(57)【要約】【課題】走行方向変化時あるいは高速走行時に、障害物の動きや状態を精度よく検出できる検出装置を提供する。【解決手段】走行方向および走行速度に関する外部信号をもとに、目標領域内におけるレーザ光の照射パターンが制御される。たとえば、右折時には、目標領域中心から右方向に偏った部分の照射頻度が高められる照射パターンが設定される。また、高速走行時には、走行方向中心部分の照射頻度が高められるスキャン軌跡が設定される。これにより、走行方向変化時および高速走行時における障害物の検出が適正かつ円滑に行われる。【選択図】図７
2006329971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を目標領域に照射して前記目標領域内の障害物を検出する検出装置において、
前記目標領域を設定するための目標領域設定手段と、
前記目標領域内における前記レーザ光のスキャン軌跡を設定するためのスキャン軌跡設定手段と、
前記目標領域内における前記レーザ光の照射位置のパターンを、当該検出装置または当該検出装置が搭載される移動体の移動状態に関する信号に基づいて設定する照射パターン設定手段と、
を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記照射パターン設定手段は、前記検出装置または前記移動体の進行方向および進行速度の少なくとも一方に関する信号に基づいて、前記パターンを設定する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記照射パターン設定手段は、前記目標領域内における前記レーザ光の照射位置のパターンを、前記検出装置または前記移動体の進行方向に関する信号に基づいて、前記目標領域の中心から前記進行方向の変化方向に偏った部分におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに設定する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記目標領域設定手段は、前記検出装置または前記移動体の進行方向に関する信号に基づいて、前記目標領域を、前記進行方向の中心軸から前記進行方向の変化方向にシフトさせる、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項５】
請求項２において、
前記照射パターン設定手段は、前記目標領域内における前記レーザ光の照射位置のパターンを、前記検出装置または前記移動体の進行速度に関する信号に基づいて、前記進行方向の中心部分におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに設定する、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記目標領域設定手段は、前記検出装置または前記移動体の進行速度に関する信号に基づいて、前記目標領域を、前記進行方向の中心部分に向けて縮小させる、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記目標領域設定手段は、前記移動体の進行速度に関する信号に基づいて、前記目標領域を、前記進行速度の増加につれて前記進行方向の中心部分に向けて縮小させる、
ことを特徴とする検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一項において、
前記目標領域に照射されるレーザ光の一部を分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離されたレーザ光を受光するとともに受光面上における前記分離光の受光位置を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された受光位置に基づいて前記目標領域に照射されるレーザ光のスキャン位置を補正する補正手段とをさらに備える、
ことを特徴とする検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を目標領域に照射して目標領域内の障害物を検出する検出装置に関し、たとえば、自動車や飛行機等の移動体に搭載して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光を用いた車間検出器や距離検出器が様々な装置に用いられている。たとえば、車間検出器においては、車両前方からレーザ光を照射したときの反射光を検出することにより、障害物の有無と障害物までの距離が計測される。この場合、レーザ光は、予め前方空間に設定された目標領域を縦横方向に走査（スキャン）される。そして、各スキャン位置において、レーザ光の照射タイミングと反射光の受光タイミングの時間差が測定され、その測定結果から各スキャン位置前方にある障害物までの距離が算出される。
【０００３】
なお、以下の特許文献１には、加速度センサーを用いて走行方向とレーザ光の照射方向のズレを検出し、レーザ光の照射方向を走行方向に向けるように調整する技術が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３２５８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の検出装置においては、たとえば走行方向が右旋回あるいは左旋回に変化するような場合、特に、これから旋回しようとする方向の障害物をいち早く検出して次の走行制御の適正化を図るのが重要となる。また、高速走行時においては、走行方向遠方の障害物をいち早く検出して走行制御に反映するのが重要となる。さらに、走行方向前方に障害物を検出した場合には、特に、その障害物がどのような動き、状態にあるのかを細かく監視する必要がある。
【０００５】
上記特許文献１には、レーザ光の照射方向を走行方向に向けるように調整する技術が記載されているものの、高速走行時や障害物検出時におけるスキャン制御については記載されておらず、また、走行方向変化時においても、単に、レーザ光の照射方向を走行方向に向けるように調整することが記載されるに留まっている。
【０００６】
そこで、本発明は、走行方向変化時あるいは高速走行時に、障害物の動きや状態を精度よく検出できる検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。
【０００８】
