JP2011203122A - 光レーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を複雑化させることなく、回転駆動されるポリゴンミラーの回転中心軸方向における所望の角度でレーザ光を照射させることが可能な光レーダ装置を提供する。
【解決手段】ポリゴンミラー４２を設置している設置プレート４６の傾き角度を変化させる角度調整機構５２、及びポリゴンミラー４２を回転駆動するモータ４４から角度調整機構５２への駆動力の伝達、非伝達を切り替えるクラッチ機構５０を設けた。これにより、設置プレート４６の傾き角度を変化させるための専用の駆動源を設けることなく、設置プレートの傾き角度を変化させることができ、それにより、垂直方向における検出エリアの位置を調整することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光レーダ装置に関するものである。

従来の光レーダ装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１のレーダ装置は、レーザ光を発生するレーザダイオードと、検出物体によって反射される反射レーザ光を検出するフォトダイオードとを備えている。さらに、所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向部を有し、この偏向部によりレーザ光を空間に向けて偏向させ、かつ反射レーザ光をフォトダイオードに向けて偏向する回動偏向機構と、回動偏向機構を回転駆動するモータとを備えている。従って、空間に向けて投光されるレーザ光は、回転偏向機構により、中心軸と直交する方向において、照射方位が変化される。そして、レーザダイオードと偏向部との間に、偏向部に対するレーザ光の入射方向を相対的に変化させる揺動ミラーを設けることにより、偏向部から空間へ向かうレーザ光の向きを、中心軸の方向に関して変化可能としている。

また、特許文献２に記載された光レーダ装置も知られている。この特許文献２の光レーダ装置では、水平方向に往復走査する走査の往路は光ビームを水平方向に出射させ、走査の復路は光ビームの一部分を水平方向より所定角度上向きの方向に偏向させる垂直方向偏向手段を設けている。

特開２００９−９８１１１号公報 特開平９−２５７９３４号公報

引用文献１のレーダ装置では、揺動ミラーを設けているので、レーザ光の向き（照射方位）を、中心軸と直交する方向だけでなく、中心軸の方向にも変化させることができ、その結果、それぞれの方向をレーザ光により走査することができる。しかしながら、引用文献１のレーダ装置は、中心軸と直交する方向における走査のための回動偏向機構に加え、中心軸の方向における走査のための揺動ミラーを有しているので、それらを駆動するためのモータやアクチュエータも個別に必要となる。この結果、引用文献１のレーダ装置は、構造が複雑となり、コストも高くなる懸念がある。

また、引用文献２の光レーダ装置では、垂直方向偏向手段が、光ビームの光軸に対して直交する向きの軸を持つ円筒ミラーと、この円筒ミラーを上下２つの位置に変位させる駆動機構とで構成されている。そして、円筒ミラーが一方の変位位置にあるときは、光ビームの光路外に位置し、他方の変位位置にあるときには光ビームの光路内にあって当該光ビームの一部を所定方向に反射するように配置される。このように、引用文献２の光レーダ装置では、構造的にシンプルではあるが、円筒ミラーを上下２つの位置に変位させるだけであるため、光ビームを垂直方向に偏向させる際に、その偏向角度を任意の角度に制御することが困難であるという問題がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、構造を複雑化させることなく、偏向手段の中心軸方向における所望の角度でレーザ光を照射させることが可能な光レーダ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明による光レーダ装置は、請求項１に記載の構成を採用した。すなわち、偏向手段を設置している設置プレートの傾き度合を変化させる角度調整手段を設けた。角度調整手段により設置プレートの傾き度合が変化されると、その設置プレートに設置されている偏向手段の中心軸の傾き角度も変化する。その結果、偏向手段の偏向面の、中心軸方向における角度が変化するので、角度調整手段により、中心軸方向におけるレーザ光の向きを調整することができる。

この際、角度調整手段は、偏向手段を所定の中心軸を中心として回転駆動する駆動手段による回転駆動力を用いて、設置プレートの傾き度合を変化させる。従って、偏向手段の中心軸の傾き角度を変化させるための、専用のモータなどの駆動源を要しないので、構成をシンプルにすることができる。

