JP2012093195A - Laser radar - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、目標領域にレーザ光を照射したときの反射光をもとに目標領域の状況を検出するレーザレーダに関するものである。 The present invention relates to a laser radar that detects the state of a target area based on reflected light when the target area is irradiated with laser light.
近年、走行時の安全性を高めるために、レーザレーダが家庭用乗用車等に搭載されている。一般に、レーザレーダは、レーザ光を目標領域内でスキャンさせ、各スキャン位置における反射光の有無から、各スキャン位置における障害物の有無を検出する。さらに、各スキャン位置におけるレーザ光の照射タイミングから反射光の受光タイミングまでの所要時間をもとに、各スキャン位置における障害物までの距離が検出される（たとえば、特許文献１参照）。 In recent years, a laser radar is mounted on a domestic passenger car or the like in order to improve safety during traveling. In general, a laser radar scans a laser beam within a target area and detects the presence or absence of an obstacle at each scan position from the presence or absence of reflected light at each scan position. Furthermore, the distance to the obstacle at each scan position is detected based on the required time from the irradiation timing of the laser light at each scan position to the reception timing of the reflected light (see, for example, Patent Document 1).
目標領域からの反射光は、レーザレーダ内の光検出器によって受光される。光検出器からは、受光光量に応じた大きさの信号が出力される。この信号が所定の閾値を超えると、当該スキャン位置に障害物が存在すると判定される。また、この信号が前記閾値を超えたタイミングが反射光の受光タイミングとされて、上記のように、当該スキャン位置における障害物までの距離が計測される。 The reflected light from the target area is received by a photodetector in the laser radar. A signal having a magnitude corresponding to the amount of received light is output from the photodetector. When this signal exceeds a predetermined threshold, it is determined that an obstacle exists at the scan position. Further, the timing when this signal exceeds the threshold is set as the light reception timing of the reflected light, and the distance to the obstacle at the scan position is measured as described above.
上記構成において、障害物がレーザレーダに接近した位置にあると、強度の高い反射光が光検出器に入射する。このため、光検出器からの信号が飽和し、障害物までの距離の測定精度が低下する惧れがある。 In the above configuration, when the obstacle is at a position close to the laser radar, reflected light having high intensity enters the photodetector. For this reason, the signal from the photodetector may be saturated, and the measurement accuracy of the distance to the obstacle may be lowered.
光検出器に強度の高い反射光が入射すると、光検出器からは、急激に立ち上がるパルス信号が出力される。かかるパルス信号は、緩やかに立ち上がるパルス信号よりも、早いタイミングで、上記閾値を超える。このため、上記のように光検出器からの出力信号が閾値を超えたタイミングを受光タイミングとして障害物までの距離を計測すると、計測された距離は、反射光の強度差による誤差を含むこととなってしまう。 When reflected light with high intensity is incident on the photodetector, a pulse signal that rises rapidly is output from the photodetector. Such a pulse signal exceeds the above threshold at an earlier timing than a pulse signal that rises gently. For this reason, when the distance to the obstacle is measured using the timing when the output signal from the photodetector exceeds the threshold as described above as the light reception timing, the measured distance includes an error due to the difference in intensity of the reflected light. turn into.
本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、障害物がレーザレーダに接近した位置に有る場合も、障害物までの距離を精度よく測定することができるレーザレーダを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a laser radar capable of accurately measuring the distance to an obstacle even when the obstacle is in a position close to the laser radar. Objective.
本発明に係るレーザレーダは、レーザ光を出射するレーザ光源と、目標領域において前記レーザ光を走査させるアクチュエータと、前記目標領域において反射されたレーザ光を受光するとともに受光したレーザ光の強度に応じた信号を出力する光検出器と、前記レーザ光源を制御するレーザ制御回路と、を備える。ここで、前記レーザ制御回路は、前記光検出器から出力される信号が所定の閾値を超えると、前記レーザ光源の出力を減少させる。 The laser radar according to the present invention includes a laser light source that emits laser light, an actuator that scans the laser light in a target area, a laser beam reflected in the target area, and the intensity of the received laser light. And a laser control circuit for controlling the laser light source. Here, the laser control circuit decreases the output of the laser light source when the signal output from the photodetector exceeds a predetermined threshold.
