JP2009145107A - Laser radar system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser radar system capable of detection which extends over the surroundings of the system, as well as, is three-dimensional detection. <P>SOLUTION: The laser radar system 1 is provided with a laser diode 10, a photodiode 20, and a rotating and reflecting mechanism 40. A mirror unit 43 of the rotating and reflecting mechanism 40 is provided with a plurality of mirrors 44-48, and any one of mirrors among them reflects a laser beam L1 toward space and reflects reflected light toward a photodetection means. The mirror unit 43 is constituted, in such a way that each of the tilt angles of the mirrors 44-48 is different from one another with respect to the center axis 42a so as to change the orientation of the laser beam from the mirror unit 43 in the direction of the center axis 42a, by making the mirrors to be arranged arrange at then incident position of the laser beam L1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザレーダ装置に関するものである。   The present invention relates to a laser radar device.

従来より、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出する技術として例えば特許文献1のような装置が提供されている。この特許文献1の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に、レーザ光を透過させ、かつ検出物体からの反射光を検出手段に向けて反射する光アイソレータを設けている。さらに、光アイソレータを透過するレーザ光の光軸上において当該光軸方向の中心軸を中心として回動する凹面鏡を設け、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、検出物体からの反射光を光アイソレータに向けて反射させることで360°の水平走査を可能としている。
特許2789741号公報
Conventionally, for example, an apparatus as disclosed in Patent Document 1 is provided as a technique for detecting the distance and direction to a detection object using a laser beam. In the apparatus of Patent Document 1, an optical isolator that transmits laser light and reflects reflected light from a detection object toward the detection means is provided on the optical axis of the laser light from the laser light generation means. Furthermore, a concave mirror that rotates about the central axis in the optical axis direction is provided on the optical axis of the laser light that passes through the optical isolator. The concave mirror reflects the laser light toward the space and reflects it from the detection object. Reflecting light toward the optical isolator enables 360 ° horizontal scanning.
Japanese Patent No. 2789741

ところで、特許文献1の技術では凹面鏡の回動により360°の水平走査を可能とし、検出領域(レーザ光による走査がなされる領域)を装置の周囲全体にまで拡大しているが、その一方で、検出領域が平面に限定されてしまうという問題がある。即ち、凹面鏡から空間に向けて反射されたレーザ光は所定平面(走査平面)内で走査がなされるため、その走査平面から外れた領域については検出が不能となる。従って、走査平面から外れた検出物体は検出することができず、また、走査平面内に検出物体が存在する場合であってもその検出物体を立体的に把握することはできなかった。   By the way, in the technique of Patent Document 1, 360 ° horizontal scanning is possible by rotating the concave mirror, and the detection area (area where scanning with laser light is performed) is expanded to the entire periphery of the apparatus. There is a problem that the detection area is limited to a plane. That is, since the laser beam reflected from the concave mirror toward the space is scanned within a predetermined plane (scanning plane), it is impossible to detect a region outside the scanning plane. Therefore, a detected object that deviates from the scanning plane cannot be detected, and even if the detected object exists in the scanning plane, the detected object cannot be grasped in three dimensions.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、装置の周囲にわたる検出が可能であり、かつ3次元的な検出をも行いうるレーザレーダ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser radar apparatus that can detect the surroundings of the apparatus and can also perform three-dimensional detection.

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、検出物体によって反射される前記レーザ光の反射光を検出する光検出手段と、複数のミラーを有してなるミラーユニットが所定の中心軸を中心として回転可能に構成され、前記ミラーユニットのいずれかの前記ミラーにより、前記レーザ光を空間に向けて反射し、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて反射する回転反射手段と、前記回転反射手段の前記ミラーユニットを回転駆動すると共にその回転駆動を制御する回転駆動制御手段と、前記ミラーユニットにおける前記レーザ光の入射位置に配置される前記ミラーを切り替える切替手段と、を備え、前記ミラーユニットは、前記中心軸に対して各ミラーの傾斜角度がそれぞれ異なるように構成されており、前記切替手段により前記レーザ光の入射位置に配置される前記ミラーを切り替えることで、前記ミラーユニットからの前記レーザ光の向きを前記中心軸の方向に関して変化させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a laser beam generating means for generating a laser beam and a laser beam reflected by a detection object when the laser beam is generated from the laser beam generating means. A light detection means for detecting reflected light and a mirror unit having a plurality of mirrors are configured to be rotatable around a predetermined central axis, and the laser light is spatially transmitted by any of the mirrors of the mirror unit. A rotation reflection means for reflecting the reflected light toward the light detection means, a rotation drive control means for rotating the mirror unit of the rotation reflection means and controlling the rotation drive thereof, Switching means for switching the mirror disposed at the incident position of the laser beam in the mirror unit, and the mirror unit has the central axis The mirrors are configured so that the inclination angles of the mirrors are different from each other, and the direction of the laser light from the mirror unit is changed by switching the mirror disposed at the incident position of the laser light by the switching unit. It is characterized by changing the direction of the central axis.

請求項2の発明は、請求項1に記載のレーザレーダ装置において、前記切替手段は、前記回転駆動制御手段からなり、前記回転反射手段の前記中心軸は、前記ミラーユニットへの前記レーザ光の入射経路からずれた位置とされており、前記回転駆動制御手段により前記ミラーユニットが回転駆動されることで、前記レーザ光の前記入射経路上に位置する前記ミラーが切り替えられることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the laser radar device according to the first aspect, the switching unit includes the rotation drive control unit, and the central axis of the rotation reflection unit is configured to transmit the laser light to the mirror unit. The mirror is located at a position shifted from the incident path, and the mirror located on the incident path of the laser light is switched when the mirror unit is rotationally driven by the rotational drive control means.

請求項3の発明は、請求項2に記載のレーザレーダ装置において、前記レーザ光の前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させる入射経路変化手段を備え、前記入射経路変化手段にて変化される各入射経路毎に、前記回転駆動制御手段による前記ミラーの切り替えが行われることを特徴とする。   A third aspect of the present invention is the laser radar device according to the second aspect, further comprising incident path changing means for changing the incident path of the laser light around the central axis, and is changed by the incident path changing means. The mirror is switched by the rotation drive control means for each incident path.

請求項4の発明は、請求項3に記載のレーザレーダ装置において、前記入射経路変化手段は、前記レーザ光発生手段からの前記レーザ光を前記ミラーユニットに向けて偏向する偏向手段と、前記偏向手段を変位させる変位手段と、を備え、前記変位手段により前記偏向手段を変位させることで、前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the third aspect, the incident path changing means includes a deflecting means for deflecting the laser light from the laser light generating means toward the mirror unit, and the deflection. Displacement means for displacing the means, and the deflecting means is displaced by the displacement means, whereby the incident path is changed around the central axis.

請求項5の発明は、請求項2に記載のレーザレーダ装置において、前記レーザ光の前記入射経路が一定とされていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the second aspect, the incident path of the laser light is constant.

請求項6の発明は、請求項1に記載のレーザレーダ装置において、前記切替手段は、前記ミラーユニットへの前記レーザ光の入射経路を変化させる入射経路変化手段からなり、前記回転駆動制御手段は、前記ミラーユニットを所定角度ずつ回転駆動する制御を行い、前記入射経路変化手段は、前記ミラーユニットが前記所定角度ずつ回転する毎に、前記複数のミラーのそれぞれに前記レーザ光が入射するように前記入射経路を変化させることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the first aspect, the switching unit includes an incident path changing unit that changes an incident path of the laser beam to the mirror unit, and the rotation drive control unit is The mirror unit is controlled to rotate by a predetermined angle, and the incident path changing means is configured so that the laser beam is incident on each of the plurality of mirrors each time the mirror unit rotates by the predetermined angle. The incident path is changed.

請求項7の発明は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置において、前記複数のミラーは、前記ミラーユニットにおいて並んで配されており、かつ各ミラーの並び方向の幅が、前記レーザ光のスポット径よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the laser radar device according to any one of the first to sixth aspects, the plurality of mirrors are arranged side by side in the mirror unit, and the alignment direction of the mirrors The width is configured to be larger than the spot diameter of the laser beam.

請求項8の発明は、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置において、前記レーザ光発生手段は、前記ミラーユニットにおいて前記レーザ光の入射位置に配置される前記ミラーが切り替えられる毎にパルスレーザ光を出射することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the laser radar device according to any one of the first to seventh aspects, the laser beam generating means is the mirror disposed at the incident position of the laser beam in the mirror unit. It is characterized in that a pulsed laser beam is emitted each time is switched.

請求項9の発明は、レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、検出物体によって反射される前記レーザ光の反射光を検出する光検出手段と、所定の中心軸を中心として回転可能に構成された傾斜ミラーを備え、前記傾斜ミラーにより前記レーザ光を空間に向けて反射させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて反射する回転反射手段と、前記回転反射手段の前記傾斜ミラーを回転駆動すると共にその回転駆動を制御する回転駆動制御手段と、を備え、前記傾斜ミラーは、前記中心軸に対して傾斜した反射面を備え、前記回転反射手段の前記中心軸は、前記傾斜ミラーへの前記レーザ光の入射経路からずれた位置とされており、前記回転駆動制御手段により前記傾斜ミラーが回転駆動されることで、前記傾斜ミラーにおける前記レーザ光の入射位置が変化すると共に、前記傾斜ミラーからの前記レーザ光の反射方向が変化し、前記傾斜ミラーから前記空間に向かう前記レーザ光が前記中心軸の方向に関して変化することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided laser light generating means for generating laser light, and light detection for detecting reflected light of the laser light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generating means. And an inclined mirror configured to be rotatable about a predetermined central axis, the laser beam is reflected toward the space by the inclined mirror, and the reflected light is reflected toward the light detecting means. A rotation reflection means; and a rotation drive control means for rotating and controlling the rotation mirror of the rotation reflection means, and the inclination mirror includes a reflection surface inclined with respect to the central axis. The central axis of the rotary reflecting means is a position shifted from the incident path of the laser beam to the inclined mirror, and the inclined mirror is rotated by the rotation drive control means. When the laser beam is moved, the incident position of the laser beam on the tilt mirror changes, the reflection direction of the laser beam from the tilt mirror changes, and the laser beam from the tilt mirror toward the space moves to the center. It varies with respect to the direction of the axis.

請求項10の発明は、請求項9に記載のレーザレーダ装置において、前記回転駆動制御手段による前記傾斜ミラーの回転駆動により、前記傾斜ミラーにおける前記レーザ光の入射位置が前記反射面の幅方向一端側から他端側に変化するように構成されており、前記傾斜ミラーの前記反射面は、前記幅方向一端側から前記他端側に向かうにつれ前記中心軸に対する傾斜角度が連続的に変化するように構成されていることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the ninth aspect, the incident position of the laser beam on the inclined mirror is one end in the width direction of the reflecting surface by the rotational drive of the inclined mirror by the rotational drive control means. The reflection surface of the tilt mirror is configured such that the tilt angle with respect to the central axis continuously changes from the one end side in the width direction toward the other end side. It is comprised by these.

請求項11の発明は、請求項9又は請求項10に記載のレーザレーダ装置において、前記レーザ光の前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させる入射経路変化手段を備え、前記入射経路変化手段にて変化される各入射経路毎に、前記回転駆動制御手段による前記傾斜ミラーの回転駆動が行われることを特徴とする。   An eleventh aspect of the invention is the laser radar device according to the ninth or tenth aspect, further comprising incident path changing means for changing the incident path of the laser light around the central axis, and the incident path changing means. The rotational drive of the tilt mirror is performed by the rotational drive control means for each incident path changed in step (1).

請求項12の発明は、請求項11に記載のレーザレーダ装置において、前記入射光路変化手段は、前記レーザ光発生手段からの前記レーザ光を前記ミラーに向けて偏向する偏向手段と、前記偏向手段を変位させる変位手段と、を備え、前記変位手段により前記偏向手段を変位させることで、前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させることを特徴とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the laser radar device according to the eleventh aspect, the incident optical path changing unit includes a deflecting unit that deflects the laser light from the laser light generating unit toward the mirror, and the deflection. Displacement means for displacing the means, and the deflecting means is displaced by the displacement means, whereby the incident path is changed around the central axis.

請求項1の発明では、中心軸に対して各ミラーの傾斜角度がそれぞれ異なるように構成されたミラーユニットが設けられており、切替手段によりレーザ光の入射位置に配置されるミラーを切り替えることで、ミラーユニットからのレーザ光の向きを中心軸の方向に関して変化させるようにしている。このようにすれば、装置の周囲にわたる検出が可能であり、かつ3次元的な検出をも行いうるレーザレーダ装置を実現できる。また、レーザ光の向きを中心軸の方向に関して段階的に変化させる構成を複雑な制御を伴うことなく簡易に実現できる。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a mirror unit configured such that the inclination angles of the respective mirrors are different from each other with respect to the central axis, and the mirror disposed at the laser light incident position is switched by the switching means. The direction of the laser beam from the mirror unit is changed with respect to the direction of the central axis. In this way, it is possible to realize a laser radar apparatus that can detect the surroundings of the apparatus and can also perform three-dimensional detection. In addition, a configuration in which the direction of the laser beam is changed stepwise with respect to the direction of the central axis can be easily realized without complicated control.

