レーザレーダ装置
【課題】検出物体の検出精度を高め得るレーザレーダ装置を提供する。
【解決手段】フォトダイオード２０により検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にあるとして検出される反射光のうち、その光量に対応する受光信号の振幅Ａが、異物反射光量Ｌｓより低く設定された異物検出閾値Ａｄ以上であり異物反射光量Ｌｓより高く設定された近点検出閾値Ａｎ未満である反射光を無効とし、当該振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上である反射光の検出時間Ｔに基づいて検出物体までの距離が測定される。
【解決手段】フォトダイオード２０により検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にあるとして検出される反射光のうち、その光量に対応する受光信号の振幅Ａが、異物反射光量Ｌｓより低く設定された異物検出閾値Ａｄ以上であり異物反射光量Ｌｓより高く設定された近点検出閾値Ａｎ未満である反射光を無効とし、当該振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上である反射光の検出時間Ｔに基づいて検出物体までの距離が測定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出するレーザレーダ装置に関する技術として、下記特許文献１に示すレーザ光走査型距離測定装置が知られている。このレーザ光走査型距離測定装置は、レーザ光走査部から送信するレーザ光を予め決めた所定の走査角度方向へ送信した場合に、このレーザ光が透光性の窓で正反射する正反射レーザ光を検出可能な位置に光検出素子が設けられている。そして、レーザ光走査部から送信するレーザ光の送信方向が上記所定の走査角度以外の場合に、光検出素子で検出したレーザ光の強度が予め決めた所定の強度以上に上昇すると、透光性の窓に汚れが存在すると判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２２３９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示す構成では、窓部に付着する異物を検出するために別途光検出素子等の受光手段を用意する必要があるため、制御が複雑になるだけでなく低コスト化および小型化が困難である。特に、比較的短時間で反射光を受光した場合、この反射光が近点にある検出物体からの反射によるものか、窓部に付着する異物からの反射によるものかを判断することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、検出物体の検出精度を高め得るレーザレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１のレーザレーダ装置では、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前記レーザ光が発生されたときに、当該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窓部を介して空間に向けて偏向させ、かつ前記窓部を透過した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、前記レーザ光発生手段での前記レーザ光の発生からこのレーザ光が前記検出物体にて反射された反射光が前記光検出手段により検出されるまでの検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定する距離測定手段と、を備えたレーザレーダ装置であって、前記距離測定手段は、前記窓部に付着して前記レーザ光の透過を抑制する異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きく付着する場合に、当該異物にて反射された反射光の光量および前記検出時間を異物反射光量および異物反射時間とするとき、前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光のうち、その光量が前記異物反射光量より低く設定された第１閾値以上であり前記異物反射光量より高く設定された第２閾値未満である反射光を無効とし、その光量が前記第２閾値以上である反射光の前記検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザレーダ装置において、前記距離測定手段は、前記異物反射時間よりも長い検出時間の反射光では、前記第１閾値より低く設定された第３閾値に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のレーザレーダ装置において、前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光の光量が前記第１閾値以上になるとき、前記異物の付着を報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明では、窓部に付着してレーザ光の透過を抑制する異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きく付着する場合に、当該異物にて反射された反射光の光量および検出時間を異物反射光量および異物反射時間とする。そして、光検出手段により検出時間が上記異物反射時間に相当する時間にて検出される反射光のうち、その光量が上記異物反射光量より低く設定された第１閾値以上であり上記異物反射光量より高く設定された第２閾値未満である反射光を無効とし、その光量が第２閾値以上である反射光の検出時間に基づいて検出物体までの距離が測定される。
【００１０】
上記異物反射時間に相当する時間にて検出される反射光は、近点にある検出物体からの反射によるものか、窓部に付着する異物からの反射によるものか、のいずれかである。異物からの反射光の光量は、異物が大きくなるほど増加し、この異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きくなると反射量が一定になるために一定の値（異物反射光量）となる。そして、一般に、検出物体は窓に付着する異物よりも反射率が高いため、近点の検出物体からの反射光の光量は、異物からの反射光に対して高くなる。
【００１１】
そのため、上記異物反射時間に相当する時間にて検出される反射光の光量が、第１閾値以上かつ第２閾値未満である場合にはその反射光は異物からの反射によるものと判断し、第２閾値以上である場合にはその反射光は検出物体からの反射によるものと判断することができる。これにより、異物からの反射によるものと判断される反射光の検出を無効とすることで、異物の付着に起因する誤検出をなくすとともに近点にある検出物体を確実に検出することができる。
したがって、窓部に異物等が付着する場合でもこの異物からの反射光の検出を無効として検出物体の検出精度を高めることができる。
【００１２】
請求項２の発明では、異物反射時間よりも長い検出時間の反射光については、第１閾値より低く設定された第３閾値に基づいて、距離測定手段により検出物体までの距離が測定される。
【００１３】
異物反射時間よりも長い検出時間にて検出される反射光は、遠点の検出物体からの反射によるものであり異物からの反射によるものではないため、異物からの反射を考慮する必要がないので、反射光を検出するための閾値を小さくすることができる。そのため、異物反射時間よりも長い検出時間では、上記第３閾値に基づいて反射光を検出することで、異物反射光量よりも低い光量の反射光でも検出されるので、検出精度をさらに高めることができる。
【００１４】