請求項１の発明は、レーザ光を目標領域に照射して前記目標領域内の障害物を検出する検出装置において、前記目標領域を設定するための目標領域設定手段と、前記目標領域内における前記レーザ光のスキャン軌跡を設定するためのスキャン軌跡設定手段と、前記目標領域内における前記レーザ光の照射位置のパターンを、当該検出装置または当該検出装置が搭載される移動体の移動状態に関する信号に基づいて設定する照射パターン設定手段を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、当該検出装置または当該検出装置が搭載される移動体の移動状態に関する信号に基づいて、目標領域内におけるレーザ光の照射パターンが設定されるため、照射パターンが移動体の移動状態に応じて適正化され、もって、障害物の検出精度を高めることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の検出装置において、前記照射パターン設定手段は、前記検出装置または前記移動体の進行方向および進行速度の少なくとも一方に関する信号に基づいて、前記パターンを設定することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、移動体の進行方向または進行速度の変化に応じて、目標領域内におけるレーザ光の照射パターンが適正化される。よって、進行方向変化方向または進行方向遠方における障害物の検出精度を高めることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の検出装置において、前記照射パターン設定手段は、前記目標領域内における前記レーザ光の照射位置のパターンを、前記検出装置または前記移動体の進行方向に関する信号に基づいて、前記目標領域の中心から前記進行方向の変化方向に偏った部分におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに設定することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、移動体の進行方向変化方向における障害物の検出試行頻度が高められる。よって、進行方向変化方向における障害物の検出精度を高めることができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３に記載の検出装置において、前記目標領域設定手段は、前記検出装置または前記移動体の進行方向に関する信号に基づいて、前記目標領域を、前記進行方向の中心軸から前記進行方向の変化方向にシフトさせることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、目標領域そのものが移動体の進行方向変化方向にシフトされるため、進行方向変化時における障害物の検出精度をさらに高めることができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２に記載の検出装置において、前記照射パターン設定手段は、前記目標領域内における前記レーザ光の照射位置のパターンを、前記検出装置または前記移動体の進行速度に関する信号に基づいて、前記進行方向の中心部分におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに設定することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、移動体の進行方向中心部分における障害物の検出試行頻度が高められる。よって、進行方向遠方における障害物の検出精度を高めることができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項５に記載の検出装置において、前記目標領域設定手段は、前記検出装置または前記移動体の進行速度に関する信号に基づいて、前記目標領域を、前記進行方向の中心部分に向けて縮小させることを特徴とする。より具体的には、請求項７に記載のとおり、前記目標領域設定手段は、前記移動体の進行速度に関する信号に基づいて、前記目標領域を、前記進行速度の増加につれて前記進行方向の中心部分に向けて縮小させる。
【００１９】
この発明によれば、目標領域そのものが移動体の進行速度に基づいて縮小されるため、進行方向遠方における障害物の検出精度を高めることができる。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項１ないし７の何れか一項に記載の検出装置において、前記目標領域に照射されるレーザ光の一部を分離する分離手段と、前記分離手段によって分離されたレーザ光を受光するとともに受光面上における前記分離光の受光位置を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された受光位置に基づいて前記目標領域に照射されるレーザ光のスキャン位置を補正する補正手段とをさらに有することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、目標領域におけるレーザ光の照射位置と受光面上における分離光の受光位置が一対一に対応するため、分離光の受光位置をもってレーザ光の照射位置をモニタすることができる。よって、検出手段における検出結果に基づいてレーザ光の走査位置を補正することにより、目標領域内におけるレーザ光のスキャン軌道を所期のスキャン軌道に追従させることができる。よって、より円滑な障害物の検出動作を実現することができる。
【００２２】
なお、請求項１ないし８の発明において、検出装置は一般に移動体に搭載されるものであるから、検出装置の移動状態に関する信号と移動体の移動状態に関する信号は同義に等しい。本願発明は、検出装置単体および検出装置が搭載された移動体の両方に及ぶものである。
【００２３】
なお、上記各請求項に記載の“目標領域設定手段”は、以下の実施の形態では、スキャン制御部１０ａ、ＤＡＣ２０、アクチュエータ駆動回路４０およびレンズアクチュエータ３００が対応する。また、上記各請求項に記載の“スキャン軌跡設定手段”は、以下の実施の形態では、スキャン制御部１０ａ（スキャンテーブルを含む）、ＤＡＣ２０、アクチュエータ駆動回路４０およびレンズアクチュエータ３００が対応する。また、上記核請求項に記載の“照射パターン設定手段”は、以下の実施の形態では、スキャン制御部１０ａ（照射パターンを規定するテーブルを含む）、ＤＡＣ２０、レーザ駆動回路３０および半導体レーザ１００が対応する。
【００２４】
ただし、以下に示す実施の形態は、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明の範囲は、以下の実施の形態によって何ら制限を受けるものではない。
【発明の効果】
【００２５】
上記のように本発明によれば、検出装置または検出装置が搭載される移動体の移動状態に応じて、目標領域内におけるレーザ光の照射パターンの適正化を図ることができる。これにより、障害物の検出精度を効果的に高めることができる。
【００２６】
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、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
まず、図１に、実施の形態１に係るビーム照射装置の構成を示す。
【００２９】
ビーム照射装置は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）制御回路１０と、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）２０と、レーザ駆動回路３０と、アクチュエータ駆動回路４０と、ビーム照射ヘッド５０と、受光部６０、ＰＤ（Photo Detector）信号処理回路７０、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）８０を備えている。