本発明によれば、障害物がレーザレーダに接近した位置に有る場合も、障害物までの距離を精度よく測定することができるレーザレーダを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser radar that can accurately measure the distance to an obstacle even when the obstacle is located at a position close to the laser radar.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the embodiment described below is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、実施の形態に係るレーザレーダ１の構成を模式的に示す図である。同図（ａ）は、レーザレーダ１の内部を上面から透視した図、同図（ｂ）は、投射窓５０と受光窓６０を装着する前のレーザレーダ１の正面図である。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a
同図（ａ）を参照して、レーザレーダ１は、筐体１０と、投射光学系２０と、受光光学系３０と、回路ユニット４０と、投射窓５０と、受光窓６０を備える。本実施の形態では、投射に関する構成と受光に関する構成が一つの筐体１０に収容されているが、これら２つの構成が別々の筐体に収容され、両構成を電気的に接続することで、レーザレーダ１が構成されても良い。
Referring to FIG. 1A, the
筐体１０は、立方体形状をしており、内部に、投射光学系２０と、受光光学系３０と、回路ユニット４０とを収容する。同図（ｂ）に示す如く、筐体１０の正面には、開口１１、１３が形成され、これら開口１１、１３の周囲には、投射窓５０と受光窓６０を嵌め込むための凹部１２、１４がそれぞれ形成されている。投射窓５０と受光窓６０は、それぞれ、その周囲を凹部１２、１４に嵌め込んで接着固定することにより、筐体１０の正面に装着される。
The
投射光学系２０は、レーザ光源２１と、ビーム整形レンズ２２と、ミラーアクチュエータ２３とを備える。
The projection
レーザ光源２１は、波長９００ｎｍ程度のレーザ光を出射する。
The
ビーム整形レンズ２２は、レーザ光源２１から出射されたレーザ光が、目標領域において所定の形状となるよう、レーザ光を収束させる。たとえば、目標領域（本実施の形態では、ビーム照射装置のビーム出射口から前方１００ｍ程度の位置に設定される）におけるビーム形状が、縦２ｍ、横０．２ｍ程度の楕円形状となるように、ビーム整形レンズ２２が設計される。
The
ミラーアクチュエータ２３は、ビーム整形レンズ２２を透過したレーザ光が入射するミラー１５０と、このミラー１５０を２つの軸の周りに回転させるための機構とを備える。ミラー１５０が回転することにより、目標領域においてレーザ光が走査される。ミラーアクチュエータ２３の詳細については、追って、図２ないし６を参照して説明する。
The
受光光学系３０は、フィルタ３１と、受光レンズ３２と、光検出器３３とを備える。フィルタ３１は、レーザ光源２１から出射されるレーザ光の波長帯域の光のみを透過するバンドパスフィルタである。受光レンズ３２は、目標領域から反射された光を集光する。光検出器３３は、ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）またはＰＩＮフォトダイオードからなり、受光光量に応じた大きさの電気信号を回路ユニット４０に出力する。
The light receiving
回路ユニット４０は、ＣＰＵやメモリ等を備え、レーザ光源２１およびミラーアクチュエータ２３を制御する。また、回路ユニット４０は、光検出器３３からの信号に基づいて、目標領域における障害物の有無および障害物までの距離を測定する。具体的には、目標領域における所定の走査位置において、レーザ光源２１からレーザ光が出射される。このときに光検出器３３から信号が出力されると、この走査位置に障害物が存在することが検出される。また、この走査位置においてレーザ光が出射されたタイミングと、光検出器３３から信号が出力されたタイミングの時間差から、この障害物までの距離が測定される。回路ユニット４０の構成は、追って図７を参照して説明する。
The
投射窓５０は、均一な厚みを有する透明な平板からなっている。受光窓６０も、投射窓５０と同様、均一な厚みを有する透明な平板からなっている。投射窓５０および受光窓６０は、透明性の高い材料からなり、また、入射面と出射面に反射防止膜（ＡＲコート）が付されている。
The
図２は、本実施の形態に係るミラーアクチュエータ２３の構成を示す分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the
ミラーアクチュエータ２３は、チルトユニット１１０と、パンユニット１２０と、マグネットユニット１３０と、ヨークユニット１４０と、ミラー１５０と、透過板１６０とを備えている。
The
チルトユニット１１０は、支軸１１１と、チルトフレーム１１２と、２つのチルトコイル１１３とを備えている。支軸１１１には、両端部近傍に溝１１１ａが形成されている。これら溝１１１ａには、Ｅリング１１７ａ、１１７ｂが嵌め込まれる。
The
チルトフレーム１１２には、左右に、チルトコイル１１３を装着するためのコイル装着部１１２ａが形成されている。また、チルトフレーム１１２には、支軸１１１を嵌め込むための溝１１２ｂと、上下に並ぶ２つの孔１１２ｃが形成されている。
In the
支軸１１１は、両端に軸受け１１６ａ、１１６ｂ、Ｅリング１１７ａ、１１７ｂおよびポリスライダーワッシャ１１８が取り付けられた状態で、チルトフレーム１１２に形成さ
れた溝１１２ｂに嵌め込まれ、接着固定される。さらに、チルトフレーム１１２の２つの孔１１２ｃに、それぞれ、上下から軸受け１１２ｄが嵌め込まれる。これにより、図３（ａ）に示すように、チルトユニット１１０の組み立てが完了する。なお、図３（ａ）には、支軸１１１に、軸受け１１６ａ、１１６ｂと、Ｅリング１１７ａ、１１７ｂと、３つのポリスライダーワッシャ１１８が装着された状態が示されている。
The
完成したチルトユニット１１０には、後述の如くして、パンユニット１２０が装着される。その後、チルトユニット１１０は、軸受け１１６ａ、１１６ｂと、Ｅリング１１７ａ、１１７ｂと、ポリスライダーワッシャ１１８と、軸固定部材１４２を用いて、後述の如く、ヨーク１４１に取り付けられる。
A
図２に戻り、パンユニット１２０は、パンフレーム１２１と、支軸１２２と、パンコイル１２３を備えている。パンフレーム１２１には、凹部１２１ａを挟んで上板部１２１ｂと下板部１２１ｃが形成されている。これら上板部１２１ｂと下板部１２１ｃには、支軸１２２を通すための孔１２１ｄが上下に並ぶように形成されている。また、上板部１２１ｂと下板部１２１ｃの前面には、ミラー１５０を嵌め込むための段部１２１ｅが形成されている。
Returning to FIG. 2, the
さらに、下板部１２１ｃからは、下方向に足部１２１ｆが形成され、この足部１２１ｆに、透過板１６０を嵌め込むための凹部１２１ｇが形成されている。透過板１６０は、凹部１２１ｇに下方向から嵌め込まれ、透過板固定金具１６１で透過板１６０がパンフレーム１２１の足部１２１ｆに固定される。支軸１２２の上端には、バランサ１２２ｄが装着されている。
Further, a foot 121f is formed downward from the
