JP3244438B2 - 物体情報検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物体情報検知装置に
関する。特に、電磁波を用いて対象物体に関する情報を
検知するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁波を媒介として対象物体に関する情
報、すなわち検知領域内における物体の有無や個数、物
体の位置、距離、方向、大きさ、移動速度、物体温度、
バーコードのような符号情報などを検知するための物体
情報検知装置が広く用いられている。例えば、光電セン
サ、距離計測装置、速度センサ、バーコードリーダ等が
ある。これらの物体情報検知装置は、検知物体に向けて
電磁波（光や放射線を含む）を放射して物体で反射され
た反射信号を受信することにより、あるいは物体から放
出された電磁波を受信することにより、物体情報を検知
している。

【０００３】ところで、このような物体情報検知装置
は、一般にケース内に納められており、その前面窓を通
して電磁波を放出したり、電磁波を受信したりしてい
る。そのため、泥、ほこり、雪、水滴等による前面窓の
汚れに対して敏感となり、前面窓の汚れがひどくなる
と、誤検知する恐れがある。そのため汚れ検知機能を備
え、前面窓の汚れがひどくなった場合には、報知するよ
うにしたものが提案されている。

【０００４】（汚れ検知機能を備えた従来の距離計測装
置）このような汚れ検知機能を備えた従来例としては、
図１〜図３に示すようなレーザー測距装置１がある。図
１は汚れ検知機能を備えた従来のレーザー測距装置１を
示す斜視図、図２（ａ）（ｂ）はその概略水平断面図及
び概略縦断面図、図３はその構成を示すブロック図であ
る。レーザー光を用いたレーザー測距装置１の場合に
は、図１及び図２に示すように、前面にガラス板や透明
プラスチック板からなる前面窓２がはめられたケース３
内に、測距用投光部４、測距用受光部５及び汚れ検知部
６等が納められている。

【０００５】図３に示すように、測距用投光部４は、ス
キャナ８、レーザーダイオード（ＬＤ）９、レーザーダ
イオード駆動回路１０および走査位置検出装置１１から
なる。制御回路７は、レーザーダイオード駆動回路１０
を制御することによってレーザーダイオード９からレー
ザー光（レーザーパルス）Ｌをパルス発光させ、スキャ
ナ８を駆動してスキャナ８でレーザー光Ｌを反射させる
ことによって一定の光走査領域内でレーザー光Ｌを走査
し、対象物体に対してレーザー光Ｌを照射する。

【０００６】測距用受光部５は、フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）のような受光素子１２および受光回路１３からな
る。受光素子１２は、対象物体で反射したレーザー光Ｌ
を受光し、受光回路１３は受光素子１２からの受光信号
をデジタル信号にＡ／Ｄ変換した後、制御回路７へ送信
する。制御回路７は、受光回路１３から送信された受光
信号レベルと内部に設定されている受光スレッシュレベ
ルとを比較し、受光素子１２が受光スレッシュレベル以
上のレーザー光Ｌを受光するか否か監視する。

【０００７】制御回路７は、一定の発光タイミングを生
成し、その発光タイミングに同期してカウンタ（図示せ
ず）をスタートさせ、同時に発光タイミングに合わせて
測距用投光部４からレーザー光Ｌを出射及び走査させ、
対象物体で反射して戻ってきた反射レーザー光Ｌを測距
用受光部５で受光する。制御回路７は、受光素子１２が
受光スレッシュレベル以上の反射レーザー光Ｌを受光し
たと判断するとカウンタを停止させ、カウンタの値から
測距用投光部４での発光から測距用受光部５での受光ま
での伝搬遅延時間ｔdを計測し、この伝搬遅延時間ｔdに
基づいて対象物体までの距離を演算する。

【０００８】また、車載用のレーザー測距装置１の場合
には、車速センサ１６により計測されている自車両の速
度も考慮した上で前方車両などの対象物体までの距離を
演算する場合もある。さらに、スキャナ８によるレーザ
ー光Ｌの出射方向（走査方向）は走査位置検出装置１１
によって検出され、走査位置情報が制御回路７へ送信さ
れているので、対象物体の存在する方向も検知すること
ができる。

【０００９】このようなレーザー測距装置１では、レー
ザー光Ｌを送光してその反射光を受光するための前面窓
２が存在するが、この前面窓２は「気象状況」や「長い
間の使用環境」などによって汚れ、レーザー光Ｌが汚れ
により減衰、拡散するため、前面窓２の汚れはレーザー
測距装置１の基本性能に大きく影響を及ぼし、前面窓２
が非常に汚れているとレーザー測距装置１としての役割
を果たさなくなる。

【００１０】そこで、このレーザー測距装置１では、汚
れ検知用フォトダイオード１４と汚れ検知用の受光回路
１５からなる汚れ検知部６を備え、図２に示すように測
距用投光部４から出射され走査されているレーザー光Ｌ
をその走査領域の端部において前面窓２の外面と空気と
の界面で反射させ、その反射したレーザー光Ｌ（汚れ検
知光Ｒ）を汚れ検知用フォトダイオード１４で検知する
ようにしている。そして、受光回路１５は、汚れ検知用
フォトダイオード１４の受光信号をデジタル信号にＡ／
Ｄ変換した後、制御回路７へ送信する。制御回路７は、
受光回路１５から受け取った受光信号レベルと所定の汚
れ判定しきい値レベルを比較し、図４に示すように受光
素子１２の受光信号レベルが汚れ判定しきい値レベル以
上になると、前面窓２の汚れにより反射光が増加したた
めであると判断する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
汚れ検知処理方式では、例えば以下に説明するような種
々の理由によりレーザー測距装置における汚れの検知確
度が低下していた。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】（第１の課題）第一 に、従来の汚れ検知処理方式では、レーザー光Ｌの
走査領域の端部でのみ汚れを検知していた。つまり、図
５（ａ）に示すように、汚れ検知部６は、測距用投光部
４から出射されているレーザー光Ｌの前面窓２前面にお
ける走査範囲の終端部に検知領域Ａを合わせてあり、走
査範囲の終端部へ出射されたレーザー光Ｌを汚れ検知部
６で受光することによって汚れの有無を判別していた。

