JP2018054325A - レーザレーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内部で反射を繰り返す内部反射光が少なくなるレーザレーダ装置を提供する。【解決手段】レーザ光が通過して装置外部へ投光されるスクリーン３を備えたレーザレーダ装置１であって、スクリーン３は、レーザ光が照射される部分であり、レーザ光の光軸である投光軸Ｌｃに対して傾斜している傾斜照射部３１と、傾斜照射部３１でレーザ光が反射して生じた内部反射光Ｒｉの進行方向に位置する反射光通過部３３とを備える。反射光通過部３３は、スクリーンの一部であることから光透過率が高いので、大部分の内部反射光Ｒｉは、反射光通過部３３を通過して装置外部へ出ていく。よって、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光が少なくなる。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザレーダ装置に関し、特に、内部反射光が受光器に受光されてしまうことを抑制する技術に関する。

レーザレーダ装置は、レーザ光が通過して装置外部へ投光されるスクリーンを備える。スクリーンには光透過率の高い材料が用いられる。しかし、スクリーンに入射する全部のレーザ光がスクリーンを通過できるのではなく、一部はスクリーンで反射される。

レーザ光がスクリーンで反射されて生じた内部反射光がフォトダイオードなどの受光器に受光されることは好ましくない。内部反射光の進行方向が、装置外部から入射して、受光器が受光する外部反射光と同じ方向になると、内部反射光も受光器に受光されてしまう。

スクリーンで反射して生じた内部反射光の進行方向を、装置外部から入射する反射光とは異なる方向とするために、特許文献１では、スクリーンである透明板が、上側ほど大径となるテーパ形状になっている。これにより、内部反射光は斜め上方に向かう。これに対して、受光器が受光する反射光の進行方向は、装置外部から入射するときは水平であることから、内部反射光が受光器に受光されてしまうことが抑制される。

特開２００９−１２１８３６号公報

スクリーンをレーザ光の光軸に対して傾斜させることで、スクリーンで反射して生じた内部反射光が、装置外部から入射する反射光と同じ経路で受光器に受光されてしまうことは抑制できる。しかし、内部反射光が装置内部で反射を繰り返すと、いずれ受光器に検出されてしまう恐れがある。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、装置内部で反射を繰り返す内部反射光が少なくなるレーザレーダ装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための本発明は、レーザ光が通過して装置外部へ投光されるスクリーン（３、１３０、２３０）を備えたレーザレーダ装置であって、
スクリーンは、レーザ光が照射される部分であり、レーザ光の光軸である投光軸に対して傾斜している傾斜照射部（３１、１３１、２３１）を備え、
レーザレーダ装置は、傾斜照射部でレーザ光が反射して生じた内部反射光の進行方向に位置して、内部反射光を装置外部に放出する反射光通過部（３３、１３１、２３３）とを備える。

スクリーンの傾斜照射部に照射されたレーザ光は、大部分はスクリーンを通過するが、一部は反射して内部反射光が生じる。この内部反射光が装置内部で反射を繰り返すと、いずれ受光器に受光される恐れがある。

しかし、本発明では、傾斜照射部は投光軸に対して傾斜しており、傾斜照射部で反射して生じた内部反射光は、投光軸からずれた方向に向かう。この内部反射光の進行方向には反射光通過部が設けられており、大部分の内部反射光は、この反射光通過部を通過して装置外部へ放出される。よって、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光が少なくなる。

請求項２に係る発明では、スクリーンが反射光通過部を備える。スクリーンは光透過率が高いので、スクリーンの一部である反射光通過部の光透過率も高い。また、スクリーンが傾斜照射部と反射光通過部とを備えるので、部品点数が減少する。

請求項３に係る発明では、レーザ光を投光する投光部（１０）と、
回転軸（２２）を備え、レーザ光が投光され、投光されたレーザ光をスクリーンの方向に偏向しつつ、回転することにより回転軸に直交する面内におけるレーザ光の投光方向を走査し、且つ、装置外部で生じた反射光を回転軸のレーザ光が投光される方向に偏向するために、回転軸に対して傾斜した反射面（２１）を有する回転ミラー（２０）と、
回転ミラーの回転軸の延長線上に配置され、回転ミラーで偏向された反射光を受光する受光部（４０）とを備え、
投光部は、回転ミラーの反射面において、回転軸とはずれた位置にレーザ光を投光し、
スクリーンの傾斜照射部（３１）は、回転ミラーの回転に伴って、レーザ光が回転ミラーに投光される位置が回転軸に沿った方向に移動することに対応して、回転ミラーの回転角度に応じて回転軸に沿った方向の位置が変化し、
スクリーンの反射光通過部（３３）は、傾斜照射部へのレーザ光の入射角に応じて定まる位置に設けられている。