マグネットユニット１３０は、フレーム１３１と、２つのパンマグネット１３３と、８つのチルトマグネット１３２とを備えている。フレーム１３１は、前側に凹部１３１ａを有する形状となっている。フレーム１３１の上板部１３１ｂには、前後方向に、２つの切り欠き１３１ｃが形成され、さらに、中央に、ネジ穴１３１ｄが形成されている。８つのマグネット１３２は、フレーム１３１の左右の内側面に、上下２段に分けて装着されている。また、２つのマグネット１３３は、図示の如く、フレーム１３１の内側面に、前後方向に傾くように装着されている。
The
ヨークユニット１４０は、ヨーク１４１と、軸固定部材１４２を備えている。ヨーク１４１は、磁性部材からなっている。ヨーク１４１には、左右に壁部１４１ａが形成され、これら壁部１４１ａの下端には、チルトユニット１１０の支軸１１１を装着するための凹部１４１ｂが形成されている。ヨーク１４１の上部には上下に貫通する２つのネジ穴１４１ｃが形成され、さらに、マグネットユニット１３３のネジ穴１３１ｄに対応する位置に、ネジ穴１４１ｄが形成されている。２つの壁部１４１ａの内側面間の距離は、支軸１１１の２つの溝１１１ａ間の距離よりも大きくなっている。
The
軸固定部材１４２は、可撓性を有する金属性の薄板部材である。軸固定部材１４２の前側には、板ばね部１４２ａ、１４２ｂが形成され、これら板ばね部１４２ａ、１４２ｂの下端には、それぞれ、チルトユニット１１０の軸受け１１６ａ、１１６ｂの脱落を規制するための受け部１４２ｃ、１４２ｄが形成されている。また、軸固定部材１４２の上板部には、ヨーク１４１側の２つのネジ穴１４１ｃに対応する位置にそれぞれ孔１４２ｅが形成され、さらに、ヨーク１４１側のネジ穴１４１ｄに対応する位置に孔１４２ｆが形成されている。
The
ミラーアクチュエータ２３の組み立て時には、上記の如くして、図３（ａ）に示すチルトユニット１１０が組み立てられる。その後、チルトフレーム１１２がパンフレーム１２
１の凹部１２１ａ内に収容される。このとき、２つの軸受け１１２ｄおよび３つのポリスライダーワッシャ１１２ｅと、パンフレーム１２１の孔１２１ｄとが上下に並ぶように、パンフレーム１２１が位置づけられる。そして、その状態で、２つの軸受け１１２ｄとパンフレーム１２１の孔１２１ｄに、支軸１２２が通され、支軸１２２がパンフレーム１２１に接着剤により固定される。これにより、図３（ｂ）に示す構成体が形成される。この状態で、パンフレーム１２１は、支軸１２２の周りに回動可能となり、また、支軸１２２に沿って上下に僅かに移動可能となる。
When the
1
こうしてパンユニット１２０が装着された後、パンフレーム１２１の段部１２１ｅにミラー１５０が嵌め込まれて固定される。その後、チルトユニット１１０の支軸１１１の両端に装着された軸受け１１６ａ、１１６ｂを、図２に示すヨーク１４１の凹部１４１ｂに嵌め込む。そして、この状態で、軸受け１１６ａ、１１６ｂが凹部１４１ａ、１４１ｂから脱落しないように、軸固定部材１４２をヨーク１４１に装着する。すなわち、受け部１４２ｃが軸受け１１６ａを下から支え、且つ、受け部１４２ｄが軸受け１１６ｂを前方から挟むようにして軸固定部材１４２をヨーク１４１に装着する。この状態で、軸固定部材１４２の２つの孔１４２ｅを介して２つのネジ１４３をヨーク１４１のネジ穴１４１ｃに螺着する。これにより、図３（ｂ）に示す構成体がヨークユニット１４０に装着される。
After the
こうして、図４（ａ）に示す構成体が完成する。この状態で、チルトフレーム１１２は、パンフレーム１２１と一体的に、支軸１１１の周りに回動可能となる。
Thus, the structure shown in FIG. 4A is completed. In this state, the
こうして組み立てられた図４（ａ）の構成体は、ヨーク１４１の２つの壁部１４１ａが、それぞれ、マグネットユニット１３０側のフレーム１３１の切り欠き１３１ｃに挿入されるようにして、マグネットユニット１３０に装着される。そして、この状態で、軸固定部材１４２の孔１４２ｆを介して、ネジ１４４が、ヨーク１４１のネジ穴１４１ｄとマグネットユニット１３０のネジ穴１３１ｄに螺着される。これにより、図４（ａ）に示す構成体が、マグネットユニット１３０に固着される。こうして、図４（ｂ）に示すように、ミラーアクチュエータ２３の組み立てが完了する。
4A assembled in this way is attached to the
図４（ｂ）に示す組み立て状態において、パンフレーム１２１が支軸１２２を軸として回動すると、これに伴ってミラー１５０が回動する。また、チルトフレーム１１２が支軸１１１を軸として回動すると、これに伴ってパンユニット１２０が回動し、パンユニット１２０と一体的にミラー１５０が回動する。このように、ミラー１５０は、互いに直交する支軸１１１、１２２によって回動可能に支持され、チルトコイル１１３およびパンコイル１２３への通電によって、支軸１１１、１２２の周りに回動する。このとき、パンユニット１２０に装着された透過板１６０も、ミラー１５０の回動に伴って回動する。
In the assembled state shown in FIG. 4B, when the
なお、バランサ１２２ｄは、図３（ｂ）に示す構成体が、支軸１１１を軸として回動するとき、かかる回動がバランス良く行われるよう調整するためのものである。かかる回動のバランスは、バランサ１２２ｄの重さによって調整される。この他、バランサ１２２ｄが上下に変位可能であれば、上下方向の位置を微調整することにより、回動のバランスを調整可能である。
Note that the
図４（ｂ）に示すアセンブル状態において、８個のマグネット１３２は、チルトコイル１１３に電流を印加することにより、チルトフレーム１１２に支軸１１１を軸とする回動力が生じるよう、配置および極性が調整されている。したがって、コイル１１３に電流を印加すると、コイル１１３に生じる電磁駆動力によって、チルトフレーム１１２が、支軸１１１を軸として回動し、これに伴って、ミラー１５０と透過板１６０が回動する。
In the assembled state shown in FIG. 4B, the eight
また、図４（ｂ）に示すアセンブル状態において、２個のマグネット１３３は、パンコ
イル１２３に電流を印加することにより、パンフレーム１２１に支軸１２２を軸とする回動力が生じるよう、配置および極性が調整されている。したがって、パンコイル１２３に電流を印加すると、パンコイル１２３に生じる電磁駆動力によって、パンフレーム１２１が、支軸１２２を軸として回動し、これに伴って、ミラー１５０と透過板１６０が回動する。
Further, in the assembled state shown in FIG. 4B, the two
図５は、ミラーアクチュエータ２３が装着された状態の光学系の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the optical system in a state where the
図５において、５００は、光学系を支持するベースである。ベース５００には、ミラーアクチュエータ２３の設置位置に開口５０３ａが形成され、この開口５０３ａに透過板１６０が挿入されるようにして、ミラーアクチュエータ２３がベース５００上に装着されている。
In FIG. 5,
ベース５００の上面には、レーザ光源２１と、ビーム整形レンズ２２が配置されている。レーザ光源２１は、ベース５００の上面に配されたレーザ光源用の回路基板４００に装着されている。
A
レーザ光源２１から出射されたレーザ光は、ビーム整形レンズ２２によって水平方向および鉛直方向の収束作用を受け、目標領域において所定の形状に整形される。ビーム整形レンズ２２を透過したレーザ光は、ミラーアクチュエータ２３のミラー１５０に入射し、ミラー１５０によって目標領域に向かって反射される。ミラーアクチュエータ２３によってミラー１５０が駆動されることにより、レーザ光が目標領域内においてスキャンされる。
The laser light emitted from the
ミラーアクチュエータ２３は、ミラー１５０が中立位置にあるときに、ビーム整形レンズ２２からの走査レーザ光がミラー１５０のミラー面に対し水平方向において４５度の入射角で入射するよう配置されている。なお、「中立位置」とは、ミラー面が鉛直方向に対し平行で、且つ、走査レーザ光がミラー面に対し水平方向において４５度の入射角で入射するときのミラー１５０の位置をいう。
