(57)【要約】【課題】装置からレーザ光が照射される前に走査レンズの異常を確認し、異常が認められた場合にはシステムを停止させることができ、発光輝度の劣化や寿命、消費電流等への影響を改善した車載用のレーダ装置に用いるスキャナを提供することである。【解決手段】電流によりＬＤ２８から光線が発生され、走査レンズ４０により該光線の方向が変えられる。走査レンズ４０の位置はＰＳＤ２５ａ及び２５ｂで検出される。走査レンズ４０は、アクチュエータ部材２１によって移動されるもので、少なくとも、該アクチュエータ部材２１により移動した上記走査レンズ４０の位置をＰＳＤ２５ａ及び２５ｂにより検出した情報を基に、上記アクチュエータ部材２１の異常がＣＰＵ２０によって検出される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線を所定の範囲に渡り走査し、当該走査光の反射光を受光して障害物を検知する車載用のレーダ装置に用いるスキャナであって、
電流により上記光線を発生する第１の光源と、
上記第１の光源が発生した光線の方向を変えるための光学素子と、
光学素子の位置を検出する光学素子位置検出手段と、
位置を指示する信号に基づいて上記光学素子を移動させる光学素子駆動手段と、
少なくとも、上記光学素子駆動手段により移動した上記光学素子の位置を、上記光学素子位置検出手段により検出した情報を基にして、上記光学素子駆動手段の異常を検出する異常検出手段と、
を具備することを特徴とする車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項２】
上記光学素子駆動手段は、上記光学素子を２次元方向に移動することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項３】
上記位置検出手段は、上記光学素子と共に移動するスリットと、該スリットを挟み上記光源に対して固定して配置した第２の光源と、光位置検出素子により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項４】
上記異常検出手段は、当該レーダ装置の起動時及び上記光源が光線を発生しないスタンバイ時に異常を検出する処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項５】
上記異常検出手段は、上記スタンバイ時に所定の時間間隔で上記異常の検出処理を実行することを特徴とする請求項４に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項６】
上記異常検出手段は、上記第２の光源に供給する電流を変化させる時に異常を検出する処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項７】
上記異常検出手段は、
当該レーダ装置に電流を供給する電源が出力する電流、上記第１の光源、及び第２の光源に供給される電流、上記光学素子駆動手段に供給される電流、当該レーダ装置が設置された環境の温度、の少なくとも１つが所定の範囲を超えた場合には、異常として検出することを特徴とする請求項１に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項８】
レーザ光を所定の範囲に渡り走査するスキャナを具備する車載用のレーダ装置に用いるスキャナであって、
レーザ光源と、
上記レーザ光源からのレーザ光を走査させるべく位置を移動可能な走査用光学素子と、
上記走査用光学素子の位置を検出するセンサと、
上記センサで検出された位置の情報に基づいて、上記走査用光学素子が正常に動作しているか否かを自己診断する診断部と、
を具備することを特徴とする車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項９】
上記診断部は、少なくとも上記レーザ光の発光許可前、スタンバイ時を含むレーザ光の非発光時に上記走査用光学素子の動作の自己診断を行うことを特徴とする請求項８に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項１０】
上記診断部は、上記スタンバイ時に於いて、所定の間隔で上記走査用光学素子の動作の自己診断を行うことを特徴とする請求項９に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項１１】
上記走査用光学素子の移動方向は上下左右の４方向の最大移動位置であることを特徴とする請求項８に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項１２】
上記走査用光学素子の移動位置が所定の位置に移動していることを判断する判断手段を更に具備し、
上記判断手段で上記走査用光学素子の移動位置が所定の位置に移動していると判断された場合に、上記走査用光学素子は所定の待機位置に移動して次の指示が来るまで待機することを特徴とする請求項８に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項１３】
上記センサは位置検出素子で構成され、上記判断手段は上記位置検出素子の出力による位置情報から判断することを特徴とする請求項１２に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【請求項１４】
上記走査用光学素子は、アクチュエータで位置制御されていることを特徴とする請求項８に記載の車載用のレーダ装置に用いるスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを走査して障害物を検知するレーザスキャナ装置に係り、特に光を所定の範囲に走査する走査用レンズに自己診断機能を備えたレーザスキャナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に於いて、先行車両や障害物を検知して、その情報を運転者に知らせ、先行車両との車間距離を所定の距離に保つように自動的に自車両の速度を制御するシステムが提案され、運転を補助する装置として実用化されている。
