JP2019039848A - Object detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子から光を投射し、その反射光を受光素子で受光して、該受光素子から出力される受光信号に基づいて対象物を検出する対象物検出装置に関する。 The present invention relates to an object detection apparatus that projects light from a light emitting element, receives reflected light by a light receiving element, and detects an object based on a light reception signal output from the light receiving element.
たとえば、衝突防止機能を有する車両などには、レーザレーダのような対象物検出装置が搭載されている。この対象物検出装置は、発光素子から光を投射し、その反射光を受光素子で受光して、受光素子から出力される受光信号に基づいて、対象物の有無や対象物までの距離などを検出する。 For example, an object detection device such as a laser radar is mounted on a vehicle having a collision prevention function. This object detection device projects light from a light emitting element, receives the reflected light by a light receiving element, and based on a light reception signal output from the light receiving element, determines the presence or absence of the object and the distance to the object. To detect.
発光素子としては、レーザダイオードなどが用いられている。受光素子としては、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどが用いられている。また、広範囲に対して光を投受光するために、発光素子や受光素子が複数用いられることもある。また、受光素子に代えて、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどが用いられることもある。 A laser diode or the like is used as the light emitting element. As the light receiving element, a photodiode, an avalanche photodiode, or the like is used. A plurality of light emitting elements and light receiving elements may be used to project and receive light over a wide range. Further, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or the like may be used instead of the light receiving element.
さらに、広範囲に光を投受光したり、装置を小型化したりするなどのために、水平方向や垂直方向に光を走査または分散する機能を有した対象物検出装置もある(たとえば特許文献1〜3)。
Furthermore, there are also object detection devices having a function of scanning or dispersing light in the horizontal direction and the vertical direction in order to project and receive light over a wide range, downsize the device, and the like (for example,
特許文献1の対象物検出装置には、6面体状の鏡を有する回転走査部が備わっている。鏡の上下面に対して垂直な中心軸は回転軸である。鏡の4つの側面は、反射面になっていて、回転軸に対して異なる角度で傾斜している。回転軸を中心にして鏡を回転させることにより、発光素子(レーザ光源)から投射された投射光が鏡の各反射面で反射されて所定範囲に走査される。また、所定範囲にある対象物で反射された反射光が鏡の各反射面で反射されて受光素子(光検出器)へ導かれる。この投受光時に、投射光や反射光が水平方向だけでなく、垂直方向にも走査される。
The object detection device of
特許文献2の対象物検出装置には、第1走査ミラーと第2走査ミラーとが備わっている。これら各走査ミラーは板状に形成されていて、該板面が反射面になっている。コントローラにより第1走査ミラーの角度を変えることにより、発光素子から投射された光が第1走査ミラーで反射して所定範囲に走査される。また、コントローラにより第2走査ミラーの角度を変えることにより、所定範囲にある対象物で反射された反射光が第2走査ミラーで反射して受光素子へ導かれる。
The object detection device of
特許文献3の対象物検出装置には、ハーフミラーと2つの回折光学素子とが備わっている。ハーフミラーは、発光素子から投射された光を分離して、各回折光学素子に入射させる。各回折光学素子は、ハーフミラーから入射した光をドットパターン光に変換して、異なる所定領域に照射する。
The object detection apparatus of
対象物検出装置に対して対象物が遠距離にある場合と近距離にある場合とでは、同様の角度分解能が得られず、対象物の検出精度が異なってしまう。これは、対象物が遠距離にある場合と近距離にある場合とでは、対象物検出装置から対象物への投射光の照射状態が異なったり(特許文献3)、対象物からの反射光の対象物検出装置への入射状態が異なったり、対象物検出装置内のレンズなどによる反射光の結像状態などが異なったり(特許文献1)することなどが原因である。このため、遠距離にある対象物の検出精度を高くしようとすると、近距離にある対象物の検出精度が低下してしまう。 The same angular resolution cannot be obtained when the object is at a long distance and when the object is at a short distance with respect to the object detection device, and the detection accuracy of the object is different. This is because the irradiation state of the projection light from the object detection device to the object is different between the case where the object is at a long distance and the case where the object is at a short distance (Patent Document 3), or the reflected light from the object This is because the state of incidence on the object detection device is different, or the image formation state of reflected light by a lens or the like in the object detection device is different (Patent Document 1). For this reason, if it is going to raise the detection accuracy of the target object in a long distance, the detection accuracy of the target object in a short distance will fall.
そこで、遠距離にある対象物の検出精度だけでなく、近距離にある対象物の検出精度も高めるために、特許文献1では、発光素子から投光レンズによる発光素子の共役像までの光路長を無限遠に設定し、受光素子から受光レンズによる受光素子の共役像までの光路長を無限遠よりも近い位置に設定する。また、特許文献3では、発光素子から投射した光を複数の回折光学素子によりドットパターン光に変換して、広い角度範囲の所定領域に照射する。
Therefore, in order to improve not only the detection accuracy of a target object at a long distance but also the detection accuracy of a target object at a short distance,
また、特許文献2の背景技術には、受光素子をアレイ状に多数設け、発光素子からの投射光の走査位置に対応付けられた受光素子をマルチプレクサにより選択し、該受光素子から出力される受光信号に基づいて対象物を検出することが開示されている。これにより、受光信号に含まれるノイズ成分は軽減されるが、回路規模が大掛かりになってしまう。そこで、特許文献2では、回路規模を増大させることなく、近距離にある対象物の検出精度も高めるために、先に検出した対象物までの距離情報と、投光時の第1走査ミラーの角度情報とに基づいて、第2走査ミラーの角度を制御する。
In the background art of
対象物が遠距離にある場合は、投射光の光路と反射光の光路との幾何学的ずれが小さいため、投射光を発した発光素子に対応する受光素子に、対象物からの反射光を受光させることで、該受光素子から出力される受光信号に基づいて、対象物の有無や対象物までの距離を精度良く検出することができる。しかし、対象物が近距離にある場合は、投射光の光路と反射光の光路との幾何学的ずれが大きくなることから、投射光の光路と反射光の光路に角度差が生じ、発光素子に対応する受光素子に反射光が入射しないことがある。このため、発光素子に対応する受光素子に反射光を受光させても、該受光素子から出力される受光信号に基づいて、対象物の有無や対象物までの距離を精度良く検出することができないおそれがある。 When the object is at a long distance, the geometrical deviation between the optical path of the projected light and the optical path of the reflected light is small, so that the reflected light from the object is applied to the light receiving element corresponding to the light emitting element that emitted the projected light. By receiving light, the presence or absence of the object and the distance to the object can be accurately detected based on the light reception signal output from the light receiving element. However, when the object is at a short distance, the geometrical deviation between the optical path of the projected light and the optical path of the reflected light becomes large, so that an angle difference occurs between the optical path of the projected light and the optical path of the reflected light. The reflected light may not enter the light receiving element corresponding to. For this reason, even if the light receiving element corresponding to the light emitting element receives the reflected light, the presence or absence of the object and the distance to the object cannot be accurately detected based on the light reception signal output from the light receiving element. There is a fear.
本発明は、遠距離にある対象物と近距離にある対象物の双方を精度良く検出することができる対象物検出装置を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the target object detection apparatus which can detect both the target object in a long distance and the target object in a short distance accurately.
本発明による対象物検出装置は、光を投射する複数の発光素子と、光を受光して受光信号を出力する複数の受光素子と、鏡を有し、該鏡を回転させることにより、発光素子から投射された投射光を鏡で反射して所定範囲に走査し、所定範囲にある対象物での投射光の反射光を鏡で反射して受光素子に導く回転走査部とを備え、発光させる発光素子を順次切り替えて、発光状態の発光素子からの投射光を回転走査部により所定範囲に走査するとともに、発光状態の発光素子に対応して反射光を受光する受光素子を順次切り替えて、受光状態の受光素子から出力される受光信号に基づいて対象物を検出する。この構成において、鏡は、同一平面内に属さずにそれぞれ光を反射する第1反射面と第2反射面とを有し、第1反射面は鏡面反射面から成り、第2反射面は拡散反射面を含んでいる。 An object detection apparatus according to the present invention includes a plurality of light emitting elements that project light, a plurality of light receiving elements that receive light and output a light reception signal, and a mirror. By rotating the mirror, the light emitting element A rotation scanning unit that reflects the projection light projected from the mirror and scans within a predetermined range, and reflects the reflected light of the projection light from an object in the predetermined range by the mirror and guides it to the light receiving element, and emits light. The light emitting elements are sequentially switched, and the projection light from the light emitting elements in the light emitting state is scanned within a predetermined range by the rotary scanning unit, and the light receiving elements that receive the reflected light corresponding to the light emitting elements in the light emitting state are sequentially switched to receive the light. The object is detected based on the light reception signal output from the light receiving element in the state. In this configuration, the mirror has a first reflecting surface and a second reflecting surface that do not belong to the same plane and each reflects light, the first reflecting surface is formed of a specular reflecting surface, and the second reflecting surface is diffused. Includes a reflective surface.