さらに、請求項1の光レーダ装置では、駆動手段から角度調整手段へ駆動力が伝達される伝達状態と、駆動力の伝達が遮断される非伝達状態とを切り替える切替手段を有している。従って、駆動手段から角度調整手段へ駆動力が伝達される伝達状態とすることで、設置プレートの傾き度合を変化させ、その設置プレートの傾きが所望の角度となった時点で、駆動力の伝達が遮断される非伝達状態とすることにより、偏向手段の中心軸方向における所望の角度でレーザ光を照射させることが可能となる。

請求項２には、角度調整手段及び切替手段の具体的な構成例を記載した。このような構成を採用することにより、駆動手段の回転駆動力を利用して、偏向手段の中心軸方向における所望の角度でレーザ光を照射させることが実現できる。

請求項３に記載したように、クラッチ機構として、ワンウェイクラッチを採用することができる。この場合、駆動手段の回転駆動力をカム部材に伝達する場合と、その回転駆動力の伝達を遮断する場合とで、駆動手段が回転駆動方向を反転させれば良い。これにより、クラッチ機構は、駆動手段からカム部材へ回転駆動力を伝達する伝達状態と、その回転駆動力の伝達を遮断する非伝達状態とを切り替えることができる。

請求項４に記載したように、請求項１乃至３のいずれかに記載の光レーダ装置は、車両に搭載され、当該車両の進行方向に存在する物体を検出する用途に好適に用いられる。光レーダ装置が車両に搭載される場合、初期の搭載時に取り付け角度の誤差が生じたり、初期の取り付け角度は正しくとも、取り付け部材の経年劣化により、取り付け角度が変化したりする場合がある。そのような場合であっても、本願の光レーダ装置によれば、光レーダ装置の取り付け角度が、偏向部材の中心軸方向にずれていても、そのずれを正すように、レーザ光の照射方向を調節することができる。

さらに、請求項５に記載した構成を採用することにより、例えば、車両に荷物を積み込んだりして、車両が前後方向に傾いた状態となっても、その車両の前後方向における傾きに起因する検出エリアのずれを正すことが可能となる。

実施形態に係る光レーダ装置１の構成を概略的に示す断面図である。 カム部材の一例を示す斜視図である。 カム部材の回転と、設置プレートの傾き角度との関係の一例を示すグラフである。 カム部材の回転と、設置プレートの傾き角度との関係の他の例を示すグラフである。 カム部材の回転と、設置プレートの傾き角度との関係のさらに他の例を示すグラフである。 カム部材の回転と、設置プレートの傾き角度との関係のさらにその他の例を示すグラフである。 光レーダ装置の走査範囲の一例を示す図である。 本実施形態における角度調整機構により、光レーダ装置の走査範囲が変更された状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態による光レーダ装置について、図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る光レーダ装置１の構成を概略的に示す断面図である。

図１に示すように、光レーダ装置１は、レーザ光Ｌｏを発生するレーザダイオード１０と、被検出物体によって反射されたレーザ光Ｌａ、Ｌｂを受光して検出信号を出力するフォトダイオード２０とを備え、被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。

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Ｌｏ）を発生する。フォトダイオード２０は、反射レーザ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によりレーザ光Ｌｏが発生されたときに、被検出物体によって反射されるレーザ光Ｌａ、Ｌｂを受光し、その受光したレーザ光Ｌａ、Ｌｂの強度に応じた検出信号を出力する。

なお、被検出物体からの反射光については、所定の検出エリアに存在する被検出物体からの反射光のみが光レーダ装置１に取り込まれる。図１の例においては、レーザ光Ｌｏが実線で示す経路を通過したとき、所定の検出エリアに存在する被検出物体からの反射レーザ光は、実線に付された符号Ｌａ、Ｌｂで示す２つのライン間に含まれる。