この請求項３に係る発明では、回転ミラーの反射面は回転軸に対して傾斜しており、投光部は、回転ミラーの反射面において、回転軸とはずれた位置にレーザ光を投光する。したがって、回転ミラーの回転に伴って、レーザ光が回転ミラーに投光される位置が回転軸に沿った方向に移動する。

そこで、この請求項３に係る発明では、傾斜照射部は、回転ミラーの回転に伴って、レーザ光が回転ミラーに投光される位置が回転軸に沿った方向に移動することに対応して、回転ミラーの回転角度に応じて回転軸に沿った方向の位置が変化している。

これにより、回転ミラーの回転に伴って、レーザ光が回転ミラーに投光される位置が回転軸に沿った方向に移動する形式のレーザレーダ装置でも傾斜照射部を形成することができる。そして、傾斜照射部を形成して、傾斜照射部の位置と角度が決まれば、傾斜照射部へのレーザ光の入射角が決まる。この入射角から、傾斜照射部で生じる内部反射光の進行方向を決めることができるので、反射光通過部を、傾斜照射部へのレーザ光の入射角に応じて定まる位置に設けることができる。

このようにして、回転ミラーの回転に伴って、レーザ光が回転ミラーに投光される位置が回転軸に沿った方向に移動する形式のレーザレーダ装置でも、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光を少なくできる。

請求項４に係る発明では、レーザ光を投光する投光部（１０）と、
回転軸（２２）を備え、レーザ光が投光され、投光されたレーザ光をスクリーンの方向に偏向しつつ、回転することにより回転軸に直交する面内におけるレーザ光の投光方向を走査し、且つ、装置外部で生じた反射光を回転軸のレーザ光が投光される方向に偏向するために、回転軸に対して傾斜した反射面（２１）を有する回転ミラー（２０）と、
回転ミラーの回転軸の延長線上に配置され、回転ミラーで偏向された反射光を受光する受光部（４０）とを備え、
投光部は、回転ミラーの反射面において、回転軸とはずれた位置にレーザ光を投光し、
スクリーンは、回転ミラーとともに回転し、かつ、回転ミラーが回転することにより投光軸が受光軸を中心軸として円形に移動することに対応した円環状帯部（１３１）を備え、
円環状帯部は、回転ミラー側ほど大径となり、投光軸の入射角が４５度になっていることで、スクリーンの傾斜照射部および反射光通過部として機能する。

この請求項４に係る発明でも、反射面において回転軸とはずれた位置にレーザ光が投光され、かつ、回転ミラーが回転している。よって、回転ミラーにレーザ光が投光される位置は、回転ミラーの反射面上を円形に移動する。

回転ミラーにレーザ光が投光される位置が、回転ミラーの反射面上を円形に移動すると、回転ミラーで偏向されてスクリーンへ向かうレーザ光の光軸である投光軸は、受光軸を中心軸として円形に移動する。

そこで、この請求項４に係る発明では、スクリーンを回転ミラーとともに回転させる。これにより、スクリーンは、受光軸とともに回転することになる。加えて、スクリーンに、投光軸が受光軸を中心軸として円形に移動することに対応した円環状帯部を備える。スクリーンを回転ミラーとともに回転させるので、円環状帯部の中心は、常に受光軸となる。この円環状帯部を投光軸の入射角が４５度になるようにする。

円環状帯部は、投光軸の移動に対応した形状であることから、レーザ光が入射する。また、円環状帯部は投光軸に対して傾斜している。よって、円環状帯部は、傾斜照射部として機能する。

加えて、円環状帯部は投光軸の入射角が４５度になっているので、反射角も４５度になる。また、円環状帯部の傾斜は、回転ミラー側ほど大径となる傾斜である。したがって、円環状帯部で反射して生じた内部反射光の進行方向は、投光軸に直交し、受光軸に向かう方向である。円環状帯部は、円環状であることから、円環状帯部で生じた内部反射光が、投光軸に直交し、受光軸に向かう方向に進むと、再び、円環状帯部に照射されることになる。よって、円環状帯部は、反射光通過部としても機能するのである。

このようにしても、回転ミラーの回転に伴ってレーザ光が回転ミラーに投光される位置が回転軸に沿った方向に移動する形式のレーザレーダ装置において、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光を少なくできる。

