JP6264718B2 - レーザレーダの調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザレーダ調整装置及びレーザレーダの調整方法に関する。

走行路に存在する先行車両や障害物の判別、または、道路の車線区分を示す白線やキャッツアイ等のレーンマーカの検出のために、車両等に搭載される走査型レーザレーダを用いた物体種別判別装置が一般的に用いられている。レーザレーダ装置は、車両等の前方にレーザ光を出射し、出射されたレーザ光が先行車両や障害物等において反射され、この反射光を受光することにより、車両等の前方に存在している先行車両や障害物等を検出することができる。

一般的な走査型レーザレーダ装置の動作原理について図１に基づき説明する。図１に示されるように、このレーザレーダ装置では、送光部９１０、受光部９２０、制御部となるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）９３０等を有している。尚、送光部９１０及び受光部９２０は、自動車等の車両の前方に存在している物体を検出することができるように、車両の前方に設置されている。

送光部９１０は、パルス状のレーザ光を出射する半導体レーザダイオード（ＬＤ：laser diode）９１１、光スキャナ９１２、ＬＤ９１１からの光を光スキャナ９１２に導くための入力光学系９１３、光スキャナ９１２を通過した光ビームについて、路面対する傾斜角等を制御するための出力光学系９１４等を備えている。ＬＤ９１１は、ＬＤ駆動回路９１５を介してＥＣＵ９３０に接続されており、ＥＣＵ９３０からの駆動信号によりレーザ光を出射する。光スキャナ９１２は、光スキャナ駆動回路９１６を介しＥＣＵ９３０と接続されており、所定の固定周波数でＬＤ９１１から出射された光ビームを水平方向に繰り返し走査する。光スキャナ９１２における光ビームの走査角は走査角モニタ９１７によって検出され、ＥＣＵ９３０側に出力され、光スキャナ駆動信号にフィードバックすることにより走査角度及び走査周波数を制御する。

受光部９２０は、受光レンズ９２１及び受光素子９２２等を有しており、車両前方の物体から反射されたレーザ光は受光レンズ９２１及び不図示のミラー素子等を介し受光素子９２２に入射する。受光素子９２２は、フォトダイオード等により形成されており、反射光における光強度に対応する電圧値の電気信号を出力する。受光素子９２２より出力された電気信号は、増幅器９４１において増幅され、コンパレータ９４２に出力される。コンパレータ９４２では増幅器９４１からの出力電圧の値を基準電圧Ｖ０と比較し、出力電圧の値がＶ０よりも大きくなったときに、所定の受光信号を時間計測回路９４３に出力する。

時間計測回路９４３には、ＥＣＵ９３０からＬＤ駆動回路９１５へ出力される駆動信号も入力しており、ＬＤ駆動信号を出力してから所定の受光信号が発生するまでの時間、即ち、レーザ光を出射した時刻と、反射光を受光した時刻の時間差を計測時間データとして、ＥＣＵ９３０に出力する。この計測時間データに基づいて、ＥＣＵ９３０において、物体までの距離を容易に算出することができる。

このような構成の走査型レーザレーダ装置において、送光部９１０に用いられる光スキャナ９１２として、ポリゴンミラーやガルバノミラー等を用いたものがあり、例えば、図２に示すように、ポリゴンミラー等の走査ミラー９５１の脇にＬＤ９１１及びコリメートレンズ等の入力光学系９１３を配置したものがある。この光スキャナ９１２においては、ＬＤ９１１から出射されたレーザ光は入力光学系９１３を介し、ミラー９５２で反射され、走査ミラー９５１におけるミラー面９５１ａに照射される。走査ミラー９５１は回転軸９５１ｂを中心に回転しており、ミラー面９５１ａに照射された光は反射されるため、水平方向において広範囲にレーザビームを出射させ走査することができる。これにより、広範囲な領域において距離測定が可能となる。

特許文献１には、このような走査型レーザレーダ装置を自動車等の車両に搭載する際の調整方法が開示されている。具体的には、走査型レーザレーダ装置に備えられた半導体レーザ等の光源より、被検出物となる物体に光を照射（投光）し、物体において反射された反射光を走査型レーザレーダ装置に備えられた受光素子で測定し、調整を行なう方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示されている方法は、既に、走査型レーザレーダ装置内において、光源からの投光軸と受光素子への受光軸とが一致した状態となっていることを前提とするものである。しかしながら、この投光軸と受光軸とを合わせる調整方法については、何ら開示されてはいない。

尚、投光軸と受光軸とがずれていると、被検出物となる物体からの反射光を受光することができない場合や、受光することができたとしても十分な光量が得られない場合が生じ、所望の距離測定を行なうことができないといった問題が発生する。

ところで、このような走査型レーザレーダ装置においては、走査型レーザレーダ装置に備えられている光源より、被検出物に向けて光を照射し、被検出物において反射された反射光が最も強くなる位置に受光素子が位置するように調整することにより、ある程度の光量の受光が可能となり、距離の測定を行なうことは可能である。