レーザダイオード１０によって発生されるレーザ光Ｌｏの光軸上にはレンズ１２が設けられている。このレンズ１２は、コリメートレンズであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌｏを平行光に変換する。レンズ１２を通過したレーザ光Ｌｏの光路上には、ミラー３０が配置されている。ミラー３０は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌｏを走査部４０に向けて偏向する。

ミラー３０で反射されたレーザ光Ｌｏの光軸上には、走査部４０が設けられている。走査部４０は、ポリゴンミラー４２及びこのポリゴンミラー４２を回転駆動するモータ４４を備えている。なお、ポリゴンミラー４２は、モータ４４を介して、設置プレート４６に設置されている。

ポリゴンミラー４２は、偏向手段の一例に相当するものであり、ミラー３０からポリゴンミラー４２に照射されるレーザ光Ｌｏの照射方向に沿う方向の中心軸周りに回転可能に設けられている。このポリゴンミラー４２は、複数の反射面を有しており、ミラー３０によって偏向されたレーザ光Ｌｏは、ポリゴンミラー４２の反射面に照射される。ポリゴンミラー４２の反射面に照射されたレーザ光は、その反射面によって反射され、保護レンズ７４を介して外部に投光される。そのため、ポリゴンミラー４２が回転することにより、ポリゴンミラー４２の回転中心軸と直交する方向において、レーザ光の照射方位を変化させ、レーザ光による走査を行うことができる。

モータ４４は、駆動手段の一例に相当するものであり、ポリゴンミラー４２を上述した中心軸の周りで回転させることで、ポリゴンミラー４２を回転駆動する構成となっている。モータ４４としては、例えば、ステップモータを用いることができる。また、モータ４４としてステップモータ以外の、例えばサーボモータなどを用いてもよい。

ここで、ポリゴンミラー４２はモータ４４によって回転駆動されるので、モータ４４の回転角は、レーザ光の照射方位と対応することになる。そのため、モータ４４の回転角を検出するモータ回転位置センサ（図示せず）を設けている。フォトダイオード２０が反射レーザ光を受光したときに、モータ回転位置センサのセンサ信号を参照することにより、被検出物体の方位を検出することができる。なお、回転位置センサは、ポリゴンミラーの回転角度位置を検出するものであっても良い。

また、ポリゴンミラー４２の複数の反射面は、それぞれ面倒れ角が異なっている。このため、ポリゴンミラー４２の回転角度を変化させつつ、レーザダイオード１０からパルスレーザ光を定期的に発光させることにより、図７に示すように、ポリゴンミラー４２の回転中心軸と直交する方向（図７における水平方向）だけでなく、回転中心軸方向（図７における垂直方向）においても、それぞれ所定角度の範囲でレーザ光の照射方向を変化させることが可能となる。そして、このレーザ光の走査範囲が、被検出物体までの距離及び方位を検出する検出エリアを定めることになる。

本実施形態に係る光レーダ装置１では、ポリゴンミラー４２における反射レーザ光Ｌａ、Ｌｂを偏向する偏向領域（ポリゴンミラー４２の反射面の領域）が、ミラー３０におけるレーザ光Ｌｏを偏向する偏向領域（ミラー３０における反射面の領域）よりも大きく構成されている。従って、ポリゴンミラー４２の反射面にて偏向された反射レーザ光Ｌａ、Ｌｂは、ミラー３０の存在によらず、集光レンズ２２に入射される。

集光レンズ２２は、ポリゴンミラー４２によって偏向された反射レーザ光Ｌａ、Ｌｂを集光してフォトダイオード２０に導くものである。なお、集光レンズ２２とフォトダイオード２０との間には、反射レーザ光Ｌａ、Ｌｂに対応した特定波長の光のみを透過させ、それ以外の光を遮断するフィルタ（図示せず）が設けられている。

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、ミラー３０、走査部４０等が、筐体７０内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。また、筐体７０には、走査部４０のポリゴンミラー４２によって偏向されたレーザ光Ｌｏや検出エリア内の被検出物体によって反射されたレーザ光Ｌａ、Ｌｂを透過する保護レンズ７４が設けられている。

