JPH1031064A - 走査型レーザレーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自己診断用素子の配置のために前方視野に死
角を生ずることがなく、しかもコストダウンが可能な走
査型レーザレーダ装置を提供すること。 【解決する手段】 投光器（４）から投光されるレーザ
光の首振り走査範囲を、設定された走査角度範囲（θ）
の外部にまで拡げると共に、前記設定された走査角度範
囲を越えて首振り走査された状態にて前記投光器から投
光されたレーザ光が透光性窓板（２）にて反射されて到
達する位置には受光素子（８）を配置し、該受光素子の
出力信号を監視することにより、前方物体警戒の空き時
間にて、前記投光器の状態を診断し得るように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車間距離
制御システムなどへの適用に好適な走査型レーザレーダ
装置にかかり、特に、投受光器の自己診断機能を備えた
走査型レーザレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の走査型レーザレーダ装置における
ヘッド部の構造の一例を図６の模式図に示す。同図に示
されるように、この走査型レーザレーダ装置のヘッド部
は、その前面窓１に透光性窓板２（例えば、ガラスやプ
ラッチックなど）を有するハウジング３内に、それぞれ
前方へ向けて一対の投受光器４，５を左右に並べて配置
して構成されている。一対の投受光器を構成する投光器
４は左右方向に設定された走査角度範囲θ内で投光方向
を首振り走査しつつレーザパルスを前記透光性窓板２を
通して前方扇形警戒領域へと投光するように構成されて
いる。また、一対の投受光器を構成する受光器５は前方
扇形警戒領域にて反射される前記レーザパルスの反射光
を前記透光性窓板２を通して受光するように構成されて
いる。すなわち、図示しないが、投光器４は、パルス駆
動されるレーザダイオードＬＤと、このレーザダイオー
ドＬＤからの光を反射しかつ所定角度範囲内で回動自在
に支承された反射鏡と、この反射鏡を回動させるための
モータとを主体として構成されており、またこの反射鏡
の回転角度が内蔵センサにより検出されて外部へと出力
される。

【０００３】このような走査型レーザレーダ装置は、例
えば、車両のフロントバンパーなどに取付けられ、前方
車両との車間距離測定のために用いられる。車間距離制
御システムは、よく知られているように、車両の走行速
度から算出された適正車間距離を目標値とし、これと走
査型レーザレーダ装置で測定される車間距離との偏差が
ゼロとなるように、アクセルやブレーキを自動制御しつ
つ、前方車両との車間距離を適切に維持するものであ
る。

【０００４】ところで、従来、この種の走査型レーザレ
ーダ装置にあっては、投受光器４，５が正常に作動する
ことを常時保証するために、自己診断機能が備えられて
いる。この自己診断を実現するためには、透光性窓板２
の内面側に取付けられたテスト用受光素子６並びにテス
ト用発光素子７が用いられる。テスト用受光素子６は、
走査角度範囲θの最端部に位置するようにして透光性窓
板２の内面に取付けられており、投光器４から発せられ
るレーザパルスがこの受光素子６を照射するタイミング
において、この受光素子６の出力信号を監視することに
よって、投光器４から実際にレーザパルスが発せられて
いることを確認することができる。他方、テスト用発光
素子７は、同様にして透光性窓板２の内面側に取付けら
れており、これを適当なタイミングで発光させ、受光器
５の出力を監視することによって、受光器５が正常に作
動することを確認することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の走査型レーザレーダ装置における受光素子６
並びに発光素子７の配置は、投光器４並びに受光器５の
前方視野をわずかではあるものの遮ることとなるため、
その分だけ前方扇形警戒領域に死角を生ずる虞れがあ
り、加えて投受光器４，５の他に別途テスト用に受光素
子６並びに発光素子７が必要となるため、その分だけコ
ストアップにつながるという問題点があった。

