JPH09138281A - Optical radar apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical radar apparatus in which the generation of dew condensation is reduced even when the whole face of the apparatus is cooled and which prevents a performance drop by a method wherein a moisture-absorbing and drying means is provided so as to be close to a position in which the front part inside a housing container is cooled most. SOLUTION: Light which is radiated from a laser diode 1 is condensed at a prescribed spread angle by a lens 4, and it is reflected by reflecting mirrors 5, 7 so as to be radiated from a radiation window 8. When an object 30 is irradiated with the radiated light, the object 30 reflects the light diffusely, a part of the light is incident from an incident window 10, it is reflected by a reflecting mirror 11, reflected light is condensed by a Fresnel lens 12 so as to be incident on a photodetector 13. The photodetector 13 receives the light, it outputs a voltage, and the voltage is amplified by a board 24 so as to be input to a circuit board 2. Respective circuits on the board 2 drive the diode 1, a distance computing circuit computes a distance up to the object 30 on the basis of the time difference between the time in which the light is radiated and the time in which the photodetector 13 receives the light, and a direction detection circuit detects a distance up to an obstacle and its direction. A moisture-absorbing and drying material is mounted on, and attached to, the front face inside a housing container 9, and moisture in the air is absorbed by the drying material 23 as relative humidity rises.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光ビームを前方
に向かって走査しながら放射し、物体より反射される反
射光を受光してその物体までの距離と方向を検知する光
レーダ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical radar device which emits a light beam while scanning it forward and receives reflected light reflected from an object to detect the distance and direction to the object. Is.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光ビームを前方に照射し、その反射光を
受光して前方の物体までの距離と方向を検知する光レー
ダ装置は、周辺監視装置として車両に搭載され、走行車
両の前方の障害物、例えば前方を走行する車両までの距
離と方向を検知する手段として用いられている。そして
この種の光レーダ装置は光を集束するレンズや反射する
鏡面等の光学器材を有し、光の透過性を保ったり乱反射
を避けるために外気とは遮断された収納容器内に収納さ
れ、さらに、車両の走行風による冷却のため、容器内の
水分が光学器材に結露するのを避けるために収納容器内
には吸湿乾燥材が封入されている。2. Description of the Related Art An optical radar device, which irradiates a light beam forward and receives the reflected light to detect the distance and direction to an object in front, is installed in a vehicle as a peripheral monitoring device and is installed in front of a traveling vehicle. It is used as a means for detecting the distance and direction to an obstacle, for example, a vehicle traveling ahead. And this type of optical radar device has an optical device such as a lens that focuses light and a mirror surface that reflects light, and is stored in a storage container that is shielded from the outside air in order to maintain light transparency and avoid irregular reflection, Further, since the vehicle is cooled by the wind, a moisture absorbing / drying material is enclosed in the storage container in order to prevent the moisture in the container from being condensed on the optical equipment.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のように車両に使
用される光レーダ装置には吸湿乾燥材が使用されている
が、従来の光レーダ装置では吸湿乾燥材を、収納容器内
後方の余剰空間に設置するのが普通であったため次のよ
うな問題があった。車両用の光レーダ装置は前方の障害
物を検知するのが目的であるため車両の前部に取り付け
られ、走行中、光レーダ装置は前方からの走行風により
その前面のみが局部的に冷却され、収納容器内には前部
から後部にかけて順次温度が高くなるような温度勾配が
できる。従って収納容器内の相対湿度は前部ほど高くな
り、光レーダ装置前面の冷却がすすむと、まず相対湿度
の高い前面部で結露が始まり、この結露により後方の相
対湿度がさらに低下し、相対湿度が低下した位置に吸湿
乾燥材が設置されていると、吸湿乾燥材の吸湿量と周囲
の相対湿度との均衡が崩れ、吸湿乾燥材はかえって水分
を放出するようになって前面の結露を促進し、放射窓や
入射窓、または反射鏡の表面に結露して光ビームを拡散
し、光レーダ装置の性能を低下させていた。As described above, the moisture absorbing / drying material is used in the optical radar device used in the vehicle as described above. Since it was usually installed in a space, there were the following problems. The optical radar device for vehicles is attached to the front part of the vehicle because the purpose is to detect obstacles in front of it, and while traveling, the optical radar device locally cools only its front surface due to the running wind from the front. In the storage container, there is a temperature gradient such that the temperature gradually increases from the front part to the rear part. Therefore, the relative humidity inside the storage container becomes higher toward the front, and as the front of the optical radar device cools, dew condensation starts at the front with high relative humidity. If the moisture-absorbing desiccant is installed in a position where the temperature drops, the balance between the moisture absorption of the moisture-absorbing desiccant and the relative humidity of the surroundings will be lost, and the moisture-absorbing desiccant will rather release moisture, promoting condensation on the front surface. However, dew condensation is formed on the radiation window, the entrance window, or the surface of the reflecting mirror to diffuse the light beam, thus deteriorating the performance of the optical radar device.