一方、近年においては、高速で走る車両を検出するため、より遠くの物体を検知することが求められており、また、子供のような小さな移動物体を検知し判別することも求められている。具体的には、例えば、２００ｍ先に存在している車両を検出する場合や、５０ｍ先に存在している人を検出する場合について考える。これらの場合において、２００ｍ先に存在している車両の場合、車両の幅を２ｍｍと仮定すると、約０．５７°の角度の幅を検知する必要がある。また、５０ｍ先に存在している人の場合、人の幅を０．５ｍと仮定すると、約０．５７°の角度の幅を検知する必要がある。更に、このように検知されたものが何であるのかを判別するためには、この角度の幅を５〜１０分割し、約０．１°の角度の幅を分解することができる装置が必要となる。

この０．１°の角度の幅の分解とは、ｆ＝１００ｍｍのレンズで集光される受光部の場合では、受光面において約０．１７ｍｍの大きさとなり、この程度のずれ等がある場合には、検出されたものが何であるのか、正確な検出を行なうことができない。

また、図３（ａ）に示されるように、投光される光の光量（光のパワー）分布がＸ座標において偏っている場合、受光部において反射光を検出して、最大の強度のなる位置に受光部が位置するように調整すると、図４に示されるように、測定領域が光の光量分布のピークに引っ張られて、検出領域４Ａａが横方向にずれてしまう。即ち、本来、図３（ｂ）に示されるように、光が投光されている領域内に検出領域３Ａａが設定されることが望ましいにもかかわらず、投光される光の光量分布が偏っている場合、図４に示されるように、検出領域４Ａａ内に、光が投光されていない領域４Ｂａが含まれて設定されてしまう。このように、検出領域４Ａａに光が投光されていない領域４Ｂａが含まれると、光が投光されていない領域４Ｂａにおいては、被対象物の検出をすることはできないため、好ましくない。尚、図３（ａ）は、投光される光のＸ座標の位置と光のパワーとの関係を示す図であり、図３（ｂ）は、投光される光のビームプロファイル等を示す図である。

以上のように、車両等に搭載される走査型レーザレーダ装置は、検知される物体の遠距離化や高精度化により、より高精度な投光軸と受光軸を合わせることが求められている。即ち、光の投光においては、所望の領域に光を投光することができ、光の受光においては、受光範囲内において確実に受光することが求められている。

尚、投光軸については、特許文献２に開示されているように、カメラ等により直接投光されている光の発光点を検知することや、被検出物に投光された光を検知することにより、投光軸の調整を行なうことは可能である。しかしながら、受光軸に関しては、開示されてはおらず、高い精度で受光軸を合わせる方法はなかった。

よって、車両等に搭載される走査型レーザレーダ装置において、受光部を高い精度で調整することのできるレーザレーダ調整装置及びレーザレーダの調整方法が求められている。

本発明の一観点によれば、光を投光する光源と、前記投光された光が被検出物において反射され前記反射された光を検出する受光部と、を有するレーザレーダを調整するレーザレーダ調整装置において、前記受光部において検出することが予定される検出予定領域内に設けられた複数の発光部と、前記検出予定領域の外に設けられた複数の発光部と、前記検出予定領域内に設けられた発光部及び前記検出予定領域の外に設けられた発光部における発光を制御する発光制御部と、を有し、前記検出予定領域内に設けられた発光部及び前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させて、前記検出予定領域内に設けられた発光部からの光が検出され、前記検出予定領域の外に設けられた発光部からの光が検出されないように、前記受光部を調整することを特徴とする。

また、本発明の他の一観点によれば、光を投光する光源と、前記投光された光が被検出物において反射され、前記反射された光を検出する受光部と、を有するレーザレーダを調整するレーザレーダの調整方法において、前記受光部において検出することが予定される検出予定領域内に複数の発光部が設けられており、前記検出予定領域の外にも複数の発光部が設けられており、前記検出予定領域内に設けられた発光部を発光させ、前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させ、前記検出予定領域内に設けられた発光部からの光が検出され、前記検出予定領域の外に設けられた発光部からの光が検出されないように、前記受光部を調整することを特徴とする。

また、本発明の他の一観点によれば、光を投光する光源と、前記投光された光が被検出物において反射され、前記反射された光を検出する受光部と、を有するレーザレーダを調整するレーザレーダの調整方法において、前記受光部において検出することが予定される検出予定領域内に設けられた発光部を発光させ、前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させ、前記検出予定領域内に設けられた発光部からの光が検出され、前記検出予定領域の外に設けられた発光部からの光が検出されないように、前記受光部を調整するものであって、前記検出予定領域内に設けられた発光部における発光の周期と、前記検出予定領域の外に設けられた発光部における発光の周期とは、異なるものであることを特徴とする。

本発明によれば、車両等に搭載される走査型レーザレーダ装置において、受光部を高い精度で調整することのできるレーザレーダ調整装置及びレーザレーダの調整方法を提供することができる。

