JP3093854B2 - レーザ光走査型距離測定装置における光学系診断方法 - Google Patents
レーザ光走査型距離測定装置における光学系診断方法Info
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- JP3093854B2 JP3093854B2 JP04031028A JP3102892A JP3093854B2 JP 3093854 B2 JP3093854 B2 JP 3093854B2 JP 04031028 A JP04031028 A JP 04031028A JP 3102892 A JP3102892 A JP 3102892A JP 3093854 B2 JP3093854 B2 JP 3093854B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いた走査
型パルスレーダ(Pulse Radar) において、その光学系が
正常に作動していることを診断する為の方法に関する。
型パルスレーダ(Pulse Radar) において、その光学系が
正常に作動していることを診断する為の方法に関する。
【０００２】レーザ光を物標（ターゲット）探索媒体と
した走査型パルスレーダでは、物標に反射するレーザ光
の反射伝搬時間から当該物標迄の距離を求め、その反射
方向から当該物標の位置する方向を求めることができ
る。尚、この原理は、電波を物標探索媒体としたレーダ
と同一である。
した走査型パルスレーダでは、物標に反射するレーザ光
の反射伝搬時間から当該物標迄の距離を求め、その反射
方向から当該物標の位置する方向を求めることができ
る。尚、この原理は、電波を物標探索媒体としたレーダ
と同一である。
【０００３】レーザ光を物標探索媒体とすることの利点
は、レーザ光の送信部および受信部を容易かつ小型に構
成することができる点である。
は、レーザ光の送信部および受信部を容易かつ小型に構
成することができる点である。
【０００４】ところが、物標探索媒体として光を用いる
が故に、光学系の汚れによって作動障害を生じ易く、レ
ーザ光を出力するレーザダイオードが周囲温度の上昇に
よって劣化し易い等の短所を有している。特に、自動車
に搭載するような場合においては、汚れ及び作動環境の
点から考察して最も過酷な状態に有る。
が故に、光学系の汚れによって作動障害を生じ易く、レ
ーザ光を出力するレーザダイオードが周囲温度の上昇に
よって劣化し易い等の短所を有している。特に、自動車
に搭載するような場合においては、汚れ及び作動環境の
点から考察して最も過酷な状態に有る。
【０００５】その為、光学系が正常に作動していること
を簡単に自己診断できる方法が求められている。
を簡単に自己診断できる方法が求められている。
【０００６】
（１）レーザ光走査型距離測定装置の構成例とその作動
概要 図４は、レーザ光走査型距離測定装置の構成を説明する
ブロック図である。すなわち、レーザ光を用いた走査型
パルスレーダである。
概要 図４は、レーザ光走査型距離測定装置の構成を説明する
ブロック図である。すなわち、レーザ光を用いた走査型
パルスレーダである。
【０００７】レーザ光送信部１から間欠的パルス状に出
力するレーザ光ＬTXをレーザ光走査部２で走査し、図上
の＋θ〜−θ方向へ走査して走査レーザ光ＬS を得る。
他方、物標で反射したレーザ光は、同じレーザ光走査部
２を介して反射レーザ光ＬRXとしてレーザ光受信部３で
受信する。
力するレーザ光ＬTXをレーザ光走査部２で走査し、図上
の＋θ〜−θ方向へ走査して走査レーザ光ＬS を得る。
他方、物標で反射したレーザ光は、同じレーザ光走査部
２を介して反射レーザ光ＬRXとしてレーザ光受信部３で
受信する。
【０００８】そして、レーザ光送信部１が出力するレー
ザ光ＬTXのタイミングを与える送信タイミング信号ＳP
と、レーザ光受信部３が受信した反射レーザ光ＬRXのタ
イミングを与える受信タイミング信号ＳR とをパルス信
号処理部４に入力し、両タイミング信号ＳP ，ＳR 間の
時間差を求める。また、該時間差信号を逓倍し、取扱易
い時間差信号ＳT に変換する。
ザ光ＬTXのタイミングを与える送信タイミング信号ＳP
と、レーザ光受信部３が受信した反射レーザ光ＬRXのタ
イミングを与える受信タイミング信号ＳR とをパルス信
号処理部４に入力し、両タイミング信号ＳP ，ＳR 間の
時間差を求める。また、該時間差信号を逓倍し、取扱易
い時間差信号ＳT に変換する。
【０００９】その後、前記時間差信号ＳT を距離演算部
５で距離データＤL に変換して出力する。尚、距離演算
部５は、レーザ光の走査方向を与える走査信号ＳSCANを
レーザ光走査部２から入力し、レーザ光の走査方向デー
タを前記距離データＤL に含めて出力する。ちなみに、
距離演算部５は、一般的にマイクロコンピュータシステ
ムで構成している。
５で距離データＤL に変換して出力する。尚、距離演算
部５は、レーザ光の走査方向を与える走査信号ＳSCANを
レーザ光走査部２から入力し、レーザ光の走査方向デー
タを前記距離データＤL に含めて出力する。ちなみに、
距離演算部５は、一般的にマイクロコンピュータシステ
ムで構成している。
【００１０】（２）レーザ光走査部の構成と作動 図５は、レーザ光走査部の構成と作動を説明する図で、
(a) は走査部の構成例を示すブロック図、(b) は走査原
理を示す図、である。