【０００６】この発明は、従来の走査型レーザレーダ装
置における上述の問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところは、自己診断用素子の配
置のために前方視野に死角を生ずることがなく、しかも
コストダウンが可能な走査型レーザレーダ装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に記
載の発明は、その前面窓に透光性窓板を有するハウジン
グ内に、それぞれ前方へ向けて一対の投受光器を左右に
並べて配置し、前記一対の投受光器を構成する投光器は
左右方向に設定された走査角度範囲内で投光方向を首振
り走査しつつレーザパルスを前記透光性窓板を通して前
方扇形警戒領域へと投光する一方、前記一対の投受光器
を構成する受光器は前方扇形警戒領域にて反射される前
記レーザパルスの反射光を前記透光性窓板を通して受光
するようにした走査型レーザレーダ装置において、前記
投光器から投光されるレーザパルスの首振り走査範囲
を、前記設定された走査角度範囲の外部にまで拡げると
共に、前記設定された走査角度範囲を越えて首振り走査
された状態にて前記投光器から投光されたレーザ光が前
記透光性窓板にて反射されて到達する位置には受光素子
を配置し、該受光素子の出力信号を監視することによ
り、前方物体警戒の空き時間にて、前記投光器の状態を
診断し得るように構成したことを特徴とする走査型レー
ザレーダ装置にある。

【０００８】この請求項１に記載の発明では、投光器か
ら投光されるレーザ光の首振り走査範囲を、設置された
走査角度範囲の外部にまで拡げている。ここで、『外部
にまで拡げる』とあるのは、物理的に首振り走査範囲を
従来のものよりも拡げた場合と、物理的な首振り走査範
囲は従来のままであり、そのうち従来より使用されてい
なかった走査範囲の端部領域を使用する場合との双方を
含んでいる。すなわち、一般にこの種の走査型レーザレ
ーダ装置における回転反射鏡は、所定の許容回転角度を
有するものであるが、実際に前方扇形警戒領域に対応す
るのはその首振り走査範囲の全体ではなく、走査範囲の
両端部にはわずかに未使用部分が残されているのが通例
であるから、この未使用部分を本発明の動作テストのた
めに使用することができる。さらに、『扇型警戒領域』
とは、レーザレーダが観測範囲としている領域のことを
意味している。

【０００９】また、本発明では、設定された走査角度範
囲を越えて首振り走査された状態にて前記投光器から投
光されたレーザ光が前記透光性窓板にて反射されて到達
する位置には受光素子が配置され、その受光素子の出力
信号を監視することにより、前方物体警戒の空き時間に
て、投光器の状態が診断される。ここで、『受光素子』
としては、レーザダイオードＬＤからの信号を検出が可
能な、フォトダイオードＰＤを使用することができる。

【００１０】尚、この請求項１に記載の発明にあって
は、投光器の動作テストを主体として記述されており、
受光器についてはその他任意のテスト方法を採用するこ
とができる。従って、従来と同様に別途発光素子を設け
てもよいであろう。

【００１１】そして、この請求項１に記載の発明によれ
ば、受光素子は投光器の前方視野を遮ることがないため
前方に死角を生ずることがなく、また受光素子について
も走査角度範囲θを外れているためその取付け位置に制
限を受けることがない。

【００１２】この出願の請求項２に記載の発明は、その
前面窓に透光性窓板を有するハウジング内に、それぞれ
前方へ向けて一対の投受光器を左右に並べて配置し、前
記一対の投受光器を構成する投光器は左右方向に設定さ
れた走査角度範囲内で投光方向を首振り走査しつつレー
ザパルスを前記透光性窓板を通して前方扇形警戒領域へ
と投光する一方、前記一対の投受光器を構成する受光器
は前記前方扇形警戒領域にて反射される前記レーザパル
スの反射光を前記透光性窓板を通して受光するようにし
た走査型レーザレーダ装置において、前記投光器から投
光されるレーザ光の首振り走査範囲を、前記設定された
走査角度範囲の外部にまで拡げると共に、前記設定され
た走査角度範囲を越えて首振り走査された状態にて前記
投光器から投光されたレーザ光が前記透光性窓板にて反
射されて前記受光器へと到達するように、前記投光器と
前記受光器との配置を調整し、該受光器の出力信号を監
視することにより、前方物体警戒の空き時間にて、前記
投光器の状態を診断し得るように構成したことを特徴と
する走査型レーザレーダ装置にある。