【０００３】
このシステムには、先行車両や障害物の位置及びその距離等を測定する車載用測距装置が用いられており、その中の１つとして、レーザ光等の光ビームを自車両周辺の所定の領域に走査しながら出射し、出射方向に存在する物体による反射光を受光することにより、物体の位置及びその距離等を測定するレーザレーダ装置が知られている。
【０００４】
このレーザレーダ装置は、同装置内に設けられたスキャナ装置によってレーザ光を走査する。そして、何らかの原因により、スキャナ装置に異常が発生し停止した場合、レーザ光が同一方向に連続照射されることになる。この連続照射されたレーザ光が何らかの経路を通り、レーザレーダ装置外に照射されると、安全基準を超えたレーザ光が人体の眼に照射される可能性がある。このために、レーザレーダ装置には、スキャナの異常停止により、人体の眼が危険にさらされることのないようにする対策が必須事項になっている。
【０００５】
その点に鑑み、スキャナの異常或いは異常停止を検出する自己診断機能を備えたレーザレーダ装置が、下記特許文献１で提案されている。
【０００６】
図１４に示される従来例（下記特許文献１の図５）によると、スキャナ装置はポリゴンミラーを備えたモータ構造になっている。レーザ光は、光源となるレーザダイオード（以下、ＬＤと記す）から出射され、ミラーにより一旦反射され、その後に回転するポリゴンミラーに更に反射されて、レーザレーダ装置外に出射される。このポリゴンミラーを回転させることで、レーザ光は例によると左から右に走査される。更に、このポリゴンミラーは、面毎に鉛直方向に対する傾き角度が異なっている。この構造により、垂直方向６段までの走査が可能になっている。
【０００７】
上述した従来例での自己診断機能は、上記構造を利用し、スキャンに用いる光路とは別に用意された自己診断用の光路により実施される。自己診断用の光路は、レーザ光がポリゴンミラーに反射後、レーザレーダ装置内の反射部材に反射した後、受光フォトダイオード（以下、ＰＤと記す）に入光するというものである。自己診断用光路にレーザ光を照射するように、発光タイミングを合わせて定期的にレーザ光を照射させ、受光ＰＤでそのレーザ光を受光するか否かでスキャナ装置の異常を判断する。スキャナ装置に異常があった場合は、受光ＰＤで上記定期的な受光ができないか、或いは受光し続けることになるために、スキャナ装置の異常を判断することができる。
【特許文献１】特開２００２−３１６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した異常検出方法は、スキャナ装置の異常を直接検出しているわけではなく、光源よりレーザ光を発光し、自己診断機能用の経路を通り、受光ＰＤで受光するという一連の動作の中でなされるものであるために、スキャナ装置に起因するもの以外の要因で正確に異常検出ができない可能性がある。
【０００９】
例えば、光源側で考えられる要因は、光源の寿命、発光輝度の低下、光源への供給電流の変動等である。受光側で考えられる要因は、受光ＰＤ及び受光回路の動作異常が考えられる。自己診断機能用の経路で考えられる要因では、組み付け時に生成した異物、或いは経年変化により生成された内部部品の欠落物等、経路内に入り込むことであり、これによりレーザ光が遮られた場合、スキャナ装置に異常がないにも関わらず、異常診断されてしまう。
【００１０】
また、スキャナ装置がレーザレーダ装置外に光を走査する領域で異常停止した場合でも、異物等が原因で、異常診断用の発光が何らかの経路を経て受光ＰＤに到達するという事態が発生した場合、スキャナ装置は正常であると判断され、発光が継続されてしまう。この時、同じ方向に安全基準を超えた光が発光される可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題よりスキャナ装置の異常を直接検出することが望ましい。この構造を実現する一手段として、本提案のスキャナ装置では、レーザ光非発光時（例えば、レーザレーダ装置への電源投入初期段階や光学素子移動終了してレーザ光発光する前のスタンバイ時等）に、スキャンに用いる光学素子を含む可動部の位置・挙動を直接測定及び自己診断することにより、スキャナの異常の有無を直接確認する。また、以上が認められた場合はスキャナを停止し、異常を示す信号をレーザレーダ装置の制御部へと送信することを特徴とする。
【００１２】
すなわち請求項１に記載の発明は、光線を所定の範囲に渡り走査し、当該走査光の反射光を受光して障害物を検知する車載用のレーダ装置に用いるスキャナであって、電流により上記光線を発生する第１の光源と、上記第１の光源が発生した光線の方向を変えるための光学素子と、光学素子の位置を検出する光学素子位置検出手段と、位置を指示する信号に基づいて上記光学素子を移動させる光学素子駆動手段と、少なくとも、上記光学素子駆動手段により移動した上記光学素子の位置を、上記光学素子位置検出手段により検出した情報を基にして、上記光学素子駆動手段の異常を検出する異常検出手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記光学素子駆動手段は、上記光学素子を２次元方向に移動することが可能であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記位置検出手段は、上記光学素子と共に移動するスリットと、該スリットを挟み上記光源に対して固定して配置した第２の光源と、光位置検出素子により構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明に於いて、上