JP5354127B2 - レーザレーダ装置 - Google Patents
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Description
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、前記レーザ光が検出物体にて反射した反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記回動偏向手段を備えた装置本体に対して着脱可能とされ、前記偏向手段によって前記空間に向けて投射された前記レーザ光を偏向させる偏向部材を備え、
前記偏向手段が第1回動範囲にあるときに、前記レーザ光が前記偏向部材によって偏向されずに前記空間に投射され、
前記偏向手段が第2回動範囲にあるときに、前記レーザ光が前記偏向部材によって偏向される構成をなしており、
前記第2回動範囲において前記偏向部材から投射される前記レーザ光の走査エリアが、前記第1回動範囲における前記偏向手段からの前記レーザ光の走査エリアの上方及び下方の少なくともいずれかとなるように、前記偏向部材の偏向方向が設定されており、
更に、二次元検出モードと三次元検出モードとを切り替えるモード切替手段と、
前記モード切替手段によって前記二次元検出モードに設定されたときに、前記中心軸と直交する所定平面を検出領域として前記検出物体の検出処理を行い、前記三次元検出モードに設定されたときに、前記所定平面の上方領域及び下方領域の少なくともいずれかを検出領域として含めて前記検出物体の検出処理を行う検出処理手段と、
前記装置本体への前記偏向部材の装着を検出する検出手段と、
を備え、
前記モード切替手段は、前記検出手段によって前記偏向部材の装着が検出されたときに前記三次元検出モードに切り替え、前記偏向部材の装着が検出されないときに前記二次元検出モードに切り替えることを特徴とする。
また、第2回動範囲において偏向部材から投射されるレーザ光の走査エリアが、第1回動範囲における偏向手段からのレーザ光の走査エリアの上方及び下方の少なくともいずれかとなるように、偏向部材の偏向方向が設定されている。このようにすると、第1回動範囲のときの走査エリアの上方及び下方の少なくとも一方に別途走査エリアが構成され、3次元的な検出を良好に行うことができる。
また、回動偏向手段を備えた装置本体に対して偏向部材が着脱可能とされている。このようにすると、偏向部材を用いた検出と、偏向部材を用いない検出を使い分けることができ、ユーザの利便性を効果的に高めることができる。
また、二次元検出モードと三次元検出モードとを切り替えるモード切替手段と、モード切替手段によって二次元検出モードに設定されたときに、中心軸と直交する所定平面を検出領域として検出物体の検出処理を行い、三次元検出モードに設定されたときに、所定平面の上方領域及び下方領域の少なくともいずれかを検出領域として含めて検出物体の検出処理を行う検出処理手段とを備えている。このようにすると、必要に応じて二次元的な検出処理と三次元的な検出処理とを使い分けることができ、ユーザの利便性を格段に高めることができる。
また、装置本体への偏向部材の装着を検出する検出手段が設けられており、モード切替手段は、検出手段によって偏向部材の装着が検出されたときに三次元検出モードに切り替え、偏向部材の装着が検出されないときに二次元検出モードに切り替えている。このようにすると、偏向部材の装着時には自動的に三次元検出モードに設定することができるため、偏向部材を用いた三次元的な検出処理をスムーズに行うことができると共に、偏向部材が装着されたときに誤って二次元検出モードに設定される事態を回避できる。一方、偏向部材の非装着時には自動的に二次元検出モードに設定することができるため、偏向部材を用いない場合に適切なモードにスムーズに移行できると共に、偏向部材が装着されないときに誤って三次元検出モードが行われる事態を回避できる。
以下、参考例1に係るレーザレーダ装置について図面を参照して説明する。図1は、参考例1に係るレーザレーダ装置を概略的に例示する断面図である。図2は、図1のレーザレーダ装置で用いられる偏向部及び偏向部材を上方から見た様子を示す説明図である。図3(a)は、図1のレーザレーダ装置で用いられる偏向部及び偏向部材を側方から見た様子を示す説明図であり、図3(b)は、偏向部と第2偏向部材とを側方から見た様子を示す説明図である。図4(a)は、レーザ光が第1偏向部材によって偏向される様子を説明する説明図であり、図4(b)は、レーザ光が直接空間に投射される様子を説明する説明図であり、図4(c)は、レーザ光が第2偏向部材によって偏向される様子を説明する説明図である。また、図5は、所定の仮想平面における複数の走査エリアを説明する説明図である。
まず、図1等を参照して参考例1に係るレーザレーダ装置1の全体構成について説明する。図1に示すように、レーザレーダ装置1は、レーザダイオード10と、検出物体からの反射光L2を受光するフォトダイオード20とを備え、検出物体までの距離や方位を検出する装置として構成されている。
次に参考例1の特徴的構成の一つである偏向部材80について説明する。
