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技術 光学走査装置、及びレーザレーダ装置

出願人 株式会社デンソー
発明者 守口智博
出願日 2014年6月23日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2014-128336
公開日 2016年1月18日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2016-008848
状態 特許登録済
技術分野 光レーダ方式及びその細部 機械的光走査系
主要キーワード 規定角度範囲 規定閾値 規定回転速度 発光レンズ 照射角度θ レーザ光照射装置 探査波 駆動態様
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

自動車に搭載される光学走査装置において、偏向部の位置の検出精度を向上させつつ、装置構成簡易なものとすること。

解決手段

光学走査装置は、レーザ光発光するLD21と、規定された駆動態様である規定駆動態様で駆動される回転多面鏡24と、回転多面鏡24にて散乱されたレーザ光を受光する散乱光受光部60とを備えている。回転多面鏡24の散乱部にレーザ光が照射されると、回転多面鏡24にて反射されたレーザ光は散乱し、適正角度範囲外でのレーザ光の強度は大きくなる。このため、光学走査装置においては、散乱光受光部60で受光した結果、受光強度規定閾値以上となると、位置検出手段が、基準位置に散乱部が位置することを検出し、その検出結果に従って、発光制御手段が、レーザ光の発光タイミングを制御する。

概要

背景

従来、レーザ光発光する発光部と、規定された回転速度で回転する光学系(ポリゴンミラー)により、発光部からのレーザ光を規定角度範囲へと偏向する偏向部と、発光部でのレーザ光の発光開始タイミングを制御する制御部とを備えた光学走査装置が知られている(特許文献1参照)。

光学走査装置による規定角度範囲へのレーザ光の照射は、規定された回転速度で回転する光学系の特定の部位にレーザ光を照射可能なタイミングに、レーザ光を発光することで実現している。このため、規定角度範囲へのレーザ光の照射精度を向上させるためには、光学系の位置(回転角度)を検知することが重要となる。

そこで、特許文献1に記載された光学走査装置においては、予め規定された形状の位置検知受光部を走査範囲の両端に配置している。そして、位置検知受光部にて検知した受光レベルに基づいて、光学系の位置(回転角度)を検知することがなされている。

概要

自動車に搭載される光学走査装置において、偏向部の位置の検出精度を向上させつつ、装置構成簡易なものとすること。光学走査装置は、レーザ光を発光するLD21と、規定された駆動態様である規定駆動態様で駆動される回転多面鏡24と、回転多面鏡24にて散乱されたレーザ光を受光する散乱光受光部60とを備えている。回転多面鏡24の散乱部にレーザ光が照射されると、回転多面鏡24にて反射されたレーザ光は散乱し、適正角度範囲外でのレーザ光の強度は大きくなる。このため、光学走査装置においては、散乱光受光部60で受光した結果、受光強度規定閾値以上となると、位置検出手段が、基準位置に散乱部が位置することを検出し、その検出結果に従って、発光制御手段が、レーザ光の発光タイミングを制御する。

目的

本発明は、自動車に搭載される光学走査装置において、光学系の位置の検出精度を向上させつつ、装置構成を簡易なものとすることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

自動車に搭載される光学走査装置(10)であって、レーザ光発光する発光手段(21,71)と、規定された駆動態様である規定駆動態様で駆動される偏向手段(24,25,72,74)であって、当該偏向手段の規定された部位である規定部位に前記発光手段からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光を適正角度範囲へ照射し、前記規定部位とは異なる当該偏向手段の部位である散乱部に前記発光手段からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光を散乱させる偏向手段と、前記偏向手段にて散乱された前記レーザ光を受光する第1受光手段(60)と、前記第1受光手段で受光した結果、受光強度が予め規定された閾値以上となると、基準位置に前記散乱部が位置することを検出する位置検出手段(42,S140,S230)とを備えることを特徴とする光学走査装置。

請求項2

前記第1受光手段は、前記規定部位から前記適正角度範囲への光路上から外れ、前記散乱部にて散乱されたレーザ光の少なくとも一部が到達する位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光学走査装置。