記異常検出手段は、当該レーダ装置の起動時及び上記光源が光線を発生しないスタンバイ時に異常を検出する処理を実行することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、上記異常検出手段は、上記スタンバイ時に所定の時間間隔で上記異常の検出処理を実行することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、上記異常検出手段は、上記第２の光源に供給する電流を変化させる時に異常を検出する処理を実行することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記異常検出手段は、当該レーダ装置に電流を供給する電源が出力する電流、上記第１の光源、及び第２の光源に供給される電流、上記光学素子駆動手段に供給される電流、当該レーダ装置が設置された環境の温度、の少なくとも１つが所定の範囲を超えた場合には、異常として検出することを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、レーザ光を所定の範囲に渡り走査するスキャナを具備する車載用のレーダ装置に用いるスキャナであって、レーザ光源と、上記レーザ光源からのレーザ光を走査させるべく位置を移動可能な走査用光学素子と、上記走査用光学素子の位置を検出するセンサと、上記センサで検出された位置の情報に基づいて、上記走査用光学素子が正常に動作しているか否かを自己診断する診断部と、を具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記診断部は、少なくとも上記レーザ光の発光許可前、スタンバイ時を含むレーザ光の非発光時に上記走査用光学素子の動作の自己診断を行うことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明に於いて、上記診断部は、上記スタンバイ時に於いて、所定の間隔で上記走査用光学素子の動作の自己診断を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記走査用光学素子の移動方向は上下左右の４方向の最大移動位置であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記走査用光学素子の移動位置が所定の位置に移動していることを判断する判断手段を更に具備し、上記判断手段で上記走査用光学素子の移動位置が所定の位置に移動していると判断された場合に、上記走査用光学素子は所定の待機位置に移動して次の指示が来るまで待機することを特徴とする。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明に於いて、上記センサは位置検出素子で構成され、上記判断手段は上記位置検出素子の出力による位置情報から判断することを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記走査用光学素子は、アクチュエータで位置制御されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、装置からレーザ光が照射される前に走査用光学素子の異常を確認し、異常が認められた場合にはシステムを停止させることができ、発光輝度の劣化や寿命、消費電流等への影響を改善した車載用のレーダ装置に用いるスキャナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に於ける車載用のレーダ装置に用いるスキャナを示したもので、（ａ）は全体構成を示したブロック図、（ｂ）は（ａ）のアクチュエータ部材の部分を拡大して示した斜視図である。
【００２９】
初めに、図１（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明の車載用のレーダ装置に用いるスキャナに適用されるレーザレーダの原理について説明する。
【００３０】
本スキャナは、レーザ光を発光してそのレーザ光を任意の方向に操作するための制御を行うスキャナ制御コンピュータ（以下、ＣＰＵと記す）２０を有している。このＣＰＵ２０には、後述する走査レンズ（光学素子）４０を駆動するための光学素子駆動手段であるアクチュエータ部材２１と、アクチュエータドライバ２２と、発光ダイオード（ＬＥＤ）２３ａ及び２３ｂを駆動するためのドライバ回路としてのＬＥＤドライブ２４と、光学素子位置検出手段である位置検出素子（ＰＳＤ）２５ａ及び２５ｂの位置信号を電流電圧変換してＣＰＵ２０のＡ／Ｄポートに入力する電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖ回路）２６ａ及び２６ｂと、温度検出用サーミスタ３２用のサーミスタ回路３３と、更にレーザレーダ制御基板５０が接続されている。
【００３１】
上記アクチュエータ部材２１は、後述する走査レンズ４０を駆動するためのものであり、ＣＰＵ２０からの制御信号に従ってアクチュエータドライバ２２によって駆動される。そして、アクチュエータ部材２１には、上記走査レンズ４０が嵌め込まれていると共に上記サーミスタ３２が設けられている。そして、図１（ｂ）に於いて、この走査レンズ４０の上下方向に、該アクチュエータ部材２１の位置検出のためのスリット４５ａ及び４５ｂが形成されている。更に、アクチュエータ部材２１の表裏両面には、複数個のコイル４７が配列されている。また、サーミスタ３２は、ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂへの発光光量を均一にするために、ＬＥＤ２３ａ及び２３ｂに流れる電流を調整するための装置内の温度を監視するものである。
【００３２】