The
ベース５００の上面には、回路基板４００の他、ミラーアクチュエータ２３の背後に、ミラーアクチュエータ２３のコイル１１３、１２３に駆動信号を供給するための回路基板（図示せず）が配置されている。また、ベース５００の下面には、回路基板３００が配置され、さらに、ベース５００の裏面と側面にも回路基板３０１、３０２が配置されている。これら回路基板は、図１（ａ）の回路ユニット４０に含まれる。
In addition to the
図６（ａ）は、ベース５００を裏面側から見たときの一部平面図である。同図（ａ）には、ベース５００の裏側のうちミラーアクチュエータ２３が装着された位置の近傍が示されている。
FIG. 6A is a partial plan view when the
図示の如く、ベース５００の裏側周縁には、壁５０１、５０２が形成されており、壁５０１、５０２よりも中央側は、壁５０１、５０２よりも一段低い平面５０３となっている。壁５０１には、半導体レーザ３０３を装着するための開口が形成されている。この開口に半導体レーザ３０３を挿入するようにして、半導体レーザ３０３が装着された回路基板３０１が壁５０１の外側面に装着されている。他方、壁５０２の近傍には、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）３０８が装着された回路基板３０２が装着されている。
As shown in the figure,
ベース５００裏側の平面５０３には、取り付け具３０７によって集光レンズ３０４と、アパーチャ３０５と、ＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタ３０６が装着されている。さらに、この平面５０３には開口５０３ａが形成されており、この開口５０３ａを介し
て、ミラーアクチュエータ２３に装着された透過板１６０がベース５００の裏側に突出している。ここで、透過板１６０は、ミラーアクチュエータ２３のミラー１５０が中立位置にあるときに、２つの平面が、鉛直方向に平行で、且つ、半導体レーザ３０３の出射光軸に対し４５度傾くように位置づけられる。
A condensing
半導体レーザ３０３から出射されたレーザ光（以下、「サーボ光」という）は、集光レンズ３０４を透過した後、アパーチャ３０５によってビーム径が絞られ、さらにＮＤフィルタ３０１によって減光される。その後、サーボ光は、透過板１６０に入射し、透過板１６０によって屈折作用を受ける。しかる後、透過板１６０を透過したサーボ光は、ＰＳＤ３０８によって受光され、ＰＳＤ３０８から、受光位置に応じた位置検出信号が出力される。
Laser light emitted from the semiconductor laser 303 (hereinafter, referred to as “servo light”) passes through the
図６（ｂ）は、透過板１６０の回動位置がＰＳＤ３０８によって検出されることを模式的に示す図である。
FIG. 6B is a diagram schematically illustrating that the rotational position of the
サーボ光は、レーザ光軸に対し傾いて配置された透過板１６０により屈折作用を受ける。ここで、透過板１６０が破線の位置から矢印方向に回動すると、サーボ光の光路が図中の点線から実線のように変化し、ＰＳＤ３０８上におけるサーボ光の受光位置が変化する。これにより、ＰＳＤ３０８にて検出されるサーボ光の受光位置によって、透過板１６０の回動位置を検出することができる。そして、透過板１６０の回動位置をもって、目標領域における走査レーザ光の走査位置を検出できる。
The servo light is refracted by the
図７は、レーザレーダ１の回路構成を示す図である。なお、同図には、便宜上、投射光学系２０と受光光学系３０の主要な構成が併せて示されている。図示の如く、レーザレーダ１は、ＰＳＤ信号処理回路４１と、サーボＬＤ駆動回路４２と、アクチュエータ駆動回路４３と、スキャンＬＤ駆動回路４４と、ＰＤ信号処理回路４５と、ＤＳＰ４６を備えている。これらの回路は、図１の回路ユニット４０に含まれている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit configuration of the
ＰＳＤ信号処理回路４１は、ＰＳＤ３０８からの出力信号をもとに求めた位置検出信号をＤＳＰ４６に出力する。サーボＬＤ駆動回路４２は、ＤＳＰ４６からの信号をもとに、半導体レーザ３０３に駆動信号を供給する。アクチュエータ駆動回路４３は、ＤＳＰ４６からの信号をもとに、ミラーアクチュエータ２３を駆動する。具体的には、目標領域においてレーザ光を所定の軌道に沿って走査させるための駆動信号がミラーアクチュエータ２３に供給される。
The PSD
スキャンＬＤ駆動回路４４は、ＤＳＰ４６からの信号をもとに、レーザ光源２１に駆動信号を供給する。具体的には、目標領域にレーザ光を照射するタイミングで、パルス状の駆動信号（電流信号）がレーザ光源２１に供給される。ＰＤ信号処理回路４５は、光検出器３３の受光光量に応じた電圧信号を増幅およびデジタル化してＤＳＰ４６に供給する。
The scan
ＤＳＰ４６は、ＰＳＤ信号処理回路４１から入力された位置検出信号をもとに、目標領域におけるレーザ光の走査位置を検出し、ミラーアクチュエータ２３の駆動制御や、レーザ光源２１の駆動制御等を実行する。また、ＤＳＰ４６は、ＰＤ処理回路７から入力される電圧信号にもとづいて、目標領域内のレーザ光照射位置に障害物が存在するかを判定し、同時に、レーザ光源２１から出力されるレーザ光の照射タイミングと、光検出器３３にて受光される目標領域からの反射光の受光タイミングの間の時間差をもとに、障害物までの距離を測定する。
The
図８は、目標領域におけるレーザ光の走査制御を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing laser beam scanning control in the target area.
本実施の形態では、水平方向の３つの走査ラインＬ１〜Ｌ３が、目標領域に設定される。ＤＳＰ４６は、これら走査ラインＬ１〜Ｌ３をレーザ光が左から右に走査するよう、ミラーアクチュエータ２３を制御する。レーザ光は、各走査ラインＬ１〜Ｌ３を一定の速度で走査する。また、レーザ光は、各走査ラインＬ１〜Ｌ３の開始位置Ｐｓよりも前方の位置から終了位置Ｐｅよりも後方の位置まで、各走査ラインＬ１〜Ｌ３を走査する。かかる制御は、ＤＳＰ４６が、ＰＤＳ３０８上に設定された目標軌道をサーボ光が追従するように、ミラーアクチュエータ２３を制御することにより行われる。すなわち、図８に示す３つの走査ラインＬ１〜Ｌ３に沿ってレーザ光が目標領域を走査すると、サーボ光も、３つの軌道に沿ってＰＳＤ３０８上を走査する。ＤＳＰ４６は、かかる軌道を目標軌道としてテーブル等により保持し、この目標軌道をサーボ光が追従するように、ミラーアクチュエータ２３を制御する。
In the present embodiment, three horizontal scanning lines L1 to L3 are set as the target area. The
目標領域におけるレーザ光の走査は、最上段の走査ラインＬ１から始められ、次に走査ラインＬ２、最後に走査ラインＬ３へと移行する。走査ラインＬ１から走査ラインＬ３まで走査が終わると、走査ラインＬ１に戻って、目標領域に対する次の走査が行われる。 Scanning of the laser beam in the target region starts from the uppermost scanning line L1, then moves to the scanning line L2, and finally to the scanning line L3. When scanning from the scanning line L1 to the scanning line L3 is completed, the scanning returns to the scanning line L1 and the next scanning for the target area is performed.
