(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を出射するレーザ部と、
前記レーザ光を周期的に出射させるように、前記レーザ部を制御する出射制御部と、
前記レーザ部が周期的に出射した前記レーザ光を前記一方向に沿って走査する走査部と、
前記走査部で走査された前記レーザ光が照射された照射領域で反射された反射光を受光する受光部と、を備え、
前記出射制御部は、さらに、タイミングを切り替える前の前記レーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、前記タイミングを切り替えた後の前記レーザ光におけるパルスレーザ光が位置するように、前記レーザ部が前記レーザ光を出射する前記タイミングを切り替え、
前記走査部は、前記一方向である主走査方向に前記レーザ光を走査するミラー面を複数個有するミラー部と、前記ミラー部を回転させるモータと、を含み、前記ミラー部を回転させることにより、前記レーザ光を走査する前記ミラー面を順番に切り換えており、
複数の前記ミラー面のそれぞれが走査した前記レーザ光による複数の前記照射領域が、副走査方向に並ぶように、複数の前記ミラー面は、互いに異なる傾きを有しており、
前記タイミングには、第１のタイミングと、前記第１のタイミングで出射された前記レーザ光に対して、前記所定のピッチの２分の１だけ前記一方向に前記レーザ光がずれる第２のタイミングとがあり、
前記出射制御部は、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングに切り替え、又は、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングに切り替え、
前記出射制御部は、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングへの切り替えと、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングへの切り替えとを、前記レーザ光を走査する前記ミラー面が切り替わる毎に交互に繰り返す、レーザレーダ装置。
【請求項２】
前記出射制御部は、前記副走査方向に並ぶ複数の前記照射領域から反射された前記反射光を１つのフレームの像としたとき、前記フレームが切り替わる毎に、前記レーザ部に最初に前記レーザ光を出射させる前記タイミングとして、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとを交互に選択する請求項１に記載のレーザレーダ装置。
【請求項３】
前記レーザ部は、前記複数のパルスレーザ光の正面から見て細長い形状をそれぞれ有する前記複数のパルスレーザ光を出射し、
前記レーザレーダ装置は、さらに、前記複数のパルスレーザ光のそれぞれが、前記副走査方向に沿って前記細長い形状を有した状態で、前記ミラー面に入射させる光学系を備える請求項１または２に記載のレーザレーダ装置。
【請求項４】
所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を、周期的に出射させる制御をする出射制御ステップと、
走査部を用いて、前記出射制御ステップで周期的に出射された前記レーザ光を前記一方向に沿って走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査された前記レーザ光が照射された照射領域で反射された反射光を受光する受光ステップと、を備え、
前記出射制御ステップは、さらに、タイミングを切り替える前の前記レーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、前記タイミングを切り替えた後の前記レーザ光におけるパルスレーザ光が位置するように、前記レーザ光を出射させる前記タイミングを切り替え、
前記走査部は、前記一方向である主走査方向に前記レーザ光を走査するミラー面を複数個有するミラー部と、前記ミラー部を回転させるモータと、を含み、前記ミラー部を回転させることにより、前記レーザ光を走査する前記ミラー面を順番に切り換えており、
複数の前記ミラー面のそれぞれが走査した前記レーザ光による複数の前記照射領域が、副走査方向に並ぶように、複数の前記ミラー面は、互いに異なる傾きを有しており、
前記タイミングには、第１のタイミングと、前記第１のタイミングで出射された前記レーザ光に対して、前記所定のピッチの２分の１だけ前記一方向に前記レーザ光がずれる第２のタイミングとがあり、
前記出射制御ステップは、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングに切り替え、又は、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングに切り替え、
前記出射制御ステップは、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングへの切り替えと、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングへの切り替えとを、前記レーザ光を走査する前記ミラー面が切り替わる毎に交互に繰り返す、レーザレーダ装置の制御方法。
【請求項５】
前記出射制御ステップは、前記副走査方向に並ぶ複数の前記照射領域から反射された前記反射光を１つのフレームの像としたとき、前記フレームが切り替わる毎に、前記レーザ光を出射するレーザ部に最初に前記レーザ光を出射させる前記タイミングとして、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとを交互に選択する請求項４に記載のレーザレーダ装置の制御方法。
【請求項６】
前記複数のパルスレーザ光は、前記複数のパルスレーザ光の正面から見て細長い形状をそれぞれ有しており、