走査型レーザレーダ装置の構成図 図１における光スキャナの説明図 光源より投光される光量分布が偏っている場合の説明図（１） 光源より投光される光量分布が偏っている場合の説明図（２） 調整されるレーザレーダ装置の構造図 調整されるレーザレーダ装置の説明図 第１の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（１） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（２） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（３） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（４） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（５） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（６） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（１） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（２） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（３） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（４） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（５） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（６） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（７） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（８） 第１の実施の形態におけるレーザレーダ装置の調整方法の説明図（９） 第２の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（１） 第２の実施の形態におけるレーザレーダ調整装置の説明図（２）

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態におけるレーザレーダの調整方法及びレーザレーダ調整装置について説明する。最初に、図５に基づき、本実施の形態において調整されるレーザレーダ装置について説明する。このレーザレーダ装置１００は、光源となるＬＤ（レーザダイオード）１１、ＬＤ駆動回路１２、ＬＤ１１において点灯した光を投光するための投光レンズ１３、受光素子となるＡＰＤ２１、ＡＰＤ駆動回路２２、ＡＰＤ２１において受光する光を集光する受光レンズ２３、制御回路３０、時間計測回路４０を有している。尚、本実施の形態においては、ＡＰＤ２１、ＡＰＤ駆動回路２２及び受光レンズ２３等により受光部２０が形成されている。ＬＤ駆動回路１２は制御回路３０と接続されており、ＬＤ駆動回路１２と制御回路３０との接続部分は時間計測回路４０と接続されており、ＡＰＤ駆動回路２２は時間計測回路４０と接続されており、時間計測回路４０は制御回路３０と接続されている。

このレーザレーダ装置１００は、制御回路３０からＬＤ駆動回路１２にＬＤ点灯信号が送られると、このＬＤ点灯信号に基づきＬＤ駆動回路１２により駆動されたＬＤ１１が点灯する。このように、ＬＤ１１が点灯することにより発せられた光は、投光レンズ１３等を介し、平行光や任意の広がり角を有する光となり被検出物となる物体に向けて投光される。

被検出物となる物体に投光された光は、被検出物において反射され、この反射された光の一部は、受光レンズ２３により集光され、ＡＰＤ２１において受光される。ＡＰＤ２１において受光された光は、ＡＰＤ２１及びＡＰＤ駆動回路２２により、電気信号に変換され、受信信号として時間計測回路４０に入力される。時間計測回路４０では、図６（ａ）に示されるＬＤ点灯信号におけるタイミングと、図６（ｂ）に示されるＡＰＤ２１の受光により生じた受信信号のタイミングとを比較して、投光された後、被対象物において反射され、受光されるまでに要した時間が計測時間として算出され、この計測時間に関する情報が時間計測回路４０から出力されて、制御回路３０に入力される。制御回路３０では、計測時間に基づき、被対象物までの距離を算出する。尚、このレーザレーダ装置１００においては、レーザレーダ装置１００から被対象物までの間で光が往復するため、計測時間の半分の時間に対応する距離が被対象物までの距離として算出される。

また、図５においては、投光される光及び受光される光は、便宜上、一方向となるような記載がなされているが、ＬＤ１１より投光レンズ１３を介し投光される光をスキャンしてもよい。同様に、受光レンズ２３を介しＡＰＤ２１において受光される光が広い範囲となるように形成されていてもよく、また、ＡＰＤ２１により受光される領域が時間とともに変化するように形成してもよい。

次に、このレーザレーダ装置１００を作製する際に用いられるレーザレーダ調整装置及びレーザレーダの調整方法について説明する。図７は、レーザレーダ装置１００より、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置１１０に光が投光されている状態を示すものである。レーザレーダ装置１００を組立てる際には、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置１１０において、略円形の投光されている領域５０の中心と、略円形の検出したい領域となる検出予定領域５１の中心とが、略一致するように調整を行なう。この際、更に、投光されている領域５０が、検出予定領域５１の全体をカバーするように微調整を行なう。これにより、検出予定領域５１の全範囲に、光が投光されるようにすることができる。尚、本実施の形態においては、このような調整を行なうことにより、投光されている領域５０の中心及び検出予定領域５１の中心は、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置１１０における中心部１１１に略一致するものとする。