請求項３の発明では、異物反射時間に相当する検出時間にて検出される反射光の光量が第１閾値以上になるとき、異物の付着を報知する報知手段が設けられている。窓部に付着した異物が大きくなると、この異物からの反射光の光量は、第１閾値以上になる。このため、検出される反射光の光量が第１閾値以上になる場合には、報知手段により異物の付着を報知することで、使用者に異物の除去を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態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】窓部に付着した異物の状態を例示する拡大断面図である。
【図３】窓部に付着した異物の大きさとその異物からの反射光に応じた受光信号との関係を示す波形図である。
【図４】制御回路における検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図５】遠点の検出物体からの反射光に応じた受光信号を示す波形図である。
【図６】近点の検出物体からの反射光に応じた受光信号を示す波形図である。
【図７】異物からの反射光による受光信号と近点の検出物体からの反射光による受光信号とが重なった状態を示す波形図である。
【図８】窓部に付着した異物からの反射光に応じた受光信号を示す波形図である。
【図９】異物を透過したレーザ光の一部が検出物体によって反射されて反射光として受光された受光信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した一実施形態について図を参照して説明する。
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Ｌ３を受光するフォトダイオード２０と、レーザダイオード１０およびフォトダイオード２０を制御する制御回路７０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。レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により図略のレーザ駆動回路からパルス電流を供給されてパルスレーザ光（レーザ光Ｌ０）を投光するものである。
【００１７】
フォトダイオード２０は、「光検出手段」の一例に相当するものであり、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ０が発生したときに、このレーザ光Ｌ０が検出物体によって反射した反射光Ｌ３等を検出し受光信号に変換して制御回路７０に出力する構成をなしている。なお、検出物体からの反射光については所定領域のものが取り込まれる構成となっており、図１の例では、符号Ｌ３で示す２つのライン間の領域の反射光が取り込まれるようになっている。
【００１８】
また、レーザ光Ｌ０の光軸上にはレンズ６０及びミラー３０が設けられている。レンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ０を平行光に変換する。
【００１９】
ミラー３０は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ０の透過と、検出物体側からの反射光Ｌ３の反射を実現するものである。具体的には、レーザ光Ｌ０の光軸に対し所定角度で傾斜してなる反射面３１を有するとともに、反射面３１と交差する方向の貫通路３２を備えている。本構成では、レーザ光Ｌ０の光軸と反射光Ｌ３の光軸とを一致させる構成としており、ミラー３０は、共通の光軸上に配されて貫通路３２を介してレーザ光Ｌ０を通過させる一方、反射面３１により反射光Ｌ３をフォトダイオード２０に向けて反射する構成をなしている。
【００２０】
なお、上述したように、レーザダイオード１０から貫通路３２までのレーザ光Ｌ０の光路上に、レーザ光Ｌ０を平行光に変換するレンズ６０が設けられているが、このレンズ６０は、貫通路３２においてほぼすべての光を通過させる平行光を発生させる形態とすると良い。逆に、貫通路３２に着目した場合、当該貫通路３２は、レンズ６０によって平行光とされたレーザ光Ｌ０のほぼすべての光を通過させるサイズとすると良い。
【００２１】
また、ミラー３０を通過するレーザ光Ｌ０の光軸上には、回動偏向機構４０が設けられている。この回動偏向機構４０は、レーザ光Ｌ０の光軸方向に延びる中心軸を中心として回動可能に配設されるとともに、この中心軸上に焦点位置が設定される凹面鏡４１によってレーザ光Ｌ０を空間に向けて反射させ且つ反射光Ｌ３をミラーに向けて偏向させている。なお、回動偏向機構４０および凹面鏡４１は、特許請求の範囲に記載の「回動偏向手段」および「偏向手段」の一例に相当する。
【００２２】
さらに、回動偏向機構４０を回転駆動するモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸４２を回転させることで、軸４２と連結された回動可能な凹面鏡４１を回転駆動する構成となっている。モータ５０は、ここではステップモータによって構成されている。ステップモータは、種々のものを利用でき、１ステップ毎の角度が小さいものを使用すれば、緻密な回動が可能となる。また、モータ５０としてステップモータ以外の駆動手段を用いてもよい。例えばサーボモータ等を用いても良いし、定常回転するモータを用い、凹面鏡４１が測距したい方向を向くタイミングに同期させてパルスレーザ光を出力することで、所望の方向の検出を可能としてもよい。なお、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸４２の回転角度、即ち凹面鏡４１の回転角度を検出する回転角度センサ５２が設けられており、この回転角度センサ５２は、凹面鏡４１の回転角度に対応する角度信号を制御回路７０に出力する。当該回転角度センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸４２の回転角度を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用でき、また、検出対象となるモータ５０の種類も特に限定されず、様々な種類のものに適用できる。
【００２３】
また、本実施形態では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回動偏向機構４０、モータ５０や制御回路７０等がケース３内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース３における凹面鏡４１の周囲には、当該凹面鏡４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ０及び反射光Ｌ３の通過を可能とする導光部４が形成されている。導光部４は、凹面鏡４１に入光するレーザ光Ｌ０の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ３６０°に亘って構成されており、この導光部４を閉塞する形態でレーザ光が透過可能なガラス板等からなる窓部５が配され、防塵が図られている。
【００２４】
窓部５は、凹面鏡４１に入光するレーザ光Ｌ０の光軸と直交する仮想平面に対し全周にわたり傾斜した構成となっている。即ち、凹面鏡４１から空間に向かうレーザ光Ｌ０に対して板面が傾斜した構成をなしている。従って、凹面鏡４１から空間に向かうレーザ光Ｌ０が窓部５にて反射してもノイズ光となりにくくなっている。
【００２５】
制御回路７０は、例えば、マイコンやメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）等から構成されており、上述したレーザダイオード１０およびフォトダイオード２０等を制御することで、検出物体までの距離や方向を検出する検出処理を所定のコンピュータプログラムにより実行する機能を有するものである。
【００２６】