【００１３】この請求項２に記載の発明では、投光器と
受光器との配置を調整することによって、設定された走
査角度範囲を越えて首振り走査された状態にて投光器か
ら投光されたレーザ光が透光性窓板にて反射されて受光
器を到達するように構成されている。ここで、『投光器
と受光器との配置を調整』とあるのは、従来のものと異
なるように両者の配置関係を調整する場合を含むことは
もちろんのこと、それ以外にも、両者の配置関係につい
ては従来通りのままとし、もともと、設定された走査角
度範囲を越えて首振り走査された状態にて投光器から投
光されたレーザパルスの漏れ光が透光性窓板にて反射さ
れて受光器へと到達するような場合には、その漏れ光自
体を利用する場合の双方を含む。

【００１４】そして、この請求項２に記載の発明によれ
ば、受光器から時系列的に出力される信号列の中から、
前方警戒領域から外れた部分を抽出し、これを監視する
ことによって、投光器並びに受光器を含めた全体システ
ムの動作状態を確認することができ、加えてテスト用の
受光素子並びに発光素子が一切不要となるため、コスト
ダウンが可能となる。

【００１５】この出願の請求項３に記載の発明は、前記
受光素子若しくは前記受光器の出力信号のレベルを監視
し、それが常に規定範囲内に収まるように、前記投光器
から投光されるレーザパルスの強度を調整するサーボ制
御手段を具備することを特徴とする請求項１若しくは請
求項２に記載の走査型レーザレーダ装置にある。

【００１６】この請求項３に記載の発明では、前述した
請求項１並びに請求項２における受光素子若しくは受光
器の出力信号のレベルを監視し、それが常に規定範囲内
に収まるように、投光器から投光されるレーザパルスの
強度を調整している。すなわち、受光素子若しくは受光
器に到達するレーザパルスの強度は、前方警戒領域を経
由したものではないから、常にレーザダイオードの発光
状態を正確に反映したものとなり、そのためそれら受光
素子若しくは受光器の出力信号に基づきサーボ制御を行
うことによって、レーザパルスを発光するレーザダイオ
ードの強度を適切に維持することができる。

【００１７】この出願の請求項４に記載の発明は、前記
サーボ制御手段の作動により、出力信号のレベルが規定
値内に収まらない場合には、所定の異常出力を発する異
常処理手段を具備することを特徴とする請求項３に記載
の走査型レーザレーダ装置にある。

【００１８】前述のサーボ制御手段を用いることによ
り、本来すべての機器が正常であれば、レーザパルスの
強度は適切に維持されるはずであるが、レーザダイオー
ドそれ自体に異常が生じたり、或いはその駆動回路に異
常が生ずると、レーザパルスの強度が適切に維持されな
い場合が生ずる。そのため、そのような場合には、異常
出力を発することにより、車両乗員に対して警報を発し
たり、或いは自動的に車間距離制御システムを解除する
などの適切な措置が可能となるのである。

【００１９】この出願の請求項５に記載の発明は、前記
設定された走査角度範囲を越えて首振り走査された状態
にて、前記投光器から投光されて前記受光素子若しくは
前記受光器へと到達するレーザ光が、前記透光性窓板に
て反射される反射位置には、ミラーが設けられているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の走査型レーザレーダ装置にある。

【００２０】一般に、この種の走査型レーザレーダ装置
に用いられている透光性窓板の素材は、ガラス若しくは
プラスチックであり、その入射界面において十分な反射
光を生ずるのであるが、これをミラー面とすることによ
りレーザパルスを全反射させれば、動作テスト並びにサ
ーボ制御における感度を一層向上させることができるで
あろう。

【００２１】この出願の請求項６に記載の発明は、前記
設定された走査角度範囲を越えて首振り走査された状態
にて前記投光器から投光されたレーザ光は、連続光若し
くはパルス光であることを特徴とする請求項１若しくは
請求項２に記載の走査型レーザレーダ装置にある。

【００２２】ここで言う『レーザ光』は、距離測定のた
めであるから必ずしもパルス光である必要はない。従っ
て、操作角度範囲を越えている間については、パルス光
から連続光に変更することもできるのである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２４】本発明にかかる走査型レーザレーダ装置の
ヘッド部の構成を図１の模式図に示す。