上記によると、いずれかの発光素子から投射された投射光と該投射光の対象物での反射光とが、回転走査部の鏡の第1反射面で鏡面反射された場合には、投射光が遠距離にある対象物で反射されると、投射光を投射した発光素子に対応する受光素子に対象物からの反射光が入射する。このため、発光状態の発光素子に対応する受光素子に反射光を受光させることで、該受光素子から出力される受光信号に基づいて、遠距離にある対象物を精度良く検出することができる。 According to the above, when the projection light projected from one of the light emitting elements and the reflected light from the object of the projection light are specularly reflected by the first reflection surface of the mirror of the rotary scanning unit, the projection light Is reflected by the object at a long distance, the reflected light from the object enters the light receiving element corresponding to the light emitting element that projected the projection light. For this reason, by causing the light receiving element corresponding to the light emitting element in the light emitting state to receive the reflected light, it is possible to accurately detect an object at a long distance based on the light reception signal output from the light receiving element.
また、いずれかの発光素子から投射された投射光が、回転走査部の鏡の第2反射面で拡散反射された場合には、各投射光が異なる方向から対象物に当たり、該各投射光の対象物での反射光が異なる方向から複数の受光素子に入射する。また、反射光が第2反射面で拡散反射された場合にも、該反射光が異なる方向から複数の受光素子に入射する。このとき、少なくとも発光状態の発光素子に対応する受光素子の数より多くの受光素子に反射光が入射するので、反射光が近距離にある対象物からの反射光であっても、発光状態の発光素子に対応する受光素子に反射光を入射させ易くすることができる。このため、該受光素子から出力される受光信号に基づいて、近距離にある対象物を精度良く検出することができる。 Further, when the projection light projected from one of the light emitting elements is diffusely reflected by the second reflecting surface of the mirror of the rotary scanning unit, each projection light hits the object from different directions, and the projection light Reflected light from the object enters the plurality of light receiving elements from different directions. Also, when the reflected light is diffusely reflected by the second reflecting surface, the reflected light enters the plurality of light receiving elements from different directions. At this time, since the reflected light is incident on more light receiving elements than the number of light receiving elements corresponding to the light emitting elements in the light emitting state, even if the reflected light is reflected light from an object at a short distance, The reflected light can be easily incident on the light receiving element corresponding to the light emitting element. For this reason, it is possible to accurately detect an object at a short distance based on the light reception signal output from the light receiving element.
本発明において、回転走査部は、投射光を鏡の各反射面で反射して所定範囲に走査するとともに、反射光を各反射面で反射して受光素子に導き、第2反射面における投射光の入射部分または反射光の入射部分が拡散反射面から構成されていてもよい。 In the present invention, the rotation scanning unit reflects the projection light on each reflection surface of the mirror and scans within a predetermined range, reflects the reflection light on each reflection surface and guides it to the light receiving element, and projects the projection light on the second reflection surface. The incident part or the incident part of the reflected light may be constituted by a diffuse reflection surface.
また、本発明において、回転走査部による投射光の走査面に対して平行な第2反射面の幅は、該走査面に対して平行な第1反射面の幅より狭くてもよい。 In the present invention, the width of the second reflecting surface parallel to the scanning surface of the projection light by the rotary scanning unit may be smaller than the width of the first reflecting surface parallel to the scanning surface.
また、本発明において、鏡は板状に形成され、第1反射面は鏡の板面に設けられ、第2反射面は鏡の板面より面積が狭い側面に設けられてもよい。 In the present invention, the mirror may be formed in a plate shape, the first reflection surface may be provided on the mirror plate surface, and the second reflection surface may be provided on a side surface having a smaller area than the mirror plate surface.
また、本発明において、拡散反射面は、入射した光を拡散反射させるミラー形状であってもよい。 In the present invention, the diffuse reflection surface may have a mirror shape that diffusely reflects incident light.
また、本発明において、複数の受光素子のうち、受光状態の受光素子から出力される受光信号を、対象物検出用の受光信号として選択する信号選択部をさらに備えてもよい。 Moreover, in this invention, you may further provide the signal selection part which selects the light reception signal output from the light reception element of a light reception state among several light reception elements as a light reception signal for target object detection.
また、本発明において、複数の発光素子は、回転走査部による投射光の走査面に対して垂直に並ぶように配置され、回転走査部が第1反射面により投射光を反射して所定範囲に走査する第1走査期間に、複数の発光素子を順次発光させて、該発光状態の発光素子に対応する受光素子に反射光を順次受光させ、回転走査部が第2反射面により投射光を反射して所定範囲に走査する第2走査期間に、複数の発光素子のうち特定の発光素子を所定の周期で発光させて、複数の受光素子に反射光を順次受光させてもよい。 Further, in the present invention, the plurality of light emitting elements are arranged so as to be aligned perpendicular to the scanning surface of the projection light by the rotational scanning unit, and the rotational scanning unit reflects the projection light by the first reflecting surface and falls within a predetermined range. During the first scanning period, a plurality of light emitting elements are caused to emit light sequentially, the reflected light is sequentially received by the light receiving elements corresponding to the light emitting elements in the light emitting state, and the rotation scanning unit reflects the projection light by the second reflecting surface. Then, in the second scanning period in which scanning is performed within a predetermined range, a specific light emitting element among the plurality of light emitting elements may be caused to emit light at a predetermined period, and reflected light may be sequentially received by the plurality of light receiving elements.
さらに、本発明において、第1走査期間に、発光素子の発光状態と受光信号とに基づいて、対象物の有無、対象物の存在方向、または対象物までの距離を検出し、第2走査期間に、発光素子の発光状態と受光信号とに基づいて、少なくとも対象物の有無を検出してもよい。 Further, in the present invention, in the first scanning period, the presence / absence of the target object, the direction of the target object, or the distance to the target object is detected based on the light emitting state of the light emitting element and the light reception signal, and the second scanning period. In addition, at least the presence or absence of the object may be detected based on the light emission state of the light emitting element and the light reception signal.
本発明によれば、遠距離にある対象物と近距離にある対象物の双方を精度良く検出することができる対象物検出装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the target object detection apparatus which can detect both the target object in a long distance, and the target object in a short distance accurately.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