この制御回路７０には、ランプ７１が制御可能に接続されている。このランプ７１は、制御回路７０からの報知信号に応じて発光することで、後述する異物Ｄの検出時にその旨を視覚的に報知する報知手段として機能するものである。なお、ランプ７１に代えて、例えばブザー等を報知手段として採用してもよい。
【００２７】
次に、本実施形態に係るレーザレーダ装置１の制御回路７０における検出処理について説明する。
この検出処理では、図２に例示するように窓部５に付着した汚れ等の異物Ｄからの反射光の検出を無効とするために、反射光を検出するための閾値が変更される。
【００２８】
まず、異物Ｄからの反射光の検出を無効とする本検出処理の原理について説明する。
図２に例示するように、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ０の透過を抑制するように異物Ｄが窓部５に付着すると、レーザ光Ｌ０の一部が反射光としてケース３内に反射される。この場合、図３の実線にて例示するように、レーザ光Ｌ０の出力から比較的短い検出時間で検出された反射光に応じた受光信号がフォトダイオード２０から出力される。この検出時間を異物反射時間Ｔｓとすると、付着する異物Ｄが大きくなるほど異物反射時間Ｔｓにて検出される反射光の光量が増加する（図３の波線部参照）。そして、異物Ｄが窓部５に照射されるレーザ光Ｌ０の面積よりも大きくなると、反射量が一定になるために検出される反射光の光量が一定の値（以下、異物反射光量Ｌｓともいう）となる。
【００２９】
レーザ光Ｌ０の照射後に上記異物反射時間Ｔｓに相当する時間にて検出される反射光は、上述のように窓部５に付着する異物Ｄからの反射によるものか、窓部５に対して近点にある検出物体からの反射によるものか、のいずれかである。そして、一般に、検出物体は窓部５に付着する異物Ｄよりも反射率が高いため、近点の検出物体からの反射光の光量は、異物Ｄからの反射光の光量に対して高くなる。そこで、本実施形態では、異物Ｄからの反射光の検出を無効とし検出物体からの反射光の検出を有効とするために、フォトダイオード２０からの受光信号と比較される所定の閾値を、検出時間に応じて変更する。
【００３０】
以下、検出処理の具体的な流れについて図４のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の検出処理中では、制御回路７０により駆動制御されたモータ５０が回転することにより、凹面鏡４１が一定速度で回転しているものとする。また、上記異物反射時間Ｔｓおよび異物反射光量Ｌｓは、測定方向毎に予め測定されて制御回路７０のメモリ等にそれぞれ記憶されているものとする。
【００３１】
まず、ステップＳ１０１において、レーザ発光処理がなされる。この処理では、タイミング信号発生部にて生成された発光トリガに応じた所定のパルス幅の発光信号がレーザ駆動回路に出力される。これにより、レーザ駆動回路に駆動制御されて、レーザダイオード１０から上記所定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Ｌ０）が出力される。このレーザ光Ｌ０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Ｌ０は、ミラー３０に形成された貫通路３２を通過して凹面鏡４１に入射し、この凹面鏡４１にて平行光として反射され空間に向けて照射される。
【００３２】
次に、ステップＳ１０３において、レーザ受光処理がなされる。レーザ光Ｌ０が検出物体等によって反射光として反射されると、この反射光は、凹面鏡４１にて集光されてミラー３０を介してフォトダイオード２０へ向けて反射される。これにより、上記レーザ受光処理では、フォトダイオード２０から反射光の受光に応じた受光信号が制御回路７０に入力される。
【００３３】
続いて、ステップＳ１０５において、フォトダイオード２０からの受光信号の振幅Ａが、その測定方向における異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量小さく設定された閾値（以下、遠点検出閾値Ａｆともいう）以上であるか否かについて判定される。ここで、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆは未満であれば（Ｓ１０５でＮｏ）、反射光が受光されていないと判断されて、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。なお、遠点検出閾値Ａｆは、より遠点の検出物体からの反射光を検出可能として検出精度を高めるために、後述する異物検出閾値Ａｄよりも小さく設定されている。そして、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上になると、反射光を受光したとしてステップＳ１０５にてＹｅｓと判定される。
【００３４】
次に、ステップＳ１０７において、レーザ光Ｌ０の出力から上述のように反射光を受光するまでの時間（以下、検出時間Ｔともいう）が、所定の時間範囲ΔＴ内にあるか否かについて判定される。なお、所定の時間範囲ΔＴは、その受光信号が異物Ｄからの反射によるものか否かを判断するために、異物反射時間Ｔｓに相当し得る時間として、当該異物反射時間Ｔｓを基準に前後に所定の時間幅を有するように設定されている。
【００３５】
ここで、図５に例示するように、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上になる検出時間Ｔが、所定の時間範囲ΔＴ内にない場合、すなわち、異物反射時間Ｔｓよりも所定時間以上長い場合、この反射光は、遠点の検出物体からの反射によるものであり異物Ｄからの反射によるものではないと判断される。この場合、ステップＳ１０７にてＮｏと判定されて、ステップＳ１０９にて遠点距離測定処理がなされて、遠点検出閾値Ａｆに応じて検出された検出時間Ｔに基づいて検出物体までの距離が測定される。このように測定された距離に関する情報は、ステップＳ１１１における出力処理により、軸４２の回転角度、すなわち検出物体の方向に関する情報とともに、図略の外部装置等に対して出力される。なお、ステップＳ１０９および後述するステップＳ１１５を実行する制御回路７０は、特許請求の範囲に記載の「距離測定手段」の一例に相当し得る。
【００３６】
一方、検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にある場合には（Ｓ１０７でＹｅｓ）、ステップＳ１１３にて、受光信号の振幅Ａが、その測定方向における異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量大きく設定された閾値（以下、近点検出閾値Ａｎという）以上であるか否かについて判定される。ここで、図６に例示するように受光信号の振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上である場合、異物Ｄからの反射光の光量は異物反射光量Ｌｓ以上にならないことから、この反射光は、近点の検出物体からの反射によるものであり異物Ｄからの反射によるものではないと判断される。この場合、ステップＳ１１３にてＹｅｓと判定されて、ステップＳ１１５にて近点距離測定処理がなされて、近点検出閾値Ａｎに応じて検出された検出時間に基づいて検出物体までの距離が測定される。このように測定された距離は、上記ステップＳ１１１にて出力処理がなされて、外部装置等に対して出力される。
【００３７】
これにより、例えば、図７に例示するように、異物Ｄからの反射光による受光信号と近点の検出物体からの反射光による受光信号とが重なる場合であっても、異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量大きく設定された近点検出閾値Ａｎに基づき反射光の検出がなされるので、近点の検出物体からの反射光を検出することができる。
【００３８】
