JP2014145671A - Laser radar - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、目標領域にレーザ光を照射したときの反射光をもとに目標領域の状況を検出するレーザレーダに関するものである。 The present invention relates to a laser radar that detects the state of a target area based on reflected light when the target area is irradiated with laser light.
近年、建物への侵入検知等のセキュリティ用途として、レーザレーダが用いられている。一般に、レーダレーダは、レーザ光を目標領域内でスキャンさせ、各スキャン位置における反射光の有無から、各スキャン位置における物体の有無を検出する。さらに、各スキャン位置におけるレーザ光の照射タイミングから反射光の受光タイミングまでの所要時間をもとに、各スキャン位置における物体までの距離が検出される（特許文献１）。 In recent years, laser radar has been used for security purposes such as intrusion detection into buildings. In general, radar radar scans a laser beam within a target area, and detects the presence or absence of an object at each scan position from the presence or absence of reflected light at each scan position. Further, the distance to the object at each scan position is detected based on the required time from the laser light irradiation timing at each scan position to the reflected light reception timing (Patent Document 1).
目標領域からの反射光は、レーザレーダ内の光検出器によって受光される。光検出器からは、受光光量に応じた大きさの信号が出力される。この信号が所定の閾値を超えると、当該スキャン位置に物体が存在すると判定される。また、この信号が前記閾値を超えたタイミングが反射光の受光タイミングとされて、上記のように、当該スキャン位置における物体までの距離が計測される。 The reflected light from the target area is received by a photodetector in the laser radar. A signal having a magnitude corresponding to the amount of received light is output from the photodetector. When this signal exceeds a predetermined threshold, it is determined that an object exists at the scan position. Further, the timing at which this signal exceeds the threshold is set as the timing of receiving reflected light, and the distance to the object at the scan position is measured as described above.
上記構成において、レーザ光を出射する出射部と、レーザ光を目標領域内でスキャンさせる光走査部と、目標領域からの反射光を受光するための受光部が直線上に並ぶ構成が採られ得る。この場合、各光学部材、保持部材が直線上に並ぶため、装置全体としてのサイズが大型化し易いとの問題が生じる。 In the above configuration, a configuration may be employed in which an emitting unit that emits laser light, an optical scanning unit that scans laser light within a target region, and a light receiving unit that receives reflected light from the target region are arranged in a straight line. . In this case, since each optical member and the holding member are arranged on a straight line, there arises a problem that the size of the entire apparatus is easily increased.
本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、装置の小型化が可能なレーザレーダを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a laser radar capable of downsizing the apparatus.
本発明の主たる局面に係るレーザレーダは、所定の波長帯域のレーザ光を出射する出射部と、前記レーザ光を目標領域に向かって反射する第１のミラーと、前記レーザ光が目標領域を走査するように前記第１のミラーを駆動する駆動部と、前記目標領域において反射され、さらに、前記第１のミラーによって反射された前記レーザ光の反射光を前記目標領域から離れる方向に反射する第２のミラーと、前記第２のミラーによって反射された前記反射光を集光する集光素子と、前記集光素子により集光された前記反射光を受光する光検出器と、を備える。 A laser radar according to a main aspect of the present invention includes an emitting unit that emits laser light of a predetermined wavelength band, a first mirror that reflects the laser light toward a target region, and the laser light that scans the target region. And a drive unit that drives the first mirror, and a reflection unit that reflects the reflected light of the laser light reflected by the target region and reflected by the first mirror in a direction away from the target region. 2 mirrors, a condensing element for condensing the reflected light reflected by the second mirror, and a photodetector for receiving the reflected light collected by the condensing element.
