レーザレーダ装置
【課題】カバーで生じる内部反射光（外乱光）が受光センサに入り込むことをより確実に抑制することができ、外乱光に起因する誤検出を効果的に防止し得る構成を提供する。
【解決手段】レーザレーダ装置１では、フォトダイオード２０の受光面２０ａの前方側且つ下方側にフィルタ部材９０が配置され、このフィルタ部材９０は、当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有すると共に、透過板８０から受光センサ側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されている。また、上記フィルタ部材９０は、上下方向の光については透過するように構成されているため、凹面鏡４１によって上方に導かれる正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）については、フィルタ部材９０を透過する際に抑制されにくくなる。
【解決手段】レーザレーダ装置１では、フォトダイオード２０の受光面２０ａの前方側且つ下方側にフィルタ部材９０が配置され、このフィルタ部材９０は、当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有すると共に、透過板８０から受光センサ側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されている。また、上記フィルタ部材９０は、上下方向の光については透過するように構成されているため、凹面鏡４１によって上方に導かれる正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）については、フィルタ部材９０を透過する際に抑制されにくくなる。
【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】
現在、レーザ光を用いて物体を検出する技術として例えば特許文献１のような装置が提供されている。この特許文献１の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に光アイソレータが設けられており、光アイソレータでは、レーザ光発生手段からのレーザ光が透過し、検出物体からの反射光が受光センサ側に反射するようになっている。さらに、光アイソレータを透過したレーザ光の光軸上には、当該光軸方向の中心軸を中心として３６０°回転可能な凹面鏡が設けられており、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、物体からの反射光を受光センサに向けて反射させることで３６０°の水平走査を可能としている。そして、装置内に設けられた演算手段（物体位置算出手段）により、物体にレーザ光が照射されたときの凹面鏡の回転位置を特定すると共に当該レーザ光の受光までの時間を算出することで、その物体の方位や距離を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２００３５号公報
【特許文献２】特開平２００８−２１６２３８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記レーザレーダ装置では、偏向部（例えば凹面鏡等）から外部空間に照射されるレーザ光の照射経路上に防塵、防滴などを目的とするカバーが設けられたものが多く、一般的には、外部空間に向けて照射されるレーザ光が透過し得るように、光透過性のカバー（光透過性カバー）を配置している。しかしながら、このようにレーザ光の照射経路上にカバーが設けられると、偏向部から空間に照射されるレーザ光（即ち、カバー内を透過しようとするレーザ光）の一部がカバーの表面で反射してしまうため、その反射光（外乱光）が装置内に配された受光センサによって受光される可能性がある。このように外乱光が受光センサに受光されてしまうと、演算手段（物体位置算出手段）が、その検出された外乱光を物体からの反射光と誤認識し、外部空間で物体が検出されたものと誤判断してしまう懸念がある。
【０００５】
また、外部空間に照射されるレーザ光の一部が上記カバー（光透過性カバー）で鏡面反射してしまうと、この鏡面反射で生じる外乱光が受光センサで受光されたときに受光量が相当大きくなり、受光センサが飽和状態（最大の受光信号を発生させる受光量を超えた受光状態）に達してしまう虞がある。特に、上記レーザレーダ装置では、外部空間に存在する物体にレーザ光が照射されたときの拡散反射光を検出し得るように受光センサでの受光の感度をある程度高く設定する必要があるため、拡散反射光と比較して光量が格段に大きい鏡面反射光（外乱光）が受光されたときには、受光センサが飽和状態となる可能性が極めて大きくなる。そして、このように一旦受光の飽和が生じてしまうと、鏡面反射光（外乱光）が受光センサに入光しなくなってからもある程度の時間が経過するまで受光センサから大きな受光信号が出力され続け、飽和状態が継続（遅延）してしまうため、このような飽和状態が解除されるまでは、本来検出されるべき反射光を正確に検出できなくなる虞がある。
【０００６】
また、カバー（光透過性カバー）で生じる鏡面反射光（外乱光）をノイズとして除去する方法も考えられるが、このような方法だけでは、上述のように鏡面反射光（外乱光）の受光タイミングと正規の反射光の受光タイミングとが近い場合（カバーの近くに検出物体が存在する場合等）など、外乱光の除去が難しい場合に対処できない。
【０００７】
以上のような理由により、レーザレーダ装置では、カバー（光透過性カバー）で生じる鏡面反射光（外乱光）が受光センサに受光されにくい構成が望まれている。
このような課題に対し、発明者は、外乱光が受光センサに受光されにくい構成として、外乱光の経路上に何らかの部材を配置し、外乱光の入光経路を遮断することを検討した。しかしながら、カバー（光透過性カバー）から受光センサに向かう経路上に単なる遮蔽部材を配置するだけでは、デメリットが大きいことも判明した。例えば、上記のように遮蔽部材によって外乱光を遮断しようとした場合、より確実に遮断するためには遮蔽部材をある程度大きく構成する必要があるが、このように遮蔽部材が大きくなると、投光経路や受光経路から外して遮蔽部材を配置することが難しくなり、投光経路や受光経路から確実に避けて配置しようとすると装置構成の大型化が避けられなくなる。また、遮蔽部材の一部を受光経路に介在させることで小型化を図る方法も考えられるが、このような構成では、装置内に取り込まれた反射光（検出物体からの反射光）の一部が受光信号として利用できなくなり、受光感度を低減させることになってしまう。
【０００８】
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、レーザ光の照射経路上に光透過性のカバーを配置してなるレーザレーダ装置において、カバーで生じる内部反射光（外乱光）が受光センサに入り込むことをより確実に抑制することができ、外乱光に起因する誤検出を効果的に防止し得る構成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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、
レーザ光を発生させるレーザ光源を備え、前記レーザ光源からのレーザ光を所定の上下方向に導くように構成されたレーザ光発生手段と、
前記上下方向に沿った中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部と、前記偏向部を回転駆動する駆動手段とを備え、前記偏向部を回転させつつ前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光を前記偏向部によって当該偏向部の周囲の外部空間に向けて偏向させ、その偏向されたレーザ光が前記外部空間に存在する物体で反射して生じる反射光を前記偏向部で上方に反射して受光経路に導く回転偏向手段と、
前記偏向部によって受光経路に導かれた前記反射光を受光する受光センサと、
少なくとも前記受光センサ及び前記偏向部を収容する構成をなし、前記偏向部の周囲の少なくとも周方向一部分において前記レーザ光の走査経路上を前記レーザ光が透過可能な透過板によって閉塞してなるケースと、
を備え、
前記偏向部から照射される前記レーザ光が前記透過板に入射する位置よりも上方側に前記受光センサが配置され、
前記透過板における前記レーザ光が入射する部分は、前記レーザ光の入射面が前記中心軸に対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されており、
前記中心軸の軸線と直交し且つ前記受光センサの受光面の中心を通る仮想線の方向を前後方向とし、前記受光センサにおける前記受光面が面する側を前側、前記受光面とは反対面側を後側としたとき、前記受光面の前方側且つ下方側であって且つ前記偏向部の上方の受光経路上には、前記偏向部からの前記レーザ光の一部が前記透過板で反射して生じる外乱光を抑制するフィルタ部材が配置されており、
前記フィルタ部材は、前記上下方向の光を透過すると共に当該フィルタ部材とのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、前記偏向部から上方に導かれた前記反射光を透過させ、前記透過板から前記受光センサ側に向かう斜め方向の前記外乱光の透過を抑制するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明では、透過板におけるレーザ光入射部分の内面（レーザ光の入射面）が中心軸に対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されているため、偏向部からのレーザ光の一部が透過板で反射して外乱光が生じた場合には、その外乱光は中心軸に対して傾斜した上側の方向（斜め上方）に向かうことになる。
このような構成では、透過板で反射して生じる外乱光が直接偏向部に入射してしまう問題は生じ難いが、偏向部から前側にレーザ光が照射されるときに透過板で生じる外乱光がその後方側且つ斜め上方側の受光センサに受光されてしまうことが懸念される。
そこで、本発明では、受光センサの受光面の前方側且つ下方側に、下面とのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する性質（角度依存性）を有するフィルタ部材を配置し、透過板から受光センサ側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制している。
この構成では、偏向部によって上方に導かれる正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）については当該フィルタ部材の下面に対して透過性の高い向き（上下方向に近い方向）に入射するためフィルタ部材で抑制されにくくなり、より確実に受光センサ側に導くことができる。一方、透過板で反射して斜め上方に向かう外乱光については、当該フィルタ部材の下面に対して透過性の低い向き（上下方向からある程度の角度分ずれた傾斜方向）に入射することになるため、フィルタ部材によって上方側への透過をより確実に遮断することができる。
特に、この構成では、透過板とフィルタ部材の配置関係が特徴的な配置関係となっており、角度依存性を有するフィルタ部材の機能（正規光を透過させる機能及び外乱光を遮断する機能）を十分に発揮させるため、偏向部の周囲に配される透過板に傾斜をつけ、正規の反射光がフィルタ部材下面に入射する入射の向きと、透過板で反射して斜め上方に向かう外乱光がフィルタ部材下面に入射するときの入射の向きとで角度差が出やすいようにしている。そして、その角度差が極めて顕著となる特徴的な場所にフィルタ部材を配置しているため、正規光の透過効果と外乱光の遮断効果をそれぞれ際立たせることができる。
【００１１】
請求項２の発明では、前記中心軸を通り且つ前記受光面の中心を通る平面に沿って当該レーザレーダ装置を切断した前記切断面において、前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の前端とを通って上方側に延びる仮想的な第一延長線を設定し、前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の後端とを通って上方側に延びる仮想的な第二延長線を設定したときに、前記受光センサの前記受光面は、前記第一延長線の下側の領域において前記第一延長線から外れた位置に配置され、且つ前記第二延長線の上側の領域において前記第二延長線から外れた位置に配置される構成となっている。
この構成によれば、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、偏向部から前側にレーザ光が照射されるとき）において、透過板から受光センサの受光面に直接向かう外乱光についてはフィルタ部材によって確実に抑制することができる。また、フィルタ部材から外れた方向に向かう外乱光が存在しても、この外乱光が直接的に受光センサに入り込まない位置関係となっているため、受光センサに対する外乱光の影響を一層抑え易くなる。
【００１２】
請求項３の発明では、前記フィルタ部材は、前記偏向部から前記切断面に沿って前方に照射されるレーザ光の一部が前記透過板で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路上に配置されている。
