JP2003344553A

JP2003344553A - 物体検出装置

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Publication number: JP2003344553A
Application number: JP2002151436A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ikemoto; 善行池本
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-03
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP3999045B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光走査手段からの走査光が物体で遮断された
ことを受光手段で検出して該物体を検出する遮断型の物
体検出装置において、走査光の走査範囲内を通過する物
体の検出精度を向上する。【解決手段】発光部１０から射出されるレーザ光を振
って走査する光走査手段（１０〜１３）と、該光走査手
段からの走査光を再帰反射し得る再帰反射部２と、該再
帰反射部２で再帰反射された反射光を受光して受信信号
を生成する受光手段（１４〜１６）と、該受信信号に基
づいて上記走査光の走査範囲内（走査角度θ＝０°〜θ
_max）の物体を検出する物体有無検出手段１７と、を備
えて成る物体検出装置において、上記光走査手段の走査
角度θを基に、上記発光部１０から射出されるレーザ光
の放射レベルを調整する出力調整テーブル３２を設け、
上記受信信号の変化による物体の検出特性を補償するよ
うにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査手段からの
走査光が物体で遮断されたことを受光手段で検出して該
物体を検出する遮断型の物体検出装置に関し、特に、上
記光走査手段の走査角度を基に、上記受光手段で生成さ
れる受信信号の変化による物体の検出特性を補償する調
整手段を備えたことによって、走査光の走査範囲内を通
過する物体の検出精度を向上する物体検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電磁力を利用して駆動される
半導体ガルバノミラーを用いて、発光部から射出される
レーザ光の進行方向を振って走査し、このレーザ光によ
る走査光が物体に遮断されるのを検出して該物体の通過
を検出する遮断型の物体検出装置が提案されていた。こ
のような物体検出装置に関する技術として、例えば、特
開２００１−２２８４３４号公報に記載された電磁駆動
型光走査装置がある。この光走査装置は、例えば図９に
示すように、センサユニット１と、再帰反射部２とを備
えて成っていた。

【０００３】センサユニット１は、発光部から射出され
るレーザ光の進行方向を振って所定の走査範囲内で走査
する光走査手段となると共に、この光走査手段からの走
査光が後述の再帰反射部２によって再帰反射された反射
光を受光する受光手段となるものである。また、再帰反
射部２は、入射した走査光をその入射光の光路に沿って
反射光を戻す（再帰反射）もので、センサユニット１に
対し所定距離で対向配置されている。そして、センサユ
ニット１から射出されて所定の走査範囲内を走査する走
査光は、再帰反射部２の再帰反射板２ａで再帰反射さ
れ、該センサユニット１で受光されるようになってい
る。このとき、センサユニット１からの走査光は、再帰
反射部２の上端部側と下端部側との間を往復するように
制御されており、走査光がその走査範囲の下端部に達し
たときの走査角度θを０°（走査原点）とし、また上端
部に達したときの走査角度θをθ_maxとする。