ＤＳＰ４６は、走査位置が各走査ラインＬ１〜Ｌ３の開始位置Ｐｓに到達したタイミングで、レーザ光源２１をパルス状に発光させる。そして、その後、走査位置が終了位置Ｐｅに到達するまで、一定の時間間隔Δｔ毎に、レーザ光源２１をパルス状に発光させる。なお、図８中の黒丸は、レーザ光の発光タイミングを模式的に示すものである。
The
本実施の形態では、各発光タイミングにおけるレーザ光源２１の出力が、ＤＳＰ４６により制御される。スキャンＬＤ駆動回路４４は、レーザ光源２１の出力を３段階に切り替えるための構成を備えている。
In the present embodiment, the output of the
図９は、スキャンＬＤ駆動回路４４の構成を示す図である。スキャンＬＤ駆動回路４４は、ドライバＤ１〜Ｄ３と、ＦＥＴ１〜３と、コンデンサＣ１〜Ｃ３と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を備えている。コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量は同じである。すなわち、コンデンサＣ１〜Ｃ３には、同じコンデンサが用いられている。また、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値も同じである。抵抗Ｒ１〜Ｒ３には、それぞれ、電位Ｖ１〜Ｖ３が印加される。電位Ｖ１〜Ｖ３の大きさは、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３となっている。このため、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が最大となり、コンデンサＣ３に蓄積された電荷が最小となる。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the scan
ＤＳＰ４６からドライバＤ１に駆動信号が印加されると、ＦＥＴ１がオンとなり、コンデンサＣ１に蓄積された電荷がパルス状にレーザ光源２１に流れる。また、ＤＳＰ４６からドライバＤ２に駆動信号が印加されると、ＦＥＴ２がオンとなり、コンデンサＣ２に蓄積された電荷がパルス状にレーザ光源２１に流れる。さらに、ＤＳＰ４６からドライバＤ３に駆動信号が印加されると、ＦＥＴ３がオンとなり、コンデンサＣ３に蓄積された電荷がパルス状にレーザ光源２１に流れる。上記のように、コンデンサＣ１〜Ｃ３に蓄積された電荷は互いに相違している。このため、ドライバＤ１〜Ｄ３の何れに駆動信号が印加されるかによって、レーザ光源２１に流れるパルス状の電流のピーク値が相違し、よって、レーザ光源２１の出力が相違する。なお、コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量は同じであるため、ドライバＤ１〜Ｄ３の何れに駆動信号が印加されても、レーザ光源２１の発光期間は略同じである。
When a drive signal is applied from the
ＤＳＰ４６は、各発光タイミングにおいて、ドライバＤ１〜Ｄ３の何れに駆動信号を印加するかによって、レーザ光源２１の出力を切り替える。
The
図１０（ａ）は、レーザ光の強度制御のために行われる受光テーブルの生成処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、目標領域の１回の走査に対する処理を示
している。
FIG. 10A is a flowchart showing a light receiving table generation process performed for laser light intensity control. This flowchart shows processing for one scan of the target area.
目標領域の走査が開始すると、ＤＳＰ４６は、レーザ光源２１の発光タイミングにおいて（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、図９のドライバＤ１〜Ｄ３の何れに駆動信号を印加し、レーザ光源２１からレーザ光を出射させる（Ｓ１０２）。さらに、ＤＳＰ４６は、この発光タイミングから一定の期間、光検出器３３の受光光量に応じた電圧信号を取得し、取得した電圧信号のピーク値（最大値）を受光電圧ＶＲとして取得する（Ｓ１０３）。そして、ＤＳＰ４６は、取得した受光電圧ＶＲを、当該発光タイミングに対応づけて、内蔵メモリ内の受光テーブルに格納する（Ｓ１０４）。
When the scanning of the target area starts, the
こうして、一つの発光タイミングに対する処理が終了すると、ＤＳＰ４６は、当該目標領域に対する走査、すなわち、図８に示す走査ラインＬ１〜Ｌ３の走査が終了したかを判定する（Ｓ１０５）。そして、当該目標領域に対する走査が終了していなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、ＤＳＰ４６は、Ｓ１０１に戻って、次の発光タイミングに対する処理を行う。こうして、最後の走査ラインＬ３の全ての発光タイミングに対する処理が終了すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ＤＳＰ４６は、当該目標領域に対する処理を終了する。
Thus, when the process for one light emission timing is completed, the
図１０（ｂ）は、受光テーブルの構成を示す図である。図示の如く、受光テーブルには、目標領域を走査する際の全ての発光タイミングＴ１〜Ｔｎに対応づけて、各発光タイミングについて取得された受光電圧ＶＲ１〜ＶＲｎが格納されている。すなわち、受光テーブルには、図８に示す走査ラインＬ１〜Ｌ３の全ての発光タイミングＴ１〜Ｔｎにおける受光電圧ＶＲ１〜ＶＲｎが格納される。目標領域に対する１回の走査が終わると、全ての発光タイミングに対して受光電圧が格納される。そして、目標領域に対する次回の走査が始まると、当該走査における各発光タイミングにて取得された受光電圧が、受光テーブルに上書きされる。 FIG. 10B is a diagram showing the configuration of the light receiving table. As shown in the figure, the light reception table stores light reception voltages VR1 to VRn acquired for each light emission timing in association with all the light emission timings T1 to Tn when scanning the target area. That is, the light reception table stores light reception voltages VR1 to VRn at all the light emission timings T1 to Tn of the scanning lines L1 to L3 shown in FIG. When one scan for the target area is completed, the received light voltage is stored for all the light emission timings. When the next scan for the target area starts, the light reception voltage acquired at each light emission timing in the scan is overwritten on the light reception table.
図１１（ａ）は、受光テーブルを用いたレーザ光の発光強度の設定処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、目標領域の１回の走査に対する処理を示している。 FIG. 11A is a flowchart showing the setting processing of the emission intensity of the laser beam using the light receiving table. This flowchart shows processing for one scan of the target area.
ＤＳＰ４６は、まず、変数ｉに１をセットする（Ｓ２０１）。次に、ＤＳＰ４６は、ｉ番目の発光タイミングＴｉに対応付けられた受光電圧ＶＲｉを受光テーブルから取得し、取得した受光電圧ＶＲｉと閾値電圧ＶＳ１〜ＶＳ４（ＶＳ１＞ＶＳ２＞ＶＳ３＞ＶＳ４）とを比較する（Ｓ２０２〜Ｓ２０５）。そして、この比較結果に応じて、内蔵メモリに保持された発光テーブルの発光強度を調節する。
The
図１１（ｂ）は、発光テーブルの構成を示す図である。発光テーブルには、発光タイミングＴｉに対応付けて発光強度Ｐｗｉが保持されている。発光強度は、図９のドライバＤ１〜Ｄ３の何れかに駆動信号が印加されたときのレーザ光の強度である。すなわち、発光強度は３段階に切替られる。発光強度Ｐｗｉの初期値は、図９のドライバＤ１に駆動信号が印加されたときのレーザ光の強度（最大強度）に設定される。 FIG. 11B is a diagram illustrating a configuration of the light emission table. In the light emission table, the light emission intensity Pwi is held in association with the light emission timing Ti. The emission intensity is the intensity of the laser beam when a drive signal is applied to any of the drivers D1 to D3 in FIG. That is, the emission intensity is switched to three levels. The initial value of the emission intensity Pwi is set to the intensity (maximum intensity) of the laser beam when a drive signal is applied to the driver D1 in FIG.