一方、ステップＳ１１３において、受光信号の振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上でない場合には（Ｓ１１３でＮｏ）、ステップＳ１１７にて、当該振幅Ａが、その測定方向における異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量小さく設定された閾値（以下、異物検出閾値Ａｄという）以上であるか否かについて判定される。上述したように異物検出閾値Ａｄは遠点検出閾値Ａｆよりも大きく設定されており、図８に例示するように受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上になると、この反射光は、異物Ｄからの反射によるものであると判断されて、ステップＳ１１７にてＹｅｓと判定される。
【００３９】
このように異物Ｄからの反射光であると判断されると、ステップＳ１１９にて報知処理がなされて、ランプ７１に対して報知信号が出力される。これにより、ランプ７１が所定の状態で発光することで、窓部５に異物Ｄが付着していることが報知されて、反射光の検出が無効とされる。
【００４０】
そして、ステップＳ１２１において、上述のように異物Ｄからの反射光が検出された受光信号に、検出物体からの反射光の受光に応じた信号が含まれるか否かについて判定される。すなわち、異物Ｄを透過したレーザ光Ｌ０の一部が検出物体によって反射されて反射光として受光されたか否かについて判定するものであり、図９に例示するように、他の受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上になる検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴよりも遠点側になる場合には、ステップＳ１２１にてＹｅｓと判定される。そして、ステップＳ１０９にて、この遠点側の受光信号について、検出物体までの距離が測定される。これにより、窓部５に異物Ｄが付着する場合であっても、遠点の検出物体までの距離を測定することができる。
【００４１】
一方、ステップＳ１１７において、受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上でない場合には（Ｓ１１７でＮｏ）、異物Ｄからの反射光であるものの報知すべき大きさでないとして、上記報知処理がなされずに反射光の検出が無効とされて、上記ステップＳ１２１以降の処理がなされる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、フォトダイオード２０により検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にあるとして検出される反射光のうち、その光量に対応する受光信号の振幅Ａが、異物反射光量Ｌｓより低く設定された異物検出閾値Ａｄ以上であり異物反射光量Ｌｓより高く設定された近点検出閾値Ａｎ未満である反射光を無効とし、当該振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上である反射光の検出時間Ｔに基づいて検出物体までの距離が測定される。
【００４３】
これにより、異物Ｄからの反射によるものと判断される反射光の検出を無効とすることで、異物Ｄの付着に起因する誤検出をなくすとともに近点にある検出物体を確実に検出することができる。
したがって、窓部５に異物Ｄ等が付着する場合でもこの異物Ｄからの反射光の検出を無効として検出物体の検出精度を高めることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、所定の時間範囲ΔＴ内にない検出時間の反射光、すなわち、異物反射時間Ｔｓよりも長い検出時間の反射光については、異物検出閾値Ａｄより低く設定された遠点検出閾値Ａｆに基づいて、検出物体までの距離が測定される。
【００４５】
これにより、異物反射時間よりも所定時間以上長い検出時間では、遠点検出閾値Ａｆに基づいて反射光を検出することで、異物反射光量Ｌｓよりも低い光量の反射光でも検出されるので、検出精度をさらに高めることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、異物反射時間Ｔｓに相当する検出時間Ｔにて検出される反射光の光量に対応する受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上になるとき、異物Ｄの付着を報知する報知手段としてランプ７１が設けられている。これにより、受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上になる場合には、ランプ７１により異物Ｄの付着を報知することで、使用者に異物Ｄの除去を促すことができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）ステップＳ１０７では、検出時間Ｔが、所定の時間範囲ΔＴ内にあるか否かについて判定することに限らず、異物反射時間Ｔｓに相当し得るように設定される時間閾値以下であるか否かについて判定してもよい。この場合、検出時間Ｔが時間閾値以下である場合は、検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にある場合に相当するものとする。
【００４８】
（２）ステップＳ１１７を廃止することで、検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にあり、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上かつ近点検出閾値Ａｎ未満である反射光を受光した場合は、全てステップＳ１１９にて報知処理を実施してもよい。これにより、より小さな異物Ｄでもその付着を報知することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…レーザレーダ装置
３…ケース
５…窓部
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）
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（距離測定手段）
７１…ランプ（報知手段）
Ａｄ…異物検出閾値（第１閾値）
Ａｆ…遠点検出閾値（第３閾値）
Ａｎ…近点検出閾値（第２閾値）
Ｄ…異物
Ｌｓ…異物反射光量
Ｔ…検出時間
Ｔｓ…異物反射時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を用いて検出物体までの距離や方位を検出するレーザレーダ装置に関する技術として、下記特許文献１に示すレーザ光走査型距離測定装置が知られている。このレーザ光走査型距離測定装置は、レーザ光走査部から送信するレーザ光を予め決めた所定の走査角度方向へ送信した場合に、このレーザ光が透光性の窓で正反射する正反射レーザ光を検出可能な位置に光検出素子が設けられている。そして、レーザ光走査部から送信するレーザ光の送信方向が上記所定の走査角度以外の場合に、光検出素子で検出したレーザ光の強度が予め決めた所定の強度以上に上昇すると、透光性の窓に汚れが存在すると判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２２３９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示す構成では、窓部に付着する異物を検出するために別途光検出素子等の受光手段を用意する必要があるため、制御が複雑になるだけでなく低コスト化および小型化が困難である。