JP2010032300A - レーザレーダ - Google Patents

Abstract

【課題】受光器までの長い焦点距離を確保したうえで、本体ケースの小型化を実現することが可能であるレーザレーダを提供する。
【解決手段】本体ケース１２と、本体ケース１２に収容されて投光器２から発せられるレーザ光ＬＴを二次元的に走査する走査部３と、走査部３による走査範囲内の計測対象で反射して戻った反射レーザ光ＬＲを走査部３を介して受ける受光器４を備え、支柱Ｐに一端１１ａを固定し且つ他端１１ｂに本体ケース１２を取り付けた長尺状をなすケース支持管体１１を設け、ケース支持管体１１の中空部分で且つ走査部３から所定の距離ｄをおいた部位に受光器４を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、交差点内や踏切内における人の存否を監視するのに利用されるレーザレーダに関するものである。

従来、上記したレーザレーダとしては、例えば、レーザ光を発する投光器と、この投光器から発したレーザ光を二次元的に走査する走査部と、この走査部による走査範囲内の計測対象で反射して戻るレーザ光を受ける受光器と、これらの投光器,走査部及び受光器を収容する本体ケースを備えたものがあり、このレーザレーダは、支柱や壁や建物などの立設物に直接又はブラケット等の支持部材を介して取り付けられるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開2004-212129号

上記したレーザレーダにおいて、長距離の計測を行い得るようにするためには、特に、走査部近傍に配置される受光レンズと受光器との間の受光路を長くとって、焦点距離を確保する必要がある。
ところが、上記した従来のレーザレーダでは、投光器,走査部及び受光器を本体ケース内に収容している都合上、長い焦点距離を確保するためには、本体ケースの寸法を大きくしなければならないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。

本発明は、上述した従来の課題に着目してなされたもので、受光器までの長い焦点距離を確保したうえで、本体ケースの小型化を実現することが可能であるレーザレーダを提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係る発明は、本体ケースと、この本体ケースに収容されて光源から発せられるレーザ光を二次元的に走査する走査部と、この走査部による走査範囲内の計測対象で反射して戻った反射レーザ光を前記走査部を介して受ける受光器を備えたレーザレーダにおいて、支柱や壁などの立設物に一端を固定し且つ他端に前記本体ケースを取り付けた長尺状をなすケース支持梁を設け、このケース支持梁上で且つ前記走査部から所定の距離をおいた部位に前記受光器を配置した構成としたことを特徴としており、このレーザレーダの構成を前述の従来の課題を解決するための手段としている。

また、本発明の請求項２に係るレーザレーダにおいて、レーザ光を発する光源を前記ケース支持梁上で且つ前記走査部から所定の距離をおいた部位に配置した構成としている。
さらに、本発明の請求項３に係るレーザレーダにおいて、前記本体ケース内に位置する光学機器フレーム及びこの光学機器フレームに一体に形成されて前記ケース支持梁に沿って延出する梁部を備え、前記光学機器フレームに前記走査部を固定すると共に、前記梁部に前記受光器を固定し、前記光学機器フレームを前記本体ケースに対して防振手段を介して連結した構成としている。

さらにまた、本発明の請求項４に係るレーザレーダは、前記ケース支持梁を管体とした構成としている。
本発明のレーザレーダにおいて、光源から発するレーザ光としては、半導体レーザや固体レーザやガスレーザなどを用いることができ、信号波形がパルス状や位相変調した正弦波状を成すレーザ光が使用され、上記走査部には、一般的に、レーザ光を水平方向に走査するポリゴンスキャナ及びレーザ光を垂直方向に走査するガルバノスキャナを備えたものが使用される。

本発明のレーザレーダでは、パルス状や位相変調した正弦波状のレーザ光を計測対象に照射し、反射して戻ってくるまでの時間を計測して距離演算器により処理することで、計測対象までの距離を求めることができ、この際、制御器による制御によって上記走査部を動作させてレーザ光を上下左右に（二次元的に）走査させ、この制御器において、距離演算器から得た距離情報と、走査部のガルバノスキャナ及びポリゴンスキャナから得た角度情報とから、三次元データを生成して外部に出力するものとなっている。

本発明の請求項１，２に係るレーザレーダにおいて、受光器をケース支持梁上で且つ走査部から所定の距離をおいた部位に配置するようにしているので、走査部から受光器までの長い焦点距離を確保するための空間を本体ケース内に設ける必要がなく、その分だけ、本体ケースの小型化が図られることとなる。
また、本発明の請求項３に係るレーザレーダでは、走査部や受光器を一体で固定した光学機器フレームを本体ケースに対して防振手段を介して連結するようにしているので、ケース支持梁が風や地面から伝わる振動により揺れたとしても走査部に対する受光器の位置関係に狂いが生じることがなく、その結果、計測性能の低下を回避し得ることとなる。

さらに、本発明の請求項４に係るレーザレーダでは、ケース支持梁を管体とすることで、受光器に塵埃や雨滴が付着するのを阻止し得ることとなり、したがって、計測性能の低下を回避し得ることとなる。

本発明の請求項１及び請求項２に係るレーザレーダでは、上記した構成としたから、受光器までの長い焦点距離を確保したうえで、本体ケースの小型化を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明の請求項３及び請求項４に係るレーザレーダでは、上記した構成としているので、計測性能の低下を阻止することができるという非常に優れた効果がもたらされる。