【００１６】このため、図５（ｂ）の１走査分のレーザ
ーパルスに示すように、汚れを検知するタイミングの窓
位置の汚れと、実際に測距処理を行なっているタイミン
グの窓位置の汚れが一致していない場合があり、汚れ検
知の確度を低下させる一つの原因となっていた。

【００１７】（第２の課題）第二 に、従来の汚れ検知処理方式では、レーザー光の走
査領域の一部（特に、走査領域の終端部）で汚れが検知
されただけで、レーザー測距装置の測距データを全て無
効にしていた。しかし、走査領域の一部で汚れが検知さ
れても、レーザー光の走査領域全体として判断すれば、
まだ十分に測距可能な場合もあり、レーザー測距装置の
動作可能な状態と汚れ判断とが一致せず、汚れ判断の確
実性が低かった。

【００１８】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするとことは、各種物体情
報検知装置において、電磁波が透過する透明ないしほぼ
透明な部材の汚れを高い検知確度で検出することができ
るようにすることにある。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【発明の開示】請求項１に記載の物体情報検知装置は、
電磁波放射手段と電磁波検知手段のうち少なくとも電磁
波検知手段を備え、電磁波放射手段から放射される電磁
波もしくは電磁波検知手段で受信される電磁波の波長域
で透明ないしほぼ透明な部材を透過させて電磁波放射手
段から電磁波を放射もしくは電磁波検知手段で電磁波を
受信することにより、物体に関する情報を検知する装置
において、前記透明ないしほぼ透明な部材に付着した汚
れを検知するための電磁波を送信する汚れ検知用送信器
と、汚れ検知のための電磁波を受信する汚れ検知用受信
器と、前記電磁波検知手段が受信する電磁波を分割し、
前記汚れ検知用受信器が汚れを検出した箇所を通過する
電磁波による信号を無効にする信号選別手段とを備えて
いることを特徴としている。

【００２９】請求項１に記載の物体情報検知装置にあっ
ては、汚れ検知用受信器により汚れを検出しても、直ち
に物体情報検知装置を動作停止させることなく、汚れに
より物体情報を検知不可能な部分だけを無効とし、残り
の部分で物体情報検知装置の動作を継続させることがで
きる。従って、物体情報検知装置が汚れても動作可能な
限りは物体情報検知装置を動作させ、最終的に使用でき
なくなった時点で物体情報検知装置を動作停止させるこ
とができ、汚れ検知機能の確度が向上する。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】請求項１における物体情報検知装置として
は、電磁波のうちでも光（可視光、赤外線、紫外線な
ど）を用いるものが典型的であって、発光素子から出射
された光を受光素子で受光することにより物体の情報、
すなわち検知領域内における物体の有無や個数、物体の
位置、距離、方向、大きさ、移動速度、物体温度、バー
コードのような符号情報などを検知するものが一般的で
ある。

【００４１】また、透明ないしほぼ透明な部材は、汚れ
の付着する環境にあるものが対象となるが、特に、電磁
波放射手段や電磁波検知手段を収納しているケースの前
面窓、物体情報検知装置が車両などに搭載されている場
合にはフロントガラスなどがある。

【００４２】さらに、汚れ検知用送信器は、電磁波放射
手段が兼ねていてもよい。汚れ検知用受信器は、電磁波
検知手段が兼ねていてもよい。

【００４３】

【発明の実施の形態】図６は本発明の一実施形態による
レーザー測距装置（レーザーレーダ）２１の外観斜視
図、図７はその概略縦断面図、図８はその概略水平断面
図である。レーザー測距装置２１は、ケース３内に納め
られており、ケース３の前面開口には、ガラス板もしく
は透明プラスチック板からなる前面窓２が設けられてい
る。しかして、ケース３内に納められた測距用投光部４
からは、前面窓２を通して検知領域へ測距用のレーザー
光Ｌが出射及び走査され、対象物体で反射された反射レ
ーザー光Ｌは前面窓２を通して測距用受光部５に受光さ
れる。

【００４４】また、ケース３の前面上縁部からは前方へ
向けて庇部２２が延出されており、庇部２２内には２つ
の汚れ検知用発光部２３ａ，２３ｂが納められている。
一方、測距用投光部４の近傍には投光側の汚れ検知用受
光部２４が配置されている。さらに、ケース３内の測距
用受光部５は受光側における汚れ検知用受光部を兼ねて
いる。しかして、庇部２２内に納められた各汚れ検知用
発光部２３ａ，２３ｂからは、それぞれ汚れ検知用受光
部２４と測距用受光部５に向けて汚れ検知光（レーザー
光）Ｒが出射されており、これによって投光側及び受光
側における前面窓２の汚れを監視している。

【００４５】図９は当該レーザー測距装置２１の構成を
示すブロック図である。測距用投光部４、測距用受光部
５、走査位置検出装置１１、車速センサ１６等の構成や
機能、制御回路の測距のためのアルゴリズム等について
は、従来例と同じであるので、再度説明することは省略
し、同一構成部分には同一の符号を付与するに止める。

【００４６】庇部２２に納められている各汚れ検知用発
光部２３ａ，２３ｂは、汚れ検知用発光素子（レーザー
ダイオード）２５及び発光素子駆動回路２７で構成され
ている。また、汚れ検知用受光部２４は、汚れ検知用受
光素子（フォトダイオード）２８及び受光回路３０で構
成されている。

【００４７】しかして、制御回路１７が発光素子駆動回
路２７を制御すると、汚れ検知用発光部２３ａ，２３ｂ
の各汚れ検知用発光素子２５から汚れ検知光Ｒがパルス
状に出射され、汚れ検知光Ｒは前面窓２を透過して汚れ
検知用受光部２４と測距用受光部５に入射する。汚れ検
知用受光部２４では、入射した汚れ検知光Ｒを汚れ検知
用受光素子２８の受光面で受光する。受光回路３０は、
汚れ検知用受光素子２８の受光信号をデジタル信号にＡ
／Ｄ変換した後、その受光信号レベル情報を制御回路１
７へ送信する。測距用受光部５も、入射した汚れ検知光
Ｒを測距用受光素子１２の受光面で受光する。受光回路
３０は、測距用受光素子１２の受光信号をデジタル信号
にＡ／Ｄ変換した後、その受光信号レベル情報を制御回
路１７へ送信する。