前記レーザレーダ装置は、さらに、前記複数のパルスレーザ光のそれぞれが、前記副走査方向に沿って前記細長い形状を有した状態で、前記ミラー面に入射させる光学系を備える請求項４または５に記載のレーザレーダ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスレーザ光を走査し、走査したパルスレーザ光を用いて物体を検知するレーザレーダ装置に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
走査装置を備えるレーザレーダ装置は、走査装置によって走査されたレーザ光を用いて物体を検知するので、測定範囲を広くできる特長を有する。このレーザレーダ装置は、現在、様々な分野で応用されており、例えば、地形調査のために航空機やヘリコプターに搭載されたり、運転支援のために自動車等の車両に搭載されたり、防犯のために軒下に取り付けらたりしている。
【０００３】
上記レーザレーダ装置として、特許文献１は、回転する偏向部によって偏向されたパルスレーザ光を用いて、検知した物体の方位及び距離を測定する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２５１６３８号明細書（段落００２９〜段落００３５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザレーダ装置において、レーザ光の光量を大きくすれば、測定可能距離が長くなるので、物体の検知能力が向上する。レーザ光の光量を大きくできるレーザ装置として、マルチスタックレーザがある。マルチスタックレーザは、パルスレーザ光をそれぞれ出射する複数のレーザダイオードバーをスタックした構造を有する。マルチスタックレーザから出射されたレーザ光は、複数のレーザダイオードバーがスタックされている方向に所定のピッチで並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるので、レーザ光の光量を大きくできる。
【０００６】
しかし、マルチスタックレーザは、レーザ光の光量分布が一定とならず、ビームモードがマルチモードとなる。これは、マルチスタックレーザから出射されたレーザ光は、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されており、隣り合うパルスレーザ光間が、パルスレーザ光よりも光量が小さいからである。
【０００７】
走査装置で走査されたレーザ光が照射された物体が、隣り合うパルスレーザ光間に収まるサイズを有するとき（例えば、電線）、隣り合うパルスレーザ光間に物体が位置する場合と位置しない場合とで物体から反射される反射光の光量が異なり、正確に検知できない可能性がある。また、物体が隣り合うパルスレーザ光間に収まっている場合、最悪、物体を検知できない可能性がある。
【０００８】
上記対策として、レーザ光を出射する周期（言い換えれば、複数のパルスレーザ光を同時に出射する周期）を短くしたり、レーザ光を走査する速度を低くしたりする方法が考えられる。しかし、レーザ光を出射する周期を短くすれば、レーザ発振に必要なエネルギーを大きくできないので、レーザ光の光量が小さくなる。また、レーザ光を走査する速度を低くすれば、主走査方向の測定範囲が狭くなり、又は、測定時間が長くなる。
【０００９】
本発明は、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を用いて物体を検知するときに、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズの物体を検知する能力を向上させることができるレーザレーダ装置、及び、レーザレーダ装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明に係るレーザレーダ装置は、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を出射するレーザ部と、前記レーザ光を周期的に出射させるように、前記レーザ部を制御する出射制御部と、前記レーザ部が周期的に出射した前記レーザ光を前記一方向に沿って走査する走査部と、前記走査部で走査された前記レーザ光が照射された照射領域で反射された反射光を受光する受光部と、を備え、前記出射制御部は、さらに、タイミングを切り替える前の前記レーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、前記タイミングを切り替えた後の前記レーザ光におけるパルスレーザ光が位置するように、前記レーザ部が前記レーザ光を出射する前記タイミングを切り替える。
【００１１】
出射制御部は、レーザ部にレーザ光を周期的に出射させる制御をしている期間中に、レーザ部がレーザ光を出射するタイミングを切り替える。切り替えは、レーザ光を出射するタイミングを切り替える前のレーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、タイミングを切り替えた後のレーザ光におけるパルスレーザ光が位置するようにする。これにより、走査されたレーザ光が照射されている照射領域において、隣り合うパルスレーザ光間が位置する箇所が固定されないようにすることができる。従って、本発明に係るレーザレーダ装置によれば、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を用いて物体を検知するときに、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズの物体を検知する能力を向上させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記走査部は、前記一方向である主走査方向に前記レーザ光を走査するミラー面を複数個有するミラー部と、前記ミラー部を回転させるモータと、を含み、前記ミラー部を回転させることにより、前記レーザ光を走査する前記ミラー面を順番に切り換えており、複数の前記ミラー面のそれぞれが走査した前記レーザ光による複数の前記照射領域が、副走査方向に並ぶように、複数の前記ミラー面は、互いに異なる傾きを有している。
【００１３】
