリゴンミラー３１の反射面ごとに異なる値とすることが可能であり、制御部３Ａは、ポリゴンミラー３１の反射面ごとの制御値に基づいて、反射面ごとに異なる揺動モータ２２の制御を行うことができる。
　ある反射面について、誤差情報がない場合、又は誤差情報が誤差がないことを示すものである場合は、その反射面についての上記揺動モータ２２の制御値の補正は行われなくてもよい。
　制御部３Ａは、Ｓ１０２で誤差情報に応じて揺動モータ２２の制御値を補正した後、図１０の誤差補正処理を終了する。なお、Ｓ１０２が誤差補正部としての処理に相当する。
　制御部３Ａは、測定部２を用いて走査を行う際に、誤差補正処理により補正された制御値に基づいて揺動モータ２２の駆動を制御する。なお、制御部３Ａにおける制御値に基づいた揺動モータ２２の駆動の制御は、駆動制御部としての処理に相当する。
　［２－３．効果］
　以上詳述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第２実施形態によれば、揺動モータ２２の制御値を補正することにより、ポリゴンミラー３１の加工精度に関わらず、あらかじめ設定された上下方向の走査範囲に送信光が走査されるように調整できる。近年、ライダ装置１Ａにおいて上下方向の走査を高精度で行うことが求められているが、ポリゴンミラー３１を求められる程度にまで高精度で製造することは困難である。その点、第２実施形態によれば、揺動モータ２２の制御値を補正することによって、ポリゴンミラー３１の製造上生じた誤差による上下方向の走査の精度への影響を相殺することができるため、ポリゴンミラー３１の製造に要求される精度を緩和できる。
　［３．第３実施形態］
　［３－１．第１実施形態との相違点］
　第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
　上述した第１実施形態のライダ装置１では、制御部３は、測定部２を用いて、送信光を反射した物体との距離や相対速度を測定する構成であった。これに対し、第３実施形態のライダ装置１Ｂでは、制御部３Ｂは、距離や相対速度の測定に加えて、図１２に示す勾配補正処理を実行するように構成される点で、第１実施形態と相違する。すなわち、第１実施形態の制御部３と同様に、制御部３Ｂは、測定部２を用いて距離や相対速度の測定を行う際に、制御値に基づいて揺動モータ２２の駆動を制御するが、第３実施形態では、勾配補正処理により当該制御値が補正される。
　図１１に示すように、ライダ装置１Ｂが搭載される車両には、加速度センサ５が備えられている。加速度センサ５は、自車両にかかる加速度を検出するセンサである。加速度センサ５により、自車両の前後方向の傾きが検出される。
　［３－２．処理］
　制御部３Ｂが実行する勾配補正処理について、図１２のフローチャートを用いて説明する。なお、勾配補正処理は、車両のイグニッションスイッチがオンされている状態において、所定の周期で実行される。
　まず、Ｓ２０１で、制御部３Ｂは、ライダ装置１Ｂが搭載された車両（すなわち、自車両）が走行中の道路の勾配を表す勾配情報を取得する。本実施形態では、勾配情報には、自車両が走行中の道路の勾配が、上り勾配、下り勾配、又は勾配なし、であることを表す情報が含まれる。具体的には、制御部３Ｂは、加速度センサ５から自車両の前後方向の傾きの情報を取得し、これに基づいて、自車両が走行中の道路の勾配が、上り勾配、下り勾配、又は勾配なしのいずれであるかを判断することにより、勾配情報を取得する。なお、Ｓ２０１が勾配取得部としての処理に相当する。
　続いて、Ｓ２０２で、制御部３Ｂは、勾配情報に応じて、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置を変更するように、揺動モータ２２の制御値を補正する。具体的には、自車両が走行中の道路の勾配が上り勾配である場合は、制御部３Ｂは、走査角度範囲の中心位置がより上向きになるように、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置を変更する。また、自車両が走行中の道路の勾配が下り勾配である場合は、制御部３Ｂは、走査角度範囲の中心位置がより下向きになるように、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置を変更する。自車両が走行中の道路の勾配が勾配なしである場合は、制御部３Ｂは、揺動スキャナ２０による走査角度範囲の中心位置の変更を行わない。なお、勾配情報には、道路勾配の度合いを示す勾配度合いの情報が含まれていてもよく、制御部３Ｂは、勾配度合いの情報に応じて走査角度範囲の中心位置を上向き又は下向きに変更する程度を調整してもよい。