【００２５】同図に示されるように、この走査型レーザ
レーダ装置のヘッド部は、その前面窓１に透光性窓板２
を有するハウジング３内に、それぞれ前方へ向けて一対
の投受光器４，５を左右に並べて配置して構成されてい
る。一対の投受光器を構成する投光器４は左右方向に設
定された走査角度範囲θ内で投光方向を首振り走査しつ
つレーザパルスを透光性窓板２を通して前方扇形警戒領
域へと投光するように構成されている。また、一対の投
受光器を構成する受光器５は、前方扇形警戒領域にて反
射される前記レーザパルスの反射光を前記透光性窓板２
を通して受光するように構成されている。

【００２６】一方、この走査型レーザレーダ装置にあっ
ては、投光器４から投光されるレーザパルスの首振り走
査範囲を、前記設定された走査角度範囲θの外部にまで
Δθだけ拡げており、また設定された走査角度範囲θを
越えてΔθだけ首振り走査された状態にて前記投光器４
から投光されたレーザパルスが前記透光性窓板２にて反
射されて到達する位置には受光素子（例えば、フォトダ
イオードＰＤで構成される）８が配置されている。その
ため、受光素子８は、走査角度範囲θから外れて配置さ
れているため、投光器４の前方視野を遮ることがない。
加えて、取付けスペースにおいても自由度が増すため、
取付けスペースにさほど制約を生じることがない。尚、
受光器５の側の動作テストのための構成については従来
と同様であって、透光性窓板２の内面側には発光素子７
が取付けられており、この発光素子７からの光を受けて
受光器５の出力を監視することによって、受光器５の動
作が診断される。

【００２７】そしてこの第１の実施の形態によれば、受
光素子８の出力信号を監視しつつ、走査角度範囲θを越
えた時間帯における信号レベルに基づき、投光器４から
のレーザパルス発光状態を診断することができる一方、
受光器５の出力信号を監視しつつ発光素子７の発光タイ
ミングにおける信号レベルに基づき、受光器５の動作状
態を監視することができるのである。

【００２８】尚、図では示されていないが、先に説明し
たように、投光器４は、パルス駆動されるレーザダイオ
ードＬＤと、このレーザダイオードＬＤから発せられる
レーザパルスを反射しかつ所定の角度範囲内において回
動可能に構成された反射鏡と、この反射鏡を回動駆動す
るためのモータとを主体として構成されており、また反
射鏡の角度位置は内蔵センサによって外部へと出力され
るようになっている。他方、受光器５は、前方所定角度
範囲内からの光を受光するように光学系を調整されたフ
ォトダイオードＰＤで構成されており、この受光器５の
出力レベルと、そのとき投光器４から検出される投光角
度と、投光器４からのレーザパルス発射タイミングとに
基づき、三角測量の原理で、前方物体までの距離並びに
角度を測定することができるのである。尚、この測定処
理については後に詳細に説明する各種の電子回路が採用
される。

【００２９】次に、この発明の第２の実施の形態につい
て説明する。第２の実施の形態にかかる走査型レーザレ
ーダ装置のヘッド部の構成を図２の模式図に示す。尚、
同図において、前記図１に示された第１の実施の形態と
同一構成部分については同符号を付して説明は省略す
る。

【００３０】この第２の実施の形態の特徴は、投光器４
並びに受光器５の動作テストのために、別途受光素子並
びに発光素子を設けることを一切不要としたことにあ
る。同図に示されるように、この例にあっても、投光器
４から投光されるレーザパルスの首振り走査範囲は、設
定された走査角度範囲θの外部までΔθだけ拡げられて
いる。加えて、投光器４と受光器５との配置関係は、こ
の設定された走査角度範囲θを越えて首振り走査された
状態にて投光器４から投光されたレーザパルスが透光性
窓板２の内面で反射されて受光器５へと到達するように
調整されている。尚、ここで『調整されている』とは、
投光器４と受光器５との相対的位置関係を前後並びに左
右方向へと調整することを意味するものであるが、たま
たまこの例にあっては、従来の配置のままであっても、
投光器４から発せられて透光性窓板２の内面で反射され
る反射ビーム９は、何の調整をせずとも受光器５へと到
達するため、特別な位置関係の調整を行ってはいない。
すなわち、本発明者等の研究によれば、受光器から時系
列的に出力される出力信号中には、走査角度範囲θから
外れた時間帯においてこのような内部反射に起因する受
信パルス列が存在することが知られており、そこでこの
実施の形態ではこのような受信パルス列を積極的に投受
光器診断のために利用しているのである。尚、ここで重
要な点は、受光器５へと前方物体からの反射光が到来す
るのは、走査角度範囲θで規定される前方扇形警戒領域
に何らかの障害物（車両など）が存在する場合に限られ
ており、そのためレーザパルスの首振り走査範囲をΔθ
だけ拡げた状態においては、受光器５へ到来する反射光
は、内部反射に基づく反射ビーム９に限られ、前方障害
物からの反射光が内部反射ビーム９と同時に受光器５へ
と到達することはないことである。そのため、受光器５
から時系列的に出力される信号中において、走査角度範
囲θに対応する時間帯と追加首振り範囲Δθに対応する
時間帯とを区別して抽出することにより、内部反射ビー
ム９に対応する受光信号を確実に検出できるのである。