特に、比較的短時間で反射光を受光した場合、この反射光が近点にある検出物体からの反射によるものか、窓部に付着する異物からの反射によるものかを判断することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、検出物体の検出精度を高め得るレーザレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１のレーザレーダ装置では、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前記レーザ光が発生されたときに、当該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窓部を介して空間に向けて偏向させ、かつ前記窓部を透過した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、前記レーザ光発生手段での前記レーザ光の発生からこのレーザ光が前記検出物体にて反射された反射光が前記光検出手段により検出されるまでの検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定する距離測定手段と、を備えたレーザレーダ装置であって、前記距離測定手段は、前記窓部に付着して前記レーザ光の透過を抑制する異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きく付着する場合に、当該異物にて反射された反射光の光量および前記検出時間を異物反射光量および異物反射時間とするとき、前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光のうち、その光量が前記異物反射光量より低く設定された第１閾値以上であり前記異物反射光量より高く設定された第２閾値未満である反射光を無効とし、その光量が前記第２閾値以上である反射光の前記検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザレーダ装置において、前記距離測定手段は、前記異物反射時間よりも長い検出時間の反射光では、前記第１閾値より低く設定された第３閾値に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のレーザレーダ装置において、前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光の光量が前記第１閾値以上になるとき、前記異物の付着を報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明では、窓部に付着してレーザ光の透過を抑制する異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きく付着する場合に、当該異物にて反射された反射光の光量および検出時間を異物反射光量および異物反射時間とする。そして、光検出手段により検出時間が上記異物反射時間に相当する時間にて検出される反射光のうち、その光量が上記異物反射光量より低く設定された第１閾値以上であり上記異物反射光量より高く設定された第２閾値未満である反射光を無効とし、その光量が第２閾値以上である反射光の検出時間に基づいて検出物体までの距離が測定される。
【００１０】
上記異物反射時間に相当する時間にて検出される反射光は、近点にある検出物体からの反射によるものか、窓部に付着する異物からの反射によるものか、のいずれかである。異物からの反射光の光量は、異物が大きくなるほど増加し、この異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きくなると反射量が一定になるために一定の値（異物反射光量）となる。そして、一般に、検出物体は窓に付着する異物よりも反射率が高いため、近点の検出物体からの反射光の光量は、異物からの反射光に対して高くなる。
【００１１】
そのため、上記異物反射時間に相当する時間にて検出される反射光の光量が、第１閾値以上かつ第２閾値未満である場合にはその反射光は異物からの反射によるものと判断し、第２閾値以上である場合にはその反射光は検出物体からの反射によるものと判断することができる。これにより、異物からの反射によるものと判断される反射光の検出を無効とすることで、異物の付着に起因する誤検出をなくすとともに近点にある検出物体を確実に検出することができる。
したがって、窓部に異物等が付着する場合でもこの異物からの反射光の検出を無効として検出物体の検出精度を高めることができる。
【００１２】
請求項２の発明では、異物反射時間よりも長い検出時間の反射光については、第１閾値より低く設定された第３閾値に基づいて、距離測定手段により検出物体までの距離が測定される。
【００１３】
異物反射時間よりも長い検出時間にて検出される反射光は、遠点の検出物体からの反射によるものであり異物からの反射によるものではないため、異物からの反射を考慮する必要がないので、反射光を検出するための閾値を小さくすることができる。そのため、異物反射時間よりも長い検出時間では、上記第３閾値に基づいて反射光を検出することで、異物反射光量よりも低い光量の反射光でも検出されるので、検出精度をさらに高めることができる。
【００１４】
請求項３の発明では、異物反射時間に相当する検出時間にて検出される反射光の光量が第１閾値以上になるとき、異物の付着を報知する報知手段が設けられている。窓部に付着した異物が大きくなると、この異物からの反射光の光量は、第１閾値以上になる。このため、検出される反射光の光量が第１閾値以上になる場合には、報知手段により異物の付着を報知することで、使用者に異物の除去を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態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】窓部に付着した異物の状態を例示する拡大断面図である。
【図３】窓部に付着した異物の大きさとその異物からの反射光に応じた受光信号との関係を示す波形図である。
【図４】制御回路における検出処理の流れを例示するフローチャートである。
【図５】遠点の検出物体からの反射光に応じた受光信号を示す波形図である。
【図６】近点の検出物体からの反射光に応じた受光信号を示す波形図である。
【図７】異物からの反射光による受光信号と近点の検出物体からの反射光による受光信号とが重なった状態を示す波形図である。
【図８】窓部に付着した異物からの反射光に応じた受光信号を示す波形図である。
【図９】異物を透過したレーザ光の一部が検出物体によって反射されて反射光として受光された受光信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した一実施形態について図を参照して説明する。
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Ｌ３を受光するフォトダイオード２０と、レーザダイオード１０およびフォトダイオード２０を制御する制御回路７０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。レーザダイオード１０は、「レーザ光発生手段」の一例に相当するものであり、制御回路７０の制御により図略のレーザ駆動回路からパルス電流を供給されてパルスレーザ光（レーザ光Ｌ０）を投光するものである。
【００１７】
フォトダイオード２０は、「光検出手段」の一例に相当するものであり、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ０が発生したときに、このレーザ光Ｌ０が検出物体によって反射した反射光Ｌ３等を検出し受光信号に変換して制御回路７０に出力する構成をなしている。なお、検出物体からの反射光については所定領域のものが取り込まれる構成となっており、図１の例では、符号Ｌ３で示す２つのライン間の領域の反射光が取り込まれるようになっている。
【００１８】
