JP2000162533A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲で物体の検出が行え、検出漏れがな
く、周囲の物体状況に合わせた光を出射する装置を提供
する。 【解決手段】 レーザ光を走査し、レーザ光の反射光に
より前方に存在する先行車ＦＣを検出する光走査装置Ｒ
Ｄにおいて、絞られたレーザ光と広がったレーザ光を出
射する第１モード、広がったレーザ光を出射する第２モ
ードをもち、両モード間の切り換えを行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を走査し
て物体を検出する光走査装置に関するものであり、特
に、レーザ光の出射幅（ビーム幅）を前方に存在する物
体の状態に応じて可変する光走査装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザ光により前方に存在する物
体を検知する光走査装置が知られている。このような光
走査装置は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）、発光
ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子の前にミラー等を配
設し、ミラーにより光源から発せられる光の方向を変
え、走査を行って物体を検出する方式が一般的に取られ
ている。

【０００３】これは、レーザ光の出射方向を変化させる
ためポリゴンミラーを用い、レーザ発振器より発せられ
た光をポリゴンミラーに当て、ポリゴンミラーにより反
射させてレーザ光（レーザビーム）の出射方向を変える
ものであり、例えば、特開昭６０−１１５９１２号公
報、特開昭６２−８１１９号公報、特開平５−４５６０
０号公報等に開示されている。

【０００４】上記の公報に示されているものでは、レー
ザダイオードを有するレーザ発振器（光源）と、入射す
る光を偏向させるポリゴンミラーをもち、レーザ発振器
から出力されるレーザ光をモーターにより回転するポリ
ゴンミラーに対して当て、反射したレーザ光を外部に出
射する。この場合、レーザ光の偏向状態を変えるため、
ポリゴンミラーに形成された反射面の傾斜角度をそれぞ
れの面で変えており、モーターによりポリゴンミラーを
回転駆動させる事により、ポリゴンミラーに当たって反
射したレーザ光の出射方向を変え、一定の光形状で二次
元的に出射方向を偏向させている。

【０００５】具体的には、図１５に示されるように、ポ
リゴンミラー（ここでは、６面のものを使用）は反射面
において反射面角度（θ１，θ２，・・・θ６）をそれ
ぞれもっており、ポリゴンミラーをモータ等の駆動装置
により矢印方向に回転させることで、反射板に当たって
入射するレーザ光の当たる位置が回転により変化する。
例えば、レーザ光を所定の発光パターンで出力し、ポリ
ゴンミラーに当たる状態にした条件の基で、１つの反射
面（傾斜角度θ１）に対してポリゴンミラーを回転させ
ると、図１５ではレーザ光の照射位置が左から右に走査
され、横方向に１ライン走査される。その後、ポリゴン
ミラーの回転によりレーザ光の当たる位置が次の反射面
（傾斜角度θ２）に移った場合には走査ラインの垂直方
向が変化し、２ライン目の走査がなされる。同様にし
て、３〜６ラインの走査を行うことにより、所定領域で
２次元走査がなされる。

【０００６】

【本発明が解決しようとする課題】レーザ光によって前
方の物体を検出したり、物体までの距離の計測を行なう
場合、光強度と計測距離については、以下に示すレーダ
方程式で一般的に定義される。

【０００７】

【数１】

【０００８】この場合、Prtn：反射光の強度（Ｗ）、Po
ut：光源ピーク出力（Ｗ）、ｄ：計測距離（ｍ）、α
ｏ：送光系の光透過率、αｒ：受光系の光透過率、Ｋ：
目標物の反射率、θ_１ ：送光ビーム水平広角（rad）、
θ_２ ：送光ビーム垂直広角（rad）、φ：反射光の広が
り角(rad)、Ａref：目標物の面積（ｍ^２）、Ａr：受光
部開口面積（ｍ^２）、T：大気の透過率（気象条件によ
り変化する）であるものとする。

【０００９】このレーダ方程式によると、光強度（光源
ピーク出力）を固定した場合、計測距離ｄは出射される
光形状θ1、θ2により変化する。例えば、光源ピーク出
力を固定し、水平垂直のレーザ光の照射角（ビーム角）
を極力平行光に近づけた（ビームを絞った）場合、計測
距離ｄは遠くになり、ビーム角を拡散させた（広げた）
場合はその計測距離が短くなる。