まず、本実施形態による対象物検出装置100の光学系の構造と作用を、図1A〜図5を参照しながら説明する。
First, the structure and operation of the optical system of the
図1Aおよび図1Bは、対象物検出装置100の光学系を上方から見た状態を示した図である。図1Aと図1Bでは、鏡4aの角度が異なっている。図2Aは、図1Aの対象物検出装置100の光学系を後方(図1Aで下側、すなわち対象物50と反対側)から見た状態を示した図である。図2Bは、図1Bの対象物検出装置100の光学系を後方(図1Bで下側、すなわち対象物50と反対側)から見た状態を示した図である。
1A and 1B are diagrams showing a state in which the optical system of the
対象物検出装置100は、たとえば、自動四輪車に搭載されたレーザレーダから成る。対象物検出装置100の光学系は、LD(Laser Diode)群2a、投光レンズ14、回転走査部4、受光レンズ16、反射鏡17、およびPD(Photo Diode)群7aから成る。
The
そのうち、LD群2a、投光レンズ14、および回転走査部4は、投光光学系である。また、回転走査部4、受光レンズ16、反射鏡17、およびPD群7aは、受光光学系である。
Among them, the
これらの光学系は、対象物検出装置100のケース19内に収容されている。ケース19の前面(対象物50側)は開口している。このケース19の前面に、透過窓20が設けられている。透過窓20は、矩形状の窓枠と、該窓枠内に嵌め込まれた透光性を有する板材から成る(詳細図示省略)。
These optical systems are accommodated in the
透過窓20が車両の前方、後方、または左右側方を向くように、対象物検出装置100は車両の前部、後部、または左右側部に設置される。対象物50は、対象物検出装置100の外部にある先行車、人、またはその他の物体である。
The
図3は、LD群2aの正面図(発光面側を見た図)である。LD群2aは、複数のLD1〜LD8から構成されている。図3では、LD1〜LD8の発光面を示している。LD1〜LD8は、高出力のレーザ光(光パルス)を投射する発光素子である。LD1〜LD8は、発光面が回転走査部4側を向くように、上下方向(図2の上下方向と同一方向)に複数配列されている。以下、LD1〜LD8を、まとめてLDと表記する。
FIG. 3 is a front view of the
図4は、PD群7aの正面図(受光面側を見た図)である。PD群7aは、複数のPIN型のPD1〜PD16から構成されている。図4では、PD1〜PD16の受光面を示している。PD1〜PD16は、LD1〜LD8から投射されたレーザ光(投射光)や、該レーザ光の対象物50による反射光などを受光する受光素子である。PD1〜PD16は、受光面が反射鏡17側を向くように、上下方向(図2の上下方向と同一方向)と左右方向(図1A〜図2の左右方向と同一方向)に複数配列されている。以下、PD1〜PD16を、まとめてPDと表記する。
FIG. 4 is a front view of the
図1A〜図2Bに示す回転走査部4は、回転鏡または光偏向器とも呼ばれている。回転走査部4には、鏡4aとモータ4fなどが備わっている。
The
図5は、回転走査部4の鏡4aの斜視図である。鏡4aは、矩形の板状に形成されている。鏡4aの両板面(表裏面)には、全体に渡って第1反射面4bが設けられている。第1反射面4bの全面は、入射した光を鏡面反射する鏡面反射面から成る。
FIG. 5 is a perspective view of the
鏡4aの長手方向の両側面には、全体に渡って、第2反射面4cが設けられている。第2反射面4cの全面は、入射した光を拡散反射するミラー形状の拡散反射面から成る。具体的には、たとえば鏡4aの両側面に、拡散反射材(板状材や膜体や粉体など)や凸面鏡(パラボラ形状の鏡など)を取り付けたり、凹凸加工や曲面加工を施したりするなどして、拡散反射面から成る第2反射面4cを設けている。また、これ以外の方法で、拡散反射面から成る第2反射面4cを設けてもよい。
On both side surfaces in the longitudinal direction of the
第1反射面4bと第2反射面4cとは、同一平面内に属しておらず、直交している。また、第2反射面4cの面積は、第1反射面4bの面積より狭くなっている。
The first reflecting
図2Aおよび図2Bに示すように、鏡4aの下方には、モータ4fが設けられている。モータ4fの回転軸4jと鏡4aの中心軸4qとが一致するように、回転軸4jの上端には鏡4aが固定されている。回転軸4jと中心軸4qとは上下方向と平行でかつ第1反射面4bおよび第2反射面4cと平行になっている。鏡4aは、モータ4fの回転軸4jに連動して、中心軸4qを中心に回転する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, a
ケース19内において、受光レンズ16、反射鏡17、およびPD群7aは、回転走査部4の鏡4aの上部周辺に配置されている。LD群2aと投光レンズ14は、鏡4aの下部周辺に配置されている。LD群2aと投光レンズ14の上方でかつ受光レンズ16の下方には、遮光板18が設けられている。遮光板18は、ケース19内に固定され、投光路と受光路とを区切っている。透過窓20は、回転走査部4とレーザ光の走査範囲との間に設けられ、対象物検出装置100の内部と外部とを区切っている。
In the
対象物50を検出する投受光路は、図1A〜図2Bに1点鎖線と2点鎖線の矢印で示すとおりである。具体的には、図1A〜図2Bに1点鎖線の矢印で示すように、LD群2aの各LDから投射されたレーザ光は、投光レンズ14により拡がりを調整された後、回転走査部4の鏡4aのいずれかの反射面4b、4cの下半分の領域に入射する。
The light projecting / receiving path for detecting the object 50 is as shown by the one-dot and two-dot chain arrows in FIGS. 1A to 2B. Specifically, as shown by the one-dot chain line arrows in FIGS. 1A to 2B, the laser light projected from each LD of the
この際、モータ4fが回転して、鏡4aの角度(向き)が変化することで、たとえば図1Aに示すように、いずれかの第1反射面4bがLD群2aと対象物50側に面した所定角度になる。すると、1点鎖線の矢印で示すように、レーザ光が当該第1反射面4bで鏡面反射して、透過窓20を透過し、ケース19外の所定範囲に投射される。このときのレーザ光の投射光軸は、一方向である。
At this time, when the
また、図1Bに示すように、いずれかの第2反射面4cがLD群2aと対象物50側に面した所定角度になると、1点鎖線の矢印で示すように、レーザ光が当該第2反射面4cで拡散反射されて、透過窓20を透過し、ケース19外の所定範囲に投射される。このときの各レーザ光の投射光軸は、水平方向や垂直方向に異なっている。
Further, as shown in FIG. 1B, when any of the second reflecting
さらに、いずれかの反射面4b、4cがLD群2aと対象物50側に面した所定角度範囲で回動することで、レーザ光が当該反射面4b、4cで反射して、所定範囲に水平方向に走査される。また、前述したように、LDは、図2Aおよび図2Bで上下方向、すなわち回転走査部4によるレーザ光の走査面(水平面)に対して垂直な方向に複数設けられている。このため、各LDからレーザ光を順次投射して、鏡4aを回転させることで、レーザ光が上下方向(鉛直方向)にも走査される。
Further, any one of the reflecting
回転走査部4により、LDから投射されたレーザ光を第1反射面4bで反射して所定範囲に走査する期間を、以下、第1走査期間という。また、回転走査部4により、LDから投射されたレーザ光を第2反射面4cで反射して所定範囲に走査する期間を、以下、第2走査期間という。
A period during which the
図1Aに示すように、LDから投射されたレーザ光の回転走査部4による走査面に対して平行な第2反射面4cの幅W2は、該走査面に対して平行な第1反射面4bの幅W1より狭くなっている。このため、第2反射面4cを利用する第2走査期間は、第1反射面4bを利用する第1走査期間より短くなる。
As shown in FIG. 1A, the width W2 of the second reflecting
図1Aに示す走査角度範囲Zは、LDからのレーザ光が鏡4aの第1反射面4bで反射されて、対象物検出装置100から投射される水平方向の所定範囲(上面視)である。すなわち、この走査角度範囲Zが、対象物検出装置100の第1反射面4bによる対象物50の水平方向の検出範囲である。
A scanning angle range Z shown in FIG. 1A is a predetermined range (in a top view) in the horizontal direction in which the laser beam from the LD is reflected by the first reflecting
なお、図示を省略しているが、第2反射面4cによる対象物50の水平方向の検出範囲、すなわちLDから投射されたレーザ光が第2反射面4cで反射されて、対象物検出装置100から投射される所定範囲は、走査角度範囲Zより小さくなる。これは、第2反射面4cの幅W2が第1反射面4bの幅W1より狭く、第2反射面4cが第1反射面4bよりLD群2aや投光レンズ14に近い軌道で回動するためである。然るに、たとえば、LD群2aや投光レンズ14に対する第2反射面4cの距離、第2反射面4cの拡散反射率、または投光レンズ14の形状や性能などを調整することにより、第2反射面4cによる対象物50の水平方向の検出範囲を、第1反射面4bによる対象物50の水平方向の検出範囲とほぼ同等にすることができる。なお、第2反射面4cはレーザ光を拡散反射するため、第2反射面4cによる対象物50の垂直方向の検出範囲は、第1反射面4bによる対象物50の垂直方向の検出範囲より広くなる。
Although not shown, the horizontal detection range of the object 50 by the second reflecting
図1Aに1点鎖線の矢印で示すように、第1反射面4bで鏡面反射して所定範囲に投射されたレーザ光は、所定範囲に有る対象物50で反射される。すると、その反射光は、2点鎖線の矢印で示すように、透過窓20を透過して、鏡4aの第1反射面4bの上半分の領域に当たる。
As indicated by the one-dot chain line arrow in FIG. 1A, the laser light that is specularly reflected by the first reflecting
この際、モータ4fが回転して、鏡4aの角度(向き)が変化することで、たとえば図1Aに示すように、いずれかの第1反射面4bが受光レンズ16と対象物50側に面した所定角度になる。すると、図1Aおよび図2Aに2点鎖線の矢印で示すように、対象物50からの反射光が当該第1反射面4bで鏡面反射して、受光レンズ16に入射する。このときの反射光の入射光軸は、一方向である。そして、当該反射光は、受光レンズ16で集光された後、反射鏡17で鏡面反射して、PD群7aのPDで受光される。
At this time, when the
また、図1Bに1点鎖線の矢印で示すように、第2反射面4cで拡散反射して所定範囲に投射されたレーザ光は、所定範囲に有る対象物50でそれぞれ反射される。すると、その各反射光は、2点鎖線の矢印で示すように、異なる方向から透過窓20を透過して、鏡4aの第2反射面4cの上半分の領域に当たる。
In addition, as indicated by a one-dot chain line arrow in FIG. 1B, the laser light diffusely reflected by the second reflecting
この際、モータ4fが回転して、鏡4aの角度(向き)が変化することで、たとえば図1Bに示すように、いずれかの第2反射面4cが受光レンズ16と対象物50側に面した所定角度になる。すると、図1Bおよび図2Bに2点鎖線の矢印で示すように、対象物50からの各反射光が当該第2反射面4cで拡散反射して、受光レンズ16に入射する。このときの反射光の入射光軸は、水平方向や垂直方向に異なっている。そして、当該各反射光は、受光レンズ16で集光された後、反射鏡17で鏡面反射して、PD群7aのPDで受光される。
At this time, when the
さらに、いずれかの反射面4b、4cが受光レンズ16と対象物50側に面した所定角度範囲で回動することで、所定範囲に存在する対象物50からの反射光が、反射面4b、4cで反射して、受光レンズ16と反射鏡17を介して、PD群7aのPDで受光される。つまり、回転走査部4は、所定範囲に存在する対象物50からの反射光を水平方向に走査して、受光レンズ16と反射鏡17を介してPDへ導く。
Further, any one of the reflecting
図1Aおよび図2Aに示したように、第1反射面4bを経由して対象物50に対して光を投受光した場合より、図1Bおよび図2Bに示したように、第2反射面4cを経由して対象物50に対して光を投受光した場合の方が、光が拡散するため、対象物50からの反射光が入射するPDの数が多くなる。
As shown in FIG. 1A and FIG. 2A, the second reflecting
次に、対象物検出装置100の電気的構成を、図6を参照しながら説明する。
Next, the electrical configuration of the