請求項3

前記位置検出手段での検出結果に従って、前記発光手段におけるレーザ光の発光タイミングを制御する発光制御手段(42,S150〜S170)を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学走査装置。

請求項4

前記発光制御手段は、前記位置検出手段にて基準位置に前記散乱部が位置することを検出してから、予め規定された規定時間が経過すると、前記発光手段にレーザ光を発光させることを特徴とする請求項3に記載された光学走査装置。

請求項5

前記偏向手段は、回転運動を前記規定駆動態様として、駆動されることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載された光学走査装置。

請求項6

前記偏向手段は、直線運動を前記規定駆動態様として、駆動されることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載された光学走査装置。

請求項7

請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の光学走査装置と、前記適正角度範囲からの前記レーザ光の反射光を受光する第2受光手段(30)と、前記発光手段にてレーザ光を発光し、前記第2受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、前記レーザ光を反射した物体を検出する物体検出手段(42,S180,S260)とを備えたレーザレーダ装置

技術分野

0001

本発明は、光学系を制御する光学走査装置、及び光学走査装置を備えたレーザレーダ装置に関する。

背景技術

0002

従来、レーザ光発光する発光部と、規定された回転速度で回転する光学系(ポリゴンミラー)により、発光部からのレーザ光を規定角度範囲へと偏向する偏向部と、発光部でのレーザ光の発光開始タイミングを制御する制御部とを備えた光学走査装置が知られている(特許文献1参照)。

0003

光学走査装置による規定角度範囲へのレーザ光の照射は、規定された回転速度で回転する光学系の特定の部位にレーザ光を照射可能なタイミングに、レーザ光を発光することで実現している。このため、規定角度範囲へのレーザ光の照射精度を向上させるためには、光学系の位置(回転角度)を検知することが重要となる。

0004

そこで、特許文献1に記載された光学走査装置においては、予め規定された形状の位置検知受光部を走査範囲の両端に配置している。そして、位置検知受光部にて検知した受光レベルに基づいて、光学系の位置(回転角度)を検知することがなされている。

先行技術

0005

特開2005−37575号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、光学走査装置を備え、自動車に搭載されるレーザレーダ装置が提案されている。このレーザレーダ装置に用いられる光学走査装置において、光学系の位置(回転角度)を検出する技術として、上記特許文献1に記載された技術を適用することが考えられる。

0007

しかしながら、レーザレーダ装置が搭載される自動車は、温度環境低温から高温までと幅広く、振動などの外乱も大きい。このため、熱による膨張収縮により、2つの位置検知受光部の間の距離が変化したり、自動車の振動により、位置検知受光部の配置位置自体が変化したりする。

0008

このように、位置検知受光部の配置間隔や配置位置が変化すると、光学系の位置検知の精度が低下する。これを防止するためには、熱の変化による膨張や収縮を抑制する構造や、振動を吸収する構造が必要となり、装置構成が複雑になると言う課題が生じる。

0009

つまり、従来の技術では、自動車に搭載される光学走査装置において、光学系の位置の検出精度を向上させつつ、装置構成を簡易なものとすることが困難であるという課題があった。

0010

そこで、本発明は、自動車に搭載される光学走査装置において、光学系の位置の検出精度を向上させつつ、装置構成を簡易なものとすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

上記目的を達成するためになされた本発明は、自動車に搭載される光学走査装置に関する。
本発明の光学走査装置は、発光手段(21,71)と、偏向手段(24,25,72,74)と、第1受光手段(60)と、位置検出手段(42,S140,S230)とを備える。

0012

発光手段は、レーザ光を発光する。
偏向手段は、規定された駆動態様である規定駆動態様で駆動される。この偏向手段は、当該偏向手段の規定された部位である規定部位に発光手段からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光を適正角度範囲へ照射する。また、偏向手段は、規定部位とは異なる当該偏向手段の部位である散乱部に発光手段からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光を散乱させる。

