(57)【要約】【課題】簡便な処理で、小型なレーザレーダシステムを提供できる。【解決手段】スキャンモードでは電気光学結晶を用いた光偏向素子２１によって広範囲な偏向範囲で走査する。対象物からの反射光を受光素子３１によって受光して対象物を捕捉する。時間計測部２２０によって発光して受光するまでの時間を計測し、この時間に基づいて距離・差速計算部２３１によって対象物までの距離や差速が計算される。一方、スキャンモードから切り替わったトラッキングモードでは、光偏向素子２１によってスキャンモード時の偏向角より微小な偏向角で偏向走査する。対象物からの複数の反射光を受光素子によって受光して対象物を追尾する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する対象物にレーザ光を照射する発光手段、該発光手段によって照射される前記レーザ光の偏向角を変化させて前記レーザ光を走査する光偏向手段、対象物から反射されたレーザ光を受光する受光手段、前記発光手段及び前記受光手段を駆動させる駆動手段、前記発光手段によって照射される前記レーザ光を前記光偏向手段によって偏向走査し、対象物からの反射光を前記受光手段によって受光して対象物を捕捉するスキャンモードと、対象物からの反射光を前記受光手段によって受光して対象物を追尾するトラッキングモードとの切替えを行う切替手段を有するレーザレーダモジュールと、
前記発光手段に発光信号を供給する発光信号供給部、前記発光手段によって照射される前記レーザ光と前記レーザ光が対象物に向けて照射され対象物から反射されたレーザ光とに基づいて対象物までの距離及び差速を算出する距離差速算出部を有する信号処理部と、
を備え、対象物の有無、対象物までの距離や差速を検出するレーザレーダシステムにおいて、
前記トラッキングモードでは、前記光偏向手段によってスキャンモード時の偏向角より微小な偏向角で前記発光手段から照射された前記レーザ光を偏向走査し、対象物からの複数の反射光を前記受光手段によって受光して対象物を追尾することを特徴とするレーザレーダシステム。
【請求項２】
請求項１記載のレーザレーダシステムにおいて、
前記光偏向手段によって微小な偏向角での偏向走査によるレーザ光の対象物から反射されたレーザ光の信号情報に基づいて前記光偏向手段の偏向角を補正する偏向角補正手段を備えることを特徴とするレーザレーダシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーザレーダシステムにおいて、
前記光偏向手段は、プリズム型の分極反転領域が形成されている電気光学結晶を用いた光偏向素子を有すること特徴とするレーザレーダシステム。
【請求項４】
請求項３記載のレーザレーダシステムにおいて、
前記電気光学結晶はニオブ酸リチウム、酸化マグネシウム添加ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムのいずれかであることを特徴とするレーザレーダシステム。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザレーダシステムにおいて、
前記光偏向手段に対し垂直に前記レーザ光を偏向させる偏向手段を有することを特徴とするレーザレーダシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載されたレーザレーダシステムを搭載したことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザレーダシステム及び移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザレーダシステムは、パルス波又は変調波のレーザ光を対象物に出射して対象物からのレーザの反射光を検出することで対象物の位置を検知し、パルスレーザ光を対象物に照射し対象物からの反射光を受光するまでの時間を計時することで、又は変調波レーザ光と反射光との位相差を検知することで、対象物までの距離を算出し、レーザレーダシステム及び対象物が移動体であればレーザレーダシステムと移動体との差速を算出するシステムである。このようなレーザレーダシステムでは検出範囲を広げるためにモータアクチュエータ及びポリゴンミラーなどの光走査デバイスが用いられている。