請求項５に係る発明では、レーザ光を投光する投光部（１０）と、
回転軸（２２）を備え、レーザ光が投光し、投光されたレーザ光をスクリーンの方向に偏向しつつ、回転することにより回転軸に直交する面内におけるレーザ光の投光方向を走査し、且つ、装置外部で生じた反射光を回転軸のレーザ光が投光される方向に偏向するために、回転軸に対して傾斜した反射面（２１）を有する回転ミラー（２０）と、
回転ミラーの回転軸の延長線上に配置され、回転ミラーで偏向された反射光を受光する受光部（４０）とを備え、
投光部は、回転ミラーの反射面において、回転軸の延長線上にレーザ光を投光し、
回転ミラー回転に伴って、投光軸が、反射面の回転中心を通り回転軸に直交する平面であるレーザ光走査平面内で回転軸周りに走査角度範囲に渡って回転することに対応して、スクリーンの傾斜照射部（２３１）は、レーザ光走査平面内において、投光軸の走査角度範囲を表すレーザ光通過範囲線（Ｌｓ）を含むように形成されており、
スクリーンの反射光通過部（２３３）は、傾斜照射部へのレーザ光の入射角に応じて定まる位置に設けられている。

この請求項５に係る発明でも、回転ミラーの反射面は回転軸に対して傾斜しているが、投光部は、回転ミラーの反射面において、回転軸の延長線上にレーザ光を投光する。したがって、回転ミラーが回転しても、レーザ光が回転ミラーに投光される位置は変化しないので、投光軸は、回転ミラー回転にともなって、反射面の回転中心を通り回転軸に直交する平面であるレーザ光走査平面内で回転軸周りに走査角度範囲に渡って回転する。

そこで、この請求項５に係る発明では、傾斜照射部は、レーザ光走査平面内において、投光軸の走査角度範囲を表すレーザ光通過範囲線を含むように形成される。傾斜照射部の位置と角度が決まれば、傾斜照射部へのレーザ光の入射角が決まり、この入射角から、傾斜照射部で生じる内部反射光の進行方向を決めることができるので、反射光通過部を、傾斜照射部へのレーザ光の入射角に応じて定まる位置に設けることができる。

このようにして、回転ミラーの反射面において回転軸の延長線上にレーザ光が投光される形式のレーザレーダ装置でも、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光を少なくできる。

第１実施形態のレーザレーダ装置１の概略構成を示す断面図である。 受光軸Ｒｃに平行な方向から回転ミラー２０を見た図である。 図１のスクリーン３の側面図である。 図１のスクリーン３の斜視図である。 第２実施形態のレーザレーダ装置が備える筒状部１２０とスクリーン１３０を示す側面図である。 第２実施形態のレーザレーダ装置が備える筒状部１２０とスクリーン１３０を示す斜視図である。 第３実施形態のレーザレーダ装置２００の概略構成を示す断面図である。 図７のスクリーン２３０を投光軸Ｌｃを含む水平面で切断した断面図である。 スクリーンとは別体として反射光通過部３３が形成されている図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されたレーザレーダ装置１を概略的に示す断面図である。この図１は、レーザレーダ装置１の正面方向を含む鉛直断面で筐体２およびスクリーン３を切断して、内部構造を概略的に示している。

正面方向は、回転ミラー２０の回転軸２２から、スクリーン３の幅方向中心に向かう方向である。本実施形態の説明では、光学分野における一般的な表現に従い、正面方向はＺ軸方向とし、鉛直方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸およびＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とする。

レーザレーダ装置１は、正面方向を走査中心として照射光Ｌを装置外部に照射しつつ、その照射光Ｌを走査する。そして、照射光Ｌが物体で反射して生じた反射光Ｒを受光することで、レーザレーダ装置１の周囲に設定された物体検出範囲に存在する物体を検出する。

筐体２は、スクリーン３が取り付けられる部分が開口する箱型の形状であり、筐体２の上下方向の中央部にスクリーン３が取り付けられている。レーザレーダ装置１は、筐体２の底面２ａが下側、上面２ｂが上側になるように設置される。また、設置状態では、底面２ａの鉛直方向上側に上面２ｂが位置するように、レーザレーダ装置１は設置される。

スクリーン３は、有色透明または無色透明であり、照射光Ｌおよび反射光Ｒが効率よく通過できるようにするために高い光透過率の材料が用いられる。スクリーン３が取り付けられている水平面周りの範囲は、レーザレーダ装置１の正面方向を中心として、走査角度範囲あるいは走査角度範囲よりも大きい角度範囲である。走査角度範囲は、たとえば１８０度、あるいは１９０度である。

スクリーン３が筐体２と組み合わせられることにより、内部に閉じた１つの空間を形成する。この閉じた１つの空間内に、投光部１０、回転ミラー２０、受光部４０、駆動部５０、回路部６０などが収容されている。

投光部１０は、パルス状のレーザ光である照射光Ｌを投光する。投光部１０の構成は、たとえば、レーザダイオードなどの光源とコリメートレンズを備えた構成である。

投光部１０が投光した照射光Ｌは、回転ミラー２０の反射面２１において、回転ミラー２０の回転軸２２よりもＺ軸方向の後方に投光される。投光部１０から回転ミラー２０に向かう照射光Ｌの進行方向は回転軸２２に平行である。