この構成は、走査部の一例である。この構成によれば、副走査方向に並ぶ複数の照射領域から反射された反射光が、１つのフレームの像となる。
【００１４】
上記構成において、前記タイミングには、第１のタイミングと、前記第１のタイミングで出射された前記レーザ光に対して、前記所定のピッチの２分の１だけ前記一方向に前記レーザ光がずれる第２のタイミングとがあり、前記出射制御部は、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングに切り替え、又は、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングに切り替える。
【００１５】
この構成は、レーザ光を出射するタイミングを切り替える前のレーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、タイミングを切り替えた後のレーザ光におけるパルスレーザ光が位置するようにできる制御の一例である。
【００１６】
上記構成において、前記出射制御部は、前記副走査方向に並ぶ複数の前記照射領域から反射された前記反射光を１つのフレームの像としたとき、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングへの切り替えと、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングへの切り替えとを、前記フレームが切り替わる毎に交互に繰り返す。
【００１７】
この構成は、タイミングを切り替える制御の第１の態様である。第１の態様では、照射領域において、隣り合うパルスレーザ光間が位置する箇所を、フレームが切り替わる毎に変えることができる。これにより、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズの物体が、あるフレームで隣り合うパルスレーザ光間に収まっていても、次のフレームで隣り合うパルスレーザ光間に収まらないようにできる。よって、第１の態様によれば、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズの物体について、副走査方向の大小を問わず、連続する２つのフレームのいずれかにおいて検知することができる。
【００１８】
上記構成において、前記出射制御部は、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングへの切り替えと、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングへの切り替えとを、前記レーザ光を走査する前記ミラー面が切り替わる毎に交互に繰り返す。
【００１９】
この構成は、タイミングを切り替える制御の第２の態様である。第２の態様では、レーザ光を走査するミラー面が切り替わるごとに、レーザ光を出射するタイミングを切り替えるので、１つのフレームにおいて、隣り合うパルスレーザ光間が副走査方向につながることを防止できる。従って、第２の態様によれば、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズであり、かつ、副走査方向に沿って細長い物体（例えば、副走査方向に延びる電線）について、全てのフレームで検知することができる。
【００２０】
上記構成において、前記出射制御部は、前記副走査方向に並ぶ複数の前記照射領域から反射された前記反射光を１つのフレームの像としたとき、前記フレームが切り替わる毎に、前記レーザ部に最初に前記レーザ光を出射させる前記タイミングとして、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとを交互に選択する。
【００２１】
この構成は、タイミングを切り替える制御の第３の態様である。第３の態様は、第２の態様と同様に、レーザ光を走査するミラー面が切り替わる毎に、レーザ光を出射するタイミングを切り替える。
【００２２】
第２の態様として、ミラー面の数を、例えば、４とし、全てのフレームにおいて、第１のミラー面は、第１のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第２のミラー面は、第２のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第３のミラー面は、第１のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第４のミラー面は、第２のタイミングで出射されたレーザ光を走査する例を考える。この例では、第１のミラー面で走査されたレーザ光が照射されている照射領域において、隣り合うパルスレーザ光間が位置する箇所が固定されることになる。第２〜第４のミラー面でも同様である。従って、この例では、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズであり、かつ、副走査方向に沿って短い物体を検知できないおそれがある。
【００２３】
第３の態様では、フレームが切り替わる毎に、レーザ部に最初にレーザ光を出射させるタイミングとして、第１のタイミングと第２のタイミングとを交互に選択する。これは、連続する２つのフレームの一方において、第１のミラー面は、第１のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第２ミラー面は、第２のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第３のミラー面は、第１のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第４のミラー面は、第２のタイミングで出射されたレーザ光を走査することを意味する。
【００２４】
また、連続する２つのフレームの他方において、第１のミラー面は、第２のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第２のミラー面は、第１のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第３のミラー面は、第２のタイミングで出射されたレーザ光を走査し、第４のミラー面は、第１のタイミングで出射されたレーザ光を走査することを意味する。
