JP7010165B2 - レーザレーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、セキュリティ用のレーザレーダ装置に関する。

レーザレーダセンサ（レーザレーダ装置）のレーザ光を透過可能なガラス板（透光板）に汚れが付着しているか否かを判定する技術として、レーザ光の照射からそのレーザ光の反射光が受光されるまでの計測時間が所定計測時間より短く、かつ反射光の受光パルスが所定の閾値を超えるほど強度が強いレーザ光が所定数以上である場合に、汚れが付着していると判定する技術が開示されている（例えば特許文献１）。

特開２００５－０１００９４号公報

しかしながら、従来技術では、レーザレーダ装置の透光板付近に物体が存在する、例えば人が立ち止まっていたり、物が置かれていたりしても、ガラス板（透光板）に汚れが付着している状態と同様な計測結果（計測時間・強度）が出ることから、透光板に汚れが付着していると誤って判定されてしまう虞がある。

本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
［形態１］
本開示の一形態によれば、セキュリティ用のレーザレーダ装置が提供される。このレーザレーダ装置は、レーザレーダ光学系と、前記レーザレーダ光学系を収容し、第１壁部および第２壁部を有する前面壁と、背面壁とを備える光学系ケースと、前記第１壁部および前記第２壁部によって固定され、前記レーザレーダ光学系から射出されるレーザ光と前記レーザ光の反射光を通過させる透光板と、前記透光板に加えられる外力と、前記レーザ光と前記反射光とによって測定された測定距離とを用いて、前記透光板に異物が付着しているか否かを判定する付着判定部と、前記第１壁部および前記第２壁部に設けられ、前記第１壁部および前記第２壁部に伝達される前記外力に応じて検出信号を出力するひずみセンサと、を備える。前記付着判定部は、前記検出信号を用いて前記外力を検出する。

（１）本発明の一形態によれば、セキュリティ用のレーザレーダ装置が提供される。このレーザレーダ装置は、レーザレーダ光学系と、前記レーザレーダ光学系から射出されるレーザ光と前記レーザ光の反射光を通過させる透光板と、前記透光板に加えられる外力と前記レーザ光と前記反射光とによって測定された測定距離とを用いて、前記透光板に異物が付着しているか否かを判定する付着判定部と、を備える。
透光板に異物が付着するということは、力の大小差こそあるものの異物が透光板に衝突しなければ発生しない。従って、この形態のレーザレーダ装置によれば、測定距離と透光板へ加えられた外力とを用いて異物の付着を判定するので、レーザレーダ装置の透光板付近に存在する本来の検出対象たる物体と透光板に付着した異物とをより正確に区別して判定できるようになる。
（２）上記形態のレーザレーダ装置において、更に、前記外力を前記透光板から直接的に又は間接的に受けて発光する応力発光体を備える。前記付着判定部は、前記レーザレーダ光学系が前記応力発光体から発する光を受光することにより生じる受光信号を用いて前記外力を検出するようにしてもよい。
上記形態のレーザレーダ装置によれば、レーザレーダ光学系が応力発光体の発光を受光し、付着判定部がその受光による受光信号を用いて透光板に加えられる外力を検出するので、応力発光体の発光を検出するための他の構成を追加する必要がなく、レーザレーダ装置の製造工数を簡略化できる。
（３）上記形態のレーザレーダ装置において、更に、前記レーザレーダ光学系を収容し、開口部を有する光学系ケースを備え、前記透光板は、前記開口部に設けられており、前記応力発光体は、前記光学系ケースの前記開口部以外の領域であって、前記測定距離を測定するための前記レーザ光が通過しない領域に設けられており、前記レーザレーダ光学系は、前記応力発光体が設けられている位置に向けて前記レーザ光を射出しないようにしてもよい。
上記形態のレーザレーダ装置によれば、レーザレーダ光学系は応力発光体が設けられている位置にレーザ光を射出しないので、レーザ光が応力発光体によって反射される反射光と応力発光体自身の発光との区別がつかないことによる外力の誤検出と異物付着の誤判定を抑制することができる。
（４）上記形態のレーザレーダ装置において、更に、前記外力に応じて検出信号を出力するひずみセンサを備える。前記付着判定部は、前記検出信号を用いて前記外力を検出するようにしてもよい。
上記形態のレーザレーダ装置によれば、付着判定部は、ひずみセンサの検出信号を用いて透光板に加えられる外力を検出できる。
（５）上記形態のレーザレーダ装置において、更に、前記外力に応じて前記透光板と前記レーザレーダ光学系との距離を変化させるバネを備える。前記付着判定部は、前記距離の変化を用いて前記外力を検出するようにしてもよい。
上記形態のレーザレーダ装置によれば、透光板に異物が付着すると、異物からの外力によってバネが縮んで透光板とレーザレーダ光学系との距離が変化することにより、異物に対する測定距離が変化するので、測定距離の変化を用いて異物の透光板への付着をより正確に判定できる。

