JPH10170637A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH10170637A JPH10170637A JP33558896A JP33558896A JPH10170637A JP H10170637 A JPH10170637 A JP H10170637A JP 33558896 A JP33558896 A JP 33558896A JP 33558896 A JP33558896 A JP 33558896A JP H10170637 A JPH10170637 A JP H10170637A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の発光素子をパルス発光して得られる各
々の光ビームを回転多面鏡によって走査して移動物体等
を検知する光走査装置において、各発光素子の寿命や動
作の安定性を損なうことなく、走査方向およびこれに直
交する方向の各分解能をいずれも高めるようにする。 【解決手段】 各発光素子８a，８bは、各素子８a，８b
ごとに互いに異なるタイミングでもってパルス発光され
る一方、回転多面鏡１２よって走査される各光ビームの
走査領域が互いに略オーバーラップするように調整する
光学調整手段２２a，２２bを備えている。
々の光ビームを回転多面鏡によって走査して移動物体等
を検知する光走査装置において、各発光素子の寿命や動
作の安定性を損なうことなく、走査方向およびこれに直
交する方向の各分解能をいずれも高めるようにする。 【解決手段】 各発光素子８a，８bは、各素子８a，８b
ごとに互いに異なるタイミングでもってパルス発光され
る一方、回転多面鏡１２よって走査される各光ビームの
走査領域が互いに略オーバーラップするように調整する
光学調整手段２２a，２２bを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば道路上を
走行する自動車などの移動物体を検知する場合に使用さ
れる光走査装置に関する。
走行する自動車などの移動物体を検知する場合に使用さ
れる光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の光走査装置としては、た
とえば、図１１に示す構成のものがある。
とえば、図１１に示す構成のものがある。
【０００３】この光走査装置１0は、たとえば料金所の
手前の道路Ｒ上に架設されたガントリー(図示せず)など
の上部に設置されるもので、光ビームを出射する投光部
２と、この投光部２からの光ビームを道路Ｒを横切るよ
うに扇状に走査する光走査部４と、この光走査部４で走
査しつつ出射された光ビームの反射光を受光する受光部
６とを備えている。
手前の道路Ｒ上に架設されたガントリー(図示せず)など
の上部に設置されるもので、光ビームを出射する投光部
２と、この投光部２からの光ビームを道路Ｒを横切るよ
うに扇状に走査する光走査部４と、この光走査部４で走
査しつつ出射された光ビームの反射光を受光する受光部
６とを備えている。
【０００４】投光部２は、半導体レーザやＬＥＤ等の単
一の発光素子８と、この発光素子８からの光を平行な光
ビームにする単一の投光レンズ１０とからなる。また、
光走査部４は、単一の回転多面鏡１２と、これを一定速
度で回転駆動するモータ１４とからなる。さらに、受光
部６は、道路Ｒや自動車等の移動物体Ｃからの反射光を
集光する受光レンズ１６と、この受光レンズ１６で集光
された光を受光して電気信号に変換するＰＤ(フォトダ
イオード)等の受光素子１８とからなる。
一の発光素子８と、この発光素子８からの光を平行な光
ビームにする単一の投光レンズ１０とからなる。また、
光走査部４は、単一の回転多面鏡１２と、これを一定速
度で回転駆動するモータ１４とからなる。さらに、受光
部６は、道路Ｒや自動車等の移動物体Ｃからの反射光を
集光する受光レンズ１６と、この受光レンズ１６で集光
された光を受光して電気信号に変換するＰＤ(フォトダ
イオード)等の受光素子１８とからなる。
【０００５】上記構成の光走査装置１0において、投光
部２の発光素子８が所定の周期でパルス発光される。発
光素子８をパルス発光させるのは、素子８の長寿命化を
図り、また、太陽光の影響などを除くためである。ま
た、パルス発光の周期は、当然ながら、光走査装置１0
と道路Ｒの路面間を光ビームが１往復する時間よりも長
くなるように、たとえば５０μsecに設定されている。
部２の発光素子８が所定の周期でパルス発光される。発
光素子８をパルス発光させるのは、素子８の長寿命化を
図り、また、太陽光の影響などを除くためである。ま
た、パルス発光の周期は、当然ながら、光走査装置１0
と道路Ｒの路面間を光ビームが１往復する時間よりも長
くなるように、たとえば５０μsecに設定されている。
【０００６】そして、この発光素子８からの光は、投光
レンズ１０によって平行な１本の光ビームに変換され、
これが回転多面鏡１２で反射されて道路Ｒ上に向けて出
射される。その場合、回転多面鏡１２は、常時、モータ