ＬＥＤ２３ａ及び２３ｂは、ＬＥＤドライブ２４により駆動されて発光するもので、この発光により、アクチュエータ部材２１に形成されたスリット４５ａ及び４５ｂを介して、それぞれＰＳＤ２５ａ及び２５ｂに位置情報を与える。ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂは、上記ＬＥＤ２３ａ及び２３ｂと、スリット４５ａ及び４５ｂによって、アクチュエータ部材２１が定められた位置に移動していることを検出するものである。そして、これらＰＳＤ２５ａ及び２５ｂから出力された位置信号は、電流電圧変換回路２６ａ及び２６ｂにより電流電圧変換されて、ＣＰＵ２０のＡ／Ｄポートに入力される。
【００３３】
第１の光源であるレーザダイオード（ＬＤ）２８は、レーザレーダ制御基板５０からのレーザ発光命令に従って発光回路２９の駆動により発光される。このＬＤ２８から発光されたレーザ光は、レーザ枠内に設けられているレンズ３８及び３９、走査レンズ４０を介して対象物４１に照射される。そして、該対象物４１で反射されて戻ってきた光は、集光レンズ４２で集光されて受光フォトダイオード（ＰＤ）３５で受光される。このＰＤ３５で受光された光は、ここで電気信号に変換された後、受光回路３６を介してレーザレーダ制御基板５０に供給される。
【００３４】
このような構成に於いて、図示されない本装置の電源投入に従って初期設定が行われ、光軸の補正値や温度データ等が設定された後、ＬＤ２８からレーザ光が照射される。照射されたレーザ光は、レンズ枠のレンズ３８及び３９、走査レンズ４０を通過する間にビーム形状が整形されて、アクチュエータ部材２１に嵌め込まれている走査レンズ４０にて、上下、左右の任意の方向に走査すべく出力される。
【００３５】
ＬＤ２８は、レーザレーダ制御基板５０からの発光命令に従い、発光回路２９で駆動されてレーザ光が発光される。そして、ある物体、例えば対象物４１で反射されて戻ってきた光は、集光レンズ４２を介して装置内にあるＰＤ３５で受光される。このＰＤ３５で受光された光は、受光回路３６によってレベル変換された後、レーザレーダ制御基板５０に送られる。
【００３６】
こうして、レーザ光の発光から受光までの時間がレーザレーダ制御基板５０内で計算されることにより、装置から対象物４１までの距離に換算される。
【００３７】
尚、ＬＤ２８による走査の範囲は、図４に示される範囲であり、上下方向、左右方向については、後述するメモリ７８に記憶された位置情報に基づいて、順に走査可能になっている。
【００３８】
図２は、本スキャナのスキャナ部の構造を示す断面図である。
【００３９】
図２に於いて、このスキャナ部は、ベース枠６１と、このベース枠６１と共にスキャナ部全体を覆う外枠６２とにより構成されている。ベース枠６１にはＬＤ２８が嵌装されており、その光軸上に、レンズ枠６４及び６５に設けられたレンズ３８及び３９と、アクチュエータ部材２１に嵌め込まれた走査レンズ４０が、それぞれ配設されている。そして、アクチュエータ部材２１の周辺部は、アクチュエータ部材２１と、このアクチュエータ部材２１の表裏面に所定の間隔を有して、固定部材６８及び７０が配置されている。
【００４０】
アクチュエータ部材２１の表裏面には、上述したように、複数のコイル４７が配置されている。図２に於いては、固定部材６８側をコイル４７ａ、固定部材７０側をコイル４７ｂとして示す。そして、上記コイル４７ａと対向する固定部材６８の面には、複数の磁石６７が装着されている。同様に、上記コイル４７ｂと対向する固定部材７０の面には、複数の磁石６９が装着されている。
【００４１】
走査レンズ４０は、コイル４７ａと磁石６７、コイル４７ｂと磁石６９によって、上下左右に操作され、その結果出射レーザ光は後述する走査範囲を移動する。
【００４２】
ＬＤ２８から照射されたレーザ光は、２つのレンズ３８及び３９、及び走査レンズ４０を通過する間にビーム形状が整形される。走査レンズ４０は、アクチュエータ部材２１のコイル４７ａと磁石６７、コイル４７ｂと磁石６９により、アクチュエータ部材２１が上記光軸と垂直方向に移動されることによって、上下左右方向に走査される。ＣＰＵ２０からのＰＷＭ制御によりコイル４７ａ及び４７ｂに流れる電流が制御され、磁石６７及び６９により、任意の方向に動作制御される。
【００４３】
アクチュエータ部材２１の所定の座標の検知については、図１（ｂ）に示されるように、アクチュエータ部材２１に形成された直交する２つのスリット４５ａ及び４５ｂが使用される。発光ダイオード２３ａ及び２３ｂから、スリット４５ａ及び４５ｂに投影された光が、ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂで受光される。この受光された光が、ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂによって光電流に変換され、更に電流電圧変換回路２６ａ及び２６ｂにて電流−電圧変換される。その後、ＣＰＵ２０でＡ／Ｄ変換され、そのＡ／Ｄ変換された位置情報に基づいて、アクチュエータ部材２１が任意の位置に駆動されるようになっている。
【００４４】
ところで、位置検出のためのＬＥＤは、温度によって発光輝度が変化することから、高温及び低温に於いてはＰＳＤの利得に差が生じてしまう。そのため、正しい位置制御が不可能になる。この点については、本件出願人による先の出願である特願２００６−１５８８８０号にて、温度変化によってＬＥＤに流す電流値をコントロールして発光輝度を変化させ、ＰＳＤにとっては一定の受光輝度を得られるようにしているが、本発明では、サーミスタ３２によって該装置内の環境を検知して、その温度変化と共にＬＥＤの電流値をコントロールすることができるようになっている。
【００４５】
図３は、本スキャナの電源系を含めた構成を示すブロック図である。尚、図３に於いては、図１に示されたＬＥＤ２３ａ及び２３ｂ、ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂ、電流電圧変換回路２６ａ及び２６ｂは、それぞれＬＥＤ２３、ＰＳＤ２５、電流電圧変換回路２６として示されている。