本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、レーザレーダ装置における異物付着の検出方法等の形態で実現することができる。

本発明の一形態におけるレーザレーダ装置の概略側面図。 レーザレーダ装置の概略正面図。 第１実施形態におけるレーザレーダ装置の横断面図。 レーザレーダ光学系の制御部の動作を示すフローチャート。 汚れが透光板に飛び来る様子を示す図。 汚れが透光板との衝突時の様子を示す図。 汚れが透光板に付着している様子を示す図。 受光信号と角度との関係を示す図。 第２実施形態におけるレーザレーダ装置の横断面図。 汚れが透光板に飛び来る様子を示す図。 汚れが透光板と衝突して透光板に付着している様子を示す図。 測定距離及びひずみセンサの検出信号の時間変化を示す図。 第３実施形態におけるレーザレーダ装置の横断面図。 汚れが透光板に飛び来る様子を示す図。 汚れが透光板との衝突時の様子を示す図。 汚れが透光板に付着している様子を示す図。 測定距離の時間変化を示す図。

図１と図２は、本発明の一形態におけるレーザレーダ装置１００の概略側面図と正面図である。レーザレーダ装置１００は、セキュリティ用であり、周囲の環境を監視するための装置である。

レーザレーダ装置１００は、レーザレーダ光学系１１０と、光学系ケース１３０と、付着判定部１４０とを備える。レーザレーダ光学系１１０は、レーザ光を射出するレーザダイオードを含む発光部（図示せず）と、その射出されたレーザ光の反射光等の光を受光するフォトダイオードを含む受光部（図示せず）と、レーザ光の射出を制御するとともにレーザレーダ光学系１１０とレーザ光を反射した対象物との間の距離を測定する制御部（図示せず）等とを有する。

光学系ケース１３０は、レーザレーダ光学系１１０と付着判定部１４０とを収容している。光学系ケース１３０は、平面状の背面壁１３３と、略半球状の前面壁１３４とを有する。前面壁１３４の略中央には、開口部１３５が形成されている。開口部１３５には、透光板１２０が設けられている。透光板１２０は、例えば透明の樹脂製の板によって形成されている。透光板１２０の長手方向の両端のそれぞれは、前面壁１３４の第１壁部１３１及び第２壁部１３２に嵌め込まれている。これにより、透光板１２０は、第１壁部１３１及び第２壁部１３２によって支持され固定されている。レーザレーダ光学系１１０から射出されるレーザ光は、透光板１２０を通過して外部の対象物に到達し、外部の対象物によって反射された反射光は、透光板１２０を通過してレーザレーダ光学系１１０の受光部に到達する。レーザ光には、例えば赤外線が利用される。

レーザレーダ装置１００は、距離測定を行うための構成を備えた一般的な装置であり、次のように対象物までの距離を測定することが可能である。レーザレーダ装置１００は、例えばレーザ光を水平方向にて断続的に射出し、その反射光を受光する。レーザ光が射出される間隔（回転角度分解能）は、例えば０．２５°である。レーザレーダ装置１００は、レーザ光を射出した時点から反射光を受光した時点までの時間を用いて対象物までの距離を測定する。測定された測定距離は、例えば受光信号として上述した制御部によって付着判定部１４０に出力される。

付着判定部１４０は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。付着判定部１４０は、透光板１２０に加えられる外力と、レーザ光とレーザ光の反射光とによって測定された測定距離とを用いて、透光板１２０に異物が付着しているか否かを判定する。詳細は以下の３つの実施形態を用いて説明する。なお、本明細書において、透光板１２０に付着した異物とは、透光板１２０に外力を加えながら付着した物を指し、例えば、外部から透光板１２０に飛んできた泥や、人為的に透光板１２０に貼られたテープ等のことである。