１４で一定速度で回転されているので、回転多面鏡１２
で反射された光ビームは、道路Ｒを略直角に横切る状態
で一平面内において扇状に順次走査される。
レンズ１０によって平行な１本の光ビームに変換され、
これが回転多面鏡１２で反射されて道路Ｒ上に向けて出
射される。その場合、回転多面鏡１２は、常時、モータ
１４で一定速度で回転されているので、回転多面鏡１２
で反射された光ビームは、道路Ｒを略直角に横切る状態
で一平面内において扇状に順次走査される。
【０００７】ここで、道路Ｒ上に自動車などの移動物体
Ｃが存在しない場合には、光走査装置１0から出射され
た光ビームは、路面でそのまま反射され、その反射光が
光走査装置１0の受光部６に入射される。そして、この
反射光は、受光レンズ１６によって集光された後、受光
素子１８で受光されて電気信号に変換されて出力され
る。
Ｃが存在しない場合には、光走査装置１0から出射され
た光ビームは、路面でそのまま反射され、その反射光が
光走査装置１0の受光部６に入射される。そして、この
反射光は、受光レンズ１６によって集光された後、受光
素子１８で受光されて電気信号に変換されて出力され
る。
【０００８】一方、道路Ｒ上に移動物体Ｃが存在する場
合には、光走査装置１0から順次走査されつつ出射され
る光ビームは、路面に達するまでの途中で車両Ｃによっ
て反射されるため、受光素子１８で受光されるに要する
時間が移動物体Ｃが存在しない場合よりも短くなる。そ
こで、図外の信号処理回路によって、投受光に要する時
間を計測することにより、移動物体Ｃの有無や形状が検
出される。
合には、光走査装置１0から順次走査されつつ出射され
る光ビームは、路面に達するまでの途中で車両Ｃによっ
て反射されるため、受光素子１８で受光されるに要する
時間が移動物体Ｃが存在しない場合よりも短くなる。そ
こで、図外の信号処理回路によって、投受光に要する時
間を計測することにより、移動物体Ｃの有無や形状が検
出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術の
ように、発光部２からの１本の光ビームを回転多面鏡１
２によって単に走査する構成の場合において、移動物体
Ｃが移動する長さ方向およびこれに直交する幅方向の各
分解能をそれぞれΔＬ，ΔＷとしたとき、ΔＬ，ΔＷ
は、次の関係がある。
ように、発光部２からの１本の光ビームを回転多面鏡１
２によって単に走査する構成の場合において、移動物体
Ｃが移動する長さ方向およびこれに直交する幅方向の各
分解能をそれぞれΔＬ，ΔＷとしたとき、ΔＬ，ΔＷ
は、次の関係がある。
【００１０】 ΔＬ＝Ｖ・Ｔ (１) ΔＷ＝Δt・Ｗ／Ｔ (２) (ただし、Ｖ：移動物体Ｃの移動速度、Ｔ：光ビームを
１走査するのに要する時間(走査周期)、Ｗ：光ビームの
走査範囲、Δt：光ビームのパルス発光周期）ここで、
移動物体Ｃの形状が小さくかつ移動速度が速いような場
合でも、その形状等を精度良く検出するためには、両分
解能ΔＬ，ΔＷが共に高い（細かい)ほうが好ましい。
１走査するのに要する時間(走査周期)、Ｗ：光ビームの
走査範囲、Δt：光ビームのパルス発光周期）ここで、
移動物体Ｃの形状が小さくかつ移動速度が速いような場
合でも、その形状等を精度良く検出するためには、両分
解能ΔＬ，ΔＷが共に高い（細かい)ほうが好ましい。
【００１１】ここで、光ビームの走査範囲Ｗを一定に確
保するとき、両分解能ΔＬ，ΔＷを高くするには、
(１)，(２)式の関係から分かるように、回転多面鏡１２
を高速回転して光ビームの走査周期Ｔを短くするととも
に、走査周期Ｔを短くした分だけ発光素子８のパルス発
光周期Δtも短くすればよい。
保するとき、両分解能ΔＬ，ΔＷを高くするには、
(１)，(２)式の関係から分かるように、回転多面鏡１２
を高速回転して光ビームの走査周期Ｔを短くするととも
に、走査周期Ｔを短くした分だけ発光素子８のパルス発
光周期Δtも短くすればよい。
【００１２】しかし、パルス発光周期Δtを徒に短くす
るのは、特に、発光素子８が半導体レーザのようなもの
では、その動作の安定性の確保や、寿命維持の点で自ず
と限界がある。
るのは、特に、発光素子８が半導体レーザのようなもの
では、その動作の安定性の確保や、寿命維持の点で自ず
と限界がある。
【００１３】このように、パルス発光周期Δtを短くす
るのには限界があるので、(２)式において、幅方向の分
解能ΔＷを高くするには、光ビームの走査周期Ｔを長く
すればよいが、そうすると、(１)式から分かるように、
長さ方向の分解能ΔＬが悪くなってしまう。一方、光ビ
ームの走査周期Ｔを短くすれば、長さ方向の分解能ΔＬ
は高くなるが、逆に幅方向の分解能ΔＷが悪くなる。
るのには限界があるので、(２)式において、幅方向の分
解能ΔＷを高くするには、光ビームの走査周期Ｔを長く
すればよいが、そうすると、(１)式から分かるように、
長さ方向の分解能ΔＬが悪くなってしまう。一方、光ビ
ームの走査周期Ｔを短くすれば、長さ方向の分解能ΔＬ
は高くなるが、逆に幅方向の分解能ΔＷが悪くなる。