【０００３】
このレーザレーダシステムを移動体の一つである車輌に搭載した車輌用レーザレーダシステムにおいては、スキャンモードとトラッキングモードの２つのモードがある。スキャンモードはレーザ光を広域に走査して前方の検出範囲に前方車輌が存在するのか否かを探索するモードである。一方、トラッキングモードは移動する前方車輌に一定時間レーザ光を照射し続けて反射光を基に前方車輌を追尾するモードである。このトラッキングモードにおいてＳ／Ｎ比を上げるためには、移動する前方車輌にレーザ光を照射し続けることになる。
【０００４】
この車輌用レーザレーダシステムとして、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１に記載の車輌用レーザレーダシステムは、トラッキングモード時の自車輌の前方の割り込みを早期に捕捉する目的で、スキャンモードとトラッキングモードの双方を兼ね備え、更にスキャンモードとトラッキングモードを切り替える処理手段を有している。そして、レーザヘッドから放出したパルスレーザ光の反射光を受光部で検出することによって、対象物を捕捉している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
捕捉している対象物である前方車輌が車線変更などで自車輌に対して大きく左右のいずれかの方向に動いた場合、トラッキングモードでの１つのレーザ光の反射光量の情報のみからでは左右のどちらの方向に動いたのかを識別することが困難であった。その対策として２つの方法があり、１つは上記特許文献１のようにトラッキングモードからスキャンモードに切り替える方法である。つまり、１つのレーザ光を前方車輌に照射して追尾しているトラッキングモードからスキャンモードに切り替えて広域の検出範囲を再度走査してあらためて前方車輌を捕捉することで前方車輌の左右の移動方向を検知する。その後、再びトラッキングモードに切り替えて前方車輌の追尾を行う。しかし、上記特許文献１のモードを切り替える方式を用いた場合ではトラッキングモードからスキャンモードへ切り替えて対象物の探索を再度行うので前方車輌と自車輌の距離データが変わってしまい、再びトラッキングモードに切り替わった直後では追尾ができない。このため、あらためて対象物までの距離や差速の計算を行う必要があり、処理が煩雑となるといった問題があった。上記対策のもう１つの方法とは、車載カメラとの併用である。スキャンモードの代替としてカメラを用いて前方を広範囲に検出して画像処理で前方車輌を認識しながらトラッキングモードで前方車輌を追尾する車載カメラとの併用方法である。しかし、この方法ではシステム全体が大規模になり、簡便で、小型なレーザレーダシステムのニーズを満たせないといった問題があった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、簡便な処理で、小型なレーザレーダシステム、及び該レーザレーダシステムを搭載した移動体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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、移動する対象物にレーザ光を照射する発光手段、該発光手段によって照射される前記レーザ光の偏向角を変化させて走査範囲で前記レーザ光を走査する光偏向手段、対象物から反射されたレーザ光を受光する受光手段、前記発光手段及び前記受光手段を駆動させる駆動手段、前記発光手段によって照射される前記レーザ光を前記光偏向手段によって偏向走査し、対象物からの反射光を前記受光手段によって受光して対象物を捕捉するスキャンモードと、対象物からの反射光を前記受光手段によって受光して対象物を追尾するトラッキングモードとの切替えを行う切替手段を有するレーザレーダモジュールと、前記発光手段に発光信号を供給する発光信号供給部、前記発光手段によって照射される前記レーザ光と前記レーザ光が対象物に向けて照射され対象物から反射されたレーザ光とに基づいて対象物までの距離及び差速を算出する距離差速算出部を有する信号処理部と、を備え、対象物の有無、対象物までの距離や差速を検出するレーザレーダシステムにおいて、前記トラッキングモードでは、前記光偏向手段によってスキャンモード時の偏向角より微小な偏向角で前記発光手段から照射された前記レーザ光を偏向走査し、対象物からの複数の反射光を前記受光手段によって受光して対象物を追尾することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１記載のレーザレーダシステムにおいて、前記光偏向手段によって微小な偏向角での偏向走査によるレーザ光の対象物から反射されたレーザ光の信号情報に基づいて前記光偏向手段の偏向角を補正する偏向角補正手段を備えることを特徴とするものである。