【０００４】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、光レーダ装置の前面が冷却され
ても結露の発生が少なく、従って性能低下が未然に防止
できる光レーダ装置を得ることを目的とするものであ
る。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an optical radar device which is less likely to cause dew condensation even when the front surface of the optical radar device is cooled and therefore can prevent performance deterioration in advance. The purpose is to obtain.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明に係わる光レー
ダ装置においては、光を発生する発光手段と、この光を
集束及び反射して所定の広がり角を持つ放射光として外
部に照射する光放射手段と、光が照射された物体から反
射された光を入射して反射及び集束する入射光反射手段
及び入射光集束手段と、発光手段とは離間して配置され
反射集束された入射光を受光する受光手段と、発光手段
から光が放射されてから受光手段に受光されるまでの時
間によって物体までの距離を演算する演算手段とを収納
すると共に、放射光を透過する放射窓と物体より反射さ
れる入射光を透過する入射窓とを有する収納容器、この
収納容器内前部の最も冷却される位置に近接して設置さ
れた吸湿乾燥手段を備えたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In an optical radar device according to the present invention, a light emitting means for generating light and a light radiation for converging and reflecting the light to irradiate it as radiation having a predetermined spread angle to the outside. Means, incident light reflecting means for entering, reflecting and focusing the light reflected from the object illuminated by the light, and incident light focusing means, and the light emitting means are arranged apart from each other to receive the reflected and focused incident light. The light receiving means and the calculating means for calculating the distance to the object by the time from the emission of the light from the light emitting means to the reception of the light by the light receiving means are accommodated, and the radiation window that transmits the emitted light and the reflection from the object A storage container having an incident window for transmitting the incident light, and a moisture absorption / drying unit installed in the vicinity of the most cooled position in the front part of the storage container.

【０００６】また、収納容器内の前面部の、放射光を透
過する放射窓と入射光を透過する入射窓とに近接した位
置に吸湿乾燥材を設置するようにしたものである。ま
た、収納容器内の、前面部に配置された鏡面を有する光
放射手段と入射光反射手段とに近接して吸湿乾燥材を設
置するようにしたものである。また、収納容器を移動体
の前方に設置したものである。Further, the moisture absorption / drying material is installed at a position near the radiation window which transmits the radiant light and the incident window which transmits the incident light on the front surface of the storage container. In addition, the moisture absorbing / drying material is installed in the storage container in the vicinity of the light emitting means having a mirror surface arranged on the front surface and the incident light reflecting means. Further, the storage container is installed in front of the moving body.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態１．図１は、この発明を実施した光レーダ装
置の内部構造を示す平面図、図２は、光レーダ装置自体
の動作を説明する斜視図、図３は、光レーダ装置の送光
方向を調整するための機構を説明する説明図である。図
において、１は回路基板２に取り付けられた発光手段で
あるレーザーダイオード、３はレーザーダイオード１の
発光源を示すもので、回路基板２にはレーザーダイオー
ド１の駆動回路、距離演算回路、及び、方向検出回路と
ステップモータ駆動回路等が組み込まれている。４はレ
ーザーダイオード１が発する光に所定の広がり角を与え
るためのレンズ、５は支持体６に取り付けられ、送光方
向を調整するための第一の反射鏡、７は第一の反射鏡５
から反射される光をさらに反射し外部の対象物に放射光
を照射する光放射手段としての第二の反射鏡、８は収納
容器９の前面に設けられ、第二の反射鏡７からの放射光
を透過して物体３０に放射する放射窓、１０は放射窓８
より放射された放射光が物体３０により乱反射する反射
光の一部を入射する入射窓で、収納容器９の前面に放射
窓８と水平方向に隣接して併設され、放射窓８より面積
が大きく設定されている。Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a plan view showing the internal structure of an optical radar device embodying the present invention, FIG. 2 is a perspective view for explaining the operation of the optical radar device itself, and FIG. 3 is for adjusting the light transmitting direction of the optical radar device. It is explanatory drawing explaining the mechanism for. In the figure, 1 is a laser diode which is a light emitting means attached to a circuit board 2, and 3 is a light emitting source of the laser diode 1. The circuit board 2 has a drive circuit for the laser diode 1, a distance calculation circuit, and A direction detection circuit and a step motor drive circuit are incorporated. Reference numeral 4 is a lens for giving a predetermined divergence angle to the light emitted from the laser diode 1, 5 is a first reflecting mirror attached to the support 6 for adjusting the light sending direction, and 7 is a first reflecting mirror 5.