請求項2の発明では、回転反射手段の中心軸がレーザ光の入射経路からずれた位置とされており、回転駆動制御手段によりミラーユニットが回転駆動されることで、レーザ光の入射経路上に位置するミラーが切り替えられる構成となっている。このように回転駆動制御手段を切替手段として機能させるように兼用すれば、切替手段を大型化、複雑化せずに入射位置に配置されるミラーを切り替えることができるようになる。   In the second aspect of the invention, the central axis of the rotary reflecting means is shifted from the incident path of the laser beam, and the mirror unit is driven to rotate by the rotational drive control means, so that it is on the incident path of the laser beam. The mirror which is located is configured to be switched. Thus, if the rotational drive control means is also used as a switching means, the mirror disposed at the incident position can be switched without increasing the size and complexity of the switching means.

請求項3の発明は、レーザ光の入射経路を中心軸の周りで変化させる入射経路変化手段を備えており、入射経路変化手段にて変化される各入射経路毎に、回転駆動制御手段によるミラーの切り替えが行われるようになっている。このようにすれば、回転駆動制御手段を切替手段として兼用する構成において水平方向の検出範囲を大きくすることができる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an incident path changing means for changing the incident path of the laser light around the central axis, and a mirror by a rotational drive control means is provided for each incident path changed by the incident path changing means. Is switched. In this way, the horizontal detection range can be increased in the configuration in which the rotation drive control means is also used as the switching means.

請求項4の発明では、変位手段により偏向手段を変位させることで、入射経路を中心軸の周りで変化させている。このようにすれば、入射経路を中心軸の周りで変化させる構成を、偏向手段を変位させるという簡易な構成で良好に実現できる。   In the invention of claim 4, the incident path is changed around the central axis by displacing the deflecting means by the displacing means. In this way, the configuration for changing the incident path around the central axis can be satisfactorily realized with a simple configuration for displacing the deflecting means.

請求項5の発明は、レーザ光の入射経路が一定とされているため、レーザ光の入射経路を変化させるための特別な構成が必要とならず、装置構成の簡素化や必要スペースの削減を図ることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, since the incident path of the laser beam is constant, a special configuration for changing the incident path of the laser beam is not required, and the apparatus configuration is simplified and the required space is reduced. Can be planned.

請求項6の発明は、切替手段が、ミラーユニットへのレーザ光の入射経路を変化させる入射経路変化手段からなり、ミラーユニットが所定角度ずつ回転する毎に、複数のミラーのそれぞれにレーザ光が入射するように入射経路を変化させている。このようにすれば、入射対象となるミラーの切り替えを、レーザ光の入射経路を変化させるという簡易な構成で良好に実現できる。   According to a sixth aspect of the present invention, the switching means comprises incident path changing means for changing the incident path of the laser light to the mirror unit, and each time the mirror unit rotates by a predetermined angle, the laser light is transmitted to each of the plurality of mirrors. The incident path is changed so as to be incident. In this way, it is possible to satisfactorily realize switching of the mirror to be incident with a simple configuration of changing the incident path of the laser beam.

請求項7の発明は、複数のミラーがミラーユニットにおいて並んで配されており、かつ各ミラーの並び方向の幅が、レーザ光のスポット径よりも大きくなるように構成されている。このようにすれば、レーザ光の照射スポットがミラーからはみ出さないように構成でき、レーザ光を有効利用しやすい構成となる。   The invention of claim 7 is configured such that a plurality of mirrors are arranged side by side in the mirror unit, and the width in the arrangement direction of each mirror is larger than the spot diameter of the laser beam. In this way, the laser beam irradiation spot can be configured not to protrude from the mirror, and the laser beam can be effectively used.

請求項8の発明は、レーザ光の入射位置に配置されるミラーが切り替えられる毎にレーザ光発生主段によりパルスレーザ光が出射される構成となっている。このようにすれば、ミラーの切り替え途中に無駄な照射を行わずに済むためレーザ光を効率的に利用でき、また、不安定な状態での検出を排除できるため、検出精度を効果的に高めることができる。   The invention according to claim 8 is configured such that the pulse laser beam is emitted by the main stage of the laser beam generation every time the mirror disposed at the incident position of the laser beam is switched. In this way, it is possible to efficiently use the laser light because unnecessary irradiation is not performed during the mirror switching, and it is possible to eliminate detection in an unstable state, thereby effectively increasing detection accuracy. be able to.

請求項9の発明では、回転反射手段において中心軸に対して傾斜した反射面を備えた傾斜ミラーが設けられ、回転反射手段の中心軸は、傾斜ミラーへのレーザ光の入射経路からずれた位置とされている。そして、傾斜ミラーが回転駆動されることで、傾斜ミラーにおけるレーザ光の入射位置が変化すると共に、傾斜ミラーからのレーザ光の反射方向が変化し、傾斜ミラーから空間に向かうレーザ光が中心軸の方向に関して変化するようになっている。このようにすれば、装置の周囲にわたる検出が可能であり、かつ3次元的な検出をも行いうるレーザレーダ装置を実現できる。また、レーザ光の向きを中心軸の方向に関して連続的に変化させる構成を複雑な制御を伴うことなく簡易に実現できる。   According to the ninth aspect of the present invention, an inclined mirror having a reflecting surface inclined with respect to the central axis is provided in the rotary reflecting means, and the central axis of the rotary reflecting means is shifted from the incident path of the laser beam to the inclined mirror. It is said that. When the tilting mirror is driven to rotate, the incident position of the laser light on the tilting mirror changes, the reflection direction of the laser light from the tilting mirror changes, and the laser beam traveling from the tilting mirror toward the space has a central axis. The direction is changed. In this way, it is possible to realize a laser radar apparatus that can detect the surroundings of the apparatus and can also perform three-dimensional detection. In addition, a configuration for continuously changing the direction of the laser beam with respect to the direction of the central axis can be easily realized without complicated control.

請求項10の発明は、回転駆動制御手段による傾斜ミラーの回転駆動により、傾斜ミラーにおけるレーザ光の入射位置が反射面の幅方向一端側から他端側に変化するように構成されており、傾斜ミラーの反射面は、幅方向一端側から他端側に向かうにつれ中心軸に対する傾斜角度が連続的に変化するように構成されている。このようにすれば、傾斜ミラーの回転に応じてレーザ光の向きを中心軸の方向に連続的に変化させうる構成を簡易かつ良好に実現できる。   According to a tenth aspect of the present invention, the incident position of the laser beam on the inclined mirror is changed from the one end side in the width direction of the reflecting surface to the other end side by the rotation driving of the inclined mirror by the rotation drive control means. The reflection surface of the mirror is configured such that the inclination angle with respect to the central axis continuously changes from one end in the width direction toward the other end. In this way, it is possible to easily and satisfactorily realize a configuration that can continuously change the direction of the laser light in the direction of the central axis in accordance with the rotation of the tilt mirror.

請求項11の発明は、レーザ光の入射経路を中心軸の周りで変化させる入射経路変化手段を備え、入射経路変化手段にて変化される各入射経路毎に、回転駆動制御手段による傾斜ミラーの回転駆動が行われることを特徴とする。このようにすれば、レーザ光の向きを中心軸の方向に関して連続的に変化させうる構成において水平方向の検出範囲を大きくすることができる。   The invention according to claim 11 is provided with an incident path changing means for changing the incident path of the laser light around the central axis, and for each incident path changed by the incident path changing means, an inclined mirror by the rotational drive control means is provided. Rotational driving is performed. In this way, the detection range in the horizontal direction can be increased in a configuration in which the direction of the laser light can be continuously changed with respect to the direction of the central axis.

請求項12の発明では、変位手段により偏向手段を変位させることで、入射経路を中心軸の周りで変化させている。このようにすれば、入射経路を中心軸の周りで変化させる構成を、偏向手段を変位させるという簡易な構成で良好に実現できる。   In the invention of claim 12, the incident path is changed around the central axis by displacing the deflecting means by the displacing means. In this way, the configuration for changing the incident path around the central axis can be satisfactorily realized with a simple configuration for displacing the deflecting means.

[第1実施形態]
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。図1は第1実施形態に係るレーザレーダ装置1を概略的に例示する断面図である。図2は、ミラーを変位させる変位機構を概略的に説明する説明図である。図3(a)は、ミラーユニットの正面図、図3(b)はミラーユニットの左側面図、図3(c)は、ミラーユニットの右側面図である。図4は、ミラーユニットの平面図を示し、併せてレーザ光の照射位置及び中心軸を示す図である。図5(a)は、レーザ光が第1の照射経路となるときのミラーユニットによる反射を説明する説明図であり、図5(b)は、図5(a)の状態から更にミラーユニットが回転した状態を説明する説明図である。図6(a)は、レーザ光が第2の照射経路となるときのミラーユニットによる反射を説明する説明図であり、図6(b)は、図6(a)の状態から更にミラーユニットが回転した状態を説明する説明図である。図7は、ミラーユニットにおけるレーザ光の照射位置の変化の様子、及び空間に向かうレーザ光の変化の様子を説明する説明図である。図8は、図1のレーザレーダ装置による走査波形を説明するものであり、ミラーユニットの中心軸を中心とし且つレーザレーダ装置から十分離れた位置に配置される仮想的な円筒面でのレーザ光の照射位置を説明する説明図である。図9は、図1のレーザレーダ装置における検出処理の流れを例示するフローチャートである。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of a laser radar device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a laser radar device 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating a displacement mechanism for displacing the mirror. 3A is a front view of the mirror unit, FIG. 3B is a left side view of the mirror unit, and FIG. 3C is a right side view of the mirror unit. FIG. 4 is a plan view of the mirror unit, and also shows the irradiation position of the laser beam and the central axis. FIG. 5A is an explanatory diagram for explaining reflection by the mirror unit when the laser beam becomes the first irradiation path, and FIG. 5B shows a state in which the mirror unit further moves from the state of FIG. It is explanatory drawing explaining the state rotated. FIG. 6A is an explanatory view for explaining the reflection by the mirror unit when the laser beam becomes the second irradiation path, and FIG. 6B shows a state in which the mirror unit is further moved from the state of FIG. It is explanatory drawing explaining the state rotated. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a change in the irradiation position of the laser beam in the mirror unit and a change in the laser beam toward the space. FIG. 8 is a diagram for explaining a scanning waveform by the laser radar apparatus of FIG. 1, and a laser beam on a virtual cylindrical surface arranged at a position sufficiently away from the laser radar apparatus with the center axis of the mirror unit as the center. It is explanatory drawing explaining the irradiation position. FIG. 9 is a flowchart illustrating the flow of detection processing in the laser radar apparatus of FIG.

図1に示すように、レーザレーダ装置1は、レーザダイオード10と、検出物体からの反射光を受光するフォトダイオード20とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。   As shown in FIG. 1, the laser radar device 1 includes a laser diode 10 and a photodiode 20 that receives reflected light from a detection object, and is configured as a device that detects the distance and direction to the detection object. .

レーザダイオード10は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、図示しない駆動回路からパルス電流を供給されてパルスレーザ光(レーザ光L1)を投光するものである。フォトダイオード20は、「光検出手段」の一例に相当するものであり、レーザダイオード10からレーザ光L1が発生したときに、検出物体によって反射されるレーザ光L1の反射光を検出し電気信号に変換する構成をなしている。なお、検出物体からの反射光については所定領域のものが取り込まれる構成となっており、図1の例において、レーザ光L1が実線で示す経路(符号F1参照)を通過する場合には、符号L2で示す2つのライン間の領域の反射光が取り込まれるようになっている。   The laser diode 10 corresponds to an example of “laser light generation means”, and is supplied with a pulse current from a drive circuit (not shown) to project pulse laser light (laser light L1). The photodiode 20 corresponds to an example of “light detection means”, and when the laser light L1 is generated from the laser diode 10, the reflected light of the laser light L1 reflected by the detection object is detected and converted into an electric signal. It is configured to convert. Note that the reflected light from the detection object is configured to be captured in a predetermined region. In the example of FIG. 1, when the laser light L1 passes through a path indicated by a solid line (see reference numeral F1), the reference numeral Reflected light in a region between two lines indicated by L2 is taken in.

レーザダイオード10から出射されたレーザ光L1の光軸上にはレンズ60が設けられている。このレンズ60は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード10からのレーザ光L1を平行光に変換する機能を有する。   A lens 60 is provided on the optical axis of the laser light L1 emitted from the laser diode 10. The lens 60 is configured as a collimating lens and has a function of converting the laser light L1 from the laser diode 10 into parallel light.