更に、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のレーザレーダシステムにおいて、前記光偏向手段は、プリズム型の分極反転領域が形成されている電気光学結晶を用いた光偏向素子を有すること特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３記載のレーザレーダシステムにおいて、前記電気光学結晶はニオブ酸リチウム、酸化マグネシウム添加ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムのいずれかであることを特徴とするものである。
更に、請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザレーダシステムにおいて、前記光偏向手段に対し垂直に前記レーザ光を偏向させる偏向手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載されたレーザレーダシステムを搭載したことを特徴とする移動体である。
【０００８】
本発明においては、トラッキングモード時移動体の対象物にレーザ光を微小偏向角で走査して複数の反射光を受光する。それらの各受光強度は対象物の左右移動に伴い増減する。各受光信号の増減から対象物の左右への相対位置の移動方向を検出できる。これにより、従来のようにスキャンモードに切り替え対象物を捕捉しその後トラッキングモードに切り替え、更には移動体への距離や差速の計算を行う処理を行うという煩雑な処理を行うことなくトラッキングモードのままの処理で対象物を精度良く追尾することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、簡便な処理で、小型なレーザレーダシステム、及び該レーザレーダシステムを搭載した移動体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態のレーザレーダシステムにおける発光部、光偏向部及び受光部の構成を示す図である。
【図２】光偏向素子の構成を示す概略斜視図である。
【図３】光導波層内の電気光学プリズムの構成を示す概略斜視図である。
【図４】電気光学結晶の構成を示す概略斜視図である。
【図５】電気光学結晶の光偏向素子にステップ電圧を印加したときのレーザ光の偏向応答を計測した結果を示す特性図である。
【図６】本実施形態の光偏光素子の偏光角度と印加電圧の関係を示す図である。
【図７】本実施形態のレーザレーダシステムの構成を示す概略構成図である。
【図８】発光回路からのスタートパルスとストップパルスの波形を示す波形図である。
【図９】レーザレーダシステムを搭載した車輌におけるスキャンモード時のレーザ光走査の様子を示す概略図である。
【図１０】本実施形態のレーザレーダシステムにおけるモード切替え動作を示すフローチャートである。
【図１１】スキャンモード時の光偏向素子への印加電圧と受光信号強度を示す特性図である。
【図１２】レーザレーダシステムを搭載した車輌におけるトラッキングモード時の前方車輌のリフレクタ検出の様子を示す概略図である。
【図１３】３方向の光偏光素子の印加電圧の経時変化を示す図である。
【図１４】自車輌に対して前方車輌が右方向に移動したときのトラッキングモードにおける検出の様子を示す概略図である。
【図１５】自車輌に対して前方車輌が右方向に移動したときの３方向からの受光強度の変化を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用したレーザレーダシステムの実施形態について説明する。