この構成では、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、偏向部から前側にレーザ光が照射されるとき）においてエネルギーの大きい鏡面反射成分を確実に抑制することができ、より大きな遮蔽作用を生じさせることができる。
【００１３】
請求項４の発明では、前記フィルタ部材の前端部が、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光の経路の一部に位置するように、又はその経路よりも後方側に外れるように配置されている。
この構成では、フィルタ部材がレーザ光の投光経路全体に介在せず前記レーザ光発生手段からのレーザ光の全部がフィルタ部材に入射しないため、フィルタ部材に起因する投光時の減衰を抑えることができる。
【００１４】
請求項５の発明では、前記フィルタ部材は、上下方向に連通する貫通孔又は切欠部が形成されており、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光が前記貫通孔内又は前記切欠部内を通過して前記偏向部に入射するように構成されている。
この構成では、前記レーザ光発生手段からのレーザ光がフィルタ部材内部を通過しない構成となるため、フィルタ部材に起因する投光時の減衰をより効果的に抑えることができる。また、フィルタ部材を投光経路の一方側のみに寄せて配置するのではなく、投光経路の周囲に満遍なく配置することができるようになる。
【００１５】
請求項６の発明では、前記受光経路において前記偏向部の上方側には、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光を通す通過孔が形成され且つ前記偏向部からの前記反射光を後方に反射する反射ミラーが設けられ、前記反射ミラーの後方側に前記受光センサが設けられており、前記反射ミラーと前記偏向部との間の位置に前記フィルタ部材が設けられている。
この構成では、受光センサを反射ミラーの側方側に配置することができ、受光センサをそれほど上方位置に配置せずに済む。そして、このように受光センサをある程度下側に配置すると、透過板から受光センサに向かう外乱光の傾斜度合いが大きくなるため、フィルタ部材での透過抑制効果がより高まることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１実施形態に係るレーザレーダ装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。
【図２】図２は、図１のレーザレーダ装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１のレーザレーダ装置の一部を拡大して概略的に示す拡大図である。
【図４】図４は、図１のレーザレーダ装置に関し、透過板で反射して生じる外乱光とフィルタ部材との関係を説明する説明図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[第１実施形態]
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るレーザレーダ装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。図２は、図１のレーザレーダ装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。図３は、図１のレーザレーダ装置の一部を拡大して概略的に示す拡大図である。図４は、図１のレーザレーダ装置に関し、透過板で反射して生じる外乱光とフィルタ部材との関係を説明する説明図である。
【００１８】
（全体構成）
まず、図１、図２を参照して第１実施形態に係るレーザレーダ装置の全体構成について説明する。
図１では、フォトダイオード２０の受光面２０ａの中心位置Ｐ２と中心軸４２ａとを通るようにレーザレーダ装置１を中心軸４２ａに沿って切断した切断面を概略的に示しており、図２は、図１の切断面の一部を拡大して概略的に示している。なお、以下の説明では、透明板の断面については白抜きで示すこととする。
【００１９】
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Ｌ２を受光するフォトダイオード２０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。
【００２０】
レーザダイオード１０は、「レーザ光源」の一例に相当するものであり、制御回路１００の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を間欠的に出射している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオードに至るまでの反射光を符号Ｌ２にて概念的に示している。
【００２１】
フォトダイオード２０は、例えばアバランシェフォトダイオード（avalanche photodiode）などによって構成されている。このフォトダイオード２０は、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生し、そのレーザ光Ｌ１が検出物体（図示略）にて反射したとき、その反射光Ｌ２を受光して電気信号に変換している。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凹面鏡４１に取り込まれる構成となっており、図１では、符号Ｌ２で示す２つのライン（二点鎖線）間の領域の反射光が取り込まれる例を示している。図１、図３等に示す例では、フォトダイオード２０は、後述する反射ミラー３０の後方側に配置されており、レーザダイオード１０よりも下方位置であって後述するフィルタ部材９０及び凹面鏡４１よりも上方位置に配置されている。
なお、フォトダイオード２０は、「受光センサ」の一例に相当するものであり、後述する凹面鏡４１によって受光経路に導かれた外部物体からの反射光を受光するように機能している。
【００２２】
レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ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Ｌ１を平行光に変換している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０及びレンズ６０が「レーザ光発生手段」の一例に相当しており、レーザダイオード１０からのレーザ光を所定の上下方向（図１に示すＹ軸方向）に導くように機能している。
【００２３】
なお、本実施形態では、後述する中心軸４２ａと平行な方向を上下方向（縦方向）としており、図１等では上下方向をＹ軸方向として示している。また、中心軸４２ａと直交する平面と平行な方向を水平方向としている。更に、中心軸４２ａの軸線と直交し且つフォトダイオード２０の受光面２０ａの中心Ｐ２を通る仮想線Ａ１（図３）と平行な方向を前後方向とし、フォトダイオード２０における受光面２０ａが面する側を前側、その受光面２０ａとは反対面側を後側としており、前後方向についてはＸ軸方向として示している。
【００２４】
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路付近には、反射ミラー３０が設けられている。この反射ミラー３０は、後述する凹面鏡４１の上方側において受光経路上に配置されており、下面側には、レーザ光Ｌ１の光軸に対し所定角度で傾斜した反射面３０ａが形成されている。そして、この反射面３０ａにより、凹面鏡４１から当該反射ミラー３０に向かってくる反射光Ｌ２（外部物体からの反射光）を後方に反射するように構成されている。また、反射面３０ａと交差する方向の通過孔３２とを備えており、この通過孔３２の内部を、上述のレーザ光発生手段によって上下方向に導かれたレーザ光Ｌ１が通るようになっている。このように反射ミラー３０は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を通過孔３２を介して通過させる一方、外部物体からの反射光Ｌ２（より詳しくは凹面鏡４１にて反射された反射光）をフォトダイオード２０に向けて反射させるように機能している。反射ミラー３０とフォトダイオード２０の間には、所定波長の光を通過させる光学フィルタ６４と、反射ミラー３０からの光を更に集光する集光レンズ６２が配置されている。
【００２５】
また、反射ミラー３０を通過するレーザ光Ｌ１の光軸上には、回転反射装置４０が設けられている。回転反射装置４０は、「回転偏向手段」の一例に相当するものであり、上下方向に延びる中心軸４２ａを中心として回転可能に構成された凹面鏡４１と、この凹面鏡４１に連結された軸部４２と、この軸部４２を回転可能に支持する図示しない軸受と、凹面鏡４１を回転駆動するモータ５０とを備え、凹面鏡４１を回転させつつ上述のレーザ光発生手段（レーザダイオード１０及びレンズ６０）によって上下方向に導かれたレーザ光Ｌ１を凹面鏡４１により当該凹面鏡４１の周囲の外部空間（レーザレーダ装置１の外側の空間）に向けて偏向させるように機能している。また、この回転反射装置４０は、凹面鏡４１によって偏向されて外部空間に照射されたレーザ光Ｌ１が外部空間に存在する物体で反射して生じる反射光Ｌ２を凹面鏡４１で上方に反射して受光経路に導くように機能している。
【００２６】
凹面鏡４１は、「偏向部」の一例に相当するものであり、反射ミラー３０を通過したレーザ光Ｌ１の光軸上に配置される凹状の反射面４１ａを備えると共に、中心軸４２ａ（所定の中心軸）を中心として回転可能とされており、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１をケース３外の空間に向けて偏向（反射）させ、且つケース３外の空間（外部空間）に存在する物体からの反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）させる構成をなしている。
【００２７】
また、凹面鏡４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、反射ミラー３０を通過して当該凹面鏡４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と略一致しており、レーザ光Ｌ１が凹面鏡４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。また、本実施形態では、凹面鏡４１の反射面４１ａにおいて位置Ｐ１付近の部分が、上下方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して４５°の角度で傾斜しており、凹面鏡４１の反射面４１ａで反射したレーザ光Ｌ１が水平方向に照射されるようになっている。また、凹面鏡４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、凹面鏡４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。
【００２８】
モータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された凹面鏡４１を、中心軸４２ａを中心として回転駆動している。このモータ５０は、例えば公知の直流モータ或いは公知の交流モータによって構成されており、制御回路１００からの駆動指示があったときに、図示しないモータドライバによって駆動状態（例えば、回転タイミングや回転速度）が制御されるようになっており、このときに、予め定められた一定の回転速度で定常回転するようになっている。
【００２９】
このモータ５０は、例えば回転駆動軸が軸部４２と一体的に構成されており、軸部４２と凹面鏡４１とを、中心軸４２ａを回転中心として定常回転させるように構成されている。凹面鏡４１は、上述したように偏向面（反射面４１ａ）と中心軸４２ａとのなす角度θが一定角度（例えば４５°）となるように配置されており、モータ５０の駆動力を受けたときにこの角度θを一定角度で維持しつつ回転するようになっている。
【００３０】
また、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち凹面鏡４１の回転角度位置）を検出する回転角度センサ５２が設けられている。回転角度センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置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る。
【００３１】
また、レーザレーダ装置１では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、反射ミラー３０、レンズ６０、回転反射装置４０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。このケース３は、主ケース部５と透過板８０とを備えており、全体として箱状に構成されており、凹面鏡４１の周囲の少なくとも周方向一部分においてレーザ光Ｌ１の走査経路上をレーザ光Ｌ１が透過可能な透過板８０によって閉塞した構成をなしている。主ケース部５は、上壁部５ａ及び下壁部５ｂが上下に対向して配置され、前壁部５ｃ及び後壁部５ｄが前後に対向して配置され、側壁部５ｅ、５ｆが左右に対向して配置されており、一部が導光可能に開放された箱状形態をなしている。
【００３２】