回転ミラー２０の反射面２１は円形の平面であり、照射光Ｌは、その円の周縁部に投光される。回転ミラー２０の回転軸２２は、筐体２の底面２ａに垂直になるように配置され、筐体２の底面２ａが水平であるときに、回転軸２２の軸方向は鉛直方向になる。回転ミラー２０は、回転軸２２を回転中心として、筐体２およびスクリーン３に対して相対回転する。

反射面２１は、回転軸２２に対して４５度傾斜して設けられる。照射光Ｌが回転軸２２に平行に反射面２１に投光され、反射面２１が回転軸２２に対して４５度傾斜しているので、反射面２１で反射された照射光Ｌは、回転軸２２に対して垂直な方向、すなわち、水平方向に偏向されてスクリーン３に向かう。反射面２１で反射された照射光Ｌの中心軸が投光軸Ｌｃである。

反射面２１には、スクリーン３を通過した反射光Ｒも入射する。前述したように、反射面２１は回転軸２２に対して４５度傾斜しているので、反射面２１に入射した反射光Ｒの進行方向が水平であると、反射光Ｒは、反射面２１で鉛直上方向に偏向される。

回転ミラー２０の上方には、中心軸が回転軸２２と一致する位置に設けられ、回転ミラー２０の反射面２１と同じか、それよりも少し大きい集光レンズ４１が配置されている。

集光レンズ４１は受光部４０の構成要素であり、受光部４０は、集光レンズ４１のほかに、受光器であるフォトダイオード４２を備える。フォトダイオード４２は、このフォトダイオード４２に入射する光を検出し電気信号に変換して出力する。電気信号の大きさは、フォトダイオード４２が受光した光の光量を表しているので、フォトダイオード４２が出力する電気信号を受光信号とする。

フォトダイオード４２に反射光Ｒが受光される角度範囲が受光視野であり、回転ミラー２０から装置外部へ向かう受光視野の中心軸が受光軸Ｒｃである。受光軸Ｒｃは、反射面２１の中心点を通り回転軸２２に垂直な平面で反射面２１を切断した断面において、反射面２１の中心点を通り、反射面２１に対して垂直な軸である。

反射面２１に対して垂直な軸であることから、受光軸Ｒｃは回転ミラー２０の回転角度に応じて水平方向の角度が変化する。また、受光軸Ｒｃと同様に投光軸Ｌｃも回転ミラー２０の回転角度に応じて水平方向の角度が変化する。

受光信号は回路部６０に出力される。回路部６０は、受光信号に基づいて物体の検出処理を行い、また、駆動部５０のモータ駆動回路５１を制御する。駆動部５０は、モータ駆動回路５１とモータ５２を備える。モータ５２は、回転ミラー２０の回転軸２２と結合されて、その回転軸２２を一定方向に回転させる。モータ駆動回路５１は、モータ５２を一定速度で回転させる。

図１に示すレーザレーダ装置１は、投光軸Ｌｃと受光軸Ｒｃとがずれた位置にある。投光軸Ｌｃと受光軸Ｒｃとがずれた位置にあるレーザレーダ装置を、非同軸系レーザレーダ装置という。

図２は、受光軸Ｒｃに平行な方向から回転ミラー２０を見た図である。図２に示す破線は、照射光Ｌが反射面２１に投光される位置の変化を示している。投光部１０の位置は固定されているが、回転ミラー２０が回転軸２２を中心に回転する。よって、反射面２１に照射光Ｌが投光される位置は、反射面２１の中心からの距離は変化しないが、反射面２１上において中心を通る任意の方向を０度としたときの角度は、０度から３６０度まで繰り返し変化する。

そのため、回転ミラー２０が回転軸２２を中心に回転することにより、回転ミラー２０の反射面２１上に照射光Ｌが投光される位置は、図２に破線で示すように、円形に移動するのである。

図２において上下方向はＹ軸方向であることから、回転ミラー２０が回転することにより、照射光Ｌが回転ミラー２０に投光される位置は、上下方向すなわち回転軸２２に沿った方向に移動する。照射光Ｌが回転ミラー２０に投光される位置のＹ座標は、投光軸ＬｃのＹ軸方向の位置を表すことから、回転ミラー２０が回転することにより、投光軸ＬｃはＹ軸方向に移動する。加えて、投光軸Ｌｃは、回転ミラー２０が回転することにより、水平方向にも走査される。

よって、投光軸Ｌｃは、回転ミラー２０が回転することにより、水平方向に走査されつつ、Ｙ軸方向の位置も変化する。より詳しくは、投光軸Ｌｃは、正面方向であるときに最も上方向にあり、回転ミラー２０の回転角度により定まる水平方向の角度が正面方向からずれるほど、Ｙ軸方向下方に移動する。