図6は、対象物検出装置100の電気的構成図である。対象物検出装置100には、制御部1、発光モジュール2、LD駆動回路3、モータ4f、モータ駆動回路5、エンコーダ6、受光モジュール7、コンパレータ8a、8b、ADC(Analog to Digital Converter)9a、9b、記憶部11、および通信部12が備わっている。
FIG. 6 is an electrical configuration diagram of the
制御部1は、マイクロコンピュータなどから成り、対象物検出装置100の各部の動作を制御する。制御部1には、物体検出部1aが設けられている。
The
記憶部11は、揮発性や不揮発性のメモリから成る。記憶部11には、制御部1が対象物検出装置100の各部を制御するための情報や、対象物50を検出するための情報などが記憶されている。
The storage unit 11 includes a volatile or nonvolatile memory. The storage unit 11 stores information for the
通信部12は、車両に搭載されたECU(電子制御装置)と通信するための通信回路から成る。制御部1は、通信部12によりECUに対して、各種情報を送受信する。
The
発光モジュール2には、LD群2aと、LD群2aの各LDを発光させるためのキャパシタ2cなどが設けられている。図6では、便宜上、LDを図示せず、キャパシタ2cのブロックを1つ示している。
The
制御部1は、LD駆動回路3によりLD群2aの各LDの動作を制御する。具体的には、制御部1は、LD駆動回路3により各LDを発光させて、レーザ光を投射する。また、制御部1は、LD駆動回路3により各LDの発光を停止させて、電荷が放電したキャパシタ2cを充電する。
The
モータ4fは、回転走査部4の鏡4aを回転させる駆動源である。制御部1は、モータ駆動回路5によりモータ4fの駆動を制御して、鏡4aを回転させる。そして、制御部1は、前述したように、鏡4aを回転させることにより、LDから投射したレーザ光をいずれかの反射面4b、4cで反射して、所定範囲に走査し、所定範囲にある対象物50で反射された反射光をいずれかの反射面4b、4cで反射して、PD群7aに導く。この際、制御部1は、エンコーダ6の出力に基づいて、モータ4fや鏡4aの回転状態(回転角や回転数など)を検出する。
The
受光モジュール7には、PD群7a、TIA(Trans Impedance Amplifier)7b、MUX(Multiplexer)7c、および高速アンプ7d、7eが含まれている。TIA7bは、PD群7aのPDと対を成すように、複数設けられている。図6では、代表的に、2組のPDおよびTIA7bを示しているが、3組目以上のPDおよびTIA7bも同様に設けられている。PDおよびTIA7bは全16組あり、各組は受光チャンネルを構成している。つまり、受光モジュール7には、複数の受光チャンネル(全16チャンネル)が設けられている。
The
各PDのカソードは、電源+Vに接続されている。各PDのアノードは、各TIA7bの入力端に接続されている。各TIA7bの出力端は、MUX7cに接続されている。各PDは、光を受光することにより、電流(受光信号)を出力する。各TIA7bは、接続されたPDに流れた電流を電圧信号に変換して、MUX7cへ出力する。
The cathode of each PD is connected to the power supply + V. The anode of each PD is connected to the input end of each
MUX7cは、複数のTIA7bから出力される電圧信号を選択し、いずれかの高速アンプ7d、7eに出力する。高速アンプ7d、7eは、高速でゲインを切り替えて、MUX7cの出力信号を増幅し、コンパレータ8a、8bに出力する。これにより、各PDの受光状態に応じた電圧信号が、受光モジュール7から順次コンパレータ8a、8bに出力される。MUX7cは、本発明の「信号選択部」の一例である。
The MUX 7c selects the voltage signal output from the plurality of
高速アンプ7d、7e、コンパレータ8a、8b、およびADC9a、9bは、対を成すように2組設けられている。これは、受光モジュール7から出力される受光信号を2系統で信号処理して、高速化を図るためである。
Two sets of high-speed amplifiers 7d and 7e, comparators 8a and 8b, and
コンパレータ8aは、高速アンプ7dの出力信号と所定の閾値とを比較して、該出力信号が対象物50による反射光に基づく反射光信号であるか、またはノイズであるかを区別する。コンパレータ8bは、高速アンプ7eの出力信号と所定の閾値とを比較して、該出力信号が対象物50による反射光に基づく反射光信号であるか、またはノイズであるかを区別する。具体的には、コンパレータ8a、8bは、対応する高速アンプ7d、7eの出力信号が閾値より大きい場合、該出力信号が反射光信号であることを示すため、所定信号(たとえばハイレベル信号)を対応するADC9a、9bに出力する。また、コンパレータ8a、8bは、高速アンプ7d、7eの出力信号が閾値以下である場合、該出力信号がノイズであることを示すため、ADC9a、9bに所定信号を出力しない。
The comparator 8a compares the output signal of the high-speed amplifier 7d with a predetermined threshold, and distinguishes whether the output signal is a reflected light signal based on the reflected light from the object 50 or noise. The comparator 8b compares the output signal of the high speed amplifier 7e with a predetermined threshold value, and discriminates whether the output signal is a reflected light signal based on the reflected light from the object 50 or noise. Specifically, when the output signals of the corresponding high-speed amplifiers 7d and 7e are larger than the threshold value, the comparators 8a and 8b indicate a predetermined signal (for example, a high level signal) to indicate that the output signal is a reflected light signal. Output to the corresponding
他の例として、コンパレータ8a、8bは、高速アンプ7d、7eの出力信号が閾値以下の場合に、別の所定信号(たとえばローレベル信号)をADC9a、9bに出力してもよいし、信号を全く出力しなくてもよい。
As another example, the comparators 8a and 8b may output another predetermined signal (for example, a low level signal) to the
ADC9a、9bは、対応するコンパレータ8a、8bから出力されるアナログ信号(所定信号)を、高速でデジタル信号に変換して、制御部1に出力する。具体的には、コンパレータ8a、8bから所定信号が出力されたとき、ADC9a、9bは、該所定信号をデジタルの「1」信号に変換して、制御部1に出力する。また、コンパレータ8a、8bから所定信号が出力されていないとき、ADC9a、9bは、デジタルの「0」信号を制御部1に出力する。
The
上記のように、各PDの受光状態に応じた受光信号(電圧信号)が、受光モジュール7からコンパレータ8a、8bとADC9a、9bとを介して、制御部1に出力される。
As described above, a light reception signal (voltage signal) corresponding to the light reception state of each PD is output from the
制御部1の物体検出部1aは、前述した第1走査期間と第2走査期間に、いずれかのADC9a、9bの出力信号に基づいて、対象物50の有無や対象物50までの距離などを検出する。具体的には、たとえば物体検出部1aは、ADC9a、9bから出力される「1」信号および/または「0」信号に基づいて、対象物50の有無を検出する。
The object detection unit 1a of the
また、たとえば物体検出部1aは、LDからのレーザ光の投射時刻を検出するとともに、ADC9a、9bから出力される「1」信号および/または「0」信号に基づいて、該レーザ光の対象物50による反射光の受光時刻を検出する。そして、レーザ光の投射時刻と反射光の受光時刻とに基づいて、対象物50までの距離を算出する。詳しくは、LDから投射したレーザ光のTOF(Time of Flight)を検出し、該TOFに基づいて対象物50までの距離を算出する。
For example, the object detection unit 1a detects the projection time of the laser beam from the LD, and based on the “1” signal and / or the “0” signal output from the
次に、対象物検出装置100の対象物50に対する投受光状態を、図7〜図10を参照しながら説明する。
Next, the light projection / reception state with respect to the target object 50 of the target
図7は、対象物検出装置100の第1走査期間の投光状態を示した図である。図8は、遠距離にある対象物50に対する、対象物検出装置100の第1走査期間の投受光状態を示した図である。図9は、近距離にある対象物50に対する、対象物検出装置100の第1走査期間の投受光状態を示した図である。図10は、近距離にある対象物50に対する、対象物検出装置100の第2走査期間の投受光状態を示した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a light projection state of the
図7〜図10では、便宜上、対象物検出装置100内のLD群2a、PD群7a、投光レンズ14、鏡4a、および受光レンズ16を模式的に示している。また、図7〜図10の上下方向は、図2〜図5の上下方向と同一であり、かつ鉛直方向である。
7 to 10 schematically show the
前述したように、LD群2aには、LD1〜LD8が上下方向に配列されている。また、PD群7aには、PD1〜PD16の対が上下方向に配列されている。
As described above, LD 1 to LD 8 are arranged in the vertical direction in the
第1走査期間では、LDから投射されたレーザ光が、投光レンズ14を経由して、回転走査部4の鏡4aの第1反射面4bで鏡面反射し、所定範囲の鉛直方向における所定の方角に投射される。具体的には、図7に1点鎖線の矢印で示すように、最上位置にあるLD1から投射されたレーザ光L1は、最も下向きの投射角度(水平方向に対する角度)で所定範囲に投射される。最下位置にあるLD8から投射されたレーザ光L8は、最も上向きの投射角度(水平方向に対する角度)で所定範囲に投射される。中間にあるLD4から投射されたレーザ光L4は、水平に所定範囲に投射される(図8、図9も参照)。LD2やLD3から投射されたレーザ光L2、L3は、配列位置に従って、LD1の投射角度より小さくかつLD4の投射角度より大きい異なる投射角度で下向きに所定範囲に投射される。LD5〜LD7からそれぞれ投射されたレーザ光L5〜L7は、配列位置に従って、LD8の投射角度より小さくかつLD4の投射角度より大きい異なる投射角度で上向きに所定範囲に投射される。
In the first scanning period, the laser light projected from the LD is specularly reflected by the first reflecting
ところで、いずれかのLDから回転走査部4の第1反射面4bを介して投射されたレーザ光が、たとえば100mの遠距離にある対象物50で反射した場合を考えると、対象物50までの距離に比べてLDとPDは極めて近接していることから、LDとPDは近似的に同位置にあるとみなして差し支えない。したがって、LDから対象物50へ投射された投射光の光路と、対象物50で反射した反射光の光路とは、略平行とみなすことができる。そして、その反射光は、レーザ光を投射したLDに対応するPDで受光される。
By the way, when the case where the laser beam projected from one of the LDs through the first reflecting
具体的には、たとえば図8に示すように、LD4から第1反射面4bを介して水平方向に投射されたレーザ光L4の、遠距離にある対象物50aでの反射光R4は、2点鎖線の矢印で示すようにレーザ光L4に対して略平行に、すなわち水平方向に対して略0°の角度で透過窓20へ入射する。そして、第1反射面4bで鏡面反射され、受光レンズ16などを経由して、LD4に対応するPD7、PD8で受光される。図示を省略しているが、LD1から第1反射面4bを介して投射されたレーザ光の反射光は、該レーザ光に対して略平行に透過窓20へ入射し、第1反射面4bと受光レンズ16などを経由して、LD1に対応するPD1、PD2で受光される。LD2から第1反射面4bを介して投射されたレーザ光の反射光は、該レーザ光に対して略平行に透過窓20へ入射し、第1反射面4bと受光レンズ16などを経由して、LD2に対応するPD3、PD4で受光される。以下同様に、LD3〜LD8からそれぞれ第1反射面4bを介して投射されたレーザ光の反射光は、各レーザ光に対して略平行に透過窓20へ入射し、各LDに対応するPDで受光される。
