JP6314774B2 - レーザ照射制御装置 - Google Patents
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Description
レーザ光を発光する発光手段(22)と、
所定の回転軸周りを回転するとともに、発光手段によって発光されたレーザ光を、所定の検知エリアに向けて反射する平面状の第1反射面(32a)を有する回転体(32)と、
回転体が目標とする一定速度にて回転するように、フィードバック制御により回転体を回転駆動する駆動手段(34、38)と、
少なくとも第1反射面の開始位置を含む回転位置を検出する回転位置検出手段(36)と、
第1反射面において複数のレーザ光が反射されるように、所定の時間間隔で、発光手段にレーザ光を発光させる発光制御手段(60)と、を備え
発光制御手段は、少なくとも、回転体が2回転する際、1回目の回転と2回目の回転とで、第1反射面の開始位置が検出されてから最初のレーザ光の発光を開始するまでの経過時間を異ならせることにより、1回目の回転時の第1反射面に対するレーザ光の照射位置と、2回目の回転時の第1反射面に対するレーザ光の照射位置をずらすものであって、回転位置検出手段により検出される第1反射面の開始位置に基づいて、1回目の回転における第1反射面の開始位置直前の回転速度に対する2回目の回転における第1反射面開始位置直前の回転速度の変動分を求め、その回転速度の変動分によるレーザ光の照射開始位置の誤差をキャンセルするように、2回目の回転時における経過時間を補正することを特徴とする。
レーザ光を発光する発光手段(22)と、
所定の回転軸周りを回転するとともに、発光手段によって発光されたレーザ光を、所定の検知エリアに向けて反射する平面状の第1反射面(32a)を有する回転体(32)と、
回転体が目標とする一定速度にて回転するように、フィードバック制御により回転体を回転駆動する駆動手段(34、38)と、
少なくとも第1反射面の開始位置を含む回転位置を検出する回転位置検出手段(36)と、
第1反射面において複数のレーザ光が反射されるように、所定の時間間隔で、発光手段にレーザ光を発光させる発光制御手段(60)と、を備え
発光制御手段は、少なくとも、回転体が2回転する際、1回目の回転と2回目の回転とで、第1反射面の開始位置が検出されてから最初のレーザ光の発光を開始するまでの経過時間を異ならせることにより、1回目の回転時の第1反射面に対するレーザ光の照射位置と、2回目の回転時の第1反射面に対するレーザ光の照射位置をずらすものであって、回転位置検出手段により検出される第1反射面の開始位置に基づき、目標とする一定速度に対する1回目の回転における第1反射面の開始位置直前の回転速度の第1変動分を求めて、第1変動分によるレーザ光の照射開始位置の誤差をキャンセルするように、1回目の回転時における経過時間を補正するとともに、目標とする一定速度に対する2回目の回転における第1反射面の開始位置直前の回転速度の第2変動分を求めて、第2変動分によるレーザ光の照射開始位置の誤差をキャンセルするように、2回目の回転時における経過時間を補正することを特徴とする。
以下、本発明の第1実施形態によるレーザ照射制御装置を含む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、レーザレーダ装置1の全体の構成を概略的に示す構成図である。
(数1)
ω0×(α1+発光間隔/2)=ω1×α2
(数2)
ω0=L×(m+n)/(m×TN_0+4×n×ΔTN_0)
ω1=L×(m+n)/(m×TN_1+4×n×ΔTN_1)
(数3)
α2=(α1+発光間隔/2)×{ω0/ω1}
=(α1+発光間隔/2)
×{(m×TN_1+4×n×ΔTN_1)/(m×TN_0+4×n×ΔTN_0)}
(数4)
ω0=(L/4)×(k1+k2+k3+k4)
÷(k1×ΔT1_0+k2×ΔT2_0+k3×ΔT3_0+k4×ΔT4_0)
ω1=(L/4)×(k1+k2+k3+k4)
÷(k1×ΔT1_1+k2×ΔT2_1+k3×ΔT3_1+k4×ΔT4_1)
(数5)
α2=(α1+発光間隔/2)
×{(k1×ΔT1_1+k2×ΔT2_1+k3×ΔT3_1+k4×ΔT4_1)
÷(k1×ΔT1_0+k2×ΔT2_0+k3×ΔT3_0+k4×ΔT4_0)}
(数6)
a1={(L/4)÷ΔT4_0−(L/4)÷ΔT1_1}÷ΔT1_1
(数7)
ω1(t)=ω1+a1×t
(数8)
ω0×(α1+発光間隔/2)=∫ω1(t)dt
次に、本発明の第2実施形態によるレーザ照射制御装置を含むレーザレーダ装置について、図面を参照して説明する。
(数9)
α1=(定時間1)×{(m×TN_0+4n×ΔTN_0)/(m+n)}/TM
(数10)
α2=(定時間2)×{(m×TN_1+4n×ΔTN_1)/(m+n)}/TM
10 発光部
20 発光ユニット
30 スキャナ
32 ポリゴンミラー
34 モータ
36 回転位置センサ
38 モータ制御回路
40 受光部
50 処理回路
60 レーザレーダ制御装置
Claims (14)
- レーザ光を発光する発光手段(22)と、
所定の回転軸周りを回転するとともに、前記発光手段によって発光されたレーザ光を、所定の検知エリアに向けて反射する平面状の第1反射面(32a)を有する回転体(32)と、
前記回転体が目標とする一定速度にて回転するように、フィードバック制御により前記回転体を回転駆動する駆動手段(34、38)と、
少なくとも前記第1反射面の開始位置を含む回転位置を検出する回転位置検出手段(36)と、
前記第1反射面において複数のレーザ光が反射されるように、所定の時間間隔で、前記発光手段に前記レーザ光を発光させる発光制御手段(60)と、を備え
前記発光制御手段は、少なくとも、前記回転体が連続して2回転する際、1回目の回転と2回目の回転とで、前記第1反射面の開始位置が検出されてから最初の前記レーザ光の発光を開始するまでの経過時間を異ならせることにより、前記1回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置と、前記2回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置をずらすものであって、前記回転位置検出手段により検出される前記第1反射面の開始位置に基づいて、前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度に対する前記2回目の回転における前記第1反射面開始位置直前の回転速度の変動分を求め、その回転速度の変動分による前記レーザ光の照射開始位置の誤差をキャンセルするように、前記2回目の回転時における前記経過時間を補正することを特徴とするレーザ照射制御装置。 - 前記発光制御手段は、前記第1反射面の開始位置が検出される間隔から、前記回転体が1回転する間の平均回転速度を求め、前記1回目の回転の直前の回転での平均回転速度に対する、前記2回目の回転の直前の回転での平均回転速度の大きさから、前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度に対する前記2回目の回転における前記第1反射面開始位置直前の回転速度の変動分を求めることを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射制御装置。