0013

第1受光手段は、偏向手段にて散乱されたレーザ光を受光する。位置検出手段は、第1受光手段で受光した結果、受光強度が予め規定された閾値以上となると、基準位置に散乱部が位置することを検出する。

0014

このような光学走査装置では、規定駆動態様で駆動されている偏向手段の規定部位に、発光手段からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光は、適正角度範囲へと照射される。一方、規定された規定駆動態様で駆動されている偏向手段の散乱部に、発光手段からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光は散乱する。

0015

すなわち、レーザ光が規定部位に照射された場合、適正角度範囲内へと照射されるため、適正角度範囲外におけるレーザ光の強度は小さくなる。これに対して、レーザ光が散乱部に照射された場合、レーザ光が散乱するため、その適正角度範囲外でのレーザ光の強度は大きくなる。

0016

換言すれば、第1受光手段での受光強度は、レーザ光が散乱部に照射された場合には、レーザ光が照射部に照射された場合に比べて大きくなる。このため、本発明の光学走査装置によれば、第1受光手段で受光した結果、受光強度が予め規定された閾値以上となると、基準位置に散乱部が位置することを検出できる。

0017

しかも、本発明の光学走査装置における偏向手段の位置検出は、偏向手段にレーザ光を照射し、そのレーザ光が散乱した光を第1受光手段で受光することで実現される。したがって、本発明の光学走査装置によれば、装置構成を複雑にすること無く、偏向手段の位置を検出することができる。

0018

換言すれば、本発明によれば、自動車に搭載される光学走査装置において、光学系の位置の検出精度を向上させつつ、装置構成を簡易なものとすることができる。
さらに、本発明における光学走査装置は、発光制御手段(42,S150〜S170,S220)を備えていても良い。本発明における発光制御手段では、位置検出手段での検出結果に従って、発光手段におけるレーザ光の発光タイミングを制御すればよい。

0019

このような光学走査装置によれば、適切な発光タイミングでレーザ光を発光できる。
また、本発明は、光学走査装置と、第2受光手段(30)と、物体検出手段(42,S180,S260)とを備えたレーザレーダ装置としてなされていても良い。

0020

この場合、光学走査装置は、請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載された装置である。
第2受光手段は、適正角度範囲からのレーザ光の反射光を受光する。物体検出手段は、発光手段にてレーザ光を発光し、第2受光手段にて反射光を受光した結果に基づいて、レーザ光を反射した物体を検出する。

0021

このようなレーザレーダ装置によれば、レーザ光を反射した物体の位置の検出精度を向上させることができる。
なお、「特許請求の範囲」及び「課題を解決するための手段」の欄に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

図面の簡単な説明

0022

本発明が適用されたレーザレーダ装置の概略構成を示す図である。
回転多面鏡の詳細を説明する説明図である。
散乱光受光部の配置を説明する説明図である。
第1実施形態における測距処理処理手順を示すフローチャートである。
第2実施形態における測距処理の処理手順を示すフローチャートである。
本発明における発光部の変形例を示す説明図である。

実施例

0023

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
〈レーザレーダ装置〉
図1に示すレーザレーダ装置10は、自動車に搭載されるものである。このレーザレーダ装置10は、探査波としてのレーザ光を適正角度範囲に出力(照射)し、その適正角度範囲に存在する物標を検出する。

0024

レーザレーダ装置10は、発光部20と、受光部30と、検知回路40と、制御部42と、散乱光受光部60とを備えている。
発光部20は、制御部42からの発光信号Esに従って、信号レベルパルス状に変化するレーザ光を発光し適正角度範囲に照射する。

0025

これを実現するために、発光部20は、レーザダイオード(LD)21と、LD駆動回路22と、光学素子23と、回転多面鏡24と、スキャナ機構部25と、SC駆動回路26とを備えている。

0026

レーザダイオード21は、レーザ光を発光する。このレーザダイオード21は、レーザダイオード21自身が発光したレーザ光を、予め規定された照射範囲に照射するように配置されている。