また、レーザ光Ｌ０の光軸上にはレンズ６０及びミラー３０が設けられている。レンズ６０は、コリメートレンズとして構成されるものであり、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ０を平行光に変換する。
【００１９】
ミラー３０は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ０の透過と、検出物体側からの反射光Ｌ３の反射を実現するものである。具体的には、レーザ光Ｌ０の光軸に対し所定角度で傾斜してなる反射面３１を有するとともに、反射面３１と交差する方向の貫通路３２を備えている。本構成では、レーザ光Ｌ０の光軸と反射光Ｌ３の光軸とを一致させる構成としており、ミラー３０は、共通の光軸上に配されて貫通路３２を介してレーザ光Ｌ０を通過させる一方、反射面３１により反射光Ｌ３をフォトダイオード２０に向けて反射する構成をなしている。
【００２０】
なお、上述したように、レーザダイオード１０から貫通路３２までのレーザ光Ｌ０の光路上に、レーザ光Ｌ０を平行光に変換するレンズ６０が設けられているが、このレンズ６０は、貫通路３２においてほぼすべての光を通過させる平行光を発生させる形態とすると良い。逆に、貫通路３２に着目した場合、当該貫通路３２は、レンズ６０によって平行光とされたレーザ光Ｌ０のほぼすべての光を通過させるサイズとすると良い。
【００２１】
また、ミラー３０を通過するレーザ光Ｌ０の光軸上には、回動偏向機構４０が設けられている。この回動偏向機構４０は、レーザ光Ｌ０の光軸方向に延びる中心軸を中心として回動可能に配設されるとともに、この中心軸上に焦点位置が設定される凹面鏡４１によってレーザ光Ｌ０を空間に向けて反射させ且つ反射光Ｌ３をミラーに向けて偏向させている。なお、回動偏向機構４０および凹面鏡４１は、特許請求の範囲に記載の「回動偏向手段」および「偏向手段」の一例に相当する。
【００２２】
さらに、回動偏向機構４０を回転駆動するモータ５０が設けられている。このモータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸４２を回転させることで、軸４２と連結された回動可能な凹面鏡４１を回転駆動する構成となっている。モータ５０は、ここではステップモータによって構成されている。ステップモータは、種々のものを利用でき、１ステップ毎の角度が小さいものを使用すれば、緻密な回動が可能となる。また、モータ５０としてステップモータ以外の駆動手段を用いてもよい。例えばサーボモータ等を用いても良いし、定常回転するモータを用い、凹面鏡４１が測距したい方向を向くタイミングに同期させてパルスレーザ光を出力することで、所望の方向の検出を可能としてもよい。なお、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸４２の回転角度、即ち凹面鏡４１の回転角度を検出する回転角度センサ５２が設けられており、この回転角度センサ５２は、凹面鏡４１の回転角度に対応する角度信号を制御回路７０に出力する。当該回転角度センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸４２の回転角度を検出しうるものであれば様々な種類のものを使用でき、また、検出対象となるモータ５０の種類も特に限定されず、様々な種類のものに適用できる。
【００２３】
また、本実施形態では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、ミラー３０、レンズ６０、回動偏向機構４０、モータ５０や制御回路７０等がケース３内に収容され、防塵や衝撃保護が図られている。ケース３における凹面鏡４１の周囲には、当該凹面鏡４１を取り囲むようにレーザ光Ｌ０及び反射光Ｌ３の通過を可能とする導光部４が形成されている。導光部４は、凹面鏡４１に入光するレーザ光Ｌ０の光軸を中心とした環状形態で、ほぼ３６０°に亘って構成されており、この導光部４を閉塞する形態でレーザ光が透過可能なガラス板等からなる窓部５が配され、防塵が図られている。
【００２４】
窓部５は、凹面鏡４１に入光するレーザ光Ｌ０の光軸と直交する仮想平面に対し全周にわたり傾斜した構成となっている。即ち、凹面鏡４１から空間に向かうレーザ光Ｌ０に対して板面が傾斜した構成をなしている。従って、凹面鏡４１から空間に向かうレーザ光Ｌ０が窓部５にて反射してもノイズ光となりにくくなっている。
【００２５】
制御回路７０は、例えば、マイコンやメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）等から構成されており、上述したレーザダイオード１０およびフォトダイオード２０等を制御することで、検出物体までの距離や方向を検出する検出処理を所定のコンピュータプログラムにより実行する機能を有するものである。
【００２６】
この制御回路７０には、ランプ７１が制御可能に接続されている。このランプ７１は、制御回路７０からの報知信号に応じて発光することで、後述する異物Ｄの検出時にその旨を視覚的に報知する報知手段として機能するものである。なお、ランプ７１に代えて、例えばブザー等を報知手段として採用してもよい。
【００２７】
次に、本実施形態に係るレーザレーダ装置１の制御回路７０における検出処理について説明する。
この検出処理では、図２に例示するように窓部５に付着した汚れ等の異物Ｄからの反射光の検出を無効とするために、反射光を検出するための閾値が変更される。
【００２８】
まず、異物Ｄからの反射光の検出を無効とする本検出処理の原理について説明する。
図２に例示するように、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ０の透過を抑制するように異物Ｄが窓部５に付着すると、レーザ光Ｌ０の一部が反射光としてケース３内に反射される。この場合、図３の実線にて例示するように、レーザ光Ｌ０の出力から比較的短い検出時間で検出された反射光に応じた受光信号がフォトダイオード２０から出力される。この検出時間を異物反射時間Ｔｓとすると、付着する異物Ｄが大きくなるほど異物反射時間Ｔｓにて検出される反射光の光量が増加する（図３の波線部参照）。そして、異物Ｄが窓部５に照射されるレーザ光Ｌ０の面積よりも大きくなると、反射量が一定になるために検出される反射光の光量が一定の値（以下、異物反射光量Ｌｓともいう）となる。
【００２９】
レーザ光Ｌ０の照射後に上記異物反射時間Ｔｓに相当する時間にて検出される反射光は、上述のように窓部５に付着する異物Ｄからの反射によるものか、窓部５に対して近点にある検出物体からの反射によるものか、のいずれかである。そして、一般に、検出物体は窓部５に付着する異物Ｄよりも反射率が高いため、近点の検出物体からの反射光の光量は、異物Ｄからの反射光の光量に対して高くなる。そこで、本実施形態では、異物Ｄからの反射光の検出を無効とし検出物体からの反射光の検出を有効とするために、フォトダイオード２０からの受光信号と比較される所定の閾値を、検出時間に応じて変更する。
【００３０】
以下、検出処理の具体的な流れについて図４のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の検出処理中では、制御回路７０により駆動制御されたモータ５０が回転することにより、凹面鏡４１が一定速度で回転しているものとする。また、上記異物反射時間Ｔｓおよび異物反射光量Ｌｓは、測定方向毎に予め測定されて制御回路７０のメモリ等にそれぞれ記憶されているものとする。
【００３１】
まず、ステップＳ１０１において、レーザ発光処理がなされる。この処理では、タイミング信号発生部にて生成された発光トリガに応じた所定のパルス幅の発光信号がレーザ駆動回路に出力される。これにより、レーザ駆動回路に駆動制御されて、レーザダイオード１０から上記所定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Ｌ０）が出力される。このレーザ光Ｌ０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Ｌ０は、ミラー３０に形成された貫通路３２を通過して凹面鏡４１に入射し、この凹面鏡４１にて平行光として反射され空間に向けて照射される。