(a) は走査部の構成例を示すブロック図、(b) は走査原
理を示す図、である。
【００１１】すなわち、パルス状の駆動信号ＳL でレー
ザダイオード６を駆動し、その出力光を送信レンズ７で
ビーム状に集光して走査用ミラー８に照射・反射させ、
送信光パルスＬTXを得る。
ザダイオード６を駆動し、その出力光を送信レンズ７で
ビーム状に集光して走査用ミラー８に照射・反射させ、
送信光パルスＬTXを得る。
【００１２】また、物標で反射した受信光パルスＬ
RXは、走査用ミラー８で反射した後に受信用ミラー９で
反射し、受信レンズ10で集光して PINフォトダイオード
11で検出して受信信号ＳS を得る。
RXは、走査用ミラー８で反射した後に受信用ミラー９で
反射し、受信レンズ10で集光して PINフォトダイオード
11で検出して受信信号ＳS を得る。
【００１３】他方、走査用ミラー８を駆動部12で揺動
し、その揺動角度をエンコーダ13で検出して走査信号Ｓ
SCANを得る。尚、走査信号ＳSCANは、走査原点を与える
原点パルス信号ＳE と、該走査原点からの角度を与える
角度パルス信号ＳD とから成る。
し、その揺動角度をエンコーダ13で検出して走査信号Ｓ
SCANを得る。尚、走査信号ＳSCANは、走査原点を与える
原点パルス信号ＳE と、該走査原点からの角度を与える
角度パルス信号ＳD とから成る。
【００１４】すなわち、図５(b) に示すように、走査用
ミラー８が８-1→８-2→８-3の順で揺動すると、送信光
パルスＬTXはＬTX-1→ＬTX-2→ＬTX-3の順で走査され
る。つまり、走査角度＋θ〜−θの走査レーザ光が得ら
れる。
ミラー８が８-1→８-2→８-3の順で揺動すると、送信光
パルスＬTXはＬTX-1→ＬTX-2→ＬTX-3の順で走査され
る。つまり、走査角度＋θ〜−θの走査レーザ光が得ら
れる。
【００１５】（３）走査方向と走査信号 図６は、走査方向と走査信号を説明する図で、(a) は走
査角度のタイミングチャート、(b) は原点パルス信号の
タイミングチャート、(c) は角度パルス信号のタイミン
グチャート、である。尚、(a)(b)(c) の時間軸は同一で
ある。
査角度のタイミングチャート、(b) は原点パルス信号の
タイミングチャート、(c) は角度パルス信号のタイミン
グチャート、である。尚、(a)(b)(c) の時間軸は同一で
ある。
【００１６】すなわち、走査角度＋θ〜−θの間を往復
走査し、走査角度が−θの場合に原点パルス信号ＳE を
エンコーダ13（図５(a))が出力する。また、走査角度に
比例した角度パルス信号ＳD をエンコーダ13が出力す
る。
走査し、走査角度が−θの場合に原点パルス信号ＳE を
エンコーダ13（図５(a))が出力する。また、走査角度に
比例した角度パルス信号ＳD をエンコーダ13が出力す
る。
【００１７】したがって、原点パルス信号ＳE と角度パ
ルス信号ＳD とを参照することによって、レーザ光の走
査角度を認識することができる。つまり、距離演算部５
（図４）は、物標が存在する方向とその距離とを認識
し、データとして出力することができる。
ルス信号ＳD とを参照することによって、レーザ光の走
査角度を認識することができる。つまり、距離演算部５
（図４）は、物標が存在する方向とその距離とを認識
し、データとして出力することができる。
【００１８】（４）レーザ光走査窓部の汚れ検出方法 図７は、レーザ光走査窓部の汚れ検出方法の従来例を説
明する図で、(a) は走査レーザ光の反射光を利用する方
法を示す図、(b) は汚れ検出専用の発光素子を用いる方
法を示す図、である。
明する図で、(a) は走査レーザ光の反射光を利用する方
法を示す図、(b) は汚れ検出専用の発光素子を用いる方
法を示す図、である。
【００１９】距離測定装置14は、一般的に筺体15に収納
し、その一部に透光性窓16を設けてレーザ光を送信・発
射する構成としている。尚、透光性窓16に用いる部材と
しては透明のアクリル樹脂材等を上げることができる。
すなわち、レーザ光走査部２から送信する走査レーザ光
ＬS は、透光性窓16を介して発射することになる。
し、その一部に透光性窓16を設けてレーザ光を送信・発
射する構成としている。尚、透光性窓16に用いる部材と
しては透明のアクリル樹脂材等を上げることができる。
すなわち、レーザ光走査部２から送信する走査レーザ光
ＬS は、透光性窓16を介して発射することになる。
【００２０】しかし、透光性窓16に汚れ17が付着する
と、該汚れ17によって走査レーザ光Ｌ S が遮光され、物
標探索を正常に行うことができなくなる。そのため、汚
れ17の付着を検出する手段を用い、光学系の自己診断を
行っている。
と、該汚れ17によって走査レーザ光Ｌ S が遮光され、物
標探索を正常に行うことができなくなる。そのため、汚
れ17の付着を検出する手段を用い、光学系の自己診断を
行っている。
【００２１】すなわち、図７(a) の汚れ検出方法は、透
光性窓16に付着した汚れ17で反射する走査レーザ光ＬS
をＰＤ(Phto Diode)18-1で検出し、該反射レーザ光の強
度から汚れ検出信号Ｇ1 を得る方法である。つまり、汚
れ検出信号Ｇ1 が大きくなれば、透光性窓16に付着する
汚れ17の量が増大したと判断することができる。
光性窓16に付着した汚れ17で反射する走査レーザ光ＬS
をＰＤ(Phto Diode)18-1で検出し、該反射レーザ光の強