図１は実施形態のレーザレーダシステムにおける発光部、光偏向部及び受光部の構成を示す図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図の（ａ）に示す発光部１０の光源としての発光素子１１には小型で安価なレーザダイオードが使用されている。また、発光素子１１の直前にコリメートレンズ１３が置かれ、レーザ光をコリメートする。光偏向部２０には発光部１０からのレーザ光をシリンドリカルレンズなどの集光レンズ２３で集光し、電気光学プリズムを形成した電気光学結晶を用いた光偏向素子２４を介して偏向させる。光偏向素子２４によって偏向されたレーザ光の画角を拡大するため、平凹レンズのコリメートレンズ２５と平凸レンズの画角拡大レンズ２６を光偏向素子２４の直後に配置させる。一方、同図の（ｂ）に示す受光部３０にはフォトダイオードの受光素子３１を設け、その直前に外部光を遮光する遮光フィルタ３３及び集光レンズ３４を設置する。レーザ光の波長は人間の目では視認できず、かつフォトダイオードに安価なＳｉが良いことから、８５０［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］の近赤外線を用いる。
【００１２】
図２は光偏向素子の構成を示す概略斜視図である。同図に示す光偏向素子２４は、光導波層２４−１、上部電極２４−２及び下部電極２４−３を積層して構成されている。光導波層２４−１に利用する電気光学材料の一つとしては、酸化マグネシウム添加ニオブ酸リチウムがある。この材料は、電気光学定数が大きく、光損傷耐性が大きいことが特徴である。光源の使用波長が９００［ｎｍ］以上、光エネルギー密度が１０［Ｗ／ｃｍ２］以下であればニオブ酸リチウムもしくはタンタル酸リチウムが好ましい。本実施形態のレーザレーダシステム１の光偏向素子２４には酸化マグネシウム添加ニオブ酸リチウムのＺ板を使用した。このＺ板を挟むように上部電極２４−２及び下部電極２４−３をそれぞれスパッタ法で成膜し、Ｘ方向ないしはＹ方向にレーザ光を伝搬させる。
【００１３】
更に、図３に示すように、光導波層２４−１には少なくとも１つの電気光学プリズム２４−４が形成されている。この電気光学プリズム２４−４の形成方法は２種類あり、プリズム型の電極を形成するか、もしくはプリズム型の分極反転領域を形成する方法である。後者の方が、同じ素子印加電圧で偏向角を２倍にすることができるため、本実施形態ではプリズム型の分極反転領域を形成した素子を使用した。
【００１４】
ここで、光偏向素子２４の屈折率をｎとし、電気光学効果によって発生する屈折率変化量をΔｎとしたとき、光偏向素子２４の光導波層２４−１に交流電圧を印加すると、分極反転領域はｎ＋Δｎ〜ｎ−Δｎ、分極未反転領域はｎ−Δｎ〜ｎ＋Δｎと、屈折率変化が逆符号になることが知られている。そのため、２Δｎの屈折率差がプリズム分極反転領域の境界で生じる。この屈折率差によってレーザ光が各プリズム分極反転領域で屈折し、その結果光導波層からの出射光は偏向する。光偏向素子２４は、図２に示すように、光導波層２４−１、上部電極２４−２、下部電極２４−３から構成されている。
【００１５】
また、図４に示すように、光導波層２４−１を導波路構造にすることで、バルク型よりも低電圧で駆動させることができる。その結果、光偏向機能を有する光偏向素子２４を用いた光偏向器の消費電力を低減させることができる。導波路型の光偏向素子２４は上部クラッド層２４−１ａ、コア層２４−１ｂ及び下部クラッド層２４−１ｃを含む光導波層２４−１、上部電極２４−２、下部電極２４−３、接着層２４−５、支持基板２４−６、下部引き出し電極２４−７から構成されている。従来、用いられた光偏向素子は、ポリゴンミラーや駆動アクチュエータなどがあった。それに対し、図２〜図４に示す光偏向素子は微小偏向角を有し、低電力で駆動可能で、かつモータのような駆動部を必要としないため振動などの外乱の影響を受けにくい。車載用のレーザレーダは、例えば運転時に車が動作するなど、動的な状況で光走査を行うため、駆動部を必要としない電気光学結晶を用いた光偏向素子が好適である。更に、電気光学結晶のみで動作させることができるため、レーザレーダモジュールを小型に作製することが可能である。
【００１６】