図１１（ａ）に戻り、受光電圧ＶＲｉが閾値電圧ＶＳ１よりも大きい場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ＤＳＰ４６は、発光タイミングＴｉにおける発光強度Ｐｗｉを２ステップ下げる(Ｓ２０６)。受光電圧ＶＲｉが閾値電圧ＶＳ１以下で、閾値電圧ＶＳ２よりも大きい場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ＤＳＰ４６は、発光タイミングＴｉにおける発光強度Ｐｗｉを１ステップ下げる(Ｓ２０７)。受光電圧ＶＲｉが閾値電圧ＶＳ２以下で、閾値電圧ＶＳ３よりも大きい場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、ＤＳＰ４６は、発光タイミングＴｉにおける発光強度Ｐｗｉを変化させない。受光電圧ＶＲｉが閾値電圧ＶＳ３以下で、閾値電圧ＶＳ４よりも大きい場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、ＤＳＰ４６は、発光タイミングＴｉにおける発
光強度Ｐｗｉを１ステップ上げる(Ｓ２０８)。受光電圧ＶＲｉが閾値電圧ＶＳ４以下の場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、ＤＳＰ４６は、発光タイミングＴｉにおける発光強度Ｐｗｉを２ステップ上げる(Ｓ２０９)。
Returning to FIG. 11A, when the light reception voltage VRi is larger than the threshold voltage VS1 (S202: YES), the
図１２は、図１１のＳ２０２〜Ｓ２０９における処理を、受光信号を例示して、模式的に示す図である。図中の受光パルスは、光検出器３３の受光光量に応じた電圧信号の変化を示している。受光信号のピーク値が、上記受光電圧ＶＲｉである。
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the processing in S202 to S209 in FIG. 11 by using a light reception signal as an example. The light reception pulse in the figure shows the change of the voltage signal according to the amount of light received by the
なお、閾値電圧ＶＳ０は、目標領域からの反射光が存在するか（障害物があるか）を検出するための閾値である。すなわち、受光信号が閾値電圧ＶＳ０を超えると、当該スキャンタイミングに対応する位置に障害物があると検出される。また、受光信号が閾値電圧ＶＳ０を超えたタイミングを受光タイミングとして、障害物までの距離が測定される。 The threshold voltage VS0 is a threshold for detecting whether there is reflected light from the target area (whether there is an obstacle). That is, when the received light signal exceeds the threshold voltage VS0, it is detected that there is an obstacle at a position corresponding to the scan timing. Further, the distance to the obstacle is measured with the timing at which the received light signal exceeds the threshold voltage VS0 as the received light timing.
同図（ａ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ１を越えると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、２ステップ下げられる。同図（ｂ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ１以下で閾値ＶＳ２を越える範囲に含まれると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、１ステップ下げられる。同図（ｃ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ２以下で閾値ＶＳ３を越える範囲に含まれると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、そのままとされる。同図（ｄ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ３以下で閾値ＶＳ４を越える範囲に含まれると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、１ステップ上げられる。同図（ｅ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ４以下であると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、２ステップ上げられる。 As shown in FIG. 6A, when the peak value of the light reception pulse (light reception voltage VRi) exceeds the threshold value VS1, the light emission intensity Pwi at the light emission timing Ti is lowered by two steps. As shown in FIG. 5B, when the peak value (light reception voltage VRi) of the light reception pulse is included in the range below the threshold value VS1 and exceeding the threshold value VS2, the light emission intensity Pwi at the light emission timing Ti is lowered by one step. If the peak value of the light reception pulse (light reception voltage VRi) is included in the range below the threshold value VS2 and exceeding the threshold value VS3 as shown in FIG. 5C, the light emission intensity Pwi at the light emission timing Ti is kept as it is. As shown in FIG. 4D, when the peak value (light reception voltage VRi) of the light reception pulse is included in the range below the threshold VS3 and exceeding the threshold VS4, the light emission intensity Pwi at the light emission timing Ti is increased by one step. As shown in FIG. 5E, when the peak value of the light reception pulse (light reception voltage VRi) is equal to or less than the threshold value VS4, the light emission intensity Pwi at the light emission timing Ti is increased by two steps.
なお、本実施の形態では、同図（ｆ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ０以下で有る場合、すなわち、当該発光タイミングに対応する走査位置に障害物がない場合も、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉが、２ステップ上げられる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5F, when the peak value of the light reception pulse (light reception voltage VRi) is equal to or lower than the threshold value VS0, that is, there is no obstacle at the scanning position corresponding to the light emission timing. Also in this case, the light emission intensity Pwi at the light emission timing Ti is increased by two steps.
図１１（ａ）に戻り、Ｓ２０２〜Ｓ２０９によって、一つの発光タイミングに対する処理が終了すると、ＤＳＰ４６は、変数ｉがｎであるか、すなわち、全ての発光タイミングについて発光強度Ｐｗｉの調節が終了したかを判定する（Ｓ２１０）。そして、変数ｉがｎでなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）、ＤＳＰ４６は、変数ｉに１を加算し（Ｓ２１１）、Ｓ２０２に戻って、次の発光タイミングに対する処理を行う。こうして、全ての発光タイミングに対する処理が終了すると（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ＤＳＰ４６は、発光強度の調節処理を終了する。
Returning to FIG. 11A, when the process for one light emission timing is completed in S202 to S209, the
なお、図９に示すように、発光強度Ｐｗｉは３段階でのみ切替可能であるため、Ｓ２０６またはＳ２０７による発光強度Ｐｗｉの減少、または、Ｓ２０６またはＳ２０７による発光強度Ｐｗｉの増加は、この３段階の範囲でのみ行われる。すなわち、３段階の中間の発光強度で発光させたときに、Ｓ２０６の処理（発光強度を２ステップ下げる）が行われても、当該発光タイミングにおける発光強度は、１ステップしか下げられない。 As shown in FIG. 9, since the emission intensity Pwi can be switched only in three stages, the decrease in the emission intensity Pwi due to S206 or S207 or the increase in the emission intensity Pwi due to S206 or S207 is in these three stages. Only done in range. In other words, even when the process of S206 (lowering the light emission intensity by two steps) is performed when light is emitted with an intermediate light emission intensity in three stages, the light emission intensity at the light emission timing can be reduced by only one step.