【００１４】つまり、従来のものでは、ΔＬとΔＷとは
トレードオフの関係となるため、両分解能ΔＬ，ΔＷを
共に高く(細かく)することができない。
トレードオフの関係となるため、両分解能ΔＬ，ΔＷを
共に高く(細かく)することができない。
【００１５】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、発光素子のパルス発光周期を徒に短く
しなくても、長さ方向および幅方向の両分解能をいずれ
も高く(細かく)できるようにすることを課題とする。
なされたもので、発光素子のパルス発光周期を徒に短く
しなくても、長さ方向および幅方向の両分解能をいずれ
も高く(細かく)できるようにすることを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、次の構成を採用している。
解決するため、次の構成を採用している。
【００１７】すなわち、請求項１記載に係る発明では、
複数の発光素子をパルス発光して得られる各々の光ビー
ムを単一の回転多面鏡によって走査する構成であって、
その場合に、各発光素子は、各素子ごとに互いに異なる
タイミングでもってパルス発光される一方、各光ビーム
の走査領域が互いに略オーバーラップするように調整す
る光学調整手段を備えている。
複数の発光素子をパルス発光して得られる各々の光ビー
ムを単一の回転多面鏡によって走査する構成であって、
その場合に、各発光素子は、各素子ごとに互いに異なる
タイミングでもってパルス発光される一方、各光ビーム
の走査領域が互いに略オーバーラップするように調整す
る光学調整手段を備えている。
【００１８】上記の光学調整手段としては、請求項２記
載のように、各発光素子からの光ビームが回転多面鏡に
よって反射される走査光路上にそれぞれ反射鏡を配置し
て構成したり、請求項３記載のように、回転多面鏡の反
射面を回転軸に対して所定角度だけ傾斜して構成した
り、請求項４記載のように、各発光素子からの光ビーム
を合波して回転多面鏡に照射するビームスプリッタで構
成したり、請求項５記載のように、各発光素子を回転多
面鏡に対して並列配置し、かつ、回転多面鏡の回転軸方
向の長さが最外端に位置する両発光素子の光軸間距離よ
りも長く形成されて構成したり、さらには、請求項６記
載のように、回転多面鏡の反射面が、各発光素子ごと
に、その回転方向に沿って所定の角度分ずつ互いにずら
せて形成されて構成したりすることができる。
載のように、各発光素子からの光ビームが回転多面鏡に
よって反射される走査光路上にそれぞれ反射鏡を配置し
て構成したり、請求項３記載のように、回転多面鏡の反
射面を回転軸に対して所定角度だけ傾斜して構成した
り、請求項４記載のように、各発光素子からの光ビーム
を合波して回転多面鏡に照射するビームスプリッタで構
成したり、請求項５記載のように、各発光素子を回転多
面鏡に対して並列配置し、かつ、回転多面鏡の回転軸方
向の長さが最外端に位置する両発光素子の光軸間距離よ
りも長く形成されて構成したり、さらには、請求項６記
載のように、回転多面鏡の反射面が、各発光素子ごと
に、その回転方向に沿って所定の角度分ずつ互いにずら
せて形成されて構成したりすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
光走査装置を道路上に設置した状態を示す斜視図、図２
は光走査装置の投光部と光走査部との詳細を示す斜視
図、図３は図２の正面図である。
光走査装置を道路上に設置した状態を示す斜視図、図２
は光走査装置の投光部と光走査部との詳細を示す斜視
図、図３は図２の正面図である。
【００２０】この光走査装置１は、たとえば料金所の手
前の道路Ｒ上に架設されたガントリー(図示せず)などの
上部に設置されており、２本の光ビームを出射する投光
部２と、この投光部２からの各々の光ビームを道路Ｒを
横切るように扇状に走査する光走査部４と、この光走査
部４で走査しつつ出射された各光ビームの反射光を受光
する受光部６とを備えている。
前の道路Ｒ上に架設されたガントリー(図示せず)などの
上部に設置されており、２本の光ビームを出射する投光
部２と、この投光部２からの各々の光ビームを道路Ｒを
横切るように扇状に走査する光走査部４と、この光走査
部４で走査しつつ出射された各光ビームの反射光を受光
する受光部６とを備えている。
【００２１】投光部２は、半導体レーザやＬＥＤ等から
なる一対の発光素子８a，８bと、各発光素子８a，８bか
らの光を平行な光ビームにする一対の投光レンズ１０
a，１０bとからなり、一方の発光素子８aおよび投光レ
ンズ１０aの共通の光軸２０aと、他方の発光素子８bお
よび投光レンズ１０bの共通の光軸２０bとが互いに並列
するように配置されている。そして、各発光素子８a，
８bは、後述のタイミングパルス発生回路３０によっ
て、各素子８a，８bごとに互いに異なるタイミングでも
ってパルス発光するように制御される。
なる一対の発光素子８a，８bと、各発光素子８a，８bか
らの光を平行な光ビームにする一対の投光レンズ１０