【０００４】ここで、図９に示すように、センサユニッ
ト１から射出された走査光の走査範囲内を任意の物体３
が横切り、その物体３で走査光が遮断されたとする。こ
のとき、上記センサユニット１は、再帰反射部２の再帰
反射板２ａから反射光を受光しなくなる。これにより、
上記センサユニット１は、この遮断された反射光の遮断
開始点、終了点及び最大遮断位置並びに遮断継続時間な
どの受光状態による受信信号を所定のしきい値と比較
し、その結果に基づいて物体３の有無や通過している座
標等の通過情報を検出するようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の遮断型の物体検出装置において、上記再帰反射部２
の再帰反射板２ａは、入射したレーザ光の入射角度が大
きくなるにしたがって反射率が低下するという反射特性
を有している。これにより、図１０（ａ）に示すよう
に、走査光の走査角度θが０°の時刻ｔ₀のときには再
帰反射板２ａの反射率が高いため、該再帰反射板２ａか
らの反射光をセンサユニット１で受ける光量が多く、図
１０（ｂ）に示すように、受信信号の値は最大となる。
また、走査光の走査角度θがθ_maxの時刻ｔ₁のときには
再帰反射板２ａの反射率が低いため、センサユニット１
で受ける反射光の光量が少なく、受信信号の値は最小と
なる。そのため、センサユニット１は、図１０（ｂ）に
示すように、走査光の走査範囲内（走査角度θ＝０°〜
θ_max）の全域において受信信号が一定とならず、図９
に示す物体３の有無を検出するためのしきい値を、図１
０（ｂ）に示す受信信号に対して設定するのが容易では
なかった。また、センサユニット１から射出されるレー
ザ光が物体３に照射されているときには、該物体３自体
からの散乱光の影響によって、センサユニット１で生成
される受信信号の値が、物体の有無を検出するしきい値
よりも大きくなることがあり、当該物体３が検出されな
いことがあった。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、発光部から射出されるレーザ光の進行方向を振っ
て走査する光走査手段の走査角度を基に、この走査光を
受光する受光手段で生成される受信信号の変化による物
体の検出特性を補償する調整手段を備えたことによっ
て、物体の検出精度を向上する物体検出装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による物体検出装置は、発光部から射出され
るレーザ光の進行方向を振って、該レーザ光による走査
光を所定の範囲内で走査する光走査手段と、該光走査手
段に所定距離で対向配置され、入射したレーザ光を再帰
反射し得る再帰反射部と、該再帰反射部で再帰反射され
た反射光を受光して受信信号を生成する受光手段と、該
受光手段からの受信信号に基づいて上記走査範囲内の物
体の有無を検出する物体有無検出手段と、を備えて成る
物体検出装置において、上記光走査手段の走査角度を基
に、上記受信信号の変化による物体の検出特性を補償す
る調整手段を備えたものである。

【０００８】このような構成により、調整手段を備えた
ことで、発光部から射出されるレーザ光の進行方向を振
って走査する光走査手段の走査角度を基に、この走査光
を受光する受光手段で生成される受信信号の変化による
物体の検出特性を補償する。これにより、上記走査光の
走査範囲内の物体を検出するためのしきい値が容易に設
定される。

【０００９】ここで、上記調整手段は、上記光走査手段
の発光部から射出されるレーザ光の放射レベルを、該光
走査手段の走査角度に応じて調整するものである。これ
により、上記調整手段によって、上記発光部から射出さ
れるレーザ光の放射レベルが光走査手段の走査角度に応
じて調整され、受光手段で受光する反射光のレベルが上
記レーザ光の走査範囲の全域において一定となり、該受
光手段で生成される受信信号のレベルが一定となる。

【００１０】また、上記調整手段は、上記受光手段で生
成される受信信号の増幅率を、上記光走査手段の走査角
度に応じて調整するものである。これにより、上記調整
手段によって、上記受光手段で生成される受信信号の増
幅率が光走査手段の走査角度に応じて調整され、該受光
手段で生成される受信信号のレベルが上記レーザ光の走
査範囲の全域において一定となる。

【００１１】さらに、上記調整手段は、上記走査光の走
査範囲内の物体の有無を検出するためのしきい値を、上
記光走査手段の走査角度に応じて調整するものである。
これにより、上記調整手段によって、物体の有無を検出
するためのしきい値が光走査手段の走査角度に応じて調
整され、上記受光手段で生成される受信信号の変化によ
る物体の検出特性を補償する。

【００１２】さらにまた、上記調整手段には、上記再帰
反射部の実際の反射特性に合わせて調整テーブルを自動
で変更するテーブル変更手段を備えている。これによ
り、上記テーブル変更手段によって、上記再帰反射部の
実際の反射特性に合わせて調整テーブルが自動で変更さ
れ、この変更された調整テーブルを用いて物体の検出特
性を補償する。

【００１３】そして、上記光走査手段は、基板に対し揺
動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板又
は基板のうち一方にコイルを設け、該可動板又は基板の
うち他方に上記コイルに磁界を作用させる磁界発生手段
を設け、上記コイルと磁界発生手段との間の電磁力によ
り上記可動板を揺動する半導体ガルバノミラーを備えた
ものである。これにより、上記半導体ガルバノミラーに
よって、上記発光部から射出されるレーザ光の進行方向
を振って、該レーザ光による走査光を所定の範囲内で走
査する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による物
体検出装置の実施の形態を示すブロック図である。この
物体検出装置は、発光部から射出されるレーザ光の進行
方向を振って走査し、この走査光が物体で遮断されたこ
とを受光手段で検出して該物体の通過を検出するもの
で、レーザ光源１０と、レーザ駆動回路１１と、半導体
ガルバノミラー１２と、ミラー駆動回路１３と、再帰反
射部２と、集光レンズ１４と、受光素子１５と、受信ア
ンプ１６と、有り無し判定回路１７とを備え、さらに走
査原点検出手段３０と、走査角度演算回路３１と、出力
調整テーブル３２とを備えて成る。