本実施の形態においては、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置１１０を用いて、受光部２０におけるＡＰＤ２１、受光レンズ２３等を調整することにより、受光軸を合わせる。図８は、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置１１０をより詳細に示すものである。本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置１１０には、中心部１１１を中心に放射状に発光部が配列されている発光部群１２１、１２２、１２３、１２４が設けられている。例えば、図８に示す場合には、中心部１１１より＋Ｙ軸方向には第１の発光部群１２１が設けられており、＋Ｘ軸方向には第２の発光部群１２２が設けられており、−Ｙ軸方向には第３の発光部群１２３が設けられており、−Ｘ軸方向には第４の発光部群１２４が設けられている。第１の発光部群１２１においては、中心部１１１より近い位置より順に、発光部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５となるように配列されており、発光部Ａ１、Ａ２は、検出予定領域５１内に設置されており、発光部Ａ３、Ａ４、Ａ５は、検出予定領域５１の外に設置されている。また、第２の発光部群１２２においては、中心部１１１より近い位置より順に、発光部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５となるように配列されており、発光部Ｂ１、Ｂ２は、検出予定領域５１内に設置されており、発光部Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５は、検出予定領域５１の外に設置されている。また、第３の発光部群１２３においては、中心部１１１より近い位置より順に、発光部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５となるように配列されており、発光部Ｃ１、Ｃ２は、検出予定領域５１内に設置されており、発光部Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５は、検出予定領域５１の外に設置されている。また、第４の発光部群１２４においては、中心部１１１より近い位置より順に、発光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５となるように配列されており、発光部Ｄ１、Ｄ２は、検出予定領域５１内に設置されており、発光部Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、検出予定領域５１の外に設置されている。このように、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置においては、発光部が複数設けられている。

尚、本実施の形態においては、発光部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、本実施の形態におけるレーザレーダ装置において検知される波長の光を発する素子、例えば、発光ダイオードＬＥＤ（Light Emitting Diode）等により形成されている。また、本実施の形態におけるレーザレーダ装置において検知される波長領域が赤外領域である場合には、発光部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、赤外光を発する素子により形成されている。この場合、赤外光は可視領域の光ではないため、後述するように、発光部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、赤外光を発光する素子と赤色光等の可視光を発光する素子とを一組として形成してもよい。尚、レーザレーダ装置において検知される波長領域が紫外領域である場合には、レーザレーダ調整装置における発光部は、紫外光を発する素子により形成される。

また、図９に示されるように、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置１１０においては、発光部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、レーザレーダ調整装置１１０内に設けられた発光制御部となるＬＥＤ発光制御用コントローラ１３０に各々接続されている。

図１０に示されるように、発光制御部となるＬＥＤ発光制御用コントローラ１３０には、９個のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９が設けられている。尚、図１０においては、第１の発光部群１２１と、第２の発光部群１２２の一部を示し、第２の発光部群１２２の残りと、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４における図示は省略されている。ＬＥＤ発光制御用コントローラ１３０においては、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５の一方の側の端子は接地（ＧＮＤ電位）されており、スイッチＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９の一方の側の端子は所定の電圧（＋Ｖ）が印加されている。

また、スイッチＳＷ１の他方の側の端子は発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の一方の側の端子と接続されており、スイッチＳＷ２の他方の側の端子は発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２の一方の側の端子と接続されており、スイッチＳＷ３の他方の側の端子は発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３の一方の側の端子と接続されており、スイッチＳＷ４の他方の側の端子は発光部Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４の一方の側の端子と接続されており、スイッチＳＷ５の他方の側の端子は発光部Ａ５、Ｂ５、Ｃ５、Ｄ５の一方の側の端子と接続されている。

また、スイッチＳＷ６の他方の側の端子は発光部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５の他方の側の端子と接続されており、スイッチＳＷ７の他方の側の端子は発光部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５の他方の側の端子と接続されており、スイッチＳＷ８の他方の側の端子は発光部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の他方の側の端子と接続されており、スイッチＳＷ９の他方の側の端子は発光部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の他方の側の端子と接続されている。

図１１には、操作するスイッチの組み合わせと発光する発光部との関係を示す。具体的には、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ６を閉じることにより発光部Ａ１が発光し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ６を閉じることにより発光部Ａ２が発光し、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ６を閉じることにより発光部Ａ３が発光し、スイッチＳＷ４とスイッチＳＷ６を閉じることにより発光部Ａ４が発光し、スイッチＳＷ５とスイッチＳＷ６を閉じることにより発光部Ａ５が発光する。また、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ７を閉じることにより発光部Ｂ１が発光し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ７を閉じることにより発光部Ｂ２が発光し、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ７を閉じることにより発光部Ｂ３が発光し、スイッチＳＷ４とスイッチＳＷ７を閉じることにより発光部Ｂ４が発光し、スイッチＳＷ５とスイッチＳＷ７を閉じることにより発光部Ｂ５が発光する。また、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ８を閉じることにより発光部Ｃ１が発光し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ８を閉じることにより発光部Ｃ２が発光し、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ８を閉じることにより発光部Ｃ３が発光し、スイッチＳＷ４とスイッチＳＷ８を閉じることにより発光部Ｃ４が発光し、スイッチＳＷ５とスイッチＳＷ８を閉じることにより発光部Ｃ５が発光する。また、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ９を閉じることにより発光部Ｄ１が発光し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ９を閉じることにより発光部Ｄ２が発光し、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ９を閉じることにより発光部Ｄ３が発光し、スイッチＳＷ４とスイッチＳＷ９を閉じることにより発光部Ｄ４が発光し、スイッチＳＷ５とスイッチＳＷ９を閉じることにより発光部Ｄ５が発光する。尚、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ８、ＳＷ９における操作は、人により行なわれるものであってもよく、また、制御機器等により行なわれるものであってもよい。

