JPH03175390A - レーザレーダ走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光を用いて物標までの距離や方位を検
出するレーザレーダ走査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば特公昭６１−６３４９号公報に示されるよ
うに、レーザ光によって車両前方を走査して車両の前方
に存在する物標の大きさ、車両に対する方位及び車両か
らの距離を検出する装置が知られている。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ しかしながら上記従来例においては、レーザ光の送受信
光学系が独立して構成されており、レーザダイオードか
ら発生したレーザ光及びこのレーザ光による反射光は、
光遮蔽容器（ハウジング）に設けられたそれぞれ異なる
防塵用透明フィルタを介して送出或いは導入される。

ここで、送信用のフィルタに関しては、安全性の面から
ビーム光の光軸を絞ることができないため、その径をあ
まり小さくすることはできない。

また、受信用のフィルタに関しても、微弱な反射光をで
きるだけ集光できるようにするためにも、その径を小さ
くすることは望ましくない。それゆえ、装置の前面面積
がある程度必要になり、小型化の障害となっている。

さらに、上記従来例においては、２個の超音波偏向器を
用いることによって、レーザダイオードから発生したレ
ーザ光を２次元に走査している。

ここで、あまり走査領域を広げてしまうと反射光の検出
が不可能となるため、実際に走査可能な領域には制限が
ある。

また、第２図に示すように、装置の小型化を目的として
、空間に照射するレーザ光の光軸とこのレーザ光の反射
光の光軸とを共通化したレーザレーダ装置も提案されて
いる。すなわち、レーザダイオード１“から出力された
レーザ光は、レンズ２０を介して偏向ビームスプリッタ
２１に入射される。そして、この偏向ビームスプリッタ
２１を通過したビーム光は、λ／４波長板２２及びレン
ズ２３を介して対物レンズ２４に送出される。レーザ光
はこの対物レンズ２４によって平行光線に変換された後
、空間に向けて照射される。

このレーザレーダ装置においては、第２図に点線で示す
ように偏向ビームスプリッタ２１や各レンズ２３．２４
等によってレーザダイオード１゜から出力されたレーザ
光が反射され、その反射光がディテクタ２″にて検出さ
れる場合がある。このため、物標によって反射された反
射光（信号光）以外のノイズ光もディテクタ２゛によっ
て検出されることになる。ここで、信号光である物標か
らの反射光が微弱である場合には、上記ノイズ光によっ
て誤検出を招く恐れがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、小型
化及び走査領域の拡大を達成し、且つ物標からの反射光
以外のノイズ光を低減することが可能なレーザレーダ走
査装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明によるレーザレーダ
走査装置は、 レーザ光を発生するレーザ光発生手段と、前記レーザ光
発生手段からレーザ光が発生したときに、物標によって
反射される前記レーザ光の反射光を検出する検出手段と
、 前記レーザ光の光軸に対して所定の角度を持って斜めに
配置されて、前記レーザ光を透過させ、且つ前記反射光
を反射する板状の光アイソレータと、 前記レーザ光の光軸方向に中心軸を有し、この中心軸に
対して回動可能に配設されるとともに、前記レーザ光発
生手段が配置された位置を焦点位置とする凹面鏡によっ
て前記レーザ光を空間に向けて反射させ且つ前記反射光
を前記光アイソレータに向けて反射する回動反射手段と
、 前記回動反射手段を回転駆動する駆動手段とを備える。

〔作用〕

上記のように構成されたレーザレーダ走査装置によれば
、レーザ光の光軸とこのレーザ光の反射光の光軸とが同
一軸となるように構成されているので、装置の前面面積
を低減することができる。

また、回動反射手段を回転駆動することによって、レー
ザ光の照射方向が変化し、３６０°の水平走査を行うこ
とも可能である。

さらに、光アイソレータはレーザ光の光軸に対して所定
の角度を持って斜めに配置されているため、レーザ光発
生手段によって発生されたレーザ光が、この光アイソレ
ータによって反射されてノイズ光となることはない。ま
たい回動反射手段においても、ノイズ光となる反射は生
じない。つまり、本発明においてはレーザ光の光軸に対
して垂直な面を有する光学要素を廃したために、ノイズ
光を低減することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例の構成を示す断面図であ
る。