こうして発光強度Ｐｗｉが調節された発光テーブルは、目標領域の次回の走査において、各発光タイミングにおけるレーザ光源２１の発光強度を設定するために用いられる。すなわち、図１０のＳ１０２では、当該発光タイミングにおける発光強度が、発光テーブルから取得され、取得された発光強度で、当該発光タイミングにおける発光が行われる。
The light emission table in which the light emission intensity Pwi is adjusted in this way is used to set the light emission intensity of the
図１３および図１４は、発光強度の調節例を模式的に示す図である。なお、これらの図
には、便宜上、走査ラインＬ１の開始位置Ｐｓ近傍においてレーザ光源２１を発光させるために使用する電位Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が示されている。図中、一つのパルスが、一つの発光タイミングにおいて出射される光パルス出力に対応する。
13 and 14 are diagrams schematically showing examples of adjusting the emission intensity. In these figures, for convenience, potentials V1, V2, and V3 used for causing the
図１３（ａ）に示すように、レーザ光源２１を発光させるために使用する電位の初期値は、レベルＶ１（最大値）に設定されている。この場合、ＤＳＰ４６は、全ての発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ１に駆動信号を印加する。
As shown in FIG. 13A, the initial value of the potential used for causing the
かかる初期値での走査が開始されてから所定回数後の目標領域の走査の際に、図１１（ａ）の処理により、たとえば、区間Ａ、Ｂにおいて、それぞれ、発光強度を２ステップおよび１ステップ減少させるとの設定が為されると、図１３（ｂ）に示すように、次の目標領域の走査では、区間Ａ、Ｂにおいて、それぞれ、レーザ光源２１を発光させるために使用する電位が、レベルＶ３とレベルＶ２に設定されて、発光が行われる。すなわち、ＤＳＰ４６は、区間Ａの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ３に駆動信号を印加し、区間Ｂの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ２に駆動信号を印加する。
When scanning the target area a predetermined number of times after the scanning with the initial value is started, the emission intensity is set to 2 steps and 1 step in the sections A and B, for example, by the processing of FIG. When the setting is made to decrease, as shown in FIG. 13B, in the next scan of the target area, the potentials used for causing the
このように電位が調節されて次の走査における発光が行われても、図１３（ｂ）に示すように、図１１（ａ）の処理により、さらに、区間Ｂにおいて、発光強度を１ステップ減少させるとの設定が為されると、図１３（ｃ）に示すように、その次の目標領域の走査では、区間Ｂの各発光タイミングにおいて、レーザ光源２１を発光させるために使用する電位が、レベルＶ３に設定されて、発光が行われる。この場合、ＤＳＰ４６は、区間Ａ、Ｂの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ３に駆動信号を印加する。
Even if the potential is adjusted in this way and light emission is performed in the next scan, as shown in FIG. 13B, the light emission intensity is further decreased by one step in the section B by the process of FIG. When the setting is made, as shown in FIG. 13C, in the next scan of the target area, the potential used to cause the
こうして発光強度が調節されてから所定回数後の目標領域の走査の際に、図１４（ａ）に示す如く、図１１（ａ）の処理により、たとえば、区間Ａ、Ｃにおいて、それぞれ、発光強度をステップ増加および１ステップ減少させるとの設定が為されると、図１４（ｂ）に示すように、次の目標領域の走査では、区間Ａ、Ｃの各発光タイミングにおいて、それぞれ、レーザ光源２１を発光させるために使用する電位が、レベルＶ２に設定されて、発光が行われる。この場合、ＤＳＰ４６は、区間Ａ、Ｃの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ２に駆動信号を印加し、区間Ｂの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ３に駆動信号を印加する。
When the target area is scanned a predetermined number of times after the emission intensity is adjusted in this way, as shown in FIG. 14A, the emission intensity is obtained, for example, in the sections A and C by the process of FIG. Is set to increase the step and decrease by one step, as shown in FIG. 14 (b), in the next scan of the target area, the
このように発光強度が調節されて次の走査における発光が行われても、図１４（ｂ）に示すように、図１１（ａ）の処理により、さらに、区間Ａにおいて、発光強度を１ステップ増加させるとの設定が為されると、図１４（ｃ）に示すように、その次の目標領域の走査では、区間Ａの各発光タイミングにおいて、レーザ光源２１を発光させるために使用する電位が、レベルＶ１に設定されて、発光が行われる。この場合、ＤＳＰ４６は、区間Ａの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ１に駆動信号を印加し、区間Ｂの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ３に駆動信号を印加し、区間Ｃの各発光タイミングにおいて、図９のドライバＤ２に駆動信号を印加する。
Even if the light emission intensity is adjusted in this way and light emission is performed in the next scanning, as shown in FIG. 14B, the light emission intensity is further reduced by one step in the section A by the process of FIG. When the setting is made to increase, as shown in FIG. 14C, the potential used to cause the
以上、本実施の形態によれば、所定の発光タイミングにおける反射光の強度が閾値電圧ＶＳ２を超えると、次回の目標領域の走査の際に、当該発光タイミングにおけるレーザ光の強度が減少される。このため、障害物がレーザレーダ１に接近した位置にある場合にも、強度の高い反射光が光検出器３３に入射するのを抑制できる。よって、光検出器３３からの信号が飽和して障害物までの距離の測定精度が低下するのを抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the intensity of the reflected light at the predetermined light emission timing exceeds the threshold voltage VS2, the intensity of the laser light at the light emission timing is reduced during the next scan of the target area. For this reason, even when the obstacle is in a position close to the
また、本実施の形態によれば、このようにレーザ光の強度が調節されるため、光検出器３３から、急激に立ち上がるパルス信号が出力されるのを抑制することができる。よって、光検出器３３からの出力信号が所定の閾値電圧ＶＳ０を超えたタイミングを受光タイミ
ングとして障害物までの距離を計測する場合に、計測された距離が反射光の強度差による誤差を含むことを抑制することができる。
Moreover, according to this Embodiment, since the intensity | strength of a laser beam is adjusted in this way, it can suppress that the pulse signal which rises rapidly from the
さらに、本実施の形態によれば、スキャンＬＤ駆動回路４４を図９に示す構成としたため、レーザ光源２１を発光させるために使用する電位を瞬時に切り替えることができる。よって、図８に示す発光間隔Δｔが短くても、発光タイミング毎に、レーザ光の強度を切り替えることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the scan
また、上記実施の形態では、所定の発光タイミングにおける反射光の強度が閾値電圧ＶＳ３を下回ると、次回の目標領域の走査の際に、当該発光タイミングにおけるレーザ光の強度が増加される。よって、目標領域に照射されるレーザ光の強度が弱すぎる状態となるのを抑制することができ、障害物の検出を精度よく行うことができる。 In the above embodiment, when the intensity of the reflected light at the predetermined light emission timing falls below the threshold voltage VS3, the intensity of the laser light at the light emission timing is increased during the next scan of the target area. Therefore, it can suppress that the intensity | strength of the laser beam irradiated to a target area | region becomes too weak, and an obstacle can be detected accurately.
本実施の形態によれば、受光パルスのピークが図１２の閾値ＶＳ２とＶＳ３との間に収束するよう制御される。よって、障害物までの距離が異なっても、受光パルスのピークを同程度に揃えることができ、計測された距離が反射光の強度差による誤差を含むことを抑制することができる。 According to the present embodiment, control is performed so that the peak of the received light pulse converges between the threshold values VS2 and VS3 in FIG. Therefore, even if the distance to the obstacle is different, the peaks of the received light pulses can be made equal, and the measured distance can be prevented from including an error due to the intensity difference of the reflected light.
なお、本実施の形態によれば、図１２に示すように、４つの閾値電圧ＶＳ１〜ＶＳ４を用いて、発光強度Ｐｗｉの修正ステップ数を受光電圧ＶＲｉの大きさに応じて変えるようにしたため、受光パルスのピークが図１２の閾値ＶＳ２とＶＳ３との間に速やかに収束させることができる。 According to the present embodiment, as shown in FIG. 12, the number of correction steps of the light emission intensity Pwi is changed according to the magnitude of the light reception voltage VRi using the four threshold voltages VS1 to VS4. The peak of the received light pulse can be quickly converged between the threshold values VS2 and VS3 in FIG.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記以外に種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made to the embodiments of the present invention other than the above.