度から汚れ検出信号Ｇ1 を得る方法である。つまり、汚
れ検出信号Ｇ1 が大きくなれば、透光性窓16に付着する
汚れ17の量が増大したと判断することができる。
【００２２】また、図７(b) の汚れ検出方法は、汚れ検
出専用のＬＥＤ(Light Emitting Diode)19の出力光を透
光性窓16に照射し、その反射光の強度をＰＤ 18-2で検
出して汚れ検出信号Ｇ2 を得る方法である。つまり、図
７(a) に示す方法と同様に、汚れ検出信号Ｇ2 が大きく
なれば、透光性窓16に付着する汚れ17の量が増大したと
判断することができる。
出専用のＬＥＤ(Light Emitting Diode)19の出力光を透
光性窓16に照射し、その反射光の強度をＰＤ 18-2で検
出して汚れ検出信号Ｇ2 を得る方法である。つまり、図
７(a) に示す方法と同様に、汚れ検出信号Ｇ2 が大きく
なれば、透光性窓16に付着する汚れ17の量が増大したと
判断することができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学系診断方法
では、次の〜のような問題がある。
では、次の〜のような問題がある。
【００２４】レーザ光走査部からレーザ光が送信され
なくなっても、その事を検出することができない。すな
わち、レーザダイオードやその駆動部、また走査光学系
の故障を検出することができない。
なくなっても、その事を検出することができない。すな
わち、レーザダイオードやその駆動部、また走査光学系
の故障を検出することができない。
【００２５】前記に原因して、走査レーザ光ＬS を
検出する為の専用のＰＤ(Phto Diode)を備えた装置があ
る。しかし、このような検出方法では、走査レーザ光Ｌ
S の検出用と汚れ検出用とに別々のＰＤを必要とする。
検出する為の専用のＰＤ(Phto Diode)を備えた装置があ
る。しかし、このような検出方法では、走査レーザ光Ｌ
S の検出用と汚れ検出用とに別々のＰＤを必要とする。
【００２６】図７(b) の汚れ検出方法は、汚れ検出専
用のＬＥＤが必要となる。
用のＬＥＤが必要となる。
【００２７】前記は、装置を複雑化すると共にコ
ストの増加を招く。
ストの増加を招く。
【００２８】本発明の技術的課題は、レーザ光走査型距
離測定装置において、従来の光学系診断方法の問題を解
消し、レーザ光の出力状態と透光性窓の汚れ状態とを１
つのＰＤで検出して診断する方法を確立することによっ
て、安価で信頼性の高いレーザ光走査型距離測定装置を
実現することにある。
離測定装置において、従来の光学系診断方法の問題を解
消し、レーザ光の出力状態と透光性窓の汚れ状態とを１
つのＰＤで検出して診断する方法を確立することによっ
て、安価で信頼性の高いレーザ光走査型距離測定装置を
実現することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の基本原
理を説明する図で、(a) は構成モデルを説明するブロッ
ク図、(b) は作動原理を説明する波形図、である。尚、
(b) の横軸はレーザ光の走査角度を表し、縦軸は光検出
素子の出力レベルを表している。
理を説明する図で、(a) は構成モデルを説明するブロッ
ク図、(b) は作動原理を説明する波形図、である。尚、
(b) の横軸はレーザ光の走査角度を表し、縦軸は光検出
素子の出力レベルを表している。
【００３０】本発明は、走査レーザ光ＬS が透光性窓16
a で反射する条件の相違を利用しているところに特徴が
ある。
a で反射する条件の相違を利用しているところに特徴が
ある。
【００３１】（１）基本的な光学系診断方法 本発明の方法を適用する距離測定装置は、次のような構
成を有する装置である。
成を有する装置である。
【００３２】すなわち、レーザ光ＬS を間欠的に送信す
ると共に該レーザ光ＬS の送信方向を走査し、該レーザ
光ＬS が物標で反射して戻ってくる迄に要する時間から
該物標迄の距離を求めると共に、反射レーザ光が存する
方向から該物標の位置する方向を求めるレーザ光走査型
距離測定装置である。
ると共に該レーザ光ＬS の送信方向を走査し、該レーザ
光ＬS が物標で反射して戻ってくる迄に要する時間から
該物標迄の距離を求めると共に、反射レーザ光が存する
方向から該物標の位置する方向を求めるレーザ光走査型
距離測定装置である。
【００３３】またその光学系は、レーザ光送信部1aが出
力するレーザ光ＬTXを、レーザ光走査部2aで走査すると
共に、該走査レーザ光ＬS を透光性の窓16a を介して送
信する構成のレーザ光走査型距離測定装置である。
力するレーザ光ＬTXを、レーザ光走査部2aで走査すると
共に、該走査レーザ光ＬS を透光性の窓16a を介して送
信する構成のレーザ光走査型距離測定装置である。
【００３４】そして、以上のような構成の装置の光学系
を診断する方法は、次の通りである。
を診断する方法は、次の通りである。
【００３５】すなわち、前記レーザ光走査部2aから送信
するレーザ光ＬS を、予め決めた所定の走査角度（例え
ば＋θm ) 方向へ送信した場合に、該レーザ光ＬS が前
記透光性の窓16a で正反射（条件：入射角θLi＝出射角
θLO) するレーザ光ＬL として検出可能な位置に光検出
素子20を設ける。
するレーザ光ＬS を、予め決めた所定の走査角度（例え
ば＋θm ) 方向へ送信した場合に、該レーザ光ＬS が前
記透光性の窓16a で正反射（条件：入射角θLi＝出射角