この主ケース部５は、凹面鏡４１の周囲に、レーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする窓部４が形成されている。この窓部４は、主ケース部５において光の出入りを可能とするように開口した部分であり、主ケース部５の前壁部５ｃから両側壁部５ｅ、５ｆに亘って溝状に形成されている。そしてこの開口形態の窓部を閉塞するように透過板８０が設けられている。
【００３３】
透過板８０は、例えば、透明の樹脂板、ガラス板などによって構成されており、図２に示すように凹面鏡４１の周囲のほぼ半周程度に亘り、レーザ光Ｌ１の走査経路上に配される窓部４を閉塞する構成で配置されている。この透過板８０は、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上において周方向所定範囲に亘って配置されており、上記窓部４を閉塞すると共に凹面鏡４１から投射されたレーザ光Ｌ１を透過させる構成をなしている。
【００３４】
（フィルタ部材に関する構成）
次に、レーザレーダ装置１の特徴の一つであるフィルタ部材９０、及びこれに関連する構成について説明する。
まず、フォトダイオード２０、透過板８０、及びフィルタ部材９０の配置関係について説明する。図１、図３に示すように、レーザレーダ装置１では、中心軸４２ａの方向を上下方向としたとき、ケース３の内部領域において、凹面鏡４１から照射されるレーザ光Ｌ１が透過板８０に入射する位置（中心軸４２ａと直交し且つ位置Ｐ３を通る仮想平面の位置）よりも上方側の領域にフォトダイオード２０が配置されるようになっている。
【００３５】
そして、このようなフォトダイオード２０の前方側且つ下方側に、フィルタ部材９０が配置されている。このフィルタ部材９０は、受光面２０ａの前方側且つ下方側において、凹面鏡４１の上方の受光経路上に配置されている。本実施形態では、凹面鏡４１から外部空間に照射されたレーザ光が外部空間の物体で反射して生じる反射光が凹面鏡４１に取り込まれたときにこの凹面鏡４１にて集光しつつ反射されるようになっている。このような構成において、この反射光が凹面鏡４１から反射ミラー３０に向かい、且つ反射ミラー３０で反射されてフォトダイオード２０に至るまでの経路が受光経路となっている。このような受光経路において、反射ミラー３０と凹面鏡４１との間の位置にフィルタ部材９０が設けられている。
【００３６】
図１、図２に示すように、透過板８０は、凹面鏡４１から照射されるレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置されており、図２に示すように、凹面鏡４１の周囲のほぼ半周程度に亘って凹面鏡４１を囲んでいる。本実施形態では、図２に示すように、３６０°回転し得る凹面鏡４１の全回転角度の内、レーザ光Ｌ１が位置Ｌａの方向に照射される時の回転角度から位置Ｌｂに照射される時の回転角度までの角度範囲が検出範囲となっており、凹面鏡４１がこの検出範囲にあるときに凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１が透過板８０の内面８０ａ（入射面）に入射するようになっている。そして、この透過板８０は、中心軸４２ａを中心とした周方向のいずれの位置においても、レーザ光Ｌ１が入射する部分は、レーザ光Ｌ１の入射面が中心軸４２ａに対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されている。即ち、周方向のいずれにおいても、レーザ光Ｌ１の入射位置が斜め上向きに傾斜している。
【００３７】
より具体的には、中心軸４２ａ上の位置で切断した切断面は、透過板８０の周方向いずれの位置を通るように切断した場合でもその切断面における透過板８０の内面形状は図３のような一定形状となっている。そして、中心軸４２ａを通るいずれの向きの切断面でも、透過板８０の内面８０ａにおけるレーザ光Ｌ１が入射する位置（図３の場合はＰ３位置）の接線Ｌｃは、水平方向に対する傾きが一定角度αとなっている（図３、図４参照）。
【００３８】
また、本実施形態では、反射ミラー３０と凹面鏡４１とが所定の間隔をあけて配置されており、レーザ光Ｌ１が透過板８０の周方向いずれの位置に入射する場合でも、透過板８０からの外乱光の鏡面反射成分（正反射成分）が反射ミラー３０と凹面鏡４１との間を通るように、透過板８０の形状（特に内面８０ａにおける傾斜角度）や配置、及び凹面鏡４１及び反射ミラー３０の形状や配置が定められている。なお、図１、図３、図４では、レーザ光Ｌ１の一部が透過板８０の内面８０ａで反射した反射光（外乱光）の内、鏡面反射成分（正反射成分）を符号Ｌ３にて概念的に示している。
【００３９】
次に、フィルタ部材９０の構成について詳述する。
フィルタ部材９０は、受光面２０ａの前方側且つ下方側において凹面鏡４１の上方の受光経路上に配置されており、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で反射して生じる外乱光を抑制するように機能している。このフィルタ部材９０は、板状に構成されると共に、下面９０ａ及びその反対の上面が水平方向（上下方向（Ｙ軸方向）と直交する平面方向）とほぼ平行に配置されており、上下方向（Ｙ軸方向）の光を透過すると共に当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有している。そして、凹面鏡４１から上方に導かれた反射光（レーザ光Ｌ１が外部空間の物体で反射して生じる反射光であって、凹面鏡４１に取り込まれた反射光）を透過させ、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光（レーザ光Ｌ１が透過板８０で反射して生じる反射光）の透過を抑制するように構成されていることを特徴とする。角度依存性を有するフィルタ部材自体は公知であり、フィルタ部材９０として、公知の多層膜フィルタ、バンドパスフィルタ（干渉フィルタ）、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ等を用いることができる。
【００４０】
即ち、本構成では、凹面鏡４１の真上に反射ミラー３０が配置され、外部空間の物体からの反射光が凹面鏡４１で集光されつつ反射ミラー３０に向けて反射されるときの反射光の向きは、上下方向の光或いは上下方向とのなす角度が小さい光が多いため（つまり、フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が大きい光が多いため）、その一部がフィルタ部材９０に入り込んだとしてもこのフィルタ部材９０でそれほど抑制されることなく透過することとなる。一方、透過板８０は、凹面鏡４１の側方に配置されており、フィルタ部材９０からある程度離れた側方に配置されているため、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で反射して生じる外乱光が直接フィルタ部材９０に入り込むときには、その外乱光の向きとフィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる。
【００４１】
より具体的には、凹面鏡４１からの正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）がフィルタ部材９０の下面９０ａに入り込むときのその反射光の向きと下面９０ａとのなす角度よりも、透過板８０で反射して生じる外乱光が直接フィルタ部材９０に入り込むときの外乱光の向きとフィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度の方が格段に小さくなっており、外乱光を確実に減衰させることができるようになっている。更に詳しく言えば、凹面鏡４１からの正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）がフィルタ部材９０の下面９０ａに入り込むときの、その反射光のうちの上下方向に対して最も傾斜した成分（上下方向とのなす角度が最も大きい成分）の向きと下面９０ａとのなす角度よりも、透過板８０で反射して生じる外乱光が直接フィルタ部材９０に入り込むときのその入り込む外乱光のうちの上下方向に対して最も傾斜していない成分（上下方向とのなす角度が最も小さい成分）の向きとフィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度の方が小さくなっている。
【００４２】
具体的には、図３のように、レーザ光Ｌ１が前方に照射されるときにおいて、図４及び以下に示すような位置関係とすることができる。凹面鏡４１に対して外部からの光（反射光）が水平に入り込んだときの端部Ｐ４での反射方向Ｌａと水平方向とのなす角度をθ１とし、その反射方向Ｌａと上下方向とのなす角度をＡ１としたときに、Ａ１＝９０−θ１となり、このＡ１は、端部Ｐ４から上方に向かう反射光が下面９０ａに入射するときの入射角となる。この反射方向Ｌａの光がほぼ１００％透過するように、反射方向Ｌａ及びフィルタ部材９０の構成が調整されていることが望ましい。
【００４３】
また、図４に示すように、凹面鏡４１からレーザ光Ｌ１が前方に出射されるときの方向（前後方向）と位置Ｐ３で鏡面反射して生じる鏡面反射光Ｌ３とのなす角度をＸ１としたとき、Ｘ１＝１８０−２αとなる。このような鏡面反射光Ｌ３がフィルタ部材９０に入射する位置関係となるように、レーザ光Ｌ１の入射位置Ｐ１、透過板８０の傾斜角度α、及びフィルタ部材９０の配置が調整されていることが望ましい。また、フィルタ部材９０は、入射光と下面９０ａとのなす角度がこのＸ１のとき（即ち、Ｘ１＝１８０−２αのとき）に透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。
【００４４】
また、鏡面反射光の経路Ｌ３を中心として角度β程度の範囲でガウス拡散することを想定した場合、凹面鏡４１からレーザ光Ｌ１が前方に出射されるときの方向（前後方向）とガウス拡散光の上方側の境界の経路Ｌ４とのなす角度Ｘ２については、Ｘ２＝１８０−２α＋βとなる。このような経路Ｌ４の光がフィルタ部材９０に入射する位置関係となるように、レーザ光Ｌ１の入射位置Ｐ１、透過板８０の傾斜角度α、及びフィルタ部材９０の配置が調整されていることが望ましい。また、フィルタ部材９０は、入射光と下面９０ａとのなす角度がこのＸ２のとき（即ち、Ｘ２＝１８０−２α＋βのとき）に透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。なお、θ２は、経路Ｌ４の光が下面９０ａに入射するときの入射角であり、θ２＝９０−（Ｘ１＋β）の関係にあり、換言すれば、フィルタ部材９０は、θ２が、９０−（Ｘ１＋β）のときに透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。
【００４５】
上記変数において、αは、例えば８０°とすることができ、これ以外の角度としてもよい。また、βは、透過板８０の材質や表面粗さなどによって変化する値であり、例えば１０°程度に設定することができる。また、θ１は、例えば７５°程度とすることができる。この場合、Ｘ２は、３０°となり、θ２は、６０°となるため、フィルタ部材９０は、入射角θ２が、６０°のときに透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。また、入射角Ａ１は、１５°となるため、フィルタ部材９０は、入射角Ａ１が１５°のときに透過率がほぼ１００％となるように構成されていることが望ましい。
【００４６】
図１、図３の切断面は、中心軸４２ａを通り且つ受光面２０ａの中心Ｐ２を通る平面に沿ってレーザレーダ装置１を切断した切断面であり、図３では、このような切断面において、凹面鏡４１から当該切断面に沿って外部空間に照射されるときのレーザ光の透過板内面８０ａでの入射位置Ｐ３と当該切断面におけるフィルタ部材９０の前端部９０ｂとを通って上方側に延びる仮想的な第一延長線Ｂ１を設定している。また、凹面鏡４１から当該切断面に沿って外部空間に照射されるときのレーザ光Ｌ１の透過板内面８０ａでの入射位置Ｐ３と当該切断面におけるフィルタ部材９０の後端９０ｃとを通って上方側に延びる仮想的な第二延長線Ｂ２を設定している。このような仮想的な第一延長線Ｂ１、第二延長線Ｂ２を設定したとき、フォトダイオード２０の受光面２０ａは、第一延長線Ｂ１の下側の領域において第一延長線Ｂ１から外れた位置に配置され、且つ第二延長線Ｂ２の上側の領域において第二延長線Ｂ２から外れた位置に配置される構成となっている。即ち、第一延長線Ｂ１と第二延長線Ｂ２の間の領域において、これら第一延長線Ｂ１及び第二延長線Ｂ２にかからないように受光面２０ａが配置されるようになっている。
【００４７】
また、フィルタ部材９０は、凹面鏡４１から当該切断面（図３等）に沿って前方に照射されるレーザ光Ｌ１の一部が前記透過板８０で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路Ｌ３上に配置されている。更に、図３に示す切断面において、フィルタ部材９０の前端部９０ｂが、上述のレーザ光発生手段によって上下方向（Ｙ軸方向）に導かれるレーザ光Ｌ１の経路の一部に位置するように配置されている。なお、「フィルタ部材９０の前端部９０ｂがレーザ光Ｌ１の経路の一部に位置する」とは、レーザダイオード１０から照射されるレーザ光Ｌ１の一部がフィルタ部材９０の前端部に入り込んで透過し、その他の部分がフィルタ部材９０の前端部に入り込まないように通過する位置関係を意味している。また、このような構成に限られることはなく、レーザダイオード１０から照射されるレーザ光Ｌ１のほぼ全部がフィルタ部材９０の前端部付近に入り込んで透過するように構成されていてもよい。