【００１０】上記した特性を基に、レーザ光を発する装
置を車間距離制御に適用する場合、絞り込まれたビーム
により広域のスキャンを行う方法がとられる。この場合
には、遠くにいる物体（ここでは、先行車）をターゲッ
トとしてレーザ光の照射を行うため、近距離ではスキャ
ニングエリア（検知領域）が狭くなる。よって、近距離
内に横方向から割込車両が入ってきた場合には検出が遅
れるものとなり、レーザ光の反射光を基にした情報から
先行車と自車との車間距離を求め、これを基に自車の速
度制御を行う場合には制御が遅れるものとなってしまう
ため、所期の性能を十分出せなくなってしまう。

【００１１】追従走行を行う場合、先行車を検出するセ
ンサとして光走査装置を用いた場合、レーザ光の出射は
光反射率の高い車両後面のリフレクターをターゲットと
している。一般的に、リフレクターの取付け高さは保安
基準第３８条５項にも示されているように、０．２５ｍ
以上１．５ｍ以下と規程されており、道路が道路幅を最
大３．５ｍとした時、至近距離（例えば、１０ｍ以下）
に先行車がいる場合にはレーザビームにより、リフレク
ターを検知できないエリアが生じる。従って、現状のス
キャニングによるビームだけでは、近距離（例えば、１
０ｍ〜３０ｍ程）のターゲット（先行車）に対し検知漏
れを起こしてしまい、その対策が必要となる。

【００１２】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、広範囲で物体の検出が行え、検出漏
れを起こすことなく周囲の物体状況に合わせた光を出射
することを技術的課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、レーザ光を走査して前方に出
射し、レーザ光による反射光により、前方に存在する物
体を検出する光走査装置において、絞られたレーザ光と
広がったレーザ光を出射する第１モード、広がったレー
ザ光を出射する第２モードをもち、両モード間の切り換
えを行うようにした。

【００１４】これによれば、絞られたレーザ光と広がっ
たレーザ光を出射する第１モード、広がったレーザ光を
出射する第２モードをもち、両モード間の切り換えを行
うようにしたので、第１モードではレーザ光が広範囲か
つ遠方まで届く遠距離／近距離モード（遠近両用モー
ド）とし、第２モードではレーザ光が広範囲となる近距
離モードとすることができ、レーザ光の出射範囲（レー
ザ光での検出範囲）を状態に応じて広範囲に変えること
が可能となる。

【００１５】これは、例えば遠距離／近距離用でレーザ
光のモード切り換えを行い、遠方の車両を検出する場合
には絞られたビームにより検知を行なって、近距離の車
両に対しては、広がったビームによる検知を行なうと共
に、遠方の車両を検出している最中に近距離（例えば、
１５ｍ先）で割込車両が発生した場合、第１モードの広
がったレーザ光によりリフレフタからの反射光が検出で
きなくても、第１モードの絞られたレーザ光により検出
することが可能であるため、従来のような近距離での検
出漏れが防止される。

【００１６】この場合、反射光による情報から物体との
距離、または、物体のレーザ光出射範囲内への浸入また
は範囲外への離脱する方向を検出し、モード間の切り換
えを行えば、周囲の状況に応じたモード切り換えによ
り、遠距離の物体を検出している最中でも広がったレー
ザ光により近距離に物体（例えば、割込み車両）が入っ
た場合でも遠近両用モードで確実に検出ができ、周囲の
状況に応じた適切な物体検出が行えるものとなる。ここ
では、現状のターゲット物体が遠方に存在するのか近場
に存在するのかを確認し、遠方に存在する場合には、近
くに入り込む物体も検出するためレーザ光の発光パター
ンを遠近両用モードで発光し、近くに存在する場合に
は、レーザ光の発光パターンを近距離モードで発光す
る。

【００１７】このように、レーザ光のビーム幅を可変出
来る光走査装置を使用することにより検知領域の使い分
けをして、近い距離での隣接するレーンからの割込み車
両について、その動きを予想する事が可能となり、追従
走行においてこの光走査装置を用いた場合には自車の速
度制御が可能となる。