スクリーン３には、傾斜照射部３１、主通過部３２、反射光通過部３３が形成されている。傾斜照射部３１は、回転ミラー２０が回転しても、走査角度範囲内では、常に投光軸Ｌｃが通過するように形成される。また、傾斜照射部３１は、照射光Ｌのごく一部が傾斜照射部３１で反射して生じてしまう内部反射光Ｒｉを、同じスクリーン３の一部である反射光通過部３３に向かわせるために、投光軸Ｌｃに対して傾斜している。具体的な傾斜の角度は、本実施形態では、投光軸Ｌｃの入射角が４５度になる傾斜となっている。投光軸Ｌｃの入射角が４５度になる傾斜となっているので、内部反射光Ｒｉは鉛直下方に向かう。

主通過部３２は、スクリーン３のうち、回転ミラー２０の反射面２１に入射する反射光Ｒが主として通過する部分である。なお、傾斜照射部３１を通過した反射光Ｒも、回転ミラー２０の反射面２１に入射して、集光レンズ４１の方向に偏向される。

反射光通過部３３は、傾斜照射部３１で生じた内部反射光Ｒｉが当たる位置に形成されている。内部反射光Ｒｉには強度分布があるので、正確には、反射光通過部３３は、傾斜照射部３１で生じた内部反射光Ｒｉの最大強度成分の進行方向に形成されている。また、反射光通過部３３の内部反射光Ｒｉが当たる側とは反対側の面は、装置外部に露出している。よって、傾斜照射部３１で生じてしまった内部反射光Ｒｉの大部分は、反射光通過部３３を通過して、装置外部へ出ていくことになる。

図３、図４は、スクリーン３の形状を詳しく説明する図である。すでに説明したように、回転ミラー２０が回転することにより、投光軸Ｌｃは、水平方向に走査されつつ、Ｙ軸方向の位置も変化する。

この投光軸Ｌｃの移動に対応して設けられている傾斜照射部３１は、図３、図４に示すように、水平方向の角度が正面方向からずれるほど、Ｙ軸方向の位置が下方に移動する。また、傾斜照射部３１のＹ軸方向の位置の変化に伴い、傾斜照射部３１の上方にも主通過部３２が形成される。

傾斜照射部３１は、上方から見てＵ字形状になっている。本実施形態の傾斜照射部３１は、内部反射光Ｒｉを鉛直下方に向かわせるので、反射光通過部３３は、傾斜照射部３１を、傾斜照射部３１よりも下方にあるＸＺ平面に投影した形状になる。よって、図４に示すように、反射光通過部３３もＵ字形状になっている。

［第１実施形態のまとめ］
この第１実施形態では、回転ミラー２０の反射面２１は回転軸２２に対して傾斜しており、投光部１０は、反射面２１において、回転軸２２とはずれた位置に照射光Ｌを投光する。したがって、回転ミラー２０の回転に伴って、照射光Ｌが回転ミラー２０に投光される位置がＹ軸方向に移動する。

この投光位置の移動に対応させるため、スクリーン３の傾斜照射部３１は、回転ミラー２０の回転角度に応じてＹ軸方向の位置が変化している。

これにより、本実施形態のような非同軸系のレーザレーダ装置１でも、走査角度範囲内では、常に投光軸Ｌｃが通過する傾斜照射部３１を形成することができる。傾斜照射部３１を形成して、傾斜照射部３１の位置と角度が決まれば、傾斜照射部３１で生じる内部反射光Ｒｉの進行方向を決めることができるので、反射光通過部３３を、傾斜照射部３１で生じる内部反射光Ｒｉの進行方向に設けることができる。

反射光通過部３３を、傾斜照射部３１で生じる内部反射光Ｒｉの進行方向に設けることで、傾斜照射部３１で生じてしまった内部反射光Ｒｉの大部分は、反射光通過部３３を通過して、装置外部へ放出されることになる。

反射光通過部３３に照射された内部反射光Ｒｉも一部は反射して装置内部へ向かい、装置内部で多数回反射する可能性がある。しかし、スクリーン３は高い光透過率の材料が用いられている。仮にスクリーン３の光透過率が９７％であるとすれば、傾斜照射部３１と反射光通過部３３で２回反射した後の内部反射光Ｒｉは、３％×３％＝０．０９％より、傾斜照射部３１に入射する照射光Ｌの０．０９％である。よって、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光Ｒｉを少なくできる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

図５、図６に第２実施形態のレーザレーダ装置が備える筒状部１２０とスクリーン１３０とを示す。筒状部１２０は、縦筒部１２１と横筒部１２２とを備える。縦筒部１２１は、軸心がＹ軸に平行な筒体である。横筒部１２２は、縦筒部１２１の軸に対して直交する方向に配置された筒体であり、縦筒部１２１の一部を切り欠いて、縦筒部１２１と組み合わせられた形状である。横筒部１２２の軸方向の一方の端は、縦筒部１２１の中心軸付近であり、他方の端は縦筒部１２１の側面付近である。