【００４８】
（第１実施形態の主な効果）
上記構成では、透過板８０におけるレーザ光入射部分の内面（レーザ光の入射面）が中心軸４２ａに対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されているため、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で反射して外乱光が生じた場合には、その外乱光は斜め上方に向かうことになる。このような構成では、透過板８０で反射して生じる外乱光が直接凹面鏡４１に入射してしまう問題は生じ難いが、凹面鏡４１から前側にレーザ光が照射されるときに透過板８０で生じる外乱光がその後方側且つ斜め上方側のフォトダイオード２０に受光されてしまうことが懸念される。しかしながら、本発明では、フォトダイオード２０の受光面２０ａの前方側且つ下方側にフィルタ部材９０が配置され、このフィルタ部材９０は、当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有すると共に、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されているため、外乱光がフィルタ部材９０を透過してフォトダイオード２０側に向かうことを確実に抑えることができ、フォトダイオード２０に外乱光が入り込みにくくなる。
【００４９】
一方、上記フィルタ部材９０は、上下方向（Ｙ軸方向）の光については透過するように構成されているため、凹面鏡４１によって上方に導かれる正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）については、フィルタ部材９０を透過する際に抑制されにくく、装置内の受光経路での減衰を抑えてより確実にフォトダイオード２０に導くことができる。特に、凹面鏡４１からフィルタ部材９０に入り込む反射光のうち、最も入射角が大きい（下面９０ａとのなす角度が最も小さい）成分についても、ほぼ透過する構成となっているため、受光感度を低下させることなく維持できる。
【００５０】
更に、凹面鏡４１からの受光経路上にフィルタ部材９０を配置することが可能となっているため、フィルタ部材９０を敢えて受光経路から避けて配置する必要が無く、フィルタ部材９０の配置スペースを受光経路と共用できるため、小型化を図る上で非常に有利となる。特に、反射ミラー３０の側方にフォトダイオード２０を配置する構成のものでは、小型化を図る上ではフィルタ部材９０をできるだけ反射ミラー３０に近づけて密集させることが望ましく、このような場合、受光経路から外してフィルタ部材９０を配置することが困難となる。この点、本発明では、受光感度をそれほど低下させることなく受光経路上にフィルタ部材９０を配置することができるため、小型化の面で極めて有利となる。
【００５１】
また、上記構成によれば、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、凹面鏡４１から前側にレーザ光が照射されるとき）において、透過板８０からフォトダイオード２０の受光面２０ａに直接向かう外乱光についてはフィルタ部材９０によって確実に抑制することができる。また、フィルタ部材９０から外れた方向に向かう外乱光が存在しても、この外乱光が直接的にフォトダイオード２０に入り込まない位置関係となっているため、フォトダイオード２０に対する外乱光の影響を一層抑え易くなる。
【００５２】
更に、フィルタ部材９０は、凹面鏡４１から図３の切断面に沿って前方に照射されるレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路Ｌ３上に配置されている。この構成では、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、凹面鏡４１から前側にレーザ光が照射されるとき）においてエネルギーの大きい鏡面反射成分を確実に抑制することができ、より大きな遮蔽作用を生じさせることができる。
【００５３】
また、フィルタ部材９０の前端部９０ｂが、レーザ光発生手段によって上下方向に導かれるレーザ光の経路の一部に位置するように配置されている。この構成では、フィルタ部材９０がレーザ光の投光経路全体に介在せずレーザ光発生手段からのレーザ光の全部がフィルタ部材９０に入射しないため、フィルタ部材９０に起因する投光時の減衰を抑えることができる。
【００５４】
また、上記構成によればフォトダイオード２０を反射ミラー３０の側方側に配置することができ、フォトダイオード２０をそれほど上方位置に配置せずに済む。そして、このようにフォトダイオード２０をある程度下側に配置すると、透過板８０からフォトダイオード２０に向かう外乱光の傾斜度合いが大きくなるため、フィルタ部材９０での透過抑制効果がより高まることになる。
【００５５】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。本実施形態では、フィルタ部材９０の形状、及び配置位置のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の点については、第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図５に示すように、第２実施形態に係るレーザレーダ装置１では、フィルタ部材９０において、上下方向に連通する貫通孔９１が形成されており、レーザ光発生手段（レーザダイオード１０及びレンズ６０）によって上下方向に導かれたレーザ光Ｌ１が貫通孔９１内を通過して凹面鏡４１に入射するように構成されている。
【００５７】
この構成では、前記レーザ光発生手段からのレーザ光がフィルタ部材９０内部を通過しない構成となるため、フィルタ部材９０に起因する投光時の減衰をより効果的に抑えることができる。また、フィルタ部材９０を投光経路の一方側（後方側）のみに寄せて配置するのではなく、投光経路の周囲に満遍なく配置することができるようになる。
【００５８】
なお、フィルタ部材９０の材料自体は第１実施形態と同様のものを用いることができる。このフィルタ部材９０は、第１実施形態のものと同様の機能を有しており、上下方向（Ｙ軸方向）の光を透過すると共に当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１が外部空間の物体で反射して生じる反射光が凹面鏡４１に取り込まれ、この凹面鏡４１によって上方に導かれたときに、この上方に向かう反射光を透過させるように構成されている。また、第１実施形態と同様、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されている。
【００５９】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、第３実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。本実施形態では、フィルタ部材９０の形状、及び配置位置のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の点については、第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６０】
図６に示すように、第３実施形態に係るレーザレーダ装置１では、フィルタ部材９０の全体が、中心軸４２ａの位置よりもある程度離れて前方寄りに配置されている。即ち、フィルタ部材９０の前端部９０ｂが、レーザ光発生手段（レーザダイオード１０及びレンズ６０）によって上下方向に導かれるレーザ光Ｌ１の経路の経路よりも後方側に外れるように配置されている。
【００６１】
この構成でも、前記レーザ光発生手段からのレーザ光がフィルタ部材９０内部を通過しない構成となるため、フィルタ部材９０に起因する投光時の減衰をより効果的に抑えることができる。
【００６２】
なお、この構成でも、フィルタ部材９０の材料自体は第１実施形態と同様のものを用いることができる。このフィルタ部材９０も、第１実施形態のものと同様の機能を有しており、上下方向（Ｙ軸方向）の光を透過すると共に当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１が外部空間の物体で反射して生じる反射光が凹面鏡４１に取り込まれ、この凹面鏡４１によって上方に導かれたときに、この上方に向かう反射光を透過させるように構成されている。また、第１実施形態と同様、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されている。
【００６３】
［他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６４】
上記実施形態では、偏向部として反射面が凹面として構成される凹面鏡４１を例示したが、反射面が平面として構成される平面鏡を用いてもよい。この場合、平面鏡からフォトダイオード２０までの受光経路上において平面鏡からの反射光を集光するレンズを設けることが望ましい。
【００６５】
第２実施形態では、フィルタ部材９０に貫通孔を形成し、この貫通孔９１内をレーザ光Ｌ１が通るように構成したが、完全な孔として構成されていなくてもよい。例えば、フィルタ部材９０の前端部において後方側に凹むように切り欠かれた切欠部を設け、この切欠部内をレーザ光Ｌ１が通るように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…レーザレーダ装置
３…ケース
１０…レーザダイオード（レーザ光源、レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（受光センサ）
２０ａ…受光面
３０…反射ミラー
３２…通過孔
４０…回転反射装置（回転偏向手段）
４１…偏向部
５０…モータ（駆動手段）
６０…レンズ（レーザ光発生手段）
８０…透過板
８０ａ…内面（入射面）
９０…フィルタ部材
９０ａ…下面
９１…貫通孔
Ａ１…仮想線
Ｂ１…第一延長線
Ｂ２…第二延長線
Ｌ３…鏡面反射光の経路
【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】
現在、レーザ光を用いて物体を検出する技術として例えば特許文献１のような装置が提供されている。この特許文献１の装置では、レーザ光発生手段からのレーザ光の光軸上に光アイソレータが設けられており、光アイソレータでは、レーザ光発生手段からのレーザ光が透過し、検出物体からの反射光が受光センサ側に反射するようになっている。さらに、光アイソレータを透過したレーザ光の光軸上には、当該光軸方向の中心軸を中心として３６０°回転可能な凹面鏡が設けられており、この凹面鏡によってレーザ光を空間に向けて反射させると共に、物体からの反射光を受光センサに向けて反射させることで３６０°の水平走査を可能としている。そして、装置内に設けられた演算手段（物体位置算出手段）により、物体にレーザ光が照射されたときの凹面鏡の回転位置を特定すると共に当該レーザ光の受光までの時間を算出することで、その物体の方位や距離を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２００３５号公報
【特許文献２】特開平２００８−２１６２３８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記レーザレーダ装置では、偏向部（例えば凹面鏡等）から外部空間に照射されるレーザ光の照射経路上に防塵、防滴などを目的とするカバーが設けられたものが多く、一般的には、外部空間に向けて照射されるレーザ光が透過し得るように、光透過性のカバー（光透過性カバー）を配置している。しかしながら、このようにレーザ光の照射経路上にカバーが設けられると、偏向部から空間に照射されるレーザ光（即ち、カバー内を透過しようとするレーザ光）の一部がカバーの表面で反射してしまうため、その反射光（外乱光）が装置内に配された受光センサによって受光される可能性がある。このように外乱光が受光センサに受光されてしまうと、演算手段（物体位置算出手段）が、その検出された外乱光を物体からの反射光と誤認識し、外部空間で物体が検出されたものと誤判断してしまう懸念がある。
【０００５】
また、外部空間に照射されるレーザ光の一部が上記カバー（光透過性カバー）で鏡面反射してしまうと、この鏡面反射で生じる外乱光が受光センサで受光されたときに受光量が相当大きくなり、受光センサが飽和状態（最大の受光信号を発生させる受光量を超えた受光状態）に達してしまう虞がある。特に、上記レーザレーダ装置では、外部空間に存在する物体にレーザ光が照射されたときの拡散反射光を検出し得るように受光センサでの受光の感度をある程度高く設定する必要があるため、拡散反射光と比較して光量が格段に大きい鏡面反射光（外乱光）が受光されたときには、受光センサが飽和状態となる可能性が極めて大きくなる。そして、このように一旦受光の飽和が生じてしまうと、鏡面反射光（外乱光）が受光センサに入光しなくなってからもある程度の時間が経過するまで受光センサから大きな受光信号が出力され続け、飽和状態が継続（遅延）してしまうため、このような飽和状態が解除されるまでは、本来検出されるべき反射光を正確に検出できなくなる虞がある。
【０００６】
また、カバー（光透過性カバー）で生じる鏡面反射光（外乱光）をノイズとして除去する方法も考えられるが、このような方法だけでは、上述のように鏡面反射光（外乱光）の受光タイミングと正規の反射光の受光タイミングとが近い場合（カバーの近くに検出物体が存在する場合等）など、外乱光の除去が難しい場合に対処できない。