θLO) するレーザ光ＬL として検出可能な位置に光検出
素子20を設ける。
【００３６】そして、レーザ光走査部2aから送信するレ
ーザ光ＬS の送信方向を、前記予め決めた所定の走査角
度（例えば＋θm ) とした場合に、前記光検出素子20で
検出した正反射レーザ光ＬL の強度ＶL が、予め決めた
所定の強度ＶTH1 以下に低下した場合は、前記レーザ光
送信部1aに送信出力が低下する異常が存在すると判断し
診断する。
ーザ光ＬS の送信方向を、前記予め決めた所定の走査角
度（例えば＋θm ) とした場合に、前記光検出素子20で
検出した正反射レーザ光ＬL の強度ＶL が、予め決めた
所定の強度ＶTH1 以下に低下した場合は、前記レーザ光
送信部1aに送信出力が低下する異常が存在すると判断し
診断する。
【００３７】他方、レーザ光走査部2aから送信するレー
ザ光ＬS の送信方向が、前記予め決めた所定の走査角度
（例えば＋θm ) 以外の場合に、前記光検出素子20で検
出したレーザ光ＬG の強度ＶG が、予め決めた所定の強
度ＶTH2 以上に上昇した場合は、前記透光性の窓16a に
汚れ17a が存在すると判断し診断する。
ザ光ＬS の送信方向が、前記予め決めた所定の走査角度
（例えば＋θm ) 以外の場合に、前記光検出素子20で検
出したレーザ光ＬG の強度ＶG が、予め決めた所定の強
度ＶTH2 以上に上昇した場合は、前記透光性の窓16a に
汚れ17a が存在すると判断し診断する。
【００３８】以上のような光学系診断方法である。
【００３９】（２）レーザ光検出走査角度にマージン(M
argin)値を与えた光学系診断方法 前記（１）の光学系診断方法において、次のように診断
する方法である。
argin)値を与えた光学系診断方法 前記（１）の光学系診断方法において、次のように診断
する方法である。
【００４０】すなわち、正反射レーザ光ＬL の強度ＶL
を検出する際の走査角度（例えば＋θm ) に、該正反射
レーザ光ＬL の強度ＶL が低下しない範囲内でマージン
値Δθ1 を与え、該マージン値以下の走査角度つまりθ
1 〜＋θm において光検出素子20で検出した正反射レー
ザ光ＬL の強度ＶL が、予め決めた所定の強度ＶTH1以
下に低下した場合は、前記レーザ光送信部1aに送信出力
が低下する異常が存在すると判断し診断する。
を検出する際の走査角度（例えば＋θm ) に、該正反射
レーザ光ＬL の強度ＶL が低下しない範囲内でマージン
値Δθ1 を与え、該マージン値以下の走査角度つまりθ
1 〜＋θm において光検出素子20で検出した正反射レー
ザ光ＬL の強度ＶL が、予め決めた所定の強度ＶTH1以
下に低下した場合は、前記レーザ光送信部1aに送信出力
が低下する異常が存在すると判断し診断する。
【００４１】また、前記マージン値Δθ1 よりも大きい
マージン値Δθ2 であって、正反射レーザ光ＬL を検出
しない範囲のマージン値Δθ2 以上の走査角度、つまり
走査角度θ2 〜−θm において光検出素子20で検出した
レーザ光ＬG の強度ＶG が、予め決めた所定の強度Ｖ
TH2 以上に上昇した場合は、前記透光性の窓16a に汚れ
17a が存在すると判断し診断する。
マージン値Δθ2 であって、正反射レーザ光ＬL を検出
しない範囲のマージン値Δθ2 以上の走査角度、つまり
走査角度θ2 〜−θm において光検出素子20で検出した
レーザ光ＬG の強度ＶG が、予め決めた所定の強度Ｖ
TH2 以上に上昇した場合は、前記透光性の窓16a に汚れ
17a が存在すると判断し診断する。
【００４２】以上のような光学系診断方法である。
【００４３】（３）レーザ光強度の判断基準を統一した
光学系診断方法 前記（１）および（２）の光学系診断方法において、次
のように診断する方法である。
光学系診断方法 前記（１）および（２）の光学系診断方法において、次
のように診断する方法である。
【００４４】すなわち、レーザ光送信部1aの送信出力低
下異常を判定・診断する正反射レーザ光ＬL の強度Ｖ
TH1 と、透光性の窓16a に汚れ17a が存在すると判定・
診断するレーザ光ＬG の強度ＶTH2 とを、同一のレーザ
光強度つまりＶTH1 ＝ＶTH2 をもって判定・診断する光
学系診断方法である。
下異常を判定・診断する正反射レーザ光ＬL の強度Ｖ
TH1 と、透光性の窓16a に汚れ17a が存在すると判定・
診断するレーザ光ＬG の強度ＶTH2 とを、同一のレーザ
光強度つまりＶTH1 ＝ＶTH2 をもって判定・診断する光
学系診断方法である。
【００４５】
（１）基本的な光学系診断方法 本発明の方法においては、光検出素子20によって透光性
の窓16a で正反射するレーザ光ＬL の強度を検出可能で
ある。したがって、その検出出力信号すなわち正反射レ
ーザ光ＬL の強度ＶL は、走査レーザ光の強度を表して
いる。
の窓16a で正反射するレーザ光ＬL の強度を検出可能で
ある。したがって、その検出出力信号すなわち正反射レ
ーザ光ＬL の強度ＶL は、走査レーザ光の強度を表して
いる。
【００４６】それ故、正反射レーザ光ＬL の強度Ｖ
L が、予め決めた所定の強度ＶTH1 以下に低下した場合
は、前記レーザ光送信部1aに送信出力が低下する異常が
存在すると診断することができる。
L が、予め決めた所定の強度ＶTH1 以下に低下した場合
は、前記レーザ光送信部1aに送信出力が低下する異常が