・第１実施形態：
図３は、第１実施形態におけるレーザレーダ装置１００の内部の概略図であり、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩの位置で横切りしたレーザレーダ装置１００の断面図である。図示の便宜上、透光板１２０は破線で示されており、付着判定部１４０は省略されている。説明の便宜上、レーザレーダ装置１００の周囲を－１８０°～０°，０°～＋１８０°の角度で示している。具体的には、レーザレーダ装置１００の正面を０°で示し、レーザレーダ装置１００の背面を±１８０°、レーザレーダ装置１００の側面を－９０°又は＋９０°で示している。

光学系ケース１３０の第１壁部１３１と第２壁部１３２のそれぞれのレーザレーダ光学系１１０側の面には、応力発光層１５１，１５２が設けられている。応力発光層１５１，１５２は、ナノサイズの応力発光体を含む塗料を塗布して形成された塗料層である。応力発光体は、応力により発光する発光材料である。図３の例では、例えば透光板１２０に外力が加えられると、その外力が壁部１３１，１３２に伝達され、壁部１３１，１３２に応力が生じる。壁部１３１，１３２に生じた応力により、応力発光層１５１，１５２の中の応力発光体が発光する。すなわち、応力発光層１５１，１５２の中の応力発光体は、透光板１２０に加えられる外力を透光板１２０から間接的に受けて発光する。なお、応力発光体を透光板１２０と壁部１３１，１３２とが接続している位置に設ければ、応力発光体は透光板１２０に加えられる外力を透光板１２０から直接的に受けて発光する。本実施形態において、レーザレーダ光学系１１０は赤外線を射出し受光するので、応力発光体の発光をレーザレーダ光学系１１０に検出させるために、赤外線を放射する応力発光体を用いることが好ましい。また、レーザレーダ光学系１１０から射出されたレーザ光を遮らないために、応力発光層１５１，１５２は、光学系ケース１３０の開口部１３５以外の領域であって、距離を測定するためのレーザ光が通過しない領域に設けられることが好ましい。

レーザレーダ光学系１１０は、レーザレーダ光学系１１０の中心Ｏを中心に３６０°にレーザ光を射出可能である。ここで、図４を用いて、レーザレーダ光学系１１０のレーザ光の射出動作を説明する。

図４は、レーザレーダ光学系１１０の制御部のレーザ光の射出を制御するフローチャートである。レーザレーダ光学系１１０の制御部は、例えば角度エンコーダから取得した角度の信号を用いて、レーザレーダ光学系１１０の発光部に回転させながらレーザ光を射出させる。説明の便宜上、発光部が０°から３６０度回転して０°に戻る一周回転を例として説明する。発光部のレーザ光射出口が０°に到達する（ステップＳ１１０）と、制御部は、発光部にレーザ光を射出させる（ステップＳ１１５）。レーザ光の射出は、＋９０°まで継続する。０°から＋９０°までの範囲では、制御部は受光部における反射光の受光を用いて距離測定を行う。発光部のレーザ光射出口が＋９０°に到達する（ステップＳ１２０）と、制御部は、発光部にレーザ光の射出を停止させる（ステップＳ１２５）。レーザ光射出の停止は、＋１２０°まで継続する。発光部のレーザ光射出口が＋１２０°に到達する（ステップＳ１３０）と、制御部は、発光部にレーザ光の射出を再開させる（ステップＳ１３５）。レーザ光の射出は、－１２０°まで継続する。＋１２０°から－１２０°までの範囲では、制御部は受光部における反射光の受光を用いてレーザレーダ光学系１１０の感度を維持するための温度補正を行う。発光部のレーザ光射出口が－１２０°に到達する（ステップＳ１４０）と、制御部は、発光部にレーザ光の射出を停止させる（ステップＳ１４５）。レーザ光射出の停止は、－９０°まで継続する。発光部のレーザ光射出口が－９０°に到達する（ステップＳ１５０）と、制御部は、発光部にレーザ光の射出を再開させる（ステップＳ１５５）。レーザ光の射出は、０°まで継続する。－９０°から０°までの範囲では、制御部は受光部における反射光の受光を用いて距離測定を行う。ここで、＋９０°から＋１２０°までの範囲、及び－１２０°から－９０°までの範囲のそれぞれには、応力発光層１５２，１５１が設けられているので、受光部に応力発光層１５２，１５１から発する光を確実に受光させるため、レーザ光の射出が停止される。すなわち、レーザレーダ光学系１１０は、応力発光体が設けられている位置に向けてレーザ光を射出しないとともに、応力発光体から発する光を受光する。なお、これらの角度は、透光板１２０の形状寸法や、応力発光層１５１，１５２の設置位置によって変更してもよい。