レンズ60を通過したレーザ光L1の光路上には、揺動ミラー30が配置されている。揺動ミラー30は、レーザダイオード10からのレーザ光L1を回転反射機構40に向けて反射する構成をなし、且つ揺動可能に構成されている。また、この揺動ミラー30を、多自由度をもって駆動するミラー駆動部が設けられている。このようにミラーを多自由度をもって駆動する技術はガルバノミラー等の分野において公知であるので詳細は省略するが、ミラー駆動部については、例えば、揺動ミラー30をジンバル、ピボット軸受等で支持することにより、二方向へ回転運動させる構成とすることができる。   On the optical path of the laser beam L1 that has passed through the lens 60, the oscillating mirror 30 is disposed. The oscillating mirror 30 is configured to reflect the laser beam L1 from the laser diode 10 toward the rotary reflection mechanism 40, and is configured to be oscillating. In addition, a mirror driving unit that drives the oscillating mirror 30 with multiple degrees of freedom is provided. Since the technique for driving the mirror with multiple degrees of freedom is well known in the field of galvano mirrors and the like, the details thereof will be omitted. For the mirror driving unit, for example, the oscillating mirror 30 is supported by a gimbal, a pivot bearing or the like. Thereby, it can be set as the structure made to rotationally move to two directions.

図2ではその一例として、揺動ミラー30を変位させる変位機構33を例示しており、この変位機構33は、ケース3内の所定位置に配置されるフレーム(図示略)と、このフレームに回転可能に保持されるミラー支持枠34とを備えており、揺動ミラー30を支持しつつ、この揺動ミラー30に、第1軸33a及び第2軸33b(第2軸33bは第1軸33aと直交)を中心とした二方向の回転運動を行わせるように構成されている。この構成では、揺動ミラー30の反射面30aの3次元的な位置関係が変位機構33の駆動(具体的には変位機構33を駆動するアクチュエータ36の制御)に応じて定まることとなる。図1では、レーザダイオード10からのレーザ光L1の出射方向をX軸方向とし、回動変更機構40の中心軸42aの方向をY軸方向とし、X軸方向及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向として説明している。このような定義において、反射面30aとXY平面とのなす角をα、反射面30aとYZ平面とのなす角をβ、反射面30aとXZ平面とのなす角をγとした場合、制御回路70によるアクチュエータ36の制御により、α、β、γの値が自由に定まることとなる。   In FIG. 2, as an example, a displacement mechanism 33 that displaces the oscillating mirror 30 is illustrated. The displacement mechanism 33 is a frame (not shown) disposed at a predetermined position in the case 3 and rotates on the frame. The oscillating mirror 30 is supported by the oscillating mirror 30, and the first axis 33a and the second axis 33b (the second axis 33b is the first axis 33a). It is configured to perform a rotational movement in two directions centered on (orthogonal to). In this configuration, the three-dimensional positional relationship of the reflecting surface 30a of the oscillating mirror 30 is determined according to the driving of the displacement mechanism 33 (specifically, control of the actuator 36 that drives the displacement mechanism 33). In FIG. 1, the emission direction of the laser light L1 from the laser diode 10 is the X-axis direction, the direction of the central axis 42a of the rotation changing mechanism 40 is the Y-axis direction, and the directions orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction are It is described as the Z-axis direction. In such a definition, when the angle between the reflecting surface 30a and the XY plane is α, the angle between the reflecting surface 30a and the YZ plane is β, and the angle between the reflecting surface 30a and the XZ plane is γ, the control circuit By controlling the actuator 36 by 70, the values of α, β, and γ are freely determined.

変位機構33を駆動するアクチュエータ36は、装置本体に対するミラー支持枠34の相対位置を設定するモータ等の第1アクチュエータと、ミラー支持枠34に対する揺動ミラー30の相対位置を設定するモータ等の第2アクチュエータとからなる。これらアクチュエータは制御回路70によって制御される構成をなしており、制御回路70からの制御量に基づき、第1アクチュエータ(モータ等)がミラー支持枠34を位置設定し、第2アクチュエータ(モータ等)がミラー支持枠34に対する揺動ミラー30の位置を設定することで、レーザ光L1に対する揺動ミラー30の傾斜が設定されるようになっている。なお、制御回路70は、公知のマイクロコンピュータなどによって構成されるものであり、図示しない記憶手段(ROM、RAM等)などに接続されている。   The actuator 36 for driving the displacement mechanism 33 includes a first actuator such as a motor for setting the relative position of the mirror support frame 34 with respect to the apparatus main body, and a first actuator such as a motor for setting the relative position of the swing mirror 30 with respect to the mirror support frame 34. 2 actuators. These actuators are configured to be controlled by the control circuit 70. Based on the control amount from the control circuit 70, the first actuator (motor or the like) positions the mirror support frame 34, and the second actuator (motor or the like). By setting the position of the oscillating mirror 30 with respect to the mirror support frame 34, the inclination of the oscillating mirror 30 with respect to the laser beam L1 is set. The control circuit 70 is constituted by a known microcomputer or the like, and is connected to storage means (ROM, RAM, etc.) not shown.

揺動ミラー30で反射されたレーザ光L1の光軸上には、回転反射機構40が設けられている。この回転反射機構40は、「回動反射手段」の一例に相当しており、複数のミラー44〜48を備えたミラーユニット43と、このミラーユニット43に連結された軸部42と、この軸部42を回転可能に支持する図示しない軸受とを備えてなり、ミラーユニット43が中心軸42aを中心として回転するように構成されている。このように構成される回転反射機構40は、ミラーユニット43における複数のミラー44〜48のいずれかによりレーザダイオード10からのレーザ光L1(具体的には揺動ミラー30によって反射されたレーザ光)を空間に向けて反射し、且つ検出物体からの反射光をミラー44〜48の少なくともいずれかによってフォトダイオード20に向けて反射するように機能する。本実施形態のミラーユニット43は、中心軸42aに対する各ミラー44〜48の反射面の傾斜角度がそれぞれ異なるように構成されており、レーザ光L1の入射位置に配置されるミラーを切り替えることで、ミラーユニット43からのレーザ光の向きを中心軸42aの方向に関して変化させている。なお、ミラーユニット43の具体的構成及び具体的制御方法については後述する。   A rotary reflection mechanism 40 is provided on the optical axis of the laser beam L1 reflected by the oscillating mirror 30. The rotation reflection mechanism 40 corresponds to an example of a “rotation reflection unit”, and includes a mirror unit 43 including a plurality of mirrors 44 to 48, a shaft portion 42 connected to the mirror unit 43, and the shaft A bearing (not shown) that rotatably supports the portion 42 is provided, and the mirror unit 43 is configured to rotate about the central axis 42a. The rotary reflection mechanism 40 configured as described above has a laser beam L1 (specifically, a laser beam reflected by the oscillating mirror 30) from the laser diode 10 by any one of the plurality of mirrors 44 to 48 in the mirror unit 43. Is reflected toward the space, and the reflected light from the detection object is reflected toward the photodiode 20 by at least one of the mirrors 44 to 48. The mirror unit 43 of the present embodiment is configured such that the inclination angles of the reflection surfaces of the mirrors 44 to 48 with respect to the central axis 42a are different, and by switching the mirror disposed at the incident position of the laser light L1, The direction of the laser beam from the mirror unit 43 is changed with respect to the direction of the central axis 42a. A specific configuration and a specific control method of the mirror unit 43 will be described later.

さらに、機構40のミラーユニット43を回転駆動するようにモータ50が設けられている。このモータ50は、軸部42を回転させることで、軸部42に駆動力を与えてこの軸部42と連結されたミラーユニット43を回転駆動するように構成されている。このモータ50は、例えばステップモータなどによって構成することができる。このステップモータとしては種々のものを利用でき、1ステップ毎の角度が小さいものを使用すれば、緻密な回動が可能となる。また、モータ50をステップモータ以外の駆動手段によって構成してもよい。例えば、ブラシレスDCモータなどを用いてもよい。   Further, a motor 50 is provided so as to rotationally drive the mirror unit 43 of the mechanism 40. The motor 50 is configured to rotate the shaft portion 42 so as to apply a driving force to the shaft portion 42 to rotationally drive the mirror unit 43 connected to the shaft portion 42. The motor 50 can be configured by, for example, a step motor. Various types of step motors can be used. If a step motor having a small angle for each step is used, precise rotation is possible. Further, the motor 50 may be configured by driving means other than the step motor. For example, a brushless DC motor may be used.

また、図1にて概念的に示すように、モータ50の軸部42の回転角度位置(即ち偏向部41の回転角度位置)を検出する回転角度位置センサ52が設けられている。回転角度位置センサ52は、ロータリーエンコーダやホール素子など、軸部42の回転角度位置を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用できる。なお、回転角度位置センサ52からの信号は制御回路70に入力されるようになっており、この制御回路70によってモータ50の位置決め制御や速度制御が行われるようになっている。本実施形態では、モータ50及び制御回路70が、「回転駆動制御手段」の一例に相当しており、回転反射機構40のミラーユニット43を回転駆動すると共にその回転駆動を制御するように機能する。   Further, as conceptually shown in FIG. 1, a rotation angle position sensor 52 that detects the rotation angle position of the shaft portion 42 of the motor 50 (that is, the rotation angle position of the deflection unit 41) is provided. As the rotation angle position sensor 52, various types of sensors can be used as long as they can detect the rotation angle position of the shaft portion 42, such as a rotary encoder and a hall element. A signal from the rotation angle position sensor 52 is input to the control circuit 70, and the control circuit 70 performs positioning control and speed control of the motor 50. In the present embodiment, the motor 50 and the control circuit 70 correspond to an example of a “rotation drive control unit”, and function to rotate the mirror unit 43 of the rotation reflection mechanism 40 and to control the rotation drive. .

また、回転反射機構40からフォトダイオード20に至るまでの検出物体からの反射光の光路上には、フォトダイオード20に向けて当該反射光を集光する集光レンズ62が設けられ、その集光レンズ62とフォトダイオード20の間にはフィルタ64が設けられている。集光レンズ62は、ミラーユニット43にて反射された検出物体からの反射光を集光してフォトダイオード20に導くものであり、「集光手段」の一例に相当している。また、フィルタ64は、回転反射機構40からフォトダイオード20に至るまでの反射光の光路上において反射光を透過させ且つ反射光以外の光を除去するものであり、「光選択手段」の一例に相当している。具体的には、反射光に対応した特定波長の光(例えば一定領域の波長の光)のみを透過させそれ以外の光を遮断する波長選択フィルタによって構成することができる。   A condensing lens 62 that condenses the reflected light toward the photodiode 20 is provided on the optical path of the reflected light from the detection object from the rotary reflection mechanism 40 to the photodiode 20. A filter 64 is provided between the lens 62 and the photodiode 20. The condensing lens 62 condenses the reflected light from the detection object reflected by the mirror unit 43 and guides it to the photodiode 20 and corresponds to an example of “condensing means”. The filter 64 transmits the reflected light and removes light other than the reflected light on the optical path of the reflected light from the rotary reflection mechanism 40 to the photodiode 20, and is an example of “light selection means”. It corresponds. Specifically, it can be configured by a wavelength selection filter that transmits only light having a specific wavelength corresponding to reflected light (for example, light having a wavelength in a certain region) and blocks other light.

また、本実施形態では、レーザダイオード10、フォトダイオード20、揺動ミラー30、レンズ60、回転反射機構40、モータ50等がケース3内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース3におけるミラーユニット43の周囲には、当該ミラーユニット43を取り囲むようにレーザダイオード10からのレーザ光L1、及び検出物体からの反射光の通過を可能とする導光部4が形成されている。導光部4は、スリットとして構成されており、ミラーユニット43に入光するレーザ光L1の光軸を中心とした環状形態でほぼ360°に亘って構成されている。また、この導光部4を閉塞する形態でガラス板等からなるレーザ光透過板5が配され、防塵が図られている。   In the present embodiment, the laser diode 10, the photodiode 20, the oscillating mirror 30, the lens 60, the rotary reflection mechanism 40, the motor 50, and the like are housed in the case 3, and dust protection and impact protection are achieved. Around the mirror unit 43 in the case 3, a light guide unit 4 is formed so as to allow the laser light L 1 from the laser diode 10 and the reflected light from the detection object to pass therethrough so as to surround the mirror unit 43. . The light guide unit 4 is configured as a slit, and is configured to extend approximately 360 ° in an annular shape centering on the optical axis of the laser beam L1 entering the mirror unit 43. In addition, a laser light transmission plate 5 made of a glass plate or the like is disposed in a form that closes the light guide portion 4 to prevent dust.