【００４６】
図３に於いて、アクチュエータ用のＡＣＴ電源７５及びその他電源７６には、図示されない車両の主電源である１２Ｖの電圧が供給される。そして、ＡＣＴ電源７５は、アクチュエータ部材２１を駆動するためのアクチュエータドライバ２２に７．０Ｖの電圧を供給する。また、その他電源７６は、５．０Ｖ、３．３Ｖ、１．８Ｖの電圧を各部に供給する。ＣＰＵ２０は、ＡＣＴ電源７５のオン／オフを制御すると共に、両電源７５，７６の過電流検出を行う。
【００４７】
尚、レーザレーダ制御基板５０には、スキャナ原点等の位置情報を記憶したメモリ７８が接続されている。
【００４８】
アクチュエータドライバ２２からの信号Ｔ＿ＡＲＭは、該アクチュエータドライバ２２の温度上昇により限界温度に達したとき、ＣＰＵ２０に対してハイレベル（“Ｈ”レベル）で出力される。この出力された“Ｈ”の信号により、ＣＰＵ２０ではレーザレーダ制御基板５０へ異常を知らせることにより、レーザの発光やシステムの電源をオフにする等の診断と安全確保の処置が実行される。
【００４９】
また、アクチュエータ部材２１の表面に設置されたサーミスタ３２からの温度情報は、環境の温度上昇を監視する。サーミスタ３２からのアナログの温度情報は、ＣＰＵ２０のＡ／Ｄポートに入カされ、ここでデジタル値に変換される。
【００５０】
上記電源７５及びその他電源７６に接続された過電流検出については、ＣＰＵ２０、ＣＰＵのコア電圧、電流電圧変換のためのリファレンス電圧等を生成しているが、これらの電源の過電流を検出し、過電流を検出した時はＣＰＵ２０に対してハイレベルの信号を出力し、ＣＰＵ２０への“Ｈ”信号時にレーザレーダ制御基板５０へ異常検出を連絡してＬＤ２８の発光を停止させると同時にＡＣＴ２１を停止させるものである。
【００５１】
図４は、レーザ光を投影した場合のスクリーンの投影座標を表した図である。同図に於いて、本スキャナ装置が走査可能な最大走査範囲５１に対して１回のスキャンで走査する走査範囲を５２とする。システム原点５３は、最大走査範囲５１の基準点（図２に於いて左下）から所定の光軸調整値だけ離れた位置に設けられているもので、本スキャナが走査を開始する際の原点となる。スキャナ原点５４は、スキャナを静置した状態で、且つアクチュエータ部材２１の駆動コイル部への給電を０ｍＡにした時の走査レンズ停止位置に於けるレーザ光出射方向であって、この座標を図では、座標（２０，２）を表している。ここから、任意の方位指定位置（例えば、５５）に走査レンズが走査されるようになっている。そして、スキャナ原点５４は、最大走査範囲５１及び走査範囲５２の中心となっている。また、このスキャナ原点５４の位置は、アジマス方向に於いては、最もエネルギー消費の少ない位置である。
【００５２】
そして、この投影座標は、スクリーンの左端からアジマス方向に０〜４０、下からエレベーション方向に０，１，２，３，４の座標が設定されている。本スキャナでは、エレベーション座標０の段にてアジマス方向０から４０の座標にスキャンし、次にエレベーション方向１の段にてアジマス方向０から４０の座標でスキャンし、以下同様にエレベーション方向４の段まで連続的にスキャンする動作になっている。
【００５３】
次に、図５のフローチャートを参照して、本発明の一実施形態に於けるスキャナの電源投入からスタンバイ状態に移行するまでの流れについて説明する。
【００５４】
電源投入については、図６のタイミングチャートに示されるように、主電源（メイン）である１２Ｖが、図示されない車両のエンジンキーに連動して通電される。次いで、例えば５ｍｓ後にアナログ５Ｖ、更に１０ｍｓ後にＣＰＵ２０のロジック系５ＶとＣＰＵ２０のコア電源１．８Ｖと順番に投入され、ＣＰＵ２０のリセットが実施される（例えば、５０ｍｓ後）。
【００５５】
こうして、ＣＰＵ２０がリセットされると、ステップＳ１にてＣＰＵ２０の各ポートの状態設定等、各種初期処理が実施される。次いで、ステップＳ２では、レーザレーダ制御基板５０との通信確保が行われて通信可能な状態になり、自己診断機能に入る。
【００５６】
ステップＳ３では、自己診断機能として、サブルーチン「過電流、温度上昇、アクチュエータドライバ過電流検知」が実行されて、各種電源（ＡＣＴ電源７５、その他電源７６）の過電流異常が診断される。
【００５７】
図７は、図５のフローチャートに於けるステップＳ３のサブルーチン「過電流、温度上昇、アクチュエータドライバ過電流検知」の処理動作を説明するためのフローチャートである。尚、本サブルーチンに於いて、Ｎ＝５とあるのは、同じ動作が５回繰り返されることを表している。また、過電流検知の詳細については、周知であるので、ここでは説明を省略する。
【００５８】
本サブルーチンに入ると、ステップＳ２１に於いて、ＣＰＵ２０のロジック系、コア電源等を生成しているその他電源７６の過電流が正常であるか否かが判定される。ここでは、各電源の電流が監視されており、５回判定が繰り返されるうち一度もある一定の電流値を超えなければ、ステップＳ２２に移行する。一方、一度でもある一定の電流値を超えた場合は、ステップＳ２５に移行して、自己診断がＮＧであるとして、ＮＧフラグがセット（←１）される。
【００５９】
ステップＳ２２では、アクチュエータドライバ２２の電流について正常であるか否かが判定される。アクチュエータ用のＡＣＴ電源７５はアクチュエータ負荷電流を監視しているもので、この監視によって、５回のうち一度もある一定の電流値を超えていないと判定されたならば、ステップＳ２３に移行する。一方、一度でもある一定の電流値を超えた場合は、ステップＳ２５に移行して自己診断がＮＧとされる。
【００６０】