【００３２】
次に、ステップＳ１０３において、レーザ受光処理がなされる。レーザ光Ｌ０が検出物体等によって反射光として反射されると、この反射光は、凹面鏡４１にて集光されてミラー３０を介してフォトダイオード２０へ向けて反射される。これにより、上記レーザ受光処理では、フォトダイオード２０から反射光の受光に応じた受光信号が制御回路７０に入力される。
【００３３】
続いて、ステップＳ１０５において、フォトダイオード２０からの受光信号の振幅Ａが、その測定方向における異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量小さく設定された閾値（以下、遠点検出閾値Ａｆともいう）以上であるか否かについて判定される。ここで、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆは未満であれば（Ｓ１０５でＮｏ）、反射光が受光されていないと判断されて、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。なお、遠点検出閾値Ａｆは、より遠点の検出物体からの反射光を検出可能として検出精度を高めるために、後述する異物検出閾値Ａｄよりも小さく設定されている。そして、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上になると、反射光を受光したとしてステップＳ１０５にてＹｅｓと判定される。
【００３４】
次に、ステップＳ１０７において、レーザ光Ｌ０の出力から上述のように反射光を受光するまでの時間（以下、検出時間Ｔともいう）が、所定の時間範囲ΔＴ内にあるか否かについて判定される。なお、所定の時間範囲ΔＴは、その受光信号が異物Ｄからの反射によるものか否かを判断するために、異物反射時間Ｔｓに相当し得る時間として、当該異物反射時間Ｔｓを基準に前後に所定の時間幅を有するように設定されている。
【００３５】
ここで、図５に例示するように、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上になる検出時間Ｔが、所定の時間範囲ΔＴ内にない場合、すなわち、異物反射時間Ｔｓよりも所定時間以上長い場合、この反射光は、遠点の検出物体からの反射によるものであり異物Ｄからの反射によるものではないと判断される。この場合、ステップＳ１０７にてＮｏと判定されて、ステップＳ１０９にて遠点距離測定処理がなされて、遠点検出閾値Ａｆに応じて検出された検出時間Ｔに基づいて検出物体までの距離が測定される。このように測定された距離に関する情報は、ステップＳ１１１における出力処理により、軸４２の回転角度、すなわち検出物体の方向に関する情報とともに、図略の外部装置等に対して出力される。なお、ステップＳ１０９および後述するステップＳ１１５を実行する制御回路７０は、特許請求の範囲に記載の「距離測定手段」の一例に相当し得る。
【００３６】
一方、検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にある場合には（Ｓ１０７でＹｅｓ）、ステップＳ１１３にて、受光信号の振幅Ａが、その測定方向における異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量大きく設定された閾値（以下、近点検出閾値Ａｎという）以上であるか否かについて判定される。ここで、図６に例示するように受光信号の振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上である場合、異物Ｄからの反射光の光量は異物反射光量Ｌｓ以上にならないことから、この反射光は、近点の検出物体からの反射によるものであり異物Ｄからの反射によるものではないと判断される。この場合、ステップＳ１１３にてＹｅｓと判定されて、ステップＳ１１５にて近点距離測定処理がなされて、近点検出閾値Ａｎに応じて検出された検出時間に基づいて検出物体までの距離が測定される。このように測定された距離は、上記ステップＳ１１１にて出力処理がなされて、外部装置等に対して出力される。
【００３７】
これにより、例えば、図７に例示するように、異物Ｄからの反射光による受光信号と近点の検出物体からの反射光による受光信号とが重なる場合であっても、異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量大きく設定された近点検出閾値Ａｎに基づき反射光の検出がなされるので、近点の検出物体からの反射光を検出することができる。
【００３８】
一方、ステップＳ１１３において、受光信号の振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上でない場合には（Ｓ１１３でＮｏ）、ステップＳ１１７にて、当該振幅Ａが、その測定方向における異物反射光量Ｌｓに対応する値よりも所定量小さく設定された閾値（以下、異物検出閾値Ａｄという）以上であるか否かについて判定される。上述したように異物検出閾値Ａｄは遠点検出閾値Ａｆよりも大きく設定されており、図８に例示するように受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上になると、この反射光は、異物Ｄからの反射によるものであると判断されて、ステップＳ１１７にてＹｅｓと判定される。
【００３９】
このように異物Ｄからの反射光であると判断されると、ステップＳ１１９にて報知処理がなされて、ランプ７１に対して報知信号が出力される。これにより、ランプ７１が所定の状態で発光することで、窓部５に異物Ｄが付着していることが報知されて、反射光の検出が無効とされる。
【００４０】
そして、ステップＳ１２１において、上述のように異物Ｄからの反射光が検出された受光信号に、検出物体からの反射光の受光に応じた信号が含まれるか否かについて判定される。すなわち、異物Ｄを透過したレーザ光Ｌ０の一部が検出物体によって反射されて反射光として受光されたか否かについて判定するものであり、図９に例示するように、他の受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上になる検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴよりも遠点側になる場合には、ステップＳ１２１にてＹｅｓと判定される。そして、ステップＳ１０９にて、この遠点側の受光信号について、検出物体までの距離が測定される。これにより、窓部５に異物Ｄが付着する場合であっても、遠点の検出物体までの距離を測定することができる。
【００４１】
一方、ステップＳ１１７において、受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上でない場合には（Ｓ１１７でＮｏ）、異物Ｄからの反射光であるものの報知すべき大きさでないとして、上記報知処理がなされずに反射光の検出が無効とされて、上記ステップＳ１２１以降の処理がなされる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、フォトダイオード２０により検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にあるとして検出される反射光のうち、その光量に対応する受光信号の振幅Ａが、異物反射光量Ｌｓより低く設定された異物検出閾値Ａｄ以上であり異物反射光量Ｌｓより高く設定された近点検出閾値Ａｎ未満である反射光を無効とし、当該振幅Ａが近点検出閾値Ａｎ以上である反射光の検出時間Ｔに基づいて検出物体までの距離が測定される。