0027

LD駆動回路22は、制御部42からの発光信号Esに従って、時間軸に沿った出力レベルがパルス状に変化するレーザ光をLD21に発光させる。光学素子23は、LD21が発光したレーザ光のビーム幅を決定する発光レンズを含む。ただし、光学素子23に含まれる発光レンズは、LD21にて発光したレーザ光のビーム幅を照射範囲とするように構成されている。

0028

回転多面鏡24は、複数の面それぞれの倒れ角が異なる鏡(ポリゴンミラー)である。この回転多面鏡24は、LD21からのレーザ光が照射される照射範囲に配置される。
スキャナ機構部25は、回転多面鏡24を回動可能に支持する。SC駆動回路26は、制御部42からのSC駆動信号に従って、予め規定された規定回転速度でスキャナ機構部25(ひいては回転多面鏡24)を駆動する。

0029

このような発光部20では、回転多面鏡24が規定回転速度で回転運動する。そして、発光部20では、この回転運動する回転多面鏡24にレーザ光が照射されることで、回転多面鏡24にて反射されたレーザ光が適正角度範囲へと照射される。さらに、回転多面鏡24に照射されるレーザ光の発光強度がパルス状に変化することから、発光部20は、適正角度範囲を細分化した角度範囲(以下、「照射角度θ」と称す)ごとにレーザ光を照射する。

0030

すなわち、本実施形態の発光部20は、いわゆる走査型レーザ光照射装置として構成されている。
次に、受光部30は、レーザ光を反射することで生成された反射光を受光して、受光信号Rsを出力する。具体的に、本実施形態における受光部30は、受光レンズ31と、受光素子(PD)32と、増幅器33とを備えている。

0031

受光レンズ31は、反射光を集光する。受光素子32は、受光レンズ31を介して反射光を受光し、その受光強度に応じた信号強度を有する受光信号Rsを発生させる。増幅器33は、受光素子32からの受光信号Rsを増幅する。

0032

検知回路40は、発光部20にてレーザ光を発光してから受光部30にて反射光を受光するまでの時間、及び受光部30での反射光の受光強度を計測して計測データを生成する。さらに、検知回路40は、制御部42からの要求に基づいて、生成した計測データを制御部42に出力する。

0033

この検知回路40は、制御部42からの発光信号Esと、信号レベルが規定閾値以上となる受光部30からの受光信号Rsとの位相差(即ち、反射物までの往復時間)を計測し、レーザ光を反射した物体までの距離(以下、検知距離と称す)Rを導出する。これと共に、検知回路40は、レーザ光を照射した照射角度θ、即ち、レーザ光を反射した物体が存在する方位を特定する。

0034

なお、検知回路40が生成する計測データは、検知距離Rを、照射角度θ及び受光信号Rsの信号レベルと対応付けたものである。
制御部42は、電源が切断されても記憶内容を保持する必要がある処理プログラムやデータを格納するROM44と、処理プログラムやデータを一時的に格納するRAM46と、ROM44やRAM46に記憶された処理プログラムに従って各種処理を実行するCPU48とを少なくとも有した周知のコンピュータを中心に構成されている。

0035

制御部42のROM44には、発光信号Esを出力し、検知回路40にて生成した計測データに基づいて物標情報を生成する測距処理を、制御部42が実行するための処理プログラムが格納されている。なお、物標情報とは、同一物体推定される物標を前方物体として認識した結果や、前方物体(クラスタ)の形状や前方物体までの距離及び方位(即ち、相対位置)を含むデータである。
<回転多面鏡の詳細>
次に、本実施形態における回転多面鏡24の詳細について説明する。

0036

回転多面鏡24を構成する各面は、図2(A)に示すように、レーザダイオード21から照射範囲へのレーザ光を適正角度範囲へと偏向する。すなわち、回転多面鏡24を構成する各面は、特許請求の範囲に記載した規定部位(以下、「照射部」と称す)として機能する。本実施形態における回転多面鏡24は、例えば、照射部として機能する面(以下、偏向面と称す)50を3面以上有している。この偏向面50の枚数は、6面であっても良いし、4面であっても良い。