　制御部３Ｂは、Ｓ２０２で勾配情報に応じて揺動モータ２２の制御値を補正した後、図１２の勾配補正処理を終了する。なお、Ｓ２０２が勾配補正部としての処理に相当する。
　制御部３Ｂは、測定部２を用いて走査を行う際に、勾配補正処理により補正された制御値に基づいて揺動モータ２２の駆動を制御する。なお、制御部３Ｂにおける制御値に基づいた揺動モータ２２の駆動の制御は、駆動制御部としての処理に相当する。
　［３－３．効果］
　以上詳述した第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第３実施形態によれば、ライダ装置１Ｂを搭載した車両の走行中に、道路勾配に応じてライダ装置１Ｂの上下方向の走査範囲を適切な向きに調整することができる。例えば、自車両が走行中の道路が下り坂である場合に、ライダ装置１Ｂの上下方向の走査範囲をより下向きに調整することで、先方の対象物を検知しやすくなる。
　［４．他の実施形態］
　以上、本開示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されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
　（４ａ）上記実施形態では、制御基板６００は、ポリゴンミラー３１の回転軸３２１に対して垂直な面、すなわち、ライダ装置１の幅方向と奥行き方向とに延びる面に沿うように配置される。しかし、制御基板６００の配置はこれに限定されるものではない。例えば、制御基板６００は、揺動ミラー２１の揺動軸２２１に対して垂直な面、すなわち、ライダ装置１の幅方向と高さ方向とに延びる面に沿うように配置されてもよい。このような構成によれば、上記実施形態の配置よりは制御基板６００の面積は小さくなるものの、ライダ装置１の幅方向、奥行き方向及び高さ方向のうち最も長さが長い幅方向を含む面に沿って制御基板６００が配置されることで、制御基板６００の面積を比較的大きく設計できる。例えば、このような構成によれば、奥行き方向と高さ方向とに延びる面に沿って制御基板６００が配置される場合と比較して、制御基板６００の面積を大きく設計できる。
　（４ｂ）上記実施形態では、ポリゴンミラー３１の複数の反射面は、５面以下であるように構成される。しかし、反射面の個数は５面以下に限られない。例えば、ポリゴンミラーの複数の反射面は、６面であってもよい。
　（４ｃ）上記実施形態では、ポリゴンミラー３１は、複数の反射面がいずれもポリゴンミラー３１の回転軸３２１と平行であるように構成されている。しかしながら、ポリゴンミラーの複数の反射面の形状はこれに限定されるものではない。例えば、ポリゴンミラーは、複数の反射面それぞれの回転軸に対する倒れ角がすべて同一であるように構成されていてもよい。すなわち、複数の反射面が、一律の所定の倒れ角を有していてもよい。このような構成によれば、ポリゴンミラーの反射面の倒れ角を所定の角度に設計しておくことにより、揺動スキャナの走査角度範囲を変更することなく、揺動スキャナによる走査角度範囲の中心位置を所望の方向へ変更することができる。また例えば、ポリゴンミラーは、複数の反射面それぞれの回転軸に対する倒れ角がすべて異なるように構成されていてもよい。例えば、複数の反射面が、所定の角度ずつ増加する異なる倒れ角を有するように構成されていてもよい。このような構成によれば、複数の反射面がいずれもポリゴンミラー３１の回転軸３２１と平行である場合や、複数の反射面が一律の倒れ角を有する場合と比較して、上下方向の走査角度範囲をより広くすることができる。