筒状部１２０の内部には回転ミラー２０が収容されている。筒状部１２０は連結部１２３も備えている。連結部１２３は、縦筒部１２１の内側面と回転ミラー２０の背面２３とを連結している。よって、筒状部１２０と回転ミラー２０は一体回転する。スクリーン１３０は、横筒部１２２の端に固定されているので、スクリーン１３０も、回転ミラー２０とともに一体回転する。

筒状部１２０およびスクリーン１３０は、スクリーン１３０から照射光Ｌが投光され、且つ、反射光Ｒがスクリーン１３０に入射できるようにするために、外側スクリーンを備えた筐体に収容される。

スクリーン１３０は、円環状帯部１３１と円盤部１３２とを備える。円環状帯部１３１は円環帯状の部材であり、回転ミラー２０側ほど大径となっているテーパ形状を有する。円環状帯部１３１の回転ミラー２０側の端は横筒部１２２の一端と連結している。

円環状帯部１３１は、回転ミラー２０が回転しても、常に投光軸Ｌｃが通過するように形成される。図２を用いて説明したように、回転ミラー２０の反射面２１上に照射光Ｌが投光される位置は円形に移動し、円形の中心は反射面２１の中心である。受光軸Ｒｃも反射面２１の中心を通る。したがって、投光軸Ｌｃは、回転ミラー２０の回転により、受光軸Ｒｃを中心軸として円形に移動する。

円環状帯部１３１は、回転ミラー２０の回転によりこのように移動する投光軸Ｌｃが常に通過する形状であることから、円環状帯部１３１の最小径は、受光軸Ｒｃと投光軸Ｌｃとの間の距離より小さく、円環状帯部１３１の最大径は、受光軸Ｒｃと投光軸Ｌｃとの間の距離より大きくなっている。また、円環状帯部１３１の中心軸は受光軸Ｒｃと一致する。

円盤部１３２は、円環状帯部１３１の小径側端と同じ大きさであり、その小径側端を塞いでいる。この円盤部１３２は、スクリーン１３０のうち、回転ミラー２０の反射面２１に入射する反射光Ｒが主として通過する部分である。なお、円環状帯部１３１を通過した反射光Ｒも、回転ミラー２０の反射面２１に入射して、集光レンズ４１の方向に偏向される。

円環状帯部１３１は、前述したように、投光軸Ｌｃの移動に対応した大きさの円環であり、回転ミラー２０が回転しても、常に投光軸Ｌｃが通過する。また、円環状帯部１３１は、投光軸Ｌｃに対して傾斜している。よって、円環状帯部１３１は請求項の傾斜照射部として機能する。

また、円環状帯部１３１は、投光軸Ｌｃの入射角が４５度になっているので、反射角も４５度になる。また、円環状帯部１３１の傾斜は、回転ミラー２０側ほど大径となる傾斜である。したがって、円環状帯部１３１で反射して生じた内部反射光Ｒｉの進行方向は、投光軸Ｌｃに直交し、受光軸Ｒｃに向かう方向である。

円環状帯部１３１は円環状であることから、円環状帯部１３１で生じた内部反射光Ｒｉが、投光軸Ｌｃに直交し、受光軸Ｒｃに向かう方向に進むと、図５に示すように、再び、円環状帯部１３１に照射されることになる。よって、円環状帯部１３１は、反射光通過部としても機能するのである。

この第２実施形態のようにしても、非同軸系レーザレーダ装置において、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光Ｒｉを少なくできる。

＜第３実施形態＞
図７に第３実施形態のレーザレーダ装置２００の概略構成図を示す。第３実施形態のレーザレーダ装置２００では、投光部１０は、Ｚ軸方向に照射光Ｌを投光する。このレーザレーダ装置２００は、回転ミラー２０の回転軸２２の延長線上に反射ミラー１１を備えている。投光部１０が投光した照射光Ｌは、反射ミラー１１で反射されて、回転ミラー２０の反射面２１において回転軸２２の延長線上の点、すなわち反射面２１の中心に投光される。よって、反射面２１から投光される照射光Ｌの光軸である投光軸Ｌｃは、反射面２１の中心を通る。この投光軸Ｌｃは、受光軸Ｒｃと一致する。このように、投光軸Ｌｃと受光軸Ｒｃが一致する形式のレーザレーダ装置は同軸系レーザレーダ装置と呼ばれる。

同軸系であるレーザレーダ装置２００は、回転ミラー２０が回転すると、投光軸Ｌｃが、レーザ光走査平面内で回転軸２２周りに走査角度範囲に渡って回転する。レーザ光走査平面は反射面２１の中心を通り回転軸２２に直交する平面であり、図７においては、投光軸Ｌｃを通る水平面がレーザ光走査平面になる。走査角度範囲は任意に設定可能であるが、本実施形態では１８０度とする。