本発明によれば、装置の小型化が可能なレーザレーダを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser radar capable of downsizing the apparatus.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the embodiment described below is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下に示す実施の形態において、ミラーアクチュエータ２は、特許請求の範囲に記載の「駆動部」に相当する。ミラー２１３は、特許請求の範囲に記載の「第１のミラー」に相当する。レーザ光源３１とビーム整形レンズ３２とレーザホルダ３３とレンズホルダ３４からなる出射ユニット３は、特許請求の範囲に記載の「出射部」に相当する。受光レンズ４１は、特許請求の範囲に記載の「集光素子」および「樹脂製のレンズ」に相当する。折り曲げミラー５１は、特許請求の範囲に記載の「第２のミラー」に相当する。可視光カットフィルタ８は、特許請求の範囲に記載の「窓」に相当する。ただし、上記請求項と本実施の形態との対応の記載はあくまで一例であって、請求項に係る発明を本実施の形態に限定するものではない。
In the embodiment described below, the
図１は、本実施の形態に係るレーザレーダ１の分解斜視図である。レーザレーダ１は、ミラーアクチュエータ２と、出射ユニット３と、受光ユニット４と、ミラーユニット５と、ベースユニット６と回路基板７を備えている。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a
図２は、ミラーアクチュエータ２の分解斜視図である。図示の如く、ミラーアクチュエータ２は、インナーユニット２１と、アウターユニット２２と、サスペンションワイヤー２３を備えている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
インナーユニット２１は、インナーユニットフレーム２１１と、パンシャフト２１２と、ミラー２１３と、パンコイル２１４、２１５と、パンマグネット２１６、２１７と、チルトマグネット２１８、２１９を備えている。
The
インナーユニットフレーム２１１は、パンシャフト２１２を回動可能に支持する枠部材である。インナーユニットフレーム２１１は、正面視において長方形の輪郭を有している。パンシャフト２１２は、ミラー２１３をＰａｎ方向に回動させる回転軸として利用される。
The
パンシャフト２１２の裏側にはＬＥＤ２１２ａ（図２には図示せず）が装着されている。ＬＥＤ２１２ａは、拡散タイプ（広指向タイプ）であり、広い範囲に光を拡散させることができる。ＬＥＤ２１２ａからの拡散光は、後述するように、走査用のレーザ光の目標領域内での走査位置を検出するために利用される。
An
ミラー２１３の反射面は、誘電体多層膜により形成されている。ミラー２１３の反射面は、光の入射角に対する反射率の依存性を抑制する特性を有するように誘電体薄膜の膜厚、層数が設計されている。すなわち、ミラー２１３がどのように回動したとしても、略同様に高い反射率が得られるように、誘電体多層膜が設計されている。
The reflection surface of the
パンコイル２１４、２１５は、それぞれ、パンシャフト２１２の上下の端部に装着される。パンマグネット２１６、２１７は、それぞれ、インナーユニットフレーム２１１の上面および下面に装着される。チルトマグネット２１８、２１９は、それぞれ、インナーユニットフレーム２１１の左右の側面に装着される。
The
インナーユニットフレーム２１１の背面には、インナーユニットフレーム２１１の下部からパンシャフト２１２の上部を繋ぐようにして、サスペンションワイヤーが張られている（図示せず）。
A suspension wire is stretched on the back surface of the
アウターユニット２２は、アクチュエータフレーム２２１と、チルトシャフト２２２、２２３と、サーボユニット２２４と、チルトコイル２２５、２２６と、磁気バネ用マグネット２２７、２２８を備えている。
The
アクチュエータフレーム２２１は、インナーユニット２１をチルトシャフト２２２、２２３により回動可能に支持する枠部材である。アクチュエータフレーム２２１は、前方が開いた形状を有している。チルトシャフト２２２、２２３は、ミラー２１３をＴｉｌｔ方向に回動させる回転軸として利用される。
The
アクチュエータフレーム２２１の後側面には、開口が形成されており、サーボユニット２２４が装着されている。サーボユニット２２４は、ピンホール２２４ａが形成されたピンホール箱と、ＰＳＤ２２４ｂが搭載された回路基板から構成されている。ＰＳＤ２２４ｂの表面には、ＬＥＤ２１２ａ（図２には図示せず）から出射される波長帯域以外の波長帯域の迷光を除去するためのバンドパスフィルタ２２４ｃが装着されている。
An opening is formed in the rear side surface of the
チルトコイル２２５、２２６は、アクチュエータフレーム２２１の左右の内側面に装着される。
The tilt coils 225 and 226 are attached to the left and right inner surfaces of the
サスペンションワイヤー２３は、りん青銅、ベリリウム銅等からなり、導電性に優れ、ばね性を有する。サスペンションワイヤー２３は、パンコイル２１４、２１５とＬＥＤ２１２ａ（図２には図示せず）への電流供給のために利用される。サスペンションワイヤー２３は、通常の状態において、後方に湾曲した形状を有している。
The
インナーユニット２１とアウターユニット２２の組立時には、まず、インナーユニット２１が、アウターユニット２２内に収容される。左から、チルトシャフト２２２ａがアクチュエータフレーム２２１の軸孔、インナーユニットフレーム２１１の軸受けに通される。その後、磁気バネ用マグネット２２７が、チルトシャフト２２２に通され、接着固定される。
When the
同様にして、右から、チルトシャフト２２３がアクチュエータフレーム２２１の軸孔、インナーユニットフレーム２１１の軸受けに通される。そして、磁気バネ用マグネット２２８が、チルトシャフト２２３に通され、接着固定される。
Similarly, from the right, the
磁気バネ用マグネット２２７、２２８の各領域の境界の位置が、チルトマグネット２１８、２１９の各領域の境界の位置に一致した状態で、チルトシャフト２２２、２２３が、
アクチュエータフレーム２２１に接着固定される。このとき、磁気バネ用マグネット２２７、２２８の各領域の極性は、対向するチルトマグネット２１８、２１９の各領域の極性と異なっている。
With the position of the boundary between the regions of the magnets for
It is fixed to the
これにより、インナーユニットフレーム２１１がＴｉｌｔ方向に回動しても、チルトシャフト２２２、２２３と磁気バネ用マグネット２２７、２２８は、回動しないよう固定される。他方、チルトマグネット２１８、２１９は、インナーユニットフレーム２１１と一体となって回動する。
Thereby, even if the
こうして、インナーユニット２１がアウターユニット２２に回動可能に取り付けられると、サスペンションワイヤー２３が、アクチュエータフレーム２２１の背面に取り付けられた回路基板と、インナーユニットフレーム２１１に取り付けられた回路基板に半田づけられる。サスペンションワイヤー２３により、インナーユニットフレーム２１１に取り付けられたパンコイル２１４、２１５、およびＬＥＤ２１２ａに対して、電流が供給される。なお、図示しないが、チルトコイル２２５、２２６には、アクチュエータフレーム２２１の背面に取り付けられた回路基板から、導線が直接接続され、電流が供給される。
Thus, when the
こうして、ミラーアクチュエータ２の組立が完了する。図３（ａ）は、ミラーアクチュエータ２を前方から見た斜視図、図３（ｂ）は、ミラーアクチュエータ２を後方から見た斜視図である。この状態で、インナーユニットフレーム２１１は、チルトシャフト２２２、２２３の周りにＴｉｌｔ方向に回動可能となる。
Thus, the assembly of the
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すアセンブル状態において、パンコイル２１４、２１５に電流を流すと、パンコイル２１４、２１５と、パンマグネット２１６、２１７に生じる電磁駆動力によってパンシャフト２１２が回動し、これにより、ミラー２１３が、パンシャフト２１２を軸としてＰａｎ方向に回動する。