【００３０】
ＤＳＰ制御回路１０は、レーザ駆動回路３０およびアクチュエータ駆動回路４０を駆動制御するためのデジタル信号をＤＡＣ２０に出力する。また、ＡＤＣ８０から入力されるデジタル信号をもとに、目標領域内に含まれる障害物の位置と障害物までの距離を検出する。ＤＳＰ制御回路１０には、スキャン制御部１０ａと距離測定部１０ｂが配備されている。
【００３１】
このうち、スキャン制御部１０ａには、自動車の操舵方向と速度に関する信号が外部信号として入力され、また、距離測定部１０ｂによって検出された障害物の位置と障害物までの距離に関する信号が入力される。スキャン制御部１０ａは、これらの信号をもとに、照射パターンないし目標領域を変更する。スキャン制御部１０ａにおけるスキャン制御については、追って詳述する。
【００３２】
距離測定部１０ｂには、高周波の内部クロック（図示しない）が入力される。距離測定部１０ｂは、各スキャン位置において出力されるパルス光の出力タイミングからその反射光の受光タイミングまでのクロック数Ｎをカウントする。そして、カウントしたクロック数Ｎをもとに、当該スキャン位置における障害物の有無と障害物までの距離Ｌを検出する。たとえば、内部クロックの周期をＴとして、Ｌ＝Ｃ（光速）×Ｔ×Ｎ／２を演算することにより障害物までの距離を検出する。なお、予め決められた時間内に反射光を受光できない場合は、当該スキャン位置には障害物が存在しないとされる。
【００３３】
ＤＡＣ２０は、ＤＳＰ制御回路１０から入力されたデジタル信号をアナログ信号（制御信号）に変換してレーザ駆動回路３０およびアクチュエータ駆動回路４０に出力する。レーザ駆動回路３０は、ＤＡＣ２０から入力された制御信号に応じて、ビーム照射ヘッド５０内の半導体レーザ１００を駆動する。アクチュエータ駆動回路４０は、ＤＡＣ２０から入力された制御信号に応じて、ビーム照射ヘッド５０内のレンズアクチュエータ３００を駆動する。
【００３４】
ビーム照射ヘッド５０は、前方空間に設定された目標領域にレーザ光をスキャンさせながら照射する。図示の如く、ビーム照射ヘッド５０は、半導体レーザ１００と、アパーチャ２００と、レンズアクチュエータ３００を備えている。
【００３５】
半導体レーザ１００から出射されたレーザ光は、アパーチャ２００によって所望の形状に整形された後、レンズアクチュエータ３００に支持された照射レンズに入射される。ここで、照射レンズは、図１のＹ−Ｚ平面方向、すなわち、目標領域に対して平行に変位可能となるよう、レンズアクチュエータ３００によって支持されている。したがって、照射レンズを通過したレーザ光は、レンズアクチュエータ３００の駆動に応じて、Ｙ−Ｚ平面方向に出射角度が変化する。これにより、目標領域におけるレーザ光のスキャンが行われる。
【００３６】
なお、ＤＳＰ制御回路１０には、目標領域内におけるレーザ光のスキャン軌道を設定するためのテーブル（スキャンテーブル）と、当該目標領域内におけるレーザ光の照射位置（発光位置）を設定するためのテーブル（照射パターン）が配備されている。
【００３７】
ＤＳＰ制御回路１０のスキャン制御部１０ａは、スキャンテーブルを参照しながら、アクチュエータ駆動回路４０を制御するための信号をＤＡＣ２０に出力する。この信号は、ＤＡＣを介して、アクチュエータ駆動回路４０に入力される。これを受けて、アクチュエータ駆動回路４０は、レーザ光がスキャンテーブルに規定されたスキャン軌道に沿ってスキャンされるよう、レンズアクチュエータ３００を駆動する。かかるサーボ動作によって、レーザ光は、スキャンテーブルによって規定されたスキャン軌道に沿うよう目標領域内をスキャンする。
【００３８】
さらに、ＤＳＰ制御回路１０のスキャン制御部１０ａは、照射パターンを参照しながら、レーザ駆動回路３０を制御するための信号をＤＡＣ２０に出力する。この信号は、ＤＡＣ２０を介して、レーザ駆動回路３０に入力される。これを受けて、レーザ駆動回路４０は、半導体レーザ１００が、スキャンテーブルによって規定されたスキャン軌道上の、照射パターン（テーブル）によって規定された位置にて、レーザ光をパルス（矩形）状に発光するよう、半導体レーザ１００を駆動する。ここで、パルス状とは、半導体レーザ１００からの出力をゼロレベルから一定期間だけハイレベルにすることをいう。しかして、照射レーザ光は、スキャンテーブルによって規定されたスキャン軌道上の、照射パターン（テーブル）にて規定された位置にて発光する。
【００３９】
受光部６０は、照射されたレーザ光が障害物等に当たり反射された光を受光する。図示の如く、受光部６０は、集光レンズ４００と、ＰＤ（Photo Detector）５００を備える。
【００４０】
障害物等からの反射光は、集光レンズ４００を通してＰＤ５００上に収束される。ＰＤ５００は、図１のＸ−Ｙ平面に垂直な反射光受光面を有しており、この反射光受光面上における受光量に応じた大きさの電気信号を出力する。なお、このＰＤ５００としては、従来のＰＤを使用することができる。
【００４１】
ＰＤ５００からの電気信号はＰＤ信号処理回路７０に入力される。ＰＤ信号処理回路７０は、入力された電気信号を増幅およびノイズ除去してＡＤＣ８０に出力する。
【００４２】
ＡＤＣ８０は、入力された信号をデジタル信号に変換してＤＳＰ制御回路１０の距離測定部１０ｂに出力する。ＤＳＰ制御回路１０の距離測定部１０ｂは、ＡＤＣ８０から入力されたデジタル信号をもとに反射レーザ光の受光タイミングを検出し、この受光タイミングと、スキャン制御部から入力されるレーザ光の出力タイミングとから、当該スキャン位置における障害物までの距離を検出する。そして、その検出結果をスキャン制御部１０ａに出力する。
【００４３】
図２に、レンズアクチュエータ３００の構成（分解斜視図）を示す。
【００４４】
図２を参照して、照射レンズ３０１は、レンズホルダー３０２中央の開口に装着される。レンズホルダー３０２には、４つの側面にそれぞれコイルが装着されており、各コイル内にヨーク３０３中央の突出部が図２中の矢印のように挿入される。各ヨーク３０３は、両側の舌片が一対のヨーク固定部材３０５の凹部に嵌入される。さらに、それぞれのヨーク固定部材３０５に、ヨーク３０３の舌片を挟むようにして磁石３０４が固着される。この状態にて、ヨーク固定部材３０５が磁石３０４とともにベース（図示せず）に装着される。
【００４５】
さらに、ベースには一対のワイヤー固定部材３０６が装着されており、このワイヤー固定部材３０６にワイヤー３０７を介してレンズホルダー３０２が弾性支持される。レンズホルダー３０２には四隅にワイヤー３０７を嵌入するための孔が設けられている。この孔にそれぞれワイヤー３０７を嵌入した後、ワイヤー３０７の両端をワイヤー固定部材３０６に固着する。これにより、レンズホルダー３０２がワイヤー３０７を介してワイヤー固定部材３０６に弾性支持される。
【００４６】
駆動時には、レンズホルダー３０２に装着されている各コイルに、上記アクチュエータ駆動回路４０から駆動信号が供給される。これにより、電磁駆動力が発生し、照射レンズ３０１がレンズホルダーとともに２次元駆動される。
【００４７】