図2、図3に示すように、参考例1に係るレーザレーダ装置1は、偏向部41によって空間に向けて投射されたレーザ光L1を偏向させる2つの偏向部材80が設けられている。なお、以下では、2つの偏向部材80のうちの一方を第1偏向部材81とし、他方を第2偏向部材82として説明する。
次に、レーザレーダ装置1で行われる距離検出や警報について説明する。
図1に示すレーザレーダ装置1では、レーザダイオード10にパルス電流が供給されると、このレーザダイオード10からはパルス電流のパルス幅に応じた時間間隔のパルスレーザ光(レーザ光L1)が出力される。このレーザ光L1は、ある程度の広がり角をもった拡散光として投光され、レンズ60を通過することで平行光に変換される。レンズ60を通過したレーザ光L1は、ミラー30で反射されて偏向部41に入射し、この偏向部41にて反射され空間に向けて照射される。
参考例1のレーザレーダ装置1は、偏向部41(偏向手段)によって空間に向けて投射されたレーザ光L1を偏向させる偏向部材80を備えており、偏向部41が第1回動範囲にあるときに、レーザ光L1が偏向部材80によって偏向されずに空間に投射され、偏向部41が第1の特定回動範囲又は第2の特定回動範囲(第2回動範囲)にあるときに、レーザ光L1が偏向部材80によって偏向される構成をなしている。このようにすると、簡易な構成で複数の走査エリアを構成できる。
また、第2回動範囲において偏向部材80から投射されるレーザ光L4、L5の走査エリアAR2、AR3が、第1回動範囲における偏向部41からのレーザ光L3の走査エリアAR1の上方或いは下方となるように、偏向部材80の偏向方向が設定されている。このようにすると、第1回動範囲のときの走査エリアAR1の上方又は下方に別途走査エリアが構成され、3次元的な検出を良好に行うことができる。
次に参考例2について説明する。図6は、参考例2のレーザレーダ装置で用いられる偏向部及び偏向部材を上方から見た様子を示す説明図である。図7は、図6の構成を用いたときの所定の仮想平面における複数の走査エリアを説明する説明図である。なお、参考例2のレーザレーダ装置は、偏向部材の構成のみが参考例1と異なり、それ以外は参考例1と同様である。よって偏向部材以外の部分については適宜参考例1で用いた図面、符号等を利用して説明することとする。
次に参考例3について説明する。図8は、参考例3に係るレーザレーダ装置の一部を側方側から見た様子を概略的に示す説明図である。また、図9は、参考例3のレーザレーダ装置の一部を上方から見た様子を概略的に示す説明図である。また、図10は、参考例3のレーザレーダ装置において第2導光部材を省略した一部構成を上方から見た様子を概略的に示す説明図である。更に、図11は、参考例3のレーザレーダ装置において一方側第1導光部材にレーザ光が照射されるときの走査エリアを側方側から概念的に説明する説明図であり、図12はその走査エリアを上方側から概念的に説明する説明図である。また、図13は、参考例3のレーザレーダ装置において後方側第1導光部材にレーザ光が照射されるときの走査エリアを側方側から概念的に説明する説明図であり、図14は、その走査エリアを上方側から概念的に説明する説明図である。更に、図15は、参考例3のレーザレーダ装置において他方側第1導光部材にレーザ光が照射されるときの走査エリアを側方側から概念的に説明する説明図であり、図16は、その走査エリアを上方側から概念的に説明する説明図である。また、図17は、参考例3のレーザレーダ装置を用いたときの前方側の仮想平面における各走査位置を概念的に説明する説明図である。
参考例3に係るレーザレーダ装置300は、偏向部41が前記「第1回動範囲」及び前記「第2回動範囲」とは異なる所定回動範囲(第3回動範囲)にあるときに、偏向部41にて偏向されたレーザ光を上方導く第1導光部材311、312、313(図10)と、第1導光部材311、312、313によって上方に導かれたレーザ光を空間に向けて偏向させる第2導光部材321、322、323(図9)とが設けられている。
参考例3に係るレーザレーダ装置300は、偏向部41が、上述の「第1回動範囲」及び「第2回動範囲」とは異なる第3回動範囲(所定回動範囲)にあるときに偏向部41にて偏向されたレーザ光を上方に導く第1導光部材311、312、313と、第1導光部材311、312、313によって導かれたレーザ光を空間に向けて偏向させる第2導光部材321、322、323とが設けられており、偏向部41が第3回動範囲(所定回動範囲)にあるときに第2導光部材321、322、323から空間に投射されるレーザ光の走査エリアが、「第1回動範囲」のときの偏向部41からのレーザ光の走査エリアの上方又は下方、及び「第2回動範囲」のときの偏向部材80からのレーザ光の走査エリアの上方又は下方となるように、第2導光部材321、322、323の偏向方向が設定されている。このようにすると、「第1回動範囲」及び「第2回動範囲」のときの走査エリアの上方又は下方を走査できるようになるため、上下方向の分解能をより高めることができ、ひいては検出の精度を効果的に向上することができる。