存在すると診断することができる。
【００４７】他方、正反射レーザ光ＬL 以外の反射レー
ザ光で、光検出素子20に入射するレーザ光ＬG は、透光
性の窓16a で乱反射したレーザ光ＬG である。すなわ
ち、透光性の窓16a に付着した汚れ17a で反射したレー
ザ光ＬG である。
ザ光で、光検出素子20に入射するレーザ光ＬG は、透光
性の窓16a で乱反射したレーザ光ＬG である。すなわ
ち、透光性の窓16a に付着した汚れ17a で反射したレー
ザ光ＬG である。
【００４８】それ故、正反射レーザ光ＬL 以外の反射レ
ーザ光ＬG の強度ＶG が、予め決めた所定の強度ＶTH2
以上に上昇した場合は、前記透光性の窓16a に汚れ17a
が存在すると診断することができる。
ーザ光ＬG の強度ＶG が、予め決めた所定の強度ＶTH2
以上に上昇した場合は、前記透光性の窓16a に汚れ17a
が存在すると診断することができる。
【００４９】（２）レーザ光検出走査角度にマージン値
を与えた光学系診断方法 前記（１）の基本的な方法においては、送信出力が低下
する異常を、走査レーザ光ＬS の正反射条件すなわち、
透光性の窓16a における入射角θLi＝出射角θ LOの条件
においてのみ検出する。（例えば、この走査角度は＋θ
m )
を与えた光学系診断方法 前記（１）の基本的な方法においては、送信出力が低下
する異常を、走査レーザ光ＬS の正反射条件すなわち、
透光性の窓16a における入射角θLi＝出射角θ LOの条件
においてのみ検出する。（例えば、この走査角度は＋θ
m )
【００５０】しかし、実際の走査レーザ光ＬS は有限の
ビーム径を有し、また、光検出素子20の受光面積も有限
である。したがって、正反射レーザ光ＬL の強度ＶL が
低下しない範囲内の走査角度つまりθ1 〜＋θm （マー
ジン値Δθ1 ）において、その正反射レーザ光ＬL の強
度ＶL を検出しても、レーザ光送信部1aの送信出力低下
異常を検出し診断できることを意味する。
ビーム径を有し、また、光検出素子20の受光面積も有限
である。したがって、正反射レーザ光ＬL の強度ＶL が
低下しない範囲内の走査角度つまりθ1 〜＋θm （マー
ジン値Δθ1 ）において、その正反射レーザ光ＬL の強
度ＶL を検出しても、レーザ光送信部1aの送信出力低下
異常を検出し診断できることを意味する。
【００５１】またこのことは、前記マージン値Δθ1 よ
りも大きいマージン値Δθ2 以上に走査角度が推移しな
いと、透光性の窓16a に付着した汚れ17a による乱反射
レーザ光ＬG の強度ＶG を正確に検出できないことを意
味する。
りも大きいマージン値Δθ2 以上に走査角度が推移しな
いと、透光性の窓16a に付着した汚れ17a による乱反射
レーザ光ＬG の強度ＶG を正確に検出できないことを意
味する。
【００５２】したがって、走査角度θ2 〜−θm （正反
射走査角度＋θm からマージン値Δθ2 以上に推移した
走査角）において光検出素子20で検出したレーザ光ＬG
の強度ＶG から、前記透光性の窓16a に汚れ17a が存在
するか否かを正確に判断することができる。
射走査角度＋θm からマージン値Δθ2 以上に推移した
走査角）において光検出素子20で検出したレーザ光ＬG
の強度ＶG から、前記透光性の窓16a に汚れ17a が存在
するか否かを正確に判断することができる。
【００５３】（３）レーザ光強度の判断基準を統一した
光学系診断方法 前記（１）および（２）の診断方法において、レーザ光
送信部1aの送信出力低下異常の判定強度ＶTH1 と、透光
性の窓16a の汚れ17a 判定強度ＶTH2 とを同一の値（Ｖ
TH1 ＝ＶTH2 ）に設定しても、実際上それらは正しく判
定できる。むしろ、距離測定装置の構成が容易となり信
頼性の向上とコストダウンとを一層高い次元で両立する
ことができる。
光学系診断方法 前記（１）および（２）の診断方法において、レーザ光
送信部1aの送信出力低下異常の判定強度ＶTH1 と、透光
性の窓16a の汚れ17a 判定強度ＶTH2 とを同一の値（Ｖ
TH1 ＝ＶTH2 ）に設定しても、実際上それらは正しく判
定できる。むしろ、距離測定装置の構成が容易となり信
頼性の向上とコストダウンとを一層高い次元で両立する
ことができる。
【００５４】
【実施例】次に、本発明によるレーザ光走査型距離測定
装置における光学系診断方法を、実際上どのように具体
化できるかを実施例で説明する。
装置における光学系診断方法を、実際上どのように具体
化できるかを実施例で説明する。
【００５５】（１）構成 図２は、実施例の装置構成を説明するブロック図であ
る。
る。
【００５６】本実施例の構成は、図４に示した従来の装
置に、ＰＤ 20aと、その出力信号を増幅する増幅部22、
増幅した信号をＡ／Ｄ(Analog-to-Digital) 変換するＡ
／Ｄ変換部23、を付加した構成である。尚、走査レーザ
光ＬS が走査角度＋θm に達した場合に、図に示さない
透光性窓で正反射するレーザ光を検出できる位置に、Ｐ
Ｄ 20aを設けている。
置に、ＰＤ 20aと、その出力信号を増幅する増幅部22、
増幅した信号をＡ／Ｄ(Analog-to-Digital) 変換するＡ
／Ｄ変換部23、を付加した構成である。尚、走査レーザ
光ＬS が走査角度＋θm に達した場合に、図に示さない
透光性窓で正反射するレーザ光を検出できる位置に、Ｐ
Ｄ 20aを設けている。