【００３１】そして、この第２の実施の形態によれば、
図１に示された従来の構成における受光素子６並びに発
光素子７が一切不要となり、それらが投光器４並びに受
光器５の前方視野を一切遮ることがないため、前方視野
中における死角発生の問題を解消すると共に、それらの
素子６，７が不要となることからこの走査型レーザレー
ダ装置におけるコストダウンを可能とするものである。

【００３２】次に、図２に示されるヘッド部の構成を前
提とし、これを用いて定車間制御システムを実現しつ
つ、レーザパルス強度の自動調整並びに投受光器の動作
診断を行うようにした一例を、図３並びに図５を参照し
ながら詳細に説明する。

【００３３】この種の定車間制御システムの実現に必要
な電気的な構成を図３のブロック図に概略的に示す。同
図において、投光器４内にはＬＤ発光回路４ａとモータ
スキャン駆動回路４ｂとが内蔵されている。ＬＤ発光回
路４ａは外部から与えられる発光信号Ｓ１にて規定され
る発光タイミング並びに発光パワーをもって、レーザダ
イオードＬＤを駆動するドライブ回路として機能するも
のである。モータスキャン駆動回路４ｂは、外部から与
えられるスタート／ストップ信号Ｓ２を受けて、レーザ
パルス反射鏡を回動させるモータをスキャン駆動させる
ドライブ回路として機能するものであり、このモータス
キャン駆動回路４ｂ内には各時点におけるレーザパルス
の投光方向（角度）を検出する角度センサが内蔵されて
おり、この角度センサからは角度信号Ｓ３が外部へと出
力される。

【００３４】受光器５内にはＰＤ受光回路５ａが内蔵さ
れている。このＰＤ受光回路５ａは受光器５に内蔵され
たフォトダイオードＰＤにて光電変換された受光信号Ｓ
４を外部へと送出するものである。

【００３５】ＣＰＵ１０は、いわゆるワンチップマイク
ロコンピュータなどで構成されており、このＣＰＵ１０
からは発光パワー信号Ｓ５並びに発光タイミング信号Ｓ
６が出力され、これらの信号Ｓ５，Ｓ６は発光パワー調
整回路１１へと供給される。

【００３６】発光パワー調整回路１１では、それらの信
号Ｓ５，Ｓ６に基づき発光信号Ｓ１を生成し、これを前
述したように、投光器４内のＬＤ発光回路４ａへと供給
する。これにより、レーザダイオードＬＤの発光タイミ
ング並びに発光強度が決定されることとなる。

【００３７】一方、ＰＤ受光回路５ａから得られる受光
信号Ｓ４は、Ａ／Ｄ変換回路１２へと供給される。Ａ／
Ｄ変換回路１２では、受光信号Ｓ４を２系統に分岐し、
そのうち一方を適当に波形整形して受光信号Ｓ４´とし
て信号処理回路１３へと供給する一方、他方については
これをＡ／Ｄ変換した後、投光パワー信号Ｓ７としてＣ
ＰＵ１０へと供給する。ＣＰＵ１０では、この投光パワ
ー信号Ｓ７に基づき投光器４内のレーザダイオードＬＤ
の発光パワーを検出して、後述するレーザダイオード発
光強度のサーボ制御に利用する。