そして、電気光学結晶の光偏向素子は不連続な光走査（ランダムアクセス）が可能である。図５は電気光学結晶の光偏向素子にステップ電圧を印加したときのレーザ光の偏向応答を計測した結果である。同図に示すように、偏向応答におよそ３．３［μｓ］かかることから、１００ｋＨｚまでの光走査であれば、ランダムアクセスは可能である。更に、直流電圧を印加すれば、一定方向に光を変更させることもできる。そのため、トラッキングモード時では不必要な光走査を無くすことができ、受光信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００１７】
図６は本実施形態の光偏光素子の偏光角度と印加電圧の関係を示す図である。１次の電気光学効果を利用したため、偏向角と印加電圧は線形の関係となっている。本実施形態では、この電気光学結晶の光偏向素子の特徴を利用して、トラッキングモード時の追尾精度を向上したレーザレーダシステムを作製した。
【００１８】
図７は本実施形態のレーザレーダシステムの構成を示す概略構成図である。同図に示す実施形態のレーザレーダシステム１はレーザレーダモジュール１００と信号処理部２００とを含んで構成されている。そして、レーザレーダモジュール１００は、発光部１０、光偏向部２０及び受光部３０を含んで構成されている。更に、発光部１０は発光素子１１及び後述するパルス発生部からのスタートパルスに従って発光素子１１を駆動する発光回路１２を有している。また、光偏向部２０は光偏向素子２１及び光偏向回路２２を有している。更に、受光部３０は受光素子３１及び受光素子３１によって受光した信号からストップパルスを出力する発光回路３２を有している。
【００１９】
一方、信号処理部２００は、発光回路１２にスタートパルスを出力するパルス発生部２１０、パルス発生部２１０から供給されたスタートパルスと受光回路３２から供給されたストップパルスとの時間差を計測する時間計測部２２０、当該時間差に基づいて車間距離・差速を計算する距離・差速計算部２３１及びスキャンモード・トラッキングモードの切換えを判別するスキャンモード・トラッキングモード切替え判別部２３２並びに距離・差速計算部２３１によって計算した車間距離や差速に応じて危険を報知するかを判別する警報判別部２３３を備える主制御部２３０を含んで構成されている。そして、レーザレーダシステム１は警報判別部２３３によって警報を出すと判別された場合警報で運転手を含む乗車者に警告を報知する警報手段３００と、距離・差速計算部２３１によって計算された車間距離や差速を表示する表示手段４００と、発光回路１２及びパルス発生部２１０に駆動電力を供給する電源５００とを備えている。なお、本実施形態では発光部１０から発光されるレーザ光はパルス波であったが変調波でもよい。変調波の場合は出射されたレーザ光と反射されてくるレーザ光との位相差を検出することで車間距離を計算することができる。
【００２０】
このような構成を有する実施形態のレーザレーダシステムによれば、電源部５００のＯＮ／ＯＦＦで、パルス発生部２１０は発光回路１２にスタートパルスを発生させ、レーザダイオードの発行素子１１からパルスレーザが出射する。それと同時に、時間計測部２２０はパルス発生部２１０からのスタートパルスにより計時を開始する。スタートパルスが発生すると、光偏向回路２２からスキャンモードの電圧信号が光偏向素子２１に印加される。発光素子１１から出射されたパルスレーザは対象物である前方車輌に照射され、この前方車輌から反射される。その反射光を受光素子３１で受光して受光回路３２で信号が増幅される。その信号がストップパルスとして時間計測部２２０に出力される。
【００２１】
そして、図８に示すように、時間計測部２２０はパルス発生部２１０からのスタートパルスと受光回路３２からのストップパルスの時間間隔Δｔｎを計測し、時間データとして距離・差速計測部２３１に出力する。この距離・差速計測部２３１では時間データから前方車輌との間の距離を算出する。また、パルス発生部２１０からのスタートパルスと受光回路３２からのストップパルスの時間間隔を複数回数計測し、時間間隔の変化量Δｔｎ＋１−Δｔｎを求めて前方車輌との差速を算出する。距離・差速計測部２３１から距離・差速情報を速表示手段４００で運転者や同乗者に知らせる。得られた距離・差速情報から警報判別部２３３によって衝突が予測されるような時は、運転者や同乗者に警報を出す警報手段３００を作動させる。これにより運転支援装置等に適用が可能となる。
【００２２】
