JPH1096624A

JPH1096624A - 測距装置

Info

Publication number: JPH1096624A
Application number: JP8250696A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shoji; 崇庄司; Hidenori Miyazaki; 秀徳宮崎
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】コリメートされたレーザ光をスキャニングし
つつ投光窓より投射光として出力し、この投射光が被検
出物に当って生じる反射光を受光して被検出物体までの
距離を検知するスキャニングレーザ方式の測距装置にお
いて、スキャニングの振り角を小さく維持しつつ、近距
離での広範な検知エリアを確保する。【解決手段】スキャニング方向の正面前方付近が投射
光を平行に投射させる平面形状であり、スキャニング方
向の斜め前方付近に投射光をより外方へ拡散させる溝１
１，１２が形成された特殊形状の投光窓１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コリメートされた
レーザ光をスキャニングしつつ投光窓より投射光として
出力し、この投射光が被検出物に当って生じる反射光を
受光して被検出物体までの距離を検知するスキャニング
レーザ方式の測距装置に係り、特に車両における先行車
両の検知用に適用して好適な測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスキャニングレーザ方式
の測距装置としては、例えば図１０に示すような本体構
成のものが知られており、以下これを説明する。これ
は、光源としてのレーザダイオード１と、このレーザダ
イオード１の出力光をコリメートする（方向を均一化す
る）ためのコリメートレンズ２と、このコリメート光Ｌ
１をスキャニングするための揺動回転するミラー３ａを
有するスキャン装置３と、スキャニングされるコリメー
ト光Ｌ１を投射光Ｌ２として本体前方に透過させる全体
が平面形状の投光窓４と、投射光Ｌ２が被検出物体に当
って生じる反射光を本体内部に透過させるための受光窓
５と、この反射光を集光するための受光レンズ６と、集
光された反射光を受光する受光素子７とを備える。そし
て、図示省略した制御部により、レーザダイオード１と
スキャン装置３の動作を制御して投射光Ｌ２を所定の周
期で各方向に照射し、その反射光を受光した受光素子７
の出力を分析することで、被検出物の存在やその位置を
判定するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
スキャニングレーザ方式の測距装置では、投射光Ｌ２が
常にコリメート光（方向が均一化された光）であり、投
光窓４の形状が平面形状であるため、投射光Ｌ２が照射
される検知エリアはスキャン装置３のミラー３ａの振り
角（最大揺動角度）とほぼ同じ範囲に限定されてしま
う。これにより、例えば車両Ｓの前方検出に適用され、
水平方向（左右方向）にスキャニングされる場合の検知
エリアは、図９に符号Ａ１で示すような狭いものとな
り、例えば１００ｍ先で５ｍ幅の検出を行う装置仕様で
は、検知エリアＡ１の水平方向広がり角は５０ｍｒａｄ
となり、５ｍの近距離では検出幅は僅か２５ｃｍとな
る。このため従来の装置では、近距離の検知幅が狭くな
ることにより、図９に符号Ｂで示すような死角が生じ
て、直前に割り込んでくる車両（いわゆる割込み車）に
対して、検出タイミングが遅れるという不具合があっ
た。

【０００４】なお、上記不具合を改善する手段として
は、スキャン装置３の振り角を大きくする方法がある。
しかしその場合、遠方における検知幅が過大になって不
必要なエリアの距離を測定してしまい、制御処理が複雑
になる。また、振り角が小さいときと同じ応答速度を得
ようとすると、高速でスキャンする必要があるため、ス
キャン装置の負担が大きくなるばかりか、遠距離での打
ちもらし（検出もれ）も多く発生してくる。

【０００５】そこで本発明は、スキャニングの振り角を
小さく維持しつつ、近距離での広範な検知エリアを確保
できる測距装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の測距装置は、コリメートされたレー
ザ光をスキャニングしつつ投光窓より投射光として出力
し、この投射光が被検出物に当って生じる反射光を受光
して被検出物体までの距離を検知するスキャニングレー
ザ方式の測距装置において、前記投光窓の少なくとも一
部を、投射光を外側に屈曲させて拡散させる特殊形状と
したことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２記載の測距装置は、前記投
光窓が、前記スキャニング方向の正面前方付近が投射光
を平行に投射させる平面形状であり、前記スキャニング
方向の斜め前方付近が投射光をより外方へ拡散させて投
射させる特殊形状であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて説明する。図１又は図２は、本例の測
距装置の本体構成及び作用を示す図であって、このうち
図２は投射光がスキャニングにより前面正面方向に照射
された状態、また図１は投射光がスキャニングにより左
右方向斜め前方に照射された状態を示している。本例の
測距装置は、図１及び図２に示すように、特殊形状の投
光窓１０を有する点に特徴を有し、他の構成は図１０に
示した従来例と同様である。従来例と同様の構成要素に
は、同符号を付して重複する説明を省略する。

【０００９】投光窓１０は、透明又は半透明のガラスや
合成樹脂等の光を透過する材料により構成され、図３の
拡大図に示すような特殊形状となっている。すなわち、
スキャニング方向（この場合左右方向）の正面前方付近
が投射光Ｌ２を平行に投射させる従来どおりの平面形状
であり、スキャニング方向の斜め前方付近（左右両側）
が投射光をより外方へ拡散させて投射させる断面円弧状
の溝１１，１２が内面側に形成された特殊形状となって
いる。即ち、この投光窓１０は、大きな検知距離の必要
な前方正面付近は通常の平面形状の窓であり、大きな検
知距離のあまり必要でない斜め前方方向に照射される投
射光の外側の一部に、溝１１，１２の曲面が当たるよう
に配置されたものである。