【００４８】制御回路１７は、汚れ検知用受光部２４の
受光回路３０から受け取った受光信号レベルを所定の汚
れ判定しきい値レベルと比較する。前面窓２の外面に汚
れが付着して汚れている場合には、透過光が遮られて汚
れ検知用受光素子２８の受光信号レベルが低下するの
で、図１０に示すように、汚れ検知用受光素子２８の受
光信号レベルが汚れ判定しきい値レベル以下の異常レベ
ルであれば、前面窓２が汚れていると判定し、汚れ検知
用受光素子２８の受光信号レベルが汚れ判定しきい値レ
ベル以上の正常レベルにあれば、前面窓２が汚れていな
いと判定する。制御回路１７は、汚れがひどいと判定し
た場合には、警報ブザーを鳴らしたり、表示パネルなど
に警告メッセージを表示したりする。なお、汚れ判定し
きい値レベルを複数設定し、一層汚れがひどくなった場
合には測距データの出力を停止するようにしてもよい。

【００４９】前面窓２の汚れがひどいという警報を受け
取った利用者は、前面窓２を清掃した後、リセットボタ
ン等を押し、再び汚れ検知機能を動作させる。

【００５０】また、制御回路１７は、測距用受光部５の
受光回路１３から受光信号レベル情報を受け取った場合
には、受け取った受光信号レベル情報が測距用のレーザ
ー光によるものか、汚れ検知光Ｒによるものか判定す
る。受光信号レベル情報が汚れ検知光Ｒによるものであ
ると判定した場合には、汚れ検知用受光部２４の受光回
路３０から受光信号レベル情報を受け取った場合と同様
にして、汚れ判定しきい値レベルと比較し、前面窓２に
所定以上の汚れが付着しているか否かを判定し、判定結
果に応じて警報ブザー等の必要な処理を実行させる。

【００５１】図１１は測距用のレーザー光Ｌと汚れ検知
光（レーザー光）Ｒとを識別するための方法の一例を説
明する図であって、図１１（ａ）は測距用発光部４の発
光タイミング、図１１（ｂ）は汚れ検知用発光部２３ｂ
の発光タイミング、図１１（ｃ）は汚れ検知用発光部２
３ａの発光タイミング、図１１（ｄ）は測距用受光部２
４の受光タイミング、図１１（ｅ）は汚れ検知用受光部
２４の受光タイミングを示している。図１１（ａ）に示
すように測距用投光部４が測距用レーザー光Ｌを出射し
た後、図１１（ｄ）に示すように測距用受光部５が測距
用レーザー光Ｌを受光するまでの伝搬遅延時間ｔdから
対象物体までの距離が求められる。この測距タイミング
から外れた期間において、汚れ検知用発光部２３ａ，２
３ｂから汚れ検知光Ｒが出射され、汚れ検知用受光部２
４及び測距用受光部５で受光された汚れ検知光Ｒの受光
信号レベルから汚れの程度が判定される。従って、測距
用受光部５は測距用レーザー光Ｌと汚れ検知光Ｒとを受
光するが、受光期間が異なっているために測距用レーザ
ー光Ｌと汚れ検知光Ｒとを区別できるようになってい
る。

【００５２】図１２は制御回路１７が汚れ判定を行なう
ためのアルゴリズムを示すフロー図であって、Ｎ回連続
して汚れ判定した場合に警報等を出力してエラー処理す
るようにしている。すなわち、制御回路１７が受光回路
３０又は１３から受光信号レベル情報を受信すると（Ｓ
３１）、当該受光信号レベルと汚れ判定しきい値レベル
とを比較し（Ｓ３２）、受光信号レベルが汚れ判定しき
い値レベル以下であればエラーカウンタを「１」増加さ
せ（Ｓ３３）、受光信号レベルが汚れ判定しきい値レベ
ル以上であればエラーカウンタを「０」にリセットする
（Ｓ３４）。エラーカウンタをインクリメントした場合
には、エラーカウンタの値が既定値のＮ以上であるか否
かを判定し（Ｓ３５）、受光信号レベルがＮ回連続して
汚れ判定しきい値レベルより低くてエラーカウンタがＮ
になっている場合には、エラー処理する（Ｓ３６）。す
なわち、警報を鳴らしたり、表示パネルに表示したりす
る。

【００５３】このように、このレーザー測距装置２１に
設けられている汚れ検知方式では、前面窓２を透過する
汚れ検知光Ｒによって汚れを検知しているので、精度よ
く汚れを検知することができる。従って、レーザー測距
装置２１が車両下部（例えばバンパー位置など）に取り
付けられていて汚れ易い場合でも、汚れがひどくなって
誤測距する前に注意を促すことができる。

【００５４】（第２の実施形態）図１３は本発明の別な
実施形態によるレーザー測距装置３７を示す概略断面図
である。この実施形態も、レーザー測距装置３７の前面
窓２を透過させた透過光によって前面窓２の汚れを検知
するようにしたものであるが、汚れ検知用発光部２３
ａ，２３ｂないしは汚れ検知用発光素子２５，２５をケ
ース３の前方側面に配置したものである。

【００５５】すなわち、この実施形態にあっては、ケー
ス３の一方側面から前方へ延出された側壁部３８内に２
つの汚れ検知用発光部２３ａ，２３ｂないしは汚れ検知
用発光素子２５，２５を納めてあり、当該汚れ検知用発
光部２３ａ，２３ｂから前面窓２を通してケース３内の
汚れ検知用受光部２４及び測距用受光部５に汚れ検知光
Ｒを投光している。

【００５６】この実施形態に例示するように、汚れ検知
用発光部２３ａ，２３ｂを配置する位置は、前面窓２の
外のどのような位置であっても差し支えない。

【００５７】（第３の実施形態）図１４は本発明のさら
に別な実施形態によるレーザー測距装置３９を示す概略
断面図である。この実施形態では、ケース３から前面窓
２の前方へ延出された側壁部３８内に２つの汚れ検知用
受光部２４ａ，２４ｂないし汚れ検知用受光素子２８，
２８を納め、ケース３内に測距用投光部４及び測距用受
光部５とともに汚れ検知用発光部２３を設けている。