a，１０bとからなり、一方の発光素子８aおよび投光レ
ンズ１０aの共通の光軸２０aと、他方の発光素子８bお
よび投光レンズ１０bの共通の光軸２０bとが互いに並列
するように配置されている。そして、各発光素子８a，
８bは、後述のタイミングパルス発生回路３０によっ
て、各素子８a，８bごとに互いに異なるタイミングでも
ってパルス発光するように制御される。
【００２２】また、光走査部４は、単一の回転多面鏡１
２を備え、この回転多面鏡１２は、その周方向に沿って
多数(ここでは６つ)の反射面１３が回転軸oに並行して
形成されており、その回転軸oが投光部２の両光軸２０
a，２０bを含む平面に直交するように配置されている。
２を備え、この回転多面鏡１２は、その周方向に沿って
多数(ここでは６つ)の反射面１３が回転軸oに並行して
形成されており、その回転軸oが投光部２の両光軸２０
a，２０bを含む平面に直交するように配置されている。
【００２３】さらに、この実施形態では、回転多面鏡１
２の各反射面１３により反射される各々の光ビームの走
査光路上に反射鏡２２a，２２bがそれぞれ配置されてい
る。そして、各反射鏡２２a，２２bは、図１に示すよう
に、回転多面鏡１２の回転に伴って走査される光ビーム
を道路Ｒに向けて反射しつつ、これによって形成される
２つの走査領域Ａa，Ａbが道路Ｒを横切る方向において
互いに略オーバーラップするようにその反射角度が設定
されている。よって、これらの各反射鏡２２a，２２bが
特許請求の範囲における光学調整手段に相当する。
２の各反射面１３により反射される各々の光ビームの走
査光路上に反射鏡２２a，２２bがそれぞれ配置されてい
る。そして、各反射鏡２２a，２２bは、図１に示すよう
に、回転多面鏡１２の回転に伴って走査される光ビーム
を道路Ｒに向けて反射しつつ、これによって形成される
２つの走査領域Ａa，Ａbが道路Ｒを横切る方向において
互いに略オーバーラップするようにその反射角度が設定
されている。よって、これらの各反射鏡２２a，２２bが
特許請求の範囲における光学調整手段に相当する。
【００２４】受光部６は、道路Ｒの路面や自動車等の移
動物体Ｃからの反射光を集光する受光レンズ１６と、こ
の受光レンズ１６で集光された光を受光して電気信号に
変換するＰＤ(フォトダイオード)等の受光素子１８とか
らなる。
動物体Ｃからの反射光を集光する受光レンズ１６と、こ
の受光レンズ１６で集光された光を受光して電気信号に
変換するＰＤ(フォトダイオード)等の受光素子１８とか
らなる。
【００２５】図４は光走査装置１の投受光制御回路の部
分を示すブロック図である。
分を示すブロック図である。
【００２６】同図において、３０はタイミングパルス発
生回路、３２a，３２bは上記の各発光素子８a，８bを駆
動する投光モジュール、３４は上記の受光素子１８の検
出出力を増幅して取り出す受光モジュール、３６は受光
モジュール３４からの出力を識別するための視野判別回
路である。
生回路、３２a，３２bは上記の各発光素子８a，８bを駆
動する投光モジュール、３４は上記の受光素子１８の検
出出力を増幅して取り出す受光モジュール、３６は受光
モジュール３４からの出力を識別するための視野判別回
路である。
【００２７】次に、上記構成の光走査装置１の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２８】回転多面鏡１２は、図外のモータによって
一定速度で回転駆動される一方、各発光素子８a，８b
は、タイミングパルス発生回路３０から出力される発光
タイミングパルスに同期して、各投光モジュール３２
a，３２bによってパルス発光される。この場合、各素子
８a，８bは、図５に示すように、各素子８a，８bごとに
互いに異なるタイミング(ここでは、各素子８a，８bに
ついて位相が９０°ずれたタイミング)でもってパルス
発光される。
一定速度で回転駆動される一方、各発光素子８a，８b
は、タイミングパルス発生回路３０から出力される発光
タイミングパルスに同期して、各投光モジュール３２
a，３２bによってパルス発光される。この場合、各素子
８a，８bは、図５に示すように、各素子８a，８bごとに
互いに異なるタイミング(ここでは、各素子８a，８bに
ついて位相が９０°ずれたタイミング)でもってパルス
発光される。
【００２９】そして、各々の発光素子８a，８bからの光
は、投光レンズ１０a，１０bによって平行な光ビームに
変換され、これが回転多面鏡１２で反射され、さらに、
各光ビームは、反射鏡２２a，２２bで反射されて道路Ｒ
の路面に向けて出射される。
は、投光レンズ１０a，１０bによって平行な光ビームに
変換され、これが回転多面鏡１２で反射され、さらに、
各光ビームは、反射鏡２２a，２２bで反射されて道路Ｒ
の路面に向けて出射される。
【００３０】この場合、回転多面鏡１２は、常時、図示
しないモータによって一定速度で回転されているので、
回転多面鏡１２および反射鏡２２a，２２bで反射された
光ビームは、図１に示すように、その走査周期が互いに