【００１５】レーザ光源１０は、所要の波長のレーザ光
を射出する発光部となるもので、後述のレーザ駆動回路
１１から送られるクロック信号を受けて作動するように
なっている。また、レーザ駆動回路１１は、一定の周波
数を有するクロック信号を発振回路で生成し、上記レー
ザ光源１０を駆動する信号を生成するものである。

【００１６】また、半導体ガルバノミラー１２は、上記
レーザ光源１０から射出されたレーザ光の進行方向を振
って所定の範囲内で走査するもので、図２に示すよう
に、シリコン基板２０に対して揺動可能に軸支された可
動板２１を有し、該可動板２１に設けられた反射面（ミ
ラー）２２の中心部付近に、図１に示すレーザ光源１０
から射出されるレーザ光が照射されるように配置されて
いる。

【００１７】この半導体ガルバノミラー１２の基本的な
構成は、図２に示すように、シリコン基板２０の内側
に、トーションバー２３，２３と、該トーションバー２
３に支持された可動板２１とを一体に形成し、該可動板
２１の上面にてその周縁部に駆動コイル２４を設け、該
駆動コイル２４で囲まれた可動板２１の略中央には反射
面２２を設け、枠形状の絶縁基板２５上に載置されてい
る。そして、このようなシリコン基板２０の対向する両
側に、Ｎ極、Ｓ極を対向させた永久磁石２６，２７が配
置されている。なお、符号２８は、駆動コイル２４と電
気的に接続する電極端子である。

【００１８】さらに、図１に示すミラー駆動回路１３
は、上記半導体ガルバノミラー１２の駆動信号となる交
流電流を生成するもので、該交流電流の大きさを調整で
きるようになっており、図２に示す半導体ガルバノミラ
ー１２の電極端子２８に接続されている。そして、この
ミラー駆動回路１３が動作し、上記電極端子２８を介し
て駆動コイル２４に交流電流が流れると、上記永久磁石
２６，２７から磁力を受けている駆動コイル２４にロー
レンツ力が働き、可動板２１は、図２中の矢印に示すよ
うに、トーションバー２３，２３を中心に、振れ角αで
周期的に左右に揺動する。

【００１９】これにより、図１に示すレーザ光源１０か
ら射出され、半導体ガルバノミラー１２の反射面２２
（図２参照）に入射したレーザ光は、該反射面２２で反
射し、所定の走査範囲（走査角度θ＝０°〜θ_max）を
走査することができる。ここで、上記ミラー駆動回路１
３で生成する交流電流の周波数を、半導体ガルバノミラ
ー１２の共振周波数に設定すれば、低いレベルの駆動信
号で可動板２１の振れ角αを大きくすることができる。
なお、上記レーザ光源１０と、レーザ駆動回路１１と、
半導体ガルバノミラー１２と、ミラー駆動回路１３と
で、レーザ光を所定範囲内で走査する光走査手段を構成
する。

【００２０】上記光走査手段（１０〜１３）から所定範
囲内で走査される走査光は、再帰反射部２に入射する。
この再帰反射部２は、入射した走査光をその入射光の光
路に沿って反射光を戻す（再帰反射）もので、上記半導
体ガルバノミラー１２に対し所定の距離だけ離れて対向
して配置されている。ここで、上記再帰反射部２は、レ
ーザ光の入射角度が大きくなるほど反射率が低下すると
いう反射特性を有している。これにより、走査光の走査
角度θが０°のときには再帰反射部２の反射率が最も高
く、そして該走査光の走査角度θが大きくなり走査角度
θがθ_maxのときには再帰反射部２の反射率は最小とな
る。

【００２１】上記再帰反射部２で再帰反射された反射光
の光路上には、集光レンズ１４が配置されている。この
集光レンズ１４は、上記再帰反射部２から再帰反射され
たレーザ光の反射光を後述の受光素子１５に集光するも
ので、例えば凸レンズを含む光学装置から成る。また、
受光素子１５は、上記集光レンズ１４で集光された再帰
反射部２からの反射光を受け、その光量に応じた受信信
号を生成するもので、例えばフォトダイオードのような
光電素子から成る。さらに、受信アンプ１６は、上記受
光素子１５で生成された受信信号を所要のレベルまで増
幅するものである。なお、上記集光レンズ１４と、受光
素子１５と、受信アンプ１６とで、上記再帰反射部２で
再帰反射された反射光を受光して受信信号を生成する受
光手段を構成する。