【００３８】信号処理回路１３は、ＣＰＵ１０と協働し
て、発光タイミングと受光タイミングとの時間差を検出
する。すなわち、発光タイミングはＣＰＵ１０により管
理されており、また受光タイミングはＡ／Ｄ変換回路１
２から得られる受光信号Ｓ４´に基づいて検出される。
そして、このようにして得られた時間差を表わす出力信
号Ｓ８は、別のマイコンなどにより構成された距離算出
手段１４へと供給される。

【００３９】距離算出手段１４では、信号処理回路１３
から供給される出力信号Ｓ８にて定義される発光受光時
間差、並びにその時のレーザパルスの投光角度、及び投
受光器の相対的な位置関係などを利用して、三角測量の
原理によって車両前方対象物までの距離を算出し、これ
を出力信号Ｓ９として、別のマイコンなどで構成された
定車間制御手段１５へと供給する。

【００４０】定車間制御手段１５では、その時点におけ
る車両速度で決定される理想車間距離と、出力信号Ｓ９
から判明した実際の車間距離とに基づき、アクセルやブ
レーキを自動制御することによって、実際の車間距離を
理想車間距離に近づけるようなサーボ制御を行うもので
ある。

【００４１】尚、以上説明した定車間制御システムの基
本的な構成は各種の文献において種々公知であるため、
更に具体的な説明については、当業者において当然理解
されるものとして説明を省略する。

【００４２】次に、上述の車間距離制御システムにおい
て行われるレーザパルス強度のサーボ制御処理並びにレ
ーザパルス強度異常時の対策処理を図４のフローチャー
ト並びに図５のタイミングチャートを参照して詳細に説
明する。

【００４３】図４並びに図５に示されるように、前述し
た角度信号Ｓ３に基づいて走査角度範囲θに相当するレ
ーザ走査区間（この例では、５０ｍｓ）になると判定さ
れる状態にては（ステップ４０３ＮＯ）、ＣＰＵ６は前
述したスタート／ストップ信号Ｓ２を出力してモータを
スキャン駆動しつつ（ステップ４０１）、設計された分
解能に対応する微少時間間隔（この例では、３２μｓ）
をもって発光タイミング信号Ｓ６を出力する。そして、
この発光タイミング信号Ｓ６にて規定されるタイミング
にて、レーザダイオードＬＤが発光駆動され、走査角度
範囲θで規定される前方扇形警戒領域に対してレーザパ
ルスが投光される。この投光されたレーザパルスは、車
両前方障害物にて反射され、受光器５を構成するフォト
ダイオードＰＤへと到達する。その結果、ＰＤ受光回路
５ａから出力される受光信号Ｓ４の中には、前方障害物
までの距離に応じたレベルを有するパルスＰ１，Ｐ２〜
Ｐｎが表われ、前述したように発光タイミング信号Ｓ６
と受光信号Ｓ４´との時間差に基づいて定車間制御が行
われるのである。

【００４４】これに対して、角度信号Ｓ３に基づいて投
光方向が角度範囲Δθに相当する区間外に入ったと判定
されると（ステップ４０３ＹＥＳ）、受光信号Ｓ４の中
には内部反射ビーム９に対応した受信パルスＴＰ１，Ｔ
Ｐ２，ＴＰ３が表われる。尚、説明の便宜上、これらの
パルスＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３は大きなレベル差を有す
るように表わされているが、実際に同一のサイクル中に
表われるこれらのパルスのレベルはほぼ同一となるであ
ろう。

【００４５】一方、このような区間外においては（ステ
ップ４０３ＹＥＳ）、ＣＰＵ６では、投光パワー信号Ｓ
７に基づきそれらパルスＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３のレベ
ルを監視している（ステップ４０５）。すなわち、この
レベル監視のためには上限しきい値ＴＨ１，下限しきい
値ＴＨ２が予め用意されており、投光パワー信号Ｓ７に
て検出されるパルスレベルがそれらのしきい値ＴＨ１，
ＴＨ２の範囲内か若しくは範囲外かに応じて所定のサー
ボ制御が行われる。

【００４６】パルスＴＰ１のレベルは上下限しきい値Ｔ
Ｈ１，ＴＨ２の範囲に収まっており、この場合ＬＤ発光
回路４ａにおける発光強度に対して特別な調整は行われ
ない（ステップ４０５ＮＯ）。