以下、本発明に係るレーザレーダを図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明に係るレーザレーダの一実施形態を示している。
図１に示すように、このレーザレーダ１は、高圧電源２ａを具備してパルス状のレーザ光ＬＴを発する投光器（レーザ光源）２と、レーザ光ＬＴを水平方向に走査するポリゴンスキャナ３Ａ及びレーザ光ＬＴを垂直方向に走査するガルバノスキャナ３Ｂを具備して投光器２から発したレーザ光ＬＴを二次元的に走査する走査部３と、この走査部３による走査範囲内の計測対象で反射して戻った反射レーザ光ＬＲを走査部３のポリゴンスキャナ３Ａ及びガルバノスキャナ３Ｂを介して受ける受光器４と、投光器２から発するレーザ光ＬＴの強度及び投光タイミングを制御すると共に走査部３による走査を制御する制御器５と、この制御器５から与えられるレーザ光ＬＴの投光タイミング及び受光器４から与えられる反射レーザ光ＬＲの受光タイミングに基づいて計測対象Ｔまでの距離を求める距離演算器６を備えており、制御器５では、距離演算器６から得た距離情報と、走査部３のポリゴンスキャナ３Ａ及びガルバノスキャナ３Ｂから得た角度情報とから、三次元データを生成して外部に出力するようになっている。

上記投光器２,走査部３，制御器５及び距離演算器６は、図２，３に示すように、本体ケース１２に収容してあり、この本体ケース１２は、ほぼ水平状態（水平に限定しない）で一端１１ａを支柱（立設物）Ｐに固定した長尺状をなすケース支持管体（ケース支持梁）１１の他端１１ｂに取り付けてある。
このケース支持管体１１と本体ケース１２との接続部分には、走査部３におけるポリゴンスキャナ３Ａの近傍に配置した受光レンズ７が固定してあり、ケース支持管体１１の中空部分で且つ受光レンズ７（走査部３）から所定の距離ｄをおいた部位に、受光器４が配置してある。

この場合、上記投光器２,走査部３，制御器５及び距離演算器６は、本体ケース１２内に位置する光学機器フレーム１３に固定してあり、一方、受光器４は、光学機器フレーム１３に一体に形成されてケース支持管体１１の中空部分に延出する梁部１３ａに固定してあり、この光学機器フレーム１３は、その梁部１３ａをケース支持管体１１の中空部分において浮かせた状態で、本体ケース１２に対してゴムやばねなどの防振手段１４を介して連結してある。

この実施形態に係るレーザレーダ１では、受光器４をケース支持管体１１の中空部分で且つ走査部３から所定の距離ｄをおいた部位に配置するようにしているので、受光レンズ７（走査部３）から受光器４までの長い焦点距離ｄを確保するための空間を本体ケース１２内に設けなくて済み、その分だけ、本体ケース１２の小型化が図られることとなる。
また、上記したレーザレーダ１では、光学機器フレーム１３に走査部３を固定し且つ光学機器フレーム１３に一体で形成した梁部１３に受光器４を固定することで、走査部３及び受光器４を一体で支持するようにした光学機器フレーム１３を本体ケース１２に対して防振手段１４を介して連結するようにしているので、ケース支持管体１１が風や地面から伝わる振動により揺れたとしても、走査部３に対する受光器４の相対位置関係に狂いが生じるのを回避でき、その結果、計測性能の低下を回避し得ることとなる。

さらに、上記したレーザレーダ１では、ケース支持梁をケース支持管体１１としているので、受光器４に塵埃や雨滴が付着することがほとんどなくなり、したがって、計測性能の低下を回避し得ることとなる。
なお、本発明に係るレーザレーダの構成は、上記した実施形態によるレーザレーダ１の構成に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、レーザ光を発するレーザ光源である投光器２をケース支持梁１１上で且つ走査部３から所定の距離をおいた部位に配置するようにしてもよい。

本発明に係るレーザレーダの一実施形態を示すブロック図である。 図１に示したレーザレーダの据付状態における断面説明図である。 図１に示したレーザレーダの部分拡大断面説明図である。

符号の説明

１ レーザレーダ
２ 投光器（レーザ光源）
３ 走査部
３Ａ ポリゴンスキャナ（走査部）
３Ｂ ガルバノスキャナ（走査部）
４ 受光器
１１ ケース支持管体（ケース支持梁）
１１ａ ケース支持管体の一端
１１ｂ ケース支持管体の他端
１２ 本体ケース
１３ 光学機器フレーム
１３ａ 梁部
１４ 防振手段
ｄ 焦点距離（所定距離）
ＬＲ 反射レーザ光
ＬＴ 投光レーザ光
Ｐ 支柱（立設物）

Claims (4)

1. 本体ケースと、
   この本体ケースに収容されて光源から発せられるレーザ光を二次元的に走査する走査部と、
   この走査部による走査範囲内の計測対象で反射して戻った反射レーザ光を前記走査部を介して受ける受光器を備えたレーザレーダにおいて、
   支柱や壁などの立設物に一端を固定し且つ他端に前記本体ケースを取り付けた長尺状をなすケース支持梁を設け、
   このケース支持梁上で且つ前記走査部から所定の距離をおいた部位に前記受光器を配置した
   ことを特徴とするレーザレーダ。
2. レーザ光を発する光源を前記ケース支持梁上で且つ前記走査部から所定の距離をおいた部位に配置した請求項１に記載のレーザレーダ。
3. 前記本体ケース内に位置する光学機器フレーム及びこの光学機器フレームに一体に形成されて前記ケース支持梁に沿って延出する梁部を備え、前記光学機器フレームに前記走査部を固定すると共に、前記梁部に前記受光器を固定し、前記光学機器フレームを前記本体ケースに対して防振手段を介して連結した請求項１に記載のレーザレーダ。
4. 前記ケース支持梁を管体とした請求項１に記載のレーザレーダ。

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