【００２２】そして、上記有り無し判定回路１７は、上
記受光手段（１４〜１６）からの受信信号に基づいて、
上記走査光の走査範囲内（走査角度θ＝０°〜θ_max）
を通過する物体（図示省略）の有無を検出する物体有無
検出手段となるもので、上記受信アンプ１６からの受信
信号が上記再帰反射部２からの反射光により生成された
ものか否かを判断するようになっている。すなわち、上
記有り無し判定回路１７は、上記受信アンプ１６から送
られる受信信号を所定のしきい値と比較し、その結果に
基づいて上記走査光の走査範囲内を通過する物体の有無
を検出し、それを有り無し信号として生成するようにな
っている。そして、上記有り無し判定回路１７で生成さ
れた有り無し信号に基づいて、上記走査光の走査範囲内
を通過する物体の座標や進行方向などの通過情報が検出
される。

【００２３】ここで、本発明においては、上記レーザ駆
動回路１１の前段に、調整手段が設けられている。この
調整手段は、上記光走査手段（１０〜１３）の走査角度
を基に、上記受光手段（１４〜１６）で生成される受信
信号の変化による物体の検出特性を補償するもので、走
査原点検出手段３０と、走査角度演算回路３１と、出力
調整テーブル３２とを備えて成る。

【００２４】上記走査原点検出手段３０は、上記走査光
の走査角度θが０°（走査原点）となるのを検出するも
ので、上記ミラー駆動回路１３から走査周波数クロック
信号を受け取り、この走査周波数クロック信号に基づい
て走査原点信号を生成するようになっている。なお、上
記走査周波数クロック信号とは、上記半導体ガルバノミ
ラー１２を駆動する駆動信号の周波数に対応した信号で
あって、半導体ガルバノミラー１２の共振周波数に近い
走査周波数を示す信号である。

【００２５】また、上記走査角度演算回路３１は、上記
走査原点検出手段３０で生成された走査原点信号に基づ
いて、上記半導体ガルバノミラー１２の可動板２１（図
２参照）の振れ角αを算出し、レーザ光の実際の走査角
度θを演算して走査角度信号を生成するものである。

【００２６】そして、上記出力調整テーブル３２は、上
記走査手段（１０〜１３）によるレーザ光の走査角度θ
と、上記再帰反射部２の反射特性との関係が予め記録さ
れたテーブルで、上記走査角度演算回路３１から送られ
る走査角度信号に応じたレーザ出力レベル信号を、上記
レーザ駆動回路１１に出力するようになっている。

【００２７】次に、このように構成された物体検出装置
の動作について、図３を参照して説明する。まず、図１
に示すレーザ光源１０は、レーザ駆動回路１１から駆動
信号を受け、半導体ガルバノミラー１２の可動板２２
（図２参照）に向けてレーザ光を射出する。このとき、
上記半導体ガルバノミラー１２の可動板２２は、ミラー
駆動回路１３からの駆動信号によって揺動しており、上
記レーザ光源１０から射出されたレーザ光は再帰反射部
２に向けて、図３（ａ）に示すように、所定の走査範囲
内で走査されている。

【００２８】ここで、上記レーザ駆動回路１１の前段に
は調整手段（３０〜３２）が設けられているため、上記
レーザ光源１０から射出されるレーザ光の放射レベル
は、光走査手段からの走査光の走査角度θに応じて調整
される。すなわち、上記走査原点検出手段３０は、上記
ミラー駆動回路１３から走査周波数クロック信号を受け
取って走査原点信号を生成し、また上記走査角度演算回
路３１は、この走査原点信号に基づいて、レーザ光の走
査角度θを演算して走査角度信号を生成する。そして、
上記出力調整テーブル３２は、この走査角度信号を受け
取って、この走査角度信号に応じたレーザ出力レベル信
号を上記レーザ駆動回路１１に出力する。具体的には、
上記出力調整テーブル３２は、図３（ｃ）に示すよう
に、走査光の走査角度θが０°（図３（ａ）参照）のと
きの時刻ｔ₀では低いレベルに調整され、また走査光の
走査角度θがθ_maxのときの時刻ｔ₁では高いレベルに調
整されたレーザ出力レベル信号をレーザ駆動回路１１に
出力する。