【０００７】
以上のような理由により、レーザレーダ装置では、カバー（光透過性カバー）で生じる鏡面反射光（外乱光）が受光センサに受光されにくい構成が望まれている。
このような課題に対し、発明者は、外乱光が受光センサに受光されにくい構成として、外乱光の経路上に何らかの部材を配置し、外乱光の入光経路を遮断することを検討した。しかしながら、カバー（光透過性カバー）から受光センサに向かう経路上に単なる遮蔽部材を配置するだけでは、デメリットが大きいことも判明した。例えば、上記のように遮蔽部材によって外乱光を遮断しようとした場合、より確実に遮断するためには遮蔽部材をある程度大きく構成する必要があるが、このように遮蔽部材が大きくなると、投光経路や受光経路から外して遮蔽部材を配置することが難しくなり、投光経路や受光経路から確実に避けて配置しようとすると装置構成の大型化が避けられなくなる。また、遮蔽部材の一部を受光経路に介在させることで小型化を図る方法も考えられるが、このような構成では、装置内に取り込まれた反射光（検出物体からの反射光）の一部が受光信号として利用できなくなり、受光感度を低減させることになってしまう。
【０００８】
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、レーザ光の照射経路上に光透過性のカバーを配置してなるレーザレーダ装置において、カバーで生じる内部反射光（外乱光）が受光センサに入り込むことをより確実に抑制することができ、外乱光に起因する誤検出を効果的に防止し得る構成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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、
レーザ光を発生させるレーザ光源を備え、前記レーザ光源からのレーザ光を所定の上下方向に導くように構成されたレーザ光発生手段と、
前記上下方向に沿った中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部と、前記偏向部を回転駆動する駆動手段とを備え、前記偏向部を回転させつつ前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光を前記偏向部によって当該偏向部の周囲の外部空間に向けて偏向させ、その偏向されたレーザ光が前記外部空間に存在する物体で反射して生じる反射光を前記偏向部で上方に反射して受光経路に導く回転偏向手段と、
前記偏向部によって受光経路に導かれた前記反射光を受光する受光センサと、
少なくとも前記受光センサ及び前記偏向部を収容する構成をなし、前記偏向部の周囲の少なくとも周方向一部分において前記レーザ光の走査経路上を前記レーザ光が透過可能な透過板によって閉塞してなるケースと、
を備え、
前記偏向部から照射される前記レーザ光が前記透過板に入射する位置よりも上方側に前記受光センサが配置され、
前記透過板における前記レーザ光が入射する部分は、前記レーザ光の入射面が前記中心軸に対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されており、
前記中心軸の軸線と直交し且つ前記受光センサの受光面の中心を通る仮想線の方向を前後方向とし、前記受光センサにおける前記受光面が面する側を前側、前記受光面とは反対面側を後側としたとき、前記受光面の前方側且つ下方側であって且つ前記偏向部の上方の受光経路上には、前記偏向部からの前記レーザ光の一部が前記透過板で反射して生じる外乱光を抑制するフィルタ部材が配置されており、
前記フィルタ部材は、前記上下方向の光を透過すると共に当該フィルタ部材とのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、前記偏向部から上方に導かれた前記反射光を透過させ、前記透過板から前記受光センサ側に向かう斜め方向の前記外乱光の透過を抑制するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明では、透過板におけるレーザ光入射部分の内面（レーザ光の入射面）が中心軸に対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されているため、偏向部からのレーザ光の一部が透過板で反射して外乱光が生じた場合には、その外乱光は中心軸に対して傾斜した上側の方向（斜め上方）に向かうことになる。
このような構成では、透過板で反射して生じる外乱光が直接偏向部に入射してしまう問題は生じ難いが、偏向部から前側にレーザ光が照射されるときに透過板で生じる外乱光がその後方側且つ斜め上方側の受光センサに受光されてしまうことが懸念される。
そこで、本発明では、受光センサの受光面の前方側且つ下方側に、下面とのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する性質（角度依存性）を有するフィルタ部材を配置し、透過板から受光センサ側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制している。
この構成では、偏向部によって上方に導かれる正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）については当該フィルタ部材の下面に対して透過性の高い向き（上下方向に近い方向）に入射するためフィルタ部材で抑制されにくくなり、より確実に受光センサ側に導くことができる。一方、透過板で反射して斜め上方に向かう外乱光については、当該フィルタ部材の下面に対して透過性の低い向き（上下方向からある程度の角度分ずれた傾斜方向）に入射することになるため、フィルタ部材によって上方側への透過をより確実に遮断することができる。
特に、この構成では、透過板とフィルタ部材の配置関係が特徴的な配置関係となっており、角度依存性を有するフィルタ部材の機能（正規光を透過させる機能及び外乱光を遮断する機能）を十分に発揮させるため、偏向部の周囲に配される透過板に傾斜をつけ、正規の反射光がフィルタ部材下面に入射する入射の向きと、透過板で反射して斜め上方に向かう外乱光がフィルタ部材下面に入射するときの入射の向きとで角度差が出やすいようにしている。そして、その角度差が極めて顕著となる特徴的な場所にフィルタ部材を配置しているため、正規光の透過効果と外乱光の遮断効果をそれぞれ際立たせることができる。
【００１１】
請求項２の発明では、前記中心軸を通り且つ前記受光面の中心を通る平面に沿って当該レーザレーダ装置を切断した前記切断面において、前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の前端とを通って上方側に延びる仮想的な第一延長線を設定し、前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の後端とを通って上方側に延びる仮想的な第二延長線を設定したときに、前記受光センサの前記受光面は、前記第一延長線の下側の領域において前記第一延長線から外れた位置に配置され、且つ前記第二延長線の上側の領域において前記第二延長線から外れた位置に配置される構成となっている。
この構成によれば、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、偏向部から前側にレーザ光が照射されるとき）において、透過板から受光センサの受光面に直接向かう外乱光についてはフィルタ部材によって確実に抑制することができる。また、フィルタ部材から外れた方向に向かう外乱光が存在しても、この外乱光が直接的に受光センサに入り込まない位置関係となっているため、受光センサに対する外乱光の影響を一層抑え易くなる。
【００１２】
請求項３の発明では、前記フィルタ部材は、前記偏向部から前記切断面に沿って前方に照射されるレーザ光の一部が前記透過板で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路上に配置されている。
この構成では、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、偏向部から前側にレーザ光が照射されるとき）においてエネルギーの大きい鏡面反射成分を確実に抑制することができ、より大きな遮蔽作用を生じさせることができる。
【００１３】
請求項４の発明では、前記フィルタ部材の前端部が、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光の経路の一部に位置するように、又はその経路よりも後方側に外れるように配置されている。
この構成では、フィルタ部材がレーザ光の投光経路全体に介在せず前記レーザ光発生手段からのレーザ光の全部がフィルタ部材に入射しないため、フィルタ部材に起因する投光時の減衰を抑えることができる。
【００１４】
請求項５の発明では、前記フィルタ部材は、上下方向に連通する貫通孔又は切欠部が形成されており、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光が前記貫通孔内又は前記切欠部内を通過して前記偏向部に入射するように構成されている。
この構成では、前記レーザ光発生手段からのレーザ光がフィルタ部材内部を通過しない構成となるため、フィルタ部材に起因する投光時の減衰をより効果的に抑えることができる。また、フィルタ部材を投光経路の一方側のみに寄せて配置するのではなく、投光経路の周囲に満遍なく配置することができるようになる。
【００１５】
請求項６の発明では、前記受光経路において前記偏向部の上方側には、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光を通す通過孔が形成され且つ前記偏向部からの前記反射光を後方に反射する反射ミラーが設けられ、前記反射ミラーの後方側に前記受光センサが設けられており、前記反射ミラーと前記偏向部との間の位置に前記フィルタ部材が設けられている。
この構成では、受光センサを反射ミラーの側方側に配置することができ、受光センサをそれほど上方位置に配置せずに済む。そして、このように受光センサをある程度下側に配置すると、透過板から受光センサに向かう外乱光の傾斜度合いが大きくなるため、フィルタ部材での透過抑制効果がより高まることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１実施形態に係るレーザレーダ装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。
【図２】図２は、図１のレーザレーダ装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１のレーザレーダ装置の一部を拡大して概略的に示す拡大図である。
【図４】図４は、図１のレーザレーダ装置に関し、透過板で反射して生じる外乱光とフィルタ部材との関係を説明する説明図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[第１実施形態]
以下、本発明のレーザレーダ装置を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るレーザレーダ装置の全体構成を概略的に例示する断面図である。図２は、図１のレーザレーダ装置を水平方向に切断した断面を概略的に示す断面図である。図３は、図１のレーザレーダ装置の一部を拡大して概略的に示す拡大図である。図４は、図１のレーザレーダ装置に関し、透過板で反射して生じる外乱光とフィルタ部材との関係を説明する説明図である。
【００１８】
（全体構成）
まず、図１、図２を参照して第１実施形態に係るレーザレーダ装置の全体構成について説明する。
図１では、フォトダイオード２０の受光面２０ａの中心位置Ｐ２と中心軸４２ａとを通るようにレーザレーダ装置１を中心軸４２ａに沿って切断した切断面を概略的に示しており、図２は、図１の切断面の一部を拡大して概略的に示している。なお、以下の説明では、透明板の断面については白抜きで示すこととする。
【００１９】
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Ｌ２を受光するフォトダイオード２０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。
【００２０】
レーザダイオード１０は、「レーザ光源」の一例に相当するものであり、制御回路１００の制御により、図示しない駆動回路からパルス電流を受け、このパルス電流に応じたパルスレーザ光（レーザ光Ｌ１）を間欠的に出射している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０から検出物体に至るまでのレーザ光を符号Ｌ１にて概念的に示し、検出物体からフォトダイオードに至るまでの反射光を符号Ｌ２にて概念的に示している。
【００２１】
フォトダイオード２０は、例えばアバランシェフォトダイオード（avalanche photodiode）などによって構成されている。このフォトダイオード２０は、レーザダイオード１０からレーザ光Ｌ１が発生し、そのレーザ光Ｌ１が検出物体（図示略）にて反射したとき、その反射光Ｌ２を受光して電気信号に変換している。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凹面鏡４１に取り込まれる構成となっており、図１では、符号Ｌ２で示す２つのライン（二点鎖線）間の領域の反射光が取り込まれる例を示している。図１、図３等に示す例では、フォトダイオード２０は、後述する反射ミラー３０の後方側に配置されており、レーザダイオード１０よりも下方位置であって後述するフィルタ部材９０及び凹面鏡４１よりも上方位置に配置されている。