【００５８】しかして、汚れ検知用発光部２３から出射
された汚れ検知光Ｒを前面窓２に透過させた後、一方の
汚れ検知用受光部２４ｂないし汚れ検知用受光素子２８
で受光することにより、その受光信号レベルから測距用
受光部５前方で前面窓２が汚れているか否か判断する。
また、測距用投光部４が汚れ検知用発光部を兼ねてお
り、測距用投光部４から出射されたレーザー光Ｌの一部
を汚れ検知光Ｒとして前面窓２に透過させて他方の汚れ
検知用受光部２４ａないし汚れ検知用受光素子２８で受
光させることにより、その受光信号レベルから測距用投
光部４の前方で前面窓２が汚れているか否か判断する。

【００５９】この実施形態に示したように、汚れ検知用
発光部２３と汚れ検知用受光部２４ａ，２４ｂのうち、
いずれが前面窓２の外側にあり、いずれが前面窓２の内
側にあっても差し支えない。

【００６０】（第４の実施形態）図１５は本発明のさら
に別な実施形態によるレーザー測距装置４１を示す概略
斜視図である。この実施形態にあっては、測距用投光部
４と測距用受光部５を左右に配置し、測距用投光部４か
ら出射されたレーザー光Ｌを左右に走査させるようにし
ている。また、汚れ検知用受光部２４は、測距用投光部
４の下方やや前方に配置されている。

【００６１】汚れ検知用受光部２４の検知領域は、図１
６（ａ）に示すように、測距用投光部４から出射され左
右に走査されているレーザー光Ｌの、前面窓２前面にお
ける走査範囲を含むように設定されている。従って、測
距用投光部４から出射されたレーザー光Ｌは、前面窓２
を透過して測距用として用いられると共に、その一部は
前面窓２の前面で反射される。この前面窓２の前面で反
射されたレーザー光Ｌの一部は、図１６（ｂ）に示すよ
うに、汚れ検知光Ｒとして汚れ検知用受光部２４に受光
され、その受光信号レベルと汚れ判定しきい値レベルと
を比較することにより、前面窓２が汚れているか否かが
判定される（図４参照）。

【００６２】図１７はこのレーザー測距装置４１の構成
を示すブロック図である。このレーザー測距装置４１に
おいては、測距用受光部５から出力される測距データを
選別して出力するデータ選別回路４２を備えている。デ
ータ選別回路４２は、汚れ検知用受光部２４から受信し
た汚れデータに基づいて、汚れを生じているレーザー光
（レーザーパルス）Ｌの走査方向を判別し、データ選別
回路４２で、汚れを生じている走査方向からの測距デー
タを無効にして汚れを生じていない走査方向からの測距
データのみを有効なデータとして制御回路１７へ出力す
る。

【００６３】しかして、図１８（ａ）に示すように、測
距用投光部４から出射され走査されたレーザー光Ｌ［図
１８（ａ）は１走査分のレーザーパルスを示す］は、図
１８（ｂ）に示すように測距用受光部５で受光される。
このとき対象物体の存在する方向へ走査された光ビーム
（レーザーパルス）Ｌは、測距用受光部５で大きな受光
信号レベルで受光されるので、図１８（ａ）（ｂ）に示
すように、その伝搬遅延時間ｔdから対象物体までの距
離が測距される。

【００６４】また、前面窓２が汚れていない場合には、
前面窓２による反射が小さく、汚れ検知用受光部２４に
おける受光信号レベルも図１８（ｃ）に示すように小さ
いが、前面窓２の汚れがひどくなるとその方向へ出射さ
れたレーザー光Ｌの反射量が増加するので、汚れ検知用
受光部２４による受光量が増加し、図１８（ｄ）に示す
ように、汚れ判定しきい値レベル以上となる。

【００６５】従って、この汚れ検知方式では、測距用の
光ビームＬの走査範囲全体で前面窓２の汚れを監視する
ことができ、汚れを検知するタイミングの窓位置の汚れ
と、実際に測距処理を行なっているタイミングの窓位置
の汚れが一致し、汚れ検知の確度を向上させることがで
きる。しかも、前面窓２の汚れている箇所も判別するこ
とができる。

【００６６】さらに、この実施形態では、汚れがひどく
て受光信号レベルが汚れ判定しきい値レベル以上となっ
ている部分（走査方向）を抽出することができるので、
データ選別回路４２により、図１８（ｅ）に示すよう
に、測距用受光部５が受光したレーザー光Ｌのうち、汚
れのひどい部分からの測距データを無効にし（無効のデ
ータを図１８（ｅ）に２点鎖線のパルスで示す）、その
他の測距データを有効にして（有効なデータを図１８
（ｅ）に実線のパルスで示す）対象物体までの距離を計
測することができる。従来のレーザー測距装置では、一
部分でも汚れを検出したら全ての測距データを無効にし
ていたのに対し、本方式によれば測距データの有効範囲
を広くすることができ、汚れに対するレーザー測距装置
４１の動作寿命を長くすることができる。

【００６７】（第５〜６の実施形態）図１９は本発明の
さらに別な実施形態によるレーザー測距装置５６を搭載
した車両（自動車）５７を示す側面図、図２０はその一
部破断した拡大図である。このレーザー測距装置５６
は、車両５７のダッシュボード上に載置されており、ケ
ース３内には、測距用投光部４（汚れ検知用発光部を兼
ねる）、測距用受光部５および汚れ検知用受光部２４が
内蔵されている。

【００６８】しかして、測距用投光部４から出射された
レーザー光Ｌは、車両５７のフロントガラス５８を通し
て前方へ投射され、上下方向もしくは上下左右方向に走
査される。測距用受光部５では、対象物体で反射して戻
ってくるレーザー光Ｌを受光しており、その発光から受
光までの伝搬遅延時間ｔdから対象物体までの距離を計
測する。また、車両５７のボンネット５９上に設けられ
ているエンブレム６０が汚れ検知用の基準対象物として
選定されており、測距用投光部４から出射され走査され
ているレーザー光Ｌのうち一部のレーザー光は、ボンネ
ット５９上のエンブレム６０で反射して戻り、汚れ検知
用受光部２４で受光される。汚れ検知用受光部２４は、
受光信号レベルと汚れ判定しきい値レベルとを比較する
ことによってフロントガラス５８の汚れを検出する。