【００２９】これにより、図１に示すレーザ光源１０か
ら射出されるレーザ光の放射レベルは、その走査角度θ
が０°のときには低く、また走査角度θがθ_maxのとき
には高くなるため、上記再帰反射部２からの反射光を受
光して受信アンプ１６で生成される受信信号の値は、図
３（ｄ）に示すように、走査光の走査範囲内（走査角度
θ＝０°〜θ_max）の全域において一定となる。このこ
とから、上記走査光の走査範囲内を通過する物体の有無
を検出するしきい値を、図３（ｄ）に示す受信信号のレ
ベルよりもわずかに低くすればよく、その設定を容易に
行うことができる。したがって、図１に示す再帰反射部
２からの反射光を受光して受光手段（１４〜１６）で生
成される受信信号の変化（図３（ｂ）参照）による物体
の検出特性が補償され、走査光の走査範囲内を通過する
物体の検出精度を向上することができる。

【００３０】図４は、本発明の第２の実施形態を示すブ
ロック図である。この実施形態は、上記受光手段で生成
される受信信号の増幅率を、上記光走査手段の走査角度
に応じて調整するもので、具体的には、図１に示す受信
アンプ１６の代わりに可変ゲインアンプ１８を設け、図
１に示す出力調整テーブル３２を増幅率調整テーブル３
３としたものである。この可変ゲインアンプ１８は、受
光素子１５で生成された受信信号の増幅率を可変するも
のである。また、上記増幅率調整テーブル３３は、上記
レーザ光の走査角度θと上記再帰反射部２の反射特性と
の関係が予め記録されたテーブルで、図４に示すよう
に、上記走査角度演算回路３１から送られる走査角度信
号に応じた増幅率調整信号を、可変ゲインアンプ１８に
出力するようになっている。なお、走査原点検出手段３
０と、走査角度演算回路３１と、増幅率調整テーブル３
３とで、上記受光手段で生成される受信信号の変化によ
る物体の検出特性を補償する調整手段を構成する。

【００３１】このような構成により、上記受光手段で生
成される受信信号の増幅率が、光走査手段の走査角度θ
に応じて調整される。具体的には、上記増幅率調整テー
ブル３３は、図５（ｃ）に示すように、上記走査光の走
査角度θが０°（図５（ａ）参照）のときの時刻ｔ₀で
は低いレベルに調整され、また上記走査光の走査角度θ
がθ_maxのときの時刻ｔ₁では高いレベルに調整された増
幅率調整信号を、図４に示す可変ゲインアンプ１８に出
力する。

【００３２】これにより、上記可変ゲインアンプ１８
は、上記増幅率調整テーブル３３から出力された増幅率
調整信号と、上記受光素子１５からの受光信号とを乗算
し、図５（ｄ）に示すように、走査光の走査範囲（走査
角度θ＝０°〜θ_max）の全域において一定の受信信号
を生成することができる。このことから、上記走査光の
走査範囲内を通過する物体の有無を検出するためのしき
い値を、図５（ｄ）に示す受信信号のレベルよりもわず
かに低くすればよく、その設定を容易に行うことができ
る。したがって、図４に示す再帰反射部２からの反射光
を受光して受光手段で生成される受信信号の変化（図３
（ｂ）参照）による物体の検出特性が補償され、走査光
の走査範囲内を通過する物体の検出精度を向上すること
ができる。

【００３３】図６は、本発明の第３の実施形態を示すブ
ロック図である。この実施形態は、上記走査光の走査範
囲内の物体の有無を検出するためのしきい値を、上記光
走査手段の走査角度に応じて調整するものとしたもの
で、具体的には、図１に示す出力調整テーブル３２をし
きい値調整テーブル３４としたものである。このしきい
値調整テーブル３４は、上記レーザ光の走査角度θと上
記再帰反射部２の反射特性との関係が予め記録されたテ
ーブルで、図６に示すように、上記走査角度演算回路３
１から送られる走査角度信号に応じたしきい値信号を、
有り無し判定回路１７に出力するようになっている。な
お、走査原点検出手段３０と、走査角度演算回路３１
と、しきい値調整テーブル３４とで、上記受光手段で生
成される受信信号の変化による物体の検出特性を補償す
る調整手段を構成する。