【００５７】また、図４に示した従来装置の距離演算部
５（マイクロコンピュータシステム）に新たに入力ポー
トと出力ポートとを設け、Ａ／Ｄ変換部23が出力する光
学系診断信号ＳGLを入力すると共に、その診断データＤ
GLを出力する構成としている。すなわち、距離演算／光
学系診断部21がそれである。
５（マイクロコンピュータシステム）に新たに入力ポー
トと出力ポートとを設け、Ａ／Ｄ変換部23が出力する光
学系診断信号ＳGLを入力すると共に、その診断データＤ
GLを出力する構成としている。すなわち、距離演算／光
学系診断部21がそれである。
【００５８】したがって、距離演算／光学系診断部21
は、光学系診断プログラムを従来の距離演算プログラム
に追加した構成である。
は、光学系診断プログラムを従来の距離演算プログラム
に追加した構成である。
【００５９】（２）作動 前記（１）の構成例においては、本発明の光学系診断方
法を距離演算／光学系診断部21のソフトウェア上で実現
することができる。
法を距離演算／光学系診断部21のソフトウェア上で実現
することができる。
【００６０】図３は、実施例の診断手順を説明するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【００６１】１）走査レーザ光の出力診断の手順 すなわち、ステップ S101 で光学系診断信号ＳGLを入力
し、ステップ S102 で走査角度が図１(b) に例示すると
ころのθ1 〜＋θm の範囲であるか否かを判断する。そ
して、当該走査角度範囲θ1 〜＋θm であるならばステ
ップ S103 へ移行し、光学系診断信号ＳGLの大きさが、
図１(b) に例示するところのスレシホールドレベルＶ
TH1 よりも大きいか否かを判断する。
し、ステップ S102 で走査角度が図１(b) に例示すると
ころのθ1 〜＋θm の範囲であるか否かを判断する。そ
して、当該走査角度範囲θ1 〜＋θm であるならばステ
ップ S103 へ移行し、光学系診断信号ＳGLの大きさが、
図１(b) に例示するところのスレシホールドレベルＶ
TH1 よりも大きいか否かを判断する。
【００６２】ステップ S103 の判断結果において、光学
系診断信号ＳGLの大きさがスレシホールドレベルＶTH1
よりも大きいと判断されればステップ S105 へ移行し、
走査レーザ光ＬS の出力は正常であると判断する。他
方、光学系診断信号ＳGLの大きさがスレシホールドレベ
ルＶTH1 よりも小さいと判断されればステップ S104 へ
移行し、走査レーザ光ＬS の出力が低下していると判断
する。
系診断信号ＳGLの大きさがスレシホールドレベルＶTH1
よりも大きいと判断されればステップ S105 へ移行し、
走査レーザ光ＬS の出力は正常であると判断する。他
方、光学系診断信号ＳGLの大きさがスレシホールドレベ
ルＶTH1 よりも小さいと判断されればステップ S104 へ
移行し、走査レーザ光ＬS の出力が低下していると判断
する。
【００６３】２）診断無効区間の手順 ステップ S102 で、走査角度がθ1 〜＋θm の範囲外で
あると判断した場合はステップ S106 へ移行し、走査角
度が図１(b) に例示するところのθ1 〜θ2 の範囲であ
るか否かを判断する。もしもこの範囲であるならば、光
学系の正確な自己診断を行うことができないので、診断
無効区間として何らの判断・診断は行わない。
あると判断した場合はステップ S106 へ移行し、走査角
度が図１(b) に例示するところのθ1 〜θ2 の範囲であ
るか否かを判断する。もしもこの範囲であるならば、光
学系の正確な自己診断を行うことができないので、診断
無効区間として何らの判断・診断は行わない。
【００６４】３）透光性窓の汚れ診断の手順 ステップ S106 で走査角度がθ1 〜θ2 の範囲外である
と判断された場合は、走査レーザ光ＬS の走査角度は図
１(b) に例示するθ2 〜−θm の範囲にある。すなわ
ち、ステップ S107 へ移行し、光学系診断信号ＳGLの大
きさが、図１(b)に例示するところのスレシホールドレ
ベルＶTH2 よりも大きいか否かを判断する。
と判断された場合は、走査レーザ光ＬS の走査角度は図
１(b) に例示するθ2 〜−θm の範囲にある。すなわ
ち、ステップ S107 へ移行し、光学系診断信号ＳGLの大
きさが、図１(b)に例示するところのスレシホールドレ
ベルＶTH2 よりも大きいか否かを判断する。
【００６５】ステップ S107 の判断結果が、光学系診断
信号ＳGLの大きさがスレシホールドレベルＶTH2 よりも
大きいと判断されればステップ S109 へ移行し、透光性
窓の汚れが、正しい距離測定を行うことが困難な状態に
到っていると判断する。他方、光学系診断信号ＳGLの大
きさがスレシホールドレベルＶTH2 よりも小さいと判断
されればステップ S108 へ移行し、透光性窓に汚れは無
いと判断する。
信号ＳGLの大きさがスレシホールドレベルＶTH2 よりも
大きいと判断されればステップ S109 へ移行し、透光性
窓の汚れが、正しい距離測定を行うことが困難な状態に
到っていると判断する。他方、光学系診断信号ＳGLの大
きさがスレシホールドレベルＶTH2 よりも小さいと判断
されればステップ S108 へ移行し、透光性窓に汚れは無
いと判断する。
【００６６】（３）その他の実施例 前記（１）（２）の実施例において、特に（２）のステ