0037

また、図2(B)に示すように、回転多面鏡24において、互いに隣接する偏向面50同士が接続する端部(以下、散乱部と称す)52は、LD21から照射範囲へのレーザ光を散乱させる。散乱部52は、互いに隣接する偏向面50同士が接続する端を面取りした構造であっても良いし、互いに隣接する偏向面50同士が接続する端の周辺を含んでも良い。

0038

なお、散乱部52の大きさは、回転多面鏡24の単位時間当たりの回転速度R[rpm]、レーザ光の発光間隔T[s]、レーザ光が照射される照射範囲の大きさD[deg]に基づいて決定すれば良い。具体的には、照射範囲内に散乱部52が位置している時間は、D/60R[s]となり、この時間内におけるレーザ光の発光回数は、D/60RT[回]となる。このため、規定回転速度で回転している散乱部52が照射範囲内に位置している時間に、その照射範囲内へのレーザ光が少なくとも一回発光されるように、散乱部52の大きさを決定すれば良い。

0039

散乱光受光部60は、受光強度に応じた信号を出力する周知の光検出器である。本実施形態の散乱光受光部60は、回転多面鏡24から適正角度範囲への光路上から外れ、回転多面鏡24の散乱部52にて散乱したレーザ光の少なくとも一部が到達する位置に配置される。具体的には、散乱光受光部60は、回転多面鏡24の上底面と、適正角度範囲の上端とを結ぶ線上よりも、上方に配置されていても良いし、回転多面鏡24の下底面と、適正角度範囲の下端とを結ぶ線上よりも、下方に配置されていても良い。

0040

ここで、図3は、散乱部52にて散乱するレーザ光を模式的に示した図である。つまり、図3(A)は、レーザ光の走査方向に対して、散乱部52にて散乱するレーザ光の様子を上方から示した図であり、図3(B)は、レーザ光の回転軸に対して、散乱部52にて散乱するレーザ光の様子を側面から示した図である。

0041

すなわち、規定回転速度で回転運動する回転多面鏡24の偏向面50にレーザ光が照射されると、回転多面鏡24にて反射されたレーザ光が適正角度範囲へと照射される。
一方、規定回転速度で回転運動する回転多面鏡24の散乱部52にレーザ光が照射されると、図3(A),図3(B)に示すように、回転多面鏡24にて反射されたレーザ光は散乱する。

0042

そして、レーザ光が偏向面50に照射された場合、そのレーザ光は適正角度範囲内へと照射されるため、規定角度範囲外におけるレーザ光の強度は小さくなる。これに対して、レーザ光が散乱部に照射された場合、レーザ光が散乱するため、その適正角度範囲外でのレーザ光の強度は大きくなる。

0043

本実施形態の回転多面鏡24が、特許請求の範囲に記載された偏向部の一例である。
<測距処理>
次に、制御部42が実行する測距処理について説明する。

0044

本実施形態における測距処理は、自動車のイグニッションスイッチオンされ、レーザレーダ装置10への電力が供給されると起動される。
測距処理が起動されると、図4に示すように、制御部42は、まず、SC駆動信号を出力する(S110)。このSC駆動信号を受信したSC駆動回路26は、規定回転速度で回転するようにスキャナ機構部25、ひいては回転多面鏡24を駆動する。

0045

続いて、測距処理では、制御部42は、予め規定された位置検知発光タイミングであるか否かを判定する(S120)。ここで言う位置検知発光タイミングとは、回転多面鏡24の散乱部52の各々が、照射範囲を通過する可能性が高い期間の開始タイミングである。このS120では、回転多面鏡24の回転角度を検出するセンサの検知結果が、位置検知発光タイミングを表す角度と一致している場合に、位置検知発光タイミングであるものと判定しても良い。また、S120では、位置検知発光タイミングであるものと判定してから、次の位置検知発光タイミングまでの時間長に対応する散乱部移行時間が経過した場合に、位置検知発光タイミングであるものと判定しても良い。