【００６９】選定する基準対象物はエンブレム６０に限
るものでなく、任意のものでよい。例えば、エンブレム
６０以外にも、グリルを基準対象物として選定すること
ができる。すなわち、図２１に示す実施形態のように、
レーザー測距装置６１をバンパー６３の上のグリル６２
の後方に設置し、測距用には測距用投光器４から出射さ
れたレーザー光Ｌのうちグリル６２の隙間を通過したレ
ーザー光Ｌを用い、前面窓２の汚れ検知用には、グリル
６２で反射したレーザー光Ｌを汚れ検知光Ｒとして用い
るようにすればよい。

【００７０】これらの汚れ検知方式でも、第１の実施形
態と同じく、透過光を用いて汚れを検知しているので、
精度よく汚れを検知することができ、検知確度が向上す
る。また、汚れがひどくなって誤測距する前に注意を促
すことができる。

【００７１】（第７〜９の実施形態）図２２は本発明の
さらに別な実施形態によるレーザー測距装置７１を示す
概略水平断面図である。このレーザー測距装置７１で
は、測距用投光部４及び測距用受光部５を納めたケース
３の両側部から側壁部３８を延出してあり、各側壁部３
８内の前面窓２よりも前方位置に互いに対向させるよう
にして汚れ検知用発光部２３と汚れ検知用受光部２４を
配置している。汚れ検知用発光部２３と汚れ検知用受光
部２４の正面は、前面窓２から延出された側面窓７２に
よって覆われている。

【００７２】しかして、汚れ検知用発光部２３から出射
された汚れ検知光（レーザー光）Ｒは、前面窓２の前面
と平行に、前面窓２の近傍を通過して汚れ検知用受光部
２４に入射している。この前面窓２に例えば泥や雪など
の比較的大きな汚れＤが付着すると、図２３に示すよう
に汚れ検知光Ｒが泥や雪などの汚れＤによって遮られる
ので、汚れ検知用受光部２４の受光信号レベルが低下
し、汚れ判定しきい値レベル以下になると汚れていると
判定される。

【００７３】これらの汚れ検知方式も、第１の実施形態
と同じく、透過光を用いて汚れを検知しているので、精
度よく汚れを検知することができ、検知確度が向上す
る。また、汚れがひどくなって誤測距する前に注意を促
すことができる。

【００７４】図２４に示すレーザー測距装置７３は、上
記実施形態の変形であって、ケース３の上部及び下部か
ら前方へ延出された庇部２２及び底部７４内にそれぞれ
汚れ検知用発光部２３と汚れ検知用受光部２４を配置し
たものである。

【００７５】また、図２５に示すレーザー測距装置７５
も、上記実施形態の変形であって、前面窓２の一部に凹
部７６を形成し、凹部７６を挟むようにして、凹部７６
の両側面にそれぞれ汚れ検知用発光部２３と汚れ検知用
受光部２４を配置し、この凹部７６の汚れを検知するこ
とによって前面窓２の汚れを判断するようにしたもので
ある。

【００７６】（第１０〜１２の実施形態）図２６及び図
２７は本発明のさらに別な実施形態によるレーザー測距
装置８１を示す断面図である。このレーザー測距装置８
１にあっては、測距用投光部４が汚れ検知用発光部を兼
ねており、測距用受光部５が汚れ検知用受光部を兼ねて
いる。また、測距用受光部５は、複数組の測距用受光素
子１２ａ，１２ｂ，…と受光回路１３ａ，１３ｂ，…か
ら構成されており、複数の測距用受光素子１２ａ，１２
ｂ，…は前面窓２に近接させて碁盤目状に配列されてい
る。

【００７７】また、図２８は同上のレーザー測距装置８
１の構成を示すブロック図である。各受光回路１３ａ，
１３ｂ，…から出力された受光信号レベル情報は汚れ判
別回路８２とデータ選別回路４２に入力されている。汚
れ判別回路８２は、測距用投光部４がオフで、測距用の
レーザー光Ｌを投射していない状態において、各受光回
路１３ａ，１３ｂ，…から出力されている受光信号のレ
ベルを比較する。測距用投光部４がオフの状態では、測
距用受光部５には太陽光などの外乱光が入射している。
この場合には、前面窓２に汚れがなければ、測距用受光
部５の各測距用受光素子１２ａ，１２ｂ，…で受光され
受光回路１３ａ，１３ｂ，…から出力されている受光信
号のレベルは互いにほぼ等しい。しかし、前面窓２の一
部が汚れると、対応する測距用受光素子１２ａ，１２
ｂ，…で受光する受光量が少なくなり、その受光回路１
３ａ，１３ｂ，…から出力される受光信号のレベルも低
下する。従って、汚れ判別回路８２は、各受光回路１３
ａ，１３ｂ，…から出力される受光信号のレベルを比較
することによって、前面窓２の汚れの付着している箇所
に対応する測距用受光素子１２ａ，１２ｂ，…を判別す
る。例えば、全受光信号の平均値に対して所定比率以上
受光信号レベルがずれている場合には、汚れを通過した
レーザー光Ｌの受光信号であると判断する。そして、汚
れ判別回路８２は、当該測距用受光素子１２ａ，１２
ｂ，…の素子番号をデータ選別回路４２へ送信する。デ
ータ選別回路４２は、汚れ判別回路８２から汚れに対応
している測距用受光素子１２ａ，１２ｂ，…の素子番号
を受け取ると、当該素子番号を登録する。