【００１８】更に、物体までの距離が第１所定距離内ま
たは第２所定距離以上の場合に第１モードとし、第１所
定距離と第２所定距離の間の場合に第２モードとするこ
とにより、第１所定距離内または第２所定距離以上の場
合に遠近両用モードとし、第１所定距離と第２所定距離
の場合に近距離モードとすることにより、適切な切り換
えが可能となる。

【００１９】実際の一般道での必要な検知エリアは車間
距離１０ｍ以上開けて走行する近距離エリアでの使用と
至近距離のエリアでの使用がほとんどである為、検知範
囲を指定してビームの発光タイミングを可変させるよう
にした。具体的には、高速道路等で使用する時は割込み
車両も検知するため、遠距離用ビームと近距離用ビーム
の双方で前方車両を検知し、先行車または割込み車両が
近距離用ビームによる検知が可能なエリアに入った時に
は、遠距離用ビームの発光をせず近距離用のビームのみ
の発光に切り替える。またこの場合、先行車と自車の相
対速度、車間距離から先行車が至近距離に入りそうにな
った時に、遠距離用ビームを再度発光させ至近距離の検
知を行なう事が可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００２１】図１は光走査装置ＲＤのブロック図であ
り、光走査装置ＲＤを車両に適用し、車両の追従走行に
おいて先行車を検出するセンサとした場合について、以
下に説明するが、この光走査装置ＲＤは、これに限定さ
れないものとする。

【００２２】そこで、図１のブロック図を参照し、この
概略の動作を説明する。光走査装置ＲＤはまず最初に光
源（レーザ発振器のレーザーダイオード１）ＢＳに対し
てレーザ光を発する発光信号が所定の発光パターンで出
力される。発光信号がコントローラＣＴより出力される
と、発光源駆動回路ＲＳに発光信号が入力しドライブさ
れて、レーザ光（レーザビーム）が光源（例えば、レー
ザ発振器１３）ＢＳより発せられる。光源ＢＳは発光信
号により、所定の発光パターン（オン／オフの周期）で
発光を行い、外部にレーザ光を出射する。この場合、外
部に発せられるレーザ光は直進性をもっており、出射過
程に物体（ここでは、先行車とする）が存在するときに
は、レーザ光はその物体に当たり、物体に当たったレー
ザ光の反射光が帰ってくる。

【００２３】この帰ってきたレーザ反射光を光走査装置
ＲＤの受光部ＲＶで受光し、その反射光の情報（光強
度、レーザ光が戻ってきた方位、戻ってきた時間等）が
受光回路ＲＣに入力される。コントローラＣＴはレーザ
光を出力するよう発光信号を指令したタイミイングと実
際にレーザ光を出力したタイミング（発光モニタ信号に
基づく）および、反射光が戻ってきたタイミング（受光
信号に基づく）から、レーザ光が外部に向けて出射され
てから、どれだけの時間（時間差）で戻ってきたかを計
測回路ＭＣにより求め、そこで求めた時間差情報がコン
トローラＣＴに入力される。

【００２４】一方、レーザ光を外部に出射する過程にお
いて、ポリゴンミラーＰＭを用いてレーザ光の出射方向
を変えている。コントローラＣＴはポリゴンミラーＰＭ
を回転駆動するモータＭＴのモータ駆動回路ＭＤにモー
タ駆動信号を出力し、このモータ出力信号によりモータ
ＭＴは駆動される。モータＭＴにはレーザ光を偏向させ
るポリゴンミラーＰＭが出力軸に取り付けられており、
ポリゴンミラーＰＭの回転角度によりレーザ光の当たる
位置が変わり、ポリゴンミラーＰＭの反射面に反射した
レーザ光の出射方向が変わるようになっている（図１５
参照）。また、ポリゴンミラーＰＭの外周側部には１ヶ
所切欠き７ｉが設けられており、ポリゴンミラーＰＭの
切欠き７ｉに対向して回転位置を位置検出センサ（フォ
トインタラプター）が設けられている。この切欠き７ｉ
の位置を位置検出センサＰＤにより検出することで、ポ
リゴンミラーＰＭの回転状態を検出しながら、切欠き７
ｉが基準位置からどれだけ回転したところに移動したか
をコントローラ内部のカウンタのカウンタ値で記憶し、
レーザ光の発光パターンによりポリゴンミラーＰＭの回
転位置をコントローラＣＴで制御している。尚、この場
合、位置検出センサはホールＩＣでも良く、ポリゴンミ
ラーＰＭの切欠きの代わりに、マグネットが付いていれ
ばホール素子、および、コイルによるピックアップでも
良い。