【００２５】
第３の態様によれば、第１のミラー面で走査されたレーザ光が照射されている照射領域において、隣り合うパルスレーザ光間が位置する箇所を、フレームが切り替わる毎に変えることができる。第２〜第４のミラー面でも同様である。従って、第３の態様によれば、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズであり、かつ、副走査方向に沿って短い物体を検知する能力を向上させることができる。
【００２６】
上記構成において、前記レーザ部は、前記複数のパルスレーザ光の正面から見て細長い形状をそれぞれ有する前記複数のパルスレーザ光を出射し、前記レーザレーダ装置は、さらに、前記複数のパルスレーザ光のそれぞれが、前記副走査方向に沿って前記細長い形状を有した状態で、前記ミラー面に入射させる光学系を備える。
【００２７】
この構成によれば、副走査方向に細長い形状を有するレーザが照射されるので、照射領域の副走査方向の範囲を広くできる。
【００２８】
本発明に係るレーザレーダ装置の制御方法は、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を、周期的に出射させる制御をする出射制御ステップと、前記出射制御ステップで周期的に出射された前記レーザ光を前記一方向に沿って走査する走査ステップと、前記走査ステップで走査された前記レーザ光が照射された照射領域で反射された反射光を受光する受光ステップと、を備え、前記出射制御ステップは、さらに、タイミングを切り替える前の前記レーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、前記タイミングを切り替えた後の前記レーザ光におけるパルスレーザ光が位置するように、前記レーザ光を出射させる前記タイミングを切り替える。
【００２９】
本発明に係るレーザレーダ装置の制御方法は、本発明に係るレーザレーダ装置と同様の作用効果を有する。
本発明に係るレーザレーダ装置の一形態は、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を出射するレーザ部と、前記レーザ光を周期的に出射させるように、前記レーザ部を制御する出射制御部と、前記レーザ部が周期的に出射した前記レーザ光を前記一方向に沿って走査する走査部と、前記走査部で走査された前記レーザ光が照射された照射領域で反射された反射光を受光する受光部と、を備え、前記出射制御部は、さらに、タイミングを切り替える前の前記レーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、前記タイミングを切り替えた後の前記レーザ光におけるパルスレーザ光が位置するように、前記レーザ部が前記レーザ光を出射する前記タイミングを切り替え、前記走査部は、前記一方向である主走査方向に前記レーザ光を走査するミラー面を複数個有するミラー部と、前記ミラー部を回転させるモータと、を含み、前記ミラー部を回転させることにより、前記レーザ光を走査する前記ミラー面を順番に切り換えており、複数の前記ミラー面のそれぞれが走査した前記レーザ光による複数の前記照射領域が、副走査方向に並ぶように、複数の前記ミラー面は、互いに異なる傾きを有しており、前記タイミングには、第１のタイミングと、前記第１のタイミングで出射された前記レーザ光に対して、前記所定のピッチの２分の１だけ前記一方向に前記レーザ光がずれる第２のタイミングとがあり、前記出射制御部は、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングに切り替え、又は、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングに切り替え、前記出射制御部は、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングへの切り替えと、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングへの切り替えとを、前記レーザ光を走査する前記ミラー面が切り替わる毎に交互に繰り返す。
本発明に係るレーザレーダ装置の制御方法の一形態は、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を、周期的に出射させる制御をする出射制御ステップと、走査部を用いて、前記出射制御ステップで周期的に出射された前記レーザ光を前記一方向に沿って走査する走査ステップと、前記走査ステップで走査された前記レーザ光が照射された照射領域で反射された反射光を受光する受光ステップと、を備え、前記出射制御ステップは、さらに、タイミングを切り替える前の前記レーザ光における隣り合うパルスレーザ光間と対応する箇所に、前記タイミングを切り替えた後の前記レーザ光におけるパルスレーザ光が位置するように、前記レーザ光を出射させる前記タイミングを切り替え、前記走査部は、前記一方向である主走査方向に前記レーザ光を走査するミラー面を複数個有するミラー部と、前記ミラー部を回転させるモータと、を含み、前記ミラー部を回転させることにより、前記レーザ光を走査する前記ミラー面を順番に切り換えており、複数の前記ミラー面のそれぞれが走査した前記レーザ光による複数の前記照射領域が、副走査方向に並ぶように、複数の前記ミラー面は、互いに異なる傾きを有しており、前記タイミングには、第１のタイミングと、前記第１のタイミングで出射された前記レーザ光に対して、前記所定のピッチの２分の１だけ前記一方向に前記レーザ光がずれる第２のタイミングとがあり、前記出射制御ステップは、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングに切り替え、又は、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングに切り替え、前記出射制御ステップは、前記第１のタイミングから前記第２のタイミングへの切り替えと、前記第２のタイミングから前記第１のタイミングへの切り替えとを、前記レーザ光を走査する前記ミラー面が切り替わる毎に交互に繰り返す。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光により構成されるレーザ光を用いて物体を検知するときに、隣り合うパルスレーザ光間より小さいサイズの物体を検知する能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係るレーザレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】レーザ部をレーザ光の進行方向の正面から見た模式図である。