次に参考例4について説明する。
図18は、参考例4のレーザレーダ装置を上方から見た様子を概略的に示す説明図である。図19は、図18のレーザレーダ装置における所定回動範囲(第3回動範囲)のときのレーザ光の走査エリアを概念的に説明する説明図である。図20は、参考例4のレーザレーダ装置において第2導光部材を省略した状態を上方から見た様子を概略的に示す説明図である。図21は、参考例4のレーザレーダ装置を用いたときの前方側の仮想平面における各走査位置を説明する説明図である。なお、図18では、第1回動範囲及び第2回動範囲のときのレーザ光の照射の様子を概念的に示しており、図19では、第3回動範囲のときのレーザ光の照射の様子を概念的に示している。
次に第1実施形態について説明する。
図22は、第1実施形態のレーザレーダ装置を概略的に例示する説明図であり、偏向部材を取り外した状態を示すものである。図23は、図22のレーザレーダ装置において偏向部材を取り付けた状態を示す説明図である。図24は、偏向部材の取付機構を説明する説明図であり、(a)は、偏向部材が装置本体から取り外された状態を示す図であり、(b)は偏向部材が装置本体に固定された状態を示す説明図である。図25は、センサによる検出の様子を説明する説明図であり、(a)は、偏向部材が装置本体から取り外された状態を示す図であり、(b)は偏向部材が装置本体に固定された状態を示す説明図である。なお、図24では、ケース3については、嵌合部521のやや上を水平方向に切断した構成を部分的に示しており、図25では、ケース3については、嵌合部521の中心部付近を縦方向に切断した構成を概略的に示している。
本実施形態では、回動偏向機構40を備えた装置本体502に対して偏向部材80が着脱可能とされている。このようにすると、偏向部材80を用いた検出と、偏向部材80を用いない検出を使い分けることができ、ユーザの利便性を効果的に高めることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
1,300,400,500…レーザレーダ装置
10…レーザダイオード(レーザ光発生手段)
20…フォトダイオード(光検出手段)
40…回動偏向機構(回動偏向手段)
41…偏向部(偏向手段)
42a…中心軸
50…モータ(駆動手段)
70…制御回路(距離測定手段、警報手段、モード切替手段、検出処理手段)
80…偏向部材
81…第1偏向部材
82…第2偏向部材
311,411a,411b…第1導光部材(一方側第1導光部材)
312,412…第1導光部材(後方側第1導光部材)
313,413a,413b…第1導光部材(他方側第1導光部材)
321,421a,421b…第2導光部材(一方側第2導光部材)
322,422…第2導光部材(後方側第2導光部材)
323,423a,423b…第2導光部材(後方側第2導光部材)
502…装置本体
541…センサ(フォトインタラプタ、検出手段)
Claims (1)
- レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、
前記レーザ光発生手段から前記レーザ光が発生したときに、前記レーザ光が検出物体にて反射した反射光を検出する光検出手段と、
所定の中心軸を中心として回動可能に構成された偏向手段を備えるとともに、当該偏向手段により前記レーザ光を空間に向けて偏向させ、且つ前記反射光を前記光検出手段に向けて偏向する回動偏向手段と、
前記回動偏向手段を駆動する駆動手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記回動偏向手段を備えた装置本体に対して着脱可能とされ、前記偏向手段によって前記空間に向けて投射された前記レーザ光を偏向させる偏向部材を備え、
前記偏向手段が第1回動範囲にあるときに、前記レーザ光が前記偏向部材によって偏向されずに前記空間に投射され、
前記偏向手段が第2回動範囲にあるときに、前記レーザ光が前記偏向部材によって偏向される構成をなしており、
前記第2回動範囲において前記偏向部材から投射される前記レーザ光の走査エリアが、前記第1回動範囲における前記偏向手段からの前記レーザ光の走査エリアの上方及び下方の少なくともいずれかとなるように、前記偏向部材の偏向方向が設定されており、
更に、二次元検出モードと三次元検出モードとを切り替えるモード切替手段と、
前記モード切替手段によって前記二次元検出モードに設定されたときに、前記中心軸と直交する所定平面を検出領域として前記検出物体の検出処理を行い、前記三次元検出モードに設定されたときに、前記所定平面の上方領域及び下方領域の少なくともいずれかを検出領域として含めて前記検出物体の検出処理を行う検出処理手段と、
前記装置本体への前記偏向部材の装着を検出する検出手段と、
を備え、
前記モード切替手段は、前記検出手段によって前記偏向部材の装着が検出されたときに前記三次元検出モードに切り替え、前記偏向部材の装着が検出されないときに前記二次元検出モードに切り替えることを特徴とするレーザレーダ装置。
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