Specifically, for example, as shown in FIG. 8, the reflected light R 4 of the
対して、いずれかのLDから回転走査部4の第1反射面4bを介して投射されたレーザ光が、たとえば10m未満の近距離にある対象物50で反射した場合を考えると、対象物50までの距離が短いことから、投射光と反射光とを略平行とみなすことが困難である。このため、対象物50での反射光が、投射されたレーザ光に対して平行ではない角度で、透過窓20へ入射することがある。この場合、その反射光は、レーザ光を投射したLDに対応するPDで受光されない。
On the other hand, when the laser beam projected from any LD through the first reflecting
具体的には、たとえば図9に示すように、LD4から第1反射面4bを介して水平方向に投射されたレーザ光L4の、近距離にある対象物50b、50cでの反射光Rb、Rcは、2点鎖線の矢印で示すようにレーザ光L4に対して平行に透過窓20へ入射せず、レーザ光L4に対して下向きの所定の角度をもって透過窓20へ斜めに入射する。このため、反射光Rb、Rcは、第1反射面4bと受光レンズ16などを経由して、LD4に対応するPD7、PD8で受光されずに、LD4に対応しないPD13〜PD16で受光される。
Specifically, for example, as shown in FIG. 9, the reflected light R of the laser beams L 4 projected from the LD 4 in the horizontal direction via the first reflecting
また、対象物50b、50cまでの距離が短くなるほど、レーザ光L4と反射光Rb、Rcとのなす角度が大きくなる。このため、対象物50bによる反射光RbはPD13、PD14で受光され、対象物50bより近くにある対象物50cによる反射光RcはPD15、PD16で受光される。図示を省略しているが、他のLDから第1反射面4bを介して投射されたレーザ光の対象物50b、50cでの反射光も、同様に、各LDに対応するPDで受光されずに、対応しないPDで受光される。
Further, as the
一方、第2走査期間では、たとえば図10に1点鎖線の矢印で示すように、LD4から投射されたレーザ光L4が、投光レンズ14を経由して、回転走査部4の鏡4aの第2反射面4cで拡散反射し、所定範囲の鉛直方向における多方角に拡散投射される。このとき、所定範囲の水平方向における多方角にも、レーザ光L4は拡散投射される。
On the other hand, in the second scanning period, for example, as indicated by a one-dot chain line arrow in FIG. 10, the laser light L 4 projected from the LD 4 passes through the
このように拡散投射された各レーザ光L4は、近距離にある対象物50b、50cに異なる方向から当たる。このため、各レーザ光L4の対象物50b、50cでの反射光Rb、Rcが、各レーザ光L4の投射方向より上方の方向から透過窓20へ入射する。そして、各反射光Rb、Rcは、第2反射面4cで拡散反射されて、受光レンズ16などを経由し、PD群7aの複数のPD5〜PD16で受光される。このとき、レーザ光L4を投射したLD4に対応するPD7、PD8でも反射光Rb、Rcが受光される。
Each laser light L 4, which are spread projected as the
このように、第2反射面4cによる投受光時には、レーザ光の対象物50での反射光が、図8や図9に示した第1反射面4bによる投受光時よりも多くのPDに入射する。また、その反射光が入射するPDには、レーザ光を投射したLDに対応するPDが含まれている。他のLDから投射されて第2反射面4cにより拡散反射されたレーザ光の対象物50での反射光も、同様に、当該LDに対応するPDを含んだ多くのPDで受光される。
Thus, at the time of light projection / reception by the
また、第2走査期間に近距離にある対象物50からの反射光が入射するPDの数や位置は、第2反射面4cの拡散反射率や対象物50の位置や形態などによって変化する。然るに、当該反射光が入射するPDの数も、レーザ光を投射したLDに対応するPDの数より多くなる。また、レーザ光や反射光が第2反射面4cで拡散反射されることで、レーザ光を投射したLDに対応するPDに、近距離にある対象物50での反射光が入射し易くなる。
Further, the number and position of PDs on which the reflected light from the object 50 at a short distance in the second scanning period is incident vary depending on the diffuse reflectance of the second reflecting
なお、第2反射面4cの面積が第1反射面4bの面積より狭いことや、第2反射面4cでレーザ光や反射光が拡散反射されることによって、第2走査期間にPDで受光される反射光の強度が弱くなることが懸念される。然るに、近距離にある対象物50でのレーザ光の反射光は、遠距離にある対象物50でのレーザ光の反射光より強度が強いため、第2走査期間にPDで受光される反射光の強度は、物体検出部1aで対象物50を検出するのに十分なレベルである。また、第2走査期間にPDで受光される反射光の強度が所定のレベル以上になるように、第2反射面4cの面積や拡散反射率を設定してもよい。
Note that the PD is received by the PD during the second scanning period because the area of the second reflecting
ところで、遠距離にある対象物50aの存在方向は、反射光を受光したPDの位置に基づいて検出することができる。対して、近距離にある対象物50b、50cの存在方向は、元のレーザ光や反射光が第2反射面4cによりランダムな方向へ拡散反射されるので、反射光を受光したPDの位置に基づき検出することができない。このため、第2反射面4cを利用する第2走査期間では、物体検出部1aにより、近距離にある対象物50の有無や、該対象物50までの距離が検出される。また、第1反射面4bを利用する第1走査期間では、物体検出部1aにより、遠距離にある対象物50の有無、該対象物50までの距離、および該対象物50の存在方向が検出される。
By the way, the presence direction of the
次に、対象物検出装置100の投受光タイミングを、図11および図12を参照しながら説明する。
Next, the light projection / reception timing of the
図11は、対象物検出装置100の第1走査期間の投受光タイミングを示した図である。図12は、対象物検出装置100の第2走査期間の投受光タイミングを示した図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the light projecting / receiving timing of the
図11および図12において、横方向は時間を表し、縦方向はLD1〜LD8、PD1〜PD16、ADC9a、9bを表している。右下り斜線のバーは、LD1〜LD8が発光動作を行う期間を表している。右上り斜線のバーは、PD1〜PD16が受光動作を行って、該PD1〜PD16からの受光信号をMUX7cで選択する期間を表している。斜め格子のバーは、ADC9a、9bが駆動して、受光信号のアナログ−デジタル変換を行う期間を表している。
11 and 12, the horizontal direction represents time, and the vertical direction represents LD 1 to LD 8 , PD 1 to PD 16 ,
回転走査部4によりLD群2aからのレーザ光を鏡4aの第1反射面4bで反射して所定範囲に走査する第1走査期間は、遠距離にある対象物50(図8の対象物50aなど)を検出するための期間である。
In the first scanning period in which the laser beam from the
このため、LD群2aからのレーザ光を一方の第1反射面4bで反射して所定範囲に走査する第1走査期間(以下、「一方の第1走査期間」という。)において、制御部1は、図11に示すように、複数のLD1〜LD8を順次発光させる。詳しくは、LD1からLD8までを順に1回ずつ発光させることを、繰り返し実行する。図11では、LD1〜LD8の順次発光を1回繰り返しているが、この繰り返し回数は適宜設定すればよい。これにより、LD1〜LD8からレーザ光が投射されて、該レーザ光が回転走査部4により所定範囲に水平方向および鉛直方向に走査される。各LDの発光後に、制御部1は、電荷が放電されたキャパシタ2c(図6)を充電する。
For this reason, in the first scanning period (hereinafter referred to as “one first scanning period”) in which the laser beam from the
また、一方の第1走査期間において、制御部1は、複数のPD1〜PD16のうち、発光状態のLD1〜LD8に対応するPD1〜PD16に反射光を順次受光させ、受光状態のPD1〜PD16から出力される受光信号をMUX7cに順次選択させる。具体的には、まず、LD1を発光させると、これに対応するPD1、PD2に反射光を受光させ、PD1からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD2からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。
Also, in one of the first scanning period, the
次に、LD2を発光させると、これに対応するPD3、PD4に反射光を受光させ、PD3からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD4からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。次に、LD3を発光させると、これに対応するPD5、PD6に反射光を受光させ、PD5からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD6からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。次に、LD4を発光させると、これに対応するPD7、PD8に反射光を受光させ、PD7からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD8からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。 Next, when the LD 2 emits light, the corresponding PD 3 and PD 4 receive the reflected light, and the light reception signal from the PD 3 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8a via the high-speed amplifier 7d. . In addition, the light reception signal from the PD 4 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8b via the high-speed amplifier 7e. Next, when the LD 3 is caused to emit light, the PD 5 and PD 6 corresponding thereto receive the reflected light, and the light reception signal from the PD 5 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8a via the high-speed amplifier 7d. . Further, the light reception signal from the PD 6 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8b via the high speed amplifier 7e. Next, when the LD 4 is caused to emit light, the corresponding PD 7 and PD 8 receive the reflected light, and the light reception signal from the PD 7 is selected by the MUX 7c and is output to the comparator 8a via the high-speed amplifier 7d. . Further, the light reception signal from the PD 8 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8b through the high speed amplifier 7e.