The second reflecting mirror 8 as a light emitting means for further reflecting the light reflected from the object and radiating the emitted light to an external object, 8 is provided on the front surface of the storage container 9, and the radiation from the second reflecting mirror 7 is provided. A radiation window 10 for transmitting light and radiating it to the object 30 is a radiation window 8
An incident window into which the emitted light emitted from the object 30 partially diffuses is reflected by the object 30. The incident window is horizontally adjacent to the emission window 8 on the front surface of the storage container 9 and has a larger area than the emission window 8. It is set.

【０００８】１１は入射窓１０より入射する入射光を反
射する入射光反射手段としての第三の反射鏡で、第二の
反射鏡７より大きな面積に設定され、第三の反射鏡１１
により反射された入射光は、入射光集束手段としてのフ
レネルレンズ１２により集光されてフレネルレンズ１２
の焦点に設けられた受光手段としての受光素子１３によ
り受光される。また受光素子１３は発光素子１から水平
方向に開離された位置に設置されている。１４は第二の
反射鏡７と第三の反射鏡１１とを外面に向かって２７０
度の角度で開離して保持する保持手段であり、保持手段
１４は軸１５を中心に回動可能なように取り付けられて
いる。１６は保持手段１４に設けられ、先端にローラよ
りなる従動子１７を有する駆動片で、駆動片１６の従動
子１７はステップモータ１８の軸１９に固形されて回動
するカム２０に係合するように構成され、図１及び図２
に示すようにステップモータ１８の回動によりカム２０
のプロファイル２１の形状に従動して保持手段１４とこ
れに保持された第二の反射鏡７及び第三の反射鏡１１を
軸１５を中心に回動させることにより、光の放射方向を
水平方向に走査すると共に、この放射光と平行に物体３
０より反射される反射光を入射光としてフレネルレンズ
１２の焦点位置に設けられた受光素子１３に与えるよう
に構成されている。Reference numeral 11 denotes a third reflecting mirror which serves as an incident light reflecting means for reflecting the incident light entering through the entrance window 10. The third reflecting mirror 11 has a larger area than the second reflecting mirror 7 and has a third reflecting mirror 11.
The incident light reflected by the Fresnel lens 12 is condensed by the Fresnel lens 12 as an incident light converging unit.
The light is received by the light receiving element 13 as a light receiving means provided at the focal point. The light receiving element 13 is installed at a position horizontally separated from the light emitting element 1. Numeral 14 indicates 270 the second reflecting mirror 7 and the third reflecting mirror 11 toward the outer surface.
The holding means 14 is a holding means that is opened and held at an angle of degrees, and the holding means 14 is attached so as to be rotatable about a shaft 15. Reference numeral 16 is a drive piece provided on the holding means 14 and having a follower 17 made of a roller at its tip, and the follower 17 of the drive piece 16 is engaged with a cam 20 which is solidified by a shaft 19 of a step motor 18 and rotates. 1 and FIG.
As shown in FIG.
By rotating the holding means 14 and the second reflecting mirror 7 and the third reflecting mirror 11 held by the holding means 14 according to the shape of the profile 21 of FIG. And scan the object 3 in parallel with this emitted light.
The reflected light reflected from 0 is applied as incident light to the light receiving element 13 provided at the focal position of the Fresnel lens 12.

【０００９】収納容器９はこれらの装置を外気より遮断
すべく密閉容器となっており、放射窓７と入射窓１１は
光を透過する材料により構成され、両者の間には遮蔽板
２２が設けられて放射光と入射光の干渉を防止してい
る。２３は収納容器９内の前面に設置された吸湿乾燥材
で、車載の光レーダ装置は、車両の前方に搭載されるた
め前面が最も冷却される部分であり、吸湿乾燥材２３は
この最も冷却される部分か、もしくはその近辺に取り付
けられている。なお、２４は受光素子１３を取り付け、
受光素子１３の出力の増幅回路を有する基板であり、ま
た、前記の第一の反射鏡５を有する支持体６は、図３の
ように切欠窓２５を有してネジ２６により収納容器９に
取り付けられ、切欠窓２５の周辺を変形できるようにし
て第一の反射鏡５の向きを変えることにより放射光の放
射方向を調整するよう構成されている。The storage container 9 is a closed container for shielding these devices from the outside air, and the radiation window 7 and the entrance window 11 are made of a material that transmits light, and a shield plate 22 is provided between them. Therefore, the interference between the emitted light and the incident light is prevented. Reference numeral 23 denotes a moisture absorption / drying material installed on the front surface in the storage container 9. The vehicle-mounted optical radar device is mounted on the front side of the vehicle, and thus the front surface is the most cooled portion. It is attached to the part to be attached or in its vicinity. In addition, 24 is attached with the light receiving element 13,
The support 6 having a circuit for amplifying the output of the light receiving element 13 and having the first reflecting mirror 5 has a cutout window 25 as shown in FIG. It is attached so that the periphery of the cutout window 25 can be deformed and the direction of the first reflecting mirror 5 is changed to adjust the emission direction of the emitted light.