- 前記回転体には、前記第1反射面の開始位置を終了位置とする第2反射面(32d)が形成され、
前記回転位置検出手段は、前記第2反射面の開始位置も検出するものであり、
前記発光制御手段は、前記1回目の回転の直前の回転において前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度に対する、前記2回目の回転の直前の回転において前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度の大きさに基づいて、前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度に対する前記2回目の回転における前記第1反射面開始位置直前の回転速度の変動分を求めることを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射制御装置。 - 前記発光制御手段は、前記第1反射面の開始位置が検出される間隔から、前記回転体が1回転する間の平均回転速度を求め、前記1回目の回転の直前の回転での、前記平均回転速度と前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度との各々に所定の重み付け係数を用いた重み付け平均速度に対する、前記2回目の回転の直前の回転での、前記平均回転速度と前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度との各々に前記所定の重み付け係数を用いた重み付け平均速度の大きさから、前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度に対する前記2回目の回転における前記第1反射面開始位置直前の回転速度の変動分を求めることを特徴とする請求項3に記載のレーザ照射制御装置。
- 前記回転体には、各反射面の端部同士が連結されるように、前記第1反射面を含む少なくとも3つの反射面が形成され、前記3つの反射面は、前記回転体の回転方向に沿って、第3反射面(32c)、第2反射面(32d)、前記第1反射面(32a)の順に形成され、
前記回転位置検出手段は、前記3つの反射面のそれぞれの開始位置を検出するものであり、
前記発光制御手段は、前記1回目の回転の直前の回転での、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、及び前記第1反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度の各々に所定の重み付け係数を用いた第1重み付け平均速度に対する、前記2回目の回転の直前の回転での、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、及び前記第1反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度の各々に前記所定の重み付け係数を用いた第2重み付け平均速度の大きさから、前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度に対する前記2回目の回転における前記第1反射面開始位置直前の回転速度の変動分を求めることを特徴とする請求項1に記載のレーザ照射制御装置。 - 前記回転体には、各反射面の端部同士が連結されるように、前記第1反射面を含む少なくとも3つの反射面が形成され、前記3つの反射面は、前記回転体の回転方向に沿って、第3反射面(32c)、第2反射面(32d)、前記第1反射面(32a)の順に形成され、
前記回転位置検出手段は、前記3つの反射面のそれぞれの開始位置を検出するものであり、
前記発光制御手段は、前記1回目の回転の直前の回転において、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度と、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度とから、前記第1反射面の開始位置直前の前記回転体の第1回転加速度を求め、前記2回目の回転の直前の回転において、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度と、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度とから、前記第1反射面の開始位置直前の前記回転体の第2回転加速度を求め、そして、前記第1回転加速度により前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度を補正し、前記第2回転加速度により前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度を補正することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレーザ照射制御装置。 - 前記発光制御手段は、前記1回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置と、前記2回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置との間隔が等間隔となるように、前記経過時間を異ならせることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のレーザ照射制御装置。
- レーザ光を発光する発光手段(22)と、
所定の回転軸周りを回転するとともに、前記発光手段によって発光されたレーザ光を、所定の検知エリアに向けて反射する平面状の第1反射面(32a)を有する回転体(32)と、
前記回転体が目標とする一定速度にて回転するように、フィードバック制御により前記回転体を回転駆動する駆動手段(34、38)と、
少なくとも前記第1反射面の開始位置を含む回転位置を検出する回転位置検出手段(36)と、
前記第1反射面において複数のレーザ光が反射されるように、所定の時間間隔で、前記発光手段に前記レーザ光を発光させる発光制御手段(60)と、を備え