【００２５】次に、図２から図４を参照して光走査装置
ＲＤの送光部ＴＲの構成について説明する。図２に示す
ように、送光部ＴＲはレーザダイオード１を内部に備
え、レーザ光を発するレーザ発振器１３、レーザ発振器
１３から発せられるレーザ光を反射させレーザ光の向き
を変える反射ミラー５、レーザ光の出射方向（形状）を
変えるディスク状のシリンドリカルレンズ１６（図８参
照）、複数の反射面をもちシリンドリカルレンズ１６を
透過したレーザ光を偏向させるポリゴンミラー７、ポリ
ゴンミラー７を回転駆動するモータ１１等から主に構成
されている。このような構成において、レーザ発振器１
３から発せられたレーザ光は反射ミラー５により反射さ
れ偏向された後、シリンドリカルレンズ１６に入射さ
れ、放射形状を変化させて、ポリゴンミラー７の反射面
（図２では７ａ）へ向けて照射される。

【００２６】ポリゴンミラー７にはポリゴンミラー７の
もつ反射面７ａ〜７ｈ（図７参照）に対向してディスク
状の光学レンズ部１６ａ，１６ｂを備えるシリンドリカ
ルレンズ１６がポリゴンミラー７と一体回転するように
設けられており、レンズ部１６ａ，１６ｂは反射面７
ｇ，７ｈに対向している。尚、ここでは、シリンドリカ
ルレンズ１６とポリゴンミラー７とを別体で設けている
が、両者を一体で設けることも可能である。

【００２７】レーザ光は反射面７ａ〜７ｈに対向するシ
リンドリカルレンズ１６の形状（平面部１６ｃ、レンズ
部１６ａ，１６ｂ）に基づき、絞られたビームのままシ
リンドリカルレンズ１６をそのまま通過するか、レンズ
部（１６ａ，１６ｂ）により光軸が変化し光形状が広げ
られた後、ポリゴンミラー７により偏向され、送光ウィ
ンドウ９を介して外部に向けて出射される。

【００２８】レーザ発振器１３は円筒形状をしたホルダ
ー２内の下方に、レーザダイオード（ＬＤ）１が取付け
られており、ホルダー上方には送光用レンズ３が設けら
れ、ホルダー全体は送光回路基板４に取り付けられ支持
されている。また、図２に示すレーザ発振器１３の上方
には反射ミラー５がミラーホルダー６に固定された状態
で取付けられている。

【００２９】レーザ光を発する発光部ＴＲに対し、受光
部ＲＶは物体に反射して戻ってきたレーザ光を受光する
ものであり、反射光はケース体１４の受光ウィンドウ２
３から受光される。その後、レーザ光はフレーム内部の
円錐状ボス部に取り付けられた２枚の曲率が異なるレン
ズ２２（曲率：大）およびレンズ２１（曲率：小）を通
って、レンズ下方に設けられる受光基板２４に取り付け
られた受光素子（ピンフォトダイオード）２０により反
射光が検出されるようになっている。この受光素子２０
で受光した信号はレンズ２１の下方に配設された受光基
板２４に伝えられ、受光基板２４からは受光基板２４に
接続されたケーブル２５を介して送光基板４に電気的接
続がなされ、コントローラＣＴまで送られている。

【００３０】このように、送光部ＴＲおよび受光部ＲＶ
はフレーム内に一体で設けられており、送光部ＴＲおよ
び受光部ＲＶを含めたフレーム全体は光走査装置ＲＤの
ケース体１４の中に収められている。