In the assembled state shown in FIGS. 3A and 3B, when a current is passed through the pan coils 214 and 215, the
ミラー２１３がＰａｎ方向に回動すると、インナーユニットフレーム２１１の背面に張られたサスペンションワイヤーのばね性により、パンシャフト２１２を中心とした、ミラー２１３のＰａｎ方向の回動方向と逆向きのトルクが発生する。このように、ミラー２１３がＰａｎ方向に回動した状態では、常に逆向きのトルクが発生するため、パンコイル２１４、２１５への電流の印加を中止すると、ミラー２１３は、回動前の位置に戻される。
When the
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すアセンブル状態において、チルトコイル２２５、２２６に電流を流すと、チルトコイル２２５、２２６と、チルトマグネット２１８、２１９に生じる電磁駆動力によってインナーユニットフレーム２１１がチルトシャフト２２２、２２３を軸としてＴｉｌｔ方向に回動し、これにより、ミラー２１３が、Ｔｉｌｔ方向に回動する。
In the assembled state shown in FIGS. 3A and 3B, when an electric current is passed through the tilt coils 225 and 226, the
インナーユニットフレーム２１１がＴｉｌｔ方向に回動すると、チルトマグネット２１８、２１９の領域分割の位置と、磁気バネ用マグネット２２７、２２８の領域分割の位置が周方向にずれる。これにより、チルトマグネット２１８、２１９の各領域に、チルトマグネット２１８、２１９を回動前の位置に引き戻す磁力が発生する。これにより、インナーユニットフレーム２１１に、Ｔｉｌｔ中立位置へと向かうトルク（抗力）が加わる。このように、ミラー２１３がインナーユニットフレーム２１１と一体になってＴｉｌｔ中立位置から回動すると、常に逆向きのトルクが発生するため、チルトコイル２２５、２２６への電流の印加を中止すると、ミラー２１３は、Ｔｉｌｔ中立位置に戻される。
When the
このようにして、ミラー２１３をＰａｎ方向およびＴｉｌｔ方向に回動させることができる。なお、本実施の形態におけるミラーアクチュエータ２は、ミラー２１３がＰａｎ方
向の支軸となるパンシャフト２１２に直接取り付けられるため、ミラー２１３をＴｉｌｔ方向よりもＰａｎ方向に大きく回動することができる。
In this way, the
図４（ａ）、図４（ｂ）は、出射ユニット３と受光ユニット４の分解斜視図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は、出射ユニット３と受光ユニット４の構成を示す斜視図である。図４（ａ）は、出射ユニット３と受光ユニット４を後方から見た斜視図、図４（ｂ）、図５（ａ）および図５（ｂ）は、出射ユニット３と受光ユニット４を前方から見た斜視図である。
FIG. 4A and FIG. 4B are exploded perspective views of the
図４（ａ）、図４（ｂ）を参照して、出射ユニット３は、レーザ光源３１と、ビーム整形レンズ３２と、レーザホルダ３３と、レンズホルダ３４とを備える。受光ユニット４は、受光レンズ４１と、レンズホルダ４２と、光検出器４３とを備える。
With reference to FIGS. 4A and 4B, the
レーザ光源３１は、波長８８０ｎｍ〜９４０ｎｍ程度のレーザ光を出射する。レーザ光源３１は、ＣＡＮパッケージ型のレーザ光源である。また、レーザ光源３１は、ストライプ幅が縦に長い、高出力のブロードエリア型半導体レーザである。
The
ビーム整形レンズ３２は、非球面レンズであり、出射レーザ光が、目標領域において所定の形状となるよう、出射レーザ光を収束させる。たとえば、目標領域におけるビーム形状が、縦十ｃｍ、横数ｃｍ程度の略楕円形状となるように、ビーム整形レンズ３２が設計される。
The
レーザ保持部３３ａは、受光レンズ４１に入射する光を遮る部分を減らせるよう、左右端から延びる薄い板部３３ｂによって、保持されている。レーザ保持部３３ａは、内部にレンズホルダ３４を収容するための円形の開口３３ｃとレーザ光源３１を収容するための円形の開口３３ｄが形成されている。開口３３ｃの径は、レンズホルダ３４の小径部の外径よりもやや大きい。開口３３ｄの径は、レーザ光源３１のベースの径よりもやや大きい。開口３３ｄには、段部が形成されており、段部の部分における開口３３ｄの径は、開口３３ｄの後方の径よりも小さくなっている。レーザ光源３１のベースの前面が開口３３ｄの段部に当接するまで、後方からレーザ光源３１が開口３３ｄに嵌め込まれる。この状態で、レーザ光源３１がレーザ保持部３３ａに接着固定される。
The
レンズホルダ３４は、前後で外周の径が異なる略円筒形状となっている。前方には、大径部が形成されており、後方には、大径部よりも径が小さい小径部が形成されている。レンズホルダ３４は、内部にビーム整形レンズ３２を収容し、レーザ光源３１から出射されたレーザ光をビーム整形レンズ３２に導くための円形の開口が形成されている。開口には、段部が形成されており、段部の部分における開口の径は、開口の前方の径よりも小さくなっている。ビーム整形レンズ３２の後面の周辺部がレンズホルダ３４の段部に当接するまで、前方からビーム整形レンズ３２が開口に嵌め込まれる。この状態で、ビーム整形レンズ３２がレンズホルダ３４に接着固定される。
The
レーザホルダ３３は、レーザ光源３１とビーム整形レンズ３２を保持するための保持部材である。レーザホルダ３３には、正面中央に略円筒形状のレーザ保持部３３ａが形成されている。
The
出射ユニット３の組立時には、前方からレンズホルダ３４の小径部がレーザ保持部３３ａの開口３３ｃに通され、レンズホルダ３４がレーザ保持部３３ａに装着される。こうして、図５（ａ）に示す出射ユニット３が組み立てられる。
When the
図４（ａ）、図４（ｂ）に戻り、レーザホルダ３３の後背面の角には、内側に突出する
鍔部が形成されており、これらの鍔部には、レンズホルダ４２と係合するための係合部３３ｅが形成されている。
Returning to FIG. 4A and FIG. 4B, hooks projecting inward are formed at the corners of the back and rear surfaces of the
受光レンズ４１は、安価な樹脂製のレンズである。受光レンズ４１は、目標領域から反射された光を集光する。受光レンズ４１が樹脂製であるため、受光レンズ４１の焦点距離は、ガラス製のレンズよりも比較的長い。
The
レンズホルダ４２は、略方形形状を有し、光を透過しない樹脂材等により形成されている。受光レンズ４１の焦点距離が長いため、レンズホルダ４２は、前後方向の長さがやや長い。レンズホルダ４２は、光検出器４３に反射光を導くため、前方に開口４２ａが形成されている。開口４２ａには、段部が形成されており、段部の部分における開口４２ａの径は、開口４２ａの前方の径よりも小さくなっている。受光レンズ４１が、開口４２ａの段部に当接するように開口４２ａに装着される。この状態で、受光レンズ４１がレンズホルダ４２に接着固定される。
The
レンズホルダ４２は、後背面に凹部４２ｂが形成されており、凹部４２ｂの中央には、受光レンズ４１を透過した反射光を光検出器４３に導くための穴４２ｃが形成されている。また、レンズホルダ４２は、前面に、４つの凸部４２ｄが形成されている。
The
光検出器４３は、ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）またはＰＩＮフォトダイオードからなり、回路基板４３ａに装着されている。光検出器４３は、受光光量に応じた大きさの電気信号を回路基板４３ａに出力する。光検出器４３の受光面は、複数の領域に分割されておらず、単一の受光面からなっている。また、光検出器４３の受光面は、迷光の影響を抑えるため、縦横の幅が狭く構成されている（例えば１ｍｍ前後）。回路基板４３ａは、レンズホルダ４２の後背面に取り付けられる。こうして、図５（ａ）に示す受光ユニット４が組み立てられる。
The