図５と図６と図７は、図３に対応する図であり、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００に向かって飛び来て透光板１２０に付着した様子を示す図である。図５は、汚れＳＴが矢印ＡＷ１の方向に透光板１２０に飛び来る様子を示す図である。図５の例では、レーザレーダ光学系１１０から射出されたレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３は、汚れＳＴに届かず、汚れＳＴは、レーザレーダ装置１００の監視範囲外にある。

図６は、汚れＳＴが透光板１２０との衝突時の様子を示す図である。図６の例では、汚れＳＴは、透光板１２０に衝突力（外力）を加える。この外力に応じて、応力発光層１５１，１５２は複数の光を発する。図示の便宜上、応力発光層１５１から発する複数の光を光Ｌｓ１で代表し、応力発光層１５２から発する複数の光を光Ｌｓ２で代表して説明する。レーザレーダ光学系１１０は、これらの光Ｌｓ１，Ｌｓ２を受光し、これらの光Ｌｓ１，Ｌｓ２と対応する受光信号を付着判定部１４０に出力する。一方、汚れＳＴが透光板１２０と衝突して透光板１２０に付着するので、汚れＳＴに向けて射出されたレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３（図５）は、汚れＳＴによって反射され、反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３となる。レーザレーダ光学系１１０により、反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３を受光して測定した距離Ｄｗは、透光板１２０からレーザレーダ光学系１１０までの距離と等しい。レーザレーダ光学系１１０は、測定された測定距離Ｄｗを受光信号として付着判定部１４０に出力する。

図７は、汚れＳＴが透光板１２０に付着している様子を示す図である。図７の例では、汚れＳＴは透光板１２０との衝突後に透光板１２０に付着している。このとき、応力発光層１５１，１５２は発光していない。レーザレーダ光学系１１０は、汚れＳＴに到達するレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３の反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３を受光し、図６と同様に測定距離Ｄｗを受光信号として付着判定部１４０に出力する。

図８は、図５と図６と図７のそれぞれに対応する付着判定部１４０に出力される受光信号と角度との関係を示す図である。汚れＳＴが透光板１２０と衝突する前（図５）には、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００の監視範囲外にあるので、全ての角度における受光信号がＯＦＦの状態である。汚れＳＴが透光板１２０と衝突時（図６）には、０°付近における反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３による受光信号ＬＤｗ（測定距離Ｄｗと対応）と、－１２０°～－９０°における応力発光層１５１から発する光Ｌｓ１による受光信号と、＋９０°～＋１２０°における応力発光層１５２から発する光Ｌｓ２による受光信号とが付着判定部１４０に出力される。汚れＳＴが透光板１２０と衝突した後（図７）には、－１２０°～－９０°と＋９０°～＋１２０°における受光信号が無くなり、０°付近における反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３による受光信号ＬＤｗのみが付着判定部１４０に出力される。言い換えれば、この例では、付着判定部１４０は、応力発光層１５１，１５２の発光による受光信号を受けると、汚れＳＴにより透光板１２０に外力が加えられることを検出できる。透光板１２０に外力が加えられたと検出すれば、透光板１２０に異物が付着している可能性が高い。従って、付着判定部１４０は、応力発光層１５１，１５２の発光による受光信号を受けるとともに測定距離Ｄｗと対応する受光信号ＬＤｗを受け、応力発光層１５１，１５２の発光による受光信号が無くなった後に引き続き測定距離Ｄｗと対応する受光信号ＬＤｗを受けると、透光板１２０に汚れＳＴが付着していると判定できる。なお、付着判定部１４０は、応力発光層１５１，１５２のいずれか一方の発光による受光信号を用いて透光板１２０に加えられる外力を検出してもよい。また、付着判定部１４０は、透光板１２０に異物が付着していると判定すると、警報音等で利用者に通知してもよい。