以下同様に、LD5〜LD8を順次発光させ、各LDに対応する2個のPDに反射光を順次受光させ、各PDからの受光信号をMUX7cにより順次選択し、PDに応じて高速アンプ7dまたは7eを介して、コンパレータ8aまたは8bに出力する。この後、再び、上記の順番で、LD、PD、MUX7c、および高速アンプ7d、7eを動作させる。 Similarly, LD 5 to LD 8 emit light sequentially, and reflected light is sequentially received by two PDs corresponding to each LD, and light reception signals from each PD are sequentially selected by the MUX 7c, and a high-speed amplifier according to the PD. The data is output to the comparator 8a or 8b via 7d or 7e. Thereafter, the LD, PD, MUX 7c, and high-speed amplifiers 7d and 7e are operated again in the above order.
また、一方の第1走査期間において、制御部1は、コンパレータ8a、8bとADC9a、9bとを駆動して、受光モジュール7から随時出力される受光信号を処理する。このとき、PD1、PD3、PD5、PD7、PD9、PD11、PD13、PD15からの受光信号をコンパレータ8aおよびADC9aで処理し、PD2、PD4、PD6、PD8、PD10、PD12、PD14、PD16からの受光信号をコンパレータ8bおよびADC9bで処理する。ADC9a、9bは、MUX7cによる受光信号の選択の切り替えに対応して、間欠的に動作する。(後述する第2走査期間についても同様である。)
In one first scanning period, the
そして、一方の第1走査期間において、物体検出部1aは、ADC9aまたはADC9bから随時出力される受光信号に基づいて、対象物50の有無および対象物50までの距離を検出する。対象物50までの距離は、物体検出部1aがTOF法により算出する。また、対象物50が有ることを検出した受光信号の出力元のPDに基づいて、対象物50の存在方向も検出する。
In the first scanning period, the object detection unit 1a detects the presence / absence of the object 50 and the distance to the object 50 based on the light reception signal output from the
LD群2aからのレーザ光を他方の第1反射面4bで反射して所定範囲に走査する他方の第1走査期間でも、上記一方の第1走査期間と同様に、図11に従って、LD、PD、MUX7c、高速アンプ7d、7e、コンパレータ8a、8b、ADC9a、9b、および物体検出部1aを動作させる。
In the other first scanning period in which the laser beam from the
対して、回転走査部4によりLD群2aからのレーザ光を鏡4aの第2反射面4cで反射して所定範囲に走査する第2走査期間は、近距離にある対象物50(図9および図10の対象物50b、50cなど)を検出するための期間である。
On the other hand, during the second scanning period in which the laser beam from the
このため、LD群2aからのレーザ光を一方の第2反射面4cで反射して所定範囲に走査する第2走査期間(以下、「一方の第2走査期間」という。)において、制御部1は、図12に示すように、複数のLD1〜LD8のうち、特定のLD4を所定の周期で複数回発光させる。図12では、LD4を16回発光させているが、この発光回数は適宜設定すればよい。これにより、LD4からレーザ光が水平に投射されて、該レーザ光が回転走査部4により所定範囲に水平方向に走査される。LD4を発光させた後、次に再びLD4を発光させるまでの間に、制御部1は、電荷が放電されたキャパシタ2c(図6)を充電する。
Therefore, in the second scanning period (hereinafter referred to as “one second scanning period”) in which the laser beam from the
また、一方の第2走査期間において、制御部1は、LD4を発光させる度に、複数のPD1〜PD16を2個ずつ順次受光状態とし、受光状態のPD1〜PD16から出力される受光信号をMUX7cに順次選択させる。詳しくは、各LDに対応した2個1対のPDに順に1回ずつ反射光を受光させて、該受光状態の2個のPDから出力される受光信号をMUX7cに順次選択させた後、再び2個1対のPDに順に1回ずつ反射光を受光させて、該受光状態の2個のPDから出力される受光信号をMUX7cに順次選択させる。
Further, in one second scanning period, every time the LD 4 emits light, the
具体的には、まず、LD4の1回目の発光に対して、PD1、PD2に反射光を受光させて、PD1からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD2からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。次に、LD4の2回目の発光に対して、PD3、PD4に反射光を受光させて、PD3からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD4からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。次に、LD4の3回目の発光に対して、PD5、PD6に反射光を受光させて、PD5からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD6からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。次に、LD4の4回目の発光に対して、PD7、PD8に反射光を受光させて、PD7からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7dを介してコンパレータ8aに出力させる。また、PD8からの受光信号をMUX7cにより選択させて、高速アンプ7eを介してコンパレータ8bに出力させる。 Specifically, first, with respect to the first light emission of the LD 4 , the reflected light is received by the PD 1 and PD 2 , and the received light signal from the PD 1 is selected by the MUX 7c, and then via the high-speed amplifier 7d. The output is made to the comparator 8a. Further, the light reception signal from PD 2 is selected by MUX 7c and output to comparator 8b via high-speed amplifier 7e. Next, with respect to the second light emission of LD 4 , PD 3 and PD 4 receive reflected light, and a light reception signal from PD 3 is selected by MUX 7c and output to comparator 8a via high-speed amplifier 7d. Let In addition, the light reception signal from the PD 4 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8b via the high-speed amplifier 7e. Next, with respect to the third light emission of the LD 4 , the reflected light is received by the PD 5 and PD 6 , the received light signal from the PD 5 is selected by the MUX 7c, and output to the comparator 8a via the high-speed amplifier 7d. Let Further, the light reception signal from the PD 6 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8b via the high speed amplifier 7e. Next, with respect to the fourth light emission of LD 4 , PD 7 and PD 8 receive reflected light, and a light reception signal from PD 7 is selected by MUX 7c, and output to comparator 8a via high-speed amplifier 7d. Let Further, the light reception signal from the PD 8 is selected by the MUX 7c and output to the comparator 8b through the high speed amplifier 7e.
以下同様に、LD4の5回目〜8回目の発光に対して、2個のPDに反射光を順次受光させ、各PDからの受光信号をMUX7cにより順次選択して、PDに応じて高速アンプ7dまたは7eを介して、コンパレータ8aまたは8bに出力する。この後、LD4の9回目以降の発光に対して、再び、上記の順番で、LD、PD、MUX7c、および高速アンプ7d、7eを動作させる。 Similarly, with respect to the fifth to eighth light emission of the LD 4 , the reflected light is sequentially received by the two PDs, and the received light signals from the PDs are sequentially selected by the MUX 7c, and the high-speed amplifier according to the PD. The data is output to the comparator 8a or 8b via 7d or 7e. Thereafter, the LD, the PD, the MUX 7c, and the high-speed amplifiers 7d and 7e are operated again in the above order for the ninth and subsequent light emission of the LD 4 .