ここで、上記アクチュエータ駆動回路４０から出力される水平方向（図１のｙ方向）の駆動信号（VCM駆動電流）は、図３に示すような矩形波、正弦波、のこぎり波、山形波などのいずれの波形であってもよい。
【００４８】
例えば、制御信号を矩形波とする場合、照射レンズ３０１は、駆動信号が−Ｉから＋Ｉに、あるいは、＋Ｉから−Ｉに切り替わることに応じて水平方向の駆動方向が反転する。この場合、アクチュエータ３００の駆動パターンが単純となり、また、パルス間隔を調整することによって水平方向におけるレーザ光の移動ストロークを調整することができる。
【００４９】
また、制御信号を正弦波とする場合、照射レンズ３０１は、駆動信号が−Ｉから＋Ｉに向かう期間において第１の水平方向に変位し、駆動信号が＋Ｉから−Ｉに向かう期間において第１の水平方向とは反対の第２の水平方向に変位する。この場合、アクチュエータ３００の追従性を良好にすることができる。また、正弦波の周期を調整することによって、水平方向におけるレーザ光の移動ストロークを調整することができる。
【００５０】
同様に、制御信号を山形波やのこぎり波とする場合にも、山形波のこぎり波の周期を調整することによって、水平方向におけるレーザ光の移動ストロークを調整することができる。
【００５１】
図４を参照して、本実施の形態におけるスキャン動作について説明する。
【００５２】
図４（ａ）に示すように、ビーム照射装置の前方空間に設定された目標領域を複数のブロック（横２００×縦３）に分割したとき、照射レーザ光は、全てのブロックを順番に照射するようにしてスキャンされる。ここで、ブロックのスキャン順序は任意に設定できる。たとえば、図４（ｂ）に示す如く、左上隅のブロック位置から順次、１ラインずつスキャンするように設定することもできる。
【００５３】
なお、スキャン軌道（ブロックのスキャン順序）は、上述の如く、ＤＳＰ制御回路１０内のスキャンテーブルによって規定される。また、レーザ光は、このスキャン軌道上、照射パターン（テーブル）によって規定された位置にて、目標領域に照射される。レーザ光の照射パターンの詳細については、図６ないし図１７を参照しながら追って詳述する。
【００５４】
図５に、スキャン動作時のフローチャートを示す。
【００５５】
Ｓ１００にてスキャン動作が開始されると、Ｓ１０２にて照射レーザ光の照射位置がホームポジションへ移動される。なお、ホームポジションは、たとえば、図４（ｂ）に示すブロックのうち、左端で且つ上端のブロック位置に設定される。さらに、Ｓ１０４にて照射レーザ光に対する軌道サーボがＯＮとされた後、Ｓ１０６にてスキャン動作が開始される。次に、Ｓ１０８にて、照射レーザ光が目標領域に照射される。このとき、目標領域からの反射光を受光することにより、当該ビーム照射装置を搭載した検出器において、障害物測定や距離測定等の処理が行われる。
【００５６】
しかる後、Ｓ１１０にてスキャン動作が終了したかが判別され、終了していなければ、Ｓ１０６に戻り、上述のスキャン動作が繰り返される。他方、スキャン動作が終了すれば、Ｓ１１２にて軌道サーボがＯＦＦとされた後、Ｓ１１４にて半導体レーザがＯＦＦとされる。
【００５７】
次に、レーザ光の照射パターンと目標領域の設定について説明する。
【００５８】
図６に、上記スキャン制御部１０ａによって設定され得る照射パターンのバリエーションを示す。なお、同図には、目標領域内におけるレーザ光の照射位置が丸印によって模式的に示されている。また、図中、破線は、水平方向のスキャン軌道を示している。同図の例では、水平方向のスキャン軌道が５ラインとされている。レーザ光は、たとえば、最上段のラインに沿って左から右にスキャンされる。次いで、上から２段目のラインに沿って左から右にスキャンされる。以下同様に、次段のラインへと順次移りながら、各ラインに沿って左から右へとスキャンされる。
【００５９】
これらの照射パターンは、上記の如く、スキャンテーブルに従ってレーザ光を目標領域内においてスキャンさせたときの、当該スキャン軌道上におけるレーザ光の照射位置（発光位置）を設定するためのテーブルとして、ＤＳＰ制御回路１０に保持されている。
【００６０】
図６（ａ）は、目標領域中心部におけるレーザ光の照射頻度を高める場合の照射パターンである。この照射パターンは、高速走行時に用いて好ましいものである。すなわち、高速走行時には、自動車の走行路上、遠方に存在する障害物をいち早く検出する必要がある。同図のように、目標領域中心部におけるレーザ光の照射頻度を高めることにより、直進遠方位置の検出試行頻度が高められ、これにより、遠方位置にある障害物を円滑に検出することができる。
【００６１】
図６（ｂ）は、左右幅方向中央部におけるレーザ光の照射頻度を高める場合の照射パターンである。この照射パターンも、図６（ａ）の場合と同様、高速走行時に用いて好ましいものである。すなわち、この照射パターンにおいても、直進遠方位置の検出試行頻度が高められるため、直進遠方位置にある障害物を円滑に検出することができる。
【００６２】
図６（ｃ）は、上下幅方向中央部におけるレーザ光の照射頻度を高める場合の照射パターンである。この照射パターンも、上記のパターンと同様、高速走行時に用いて好ましいものである。すなわち、この照射パターンにおいても、直進遠方位置の検出試行頻度が高められ、直進遠方位置にある障害物を円滑に検出することができる。また、このパターンの場合は、図６（ｂ）の場合に比べ、検出試行頻度が高い領域が左右方向に拡張されるため、障害物の検出精度を高め得る領域を直進左右方向に拡張することができる。よって、直進進行路に対する障害物の急な飛び出しの可能性等を検出することができる。
【００６３】
図６（ｄ）は、左右幅方向右側部分におけるレーザ光の照射頻度を高める場合の照射パターンである。この照射パターンは、右折走行時に用いて好ましいものである。すなわち、右折走行時には、自動車が曲がろうとする右側部分に障害物が存在しないかをいち早く検出する必要がある。同図のように、右側領域のレーザ光の照射頻度を高めることにより、右側領域の検出試行頻度が高められ、これにより、進行方向右側位置にある障害物を円滑に検出することができる。なお、左右幅方向左側部分のレーザ光の照射頻度を高める場合の照射パターンは、同図の照射パターンを左右対称に折り返したものとなる。この場合は、左側領域の検出試行頻度が高められ、進行方向左側位置にある障害物を円滑に検出することができる。
【００６４】
図６（ｅ）は、目標領域内のある一点（目標位置）のレーザ光の照射頻度を高める場合の照射パターンである。この照射パターンは、障害物検出時に用いて好ましいものである。すなわち、障害物検出位置を目標位置に設定することにより、障害物位置近傍の検出試行頻度が高められ、障害物の位置変化等を円滑に検出できる。なお、図６（ｅ）の照射パターンは、図６（ａ）の照射パターンの高密度照射域（図６（ａ）では目標領域中心部）を目標位置に変更する演算処理を実行することにより取得することができる。この場合、ＤＳＰ制御回路１０には、図６（ａ）の照射パターンが保持される。スキャン制御部１０ａは、保持された照射パターンに対して、高密度照射域を変更するための演算処理を実行する。
【００６５】