【００３１】この構成において、送光部ＴＲのレーザ光
を偏向させるポリゴンミラー７はモータドライブ基板１
２に固定されたモータ１１により回転自在となってお
り、モータ回転によりポリゴンミラー７の台形部の側面
である反射面（図７では１〜８面）７ａ〜７ｈの傾斜角
度（θ７ａ〜θ７ｈ）が偏向方向を考慮し、異なってお
り、ポリゴンミラー７をモータ１１で回転駆動させるこ
とによりポリゴンミラー７おけるレーザ光の当たる位置
が変わり、反射面７ａ〜７ｈの傾斜角度θ７ａ〜〜θ７
ｈによりレーザ光の出射方向（ｚ方向の出射方向）を変
えることができる（図５の（ａ）〜（ｄ）参照）。

【００３２】具体的には、ここで用いるレーザ光は所定
距離（ｙ方向が約１００ｍ）まで到達可能で、０.８６
°（ｘ方向）×０．３９°（ｚ方向）の広がりをもつレ
ーザ発振器１３を用い、ポリゴンミラー７の反射面７ａ
〜７ｈとシリンドリカルレンズ１６のレンズ部１６ａま
たは１６ｂにより、レーザ光はシリンドリカルレンズ１
６のレンズ部１６ａ，１６ｂの形状により広がりをもっ
て透過するか、または、平面部１６ｃにより広がりをも
たずに絞られたままの状態で透過し、シリンドリカルレ
ンズ１６を透過したレーザ光はポリゴンミラー７に当た
り反射して偏向方向が変わることから、このようなレー
ザ光をポリゴンミラー７の回転により走査することで出
射範囲（ｘ方向の検出範囲）を広げることが可能とな
る。

【００３３】尚、この場合、円周上に設けられたポリゴ
ンミラー７の反射面の面数を代えても良く、レーザ光の
通過する過程において、図８に示すレンズ部１６ａ，１
６ｂをディスク両面に設けたり、平面部１６ｃをプリズ
ム形状としても良い。図９のようにディスクの一面をレ
ンズ形状とした場合には、ディスクの板厚寸法Ｔ、レン
ズの曲率Ｒを変化させることにより、入射角度θ１、ビ
ーム幅θ２が変化するものとなる。また、プリズム形状
とした場合にはプリズム面の傾き角θの角度を変化させ
ることにより、入射角θ１のみを変化させ、ビーム幅θ
２を一定にすることもでき、シリンドリカルレンズ１６
のレンズ部１６ａ，１６ｂ等の形状を変え、レーザ光を
ポリゴンミラー７に反射させｘ方向、ｚ方向の出射角を
変えることもできる。

【００３４】このように、反射面７a〜７ｈに対向する
ようにシリンドリカルレンズ１６の周方向にレンズ１６
ａ，プリズム１６ｃ，平面部１６ｄ等を設け、ポリゴン
ミラー７およびシリンドリカルレンズ１６を共に回転さ
せレーザ光の光軸を変更する場合、ポリゴンミラー７の
反射面７ａ，７ｂ，・・を一定の傾きにして光の方向の
みを変え、シリンドリカルレンズ１６により光の出射幅
を変える事もできる。

【００３５】次に、図１０を参照して光走査装置ＲＤの
処理について説明する。ステップＳ１０１ではまず最初
にイニシャル処理が行われる。このイニシャル処理で
は、コントローラ内部のＲＯＭおよびＲＡＭのチェック
がなされた後、この処理に必要なメモリに初期値の設定
がなされ、システムが正常に動作するかといったチェッ
ク等がなされる。ステップＳ１０２において記憶された
発光方向テーブルの読み出しを行う。この発光方向テー
ブルの読み出しは、レーザ光の発光パターンが予めメモ
リに記憶されており、遠距離／近距離用（遠近両用）の
発光パターン１および近距離用の発光パターン２をメモ
リから読み出す。