　（４ｄ）上記実施形態では、揺動スキャナ２０は、揺動ミラー２１が揺動可能な角度範囲が、揺動ミラー２１により送信光が走査される角度範囲よりも大きくなるように構成される。しかし、揺動スキャナの揺動可能な角度範囲はこれに限定されるものではない。例えば、揺動スキャナの揺動可能な角度範囲が揺動ミラーにより送信光が走査される角度範囲と同じであるように構成されてもよい。
　（４ｅ）上記実施形態では、送受信ユニット１０が揺動スキャナ２０の左方に配置され、ポリゴンスキャナ３０が揺動スキャナ２０の右方に配置され、折り返しミラー４０が揺動ミラー２１の下方に配置される。しかし、送受信ユニット１０、揺動スキャナ２０、ポリゴンスキャナ３０及び折り返しミラー４０の配置はこれに限定されるものではない。例えば、送受信ユニット１０が揺動スキャナ２０の右方に配置され、ポリゴンスキャナ３０が揺動スキャナ２０の左方に配置されてもよい。また例えば、折り返しミラー４０は、送信光をｙ軸に沿う方向に反射するように揺動ミラー２１の上方に配置されてもよい。すなわち、送信光が揺動ミラー２１の上方を通るよう投光部１１から出力され、折り返しミラー４０は、当該送信光が、折り返しミラー４０にて略９０°下方に進行方向が曲げられて、揺動ミラー２１の反射面に入射されるように、揺動ミラー２１の上方に配置されてもよい。
　また、送受信ユニット１０が揺動スキャナ２０の後方に配置され、折り返しミラー４０が揺動ミラー２１の下方又は上方に配置され、ポリゴンスキャナ３０が揺動スキャナ２０の左方又は右方に配置されてもよい。このような配置の一例として、図１３に、送受信ユニット１０が揺動スキャナ２０の後方に配置され、折り返しミラー４０が揺動ミラー２１の下方に配置され、ポリゴンスキャナ３０が揺動スキャナ２０の右方に配置される例を示す。このような配置においては、投光部１１は、ｚ軸に沿う方向に送信光を出力し、折り返しミラー４０は、投光部１１から出力された送信光をｙ軸に沿う方向に反射する。具体的には、折り返しミラー４０は、投光部１１から出力された送信光が、折り返しミラー４０にて略９０°上方又は下方に進行方向が曲げられて、揺動ミラー２１の反射面に入射されるように、揺動ミラー２１の下方又は上方に配置される。送受信ユニット１０と揺動スキャナ２０とは、上下方向において少なくとも一部が重なるように配置されていてもよい。このような構成によれば、ライダ装置の幅方向及び高さ方向の長さを抑制することが可能となる。当該構成は、ライダ装置を車両のルーフトップに搭載する場合のように、ライダ装置の幅及び高さを抑制したい場合に適している。
　また、送受信ユニット１０が揺動スキャナ２０の下方又は上方に配置され、ポリゴンスキャナ３０が揺動スキャナ２０の左方又は右方に配置されてもよい。このような配置の一例として、図１４に、送受信ユニット１０が揺動スキャナ２０の下方に配置され、ポリゴンスキャナ３０が揺動スキャナ２０の右方に配置される例を示す。このような配置においては、投光部１１がｙ軸に沿う方向に送信光を出力し、投光部１１から出力された送信光が直接揺動ミラー２１の反射面に入射される。このような構成によれば、ライダ装置の幅方向及び奥行き方向の長さを抑制することが可能となる。当該構成は、ライダ装置を車両側方に搭載する場合のように、ライダ装置の幅及び奥行きを抑制したい場合に適している。
　（４ｆ）上記実施形態では、投光部１１は複数の光ビームを出力するように構成されているが、投光部１１の構成はこれに限定されるものではない。例えば、投光部１１は１つの光ビームを出力する構成でもよい。
　（４ｇ）上記実施形態では、光ビームの光路における揺動ミラー２１とポリゴンミラー３１との間に瞳面が位置するように構成される。しかし、瞳面の位置はこれに限定されるものではない。例えば、瞳面が、光ビームの光路における投光部１１と折り返しミラー４０との間や、ポリゴンミラー３１と光学窓２００との間等に位置するように構成されてもよい。
　（４ｈ）上記実施形態では、測距装置としてライダ装置１を例示したが、測距装置の種類はこれに限定されるものではない。例えば、測距装置は、ミリ波レーダ装置であってもよい。