なお、フォトダイオード２０は、「受光センサ」の一例に相当するものであり、後述する凹面鏡４１によって受光経路に導かれた外部物体からの反射光を受光するように機能している。
【００２２】
レーザダイオード１０から出射されるレーザ光Ｌ１の光軸上にはレンズ６０が設けられている。このレンズ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Ｌ１を平行光に変換している。なお、本実施形態では、レーザダイオード１０及びレンズ６０が「レーザ光発生手段」の一例に相当しており、レーザダイオード１０からのレーザ光を所定の上下方向（図１に示すＹ軸方向）に導くように機能している。
【００２３】
なお、本実施形態では、後述する中心軸４２ａと平行な方向を上下方向（縦方向）としており、図１等では上下方向をＹ軸方向として示している。また、中心軸４２ａと直交する平面と平行な方向を水平方向としている。更に、中心軸４２ａの軸線と直交し且つフォトダイオード２０の受光面２０ａの中心Ｐ２を通る仮想線Ａ１（図３）と平行な方向を前後方向とし、フォトダイオード２０における受光面２０ａが面する側を前側、その受光面２０ａとは反対面側を後側としており、前後方向についてはＸ軸方向として示している。
【００２４】
レンズ６０を通過したレーザ光Ｌ１の光路付近には、反射ミラー３０が設けられている。この反射ミラー３０は、後述する凹面鏡４１の上方側において受光経路上に配置されており、下面側には、レーザ光Ｌ１の光軸に対し所定角度で傾斜した反射面３０ａが形成されている。そして、この反射面３０ａにより、凹面鏡４１から当該反射ミラー３０に向かってくる反射光Ｌ２（外部物体からの反射光）を後方に反射するように構成されている。また、反射面３０ａと交差する方向の通過孔３２とを備えており、この通過孔３２の内部を、上述のレーザ光発生手段によって上下方向に導かれたレーザ光Ｌ１が通るようになっている。このように反射ミラー３０は、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１を通過孔３２を介して通過させる一方、外部物体からの反射光Ｌ２（より詳しくは凹面鏡４１にて反射された反射光）をフォトダイオード２０に向けて反射させるように機能している。反射ミラー３０とフォトダイオード２０の間には、所定波長の光を通過させる光学フィルタ６４と、反射ミラー３０からの光を更に集光する集光レンズ６２が配置されている。
【００２５】
また、反射ミラー３０を通過するレーザ光Ｌ１の光軸上には、回転反射装置４０が設けられている。回転反射装置４０は、「回転偏向手段」の一例に相当するものであり、上下方向に延びる中心軸４２ａを中心として回転可能に構成された凹面鏡４１と、この凹面鏡４１に連結された軸部４２と、この軸部４２を回転可能に支持する図示しない軸受と、凹面鏡４１を回転駆動するモータ５０とを備え、凹面鏡４１を回転させつつ上述のレーザ光発生手段（レーザダイオード１０及びレンズ６０）によって上下方向に導かれたレーザ光Ｌ１を凹面鏡４１により当該凹面鏡４１の周囲の外部空間（レーザレーダ装置１の外側の空間）に向けて偏向させるように機能している。また、この回転反射装置４０は、凹面鏡４１によって偏向されて外部空間に照射されたレーザ光Ｌ１が外部空間に存在する物体で反射して生じる反射光Ｌ２を凹面鏡４１で上方に反射して受光経路に導くように機能している。
【００２６】
凹面鏡４１は、「偏向部」の一例に相当するものであり、反射ミラー３０を通過したレーザ光Ｌ１の光軸上に配置される凹状の反射面４１ａを備えると共に、中心軸４２ａ（所定の中心軸）を中心として回転可能とされており、レーザダイオード１０からのレーザ光Ｌ１をケース３外の空間に向けて偏向（反射）させ、且つケース３外の空間（外部空間）に存在する物体からの反射光Ｌ２をフォトダイオード２０に向けて偏向（反射）させる構成をなしている。
【００２７】
また、凹面鏡４１の回転中心となる中心軸４２ａの方向は、反射ミラー３０を通過して当該凹面鏡４１に入射するレーザ光Ｌ１の方向と略一致しており、レーザ光Ｌ１が凹面鏡４１に入射する入射位置Ｐ１が中心軸４２ａ上の位置とされている。また、本実施形態では、凹面鏡４１の反射面４１ａにおいて位置Ｐ１付近の部分が、上下方向（反射面４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の方向）に対して４５°の角度で傾斜しており、凹面鏡４１の反射面４１ａで反射したレーザ光Ｌ１が水平方向に照射されるようになっている。また、凹面鏡４１は入射するレーザ光Ｌ１の方向と一致した方向の中心軸４２ａを中心として回転するため、凹面鏡４１の回転位置に関係なくレーザ光Ｌ１の入射角度が常に４５°で維持され、位置Ｐ１からのレーザ光Ｌ１の向きは絶えず水平方向（中心軸４２ａと直交する方向）となるように構成されている。
【００２８】
モータ５０は、「駆動手段」の一例に相当するものであり、軸部４２を回転させることで、軸部４２と連結された凹面鏡４１を、中心軸４２ａを中心として回転駆動している。このモータ５０は、例えば公知の直流モータ或いは公知の交流モータによって構成されており、制御回路１００からの駆動指示があったときに、図示しないモータドライバによって駆動状態（例えば、回転タイミングや回転速度）が制御されるようになっており、このときに、予め定められた一定の回転速度で定常回転するようになっている。
【００２９】
このモータ５０は、例えば回転駆動軸が軸部４２と一体的に構成されており、軸部４２と凹面鏡４１とを、中心軸４２ａを回転中心として定常回転させるように構成されている。凹面鏡４１は、上述したように偏向面（反射面４１ａ）と中心軸４２ａとのなす角度θが一定角度（例えば４５°）となるように配置されており、モータ５０の駆動力を受けたときにこの角度θを一定角度で維持しつつ回転するようになっている。
【００３０】
また、本実施形態では、図１に示すように、モータ５０の軸部４２の回転角度位置（即ち凹面鏡４１の回転角度位置）を検出する回転角度センサ５２が設けられている。回転角度センサ５２は、ロータリーエンコーダなど、軸部４２の回転角度位置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る。
【００３１】
また、レーザレーダ装置１では、レーザダイオード１０、フォトダイオード２０、反射ミラー３０、レンズ６０、回転反射装置４０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。このケース３は、主ケース部５と透過板８０とを備えており、全体として箱状に構成されており、凹面鏡４１の周囲の少なくとも周方向一部分においてレーザ光Ｌ１の走査経路上をレーザ光Ｌ１が透過可能な透過板８０によって閉塞した構成をなしている。主ケース部５は、上壁部５ａ及び下壁部５ｂが上下に対向して配置され、前壁部５ｃ及び後壁部５ｄが前後に対向して配置され、側壁部５ｅ、５ｆが左右に対向して配置されており、一部が導光可能に開放された箱状形態をなしている。
【００３２】
この主ケース部５は、凹面鏡４１の周囲に、レーザ光Ｌ１及び反射光Ｌ２の通過を可能とする窓部４が形成されている。この窓部４は、主ケース部５において光の出入りを可能とするように開口した部分であり、主ケース部５の前壁部５ｃから両側壁部５ｅ、５ｆに亘って溝状に形成されている。そしてこの開口形態の窓部を閉塞するように透過板８０が設けられている。
【００３３】
透過板８０は、例えば、透明の樹脂板、ガラス板などによって構成されており、図２に示すように凹面鏡４１の周囲のほぼ半周程度に亘り、レーザ光Ｌ１の走査経路上に配される窓部４を閉塞する構成で配置されている。この透過板８０は、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の走査経路上において周方向所定範囲に亘って配置されており、上記窓部４を閉塞すると共に凹面鏡４１から投射されたレーザ光Ｌ１を透過させる構成をなしている。
【００３４】
（フィルタ部材に関する構成）
次に、レーザレーダ装置１の特徴の一つであるフィルタ部材９０、及びこれに関連する構成について説明する。
まず、フォトダイオード２０、透過板８０、及びフィルタ部材９０の配置関係について説明する。図１、図３に示すように、レーザレーダ装置１では、中心軸４２ａの方向を上下方向としたとき、ケース３の内部領域において、凹面鏡４１から照射されるレーザ光Ｌ１が透過板８０に入射する位置（中心軸４２ａと直交し且つ位置Ｐ３を通る仮想平面の位置）よりも上方側の領域にフォトダイオード２０が配置されるようになっている。
【００３５】
そして、このようなフォトダイオード２０の前方側且つ下方側に、フィルタ部材９０が配置されている。このフィルタ部材９０は、受光面２０ａの前方側且つ下方側において、凹面鏡４１の上方の受光経路上に配置されている。本実施形態では、凹面鏡４１から外部空間に照射されたレーザ光が外部空間の物体で反射して生じる反射光が凹面鏡４１に取り込まれたときにこの凹面鏡４１にて集光しつつ反射されるようになっている。このような構成において、この反射光が凹面鏡４１から反射ミラー３０に向かい、且つ反射ミラー３０で反射されてフォトダイオード２０に至るまでの経路が受光経路となっている。このような受光経路において、反射ミラー３０と凹面鏡４１との間の位置にフィルタ部材９０が設けられている。
【００３６】
図１、図２に示すように、透過板８０は、凹面鏡４１から照射されるレーザ光Ｌ１の走査経路上に配置されており、図２に示すように、凹面鏡４１の周囲のほぼ半周程度に亘って凹面鏡４１を囲んでいる。本実施形態では、図２に示すように、３６０°回転し得る凹面鏡４１の全回転角度の内、レーザ光Ｌ１が位置Ｌａの方向に照射される時の回転角度から位置Ｌｂに照射される時の回転角度までの角度範囲が検出範囲となっており、凹面鏡４１がこの検出範囲にあるときに凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１が透過板８０の内面８０ａ（入射面）に入射するようになっている。そして、この透過板８０は、中心軸４２ａを中心とした周方向のいずれの位置においても、レーザ光Ｌ１が入射する部分は、レーザ光Ｌ１の入射面が中心軸４２ａに対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されている。即ち、周方向のいずれにおいても、レーザ光Ｌ１の入射位置が斜め上向きに傾斜している。
【００３７】
より具体的には、中心軸４２ａ上の位置で切断した切断面は、透過板８０の周方向いずれの位置を通るように切断した場合でもその切断面における透過板８０の内面形状は図３のような一定形状となっている。そして、中心軸４２ａを通るいずれの向きの切断面でも、透過板８０の内面８０ａにおけるレーザ光Ｌ１が入射する位置（図３の場合はＰ３位置）の接線Ｌｃは、水平方向に対する傾きが一定角度αとなっている（図３、図４参照）。
【００３８】
また、本実施形態では、反射ミラー３０と凹面鏡４１とが所定の間隔をあけて配置されており、レーザ光Ｌ１が透過板８０の周方向いずれの位置に入射する場合でも、透過板８０からの外乱光の鏡面反射成分（正反射成分）が反射ミラー３０と凹面鏡４１との間を通るように、透過板８０の形状（特に内面８０ａにおける傾斜角度）や配置、及び凹面鏡４１及び反射ミラー３０の形状や配置が定められている。なお、図１、図３、図４では、レーザ光Ｌ１の一部が透過板８０の内面８０ａで反射した反射光（外乱光）の内、鏡面反射成分（正反射成分）を符号Ｌ３にて概念的に示している。
【００３９】
次に、フィルタ部材９０の構成について詳述する。
フィルタ部材９０は、受光面２０ａの前方側且つ下方側において凹面鏡４１の上方の受光経路上に配置されており、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で反射して生じる外乱光を抑制するように機能している。このフィルタ部材９０は、板状に構成されると共に、下面９０ａ及びその反対の上面が水平方向（上下方向（Ｙ軸方向）と直交する平面方向）とほぼ平行に配置されており、上下方向（Ｙ軸方向）の光を透過すると共に当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有している。そして、凹面鏡４１から上方に導かれた反射光（レーザ光Ｌ１が外部空間の物体で反射して生じる反射光であって、凹面鏡４１に取り込まれた反射光）を透過させ、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光（レーザ光Ｌ１が透過板８０で反射して生じる反射光）の透過を抑制するように構成されていることを特徴とする。角度依存性を有するフィルタ部材自体は公知であり、フィルタ部材９０として、公知の多層膜フィルタ、バンドパスフィルタ（干渉フィルタ）、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ等を用いることができる。
【００４０】