同じで、かつ走査方向が逆向きの状態で、道路Ｒを略直
角に横切って扇状に走査される。このとき、各々の光ビ
ームの走査領域Ａa，Ａbは、道路Ｒを横切る方向におい
て同じ走査幅Ｗであり、また、道路Ｒの走行方向に符号
Ｂで示す距離だけ若干前後するものの略オーバーラップ
した状態となる。
しないモータによって一定速度で回転されているので、
回転多面鏡１２および反射鏡２２a，２２bで反射された
光ビームは、図１に示すように、その走査周期が互いに
同じで、かつ走査方向が逆向きの状態で、道路Ｒを略直
角に横切って扇状に走査される。このとき、各々の光ビ
ームの走査領域Ａa，Ａbは、道路Ｒを横切る方向におい
て同じ走査幅Ｗであり、また、道路Ｒの走行方向に符号
Ｂで示す距離だけ若干前後するものの略オーバーラップ
した状態となる。
【００３１】したがって、各々の光ビームは、そのパル
ス発光周期Δtと、走査領域Ａa，Ａbを１走査するのに
要する時間(走査周期)Ｔとは共に従来と同じであって
も、各々の光ビームのパルス発光の位相がずれているの
で、道路Ｒの路面や自動車等の移動物体Ｃからの反射光
を単一の受光部６で受光する場合でも、その反射した各
光ビームの相互干渉を防ぐことができる。
ス発光周期Δtと、走査領域Ａa，Ａbを１走査するのに
要する時間(走査周期)Ｔとは共に従来と同じであって
も、各々の光ビームのパルス発光の位相がずれているの
で、道路Ｒの路面や自動車等の移動物体Ｃからの反射光
を単一の受光部６で受光する場合でも、その反射した各
光ビームの相互干渉を防ぐことができる。
【００３２】しかも、受光部６から見た場合の光ビーム
の照射パルスの間隔は、投光部２1の各発光素子８a，８
bのパルス発光周期Δtの１／２となる。つまり、投光部
２1の各発光素子８a，８bのパルス発光周期Δtを殊更短
くしなくても、幅方向の分解能ΔＷは、従来に比べて実
質的に２倍になる。
の照射パルスの間隔は、投光部２1の各発光素子８a，８
bのパルス発光周期Δtの１／２となる。つまり、投光部
２1の各発光素子８a，８bのパルス発光周期Δtを殊更短
くしなくても、幅方向の分解能ΔＷは、従来に比べて実
質的に２倍になる。
【００３３】よって、前述の(１)，(２)式の関係から分
かるように、移動物体Ｃに対する幅方向の分解能ΔＷを
十分に確保できる範囲で、回転多面鏡１２の回転速度を
高く設定し、光ビームの走査周期Ｔを短くすれば、長さ
方向の分解能ΔＬを同時に高くすることが可能となる。
かるように、移動物体Ｃに対する幅方向の分解能ΔＷを
十分に確保できる範囲で、回転多面鏡１２の回転速度を
高く設定し、光ビームの走査周期Ｔを短くすれば、長さ
方向の分解能ΔＬを同時に高くすることが可能となる。
【００３４】このため、形状が小さくかつ移動速度が速
い自動二輪車ようなものでも、その形状等を精度良く検
出することができる。
い自動二輪車ようなものでも、その形状等を精度良く検
出することができる。
【００３５】なお、道路Ｒの路面や自動車等の移動物体
Ｃからの光ビームの反射光が受光素子１８で受光され
て、その検出出力が受光モジュール３４で増幅されて取
り出された場合には、視野判別回路３６は、タイミング
パルス発生回路３０からの発光タイミングパルスに同期
して、２つの走査領域Ａa，Ａbの内のいずれの光ビーム
であるかを識別し、各走査領域Ａa，８bに対応した検出
信号をそれぞれ出力する。
Ｃからの光ビームの反射光が受光素子１８で受光され
て、その検出出力が受光モジュール３４で増幅されて取
り出された場合には、視野判別回路３６は、タイミング
パルス発生回路３０からの発光タイミングパルスに同期
して、２つの走査領域Ａa，Ａbの内のいずれの光ビーム
であるかを識別し、各走査領域Ａa，８bに対応した検出
信号をそれぞれ出力する。
【００３６】(その他の実施形態)上記の実施形態に対し
て、以下のような各種の変形を加えることが可能であ
る。
て、以下のような各種の変形を加えることが可能であ
る。
【００３７】(１) 図６および図７に示す実施形態で
は、図２に示したような各反射鏡２２a，２２bを設ける
代わりに、回転多面鏡１２の反射面１３が、回転軸oに
対して所定角度θだけ傾斜して形成されている。そし
て、この場合の反射面１３の傾斜角度θは、図１に示す
ように、この回転多面鏡１２によって反射されつつ走査
される２本の光ビームの各走査領域Ａa，Ａbが道路Ｒを
横切る方向において互いに略オーバーラップするように
設定されている。
は、図２に示したような各反射鏡２２a，２２bを設ける
代わりに、回転多面鏡１２の反射面１３が、回転軸oに
対して所定角度θだけ傾斜して形成されている。そし
て、この場合の反射面１３の傾斜角度θは、図１に示す
ように、この回転多面鏡１２によって反射されつつ走査
される２本の光ビームの各走査領域Ａa，Ａbが道路Ｒを
横切る方向において互いに略オーバーラップするように
設定されている。
【００３８】図６および図７に示す実施形態では、反射
鏡２０a，２０bを省略できる分だけ光学系の構造が簡単