たとえば、上記実施の形態では、レーザ光源２１に印加される電流信号の大きさが３段階に切り替えられるようにしたが、図１５に示すように、さらにドライバＤ４、ＦＥＴ４、コンデンサＣ４および抵抗Ｒ４を追加して、レーザ光源２１に印加される電流信号の大きさが４段階に切り替えられるようにしても良い。この場合も、コンデンサＣ４の容量は、他のコンデンサの容量と同じであるのが望ましい。同様に、レーザ光源２１に印加される電流信号の大きさが５段階以上に切り替えられるようにしてもよく、あるいは、２段階に切り替えられるようにしても良い。
For example, in the above embodiment, the magnitude of the current signal applied to the
また、上記実施の形態では、ＶＳ１〜ＶＳ４の４つの閾値を設定して、レーザ光源２１の出力を増減させるようにしたが、閾値の設定数は上記に限定されるものではない。
In the above embodiment, four threshold values VS1 to VS4 are set to increase or decrease the output of the
たとえば、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、２つの閾値ＶＳ１、ＶＳ２を設定して、レーザ光源２１の出力を増減させるようにしてもよい。この場合、同図（ａ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ１を越えると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉが、１ステップ下げられ、同図（ｂ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ１とＶＳ２の範囲にあると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、そのままとされ、同図（ｃ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ２より小さいと、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、１ステップ上げられる。
For example, as shown in FIGS. 16A to 16C, two threshold values VS1 and VS2 may be set to increase or decrease the output of the
また、図１６（ｄ）、（ｅ）に示すように、一つの閾値ＶＳ１を設定して、レーザ光源２１の出力を増減させるようにしてもよい。この場合、同図（ｄ）のように、受光パルスのピーク値（受光電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ１を越えると、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉが、１ステップ下げられ、同図（ｅ）のように、受光パルスのピーク値（受光
電圧ＶＲｉ）が閾値ＶＳ１より小さいと、当該発光タイミングＴｉの発光強度Ｐｗｉは、１ステップ上げられる。
Also, as shown in FIGS. 16D and 16E, one threshold value VS1 may be set to increase or decrease the output of the
また、上記実施の形態では、１回の目標領域の走査によって調節された発光強度が、その次の目標領域の走査の際に直ちに適用されたが、たとえば、所定の発光タイミングにおいて受光パルスのピーク値が閾値を越えたこと、あるいは、閾値を下回ったことが、連続する複数回の目標領域の走査において起こったときに、当該発光タイミングにおけるレーザ光の強度を変更するようにしても良い。 In the above embodiment, the light emission intensity adjusted by one scan of the target area is immediately applied at the time of the next scan of the target area. For example, the peak of the received light pulse at a predetermined light emission timing. When the value exceeds the threshold value or falls below the threshold value in a plurality of consecutive scans of the target area, the intensity of the laser beam at the light emission timing may be changed.
さらに、上記実施の形態では、２つの軸の周りにミラーが回転するミラーアクチュエータの構成例を示したが、本発明は、上記以外の構成のミラーアクチュエータや、レンズを駆動してレーザ光を走査するタイプのアクチュエータ、あるいは、ポリゴンミラーを用いたアクチュエータにも適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, the configuration example of the mirror actuator in which the mirror rotates around the two axes has been shown. This type of actuator can also be applied to an actuator using a polygon mirror.
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
１ … レーザレーダ
２１ … レーザ光源
２３ … ミラーアクチュエータ（アクチュエータ）
３３ … 光検出器
４４ … スキャンＬＤ駆動回路（レーザ制御回路、出力調整回路）
４６ … ＤＳＰ（レーザ制御回路、出力調整回路）
DESCRIPTION OF
33 ...
46 ... DSP (laser control circuit, output adjustment circuit)
Claims (6)
目標領域において前記レーザ光を走査させるアクチュエータと、
前記目標領域において反射されたレーザ光を受光するとともに受光したレーザ光の強度に応じた信号を出力する光検出器と、
前記レーザ光源を制御するレーザ制御回路と、を備え、
前記レーザ制御回路は、前記光検出器から出力される信号が所定の閾値を超えると、前記レーザ光源の出力を減少させる、
ことを特徴とするレーザレーダ。 A laser light source for emitting laser light;
An actuator for scanning the laser beam in a target area;
A photodetector that receives the laser beam reflected in the target area and outputs a signal corresponding to the intensity of the received laser beam;
A laser control circuit for controlling the laser light source,
The laser control circuit decreases the output of the laser light source when a signal output from the photodetector exceeds a predetermined threshold value.
A laser radar characterized by that.
前記レーザ制御回路は、前記光検出器から出力される信号が所定の閾値を超えると、前記レーザ光源の出力を所定の値だけ小さくする、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to claim 1, wherein
When the signal output from the photodetector exceeds a predetermined threshold, the laser control circuit reduces the output of the laser light source by a predetermined value.
A laser radar characterized by that.
前記レーザ制御回路は、前記光検出器から出力される信号が所定の閾値を下回ると、前記レーザ光源の出力を所定の値だけ大きくする、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to claim 2, wherein
The laser control circuit increases the output of the laser light source by a predetermined value when a signal output from the photodetector falls below a predetermined threshold.
A laser radar characterized by that.
前記レーザ制御回路は、前記レーザ光源に流入する電流のピーク値を段階的に切り替える出力調整回路を含む、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to claim 2 or 3,
The laser control circuit includes an output adjustment circuit that switches the peak value of the current flowing into the laser light source stepwise.
A laser radar characterized by that.
前記出力調整回路は、
第１のコンデンサと、
前記第１のコンデンサと前記レーザ光源との間に接続され、前記第１のコンデンサに蓄積された電荷を前記レーザ光源に流入させる第１のスイッチング部と、
第２のコンデンサと、
前記第２のコンデンサと前記レーザ光源との間に接続され、前記第２のコンデンサに蓄積された電荷を前記レーザ光源に流入させる第２のスイッチング部と、
前記第１のスイッチング回路または前記第２のスイッチング回路を選択的に動作させ、前記第１のコンデンサまたは前記第２のコンデンサに蓄積された電荷の何れかを前記レーザ光源に流入させるスイッチング制御部と、を備える、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to claim 4, wherein
The output adjustment circuit includes:
A first capacitor;
A first switching unit that is connected between the first capacitor and the laser light source, and causes the electric charge accumulated in the first capacitor to flow into the laser light source;
A second capacitor;
A second switching unit that is connected between the second capacitor and the laser light source, and causes the electric charge accumulated in the second capacitor to flow into the laser light source;
A switching control unit that selectively operates the first switching circuit or the second switching circuit, and causes either of the charges accumulated in the first capacitor or the second capacitor to flow into the laser light source; Comprising
A laser radar characterized by that.
前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサは互いに容量が同じであり、
前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサに互いに異なる電位が印加されている、ことを特徴とするレーザレーダ。
The laser radar according to claim 5, wherein
The first capacitor and the second capacitor have the same capacity.
A laser radar, wherein different potentials are applied to the first capacitor and the second capacitor.
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