図７は、右折走行時における目標領域と照射パターンの変更例を示すものである。
【００６６】
直進走行時には、図７（ａ）の照射パターンが設定されている。この状態から、ドライバーがハンドルを右側に旋回し右折操舵に関する信号がスキャン制御部１０ａに入力されると、図７（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す如く、目標領域のシフトあるいは照射パターンの変更が行われる。
【００６７】
図７（ｂ）は、進行方向前方の中心軸に対して目標領域が右側にそのままシフトされるときの例を示している。この場合、進行方向前方の中心軸に対して非対称な範囲（右側にシフトした範囲）がスキャンされる。これにより、自動車が曲がろうとする右側部分に障害物が存在しないかをいち早く検出することができる。この場合、ＤＳＰ制御回路１０には、図７（ａ）の照射パターンが保持される。また、スキャン制御部１０ａは、保持された照射パターンに対して、目標領域を操舵方向およびその角度に応じて変更するための処理を実行する。なお、この場合、目標領域の中心軸と進行方向の中心軸との角度は、たとえば、操舵角度に対して単純増加となるように設定される。
【００６８】
図７（ｃ）は、目標領域はシフトせずに、照射パターンを右側領域におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに変更するときの例を示している。この場合も、右折方向に障害物が存在しないかをいち早く検出することができる。また、進行方向前方の中心軸に対して対称な領域がスキャンされるため、図７（ａ）の場合と異なり、進行方向前方方向の障害物も検出できる。なお、この場合、ＤＳＰ制御回路１０には、図７（ａ）の照射パターンの他に、図７（ｃ）の照射パターンが保持される。また、スキャン制御部１０ａは、保持された照射パターンのうち操舵方向に対応する照射パターンを選択設定する処理を実行する。
【００６９】
図７（ｄ）は、目標領域を右側にシフトさせ、さらに、照射パターンを右側領域におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに変更するときの例を示している。この場合は、図７（ｂ）および図７（ｃ）の場合よりもさらに右折方向に障害物が存在しないかをいち早く検出することができる。なお、この場合、ＤＳＰ制御回路１０には、図７（ａ）の照射パターンの他に、図７（ｃ）の照射パターンが保持される。また、スキャン制御部１０ａは、保持された照射パターンのうち、操舵方向に対応する照射パターンを選択設定する処理と、操舵方向およびその角度に応じて目標領域を変更するための処理を実行する。
【００７０】
なお、左折操舵時の場合には、図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の例とは反対に、目標領域が左側にシフトされ、あるいは、照射パターンが左側領域におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに変更される。
【００７１】
図８は、走行速度が増加したときの目標領域と照射パターンの変更例を示すものである。
【００７２】
図中、速度１は第１の閾値速度を越えるまでの走行速度、速度２は第１の閾値速度を越えてから第２の閾値速度を越えるまでの走行速度、速度３は第２の閾値速度を越える速度である。この場合、スキャン制御部１０ａは、外部信号として走行速度に関する信号をモニタし、そのときの速度に応じて、目標領域と照射パターンを適宜変更する。
【００７３】
図８（ａ），（ｂ）の例では、速度の増加に応じて目標領域が次第に縮小される。これにより、直進遠方位置の検出試行頻度が高められ、直進遠方位置にある障害物を円滑に検出できるようになる。なお、この場合、ＤＳＰ制御回路１０には、速度１のときに適用される照射パターンが保持される。また、スキャン制御部は、目標領域を走行速度に応じて変更するための処理を実行する。
【００７４】
図８（ｃ）の例では、速度の増加に応じて、照射パターンが中央部におけるレーザ光の照射頻度が高められるパターンに変更されるとともに目標領域が縮小される。この例においても、直進遠方位置の検出試行頻度が高められ、直進遠方位置にある障害物を円滑に検出できる。なお、この場合、ＤＳＰ制御回路１０には、速度１のときに適用される照射パターンと速度２のときに適用される照射パターンが保持される。また、スキャン制御部１０ａは、そのときの速度に応じて照射パターンを選択設定する処理と、目標領域を走行速度に応じて変更するための処理を実行する。
【００７５】
図９は、操舵方向と速度が変化したことに応じて照射パターンを変更する場合の処理フローチャートである。
【００７６】
スキャン動作が開始されると、まず、照射パターンの原点位置が目標領域の中心位置に設定される（Ｓ１１）。さらに、通常走行時に適用されるべき照射パターンがスキャン動作時のパターンとして設定される（Ｓ１２）。次に、逐次入力される外部信号をもとに、進行方向に変化があるか（右旋回操舵or左旋回操舵）が判別され（Ｓ１３）、進行方向に変化があれば（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、初期設定された照射パターンが、変化方向におけるレーザ光の照射頻度を高める照射パターン（たとえば、図７（ｂ）〜（ｄ））に変更される（Ｓ１４）。進行方向に変化がなければ（Ｓ１３：Ｎｏ）、初期設定された照射パターンのままとされる。
【００７７】
このようにして照射パターンの設定がなされると、次に、そのとき入力される走行速度に関する外部信号をもとに走行速度が所定の閾値を越えているかが判別される（Ｓ１５）。ここで、走行速度が閾値を越えていれば（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、走行速度に応じて目標領域が通常の目標領域よりも縮小され、走行方向中央部分におけるレーザ光の照射頻度が高められる（Ｓ１６）。走行速度が閾値を越えていなければ（Ｓ１５：Ｎｏ）、通常の目標領域が当該スキャン動作時の目標領域として設定される。
【００７８】
しかして、照射パターンと目標領域が設定されると、その目標領域に照射パターンを当てはめて当該スキャン動作時の照射パターンが設定される。そして、スキャン軌跡上の、当該設定された照射パターンによって規定される位置にて、レーザ光が照射され、そのときの反射光の状態から、各スキャン位置における障害物の検出と障害物までの距離測定処理が行われる（Ｓ１７）。
【００７９】
このようにして、１回のスキャン動作が終了すると、Ｓ１１に戻り、同様の処理が繰り返し行われる。そして、スキャン毎に障害物の検出と障害物までの距離測定処理が行われ、自動車の走行状態を制御する制御回路等に出力される。
【００８０】
なお、Ｓ１６では、目標領域を縮小するに代えて、別の照射パターンを設定するようにしても良い。たとえば、Ｓ１３にて進行方向に変化がないとされた場合は、Ｓ１２にて初期化された照射パターンを、Ｓ１６にて高速走行時に適した照射パターンに変更するようにしても良い。あるいは、Ｓ１３にて設定された右左折時に適した照射パターン、たとえば、図７（ｃ）の照射パターンを、高速走行時と右左折時の両方に適した照射パターン、たとえば、目標領域のうち進行方向中央部と操舵方向側部のスキャン頻度を高めた照射パターンに変更するようにしてもよい。