になるが、回転多面鏡１２の反射面１３の形成精度が要
求される。
鏡２０a，２０bを省略できる分だけ光学系の構造が簡単
になるが、回転多面鏡１２の反射面１３の形成精度が要
求される。
【００３９】その他の構成および動作は、図１ないし図
４に示した実施形態の場合と同様であるから、詳しい説
明は省略する。
４に示した実施形態の場合と同様であるから、詳しい説
明は省略する。
【００４０】(２) 図８に示す実施形態では、図２に示
したような各反射鏡２２a，２２bを設ける代わりに、一
方の発光素子８aおよび投光レンズ１０aの共通の光軸２
０aと、他方の発光素子８bおよび投光レンズ１０bの共
通の光軸２０bとが互いに直交するように配置され、さ
らに、両光軸２０a，２０bの交点位置には、ビームスプ
リッタ２４が両光軸２０a，２０bに対してそれぞれ４５
°傾斜する状態で配置されている。しかも、回転多面鏡
１２の回転軸oが投光部２の両光軸２０a，２０bを含む
平面に平行するように配置されている。
したような各反射鏡２２a，２２bを設ける代わりに、一
方の発光素子８aおよび投光レンズ１０aの共通の光軸２
０aと、他方の発光素子８bおよび投光レンズ１０bの共
通の光軸２０bとが互いに直交するように配置され、さ
らに、両光軸２０a，２０bの交点位置には、ビームスプ
リッタ２４が両光軸２０a，２０bに対してそれぞれ４５
°傾斜する状態で配置されている。しかも、回転多面鏡
１２の回転軸oが投光部２の両光軸２０a，２０bを含む
平面に平行するように配置されている。
【００４１】この構成の光走査装置では、各発光素子８
a，８bからパルス発光されて投光レンズ１０a，１０bで
平行光となった２本の光ビームが、ビームスプリッタ２
４によって同じ一つの光軸２６上を通って回転多面鏡１
２に照射される。
a，８bからパルス発光されて投光レンズ１０a，１０bで
平行光となった２本の光ビームが、ビームスプリッタ２
４によって同じ一つの光軸２６上を通って回転多面鏡１
２に照射される。
【００４２】この場合、ビームスプリッタ２４により反
射、透過した光の光量は、各発光素子８a，８bからの出
射時の光量よりも幾分減少するものの、各光ビームの走
査方向が共に同じになるとともに、各々の光ビームの走
査領域Ａa，Ａbは道路Ｒの走行方向に沿って前後にずれ
ることなく完全にオーバーラップさせることができる。
このため、図４に示したような視野判別回路３６を省略
できるなど、受光後の信号処理が容易になる。
射、透過した光の光量は、各発光素子８a，８bからの出
射時の光量よりも幾分減少するものの、各光ビームの走
査方向が共に同じになるとともに、各々の光ビームの走
査領域Ａa，Ａbは道路Ｒの走行方向に沿って前後にずれ
ることなく完全にオーバーラップさせることができる。
このため、図４に示したような視野判別回路３６を省略
できるなど、受光後の信号処理が容易になる。
【００４３】その他の構成および動作は、図１ないし図
４に示した実施形態の場合と同様であるから、詳しい説
明は省略する。
４に示した実施形態の場合と同様であるから、詳しい説
明は省略する。
【００４４】(３) 図９に示す実施形態では、図８に示
したようなビームスプリッタ２４を設ける代わりに、一
方の発光素子８aおよび投光レンズ１０aの共通の光軸２
０aと、他方の発光素子８bおよび投光レンズ１０bの共
通の光軸２０bとが互いに並行して配置され、また、回
転多面鏡１２は、各光軸２０a，２０bを通る光ビームを
共に反射できるように、その回転軸oに沿う方向の長さq
が両光軸２０a，２０bの間隔pよりも大きくなるように
形成されている。
したようなビームスプリッタ２４を設ける代わりに、一
方の発光素子８aおよび投光レンズ１０aの共通の光軸２
０aと、他方の発光素子８bおよび投光レンズ１０bの共
通の光軸２０bとが互いに並行して配置され、また、回
転多面鏡１２は、各光軸２０a，２０bを通る光ビームを
共に反射できるように、その回転軸oに沿う方向の長さq
が両光軸２０a，２０bの間隔pよりも大きくなるように
形成されている。
【００４５】図９に示す実施形態では、他の実施形態に
比較して、回転多面鏡１２の回転軸oに沿う長さqが長く
なるものの、各走査領域Ａa，Ａbにおける光ビームの走
査方向は同一であり、しかも、構造が簡単な分だけ光学
系の調整等が容易である。
比較して、回転多面鏡１２の回転軸oに沿う長さqが長く
なるものの、各走査領域Ａa，Ａbにおける光ビームの走
査方向は同一であり、しかも、構造が簡単な分だけ光学
系の調整等が容易である。
【００４６】その他の構成および動作は、図８に示した
実施形態の場合と同様であるから、詳しい説明は省略す
る。
実施形態の場合と同様であるから、詳しい説明は省略す
る。
【００４７】(４) 図１０に示す実施形態における回転
多面鏡１２は、互いに一体化されて共通の回転軸oを有
する２つのブロック１２a，１２bからなり、各ブロック
１２a，１２bには、その周方向に沿って反射面１３a，
１３bが形成され、その各反射面１３a，１３bは、周方
向に沿って所定の角度分ずつ互いにずらせて形成されて