第１図において、ｌはレーザ光発生手段としてのレーザ
ダイオードであり、図示しない駆動回路からパルス電流
を供給されて、パルスレーザ光を拡散出力する。３は光
アイソレータであり、光の偏向特性を利用してレーザ光
の分光を行う。４は回動反射手段としての凹面鏡であり
、拡散したレーザ光を平行光線に変換する。この凹面鏡
４はステップモータ５によって回転駆動され、これによ
リレーザ光の照射方向が変化して、レーザ光は水平面内
を走査する。６は防塵用ガラス板であり、ハウジング７
とともにレーザレーダ装置を保護収納している。２は検
出手段としてのフォトダイオードであり、検出したレー
ザ光を電気信号に変換する。

なお、８，９．１０はスリットであり、不要なレーザ光
を除去するために設けられている。

以上のように構成されたレーザレーダ装置の作用を以下
に説明する。

レーザダイオードｌにパルス電流が供給されると、レー
ザダイオード１からはこの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が出力される。このパルス
レーザ光は、平行光線ではなく広がり角をもった拡散光
である。この拡散光においては、中心線から±１０°１
００角度範囲にレーザ光出力の多くが存在する。このた
め、この角度範囲内のレーザ光のみを凹面鏡４によって
平行光線に変換する。それ以外のレーザ光については、
不要なレーザ光としてスリット８にて除去する。スリッ
ト８を通過したレーザ光の中で、光アイソレータ３を透
過したレーザ光が凹面鏡４によって平行光線に変換され
、空間に向けて照射される′。

ここで、本実施例においては、板状の光アイソレータ３
を一レーザ光の光軸に対して斜めに配置しており、第２
図に示す偏向ビームスプリッタ２１よりも分光効率が劣
るが、光軸に対して垂直な面がないためノイズ光が発生
しないという利点がある。なお、ノイズ光とは、レーザ
ダイオード１から出力されたレーザ光が、物標ではなく
各レンズの表面や他の光学部品の表面で反射されて、フ
ォトダイオード２に検出されるレーザ光のことであり、
このノイズ光は検出すべき物標からの反射光に重なって
物標の検出を妨げる。

凹面鏡４によって反射されたレーザ光は物標によって反
射され、この反射光の一部が再び凹面鏡４に入射される
。凹面鏡４は、この反射光を集光しつつ光アイソレータ
３へ向けて反射する。光アイソレータ３では、この反射
光がフォトダイオード２へ向けて反射され、フォトダイ
オード２は入力されたレーザ光に応じた電気信号を出力
する。

このとき、レーザ光を出力してからその反射光を検出す
るまでの時間を測定することによって、物標までの距離
を求めることができる。

なお、第１図に示す防塵用ガラス板６がレーザ光の光軸
に対して垂直であると、この防塵用ガラス板６によって
レーザ光が反射され、ノイズ光としてフォトダイオード
２に入力されてしまう。このため、本実施例においては
、防塵用ガラス板６をレーザ光の光軸に対して所定の角
度傾けて配置している。これにより、防塵用ガラス板６
によって反射されるレーザ光は、防塵用ガラス板６の傾
きの倍の角度で光軸が逸れるため、スリット等の併用に
よりその大部分を除去することができる。

また、第１図に示すレーザレーダ装置では、凹面鏡４を
ステップモータ５によって回転駆動させており、このス
テップモータはｌステップ毎に凹面鏡４を０．４５°づ
つ回転させるものを使用している。従って、本実施例の
レーザレーダ装置１によれば、水平方向全周の走査が可
能であるとともに、その方向分解能は０．４５°となる
。なお、ステップモータに代えてサーボモータ等を用い
ることも可能であるし、その他のモータを用いて凹面鏡
４を定常回転させ、凹面鏡４が測距したい方向を向くタ
イミングに同期してパルスレーザ光を出力するようにし
ても良い。

