JP2015215318A - レーザレーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】N対の光源・フィルタ対と、これら光源・フィルタ対を切り替える切り替え手段と、M個の測距用受光素子とを有し、光源・フィルタ対の個々は、1個のレーザ光源と、1個の受光フィルタとにより構成され、レーザ光源の個々は、互いに発光波長が異なり、受光フィルタの個々は、この受光フィルタと共に光源・フィルタ対をなすレーザ光源の発光波長とその近傍の波長領域のレーザ光のみを、戻りレーザ光束として1個の測距用受光素子に導光するものであり、光源・フィルタ対の1つは、太陽光のスペクトルにおける相対強度が20%以下となる発光波長を有するレーザ光源101を用いるものであり、前記1つ以外の光源・フィルタ対は、距離測定環境における人工光のスペクトルにおける相対強度が40%以下となる発光波長を有するレーザ光源102を用いる。
【選択図】図1
Description
測距対象物はレーザ光束により2次元的に走査されるので、距離測定により測距対象物の形状も知ることができる。
図1(a)において、符号10は「レーザ光源部」、符号12は「カップリングレンズ」を示し、符号14は「調整用レンズ系」、符号16は「照射用光路屈曲ミラー」を示す。
フィルタ部FLは、受光フィルタFL1、FL2を有する。
説明の具体性のために、レーザ光源部10ではレーザ光源101が動作状態にセットされ、フィルタ部FLでは対応する受光フィルタFL1がセットされているものとする。
制御演算部40は、CPUやマイクロコンピュータにより構成されており、レーザ光源部10のレーザ光源101をパルス発光させる。
図1(b)に即して、切り替え手段による切り替えを説明する。
以下の説明において、上に説明したレーザレーダ装置は「車載用」であることを前提とする。
図2に破線で示された曲線は「大気外におけるスペクトル」を示し、実線で示された曲線は「海面レベル」でのスペクトルを示す。海面レベルは実質的に地表レベルである。
図3は、水銀ランプのスペクトルの相対強度を示している。
図4は、キセノンランプのスペクトルの相対強度を示している。
図6は、LED光源のスペクトルの相対強度を示している。
図7は、高圧ナトリウム灯のスペクトルの相対強度を示している。
上に人工光の光源として挙げたものは光量も大きいが、それでも太陽光の光量に比較すれば極めて小さい。
薄暮においては、太陽光が地表を直射することはないが、太陽光は上空の空気層を照射しており、上空の空気層で散乱された成分が地表に達する。
軸J3、j4も、揺動軸を共有している。
軸j1、j2に共有される揺動軸と、軸j3、j4に共有される揺動軸とは互いに直交している。
従って、ミラー部181を「互いに直交する縦横2方向において独立して揺動させる」ことができる。
レーザ光源からの光を照射用レーザ光SRLとして2次元的に走査して測距対象物に照射し、該測距対象物による反射光を戻りレーザ光束BKLとして測距用受光素子により受光し、前記測距対象物までの距離を測定するレーザレーダ装置であって、N(≧2)対の光源・フィルタ対と、これら光源・フィルタ対を、切り替える切り替え手段400、410、420と、M(N≧M≧1)個の測距用受光素子と、を有し、前記光源・フィルタ対の個々は、1個のレーザ光源と、1個の受光フィルタとにより構成され、前記レーザ光源の個々は、互いに発光波長が異なり、前記受光フィルタの個々は、この受光フィルタと共に光源・フィルタ対をなすレーザ光源の発光波長とその近傍の波長領域のレーザ光のみを、戻りレーザ光束として1個の測距用受光素子に導光するものであり、前記光源・フィルタ対の1つは、太陽光のスペクトルにおける相対強度が20%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源101を用いるものであり、前記1つ以外の光源・フィルタ対は、距離測定環境における人工光のスペクトルにおける相対強度が40%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源102を用いる、レーザレーダ装置。
[1]記載のレーザレーダ装置において、太陽光のスペクトルにおける相対強度が20%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源101を用いる光源・フィルタ対は昼間用であり、夜間における人工光のスペクトルにおける相対強度が40%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源102を用いる光源・フィルタ対は夜間用であり、これらの光源・フィルタ対が、切り替え手段により、太陽光の有無に応じて切り替えられる、レーザレーダ装置。
[2]記載のレーザレーダ装置において、昼間用の光源・フィルタ対は、750nm、940nm、1130nmの何れかに実質的に等しい発光波長:λ0をもつレーザ光源101を持つとともに、λ0±100nmの波長範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタFL1としてもち、夜間用の光源・フィルタ対は、500nm近傍の発光波長:λ1(≠λ0)を有するレーザ光源102を持つとともに、λ1±100nmの波長範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタFL2としてもち、測距用受光素子として、シリコン素材の半導体受光素子301を用いるレーザレーダ装置。
[2]記載のレーザレーダ装置において、昼間用の光源・フィルタ対は、1300nmもしくは1800nmに実質的に等しい発光波長:λ2をもつレーザ光源を持つとともに、λ2±100nmの波長範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもち、夜間用の光源・フィルタ対は、500nm近傍の発光波長:λ1を有するレーザ光源を持つとともに、波長:λ1±100nmの範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもち、測距用受光素子302として、PbSセンサを有するレーザレーダ装置。