【００８１】
また、Ｓ１４では、照射パターンの変更に代えて、あるいは、照射パターンの変更とともに、たとえば図７（ｂ），（ｄ）に示すように、目標領域を操舵方向にシフトさせるようにしても良い。
【００８２】
なお、図９は、操舵方向と速度が変化したことに応じて照射パターンを変更する場合の処理フローチャートであるが、操舵方向の変化のみに応じて照射パターンを変更する場合には、図９のＳ１５、１６が省略される。また、速度の変化のみに応じて照射パターンを変更する場合には、図９のＳ１３、１４が省略される。
【００８３】
図９のフローチャートによれば、右左折時に操舵方向に存在する障害物をいち早く検出できるとともに、高速走行時に走行方向遠方に存在する障害物をいち早く検出することができる。
【００８４】
以上のように、本実施の形態によれば、走行方向変化時あるいは高速走行時に、レーザ光を適切な位置に適切な頻度にて照射することにより、正確な障害物検知を実現することができる。
【００８５】
（実施の形態２）
本実施の形態に係るビーム照射装置は、半導体レーザ１００から出射されたレーザ光をモニタして目標位置との差分を検出し、この検出結果に基づいてレーザ光のスキャン軌道を補正するものである。
【００８６】
かかるビーム照射装置の構成を図１０に示す。同図に示すように、本実施の形態に係るビーム照射装置は、実施の形態１の構成に加えて、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）信号処理回路９０を備えている。また、本実施の形態に係るビーム照射ヘッド５０には、実施の形態１でのビーム照射ヘッド５０の構成に加えて、ビームスプリッタ６００、集光レンズ７００、ＰＳＤ８００が配備されている。
【００８７】
なお、以下の説明では、実施の形態１と同様の構成については説明を省略し、相違する点を説明する。
【００８８】
照射レンズを通過したレーザ光は、ビームスプリッタ６００によってその一部が反射され、照射レーザ光（目標領域に照射されるレーザ光）から分離される。分離されたレーザ光（分離光）は、集光レンズ７００を通してＰＳＤ８００上に収束される。ＰＳＤ８００は、図１０のＸ−Ｙ平面に平行な受光面を有しており、この受光面上における分離光の収束位置に応じた電流を出力する。ここで、受光面上における分離光の収束位置と目標領域上における前記照射レーザ光の照射位置は一対一に対応している。よって、ＰＳＤ８００から出力される電流は、目標領域上における前記照射レーザ光の照射位置に対応するものとなっている。なお、ＰＳＤ８００の構成および電流の出力動作については、図１１、図１２を参照しながら追って詳述する。
【００８９】
ＰＳＤ８００からの出力電流はＰＳＤ信号処理回路６０に入力される。ＰＳＤ信号処理回路６０は、入力された電流から分離光の収束位置を表す電圧信号をＡＤＣ８０に出力する。ＡＤＣ８０は、入力された電圧信号をデジタル信号に変換してＤＳＰ制御回路１０に出力する。ＤＳＰ制御回路１０は、入力された電圧信号をもとに、受光面上における分離光の収束位置を検出する。
【００９０】
なお、ＤＳＰ制御回路１０には、レーザ光の照射位置を目標領域内においてスキャンさせるためのテーブル（スキャンテーブル）と、このテーブルに従ってレーザ光をスキャンさせたときの、受光面上における分離光の収束位置の軌道を示すテーブル（軌道テーブル）と、当該目標領域内におけるレーザ光の照射位置（発光位置）を設定するためのテーブル（照射パターン）が配備されている。
【００９１】
ＤＳＰ制御回路１０のスキャン制御部１０ａは、レーザ光のスキャン動作時、スキャンテーブルを参照しながらアクチュエータ駆動回路４０を制御するための信号をＤＡＣ２０に出力する。
【００９２】
また、同時に、スキャン制御部１０ａは、ＡＤＣ８０から入力された信号をもとに受光面上における分離光の収束位置を検出し、検出した位置と軌道テーブルにて規定された所期の収束位置とを比較して、検出位置が所期の収束位置に引き込まれるよう、アクチュエータ駆動回路４０を制御するための信号をＤＡＣ２０に出力する。かかるサーボ動作によって、照射レーザ光は、スキャンテーブルにて規定された軌道に沿うよう目標領域内をスキャンする。なお、サーボ動作の詳細は、図１５を参照しながら追って詳述する。
【００９３】
さらに、ＤＳＰ制御回路１０のスキャン制御部１０ａは、照射パターンを参照しながら、レーザ駆動回路３０を制御するための信号をＤＡＣ２０に出力する。この信号は、ＤＡＣ２０を介して、レーザ駆動回路３０に入力される。これを受けて、レーザ駆動回路４０は、半導体レーザ１００が、スキャンテーブルによって規定されたスキャン軌道上の、照射パターン（テーブル）によって規定された位置にて、レーザ光をパルス（矩形）状に発光するよう、半導体レーザ１００を駆動する。ここで、パルス状とは、半導体レーザ１００からの出力をローレベル（≠０）から一定期間だけハイレベルにすることをいう。しかして、照射レーザ光は、スキャンテーブルによって規定されたスキャン軌道上の、照射パターン（テーブル）にて規定された位置にて、ハイレベルにて発光する。
【００９４】
なお、本実施の形態では、レーザ光がパルス状にハイレベルとされる以外の期間においても、レーザ光がローレベルにて発光される。これは、ローレベルの期間にも、レーザ光のスキャン軌道が所期の軌道に沿うよう、レーザ光のスキャン動作にサーボを掛けるためである。
【００９５】
図１３は、レンズアクチュエータ３００を駆動して照射レンズ３０１を一方向に変位させたときの、照射レーザ光の出射角度とＰＳＤ受光面上における分離光（同図ではモニター光）の収束位置の関係（シミュレーション）を示すものである。同図に示す如く、分離光の変位量は照射レーザ光の出射角度に比例して増加する。なお、同図の特性にうねりが生じているのは、照射レンズを２次元駆動することによって、ＰＳＤ受光面上の分離光に収差が生じるためである。
【００９６】
図１１に、ＰＳＤ８００の構造を示す。なお、同図は、図１０において、ＰＳＤ８００をＹ軸方向から見たときの構造を示すものである。
【００９７】
図示の如く、ＰＳＤ８００は、Ｎ型高抵抗シリコン基板の表面に、受光面と抵抗層を兼ねたＰ型抵抗層を形成した構造となっている。抵抗層表面には、図１０のＸ方向における光電流を出力するための電極Ｘ１、Ｘ２と、図１０のＹ方向における光電流を出力するための電極Ｙ１、Ｙ２（同図では図示省略）が形成されている。また、裏面側には共通電極が形成されている。
【００９８】
受光面に分離光が収束されると、収束位置に光量に比例した電荷が発生する。この電荷は光電流として抵抗層に到達し、各電極までの距離に逆比例して分割されて、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される。ここで、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流は、分離光の収束位置から各電極までの距離に逆比例して分割された大きさを有している。よって、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流値をもとに、受光面上における収束位置を検出することができる。