上述した構成を有する光レーダ装置１の基本的な作用について説明する。図１に示す光レーダ装置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Ｌｏ）が出力される。このレーザ光Ｌｏは、ある程度の広がり角をもった拡散光としてレンズ１２に投光され、レンズ１２を通過することで平行光に変換される。レンズ１２を通過したレーザ光Ｌｏは、ミラー３０で反射されて走査部４０に入射し、走査部４０のポリゴンミラー４２にて反射され、外部の空間に向けて照射される。

外部に照射されたレーザ光Ｌｏは被検出物体によって反射され、この反射レーザ光の一部（反射レーザ光Ｌａ、Ｌｂ）が保護レンズ７４を介して走査部４０のポリゴンミラー４２に入射する。ポリゴンミラー４２は、この反射レーザ光Ｌａ、Ｌｂをフォトダイオード２０側へ反射する。ポリゴンミラー４２にて反射された反射レーザ光Ｌａ，Ｌｂは、集光レンズ２２で集光され、フォトダイオード２０に入光する。

フォトダイオード２０は、受光した反射レーザ光Ｌａ，Ｌｂに応じた検出信号（例えば受光した反射レーザ光の強度に応じた電圧信号）を出力する。このとき、レーザダイオード１０によってレーザ光Ｌｏを出力してからフォトダイオード２０によってその反射レーザ光Ｌａ，Ｌｂを検出するまでの時間を測定することにより被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、ポリゴンミラー４２の回転位置によって被検出物体の方位を求めることができる。

次に、本実施形態の特徴部分に係る構成および作用効果について説明する。本実施形態による光レーダ装置１は、例えば、車両のフロントガラスに取り付けられ、車両の進行方向前方に存在する他車両などの被検出物体を検出する用途に用いられる。この場合、光レーダ装置１の検出エリアは、自車両前方の路面上を走行する他車両や停止車両、及び路面などを検出できるように定める必要がある。

しかしながら、光レーダ装置１が車両に搭載される場合、初期の搭載時に取り付け角度の誤差が生じたり、初期の取り付け角度は正しくとも、取り付け部材の経年劣化により、取り付け角度が変化したりする場合がある。このような場合、光レーダ装置１による検出エリアは、所望の検出エリアからずれてしまうため、検出すべき被検出物体の検出精度が低下する虞が生ずる。

なお、検出エリアは、図７に示すように、隣接車線を走行する他車両等も検出できるようにするため水平方向においては比較的広い幅を持つが、垂直方向においては、余分な物体を誤検出しないように狭い範囲に制限されている。従って、垂直方向における検出エリアのずれは、被検出物体の検出精度へ与える影響が大きい。

そのため、本実施形態による光レーダ装置１においては、ポリゴンミラー４２を設置している設置プレート４６の傾き度合（傾き角度）を変化させる角度調整機構５２及び角度調整機構５２への駆動力の伝達、非伝達を切り替えるクラッチ機構５０を設け、図７の垂直方向における検出エリアの位置を調整可能とした。以下、クラッチ機構５０及び角度調整機構５２の構成について、詳細に説明する。なお、本実施形態では、角度調整機構５２により設置プレート４６の傾き角度を変化可能とするために、設置プレート４６は、保護レンズ７４側の１辺が軸部材４８によって回動可能に軸支されている。軸部材４８は、レーザ光の走査範囲における水平方向と平行に伸びており、筐体７０の内面から突出する支持部に取り付けられている。なお、設置プレート４６も角度調整機構５２に含まれる。

図１に示すように、角度調整機構５２は、設置プレート４６におけるポリゴンミラー４２及びモータ４４の搭載面の裏面に設けられている。角度調整機構５２は、主に、設置プレート４６、第１の歯車５４、第２の歯車５６、及びカム部材６０からなる。

モータ４４の回転軸は、ポリゴンミラー４２側に設けられるだけでなく、設置プレート４６を貫通して、設置プレート４６の裏面側にも引き出されている。この裏面側に延びたモータ４４の回転軸に、クラッチ機構５０が装着されている。さらに、クラッチ機構５０の外周には、第１の歯車５４が取り付けられている。クラッチ機構５０は、切替手段の一例に相当するものであり、例えば、ワンウェイクラッチによって構成される。