いる。
多面鏡１２は、互いに一体化されて共通の回転軸oを有
する２つのブロック１２a，１２bからなり、各ブロック
１２a，１２bには、その周方向に沿って反射面１３a，
１３bが形成され、その各反射面１３a，１３bは、周方
向に沿って所定の角度分ずつ互いにずらせて形成されて
いる。
【００４８】図１０に示す実施形態においても、各発光
素子８a，８bは、受光部６で受光する際の相互の光ビー
ムの干渉を防ぐために、光ビームの位相が互いに異なる
ようなタイミングでもってパルス発光される。この実施
形態の場合、回転多面鏡１２の形状が全体的に複雑にな
るが、各光ビームは、互いに近接した複数の走査領域Ａ
a，Ａbを同じ範囲Ｗで走査するため、高速で微小な移動
物体Ｃを見逃すことなく確実に検知することができる。
素子８a，８bは、受光部６で受光する際の相互の光ビー
ムの干渉を防ぐために、光ビームの位相が互いに異なる
ようなタイミングでもってパルス発光される。この実施
形態の場合、回転多面鏡１２の形状が全体的に複雑にな
るが、各光ビームは、互いに近接した複数の走査領域Ａ
a，Ａbを同じ範囲Ｗで走査するため、高速で微小な移動
物体Ｃを見逃すことなく確実に検知することができる。
【００４９】その他の構成および動作は、図９に示した
実施形態の場合と同様であるから、詳しい説明は省略す
る。
実施形態の場合と同様であるから、詳しい説明は省略す
る。
【００５０】なお、上記の各実施形態では、いずれも、
投光部２をそれぞれ一対の発光素子８a，８bと投光レン
ズ１０a，１０bとで構成しているが、３つ以上の発光素
子と投光レンズとを備えた構成とすることもできる。こ
のようにすれば、さらに幅方向の分解能ΔＷを向上させ
ることが可能となる。
投光部２をそれぞれ一対の発光素子８a，８bと投光レン
ズ１０a，１０bとで構成しているが、３つ以上の発光素
子と投光レンズとを備えた構成とすることもできる。こ
のようにすれば、さらに幅方向の分解能ΔＷを向上させ
ることが可能となる。
【００５１】さらに、上記の各実施形態では、光走査装
置１を道路Ｒの上方に設置した場合について説明した
が、路側に設置することもできる。この位置に配置にす
れば、移動物体Ｃの側面から見た断面形状を計測できる
ため、移動物体Ｃが車両のようなものでは、その軸数等
を検出することができる。
置１を道路Ｒの上方に設置した場合について説明した
が、路側に設置することもできる。この位置に配置にす
れば、移動物体Ｃの側面から見た断面形状を計測できる
ため、移動物体Ｃが車両のようなものでは、その軸数等
を検出することができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。
【００５３】(１) 請求項１記載に係る発明では、複数
の発光素子の各々のパルス発光周期を徒に短くしなくて
も、走査方向およびこれに直交する方向の各分解能をい
ずれも高めることができる。
の発光素子の各々のパルス発光周期を徒に短くしなくて
も、走査方向およびこれに直交する方向の各分解能をい
ずれも高めることができる。
【００５４】このため、各発光素子の寿命や動作の安定
性を損なうことなく、形状が小さくかつ移動速度が速い
ような移動物体でも、その形状等を精度良く検出するこ
とが可能となる。
性を損なうことなく、形状が小さくかつ移動速度が速い
ような移動物体でも、その形状等を精度良く検出するこ
とが可能となる。
【００５５】(２) 請求項２記載の構成においては、請
求項１記載の効果に加えて、回転多面鏡の形状を薄く
し、小型化を図ることができる。
求項１記載の効果に加えて、回転多面鏡の形状を薄く
し、小型化を図ることができる。
【００５６】(３) 請求項３記載の構成においては、請
求項１記載の効果に加えて、回転多面鏡の形状を薄くで
き、かつ、光走査部の構造を簡単にすることができる。
求項１記載の効果に加えて、回転多面鏡の形状を薄くで
き、かつ、光走査部の構造を簡単にすることができる。
【００５７】(４) 請求項４記載の構成においては、請
求項１記載の効果に加えて、各光ビームの走査方向およ
び走査位置を一致させることができ、受光後の信号処理
が容易になる。
求項１記載の効果に加えて、各光ビームの走査方向およ
び走査位置を一致させることができ、受光後の信号処理
が容易になる。
【００５８】(５) 請求項５記載の構成においては、請
求項１記載の効果に加えて、各光ビームの走査方向を一
致させることができるとともに、構造が簡単なために光
学系の調整等が容易となる。
求項１記載の効果に加えて、各光ビームの走査方向を一
致させることができるとともに、構造が簡単なために光
学系の調整等が容易となる。
【００５９】(６) 請求項６記載の構成においては、請
求項１記載の効果に加えて、各光ビームの走査方向を一
致させることができるので、受光後の信号処理が容易に
なる。
求項１記載の効果に加えて、各光ビームの走査方向を一
致させることができるので、受光後の信号処理が容易に
なる。