【００９９】
図１２（ａ）は、ＰＳＤ８００の有効受光面を示す図である。また、図１２（ｂ）は、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流をもとにＰＳＤ信号処理回路６０にて生成される位置検出電圧と、有効受光面上における分離光の収束位置の関係を示す図である。なお、図１２（ａ）では有効受光面を正方形としている。また、図１２（ｂ）では、有効受光面のセンター位置を基準位置（０位置）として、基準位置に対する収束位置のＸ方向およびＹ方向の変位量と出力電圧の関係を示している。
【０１００】
上記ＰＳＤ信号処理回路６０は、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流をもとに、収束位置のＸ方向変位量に対応する電圧Ｘoutと、Ｙ方向変位量に対応する電圧Ｙoutを生成し、ＡＤＣ８０を介してＤＳＰ制御回路１０に出力する。ＤＳＰ制御回路１０は、入力された電圧ＸoutとＹoutから収束位置のＸ方向変位量とＹ方向変位量を検出する。
【０１０１】
図１４を参照して、本実施の形態におけるスキャン動作について説明する。
【０１０２】
図１４（ａ）に示すように、ビーム照射装置の前方空間に設定された目標領域を複数のブロックに分割したとき、照射レーザ光は、全てのブロックを順番に照射するようにしてスキャンされる。ここで、ブロックのスキャン順序は任意に設定できる。たとえば、図１４（ｂ）に示す如く、左上隅のブロック位置から順次、１ラインずつスキャンするように設定することもできる。なお、スキャン軌道（スキャン順序）は、上述の如く、ＤＳＰ制御回路１０内のスキャンテーブルによって規定される。
【０１０３】
図１４（ｂ）のようにしてスキャンされる場合、ＰＳＤ８００の受光面上における分離光の収束位置は、図１４（ｃ）に示す軌道に沿って移動する。ここで、図１４（ｃ）の軌道は、図１４（ｂ）のスキャン軌道に対し、一対一に対応している。したがって、図１４（ｃ）の軌道上における収束位置から照射レーザ光のスキャン位置を識別することができる。なお、この場合、図１４（ｃ）の軌道は、上述の如く、ＤＳＰ制御回路１０内の軌道テーブルに従うこととなる。
【０１０４】
ビーム照射装置においては、図１４（ｂ）に示すスキャン軌道に沿って照射レーザ光がスキャンされるのが最も理想的である。しかし、通常は、ビーム照射装置に対して不所望な振動や外乱等が加えられることにより、照射レーザ光のスキャン位置が所期のスキャン軌道から外れてしまう。この場合、かかるスキャン位置の外れに応じて、有効受光面上における分離光の収束位置も同図（ｃ）に示す軌道から外れることとなる。
【０１０５】
図１５は、有効受光面上における分離光のスポット軌道の一例を示すものである。かかる場合、ＤＳＰ制御回路１０は、上述の如く、分離光の収束位置を目標軌道に引き込むよう、アクチュエータ駆動回路４０にサーボ信号を供給する。
【０１０６】
今、分離光の収束位置がＰ(x,y)にあり、このとき、目標軌道上にあるべき収束位置がＰ’(x',y')であるとする。ここで、目標軌道上の収束位置Ｐ’(x',y')は、ＤＳＰ制御回路１０内に設定された軌道テーブルから取得される。具体的には、照射レーザ光のスキャン位置に対応する収束位置が軌道テーブルから取得される。
【０１０７】
このとき、ＤＳＰ制御回路１０は、Ｐ(x,y)とＰ’(x',y')をもとに、Ｅx＝ｘ−ｘ’とＥy＝ｙ−ｙ’を演算し、演算結果をもとに、Ｅx＝０、Ｅy＝０になるよう、アクチュエータ駆動回路４０にサーボ信号を供給する。これにより、照射レーザ光のスキャン位置は、当該タイミングにおいてスキャン軌道上にあるべきスキャン位置方向に引き戻される。これに応じて、分離光の収束位置も、当該タイミングにおいて目標軌道上にあるべき収束位置Ｐ’(x',y')の方向に引き込まれる。かかるサーボ動作によって、照射レーザ光は所期のスキャン軌道に追従するようスキャンされる。
【０１０８】
なお、本実施の形態における目標領域スキャン時の動作は、実施の形態１と同様にして行われる。すなわち、本実施の形態においても、レーザ光のスキャン動作時に、図６、図７、図８の照射パターンと図９のフローチャートが適用され得る。ただし、図６、図７、図８の照射パターンは、５段の水平スキャンラインが採用される場合の照射パターンとなっており、図１４に示す１０段の水平スキャンラインからなるスキャンパターンに対応するものとなっていない。したがって、これらのスキャンパターンを、本実施の形態に係る図１４に示すスキャンパターンに適用する場合は、たとえば、これら照射パターンの１ライン分をそれぞれ２ラインずつ連続的に繰り返す等、段数の違いに応じて照射パターンを適宜調整する必要がある。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態によれば、上記実施の形態１と同様、走行方向変化時あるいは高速走行時に、レーザ光を適切な位置に適切な頻度にて照射することにより、正確な障害物検知を実現することができる。さらに、本実施の形態によれば、照射レーザ光のスキャン位置が所期のスキャン軌道から外れた場合にも、これを所期のスキャン軌道に円滑に引き戻すことができ、よって、不所望な振動や外乱がビーム照射装置に加えられた場合にも、安定したスキャン動作を実現することができる。
【０１１０】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は、斯かる実施の形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【０１１１】
たとえば、上記実施の形態２では、図１５を参照して説明したように、分離光の収束位置Ｐ(x,y)を、当該タイミングにおいて目標軌道上にあるべき収束位置Ｐ’(x',y')に引き込むようにしてサーボを掛けるようにしたが、この他のサーボ処理にて、分離光の収束位置を目標軌道上に引き込むようにすることもできる。
【０１１２】
たとえば、図１６に示すように、当該タイミングよりΔＴだけ経過したタイミングにおいて目標軌道上にあるべき収束位置Ｐ’(xa',ya')に引き込むようにすることもできる。この場合、ＤＳＰ制御回路１０は、Ｐ(x,y)とＰ’(xa',ya')をもとに、Ｅx＝ｘ−ｘa’とＥy＝ｙ−ｙa’を演算し、演算結果をもとに、Ｅx＝０、Ｅy＝０になるよう、アクチュエータ駆動回路４０にサーボ信号を供給する。こうすると、照射レーザ光のスキャン位置を次に予定されているスキャン位置に円滑に引き込むことができ、効率的なスキャン動作を実現することができる。
【０１１３】
なお、上記において、想定し得ない大きさの振動や外乱がビーム照射装置に加わった場合には、サーボ外れが生じて照射レーザ光のスキャン位置が所期のスキャン位置から大きく外れる場合が起こり得る。このような場合には、たとえば、図４（ｂ）および図１４（ｂ）のスキャン形態では、スキャン位置をサーボ外れが生じたときにスキャン途中であったラインの先頭位置に戻し、この位置から以降のスキャン処理を継続するようにすれば良い。