スクリーン２３０は、傾斜照射部２３１、主通過部２３２、反射光通過部２３３を備える。傾斜照射部２３１は、第１実施形態の傾斜照射部３１と同様、回転ミラー２０が回転しても、走査角度範囲内では、常に投光軸Ｌｃが通過するように形成される。本実施形態では、投光軸Ｌｃは、レーザ光走査平面内で回転軸２２周りに回転する。したがって、傾斜照射部２３１は、レーザ光走査平面内において投光軸Ｌｃの走査角度範囲を表すレーザ光通過範囲線Ｌｓを含むように形成される。

図８は、スクリーン２３０をレーザ光走査平面で切断して上方から見た状態を示す図である。図８に示す両矢印は、回転軸２２を中心として走査される投光軸Ｌｃの走査角度範囲を表している。傾斜照射部２３１の断面のうち、両矢印で示される角度範囲の線分は、投光軸Ｌｃの走査角度範囲を表すレーザ光通過範囲線Ｌｓである。傾斜照射部２３１は、このレーザ光通過範囲線Ｌｓを含むように形成されている。

説明を図７に戻す。主通過部２３２は、傾斜照射部２３１の上および下にそれぞれ形成されている。どちらの主通過部２３２も、Ｙ軸方向に平行に設けられている。一方、傾斜照射部２３１は、投光軸Ｌｃが４５度で入射する角度で設けられている。したがって、照射光Ｌが傾斜照射部２３１に入射して生じる内部反射光Ｒｉは、反射位置から鉛直下方に向かう。

反射光通過部２３３は、内部反射光Ｒｉの進行方向において、内部反射光Ｒｉが垂直に入射するように設けられている。また、反射光通過部２３３は、傾斜照射部２３１のどの位置で生じた内部反射光Ｒｉも、反射光通過部２３３を通過するようにするため、図８に示すように、傾斜照射部２３１と同じ角度範囲に渡って形成されている。

この構成により、同軸系であるレーザレーダ装置２００でも、傾斜照射部２３１で生じた内部反射光Ｒｉを反射光通過部２３３を通過させて装置外部へ出すことができる。よって、装置内部で多数回反射してしまう内部反射光Ｒｉを少なくできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

＜変形例１＞
たとえば、第１、第３実施形態の傾斜照射部３１、２３１の傾斜は、投光軸Ｌｃが４５度の角度で入射する傾斜である必要はない。傾斜照射部３１、２３１の傾斜が第１、第３実施形態と異なる場合、内部反射光Ｒｉの進行方向が鉛直下方ではなくなるが、傾斜照射部３１、２３１の傾斜に応じて内部反射光Ｒｉの進行方向は決まる。よって、内部反射光Ｒｉの進行方向により定まる位置に、反射光通過部３３、２３３を設置することはできる。

＜変形例２＞
第１、第３実施形態の傾斜照射部３１、２３１は、内部反射光Ｒｉを下方に向かわせる傾斜であったが、傾斜照射部３１、２３１の傾斜を、内部反射光Ｒｉを上方に向かわせる傾斜としてもよい。

＜変形例３＞
反射面２１は平面であったが、照射光Ｌが投光される部分が平面となっていれば、その他の部分は凹面となっていてもよい。反射面２１の照射光Ｌが投光される部分以外を凹面として、その凹面により反射光Ｒをフォトダイオード４２に集光するようにしてもよい。この場合、集光レンズ４１は不要となる。

＜変形例４＞
第１、第３実施形態において、反射光通過部３３、２３３がスクリーン３、２３０に設けられず、それら反射光通過部３３、２３３がスクリーン３、２３０とは別体になっていてもよい。たとえば、図９では、傾斜照射部３１と主通過部３２とを備えたスクリーンとは別体として反射光通過部３３が形成されており、主通過部３２と反射光通過部３３との間に、筐体２の一部が形成されている。

１：レーザレーダ装置 ２：筐体 ２ａ：底面 ２ｂ：上面 ３：スクリーン １０：投光部 １１：反射ミラー ２０：回転ミラー ２１：反射面 ２２：回転軸 ２３：背面 ３１：傾斜照射部 ３２：主通過部 ３３：反射光通過部 ４０：受光部 ４１：集光レンズ ４２：フォトダイオード ５０：駆動部 ５１：モータ駆動回路 ５２：モータ ６０：回路部 １２０：筒状部 １２１：縦筒部 １２２：横筒部 １２３：連結部 １３０：スクリーン １３１：円環状帯部 １３２：円盤部 ２００：レーザレーダ装置 ２３０：スクリーン ２３１：傾斜照射部 ２３２：主通過部 ２３３：反射光通過部 Ｌ：照射光 Ｌｃ：投光軸 Ｌｓ：レーザ光通過範囲線 Ｒ：反射光 Ｒｃ：受光軸 Ｒｉ：内部反射光