また、一方の第2走査期間において、制御部1は、コンパレータ8a、8bとADC9a、9bとを駆動して、受光モジュール7から随時出力される受光信号を処理する。そして、物体検出部1aは、ADC9aまたはADC9bから随時出力される受光信号に基づいて、対象物50の有無または対象物50までの距離を検出する。対象物50までの距離は、物体検出部1aがTOF法により算出してもよいし、前述の図9で示したように、対象物50による反射光の到来角度と所定の演算式に基づいて算出してもよい。また、第2走査期間で検出された対象物50は近距離にあるので、該対象物50までの距離の検出は省略してもよい。
In one second scanning period, the
LD群2aからのレーザ光を他方の第2反射面4cで反射して所定範囲に走査する他方の第2走査期間でも、上記一方の第2走査期間と同様に、図12に従ってLD、PD、MUX7c、高速アンプ7d、7e、コンパレータ8a、8b、ADC9a、9b、および物体検出部1aを動作させる。
In the other second scanning period in which the laser beam from the
以上の実施形態によると、第1走査期間に、いずれかのLDから投射されたレーザ光と該レーザ光の対象物50による反射光とが、回転走査部4の鏡4aの第1反射面4bで鏡面反射された場合には、レーザ光が遠距離にある対象物50で反射されると、レーザ光を投射したLDに対応するPDに対象物50からの反射光が入射する。このため、発光状態のLDに対応するPDに反射光を受光させることで、該PDから出力される受光信号に基づいて、物体検出部1aにより遠距離にある対象物50を精度良く検出することができる。
According to the above embodiment, the laser light projected from one of the LDs and the reflected light from the object 50 of the laser light during the first scanning period are the first reflecting
また、以上の実施形態では、第2走査期間に、いずれかのLDから投射されたレーザ光が、回転走査部4の鏡4aの第2反射面4cで拡散反射された場合には、各レーザ光が異なる方向から対象物50に当たり、該各レーザ光の対象物50での反射光が異なる方向から複数のPDに入射する。また、対象物50からの反射光が第2反射面4cで拡散反射された場合にも、該反射光が異なる方向から複数のPDに入射する。このとき、少なくとも発光状態のLDに対応するPDの数より多くのPDに反射光が入射するので、反射光が近距離にある対象物50からの反射光であっても、発光状態のLDに対応するPDに反射光を入射させ易くすることができる。このため、該PDから出力される受光信号に基づいて、物体検出部1aにより近距離にある対象物50を精度良く検出することができる。
Further, in the above embodiment, when the laser light projected from any LD is diffusely reflected by the second reflecting
また、以上の実施形態では、回転走査部4が、LDから投射されたレーザ光を鏡4aの各反射面4b、4cで反射して所定範囲に走査するとともに、対象物50からの反射光を各反射面4b、4cで反射してPDに導いている。このため、LDから投射されたレーザ光と対象物50からの反射光とを第1反射面4bと第2反射面4cとにより走査しながら投受光することで、広範囲において対象物50を検出することができる。また、投受光路が回転走査部4により屈曲されるため、対象物検出装置100の小型化を実現することができる。
Moreover, in the above embodiment, the
また、以上の実施形態では、鏡4の第2反射面4cの全体、すなわち第2反射面4cにおける、LDから投射されたレーザ光の入射部分と、対象物50からの反射光の入射部分とを、拡散反射面で構成している。このため、第2走査期間に、LDから投射されたレーザ光を第2反射面4cで拡散反射して、該各レーザ光を所定範囲にある対象物50に異なる方向から投射することができる。また、各レーザ光の対象物50での反射光を異なる方向から第2反射面4cに入射させて、第2反射面4cで拡散反射させ、多数のPDに入射させることができる。そして、レーザ光が近距離にある対象物50で反射しても、レーザ光を投射したLDに対応するPDにその反射光を入射させることが可能となる。この結果、レーザ光を投射したLDに対応するPDから出力される受光信号に基づいて、物体検出部1aにより近距離にある対象物50をより精度良く検出することができる。
In the above embodiment, the entire
また、以上の実施形態では、複数のPDのうち、受光状態のPDから出力される受光信号を、対象物検出用の受光信号としてMUX7cにより選択している。このため、第1走査期間と第2走査期間に、対象物50からの反射光を受光したPDから出力される受光信号を、MUX7cから物体検出部1aへ入力し、物体検出部1aで該受光信号に基づいて遠距離または近距離にある対象物50を一層精度良く検出することができる。 Moreover, in the above embodiment, the light receiving signal output from the light receiving PD among the plurality of PDs is selected by the MUX 7c as the light receiving signal for detecting the object. Therefore, during the first scanning period and the second scanning period, a light reception signal output from the PD that receives the reflected light from the target 50 is input from the MUX 7c to the object detection unit 1a, and the object detection unit 1a receives the light reception signal. The object 50 at a long distance or a short distance can be detected with higher accuracy based on the signal.
また、以上の実施形態では、LDから投射されたレーザ光の回転走査部4による走査面に対して平行な第2反射面4cの幅W2が、該走査面に対して平行な第1反射面4bの幅W1より狭くなっている。このため、第2走査期間に、特定のLD4から投射されたレーザ光を所定範囲に走査する時間、複数のPDを順次切り替える時間、およびPDから出力される受光信号をMUX7cで順次切り替える時間を短縮することができる。そして、その短縮した時間分、LD、PD、MUX7c、コンパレータ8a、8b、ADC9a、9b、または物体検出部1aを休止させることで、これらの動作または処理の負担を軽減することができる。
In the above embodiment, the width W2 of the second reflecting
また、以上の実施形態では、回転走査部4の鏡4aが板状に形成されていて、鏡4aの両板面に第1反射面4bが設けられ、鏡4a板面より面積が狭い両側面に第2反射面4cが設けられている。このため、第2反射面4cの面積を第1反射面4bの面積より小さくして、第2走査期間を第1走査期間より一層短縮することができる。そして、LD、PD、MUX7c、コンパレータ8a、8b、ADC9a、9b、および物体検出部1aを休止させて、これらの動作または処理の負担を一層軽減することができる。
Moreover, in the above embodiment, the
また、以上の実施形態では、複数のLDは、回転走査部4によるレーザ光の走査面に対して垂直(上下)に並ぶように配置されている。このため、レーザ光を水平方向だけでなく、垂直方向にも走査することができ、対象物50の検出精度をより向上させることが可能となる。
Further, in the above embodiment, the plurality of LDs are arranged so as to be aligned vertically (up and down) with respect to the scanning surface of the laser beam by the
また、以上の実施形態では、第1走査期間に、複数のLDからレーザ光が順次投射されて、該レーザ光が第1反射面4bで鏡面反射されて所定範囲に走査され、発光状態のLDに対応するPDで対象物50からの反射光が受光される。このため、いずれかのLDから投射されたレーザ光が遠距離にある対象物50で反射したときに、該LDに対応するPDでその反射光を確実に受光することができる。そして、当該PDから出力される受光信号に基づいて、物体検出部1aにより遠距離にある対象物50を一層精度良く検出することが可能となる。
Further, in the above embodiment, laser light is sequentially projected from a plurality of LDs in the first scanning period, and the laser light is specularly reflected by the first reflecting
また、以上の実施形態では、第2走査期間に、特定のLD4から所定の周期でレーザ光が投射されて、該レーザ光が第2反射面4cで拡散反射されて所定範囲に走査され、複数のPDで対象物50からの反射光が順次受光される。このため、特定のLD4から投射されたレーザ光が近距離にある対象物50で反射しても、該対象物50からの反射光を複数のPDで探索することができる。そして、各PDから出力される受光信号に基づいて、物体検出部1aにより近距離にある対象物50を一層精度良く検出することが可能となる。
In the above embodiment, in the second scanning period, laser light is projected from the specific LD 4 at a predetermined period, and the laser light is diffusely reflected by the second reflecting
さらに、以上の実施形態において、第1走査期間に、受光モジュール7から出力される受光信号に基づいて検出される対象物50は遠距離にあるとみなして、該対象物50の有無だけでなく、該対象物50までの距離や該対象物50の存在方向も物体検出部1aにより検出することで、該対象物50の動向を追跡することができる。また、第2走査期間に、受光モジュール7から出力される受光信号に基づいて検出される対象物50は近距離にあるとみなして、対象物50の有無だけを検出することで、物体検出部1aの処理負担を軽減することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the object 50 detected based on the light reception signal output from the
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、発光素子としてLDを用い、受光素子としてPDを用いた例を示したが、本発明はこれらのみに限定するものではない。LD以外の発光素子を適宜数、発光モジュール2に設けてもよい。また、たとえばAPD(Avalanche Photo Diode)のような、PIN型のPD以外の受光素子を適宜数、受光モジュール7に設けてもよい。また、ガイガーモードのAPDであるSPAD(Single Photon Avalanche Diode)や、SPADを複数並列に接続して成るMPPC(Multi-Pixel Photon Counter)などを、受光素子として受光モジュール7に1つまたは複数設けてもよい。さらに、複数の発光素子や複数の受光素子の配列を適宜設定してもよい。
The present invention can employ various embodiments other than those described above. For example, in the above embodiment, an example is shown in which an LD is used as a light emitting element and a PD is used as a light receiving element, but the present invention is not limited to these. An appropriate number of light emitting elements other than the LD may be provided in the
また、以上の実施形態では、複数のLDのそれぞれに、2個一対のPDを対応させた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、複数のLDのそれぞれに1個または3個以上のPDを対応させてもよい。また、各LDに対応させるPDの数は同一でもよいし、異なっていてもよい。また、第1走査期間において、複数のLDの発光順序、複数のPDの受光順序、または受光信号の選択順序は、適宜設定すればよい。また、第2走査期間において、発光させるLD、複数のPDの受光順序、または受光信号の選択順序は、適宜設定すればよい。 In the above embodiment, an example in which a pair of two PDs is associated with each of a plurality of LDs has been described, but the present invention is not limited to this. In addition to this, for example, one or three or more PDs may be associated with each of a plurality of LDs. Further, the number of PDs corresponding to each LD may be the same or different. In the first scanning period, the light emission order of the plurality of LDs, the light reception order of the plurality of PDs, or the selection order of the light reception signals may be set as appropriate. In the second scanning period, the light emitting LD, the light receiving order of the plurality of PDs, or the light receiving signal selection order may be set as appropriate.