次に、回転反射機構40について詳しく説明する。
図3、図4に示すように、ミラーユニット43は、複数のミラー44〜48を備えた構成をなしており、中心軸42aに対する各ミラー44〜48の反射面44a〜48aの傾斜角度がそれぞれ異なるように構成されている。図4のように各ミラーの反射面44a〜48aは、それぞれ長手状に構成されており、それら長手方向を同じ向きに揃える形態で隣接して並設されている。
Next, the rotary reflection mechanism 40 will be described in detail.
As shown in FIGS. 3 and 4, the mirror unit 43 includes a plurality of mirrors 44 to 48, and the inclination angles of the reflection surfaces 44 a to 48 a of the mirrors 44 to 48 with respect to the central axis 42 a are respectively set. Configured differently. As shown in FIG. 4, the reflecting surfaces 44 a to 48 a of the mirrors are each formed in a longitudinal shape, and are arranged adjacent to each other so that the longitudinal directions thereof are aligned in the same direction.

ミラーユニット43は、中心軸42aを中心として回転する構成となっており、中心軸42aと各反射面44a〜48aとのなす角度が常に一定に保たれるようになっている。即ち、ミラーユニット43がどの回転位置にあっても、反射面44aと中心軸42aとのなす角度θ1、反射面45aと中心軸42aとのなす角度θ2、反射面46aと中心軸42aとのなす角度θ3、反射面47aと中心軸42aとのなす角度θ4、反射面48aと中心軸42aとのなす角度θ5、がそれぞれ一定となっており、かつθ1<θ2<θ3<θ4<θ5の関係が維持されている。   The mirror unit 43 is configured to rotate about the central axis 42a, and the angle formed by the central axis 42a and each of the reflecting surfaces 44a to 48a is always kept constant. That is, regardless of the rotational position of the mirror unit 43, the angle θ1 formed by the reflection surface 44a and the central axis 42a, the angle θ2 formed by the reflection surface 45a and the central axis 42a, and the reflection surface 46a and the central axis 42a. The angle θ3, the angle θ4 formed between the reflecting surface 47a and the central axis 42a, and the angle θ5 formed between the reflecting surface 48a and the central axis 42a are constant, and the relationship of θ1 <θ2 <θ3 <θ4 <θ5 is established. Maintained.

このように構成される回転反射機構40は、レーザ光L1の入射位置に配置されるミラーを制御によって切り替える構成をなしており、このような切り替えにより、ミラーユニット43から装置外の空間に向かうレーザ光の向きを中心軸42aの方向(縦方向)に関して変化させるように機能する。本実施形態では、モータ50及び制御回路70が「切替手段」「回転駆動制御手段」の一例に相当しており、制御回路70の制御量に応じてモータ50が駆動し、ミラーユニット43の回転位置を定めており、これによりレーザ光L1の経路上に配置されるミラー(即ち、レーザ光L1の入射対象となるミラー)を切り替えている。   The rotary reflection mechanism 40 configured as described above has a configuration in which a mirror disposed at the incident position of the laser light L1 is switched by control, and by such switching, the laser heading from the mirror unit 43 to a space outside the apparatus. It functions to change the direction of light with respect to the direction (vertical direction) of the central axis 42a. In the present embodiment, the motor 50 and the control circuit 70 correspond to an example of “switching means” and “rotation drive control means”. The motor 50 is driven according to the control amount of the control circuit 70 and the mirror unit 43 rotates. The position is determined, and the mirror disposed on the path of the laser beam L1 (that is, the mirror on which the laser beam L1 is incident) is switched.

図1、図4に示すように、回転反射機構40の中心軸42aは、揺動ミラー30からミラーユニット43へ向かうレーザ光L1の経路(入射経路)からずれた位置とされており、ミラーユニット43におけるレーザ光L1の入射位置(図4では符号SP1)は、中心軸42aからある程度離れた位置となっている。このような構成において、制御回路70及びモータ50によりミラーユニット43が回転駆動されることで、レーザ光L1の入射経路上に位置するミラーが切り替わるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the central axis 42a of the rotary reflection mechanism 40 is located at a position shifted from the path (incident path) of the laser light L1 from the oscillating mirror 30 toward the mirror unit 43. The incident position of the laser beam L1 at 43 (reference numeral SP1 in FIG. 4) is a position away from the central axis 42a to some extent. In such a configuration, the mirror unit 43 is rotationally driven by the control circuit 70 and the motor 50, so that the mirror positioned on the incident path of the laser light L1 is switched.

例えば、図5(a)のようにレーザ光L1の入射位置(符号SP1の位置)が定められている場合に制御回路70及びモータ50によってミラーユニット43が回転駆動されると、ミラーユニット43の位置は、図5(a)の実線部の位置から二点鎖線部N2の位置、二点鎖線部N3の位置に順番に変化する。実線に示す位置では、レーザ光L1がミラー44に入射するため、このミラー44により反射面44aの傾斜に応じた方向(符号F1参照)に反射されて装置外の空間に向かう。二点鎖線N2の位置では、レーザ光L1がミラー45に入射するため、このミラー45により反射面45aの傾斜に応じた方向(符号F2参照)に反射される。同様に、二点鎖線N3の位置では、レーザ光L1がミラー46に入射するため、このミラー46により反射面46aの傾斜に応じた方向(符号F3参照)に反射される。上述のように、中心軸42aに対する反射面44a〜48aの傾斜角度θ1〜θ5はそれぞれ異なっているため、レーザ光L1が入射するミラーが切り替わると、図1に示す符号F1,F2,F3のようにミラーユニット43からのレーザ光の向きが中心軸42aの方向(縦方向)に関して変化することとなる。   For example, when the mirror unit 43 is rotationally driven by the control circuit 70 and the motor 50 when the incident position of the laser beam L1 (the position of the reference symbol SP1) is determined as shown in FIG. The position sequentially changes from the position of the solid line portion in FIG. 5A to the position of the two-dot chain line portion N2 and the position of the two-dot chain line portion N3. Since the laser beam L1 is incident on the mirror 44 at the position indicated by the solid line, the laser beam L1 is reflected by the mirror 44 in a direction corresponding to the inclination of the reflecting surface 44a (see reference numeral F1) and travels to a space outside the apparatus. At the position of the two-dot chain line N2, the laser beam L1 is incident on the mirror 45, and is reflected by the mirror 45 in a direction (see reference numeral F2) corresponding to the inclination of the reflecting surface 45a. Similarly, since the laser beam L1 is incident on the mirror 46 at the position of the two-dot chain line N3, it is reflected by the mirror 46 in a direction corresponding to the inclination of the reflecting surface 46a (see reference numeral F3). As described above, the inclination angles θ1 to θ5 of the reflection surfaces 44a to 48a with respect to the central axis 42a are different from each other. Therefore, when the mirror on which the laser light L1 is incident is switched, the signs F1, F2, and F3 shown in FIG. In addition, the direction of the laser beam from the mirror unit 43 changes with respect to the direction (vertical direction) of the central axis 42a.

なお、本実施形態では、ミラーユニット43において複数のミラー44〜48が並んで配されているが、各ミラー44〜48の並び方向の幅は、レーザ光L1のスポット径よりも大きくなるように構成されている。そして、各ミラーにレーザ光L1を入射させる切り替えの際に、照射スポット全体が各反射面内に収まるように制御回路70及びモータ50によってミラーユニット43の回転位置調整がなされている。なお、本実施形態では各ミラー44〜48の短手方向を幅方向としている。   In the present embodiment, a plurality of mirrors 44 to 48 are arranged side by side in the mirror unit 43, but the width in the arrangement direction of the mirrors 44 to 48 is larger than the spot diameter of the laser light L1. It is configured. Then, at the time of switching to make the laser beam L1 incident on each mirror, the rotational position of the mirror unit 43 is adjusted by the control circuit 70 and the motor 50 so that the entire irradiation spot falls within each reflection surface. In the present embodiment, the short direction of the mirrors 44 to 48 is the width direction.

また、本実施形態では、揺動ミラー30からのレーザ光L1の経路(入射経路)をある1つの経路(第1経路)に定めた状態で図5(a)(b)のようにミラーユニット43を回転させて5つのミラー44〜48全てにレーザ光L1を入射させた後、揺動ミラー30を変位させて図6のように揺動ミラー30からのレーザ光L1の経路(入射経路)を別の経路(第2経路)変化させ、その状態で再びミラーユニット43を回転させて5つのミラー44〜48全てにレーザ光L1を入射させるようにしている。入射経路が第1経路から第2経路に変更された場合、ミラーユニット43におけるレーザ光L1の入射位置は、図5に示す符号SP1の位置から図6に示す符号SP2の位置に変化する。この経路において図6(a)(b)のような回転制御がなされることで、ミラーユニット43からのレーザ光の向きが符号F1'、F2'、F3'、F4'、F5'のように変化してゆく。   Further, in the present embodiment, the mirror unit as shown in FIGS. 5A and 5B in a state where the path (incident path) of the laser light L1 from the oscillating mirror 30 is defined as one path (first path). 43 is rotated to cause the laser beam L1 to be incident on all the five mirrors 44 to 48, and then the oscillation mirror 30 is displaced to pass the laser beam L1 from the oscillation mirror 30 as shown in FIG. Is changed to another path (second path), and in this state, the mirror unit 43 is rotated again so that the laser light L1 is incident on all the five mirrors 44 to 48. When the incident path is changed from the first path to the second path, the incident position of the laser light L1 in the mirror unit 43 changes from the position of the code SP1 shown in FIG. 5 to the position of the code SP2 shown in FIG. By performing rotation control as shown in FIGS. 6A and 6B in this path, the directions of the laser beams from the mirror unit 43 are as indicated by reference numerals F1 ′, F2 ′, F3 ′, F4 ′, and F5 ′. It will change.

このようにレーザ光L1の入射経路が中心軸42aの周囲で順次変更され、各入射経路においてミラーの切替制御がなされることで、水平方向に関するレーザ光の向きは図7のように変化してゆく。また、このようにレーザ光の向きが変化することにより、空間に向かうレーザ光の走査波形は図8のようになる。なお、図8は、中心軸42aを中心とし且つレーザレーダ装置1から十分離れた位置に配置される仮想的な円筒面の内面に照射されるレーザ光の走査パターンを示すものであり、その仮想的な円筒面の内面側を中心軸側から見た概念図である。   In this way, the incident path of the laser beam L1 is sequentially changed around the central axis 42a, and the mirror switching control is performed in each incident path, so that the direction of the laser beam with respect to the horizontal direction changes as shown in FIG. go. Further, by changing the direction of the laser light in this way, the scanning waveform of the laser light toward the space becomes as shown in FIG. FIG. 8 shows a scanning pattern of laser light irradiated on the inner surface of a virtual cylindrical surface centered on the central axis 42a and located sufficiently away from the laser radar device 1. It is the conceptual diagram which looked at the inner surface side of a typical cylindrical surface from the central axis side.

なお、本実施形態では、揺動ミラー30が「偏向手段」の一例に相当し、レーザダイオード10からのレーザ光L1をミラーユニット43に向けて偏向する機能を有している。また、図2に示す変位機構33、アクチュエータ36、制御回路70は、「変位手段」の一例に相当し、揺動ミラー30(偏向手段)を変位させる機能を有している。また、制御回路70、アクチュエータ36、変位機構33、及び揺動ミラー30は「入射経路変化手段」の一例に相当し、制御回路、アクチュエータ36、変位機構33により揺動ミラー30を変位させることでレーザ光L1の入射経路を中心軸の周りで変化させるように機能する。そして、このように「入射経路変化手段」にて変化される各入射経路毎に、切替手段(即ち制御回路70及びモータ50)によるミラーの切り替えが行われるようになっている。   In the present embodiment, the oscillating mirror 30 corresponds to an example of a “deflecting unit”, and has a function of deflecting the laser light L 1 from the laser diode 10 toward the mirror unit 43. The displacement mechanism 33, the actuator 36, and the control circuit 70 shown in FIG. 2 correspond to an example of “displacement means” and have a function of displacing the oscillating mirror 30 (deflection means). The control circuit 70, the actuator 36, the displacement mechanism 33, and the oscillating mirror 30 correspond to an example of “incident path changing means”, and the oscillating mirror 30 is displaced by the control circuit, the actuator 36, and the displacement mechanism 33. It functions to change the incident path of the laser beam L1 around the central axis. The mirror is switched by the switching means (that is, the control circuit 70 and the motor 50) for each incident path changed by the “incident path changing means” in this way.

次に、レーザレーダ装置1における検出処理について説明する。
図9に示す検出処理は、図示しないROM等の記憶手段に記憶されるプログラムに基づいて制御回路70によって実行される処理であり、例えば電源投入や所定の開始操作などをトリガとして開始される。当該検出処理が開始されるとS1にて初期設定処理がなされる。この初期設定処理では、レーザ光L1の入射経路が初期経路(例えば図1に示す経路)となるように揺動ミラー30を設定する処理である。次いで、1番目のミラー44を定められた入射位置(レーザ光L1の設定経路上の位置)に配置するようにモータ50を回転駆動する(S2)。
Next, detection processing in the laser radar device 1 will be described.
The detection process shown in FIG. 9 is a process executed by the control circuit 70 based on a program stored in a storage means such as a ROM (not shown), and is started by, for example, turning on power or a predetermined start operation. When the detection process is started, an initial setting process is performed in S1. In this initial setting process, the oscillating mirror 30 is set so that the incident path of the laser light L1 becomes an initial path (for example, the path shown in FIG. 1). Next, the motor 50 is rotationally driven so as to place the first mirror 44 at a predetermined incident position (position on the setting path of the laser light L1) (S2).