【００３４】このような構成により、上記走査光の走査
範囲内に存在する物体の有無を検出するためのしきい値
が、上記光走査手段の走査角度θに応じて調整される。
具体的には、上記しきい値調整テーブル３４は、図７
（ｂ）に示すように、上記物体の有無を検出するしきい
値を、図６に示す受信アンプ１６で増幅された受信信号
と同様の周期で、該受信信号のレベルよりわずかに低く
なるように調整し、図６に示す有り無し判定回路１７に
出力する。したがって、上記再帰反射部２からの反射光
を受光して受光手段で生成される受信信号の変化（図３
（ｂ）参照）による物体の検出特性が補償され、走査光
の走査範囲内を通過する物体の検出精度を向上すること
ができる。

【００３５】図８は、本発明の第４の実施形態を示すブ
ロック図である。この実施形態は、図１及び図４，図６
に示す調整手段に、上記再帰反射部２の実際の反射特性
に合わせて各種の調整テーブルを自動で変更するテーブ
ル変更手段３５を備えたものである。例えば、図１に示
す実施形態に適用する場合には、図８に示すように、受
信アンプ１６の後段にテーブル変更手段３５が設けられ
ている。このテーブル変更手段３５は、上記再帰反射部
２の実際の反射特性に合わせて出力調整テーブル３２を
自動で変更して調整するもので、受信アンプ１６で増幅
される受信信号を受けて出力調整テーブル３２を変更す
るようになっている。

【００３６】次に、上記テーブル変更手段３５の動作に
ついて説明する。ここで、図１に示す走査光の走査範囲
内には、検出される物体が存在していないとする。この
ような状態のとき、図８に示すミラー駆動回路１３で駆
動信号を生成して半導体ガルバノミラー１２を揺動し、
レーザ光源（図１参照）から射出されるレーザ光を所定
の走査範囲内で走査する。このとき、走査原点検出手段
３０が走査原点信号を生成し、また走査角度演算手段３
１が走査角度信号を生成し、出力調整テーブル３２を介
してレーザ駆動手段１０を駆動する。そして、図示省略
の再帰反射部２で再帰反射された反射光を受光素子１５
で受光し、増幅回路１６で受信信号を生成する。

【００３７】このとき、上記テーブル変更手段３５は、
上記増幅回路１６からの受信信号をモニターし、上記受
光素子１５で受光する反射光が一定となるように、出力
調整テーブル３２を自動で変更する。具体的には、受信
信号のレベルが低いときには図３（ｃ）に示すレーザ出
力レベル信号を上げ、逆に受信信号のレベルが高いとき
にはレーザ出力レベル信号を下げる処理を行う。このよ
うな処理を受信信号のレベルが一定になるまで繰り返
す。これにより、再帰反射部の実際の反射特性に合わせ
て調整テーブルを自動で変更することができる。したが
って、上記光走査手段（１０〜１３）の取付け方法や再
帰反射部２の取付け方法、汚れなどに影響されずに、ど
の走査角度からも一定の再帰反射特性を得ることがで
き、走査光の走査範囲内を通過する物体の検出精度を向
上することができる。

【００３８】また、図示省略したが、図４に示す第２の
実施形態に適用する場合には、レーザ光源１０から射出
されるレーザ光の放射レベルを一定にし、可変ゲインア
ンプ１８の増幅率を調整し、増幅後の受信信号のレベル
が一定になるように増幅率調整テーブル３３を変更する
処理を行うようにすればよい。これにより、上記再帰反
射部の実際の反射特性に合わせて調整テーブルを自動で
変更することができ、上記光走査手段の取付け方法や再
帰反射部２の取付け方法、汚れなどに影響されずに、ど
の走査角度からも一定の再帰反射特性を得て、走査光の
走査範囲内を通過する物体の検出精度を向上することが
できる。

【００３９】さらに、図６に示す第３の実施形態に適用
する場合には、レーザ光源１０から射出されるレーザ光
の放射レベル及び受信アンプ１６で生成される受信信号
のレベルを一定にして受信レベルを記憶させ、ノイズ等
マージン分だけ低いしきい値を、光走査手段の走査角度
に連動して変化させればよい。これにより、再帰反射部
２の実際の反射特性に合わせて調整テーブルを自動で変
更することができ、上記光走査手段の取付け方法や再帰
反射部２の取付け方法、汚れなどに影響されずに、どの
走査角度からも一定の再帰反射特性を得て、走査光の走
査範囲内を通過する物体の検出精度を向上することがで
きる。