また、図12に示した実施形態では、第2走査期間に、近距離にある対象物50からの反射光をより確実に受光するために、全部のPD1〜PD16に反射光を順次受光させた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。第2走査期間に反射光を受光させるPDは、第2反射面4cの拡散反射状態を考慮して、発光状態のLDに対応するPDだけでもよいし、一部のPDだけでもよい。
In the embodiment shown in FIG. 12, in order to more reliably receive the reflected light from the object 50 at a short distance in the second scanning period, the reflected light is sequentially received by all the PD 1 to PD 16. Although an example is shown, the present invention is not limited to this. In consideration of the diffuse reflection state of the second reflecting
また、以上の実施形態では、回転走査部4の鏡4aの第2反射面4cの全面を拡散反射面で構成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば図13に示すように、鏡4aの第2反射面4cにおける下半分の領域4c1、すなわちLDから投射されたレーザ光の入射部分4c1を拡散反射面で構成し、第2反射面4cにおける上半分の領域4c2、すなわち対象物50からの反射光の入射部分4c2を鏡面反射面で構成してもよい。また逆に、図14に示すように、鏡4aの第2反射面4cにおける下半分の領域4c1を鏡面反射面で構成し、第2反射面4cにおける上半分の領域4c2を拡散反射面で構成してもよい。すなわち、鏡4aの第2反射面4cにおける、レーザ光の入射部分または反射光の入射部分の少なくとも一方を、拡散反射面で構成すればよい。
Moreover, although the above embodiment showed the example which comprised the whole surface of the 2nd
また、以上の実施形態では、回転走査部4の板状の鏡4aの面積の広い両板面に第1反射面4bを設け、面積の狭い両側面に第2反射面4cを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば板状の鏡4aの両板面のうち、一方に第1反射面を設け、他方に第2反射面を設けてもよい。また、3つ以上の側面が反射面になっているポリゴンミラーのような鏡を有する回転走査部や、複数の反射面が設けられたその他の形状の鏡を有する回転走査部を用いてもよい。そして、鏡の複数の反射面のうち、一方を鏡面反射面から成る第1反射面とし、他方を拡散反射面を含んだ第2反射面としてもよい。また、第1反射面と第2反射面の数は、それぞれ1つでもよいし、2つ以上でもよい。第1反射面の面積と第2反射面の面積は、異なっていてもよいし、同等であってもよい。さらに、たとえば、LDからのレーザ光を回転走査部により所定範囲に走査するが、所定範囲にある対象物による反射光を、回転走査部を経由させずに、受光素子で受光させるように、回転走査部の形状を設計したり、回転走査部や受光素子を配置したりしてもよい。この場合、回転走査部の鏡の第2反射面における、レーザ光の入射部分を拡散反射面で構成すればよい。
Moreover, in the above embodiment, the example which provided the 1st
また、以上の実施形態では、複数のPDから出力される受光信号を選択する信号選択部として、MUX7cを受光モジュール7に設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。MUX以外の信号選択部を、受光モジュール7に設けてもよい。また、信号選択部は、受光モジュール7の外部に設けてもよい。
In the above embodiment, an example in which the MUX 7c is provided in the
また、以上の実施形態では、受光モジュール7から電圧信号を受光信号として出力して、後段で処理した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、各受光素子からの出力電流に応じた電流信号を受光信号として受光モジュールから出力して、後段のコンパレータやADCや制御部で処理し、対象物の有無や対象物までの距離を検出してもよい。
In the above embodiment, the voltage signal is output from the
さらに、以上の実施形態では、車載用のレーザレーダから成る対象物検出装置100に本発明を適用した例を挙げたが、その他の用途の対象物検出装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
Further, in the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the
4 回転走査部
4a 鏡
4b 第1反射面
4c 第2反射面
4c1 第2反射面におけるレーザ光の入射部分
4c2 第2反射面における反射光の入射部分
7c MUX(信号選択部)
50、50a、50b、50c 対象物
100 対象物検出装置
LD、LD1〜LD8 発光素子
LD4 特定の発光素子
PD、PD1〜PD16 受光素子
Z 走査角度範囲(所定範囲)
W1 第1反射面の幅
W2 第2反射面の幅
DESCRIPTION OF
50, 50a, 50b,
W1 Width of the first reflecting surface W2 Width of the second reflecting surface
Claims (8)
光を受光して受光信号を出力する複数の受光素子と、
鏡を有し、前記鏡を回転させることにより、前記発光素子から投射された投射光を前記鏡で反射して所定範囲に走査し、前記所定範囲にある対象物での前記投射光の反射光を前記鏡で反射して前記受光素子に導く回転走査部と、を備え、
発光させる前記発光素子を順次切り替えて、発光状態の前記発光素子からの投射光を前記回転走査部により所定範囲に走査するとともに、発光状態の前記発光素子に対応して前記反射光を受光する前記受光素子を順次切り替えて、受光状態の前記受光素子から出力される受光信号に基づいて前記対象物を検出する対象物検出装置において、
前記鏡は、同一平面内に属さずにそれぞれ光を反射する第1反射面と第2反射面とを有し、
前記第1反射面は鏡面反射面から成り、
前記第2反射面は拡散反射面を含む、ことを特徴とする対象物検出装置。 A plurality of light emitting elements that project light;
A plurality of light receiving elements that receive light and output a light reception signal;
A mirror is included, and the projection light projected from the light emitting element is reflected by the mirror and scanned in a predetermined range by rotating the mirror, and the reflected light of the projection light from the object in the predetermined range A rotation scanning unit that reflects the light from the mirror and guides the light to the light receiving element,
The light emitting elements to be emitted are sequentially switched, the projection light from the light emitting elements in the light emitting state is scanned to a predetermined range by the rotary scanning unit, and the reflected light is received corresponding to the light emitting elements in the light emitting state. In the object detection device that detects the object based on a light reception signal output from the light receiving element in a light receiving state by sequentially switching light receiving elements.
The mirror has a first reflection surface and a second reflection surface that reflect light without belonging to the same plane,
The first reflecting surface is a specular reflecting surface,
2. The object detection apparatus according to claim 1, wherein the second reflection surface includes a diffuse reflection surface.
前記回転走査部は、
前記投射光を前記鏡の前記各反射面で反射して所定範囲に走査するとともに、前記反射光を前記各反射面で反射して前記受光素子に導き、
前記第2反射面における前記投射光の入射部分または前記反射光の入射部分が前記拡散反射面から成る、ことを特徴とする対象物検出装置。 The object detection apparatus according to claim 1,
The rotational scanning unit
The projected light is reflected by the reflecting surfaces of the mirror and scanned to a predetermined range, and the reflected light is reflected by the reflecting surfaces and led to the light receiving element,
An object detection apparatus, wherein an incident portion of the projection light or an incident portion of the reflected light on the second reflection surface is formed of the diffuse reflection surface.
前記回転走査部による前記投射光の走査面に対して平行な前記第2反射面の幅は、前記走査面に対して平行な前記第1反射面の幅より狭い、ことを特徴とする対象物検出装置。 In the object detection apparatus according to claim 1 or 2,
The object of the present invention is characterized in that a width of the second reflecting surface parallel to the scanning surface of the projection light by the rotary scanning unit is narrower than a width of the first reflecting surface parallel to the scanning surface. Detection device.
前記鏡は板状に形成され、
前記第1反射面は前記鏡の前記板面に設けられ、
前記第2反射面は前記鏡の前記板面より面積が狭い側面に設けられた、ことを特徴とする対象物検出装置。 The object detection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The mirror is formed in a plate shape,
The first reflecting surface is provided on the plate surface of the mirror;
2. The object detection apparatus according to claim 1, wherein the second reflection surface is provided on a side surface having a smaller area than the plate surface of the mirror.
前記拡散反射面は、入射した光を拡散反射させるミラー形状である、ことを特徴とする対象物検出装置。 The object detection device according to any one of claims 1 to 4,
The object detection apparatus according to claim 1, wherein the diffuse reflection surface has a mirror shape that diffusely reflects incident light.
前記複数の受光素子のうち、前記受光状態の受光素子から出力される前記受光信号を、前記対象物検出用の受光信号として選択する信号選択部をさらに備えた、ことを特徴とする対象物検出装置。 In the target object detection device according to any one of claims 1 to 5,
The object detection further comprising a signal selection unit that selects the light reception signal output from the light reception element in the light reception state among the plurality of light reception elements as the light reception signal for the object detection. apparatus.
前記複数の発光素子は、前記回転走査部による前記投射光の走査面に対して垂直に並ぶように配置され、
前記回転走査部が前記第1反射面により前記投射光を反射して所定範囲に走査する第1走査期間に、
前記複数の発光素子を順次発光させて、該発光状態の発光素子に対応する前記受光素子に前記反射光を順次受光させ、
前記回転走査部が前記第2反射面により前記投射光を反射して所定範囲に走査する第2走査期間に、
前記複数の発光素子のうち特定の発光素子を所定の周期で発光させて、前記複数の受光素子に前記反射光を順次受光させる、ことを特徴とする対象物検出装置。 The object detection device according to any one of claims 1 to 6,
The plurality of light emitting elements are arranged so as to be aligned perpendicular to a scanning surface of the projection light by the rotation scanning unit,
In the first scanning period in which the rotational scanning unit reflects the projection light by the first reflecting surface and scans the predetermined range.
Sequentially emitting the plurality of light emitting elements, sequentially causing the light receiving elements corresponding to the light emitting elements in the light emitting state to receive the reflected light,
In the second scanning period in which the rotational scanning unit reflects the projection light by the second reflecting surface and scans the predetermined range,
An object detection apparatus, wherein a specific light-emitting element among the plurality of light-emitting elements is caused to emit light at a predetermined cycle, and the reflected light is sequentially received by the plurality of light-receiving elements.
前記第1走査期間に、前記発光素子の発光状態と前記受光信号とに基づいて、前記対象物の有無、前記対象物の存在方向、または前記対象物までの距離を検出し、
前記第2走査期間に、前記発光素子の発光状態と前記受光信号とに基づいて、少なくとも前記対象物の有無を検出する、ことを特徴とする対象物検出装置。 The object detection device according to claim 7,
In the first scanning period, based on the light emission state of the light emitting element and the light reception signal, the presence / absence of the object, the presence direction of the object, or the distance to the object is detected,
In the second scanning period, at least the presence / absence of the object is detected based on the light emitting state of the light emitting element and the light reception signal.
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Cited By (2)
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WO2022269982A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light-receiving element |
WO2023190279A1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-10-05 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Ranging device |
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2017
- 2017-08-28 JP JP2017162991A patent/JP2019039848A/en not_active Abandoned
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022269982A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light-receiving element |
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