0046

このS120での判定の結果、位置検知発光タイミングでなければ(S120:NO)、制御部42は、位置検知発光タイミングとなるまで測距処理を待機する。一方、S120での判定の結果、位置検知発光タイミングとなると(S120:YES)、制御部42は、発光信号Esとしての第1発光指令を発光部20に出力する。この第1発光指令を取得した発光部20は、信号レベルがパルス状に変化するレーザ光を、予め規定された発光間隔で発光する。なお、ここでのレーザ光の発光は、レーザ光が複数回発光されるように予め規定された時間長である第1規定時間実施する。

0047

続いて、測距処理では、制御部42は、散乱光受光部60にて検知した散乱光強度が、予め規定された規定閾値Th以上であるか否かを判定する(S140)。ここでの規定閾値Thとは、照射範囲の予め規定された基準位置に回転多面鏡24の散乱部52が存在する場合の散乱光強度として、実験などで予め求められたものである。

0048

このS140での判定の結果、散乱光強度が規定閾値Th未満であれば(S140:NO)、制御部42は、回転多面鏡24の散乱部52が基準位置に存在していないものとして、測距処理の実行を待機する。一方、S140での判定の結果、散乱光強度が、規定閾値Th以上であれば(S140:YES)、制御部42は、回転多面鏡24の散乱部52が基準位置に存在しているものとして、測距処理をS150へと移行させる。

0049

そのS150では、制御部42は、経過時間を計測するタイマーを起動する。そして、制御部42は、タイマーでの計測結果が、予め規定された規定時間となったか否かを判定する(S160)。ここで言う規定時間とは、回転多面鏡24の散乱部52が照射範囲における基準位置を通過してから、回転多面鏡24の偏向面50において適正角度範囲へとレーザ光を反射する部位の開始位置が、その基準位置に達するまでに要する時間長である。

0050

このS160での判定の結果、経過時間が規定時間未満であれば(S160:NO)、制御部42は、経過時間が規定時間となるまで待機する。
一方、経過時間が規定時間となると(S160:YES)、制御部42は、タイマーの計測結果を初期化して、測距処理をS170へと移行させる。そのS170では、制御部42は、発光信号Esとしての第2発光指令を発光部20に出力する。

0051

この第2発光指令を取得した発光部20は、信号レベルがパルス状に変化するレーザ光を、予め規定された発光間隔で発光する。なお、ここでのレーザ光の発光は、予め規定された時間長である第2規定時間実施する。第2規定時間とは、回転多面鏡24の偏向面50において適正角度範囲へとレーザ光を反射する部位の開始位置が、基準位置を通過してから、その偏向面50において適正角度範囲へとレーザ光を反射する部位の終了位置が基準位置を通過するまでに要する時間長である。

0052

続いて、制御部42は、第2規定時間の間に検知回路40にて生成した計測データに基づいて、物標情報を生成する(S180)。この物標情報を生成する処理は周知であるため、ここでの詳しい説明は省略する。本実施形態においては、物標情報の生成方法として、例えば、クラスタリング処理を用いれば良い。

0053

その後、制御部42は、S120へと測距処理を移行させる。
以上説明したように、本実施形態の測距処理では、位置検知発光タイミングとなると、第1規定時間、レーザ光を発光する。このレーザ光の発光により、散乱光受光部60で検出した散乱光強度が規定閾値Th以上となると、回転多面鏡24の散乱部52が、照射範囲における基準位置に達したものとして、タイマーを起動する。