以上説明したように、第１実施形態では、付着判定部１４０は、異物である汚れＳＴによって透光板１２０に加えられた外力と、レーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３と反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３とによって測定された測定距離Ｄｗとを用いて、透光板１２０に汚れＳＴが付着しているか否かを判定できる。付着判定部１４０は、レーザレーダ光学系１１０が応力発光層１５１，１５２から発する光Ｌｓ１，Ｌｓ２を受光することにより生じる受光信号を用いて、汚れＳＴによって透光板１２０に加えられた外力を検出できる。測定距離Ｄｗのみを利用して異物が付着しているか否かが判定される場合、レーザレーダ装置１００付近に存在する物体を透光板１２０に付着している異物と誤って判定されてしまう可能性がある。第１実施形態のレーザレーダ装置１００によれば、付着判定部１４０は、透光板１２０に加えられる外力と測定距離Ｄｗの両方を用いて、透光板１２０に異物が付着しているか否かをより正確に判定できる。

・第２実施形態：
図９は、第２実施形態におけるレーザレーダ装置１００ａの横断面図であり、図３に対応する図である。図３に示す第１実施形態と比べて、レーザレーダ装置１００ａは、応力発光層１５１，１５２の代わりにひずみセンサ１６０，１７０を有する点において異なり、他の構成はほぼ同様である。

図９において、ひずみセンサ１６０，１７０はそれぞれ、レーザレーダ装置１００ａの光学系ケース１３０の第１壁部１３１と第２壁部１３２に設けられている。ひずみセンサ１６０，１７０の構成は同様であり、以下はひずみセンサ１７０の説明を簡略化する。ひずみセンサ１６０は、ひずみゲージ１６１とひずみ検出回路１６２とを有する。ひずみゲージ１６１とひずみ検出回路１６２は、導線Ｃ１を介して電気的に接続されている。ひずみゲージ１６１は、金属の抵抗体を有する金属ひずみゲージである。第１壁部１３１にひずみが生じると、ひずみゲージ１６１の抵抗体の抵抗値が変化し、その変化がひずみ検出回路１６２によって検出される。ひずみ検出回路１６２は、検出された抵抗値の変化を検出信号として付着判定部１４０に出力する。ひずみセンサ１７０も同様に、導線Ｃ２を介して接続されているひずみゲージ１７１とひずみ検出回路１７２とを有する。

図１０と図１１は、図９に対応する図であり、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ａに向かって飛び来て透光板１２０に付着した様子を示す図である。図１０は、汚れＳＴが矢印ＡＷ１の方向に透光板１２０に飛び来る様子を示す図である。図１０の例では、レーザレーダ光学系１１０から射出されたレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３は、汚れＳＴに届かず、汚れＳＴは、レーザレーダ装置１００ａの監視範囲外にある。

図１１は、汚れＳＴが透光板１２０と衝突して透光板１２０に付着している様子を示す図である。図１１の例では、汚れＳＴは、透光板１２０に衝突力（外力）を加え、この外力は、壁部１３１，１３２に伝達され、壁部１３１，１３２にひずみが生じる。従って、ひずみセンサ１６０，１７０は、外力に応じて検出信号を付着判定部１４０に出力する。一方、レーザレーダ光学系１１０は、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ａの監視範囲内に入ってから、汚れＳＴまでの距離を測定する。汚れＳＴが透光板１２０に付着すると、レーザレーダ光学系１１０は、汚れＳＴに到達するレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３（図１０）とその反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３とを利用して汚れＳＴまでの距離Ｄｗを測定する。測定距離Ｄｗは、透光板１２０からレーザレーダ光学系１１０までの距離と等しい。レーザレーダ光学系１１０によって測定された測定距離は、付着判定部１４０に出力される。

図１２は、図１０と図１１に対応する測定距離及びひずみセンサ１６０，１７０の検出信号の時間変化を示す図である。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間では、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ａの監視範囲外にある（図１０）ので、測定距離は測定不能を示す値Ｄｏである。時刻ｔ１になると、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ａの監視範囲内に入り、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間では、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ａに近付くにつれ、測定距離が小さくなる。時刻ｔ２になると、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ａの透光板１２０と衝突し、透光板１２０に付着する（図１１）。このとき、レーザレーダ光学系１１０によって透光板１２０からレーザレーダ光学系１１０までの距離と等しい測定距離Ｄｗが測定されるとともに、ひずみセンサ１６０，１７０によってひずみゲージ１６１，１７１の抵抗値変化である検出信号が検出される。言い換えれば、付着判定部１４０は、測定距離Ｄｗが測定されるとともにひずみセンサ１６０，１７０の検出信号が検出されると、透光板１２０に異物である汚れＳＴが付着していると判定できる。