そして、レーザホルダ３３の係合部３３ｅが、レンズホルダ４２の凸部４２ｄに通され、レーザホルダ３３がレンズホルダ４２に接着固定される。こうして、図５（ｂ）に示すように、出射ユニット３が受光ユニット４に組付けられる。
Then, the engaging
この状態で、レンズホルダ３４を前後に移動させることにより、ビーム整形レンズ３２を前後方向に位置調整することできる。そして、レーザ光源３１からレーザ光が出射され、所定の距離（たとえば、１５ｍ）において、レーザ光が焦点を結ぶように、レンズホルダ３４が前後方向に位置調整される。具体的には、まず、目標の距離（略１５ｍ）の位置にスクリーンを立てて、このスクリーンにレーザ光が照射される。この状態でスクリーン上に焦点が結ばれるようにビーム整形レンズ３２が前後方向に移動される。そして、スクリーン上におけるビームスポット径が最小となる位置に、ビーム整形レンズ３２が位置付けられる。これにより、ビーム整形レンズ３２のフォーカス調整がなされる。こうして、ビーム整形レンズ３２のフォーカス調整がなされた後、レーザ保持部３３ａの上部に形成されたネジ穴に、押さえネジが螺着され、押さえネジの平坦な先端部によって、レンズホルダ３４がレーザ保持部３３ａに押し付けられる。これにより、レンズホルダ３４が、レーザ保持部３３ａに固着される。
In this state, the position of the
こうして、出射ユニット３と受光ユニット４が組み立てられる。
Thus, the
図６（ａ）、図６（ｂ）は、ミラーユニット５の分解斜視図である。図６（ａ）は、ミラーユニット５を前方から見た斜視図、図６（ｂ）は、ミラーユニット５を後方から見た斜視図である。
FIG. 6A and FIG. 6B are exploded perspective views of the
ミラーユニット５は、折り曲げミラー５１とミラー保持部５２を備えている。
The
折り曲げミラー５１の反射面は、誘電体多層膜により形成されており、レーザ光源３１から出射される波長帯域の光を反射させ、それ以外の波長帯域の迷光を透過させる。ミラー保持部５２は、折り曲げミラー５１を底面に垂直な方向から所定の角度（たとえば、１５°）だけ傾いた状態で保持するための保持部材である。ミラー保持部５２には、低面に垂直な方向から所定の角度（たとえば、１５°）だけ傾いた斜面とこの斜面から突出する凸部からなる嵌合部５２ａが形成されている。折り曲げミラー５１は、ミラー保持部５２の嵌合部５２ａに嵌め込まれ、ミラー保持部５２に接着固定される。嵌合部５２ａの間は、空洞となっており、折り曲げミラー５１を透過した光は、ミラー保持部５２の前方に投射される。
The reflecting surface of the bending
図７は、折り曲げミラー５１の反射率特性を示す図である。図７において、横軸は、波長（ｎｍ）、縦軸は、反射率（％）である。また、図７には、入射角が１１°の場合と、１３°の場合と、１５°の場合と、１７°の場合と、１９°の場合の反射率特性が示されている。また、図７には、便宜上、レーザ光源３１の出射レーザ光の波長帯域付近（略８８０ｎｍ〜略９４０ｎｍ）と、可視光の波長帯域のうち、略６００ｎｍ〜略７００ｎｍの波長帯域における反射率の下限付近と上限付近にラインが示されている。
FIG. 7 is a diagram showing the reflectance characteristics of the bending
図７に示すように、レーザ光源３１の出射レーザ光の波長帯域付近（略８５０〜略１０００ｎｍ）においては、略１００％の反射率の特性を有する。また、波長８００ｎｍ以下において、反射率が急峻に下がっており、波長７００ｎｍ以下においては、反射率が５％〜１０％程度に抑えられている。 As shown in FIG. 7, in the vicinity of the wavelength band of the laser beam emitted from the laser light source 31 (approximately 850 to approximately 1000 nm), it has a reflectance characteristic of approximately 100%. In addition, the reflectance sharply decreases at a wavelength of 800 nm or less, and the reflectance is suppressed to about 5% to 10% at a wavelength of 700 nm or less.
このように、本実施の形態における折り曲げミラー５１は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光の波長帯域の光は、略反射させ、可視光の波長帯域の光の大半を透過させる。したがって、外乱光等の大半は、折り曲げミラー５１を反射せず、折り曲げミラー５１を透過するため、光検出器４３に迷光が入射することを抑えることができる。
Thus, the bending
また、図示の如く、本実施の形態における折り曲げミラー５１は、入射角が１１°〜１９°の範囲で略同様の反射率特性を有している。したがって、折り曲げミラー５１の設置角度が、取り付け誤差によって設計角度（たとえば、１５°）から多少ずれたとしても、所望の反射率特性を得ることができる。
Further, as shown in the figure, the bending
なお、折り曲げミラー５１は、ミラー保持部５２に固定されるため、目標領域からの反射光の入射角度は、略一定である。したがって、折り曲げミラー５１には、広い角度範囲におけるレーザ光の入射角に対する反射率の依存性が抑えられる特性までは不要である。他方、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３は、上述の駆動機構によりＰａｎ方向およびＴｉｌｔ方向に回動するため、広い角度範囲におけるレーザ光の入射角に対する反射率の依存性を抑える特性を有するように構成されている。
In addition, since the bending
このように、折り曲げミラー５１の反射面が、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の波長帯域の光を反射し、それ以外の波長帯域の光を透過させるように設計された誘電体多層膜により形成される構成は、請求項６に記載の構成の一例である。
As described above, the reflecting surface of the bending
図１に戻り、ベースユニット６は、ベースプレート６１と、フレーム６２を備えている。ベースプレート６１は、各部材を載置するための台である。フレーム６２は、ミラーアクチュエータ２、出射ユニット３、受光ユニット４、ミラーユニット５および回路基板７を組付けるための枠部材である。フレーム６２には、各部材を組付けるためのネジ穴が設けられている。
Returning to FIG. 1, the
回路基板７は、ＣＰＵやメモリ等を備え、ミラーアクチュエータ２、レーザ光源３１および光検出器４３等の回路基板と電気的に接続される。
The
レーザレーダ１の組立時には、まず、ミラーアクチュエータ２が、装着板６２ａによりベースプレート６１に垂直な方向から所定の角度（たとえば、１５°）だけ傾いた状態でフレーム６２の後方の板部に取り付けられる。そして、出射ユニット３と受光ユニット４が、フレーム６２の底面の後端に載置され、螺着される。また、ミラーユニット５は、フレーム６２の底面の前端に載置され、螺着される。さらに、回路基板７が、当てられた状態でフレーム６２の背面に螺着される。
When the
こうして、図８に示す構成体が組み立てられる。図８は、カバーが取り外された状態のレーザレーダ１を示す斜視図である。最後に、ベース６１にカバーが取り付けられ、レーザレーダ１の組立が完了する。なお、図示を省略するが、カバーには、可視光の波長帯域の光を減衰させるための可視光カットフィルタ８が取り付けられる。
Thus, the structure shown in FIG. 8 is assembled. FIG. 8 is a perspective view showing the