その後、S3にてレーザ光を出射する処理が行われる。具体的には、レーザダイオード10を駆動する図示しない駆動回路に対して制御回路70から駆動指令が与えられる。レーザダイオード10は、駆動指令を受けた駆動回路によってパルス電流が供給され、パルスレーザ光を出射する。なお、本実施形態では、レーザ光L1の入射位置に配置されるミラーが切り替えられる毎にレーザダイオード10からパルスレーザ光を出射させる制御を行っている。   Then, the process which radiate | emits a laser beam is performed in S3. Specifically, a drive command is given from the control circuit 70 to a drive circuit (not shown) that drives the laser diode 10. The laser diode 10 is supplied with a pulse current by a drive circuit that has received a drive command, and emits a pulsed laser beam. In the present embodiment, control is performed to emit pulsed laser light from the laser diode 10 every time the mirror disposed at the incident position of the laser light L1 is switched.

その後、検出処理が行われる(S4)。本実施形態のレーザレーダ装置1では、レーザダイオード10にパルス電流が供給されると、このレーザダイオード10からはパルス電流のパルス幅に応じた時間間隔のパルスレーザ光(レーザ光L1)が出力される。このレーザ光L1は、ある程度の広がり角をもった拡散光として投光され、レンズ60を通過することで平行光に変換される。レンズ60を通過したレーザ光L1は、揺動ミラー30で反射されてミラーユニット43のいずれかのミラー(初回の処理ではミラー44)に入射し、そのミラーにて反射されて空間に向けて照射される。   Thereafter, a detection process is performed (S4). In the laser radar device 1 of the present embodiment, when a pulse current is supplied to the laser diode 10, the laser diode 10 outputs a pulse laser beam (laser beam L1) at a time interval corresponding to the pulse width of the pulse current. The The laser light L1 is projected as diffused light having a certain spread angle, and is converted into parallel light by passing through the lens 60. The laser beam L1 that has passed through the lens 60 is reflected by the oscillating mirror 30, enters one of the mirrors of the mirror unit 43 (mirror 44 in the first processing), is reflected by the mirror, and is irradiated toward the space. Is done.

ミラーユニット43のいずれかのミラー(初回の処理ではミラー44)によって反射されたレーザ光L1は検出物体によって反射され、この反射光の一部(L2参照)は再びミラーユニット43に入射する。ミラーユニット43は、この反射光をフォトダイオード20側へ反射する。ミラーユニット43にて反射された反射光は、集光レンズ62で集光され、フィルタ64を通過してフォトダイオード20に入光する。   The laser light L1 reflected by any mirror of the mirror unit 43 (mirror 44 in the first processing) is reflected by the detection object, and a part of the reflected light (see L2) is incident on the mirror unit 43 again. The mirror unit 43 reflects this reflected light to the photodiode 20 side. The reflected light reflected by the mirror unit 43 is collected by the condenser lens 62, passes through the filter 64, and enters the photodiode 20.

フォトダイオード20は、受光した反射光L2に応じた電気信号(例えば受光した反射光L2に応じた電圧値)を出力する。この構成では、レーザダイオード10によってレーザ光L1を出力してからフォトダイオード20によってその反射光L2を検出するまでの時間を測定することにより検出物体までの距離を求めることができる。また、そのときの、揺動ミラー30の変位、及びミラーユニット43の変位によって方位をも求めることができる。つまり、揺動ミラー30の反射面30aとXY平面とのなす角α、反射面30aとYZ平面とのなす角β、反射面30aとXZ平面とのなす角γが定まり、ミラーユニット43の回転位置が定まると、ミラーユニット43からレーザ光L1が向かう方向が、一の方位に定まるため、検出物体の方位を的確に把握できることとなる。   The photodiode 20 outputs an electrical signal corresponding to the received reflected light L2 (for example, a voltage value corresponding to the received reflected light L2). In this configuration, the distance to the detection object can be obtained by measuring the time from when the laser light L1 is output by the laser diode 10 until the reflected light L2 is detected by the photodiode 20. Further, the azimuth can be obtained from the displacement of the oscillating mirror 30 and the displacement of the mirror unit 43 at that time. That is, the angle α formed between the reflecting surface 30a of the oscillating mirror 30 and the XY plane, the angle β formed between the reflecting surface 30a and the YZ plane, and the angle γ formed between the reflecting surface 30a and the XZ plane are determined, and the rotation of the mirror unit 43 is determined. When the position is determined, the direction in which the laser beam L1 travels from the mirror unit 43 is determined as one direction, and thus the direction of the detected object can be accurately grasped.

このように検出処理を行った後、全てのミラーについて切り替えが完了したかを判断する(S5)。即ち、ミラーユニット43に含まれる複数のミラー44〜48の全てに対してレーザ光L1をそれぞれ入射させて検出処理を行ったか否かを判断する。全てのミラーについて切り替えが完了していない場合にはS5にてNoに進み、モータ50を駆動させて次のミラーに切り替える(S6)。例えば、前回の処理でミラー44が入射対象であった場合には次のミラー45が入射位置に配置されるようにモータ50を駆動する。また、前回の処理でミラー45が入射対象であった場合には次のミラー46が入射位置に配置されるようにモータ50を駆動する。S6にて切り替えが行われた後はS3以降の処理が繰り返されることとなる。また、S5において全てのミラーについて切り替えが完了したと判断される場合にはS5にてYesに進み、レーザ光の経路変更処理が行われる(S7)。この経路変更処理は、レーザ光の入射経路を変化させる処理であり、例えば前回の経路が図7のSP1を入射位置とするような経路であった場合には、アクチュエータ36を駆動してレーザ光の経路をその次の経路(即ち、図7のSP2を入射位置とするような経路)に変化させる。そして、このようにレーザ光の経路を変更した状態で再びS2以降の処理を繰り返す。   After performing the detection process in this way, it is determined whether switching has been completed for all mirrors (S5). That is, it is determined whether or not the detection process has been performed by making the laser beam L1 incident on all of the plurality of mirrors 44 to 48 included in the mirror unit 43. If switching has not been completed for all mirrors, the process proceeds to No in S5, and the motor 50 is driven to switch to the next mirror (S6). For example, when the mirror 44 is an incident target in the previous process, the motor 50 is driven so that the next mirror 45 is arranged at the incident position. Further, when the mirror 45 is an incident target in the previous process, the motor 50 is driven so that the next mirror 46 is arranged at the incident position. After switching is performed in S6, the processes after S3 are repeated. If it is determined in S5 that the switching has been completed for all the mirrors, the process proceeds to Yes in S5, and a laser beam path changing process is performed (S7). This path changing process is a process for changing the incident path of the laser beam. For example, when the previous path is a path having SP1 in FIG. 7 as the incident position, the actuator 36 is driven to drive the laser beam. Is changed to the next route (that is, a route having SP2 in FIG. 7 as the incident position). And the process after S2 is repeated again in the state which changed the path | route of the laser beam in this way.

以上のように、本実施形態によれば中心軸42aに対して各ミラーの傾斜角度がそれぞれ異なるように構成されたミラーユニット43が設けられており、モータ50及び制御回路70(切替手段)によりレーザ光L1の入射位置に配置されるミラーを切り替えることで、ミラーユニット43からのレーザ光の向きを中心軸42aの方向に関して変化させるようにしている。このようにすれば、装置の周囲にわたる検出が可能であり、かつ3次元的な検出をも行いうるレーザレーダ装置を実現できる。また、レーザ光の向きを中心軸42aの方向に関して段階的に変化させる構成を複雑な制御を伴うことなく簡易に実現できる。   As described above, according to the present embodiment, the mirror unit 43 configured so that the inclination angles of the respective mirrors are different from each other with respect to the central axis 42a is provided, and is provided by the motor 50 and the control circuit 70 (switching means). By switching the mirror disposed at the incident position of the laser light L1, the direction of the laser light from the mirror unit 43 is changed with respect to the direction of the central axis 42a. In this way, it is possible to realize a laser radar apparatus that can detect the surroundings of the apparatus and can also perform three-dimensional detection. In addition, a configuration in which the direction of the laser beam is changed stepwise with respect to the direction of the central axis 42a can be easily realized without complicated control.

また、回転反射機構40の中心軸42aがレーザ光L1の入射経路からずれた位置とされており、モータ50及び制御回路70によってミラーユニット43が回転駆動されることで、レーザ光L1の入射経路上に位置するミラーが切り替えられる構成となっている。このようにモータ50及び制御回路70を「回転駆動制御手段」「切替手段」として機能させるように兼用すれば、入射位置に配置されるミラーを切り替える構成を、大型化、複雑化、を伴うことなく実現できる。   The central axis 42a of the rotary reflection mechanism 40 is shifted from the incident path of the laser beam L1, and the mirror unit 43 is driven to rotate by the motor 50 and the control circuit 70, whereby the incident path of the laser beam L1. The mirror located above can be switched. If the motor 50 and the control circuit 70 are combined to function as “rotational drive control means” and “switching means” in this way, the configuration for switching the mirror arranged at the incident position is increased in size and complexity. Can be realized.

また、レーザ光L1の入射経路を中心軸42aの周りで変化させる「入射経路変化手段」を備えており、「入射経路変化手段」にて変化される各入射経路毎に、モータ50及び制御回路70によるミラーの切り替えが行われるようになっている。このようにすれば、モータ50及び制御回路70を「回転駆動制御手段」「切替手段」として兼用する構成において水平方向の検出範囲を大きくすることができる。   Further, an “incident path changing means” that changes the incident path of the laser beam L1 around the central axis 42a is provided, and the motor 50 and the control circuit are provided for each incident path changed by the “incident path changing means”. The mirror is switched by 70. In this way, the horizontal detection range can be increased in a configuration in which the motor 50 and the control circuit 70 are also used as “rotation drive control means” and “switching means”.

また、レーザダイオード10からのレーザ光L1を反射する揺動ミラー30を変位させることで、入射経路を中心軸42aの周りで変化させている。このようにすれば、入射経路を中心軸42aの周りで変化させる構成を簡易な構成で良好に実現できる。   Further, the incident path is changed around the central axis 42a by displacing the oscillating mirror 30 that reflects the laser light L1 from the laser diode 10. In this way, the configuration for changing the incident path around the central axis 42a can be satisfactorily realized with a simple configuration.

また、複数のミラー44〜48がミラーユニット43において並んで配されており、かつ各ミラーの並び方向の幅が、レーザ光L1のスポット径よりも大きくなるように構成されている。このようにすれば、レーザ光L1の照射スポットが各ミラー44〜48からはみ出さないように構成でき、レーザ光L1を有効利用しやすい構成となる。   A plurality of mirrors 44 to 48 are arranged side by side in the mirror unit 43, and the width in the arrangement direction of the mirrors is configured to be larger than the spot diameter of the laser light L1. In this way, the irradiation spot of the laser beam L1 can be configured not to protrude from the mirrors 44 to 48, and the laser beam L1 can be effectively used.

また、レーザ光L1の入射位置に配置されるミラーが切り替えられる毎にレーザダイオード10によりパルスレーザ光が出射される構成となっている。このようにすれば、ミラーの切り替え途中に無駄な照射を行わずに済むためレーザ光L1を効率的に利用でき、また、不安定な状態での検出を排除できるため、検出精度を効果的に高めることができる。   The laser diode 10 emits pulsed laser light each time the mirror disposed at the incident position of the laser light L1 is switched. In this way, it is possible to efficiently use the laser light L1 because unnecessary irradiation is not performed during the mirror switching, and it is possible to eliminate detection in an unstable state, so that the detection accuracy is effectively improved. Can be increased.

さらに、回転反射機構40からフォトダイオード20に至るまでの反射光L2の光路上に、フォトダイオード20に向けて反射光L2を集光する集光レンズ62が設けられているため、フォトダイオード20を大型化させることなく広範囲の反射光を検出に利用できるようになる。   Furthermore, since the condenser lens 62 that condenses the reflected light L2 toward the photodiode 20 is provided on the optical path of the reflected light L2 from the rotary reflection mechanism 40 to the photodiode 20, the photodiode 20 is A wide range of reflected light can be used for detection without increasing the size.

また、回転反射機構40からフォトダイオード20に至るまでの反射光L2の光路上に、反射光L2を透過させ、且つ反射光以外の光を除去するフィルタ64が設けられているため、ノイズ光を好適に除去できる。   In addition, since a filter 64 that transmits the reflected light L2 and removes light other than the reflected light is provided on the optical path of the reflected light L2 from the rotary reflection mechanism 40 to the photodiode 20, noise light is transmitted. It can be suitably removed.