【００４０】なお、以上の説明において、光走査手段の
走査角度を基に上記再帰反射部２の反射特性を補償して
各手段の動作を調整する調整手段は、レーザ光の放射レ
ベルを光走査手段の走査角度に応じて調整するもの（図
１参照）と、走査光の反射光の増幅率を光走査手段の走
査角度に応じて調整するもの（図４参照）とが、それぞ
れ独立したものとして説明したが、本発明はこれに限ら
れず、これらを組み合わせたものでもよい。

【００４１】また、図２に示す半導体ガルバノミラー１
２は、可動板２１の周縁部に駆動コイル２４を設け、ま
たシリコン基板２０の対向する両側に磁石２６，２７を
設けたものとして説明したが、本発明はこれに限られ
ず、上記駆動コイル２４と磁石２６，２７の取り付け位
置を逆転して、駆動コイル２４をシリコン基板２０側に
設け、磁石２６，２７を可動板２１側に設けてもよい。
さらに、上記半導体ガルバノミラー１２は、可動板２１
がシリコン基板２０に対して一軸方向に揺動可能に形成
されたものとして説明したが、本発明はこれに限られ
ず、可動板２１がシリコン基板２０に対して二軸方向に
揺動可能に形成されたものでもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
請求項１に係る発明によれば、発光部から射出されるレ
ーザ光の進行方向を振って走査する光走査手段の走査角
度を基に、受光手段で生成される受信信号の変化による
物体の検出特性を補償する調整手段を備えたことで、再
帰反射部の反射特性により変化する物体の検出特性を補
償することができる。これにより、上記走査光の走査範
囲内の物体を検出するためのしきい値を容易に設定する
ことができる。したがって、上記再帰反射部からの反射
光を受光して受光手段で生成される受信信号の変化によ
る物体の検出特性が補償され、走査光の走査範囲内を通
過する物体の検出精度を向上することができる。

【００４３】ここで、請求項２に係る発明によれば、上
記調整手段は、上記光走査手段の発光部から射出される
レーザ光の放射レベルを、該光走査手段の走査角度に応
じて調整するものとしたことにより、該調整手段によっ
て、上記発光部から射出されるレーザ光の放射レベルが
光走査手段の走査角度に応じて調整され、受光手段で受
光する反射光のレベルが上記レーザ光の走査範囲の全域
において一定となり、該受光手段で生成される受信信号
のレベルを一定とすることができる。したがって、上記
走査光の走査範囲内の物体を検出するためのしきい値を
容易に設定することができ、走査光の走査範囲内を通過
する物体の検出精度を向上することができる。

【００４４】また、請求項３に係る発明によれば、上記
調整手段は、上記受光手段で生成される受信信号の増幅
率を、上記光走査手段の走査角度に応じて調整するもの
としたことにより、該調整手段によって、上記受光手段
で生成される受信信号の増幅率が光走査手段の走査角度
に応じて調整され、該受光手段で生成される受信信号の
レベルを上記レーザ光の走査範囲の全域において一定と
することができる。したがって、上記走査光の走査範囲
内の物体を検出するためのしきい値を容易に設定するこ
とができ、走査光の走査範囲内を通過する物体の検出精
度を向上することができる。

【００４５】さらに、請求項４に係る発明によれば、上
記調整手段は、上記走査光の走査範囲内の物体の有無を
検出するためのしきい値を、上記光走査手段の走査角度
に応じて調整するものとしたことにより、該調整手段に
よって、物体の有無を検出するためのしきい値が光走査
手段の走査角度に応じて調整され、上記受光手段で生成
される受信信号の変化による物体の検出特性を補償する
ことができる。したがって、走査光の走査範囲内を通過
する物体の検出精度を向上することができる。