【００１０】以上のような装置構成では、図２に示すよ
うに前方正面付近に照射される投射光は、従来同様に、
コリメート光として照射され、装置の検知距離には全く
影響がない。そして、図１に示すようにスキャニングに
より斜め前方に投射光が照射される場合には、溝１１，
１２の曲面に投射光の外側の一部が入射し、この投射光
の一部の光路は、下記式（１）で示すスネルの法則に従
って、図１及び図４に示すように外側に屈曲し、この投
射光の一部は結局拡散光として左右両側に従来よりも斜
めに照射される。またこの場合、残りの投射光は、通常
のコリメート光として照射される。このため、投光窓１
０を通過後の投射光のビームプロファイル（光ビームの
強度分布）は、図７において実線で示すようになり、点
線で示した従来よりも水平方向に広範に分布するものと
なる。

【００１１】ｎ₁×ＳＩＮθ₁＝ｎ₂×ＳＩＮθ₂ （１）なお、上記式（１）において、ｎ₁は入射媒質屈折率、
ｎ₂は出射媒質屈折率、θ₁は入射角、θ₂は出射角であ
る。

【００１２】このため本例の装置によれば、上記拡散光
が図９に示す死角Ｂの方向に拡散し、この拡散光による
被検出物からの反射光を受光レンズ６及び受光素子７で
受光することにより、スキャン装置３の振れ角を増加さ
せることなく、従来死角であったエリアも近距離では検
知できるようになり、検知エリアは図８に示すように近
距離において左右方向に従来よりも広範囲なものとな
る。従って、車両における前方検出に適用した場合、割
込み車の検出が従来よりも格段に早く可能となる。なお
検知エリアは、溝１１，１２の曲面の形状や曲率を変更
することにより、近距離の範囲でその形状や大きさを適
宜変更できる。

【００１３】なお、本発明は上記形態例に限られず各種
の態様がありうる。例えば、投光窓の特殊形状は、図５
（ａ）に示すように内面側に突条１１ａ，１２ａが形成
された形状でもよいし、図５（ｂ），（ｃ）に示すよう
に外面側に溝１１ｂ，１２ｂ或いは突条１１ｃ，１２ｃ
が形成された形状でもよい。また、図６（ｄ），（ｅ）
に示すように、溝１１ｄ，１２ｄ又は溝１１ｅ，１２ｅ
に加えて、傾斜面１３ｄ，１４ｄ又は傾斜面１３ｅ，１
４ｅが内面側或いは前面側に形成された形状でもよい
し、このような傾斜面のみが形成された形状でもよい。
また、本発明の投光窓は、従来のような単なる平板状の
本体部分の内面側や外面側に、上述のような特殊形状と
したガラスや合成樹脂の部材を別部材として配置して構
成してもよいことはいうまでもない。

【００１４】

【発明の効果】請求項１記載の測距装置では、コリメー
トされたレーザ光が投射光として投光窓を通過する際
に、投光窓の特殊形状部分において外側に屈曲して拡散
する。このため、この拡散光による被検出物からの反射
光を受光することにより、スキャニングの振れ角を増加
させることなく、従来死角であったエリアも近距離では
検知できるようになり、制御処理の複雑化やスキャン装
置の負担増を招くことなく検知エリアは近距離において
従来よりも広範囲なものとなる。

【００１５】また、請求項２記載の測距装置では、前方
正面付近に照射される投射光は、従来同様に、コリメー
ト光として照射され、装置の検知距離には全く影響がな
い。そして、スキャニングにより斜め前方に投射光が照
射される場合には、特殊形状部分に投射光が入射し、こ
の投射光は拡散光として左右両側に従来よりも斜めに照
射される。このため本装置によれば、上記拡散光による
被検出物からの反射光を受光することにより、スキャニ
ングの振れ角を増加させることなく、従来死角であった
エリアも近距離では検知できるようになり、制御処理の
複雑化やスキャン装置の負担増を招くことなく検知エリ
アが近距離において従来よりも広範囲なものとなる。し
かも、従来どおり正面遠方の検知も可能であり装置の検
知距離性能を高く維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】測距装置の本体構成及び作用を示す図である。

【図２】測距装置の本体構成及び作用を示す図である。

【図３】投光窓の詳細構成を示す斜視図である。

【図４】投光窓の作用を示す図である。

【図５】投光窓の各種態様例を示す図である。

【図６】投光窓の各種態様例を示す図である。

【図７】投光窓を通過後の投射光のビームプロファイル
を示す図である。

【図８】測距装置の検知エリアを示す図である。

【図９】従来の測距装置の検知エリアを示す図である。

【図１０】従来の測距装置の本体構成及び作用を示す図
である。

【符号の説明】

１０投光窓１１，１２溝（特殊形状部分）１１ａ，１２ａ溝（特殊形状部分）１１ｂ，１２ｂ溝（特殊形状部分）１１ｃ，１２ｃ溝（特殊形状部分）１１ｄ，１２ｄ溝（特殊形状部分）１１ｅ，１２ｅ溝（特殊形状部分）１３ｄ，１４ｄ傾斜面（特殊形状部分）１３ｅ，１４ｅ傾斜面（特殊形状部分）Ｌ１コリメート光Ｌ２投射光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コリメートされたレーザ光をスキャニン
グしつつ投光窓より投射光として出力し、この投射光が
被検出物に当って生じる反射光を受光して被検出物体ま
での距離を検知するスキャニングレーザ方式の測距装置
において、前記投光窓の少なくとも一部を、投射光を外側に屈曲さ
せて拡散させる特殊形状としたことを特徴とする測距装
置。
【請求項２】前記投光窓は、前記スキャニング方向の
正面前方付近が投射光を平行に投射させる平面形状であ
り、前記スキャニング方向の斜め前方付近が投射光をよ
り外方へ拡散させて投射させる特殊形状であることを特
徴とする請求項１記載の測距装置。