【００１０】以上のように構成された光レーダ装置にお
いて、レーザーダイオード１より出た光は、レンズ４に
より所定の広がり角に集束されて第一の反射鏡５及び第
二の反射鏡７に反射されて放射窓８から放射される。第
二の反射鏡７はステップモータ１８に駆動されて回動す
るので放射光は所定の範囲を水平方向に走査される。放
射光が物体３０に照射されると物体３０はこの光を乱反
射し、光の一部が入射窓１０から入射し、第三の反射鏡
１１により反射され、フレネルレンズ１２にて集光され
て受光素子１３に入射する。受光素子１３はこの受光に
より電圧を出力し、基板２４の増幅回路により増幅され
て回路基板２に入力される。回路基板２の各回路は、レ
ーザーダイオード１を駆動して光を放射した時刻と受光
素子１３が受光した時刻の時間差から距離演算回路が物
体３０までの距離を演算し、ステップモータ１８の駆動
回路がそのステップ数を出力して方向検出回路が物体の
方向を演算し、障害物までの距離と方向を検知する。な
お、第二と第三の反射鏡は２７０度の角度で開離されて
いるため、受光素子１３は発光源３から水平方向に離間
して設置され、発光源３からの光の干渉を回避できるよ
うに構成されている。In the optical radar device configured as described above, the light emitted from the laser diode 1 is focused by the lens 4 to a predetermined spread angle and reflected by the first reflecting mirror 5 and the second reflecting mirror 7. It is then emitted from the emission window 8. The second reflecting mirror 7 is rotated by being driven by a step motor 18, so that the emitted light is horizontally scanned in a predetermined range. When the radiated light is applied to the object 30, the object 30 diffusely reflects this light, and a part of the light enters through the entrance window 10, is reflected by the third reflecting mirror 11, and is condensed by the Fresnel lens 12. It is incident on the light receiving element 13. The light receiving element 13 outputs a voltage by this light reception, is amplified by the amplifier circuit of the board 24, and is input to the circuit board 2. In each circuit of the circuit board 2, the distance calculation circuit calculates the distance to the object 30 from the time difference between the time when the laser diode 1 is emitted and the time when the light receiving element 13 receives the light, and the drive circuit for the step motor 18 is calculated. Outputs the number of steps and the direction detection circuit calculates the direction of the object and detects the distance and direction to the obstacle. Since the second and third reflecting mirrors are separated by an angle of 270 degrees, the light receiving element 13 is installed horizontally away from the light emitting source 3 to avoid interference of light from the light emitting source 3. It is configured to be able to.