また、前述したように、発光部Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は、赤外光を発光する素子と赤色光等の可視光を発光する素子とを一組として形成したものであってもよい。具体的には、図１２に示されるように、発光部Ａ１を例に説明すると、発光部Ａ１は赤外光発光素子Ａ１ａと赤色光発光素子Ａ１ｂとを一組として形成したものであってもよい。この場合、例えば、赤外光発光素子Ａ１ａが、１．３Ｖ、５０ｍＡの赤外光ＬＥＤの場合、７４Ωの抵抗Ｒ１が接続され、赤色光発光素子Ａ１ｂが、１．３Ｖ、５０ｍＡの赤色ＬＥＤの場合、６４Ωの抵抗Ｒ２が接続される。

同様に、図１０にも示されるように、発光部Ａ２は赤外光発光素子Ａ２ａと赤色光発光素子Ａ２ｂとを一組として形成したものであってもよく、発光部Ａ３は赤外光発光素子Ａ３ａと赤色光発光素子Ａ３ｂとを一組として形成したものであってもよく、発光部Ａ４は赤外光発光素子Ａ４ａと赤色光発光素子Ａ４ｂとを一組として形成したものであってもよく、発光部Ａ５は赤外光発光素子Ａ５ａと赤色光発光素子Ａ５ｂとを一組として形成したものであってもよく、発光部Ｂ１は赤外光発光素子Ｂ１ａと赤色光発光素子Ｂ１ｂとを一組として形成したものであってもよく、発光部Ｂ２は赤外光発光素子Ｂ２ａと赤色光発光素子Ｂ２ｂとを一組として形成したものであってもよい。また、図示はしないが、他の発光部Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５についても、同様に、赤外光発光素子と赤色光発光素子とを一組として形成したものであってもよい。

尚、レーザレーダ装置における受光素子が、受光特性上可視光も検知してしまう場合には、赤色光発光素子の発光を制御するための不図示のスイッチを更に設け、必要な場合においてのみ、赤色光発光素子を発光させてもよい。

（レーザレーダの調整方法）
次に、本実施の形態におけるレーザレーダの調整方法について説明する。本実施の形態におけるレーザレーダの調整方法は、前述した本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置を用いて行なう。

最初に、図１３（ａ）に示すように、レーザレーダ調整装置１１０における第１の発光部群１２１、第２の発光部群１２２、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４において、中心部１１１に最も近い発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を発光させる。この際、図１３（ｂ）に示されるタイミング、即ち、発光部Ａ１、発光部Ｂ１、発光部Ｃ１、発光部Ｄ１の順に発光させる。ここで、レーザレーダ装置において検出される領域が所望の位置となっている場合、即ち、検出予定領域５１と実際に検出される領域とが一致している場合には、発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１は、検出予定領域５１内に存在しているため、図１３（ｂ）に示されるように、発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１において各々発光した光が、すべてＡＰＤ２１において検出され、ＡＰＤ駆動回路２２を介し受信信号が出力される。尚、この工程においては、発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１以外の発光部は発光してはいない。即ち、発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１以外の発光部における発光は停止している。

次に、図１４（ａ）に示すように、レーザレーダ調整装置１１０における第１の発光部群１２１、第２の発光部群１２２、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４において、中心部１１１に２番目に近い発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を発光させる。この際、図１４（ｂ）に示されるタイミング、即ち、発光部Ａ２、発光部Ｂ２、発光部Ｃ２、発光部Ｄ２の順に発光させる。ここで、レーザレーダ装置において検出される領域が所望の位置となっている場合、即ち、検出予定領域５１と実際に検出される領域とが一致している場合には、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２は、検出予定領域５１内に存在しているため、図１４（ｂ）に示されるように、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２において各々発光した光が、すべてＡＰＤ２１において検出され、ＡＰＤ駆動回路２２を介し受信信号が出力される。尚、この工程においては、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２以外の発光部は発光してはいない。即ち、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２以外の発光部における発光は停止している。

次に、図１５（ａ）に示すように、レーザレーダ調整装置１１０における第１の発光部群１２１、第２の発光部群１２２、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４において、中心部１１１に３番目に近い発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３を発光させる。この際、図１５（ｂ）に示されるタイミング、即ち、発光部Ａ３、発光部Ｂ３、発光部Ｃ３、発光部Ｄ３の順に発光させる。ここで、レーザレーダ装置において検出される領域が所望の位置となっている場合、即ち、検出予定領域５１と実際に検出される領域とが一致している場合には、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３は、検出予定領域５１の外に存在しているため、図１５（ｂ）に示されるように、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３において各々発光した光が、すべてＡＰＤ２１において検出されず、ＡＰＤ駆動回路２２を介し受信信号が出力されることはない。尚、この工程においては、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３以外の発光部は発光してはいない。即ち、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３以外の発光部における発光は停止している。