ップ S104 とステップS109 において、送信出力の低下
および透光性窓の汚れが有ると判断された場合に、アラ
ーム等の報知手段を用いてオペレータに通知する手順お
よび構成とすると、一層便利である。
ップ S104 とステップS109 において、送信出力の低下
および透光性窓の汚れが有ると判断された場合に、アラ
ーム等の報知手段を用いてオペレータに通知する手順お
よび構成とすると、一層便利である。
【００６７】
【発明の効果】以上のように、本発明の光学系診断方法
によれば、レーザ光の出力状態と透光性窓の汚れ状態と
を１つのＰＤで検出して診断することができる。
によれば、レーザ光の出力状態と透光性窓の汚れ状態と
を１つのＰＤで検出して診断することができる。
【００６８】その結果、安価で信頼性の高いレーザ光走
査型距離測定装置を実現することができる。
査型距離測定装置を実現することができる。
【図１】本発明の基本原理を説明する図で、(a) は構成
モデルを説明するブロック図、(b) は作動原理を説明す
る波形図、である。
モデルを説明するブロック図、(b) は作動原理を説明す
る波形図、である。
【図２】実施例の装置構成を説明するブロック図であ
る。
る。
【図３】実施例の診断手順を説明するフローチャートで
ある。
ある。
【図４】従来のレーザ光走査型距離測定装置の構成を説
明するブロック図である。
明するブロック図である。
【図５】レーザ光走査部の構成と作動を説明する図で、
(a) は走査部の構成例を示すブロック図、(b) は走査原
理を示す図、である。
(a) は走査部の構成例を示すブロック図、(b) は走査原
理を示す図、である。
【図６】走査方向と走査信号を説明する図で、(a) は走
査角度のタイミングチャート、(b) は原点パルス信号の
タイミングチャート、(c) は角度パルス信号のタイミン
グチャート、である。
査角度のタイミングチャート、(b) は原点パルス信号の
タイミングチャート、(c) は角度パルス信号のタイミン
グチャート、である。
【図７】レーザ光走査窓部の汚れ検出方法の従来例を説
明する図で、(a) は走査レーザ光の反射光を利用する方
法を示す図、(b) は汚れ検出専用の発光素子を用いる方
法を示す図、である。
明する図で、(a) は走査レーザ光の反射光を利用する方
法を示す図、(b) は汚れ検出専用の発光素子を用いる方
法を示す図、である。
1,1a レーザ光送信部 2,2a レーザ光走査部 ３ レーザ光受信部 ４ パルス信号処理部 ５ 距離演算部 ６ レーザダイオード ７ 送信レンズ ８ 走査用ミラー ９ 受信用ミラー 10 受信レンズ 11 PINフォトダイオード 12 走査用ミラーの駆動部 13 走査角エンコーダ 14 距離測定装置 15 筺体 16,16a 透光性窓 17,17a 汚れ 18-1, 18-2 汚れ検出用ＰＤ(Photo Diode) 19 汚れ検出用ＬＥＤ(Light Emitting Di
ode) 20 光検出素子 20a ＰＤ 21 距離演算／光学系診断部 22 増幅部 23 Ａ／Ｄ(Analog-to-Digital) 変換部 ＬTX 送信レーザ光 ＬRX 受信レーザ光 ＬS 走査レーザ光 ＳP 送信タイミング信号 ＳR 受信タイミング信号 ＳT 時間差信号 ＳSCAN レーザ光走査信号 ＳD 走査角度パルス信号 ＳE 走査原点パルス信号 ＳL レーザダイオード駆動信号 ＳS 受信信号 ＳGL 光学系診断信号 ＤL 距離データ ＤGL 光学系診断データ Ｇ1,Ｇ2 汚れ検出信号 ＶGL 光学系診断信号 ＬL 正反射したレーザ光 ＬG 汚れで乱反射したレーザ光
ode) 20 光検出素子 20a ＰＤ 21 距離演算／光学系診断部 22 増幅部 23 Ａ／Ｄ(Analog-to-Digital) 変換部 ＬTX 送信レーザ光 ＬRX 受信レーザ光 ＬS 走査レーザ光 ＳP 送信タイミング信号 ＳR 受信タイミング信号 ＳT 時間差信号 ＳSCAN レーザ光走査信号 ＳD 走査角度パルス信号 ＳE 走査原点パルス信号 ＳL レーザダイオード駆動信号 ＳS 受信信号 ＳGL 光学系診断信号 ＤL 距離データ ＤGL 光学系診断データ Ｇ1,Ｇ2 汚れ検出信号 ＶGL 光学系診断信号 ＬL 正反射したレーザ光 ＬG 汚れで乱反射したレーザ光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光（ＬS ) を間欠的に送信すると
共に該レーザ光（Ｌ S ) の送信方向を走査し、該レーザ
光（ＬS ) が物標で反射して戻ってくる迄に要する時間
から該物標迄の距離を求めると共に、反射レーザ光が存
する方向から該物標の位置する方向を求めるレーザ光走
査型距離測定装置において、 また、レーザ光送信部(1a)が出力するレーザ光（ＬTX)
を、レーザ光走査部(2a)で走査すると共に、該走査レー
ザ光（ＬS ) を透光性の窓(16a) を介して送信する場合
において、 前記レーザ光走査部(2a)から送信するレーザ光（ＬS )
を、予め決めた所定の走査角度（＋θm ) 方向へ送信し
た場合に、該レーザ光（ＬS ) が前記透光性の窓(16a)
で正反射（θLi＝θLO) するレーザ光（ＬL ) として検
出可能な位置に光検出素子(20)を設け、 レーザ光走査部(2a)から送信するレーザ光（ＬS ) の送
信方向を、前記予め決めた所定の走査角度（＋θm ) と
した場合に、前記光検出素子(20)で検出した正反射レー