[第2実施形態]
次に第2実施形態について説明する。
図10は、第2実施形態に係るレーザレーダ装置を例示する断面概略図である。図11は、レーザ光の入射位置を切り替える切替制御を説明する説明図である。図12は、図10のレーザレーダ装置による走査波形を説明するものであり、ミラーユニットの中心軸を中心とし且つレーザレーダ装置から十分離れた位置に配置される仮想的な円筒面でのレーザ光の照射位置を説明する説明図である。なお、本実施形態では、制御回路70によるモータ50及びアクチュエータ36の制御方法が第1実施形態と異なるが各部品の機械的構成及び電気的構成は第1実施形態と同様である。よって各部品について第1実施形態と同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a laser radar device according to the second embodiment. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining switching control for switching the incident position of a laser beam. FIG. 12 is a diagram for explaining a scanning waveform by the laser radar device of FIG. 10, and the laser beam on a virtual cylindrical surface arranged around the center axis of the mirror unit and sufficiently away from the laser radar device. It is explanatory drawing explaining the irradiation position. In this embodiment, the control method of the motor 50 and the actuator 36 by the control circuit 70 is different from that of the first embodiment, but the mechanical configuration and electrical configuration of each component are the same as those of the first embodiment. Accordingly, the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned to the respective components, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態のレーザレーダ装置200でも、レーザ光を発生するレーザダイオード10(レーザ光発生手段)と、レーザダイオード10からレーザ光L1が発生したときに、検出物体によって反射されるレーザ光L1の反射光を検出するフォトダイオード20(光検出手段)と、複数のミラー44〜48を有するミラーユニット43を備えた回転反射機構40と、回転反射機構40のミラーユニット43を回転駆動すると共にその回転駆動を制御するモータ50及び制御回路(回転駆動制御手段)とを備えている。また、回転反射機構40は、ミラーユニット43が中心軸42aを中心として回転可能に構成され、ミラーユニット43のいずれかのミラー44〜48により、レーザ光L1を空間に向けて反射し、且つ検出物体からの反射光をフォトダイオード20に向けて反射する構成をなしている。   Also in the laser radar device 200 of the present embodiment, the laser diode 10 (laser light generation means) that generates laser light and the reflection of the laser light L1 that is reflected by the detection object when the laser light L1 is generated from the laser diode 10. The rotational reflection mechanism 40 including the photodiode 20 (light detection means) for detecting light, the mirror unit 43 having a plurality of mirrors 44 to 48, and the mirror unit 43 of the rotation reflection mechanism 40 are driven to rotate. And a control circuit (rotation drive control means). The rotation reflection mechanism 40 is configured such that the mirror unit 43 is rotatable about the central axis 42a, and reflects and detects the laser light L1 toward the space by any of the mirrors 44 to 48 of the mirror unit 43. The reflected light from the object is reflected toward the photodiode 20.

ミラーユニット43は、中心軸42aに対して各ミラー44〜48の傾斜角度がそれぞれ異なるように構成されており、ミラーユニット43におけるレーザ光L1の入射位置に配置されるミラーを切り替えることで、ミラーユニット43からのレーザ光の向きを中心軸42aの方向に関して変化させるようにしている。本実施形態では、制御回路70、アクチュエータ36、変位機構33、揺動ミラー30が「切替手段」「入射経路変化手段」の一例に相当している。   The mirror unit 43 is configured such that the inclination angles of the mirrors 44 to 48 are different from each other with respect to the central axis 42a. By switching the mirror disposed at the incident position of the laser light L1 in the mirror unit 43, the mirror unit 43 The direction of the laser beam from the unit 43 is changed with respect to the direction of the central axis 42a. In the present embodiment, the control circuit 70, the actuator 36, the displacement mechanism 33, and the oscillating mirror 30 correspond to an example of “switching means” and “incident path changing means”.

具体的には、制御回路70及びモータ50によってミラーユニットを所定角度ずつ回転駆動する制御が行われるようになっており、制御回路70、アクチュエータ36、揺動ミラー30は、ミラーユニット43がモータ50によって所定角度(例えば5°)ずつ回転される毎に、複数のミラー44〜48のそれぞれにレーザ光が入射するようにミラーユニット43へのレーザ光の入射経路を変化させる制御を行っている。   Specifically, the control circuit 70 and the motor 50 control the mirror unit to be rotated by a predetermined angle. The control circuit 70, the actuator 36, and the oscillating mirror 30 are configured so that the mirror unit 43 is driven by the motor 50. Is controlled so as to change the incident path of the laser beam to the mirror unit 43 so that the laser beam is incident on each of the plurality of mirrors 44 to 48 each time the lens is rotated by a predetermined angle (for example, 5 °).

例えば、ミラーユニット43が図11(a)に示す回転位置にあるとき、制御回路70及びアクチュエータ36によって変位機構33を駆動することで揺動ミラー30を揺動させ、レーザ光L1の入射位置をミラー44上の位置SQ1から、ミラー45上の位置SQ2、ミラー46上の位置SQ3、ミラー47上の位置SQ4、ミラー48上の位置SQ5にそれぞれ変化させる。これによりレーザ光L1の向かう方向が、ミラー44による反射方向F1、ミラー45による反射方向F2、ミラー46による反射方向F3、ミラー46による反射方向F4、ミラー47による反射方向F5と変化する。各ミラー44〜48における反射面44a〜48aの中心軸42aとのなす角度θ1〜θ5はそれぞれ異なるように構成されているため、図10、図11(a)のように、ミラーユニット43からのレーザ光の向きが中心軸42aの方向に関して段階的に変化することとなる。   For example, when the mirror unit 43 is at the rotational position shown in FIG. 11A, the oscillating mirror 30 is oscillated by driving the displacement mechanism 33 by the control circuit 70 and the actuator 36, and the incident position of the laser beam L1 is determined. The position SQ1 on the mirror 44 is changed to a position SQ2 on the mirror 45, a position SQ3 on the mirror 46, a position SQ4 on the mirror 47, and a position SQ5 on the mirror 48, respectively. As a result, the direction in which the laser beam L1 travels changes to a reflection direction F1 by the mirror 44, a reflection direction F2 by the mirror 45, a reflection direction F3 by the mirror 46, a reflection direction F4 by the mirror 46, and a reflection direction F5 by the mirror 47. Since the angles θ1 to θ5 formed with the central axes 42a of the reflecting surfaces 44a to 48a in the mirrors 44 to 48 are different from each other, as shown in FIGS. The direction of the laser light changes stepwise with respect to the direction of the central axis 42a.

図11(a)の位置において各ミラー44〜48にそれぞれレーザ光L1を入射させてそれぞれのレーザ光(符号F1〜F5を)による検出処理を行った後、制御回路70によりモータ50を駆動し、図11(b)のようにミラーユニット43を所定角度回転させる処理が行われる。この状態で、再び揺動ミラー30を揺動させ、レーザ光L1の入射位置をミラー44上の位置SQ1'から、ミラー45上の位置SQ2'、ミラー46上の位置SQ3'、ミラー47上の位置SQ4'、ミラー48上の位置SQ5'にそれぞれ変化させる。これによりレーザ光L1の向かう方向が、ミラー44による反射方向F1'、ミラー45による反射方向F2'、ミラー46による反射方向F3'、ミラー46による反射方向F4'、ミラー47による反射方向F5'と変化する。この制御においてもミラーユニット43からのレーザ光の向きが中心軸42aの方向に関して段階的に変化することとなる。図11(b)での検出処理が終了すると、更にモータ50が駆動されて図11(c)のような状態となり、上記と同様の検出処理が再び繰り返されることとなる。   After the laser beam L1 is made incident on each of the mirrors 44 to 48 at the position shown in FIG. 11A and detection processing is performed using each laser beam (reference numerals F1 to F5), the motor 50 is driven by the control circuit 70. A process of rotating the mirror unit 43 by a predetermined angle as shown in FIG. In this state, the oscillating mirror 30 is oscillated again, and the incident position of the laser beam L1 is changed from the position SQ1 ′ on the mirror 44 to the position SQ2 ′ on the mirror 45, the position SQ3 ′ on the mirror 46, and the position on the mirror 47. The position SQ4 ′ and the position SQ5 ′ on the mirror 48 are changed. As a result, the direction in which the laser beam L1 travels is the reflection direction F1 ′ by the mirror 44, the reflection direction F2 ′ by the mirror 45, the reflection direction F3 ′ by the mirror 46, the reflection direction F4 ′ by the mirror 46, and the reflection direction F5 ′ by the mirror 47. Change. Also in this control, the direction of the laser beam from the mirror unit 43 changes stepwise with respect to the direction of the central axis 42a. When the detection process in FIG. 11B ends, the motor 50 is further driven to enter the state shown in FIG. 11C, and the same detection process as described above is repeated again.

このようにレーザ光L1を入射されるミラーを切り替える制御がなされることで、空間に向かうレーザ光の走査波形は図12のようになる。なお、図12は、中心軸42aを中心とし且つレーザレーダ装置1から十分離れた位置に配置される仮想的な円筒面の内面に照射されるレーザ光の走査パターンを示すものであり、その仮想的な円筒面の内面側を中心軸側から見た概念図である。   By controlling the mirror to which the laser beam L1 is incident in this way, the scanning waveform of the laser beam toward the space is as shown in FIG. FIG. 12 shows a scanning pattern of the laser beam irradiated on the inner surface of a virtual cylindrical surface centered on the central axis 42a and sufficiently distant from the laser radar device 1. It is the conceptual diagram which looked at the inner surface side of a typical cylindrical surface from the central axis side.

なお、本実施形態でも複数のミラー44〜48がミラーユニット43において並んで配されており、かつ各ミラー44〜48の並び方向の幅が、レーザ光L1のスポット径よりも大きくなるように構成されている。また、第1実施形態と同様に、ミラーユニット43においてレーザ光L1の入射位置に配置されるミラーが切り替えられる毎にレーザダイオード10によってパルスレーザ光が出射されるようになっている。   In the present embodiment, a plurality of mirrors 44 to 48 are arranged side by side in the mirror unit 43, and the width in the arrangement direction of the mirrors 44 to 48 is larger than the spot diameter of the laser light L1. Has been. Similarly to the first embodiment, the laser diode 10 emits a pulsed laser beam each time the mirror disposed at the incident position of the laser beam L1 in the mirror unit 43 is switched.

本実施形態の構成によれば第1実施形態と同様の効果が得られる。また、ミラーユニット43が所定角度ずつ回転する毎に、複数のミラー44〜48のそれぞれにレーザ光L1が入射するように入射経路を変化させている。このようにすれば、入射対象となるミラーの切り替えを、レーザ光の入射経路を変化させるという簡易な構成で良好に実現できる。   According to the configuration of the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, every time the mirror unit 43 rotates by a predetermined angle, the incident path is changed so that the laser light L1 is incident on each of the plurality of mirrors 44 to 48. In this way, it is possible to satisfactorily realize switching of the mirror to be incident with a simple configuration of changing the incident path of the laser beam.

[第3実施形態]
次に第3実施形態について説明する。
図13は、第3実施形態に係るレーザレーダ装置を例示する断面概略図である。図14(a)は、傾斜ミラーの平面図であり、(b)は傾斜ミラーの正面図、(c)は傾斜ミラーの左側面図、(d)は傾斜ミラーの右側面図である。なお、本実施形態のレーザレーダ装置300は、回転反射機構340の構成のみが第1実施形態の回転反射機構40と異なり、それ以外は第1実施形態のレーザレーダ装置1と同様である。よって同様の構成については第1実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略することとする。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating a laser radar device according to the third embodiment. 14A is a plan view of the tilt mirror, FIG. 14B is a front view of the tilt mirror, FIG. 14C is a left side view of the tilt mirror, and FIG. 14D is a right side view of the tilt mirror. Note that the laser radar device 300 of the present embodiment is the same as the laser radar device 1 of the first embodiment except for the configuration of the rotary reflection mechanism 340, which is different from the rotary reflection mechanism 40 of the first embodiment. Therefore, the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned to the same configurations, and detailed description thereof is omitted.

本実施形態でも、レーザ光L1を発生するレーザダイオード10(レーザ光発生手段)と、レーザダイオード10からレーザ光が発生したときに、検出物体によって反射されるレーザ光の反射光を検出するフォトダイオード20(光検出手段)と、回転反射機構340と、回転反射機構340を回転駆動すると共にその回転駆動を制御するモータ50及び制御回路70とを備えている。   Also in the present embodiment, a laser diode 10 (laser light generation means) that generates the laser light L1 and a photodiode that detects the reflected light of the laser light reflected by the detection object when the laser light is generated from the laser diode 10. 20 (light detection means), a rotation reflection mechanism 340, a motor 50 and a control circuit 70 for rotating and controlling the rotation reflection mechanism 340.