更に、ステップＳ２３では、サーミスタ３２によって、装置内の環境がある一定の温度（例えば、８５℃）に達しているか否かが判定される。５回のうち一度もある一定の温度を超えていなければ、ステップＳ２４に移行して、自己診断がＯＫであるとしてＮＧフラグがリセット（←０）される。一方、一度でもある一定の温度を超えていれば、ステップＳ２５に移行して自己診断がＮＧとされる。
【００６１】
上記ステップＳ２４またはＳ２５の処理動作の後は、図５のフローチャートに於けるステップＳ４に移行する。
【００６２】
そして、ステップＳ４に於いて、自己診断がＯＫであるか否かが判定される。すなわち、上記ステップＳ３のサブルーチン「過電流、温度上昇、アクチュエータドライバ過電流検知」に於いて、各５回判定した結果、問題が無ければステップＳ５に移行する。但し、何れかの判定に於いて何れか１回でもＮＧであれば、自己診断によりＮＧであるとして、ステップＳ１７のサブルーチン「ＮＧ処理」に移行する。
【００６３】
ステップＳ５に於いては、現在の走査レンズ４０の位置が、図４に示されるスキャナ原点５４（座標（２０，２））にあるか否かが判定される。これは、ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂから得られた位置情報を基に、指定された座標に移動したかにより確認判定される。ここで、スキャナ部がスキャナ原点５４にないと判定された場合は、ステップＳ６に移行してスキャナ原点５４への移動が行われる。そして、ステップＳ５にて走査レンズ４０がスキャナ原点５４に存在する場合は、ステップＳ７に移行して、サブルーチン「上下、左右位置移動確認」の処理動作が実行される。
【００６４】
図８は、図５のフローチャートに於けるステップＳ７のサブルーチン「上下、左右位置移動確認」の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【００６５】
本サブルーチンに入ると、先ず、ステップＳ３１に於いて、スキャナ部の走査レンズ４０の上下、左右の方位が、座標（２０，４）に移動したか否かが判定される。ここで、座標の移動が５回確認されるが、一度でも当該座標でないと判定された場合はステップＳ３６へ移行し、全て当該座標に移動したと判定されたならばステップＳ３２へ移行する。
【００６６】
ステップＳ３２では、走査レンズ４０の上下、左右の方位が、座標（４０，２）に移動したか否かが判定される。ここで、当該座標でないと判定された場合はステップＳ３６へ移行し、全て当該座標に移動したと判定されたならばステップＳ３３へ移行する。同様にして、ステップＳ３３では、走査レンズ４０の上下、左右の方位が、座標（２０，０）に移動したか否かが判定される。ここで、当該座標でないと判定された場合はステップＳ３６へ移行し、全て当該座標に移動したと判定されたならばステップＳ３４へ移行する。
【００６７】
そして、ステップＳ３４では、走査レンズ４０の上下、左右の方位が、座標（０，２）に移動したか否かが判定される。ここで、当該座標でないと判定された場合はステップＳ３６へ移行し、全て当該座標に移動したと判定されたならばステップＳ３５へ移行する。
【００６８】
ステップＳ３５では、上記ステップＳ３１〜Ｓ３４の全ての位置の座標で確認ができて、自己診断がＯＫであるとしてＮＧフラグがリセット（←０）される。一方、ステップＳ３６では、自己診断がＮＧであるとしてＮＧフラグがセット（←１）される。その後、本サブルーチンを抜けて、図２のフローチャートに於けるステップＳ８に移行する。
【００６９】
このステップＳ８では、上記ステップＳ７で実行された走査レンズ４０の位置確認の結果がＯＫであるか否かが判定される。ここで、上記位置確認の結果に問題が無ければステップＳ９に移行し、何れか１回でも位置移動で問題があれば、ステップＳ１７のサブルーチン「ＮＧ処理」に移行する。
【００７０】
ステップＳ９では、再び現在の走査レンズ４０の位置が、図４に示されるスキャナ原点５４（座標（２０，２））にあるか否かが判定される。ここで、走査レンズ４０がスキャナ原点５４にないと判定された場合は、ステップＳ１０に移行してスキャナ原点５４への移動が行われる。そして、ステップＳ９にて走査レンズ４０がスキャナ原点５４に存在する場合は、ステップＳ１１に移行して、システムがオンされて測距シーケンスがスタンバイされる。
【００７１】
続くステップＳ１２では、走査レンズ４０の位置補正やサーミスタ３２の温度データによる各種補正データが設定される。更に、ステップＳ１３に於いて、サブルーチン「システム原点移動」の処理が実行される。ここでは、製品個々の上述した補正された走査レンズ４０が、システム原点（０，０）に移動される。
【００７２】
ここで、走査レンズ４０が搭載されたアクチュエータ部材２１の異常検出の判断基準であるが、図４に示されるように、最初の自己診断位置座標（０，２）の位置で見ると、上下方向中心位置が“２”座標になり、左右方向は“０”座標で中心からの移動角度を１５°とすると、例えば上下方向０°±０．５°、左右方向１５°±０．５°の範囲に入っていることが、ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂの位置検出機能で検出された移動距離で換算されて異常判断がなされるようになっている。尚、このアクチュエータ部材２１の異常検出は、その他の３方位についても同様に判断される。
【００７３】
図９は、図５のフローチャートに於けるステップＳ１３のサブルーチン「システム原点移動」の処理動作を説明するフローチャートである。
【００７４】
本サブルーチンに入ると、先ずステップＳ４１に於いて、走査レンズ４０の位置がシステム原点５３に移動したか否かが判定される。ここで、走査レンズ４０がシステム原点５３の位置に移動している場合は、後述するステップＳ４２に移行する。一方、システム原点５３に移動していない場合は、ステップＳ４３に移行する。
【００７５】