　（４ｉ）図１５に示すように、ライダ装置１Ｃは、筐体１００において測定部２を収容する内部空間と外部とを連通させる連通部１１０が形成されており、連通部１１０に呼吸フィルタ８００が設けられている構成であってもよい。なお、図１５は、光学窓２００を外した状態で、ライダ装置１Ｃを光学窓２００側から見た模式図であるため、筐体１００の内部空間に収容されている測定部２が図示されている。呼吸フィルタ８００は、連通部１１０を塞ぐように筐体１００に取り付けられており、筐体１００の内部空間に液体が入り込むのを抑制しつつ、連通部１１０を介した内部空間と外部との通気が可能に構成されている。液体としては、たとえば雨水、洗車に用いられる水、車両が走行時に巻き上げた水、融雪剤として用いられる塩化カルシウムの融雪による溶液、ブレーキオイルなどの有機系溶剤が想定される。なお、呼吸フィルタ８００は、ベントフィルタとも称される。このような構成によれば、外部からの液体の侵入を防ぎつつ、筐体１００の内部空間にかかる圧力を外部に逃がすことができ、筐体１００の内部空間に収容される各部品にかかる応力を低減することができる。また、筐体１００の内部空間と外部との間で空気を循環させることができ、ライダ装置１における電子部品の冷却効率を上げることができる。
　（４ｊ）上記第２実施形態では、制御部３Ａは誤差補正処理を実行するように構成され、上記第３実施形態では、制御部３Ｂは勾配補正処理を実行するように構成されるが、制御部は、誤差補正処理及び勾配補正処理の両方を実行する構成としてもよい。
　（４ｋ）上記第３実施形態では、制御部３Ｂは、加速度センサ５から自車両の前後方向の傾きの情報を取得し、これに基づいて、勾配情報を取得するように構成される。しかし、制御部が勾配情報を取得する方法はこれに限定されるものではない。例えば、制御部は、車載装置から、自車両の現在位置と、道路勾配を表す情報が含まれる地図データとを取得し、自車両の現在位置における道路勾配を表す情報を地図データから読み出すことにより、勾配情報を取得してもよい。ライダ装置が搭載される車両は、当該車載装置として、ＧＰＳアンテナを介して受信されたＧＰＳ信号等に基づいて自車両の現在位置を検出する位置検出装置と、道路勾配を示す情報が含まれる地図データを記憶する地図データベースと、を備えていてもよい。
　（４ｌ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。
　（４ｍ）本開示は、上記ライダ装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの他、ライダ装置１Ａ，１Ｂを構成する制御部３Ａ，３Ｂ、当該制御部３Ａ，３Ｂを構成要素とするシステム、当該制御部３Ａ，３Ｂとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、ライダ装置１Ａ，１Ｂにおける誤差補正方法及び勾配補正方法など、種々の形態で実現することができる。

Claims (16)

  1. 　送信波を照射し、前記送信波が照射された物体からの反射波を検出するように構成された測定部（２）を備え、
    　前記測定部は、
    　前記送信波を出力するように構成された送信部（１１）と、
    　前記反射波を検出するように構成された受信部（１２）と、
    　前記送信波及び前記反射波を反射する揺動ミラー（２１）と、第１の方向に延びる揺動軸（２２１）を中心に前記揺動ミラーを揺動駆動するように構成された揺動モータ（２２）と、を有する揺動スキャナ（２０）と、
    　前記送信波及び前記反射波を反射する複数の反射面を有するポリゴンミラー（３１）と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる回転軸（３２１）を中心に前記ポリゴンミラーを回転駆動するように構成された回転モータ（３２）と、を有するポリゴンスキャナ（３０）と、
    　をそれぞれ１つずつ備え、
    　前記送信部、前記受信部、前記揺動ミラー及び前記ポリゴンミラーは、前記送信部から出力された前記送信波が、前記揺動ミラー、前記ポリゴンミラーの順に反射されてあらかじめ設定された走査範囲内に出射され、前記反射波が、前記ポリゴンミラー、前記揺動ミラーの順に反射されて前記受信部で受信されるように配置されている、測距装置。
  2. 　請求項１に記載の測距装置であって、
    　電子部品が実装された電子制御回路を有する板状の制御基板（６００）を更に備え、