【００７８】測距用投光部４がオンとなっていて、測距
用のレーザー光Ｌを投射してスキャナ８で走査し、対象
物体で反射したレーザー光Ｌを測距用受光部５で受光し
ている場合には、データ選別回路４２は、各受光回路１
３ａ，１３ｂ，…から出力されている受光信号を制御回
路１７へ転送する。このとき、登録されている素子番号
の測距用受光素子１２ａ，１２ｂ，…から出力された受
光信号には無効のマーカー信号を付加して制御回路１７
へ転送する。制御回路１７では、無効のマーカー信号を
付加されている受光信号を除いた、残りすべての受光信
号に基づいて対象物体までの距離を計測する。

【００７９】従って、この実施形態によれば、前面窓２
の一部で汚れが検知されても、直ちにレーザー測距装置
８１の検出結果を無効にする必要がなく、汚れを通過も
しくは汚れで遮られたレーザー光Ｌを受光した測距用受
光素子１２ａ，１２ｂ，…だけを無効にして残りの測距
用受光素子１２ａ，１２ｂ，…で計測を続けることがで
きる。従って、前面窓２の一部で汚れが検知された場合
に、直ちにレーザー測距装置８１が作動停止する不具合
を防止することができる。

【００８０】なお、このような実施形態においては、前
面窓２の汚れの付着している位置と測距用受光素子１２
ａ，１２ｂ，…との対応が、太陽位置の変化等にともな
って時間的に変化する恐れがある点が問題となる。これ
を解決する１つの方法は、前面窓２の汚れが付着してい
る箇所と測距用受光素子１２ａ，１２ｂ，…との関係を
短い時間間隔で常に補正することである。すなわち、例
えば数分毎に汚れを通過した光を受光している測距用受
光素子１２ａ，１２ｂ，…を調べて無効のマーカー信号
を付加するための素子番号を絶えず更新する方法であ
る。

【００８１】また、別な方法としては、図２７に示した
ように、前面窓２と測距用受光素子１２ａ，１２ｂ，…
をできるだけ接近させて、光線方向による受光位置のず
れができるだけ小さくなるようにする方法がある。さら
に別な方法としては、図２９に示すレーザー測距装置８
３のように、ケース３の周囲からフード８４を延出して
斜め方向からの外乱光をカットし、前面窓２の透光位置
と測距用受光素子１２ａ，１２ｂ，…の受光位置とがほ
ぼ１対１に対応するようにする方法がある。

【００８２】また、上記実施形態では、測距用受光部５
において多数の測距用発光素子１２ａ，１２ｂ，…を配
列したものを用いたが、図３０に示すレーザー測距装置
のように、フォトダイオード（ＰＤ）アレイのように受
光面が分割されたアレイ型の測距用発光素子１２を用い
てもよい。

【００８３】なお、この実施形態においては、複数の測
距用受光素子やアレイ型の測距用受光素子を用いること
により、汚れ検知光（レーザー光）Ｒを空間的に分割す
る構成としたが、１つの測距用受光素子を用いて汚れ検
知光（レーザー光）Ｒを時間的に分割したものが第４の
実施形態である。

【００８４】（第１３の実施形態）図３１は本発明のさ
らに別な実施形態によるレーザー測距装置８６を示す断
面図である。このレーザー測距装置８６にあっては、前
面窓２の一部にプリズム状の突起８７を設け、当該突起
８７に向けて汚れ検知光Ｒを出射するように汚れ検知用
発光部２３を配置し、汚れ検知用発光部２３から出射さ
れ当該突起８７で２度全反射された汚れ検知光Ｒを受光
するように汚れ検知用受光部２４を配置している。

【００８５】しかして、前面窓２に雨や溶けた雪などの
水滴（汚れ）が付着していない場合には、図３２（ａ）
に示すように、汚れ検知用発光部２３から出射されて突
起８７で２度全反射された汚れ検知光Ｒは汚れ検知用受
光部２４に受光されるので、汚れ検知用受光部２４にお
ける受光信号レベルが所定値（汚れ判定しきい値レベ
ル）以上となる。これに対し、水滴８８が前面窓２に付
着して突起８７の表面に水滴８８が付着すると、水滴８
８の屈折率が空気の屈折率よりも大きいため、図３２
（ｂ）に示すように、汚れ検知用発光部２３から出射さ
れて突起８７に入射した汚れ検知光Ｒの一部は水滴８８
を通って外部に漏れるので、汚れ検知用受光部２４に入
射する汚れ検知光Ｒの受光量が減少し、所定値以下とな
る。従って、汚れ検知用受光部２４における受光信号レ
ベルから、汚れの有無を判別することができる。

【００８６】（第１４の実施形態）図３３は本発明のさ
らに別な実施形態によるレーザー測距装置８９を示す断
面図である。このレーザー測距装置８９にあっては、汚
れ検知用発光部２３から出射された汚れ検知光Ｒを前面
窓２の前面でスポット状に集光させ、前面窓２の前面で
反射した汚れ検知光Ｒを汚れ検知用受光部２４で受光す
るようにしている。

【００８７】しかして、前面窓２の前面に水滴８８が付
着していない場合には、図３４（ａ）に示すように、汚
れ検知光Ｒは前面窓２の前面に集光され、そこで反射さ
れるので、汚れ検知用受光部２４における受光信号レベ
ルが所定値（汚れ判定しきい値レベル）以上となる。こ
れに対し、水滴８８が前面窓２に付着すると、図３４
（ｂ）に示すように、汚れ検知光Ｒの集光位置が前面窓
２（ガラス）と空気との境界から水滴８８と空気との境
界に変化するので、汚れ検知光Ｒの反射率が小さくな
る。このため汚れ検知光Ｒの反射が弱くなって汚れ検知
用受光部２４における受光信号レベルが所定値以下にな
る。従って、汚れ検知用受光部２４における受光信号レ
ベルから、汚れの有無を判別することができる。