【０１１４】
また、振動や外乱を予測する、いわゆる外乱オブザーバを併せて適用すれば、照射レーザ光の軌道追従をより円滑に行うことができる。この場合、想定し得ない大きさの振動や外乱がビーム照射装置に加わったような場合にも、サーボ外れの発生を効果的に抑制することができる。
【０１１５】
なお、本発明に関連して、「障害物検出時にレーザ光を適切な位置に適切な頻度にて照射し、これにより、より正確な障害物検知を実現する」との発明概念が導き出され得る。この発明概念は、出願時の特許請求の範囲には取り込まれていないが、出願人の意思に応じて適宜、権利化が図られ得るものである。この発明概念に関する上位の請求項は、たとえば、以下のように記載される。
【０１１６】
＜請求項Ａ＞
レーザ光を目標領域に照射して前記目標領域内の障害物を検出する検出装置において、前記目標領域を設定するための目標領域設定手段と、前記目標領域内における前記レーザ光のスキャン軌跡を設定するためのスキャン軌跡設定手段と、前記目標領域内における前記レーザ光の照射位置のパターンを、前記障害物の検出結果に基づいて設定する照射パターン設定手段とを有することを特徴とする検出装置。
【０１１７】
＜請求項Ｂ＞
請求項Ａにおいて、前記照射パターン設定手段は、前記障害物の検出結果に基づいて、障害物の非検出時よりも当該障害物位置近傍の照射頻度を高める照射パターンを設定することを特徴とする検出装置。
【０１１８】
以下、本発明概念に関する実施の形態について説明する。
【０１１９】
図１７は、本実施の形態における照射パターンの変化を示すものである。この照射パターンは、上記の如く、スキャンテーブルに従ってレーザ光を目標領域内においてスキャンさせたときの、当該スキャン軌道上におけるレーザ光の照射位置（発光位置）を設定するためのテーブルとして、ＤＳＰ制御回路１０に保持されている。
【０１２０】
図１７（ａ）に示す通常走行時において、図１７（ｂ）または（ｃ）に示す如く、目標領域内に障害物が検出されると、照射パターンの原点位置が障害物検出位置に変更され、それに応じて目標領域のレーザ光の照射パターンが同図に示すように変更される。この照射パターンの変更により、障害物位置近傍におけるレーザ光の照射頻度が高められ、障害物の位置変化等を円滑に検出できる。この場合、ＤＳＰ制御回路１０には、図１７（ａ）の照射パターンが保持される。また、スキャン制御部は、保持された照射パターンに対して、高密度照射域を障害物検出位置に変更して照射パターンを再設定するための演算処理を実行する。
【０１２１】
図１８は、障害物を検出したことに応じて照射パターンを変更する場合の処理フローチャートである。
【０１２２】
スキャン動作が開始されると、まず、照射パターンの原点位置が目標領域の中心位置に設定され（Ｓ２１）、さらに、通常走行時に適用されるべき照射パターンがスキャン動作時のパターンとして設定される（Ｓ２２）。次に、設定された目標領域に照射パターンを当てはめてスキャン動作時の照射パターンが設定される。そして、スキャン軌跡上の、当該設定された照射パターンによって規定される位置にて、レーザ光が照射され、そのときの反射光の状態から、各スキャン位置における障害物の検出と障害物までの距離測定が行われる（Ｓ２３）。
【０１２３】
かかる処理において目標領域内に障害物が検出されると、各スキャン位置における障害物までの距離をもとに最も近いスキャン位置（目標領域内の座標位置）が決定される（Ｓ２４）。そして、この最も近いスキャン位置における障害物までの距離が閾値距離よりも小さいかが判別され（Ｓ２５）、小さければ（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、この位置をスキャン座標の原点位置に設定して、設定後の原点位置に応じた照射パターンが演算により求められる（Ｓ２６）。次のスキャンタイミングでは、求めた照射パターンに沿ってレーザ光がスキャンされる。そして、各スキャン位置における障害物の検出と障害物までの距離の測定処理が行われる（Ｓ２３）。
【０１２４】
かかる照射パターンの再設定とそれによるスキャン動作は、目標領域内において障害物が検出されなくなるか、あるいは、最も近いスキャン位置における障害物までの距離が閾値距離よりも大きくなるまで繰り返される（Ｓ２５：Ｙｅｓ→Ｓ２６）。Ｓ２５における判別がＮｏとなると、Ｓ２１に戻り、高密度照射域位置と照射パターンが初期設定され（Ｓ２１、Ｓ２２）、これをもとにした障害物検出と距離測定が行われる（Ｓ２３）。
【０１２５】
図１８のフローチャートによれば、障害物の検出に応じて障害物位置近傍におけるレーザ光の照射頻度が高められるため、障害物の位置変化等をより正確かつ円滑に検出することができる。
【０１２６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】実施の形態１に係るビーム照射装置の構成を示す図。
【図２】実施の形態１に係るビーム照射ヘッドの構成を示す図。
【図３】実施の形態１に係るVCM駆動電流の例を示す図。
【図４】実施の形態１に係るスキャン動作を説明する図。
【図５】実施の形態１に係るスキャン動作を示すフローチャート。
【図６】実施の形態１に係る照射パターン例を示す図。
【図７】実施の形態１に係る進行方向変化時の照射パターン例を示す図。
【図８】実施の形態１に係る進行速度変化時の照射パターン例を示す図。
【図９】実施の形態１に係る進行方向変化および進行速度変化時における照射パターン変更処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】実施の形態２に係るビーム照射装置の構成を示す図。
【図１１】実施の形態２に係るPSD構造を示す図。
【図１２】実施の形態２に係るＰＳＤの構造と位置検出電圧の変動を説明する図。
【図１３】実施の形態２に係る照射レーザ光の出射角度と分離光の収束位置の関係を示す図。
【図１４】実施の形態２に係るスキャン動作を説明する図。
【図１５】実施の形態２に係る軌道サーボの掛け方を説明する図。
【図１６】実施の形態２に係る軌道サーボの掛け方を説明する図。
【図１７】障害物検出時における照射パターン例を示す図。
【図１８】障害物検出時における照射パターン変更処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  ＤＳＰ制御回路
３０  レーザ駆動回路
４０  アクチュエータ駆動回路
５０  ビーム照射ヘッド
６０  受光部
７０  ＰＤ信号処理回路
１００  半導体レーザ
３００  レンズアクチュエータ
４００  受光レンズ
５００  ＰＤ
【図１】
2006329971.tif 000003
【図２】
2006329971.tif 000004
【図３】
2006329971.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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