以上説明したように、第２実施形態では、付着判定部１４０は、異物である汚れＳＴによって透光板１２０に加えられた外力と、レーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３と反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３とによって測定された測定距離Ｄｗとを用いて、透光板１２０に汚れＳＴが付着しているか否かを判定できる。付着判定部１４０は、ひずみセンサ１６０，１７０の検出信号を用いて、汚れＳＴによって透光板１２０に加えられた外力を検出できる。

・第３実施形態：
図１３は、第３実施形態におけるレーザレーダ装置１００ｂの横断面図であり、図３に対応する図である。図３に示す第１実施形態と比べて、レーザレーダ装置１００ｂは、応力発光層１５１，１５２の代わりにバネ機構１８０，１９０を有する点において異なり、他の構成はほぼ同様である。

図１３において、バネ機構１８０，１９０はそれぞれ、レーザレーダ装置１００ｂの光学系ケース１３０の第１壁部１３１と第２壁部１３２の近傍に設けられている。バネ機構１８０，１９０の構成は同様であり、以下はバネ機構１９０の説明を簡略化する。バネ機構１８０は、バネ１８２と、エンド部材１８１と、レール部材１８３とを有する。バネ１８２は、レール部材１８３と光学系ケース１３０の第１壁部１３１に沿って伸縮することが可能である。バネ機構１９０も同様に、バネ１９２と、エンド部材１９１と、レール部材１９３とを有する。透光板１２０ｂは、バネ機構１８０，１９０のそれぞれのエンド部材１８１，１９１に設けられている。このため、バネ１８２，１９２の伸縮に伴い、透光板１２０ｂとレーザレーダ光学系１１０との距離が変化する。

図１４と図１５と図１６は、図１３に対応する図であり、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ｂに向かって飛び来て透光板１２０ｂに付着した様子を示す図である。図１４は、汚れＳＴが矢印ＡＷ１の方向に透光板１２０ｂに飛び来る様子を示す図である。図１４の例では、レーザレーダ光学系１１０から射出されたレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３は、汚れＳＴに届かず、汚れＳＴは、レーザレーダ装置１００ｂの監視範囲外にある。

図１５は、汚れＳＴが透光板１２０ｂと衝突する様子を示す図である。図１５の例では、汚れＳＴは、透光板１２０ｂに衝突力（外力）を加えると、バネ１８２，１９２が縮み、透光板１２０ｂとレーザレーダ光学系１１０との距離が短くなる。このとき、レーザレーダ光学系１１０は、汚れＳＴに到達するレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３（図１４）とその反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３とを利用して汚れＳＴまでの距離Ｄｍを測定する。レーザレーダ光学系１１０によって測定された測定距離Ｄｍは、付着判定部１４０に出力される。

図１６は、汚れＳＴが透光板１２０ｂに付着している様子を示す図である。図１６の例では、汚れＳＴと透光板１２０ｂとの衝突後、透光板１２０ｂとレーザレーダ光学系１１０との距離が元に戻る。このとき、レーザレーダ光学系１１０は、汚れＳＴに到達するレーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３とその反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３とを利用して汚れＳＴまでの距離Ｄｗを測定する。測定距離Ｄｗは、図１５において測定された測定距離Ｄｍよりも大きい。測定距離Ｄｗは、透光板１２０ｂに外力が加えられていないときに、透光板１２０ｂとレーザレーダ光学系１１０との距離である。レーザレーダ光学系１１０によって測定された測定距離Ｄｗは、付着判定部１４０に出力される。

図１７は、図１４と図１５と図１６に対応する測定距離の時間変化を示す図である。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間では、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ｂの監視範囲外にある（図１４）ので、測定距離は測定不能を示す値Ｄｏである。時刻ｔ１になると、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ｂの監視範囲内に入り、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間では、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ｂに近付くにつれ、測定距離が小さくなる。時刻ｔ２になると、汚れＳＴがレーザレーダ装置１００ｂの透光板１２０ｂと衝突し、透光板１２０ｂをレーザレーダ光学系１１０側に推進する。時刻ｔ３になると、バネ１８２，１９２が汚れＳＴの衝突力に応じてある一定の長さまで縮み、レーザレーダ光学系１１０によって測定距離Ｄｍが測定される（図１５）。時刻ｔ３から時刻ｔ４の間では、バネ１８２，１９２が伸長するにつれ、測定距離が大きくなる。時刻ｔ４になると、透光板１２０ｂとレーザレーダ光学系１１０との距離が元に戻り、レーザレーダ光学系１１０により測定距離Ｄｗが測定される（図１６）。言い換えれば、付着判定部１４０は、測定距離が減少した後に増大して測定距離Ｄｗとなることを検出すると、透光板１２０ｂに異物である汚れＳＴが付着していると判定できる。