ここで、もし、図１６（ａ）に示すように、レーザレーダ装置において検出される領域５２が所望の位置より＋Ｘ軸方向にずれている場合、即ち、検出予定領域５１に対し実際に検出される領域５２が＋Ｘ軸方向にずれている場合には、図１６（ｂ）に示されるように、発光部Ｂ３において発光した光が、ＡＰＤ２１において検出され、ＡＰＤ駆動回路２２を介し受信信号が出力される。このような場合には、図１５（ｂ）に示されるように、発光部Ｂ３において発光した光が検出されないように、受光部２０におけるＡＰＤ２１や受光レンズ２３等の位置を調節する。これにより、検出予定領域５１と実際に検出される領域とを略一致させることができ、レーザレーダ装置の調整を行なうことができる。

また、本実施の形態においては、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置を用いて、より短時間でレーザレーダ装置の調整を行なうことも可能である。

具体的には、図１７（ａ）に示すように、レーザレーダ調整装置１１０における第１の発光部群１２１、第２の発光部群１２２、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４において、検出予定領域５１内の最も外側の発光部、即ち、中心部１１１に２番目に近い発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を、図１７（ｂ）に示すように同時に発光させる。ここで、レーザレーダ装置において検出される領域が所望の位置となっている場合、即ち、検出予定領域５１と実際に検出される領域とが一致している場合には、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２は、検出予定領域５１内に存在しているため、図１７（ｂ）に示されるように、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２において発光した光は、ＡＰＤ２１において検出され、ＡＰＤ駆動回路２２を介し受信信号が出力される。尚、この工程においては、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２以外の発光部は発光してはいない。即ち、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２以外の発光部における発光は停止している。

次に、図１８（ａ）に示すように、レーザレーダ調整装置１１０における第１の発光部群１２１、第２の発光部群１２２、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４において、検出予定領域５１の外の最も内側の発光部、即ち、検出予定領域５１の外であって最も中心部１１１に近い発光部、具体的には、中心部１１１に３番目に近い発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３を、図１８（ｂ）に示すように同時に発光させる。ここで、レーザレーダ装置において検出される領域が所望の位置となっている場合、即ち、検出予定領域５１と実際に検出される領域とが一致している場合には、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３は、検出予定領域５１の外に存在しているため、図１８（ｂ）に示されるように、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３において発光した光は、ＡＰＤ２１において検出されず、ＡＰＤ駆動回路２２を介し受信信号が出力されることはない。尚、この工程においては、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３以外の発光部は発光してはいない。即ち、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３以外の発光部における発光は停止している。

従って、図１７（ａ）に示されるように、発光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を発光させた場合には、図１７（ｂ）に示されるように、ＡＰＤ２１において光が検出され受信信号が出力され、図１８（ａ）に示されるように、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３を発光させた場合には、図１８（ｂ）に示されるように、ＡＰＤ２１において光が検出されず受信信号が出力されないように、受光部２０におけるＡＰＤ２１や受光レンズ２３等の位置を調節する。これにより、検出予定領域５１と実際に検出される領域とを略一致させることができ、レーザレーダ装置の調整を行なうことができる。

尚、ＡＰＤ２１や受光レンズ２３等の位置により、１つまたは４つの発光部において発光した光では、光量が不足し、ＡＰＤ２１において光が検出されない場合がある。このような場合には、図１７（ａ）に示す場合に代えて、図１９に示すように、レーザレーダ調整装置１１０における第１の発光部群１２１、第２の発光部群１２２、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４において、検出予定領域５１内の発光部、即ち、発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２の全てを発光させて光量の不足を補ってもよい。この場合、発光部Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２以外の発光部における発光は停止している。同様に、図１８（ａ）に示す場合に代えて、図２０に示すように、レーザレーダ調整装置１１０における第１の発光部群１２１、第２の発光部群１２２、第３の発光部群１２３、第４の発光部群１２４において、検出予定領域５１の外の発光部、即ち、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４、Ａ５、Ｂ５、Ｃ５、Ｄ５の全てを発光させて光量の不足を補ってもよい。この場合、発光部Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３、Ａ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４、Ａ５、Ｂ５、Ｃ５、Ｄ５以外の発光部における発光は停止している。

また、上記においては、発光部Ａ２等を発光させるタイミングと、発光部Ａ３等を発光させるタイミングとをずらした場合について説明したが、図２１（ａ）に示されるように発光部Ａ２等を発光させる周期と、図２１（ｂ）に示されるように発光部Ａ３等を発光させる周期とを変えて、同時に発光させてもよい。

ここで、レーザレーダ装置において検出される領域が所望の位置となっている場合、即ち、検出予定領域５１と実際に検出される領域とが一致している場合には、発光部Ａ２等は検出予定領域５１内に存在しており、発光部Ａ３等は検出予定領域５１の外に存在しているため、図２１（ｃ）に示されるように、発光部Ａ２等における発光周期の光はＡＰＤ２１において検出され、発光部Ａ３等における発光周期の光はＡＰＤ２１において検出されない。従って、ＡＰＤ駆動回路２２を介し発光部Ａ２等における発光周期の受信信号が出力される。