0054

そして、回転多面鏡24の散乱部52が照射範囲における基準位置に達してから、規定時間が経過すると、適正角度範囲へレーザ光を照射し、物標情報を生成する。
なお、本実施形態の測距処理を実行したレーザレーダ装置10が、特許請求の範囲に記載された光学走査装置として機能する。
[第1実施形態の効果]
このようなレーザレーダ装置10では、規定回転速度で回転している回転多面鏡24の偏向面50に、レーザダイオード21からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光は、適正角度範囲へと照射される。一方、規定回転速度で回転している回転多面鏡24の散乱部52に、レーザダイオード21からのレーザ光が照射されると、そのレーザ光は散乱する。

0055

そして、回転多面鏡24の偏向面50にレーザ光が照射された場合、そのレーザ光は適正角度範囲内へと照射されるため、適正角度範囲外におけるレーザ光の強度は小さくなる。これに対して、回転多面鏡24の散乱部52にレーザ光が照射された場合、そのレーザ光は散乱するため、その適正角度範囲外でのレーザ光の強度は大きくなる。

0056

換言すれば、散乱光受光部60で検知される散乱光強度は、回転多面鏡24の散乱部52にレーザ光が照射された場合には、回転多面鏡24の偏向面50にレーザ光が照射された場合に比べて大きくなる。

0057

したがって、レーザレーダ装置10によれば、散乱光受光部60で検知した散乱光強度が規定閾値Th以上となると、照射範囲における基準位置に散乱部52が位置していることを検出できる。

0058

しかも、レーザレーダ装置10では、回転多面鏡24の回転角度の検出を、回転多面鏡24にレーザ光を照射し、そのレーザ光が散乱した光を散乱光受光部60で受光することで実現している。したがって、レーザレーダ装置10によれば、装置構成を複雑にすること無く、回転多面鏡24の回転角度を検出することができる。

0059

以上説明したように、レーザレーダ装置10によれば、自動車に搭載される光学走査装置において、光学系の位置の検出精度を向上させつつ、装置構成を簡易なものとすることができる。

0060

また、本実施形態のレーザレーダ装置10では、散乱光受光部60が回転多面鏡24から適正角度範囲への光路上から外れ、回転多面鏡24の散乱部52にて散乱したレーザ光の少なくとも一部が到達する位置に配置されている。

0061

このため、レーザレーダ装置10の散乱光受光部60によれば、適正角度範囲へのレーザ光の照射を妨げることなく、散乱部52によって散乱されたレーザ光をより確実に検知できる。

0062

なお、本実施形態の測距処理では、適正角度範囲へレーザ光を照射することの開始条件を、散乱光受光部60での受光強度が規定閾値Th以上となってから、第1規定時間が経過したこととしている。

0063

このため、測距処理によれば、発光部20にレーザ光を発光させるタイミングを、散乱光受光部60での受光強度が規定閾値Th以上となってからの経過時間にて規定でき、制御内容を簡易なものとすることができる。
[第2実施形態]
第2実施形態のレーザレーダ装置は、第1実施形態のレーザレーダ装置10とは、主として、測距処理の内容が異なる。このため、本実施形態においては、第1実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略し、第1実施形態とは異なる測距処理を中心に説明する。
<測距処理>
本実施形態の測距処理は、自動車のイグニッションスイッチがオンされ、レーザレーダ装置10への電力が供給されると起動される。

0064

測距処理が起動されると、図5に示すように、制御部42は、まず、SC駆動信号を出力する(S210)。このSC駆動信号を受信したSC駆動回路26は、規定回転速度で回転するようにスキャナ機構部25、ひいては回転多面鏡24を駆動する。

0065

続いて、測距処理では、制御部42は、発光信号Esとしての発光指令を発光部20に出力する(S220)。この発光指令を取得した発光部20は、信号レベルがパルス状に変化するレーザ光を、予め規定された発光間隔で発光する。本実施形態のレーザ光の発光は、測距処理が終了するまで繰り返される。

0066

続いて、測距処理では、制御部42は、散乱光受光部60にて検知した散乱光強度が、規定閾値Th以上であるか否かを判定する(S230)。このS230での判定の結果、散乱光強度が規定閾値Th以上であれば(S230:YES)、制御部42は、回転多面鏡24の散乱部52が照射範囲を通過中であるものとして、測距処理をS210へと戻す。