[3]または[4]記載のレーザレーダ装置において、昼間用および夜間用の光源・フィルタ対の他に、これらの光源・フィルタ対に対して切り替え可能な薄暮用の光源・フィルタ対を有し、該薄暮用の光源・フィルタ対は、700〜800nmの範囲内に発光波長:λ3を有するレーザ光源を持つとともに、波長:λ3±100nmの範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもつレーザレーダ装置。
[5]記載のレーザレーダ装置において、薄暮用の光源・フィルタ対のレーザ光源による戻りレーザ光束を受光する測距用受光素子として、シリコン素材の半導体受光素子もしくは、1200nm以上の波長の電磁波を検出できる受光素子を用いるレーザレーダ装置。
光源・フィルタ対の数は、上に説明した2または3に限らず、4以上でもよい。
101、102 レーザ光源
12 カップリングレンズ
14 調整用レンズ系
16 照射用光路屈曲ミラー
18 偏向手段
20 偏向レンズ素子
30 受光素子部
301、302 測距用受光素子
32 集光レンズ
34 受光用レンズ系
SRL 照射用レーザ光
BKL 戻りレーザ光束
30 受光素子部
301、302 測距用受光素子
FL フィルタ部
FL1、FL2 受光フィルタ
400、410、420 切り替え手段
Claims (6)
- レーザ光源からの光を照射用レーザ光として2次元的に走査して測距対象物に照射し、該測距対象物による反射光を戻りレーザ光束として測距用受光素子により受光し、前記測距対象物までの距離を測定するレーザレーダ装置であって、
N(≧2)対の光源・フィルタ対と、
これら光源・フィルタ対を、切り替える切り替え手段と、
M(N≧M≧1)個の測距用受光素子と、を有し、
前記光源・フィルタ対の個々は、1個のレーザ光源と、1個の受光フィルタとにより構成され、
前記レーザ光源の個々は、互いに発光波長が異なり、
前記受光フィルタの個々は、この受光フィルタと共に光源・フィルタ対をなすレーザ光源の発光波長とその近傍の波長領域のレーザ光のみを、戻りレーザ光束として1個の測距用受光素子に導光するものであり、
前記光源・フィルタ対の1つは、太陽光のスペクトルにおける相対強度が20%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源を用いるものであり、
前記1つ以外の光源・フィルタ対は、距離測定環境における人工光のスペクトルにおける相対強度が40%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源を用いる、レーザレーダ装置。 - 請求項1記載のレーザレーダ装置において、
太陽光のスペクトルにおける相対強度が20%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源を用いる光源・フィルタ対は昼間用であり、
夜間における人工光のスペクトルにおける相対強度が40%以下となる波長領域内における測定波長領域内の発光波長を有するレーザ光源を用いる光源・フィルタ対は夜間用であり、
これらの光源・フィルタ対が、切り替え手段により、太陽光の有無に応じて切り替えられる、レーザレーダ装置。 - 請求項2記載のレーザレーダ装置において、
昼間用の光源・フィルタ対は、750nm、940nm、1130nmの何れかに実質的に等しい発光波長:λ0をもつレーザ光源を持つとともに、λ0±100nmの波長範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもち、
夜間用の光源・フィルタ対は、500nm近傍の発光波長:λ1(≠λ0)を有するレーザ光源を持つとともに、λ1±100nmの波長範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもち、
測距用受光素子として、シリコン素材の半導体受光素子を用いるレーザレーダ装置。 - 請求項2記載のレーザレーダ装置において、
昼間用の光源・フィルタ対は、1300nmもしくは1800nmに実質的に等しい発光波長:λ2をもつレーザ光源を持つとともに、λ2±100nmの波長範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもち、
夜間用の光源・フィルタ対は、500nm近傍の発光波長:λ1を有するレーザ光源を持つとともに、波長:λ1±100nmの範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもち、
測距用受光素子として、1200nm以上の波長の電磁波を検出できる受光素子を有するレーザレーダ装置。 - 請求項3または4記載のレーザレーダ装置において、
昼間用および夜間用の光源・フィルタ対の他に、これらの光源・フィルタ対に対して切り替え可能な薄暮用の光源・フィルタ対を有し、
該薄暮用の光源・フィルタ対は、700〜800nmの範囲内に発光波長:λ3を有するレーザ光源を持つとともに、波長:λ3±100nmの範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタを受光フィルタとしてもつレーザレーダ装置。 - 請求項5記載のレーザレーダ装置において、
薄暮用の光源・フィルタ対のレーザ光源による戻りレーザ光束を受光する測距用受光素子として、シリコン素材の半導体受光素子もしくは、1200nm以上の波長の電磁波を検出できる受光素子を用いるレーザレーダ装置。
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