クラッチ機構５０としてワンウェイクラッチを採用した場合には、モータ４４の回転駆動力をカム部材６０に伝達する場合と、その回転駆動力の伝達を遮断する場合とで、モータ４４が回転駆動方向を反転するように、モータ４４が駆動制御される。これにより、クラッチ機構５０は、モータ４４からカム部材６０へ回転駆動力を伝達する伝達状態と、その回転駆動力の伝達を遮断する非伝達状態とを切り替えることができる。

ただし、クラッチ機構５０は、一般的な電磁クラッチによって構成することも可能である。この場合、カム部材６０を回転させるべき間だけ駆動信号を電磁クラッチに供給し、カム部材６０を回転させる必要がないときには電磁クラッチへの駆動信号の供給を停止する。このような構成によっても、クラッチ機構５０を、モータ４４からカム部材６０へ回転駆動力を伝達する伝達状態と、その回転駆動力の伝達を遮断する非伝達状態とに切り替えることができる。

クラッチ機構５０の外周に取り付けられた第１の歯車５４は、クラッチ機構５０が伝達状態に切り替えられたときに回転する。第２の歯車５６は、第１の歯車５４と噛み合うように配設されている。この第２の歯車５６を回転可能に支持する支持部５８は、設置プレート４６の裏面に設けられている。従って、設置プレート４６の傾き角度が変化しても、第１の歯車５４と第２の歯車５６とは噛み合い状態を維持することができる。

第２の歯車５６は、モータ４４が回転したときに、そのモータ４４の回転数に対するカム部材６０の回転数の減速比を調整するために設けられている。モータ４４の回転数に対してカム部材６０の回転数を減速することにより、設置プレート４６の傾き角度の調整をより高精度に行うことが可能になる。ただし、モータ４４の回転角度位置の制御精度や、必要な減速比の範囲などにより、第２の歯車５６は省略可能な場合がある。

カム部材６０は、円板形状を有し、その外周部に、第２の歯車５６と噛み合う歯が切られている。そして、カム部材６０を回転可能に支持する支持部６２も、設置プレート４６の裏面に設けられている。従って、クラッチ機構５０が伝達状態に切り替えられたとき、カム部材６０は、第１及び第２の歯車５４，５６を介してモータ４４の回転駆動力により回転され、設置プレート４６の傾き角度が変化しても、第２の歯車との噛み合い状態を維持する。

図２は、カム部材６０の一例を拡大して示す断面図である。図２に示すように、カム部材６０の、筐体７０の内面と対向する面の外周側縁部には、カム部材６０の回転に伴って高さ（カム部材の厚さ）が滑らかに変化するカム６４が形成されている。図２には、カム部材６０が１回転すると、カム部材６０の高さが、低い状態から高い状態となり、再び低い状態となる例が示されている。従って、この図２に示すカム部材６０を用いた場合には、カム部材６０の回転に対する設置プレート４６の傾き角度（水平方向を０°とする）は、図３に示すように変化することになる。

ただし、カム部材６０のカム６４の形状は、図２に示す例に限られず、例えば、図４のカム部材６０の回転と設置プレート４６の傾き角度との関係として示すように、カム部材６０の回転に対して、設置プレート４６の傾き角度が直線的に増減するものであっても良い。さらに、図５の関係に示すように、カム部材６０の回転に伴い、設置プレート４６の傾き角度が変化する際に、傾き角度の増加率と減少率とが異なっているものであっても良い。図５に示す例をより具体的に説明すると、カム部材６０の回転に伴って、設置プレート４６の傾き角度は序々に増加するが、ある傾き角度まで増加すると、その傾き角度は瞬間的に傾き角度０°まで減少する。また、図６の関係に示すように、カム部材６０の回転に伴い、設置プレート４６の傾き角度が段階的に増減するものであっても良い。