【００４３】
これにより、異物Ｄからの反射によるものと判断される反射光の検出を無効とすることで、異物Ｄの付着に起因する誤検出をなくすとともに近点にある検出物体を確実に検出することができる。
したがって、窓部５に異物Ｄ等が付着する場合でもこの異物Ｄからの反射光の検出を無効として検出物体の検出精度を高めることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、所定の時間範囲ΔＴ内にない検出時間の反射光、すなわち、異物反射時間Ｔｓよりも長い検出時間の反射光については、異物検出閾値Ａｄより低く設定された遠点検出閾値Ａｆに基づいて、検出物体までの距離が測定される。
【００４５】
これにより、異物反射時間よりも所定時間以上長い検出時間では、遠点検出閾値Ａｆに基づいて反射光を検出することで、異物反射光量Ｌｓよりも低い光量の反射光でも検出されるので、検出精度をさらに高めることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係るレーザレーダ装置１では、異物反射時間Ｔｓに相当する検出時間Ｔにて検出される反射光の光量に対応する受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上になるとき、異物Ｄの付着を報知する報知手段としてランプ７１が設けられている。これにより、受光信号の振幅Ａが異物検出閾値Ａｄ以上になる場合には、ランプ７１により異物Ｄの付着を報知することで、使用者に異物Ｄの除去を促すことができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）ステップＳ１０７では、検出時間Ｔが、所定の時間範囲ΔＴ内にあるか否かについて判定することに限らず、異物反射時間Ｔｓに相当し得るように設定される時間閾値以下であるか否かについて判定してもよい。この場合、検出時間Ｔが時間閾値以下である場合は、検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にある場合に相当するものとする。
【００４８】
（２）ステップＳ１１７を廃止することで、検出時間Ｔが所定の時間範囲ΔＴ内にあり、受光信号の振幅Ａが遠点検出閾値Ａｆ以上かつ近点検出閾値Ａｎ未満である反射光を受光した場合は、全てステップＳ１１９にて報知処理を実施してもよい。これにより、より小さな異物Ｄでもその付着を報知することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…レーザレーダ装置
３…ケース
５…窓部
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）
５０…モータ（駆動手段）
７０…制御回路（距離測定手段）
７１…ランプ（報知手段）
Ａｄ…異物検出閾値（第１閾値）
Ａｆ…遠点検出閾値（第３閾値）
Ａｎ…近点検出閾値（第２閾値）
Ｄ…異物
Ｌｓ…異物反射光量
Ｔ…検出時間
Ｔｓ…異物反射時間
【特許請求の範囲】
【請求項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されたときに、当該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窓部を介して空間に向けて偏向させ、かつ前記窓部を透過した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、
前記レーザ光発生手段での前記レーザ光の発生からこのレーザ光が前記検出物体にて反射された反射光が前記光検出手段により検出されるまでの検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定する距離測定手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記距離測定手段は、
前記窓部に付着して前記レーザ光の透過を抑制する異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きく付着する場合に、当該異物にて反射された反射光の光量および前記検出時間を異物反射光量および異物反射時間とするとき、
前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光のうち、その光量が前記異物反射光量より低く設定された第１閾値以上であり前記異物反射光量より高く設定された第２閾値未満である反射光を無効とし、その光量が前記第２閾値以上である反射光の前記検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記距離測定手段は、前記異物反射時間よりも長い検出時間の反射光では、前記第１閾値より低く設定された第３閾値に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とする請求項１に記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光の光量が前記第１閾値以上になるとき、前記異物の付着を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項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されたときに、当該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窓部を介して空間に向けて偏向させ、かつ前記窓部を透過した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、
前記レーザ光発生手段での前記レーザ光の発生からこのレーザ光が前記検出物体にて反射された反射光が前記光検出手段により検出されるまでの検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定する距離測定手段と、
を備えたレーザレーダ装置であって、
前記距離測定手段は、
前記窓部に付着して前記レーザ光の透過を抑制する異物が当該窓部に照射されるレーザ光の面積よりも大きく付着する場合に、当該異物にて反射された反射光の光量および前記検出時間を異物反射光量および異物反射時間とするとき、
前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光のうち、その光量が前記異物反射光量より低く設定された第１閾値以上であり前記異物反射光量より高く設定された第２閾値未満である反射光を無効とし、その光量が前記第２閾値以上である反射光の前記検出時間に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記距離測定手段は、前記異物反射時間よりも長い検出時間の反射光では、前記第１閾値より低く設定された第３閾値に基づいて前記検出物体までの距離を測定することを特徴とする請求項１に記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
前記光検出手段により前記検出時間が前記異物反射時間に相当する時間にて検出される前記反射光の光量が前記第１閾値以上になるとき、前記異物の付着を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２８１１２（Ｐ２０１１−１２８１１２Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８９３３５（Ｐ２００９−２８９３３５）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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