Claims (5)

1. レーザ光が通過して装置外部へ投光されるスクリーン（３、１３０、２３０）を備えたレーザレーダ装置であって、
   前記スクリーンは、前記レーザ光が照射される部分であり、前記レーザ光の光軸である投光軸に対して傾斜している傾斜照射部（３１、１３１、２３１）を備え、
   前記レーザレーダ装置は、前記傾斜照射部で前記レーザ光が反射して生じた内部反射光の進行方向に位置して、前記内部反射光を装置外部に放出する反射光通過部（３３、１３１、２３３）を備えるレーザレーダ装置。
2. 請求項１において、前記スクリーンが前記反射光通過部を備えるレーザレーダ装置。
3. 請求項１または２において、
   前記レーザ光を投光する投光部（１０）と、
   回転軸（２２）を備え、前記レーザ光が投光され、投光された前記レーザ光を前記スクリーンの方向に偏向しつつ、回転することにより前記回転軸に直交する面内における前記レーザ光の投光方向を走査し、且つ、装置外部で生じた反射光を前記回転軸の前記レーザ光が投光される方向に偏向するために、前記回転軸に対して傾斜した反射面（２１）を有する回転ミラー（２０）と、
   前記回転ミラーの前記回転軸の延長線上に配置され、前記回転ミラーで偏向された反射光を受光する受光部（４０）とを備え、
   前記投光部は、前記回転ミラーの前記反射面において、前記回転軸とはずれた位置に前記レーザ光を投光し、
   前記スクリーンの前記傾斜照射部（３１）は、前記回転ミラーの回転に伴って、前記レーザ光が前記回転ミラーに投光される位置が前記回転軸に沿った方向に移動することに対応して、前記回転ミラーの回転角度に応じて前記回転軸に沿った方向の位置が変化し、
   前記反射光通過部（３３）は、前記傾斜照射部への前記レーザ光の入射角に応じて定まる位置に設けられているレーザレーダ装置。
4. 請求項１において、
   前記レーザ光を投光する投光部（１０）と、
   回転軸（２２）を備え、前記レーザ光が投光され、投光された前記レーザ光を前記スクリーンの方向に偏向しつつ、回転することにより前記回転軸に直交する面内における前記レーザ光の投光方向を走査し、且つ、装置外部で生じた反射光を前記回転軸の前記レーザ光が投光される方向に偏向するために、前記回転軸に対して傾斜した反射面（２１）を有する回転ミラー（２０）と、
   前記回転ミラーの前記回転軸の延長線上に配置され、前記回転ミラーで偏向された反射光を受光する受光部（４０）とを備え、
   前記投光部は、前記回転ミラーの前記反射面において、前記回転軸とはずれた位置に前記レーザ光を投光し、
   前記スクリーンは、前記回転ミラーとともに回転し、かつ、前記回転ミラーが回転することにより前記投光軸が受光軸を中心軸として円形に移動することに対応した円環状帯部（１３１）を備え、
   前記円環状帯部は、前記回転ミラー側ほど大径となり、前記投光軸の入射角が４５度になっていることで、前記傾斜照射部および前記反射光通過部として機能するレーザレーダ装置。
5. 請求項１または２において、
   前記レーザ光を投光する投光部（１０）と、
   回転軸（２２）を備え、前記レーザ光が投光し、投光された前記レーザ光を前記スクリーンの方向に偏向しつつ、回転することにより前記回転軸に直交する面内における前記レーザ光の投光方向を走査し、且つ、装置外部で生じた反射光を前記回転軸の前記レーザ光が投光される方向に偏向するために、前記回転軸に対して傾斜した反射面（２１）を有する回転ミラー（２０）と、
   前記回転ミラーの前記回転軸の延長線上に配置され、前記回転ミラーで偏向された反射光を受光する受光部（４０）とを備え、
   前記投光部は、前記回転ミラーの前記反射面において、前記回転軸の延長線上に前記レーザ光を投光し、
   前記回転ミラーの回転に伴って、前記投光軸が、前記反射面の回転中心を通り前記回転軸に直交する平面であるレーザ光走査平面内で前記回転軸周りに走査角度範囲に渡って回転することに対応して、前記スクリーンの前記傾斜照射部（２３１）は、前記レーザ光走査平面内において、前記投光軸の走査角度範囲を表すレーザ光通過範囲線（Ｌｓ）を含むように形成されており、
   前記反射光通過部（２３３）は、前記傾斜照射部への前記レーザ光の入射角に応じて定まる位置に設けられているレーザレーダ装置。

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