ザ光（ＬL ) の強度（ＶL ) が、予め決めた所定の強度
（ＶTH1)以下に低下した場合は、前記レーザ光送信部(1
a)に送信出力が低下する異常が存在すると判断し、 他方、レーザ光走査部(2a)から送信するレーザ光
（ＬS ) の送信方向が、前記予め決めた所定の走査角度
（＋θm ) 以外の場合に、前記光検出素子(20)で検出し
たレーザ光（ＬG ) の強度（ＶG ) が、予め決めた所定
の強度（ＶTH2)以上に上昇した場合は、前記透光性の窓
(16a) に汚れ(17a) が存在すると判断すること、 を特徴とするレーザ光走査型距離測定装置における光学
系診断方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ光走査型距離測定
装置における光学系診断方法において、 正反射レーザ光（ＬL ) の強度（ＶL ) を検出する際の
走査角度（＋θm ) に、該正反射レーザ光（ＬL ) の強
度（ＶL ) が低下しない範囲内でマージン(Margin)値
（Δθ1)を与え、該マージン値以下の走査角度（θ1 〜
＋θm ) において光検出素子(20)で検出した正反射レー
ザ光（ＬL ) の強度（ＶL ) が、予め決めた所定の強度
（ＶTH1)以下に低下した場合は、前記レーザ光送信部(1
a)に送信出力が低下する異常が存在すると判断し、 また、前記正反射レーザ光（ＬL ) の強度（ＶL ) を検
出する際のマージン値（Δθ1)よりも大きいマージン値
（Δθ2)であって、該正反射レーザ光（ＬL )を検出し
ない範囲のマージン値（Δθ2)以上の走査角度（θ2 〜
−θm ) において、光検出素子(20)で検出したレーザ光
（ＬG ) の強度（ＶG ) が予め決めた所定の強度（Ｖ
TH2)以上に上昇した場合は、前記透光性の窓(16a) に汚
れ(17a) が存在すると判断すること、 を特徴とするレーザ光走査型距離測定装置における光学
系診断方法。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２記載のレーザ光
走査型距離測定装置における光学系診断方法において、
レーザ光送信部(1a)の送信出力低下異常を判定・診断す
る正反射レーザ光（ＬL) の強度（ＶTH1)と、透光性の
窓(16a) に汚れ(17a) が存在すると判定・診断するレー
ザ光（ＬG ) の強度（ＶTH2)とを、同一のレーザ光強度
（ＶTH1 ＝ＶTH2)をもって判定・診断すること、 を特徴とするレーザ光走査型距離測定装置における光学
系診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04031028A JP3093854B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザ光走査型距離測定装置における光学系診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04031028A JP3093854B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザ光走査型距離測定装置における光学系診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05223937A JPH05223937A (ja) | 1993-09-03 |
| JP3093854B2 true JP3093854B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=12320062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04031028A Expired - Fee Related JP3093854B2 (ja) | 1992-02-18 | 1992-02-18 | レーザ光走査型距離測定装置における光学系診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093854B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3663923B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2005-06-22 | 日産自動車株式会社 | 車間距離報知装置 |
| JP5707962B2 (ja) * | 2011-01-20 | 2015-04-30 | 株式会社リコー | 障害物検知装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623813U (ja) * | 1985-06-18 | 1987-01-10 |
-
1992
- 1992-02-18 JP JP04031028A patent/JP3093854B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05223937A (ja) | 1993-09-03 |
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Legal Events
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