    　前記制御基板は、前記ポリゴンミラーの前記回転軸に対して垂直な面又は前記揺動ミラーの前記揺動軸に対して垂直な面に沿うように配置される、測距装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の測距装置であって、
    　前記ポリゴンミラーの前記複数の反射面は５面以下である、測距装置。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　前記ポリゴンミラーは、前記複数の反射面がいずれも前記回転軸と平行であるか、前記複数の反射面それぞれの前記回転軸に対する倒れ角がすべて同一であるか、又は、前記複数の反射面それぞれの前記回転軸に対する倒れ角がすべて異なる、測距装置。
  5. 　請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　前記揺動スキャナは、前記揺動ミラーが揺動可能な角度範囲が、前記揺動ミラーにより前記送信波が走査される角度範囲よりも大きくなるように構成される、測距装置。
  6. 　請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　前記測定部は、前記送信部から出力された前記送信波を前記揺動ミラーの方向に反射させるとともに、前記揺動ミラーにて反射された前記反射波を前記受信部の方向に反射させるように、前記送信波及び前記反射波の経路上に配置される、折り返しミラー（４０）を更に備え、
    　前記送信部、前記受信部、前記折り返しミラー、前記揺動ミラー及び前記ポリゴンミラーは、前記送信部から出力された前記送信波が、前記折り返しミラー、前記揺動ミラー、前記ポリゴンミラーの順に反射されて前記走査範囲内に出射され、前記反射波が、前記ポリゴンミラー、前記揺動ミラー、前記折り返しミラーの順に反射されて前記受信部で受信されるように配置されている、測距装置。
  7. 　請求項６に記載の測距装置であって、
    　前記送信部及び前記受信部は、１つの送受信ユニット（１０）として構成されており、
    　三次元直交座標系におけるｘ軸正方向を右方、ｘ軸負方向を左方、ｙ軸正方向を上方、ｙ軸負方向を下方、ｚ軸正方向を前方、ｚ軸負方向を後方として、前記第１の方向が前記ｚ軸に沿う方向、前記第２の方向が前記ｙ軸に沿う方向となり、前記ポリゴンミラーで反射された前記送信波が前方に向けて出射されるように前記測距装置が設置された状態で、
    　前記送受信ユニットは、前記揺動スキャナの左方又は前記揺動スキャナの右方に配置され、前記送信部が前記ｘ軸に沿う方向に前記送信波を出力するように構成されており、
    　前記折り返しミラーは、前記送信波を前記ｙ軸に沿う方向に反射するように前記揺動ミラーの下方又は上方に配置されており、
    　前記ポリゴンスキャナは、前記揺動スキャナを挟んで前記送受信ユニットとは反対側に配置されている、測距装置。
  8. 　請求項６に記載の測距装置であって、
    　前記送信部及び前記受信部は、１つの送受信ユニットとして構成されており、
    　三次元直交座標系におけるｘ軸正方向を右方、ｘ軸負方向を左方、ｙ軸正方向を上方、ｙ軸負方向を下方、ｚ軸正方向を前方、ｚ軸負方向を後方として、前記第１の方向が前記ｚ軸に沿う方向、前記第２の方向が前記ｙ軸に沿う方向となり、前記ポリゴンミラーで反射された前記送信波が前方に向けて出射されるように前記測距装置が設置された状態で、
    　前記送受信ユニットは、前記揺動スキャナの後方に配置され、前記送信部が前記ｚ軸に沿う方向に前記送信波を出力するように構成されており、
    　前記折り返しミラーは、前記送信波を前記ｙ軸に沿う方向に反射するように前記揺動ミラーの下方又は上方に配置されており、
    　前記ポリゴンスキャナは、前記揺動スキャナの左方又は右方に配置されている、測距装置。
  9. 　請求項７又は請求項８に記載の測距装置であって、
    　前記送受信ユニットと前記揺動スキャナとは、上下方向において少なくとも一部が重なるように配置されている、測距装置。
  10. 　請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　前記送信部及び前記受信部は、１つの送受信ユニットとして構成されており、