ステップＳ４３では、ＬＥＤ２３ａ及び２３ｂの設定電流が増加される。これは、位置確認用のＰＳＤ２５ａ及び２５ｂに光を投影しているＬＥＤ２３ａ及び２３ｂについて、電流値を上昇させてＰＳＤ２５ａ及び２５ｂのＳ／Ｎを向上させて位置検証の確度を上げるために入射する光量を増加させている。
【００７６】
次いで、ステップＳ４４では、ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂの位置データが読み込まれ、該ＰＳＤ２５ａ及び２５ｂの位置検証が行われる。そして、ステップＳ４５にて、走査レンズ４０の位置がシステム原点５３に移動される。続くステップＳ４６では、移動された位置がシステム原点５３となっているか否かが判定される。ここで、走査レンズ４０がシステム原点５３に移動されていればステップＳ４７に移行するが、そうでない場合はステップＳ４８に移行する。ステップＳ４８に移行した場合は、ＬＥＤ２３ａ、２３ｂの輝度不足とＰＳＤ２５ａ、２５ｂの感度不足の自己診断が行われる。
【００７７】
ステップＳ４７では、現行のＬＥＤ設定電流に設定される際に、環境温度測定値に設定された電流設定にされる。その後、ステップＳ４２にて自己診断がＯＫであるとしてＮＧフラグがリセット（←０）される。一方、ステップＳ４８では、自己診断がＮＧであるとしてＮＧフラグがセット（←１）される。その後、本サブルーチンを抜けて、図２のフローチャートに於けるステップＳ１４に移行する。
【００７８】
ステップＳ１４では、走査レンズ４０のシステム原点５３への移動がＯＫか否かが判定される。その結果、走査レンズ４０のシステム原点５３への移動が正しく行われた場合は、ステップＳ１５に移行してシステムがスタンバイ状態に入る。ここでは、レーザレーダ制御基板５０から測距指示が出されるまでスタンバイしている。スタンバイ状態に入った場合、上記の走査レンズ４０の異常の確認のため、例えば１分間隔で４方向の移動を確認する間欠動作が行われる。
【００７９】
そして、ステップＳ１６では、方位制御シーケンスにより、操作者の測距操作によりレーザに電源が供給されて測距動作に入る。
【００８０】
また、ステップＳ１７のサブルーチン「ＮＧ処理」では、上述したステップＳ３、Ｓ７及びＳ１３の各サブルーチンに於いて異常が確認された場合にＮＧ処理が実行される。
【００８１】
図１０は、図５のフローチャートに於けるステップＳ１７のサブルーチン「ＮＧ処理」の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【００８２】
本サブルーチンに入ると、ステップＳ５１にてレーザレーダ制御基板５０にエラーメッセージのデータが転送される。レーザレーダ制御基板５０は、図示されない車両側のシステムＣＰＵへと異常を伝送し、ステップＳ５３にて、本スキャナの電源をオフにする。システムＣＰＵは、レーザレーダ制御基板５０からの情報を基に、車両の運転者への警告や車両速度制御動作の解除等の処理を行う。
【００８３】
ところで、上述したように、本件出願人による先の出願である特願２００６−１５８８８０号にて、温度変化によってＬＥＤに流す電流値を制御して発光輝度を変化させ、ＰＳＤにとってはある閾値での受光輝度を得られるようにしているが、該スキャナ内の雰囲気を検知して、その温度変化と共にＬＥＤの電流値を制御することができるようになっている。上述した間欠動作は、このＬＥＤの電流値変化に同期したタイミングにおいても実施することができる。
【００８４】
図１１は、ＬＥＤの電流値の変化例を示した表である。
【００８５】
ここでは、温度は周囲雰囲気温度を表し、−３５℃から＋９０℃までの温度変化に対してのＬＥＤ順電流の定格値と、実際にＬＥＤに流す電流が表されている。例えば、低温の２５℃の場合、ＬＥＤに流れる電流値は２２ｍＡであり、３０℃に温度が上昇した時点で、ＬＥＤに流れる電流値は２４ｍＡになっている。この場合、ＬＥＤの電流値は、極低温、低温、常温、高温、極高温の５段階の変化を可能にしている。
【００８６】
図１２は、ＬＥＤ順電流値の変化があった場合の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【００８７】
本ルーチンが開始されると、ステップＳ６１にて温度情報が取得される。そして、続くステップＳ６２に於いて、上記ステップＳ６１で取得された温度が、例えば、図１１の表に示されるような切り替え温度を超えたか否かが判定される。ここで、切り替え温度を超えた場合は、ステップＳ６３に移行して、レーザレーダ制御基板５０からＣＰＵ２０に対して、当該温度情報が送信される。次いで、ステップＳ６４に於いて、図１１の表が参照される。ステップＳ６５では、参照された表のデータに従い、適切なＬＥＤ電流値が設定される。
【００８８】
こうして電流値が設定された後、ステップＳ６６（図５のフローチャートに於けるステップＳ７）の上下、左右位置移動確認のサブルーチンが実行されて、走査レンズの自己診断が行われる。
【００８９】
一方、上記ステップＳ６２に於いて、切り替え温度を超えなければ、ステップＳ６７及びＳ６８に移行して、上述した図５のフローチャートに於けるステップＳ１５及びＳ１６と同様に、システムのスタンバイと、方位制御シーケンスに入る。
【００９０】
尚、上述した周囲温度の上昇、下降があって、ＬＥＤ設定電流の可変があった場合、走査レンズ４０の走査が行われて測距動作の最中は、走査レンズ４０を走査して自己診断を行うことはできない。したがって、走査レンズ４０の走査中は、走査レンズ４０の自己診断を行わず、下記のタイミングになったときに走査レンズ４０の走査による自己診断が行われる。
【００９１】
すなわち、図１２のフローチャートに於けるステップＳ６５にて、ＬＥＤの電流値設定変更が行われた後、ＣＰＵが電流を変更したことを記憶しておく（ＬＥＤ設定電流の可変フラグを立てる）。このフラグが立っている状態で、例えば本装置と、先行車両や物体との距離が１００ｍ以上あり、その状態が１秒以上続いた場合には、測距シーケンスが停止されて走査レンズの自己診断が行われる。