【００３６】この発光パターン１は、ポリゴンミラー７
の回転速度を一定とした場合の発光パターンが記憶され
たものであり、発光パターンに基づいてポリゴンミラー
７の回転速度を制御しても良い。これは、図１１の
（ａ）に示すように、ポリゴンミラー７の反射面（反射
面１〜６）７ａ〜７ｆまでは発光時間Ｔ１（この間に所
定周期で発光を繰り返す）とし、反射面７（反射面７，
８）ｇ，７ｈでは発光時間Ｔ２（この間に所定周期で発
光を繰り返す）としてレーザ光を発光させる。また、発
光パターン２は、図１１の（ｂ）に示すようにポリゴン
ミラー７の反射面７ａ〜７ｆまではレーザ光を発光させ
ず、反射面７ｇ，７ｈでのみ発光時間Ｔ２（この間に所
定周期で発光を繰り返す）でレーザ光を発光させるよう
する。

【００３７】このような発光パターンを取ることによ
り、発光パターン１では絞られたレーザ光と広がったレ
ーザ光を一緒に出すことを可能とすることができる（図
１３の（ａ）参照）。即ち、ポリゴンミラー７の回転に
よりレーザ光が当たる位置が徐々に変化し、反射面７ａ
では回転により走査ライン１のところをレーザ光（ｘ方
向：０．３６°，ｚ方向：０．８６°の出射範囲）で図
１２に示すｘ方向に左から右に走査され、反射面７ａの
隣りの反射面７ｂでは走査ライン２のところを左から右
に走査がなされ、同様にして、走査ライン３〜６が走査
される。その後、反射面７ｇにレーザ光が当たる位置が
来ると、レンズ１６ａによりレーザの光の幅が広がるの
で、ポリゴンミラー７ｇにおいて光形状が広がったレー
ザ光（ｘ方向：０．３６°，ｚ方向：７．７°）で走査
ライン７がｘ方向に左から右に走査される。その後、反
射面７ｈでは同様にしてレンズ１６ｂによりレーザの光
の幅が広がるので、走査ライン８がレーザ光によりｘ方
向に左から右に走査されることで図１２の如く前方平面
で見た場合にはスキャニングエリアが広がり、所定領域
（ｘｚ平面）で検出漏れが発生しない走査がなされる。

【００３８】従って、発光パターン１ではビームが絞ら
れた状態で走査ライン１〜６が走査されると共に、ビー
ムが広がった状態で走査ライン７，８が走査されるの
で、遠近両用の検出範囲（図１３の（ａ）参照）とな
る。また、発光パターン２ではビームが広がり走査ライ
ン１〜６では発光せず、走査ライン７，８のみ発光する
ので、近距離用の検出範囲（図１３の（ｂ）参照）とな
る。

【００３９】このような発光パターンが読み出された
後、ステップＳ１０３において、最初は図１３の（ａ）
のレーザ光出射範囲（検出範囲）を確保するため、発光
パターンを発光パターンテーブル１に設定し、ステップ
Ｓ１０４においてコントローラＣＴはポリゴンミラー７
に対して回転を指示して、モータ駆動回路ＭＤに対して
モータ駆動信号を出力する。

【００４０】ここで、モータ回転指示をモータ１１に与
えて、ポリゴンミラー７は回転を始めると、次にポリゴ
ンミラー７の基準位置を検出したかがチェックされる。
このポリゴンミラー７の基準位置は、ポリゴンミラー７
に対向して設けられたフォトインタラプター（モータ位
置検出センサ）３０により検出されるものであり、ポリ
ゴンミラー７の外周に設けられた切欠き７ｉ（基準位
置）を検出したかで判断される。ここで、基準位置を検
出するまでポリゴンミラー７の回転を行い、その切欠き
７ｉが検出されると、次にステップＳ１０６において発
光パターンを基にレーザ光の発光を指示する。つまり、
ここで発光パターン１で発光するよう発光信号を出力す
る。この発光指示を与えたとき、ステップＳ１０７では
レンジカウンタのカウントを開始して、次のステップＳ
１０８において出射したレーザ光が前方の物体（先行
車）に反射して戻ってきたか（受光有か）がチェックさ
れる。