【図３】ポリゴンミラーが有する４つのミラー面を説明する説明図である。
【図４】ポリゴンミラーが１回転されて、走査されたレーザ光によって照射された照射領域を説明する説明図である。
【図５】本実施形態に係るレーザレーダ装置の外観を示す斜視図である。
【図６】レーザレーダ装置からのレーザ光が測定領域（照射領域）を照射している様子を説明する説明図である。
【図７】レーザ光と照射光量との関係を示すグラフである。
【図８】第１のタイミングで出射されたレーザ光を構成するパルスレーザ光と、第２のタイミングで出射されたレーザ光を構成するパルスレーザ光との関係を説明する説明図である。
【図９】第１の態様による照射領域を説明する説明図である。
【図１０】第２の態様による照射領域を説明する説明図である。
【図１１】第３の態様による照射領域を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。
【００３３】
図１は、本実施形態に係るレーザレーダ装置１の構成を示すブロック図である。レーザレーダ装置１は、レーザ部２、コントローラ３、コリメータレンズ４、走査部５、モータコントローラ６、受光レンズ７及び受光部８を備える。
【００３４】
図２は、レーザ部２をレーザ光Ｌの進行方向の正面から見た模式図である。レーザ部２は、３つのレーザダイオードバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃをスタックした構造を有する。レーザダイオードバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃを区別しないとき、レーザダイオードバー２０と記載する。３つのレーザダイオードバー２０がスタックしている方向は、一方向である主走査方向Ｄ１である。レーザダイオードバー２０の数は、複数であればよく、３つに限定されない。
【００３５】
レーザダイオードバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、それぞれ、半導体であり、パルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃを発光する発光部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを備える。パルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃを区別しないとき、パルスレーザ光ＰＬと記載する。発光部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを区別しないとき、発光部２１と記載する。
【００３６】
レーザ部２は、発光部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが同時に発光したパルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃにより構成されるレーザ光Ｌを出射する。すなわち、レーザ部２は、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光ＰＬにより構成されるレーザ光Ｌを出射する。レーザ光Ｌを複数のパルスレーザ光ＰＬにより構成することにより、レーザ光Ｌの光量を大きくしている。
【００３７】
発光部２１は、主走査方向Ｄ１と直交する副走査方向Ｄ２に沿って細長い形状を有する。これは、発光部２１が副走査方向Ｄ２にリニア状に配置された複数の発光層（不図示）により構成されるからである。従って、パルスレーザ光ＰＬを正面から見たとき、パルスレーザ光ＰＬは、副走査方向Ｄ２に沿って細長い形状を有する。
【００３８】
レーザ部２は、マルチスタックレーザに限定されず、所定のピッチで一方向に並ぶ複数のレーザ素子であればよい。また、パルスレーザ光ＰＬを正面から見た形状は、細長い形状に限定されない。
【００３９】
図１を参照して、コントローラ３は、レーザレーダ装置１の動作全体を制御し、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＬＤドライバ等により構成される。ＬＤドライバは、レーザ部２を駆動させるドライバ回路である。コントローラ３は、機能ブロックとして、出射制御部３０を備える。
【００４０】
出射制御部３０は、発光部２１に同時にパルスレーザ光ＰＬを出射させる制御を周期的（例えば、１６．７μｓ）に繰り返す。これにより、出射制御部３０は、レーザ部２にレーザ光Ｌを周期的に出射させる制御をする。
【００４１】
レーザレーダ装置１は、レーザ光Ｌを構成する３つのパルスレーザ光ＰＬのそれぞれが、副走査方向Ｄ２に沿って細長い形状を有した状態で、走査部５のミラー面Ｆ（図３）に入射させる光学系（不図示）を備える。コリメートレンズは、その光学系の一つであり、レーザ部２から周期的に出射されたレーザ光Ｌをコリメートする。
【００４２】
走査部５は、コリメートレンズでコリメートされたレーザ光Ｌを主走査方向Ｄ１に沿って走査する光学装置である。本実施形態では、走査部５として、ポリゴンミラー５０及びポリゴンミラー５０を回転させるモータ５１を例にして説明する。走査部５は、これに限定されず、ガルバノミラーやＭＥＭＳミラー等を用いることもできる。