次に、本発明の第２実施例について、第３図を用いて説
明する。

前述の第１実施例において、レーザダイオードｌが、凹
面鏡４の焦点位置に正確に配置されていないと、物標に
照射するレーザ光の出力レベルが低下してしまう場合が
ある。このため、第１図に示される凹面鏡４の回転軸の
位置決めやステ・ンプモータ５と凹面鏡４との組付けに
高い精度が要求される。

そこで、本実施例においては、第３図に示すように凹面
鏡４°を固定させ、凹面鏡４”はビーム光を平行光線に
変換させるためにのみ用いる。そして、凹面鏡４゛とは
別に他の回転ミラー３０を設けて、この回転ミラー３０
を回転駆動することにより、レーザ光の走査を行う。こ
れにより、凹面鏡４゛の位置決めやステップモータ５と
回転ミラー３０との組付は等が容易になり、また、レー
ザ光の出力レベルの低下等も防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、レーザ光の光軸と
このレーザ光の反射光の光軸とが同一軸となるように構
成したので、レーザレーダ装置を小型化させることがで
きる。さらに、回動反射手段を回転駆動することによっ
て、レーザ光の照射方向を変化させることができ、水平
方向全周の走査を行うことも可能である。また、本発明
においては、レーザ光の光軸に対して垂直な面を有する
光学要素を廃したために、ノイズ光を低減することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す断面図、第２
図はレーザ光の光軸とその反射光の光軸とを共通化した
従来のレーザレーダ装置の概略の構成をしめず構成図、
第３図は本発明の第２実施例の概略の構成を示す構成図
である。 １・・・レーザダイオード、２・・・フォトダイオード
。 ３・・・光アイソレータ、４・・・凹面鏡、５・・・ス
テップモータ、６・・・防塵用ガラス板、７・・・ハウ
ジング。 ８．９．１０・・・スリット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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レーザ光が発生したときに、物標に
   よって反射される前記レーザ光の反射光を検出する検出
   手段と、 前記レーザ光の光軸に対して所定の角度を持って斜めに
   配置されて、前記レーザ光を透過させ、且つ前記反射光
   を反射する板状の光アイソレータと、 前記レーザ光の光軸方向に中心軸を有し、この中心軸に
   対して回動可能に配設されるとともに、前記レーザ光発
   生手段が配置された位置を焦点位置とする凹面鏡によっ
   て前記レーザ光を空間に向けて反射させ且つ前記反射光
   を前記光アイソレータに向けて反射する回動反射手段と
   、 前記回動反射手段を回転駆動する駆動手段とを備えるこ
   とを特徴とするレーザレーダ走査装置。
2. （２）少なくとも前記回動反射手段を収納するハウジン
   グを設け、このハウジングに前記レーザ光及び前記反射
   光が通過する開口部を形成するとともに、この開口部に
   前記レーザ光及び前記反射光の光軸に対して所定の角度
   を持って斜めに配置された板状の光透過部材を配設した
   ことを特徴とする請求項第１項記載のレーザレーダ走査
   装置。
3. （３）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レーザ光が発生したときに、物標に
   よって反射される前記レーザ光の反射光を検出する検出
   手段と、 前記レーザ光の光軸に対して所定の角度を持って斜めに
   配置されて、前記レーザ光を透過させ、且つ前記反射光
   を反射する板状の光アイソレータと、 前記レーザ光の光軸方向に中心軸を有し、この中心軸に
   対して回動可能に配設されるとともに、前記レーザ光を
   空間に向けて反射させ且つ前記反射光を前記光アイソレ
   ータに向けて反射する回動反射手段と、 前記回動反射手段を回転駆動する駆動手段と前記レーザ
   光発生手段が配置された位置を焦点位置として、前記光
   アイソレータと前記回動反射手段との間に配置された凹
   面鏡とを備えることを特徴とするレーザレーダ走査装置
   。