【００９２】
この場合の自己診断について、図１３のフローチャートを参照して説明する。
【００９３】
本シーケンスが開始されると、先ずステップＳ７１にてＬＥＤ設定値の変更フラグが“１”にセットされる。次いで、ステップＳ７２に於いて、測距結果と、上述した測距結果で１００ｍ以上の時間が１秒以上ある状態が比較される。ここで、当該状態が認識されたときに、ステップＳ７３（図５のフローチャートに於けるステップＳ７）に移行して、走査レンズ４０の自己診断が行われる。そして、自己診断が完了した時点で、ＬＥＤ設定値の変更フラグが“０”にされる（クリアされる）。
【００９４】
したがって、総合的に自己診断を行うタイミングは、システムパワーが投入された初期設定終了時と、スタンバイ時の間欠動作による自己診断と、ＬＥＤの電流値を設定変更した時、となる。
【００９５】
本発明の車載用のレーダ装置に用いるスキャナでは、システムヘの電源投入初期のレーザ光の発光前やスタンバイ時等、レーザ光の非発光時のレーザ光を所定の範囲にスキャンする走査レンズをレーザ光が発光する前に自己診断することによって、走査レンズの異常を確認し、異常が認められた場合にはシステムを停止させようにしている。
【００９６】
また、本発明の車載用のレーダ装置に用いるスキャナは、運転者の命令に応じて動作状態に移行するシステムであるが、非動作時のある一定期間のタイミングで、同様な自己診断を行う機能を有し、同様に係る異常が発生した場合には、レーザ光を発光させず発光の前にシステムを停止させるようにしている。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。
【００９８】
更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態に於ける車載用のレーダ装置に用いるスキャナを示したもので、（ａ）は全体構成を示したブロック図、（ｂ）は（ａ）のアクチュエータ部材の部分を拡大して示した斜視図である。
【図２】本実施形態に於けるスキャナのスキャナ部の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に於けるスキャナの電源系を含めた構成を示すブロック図である。
【図４】レーザ光を投影した場合のスクリーンの投影座標を表した図である。
【図５】本発明の一実施形態に於けるレーザスキャナ装置の電源投入からスタンバイ状態に移行するまでの流れについて説明するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に於けるスキャナの電源投入時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】図５のフローチャートに於けるステップＳ３のサブルーチン「過電流、温度上昇、アクチュエータドライバ過電流検知」の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】図５のフローチャートに於けるステップＳ７のサブルーチン「上下、左右位置移動確認」の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図５のフローチャートに於けるステップＳ１３のサブルーチン「システム原点移動」の処理動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図５のフローチャートに於けるステップＳ１７のサブルーチン「ＮＧ処理」の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】ＬＥＤの電流値の変化例を示した表である。
【図１２】ＬＥＤ順電流値の変化があった場合の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】走査レンズの自己診断を行う他の処理動作の例について説明するフローチャートである。
【図１４】従来の反射測定装置の構成例を示したもので、（ａ）及び（ｂ）はポリゴンミラーの異なる回転位置の状態を上方より示した図、（ｃ）は側断面図である。
【図１５】従来の反射測定装置の例を示したもので、レーザレーダ装置と対象物との関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１００】
２０…スキャナ制御コンピュータ（ＣＰＵ）、２１…アクチュエータ部材、２２…アクチュエータドライバ、２３ａ、２３ｂ…発光ダイオード（ＬＥＤ）、２４…発光ダイオードドライブ、２５ａ、２５ｂ…位置検出素子（ＰＳＤ）、２６ａ、２６ｂ…電流電圧変換回路（Ｉ−Ｖ回路）、２８…レーザダイオード（ＬＤ）、２９…発光回路、３２…サーミスタ、３５…フォトダイオード（ＰＤ）、４０…走査レンズ、４１…対象物、４５ａ、４５ｂ…スリット、４７、４７ａ、４７ｂ…コイル、５０…レーザレーダ制御基板、６７、６９…磁石、６８、７０…固定部材、７５…ＡＣＴ電源、７６…その他電源、７８…メモリ。
【図１】
2008058173.tif 000003
【図２】
2008058173.tif 000004
【図３】
2008058173.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008058173.tif 000009
【図８】
2008058173.tif 000010
【図９】
2008058173.tif 000011
【図１０】
2008058173.tif 000012
【図１１】
2008058173.tif 000013
【図１２】
2008058173.tif 000014
【図１３】
2008058173.tif 000015
【図１４】
2008058173.tif 000016
【図１５】
2008058173.tif 000017