【００４３】
モータコントローラ６は、コントローラ３の指令により、モータ５１を制御し、ポリゴンミラー５０の回転を制御する。
【００４４】
ポリゴンミラー５０は、ミラー部の一例である。ポリゴンミラー５０は、複数の側面を有しており、各側面がミラー面となる。本実施形態では、４つの側面、すなわち、４つのミラー面を有するポリゴンミラー５０を例にして説明する。
【００４５】
図３は、ポリゴンミラー５０が有する４つのミラー面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を説明する説明図である。ミラー面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を区別しないとき、ミラー面Ｆと記載する。４つのミラー面Ｆは、それぞれ、主走査方向Ｄ１にレーザ光Ｌを走査する。
【００４６】
ポリゴンミラー５０の回転方向に沿って、ミラー面Ｆ１の隣りにミラー面Ｆ２が位置し、ミラー面Ｆ２の隣りにミラー面Ｆ３が位置し、ミラー面Ｆ３の隣りにミラー面Ｆ４が位置し、ミラー面Ｆ４の隣りにミラー面Ｆ１が位置する。ポリゴンミラー５０が回転することにより、レーザ光Ｌを走査するミラー面Ｆが順番に切り替わる。
【００４７】
図４は、ポリゴンミラー５０が１回転されて、走査されたレーザ光Ｌによって照射された照射領域Ｒを説明する説明図である。これが、１つのフレームに対応する。照射領域Ｒは、副走査方向Ｄ２に、順に並ぶ照射領域ｒ１、照射領域ｒ２、照射領域ｒ３及び照射領域ｒ４によって構成される。照射領域ｒ１を区別しないとき、照射領域ｒと記載する。
【００４８】
ミラー面Ｆ１の傾きθ１＜ミラー面Ｆ２の傾きθ２＜ミラー面Ｆ３の傾きθ３＜ミラー面Ｆ４の傾きθ４の関係が成立している。このため、ミラー面Ｆ１で走査されたレーザ光Ｌが照射される照射領域ｒ１、ミラー面Ｆ２で走査されたレーザ光Ｌが照射される照射領域ｒ２、ミラー面Ｆ３で走査されたレーザ光Ｌが照射される照射領域ｒ３、ミラー面Ｆ４で走査されたレーザ光Ｌが照射される照射領域ｒ４は、重ならず、副走査方向Ｄ２に並ぶ。
【００４９】
図１及び図４を参照して、照射領域ｒで反射された反射光は、ポリゴンミラー５０（ミラー面Ｆ）に入射し、ポリゴンミラー５０（ミラー面Ｆ）で反射されて受光レンズ７で受光される。受光レンズ７で受光された反射光は、受光部８で受光される。受光部８は、フォトダイオードのような光量センサにより構成される。副走査方向Ｄ２に並ぶ照射領域ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４により構成される照射領域Ｒの反射光が、１つのフレームの像となる。
【００５０】
図５は、本実施形態に係るレーザレーダ装置１の外観を示す斜視図である。レーザレーダ装置１は、図１に示すレーザ部２、コントローラ３、コリメータレンズ４、走査部５、モータコントローラ６、受光レンズ７及び受光部８を収容するハウジング９を備える。ハウジング９は、有底半円筒状の下部部材９０と、下部部材９０の上部に連結され有蓋半円錐台状の上部部材９１とを備える。上部部材９１における斜曲面状の側面が開口されており、その開口に窓部９２が設けられている。
【００５１】
ポリゴンミラー５０で走査されたレーザ光Ｌは、窓部９２を透過して、測定領域に向けて出射される。図６は、レーザレーダ装置１からのレーザ光Ｌが測定領域（照射領域Ｒ）を照射している様子を説明する説明図である。照射領域Ｒで反射された反射光は、窓部９２を透過し、ポリゴンミラー５０及び受光レンズ７を介して、受光部８で受光される。
【００５２】
図７は、レーザ光Ｌと照射光量との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、照射光量を示す。グラフの横軸は、パルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃの位置を示している。上述したように、レーザ光Ｌは、パルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃにより構成される。パルスレーザ光ＰＬａとパルスレーザ光ＰＬｂとの間、及び、パルスレーザ光ＰＬｂとパルスレーザ光ＰＬｃとの間を、それぞれ、隣り合うパルスレーザ光間Ｂとする。隣り合うパルスレーザ光間Ｂは、パルスレーザＰＬと比べて、光量が小さくなっている。
【００５３】
例えば、レーザ部２から２０ｍの地点において、パルスレーザ光ＰＬａとパルスレーザ光ＰＬｂとのピッチＰ、及び、パルスレーザ光ＰＬｂとパルスレーザ光ＰＬｃとのピッチＰは、１７ｍｍとなる。これは、電線２．５本分の幅に相当し、電線１本が隣り合うパルスレーザ光間Ｂに収まる大きさである。パルスレーザ光間Ｂでは、光量が小さいので、隣り合うパルスレーザ光間Ｂに電線が位置したとき、電線を検知できない可能性がある。
【００５４】
そこで、出射制御部３０は、レーザ部２にレーザ光Ｌを周期的に出射させる制御中に、レーザ部２がレーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替える。詳しく説明すると、出射制御部３０が、レーザ部２にレーザ光Ｌを出射させるタイミングとして、第１のタイミングと第２のタイミングとがある。第２のタイミングは、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌに対して、所定のピッチＰの２分の１だけ主走査方向Ｄ１にずれるタイミングである。出射制御部３０は、例えば、１６．７μ秒の周期で、レーザ部２にレーザ光Ｌを出射させている場合、第２のタイミングを、第１のタイミングより３．３４μ秒遅らせる。
【００５５】