この状態で、レーザ光源３１から出射されたレーザ光は、ビーム整形レンズ３２を透過し、折り曲げミラー５１によって反射される。その後、レーザ光は、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３によって反射される。そして、レーザ光は、カバーに備え付けられた可視光カットフィルタ８を透過し、目標領域に投射される。
In this state, the laser light emitted from the
図９（ａ）は、レーザ光の出射光と反射光の光路を模式的に示した図である。図９（ｂ）は、受光レンズ４１を折り曲げミラー５１側から見た正面図である。なお、図９（ａ）には、ＸＹＺ軸が示されており、Ｘ軸は、図８における左右方向に相当し、Ｙ軸は、図８における上下方向に相当し、Ｚ軸は、図８における前後方向に相当する。
FIG. 9A is a diagram schematically showing the optical paths of the emitted light and reflected light of the laser light. FIG. 9B is a front view of the
本実施の形態のミラーアクチュエータ２は、ミラー２１３のミラー面が、Ｙ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸正方向に近づくように１５°の角度で傾くように配置される。また、本実施の形態の折り曲げミラー５１は、ミラー面が、Ｙ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸正方向に近づくように１５°の角度で傾くように配置される。本実施の形態のレーザ光源３１は、出射光軸がＺ軸に平行となるように配置されている。
The
この場合、折り曲げミラー５１に対するレーザ光源３１から出射されるレーザ光の入射角θ１は、１５°となる。また、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３が中立位置にあるとき、折り曲げミラー５１に反射されたレーザ光の入射角θ２も、１５°となる。なお、「中立位置」とは、ミラー２１３がミラーアクチュエータ２によって回動されず、ミラーアクチュエータ２の取り付け角度とミラー２１３の角度が平行となる位置をいう。中立位置において、折り曲げミラー５１により反射されたレーザ光は、ミラー２１３の略中心に入射する。
In this case, the incident angle θ1 of the laser light emitted from the
このように、レーザ光源３１と折り曲げミラー５１とミラーアクチュエータ２を配置することにより、ミラー２１３が中立位置にあるときにレーザ光源３１から出射されたレーザ光は、折り曲げミラー５１、ミラー２１３に反射されてＺ軸正方向に進むようになる。
As described above, by arranging the
ミラーアクチュエータ２は、前述のように、ビーム整形レンズ３２を透過し、折り曲げミラー５１を反射したレーザ光と目標領域からの反射光が入射するミラー２１３と、このミラー２１３を２つの軸の周りに回動させるための機構とを備える。ミラー２１３が回動することにより、目標領域においてレーザ光が走査される。レーザ光は、目標領域において、ＸＺ平面に平行な複数の走査ラインに沿ってスキャンされる。各走査ラインに沿って
レーザ光を走査させるために、ミラー２１３は、Ｐａｎ方向の他、Ｔｉｌｔ方向にも駆動される。また、走査ラインを変更するために、ミラー２１３がＴｉｌｔ方向に駆動される。
As described above, the
目標領域からの反射光は、レーザ光が目標領域へと向かう光路を逆行して、ミラー２１３に入射する。ミラー２１３に入射した反射光は、ミラー２１３により反射され、折り曲げミラー５１に入射する。
The reflected light from the target area is incident on the
上述のように、ミラー２１３は、レーザ光の入射角に対する反射率の依存性が抑制されるよう誘電体多層膜が設計されている。したがって、目標領域からの反射光は、ミラー２１３がどのような角度であっても、略同様に高い反射率で折り曲げミラー５１に向かう方向に反射される。
As described above, the dielectric multilayer film is designed for the
このように、ミラー２１３の反射面が、レーザ光の入射角に対する反射率の依存性が抑制されるように設計された誘電体多層膜により形成される構成は、請求項７に記載の構成の一例である。
In this way, the configuration in which the reflection surface of the
折り曲げミラー５１に入射した反射光は、折り曲げミラー５１を反射し、受光レンズ４１に向かう方向（Ｚ軸負方向）に進行する。なお、レーザ光源３１から出射されたレーザ光の波長帯域と異なる波長帯域の迷光は、折り曲げミラー５１を透過する。これにより、レーザ光の波長帯域と異なる波長帯域の迷光が受光レンズ４１の方向に導かれることを防ぐことができる。
The reflected light incident on the bending
なお、ミラー２１３が中立位置にあるとき、レーザ光源３１を出射したレーザ光がミラー２１３によってＺ軸正方向に反射され、目標領域において反射されミラー２１３によって反射された反射光が、折り曲げミラー５１によってＺ軸負方向に反射される構成は、請求項５に記載の構成の一例である。
When the
このように、本実施の形態では、目標領域からの反射光を受光するために、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３と折り曲げミラー５１の２枚のミラーが用いられるため、それぞれに異なる反射率特性を付与することができる。したがって、ミラー２１３と折り曲げミラー５１の誘電体多層膜の膜設計を簡素なものとすることができる。
As described above, in this embodiment, the two mirrors of the
図９（ｂ）に示すように、折り曲げミラー５１を反射した反射光のうち、レーザ保持部３３ａと板部３３ｂの部分を通過する反射光は遮光され、それ以外の破線に囲まれた部分を通過する反射光は、受光レンズ４１に入射する。図示の如く、破線に囲まれた部分の面積に対し、レーザ保持部３３ａと板部３３ｂの部分の面積は小さい。したがって、折り曲げミラー５１を反射した反射光の大半は、遮光されず、受光レンズ４１に入射する。受光レンズ４１に入射した反射光は、受光レンズ４１によって、光検出器４３に収束される。
As shown in FIG. 9B, of the reflected light reflected from the bending
かかる反射光の挙動は、ミラー２１３がどのような回動位置にあっても同じである。すなわち、ミラー２１３がどのような回動位置にあっても、目標領域からの反射光は、レーザ光の出射時の光路を逆行し、ビーム整形レンズ３２の光軸に平行に進んで、受光レンズ４１に入射する。
The behavior of the reflected light is the same regardless of the rotation position of the
光検出器４３は、受光光量に応じた大きさの電気信号を回路基板４３ａに出力し、回路基板４３ａは、その信号をデジタル化して、後段の回路基板７に出力する。回路基板７は、光検出器４３からの信号に基づいて、目標領域における物体の有無および物体までの距離を測定する。具体的には、レーザ光が出射されたタイミングと、光検出器４３から信号が出力されたタイミングとの時間差から、この物体までの距離が測定される。レーザレー
ダ１の回路構成は、追って図１３を参照して説明する。
The
図１０は、比較例におけるレーザ光の出射光と反射光の光路を模式的に示した図である。 FIG. 10 is a diagram schematically showing the optical paths of the emitted light and reflected light of the laser light in the comparative example.