即ち、本構成では、凹面鏡４１の真上に反射ミラー３０が配置され、外部空間の物体からの反射光が凹面鏡４１で集光されつつ反射ミラー３０に向けて反射されるときの反射光の向きは、上下方向の光或いは上下方向とのなす角度が小さい光が多いため（つまり、フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が大きい光が多いため）、その一部がフィルタ部材９０に入り込んだとしてもこのフィルタ部材９０でそれほど抑制されることなく透過することとなる。一方、透過板８０は、凹面鏡４１の側方に配置されており、フィルタ部材９０からある程度離れた側方に配置されているため、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で反射して生じる外乱光が直接フィルタ部材９０に入り込むときには、その外乱光の向きとフィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる。
【００４１】
より具体的には、凹面鏡４１からの正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）がフィルタ部材９０の下面９０ａに入り込むときのその反射光の向きと下面９０ａとのなす角度よりも、透過板８０で反射して生じる外乱光が直接フィルタ部材９０に入り込むときの外乱光の向きとフィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度の方が格段に小さくなっており、外乱光を確実に減衰させることができるようになっている。更に詳しく言えば、凹面鏡４１からの正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）がフィルタ部材９０の下面９０ａに入り込むときの、その反射光のうちの上下方向に対して最も傾斜した成分（上下方向とのなす角度が最も大きい成分）の向きと下面９０ａとのなす角度よりも、透過板８０で反射して生じる外乱光が直接フィルタ部材９０に入り込むときのその入り込む外乱光のうちの上下方向に対して最も傾斜していない成分（上下方向とのなす角度が最も小さい成分）の向きとフィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度の方が小さくなっている。
【００４２】
具体的には、図３のように、レーザ光Ｌ１が前方に照射されるときにおいて、図４及び以下に示すような位置関係とすることができる。凹面鏡４１に対して外部からの光（反射光）が水平に入り込んだときの端部Ｐ４での反射方向Ｌａと水平方向とのなす角度をθ１とし、その反射方向Ｌａと上下方向とのなす角度をＡ１としたときに、Ａ１＝９０−θ１となり、このＡ１は、端部Ｐ４から上方に向かう反射光が下面９０ａに入射するときの入射角となる。この反射方向Ｌａの光がほぼ１００％透過するように、反射方向Ｌａ及びフィルタ部材９０の構成が調整されていることが望ましい。
【００４３】
また、図４に示すように、凹面鏡４１からレーザ光Ｌ１が前方に出射されるときの方向（前後方向）と位置Ｐ３で鏡面反射して生じる鏡面反射光Ｌ３とのなす角度をＸ１としたとき、Ｘ１＝１８０−２αとなる。このような鏡面反射光Ｌ３がフィルタ部材９０に入射する位置関係となるように、レーザ光Ｌ１の入射位置Ｐ１、透過板８０の傾斜角度α、及びフィルタ部材９０の配置が調整されていることが望ましい。また、フィルタ部材９０は、入射光と下面９０ａとのなす角度がこのＸ１のとき（即ち、Ｘ１＝１８０−２αのとき）に透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。
【００４４】
また、鏡面反射光の経路Ｌ３を中心として角度β程度の範囲でガウス拡散することを想定した場合、凹面鏡４１からレーザ光Ｌ１が前方に出射されるときの方向（前後方向）とガウス拡散光の上方側の境界の経路Ｌ４とのなす角度Ｘ２については、Ｘ２＝１８０−２α＋βとなる。このような経路Ｌ４の光がフィルタ部材９０に入射する位置関係となるように、レーザ光Ｌ１の入射位置Ｐ１、透過板８０の傾斜角度α、及びフィルタ部材９０の配置が調整されていることが望ましい。また、フィルタ部材９０は、入射光と下面９０ａとのなす角度がこのＸ２のとき（即ち、Ｘ２＝１８０−２α＋βのとき）に透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。なお、θ２は、経路Ｌ４の光が下面９０ａに入射するときの入射角であり、θ２＝９０−（Ｘ１＋β）の関係にあり、換言すれば、フィルタ部材９０は、θ２が、９０−（Ｘ１＋β）のときに透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。
【００４５】
上記変数において、αは、例えば８０°とすることができ、これ以外の角度としてもよい。また、βは、透過板８０の材質や表面粗さなどによって変化する値であり、例えば１０°程度に設定することができる。また、θ１は、例えば７５°程度とすることができる。この場合、Ｘ２は、３０°となり、θ２は、６０°となるため、フィルタ部材９０は、入射角θ２が、６０°のときに透過率がほぼ０となるような構成であることが望ましい。また、入射角Ａ１は、１５°となるため、フィルタ部材９０は、入射角Ａ１が１５°のときに透過率がほぼ１００％となるように構成されていることが望ましい。
【００４６】
図１、図３の切断面は、中心軸４２ａを通り且つ受光面２０ａの中心Ｐ２を通る平面に沿ってレーザレーダ装置１を切断した切断面であり、図３では、このような切断面において、凹面鏡４１から当該切断面に沿って外部空間に照射されるときのレーザ光の透過板内面８０ａでの入射位置Ｐ３と当該切断面におけるフィルタ部材９０の前端部９０ｂとを通って上方側に延びる仮想的な第一延長線Ｂ１を設定している。また、凹面鏡４１から当該切断面に沿って外部空間に照射されるときのレーザ光Ｌ１の透過板内面８０ａでの入射位置Ｐ３と当該切断面におけるフィルタ部材９０の後端９０ｃとを通って上方側に延びる仮想的な第二延長線Ｂ２を設定している。このような仮想的な第一延長線Ｂ１、第二延長線Ｂ２を設定したとき、フォトダイオード２０の受光面２０ａは、第一延長線Ｂ１の下側の領域において第一延長線Ｂ１から外れた位置に配置され、且つ第二延長線Ｂ２の上側の領域において第二延長線Ｂ２から外れた位置に配置される構成となっている。即ち、第一延長線Ｂ１と第二延長線Ｂ２の間の領域において、これら第一延長線Ｂ１及び第二延長線Ｂ２にかからないように受光面２０ａが配置されるようになっている。
【００４７】
また、フィルタ部材９０は、凹面鏡４１から当該切断面（図３等）に沿って前方に照射されるレーザ光Ｌ１の一部が前記透過板８０で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路Ｌ３上に配置されている。更に、図３に示す切断面において、フィルタ部材９０の前端部９０ｂが、上述のレーザ光発生手段によって上下方向（Ｙ軸方向）に導かれるレーザ光Ｌ１の経路の一部に位置するように配置されている。なお、「フィルタ部材９０の前端部９０ｂがレーザ光Ｌ１の経路の一部に位置する」とは、レーザダイオード１０から照射されるレーザ光Ｌ１の一部がフィルタ部材９０の前端部に入り込んで透過し、その他の部分がフィルタ部材９０の前端部に入り込まないように通過する位置関係を意味している。また、このような構成に限られることはなく、レーザダイオード１０から照射されるレーザ光Ｌ１のほぼ全部がフィルタ部材９０の前端部付近に入り込んで透過するように構成されていてもよい。
【００４８】
（第１実施形態の主な効果）
上記構成では、透過板８０におけるレーザ光入射部分の内面（レーザ光の入射面）が中心軸４２ａに対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されているため、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で反射して外乱光が生じた場合には、その外乱光は斜め上方に向かうことになる。このような構成では、透過板８０で反射して生じる外乱光が直接凹面鏡４１に入射してしまう問題は生じ難いが、凹面鏡４１から前側にレーザ光が照射されるときに透過板８０で生じる外乱光がその後方側且つ斜め上方側のフォトダイオード２０に受光されてしまうことが懸念される。しかしながら、本発明では、フォトダイオード２０の受光面２０ａの前方側且つ下方側にフィルタ部材９０が配置され、このフィルタ部材９０は、当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有すると共に、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されているため、外乱光がフィルタ部材９０を透過してフォトダイオード２０側に向かうことを確実に抑えることができ、フォトダイオード２０に外乱光が入り込みにくくなる。
【００４９】
一方、上記フィルタ部材９０は、上下方向（Ｙ軸方向）の光については透過するように構成されているため、凹面鏡４１によって上方に導かれる正規の反射光（外部空間の物体からの反射光）については、フィルタ部材９０を透過する際に抑制されにくく、装置内の受光経路での減衰を抑えてより確実にフォトダイオード２０に導くことができる。特に、凹面鏡４１からフィルタ部材９０に入り込む反射光のうち、最も入射角が大きい（下面９０ａとのなす角度が最も小さい）成分についても、ほぼ透過する構成となっているため、受光感度を低下させることなく維持できる。
【００５０】
更に、凹面鏡４１からの受光経路上にフィルタ部材９０を配置することが可能となっているため、フィルタ部材９０を敢えて受光経路から避けて配置する必要が無く、フィルタ部材９０の配置スペースを受光経路と共用できるため、小型化を図る上で非常に有利となる。特に、反射ミラー３０の側方にフォトダイオード２０を配置する構成のものでは、小型化を図る上ではフィルタ部材９０をできるだけ反射ミラー３０に近づけて密集させることが望ましく、このような場合、受光経路から外してフィルタ部材９０を配置することが困難となる。この点、本発明では、受光感度をそれほど低下させることなく受光経路上にフィルタ部材９０を配置することができるため、小型化の面で極めて有利となる。
【００５１】
また、上記構成によれば、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、凹面鏡４１から前側にレーザ光が照射されるとき）において、透過板８０からフォトダイオード２０の受光面２０ａに直接向かう外乱光についてはフィルタ部材９０によって確実に抑制することができる。また、フィルタ部材９０から外れた方向に向かう外乱光が存在しても、この外乱光が直接的にフォトダイオード２０に入り込まない位置関係となっているため、フォトダイオード２０に対する外乱光の影響を一層抑え易くなる。
【００５２】
更に、フィルタ部材９０は、凹面鏡４１から図３の切断面に沿って前方に照射されるレーザ光Ｌ１の一部が透過板８０で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路Ｌ３上に配置されている。この構成では、外乱光の影響が最も懸念される照射方向のとき（即ち、凹面鏡４１から前側にレーザ光が照射されるとき）においてエネルギーの大きい鏡面反射成分を確実に抑制することができ、より大きな遮蔽作用を生じさせることができる。
【００５３】
また、フィルタ部材９０の前端部９０ｂが、レーザ光発生手段によって上下方向に導かれるレーザ光の経路の一部に位置するように配置されている。この構成では、フィルタ部材９０がレーザ光の投光経路全体に介在せずレーザ光発生手段からのレーザ光の全部がフィルタ部材９０に入射しないため、フィルタ部材９０に起因する投光時の減衰を抑えることができる。
【００５４】
また、上記構成によればフォトダイオード２０を反射ミラー３０の側方側に配置することができ、フォトダイオード２０をそれほど上方位置に配置せずに済む。そして、このようにフォトダイオード２０をある程度下側に配置すると、透過板８０からフォトダイオード２０に向かう外乱光の傾斜度合いが大きくなるため、フィルタ部材９０での透過抑制効果がより高まることになる。
【００５５】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。本実施形態では、フィルタ部材９０の形状、及び配置位置のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の点については、第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図５に示すように、第２実施形態に係るレーザレーダ装置１では、フィルタ部材９０において、上下方向に連通する貫通孔９１が形成されており、レーザ光発生手段（レーザダイオード１０及びレンズ６０）によって上下方向に導かれたレーザ光Ｌ１が貫通孔９１内を通過して凹面鏡４１に入射するように構成されている。
【００５７】
この構成では、前記レーザ光発生手段からのレーザ光がフィルタ部材９０内部を通過しない構成となるため、フィルタ部材９０に起因する投光時の減衰をより効果的に抑えることができる。また、フィルタ部材９０を投光経路の一方側（後方側）のみに寄せて配置するのではなく、投光経路の周囲に満遍なく配置することができるようになる。
【００５８】
なお、フィルタ部材９０の材料自体は第１実施形態と同様のものを用いることができる。このフィルタ部材９０は、第１実施形態のものと同様の機能を有しており、上下方向（Ｙ軸方向）の光を透過すると共に当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１が外部空間の物体で反射して生じる反射光が凹面鏡４１に取り込まれ、この凹面鏡４１によって上方に導かれたときに、この上方に向かう反射光を透過させるように構成されている。また、第１実施形態と同様、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されている。