図８は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを構成するパルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃと、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを構成するパルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃとの関係を説明する説明図である。第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌの隣り合うパルスレーザ光間Ｂと対応する箇所に、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌのパルスレーザ光ＰＬが位置している。
【００５６】
第１のタイミングから第２のタイミングに切り替えたとき、タイミングを切り替える前のレーザ光Ｌの隣り合うパルスレーザ光間Ｂと対応する箇所に、タイミングを切り替えた後のレーザ光Ｌのパルスレーザ光ＰＬが位置する。第２のタイミングから第１のタイミングに切り替えたときも同様である。
【００５７】
このように、出射制御部３０は、タイミングを切り替える前のレーザ光Ｌの隣り合うパルスレーザ光間Ｂと対応する箇所に、タイミングを切り替えた後のレーザ光Ｌのパルスレーザ光ＰＬが位置するように、レーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替える。
【００５８】
この切り替え制御により、走査されたレーザ光Ｌが照射されている照射領域ｒ（図４）において、隣り合うパルスレーザ光間Ｂが位置する箇所が固定されないようにすることができる。従って、本実施形態に係るレーザレーダ装置１によれば、所定のピッチＰで一方向に並ぶ複数のパルスレーザ光ＰＬにより構成されるレーザ光Ｌを用いて物体を検知するときに、隣り合うパルスレーザ光間Ｂより小さいサイズの物体を検知する能力を向上させることができる。
【００５９】
また、本実施形態に係るレーザレーダ装置１によれば、出射制御部３０は、レーザ部２にレーザ光Ｌを周期的に出射させる制御中に、レーザ部２がレーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替えるので、レーザレーダ装置１の分解能を向上させることができる。
【００６０】
レーザ部２がレーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替える態様としては、三つある。第１の態様は、ポリゴンミラー５０が１回転する毎に、レーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替える。これは、フレームが切り替えられる毎に、レーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替えることである。図９は、第１の態様による照射領域Ｒを説明する説明図である。照射領域Ｒにおいて、パルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃが照射される箇所をハッチングで示し、隣り合うパルスレーザ光間Ｂの箇所を白抜きで示している。
【００６１】
出射制御部３０は、上述したように、レーザ部２に、パルスレーザ光ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃにより構成されるレーザ光Ｌを周期的に出射させる制御をする。出射制御部３０は、ポリゴンミラー５０が１回転する毎（すなわち、フレームが切り替わる毎）に、第１のタイミングから第２のタイミングへの切り替えと、第２のタイミングから第１のタイミングへの切り替えとを、交互に繰り返す。
【００６２】
図９の上側には、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌによる照射領域Ｒが示され、下側には、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌによる照射領域Ｒが示されている。図９の上側に示す照射領域Ｒと図９の下側に示す照射領域Ｒとが、ポリゴンミラー５０が１回転する毎に交互に形成される。
【００６３】
第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌ（言い換えれば、タイミング切り替え前のレーザ光Ｌ）における隣り合うパルスレーザ光間Ｂと対応する箇所に、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌ（言い換えれば、タイミング切り替え後のレーザ光Ｌ）におけるパルスレーザ光ＰＬが位置している。このため、あるフレームでは、隣り合うパルスレーザ光間Ｂに収まる物体であっても、次のフレームでは、パルスレーザ光ＰＬが照射される。
【００６４】
第１の態様では、照射領域Ｒにおいて、隣り合うパルスレーザ光間Ｂが位置する箇所を、フレームが切り替わる毎に変えることができる。これにより、隣り合うパルスレーザ光間Ｂより小さいサイズの物体が、あるフレームで隣り合うパルスレーザ光間Ｂに収まっていても、次のフレームで隣り合うパルスレーザ光間Ｂに収まらないようにできる。よって、第１の態様によれば、隣り合うパルスレーザ光間Ｂより小さいサイズの物体について、副走査方向Ｄ２の大小を問わず、連続する２つのフレームのいずれかにおいて検知することができる。
【００６５】
第２の態様は、レーザ光Ｌを走査するミラー面Ｆ（図３）が切り替わるごとに、レーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替える。図１０は、第２の態様による照射領域Ｒを説明する説明図である。出射制御部３０は、第１のタイミングから第２のタイミングへの切り替えと、第２のタイミングから第１のタイミングへの切り替えとを、レーザ光Ｌを走査するミラー面Ｆが切り替わる毎に交互に繰り返す。
【００６６】
照射領域ｒ１，ｒ３は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌによる照射領域である。照射領域ｒ２，ｒ４は、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌによる照射領域である。図１０に示す照射領域Ｒが、ポリゴンミラー５０が１回転する毎に形成される。