【００１１】このような光レーダ装置を車両に搭載した
場合、前述のように走行中は前方からの走行風により光
レーダ装置はその前面が冷却され、収納容器９内には前
方ほど温度が低くなって温度勾配ができ、従って前面に
近いほど空気の相対湿度が高くなる。この発明による光
レーダ装置では、相対湿度の最も高くなる部分、つま
り、収納容器９内の前面に吸湿乾燥材２３を装着したの
で、相対湿度の上昇と共に空気中の水分は結露に至る前
に吸湿乾燥材２３に吸湿され、相対湿度を下げるので収
納容器９内のいずれの部分にも結露が発生せず、レーザ
光の透過や反射を妨げることがないので信頼性の高い光
レーダ装置を得ることができる。When such an optical radar device is mounted on a vehicle, the front surface of the optical radar device is cooled by the traveling wind from the front during traveling as described above, and the temperature in the storage container 9 becomes lower toward the front. As a result, a temperature gradient is created, so that the closer to the front surface, the higher the relative humidity of air. In the optical radar device according to the present invention, since the moisture-absorption / drying material 23 is attached to the portion where the relative humidity is the highest, that is, the front surface of the storage container 9, the moisture in the air absorbs moisture before the dew condensation as the relative humidity increases. Since the desiccant 23 absorbs moisture and lowers the relative humidity, dew condensation does not occur in any part of the storage container 9, and the transmission and reflection of laser light is not hindered, so that a highly reliable optical radar device can be obtained. You can

【００１２】また、上記の図１の実施の形態１では、吸
湿乾燥材２３を収納容器９内の単なる前面に装着した
が、これを収納容器９の前面に配設された放射窓７及び
入射窓１１に近接して設置すれば、窓を構成する光透過
性材料に対する結露を防止することができ、より効果的
である。さらにまた、収納容器９内の前面近くに設置さ
れた光放射手段の第二の反射鏡７及び入射光反射手段の
第三の反射鏡１１に近接して吸湿乾燥材２３を設置する
ことにより、各反射鏡の結露による光の乱反射が防止で
き、光レーダ装置の信頼性をより高めることができる。In the first embodiment shown in FIG. 1, the moisture absorbent / drying material 23 is attached to the front surface of the storage container 9 only. If it is installed close to the window 11, dew condensation on the light-transmissive material forming the window can be prevented, which is more effective. Furthermore, by installing the moisture absorption / drying material 23 in the vicinity of the second reflecting mirror 7 of the light emitting means and the third reflecting mirror 11 of the incident light reflecting means installed near the front surface in the storage container 9, Diffuse reflection of light due to dew condensation on each reflecting mirror can be prevented, and the reliability of the optical radar device can be further enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 この発明の実施の形態１による光レーダ装置
の構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an optical radar device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 光レーダ装置の構成を説明する斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of an optical radar device.

【図３】 光レーダ装置の送光方向調整機構を説明する
斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a light transmitting direction adjusting mechanism of the optical radar device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ レーザーダイオード、２ 回路基板、４ レンズ、
５ 第一の反射鏡、７、第二の反射鏡、８ 放射窓、９
収納容器、１０ 入射窓、１１ 第三の反射鏡、１２
フレネルレンズ、１３ 受光素子、１８ ステップモ
ータ、２３ 吸湿乾燥材。1 laser diode, 2 circuit boards, 4 lenses,
5 first reflecting mirror, 7, second reflecting mirror, 8 radiation window, 9
Storage container, 10 entrance window, 11 third reflecting mirror, 12
Fresnel lens, 13 light receiving element, 18 step motor, 23 moisture absorbent drying material.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光を発生する発光手段と、この光を集束
及び反射して所定の広がり角を持つ放射光として外部に
照射する光放射手段と、光が照射された物体から反射さ
れた光を入射して反射及び集束する入射光反射手段及び
入射光集束手段と、前記発光手段とは離間して配置され
反射集束された入射光を受光する受光手段と、前記発光
手段から光が放射されてから前記受光手段に受光される
までの時間によって前記物体までの距離を演算する演算
手段とを収納すると共に、前記放射光を透過する放射窓
と前記物体より反射される入射光を透過する入射窓とを
有する収納容器、この収納容器内前部の最も冷却される
位置に近接して設置された吸湿乾燥手段を備えたことを
特徴とする光レーダ装置。1. A light emitting means for generating light, a light emitting means for converging and reflecting the light, and irradiating the light as emitted light having a predetermined spread angle to the outside, and light reflected from an object irradiated with the light. Incident light reflecting means and incident light converging means for entering, reflecting and converging light, light receiving means for receiving incident light reflected and focused which is arranged apart from the light emitting means, and light is emitted from the light emitting means. A calculation means for calculating the distance to the object according to the time from the reception to the light reception means, and a radiation window for transmitting the radiation light and an incidence for transmitting the incident light reflected from the object. An optical radar device comprising: a storage container having a window, and a moisture absorption / drying unit installed in the storage container in the vicinity of a most cooled position of a front portion of the storage container. 【請求項２】 吸湿乾燥手段は、収納容器の前面内部に
放射窓及び入射窓に近接して設置されていることを特徴
とする請求項１記載の光レーダ装置。2. The optical radar device according to claim 1, wherein the moisture absorption / drying means is installed inside the front surface of the storage container in proximity to the radiation window and the entrance window. 【請求項３】 吸湿乾燥手段は、収納容器の前面内部に
光放射手段と入射光反射手段に近接して設置されている
ことを特徴とする請求項１記載の光レーダ装置。3. The optical radar device according to claim 1, wherein the moisture absorption / drying means is installed inside the front surface of the storage container in the vicinity of the light emitting means and the incident light reflecting means. 【請求項４】 収納容器は、移動体の前方に設置されて
いることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１
項記載の光レーダ装置。4. The container according to claim 1, wherein the storage container is installed in front of the moving body.
The optical radar device according to the paragraph.