次に、本実施形態のレーザレーダシステムにおけるスキャンモード及びトラッキングモードについて概説する。
図９はスキャンモード時のレーザ光走査の様子を示す概略図である。スキャンモードでは自車輌Ａから広範囲にレーザ光を走査して、前方車輌Ｂの有無を探索するモードである。光偏向素子に図９のような直線の電圧信号を印加し、レーザ光をラインスキャンさせる。本実施形態のレーザレーダシステムではパルスレーザ光はλ８７０［ｎｍ］、繰り返し周波数１００［ｋＨｚ］、パルス幅３０［ｎｓ］、平均パワーは１００［ｍＷ］を用いている。光偏向素子の印加電圧は±１５０［Ｖ］、走査周波数は３０［Ｈｚ］であり、走査角度は３０°、角度分解能は０．３°である。走査初期角θsから走査終了角θeまで走査すると、図７の主制御部２３０のスキャンモード・トラッキングモード切替え判別部２３２は受光信号データから前方車輌の存在の有無を判定する。図９の前方車輌Ｂのリフレクタからの反射強度を受光量の閾値として、前方車輌の存在を判断する。前方車輌無しと判別するとスキャンモードを継続する。前方車輌有りと判別するとトラッキングモードへと切り替える。一方、トラッキングモードは光偏向素子に一定の電圧信号を印加して、レーザ光を前方車輌のリフレクタに出射する。前方車輌Ｂに２つのリフレクタＢ１、Ｂ２を検出した場合は、受光信号量が大きい方のリフレクタを追尾する。主制御部２３０の距離・差速計算部２３１はレーザ光のスタートパルスとのストップパルスの時間差から車間距離と差速を算出する。
【００２３】
次に、本実施形態のレーザレーダシステムにおけるモード切替え動作について当該動作フローを示す図１０に従って説明する。
前方車輌を探索するために、スキャンモードで光偏向素子に図１１のような直線の電圧信号を印加し、レーザ光をラインスキャンさせる（ステップＳ１０１）。図９の前方車輌ＢのリフレクタＢ１、Ｂ２の２箇所からの比較的高い反射強度の受光強度と閾値Ｉｔｈとを比較し、受光強度が閾値Ｉｔｈより大きいときに前方車輌の存在有りと判断する（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）。そして、スキャンモードからトラッキングモードに移行し、前方車輌を追尾する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。このとき、図１２に示すように、追尾している前方車輌ＢのリフレクタＢ１の中心Ｂ１−ａからの１方向と、リフレクタＢ１の周囲２箇所Ｂ１−ｂ，Ｂ１−ｃからの２方向と、合計３方向に一定時間パルスレーザ光を出射する。各方向への出力時間は１１．１１［ｍｓ］である。Ｂ１−ａへの偏向角はθであって、スキャンモードでリフレクタを検出した角度である。また、周囲２箇所Ｂ１−ｂ，Ｂ１−ｃへの微小偏向角Δθは３°である。ここで、図１３は３方向の光偏光素子の印加電圧の経時変化を示す図である。
【００２４】
本実施形態のレーザレーダシステムは３３．３３［ｍｓ］間隔で３方向からの受光信号を取得することができる（ステップＳ１０５）。リフレクタからの受光強度をＩ（θ）とした時、このようなトラッキングモード時に、例えば図１２に示すように、Ｉ（θ）＞Ｉ（θ-Δθ）  かつ  Ｉ（θ）＞I(θ＋Δθ)であれば（ステップＳ１０６；ＹＥＳ、ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、スタートパルスとストップパルスの時間差から距離・差速を計算し（ステップＳ１０８）、車内のディスプレイに表示するとともに、レーザ光を照射して前方車輌を継続して追尾する。例えば前方車輌Ｂが自車輌Ａに対して左右方向に移動した場合、Ｉ（θ）＜Ｉ（θ-Δθ）  あるいは  Ｉ（θ）＜I(θ＋Δθ)であれば（ステップＳ１０６；ＮＯ、ステップＳ１０７；ＮＯ）、前方車輌Ｂが自車輌Ａに対して相対的に左右方向へ移動したと判断し、θ→θ＋Δθ又はθ−Δθとなるように、主偏向角θを補正する（ステップＳ１０９）。
【００２５】
図１４のように前方車輌Ｂが自車輌Ａに対して相対的に右方向へ移動した場合は、受光強度特性を示す図１５での３００［ｍｓ］時のようにＩ（θ）＜Ｉ（θ-Δθ）となる。また、Ｉ（θ）＜Ｉｔｈ  かつ  Ｉ（θ−Δθ）＜Ｔｔｈを満たした場合には、前方車輌Ｂと自車輌Ａとの間に別の車輌が割り込んだか、もしくは前方車輌Ｂの右左折によって追尾していた対象物を見失ったと判断し、トラッキングモードからスキャンモードへ切り替える（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）。Ｉ（θ）＜Ｉｔｈ  かつ  Ｉ（θ−Δθ）＜Ｔｔｈを満たすまではトラッキングモードを継続する。