本比較例では、上記実施の形態と比べ、折り曲げミラー５１が配されず、ミラーアクチュエータ２と出射ユニット３と受光ユニット４が直線上に並ぶように配されている。
In the present comparative example, the bending
この場合、レーザレーダ１の上下方向（Ｙ軸方向）の高さＨ２および左右方向（Ｚ軸方向）の幅Ｗ２が、上記実施の形態におけるレーザレーダ１の上下方向（Ｙ軸方向）の高さＨ１および左右方向（Ｚ軸方向）の幅Ｗ１よりも大きくなり易い。また、本実施の形態における受光レンズ４１には、安価な樹脂製のレンズが用いられるため、焦点距離が長く、レーザレーダ１の上下方向の高さＨ２、左右方向の幅Ｗ２はさらに大きくなり易い。
In this case, the height H2 in the vertical direction (Y-axis direction) and the width W2 in the left-right direction (Z-axis direction) of the
これに対し、図９（ａ）に示すように、本実施の形態では、ミラー２１３から光検出器４３までの反射光の受光光路が折り曲げミラー５１により折り曲げられるため、ミラーアクチュエータ２の下方（Ｙ軸負方向）のスペースに出射ユニット３と受光ユニット４を位置付けることができる。したがって、レーザレーダ１全体をコンパクトに構成することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 9A, in the present embodiment, the light receiving optical path of the reflected light from the
このように、ミラー２１３から光検出器４３までの反射光の受光光路が折り曲げミラー５１により折り曲げられる構成は、請求項１に記載の構成の一例である。また、出射ユニット３が、折り曲げミラー５１と受光レンズ４１との間の光路中に配される構成は、請求項２に記載の構成の一例である。
Thus, the configuration in which the light receiving optical path of the reflected light from the
本実施の形態のように、ミラー２１３と折り曲げミラー５１を用いて、反射光の受光光路を折り曲げる場合、入射角θ１、θ２の角度を鋭角にすればするほど、レーザレーダ１の上下方向（Ｙ軸方向）の高さＨ１を小さくすることができる。
In the case where the light receiving optical path of the reflected light is bent using the
ただし、入射角θ１、θ２は、反射光が可視光カットフィルタ８に遮られないよう、可視光カットフィルタ８の下端（Ｙ軸負方向）とミラー２１３から折り曲げミラー５１間の反射光の受光光路との間に所定の間隔Ｄ１が保てるように設定されるのが望ましい。また、入射角θ１、θ２は、反射光が出射ユニット３に遮られないよう、出射ユニット３のレンズ保持部３２ａの上端（Ｙ軸正方向）とミラー２１３から折り曲げミラー５１間の反射光の受光光路との間に所定の間隔Ｄ２が保てるように設定されるのが望ましい。
However, the incident angles θ1 and θ2 are the light receiving optical paths of the reflected light between the lower end (Y-axis negative direction) of the visible light cut
こうすることにより、目標領域からの反射光を遮ることなく、レーザレーダ１の上下方向の大きさを抑えることができる。
By doing so, the size of the
このように、反射光が出射ユニット３に遮られないように、出射ユニット３のレンズ保持部３２ａの上端（Ｙ軸正方向）とミラー２１３と折り曲げミラー５１間の反射光の受光光路との間に所定の間隔Ｄ２が保たれるように入射角θ１、θ２が設定される構成は、請求項３に記載の構成の一例である。また、反射光が可視光カットフィルタ８に遮られないように、可視光カットフィルタ８の下端（Ｙ軸負方向）とミラー２１３と折り曲げミラー５１間の反射光の受光光路との間に所定の間隔Ｄ１が保たれるように入射角θ１、θ２が設定される構成は、請求項４に記載の構成の一例である。
In this way, between the upper end (Y-axis positive direction) of the lens holding portion 32a of the
図１０に示す比較例の場合、出射ユニット３をミラー２１３側に近付けることによって、レーザレーダ１全体の大きさを抑えることができる。しかし、反射光が出射ユニット３のレンズホルダ３４に干渉しないようにするためには、出射ユニット３のレンズホルダ３
４の上端（Ｙ軸正方向）と可視光カットフィルタ８の下端（Ｙ軸負方向）との間に所定の間隔Ｄ３を設ける必要がある。したがって、比較例の場合、反射光を遮ることなく、レーザレーダ１全体を小型化するのは、困難である。
In the case of the comparative example shown in FIG. 10, the size of the
It is necessary to provide a predetermined distance D3 between the upper end of 4 (Y-axis positive direction) and the lower end of the visible light cut filter 8 (Y-axis negative direction). Therefore, in the case of the comparative example, it is difficult to downsize the
これに対し、図９（ａ）に示す本実施の形態では、反射光の受光光路が折り曲げミラー５１によって折り曲げられるため、反射光を遮ることなく、容易にミラーアクチュエータ２の下方（Ｙ軸負方向）のスペースに、出射ユニット３と受光ユニット４を配することができる。
On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 9A, since the light receiving optical path of the reflected light is bent by the bending
また、図１０に示す比較例のように、出射ユニット３と受光ユニット４を傾けて配置する場合、出射ユニット３と受光ユニット４の保持部材が複雑化し、設計誤差が生じ易くなる。また、レーザレーダ１を組み立てるための難度が高くなり、出射ユニット３と受光ユニット４の組立誤差も生じ易くなる。
Further, when the
これに対し、本実施の形態では、出射ユニット３と受光ユニット４がＺ軸方向に並ぶため、出射ユニット３と受光ユニット４の保持部材を簡素なものとすることができる。したがって、出射ユニット３と受光ユニット４の設計誤差、および組立誤差の発生を抑えることができる。
On the other hand, in this embodiment, since the
なお、レーザレーダ１全体のサイズをより小さくするために、受光レンズ４１は、樹脂製のレンズの代わりに、焦点距離が短いガラス製のレンズ等を使うことも想定され得る。
In order to further reduce the size of the
図１１（ａ）は、受光レンズ４１に樹脂製のレンズが用いられる場合の反射光の入射位置と迷光の入射位置を示す図である。図１１（ｂ）は、受光レンズ４１にガラス製のレンズが用いられる場合の反射光の入射位置と迷光の入射位置を示す図である。
FIG. 11A is a diagram illustrating an incident position of reflected light and an incident position of stray light when a resin lens is used as the
図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、外乱光等、反射光以外の迷光は、反射光と異なる角度成分を持って受光レンズ４１に入射し易い。
As shown in FIGS. 11A and 11B, stray light other than reflected light, such as disturbance light, easily enters the
図１１（ａ）に示すように、受光レンズ４１に焦点距離が長い樹脂製のレンズが用いられる場合、反射光と異なる角度成分を持った迷光が受光レンズ４１に入射すると、迷光は、光検出器４３からやや離れた位置に収束する。
As shown in FIG. 11A, when a resin lens having a long focal length is used as the
図１１（ｂ）に示すように、ガラス製のレンズが用いられる場合、受光レンズ４１の焦点距離Ｆ２は、図１１（ａ）に示す焦点距離Ｆ１よりも短い。したがって、反射光と異なる角度成分を持った迷光が受光レンズ４１に入射すると、迷光は、図１１（ａ）の場合よりも光検出４３から近い位置に収束する。このように、焦点距離が短いガラス製のレンズの場合、反射光と異なる角度成分を持つ迷光の影響を受け易くなる。
As shown in FIG. 11B, when a glass lens is used, the focal length F2 of the
本実施の形態では、折り曲げミラー５１により反射光の受光光路を折り曲げることによりレーザレーダ１をコンパクトに構成することができるため、受光レンズ４１には、焦点距離の長い安価な樹脂製のレンズを用いるほうが望ましい。これにより、コストダウンを図りつつ、迷光対策の効果も享受することができる。
In the present embodiment, the