一方、本実施形態の回転反射機構340は、中心軸42aを中心として回転可能に構成された傾斜ミラー341を備え、この傾斜ミラー341によりレーザ光L1を空間に向けて反射させ、且つ反射光をフォトダイオード20に向けて反射する構成をなしている。また、傾斜ミラー341は、図14(a)に示すように回転反射機構340の中心軸42aに対して傾斜した反射面341aを備え、中心軸42aは、傾斜ミラー341へのレーザ光L1の入射経路からずれた位置とされている。図14(a)では、レーザ光L1の入射経路が所定の位置に定められたときのレーザ光L1の入射位置SR1を示している。   On the other hand, the rotational reflection mechanism 340 of the present embodiment includes an inclined mirror 341 configured to be rotatable about the central axis 42a, and reflects the laser light L1 toward the space by the inclined mirror 341 and reflects the reflected light. It is configured to reflect toward the photodiode 20. Further, as shown in FIG. 14A, the inclined mirror 341 includes a reflecting surface 341a inclined with respect to the central axis 42a of the rotary reflecting mechanism 340, and the central axis 42a is incident on the inclined mirror 341 with the laser light L1. The position is deviated from the route. FIG. 14A shows the incident position SR1 of the laser beam L1 when the incident path of the laser beam L1 is set at a predetermined position.

このような構成において、モータ50及び制御回路70により傾斜ミラー341が回転駆動されることで、図14(a)のように傾斜ミラー341におけるレーザ光L1の入射位置が変化すると共に、傾斜ミラー341からのレーザ光の反射方向が変化し、傾斜ミラー341から空間に向かうレーザ光が中心軸42aの方向に関して変化するようになっている。より具体的には傾斜ミラー341におけるレーザ光L1の入射位置が反射面341aの幅方向一端側から他端側に変化するように構成されており、傾斜ミラー341の反射面341aは、幅方向一端側から他端側に向かうにつれ中心軸42aに対する傾斜角度が連続的に変化するように構成されている。なお、図14(d)では幅方向を符号Wにて示しており、幅方向一端側の位置P1−P2間の傾斜角度から中央側に向かうにつれて傾斜角度が連続的に増大し、中央位置P3−P4の傾斜角度は位置P1−P2間の傾斜角度よりも大きくなっている。また、中央位置P3−P4から他端側に向かうにつれても傾斜角度が連続的に増大し、中央位置P3−P4の傾斜角度よりも位置P5ーP6間の傾斜角度のほうが大きくなっている。モータ50の駆動によって傾斜ミラー341が回転駆動されると、レーザ光L1の入射位置は図14(a)の破線のように相対的に変化し、他端側に向かうため、傾斜ミラー341からの反射光は縦方向に次第に変化する。   In such a configuration, when the tilt mirror 341 is rotationally driven by the motor 50 and the control circuit 70, the incident position of the laser light L1 on the tilt mirror 341 changes as shown in FIG. The reflection direction of the laser beam from the laser beam changes, and the laser beam traveling from the inclined mirror 341 toward the space changes with respect to the direction of the central axis 42a. More specifically, the incident position of the laser beam L1 on the inclined mirror 341 is configured to change from one end side in the width direction of the reflecting surface 341a to the other end side, and the reflecting surface 341a of the inclined mirror 341 has one end in the width direction. The inclination angle with respect to the central axis 42a is continuously changed from the side toward the other end side. In FIG. 14D, the width direction is indicated by the symbol W, and the inclination angle continuously increases from the inclination angle between the positions P1 and P2 on one end side in the width direction toward the central side, and the central position P3. The inclination angle of −P4 is larger than the inclination angle between the positions P1 and P2. Further, the inclination angle continuously increases from the central position P3-P4 toward the other end side, and the inclination angle between the positions P5-P6 is larger than the inclination angle of the central position P3-P4. When the tilt mirror 341 is rotationally driven by the drive of the motor 50, the incident position of the laser light L1 changes relatively as shown by the broken line in FIG. The reflected light gradually changes in the vertical direction.

本実施形態でも本実施形態では、揺動ミラー30が「偏向手段」の一例に相当し、レーザダイオード10からのレーザ光L1を傾斜ミラー341に向けて偏向する機能を有している。また、変位機構33(図2参照)、アクチュエータ36、制御回路70は、「変位手段」の一例に相当し、揺動ミラー30(偏向手段)を変位させる機能を有している。また、制御回路70、アクチュエータ36、変位機構33、及び揺動ミラー30は「入射経路変化手段」の一例に相当し、制御回路、アクチュエータ36、変位機構33により揺動ミラー30を変位させることでレーザ光L1の入射経路を中心軸の周りで変化させるように機能する。そして、このように「入射経路変化手段」にて変化される各入射経路毎に、モータ50による傾斜ミラー341の回転駆動が行われるようになっている。   In this embodiment as well, in this embodiment, the oscillating mirror 30 corresponds to an example of a “deflecting unit” and has a function of deflecting the laser light L1 from the laser diode 10 toward the inclined mirror 341. The displacement mechanism 33 (see FIG. 2), the actuator 36, and the control circuit 70 correspond to an example of “displacement means” and have a function of displacing the oscillating mirror 30 (deflection means). The control circuit 70, the actuator 36, the displacement mechanism 33, and the oscillating mirror 30 correspond to an example of “incident path changing means”, and the oscillating mirror 30 is displaced by the control circuit, the actuator 36, and the displacement mechanism 33. It functions to change the incident path of the laser beam L1 around the central axis. The tilting mirror 341 is driven to rotate by the motor 50 for each incident path changed by the “incident path changing means”.

本実施形態の構成では、回転反射手段において中心軸に対して傾斜した反射面を備えた傾斜ミラーが設けられ、回転反射手段の中心軸は、傾斜ミラーへのレーザ光の入射経路からずれた位置とされている。そして、傾斜ミラーが回転駆動されることで、傾斜ミラーにおけるレーザ光の入射位置が変化すると共に、傾斜ミラーからのレーザ光の反射方向が変化し、傾斜ミラーから空間に向かうレーザ光が中心軸の方向に関して変化するようになっている。このようにすれば、装置の周囲にわたる検出が可能であり、かつ3次元的な検出をも行いうるレーザレーダ装置を実現できる。また、レーザ光の向きを中心軸の方向に関して連続的に変化させる構成を複雑な制御を伴うことなく簡易に実現できる。   In the configuration of the present embodiment, an inclined mirror having a reflecting surface inclined with respect to the central axis is provided in the rotary reflecting means, and the central axis of the rotary reflecting means is shifted from the incident path of the laser light to the inclined mirror. It is said that. When the tilting mirror is driven to rotate, the incident position of the laser light on the tilting mirror changes, the reflection direction of the laser light from the tilting mirror changes, and the laser beam traveling from the tilting mirror toward the space has a central axis. The direction is changed. In this way, it is possible to realize a laser radar apparatus that can detect the surroundings of the apparatus and can also perform three-dimensional detection. In addition, a configuration for continuously changing the direction of the laser beam with respect to the direction of the central axis can be easily realized without complicated control.

また、制御回路70及びモータ50による傾斜ミラー341の回転駆動により、傾斜ミラー341におけるレーザ光の入射位置が反射面341aの幅方向一端側から他端側に変化するように構成されており、傾斜ミラー341の反射面341aは、幅方向一端側から他端側に向かうにつれ中心軸42aに対する傾斜角度が連続的に変化するように構成されている。このようにすれば、傾斜ミラー341の回転に応じてレーザ光の向きを中心軸42aの方向に連続的に変化させうる構成を簡易かつ良好に実現できる。   In addition, the rotation position of the tilt mirror 341 by the control circuit 70 and the motor 50 is configured so that the incident position of the laser beam on the tilt mirror 341 changes from one end to the other end in the width direction of the reflecting surface 341a. The reflection surface 341a of the mirror 341 is configured such that the inclination angle with respect to the central axis 42a continuously changes from one end in the width direction to the other end. By doing so, it is possible to easily and satisfactorily realize a configuration capable of continuously changing the direction of the laser light in the direction of the central axis 42a according to the rotation of the tilt mirror 341.

[他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

第1実施形態ではレーザ光の入射経路を中心軸の周りで変化させる構成を例示したが、レーザ光の入射経路が一定とされていてもよい。このようにすると、三次元的走査を行う走査範囲が小さくなるが、レーザ光の入射経路を変化させるための特別な構成が必要とならず、装置構成の簡素化や必要スペースの削減を図ることができるというメリットがある。   In the first embodiment, the configuration in which the laser light incident path is changed around the central axis is exemplified, but the laser light incident path may be constant. This reduces the scanning range for performing three-dimensional scanning, but does not require a special configuration for changing the laser light incident path, and simplifies the device configuration and reduces the required space. There is a merit that you can.

図1は第1実施形態に係るレーザレーダ装置1を概略的に例示する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a laser radar device 1 according to the first embodiment. 図2は、ミラーを変位させる変位機構を概略的に説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating a displacement mechanism for displacing the mirror. 図3(a)は、ミラーユニットの正面図、図3(b)はミラーユニットの左側面図、図3(c)は、ミラーユニットの右側面図である。3A is a front view of the mirror unit, FIG. 3B is a left side view of the mirror unit, and FIG. 3C is a right side view of the mirror unit. 図4は、ミラーユニットの平面図を示し、併せてレーザ光の照射位置及び中心軸を示す図である。FIG. 4 is a plan view of the mirror unit, and also shows the irradiation position of the laser beam and the central axis. 図5(a)は、レーザ光が第1の照射経路となるときのミラーユニットによる反射を説明する説明図であり、図5(b)は、図5(a)の状態から更にミラーユニットが回転した状態を説明する説明図である。FIG. 5A is an explanatory diagram for explaining reflection by the mirror unit when the laser beam becomes the first irradiation path, and FIG. 5B shows a state in which the mirror unit further moves from the state of FIG. It is explanatory drawing explaining the state rotated. 図6(a)は、レーザ光が第2の照射経路となるときのミラーユニットによる反射を説明する説明図であり、図6(b)は、図6(a)の状態から更にミラーユニットが回転した状態を説明する説明図である。FIG. 6A is an explanatory view for explaining the reflection by the mirror unit when the laser beam becomes the second irradiation path, and FIG. 6B shows a state in which the mirror unit is further moved from the state of FIG. It is explanatory drawing explaining the state rotated. 図7は、ミラーユニットにおけるレーザ光の照射位置の変化の様子、及び空間に向かうレーザ光の変化の様子を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining how the laser beam irradiation position changes in the mirror unit and how the laser light changes toward the space. 図8は、図1のレーザレーダ装置による走査波形を説明するものであり、ミラーユニットの中心軸を中心とし且つレーザレーダ装置から十分離れた位置に配置される仮想的な円筒面でのレーザ光の照射位置を説明する説明図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a scanning waveform by the laser radar apparatus of FIG. 1, and a laser beam on a virtual cylindrical surface arranged at a position sufficiently away from the laser radar apparatus with the center axis of the mirror unit as the center. It is explanatory drawing explaining the irradiation position. 図9は、図1のレーザレーダ装置における検出処理の流れを例示するフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating the flow of detection processing in the laser radar apparatus of FIG. 図10は、第2実施形態に係るレーザレーダ装置を例示する断面概略図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a laser radar device according to the second embodiment. 図11は、レーザ光の入射位置を切り替える切替制御を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining switching control for switching the incident position of a laser beam. 図12は、図10のレーザレーダ装置による走査波形を説明するものであり、ミラーユニットの中心軸を中心とし且つレーザレーダ装置から十分離れた位置に配置される仮想的な円筒面でのレーザ光の照射位置を説明する説明図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a scanning waveform by the laser radar device of FIG. 10, and the laser beam on a virtual cylindrical surface arranged around the center axis of the mirror unit and sufficiently away from the laser radar device. It is explanatory drawing explaining the irradiation position. 図13は、第3実施形態に係るレーザレーダ装置を例示する断面概略図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating a laser radar device according to the third embodiment. 図14(a)は、傾斜ミラーの平面図であり、(b)は傾斜ミラーの正面図、(c)は傾斜ミラーの左側面図、(d)は傾斜ミラーの右側面図である。14A is a plan view of the tilt mirror, FIG. 14B is a front view of the tilt mirror, FIG. 14C is a left side view of the tilt mirror, and FIG. 14D is a right side view of the tilt mirror.