【００４７】これに対して、パルスＴＰ２に示されるよ
うに、投光パワー信号Ｓ７に基づいて、レーザダイオー
ドＬＤの発光パワーが小さいと判定されると（ステップ
４０５ＹＥＳ）、発光パワー信号Ｓ５の内容はレーザダ
イオードＬＤの発光強度を増加させるものとなり、発光
パワー調整回路１１で生成された発光信号Ｓ１を受け
て、レーザダイオードＬＤの発光強度は増加されること
となる。

【００４８】これに対して、パルスＴＰ３に示されるよ
うに、投光パワー信号Ｓ７に基づいて、レーザダイオー
ドＬＤの発光強度が大きいと判定された場合にも（ステ
ップ４０５ＹＥＳ）、発光パワー信号Ｓ５の内容はレー
ザダイオードＬＤの発光強度を低下させるものとなり、
発光パワー調整回路１１で生成された発光信号Ｓ１を受
けて、レーザダイオードの発光強度は低下させられるこ
ととなる。

【００４９】ここで重要な点は、投光器４から内部反射
経路９を経て受光器５へ至る投受光経路は、前方対象物
とは無関係な常に一定値であるため、投光パワー信号Ｓ
７の値は、投光器４を構成するレーザダイオードＬＤの
発光強度を正確に反映している点である。そのため、こ
の投光パワー信号Ｓ７に基づいてレーザダイオードＬＤ
の発光強度をサーボ制御することにより、レーザダイオ
ードＬＤから発光されるレーザパルスの強度を常に適正
な値に維持することができるのである。

【００５０】一方、このようにして走査角度範囲θを繰
り返し一巡走査した状態がＮ回連続しても、パワー範囲
外の状態が継続する場合には（ステップ４０５ＹＥＳ，
４０６ＹＥＳ）、投受光系に何らかの異常が生じている
可能性があるため、ＣＰＵ６からは所定の異常出力信号
が発生され、これにより定車間制御システムには強制停
止がかけられる（ステップ４０８）。

【００５１】このように、この定車間制御システムにお
いては、受光器５の出力信号Ｓ４を監視することによ
り、前方物体警戒の空き時間（区間外）にて、投光器４
の状態を診断することができるのである。

【００５２】尚、以上の実施の形態においては、図２に
示されるヘッド部の構成を前提として、定車間制御シス
テムを構成したが、もちろん図１に示されるヘッド部の
構成を前提としても同様な定車間制御システムを構成す
ることができ、その際に、受光器５の出力ではなくて、
受光素子８の出力を同様な区間外のタイミングで監視す
れば、レーザダイオードＬＤの発光強度を適正値に維持
したり、或いは投受光器の異常を検出してシステムに停
止をかけることができる。

【００５３】また、以上の実施の形態では、走査角度範
囲θを越えた状態にてレーザダイオードＬＤから発せら
れるレーザ光をパルス光としているが、この時間帯には
距離測定は行う必要がないことに着目すれば、これを連
続光としても良い。

【００５４】さらに、以上の実施の形態においては、本
発明にかかる走査型レーザレーダ装置を車両における定
車間制御システムに採用したが、本発明の走査型レーザ
レーダ装置はその他各種の物体検出用途に適用できるこ
とはもちろんである。

【００５５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、自己診断用素子の配置のために前方視野に死角を
生ずることがなく、しかもコストダウンが可能な走査型
レーザレーダ装置を提供することができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における走査型レー
ザレーダ装置のヘッド部の構成を概略的に示す模式図で
ある。

【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる走査型レー
ザレーダ装置のヘッド部の構成を概略的に示す模式図で
ある。