前記発光制御手段は、少なくとも、前記回転体が連続して2回転する際、1回目の回転と2回目の回転とで、前記第1反射面の開始位置が検出されてから最初の前記レーザ光の発光を開始するまでの経過時間を異ならせることにより、前記1回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置と、前記2回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置をずらすものであって、前記回転位置検出手段により検出される前記第1反射面の開始位置に基づき、前記一定速度に対する前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度の第1変動分を求めて、前記第1変動分による前記レーザ光の照射開始位置の誤差をキャンセルするように、前記1回目の回転時における前記経過時間を補正するとともに、前記一定速度に対する前記2回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度の第2変動分を求めて、前記第2変動分による前記レーザ光の照射開始位置の誤差をキャンセルするように、前記2回目の回転時における前記経過時間を補正することを特徴とするレーザ照射制御装置。 - 前記発光制御手段は、前記第1反射面の開始位置が検出される間隔から、前記回転体が1回転する間の平均回転速度を求めるものであって、前記一定速度に対する前記1回目の回転の直前の回転での平均回転速度の大きさから前記第1変動分を求め、前記一定速度に対する前記2回目の回転の直前の回転での平均回転速度の大きさから前記第2変動分を求めることを特徴とする請求項8に記載のレーザ照射制御装置。
- 前記回転体には、前記第1反射面の開始位置を終了位置とする第2反射面が形成され、
前記回転位置検出手段は、前記第2反射面の開始位置も検出するものであり、
前記発光制御手段は、前記一定速度に対する前記1回目の回転の直前の回転において前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度の大きさに基づいて前記第1変動分を求め、前記一定速度に対する前記2回目の回転の直前の回転において前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度の大きさに基づいて前記第2変動分を求めることを特徴とする請求項8に記載のレーザ照射制御装置。 - 前記発光制御手段は、前記第1反射面の開始位置が検出される間隔から、前記回転体が1回転する間の平均回転速度を求めるものであって、前記一定速度に対する、前記1回目の回転の直前の回転での、前記平均回転速度と前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度との各々に所定の重み付け係数を用いた重み付け平均速度の大きさから前記第1変動分を求め、前記一定速度に対する、前記2回目の回転の直前の回転での、前記平均回転速度と前記回転体が前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度との各々に所定の重み付け係数を用いた重み付け平均速度の大きさから前記第2変動分を求めることを特徴とする請求項10に記載のレーザ照射制御装置。
- 前記回転体には、各反射面の端部同士が連結されるように、前記第1反射面を含む少なくとも3つの反射面が形成され、前記3つの反射面は、前記回転体の回転方向に沿って、第3反射面(32c)、第2反射面(32d)、前記第1反射面(32a)の順に形成され、
前記回転位置検出手段は、前記3つの反射面のそれぞれの開始位置を検出するものであり、
前記発光制御手段は、前記一定速度に対する、前記1回目の回転の直前の回転での、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、及び前記第1反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度の各々に所定の重み付け係数を用いた第1重み付け平均速度の大きさから前記第1変動分を求め、前記一定速度に対する、前記2回目の回転の直前の回転での、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度、及び前記第1反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度の各々に前記所定の重み付け係数を用いた第2重み付け平均速度の大きさから前記第2変動分を求めることを特徴とする請求項8に記載のレーザ照射制御装置。 - 前記回転体には、各反射面の端部同士が連結されるように、前記第1反射面を含む少なくとも3つの反射面が形成され、前記3つの反射面は、前記回転体の回転方向に沿って、第3反射面(32c)、第2反射面(32d)、前記第1反射面(32a)の順に形成され、
前記回転位置検出手段は、前記3つの反射面のそれぞれの開始位置を検出するものであり、
前記発光制御手段は、前記1回目の回転の直前の回転において、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度と、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度とから、前記第1反射面の開始位置直前の前記回転体の第1回転加速度を求め、前記2回目の回転の直前の回転において、前記回転体が前記第3反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度と、前記第2反射面の開始位置から終了位置まで回転する際の回転速度とから、前記第1反射面の開始位置直前の前記回転体の第2回転加速度を求め、そして、前記第1回転加速度により前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度を補正し、前記第2回転加速度により前記1回目の回転における前記第1反射面の開始位置直前の回転速度を補正することを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載のレーザ照射制御装置。 - 前記発光制御手段は、前記1回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置と、前記2回目の回転時の前記第1反射面に対する前記レーザ光の照射位置との間隔が等間隔となるように、前記経過時間を異ならせることを特徴とする請求項8乃至13のいずれか1項に記載のレーザ照射制御装置。
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