符号の説明Explanation of symbols

1,200,300…レーザレーダ装置
10…レーザダイオード(レーザ光発生手段)
20…フォトダイオード(光検出手段)
30…ミラー(入射経路変化手段,偏向手段)
33…変位機構(入射経路変化手段,変位手段)
36…アクチュエータ(入射経路変化手段,変位手段)
40,340…回転反射機構(回転反射手段)
42a…中心軸
43…ミラーユニット
44〜48…ミラー
50…モータ(回転駆動制御手段,切替手段)
70…制御回路(回転駆動制御手段,切替手段,入射経路変化手段,変位手段)
341…傾斜ミラー
341a…傾斜ミラーの反射面
1,200,300 ... Laser radar device 10 ... Laser diode (laser light generating means)
20 ... Photodiode (light detection means)
30. Mirror (incident path changing means, deflecting means)
33 ... Displacement mechanism (incident path changing means, displacement means)
36 ... Actuator (incident path changing means, displacement means)
40, 340 ... Rotation reflection mechanism (rotation reflection means)
42a ... center axis 43 ... mirror unit 44-48 ... mirror 50 ... motor (rotation drive control means, switching means)
70 ... Control circuit (rotation drive control means, switching means, incident path changing means, displacement means)
341: Inclined mirror 341a: Reflecting surface of the inclined mirror

Claims (12)

レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、検出物体によって反射される前記レーザ光の反射光を検出する光検出手段と、
複数のミラーを有してなるミラーユニットが所定の中心軸を中心として回転可能に構成され、前記ミラーユニットのいずれかの前記ミラーにより、前記レーザ光を空間に向けて反射し、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて反射する回転反射手段と、
前記回転反射手段の前記ミラーユニットを回転駆動すると共にその回転駆動を制御する回転駆動制御手段と、
前記ミラーユニットにおける前記レーザ光の入射位置に配置される前記ミラーを切り替える切替手段と、
を備え、
前記ミラーユニットは、前記中心軸に対して各ミラーの傾斜角度がそれぞれ異なるように構成されており、
前記切替手段により前記レーザ光の入射位置に配置される前記ミラーを切り替えることで、前記ミラーユニットからの前記レーザ光の向きを前記中心軸の方向に関して変化させることを特徴とするレーザレーダ装置。
Laser light generating means for generating laser light;
Light detection means for detecting reflected light of the laser light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generation means;
A mirror unit having a plurality of mirrors is configured to be rotatable about a predetermined central axis, and reflects the laser light toward a space by any of the mirrors of the mirror unit, and the reflected light Rotating reflection means for reflecting the light toward the light detection means;
A rotational drive control means for rotationally driving the mirror unit of the rotational reflection means and controlling the rotational drive;
Switching means for switching the mirror disposed at the incident position of the laser beam in the mirror unit;
With
The mirror unit is configured such that the inclination angle of each mirror is different from the central axis,
The laser radar device according to claim 1, wherein the laser light from the mirror unit is changed with respect to a direction of the central axis by switching the mirror disposed at the laser light incident position by the switching unit.
前記切替手段は、前記回転駆動制御手段からなり、
前記回転反射手段の前記中心軸は、前記ミラーユニットへの前記レーザ光の入射経路からずれた位置とされており、
前記回転駆動制御手段により前記ミラーユニットが回転駆動されることで、前記レーザ光の前記入射経路上に位置する前記ミラーが切り替えられることを特徴とする請求項1に記載のレーザレーダ装置。
The switching means comprises the rotational drive control means,
The central axis of the rotary reflecting means is a position shifted from the incident path of the laser light to the mirror unit,
2. The laser radar device according to claim 1, wherein the mirror positioned on the incident path of the laser light is switched by rotating the mirror unit by the rotation drive control unit.
前記レーザ光の前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させる入射経路変化手段を備え、
前記入射経路変化手段にて変化される各入射経路毎に、前記回転駆動制御手段による前記ミラーの切り替えが行われることを特徴とする請求項2に記載のレーザレーダ装置。
Incident path changing means for changing the incident path of the laser light around the central axis,
3. The laser radar device according to claim 2, wherein the mirror is switched by the rotation drive control unit for each incident path changed by the incident path changing unit.
前記入射経路変化手段は、
前記レーザ光発生手段からの前記レーザ光を前記ミラーユニットに向けて偏向する偏向手段と、
前記偏向手段を変位させる変位手段と、
を備え、
前記変位手段により前記偏向手段を変位させることで、前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させることを特徴とする請求項3に記載のレーザレーダ装置。
The incident path changing means is
Deflecting means for deflecting the laser light from the laser light generating means toward the mirror unit;
Displacement means for displacing the deflection means;
With
4. The laser radar device according to claim 3, wherein the incident path is changed around the central axis by displacing the deflecting means by the displacing means.
前記レーザ光の前記入射経路が一定とされていることを特徴とする請求項2に記載のレーザレーダ装置。   The laser radar device according to claim 2, wherein the incident path of the laser light is constant. 前記切替手段は、前記ミラーユニットへの前記レーザ光の入射経路を変化させる入射経路変化手段からなり、
前記回転駆動制御手段は、前記ミラーユニットを所定角度ずつ回転駆動する制御を行い、
前記入射経路変化手段は、前記ミラーユニットが前記所定角度ずつ回転する毎に、前記複数のミラーのそれぞれに前記レーザ光が入射するように前記入射経路を変化させることを特徴とする請求項1に記載のレーザレーダ装置。
The switching means comprises incident path changing means for changing the incident path of the laser beam to the mirror unit,
The rotational drive control means performs a control for rotationally driving the mirror unit by a predetermined angle,
2. The incident path changing means changes the incident path so that the laser beam is incident on each of the plurality of mirrors each time the mirror unit rotates by the predetermined angle. The laser radar device described.
前記複数のミラーは、前記ミラーユニットにおいて並んで配されており、かつ各ミラーの並び方向の幅が、前記レーザ光のスポット径よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。   The plurality of mirrors are arranged side by side in the mirror unit, and the width of each mirror in the arrangement direction is configured to be larger than the spot diameter of the laser light. The laser radar device according to any one of claims 1 to 6. 前記レーザ光発生手段は、前記ミラーユニットにおいて前記レーザ光の入射位置に配置される前記ミラーが切り替えられる毎にパルスレーザ光を出射することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。   8. The laser beam generator emits a pulsed laser beam each time the mirror disposed at the laser beam incident position is switched in the mirror unit. 9. The laser radar device according to item. レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、検出物体によって反射される前記レーザ光の反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回転可能に構成された傾斜ミラーを備え、前記傾斜ミラーにより前記レーザ光を空間に向けて反射させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて反射する回転反射手段と、
前記回転反射手段の前記傾斜ミラーを回転駆動すると共にその回転駆動を制御する回転駆動制御手段と、
を備え、
前記傾斜ミラーは、前記中心軸に対して傾斜した反射面を備え、
前記回転反射手段の前記中心軸は、前記傾斜ミラーへの前記レーザ光の入射経路からずれた位置とされており、
前記回転駆動制御手段により前記傾斜ミラーが回転駆動されることで、前記傾斜ミラーにおける前記レーザ光の入射位置が変化すると共に、前記傾斜ミラーからの前記レーザ光の反射方向が変化し、前記傾斜ミラーから前記空間に向かう前記レーザ光が前記中心軸の方向に関して変化することを特徴とするレーザレーダ装置。
Laser light generating means for generating laser light;
Light detection means for detecting reflected light of the laser light reflected by a detection object when the laser light is generated from the laser light generation means;
Rotating / reflecting means comprising an inclined mirror configured to be rotatable about a predetermined central axis, reflecting the laser light toward a space by the inclined mirror and reflecting the reflected light toward the light detecting means When,
Rotation drive control means for rotating the tilt mirror of the rotation reflection means and controlling the rotation drive thereof;
With
The inclined mirror includes a reflecting surface inclined with respect to the central axis,
The central axis of the rotary reflecting means is a position shifted from the incident path of the laser beam to the inclined mirror,
When the tilting mirror is rotationally driven by the rotational drive control means, the incident position of the laser light on the tilting mirror changes, and the reflection direction of the laser light from the tilting mirror changes, and the tilting mirror changes. The laser radar device characterized in that the laser beam traveling from the space toward the space changes with respect to the direction of the central axis.
前記回転駆動制御手段による前記傾斜ミラーの回転駆動により、前記傾斜ミラーにおける前記レーザ光の入射位置が前記反射面の幅方向一端側から他端側に変化するように構成されており、
前記傾斜ミラーの前記反射面は、前記幅方向一端側から前記他端側に向かうにつれ前記中心軸に対する傾斜角度が連続的に変化するように構成されていることを特徴とする請求項9に記載のレーザレーダ装置。
The rotation position of the tilt mirror by the rotation drive control means is configured so that the incident position of the laser beam on the tilt mirror changes from one end side to the other end side in the width direction of the reflecting surface,
The reflection surface of the inclined mirror is configured such that an inclination angle with respect to the central axis continuously changes from one end side in the width direction toward the other end side. Laser radar equipment.
前記レーザ光の前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させる入射経路変化手段を備え、
前記入射経路変化手段にて変化される各入射経路毎に、前記回転駆動制御手段による前記傾斜ミラーの回転駆動が行われることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のレーザレーダ装置。
Incident path changing means for changing the incident path of the laser light around the central axis,
11. The laser radar device according to claim 9, wherein the tilt mirror is rotationally driven by the rotational drive control unit for each incident path changed by the incident path changing unit.
前記入射光路変化手段は、
前記レーザ光発生手段からの前記レーザ光を前記ミラーに向けて偏向する偏向手段と、
前記偏向手段を変位させる変位手段と、
を備え、
前記変位手段により前記偏向手段を変位させることで、前記入射経路を前記中心軸の周りで変化させることを特徴とする請求項11に記載のレーザレーダ装置。
The incident optical path changing means is
Deflecting means for deflecting the laser light from the laser light generating means toward the mirror;
Displacement means for displacing the deflection means;
With
12. The laser radar device according to claim 11, wherein the incident path is changed around the central axis by displacing the deflecting means by the displacing means.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012211831A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Denso Wave Inc Laser radar device
JP2013083626A (en) * 2011-09-22 2013-05-09 Ricoh Co Ltd Optical beam scanner and laser radar unit
EP2631667A1 (en) 2012-02-22 2013-08-28 Ricoh Company, Ltd. Distance measuring device
JP2013205095A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Denso Wave Inc Laser radar apparatus
EP2708916A2 (en) 2012-09-13 2014-03-19 Ricoh Company, Ltd. Distance Measurement Apparatus
JP2016136090A (en) * 2015-01-23 2016-07-28 富士通株式会社 Laser ranging device, laser ranging method and laser ranging program
CN109031240A (en) * 2018-04-27 2018-12-18 深圳市速腾聚创科技有限公司 Laser radar and laser radar control method
CN110691989A (en) * 2017-05-24 2020-01-14 罗伯特·博世有限公司 Lidar device and method for scanning a scanning angle with at least one constantly oriented beam
CN111273255A (en) * 2018-12-04 2020-06-12 苏州旭创科技有限公司 Laser radar transmitting device and laser radar

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55113017A (en) * 1979-02-22 1980-09-01 Jeol Ltd Optical scanner
EP0645644A1 (en) * 1993-08-08 1995-03-29 State Of Israel - Ministry Of Defence Intrusion detector
JPH11211829A (en) * 1998-01-20 1999-08-06 Nissan Motor Co Ltd Radar device
JP2000205858A (en) * 1999-01-18 2000-07-28 Nissan Motor Co Ltd Laser range finder device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55113017A (en) * 1979-02-22 1980-09-01 Jeol Ltd Optical scanner
EP0645644A1 (en) * 1993-08-08 1995-03-29 State Of Israel - Ministry Of Defence Intrusion detector
JPH11211829A (en) * 1998-01-20 1999-08-06 Nissan Motor Co Ltd Radar device
JP2000205858A (en) * 1999-01-18 2000-07-28 Nissan Motor Co Ltd Laser range finder device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012211831A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Denso Wave Inc Laser radar device
JP2013083626A (en) * 2011-09-22 2013-05-09 Ricoh Co Ltd Optical beam scanner and laser radar unit
EP2631667A1 (en) 2012-02-22 2013-08-28 Ricoh Company, Ltd. Distance measuring device
US8988664B2 (en) 2012-02-22 2015-03-24 Ricoh Company, Ltd. Distance measuring device
JP2013205095A (en) * 2012-03-27 2013-10-07 Denso Wave Inc Laser radar apparatus
EP2708916A2 (en) 2012-09-13 2014-03-19 Ricoh Company, Ltd. Distance Measurement Apparatus
US9316495B2 (en) 2012-09-13 2016-04-19 Ricoh Company, Ltd. Distance measurement apparatus
JP2016136090A (en) * 2015-01-23 2016-07-28 富士通株式会社 Laser ranging device, laser ranging method and laser ranging program
CN110691989A (en) * 2017-05-24 2020-01-14 罗伯特·博世有限公司 Lidar device and method for scanning a scanning angle with at least one constantly oriented beam
CN110691989B (en) * 2017-05-24 2024-03-26 罗伯特·博世有限公司 Lidar device and method for operating a lidar device
CN109031240A (en) * 2018-04-27 2018-12-18 深圳市速腾聚创科技有限公司 Laser radar and laser radar control method
CN111273255A (en) * 2018-12-04 2020-06-12 苏州旭创科技有限公司 Laser radar transmitting device and laser radar

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