【００４６】さらにまた、請求項５に係る発明によれ
ば、上記調整手段には、上記再帰反射部の実際の反射特
性に合わせて調整テーブルを自動で変更するテーブル変
更手段を備えたことにより、該テーブル変更手段によっ
て、上記再帰反射部の実際の反射特性に合わせて調整テ
ーブルが自動で変更され、この変更された調整テーブル
を用いて物体の検出特性を補償することができる。した
がって、上記光走査手段の取付け方法や再帰反射部の取
付け方法、汚れなどに影響されずに、どの走査角度から
も一定の再帰反射特性を得て、走査光の走査範囲内を通
過する物体の検出精度を向上することができる。

【００４７】そして、請求項６に係る発明によれば、上
記光走査手段は、基板に対し揺動可能に軸支された可動
板に反射面を有し、該可動板又は基板のうち一方にコイ
ルを設け、該可動板又は基板のうち他方に上記コイルに
磁界を作用させる磁界発生手段を設け、上記コイルと磁
界発生手段との間の電磁力により上記可動板を揺動する
半導体ガルバノミラーを備えたものであることにより、
上記発光部から射出されるレーザ光の進行方向を振っ
て、該レーザ光による走査光を所定の範囲内で走査する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による物体検出装置の実施形態を示す
ブロック図である。

【図２】上記物体検出装置に適用される半導体ガルバ
ノミラーの基本的な構成を示す斜視図である。

【図３】上記物体検出装置の動作を説明するタイミン
グチャートである。

【図４】物体検出装置の第２の実施形態を示すブロッ
ク図である。

【図５】第２の実施形態による物体検出装置の動作を
説明するタイミングチャートである。

【図６】物体検出装置の第３の実施形態を示すブロッ
ク図である。

【図７】第３の実施形態による物体検出装置の動作を
説明するタイミングチャートである。

【図８】物体検出装置の第４の実施形態を示すブロッ
ク図である。

【図９】従来の物体検出装置の外観を示す斜視図であ
る。

【図１０】従来の物体検出装置の動作を説明するタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

２…再帰反射部１０…レーザ光源１１…レーザ駆動回路１２…半導体ガルバノミラー１３…ミラー駆動回路１４…集光レンズ１５…受光素子１６…受信アンプ１７…有り無し判定回路１８…可変ゲインアンプ３０…走査原点検出手段３１…走査角度演算回路３２…出力調整テーブル３３…増幅率調整テーブル３４…しきい値調整テーブル３５…テーブル変更手段

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 DD09 GG04 JJ18 LL12 LL13 MM15 QQ08 2G065 AA04 AB09 AB22 BA09 BB11 BB49 BC18 DA15 5J084 AA01 AD03 BA03 BA36 BB28 CA16 CA21 EA01 FA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光部から射出されるレーザ光の進行方向
を振って、該レーザ光による走査光を所定の範囲内で走
査する光走査手段と、該光走査手段に所定距離で対向配置され、入射したレー
ザ光を再帰反射し得る再帰反射部と、該再帰反射部で再帰反射された反射光を受光して受信信
号を生成する受光手段と、該受光手段からの受信信号に基づいて上記走査範囲内の
物体の有無を検出する物体有無検出手段と、を備えて成
る物体検出装置において、上記光走査手段の走査角度を基に、上記受信信号の変化
による物体の検出特性を補償する調整手段を備えたこと
を特徴とする物体検出装置。
【請求項２】上記調整手段は、上記光走査手段の発光部
から射出されるレーザ光の放射レベルを、該光走査手段
の走査角度に応じて調整するものとしたことを特徴とす
る請求項１記載の物体検出装置。
【請求項３】上記調整手段は、上記受光手段で生成され
る受信信号の増幅率を、上記光走査手段の走査角度に応
じて調整するものとしたことを特徴とする請求項１又は
２記載の物体検出装置。
【請求項４】上記調整手段は、上記走査光の走査範囲内
の物体の有無を検出するためのしきい値を、上記光走査
手段の走査角度に応じて調整するものとしたことを特徴
とする請求項１記載の物体検出装置。
【請求項５】上記調整手段には、上記再帰反射部の実際
の反射特性に合わせて調整テーブルを自動で変更するテ
ーブル変更手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】上記光走査手段は、基板に対し揺動可能に
軸支された可動板に反射面を有し、該可動板又は基板の
うち一方にコイルを設け、該可動板又は基板のうち他方
に上記コイルに磁界を作用させる磁界発生手段を設け、
上記コイルと磁界発生手段との間の電磁力により上記可
動板を揺動する半導体ガルバノミラーを備えたことを特
徴とする請求項１記載の物体検出装置。