このように、焦点距離の長い安価な樹脂製のレンズを用いること、およびミラー５１に反射率の波長依存特性を付与することにより、十分な迷光対策の効果が得られるため、受光ユニット４に対するバンドパスフィルタ等の光学フィルタを省略することができる。これにより、さらなる低コスト化を図ることができる。
In this way, by using an inexpensive resin lens having a long focal length and providing the
なお、受光レンズ４１に樹脂製のレンズが用いられる構成は、請求項８に記載の構成の
一例である。
The configuration in which a resin lens is used for the
図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、ミラー２１３の位置を検出するためのサーボ光学系を説明する図である。図１２（ａ）には、ミラーアクチュエータ２の一部断面図と折り曲げミラー５１とレーザ光源３１のみが示されている。
FIGS. 12A and 12B are diagrams illustrating a servo optical system for detecting the position of the
図１２（ａ）を参照して、上述のように、ミラーアクチュエータ２には、ＬＥＤ２１２ａと、ピンホール２２４ａが形成されたピンホール箱と、ＰＳＤ２２４ｂが搭載された回路基板が配されている。
Referring to FIG. 12A, as described above, the
ＬＥＤ２１２ａ、ＰＳＤ２２４ｂおよびピンホール２２４ａは、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３が上記中立位置にあるときに、ＬＥＤ２１２ａがピンホール箱のピンホール２２４ａとＰＳＤ２２４ｂの中心に向き合うように配置されている。すなわち、ミラー２１３が中立位置にあるとき、ＬＥＤ２１２ａから出射されピンホール２２４ａを通るサーボ光が、ＰＳＤ２２４ｂの中心に垂直に入射するよう、ピンホール箱およびＰＳＤ２２４ｂが配置されている。また、ピンホール箱は、ＬＥＤ２１２ａとＰＳＤ２２４ｂの中間位置よりもＰＳＤ２２４ｂに近い位置に配置されている。
The
ここで、ＬＥＤ２１２ａから拡散するように発せられたサーボ光は、その一部が、ピンホール２２４ａを通過し、ＰＳＤ２２４ｂによって受光される。ピンホール２２４ａ以外の領域に入射されたサーボ光は、ピンホール箱によって遮光される。ＰＳＤ２２４ｂは、サーボ光の受光位置に応じた電流信号を出力する。
Here, part of the servo light emitted so as to diffuse from the
たとえば、図１２（ｂ）のようにミラー２１３が破線で示す中立位置から矢印方向に回動すると、ＬＥＤ２１２ａの拡散光（サーボ光）のうちピンホール２２４ａを通る光の光路は、ＬＰ１からＬＰ２へと変位する。その結果、ＰＳＤ２２４ｂ上におけるサーボ光の照射位置が変化し、ＰＳＤ２２４ｂから出力される位置検出信号が変化する。この場合、ＬＥＤ２１２ａからのサーボ光の発光位置と、ＰＳＤ２２４ｂの受光面上におけるサーボ光の入射位置は一対一に対応する。したがって、ＰＳＤ２２４ｂにて検出されるサーボ光の入射位置によって、ミラー２１３の位置を検出することができ、結果、目標領域における走査レーザ光の走査位置を検出することができる。
For example, as shown in FIG. 12B, when the
図１３は、レーザレーダ１の回路構成を示す図である。なお、同図には、便宜上、レーザレーダ１の主要な構成が併せて示されている。図示の如く、レーザレーダ１は、ＰＳＤ信号処理回路５０１と、サーボＬＥＤ駆動回路５０２と、アクチュエータ駆動回路５０３と、スキャンＬＤ駆動回路５０４と、ＰＤ信号処理回路５０５と、ＤＳＰ５０６を備えている。
FIG. 13 is a diagram illustrating a circuit configuration of the
ＰＳＤ信号処理回路５０１は、ＰＳＤ２２４ｂからの出力信号をもとに求めた位置検出信号をＤＳＰ５０６に出力する。サーボＬＥＤ駆動回路５０２は、ＤＳＰ５０６からの信号をもとに、ＬＥＤ２１２ａに駆動信号を供給する。アクチュエータ駆動回路５０３は、ＤＳＰ５０６からの信号をもとに、ミラーアクチュエータ２を駆動する。具体的には、目標領域においてレーザ光を所定の軌道に沿って走査させるための駆動信号がミラーアクチュエータ２に供給される。
The PSD
スキャンＬＤ駆動回路５０４は、ＤＳＰ５０６からの信号をもとに、レーザ光源３１に駆動信号を供給する。具体的には、目標領域にレーザ光を照射するタイミングで、パルス状の駆動信号（電流信号）がレーザ光源３１に供給される。
The scan
ＰＤ信号処理回路５０５は、光検出器４３の受光光量に応じた電圧信号を増幅およびデ
ジタル化してＤＳＰ５０６に供給する。
The PD
ＤＳＰ５０６は、ＰＳＤ信号処理回路５０１から入力された位置検出信号をもとに、目標領域におけるレーザ光の走査位置を検出し、ミラーアクチュエータ２の駆動制御や、レーザ光源３１の駆動制御等を実行する。また、ＤＳＰ５０６は、ＰＤ信号処理回路５０５から入力される電圧信号に基づいて、目標領域内のレーザ光照射位置に物体が存在するかを判定し、同時に、レーザ光源３１から出力されるレーザ光の照射タイミングと、光検出器４３にて受光される目標領域からの反射光の受光タイミングの間の時間差をもとに、物体までの距離を測定する。
The
＜実施の形態の効果＞
以上、本実施の形態によれば、目標領域からの反射光の受光光路が折り曲げミラー５１により折り曲げられるため、ミラーアクチュエータ２下方のスペースに、出射ユニット３、受光ユニット４を効率よく配置することができる。これにより、レーザレーダ１の小型化を図ることができる。
<Effect of Embodiment>
As described above, according to the present embodiment, since the light receiving optical path of the reflected light from the target area is bent by the bending
また、本実施の形態によれば、入射角θ１、θ２が、間隔Ｄ１、Ｄ２を保つ範囲で鋭角になるように設定されるため、目標領域からの反射光を遮ることなく、レーザレーダ１の上下方向の大きさを抑えることができる。
Further, according to the present embodiment, the incident angles θ1 and θ2 are set to be acute angles within the range of maintaining the distances D1 and D2, so that the reflected light from the target area is not blocked and the
また、本実施の形態によれば、出射ユニット３と受光ユニット４がＺ軸方向に並ぶように配置されるため、出射ユニット３と受光ユニット４の保持部材を簡素なものとすることができる。したがって、出射ユニット３と受光ユニット４の設計誤差、および組立誤差の発生を抑えることができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、受光レンズ４１に焦点距離の長い安価な樹脂製のレンズが用いられるため、低コスト化を図りつつ、光検出器４３に対する迷光の影響を抑えることができる。
In addition, according to the present embodiment, since an inexpensive resin lens having a long focal distance is used as the
また、本実施の形態によれば、折り曲げミラー５１は、レーザ光の波長帯域付近の波長帯域において高い反射率が得られ、それ以外の波長帯域において低い反射率が得られるよう、誘電体多層膜が設計されているため、光検出器４３に対する迷光の影響をさらに抑えることができる。これにより、バンドパスフィルタ等の高価なフィルタを省略することができ、さらに低コスト化を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, the bending
また、本実施の形態によれば、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３は、広い角度範囲におけるレーザ光の入射角に対する反射率の依存性を抑えられる特性が得られるよう誘電体多層膜が設計されているため、ミラー２１３がどのような角度であっても、略同様に高い反射率で目標領域からの反射光を反射させることができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、目標領域からの反射光を受光するために、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３と折り曲げミラー５１の２枚のミラーが用いられるため、それぞれに、反射光の広い角度範囲の入射角に対する反射率の依存性を抑制する特性と、反射光の波長帯域付近のみに高い反射率を有する特性を別々に付与することができる。したがって、それぞれの誘電体多層膜の膜設計を簡素なものとすることができる。
In addition, according to the present embodiment, the two mirrors of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記以外に種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made to the embodiments of the present invention other than the above.