【００４１】反射光があった場合には、ステップＳ１０
９においてレンジカウンタのカウント停止指示を出し、
ステップＳ１１０において車間距離演算を行う。ここで
は、レーザ光を外部に出射してから前方の物体（例え
ば、先行車のリフレクタ）に当たり、レーザ光が反射し
て反射光が戻ってくるまでの時間がレンジカウンタの値
より求まる。一方、光速度は３×１０^８ｍ／secと既に
わかっているため、光速×レンジカウンタ値（レーザ光
を発してから戻ってきた時間）より、前方に存在する物
体（例えば、先行車ＦＣ）との距離（車間距離）が求ま
る。また、この場合、ポリゴンミラー７の切欠き７ｉを
検出した基準位置からポリゴンミラー７が回転して移動
した位置でレーザ光を反射させ、外部に出射させたか、
および、発光位置がわかり、発光パターンによりどのタ
イミングでレーザ光を発したかがわかるので、公知の算
出方法により、物体（例えば、先行車ＦＣ）が存在する
方位も求まる。その後、１計測終了したか（走査線の１
点に対してレーザ光を発し、そのレーザ光の反射光が有
ったかどうか）がチェックされ、まだ１計測中である場
合にはステップＳ１０６に戻り、ステップＳ１０６から
の処理を繰り返すが、１計測が終了した場合には、次に
ステップＳ１１２において前を走る先行車ＦＣであるか
割込車両ＩＣであるかを求める。ここでは、例えば、反
射光の有無および反射光の強さにより自車の前に存在す
る先行車ＦＣを認識する方法をとっている。これは反射
光の光強度が略同じレベルとなる走査線上のポイントで
グループ化を行い、グループ化された形状を基にした
（グループ化された形状が車両を示す形状であるか）公
知の認識方法により前方の先行車ＦＣを認識している。
この場合、先行車ＦＣを認識したら先行車ＦＣと自車Ｍ
Ｃ間の相対距離Ｌを算出し、相対速度Ｌの変化量ΔＬ、
ｘ方向の変化量ΔＬｘを逐次求め、反射光の状態から検
出範囲内に別の車両を検知した場合、その車両でも自車
との相対距離Ｌａ、相対速度の変化量ΔＬａ、ｘ方向の
変化量ΔＬｘａを求め、先行車ＦＣを検出していると
き、相対距離の変化量、ｘ方向の変化量が短い所定時間
内に先行車ＦＣが移動可能なしきい値を超えた場合に、
その車両は割込車両ＩＣであるとする。これと同様にし
て、検出範囲内に先行車ＦＣが存在し、更に、別の車両
も同時に検出している場合、車両毎に相対距離の変化
量、ｘ方向の変化量が先行車が移動可能なしきい値を超
え検出領域からいなくなった場合に、その車両は離脱車
両であるとする。

【００４２】このようにして、先行車ＦＣ、割込車両Ｉ
Ｃ、離脱車両ＲＣを求め、ステップＳ１１３では相対距
離、相対速度に見合った速度制御を行うよう速度制御装
置の速度制御を行う。この場合、速度制御装置とは、エ
ンジンのシリンダ部に供給する空気量を制御するスロッ
トル装置、必要車速以上に車速が出ている場合に車両に
ブレーキを作用させるブレーキ装置、走行中にギヤをシ
フト制御により１段低くする自動変速機がこれに該当す
る。

【００４３】その後、先行車ＦＣとの車間距離をチェッ
クし、先行車ＦＣとの車間距離が第１車間距離（例え
ば、１０ｍ）以下、第２車間距離（例えば、１００ｍ）
以上の場合には、ステップＳ１１５において発光パター
ンテーブル１（図１１の（ａ））に基づく発光パターン
（遠近両用モード）でレーザ光の発光を行い、第１車間
距離から第２車間距離の間では発光パターンテーブル２
（図１１の（ｂ））に基づく発光パターン（近距離用モ
ード）でレーザ光の発光を行うようにする。その後、ス
テップＳ１１７において、全計測終了したかがチェック
され、全計測が終了した場合にはその処理を終了する
が、計測中である場合にはステップＳ１０６に戻り、ス
テップＳ１０６からの同じ処理を繰り返す。