これに対し、検出予定領域５１と実際に検出される領域とが一致していない場合には、検出予定領域５１内に存在している発光部Ａ２等における光の他、検出予定領域５１の外に存在している発光部Ａ３等における光も検出される。従って、図２１（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示されるように、ＡＰＤ駆動回路２２を介し出力される受信信号は、発光部Ａ２等における発光周期と発光部Ａ３等における発光周期とが重なり合った受信信号が出力される。よって、この場合には、図２１（ｃ）に示されるような受信信号が出力されるように、受光部２０におけるＡＰＤ２１や受光レンズ２３等の位置を調節する。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。図２２は、レーザレーダ装置１００より、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置２１０に光が投光されている状態を示すものである。本実施の形態は、レーザレーダ装置１００より投光されている領域２５０及び検出したい領域となる検出予定領域２５１の形状がともに略長方形である場合に関するものである。

本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置２１０において、投光されている領域２５０の中心と、検出予定領域２５１の中心とが、略一致するように調整を行なう。この際、更に、投光されている領域２５０が、検出予定領域２５１の全体をカバーするように微調整を行なう。これにより、検出予定領域２５１の全てに、投光された光が照射される。尚、本実施の形態においては、このレーザレーダ調整装置２１０を用いて、レーザレーダ装置１００の受光部２０におけるＡＰＤ２１、受光レンズ２３等の調整を行なう。

図２３は、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置２１０をより詳細に示すものである。本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置２１０には、検出予定領域２５１の外形を形成している線に対して、略垂直方向に発光部が配列されている発光部群２２１〜２２８を有している。尚、本実施の形態においては、検出予定領域２５１はＹ軸方向が長手方向となり、Ｘ軸方向が短手方向となるものとする。

具体的には、図２３に示す場合には、レーザレーダ調整装置２１０は、＋Ｙ軸方向沿った第１の発光部群２２１、＋Ｘ軸方向に沿った第２の発光部群２２２、第３の発光部群２２３、第４の発光部群２２４、−Ｙ軸方向沿った第５の発光部群２２５、−Ｘ軸方向に沿った第６の発光部群２２６、第７の発光部群２２７、第８の発光部群２２８を有している。

第１の発光部群２２１においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５の順に配列されており、発光部ａ１、ａ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ａ３、ａ４、ａ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。また、第２の発光部群２２２においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５の順に配列されており、発光部ｂ１、ｂ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ｂ３、ｂ４、ｂ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。また、第３の発光部群２２３においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５の順に配列されており、発光部ｃ１、ｃ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ｃ３、ｃ４、ｃ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。また、第４の発光部群２２４においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の順に配列されており、発光部ｄ１、ｄ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ｄ３、ｄ４、ｄ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。また、第５の発光部群２２５においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ｅ１、ｅ２、ｅ３、ｅ４、ｅ５の順に配列されており、発光部ｅ１、ｅ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ｅ３、ｅ４、ｅ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。また、第６の発光部群２２６においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５の順に配列されており、発光部ｆ１、ｆ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ｆ３、ｆ４、ｆ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。また、第７の発光部群２２７においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４、ｇ５の順に配列されており、発光部ｇ１、ｇ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ｇ３、ｇ４、ｇ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。また、第８の発光部群２２８においては、検出予定領域２５１の内側から外側に向かって、発光部ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５の順に配列されており、発光部ｈ１、ｈ２は、検出予定領域２５１内に設置されており、発光部ｈ３、ｈ４、ｈ５は、検出予定領域２５１の外に設置されている。尚、本実施の形態においては、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置２１０を用いて、第１の実施の形態と同様の方法により調整することが可能である。

本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置２１０においては、Ｙ軸方向における調整には、第１の発光部群２２１と、第５の発光部群２２５を用いる。また、Ｘ軸方向における調整には、第２の発光部群２２２、第３の発光部群２２３、第４の発光部群２２４と、第６の発光部群２２６、第７の発光部群２２７、第８の発光部群２２８を用いる。また、第２の発光部群２２２と第４の発光部群２２４とのずれ量、第６の発光部群２２６と第８の発光部群２２８とのずれ量を比較することにより、レーザレーダ装置において検出される領域が斜めになっていないか判断することも可能である。また、第２の発光部群２２２、第３の発光部群２２３、第４の発光部群２２４と、第６の発光部群２２６、第７の発光部群２２７、第８の発光部群２２８とにおいて検出される発光部の位置を調べることにより、レーザレーダ装置において検出される領域がくの字状になっていないか判断することも可能である。

このように、本実施の形態においては、検出予定領域２５１が略長方形状の場合であっても、第１の実施の形態と同様に、レーザレーダ装置１００の調整を行なうことが可能である。