【００８８】（第１５の実施形態）図３５は本発明のさ
らに別な実施形態によるレーザー測距装置９１の構成を
示すブロック図である。このレーザー測距装置９１にあ
っては、測距用受光部５の受光回路１３と制御回路１７
との間に汚れ判定回路９２が挿入されており、汚れ判定
回路９２にはタイマー（カウンタ）９３が付設されてい
る。しかして、汚れ判定回路９２は、受光回路１３から
出力される受光信号レベルが所定レベル以下である場合
は、受光信号レベルが所定レベル以下となっている継続
時間をタイマー９３によって計測し、その継続時間が所
定時間（例えば、５分間）を越えると前面窓２が汚れて
いると判断する。ここで、受光信号レベルを比較する所
定レベルとしては、例えば受光信号レベルが８ランクに
クラス分けされているとすれば、高い方から２番目のラ
ンクの受光信号レベルとすることができる。従って、こ
の場合には、汚れ判定回路９２は、測距用受光部５で最
も高い受光信号レベルのレーザー光Ｌを例えば５分間連
続して受光しなければ、前面窓２に汚れが発生している
と判断する。

【００８９】図３６は汚れ判定回路９２の処理アルゴリ
ズムの一例を示すフロー図である。汚れ判定回路９２の
働きを当該フロー図に沿って説明する。汚れ判定回路９
２は、受光回路１３から出力されている受光信号のレベ
ルを所定レベル（例えば、第２ランクの受光信号レベ
ル）と比較し（Ｓ１０１）、受光信号レベルが所定レベ
ル以上であれば、タイマーを停止させて零にリセットし
（Ｓ１０５）、受光信号レベルが所定レベルより下がれ
ば、タイマーをスタートさせる（Ｓ１０２）。そして、
受光信号レベルが所定レベルより低くてタイマー９３が
計時動作を継続している場合には、所定時間経過してタ
イマー９３がカウントアップしたか否か判断し（Ｓ１０
３）、所定時間経過してタイマー９３がカウントアップ
すると前面窓２に汚れ有りと判定する（Ｓ１０４）。

【００９０】前面窓２が汚れていない正常な状態であれ
ば、通常、高い受光信号レベルの光が受光されない状態
が長時間継続することはないので、一定時間の間、高い
受光信号レベルの対象物体を検出できなければ、前面窓
２が汚れていると判断するのが、本実施形態の原理であ
る。

【００９１】なお、この実施形態による汚れ検知方式
は、他の汚れ検知方式と組み合わせることによって汚れ
検知の信頼性を向上させることができる。

【００９２】（第１６の実施形態）図３７は本発明のさ
らに別な実施形態によるレーザー測距装置９４の構成を
示すブロック図である。このレーザー測距装置９４は、
汚れ検知用受光部２４の受光回路３０の出力を制御回路
１７へ出力するとともに微分演算部９５へも出力する。
受光回路３０から微分演算部９５へは、一定のタイミン
グで受光信号レベルが出力されており、微分演算部９５
は受光回路３０から受け取った受光信号レベルの差分
量、すなわち受け取った受光信号レベルと前回の受光信
号レベルとの差分を演算する。微分演算部９５で演算さ
れた受光信号レベルの差分量は、制御回路へ出力され
る。

【００９３】しかして、制御回路１７は、汚れ検知用受
光部２４の受光回路３０から出力された受光信号レベル
を汚れ判定しきい値レベルと比較して前面窓２の汚れの
有無を判定する。同時に、制御回路１７は、微分演算部
９５から出力された受光信号レベルの差分量に基づいて
前面窓２の汚れの有無を判定する。受光回路３０から出
力される受光信号レベルに基づいて汚れを判定すること
により、徐々に堆積する汚れの有無を判定することがで
きる。これに対し、微分演算部９５から出力される受光
信号レベルの差分量に基づいて汚れを判定することによ
り、泥跳ねによる泥の付着や降雪による雪の付着などの
急な汚れ変化を監視することができる。従って、両方式
で前面窓２の汚れを監視することにより、汚れの有無検
知の信頼性を向上させることができる。

【００９４】（第１７の実施形態）図３８は本発明のさ
らに別な実施形態によるレーザー測距装置９６の構成を
示すブロック図である。このレーザー測距装置９６は、
初期汚れレベル（出荷時などの前面窓２が全く汚れてい
ない状態での受光信号レベル）を記憶する初期汚れレベ
ル記憶部９７を備えている。

【００９５】しかして、汚れ検知用受光部２４の受光回
路３０から制御回路１７へ受光信号レベルが出力される
と、制御回路１７は当該受光信号レベルと初期汚れレベ
ル記憶部９７に記憶している初期汚れレベルとの差を求
め、この初期汚れレベルと受光信号レベルとの差を汚れ
判定しきい値レベルと比較することによって前面窓２の
汚れを判定する。

【００９６】この実施形態では、レーザー測距装置９６
により異なる初期汚れレベルを考慮して前面窓２の汚れ
を判定しているので、各レーザー測距装置９６のばらつ
きにかかわらず、高い確度で汚れを検出することがで
き、汚れ検知の信頼性が向上する。

【００９７】（第１８の実施形態）図３９は本発明のさ
らに別な実施形態によるレーザー測距装置１１１の構成
を示すブロック図である。このレーザー測距装置１１１
にあっては、太陽光（外部からの外乱光）を検知するた
めの太陽光検知部１１２を備えている。太陽光検知部１
１２は受光素子（フォトダイオード）１１３および受光
回路１１４から構成されており、太陽光の強度に応じた
受光信号レベルの信号を制御回路１７へ出力する。

【００９８】しかして、汚れ検知用発光部２３は、前面
窓２に向けて汚れ検知光Ｒを出射し、前面窓２の前面で
反射した汚れ検知光Ｒが汚れ検知用受光部２４で受光さ
れる。制御回路１７は、汚れ検知用受光部２４における
受光信号レベルから前面窓２の汚れの程度を判定する。

【００９９】また、太陽光検知部１１２は、前面窓２を
透過して入射する太陽光を受光する。制御回路１７は、
太陽光検知部１１２の受光強度から前面窓２の汚れを判
定する。

【０１００】次の表１は、前面窓２の汚れの有無及び太
陽光の直射の有無と、汚れ検知用受光部２４における受
光信号レベルと、太陽光検知部１１２における受光信号
レベルとの関係をまとめたものである。