【００２６】
なお、上述した実施形態は１次レーザレーダシステムであるが、２次元レーザレーダシステムは距離情報だけではなく、高さ情報を得ることが可能である。光源は１次元レーザレーダシステムと同様、８５０［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］の半導体レーザを用いて、Ｘ方向光偏向素子、Ｚ方向光偏向素子ともに電気光学素子からなる。Ｘ方向光偏光素子とＺ方向光偏向素子の間には、λ／２偏向板を設置し、両光偏向素子に入射する偏光方向をＰ偏光にする。Ｚ方向光偏向素子はガルバノミラーやＭＥＭＳミラーも使用可能である。
【００２７】
以上説明したように、実施形態によれば、図７に示すように、発光部１０発光素子１１から照射されるレーザ光は、図２〜図４に示すような電気光学結晶を用いた光偏向素子２１によって所定の偏向角に可変され走査される。そして、スキャンモードでは電気光学結晶を用いた光偏向素子２１によって広範囲な偏向範囲で走査する。対象物からの反射光を受光素子３１によって受光して対象物を捕捉する。時間計測部２２０によって発光して受光するまでの時間を計測し、この時間に基づいて距離・差速計算部２３１によって対象物までの距離や差速が計算される。一方、スキャンモードから切り替わったトラッキングモードでは、光偏向素子２１によってスキャンモード時の偏向角より微小な偏向角で偏向走査する。対象物からの複数の反射光を受光素子によって受光して対象物を追尾する。複数の反射光の強度変化によって対象物の移動方向が検出することができる。これにより、簡便な処理で、精度良く対象物を追尾することができるレーザレーダシステムを提供できる。
【００２８】
そして、光偏向素子２１によって微小な偏向角での偏向走査によるレーザ光の対象物から反射されたレーザ光の信号情報に基づいて光偏向素子の偏向角を補正する。より精度良く対象物を追尾することができる。
【００２９】
また、実施形態によれば、光偏向素子２１に用いた電気光学結晶には、ニオブ酸リチウム、酸化マグネシウム添加ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムのいずれかを用いることが望ましい。これにより、小型化を図れる。
【００３０】
更に、実施形態によれば、光偏向部２０に対し垂直に光を偏向させる別の偏向部を設けることで２次元レーザレーダシステムを構築することができる。
【００３１】
また、実施形態によれば、車輌にレーザレーダシステムを搭載し、前方車輌を精度よく捕捉、追尾することができ、追突等の事故を避けることができ、運転支援装置に適用可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
１  レーザレーダシステム
１０  発光部
１１  発光素子
１２  発光回路
１３  光源
１４  コリメートレンズ
２０  光偏向部
２１  光偏向素子
２２  光偏向回路
２３  集光レンズ
２４  光偏向素子
２４−１  光導波層
２４−２  上部電極
２４−３  下部電極
２４−４  電気光学プリズム
２５  コリメートレンズ
２６  画角拡大レンズ
３０  受光部
３１  受光素子
３２  受光回路
３３  遮光フィルタ
３４  集光レンズ
１００  レーザレーダモジュール
２００  信号処理部
２１０  パルス発生部
２２０  時間計測部
２３０  主制御部
２３１  距離・差速計算部
２３２  スキャンモード・トラッキングモード切替え判別部
２３３  警報判別部
３００  警報手段
４００  表示手段
５００  電源
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開平８−６２３３３号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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