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

上述した実施の形態における説明においては、発光部群における発光部の数が５個の場合について説明したが、これに限定されることはなく、発光部の数は４個以下であってもよく、６個以上であってもよい。また、発光部群の数についても同様である。尚、他の方法と組み合わせることにより同様な調整を行なうことができる場合には、発光部及び発光部群は１であってもよい。また、発光部は、ＬＥＤ以外のものであって、所定の波長の光を発光するＬＤやランプ等であってもよく、更には、所定の波長の電磁波を発するものであってもよい。また、発光部の前に拡散板を設けた構造のものであってもよく、更には、線状や面状にＬＥＤが配列されているアレイ状に形成されたものであってもよい。

また、上記においては、ＬＥＤ等の発光、非発光の制御を行うレーザレーダ調整装置について説明したが、本実施の形態は、各々のＬＥＤ等の前にシャッター等を設け、ＬＥＤ等を発光させた状態で、シャッター等を開閉する制御を行うものであってもよい。また、上記においては、複数のＬＥＤ等が２次元的に配列されているレーザレーダ調整装置について説明したが、本実施の形態におけるレーザレーダ調整装置は、複数のＬＥＤ等に代えて、赤外光を発光するディスプレイ等を用いたものであってもよい。例えば、赤外光を発光するＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いたものであってもよい。

また、レーザレーダ装置において検出予定領域の形状を略円形または略長方形の場合について説明したが、これ以外の形状であってもよい。

尚、上述した実施の形態のように、精度の高い調整を行なうことができるということは、精度の高いレーザレーダ装置を作製することができることを意味するものである。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１１ ＬＤ（レーザダイオード：光源）
１２ ＬＤ駆動回路
１３ 投光レンズ
２０ 受光部
２１ ＡＰＤ（受光素子）
２２ ＡＰＤ駆動回路
２３ 受光レンズ
３０ 制御回路
４０ 時間計測回路
５０ 投光されている領域
５１ 検出予定領域（検出したい領域）
５２ 検出される領域
１００ レーザレーダ装置
１１０ レーザレーダ調整装置
１１１ 中心部
１２１ 第１の発光部群
１２２ 第２の発光部群
１２３ 第３の発光部群
１２４ 第４の発光部群
１３０ ＬＥＤ発光制御用コントローラ
Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５、Ｄ１〜Ｄ５ 発光部
ＳＷ１〜ＳＷ９ スイッチ

特開２００２−２３６１７７号公報 特開平１１−３８１２３号公報

Claims (7)

1. 光を投光する光源と、前記投光された光が被検出物において反射され、前記反射された光を検出する受光部と、を有するレーザレーダを調整するレーザレーダの調整方法において、
   前記受光部において検出することが予定される検出予定領域内に複数の発光部が設けられており、前記検出予定領域の外にも複数の発光部が設けられており、
   前記検出予定領域内に設けられた発光部を発光させ、
   前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させ、
   前記検出予定領域内に設けられた発光部からの光が検出され、前記検出予定領域の外に設けられた発光部からの光が検出されないように、前記受光部を調整することを特徴とするレーザレーダの調整方法。
2. 前記検出予定領域内に設けられた発光部を発光させた後、前記検出予定領域内に設けられた発光部の発光を停止し、前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させること、
   または、前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させた後、前記検出予定領域の外に設けられた発光部の発光を停止し、前記検出予定領域内に設けられた発光部を発光させること、
   を特徴とする請求項１に記載のレーザレーダの調整方法。
3. 光を投光する光源と、前記投光された光が被検出物において反射され、前記反射された光を検出する受光部と、を有するレーザレーダを調整するレーザレーダの調整方法において、
   前記受光部において検出することが予定される検出予定領域内に設けられた発光部を発光させ、
   前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させ、
   前記検出予定領域内に設けられた発光部からの光が検出され、前記検出予定領域の外に設けられた発光部からの光が検出されないように、前記受光部を調整するものであって、
   前記検出予定領域内に設けられた発光部における発光の周期と、前記検出予定領域の外に設けられた発光部における発光の周期とは、異なるものであることを特徴とするレーザレーダの調整方法。
4. 前記検出予定領域内に設けられた発光部を発光させる際には、前記検出予定領域内に設けられた複数の発光部を発光させて、前記検出予定領域の外に設けられた発光部を発光させる際には、前記検出予定領域の外に設けられた複数の発光部を発光させて、前記受光部を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザレーダの調整方法。
5. 前記検出予定領域の形状は、略円形であって、
   前記発光部は、複数設けられており、
   前記発光部は、前記検出予定領域の中心部より放射状に配列されていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のレーザレーダの調整方法。
6. 前記検出予定領域の形状は、略長方形であって、
   前記発光部は、複数設けられており、
   前記発光部は、前記検出予定領域の外形を形成している線に対し、略垂直方向に配列されていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のレーザレーダの調整方法。
7. 各々の前記発光部は、可視光を発光する素子と、紫外光または赤外光を発光する素子とにより形成されており、
   前記紫外光または赤外光を発光する素子を発光させた際には、前記可視光を発光する素子も発光させるものであることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載のレーザレーダの調整方法。

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