以上説明したように、第３実施形態では、付着判定部１４０は、異物である汚れＳＴによって透光板１２０ｂに加えられた外力と、レーザ光Ｌｉ１～Ｌｉ３と反射光Ｌｒ１～Ｌｒ３とによって測定された測定距離Ｄｗとを用いて、透光板１２０に汚れＳＴが付着しているか否かを判定できる。付着判定部１４０は、レーザレーダ光学系１１０によって測定された、前記外力に応じて透光板１２０ｂとレーザレーダ光学系１１０との距離の変化を用いて、前記外力を検出できる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１００，１００ａ，１００ｂ…レーザレーダ装置、１１０…レーザレーダ光学系、１２０，１２０ｂ…透光板、１３０…光学系ケース、１３１…第１壁部、１３２…第２壁部、１３３…背面壁、１３４…前面壁、１３５…開口部、１４０…付着判定部、１５１，１５２…応力発光層、１６０，１７０…ひずみセンサ、１６１，１７１…ひずみゲージ、１６２，１７２…ひずみ検出回路、１８０，１９０…バネ機構、１８１，１９１…エンド部材、１８２，１９２…バネ、１８３，１９３…レール部材、Ｃ１，Ｃ２…導線、Ｌｉ１～Ｌｉ３…レーザ光、Ｌｒ１～Ｌｒ３…反射光、Ｌｓ１，Ｌｓ２…光、ＡＷ１…矢印、ＳＴ…汚れ、Ｏ…中心

Claims (4)

1. セキュリティ用のレーザレーダ装置であって、
   レーザレーダ光学系と、
   前記レーザレーダ光学系を収容し、第１壁部および第２壁部を有する前面壁と、背面壁とを備える光学系ケースと、
   前記第１壁部および前記第２壁部によって固定され、前記レーザレーダ光学系から射出されるレーザ光と前記レーザ光の反射光を通過させる透光板と、
   前記透光板に加えられる外力と、前記レーザ光と前記反射光とによって測定された測定距離とを用いて、前記透光板に異物が付着しているか否かを判定する付着判定部と、
   前記第１壁部および前記第２壁部に設けられ、前記外力に応じて検出信号を出力するひずみセンサと、を備え、
   前記付着判定部は、前記検出信号を用いて前記外力を検出する、
   レーザレーダ装置。
2. セキュリティ用のレーザレーダ装置であって、
   レーザレーダ光学系と、
   前記レーザレーダ光学系から射出されるレーザ光と前記レーザ光の反射光を通過させる透光板と、
   前記透光板に加えられる外力と、前記レーザ光と前記反射光とによって測定された測定距離とを用いて、前記透光板に異物が付着しているか否かを判定する付着判定部と、
   前記外力を前記透光板から直接的に又は間接的に受けて発光する応力発光体と、を備え、
   前記付着判定部は、前記レーザレーダ光学系が前記応力発光体から発する光を受光することにより生じる受光信号を用いて前記外力を検出する、
   レーザレーダ装置。
3. 請求項２に記載のレーザレーダ装置において、更に、
   前記レーザレーダ光学系を収容し、開口部を有する光学系ケースを備え、
   前記透光板は、前記開口部に設けられており、
   前記応力発光体は、前記光学系ケースの前記開口部以外の領域であって、前記測定距離を測定するための前記レーザ光が通過しない領域に設けられており、
   前記レーザレーダ光学系は、前記応力発光体が設けられている位置に向けて前記レーザ光を射出しない、
   レーザレーダ装置。
4. セキュリティ用のレーザレーダ装置であって、
   レーザレーダ光学系と、
   前記レーザレーダ光学系から射出されるレーザ光と前記レーザ光の反射光を通過させる透光板と、
   前記透光板に加えられる外力と、前記レーザ光と前記反射光とによって測定された測定距離とを用いて、前記透光板に異物が付着しているか否かを判定する付着判定部と、
   前記外力に応じて前記透光板と前記レーザレーダ光学系との距離を変化させるバネと、を備え、
   前記付着判定部は、前記距離の変化を用いて前記外力を検出する、
   レーザレーダ装置。

Images