    　三次元直交座標系におけるｘ軸正方向を右方、ｘ軸負方向を左方、ｙ軸正方向を上方、ｙ軸負方向を下方、ｚ軸正方向を前方、ｚ軸負方向を後方として、前記第１の方向が前記ｚ軸に沿う方向、前記第２の方向が前記ｙ軸に沿う方向となり、前記ポリゴンミラーで反射された前記送信波が前方に向けて出射されるように前記測距装置が設置された状態で、
    　前記送受信ユニットは、前記揺動スキャナの下方又は上方に配置され、前記送信部が前記ｙ軸に沿う方向に前記送信波を出力するように構成されており、
    　前記ポリゴンスキャナは、前記揺動スキャナの左方又は右方に配置されている、測距装置。
  11. 　請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　前記測距装置は、前記送信波として少なくとも１つの光ビームを出力するように構成されたライダ装置である、測距装置。
  12. 　請求項１１に記載の測距装置であって、
    　前記送信部は、前記少なくとも１つの光ビームとして複数の光ビームを出力するように構成されており、
    　前記複数の光ビームは、前記ポリゴンミラーの反射面に入射する際に前記ポリゴンミラーの前記回転軸方向に沿って並ぶように配置されて出力される、測距装置。
  13. 　請求項１１又は請求項１２に記載の測距装置であって、
    　前記送信部は、前記少なくとも１つの光ビームを出力する光源（１１１）と、レンズ（１１２）と、を備え、
    　前記光源及び前記レンズは、前記少なくとも１つの光ビームの光路における前記揺動ミラーと前記ポリゴンミラーとの間に瞳面が位置するように構成される、測距装置。
  14. 　請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　制御値に基づいて前記揺動モータの駆動を制御するように構成された駆動制御部（３，３Ａ，３Ｂ）と、
    　前記ポリゴンミラーの前記複数の反射面それぞれについての、予め設定された基準形状と実際の形状との誤差を表す誤差情報を取得するように構成された誤差情報取得部（３Ａ，Ｓ１０１）と、
    　前記複数の反射面の前記誤差に起因して前記第２の方向の走査において生じる誤差が相殺されるように、前記制御値を補正するように構成された誤差補正部（３Ａ，Ｓ１０２）と、
    　を更に備え、
    　前記誤差補正部は、前記複数の反射面それぞれの前記誤差情報に応じて、前記揺動スキャナによる走査角度範囲の中心位置の変更及び前記揺動スキャナによる走査角度範囲の大きさの変更のうち少なくとも一方を行うように、前記制御値を補正し、
    　前記誤差情報には、前記複数の反射面が予め設定された基準位置に対して傾いている誤差を表す情報が含まれ、前記複数の反射面が前記基準位置に対して傾いている誤差には、前記複数の反射面自体の傾きに起因する誤差と、前記ポリゴンミラーの前記回転軸のずれに起因する誤差とが含まれる、測距装置。
  15. 　請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　制御値に基づいて前記揺動モータの駆動を制御するように構成された駆動制御部（３，３Ａ，３Ｂ）と、
    　前記測距装置が搭載された車両が走行中の道路の勾配を表す勾配情報を取得するように構成された勾配取得部（３Ｂ，Ｓ２０１）と、
    　前記勾配情報に応じて、前記揺動スキャナによる走査角度範囲の中心位置を変更するように、前記制御値を補正するように構成された勾配補正部（３Ｂ，Ｓ２０２）と、
    　を更に備える、測距装置。
  16. 　請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載の測距装置であって、
    　前記測定部を収容する内部空間を有し、前記内部空間と外部とを連通させる連通部（１１０）が形成された筐体（１００）と、
    　前記連通部に設けられる呼吸フィルタ（８００）と、
    　を更に備える、測距装置。
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