たとえば、上記実施の形態では、折り曲げミラー５１の反射面には、レーザ光源３１か
ら出射されるレーザ光の波長帯域付近の光のみを反射させる特性を有する誘電体多層膜が形成されたが、波長依存性のない金属膜が形成されても良い。この場合、光検出器４３の前段に、別途、レーザ光の波長帯域付近の光以外の波長帯域の光をカットするバンドパスフィルタ等が設けられても良い。
For example, in the above embodiment, the dielectric multilayer film having the characteristic of reflecting only the light near the wavelength band of the laser light emitted from the
また、上記実施の形態では、ミラーアクチュエータ２のミラー２１３に対する反射光の入射角θ２と、折り曲げミラー５１に対する反射光の入射角θ１が同一になるようミラーアクチュエータ２と折り曲げミラー５１の設置角度が設定されたが、図１４に示すように、折り曲げミラー５１に対する反射光の入射角θ３がミラーアクチュエータ２のミラー２１３に対する反射光の入射角θ２と異なるように、ミラーアクチュエータ２と折り曲げミラー５１の設置角度が設定されても良い。
In the above embodiment, the installation angle of the
ミラーアクチュエータ２のミラー２１３に対する反射光の入射角θ２が１５°であり、折り曲げミラー５１に対する反射光の入射角θ３が２５°である場合、折り曲げミラー５１は、ミラー面が、Ｙ軸正方向からＹＺ平面の面内方向において、Ｚ軸正方向に近づくように１０°の角度で傾くように設置される。
When the incident angle θ2 of the reflected light with respect to the
この場合、レーザレーダ１の上下方向（Ｙ軸方向）の高さＨ３は、上記実施の形態の高さＨ１よりも大きくなる。レーザレーダ１の左右方向（Ｚ軸方向）の幅Ｗ３は、上記実施の形態の幅Ｗ１よりも小さくなる。
In this case, the height H3 in the vertical direction (Y-axis direction) of the
このように、レーザレーダ１のスペースを考慮して、ミラーアクチュエータ２、折り曲げミラー５１の設置角度は、適宜、変更し得る。
Thus, the installation angle of the
また、上記実施の形態では、出射ユニット３が折り曲げミラー５１と受光レンズ４１の間に配置されたが、これに限られるものではない。たとえば、出射ユニット３は、折り曲げミラー５１とミラー２１３の間に配置されても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
１ … レーザレーダ
２ … ミラーアクチュエータ（駆動部）
２１３ … ミラー（第１のミラー）
３ … 出射ユニット（出射部）
３１ … レーザ光源（出射部）
３２ … ビーム整形レンズ（出射部）
３３ … レーザホルダ（出射部）
３４ … レンズホルダ（出射部）
４１ … 受光レンズ（集光素子、樹脂製のレンズ）
４３ … 光検出器
５１ … 折り曲げミラー（第２のミラー）
８ … 可視光カットフィルタ（窓）
DESCRIPTION OF
213 ... Mirror (first mirror)
3 ... Outgoing unit (outgoing part)
31 ... Laser light source (emitter)
32 ... Beam shaping lens (outgoing part)
33 ... Laser holder (emitter)
34 ... Lens holder (outgoing part)
41. Light receiving lens (light condensing element, resin lens)
43 ...
8 ... Visible light cut filter (window)
Claims (8)
前記レーザ光を目標領域に向かって反射する第１のミラーと、
前記レーザ光が目標領域を走査するように前記第１のミラーを駆動する駆動部と、
前記目標領域において反射され、さらに、前記第１のミラーによって反射された前記レーザ光の反射光を前記目標領域から離れる方向に反射する第２のミラーと、
前記第２のミラーによって反射された前記反射光を集光する集光素子と、
前記集光素子により集光された前記反射光を受光する光検出器と、を備える、
ことを特徴とするレーザレーダ。 An emission part for emitting laser light of a predetermined wavelength band;
A first mirror that reflects the laser light toward a target area;
A drive unit that drives the first mirror so that the laser beam scans a target area;
A second mirror that reflects the reflected light of the laser beam reflected by the target region and reflected by the first mirror in a direction away from the target region;
A condensing element that condenses the reflected light reflected by the second mirror;
A photodetector for receiving the reflected light collected by the light collecting element,
A laser radar characterized by that.
前記出射部は、前記第２のミラーと前記集光素子との間の光路中に配される、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to claim 1, wherein
The emitting portion is disposed in an optical path between the second mirror and the light collecting element.
A laser radar characterized by that.
前記第１のミラーと前記第２のミラーの間を通過する前記反射光が、前記出射部に遮られないように、前記第１のミラーと前記第２のミラーが設置されている、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to claim 2, wherein
The first mirror and the second mirror are installed so that the reflected light passing between the first mirror and the second mirror is not blocked by the emitting portion.
A laser radar characterized by that.
前記第１のミラーに反射された前記レーザ光、および前記目標領域において反射された前記反射光を透過する窓をさらに備え、
前記第１のミラーと前記第２のミラーの間を通過する前記反射光が、前記窓に遮られないように、前記第１のミラーと前記第２のミラーが設置されている、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to any one of claims 1 to 3,
A window that transmits the laser light reflected by the first mirror and the reflected light reflected by the target region;
The first mirror and the second mirror are installed so that the reflected light passing between the first mirror and the second mirror is not blocked by the window;
A laser radar characterized by that.
前記第２のミラーは、前記第１のミラーによって反射された前記レーザ光の前記目標領域に向かう方向と反対の方向に、前記第１のミラーによって反射された前記反射光を反射する、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to any one of claims 1 to 4,
The second mirror reflects the reflected light reflected by the first mirror in a direction opposite to a direction toward the target region of the laser light reflected by the first mirror;
A laser radar characterized by that.
前記第２のミラーの反射面は、前記レーザ光の波長帯域の光を反射し、前記レーザ光の波長帯域以外の波長帯域の光を透過させる誘電体膜により形成されている、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to any one of claims 1 to 5,
The reflection surface of the second mirror is formed of a dielectric film that reflects light in the wavelength band of the laser light and transmits light in a wavelength band other than the wavelength band of the laser light.
A laser radar characterized by that.
前記第１のミラーの反射面は、前記レーザ光の入射角に対する反射率の依存性を抑制させる誘電体膜により形成されている、
ことを特徴とするレーザレーダ。 In the laser radar according to any one of claims 1 to 6,
The reflection surface of the first mirror is formed of a dielectric film that suppresses the dependency of the reflectance on the incident angle of the laser beam.
A laser radar characterized by that.
前記集光素子は、樹脂製のレンズである、
ことを特徴とするレーザレーダ。 The laser radar according to any one of claims 1 to 7,
The condensing element is a resin lens.
A laser radar characterized by that.
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