【図３】図２に示されるヘッド部を前提とした走査型レ
ーザレーダ装置を車間距離制御システムに適用した場合
における電気的な構成を概略的に示すブロック図であ
る。

【図４】図３におけるＣＰＵ６に組み込まれたシステム
プログラムの構成を示すフローチャートである。

【図５】図３に示される回路構成において、発光タイミ
ング信号と受光信号との関係を示すタイミングチャート
である。

【図６】従来の走査型レーザレーダ装置におけるヘッド
部の構成を概略的に示す模式図である。

【符号の説明】

１ 前面窓 ２ 透光性窓板 ３ ハウジング ４ 投光器 ５ 受光器 ７ 発光素子 ８ 受光素子 ９ 透光性窓板にて反射された反射ビーム １０ ＣＰＵ １１ 発光パワー調整回路 １２ Ａ／Ｄ変換回路 １３ 信号処理回路 １４ 距離算出手段 １５ 定車間制御手段 θ 走査角度範囲 Δθ 走査角度範囲より外れた角度範囲 Ｓ１ 発光信号 Ｓ２ スタート／ストップ信号 Ｓ３ 角度信号 Ｓ４ 受光信号 Ｓ４´ 二値化された受光信号 Ｓ５ 発光パワー信号 Ｓ６ 発光タイミング信号 Ｓ７ 投光パワー信号 Ｓ８ 投受光時間差を示す出力信号 Ｓ９ 障害物までの距離を示す出力信号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その前面窓に透光性窓板を有するハウジ
   ング内に、それぞれ前方へ向けて一対の投受光器を左右
   に並べて配置し、前記一対の投受光器を構成する投光器
   は左右方向に設定された走査角度範囲内で投光方向を首
   振り走査しつつレーザパルスを前記透光性窓板を通して
   前方扇形警戒領域へと投光する一方、前記一対の投受光
   器を構成する受光器は前方扇形警戒領域にて反射される
   前記レーザパルスの反射光を前記透光性窓板を通して受
   光するようにした走査型レーザレーダ装置において、 前記投光器から投光されるレーザ光の首振り走査範囲
   を、前記設定された走査角度範囲の外部にまで拡げると
   共に、前記設定された走査角度範囲を越えて首振り走査
   された状態にて前記投光器から投光されたレーザ光が前
   記透光性窓板にて反射されて到達する位置には受光素子
   を配置し、該受光素子の出力信号を監視することによ
   り、前方物体警戒の空き時間にて、前記投光器の状態を
   診断し得るように構成したことを特徴とする走査型レー
   ザレーダ装置。
2. 【請求項２】 その前面窓に透光性窓板を有するハウジ
   ング内に、それぞれ前方へ向けて一対の投受光器を左右
   に並べて配置し、前記一対の投受光器を構成する投光器
   は左右方向に設定された走査角度範囲内で投光方向を首
   振り走査しつつレーザパルスを前記透光性窓板を通して
   前方扇形警戒領域へと投光する一方、前記一対の投受光
   器を構成する受光器は前記前方扇形警戒領域にて反射さ
   れる前記レーザパルスの反射光を前記透光性窓板を通し
   て受光するようにした走査型レーザレーダ装置におい
   て、 前記投光器から投光されるレーザ光の首振り走査範囲
   を、前記設定された走査角度範囲の外部にまで拡げると
   共に、前記設定された走査角度範囲を越えて首振り走査
   された状態にて前記投光器から投光されたレーザ光が前
   記透光性窓板にて反射されて前記受光器へと到達するよ
   うに、前記投光器と前記受光器との配置を調整し、該受
   光器の出力信号を監視することにより、前方物体警戒の
   空き時間にて、前記投光器の状態を診断し得るように構
   成したことを特徴とする走査型レーザレーダ装置。
3. 【請求項３】 前記受光素子若しくは前記受光器の出力
   信号のレベルを監視し、それが常に規定範囲内に収まる
   ように、前記投光器から投光されるレーザパルスの強度
   を調整するサーボ制御手段を具備することを特徴とする
   請求項１若しくは請求項２に記載の走査型レーザレーダ
   装置。
4. 【請求項４】 前記サーボ制御手段の作動により、出力
   信号のレベルが規定値内に収まらない場合には、所定の
   異常出力を発する異常処理手段を具備することを特徴と
   する請求項３に記載の走査型レーザレーダ装置。
5. 【請求項５】 前記設定された走査角度範囲を越えて首
   振り走査された状態にて、前記投光器から投光されて前
   記受光素子若しくは前記受光器へと到達するレーザパル
   スが、前記透光性窓板にて反射される反射位置には、ミ
   ラーが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請
   求項４のいずれかに記載の走査型レーザレーダ装置。
6. 【請求項６】 前記設定された走査角度範囲を越えて首
   振り走査された状態にて前記投光器から投光されたレー
   ザ光は、連続光若しくはパルス光であることを特徴とす
   る請求項１若しくは請求項２に記載の走査型レーザレー
   ダ装置。