また、図１に示すように、筐体７０の内面には、カム部材６０のカム６４と当接する位置に突起部７２が設けられている。従って、クラッチ機構５０を非伝達状態から伝達状態に切り替えたときに、モータ４４の回転駆動力によりカム部材６０が回転すると、カム６４の突起部７２との当接位置が変化する。この際、設置プレート４６の一辺は軸部材４８により回動可能に軸支されているため、図３に示すように、設置プレート４６は傾き角度を変化させながら揺動する。すると、軸部材４８は、レーザ光の走査範囲の水平方向と平行に延びているため、設置プレート４６が、軸部材４８を中心として、水平方向からの傾き角度を変化させると、レーザ光の照射方向が、ポリゴンミラーの中心軸方向（図７の垂直方向）において変化する。

ここで、設置プレート４６の傾き角度は、カム部材６０の回転角度位置に対応する。このため、本実施形態では、カム部材６０の回転角度位置を検出するために、例えばロータリエンコーダなどのセンサ（図示せず）を設けている。そして、このセンサの検出信号に基づいて検出される設置プレート４６の傾き角度が、目標とする傾き角度に一致したとき、クラッチ機構５０を伝達状態から非伝達状態に切り替える。これにより、図１に点線で示すようにレーザ光Ｌｏの照射角度を、ポリゴンミラー４２の中心軸方向（図７の垂直方向）において、所望の角度に調整することができる。その結果、図８に示すように、光レーダ装置１の検出エリアの垂直方向の高さを所望の高さに変更することができる。

従って、上述したように、光レーダ装置１の初期の搭載時に取り付け角度の誤差が生じたり、取り付け部材の経年劣化により、取り付け角度が変化したりしても、本実施形態の光レーダ装置１によれば、垂直方向における検出エリアのずれを正すように、レーザ光の照射方向を調節することができる。

なお、光レーダ装置１の検出エリアが目標とする検出エリアからずれているか否かは、次のようにして検出することができる。例えば、目標とする検出エリアに対応する領域にレーザ光の反射率が高いターゲットを設置し、光レーザ装置１から検出エリア全体に渡ってレーザ光を出力させる（レーザ光による走査を行う）。その際、照射したレーザ光による反射レーザ光の受光強度が十分に高ければ、光レーダ装置１の検出エリアは目標検出エリアに一致していると判断することができ、一部の反射レーザ光の受光強度が低ければ、光レーダ装置１の検出エリアは目標検出エリアからずれていると判断することができる。

さらに、本実施形態による光レーダ装置１では、角度調整機構５２が、ポリゴンミラー４２を回転駆動するモータ４４の回転駆動力を用いて、設置プレート４６の傾き角度を変化させるように構成されている。従って、設置プレート４６の傾き角度を変化させるための、専用のモータなどの駆動源を要しないので、構成をシンプルにすることができる。

以上、本願発明による光レーダ装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明による光レーダ装置は、上述した実施形態に何ら制限されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、光レーダ装置１の初期の取り付け角度のずれや、経年劣化による取り付け角度の変化による検出エリアのずれを補正する例について説明した。

しかしながら、車両においては、光レーダ装置１の検出エリアのずれは、それ以外の原因でも発生しうる。例えば、車両のトランクに重い荷物を積み込んだり、後部座席に複数の乗員が乗車したりすると、車両は前後方向において傾いた状態となる場合がある。この場合も、光レーダ装置１の検出エリアは、垂直方向にずれる。

そのため、車両の前後方向における傾きを検出するセンサ（例えば各サスペンションの長さの変化を検出するハイトセンサ）を設け、そのセンサによって車両の前後方向の傾きを検出する。そして、車両の前後方向における傾きに起因する、光レーダ装置１の検出エリアの垂直方向のずれを正すように、角度調整機構５２及びクラッチ機構５０を用いて、設置プレート４６の傾き角度、すなわちポリゴンミラー４２の中心軸の傾き角度を制御する制御装置を設けても良い。これにより、本発明による光レーダ装置１を用いて、荷物の積載などによる車両の前後方向の傾きに起因する検出エリアのずれを補正することができる。