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置を道路上に
設置した状態を示す斜視図である。
設置した状態を示す斜視図である。
【図２】図１の光走査装置の投光部と光走査部の詳細を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図１の光走査装置の制御回路部分を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】図１の光走査装置を構成する各々の発光素子の
パルス発光のタイミングを示すタイミングチャートであ
る。
パルス発光のタイミングを示すタイミングチャートであ
る。
【図６】他の実施形態の光走査装置の投光部と光走査部
の詳細を示す斜視図である。
の詳細を示す斜視図である。
【図７】図５の正面図である。
【図８】他の実施形態の光走査装置の投光部と光走査部
の詳細を示す斜視図である。
の詳細を示す斜視図である。
【図９】他の実施形態の光走査装置の投光部と光走査部
の詳細を示す斜視図である。
の詳細を示す斜視図である。
【図１０】他の実施形態の光走査装置の投光部と光走査
部の詳細を示す斜視図である。
部の詳細を示す斜視図である。
【図１１】従来の光走査装置を道路上に設置した状態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
１…光走査装置、２…投光部、４…光走査部、６…受光
部、８a，８b…発光素子、１０a，１０b…投光レンズ、
１２…回転多面鏡、１３…反射面、２２a，２２b…反射
鏡(光学調整手段)。
部、８a，８b…発光素子、１０a，１０b…投光レンズ、
１２…回転多面鏡、１３…反射面、２２a，２２b…反射
鏡(光学調整手段)。
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の発光素子をパルス発光して得られ
る各々の光ビームを単一の回転多面鏡によって走査する
ものであって、 前記各発光素子は、各素子ごとに互いに異なるタイミン
グでもってパルス発光される一方、各光ビームの走査領
域が互いに略オーバーラップするように調整する光学調
整手段を備えることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光走査装置において、 前記光学調整手段は、各発光素子からの光ビームが回転
多面鏡によって反射される走査光路上にそれぞれ反射鏡
を配置して構成されていることを特徴とする光走査装
置。 - 【請求項３】 請求項１記載の光走査装置において、 前記光学調整手段は、回転多面鏡の反射面を回転軸に対
して所定角度だけ傾斜して構成されていることを特徴と
する光走査装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の光走査装置において、 前記光学調整手段は、各発光素子からの光ビームを合波
して回転多面鏡に照射するビームスプリッタからなるこ
とを特徴とする光走査装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の光走査装置において、 前記光学調整手段は、各発光素子を回転多面鏡に対して
並列配置し、かつ、回転多面鏡の回転軸方向の長さが最
外端に位置する両発光素子の光軸間距離よりも長く形成
されてなることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項６】 請求項１記載の光走査装置において、 前記光学調整手段は、回転多面鏡の反射面が、各発光素
子ごとに、その回転方向に沿って所定の角度分ずつ互い
にずらせて形成されてなることを特徴とする光走査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33558896A JPH10170637A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33558896A JPH10170637A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170637A true JPH10170637A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18290271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33558896A Pending JPH10170637A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10170637A (ja) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-12-16 JP JP33558896A patent/JPH10170637A/ja active Pending
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