【０１０１】

【表１】

【０１０２】汚れ検知用受光部２４における受光信号レ
ベルは、太陽光の直射の有無にかかわらず、前面窓２に
汚れがない場合には微小レベルとなり、汚れがある場合
には極大レベルとなる（図４参照）。一方、太陽光検知
部１１２における受光信号レベルは、前面窓２に汚れが
ある場合には、太陽光が入射しないので、受光信号レベ
ルは０レベルであるが、汚れがない場合には、直射時に
は極大レベル、直射のない時には微小レベルとなるか
ら、０レベルでなければ汚れ無しと判断される。このよ
うに、汚れ検知用受光部２４における汚れ判断と、太陽
光検知部１１２における汚れ判断とは独立したものであ
るが、両汚れ判断を合わせて総合的に判断することによ
り、汚れ判断の確度を向上させることができる。

【０１０３】なお、本発明にかかる物体情報検知装置
は、電磁波放射手段と電磁波検知手段のうち、電磁波検
知手段しか備えていなくても差し支えない。例えば、物
体もしくは人体や動物から放射される熱線を検知して温
度を計測したり、侵入者を検知したりする物体情報検知
装置の場合では、電磁波放射手段は必要ないからであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のレーザー測距装置を示す外観斜視図で
ある。

【図２】（ａ）（ｂ）は同上のレーザー測距装置の構成
を示す概略断面図及び概略縦断面図である。

【図３】同上のレーザー測距装置の構成を示すブロック
図である。

【図４】同上のレーザー測距装置における汚れ判定方法
を説明する図である。

【図５】（ａ）は同上のレーザー測距装置における汚れ
検出位置を示す図、（ｂ）はレーザー光（レーザーパル
ス）の測距用の領域と汚れ検知用の領域を示す図であ
る。

【図６】本発明の第１の実施形態によるレーザー測距装
置を示す斜視図である。

【図７】同上の実施形態の縦断面図である。

【図８】同上の実施形態の水平断面図である。

【図９】同上の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図１０】同上の実施形態における汚れ判定方法を説明
する図である。

【図１１】同上の実施形態における投光タイミングと受
光タイミングを示すタイムチャートである。

【図１２】同上の実施形態における汚れ判定のためのア
ルゴリズムを説明するフロー図である。

【図１３】本発明の第２の実施形態によるレーザー測距
装置を示す水平断面図である。

【図１４】本発明の第３の実施形態によるレーザー測距
装置を示す水平断面図である。

【図１５】本発明の第４の実施形態によるレーザー測距
装置を示す概略斜視図である。

【図１６】（ａ）（ｂ）は同上のレーザー測距装置の作
用説明図である。

【図１７】同上のレーザー測距装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１８】同上の実施形態における汚れ検出動作を説明
するタイムチャートである。

【図１９】本発明の第５の実施形態によるレーザー測距
装置を搭載した車両を示す側面図である。

【図２０】同上の実施形態を一部破断して示す部分拡大
図である。

【図２１】本発明の第６の実施形態によるレーザー測距
装置を搭載した車両の一部を示す一部破断した側面図で
ある。

【図２２】本発明の第７の実施形態によるレーザー測距
装置を示す断面図である。

【図２３】同上の実施形態の動作説明図である。

【図２４】本発明の第８の実施形態によるレーザー測距
装置を示す断面図である。

【図２５】本発明の第９の実施形態によるレーザー測距
装置を示す断面図である。

【図２６】本発明の第１０の実施形態によるレーザー測
距装置を示す断面図である。

【図２７】同上の実施形態の水平断面図である。

【図２８】同上のレーザー測距装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２９】本発明の第１１の実施形態によるレーザー測
距装置を示す水平断面図である。

【図３０】本発明の第１２の実施形態によるレーザー測
距装置を示す断面図である。

【図３１】本発明の第１３の実施形態によるレーザー測
距装置を示す断面図である。

【図３２】（ａ）（ｂ）は同上の作用説明図である。

【図３３】本発明の第１４の実施形態によるレーザー測
距装置を示す断面図である。

【図３４】（ａ）（ｂ）は同上の作用説明図である。

【図３５】本発明の第１５の実施形態によるレーザー測
距装置の構成を示すブロック図である。

【図３６】同上のレーザー測距装置の汚れ判定回路にお
ける汚れ判定のためのアルゴリズムを示すフロー図であ
る。

【図３７】本発明の第１６の実施形態によるレーザー測
距装置の構成を示すブロック図である。

【図３８】本発明の第１７の実施形態によるレーザー測
距装置の構成を示すブロック図である。

【図３９】本発明の第１８の実施形態によるレーザー測
距装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２ 前面窓 ４ 測距用投光部 ５ 測距用受光部 １７ 制御回路 ２３，２３ａ，２３ｂ 汚れ検知用発光部 ２４，２４ａ，２４ｂ 汚れ検知用受光部 ４２ データ選別回路 ９２ 汚れ判定回路 ９５ 微分演算部 ９７ 初期汚れレベル記憶部 １１２ 太陽光検知部 Ｌ レーザー光 Ｒ 汚れ検知光

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−145982（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−102092（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−242239（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−342071（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−78435（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−34384（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−137389（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−30116（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 17/10 G01B 11/00 G01N 21/88

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁波放射手段と電磁波検知手段のうち
   少なくとも電磁波検知手段を備え、電磁波放射手段から
   放射される電磁波もしくは電磁波検知手段で受信される
   電磁波の波長域で透明ないしほぼ透明な部材を透過させ
   て電磁波放射手段から電磁波を放射もしくは電磁波検知
   手段で電磁波を受信することにより、物体に関する情報
   を検知する装置において、 前記透明ないしほぼ透明な部材に付着した汚れを検知す
   るための電磁波を送信する汚れ検知用送信器と、 汚れ検知のための電磁波を受信する汚れ検知用受信器
   と、 前記電磁波検知手段が受信する電磁波を分割し、前記汚
   れ検知用受信器が汚れを検出した箇所を通過する電磁波
   による信号を無効にする信号選別手段とを備えているこ
   とを特徴とする物体情報検知装置。
2. 【請求項２】 前記汚れ検知用送信器は、前記電磁波放
   射手段が兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の
   物体情報検知装置。
3. 【請求項３】 前記汚れ検知用受信器は、前記電磁波検
   知手段が兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の
   物体情報検知装置。