【００４４】このように、本発明ではポリゴンミラー７
およびシリンドリカルレンズ１６により二次元の光走査
線を任意の場所（前方の車両を検出したい場所）に出射
するだけでなく、その走査線の幅をポリゴンミラーを回
転させて制御する事により、出射されるレーザ光の範囲
を使い分け、広角なスキャニングをする事が可能とな
る。よって、先行車ＦＣのみならず、割込車両ＩＣや離
脱車両ＲＣを検知することができる（図１３，図１４，
図１６参照）。

【００４５】本発明の装置を用いれば、先行車ＦＣを検
出する場合、遠距離ビームではリフレクタ反射による４
０ｍ以上の遠距離および１０ｍ以内の至近距離にいる先
行車が検出でき、近距離ビームでは１０ｍ〜５０ｍ程の
距離にいる先行車が検出できる。

【００４６】この場合、近距離用モードではポリゴンミ
ラー７の反射面７ａ〜７ｆではレーザ光の発光を行わな
くしているため、レーザ光の発光回数が減るので、レー
ザ発振器１３の寿命が向上する。

【００４７】尚、本実施形態においては、絞られたレー
ザ光と広がったレーザ光を出射するモード（遠近両用モ
ード）と、広がったレーザ光を出射するモード（近距離
モード）によりレーザ光を周囲の状況により切り換えを
行うものとしたが、絞られたレーザ光と広がったレーザ
光を互いに切り換え、スキャニングをしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における光走査装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】 本発明の一実施形態における光走査装置の送
光部の構成を示した説明図である。

【図３】 本発明の一実施形態における光走査装置の構
成を示す図である。

【図４】 本発明の一実施形態における光走査装置の送
光部を示す図である。

【図５】 図４に示すポリゴンミラーの反射面を回転さ
せ反射角度を変化させた場合におけるレーザ光の出射方
向を示す図である。

【図６】 本発明の一実施形態における光走査装置の受
光部を示す図である。

【図７】 図３に示すポリゴンミラーの形状を示す図で
ある。

【図８】 図３に示すシリンドリカルレンズの形状を示
す図である。

【図９】 図８に示すレンズ部の形状でレーザ光が変化
することを示した説明図である。

【図１０】 図１に示すコントローラの処理を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】 図１０に示すフローチャートの発光方向パ
ターンに示すレーザ光の発光パターンテーブルを示す。

【図１２】 本発明の一実施形態における光走査装置の
走査範囲を示す図である。

【図１３】 本発明の一実施形態における光走査装置の
モード切り換えしたときのレーザ光の検出範囲を示した
図である。

【図１４】 本発明の一実施形態における光走査装置の
モード切り換えしたときのレーザ光の検出範囲を示した
図である。

【図１５】 従来のポリゴンミラーを回転させることに
よりレーザ光の出射方向が変わることを示した説明図で
ある。

【図１６】 従来と本発明の検出範囲の比較図である。

【符号の説明】

１ レーザダイオード ７ ポリゴンミラー ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ 反
射面 １１ モータ １３ レーザ発振器（光源） １６ シリンドリカルレンズ １６ａ，１６ｂ レンズ部 Ｌ１ 近距離（第１所定距離） Ｌ２ 遠距離（第２所定距離）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H045 AA01 AA13 BA12 DA22 DA26 DA31 5J084 AA02 AA05 AB01 AC02 AD01 BA04 BA11 BA33 BB02 BB07 BB26 CA03 DA01 DA02 DA07 EA22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を走査して前方に出射し、該レ
   ーザ光による反射光により、前方の物体を検出する光走
   査装置において、 絞られたレーザ光と広がったレーザ光を出射する第１モ
   ード、広がったレーザ光を出射する第２モードをもち、
   両モード間の切り換えを行うことを特徴とする光走査装
   置。
2. 【請求項２】 前記反射光による情報から前記物体との
   距離、または、前記物体のレーザ光出射範囲内への浸入
   または範囲外への離脱を検出し、前記モード間の切り換
   えを行う請求項１に記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記物体までの距離が第１所定距離内ま
   たは第２所定距離以上の場合に第１モードとし、第１所
   定距離と第２所定距離の間の場合に第２モードとする請
   求項２に記載の光走査装置。