なお、上述した制御装置による制御は、車両が停車しているときに行うことが好ましい。車両が停車しているときには、車両の走行による外力が加わらず、車両の前後方向の傾きを精度良く検出することができるためである。

また、上述した実施形態では、図７に示すように、面倒れ角の異なる複数の反射面を有するポリゴンミラー４２を用いて、レーザ光が、垂直方向において異なる高さの複数のラインに沿って水平方向に走査するように構成された。

しかしながら、本実施形態における光レーダ装置１の角度調整機構５２は、図３等に示すように、カム部材６０の回転によって、周期的に設置プレート４６の傾き角度を変化させて、揺動させることができる。この角度調整機構５２による作用を利用し、光レーダ装置１から照射されるレーザ光の照射角度を、ポリゴンミラー４２の中心軸における方向において変化させ、すなわち垂直方向において、レーザ光を水平方向に走査させる高さを変化させることも可能である。

この場合、例えば、ポリゴンミラー４２がｎ回転する間に、カム部材６０が１回転するように、角度調整機構５２の減速比を設定する。これにより、レーザ光は、垂直方向において異なる高さの複数のラインに沿って、レーザ光を走査させることができ、ポリゴンミラー４２を用いた時の垂直方向の走査ラインの本数を更に増やし、検出エリアの垂直方向の分解能を向上することができる。

１ 光レーダ装置
１０ レーザダイオード
２０ フォトダイオード
３０ ミラー
４０ 走査部
４２ ポリゴンミラー
４４ モータ
５０ クラッチ機構
５２ 角度調整機構
５４ 第１の歯車
５６ 第２の歯車
６０ カム部材
７０筐体

Claims (5)

1. 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によって発生されたレーザ光が、被検出物体によって反射されたとき、その反射されたレーザ光を受光して検出信号を出力する反射レーザ光検出手段と、
   前記レーザ光発生手段によって発生されたレーザ光を、所定の検出エリアに照射するように偏向するとともに、前記被検出物体によって反射されたレーザ光を前記反射レーザ光検出手段に向かうように偏向する偏向手段と、
   前記偏向手段を所定の中心軸を中心として回転駆動することにより、中心軸と直交する方向において前記偏向手段の偏向面の角度を変化させて、前記レーザ光により前記所定の検出エリアを走査させる駆動手段と、を備えた光レーダ装置であって、
   前記駆動手段による回転駆動力を用いて、前記偏向手段を設置している設置プレートの傾き度合を変化させることにより、前記偏向手段の中心軸の傾き角度を調整する角度調整手段と、
   前記駆動手段から前記角度調整手段へ駆動力が伝達される伝達状態と、駆動力の伝達が遮断される非伝達状態とを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする光レーダ装置。
2. 前記設置プレートは、その１辺が回動可能に軸支され、
   前記角度調整手段は、前記設置プレートに当接して、回転時に、前記設置プレートの傾き度合を変化させるカム部材と、前記カム部材を回転させる歯車部材と、を有し、
   前記切替手段は、前記駆動手段の回転軸と前記歯車部材との間に設けられたクラッチ機構からなることを特徴とする請求項１に記載の光レーダ装置。
3. 前記クラッチ機構はワンウェイクラッチからなり、前記駆動手段の回転駆動力を前記カム部材に伝達する場合と、その回転駆動力の伝達を遮断する場合とで、前記駆動手段が回転駆動方向を反転させることを特徴とする請求項２に記載の光レーダ装置。
4. 車両に搭載され、当該車両の進行方向に存在する物体を検出するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光レーダ装置。
5. 前記車両が停車している際の、前記車両の前後方向における傾きを検出する検出手段と、
   前記検出手段による検出結果に応じて、前記車両の前後方向における傾きに起因する前記検出エリアのずれを正すように、前記角度調整手段及び切替手段を用いて、前記偏向手段の中心軸の傾き角度を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の光レーダ装置。

Images