【００５９】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、第３実施形態に係るレーザレーダ装置の一部を概略的に例示する断面図である。本実施形態では、フィルタ部材９０の形状、及び配置位置のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の点については、第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６０】
図６に示すように、第３実施形態に係るレーザレーダ装置１では、フィルタ部材９０の全体が、中心軸４２ａの位置よりもある程度離れて前方寄りに配置されている。即ち、フィルタ部材９０の前端部９０ｂが、レーザ光発生手段（レーザダイオード１０及びレンズ６０）によって上下方向に導かれるレーザ光Ｌ１の経路の経路よりも後方側に外れるように配置されている。
【００６１】
この構成でも、前記レーザ光発生手段からのレーザ光がフィルタ部材９０内部を通過しない構成となるため、フィルタ部材９０に起因する投光時の減衰をより効果的に抑えることができる。
【００６２】
なお、この構成でも、フィルタ部材９０の材料自体は第１実施形態と同様のものを用いることができる。このフィルタ部材９０も、第１実施形態のものと同様の機能を有しており、上下方向（Ｙ軸方向）の光を透過すると共に当該フィルタ部材９０の下面９０ａとのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、凹面鏡４１からのレーザ光Ｌ１が外部空間の物体で反射して生じる反射光が凹面鏡４１に取り込まれ、この凹面鏡４１によって上方に導かれたときに、この上方に向かう反射光を透過させるように構成されている。また、第１実施形態と同様、透過板８０からフォトダイオード２０側に向かう斜め方向の外乱光の透過を抑制するように構成されている。
【００６３】
［他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６４】
上記実施形態では、偏向部として反射面が凹面として構成される凹面鏡４１を例示したが、反射面が平面として構成される平面鏡を用いてもよい。この場合、平面鏡からフォトダイオード２０までの受光経路上において平面鏡からの反射光を集光するレンズを設けることが望ましい。
【００６５】
第２実施形態では、フィルタ部材９０に貫通孔を形成し、この貫通孔９１内をレーザ光Ｌ１が通るように構成したが、完全な孔として構成されていなくてもよい。例えば、フィルタ部材９０の前端部において後方側に凹むように切り欠かれた切欠部を設け、この切欠部内をレーザ光Ｌ１が通るように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…レーザレーダ装置
３…ケース
１０…レーザダイオード（レーザ光源、レーザ光発生手段）
２０…フォトダイオード（受光センサ）
２０ａ…受光面
３０…反射ミラー
３２…通過孔
４０…回転反射装置（回転偏向手段）
４１…偏向部
５０…モータ（駆動手段）
６０…レンズ（レーザ光発生手段）
８０…透過板
８０ａ…内面（入射面）
９０…フィルタ部材
９０ａ…下面
９１…貫通孔
Ａ１…仮想線
Ｂ１…第一延長線
Ｂ２…第二延長線
Ｌ３…鏡面反射光の経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光源を備え、前記レーザ光源からのレーザ光を所定の上下方向に導くように構成されたレーザ光発生手段と、
前記上下方向に沿った中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部と、前記偏向部を回転駆動する駆動手段とを備え、前記偏向部を回転させつつ前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光を前記偏向部によって当該偏向部の周囲の外部空間に向けて偏向させ、その偏向されたレーザ光が前記外部空間に存在する物体で反射して生じる反射光を前記偏向部で上方に反射して受光経路に導く回転偏向手段と、
前記偏向部によって受光経路に導かれた前記反射光を受光する受光センサと、
少なくとも前記受光センサ及び前記偏向部を収容する構成をなし、前記偏向部の周囲の少なくとも周方向一部分において前記レーザ光の走査経路上を前記レーザ光が透過可能な透過板によって閉塞してなるケースと、
を備え、
前記偏向部から照射される前記レーザ光が前記透過板に入射する位置よりも上方側に前記受光センサが配置され、
前記透過板における前記レーザ光が入射する部分は、前記レーザ光の入射面が前記中心軸に対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されており、
前記中心軸の軸線と直交し且つ前記受光センサの受光面の中心を通る仮想線の方向を前後方向とし、前記受光センサにおける前記受光面が面する側を前側、前記受光面とは反対面側を後側としたとき、前記受光面の前方側且つ下方側であって且つ前記偏向部の上方の受光経路上には、前記偏向部からの前記レーザ光の一部が前記透過板で反射して生じる外乱光を抑制するフィルタ部材が配置されており、
前記フィルタ部材は、前記上下方向の光を透過すると共に当該フィルタ部材の下面とのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、前記偏向部から上方に導かれた前記反射光を透過させ、前記透過板から前記受光センサ側に向かう斜め方向の前記外乱光の透過を抑制するように構成されていることを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記中心軸を通り且つ前記受光面の中心を通る平面に沿って当該レーザレーダ装置を切断した前記切断面において、
前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の前端とを通って上方側に延びる仮想的な第一延長線を設定し、
前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の後端とを通って上方側に延びる仮想的な第二延長線を設定したときに、
前記受光センサの前記受光面は、前記第一延長線の下側の領域において前記第一延長線から外れた位置に配置され、且つ前記第二延長線の上側の領域において前記第二延長線から外れた位置に配置される構成となってい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】
前記フィルタ部材は、前記偏向部から前記切断面に沿って前方に照射されるレーザ光の一部が前記透過板で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項４】
前記フィルタ部材の前端部が、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光の経路の一部に位置するように、又はその経路よりも後方側に外れるように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
【請求項５】
前記フィルタ部材は、上下方向に連通する貫通孔又は切欠部が形成されており、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光が前記貫通孔内又は前記切欠部内を通過して前記偏向部に入射するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
【請求項６】
前記受光経路において前記偏向部の上方側には、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光を通す通過孔が形成され且つ前記偏向部からの前記反射光を後方に反射する反射ミラーが設けられ、
前記反射ミラーの後方側に前記受光センサが設けられており、
前記反射ミラーと前記偏向部との間の位置に前記フィルタ部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
【請求項１】
レーザ光を発生させるレーザ光源を備え、前記レーザ光源からのレーザ光を所定の上下方向に導くように構成されたレーザ光発生手段と、
前記上下方向に沿った中心軸を中心として回転可能に構成された偏向部と、前記偏向部を回転駆動する駆動手段とを備え、前記偏向部を回転させつつ前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光を前記偏向部によって当該偏向部の周囲の外部空間に向けて偏向させ、その偏向されたレーザ光が前記外部空間に存在する物体で反射して生じる反射光を前記偏向部で上方に反射して受光経路に導く回転偏向手段と、
前記偏向部によって受光経路に導かれた前記反射光を受光する受光センサと、
少なくとも前記受光センサ及び前記偏向部を収容する構成をなし、前記偏向部の周囲の少なくとも周方向一部分において前記レーザ光の走査経路上を前記レーザ光が透過可能な透過板によって閉塞してなるケースと、
を備え、
前記偏向部から照射される前記レーザ光が前記透過板に入射する位置よりも上方側に前記受光センサが配置され、
前記透過板における前記レーザ光が入射する部分は、前記レーザ光の入射面が前記中心軸に対して傾斜し且つ上方側を向くように配置されており、
前記中心軸の軸線と直交し且つ前記受光センサの受光面の中心を通る仮想線の方向を前後方向とし、前記受光センサにおける前記受光面が面する側を前側、前記受光面とは反対面側を後側としたとき、前記受光面の前方側且つ下方側であって且つ前記偏向部の上方の受光経路上には、前記偏向部からの前記レーザ光の一部が前記透過板で反射して生じる外乱光を抑制するフィルタ部材が配置されており、
前記フィルタ部材は、前記上下方向の光を透過すると共に当該フィルタ部材の下面とのなす角度が小さくなる光ほど透過を抑制する角度依存性を有しており、前記偏向部から上方に導かれた前記反射光を透過させ、前記透過板から前記受光センサ側に向かう斜め方向の前記外乱光の透過を抑制するように構成されていることを特徴とするレーザレーダ装置。
【請求項２】
前記中心軸を通り且つ前記受光面の中心を通る平面に沿って当該レーザレーダ装置を切断した前記切断面において、
前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の前端とを通って上方側に延びる仮想的な第一延長線を設定し、
前記偏向部から前記切断面に沿って前記外部空間に照射されるときのレーザ光の前記透過板内面での入射位置と前記切断面における前記フィルタ部材の後端とを通って上方側に延びる仮想的な第二延長線を設定したときに、
前記受光センサの前記受光面は、前記第一延長線の下側の領域において前記第一延長線から外れた位置に配置され、且つ前記第二延長線の上側の領域において前記第二延長線から外れた位置に配置される構成となってい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】
前記フィルタ部材は、前記偏向部から前記切断面に沿って前方に照射されるレーザ光の一部が前記透過板で鏡面反射するときの鏡面反射光の経路上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項４】
前記フィルタ部材の前端部が、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光の経路の一部に位置するように、又はその経路よりも後方側に外れるように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
【請求項５】
前記フィルタ部材は、上下方向に連通する貫通孔又は切欠部が形成されており、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれたレーザ光が前記貫通孔内又は前記切欠部内を通過して前記偏向部に入射するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレーザレーダ装置。
【請求項６】
前記受光経路において前記偏向部の上方側には、前記レーザ光発生手段によって前記上下方向に導かれるレーザ光を通す通過孔が形成され且つ前記偏向部からの前記反射光を後方に反射する反射ミラーが設けられ、
前記反射ミラーの後方側に前記受光センサが設けられており、
前記反射ミラーと前記偏向部との間の位置に前記フィルタ部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６８５８２（Ｐ２０１３−６８５８２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９２６６（Ｐ２０１１−２０９２６６）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【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２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【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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