0067

一方、S230での判定の結果、散乱光強度が規定閾値Th未満であれば(S230:NO)、制御部42は、回転多面鏡24の偏向面50が照射範囲を通過中であるものとして、測距処理をS240へと移行させる。そのS240では、制御部42は、検知回路40にて生成した計測データを、現在の時刻Txと対応付けてRAM46に記憶する。

0068

続いて、RAM46に記憶されている計測データの個数が、予め規定された規定数以上であるか否かを判定する(S250)。ここで言う規定数は、回転多面鏡24の偏向面50が照射範囲を通過するのに要する時間長に生成可能な計測データの個数、すなわち、当該時間長でのレーザ光の発光回数である。

0069

このS250での判定の結果、計測データの個数が規定数未満であれば(S250:NO)、制御部42は、測距処理をS230へと戻す。一方、S250での判定の結果、計測データの個数が規定数となると(S250:YES)、制御部42は、測距処理をS260へと移行させる。

0070

そのS260では、制御部42は、RAM46に記憶されている計測データに基づいて、物標情報を生成する(S260)。本実施形態におけるS260では、RAM46に記憶されている計測データの中から、適正角度範囲に照射されたレーザ光に基づく計測データ(以下、「使用計測データ」と称す)を抽出して物標情報を生成する。この場合、適正角度範囲内での計測データそれぞれを、使用計測データとして抽出すれば良い。なお、適正角度範囲内での計測データであるか否かの判定は、計測データに対応付けられた時刻Txに基づいて実施すれば良い。具体的には、回転多面鏡24の回転速度と、散乱光受光部60にて検知した散乱光強度が規定閾値Th未満である時間長とに基づいて、時刻Txにおける基準位置からの回転多面鏡24の回転角度を算出し、その回転角度が、適正角度範囲内であるか否かを判定すれば良い。

0071

その後、制御部42は、RAM46に記憶されている計測データを消去して、測距処理をS230へと戻す。
以上説明したように、本実施形態の測距処理では、レーザ光を繰り返し発光し、計測データを生成する。そして、散乱光受光部60にて検知した散乱光強度が、規定閾値Th以上であるか否かを判定した結果に従って、その生成した計測データの中から、適正角度範囲に照射されたレーザ光に基づく計測データを抽出して、物標情報を生成する。
[第2実施形態の効果]
本実施形態の測距処理によれば、計測データの中から、適正角度範囲に照射されたレーザ光に基づく計測データを抽出して、物標情報を生成することができる。

0072

このため、本実施形態の測距処理によれば、レーザ光の発光タイミングの制御を簡易なものとすることができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

0073

例えば、上記実施形態における発光部20では、規定回転速度で回転多面鏡24を回転させることで、適正角度範囲へのレーザ光の照射を実現していたが、本発明において、適正角度範囲へのレーザ光の照射を実現する方法は、これに限るものではない。

0074

すなわち、図6に示すように、発光部70は、レーザ光を発光するレーザダイオード71と、レーザ光を偏向させるレンズ72と、レンズ72を直線運動させる運動機構74とを備えていても良い。この場合のレンズ72は、特定の部位にレーザ光が照射されると、適正角度範囲へとレーザ光を偏向するように構成されている。また、レンズ72は、特定の部位とは異なる部位(即ち、散乱部)にレーザ光が照射されると、そのレーザ光を散乱させるように構成されている。

0075

なお、上記実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。

0076

10…レーザレーダ装置20,70…発光部 21,71…レーザダイオード22…駆動回路23…光学素子24…回転多面鏡25…スキャナ機構部 26…駆動回路 30…受光部 31…受光レンズ32…受光素子33…増幅器40…検知回路42…制御部 44…ROM 46…RAM 48…CPU 50…偏向面52…散乱部 60…散乱光受光部 72…レンズ74…運動機構

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