【００６７】
第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌにおける隣り合うパルスレーザ光間Ｂと対応する箇所に、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌにおけるパルスレーザ光ＰＬが位置している。
【００６８】
第２の態様では、レーザ光Ｌを走査するミラー面Ｆが切り替わるごとに、レーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替えるので、１つのフレームにおいて、隣り合うパルスレーザ光間Ｂが副走査方向Ｄ２につながることを防止できる。従って、第２の態様によれば、隣り合うパルスレーザ光間Ｂより小さいサイズであり、かつ、副走査方向Ｄ２に沿って細長い物体（例えば、副走査方向Ｄ２に延びる電線）について、全てのフレームで検知することができる。
【００６９】
第２の態様は、図１０で説明したように、全てのフレームにおいて、ミラー面Ｆ１は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ２は、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ３は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ４は、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査する。第２の態様では、ミラー面Ｆ１で走査されたレーザ光Ｌが照射されている照射領域ｒ１において、隣り合うパルスレーザ光間Ｂが位置する箇所が固定されることになる。ミラー面Ｆ２〜Ｆ４でも同様である。従って、第２の態様では、隣り合うパルスレーザ光間Ｂより小さいサイズであり、かつ、副走査方向Ｄ２に沿って短い物体を検知できないおそれがある。
【００７０】
第３の態様は、その問題を解決できる。第３の態様は、第２の態様と同様に、レーザ光Ｌを走査するミラー面Ｆが切り替わる毎に、レーザ光Ｌを出射するタイミングを切り替える。
【００７１】
図１１は、第３の態様による照射領域Ｒを説明する説明図である。出射制御部３０は、フレームが切り替わる毎に、レーザ部２に最初にレーザ光Ｌを出射させるタイミングとして、第１のタイミングと第２のタイミングとを交互に選択する。言い換えれば、出射制御部３０は、フレームが切り替わる毎に第１のタイミングと第２のタイミングとの順番を逆にする。これは、連続する２つのフレームの一方において、ミラー面Ｆ１は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ２は、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ３は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ４は、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査する。これにより、図１１の上側に示す照射領域Ｒが形成される。
【００７２】
連続する２つのフレームの他方において、ミラー面Ｆ１は、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ２は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ３は、第２のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査し、ミラー面Ｆ４は、第１のタイミングで出射されたレーザ光Ｌを走査する。これにより、図１１の下側に示す照射領域Ｒが形成される。
【００７３】
第３の態様によれば、ミラー面Ｆ１で走査されたレーザ光Ｌが照射されている照射領域ｒ１において、隣り合うパルスレーザ光間Ｂが位置する箇所を、フレームが切り替わる毎に変えることができる。ミラー面Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４でも同様である。従って、第３の態様によれば、隣り合うパルスレーザ光間Ｂより小さいサイズであり、かつ、副走査方向Ｄ２に沿って短い物体を検知する能力を向上させることができる。
【００７４】
第１の態様、第２の態様及び第３の態様によれば、図２に示す３つのパルスレーザ光ＰＬのそれぞれが、副走査方向Ｄ２に沿って細長い形状を有した状態で、ミラー面Ｆ（図３）に入射される。従って、照射領域Ｒの副走査方向Ｄ２の範囲を広くできる。
【符号の説明】
【００７５】
１  レーザレーダ装置
２  レーザ部
５  走査部
８  受光部
３０  出射制御部
５０  ポリゴンミラー
５１  モータ
Ｄ１  主走査方向
Ｄ２  副走査方向
ＰＬ，ＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃ  パルスレーザ光
Ｌ  レーザ光
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４  ミラー面
Ｐ  パルスレーザ光のピッチ
Ｂ  隣り合うパルスレーザ光間
Ｒ  照射領域
ｒ，ｒ１〜ｒ４  照射領域
【図１】
0006447400.tif 000002
【図２】
0006447400.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006447400.tif 000006
【図６】
0006447400.tif 000007
【図７】
0006447400.tif 000008
【図８】
0006447400.tif 000009
【図９】
0006447400.tif 000010
【図１０】
0006447400.tif 000011
【図１１】
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